《数控车床编程》PPT课件

第7章 数控车床编程,7.1概述 7.2车削加工编程,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,7.1概述,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,前面介绍的数控机床中，以数控铣床和铣削加工中心为主。数控车床和车削加工中心，特别是在刀具安装、换刀等方面有自己的特点，现简要介绍如下。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,图7数控车床,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,图7数控车床基本结构,图7数控车削中心,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,在数控车床上，多数情况是将刀具安装在转塔刀架上（如图7-1）。加工中所用的刀具装在刀架上，需要换刀时，转塔转动分度到相应的位置。小型、简单数控车床多用四方转塔刀架，大型数控车床、车削加工中心则使用六方、八方及十二方转塔刀架。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,图7 装卸工件的机械手,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,图7 机械手正在工作的情况,7.2车削加工编程,7.2.1MJ-50编程概述,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,对于数控车床来说，采用不同的数控系统，其编程方法也不尽相同。以MJ-50型数控车床的FUNUC控制系统为例，介绍数控车床的程序编制及相关问题。 大部分代码与国标代码的意义相同，不同的有以下几个,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,国标采用90（绝对位置编程），91（相对位置编程） 本系统采用、进行相对位置编程 例：0190100.0100.0； 绝对坐标编程 9120.0-20.0；相对坐标编程 MJ50程序： G01100.0100.0；绝对坐标编程 20.0-20.0；相对坐标编程,、绝对位置和相对位置编程,、螺纹切削32 国标代码采用33,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,、公英制输入20、21 公制输入20，英制输入21,、坐标系设定 在MJ50编程时，采用50来设置、取消工件坐标系。,例：如图7-中工件坐标系的设置程序为： G00 X350.0 Z400.0 ; /快速定位到机床坐标系的350,400（直径编程） 50 262.75 Z303.84; /设定工件坐标系，确定刀位点和工件原点的关系 ，此后都是以工件坐原点为编程原点的。 . G00 262.75 Z303.84; /快速定位到机床坐标系的350,400（直径编程）50 350.0 Z400.0; /设定工件坐标系与机床坐标系重合，恢复机床坐标系。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,7工件坐标系设置,、主轴恒线速度控制（96、97、50）,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,转速与切削速度的关系： V = ND/ 1000 N主轴转速 r/min V切削速度 m/min D刀尖所在位置的直径 mm,在切削端面或球面时为了得到比较一致的表面质量，可以采用恒线速度切削的功能。 切削速度：指主轴做旋转运动时，工件上与刀尖接触点的线速度。,1）恒线速控制功能G96,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,此时用S指定的数值表示切削速度。数控装置根据刀架位置自动计算主轴转速，从而控制主轴的转速。使得刀具始终能达到指定的切削速度。 格式：G96 S100 M03；,2）主轴最高速度限制G50 G50有坐标系设定和主轴最高速度设定两中功能。 S用来指定主轴最高转速（r/min ）。 格式：G50 S2000,3）恒转速切削功能G97 可以取消恒线速切削功能。此时S的数值表示主轴每分的转速。 格式：G97 S2000；/取消恒线速度控制,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,车端面, N0050 50 X106.0 Z0.0; /对刀后直接设定工件坐标系 N0060 50 S1500； /限制主轴最高转速1500r/min N0070 96 S120 M03； /采用恒线速度切削，120m/min N0080 99 G01 X0.0 F0.2； /每转进给0 .2mm/r N0090 00 Z2.0； /退刀 N0100 106.0； ,6、每分进给和每转进给（G98 G99） G99 为每转进给单位mm/r（MJ-50开机后的默认状态） G98 为每分进给（mm/min）,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,7、固定切削循环（了解） G74端面钻孔循环 G75外圆车槽循环 G76多头螺纹循环,8、直径编程和半径编程,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,车削加工的编程有直径编程和半径编程之分。直径编程中，轴的坐标指的是工件直径，换句话讲，沿轴的位移量是编程量的一半。在半径编程中，轴的坐标指的是工件半径，也就是沿轴的位移量与编程量相等。,MJ-50 采用直径编程方法。,车削加工程序的换刀指令格式为： M06 Tn1n2 M06开始换刀， T刀具地址符， n1刀具号（刀具安装在转塔式刀架上时，则为转塔的位置号） n2刀具的偏置号。