项目十查阅、分析数控车床的加工能力

项目十查阅、分析数控车床的加工能力学习目标：1.熟悉数控车床工艺能力2.熟悉数控车床坐标系统3.熟悉数控机床G、M、F、S、T功能。一、数控车床的工艺能力及技术参数1、数控机床分类（1）按主轴的配置形式分类1）卧式数控车床2）立式数控车床（2）按加工功能分类1）数控车床2）加工中心在数控车床功能的基础上增加了数控回转刀架或者刀具回转主轴，配有换刀机械手，工件经一次装夹后能完成车、铣、钻、铰、车螺纹等多种工序。（3）按数控系统的功能分类1）经济型数控车床（简易数控车床）2）全功能型数控车床这类车床功能全，精度高，售价高。2、数控车床的基本结构（1）数控车床的组成（2）数控车床的刀架布局（1）水平床身配置水平滑板●工艺性好：便于导轨面的加工。●导向性好：水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度，●排屑困难：下部空间小。●尺寸空间大：从结构尺寸来看，刀架水平放置使得滑板横向尺寸较大，加大了机床宽度方向的结构尺寸。（2）数控车床的刀架布局（2）水平床身配置倾斜放置的滑板●水平床身工艺性好。●占地面积小：机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小。●排屑方便。3.数控车床的用途3.数控车床的用途（1）表面形状复杂的回转体零件（2）“口小肚大”的内腔零件（3）带特殊螺纹的零件（4）精度要求高的零件（5）超精密、超低表面粗糙度值的零件（1）表面形状复杂的回转体零件（2）“口小肚大”的内腔零件●数控车床可以车削由任意直线和平面曲线组成的形状复杂的回转体零件以及难于控制尺寸的零件，如具有封闭内成型面的壳体零件。如图所示的壳体零件封闭内腔的成型面，“口小肚大”，在数控车床上则很容易加工出来。（3）带特殊螺纹的零件●数控车床不但能车削任何等导程的直、锥面螺纹和端面螺纹，而且能车增导程、减导程及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹，还可以车高精度的模数螺旋零件(如圆柱、圆弧蜗杆)和端面(盘形)螺旋零件等。（4）精度要求高的零件●数控车床能加工出尺寸精度要求较高的零件，能加工对母线直线度、圆度、圆柱度等形状精度要求高的零件，同时也能加工位置精度要求高的零件。●如图所示为轴承内圈结构，轴承内圈滚道和内孔的尺寸精度要求高，位置精度要求高，表面粗糙度要求低，在数控车床上工件一次装夹后可完成轴承内圈滚道和内孔的加工。数控车削加工所能达到的精度等级数控车削加工所能达到的精度等级车削加工类型达到的精度等级达到的表面粗糙度粗加工IT11～IT12Ra12.5～25μm粗车→半精车IT8～IT10Ra3.2～6.4μm粗车→半精车→精车IT7～IT8Ra0.8～1.6μmRa0.4～0.8μm（有色金属）粗车→半精车→精车→细车IT6～IT7Ra0.4～0.1μm4、数控车床技术参数参数类型主要技术参数作用尺寸参数X、Z轴最大行程影响加工工件的尺寸（重量）范围、编程范围及刀具、工件、机床之间的干涉卡盘尺寸最大回转直径最大车削直径两顶针间最大支撑长度尾座套筒移动距离最大车削长度数控车床主要技术参数（1）数控车床主要技术参数（2）参数类型主要技术参数作用接口参数刀位数，刀具装夹尺寸影响工件及刀具安装主轴头型式主轴孔及尾座孔锥度、直径运动参数主轴转速范围影响加工性能及编程参数刀架快进速度、切削进给速度范围数控车床主要技术参数（3）参数类型主要技术参数作用动力参数主轴电机功率影响切削负荷伺服电机额定转矩精度参数最小设定单位（脉冲当量）影响加工精度及其一致性定位精度、重复定位精度刀架定位精度、重复定位精度数控车床主要技术参数（4）参数类型主要技术参数作用数控系统参数控制轴数影响数控编程及故障诊断联动轴数最大编程尺寸主轴功能插补功能刀具功能自诊断功能（三）数控车床通用编程规则1.数控车床的坐标系统右手直角笛卡尔坐标系右手螺旋法则（三）数控车床通用编程规则与主轴轴线平行的坐标轴为Z轴。刀具远离工件的方向为坐标轴的正方向。（三）数控车床通用编程规则（三）数控车床通用编程规则1、机床坐标系将标准坐标系平移到数控机床上而得到。2、机床原点是机床坐标系的原点，又称机床零点。它在机床出厂前就已确定下来。3、机床参考点位于机床各运动坐标的正极限位置，与机床原点的位置相对确定。3、程序结构三要素及程序段格式O0001；程序号（名）N05G00U50.W60.；加工程序段N10G01U100.W150.F150.M03S300；……N200M30；程序结束符号•关于零件程序，有以下几点说明：•1）从上图可以看出，一个零件的程序必须包括其始符和结束符：程序号为起始符，M02或M30为程序结束符；•2）一个零件的程序是按程序的输入顺序执行的，而不是按程序段号的顺序执行的，但在书写程序时，建议按升序书写程序段号，程序段号之间允许有一定的间隔。