项目二简单阶梯轴零件的编程与加工

项目二简单阶梯轴零件的项目二简单阶梯轴零件的编程与加工编程与加工任务一任务一 零件编程基本知识零件编程基本知识一、编程步骤和分类一、编程步骤和分类 生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程，称为数控编（NCprogramming），有时也称为零件编程（一）数控编程的步骤1.分析零件图样和制定工艺方案 对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。2.数学处理3.编写零件加工程序4.程序输入数控系统5.程序检验（二）数控程序编制的方法1.手工编程：指利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的计算，并进行指令编程的方法。当零件形状不主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。2.计算机自动编程：自动编程软件编程、CAD/CAM二、数控车床坐标系二、数控车床坐标系1.右手笛卡儿直角坐标系：用于判别正负方向2.机床坐标系(1)车床原点：车床原点又称机械原点,它是车床坐标系的原点。该点是车床上的一个固定的点，是车床制造商设置在车床上的一个物理位置，通常不允许用户改变。车床原点是工件坐标系、车床参考点的基准点。（2）车床参考点：车床参考点是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，车床出厂之前由机床制造商精密测量确定。（3）坐标轴及其正方向 Z轴及其正向。Z轴定义为平行于车床主轴的坐标轴，其正方向为从工作台到刀具夹持的方向，即刀具远离工作台的运动方向。X轴及其正向。X轴为水平的，平行于工件装夹面的坐标轴，对于车床X坐标的方向在工件的径向上，且平行于横滑座。前置刀架时，X轴的正方向向前；后置刀架时，X轴的正方向向后。Y轴及其正向。根据X轴和Z轴的方向，按右手笛卡儿直角坐标系确定Y轴。旋转坐标轴A、B和C。旋转坐标轴A、B和C的正方向相应地在X、Y、Z坐标轴正方向上，按右手螺旋前进的方向来确定。3.工件坐标系工件坐标系（也称编程坐标系）是以工件设计尺寸为依据建立的坐标系。该坐标系的原点可由编程人员根据具体情况设置，其坐标轴的方向与机床坐建立工件坐标系的目的主要是为了方便编程。（1）工件原点：也称编程原点或程序零点，是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点（2）选择工件原点的原则 选在工件图样的基准上，以利于编程。选在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上。选在工件的对称中心上。便于测量和验收。三、程序格式三、程序格式1.程序的构成 加工程序就是一系列指令有序的集合。通过这些指令，使刀具按直线、圆弧或其它曲线运动来完成切削加工，同时控制主轴的正、反转，停止、切削液的开、关，自动换刀和拖板的移动动作等。程序由程序名、程序内容 和程序结束 等 三个部分组成。O0111;N10 G50 X50 Z100；N20 S2 T0101 M03F100；N30 G00 X27 Z0；N40 G01 X0 F30；N50 G00 X27 Z2；N60 G90 X23.5 Z-35；N530 M05 T0100；N540 M30;程序结束%程序名程序内容指令字：2.程序段格式 N-G-X（U）-Z（W）-F-S-T-M-LF I-K-R-程程 准准 尺尺 进进 主主 刀刀 辅辅 程程 序序 备备 寸寸 给给 轴轴 具具 助助 序序 段段 功功 字字 功功 功功 功功 功功 段段号号 能能 能能 能能 能能 能能 结结 字字 字字 字字 字字 字字 束束 四、基本的指令代码四、基本的指令代码1.准备功能：准备功能也称为G功能或G代码，它是用来指令机床动作方式的功能。准备功能使用地址G及其后面的数字来指令机床动作，如用G00来指令运动坐标快速定位。G G G G代码代码代码代码组别组别组别组别功功功功 能能能能G00G00G00G0001010101快速定位快速定位快速定位快速定位G01G01G01G01直线进给直线进给直线进给直线进给G02G02G02G02顺圆弧插补顺圆弧插补顺圆弧插补顺圆弧插补G03G03G03G03逆圆弧插补逆圆弧插补逆圆弧插补逆圆弧插补G04G04G04G0400000000暂停、准停暂停、准停暂停、准停暂停、准停G28G28G28G28返回参考点返回参考点返回参考点返回参考点G32G32G32G3201010101螺纹切削螺纹切削螺纹切削螺纹切削G50G50G50G5000000000坐标系设定坐标系设定坐标系设定坐标系设定G65G65G65G65宏程序命令宏程序命令宏程序命令宏程序命令G70G70G70G70精加工循环精加工循环精加工循环精加工循环G71G71G71G71外圆粗加工循环外圆粗加工循环外圆粗加工循环外圆粗加工循环G G代码代码组别组别功功 能能G72G720000端面粗加工循环端面粗加工循环G73G73封闭切削循环封闭切削循环G74G74端面深孔加工循环端面深孔加工循环G75G75切槽循环切槽循环G76G76螺纹复合切削循环螺纹复合切削循环G90G900101内外圆车削循环内外圆车削循环G92G92螺纹切削循环螺纹切削循环G94G94端面切削循环端面切削循环G96G960202恒线速开恒线速开G97G97恒线速关恒线速关G98G980303每分进给每分进给G99G99每转进给每转进给G指令分为00、01、02、03、04组。其中00组G指令为非模态G指令，其它组G指令为模态G指令。2、辅助功能：辅助功能也称M功能或M指令，由指令地址M和其后的12位数字或4位数组成，主要用于指定主轴启动/停止、程序结束等。