数控车床加工及编程

1第4章数控车床加工及编程4．1数控车削加工工艺4．2数控车床程序编制4．3数控车床编程实例2学习目标和重点目标：学习和应用FANUC数控系统的各种指令。掌握FANUC数控系统的各种指令格式和应用范围、技巧。中等难度的零件加工程序的编制和加工。重点：FANUC数控系统的各种指令格式和应用范围、技巧。数控加工及程序编制的综合能力34.1数控车削加工工艺数控车床加工的主要特点车削刀具数控车削加工走刀路线4数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。主要是加工轴类、盘类等回转体零件的。通过数控加工程序的运行，它能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面或非圆弧曲线轮廓面、端面和螺纹等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等加工。此外，数控车削中心还可以在一次装夹中完成更多的加工工序，包括钻、铣、攻螺纹等。。4.1.1数控车床加工的主要特点数控车床上的各种加工方法54.1.2数控车削刀具车削刀具的分类：外圆车刀内孔车刀螺纹车刀切断切槽刀61、外圆车刀外圆车刀主偏角Kγ=95°该95°主偏角车刀主要用于外圆及端面的半精加工及精加工,其刀片为菱形,通用性好.71、外圆车刀外圆车刀主偏角Kγ=45°45°主偏角车刀主要用于外圆及端面车削.主要用于粗车,其刀片为四方形,所以可以转位八次,经济性好.81、外圆车刀外圆车刀主偏角Kγ=75°该75°主偏角车刀只能用于外圆粗车削,其刀片为四方形,所以可以转位八次,经济性好.该75°主偏角车刀只能用于外圆粗车削,该主偏角车刀为MCLNR车刀刀片的补充应用.91、外圆车刀外圆车刀主偏角Kγ=93°该93°主偏角车刀，其刀片为D形刀片，刀尖角为55°，刀尖强度相对较弱，所以该车刀主要用于仿形精加工.101、外圆车刀外圆车刀主偏角Kγ=90°该90°主偏角车刀只能用于外圆粗精车削,其刀片为三角形,切削刃较长，刀片可以转位六次,经济性好112、内孔车刀根据以下切削方式选择内孔车削刀具形式与主偏角：12外螺纹车刀3、螺纹车刀带修光刃的螺纹刀片•可加工出包括牙顶在内的完整螺纹牙型•保证了正确的底径和顶径•在车削螺纹前，毛坯不需车削，车后不需去毛刺内螺纹车刀134、切断切槽刀•QZQ,QZSR,QZS,QT四大系列•最小切槽宽度1.1mm•最大切断直径60mm•左刀右刀任意选择144、切断切槽刀外圆切断刀•刀具中心高20、25、32•最大切断直径120•最小切宽2.5•刀片规格2.5、3、4、5、6ZP切断154.1.3数控车床加工的走刀路线最短的空行程路线粗加工（或半精加工）进给路线精加工进给路线特殊的进给路线161、最短的空行程路线巧用起刀点。（图a)巧设换（转）刀点。(图b)合理安排“回零”路线。→执行“回零”指令172、粗加工（或半精加工）进给路线常用的粗加工进给路线。（图a)大余量毛坯的阶梯切削进给路线。(图b)双向切削进给路线。(图c）ab183、精加工进给路线完工轮廓的连续切削进给路线。在安排一刀或多刀进行的精加工进给路线时，其零件的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成。各部位精度要求不一致的精加工进给路线。若各部位精度相差不是很大时，应以最严的精度为准，连续走刀加工所有部位；若各部位精度相差很大，则精度接近的表面安排同一把刀走刀路线内加工，并先加工精度较低的部位，最后再单独安排精度高的部位的走刀路线。194、特殊的进给路线在数控车削加工中，一般情况下，Z坐标轴方向的进给路线都是沿着坐标的负方向进给的，但有时按这种常规方式安排进给路线并不合理，甚至可能车坏工件。←两种不同的进给方法→嵌刀现象合理的进给方案204.2数控车床程序编制数控车床的品种繁多，结构及数控系统各异，但在许多方面仍有共同之处。本章介绍采用FANUC系统的数控车床的程序编制。