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1、数控机床与数控编程技术,单位：机电工程系,濮阳职业技术学院,1,、如何设定主轴转速设定,?,2,、怎样设定进给方式,?,3,、工件坐标系如何设定,?,4,、如何应用暂停指令,?,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,一、旧课复习,二、新课的教学内容,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点；其中,G02,为顺,时针圆弧插补，,G03,为逆时针圆弧插补。,圆弧的顺、逆方向的判断：沿与圆弧所在平面（如,XOZ,）相垂直,的另一坐标轴的负方向（如,-Y,）看去，顺时针为,G02,，逆时针为,G03,。,（一）成形面零件的编程与加工,1,、圆弧插补,
2、G02,、,G03,（,1,）,功能,（,2,）,格式,：,G02,（,G03,）,X,（,U,）,_ Z,（,W,）,_ I_ K_,F_,G02,（,G03,）,X,（,U,）,_ Z,（,W,）,_ R_,F_,用地址,X,，,Z,或,U,，,W,指定圆弧的终点，用绝对值或增量值,表示。增量值是从圆弧的始点到终点的距离值。圆弧中心用地址,I,，,K,指定。,I,，,K,方向与,X,，,Z,轴方向相同时取正值。,I,，,K,后面的,数值是圆弧始点到圆心的矢量分量，即增量值,I=,圆心,X,坐标,-,始点,X,坐标，,K=,圆心,Z,坐标,-,始点,Z,。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的
3、编程与加工,图,8-1 G02,、,G03,顺逆及,I,，,K,数值的确定,X,（,U,）、,Z,（,W,）是圆弧终点坐标；,I,、,K,分别是圆心相对圆弧起点的增量坐标，,I,为半径值编程。,R,是圆弧半径，不带正负号；,F,是进给速度。,G00,G01,G02,G03,是同组续效指令，缺省值,G01,。,本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，,则可省略不写。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,注意,坐标还可用,R,指定，对大于,180,的圆弧,不能指定,。,说明,：,具体采用哪种方法，视具体的数控系统而定,图,8-2 R,数值的确定,例,6,：逆时针圆弧
4、插补，如图,8-,3,所示。,（）绝对坐标方式,G03 X64.6 Z-18.4 I0 K-18.4,F100,；,或,G03 X64.6 Z-18.4 R18.4,F100,；,（）增量坐标方式,G03 U36.8 W-18.4 I0 K-18.4,F100,；,或,G03 U36.8 W-18.4 R18.4,F100,；,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,Z,轴,6,4,.,5,1,8.,4,3,2,.,2,1,5,.,7,2.,5,R,1,5,.,9,Z,轴,6,4,.,6,R,1,8,.,4,2,7,.,8,图,8-3,逆时针圆弧插补,?,图,8-4,所示，要求,车端面，
5、精车外圆，,切断。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,图,8-4,圆弧插补指令的应用,2,、案例分析,以轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘一次装夹完成加,工，并取零件右端面中心为工件坐标系零点。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,（,1,）根据零件图确定工件的装夹方式及加工工艺路线,（,2,）刀具选择,其工艺路线为,车端面,精车外,切断,90o外圆车刀,T0101,，车端面,35o外圆车刀,T0202,，精车外圆,切断刀,T0303,：宽,4 mm,，,（,3,）切削用量确定,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,加工内容,主轴转速,S,(r/min),进给速度
6、,F(mm/min),车端面,500,80,精车外圆,500,80,切断,300,20,表,8-1,切削用量表,（,4,）编程,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,程,序,说,明,O0002,；,程序名,N001 T0101,；,调用,1,号外圆刀,N002 M03 S500,；,主轴正转，,500r/min,N003 G00 X150 Z150,；,刀具快速定位,N004 G00 X60 Z0,；,快速定位，准备车端面,N005 G01 X0 F0.15,；,车端面,N006 G00 X150 Z150,；,回刀具起点,N007 T0202,；,调用,2,号外圆刀,N009 G00
