模具數(shù)控加工技術(shù)教案第 13 次課--16次 課

第 十 三 次 課 授 課 提 綱 （三）數(shù)控車削常用的各種指令 不同的數(shù)控車床，其編程功能指令基本相同，但也有個(gè)別功能指令的定義有所不同，這里以FANUC―0T系統(tǒng)為例介紹數(shù)控車床的基本編程功能指令。 1．快速點(diǎn)定位指令（G00） 該指令使刀架以機(jī)床廠設(shè)定的最快速度按點(diǎn)位控制方式從刀架當(dāng)前點(diǎn)快速移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)。該指令沒有運(yùn)動(dòng)軌跡的要求，也不需規(guī)定進(jìn)給速度。 指令格式：G00  X____Z____，或G00  U____W____ 【例題3-１】 快速進(jìn)刀（Ｇ00）編程，如圖3-13所示。 ２．直線插補(bǔ)指令（Ｇ01） 該指令用于使刀架以給定的進(jìn)給速度從當(dāng)前點(diǎn)直線或斜線移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)，即可使刀架沿Ｘ軸方向或Ｚ軸方向作直線運(yùn)動(dòng)，也可以兩軸聯(lián)動(dòng)方式在Ｘ、Ｚ軸內(nèi)作任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)。 指令格式：G01  X___Z___F___，或G01  U___ W___F___ 如進(jìn)給速度Ｆ值已在前段程序中給定且不需改變，本段程序也可不寫出；若某一軸沒有進(jìn)給，則指令中可省略該軸指令。 【例題3-２】外圓柱切削編程，如圖3-14所示。 ３．圓弧插補(bǔ)指令（G02、G03） 該指令用于刀架作圓弧運(yùn)動(dòng)以切出圓弧輪廓。Ｇ02為刀架沿順時(shí)針方向作圓弧插補(bǔ)，而Ｇ03則為沿逆時(shí)針方向的圓弧插補(bǔ)。 指令格式：G02 X___Z___I___K___F___，或G02 X___Z___R___F___    G03 X___Z___I___K___F___，或G03 X___Z___R___F___ 【例題3-3 】順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，如圖3-15所示。 ４．螺紋切削指令（Ｇ32） 該指令用于切削圓柱螺紋，圓錐螺紋和端面螺紋。 指令格式：Ｇ32  X___Z___F___ 其中Ｆ值為螺紋的螺距。 【例題3-4】圓柱螺紋切削，如圖3-16所示。 ５．暫停指令(G04) 該指令可使刀具作短時(shí)間（n秒鐘）的停頓，以進(jìn)行進(jìn)給光整加工。主要用于車削環(huán)槽、不通孔和自動(dòng)加工螺紋等場(chǎng)合，如圖3-17所示。 指令格式：Ｇ04  P___ 指令中Ｐ后的數(shù)值表示暫停時(shí)間。 ６．自動(dòng)回原點(diǎn)指令（G28） 該指令使刀具由當(dāng)前位置自動(dòng)返回機(jī)床原點(diǎn)或經(jīng)某一中間位置再返回到機(jī)床原點(diǎn)，如圖3-18所示。 指令格式：G28  X(U)____Z(W)____T00 指令中的坐標(biāo)為中間點(diǎn)坐標(biāo)，其中X坐標(biāo)必須按直徑給定。直接返回機(jī)床原點(diǎn)時(shí)，只需將當(dāng)前位置設(shè)定為中間點(diǎn)即可。刀具復(fù)位指令 T00必須寫在G28指令的同一程序段或該程序段之前。刀具以快速方式返回機(jī)床原點(diǎn)。 ７．工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（Ｇ50） 該指令用以設(shè)定刀具出發(fā)點(diǎn)（刀尖點(diǎn)）相對(duì)于工件原點(diǎn)的位置，即設(shè)定一個(gè)工件坐標(biāo)系，有的數(shù)控系統(tǒng)用G92指令。該指令是一個(gè)非運(yùn)動(dòng)指令，只起預(yù)置寄存作用，一般作為第一條指令放在整個(gè)程序的前面。 指令格式：G50  X___Z___ 指令中的坐標(biāo)即為刀具出發(fā)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。 【例題3-5】工件坐標(biāo)系設(shè)定，如圖3-19所示。 （四）刀具半徑補(bǔ)償 目前數(shù)控車床都具備有刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能。編程時(shí)只需按工件的實(shí)際輪廓尺寸編程即可，不必考慮刀具的刀尖圓弧半徑的大��；加工時(shí)由數(shù)控系統(tǒng)將刀尖圓弧半徑加以補(bǔ)償，便可加工出所要求的工件。 1．刀尖圓弧半徑的概念 任何一把刀具，不論制造或刃磨得如何鋒利，在其刀尖部分都存在一個(gè)刀尖圓弧，它的半徑值是個(gè)難于準(zhǔn)確測(cè)量的值，如圖3-20所示。 