不同机床制造商对部分M指令定义了不同的功能，但多数常用的M指令，在所有的机床都是通用的。指令功能备注M00程序暂停M03主轴正转功能互锁，状态保持M04主轴反转M05主轴停止M08冷却液开功能互锁，状态保持M09冷却液关M10尾座进功能互锁，状态保持M11尾座退M12卡盘夹紧功能互锁，状态保持M13卡盘松开M32润滑开功能互锁，状态保持M33润滑关M41、M42、M43、M44、主轴自动换挡功能互锁，状态保持（1）程序停止M00：M00也可写为M0，执行M00指令后，程序运行停止，显示“暂停”字样，按循环启动键后，程序继续运行。（2）程序结束M02:M02也可以写成M2，在自动方式下，执行M02指令，当前程序段的其它指令执行完成后，自动运行结束，光标停留在M02指令所在的程序段，不返回程序开头。若要再次执行程序，必须让光标返回程序开头。(3)程序运行结束M30:在自动方式下，执行M30指令，当前程序段的其它指令执行完成后，自动运行结束，取消刀尖半径补偿，光标返回程序开头。（是否返回程序开头由参数决定）（4）主轴功能M03/M04/M05:M03用于机床主轴顺时针方向旋转（CW）,一般称为正转。M04用于机床主轴逆时针方向旋转（CCW）,一般称为反转。M05指令表示主轴停转。（5）M98/M99子程序调用:M98被规定为子程序调用指令，当调用的子程序结束返回其主程序用M99。3.主轴功能:是用来指定主轴转速的功能，由地址符S及后面的一组数字组成，通常称S功能。根据加工需要，主轴转速分为转速S和恒线速V两种，分别用G97和G96来设定。（1）转速S。用准备功能G97来设定，单位是r/min。其格式为G97 S_ 如G97 S1000;(表示主轴转速为1000r/min)。（2）恒线速度v。用准备功能G96来设定，单位是根据采用公制或英制分别为m/min或ft/min.其格式为G96 S_ 如G96 S100;(表示主轴转速为100m/min)。(3)最高转速限制。用恒线速度进行编程时，当刀具切削直径较小或切端面靠近工件中心时，其转速升得很高，为防止事故的出现，数控系统采用G50来限制其最高转速。其格式为G50 S_如G50 S2000;(表示限定主轴最高转速为2000r/min)。4.进给功能：进给功能又称F功能，是用来指定刀具相对于工件运动速度的功能，由地址符F合其后面的数字组成。根据加工需要，进给功能分为每分进给和每转进给两种，分别用G98和G99来设定。（1）每分进给。用准备功能G98来设定，在F后面的数值直接指定刀具每分钟的进给量，单位是mm/min或in/min。其格式为G98 F_如G98 F100；（表示进给速度为100mm/min）。（2）每转进给。用准备功能G99来设定，在F后面的数值直接指定机床主轴每转的刀具进给量，单位是mm/r或in/r。其格式为G98 F_如G98 F0.3；（表示假定主轴的转速为500 r/min，进给速度为0.3mm/r，换算成每分钟进给为500*0.3=150mm/min）。5.刀具功能刀具功能又称T功能是用以让系统选刀的功能，由地址符T及其后面的一组数字组成，广数928TD系统采用T4位数法。其格式为 T00 00 前两位是目标刀具号，后两位是刀具偏置号。如：T0202 表示选用刀架或刀库中的2号刀具和数控系统刀具存储器中的2号补偿值。任务二任务二 快速点定位快速点定位G00和直线插补和直线插补G01一、快速点定位（一、快速点定位（G00）(一)指令格式G00 X（U）_ Z（W）_式中：X、Z：绝对编程时，X轴、Z轴同时从起点以各自的快速移动速度移到目标点的坐标。U、W：增量编程时表示X轴、Z轴移动到目标点相对于起点的距离。(二)特点1.G00指令不能实际切削工件，只能空运行。2.G00指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分别设定，不能用程序规定。在G00中同时指令X Z轴时，X,Z轴按向各自的最高速度及加速度同时独立运行，互不影响。任何一轴到位自动停止运行，另一轴继续移动直到指令位置。如换刀及刀补指令与G00指令在同一程序段中时刀补值与G00的移动值合并执行，以提高工作效率。3.G00指令各自的快速移动速度分别由系统数据参数NO 022、NO 023确定。4.G00为模态指令，下一段相同时可省略不写。5.G00可以简写成G0，G0与G00等效。提示：G00指令当X，Z轴同时移动时应特别注意刀具的位置是否在安全区域，以避免撞刀。(三)实例例如：如图所示，刀尖从起刀点A快进到C点，准备车外圆，分别用绝对坐标、增量坐标方式写出G00程序段。绝对方式绝对方式绝对方式绝对方式 ：G00 X38.Z2G00 X38.Z2；（；（A AC C）或增量方式：或增量方式：或增量方式：或增量方式：G00 U-22.W-23.G00 U-22.W-23.；二、直线插补指令（二、直线插补指令（G01）G01代码用于刀具直线插补运动。G01指令使刀具以一定的进给速度，从所在点出发，直线移动到目标点。因此G00指令可以加工圆柱、圆锥面，倒角、端面、切槽等形状。(一一)指令格式指令格式G01 X（U）_ Z（W）_ F 式中：X、Z：为绝对编程时目标点在工件坐标系中的坐标；U、W：为增量编程时目标点坐标的增量；F：进给速度。进给速度有两种表示方法，一种是每分钟进给，单位mm/min,另一种是每转进给，单位mm/r.实际进给速度等于速度F于进给速度修调倍率的乘积。(二)实例如图所示，设零件各表面已完成粗加工，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00，G01程序段。绝对坐标编程：G00 X18 Z2 A-BG01 X18 Z-15 F50 B-CG01 X30 Z-26 C-DG01 X30 Z-36 D-EG01 X42 Z-36 E-F 试用增量坐标编程试用增量坐标编程