项目十一数控车削阶梯轴类零

,项目十一 数控车削阶梯轴类零件（1） 项目式教学,一、数控车床编程原则,一、数控车床编程原则,1绝对值编程与增量值编程（1）,数控车床编程时，可采用绝对值编程、增量值编程或两者混合编程。 由于被加工零件的径向尺寸在图样上标注和测量时，都是以直径值表示，因此直径方向用绝对值编程时，X以直径值表示；用增量值编程时，以径向实际位移量的二倍值表示，并带上方向符号。,一、数控车床编程原则,1绝对值编程与增量值编程（2）,（1）绝对值编程 绝对值编程是根据预先设定的编程原点（即工件坐标系原点）计算出工件轮廓基点或节点绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。首先找出编程原点的位置，并用地址X、Z表示工件轮廓基点或节点绝对坐标，然后进行编程。例如程序段“G01 X 50.0 Z 80.0；”中，X和Z后面的坐标值表示轮廓终点的绝对值坐标（即轮廓终点相对于工件坐标系原点的值）。,一、数控车床编程原则,1绝对值编程与增量值编程（3）,（2）增量值编程 增量值编程是根据与前一位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法，即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的。 采用增量值编程时，用U、W代替X、Z进行编程。U、W的正负由行程方向来确定，行程方向与机床坐标方向相同时为正，反之为负。 程序段“G01 U 50.0 W 80.0；”表示终点相对于前一加工点的坐标差值在X轴方向为50，Z轴方向为80。,一、数控车床编程原则,1绝对值编程与增量值编程（4）,（3）混合编程 设定工件坐标系后，绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。数控编程时采用绝对值编程、增量值编程或混合编程，取决于数据处理的方便程度。,一、数控车床编程原则,1绝对值编程与增量值编程（5）,1)绝对值编程 N10 G01 X30.0 Z0 F100；（以工件右端面中心为工件坐标系原点，刀具至P0点） N15 X40.0 Z-25.0；（刀具至P1点） N20 X60.0 Z-40.0；（刀具至P2点） ,一、数控车床编程原则,2）增量值编程 N10 G01 U10.0 W-25.0 F100；（刀具至P1点） N15 U20.0 W-15.0；（刀具至P2点） ,1绝对值编程与增量值编程（6）,一、数控车床编程原则,1绝对值编程与增量值编程（7）,3）混合编程 N10 G01 U10.0 Z-25.0 F100； N15 X60.0 W-15.0；,一、数控车床编程原则,2脉冲数编程与小数点编程 （1）,（1）脉冲数编程 与数控系统最小设定单位(脉冲当量)有关。当系统脉冲当量为0.001时，表示对应一个脉冲，运动部件移动0.001mm。程序中移动距离数值以m为单位，例如X60000表示移动60000m，即移动60mm。若小数点后面的数位超过4位时，数控系统则按四舍五入处理。,一、数控车床编程原则,2脉冲数编程与小数点编程 （2）,（2）小数点输入编程 表明以mm为单位，要特别注意小数点的输入。例如，X60.0表示采用小数点编程移动距离为60mm；而X60则表示采用脉冲数编程，移动距离为60m(0.06mm)。小数点编程时，小数点后的零可省略，如X60.0与X60是等效的。,一、数控车床编程原则,二、快速点定位指令编程（G00）,1指令格式,G00 X（U） Z（W） ； GOO指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求，也无切削加工过程。 绝对值编程时，刀具分别以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z点； 增量值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到距离现有位置为U、W的点。,二、快速点定位指令编程（G00）,2指令应用说明,1）GOO为模态指令，可由G01、G02、G03等指令注销。 2）移动速度不能用程序指令设定，各轴的快移速度可以相同，可以不相同。 3）GOO的执行过程为刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。 4）在执行G00指令时，由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，联动直线轴的合成轨迹多数情况是折线，操作者要十分小心，避免刀具与工件发生碰撞。 5）G00指令一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。,二、快速点定位指令编程（G00）,3G00指令应用举例,绝对值编程：G00 X120.0 Z100.0； 增量值编程：GOO U80.0 W80.0；,二、快速点定位指令编程（G00）,三、直线插补指令编程（G01）,1指令格式,G01 X（U） Z（W） F ； G01指令是模态代码，它是直线运动的命令，规定刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按F指定的进给速度作任意斜率的直线运动。 绝对值编程时，刀具以F指令的进给速度进行直线插补，运动到工件坐标系X、Z点； 增量值编程时，刀具以F进给速度运动到距离现有位置为U、W的点。 F进给速度在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。,三、直线插补指令编程（G01）,2指令应用说明,1）GO1为模态指令，可由G00、G02、G03等指令注销。 2）G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺寸字（X、Z）或（U、W）决定。 3）进给速度由F指令决定。