7、 Z0,；,精车外圆,N010 G03 X40 Z-10 R10,；,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,N011 G01 W-12,；,N012 G02 X56 Z-30 R8,；,N013 G01 Z-50,；,N014 G00 G40 X150,；,回刀具起点,N015 Z150,；,N016 S300 M03 T0303,；,调用,3,号切断刀，转速,300r/min,N017 G00 X58 Z-49,；,切断,N018 G01 X1 F0.05,；,N019 G00 X150,；,回刀具起点,N020 Z150,；,N021 M05,；,主轴停转,N022 M30,；,程
8、序结束,（,公制螺纹，,F,是长度方向的导程（,0.001-500.000mm),英制螺纹，,I,是长轴方向的每英寸牙数（,0.060-254000.0,牙,英寸）,其中，,X(U),省略时为圆柱螺纹切削，,Z(W),省略时为端面螺纹切,削，,X(U),、,Z(W),都不省略为锥螺纹切削。,X,（,U,）、,Z,（,W,）是螺纹终点坐标；,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,（二）,螺纹的编程与加工,1.,车螺纹（,G32,）,（,1,）功能：该指令用于车削等螺距直螺纹、锥螺纹。,（,2,）,格式：,G32 X,（,U,）,_ Z,（,W,）,_ F_,G32 X,（,U,）,_ Z
9、,（,W,）,_ I_,（,3,）,说明,在车螺纹期间进给速度倍率、主轴速度倍率无效（固定,100%,）；,车螺纹期间不要使用恒表面切削速度控制，而要使用,G97,；,螺纹牙型高度（螺纹总切深）,牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离。是切削螺纹时车刀总,切入深度。普通螺纹的牙型理论高度,H=0.866P,。实际加工时，,由于螺纹车刀刀尖半径的影响，实际牙型高度按下式计算：,h=H-2(H/8)=0.6495P,。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,（,4,）,注意：,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,普通螺纹牙型尺寸分析,GB192-81,的螺纹的牙型结构：,其中：,D,
10、内螺纹大径,d,外螺纹大径,D2,内螺纹中径,d2,外螺纹中径,D1,内螺纹小径,d1,外螺纹小径,t,螺纹螺距,H,三角形高度,公式：,D2=D-2*3/8*H,d2=d-2*3/8*H,D1=D-2*5/8*H,d1=d-2*5/8*H,H=sqrt(3)/2*t,图,8-5,普通螺纹牙型尺寸分析,螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定,径向起点（编程大径）的确定决定于螺纹大径，螺纹小径,可按经验公式确定：,d=d-2,0.62P,（或,d=d-2h,）。,螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸的确定,车螺纹时，必须设置升速段,L,1,和降速段,L,2,，这样可避免,因车刀升降速而影响螺距的稳定，如图,8-
11、6,所示。通常,L,1,、,L,2,按下面公式计算：,L,1=n,P/400,（或,1-2P,），,L,2=n,P/1800,（或,0.5P,以上）,式中，,n,是主轴转速；,P,是螺纹螺距。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,图,8-6,螺纹起点的确定,因受机床结构及数控系统的影响，车螺纹时主轴的转速有,一定的限制。,分层背吃刀量,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,由于以上公式所计算的,L,1,、,L,2,是理论上所需的进退刀量，,实际应用时一般取值比计算值略大。在加工多头螺纹且先加,工完第一条螺纹然后再加工第二条螺纹时，
12、车刀的轴向起点,与加工第一条螺纹的轴向起点偏移一个螺距,P,即可。,螺纹加工中的走刀次数和进刀量（背吃刀量）会直,接影响螺纹的加工质量，若螺纹牙型较深、螺距较大，可,分几次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背,吃刀量所得的差按递减规律分配。车削螺纹时的走刀次数,和背吃刀量可参考下表。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,普通螺纹,牙深,=0.6495,P P,是螺纹螺距,螺距,1,1.5,2.0,2.5,3,3.5,4,牙深,0.649,0.974,1.299,1.624,1.949,2.273,2.598,走,刀,次,数,和,背
