项目二简单阶梯轴零件的编程与加工

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,项目,二,简单阶梯轴的编程与加工,任务一,零件编程基本知识,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,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,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 准 尺 进 主 刀 辅 程,序 备 寸 给 轴 具 助 序,段 功 字 功 功 功 功 段,号 能 能 能 能 能 结,字 字 字 字 字 束,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,代码,组别,功 能,G00,01,快速定位,G01,直线进给,G02,顺圆弧插补,G03,逆圆弧插补,G04,00,暂停、准停,G28,返回参考点,G32,01,螺纹切削,G50,00,坐标系设定,G65,宏程序命令,G70,精加工循环,G71,外圆粗加工循环,G,代码,组别,功 能,G72,00,端面粗加工循环,G73,封闭切削循环,G74,端面深孔加工循环,G75,切槽循环,G76,螺纹复合切削循环,G90,01,内外圆车削循环,G92,螺纹切削循环,G94,端面切削循环,G96,02,恒线速开,G97,恒线速关,G98,03,每分进给,G99,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,快速点定位,G00,和直线插补,G01,一、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,：,G00 X38. Z2,；（,A,C,）,或增量方式：,G00 U-22.W-23.,；,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,),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-B,G01 X18 Z-15 F50 B-C,G01 X30 Z-26,C-D,G01 X30 Z-36,D-E,G01 X42 Z-36,E-F,试用增量坐标编程,