数控系统的功能工件坐标系设定加工准备类指令基本加工类指令单一固定循环指令复合固定循环指令刀具参数补偿指令切槽加工与程序暂停指令螺纹切削指令子程序214.2.1数控系统的功能1、准备功能（G功能）功能：使机床或数控系统建立起某种加工方式的指令。格式：G□□（G00～G99共100种）【概念】模态指令：又称续效代码。该指令代码一经定义，其功能一直保持有效，直到被相应的代码取消或被同组的代码所取代。非模态指令：只在写有该代码的程序段中才有效。224.2.1数控系统的功能2、辅助功能（M功）能功能：控制机床或系统的开关功能的一种命令。格式：M□□（从M00～M99共100种）常用指令：M03——主轴正转；M04——主轴反转；M05——主轴停止；M08——切削液开；M09——切削液关；M30——程序结束。234.2.1数控系统的功能3、进给功能（F功能）功能：用于指定刀具进给速度。F为续效代码。进给模式：数控车床分每转进给mm/r和每分钟进给mm/min。每分钟进给模式G94——mm/min格式：G94F——；每转进给模式G95——mm/r格式：G95F——；244.2.1数控系统的功能4、主轴转速功能（S功能）功能：用于指定主轴转速，一般为r/min模式：数控车床有恒转速与恒线速控制模式恒线速度控制G96——m/min格式：G96S——；功能：在车削端面或工件直径变化较大时使用，提高切削质量。转速与线速度的转换关系：n=1000ν/πd恒转速控制G97（上电时默认状态）——r/min格式：G97S——；功能：该指令可设定主轴转速并取消恒线速度控制，在车削螺纹或工件直径变化不大时使用。主轴最高转速限制G92——r/min格式：G92S——；功能：可防止因主轴转速过高，离心力太大，产生危险及影响机床寿命。254.2.1数控系统的功能5、刀具功能（T功能）功能：用于选择刀具与刀具偏置量。格式：T□□□□刀具号刀具补偿号G、M、F、S、T指令中哪些指令是模态指令？哪些是非模态指令？•部分G、M指令是模态指令•全部的F、S指令是模态指令•T指令是非模态指令！264.2.2工件坐标系设定G50格式：G50XZ；功能：编程时，首先确定工件原点后用G54设定工件坐标系。式中：X、Z——刀尖（刀位点）起始点相对于工件原点的X、Z向坐标值（X为直径值）。G50X200.Z150.；在执行G50前必须进行什么操作？在执行G50前必须先调整机床，将刀尖放在程序所要求的起始点位置上→→“对刀”【例】G50指令设定工件坐标系。274.2.3加工准备类指令O0001；N10S800M03；N20T0101M08；N30G00X40.Z0.；N40G01X60.Z-10.F0.2；N50Z-30.；N60X80.；N70G03X100.Z-40.R10.；N80G01Z-50.；N90G00X120.；N110M30；程序号程序体程序开始程序结束在完成数控准备类指令后，才能编制数控加工运行指令！284.2.3加工准备类指令快速定位指令G00格式：G00X___Z___；功能：使刀具从当前点，以系统预先设定好的速度移动定位至所指定的目标点(X,Z)。其中：X、Z——目标点的绝对值坐标。注意：①G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。②该指令不用指定运行速度。【例】G00编程。G00X50.Z84.；294.2.4基本加工类指令1、直线插补指令G01格式：G01X___Z___F___；功能：使刀具从当前点，以指令的进给速度沿直线移动目标点(X,Z)其中：X、Z——目标点的绝对值坐标；F——进给量。【例】G01编程。G01X80.Z-80.F0.2；304.2.4基本加工类指令2、圆弧插补指令G02/G03格式：G02/G03X___Z___R___F___；功能：指令刀具以设定的进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。其中：G02——顺时针圆弧插补；G03——逆时针圆弧插补；R——圆弧半径：圆心角α≤180°时，用+R表示；否则用-R表示。