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,由于一把刀具可以用在不同的几个位置，所以，刀具安装在转塔上时，使用刀架位置号，而不使用刀具号。图3-10给出了四方转塔刀架的各种位置。例如：T0501表示转塔刀架在No.5的位置，刀具偏置参数为01号偏置寄存器中的存储值。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,图710 四方转塔刀架的位置,值得注意的是，换刀之前应将转塔退出到换刀点，不会与工件发生干涉，保证转塔刀架的分度转动安全进行。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,车刀都有刀尖半径，车刀的编程刀位点是刀尖圆弧的圆心。,）刀具位置偏置,使用刀具偏置就可以直接用刀位点编程，也可以消除刀具长度的差别（比如，更换刀片带来的刀具长度变化等）、补偿刀具的磨损。安装好刀具后，操作者要向偏置寄存器中输入偏置参数；当偏置生效时，机床控制系统就自动进行补偿。刀具的偏置参数必须在运行程序前输入寄存器，其格式为： 偏置号 X（偏置量） Z（偏置量） 刀尖半径 标准刀尖方向号,刀尖方向号,图7-11 刀尖方向,）使用刀具补偿时，必须将刀尖半径和方向输入刀具偏置寄存器，以备调用。,722 车外圆和车端面,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,常用代码： G28回参考点，跟在G28之后的、坐标值定义中间点。接收到G28后，刀具先回中间点，进而回到参考点； G40选择低速档； G41选择中速档； G42选择高速档。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,毛坯直径60，对应的公制加工程序（直径编程）如下：,图7-12 车外圆和车端面,%001; N010 G00 G40 G28 X300.0 Z400.0；/低速档，快速过中间点回参考点 N015 X300.0 Z400.0; /快进到中间点 N020 M06 T0101; /换刀，1号刀具，采用1号刀补 N025 G50 X282.2 Z333.4; /确定工件坐标系（该语句中数值在加工时对刀 后确定，一般在程序运行时要修改） N030 S1200 M03； /主轴正转，转速1200/分 N040 X62.0 Z2.0；/快进，靠近工件,N050 G01 X0.0 F.5 M08；/ 粗车端面，余量2mm,N055 G00 X62.0 Z10.0; /退刀,N060 Z0.0；/快进，靠近工件,N070 G01 X0.0 F0.13；/精车端面,N075 G00 X62.0 Z10.0; /退刀,N076 X58.0 Z1.0; /快进，靠近工件,N080 G01 Z-50.0 F.5；/第一次粗车外圆，本次加工量1mm,N090 X67.0；/退刀,N100 G00 X56.0 Z1.0；/快退,N110 G01 X52.0 F.5 ；/工进,N120 Z-50.0；/第二次粗车外圆，本次加工量3mm,N130 X67.0；/退刀,N140 G00 X56.0 Z1.0；/快退,N150 G01 X50.0 F.13 ；/工进,N160 Z-50.0 ；/精车外圆，至尺寸,本次加工量1mm,N170 X66.0；/工进退刀,N180 G00 G40 G28 X300.0 Z400.0 ；/低速档，快进，过中间点回参考点,N190 M05；/主轴停,N200 M02；/程序结束,723 车锥面,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,圆锥面的车削是通过直线插补来实现的。图3-13所示的零件为一铸钢件，其内锥孔要经过粗车和精车。,车削圆锥面时，对于没有刀具半径补偿功能的机床要进行需要进行刀具偏置计算。图3-14给出了车刀刀尖与圆锥面之间的相对关系，有两个位置的坐标需要进行偏置计算，由于其情形完全相同，所以只需计算一点。,图3-13 第一次粗加工，留1mm的余量，则需要计算位置2的编程坐标（直径编程）为X86.72,Z39.00；位置3的编程坐标为X73.32,Z1.00。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,图7-13车锥面零件图,机床原点,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,已知毛坯直径100，对应图3-13圆锥面加工的程序如下。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程, N010 G00 G40 G28 X300.00 Z400.00；N015 X300.0 Z400.0；N020 M06 T0101；N025 G50 X282.2 Z333.4；N030 M03 S800；,N040 G41 X104.00 Z39.0；/快进,N050 G01 X86.72 F.5 M08；/车端面,N060 X73.32 Z1.；/车锥面,N070 X0；/车底面,N080 G40 G00 Z40.00；/快退,N090 Z38.00；/准备精车,N085 G41 X104.00；/快退,N100 G01 X88.4 F.125；/车端面,N110 X75.0 Z0.0；/车锥面,N120 X0.0；/车底面,N130 G00 G40 G28 X300.00 Z400.00 M09；,N140 M05；/主轴停N150 M02；/程序结束,72.4 车球面,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,球面的车削是用圆弧插补（G02/G03）实现的。数控车床上的球面加工程序编制有两种方式，即用球心编程和用半径编程。