F指令也是模态指令，可由GOO指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，而现在的G01程序段中也没有F指令，则机床不运动。因此，G01程序中必须含有F指令。,三、直线插补指令编程（G01）,3G01指令应用举例 （1）,O2001 T0101； M03 S450； G00 X16.0 Z2.0； G01 X26.0 Z-3.0 F60.； Z-48.0； X60.0 Z-58.0； X80.0 Z-73.0； X90.0； G00 X100.0 Z10.0； M05； M30；,三、直线插补指令编程（G01）,三、直线插补指令编程（G01）,3G01指令应用举例 （2）,O2002(已调试) T0101; M03 S400; G00 X31.0 Z3.0; G01 Z-50.0 F80.0; X36.0; Z3.0; X30.0; Z-50.0; X36.0; G00 X100.0 Z50.0; M05; M30;,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,1数控车床加工圆弧顺圆、逆圆判断（1）,圆弧插补指令可指令刀具沿圆弧移动，圆弧有顺圆与逆圆之分。对于数控车床，根据X、Z轴的正方向，用右手法则判断出Y轴的正方向。 从Y轴正方向向Y轴负方向看过去，顺着加工方向，是顺时针方向的圆弧即为顺圆，逆时针方向的圆弧即为逆圆。,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,1数控车床加工圆弧顺圆、逆圆判断（2）,后置刀架,前置刀架,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,2指令格式（1）,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,2指令格式（2）,（2）指令中字符含义 指令中符号含义如下： 1）指令格式中G02表示顺圆插补，G03表示逆圆插补。 2）采用绝对值编程时，用X、Z表示圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；采用增量编程时，用U、W表示圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。 3）圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Z轴方向上的分矢量(矢量方向指向圆心)，当分矢量方向与坐标轴的方向一致时为“+”号，反之为“-”号，圆心坐标I、K正负取值如图所示。编程时I0、K0可以省略不写。,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,2指令格式（3）,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,2指令格式（4）,4）用半径R指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧（优弧和劣弧）的可能性，因此，在编程的时候规定圆心角小于或等于180圆弧时R值为正；圆心角大于180圆弧时R值为负，如图所示。,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,2指令格式（5）,5）程序段中同时给出I、K和R值，以R值优先，I、K无效。 6）G02、G03用半径指定圆心位置时，不能描述整圆，如果需要用指令描述整圆时，只能使用分矢量编程，同时终点坐标可以省略不写，如“G02（G03）I K ；”。但在数控车床上，由于刀具结构的原因，一般不超过180。 7）F为圆弧切削时的圆弧切线方向进给速度。,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,3G02/G03指令应用举例 （1）,（1）采用后置刀架加工时： 1）绝对值编程： G02 X50.0 Z-20.0 R25.0 F0.3； 2）增量值编程： G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,3G02/G03指令应用举例 （2）,（2）采用前置刀架加工时： 1）绝对值编程： G02 X50.0 Z-20.0 R25.0 F0.3； 2）增量值编程： G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3；,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,3G02/G03指令应用举例 （3）,O2003 T0101； M03 S400； G50 S1500； G96 S40； G00 X0.0 Z5.0； G01 Z0.0 F60.0； G03 X24.0 Z-24.0 R15.0； G02 X26.0 Z-31.0 R5.0； G97 S400； G01 Z-40.0； X40.0； G00 X100.0 Z50.0； M05; M30；,3G02/G03指令应用举例 （4）,选择内孔为25，外形尺寸为50100的毛坯棒料； 选择内孔车刀作为孔加工刀具,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,3G02/G03指令应用举例 （5）,建立工件系（对刀方式） 装夹毛坯 在工件内表面试切一刀； 保持刀具位置不变 测量刀具所在位置X、Z方向坐标尺寸（注意Z坐标带符号）； 进行形状补正设定，通过“测量”方式输入测量参数； 工件坐标系由此建立。