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1、数控车床实习,金 工 实 习,一、实习目的,1.了解数控车床的工作原理和有关组成部分的作用。2.了解零件加工程序的编制方法。会使用常用的G50、G00、G01、G02、G03、F、S、T、M等编程指令。3.了解数控车床加工零件的工艺过程和操作方法。4.了解数控车床与普通车床加工的异同点。,二、数控车床加工简介,二、数控车床加工简介,数控车床又称为CNC(Computer Numerical Control)车床，即计算机数字控制车床。普通车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工。数控车床加工原理：是将编制好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过控制车床X、Z坐标轴的伺服电动机去控制车床进给运
2、动部件的动作顺序、移动量和进给速度，再配以主轴的转速和转向，便能加工出各种不同形状的轴类和盘套类回转体零件。,1数控车床原理,二、数控车床加工简介,2.数控车床的加工特点：加工精度高(能达到0.001mm)，稳定性好；加工生产效率高(比普通车床效率高23倍，有时可提高几十倍)，经济效益好；自动化程度高，劳动强度低；价格昂贵，控制复杂，维修较难。3.数控车床的一般应用：精度较高、批量生产的零件；各种形状复杂的轴类和盘套类零件。,三、数控车床加工工艺制定方法,在数控车床上加工零件时，应遵循如下工艺原则：1选择适合在数控车床上加工的零件。2分析加工零件图样，明确加工内容和技术要求。3确定工件坐标系原
3、点位置。4制定加工工艺路线。5选择合理的切削用量。6选择合适的刀具。7数据处理。8编制加工程序，调试加工程序，完成零件加工。,应考虑加工起始点位置，起始点一般也作为加工结束的终点，起始点应便于检查和装夹工件；应考虑粗车、半精车、精车路线，尽可能以最少的进给路线完成零件的加工；应考虑换刀点位置，换刀点是加工过程中刀架进行自动换刀的位置，换刀点位置的选择应考虑在换刀过程中不发生干涉现象，且换刀路线尽可能短。加工起始点和换刀点可选同一点。,在本系统中进给速度采用F(mm/min)方式，范围在1240000m/min以内，精加工采用150mm/min，半精加工采用5080mm/min，粗加工采用801
4、00mm/min，快速移动采用1002500mm/min。本机床精加工背吃刀量一般可选择0.050.4mm，粗加工背吃刀量应小于2.5mm。,计算出各直线、圆弧的起止点的坐标值。,四、数控车床坐标系的确定,2工件坐标系,用来确定工件坐标系的基本坐标系。是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点。,1机床坐标系,四、数控车床坐标系的确定,2工件坐标系,编程人员在编程时使用的，以工件图纸上的某一固定点为原点，所建立的一个新的坐标系。,1机床坐标系,一般通过对刀获得工件坐标系。,3坐标系方向,2工件坐标系,刀具运动的正方向是工件与刀具距离增大的方向,1机床坐标系,四、数控车床坐标系的确定,4绝对坐标
5、系与相对坐标系,3坐标系方向,2工件坐标系,1机床坐标系,各点的坐标均以编程坐标系原点为基准的坐标系。用X、Z表示。,终点的坐标相对于起点的坐标系。用U、W表示。,四、数控车床坐标系的确定,五、数控车床程序格式,N*G*X(U)*Z(W)*I*K*(R*)F*S*T*M*；,五、数控车床程序格式,注意：1.在程序段中既有G指令，又有S、M、T指令时，先执行S、M、T指令，后执行G指令。2.程序的每一行必须以“；”结束。3.按绝对坐标编程时，X为直径值；按增量坐标编程时，U为径向实际位移值的两倍。4.采用绝对坐标方式编程时，坐标字用X、Z表示；选用增量坐标时用U、W表示，也可两者混用。,六、常用
6、指令,1准备功能(G指令功能、G代码)准备功能是建立机床或控制系统工作方式的一种命令。模态：在同一组其他的G代码被指定前，均有效的G代码。非模态：仅在被指定的程序段内有效的G代码。,1准备功能,(1)设定工件坐标系指令 G50指令格式：N-G50 X-Z-；X、Z为起刀点相对于工件原点的位置。,注：程序中使用该指令，应放在程序的第一段。,(2)快速定位指令 G00指令格式：N-G00 X(U)-Z(W)-；X(U)、Z(W)为目标位置的坐标值。,注：一般为空行程运动。,1准备功能,例：N50 G00 X100 Z300；,(3)直线插补指令 G01指令格式：N-G01 X(U)-Z(W)F-；