13、,吃,刀,量,1,次,0.7,0.8,0.9,1.0,1.2,1.5,1.5,2,次,0.4,0.6,0.6,0.7,0.7,0.7,0.8,3,次,0.2,0.4,0.6,0.6,0.6,0.6,0.6,4,次,0.16,0.4,0.4,0.4,0.6,0.6,5,次,0.1,0.4,0.4,0.4,0.4,6,次,0.15,0.4,0.4,0.4,7,次,0.2,0.2,0.4,8,次,0.15,0.3,9,次,0.2,例,1,：如图,8-7,所示，用,G32,进,行圆柱螺纹切削。,解：设定升速段,L1,为,4,，降,速段,L2,为,3,。,（,1,）计算螺纹底径,d,d=d-2,0.62
14、P=30-,2,0.62,2=27.52,（,2,）确定背吃刀量分布：,1,、,0.6,、,0.5,、,0.28,、,0.1,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,20,M,3,0,x,2,Z,轴,图,8-7,G32,编程举例,程序如下：,S300 M03 T0202,G00 X29.0 Z4,；,G32 Z-23.0 F2,；（第一次车螺纹）,G00 X32,；,Z4,；,X28.4,；（第二次车螺纹）,G32 Z-23.F2,；,G00 X32,；,Z4,；,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,G00 X32,；,Z4,；,X
15、27.9,；（第三次车螺纹）,G32 Z-23.F2,；,G00 X32,；,Z4,；,X27.62,；（第四次车螺纹）,G32 Z-23.F2,；,G00 X32,；,Z4,；,X27.52,；（第五次车螺纹）,G32 Z-23.F2,；,G00 X100 Z100,；,M30,；,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,适用于对直螺纹和锥螺纹的循环切削，每指定一次，从,始点出发“切入,-,切螺纹,-,让刀,-,返回始点”的,4,个动作作为一,个循环,自动进行一次螺纹切削循环。与前面的单一固定循环,G90,用法相同，只是,F,后边的进给量改为螺距值即可。,.,螺纹切削单一循环,G92,
16、（）直螺纹切削,格式：,G92 X,（,U,）,Z,（,W,）,F,其中,F,为螺纹螺距，轨迹与,G90,直线车削,循环类似。,（）锥螺纹切削,格式：,G92 X,（,U,）,Z,（,W,）,R F,其轨迹与,G90,锥体车削循环类似。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,例,2,：如图,8-6,所示，用,G92,指令,编程。,G00 X40 Z4,；,（刀具定位到循,环起点）,G92 X29.0 Z-42 F2,；（第一次,车螺纹）,X28.4,；（第二次车螺纹）,X27.9,；（第三次车螺纹）,X27.62,；（第四次车螺纹）,X27.52,；（第最后一次车螺纹）,G00 X15
17、0 Z150,；（刀具回换刀,点,),图,8-8,G92,编程举例,（,1,）功能：该指令用于多次自动循环车螺纹，数控加工程序,中只需指定一次，并在指令中定义好有关参数，则能自动进,行加工，车削过程中，除第一次车削深度外，其余各次车削,深度自动计算,，,该指令的执行过程如图,8-9,所示。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,车螺纹复合循环,G76,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,图,8-9,螺纹车削循环,G76,指令,m,是精车重复次数，从,1,99,，该参数为模态量；,r,是螺纹尾端倒角值，该值的大小可设置在,0.0L,9.9L,之间，系数应,为,0.1,的整数倍，
18、用,00,99,之间的两位整数来表示，其中,L,为螺距。,该参数为模态量；,a,是刀具角度，可从,80o,、,60o,、,55o,、,30o,、,29o,、,0o,六个角度中选择，,用两位整数来表示，该参数为模态量；,m,、,r,、,a,用地址,P,同时指定，例如，,m=2,，,r=1.2L,，,a=60o,，表示为,P021260,。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,（,2,）,G76,编程同时用两条指令定义，其格式为：,G76 Pm r a Q,?,dmin Rd,G76 X,（,u,）,Z,（,W,）,Ri Pk Q,?,d FL,（,3,）,说明：,?,dmin,是最小车
