数控车床编程实例.ppt

,*,第,3,章 数控车床的编程,3.4 典型零件的,数控车削编程举例,练习与思考题,3,.,4,.,1,数控车床刀具补偿,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,数控机床中刀具补偿有两种：,刀具位置尺寸补偿,和,刀具半径尺寸补偿,1刀具位置补偿,当采用不同尺寸的刀具加工同一轮廓尺寸的零件，或同一名义尺寸的刀具因换刀重调、磨损以及切削力使工件、刀具、机床变形引起工件尺寸变化时，为加工出合格的零件，必须进行刀具位置补偿如图3-70所示，车床的刀架装有不同尺寸的刀具设图示刀架的中心位置为各刀具的换刀点，并以l号刀具的刀尖B点为所有刀具的编程起点当换2号刀具加工时，2号刀具的刀尖在C点位置，要想运用A、B两点的坐标值来实现从C点到A点的运动，就必须知道B点和C点的坐标差值，利用这个差值对B到A的位移量进行修正，就能实现从C到A的运动图,3-70,刀具位置补偿示意,从以上分析可以看出，数控系统进行刀具位置补偿，就是用刀补值对刀补建立程序段的增量值进行加修正，对刀补撤销段的增量值进行减修正这里的,1,号刀是标准刀，我们只要在加工前输入与标准刀的差,I,、,K,就可以了在这种情况下，标准刀磨损后，整个刀库中的刀补都要改变。

为此，有的数控系统要求刀具位置补偿的基准点为刀具相关点因此，每把刀具都要输入,I,、,K,，其中,I,、,K,是刀尖相对刀具相关点的位置差（图,3-71,）图,3-71,刀具位置补偿,2,刀具半径补偿,（,1,）不具备刀具半径补偿功能的系统补偿,在通常的编程中，将刀尖看作是一个点，然而实际数控切削加工中为了提高刀尖的强度，降低加工表面粗糙度，刀尖处成圆弧过渡刃在切削内孔、外圆及端面时，刀尖圆弧不影响其尺寸、形状，但在切削锥面和圆弧时，则会造成,过切或少切,现象（见图,3-72,）此时可以用刀尖半径补偿功能来消除误差简易数控系统不具备半径补偿功能，因此，当零件精度要求较高且又有圆锥或圆弧表面时，要么按刀尖圆弧中心编程，要么在局部进行补偿计算，来消除刀尖半径引起的误差3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,图,3-72,刀尖圆弧产生过切和少切的现象,1),按假想刀尖编程加工锥面,数控车床总是按“,假想刀尖,”点来对刀，使刀尖位置与程序中的起刀点（或换刀点）重合,所谓假想刀尖如图,3-73,所示，,b,为圆头车刀，,P,点为圆头刀假想刀尖，相当于,a,图中尖头刀的刀尖点。

图,3-73,圆头车刀刀尖半径和假象刀尖,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,（,a,）补偿前产生过切现象 （,b,）加入补偿后的切削,图,3-74,圆头车刀加工锥面补偿示意图,若假想刀尖加工如图,3-74,所示工件轮廓,AB,移动，即,P,1,P,2,与,AB,重合，并按,AB,尺寸编程，则必然产生图,a,中欠切的区域,ABCD,，造成残留误差因此按图,b,所示，使车刀的切削点移至,AB,，并沿,AB,移动，从而可避免残留误差，但这时假想刀尖轨迹,P,3,P,4,与轮廓在,X,方向和,Z,方向分别产生误差,X,和,Z,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,2,）,按假想刀尖编程加工圆弧,如果按假想刀尖编程车削半径为,R,的凸凹圆弧表面,AB,时，会出现如图,3-75,所示的情况图中（,a,）为车削半径为,R,的凸圆弧，由于,r,的存在，则刀尖,P,点所走的圆弧轨迹并不是工件所要求的圆弧形状其圆心为“,O,”，半径为“,R,r”,，此时编程人员仍按假想刀尖,P,点进行编程，不考虑刀尖圆弧半径的影响，即粗实线轮廓应按图中虚实线参数进行编程。

但要求加工前应在刀补拔码盘上给,z,向和,x,向分别加一个补偿量,r,同理，在切削凹圆弧，如图,3-75,（,b,）时，则在,x,向和,z,向分别减一个补偿量,r,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,（,a,）凸圆弧加工 （,b,）凹圆弧加工,图,3-75,圆头车刀加工凸凹圆弧刀补示意图,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,3）,按刀尖圆弧中心轨迹编程,不具备刀具半径补偿功能的数控系统，除按假想刀尖轨迹数据编程外，还可以按刀心轨迹编程如图4-76所示手柄零件是由3段凸圆弧和凹圆弧构成的，这时可用轮廓虚线轨迹所示的3段等距线迹进行编程，即O1圆半径为R1+r，O2圆半径为R2+t，O3圆半径为R3-r，三段圆弧的终点坐标由等距的切点关系求得这种方法编程比较直观，常被使用3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,图,3,-,76,按刀尖圆弧中心轨迹编程,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,（,2,）具有刀具半径补偿功能的系统补偿,在现在高级的数控车床控制系统，为使编程简单方便，数控车床一般都设置了刀尖圆弧半径补偿功能，而且可以根据刀尖的实际情况，选择刀位点轨迹，编程和补偿都十分方便。