編程時(shí)，若以假想刀尖位置為切削點(diǎn)，則編程很簡(jiǎn)單。但任何刀具都存在刀尖圓弧，當(dāng)車削圓柱面的外徑、內(nèi)徑或端面時(shí)，刀尖圓弧的大小并不起作用；但當(dāng)車倒角、錐面、圓弧或曲面時(shí)，就將影響加工精度。圖3-21表示了以假想刀尖位置編程時(shí)過切削及欠切削現(xiàn)象。 ２．刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)施 （1）G40－解除刀具半徑指令 （２）G41－刀具半徑左補(bǔ)償指令 （３）G42－刀具半徑右補(bǔ)償指令 圖3-22表示了根據(jù)刀具與工件的相對(duì)位置及刀具的運(yùn)動(dòng)方向如何選用G41或G42指令。 （五）固定循環(huán)功能 在數(shù)控車床上對(duì)外圓柱、內(nèi)圓柱、端面、螺紋等表面進(jìn)行粗加工時(shí)，刀具往往要多次反復(fù)地執(zhí)行相同的動(dòng)作，直至將工件切削到所要求的尺寸。于是在一個(gè)程序中可能會(huì)出現(xiàn)很多基本相同的程序段，造成程序冗長(zhǎng)。為了簡(jiǎn)化編程工件，數(shù)控系統(tǒng)可以用一個(gè)程序段來設(shè)置刀具作反復(fù)切削，這就是循環(huán)功能。 固定循環(huán)功能包括單一固定循環(huán)和復(fù)合固定循環(huán)功能。 １．單一固定循環(huán)指令 常用有以下幾種指令： （１）外徑、內(nèi)徑切削循環(huán)指令G90可完成外徑、內(nèi)徑及錐面粗加工的固定循環(huán)。 ① 切削圓柱面  指令格式為： G90 X(U)__Z(W)__(F__) 如圖3-23所示。 【例題3-6】用G90指令編程，工件和加工過程如圖3-24所示，程序如下： ②切削錐面  指令格式： G90 X(U)__Z(W)__I__(F__) 如圖3-25所示，X(U)、Z(W)的意義同前。I值為錐面大、小徑的半徑差，其符號(hào)的確定方法是：錐面起點(diǎn)坐標(biāo)大于終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)為正，反之為負(fù)。 ２．復(fù)合固定循環(huán)指令 它應(yīng)用在切除非一次加工即能加工到規(guī)定尺寸的場(chǎng)合，主要在粗車和多次切螺紋的情況下使用，它主要有以下幾種： （１）外徑、內(nèi)徑粗車循環(huán)指令G71  該指令將工件切削到精加工之前的尺寸，精加工前工件形狀及粗加工的刀具路徑由系統(tǒng)根據(jù)精加工尺寸自動(dòng)設(shè)定。 指令格式：G71 Pns Qnf UΔu WΔw DΔd(F__S _T__) 如圖3-26所示為G71粗車外徑的加工路線。圖中C粗車循環(huán)的起點(diǎn)，A是毛坯外徑與端面輪廓的交點(diǎn)。當(dāng)此指令用于工件內(nèi)徑輪廓時(shí)，G71就自動(dòng)成為內(nèi)徑粗車循環(huán)，此時(shí)徑向精車余量Δu應(yīng)指定為負(fù)值。 （２）端面粗車循環(huán)指令G72  它適用于圓柱棒料毛坯端面方向粗車，其功能與G71基本相同，不同之處是G72只完成端面方向粗車，刀具路徑按徑向方向循環(huán)，其刀具循環(huán)路徑如圖3-27所示，指令格式和其地址含義與G71的相同。 （３）閉合車削循環(huán)指令G73  它適用于毛坯輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近時(shí)的粗車。例如，一些鍛件、鑄件的粗車，此時(shí)采用G73指令進(jìn)行粗加工將大大節(jié)省工時(shí)，提高切削效率。其功能與G71、G72基本相同，所不同的是刀具路徑按工件精加工輪廓進(jìn)行循環(huán)，其走刀路線如圖3-28所示。 指令格式：G73 Pns Qnf IΔi KΔk UΔu WΔw DΔd(F__S__T__) （４）精加工循環(huán)指令G70  用于執(zhí)行G71、G72、G73粗加工循環(huán)指令后的精加工循環(huán)。 指令格式：G70  Pns Qnf 指令中的ns、nf與前幾個(gè)指令的含義相同。在G70狀態(tài)下，ns至nf程序中指定的F、S、T有效；當(dāng)ns至nf程序中不指定F、S、T時(shí)，則粗車循環(huán)中指定的F、S、T有效。 【例題3-7】用G70、G71指令編程，如圖3-29所示。 第 十 四 次 課 授 課 提 綱 第四節(jié)  數(shù)控車削加工實(shí)例 一、數(shù)控車床的操作 盡管不同的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控車床的功能有些差異，數(shù)控車床的操作面板也有一些變化，但其基本功能和操作面板的基本形式大同小異。下面介紹HCNC—1T車削數(shù)控系統(tǒng)配簡(jiǎn)易型數(shù)控車床CJK6032的操作面板，如圖3-30所示。 