7、X(U)、Z(W)为直线的终点坐标值。,本指令可将刀具按给定速度沿直线移动到所需位置，一般作为切削加工运动指令，既可单坐标运动，也可双坐标同时运动，在车床上用于加工外圆、端面、锥面等。,1准备功能,1准备功能,例：刀具以100mm/min的速度进给，从起始点移动到终点。N50 G01 U25 W-50 F100；,(3)直线插补指令 G01指令格式：N-G01 X(U)-Z(W)F-；X(U)、Z(W)为直线的终点坐标值。,(4)圆弧插补指令 G02、G03G02指定为顺时针圆弧插补。G03指定为逆时针圆弧插补。指令格式：N-G02/G03 X(U)-Z(W)-I-K-(R-)F-；,1准备功
8、能,圆弧方向的判断：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴，从正方向往负方向进行观查，顺时针方向时为顺时针圆弧插补；反之为逆时针圆弧插补。,1准备功能,举例：,如圆弧1所示，表示加工逆时针圆弧，刀具以F50速度运动到X20，Z-15位置。如圆弧2所示，表示加工顺时针圆弧，刀具以F50速度运动到X30，Z12位置。,举例：,圆弧1编程如下：按绝对坐标编程：N30 G03 X20 Z-15 R10 F50；或 N30 G03 X20 Z-15 I0 K-10 F50；按增量坐标编程：N30 G03 U20 W-10 R10 F50；或 N30 G03 U20 W-10 I0 K-10 F50；,举例：,圆弧
9、2编程如下：按绝对坐标编程：N30 G02 X30 Z12 R12 F50；或 N30 G02 X30 Z12 I12 K0 F50；按增量坐标编程：N30 G03 U24 W-12 R12 F50；或 N30 G03 U24 W-12 I12 K0 F50；,六、常用指令,2辅助功能(M指令功能、M代码)辅助功能是用于指定主轴旋转方向和起动、停止，冷却液供给和关闭，刀具更换等功能，属“开关”性质的指令。与G代码相同M代码也有模态和非模态两种。,(1)M02：程序结束指令，用以返回到本次加工程序的开始程序段并从开始程序段循环执行。(2)M03：主轴正转指令，用以启动主轴正转。(3)M04：主轴
10、反转指令；用以启动主轴反转。(4)M05：主轴停止指令。(5)M30：程序结束停止指令，程序结束并返回到本次加工的开始程序段。,2辅助功能,六、常用指令,3进给速度指令F 由G98指定分进给，G99指定转进给(系统默认)。进给速度范围为：1240000mm/min或0.001500.00mm/r；若指定分进给，则指令用F及后面的6位数值表示，F后面的数值为每分钟进给的毫米数，如F100表示每分钟进给100mm。,六、常用指令,4换刀指令T本系统的换刀指令用T及后面的2位数表示。高位数为刀具号(04)，高位数为0则不换刀；低位数为刀具位置偏置值补偿号(04)，低位数为0表示取消刀具偏置，没有低位
11、数时则只执行换刀不进行刀具偏置。如T22表示换第2号刀，按第2号刀位置偏置补偿号中的数据进行刀具位置补偿。,4换刀指令,在实际加工中，一般以第1号刀为基准刀具，其X、Z两个方向的刀具偏置值为0，0。测量出第2、3、4号刀相对第l号刀的偏置值存入刀具参数表中，在程序中根据需要加以使用。刀具偏置值是其它刀具和基准刀具在X、Z两个方向位置上的差值。,七、编程实例,如图所示的零件，为45号钢材，需进行粗、精加工，编制加工程序。,七、编程实例,根据图样要求，确定工艺方案及工艺路线。1.确定其工艺路线a先粗加工外轮廓面，自右向左加工，其加工路线为：先端面外圆21mm台阶面。b再精加工外轮廓面，自右向左加工
12、，其加工路线为：先端面倒角145外圆20mm台阶面。,七、编程实例,2.选择刀具及画出刀具布置图根据加工的要求，选用一把刀具。号刀车外圆。进行对刀。,七、编程实例,3.确定切削用量粗加工时，主轴转速确定为S450r/min，进给速度选为F80。精加工时，主轴转速确定为S630r/min，进给速度选为F40。,七、编程实例,4.编写程序单确定0为工件坐标系的原点，并将A点为起刀点，即是程序的起点。,七、编程实例,程序清单如下：,O2009；程序名N10 G50 X100 Z100；建立工件坐标系N20 M98；指定分进给N30 G00 X29 Z0.5 S450 M03 T11；刀具快速接近工件