19、削深度，用半径值编程。车削过程中每次的车,削深度为（,?,d,?,d,），当计算深度小于这个极限值时，车削深,度锁定在这个值。该参数为模态量；,d,是精车余量，用半径值编程，该参数为模态量；,X,（,U,）、,Z,（,W,）是螺纹终点坐标值；,i,是螺纹锥度值，用半径值编程。若,R=0,，则为直螺纹；,k,是螺纹高度，用半径值编程；,?,d,是第一次车削深度，半径值编程；,i,、,k,、,?,d,的数值应以无小数点形式表示。,L,是螺距。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,4,案例分析：如图,8-10,所示，要求车端面，切槽，车螺纹。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,
20、图,8-9,螺纹车削举例,（）根据零件图确定工件的装夹方式及加工工艺路线,以不需要加工的,30,外圆为安装基准，并取零件右端面中,心为工件坐标系零点。其工艺路线为：,车,M30,螺纹大径,切槽,20,车,M30,螺纹,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,（,）刀具选择,90,0,外圆车刀,T0101,，车端面、螺纹大径,切断刀,T0202,：宽,4 mm,，,螺纹刀,T0303,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,（）切削用量确定,加工内容,主轴转速,S(r/min),进给速度,F(mm/min),车端面、螺纹大径,500,80,切槽,20,300,20,车,M30,螺纹,
21、600,2,表,8-2,切削用量表,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,O0003,程序名,N001 T0101,；,调用,1,号外圆刀,N002 M03 S500,；,主轴正转，转速,500r/min,N003 G00 X150 Z150,；,刀具快速定位,N004 G00 X32 Z0,；,快速定位，准备车端面,N005 G99 G01 X0 F0.15,；,车平端面,N06 G01 X26,；,准备倒角,N07 X29.8 Z-2,；,车螺纹大径,N08 Z-34,；,N09 G00 X150,；,回刀具起点,N010 Z150,；,N011 T0202,；,调用,2,号切槽刀
22、,N012 M03 S300,；,转速,800r/min,（,）,编,程,：,程,序,1,：,用,G92,指,令,编,程,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,N013 G00 X32 Z-34,；,N014 G01 X20 F0.05,；,切槽,N015 G00 X150,；,回刀具起点,N016 Z150,；,N017 T0303,；,调用,3,号螺纹刀,N018 M03 S600,；,转速,600r/min,N019 G00 X32 Z3,；,刀具定位到循环起点,N020 G92 X29.1 Z-32 F2,；,（第一次车螺纹）,N021 X28.5,；,（第二次车螺纹）,N02
23、2 X27.9,；,（第三次车螺纹）,N023 X27.5,；,（第四次车螺纹）,N024 X27.4,；,（最后一次车螺纹）,N025 G00 X150 Z150,；,（刀具回换刀点）,N026 M05,；,主轴停转,N027 M30,；,程序结束,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,程序,2,：用,G76,指令编程,O6007,程序名,N001 T0101,；,调用,1,号外圆刀,N019 G00 X32 Z3,；,（刀具定位到循环起点）,N020 G76 P010060,；,车螺纹,N021 G76 X27.4 Z-32 P1200 Q400 F2,；,N022 G00 X150 Z150,；,回刀具起点,N023 M05,；,主轴停转,N024 M30,；,程序结束,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,三、实训内容,图,8-9,螺纹车削实训,如图所示，已知毛坯为,40,150,的,45,钢，要,求编制数控加工程序并,完成零件的加工,。,通过本次课的教学，学生必须掌握,G02,、,G03,、,G32,、,G92,、,G76,等指令，,通过实训后，在理解的基础上能熟,练运用,G02,、,G03,、,G32,、,G92,、,G76,等,指令。,课题八,数控车,-,复杂轴类零件的编程与加工,四、课堂小结,