序号机能地址意义1零件程序号O表示程序的编号2程序段号N程序段的编号3准备机能G指令动作方式（如直线、圆弧加工等）4尺寸字X、Y、ZA、B、CU、V、W坐标轴移动命令R圆弧半径、固定循环参数等I、J、K圆心相对于起点的坐标、固定循环参数等5进给速度F指定刀具加工时的进给速度序号机能地址意义6主轴机能S指定主轴的旋转速度7刀具机能T指定加工过程中所使用刀具的编号8辅助机能M指定程序走向及机床侧开/关控制9暂停机能P、X指定暂停时间10程序号指定机能P指定子程序号11重复次数机能L子程序重复调用次数、固定循环重复次数12参数P、Q、R、U、W、I、K、C、A车削复合循环参数3.程序段结构•（1）程序段格式数控机床程序段格式为：•NGXZ…FSTM；•一个程序段以程序段号开始（也可省略），以程序结束代码结束。程序段中各字的先后顺序要求并不严格，不需要的字以及与上一程序段相同的继续使用的字可以省略。数控车床程序段各指令字含义如下：1）程序段号N：程序段号用字母N及数字表示，如N0005，段号之间的间隔不要求连续，便于程序修改和编辑。程序段号可有可无。另外，编写程序时可以不写程序段号，程序输入数控系统后可以通过系统设置自动生成程序段号；2）准备功能G：由表示准备功能的地址符G和数字组成，如G01、G02分别代表直线插补和圆弧插补。G功能的代号已经标准化；3）坐标字：坐标字由坐标地址及数字组成，且按一定的顺序进行排列，各组数字必须具有作为地址码的地址符（如X、Y等）开头。数控系统一般对坐标值的小数点有严格的要求（有的系统可以用参数进行设置），如“26㎜”编程时应写成“26.”，否则有的系统会将“26”视为“26μm”；4）进给功能F：进给功能由进给地址符及数字组成，数字表示所给定的进给速度，如F120.表示进给速度为120㎜/min，其小数点与X、Y、Z后的小数点表示同样含义；5）主轴转速功能S：主轴转速功能由主轴地址符及数字组成，数字表示主轴转速，单位为r/min；6）刀具功能T：刀具功能由地址符T和数字组成，用以指定刀具的刀号，如T0101，表示1＃刀具；准备功能G指令序号G代码组别功能1G0001快速点定位2G01直线插补3G02顺时针圆弧插补或螺旋线插补4G03逆时针圆弧插补或螺旋线插补5G0400延迟（暂停）6G10可编程数据输入7G11取消可编程数据输入8G12.121极坐标插补模式9G13.1取消极坐标插补模式10G1716XPYP平面选择11G18ZPXP平面选择12G19YPZP平面选择序号G代码组别功能13G2006英制输入14G21米制输入15G2209存储行程检查16G23存储行程检查功能取消17G2508主轴转速波动检测取消18G26主轴转速波动检测19G2700返回参考点检查20G28返回到参考点21G30返回到第2、第3、第4参考点22G31跳跃功能23G3301螺纹切削24G34变螺距螺纹切削序号G代码组别功能36G5414选择工件坐标系设定137G55选择工件坐标系设定238G56选择工件坐标系设定339G57选择工件坐标系设定440G58选择工件坐标系设定541G59选择工件坐标系设定642G6500宏程序调用43G6612宏程序模态调用44G67取消宏程序模态调用45G7000精车循环46G71粗车外圆复合循环47G72粗车端面复合循环48G73固定形状粗加工复合循环49G74端面深孔钻削循环50G75外径、内径钻削循环51G76螺纹切削复合循环辅助功能M代码序号代码功能1M00程序停止2M01选择程序3M02程序结束4M03主轴正转5M04主轴反转6M05主轴停止7M08切削液开8M09切削液关9M10车螺纹45°退刀序号代码功能10M11车螺纹直退刀11M12误差检测12M13误差检测取消13M19主轴准停14M20ROBOT工作启动15M30纸带结束16M98调用子程序17M99返回子程序辅助功能M代码相关说明1）M00、M01、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向，是CNC内定的辅助功能，不由机床制造商设计决定，与PLC程序无关。2）其余M代码用于控制机床各种辅助功能开关动作，其功能不由CNC内定，是由PLC程序指定的，所以有可能因机床制造厂的不同而有所不同，使用时请注意机床说明书。辅助功能M代码相关说明3）M代码也有非模态功能和模态功能两种，模态功能中包含一个缺省功能，如M05、M09，系统上电时将被初始化为该功能。4）MOO为程序暂停指令，完成编有MOO指令的程序段中的其他指令后主轴停止，进给停止，冷却液关断，程序停止。此时可执行某一手动操作，如工件调头，手动变速等。重新按“循环启动”按钮，机床将继续执行下一程序段。辅助功能M代码相关说明5）M01为计划停止(任选暂停)，与MOO相似，不同之处在于必须在操作面板上预先(程序启动前)按下任选停止开关按钮，使其相通；当执行完编有M01指令的程序段的其他指令后，程序停止。如不按任选停止，则M01指令不起作用，程序继续执行。当零件加工时间较长或要在加工过程中需要停机检查、测量关键部位以及交接班等情况使用该指令很方便。6）M02为程序结束执行该程序后，表示程序内所有指令均已完成，因此切断机床所有动作，机床复位。但程序结束后，不返回到程序开头的位置。7）M30为纸带结束在完成程序段的所有指令后，使主轴进给复位，与M02相似，不同在于该指令还使纸带回到起始位置。