13、，启动主轴450r/minN30 G01 X-1 F80；车端面N40 G00 X21 Z1.5；退到粗车外圆起点N50 G01 UO W-15；车21mm外圆，增量坐标编程N60 X29 W0；车台阶面，绝对与增量坐标混合编程N70 G00 Z0 S630；退到精车端面起点 主轴630r/min,七、编程实例,程序清单如下：,N80 G01 X-1 F40；车端面N90 G00 X16 Z1；退到倒角起点N100 G01 X2O Z0；车倒角N110 W-15；车20mm外圆，增量坐标混合编程N120 X29 W0；车台阶面，绝对与增量坐标混合编程N130 G00 X100 Z100 M30
14、；快速退回到起刀点，程序结束,数控铣（补充）,（一）刀具半径补偿指令G41/G42/G40,刀具半径补偿又称刀具半径偏置。刀具半径补偿指令具有改变刀具中心运动轨迹的功能。当数控装置具有刀具半径补偿功能时，可直接按零件实际轮廓编程。在程序中只要给出刀具半径偏置方向指令G41或G42及偏置号D。G40为刀具半径补偿撤销指令。使用G40指令后，使G41和C42指定的刀具半径补偿指令自动撤消。,（二）坐标平面选择指令G17、G18、G19G17、G18、G19分别指定被加工工件在XY、ZX、YZ平面上进行插补加工。这些指令在进行圆弧插补和刀具补偿时必须使用。对于三坐标运动的数控铣床和镗铣加工中心常用这
15、些指令指定机床在哪一平面内进行插补运动。平面选择可由程序段中的坐标字确定，也可由G17、G18、G19确定。若程序段中出现两个相互垂直的坐标字，则可决定平面。,（三）刀具长度补偿指令G43/G44/G49刀具长度补偿指令具有补偿刀具长度差额的功能，可使刀具轴向的实际位移量大于或小于程序给定值，即：实际位移量程序给定值偏置值。,刀具长度补偿分正向补偿指令G43和负向补偿指令G44。G49是刀具长度补偿撤销指令，调用该指令之后，G43、G44从该程序段起成为无效。还可采用H00取消，H00中的值永远为0。,八 数控机床操作与程序运行,数控车床操作面板完成数控机床的所有操作，是数控机床的重要部件，由
16、LCD/MDI操作面板和用户操作键盘组成。对于LCD/MDI操作面板只要数控系统相同，都是相同的，对于用户操作面板，由于生产厂家不同而有所不同，主要是按钮和旋钮设置方面有所不同。如图所示。工作时，MDI和用户面板配合使用。,八.1 数控机床控制面板,FANUC数控车床用户操作面板功能索引,八.2 操作方式选择：,八.3数控车床操作规程,1 开机,2 返回参考点操作,机床返回参考点后，要通过手动操作（JOG）方式，分别按下“方向键”中X轴负向键和Z轴负向键，使刀具回到换刀位置附近。,3 车床手动操作,通过数控车床面板的手动操作，可以完成主轴旋转、进给运动、刀架转位、冷却液开/关等动作，检查机床状
17、态，保证机床正常工作。,(1)把程序保护开关置于ON上(刀架不会误动作)。(2)操作方式设定为编辑方式（EDIT）(3)按功能键（PROG）后，显示并编辑程序。,4 输入工件加工程序,5 刀具和工件装夹,（）图形模拟、机床锁紧运行。（）将刀架远离工件运行。,程序校验,程序校验无误后，装夹好工件，选自动方式，选择适当的进给率和快速倍率，按循环启动键，开始自动加工。首件试切时应选较低的快速倍率，并利用单步运行功能，可以减少程序和对刀错误引发的故障。,8 首件试切,首件加工完成后测量各加工部位尺寸，修改各刀具的刀补值，然后加工第二件，确认无误后恢复快速倍率100%，加工全部工件。,9 工件加工,对刀
18、,数控车床车削加工过程中，首先要确定零件的加工原点，以建立准确的工件坐标系；其次要考虑刀具不同尺寸对加工影响，这些都需要通过对刀来解决。,八.4 数控车床对刀过程,Z向对刀如(a)所示。先用外径刀将工件端面(基准面)车削出来；车削端面后，刀具可以沿X方向移动远离工件，但不可Z方向移动。Z轴对刀输入：“Z0测量”。X向对刀如(b)所示。车削任一外径后，使刀具Z向移动远离工件，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，测量值为50.78mm,则X轴对刀输入：“X50.78测量”。,根据刀具的实际参数和位置，将刀尖圆弧半径补偿值和刀具几何磨损补偿值输入到与程序对应的存储位置。如试切加工后发现工件尺寸不符合要求时，可根据零件实测尺寸进行刀偏量的修改。例如测得工件外圆尺寸偏大0.5mm，可在刀偏量修改状态下，将该刀具的X方向刀偏量改小0.25mm。,八.5 刀具补偿值的输入和修改,紧急停止操作；,注意换刀、退刀时的碰撞；,强调：安全操作规程！,一定先检查程序；注意调用子程序后切削用量的改变；,启动刀架运动之前，必须获得指导师傅的认可;快速倍率不得使用100%，试切前，必须先远离工件，空刀操作！对刀操作只能用手轮！,