,用球心编程时，I、K分别表示球心在X轴和Z轴上的坐标值，球面加工程序X轴上的坐标值始终使用半径编程的方式，不受程序其它部分的影响。,程序段格式为： N G02 X Z I K N G03 X Z I K 其中，G02是顺时针圆弧插补；G03是逆时针圆弧插补；X Z是圆弧终点的坐标值；I K是球心的坐标值。,用半径编程时，使用地址符R，半径值紧跟其后。程序段格式为： N G02 X Z R N G03 X Z R 其中，G02是顺时针圆弧插补；G03是逆时针圆弧插补；X Z是圆弧终点的坐标值；R是加工球面的半径值。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,球面加工程序一（球心编程）：%002;N010 G00 G40 G28 X300.0 Z300.00；N015 X300.0 Z300.0；N020 M06 T0101；N025 G50 X211.2 Z157.8；/工件坐标系设定N030 M03 S150；N040 X45.0 Z0.0；/快进N050 G01 X42 F.015 M08；/工进N060 G02 X0.0 Z21.0 I-21.0 K0.0；/粗车球面留1mm余量N070 G00 G40 X50.0 Z21.0；/快退N080 X45.0 Z0.0；/快进N090 G01 X40.0 F.01；/工进N100 G02 X0.0 Z20.0 I-20.0 K0.0；/精车球面N110 G00 G40 X50.0 Z20.0 M09；/快退N100 G28 X300.0 Z300.0 M05；/回参考点N110 M30；,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,球面加工程序一（半径编程）：%003;N010 G00 G40 G28 X300.0 Z300.00；N015 X300.0 Z300.0；N020 M06 T0101；N025 G50 X211.2 Z157.8；N030 M03 S150；N040 X45.0 Z0.0；/快进N050 G01 X42 F.015 M08；/工进N060 G02 X0.0 Z21.0 R21.0；/粗车球面留1mm余量N070 G00 G40 X50.0 Z21.0；/快退N080 X45.0 Z0.0；/快进N090 G01 X40 F.01；/工进N100 G02 X0.0 Z20.0 R20.0；/精车球面N110 G00 G40 X50.0 Z20.0 M09；/快退N100 G28 X300.0 Z300.0 M05；/回参考点N110 M30；,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,725 车螺纹 在数控车床上车削螺纹，可用两种方式，一种是用G32代码，另一种是用车削螺纹的固定循环G92。使用G32代码时，一次走刀完了，要使刀具返回螺纹车削的起始点，然后再用G32代码，进行第二次走刀，这样重复使用G32，直至加工出完整的螺纹牙形。使用固定循环G92代码时，上述这些工作均由数控系统自动完成。 使G32用该指令可以进行等距直螺纹、锥螺纹及端面螺纹的切削 格式：G32X（U）-Z（W） - F -(导程）；,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,在螺纹加工中，开始端与终端部分，由于伺服系统的滞后作用，可能产生螺距误差，为避免这种情况，应使指令中的加工中的指令长度大于实际切削长度，让刀具在螺纹两端有一段空行程，以保证螺距的正确。 要车削出正确的完整螺纹牙形，必须正确的确定刀具的起始位置，即正确确定图7-16中所示的1, 2的数值。不同厂家生产的机床，起始距离的数值不尽相同，使用时应认真阅读机床使用说明书. 例：切图7-16示的直螺纹，已知螺距为2，1=3mm, 2=1.5mm,共切削2次。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,7-16车螺纹,图7-16螺纹加工程序如下（相对坐标编程） %004; N010 G00 G40 G28 X200.0 Z100.00；N015 X300.0 Z100.0；N020 M06 T0101；N025 G50 X211.2 Z157.8; N030 G00 U-62.0；/刀具向下移动62，相对坐标编程 N040 G32 W-74.5 F2.0；/ 车螺纹 N050 G00 U62.0；/离开工件 N060 W74.5；/回到起刀点 N070 G00 U-63.464；/刀具向下移动63.464 ，相对坐标编程,准备第二次切削 N080 G32 W-74.5 F2.0；/ 车螺纹 N090 G00 U63.464；/离开工件 N100 W74.5；/回到起刀点 N110 M02; 本程序也可以用绝对坐标编程方法，请同学们自己考虑。,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,小结,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,本章所涉及的主要内容和概念有：,车削加工程序的换刀指令格式为：M06 Tn1n2；T为刀具地址符，n1这两位数表示刀具号（刀具安装在转塔式刀架上时，则为转塔的位置号），n2这两位数表示刀具的偏置号。,车削加工的编程有直径编程和半径编程之分。直径编程中，轴的坐标指的是工件直径，换句话讲，沿轴的位移量是编程量的一半。在半径编程中，轴的坐标指的是工件半径，也就是沿轴的位移量与编程量相等。,车削外圆和车削端面时，一般使用直径编程，不同的数控系统有不同的规定，使用时应认真阅读机床说明书，以免出现错误。,作业1：编制车削加工粗线表示的廓形的NC程序,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,作业2：编制车削加工粗线表示的廓形的NC程序,数控机床 NC MACHINE TOOL- 车削加工编程,