操作面板上各按鍵的功能如下： （1）電源開關(guān)； （2）急停按鈕； （3）超程解除按鈕； （4）工作方式選擇波段開關(guān)； （5）自動(dòng)方式； （6）單段方式； （7）手動(dòng)/點(diǎn)動(dòng)方式 ； （8）步進(jìn)方式； （9）回零方式； （10）進(jìn)給倍率； （11）刀位選擇； （12）循環(huán)啟動(dòng)； （13）進(jìn)給保持； （14）機(jī)床鎖�。� （15）冷卻液開/關(guān)； （16）主軸正轉(zhuǎn)/主軸停止/主軸反轉(zhuǎn)/主軸點(diǎn)動(dòng)； 二、數(shù)控車削實(shí)例 【例題3-8】已知毛坯為 30mm的棒料，材料為45鋼，試數(shù)控車削成如圖3-31所示的正錐。 1．根據(jù)零件圖樣要求和毛坯情況，確定工藝方案及加工路線 對(duì)短軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤一次裝夾完成粗精加工。 其工步順序如下： （1） 粗車端面及外圓錐面，留1mm精車余量。 （2）精車外圓錐面到尺寸。 （3）按第一種車錐路線進(jìn)行加工，終刀距S1=8mm，S2=16mm。 ２．選擇機(jī)床設(shè)備 根據(jù)零件圖樣要求，可選用MJ-50型數(shù)控臥式車床。 ３．選擇刀具 根據(jù)加工要求，選用兩把刀具，T01為90°粗車刀，T02為90°精車刀。同時(shí)把這兩把刀安裝在自動(dòng)換刀刀架上，且都對(duì)好刀，把它們的刀偏值輸入相應(yīng)的刀具參數(shù)中。 ４．確定切削用量 切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能，相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。設(shè)定分三次走刀，前兩次背吃刀量ap=2mm，最后一次背吃刀量為ap=1mm 。 ５．確定工件坐標(biāo)系 確定以工件右端面在與軸心線的交點(diǎn)O為工件原點(diǎn)，建立X0Z工件坐標(biāo)系，如圖3-31所示。 ６．編寫程序 按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下： 【例題3-9】在CK7815型數(shù)控車床上對(duì)圖3-32（a）所示的零件進(jìn)行精加工，圖中的 85mm外圓柱面不加工。試編制其精車程序。 １． 根據(jù)零件圖紙要求，按先主后次的加工原則，確定加工工藝方案 2．選擇刀具并繪制刀具布置圖 根據(jù)加工要求需選用三把刀具，其刀具布置如圖3-32（b）所示。T01號(hào)刀車外圓，T02刀切槽，T03號(hào)刀車螺紋。對(duì)刀時(shí)，用對(duì)刀顯微鏡以T01號(hào)刀為基準(zhǔn)刀，測(cè)量其它兩把刀相對(duì)于基準(zhǔn)刀的偏差值，并把它們的刀偏值輸入相應(yīng)刀具的刀偏單元中。 ３．選擇切削用量  其切削用量如表3-4所示。 ４．編制數(shù)控精車程序 該機(jī)床可以采用絕對(duì)值和增量值混合編程，絕對(duì)值用X、Z地址，增量值用U、W地址，采用小數(shù)點(diǎn)編程，其加工程序如下。   第三章小結(jié) 本章介紹了數(shù)控車床的用途、組成及布局、分類和典型結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)分析了數(shù)控車削的加工工藝與工裝，詳細(xì)介紹了數(shù)控車削編程所遇到的常用指令用法，最后通過數(shù)控車削實(shí)例對(duì)其工藝和編程進(jìn)行了綜合應(yīng)用。 數(shù)控車削的加工工藝設(shè)計(jì)與工裝的選用非常重要，直接影響編程，所以對(duì)于大部分的簡(jiǎn)單回轉(zhuǎn)類零件，常常結(jié)合工藝設(shè)計(jì)采用手工編程。而對(duì)于復(fù)雜的回轉(zhuǎn)類零件，可以先確定其車削工藝，再借助CAD/CAM軟件進(jìn)行自動(dòng)編程。 數(shù)控車削的加工仍以二維坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工為主，常用編程指令的用法比較簡(jiǎn)單，但固定循環(huán)指令的參數(shù)較多，運(yùn)用時(shí)較為復(fù)雜，應(yīng)結(jié)合大多數(shù)車削數(shù)控系統(tǒng)所具有的模擬功能和實(shí)際加工加以理解 第 十 五 次 課 授 課 提 綱 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué) 1、現(xiàn)場(chǎng)講解華中Ⅰ型數(shù)控車數(shù)控系統(tǒng)的用戶界面、功能、編程、程序輸入和程序校驗(yàn)等內(nèi)容； 2、現(xiàn)場(chǎng)演示華中Ⅰ型數(shù)控車系統(tǒng)下的程序調(diào)試和加工零件的過程； 3、學(xué)生實(shí)際操

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