注意：①采用后置刀架车床编程。②G02/G03的判断。G02/G03的判断R值的正负314.2.4基本加工类指令【例】G02/G03编程。答：绝对编程：G02X46.Z-15.078R23.F0.2；增量编程：G02U26.W-15.078R23.F0.2；混合编程：G02X46.W-15.078R23.F0.2；G02U26.Z-15.078R23.F0.2；R编程有几种编程方式？324.2.4基本加工类指令【例】刀具按走刀路线进行加工，已知进给量0.25mm/r,切削速度150mm/min，试编程。O4002；T0101；G50X200.Z50.；G96S150M03；G00X14.Z6.；G01Z0.F0.25；X30.；G03X40.Z-50.R5.；G01Z-20.；X60.Z-30.；G02X81.214Z-34.393R15.；G01X110.；G00X200.Z50.；M30；334.2.4基本加工类指令3、自动倒角指令G01由Z轴向X轴倒角格式：G01Z(W)IF；其中：Z、W——图中b点的绝对值(增量)坐标。I——当向X轴正向倒角时为正值,反之,取负值。由X轴向Z轴倒角格式：G01X(U)KF；其中：X、U——图中b点的绝对值(增量)坐标。K——当向X轴正向倒角时为正值,反之,取负值。344.2.4基本加工类指令4、自动倒圆指令G01由Z轴向X轴倒圆格式：G01Z(W)RF；其中：Z、W——图中b点的绝对值(增量)坐标。R——当向X轴正向倒角时为正值,反之,取负值。由X轴向Z轴倒圆格式：G01X(U)RF；其中：X、U——图中b点的绝对值(增量)坐标。R——当向X轴正向倒角时为正值,反之,取负值。354.2.4基本加工类指令【例】以图示走刀路线加工,已知进给量0.15mm/r,主轴转速800r/min,试用自动倒角倒圆指令编程。O4003；S800M03；T0101M08；G00X21.Z5.；W-5.；G01X60.K-2.F0.15；Z-12.；X72.Z-32.；Z-47.；G02X82.Z-52.R5.；G01X92.；U10.0W-5.0；G00X240.Z150.M30；364.2.5单一固定循环指令轴向切削循环G90径向切削循环G94单一固定循环是指一个循环切削指令可使刀具产生四个动作，即可使刀具完成：“切入→切削→退刀→返回”一个循环动作，可简化编程。371、轴向切削循环G90格式：G90X（U）—Z（W）—R—F—；（模态指令）式中：X、Z——切削终点绝对坐标；U、W——切削终点相对于循环起点增量坐标；R——切削终点至切削起点的向量值（半径值）；功能：能完成圆柱、圆锥的粗、精切削加工。381、轴向切削循环G90【例】使用1号粗车刀，2号精车刀车削图示外圆，切削速度120m/min。X轴精车余量0.2mm，Z向精车余量0.05mm，试用G90指令编程。O4006；G96S120M03；G50S3500；T0101；G00X55.Z3.；G90X46.Z-44.95F0.2；X42.；X40.2；G00X100.Z100.；T0202S150；X40.Z3.；G01Z-45.F0.07；X55.；G00X100.Z100.；M30；1、需要建立刀尖半径补偿？用G90怎样进行精加工？391、轴向切削循环G90O4007；G96S120M03；G50S3500；T0303；G00X50.Z5.；G90X49.Z-45.R-5.5F0.2；X45.；X41.；X40.S150F0.07；G00X100.Z100.；M30；【例】使用3号车刀，车削图示外圆锥面，X轴精车余量1.0mm，试用G90指令编程。402、径向切削循环G94格式：G94X（U）—Z（W）—R—F—；（模态指令）式中：X、Z——切削终点绝对坐标；U、W——切削终点相对于循环起点增量坐标；R——切削终点至切削起点的向量值（Z轴方向）；功能：能完成直端面或锥端面切削循环。41O4008；G96S120M03；G50S3500；T0404；G00X85.Z5.；G94X40.5Z-3.F0.2；Z-6.5；Z-9.9；