对于具有刀具半径补偿功能的数控系统，在编程时，只要,按零件的实际轮廓编程,即可，而不必按照刀具中心运动轨迹编程使用,刀具半径补偿指令,，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动即执行刀具半径补偿后，,刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值,，从而加工出所要求的工件轮廓3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,利用机床自动进行刀尖半径补偿时，需要使用,G40,、,G41,、,G42,指令当系统执行到含,T,代码的程序指令时，仅仅是从中取得了刀具补偿的寄存器地址号,(,其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小,),，此时并不会开始实施刀尖半径补偿只有在程序中遇到,G41,、,G42,、,G40,指令时，才开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,一、典型零件数控车削编程的步骤：,1,、零件图样分析,2,、加工工艺性分析（含基点、节点坐标的计算及编程原点的确定）,3,、确定工序和装夹方式,4,、选择刀具和确定走刀路线,5,、选择切削用量,6,、拟定工序卡片,7,、加工程序的编制,3,.,4.2,典型零件的数控车削编程举例,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,二、车床综合编程实例,1,如图3-77所示工件，需要进行精加工，其中85mm外圆不加工。

毛坯为85mm340mm棒材，材料为45钢图,3-77,带中心孔轴,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,（,1,）零件图样分析,带中心孔的轴的加工表面主要是外圆柱面、圆锥面、螺纹等组成零件图样描述清楚，尺寸标注完整，基本符合数控加工尺寸的标注要求，比较适合采用数控车床加工2,）加工工艺性分析,编程原点选在装夹端的中心面,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,（,3,）确定工序和装夹方式,以,85mm,外圆及右中心孔为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持,85mm,外圆，用机床尾座顶尖顶住右中心孔工步顺序：,1,）自右向左进行外轮廓面加工：倒角,切削螺纹外圆,切削锥度,车,62mm,外圆,倒角,车,80mm,外圆,车,R70mm,圆弧,车,80mm,外圆；,2,）切槽；,3,）车螺纹3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,（,4,）选择刀具，画出刀具布置图（图,3-78,、表,3-7,）,根据要求，选用三把刀具，一号刀车外圆，二号刀切槽，三号刀车螺纹图,3-78,刀具布置图,零件号,N1-103,零件名称,带中心孔轴,零件材料,45,钢,程序号,O1111,序号,刀具号,刀具名称及规格,加工表面,数量,刀尖圆弧半径,/mm,补偿号,1,T01,93,度左偏刀,车外圆,1,01,2,T02,3mm,宽槽车刀,切槽,1,02,3,T03,螺纹车刀,车螺纹,1,03,编制,审核,批准,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,表,3-7,数控加工刀具卡片,3,.,4,典,型,零,件,的,数,控,车,削,编,程,举,例,（,5,）确定切削用量切削用量,根据被加工表面质量要求、工件材料和刀具材料，可参考切削用量手册来确定切削速度、进给量和背吃刀量。

6,）拟定工序卡片见表,3-8,）,将上述各项内容综合后，填写以下数控加工工序卡片，作为数控程序编制人员、操作人员的指导性文件零件号,N1-103,零件名称,带中心孔轴,零件材料,45,钢,程序号,O1111,机床型号,CK6140,制表日期,工步号,工步内容,夹具,刀具号,主轴转速（,r/min,）,进给速度（,r/min,）,背吃刀量（,mm,）,补偿号,备注,1,倒角,三爪自定心卡盘,T01,630,0.15,01,2,车螺纹大径,T01,630,0.15,01,3,车外圆,T01,630,0.15,01,4,车锥面,T01,630,0.15,01,5,车圆弧,T01,630,0.15,01,6,切槽,T02,315,0.10,02,7,车螺纹,T03,200,0.10,03,（,7,）编制程序,确定以三爪自定心卡爪前端面中心,O,点为工件原点，并将点,A,作为换刀点该工件的加工程序说明见表,3-9,表,3-9,加工程序及说明,程序,说明,O1111,N001 G50 X200.0 Z350.0 T0101,；,N002 S630 M03,；,N003 G00 X41.8 Z292.0 M08,；,N004 G01 X47.8 Z289.0 F0.15,；,N005 Z230.0,；,N006 X50.0,；,N007 X62.0 W-60.0,；,N008 Z155.0,；,N009 X78.0,；,N010 X80.0 W-1.0,；,N011 W-19.0,；,N012 G02 W-60.0 R70.0,；,N013 G01 Z65.0,；,N014 X90.0,；,程序代号,建立工件坐标系，调一号刀，并进行刀补,主轴转速为,630r/min,，主轴正转,快速接近工件，切削液开,直线进给，进给量为,0.15mm/r,（倒角）,精车,47.8mm,螺纹外径,X,向退刀,车锥面,车,62mm,外圆,X,向退刀,倒角,车,80mm,外圆,顺时针圆弧插补，车,R70mm,圆弧,车,80mm,外圆,X,向退刀，车小台阶端面,程序,说明,N015 G00 X200.Z350.T0100 M09,；,N016 M06 T0202,；,N017 S315 M03,；,N018 G00 X51.0 Z230 M08,；,N019 G01 X45.0 F0.10,；,N020 G04 O5.0,；,N021 G00 X51.0,；,N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09,；,N023 T0303,；,N024 S200 M03,；,N025 G00 X62.0 Z296.0 M08,；,N026 G92 X47.54 Z228.5 F1.5,N027 X46.94,N028 X46.54,；,N029 X46.38,；,N030 G00 X200.Z350.T0300 M09,；,N031 M05,；,N032 M30,；,返回换刀点，取消刀补，切削液关,调二号刀，并进行刀补,主轴正转，转速为,315r/min,快速移动至切槽处，切削液开,切,45mm,槽,暂停进给,5s,退刀,快速返回换刀点，取消刀补，切削液停,调三号刀，并进行刀补,主轴正转，转速为,200r/min,快速接车螺纹进给刀起点，切削液开,螺纹切削循环，螺矩为,1.5mm,螺纹切削循环，螺矩为,1.5mm,螺纹切削循环，螺矩为,1.5mm,螺纹切削循环。