,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,3G02/G03指令应用举例 （6）,试切及测量画面,3G02/G03指令应用举例 （7）,刀具形状补正参数设定,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,3G02/G03指令应用举例 （8）,O2004(已调试); T0101; M03 S400; G00 X30.0 Z3.0; G01 Z-20.0 F50.0; G02 X26.0 Z-22.0 R2.0; G01 Z-40.0; X24.0; G00 Z50.0; X100.0; M05; M30;,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,四、圆弧插补指令编程（G02/G03）,3G02/G03指令应用举例 （8）,零件加工完工及程序画面,五、暂停指令编程（G04）,1指令格式,G04 X（U） （s）或G04 P （ms） 其中X、U、P为暂停时间：P后面的数值为整数，单位为ms；X(U)后面为带小数点的数，单位为s。例如，欲停留1.5s的时间，则程序段为：G04 X1.5或G04 P1500。,五、暂停指令编程（G04）,2指令应用说明,1）该指令为非模态指令，仅在其规定的程序段中有效。 2）G04指令可使刀具作短暂的停留，以获得圆整而光滑的表面质量，常用于钻镗孔、车槽等加工时，刀具在很短时间内实现无进给光整加工。 3）G04指令除了用于切槽、钻镗孔外，还可以用于拐角轨迹的控制，如车台阶轴，以弥补跟随误差。 4）G04指令可以用于实现暂停，暂停结束后，继续执行下一段程序。,五、暂停指令编程（G04）,六、单位选择指令编程（G20/G21）,1受G20/G21影响的参数,1）F表示的进给速度指令值； 2）与位置有关的指令值； 3）偏移量； 4）手摇脉冲发生器1个刻度的值：G20时最小设定单位是0.0001in，G21时最小设定单位是0.001mm； 5）步进的移动量； 6）某些参数。,六、单位选择指令编程（G20/G21）,2指令应用说明,1）在程序中指令单位时，英制米制转换指令G20/G21代码要在坐标系设定指令之前，在程序的开头用单独程序段指令。 2）电源接通时，英制、米制转换的G代码与切断电源前相同。 3）程序执行过程中不要变更G20、G21指令； 4）英制输入(G20)和米制输入(G21)相互转换时，为使偏置值符合输入单位，应重新设定。,六、单位选择指令编程（G20/G21）,七、直径编程和半径编程,1.直径编程G22和半径编程G23,车削类零件横断面一般为圆形，所以关于尺寸指定有半径指定和直径指定两种方法。 当用直径指定时称为直径编程；当用半径指定时称为半径编程。具体到机床，是用直径指定还是用半径指定，是通过机床参数的设定来确定的。,七、直径编程和半径编程,八、自动返回参考点指令G28,1指令格式,G28 X(U) Z(W) ； 执行该指令时，刀具先快速移动到指令中X(U)、Z(W)所指的中间点坐标位置，然后自动回参考点。到达参考点后，相应的坐标指示灯亮。,八、自动返回参考点指令G28,2指令应用说明,1）X、Z表示绝对编程时，中间点在工件坐标系中的坐标，U、W表示增量编程时，中间点相对于起点的位移量。 2）G28指令用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该指令之前用T0000方式取消刀具位置偏置及刀尖半径补偿。 3）在G28程序段中不仅产生坐标轴移动指令，而且记忆了中间点坐标值，以供G29使用。 4）电源接通后，在没有手动返回参考点的状态下，指定G28时，从中间点自动返回参考点，与手动返回参考点相同。这时从中间点到参考点的方向就是机床参数“回参考点方向”设定的方向。 5）G28指令仅在其被规定的程序段中有效。,八、自动返回参考点指令G28,十、数控车床基本指令编程举例,十、数控车床基本指令编程举例,1.示例1(1),（1）零件结构工艺性分析 该零件为简单阶梯轴，尺寸公差按未注公差处理，无形位公差要求，表面粗糙度全部为Ra6.3。 （2）毛坯选择 选择毛坯尺寸为3530PVC棒料。 （3）设备选择 选择实训车间现有数控卧式车床。 （4）装夹方式选择 用三爪卡盘装夹及软爪或护套装夹。 （5）刀具选择 外圆端面车刀（T0101）。,1.示例1(2),十、数控车床基本指令编程举例,1.示例1(3),（6）切削用量选择：,十、数控车床基本指令编程举例,（7）加工工艺路线安排 零件加工工艺路线安排如下： 1）车端面：用三爪卡盘夹持毛坯约12左右，校正，夹紧，用外圆端面车刀加工零件20侧端面。 2）粗车外圆：零件20侧加工余量为15（直径方向），粗加工分两次走刀，每次吃刀深度均为3.5，留0.5精加工余量。 3）精加工外圆至尺寸。 4）工件掉头安装：用软爪或护套夹持20加工侧，校正，夹紧。 5）加工30侧端面，并保证工件全长。 6）粗加工30侧外圆表面，留0.5精加工余量。 7）精加工30侧外圆表面至图纸尺寸要求。,1.示例1(4),十、数控车床基本指令编程举例,十、数控车床基本指令编程举例,1.示例1(5),O2006(已调试) T0101; M03 S400; G00 X36.0 Z0.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 X28.0 Z1.0; G01 Z-15.0 F80.0; X36.0; G00 Z1.0; X21.0; G01 Z-15.0 F80.0; X36.0; G00 Z1.0; X16.0; G01 X20.0 Z-1.0 F50.0 S600; Z-15.0; X28.0; X30.0 Z-16.0; G00 X100.0; Z100.0; M05; M30;,O2007(已调试) T0101; M03 S400; G00 X36.0 Z3.0; G01 X-1.0 F50.0; X36.0 Z5.0; Z1.0 X-1.0; X36.0 Z5.0; Z0.0; X-1.0; G00 X31.0 Z1.0; G01 Z-12.0 F80.0; X36.0; G00 Z1.0; X26.0; G01 X30.0 Z-1.0 F50.0 S600; Z-12.0; G00 X100.0 Z100.0; M05; M30;,工件掉头装夹时,十、数控车床基本指令编程举例,1.示例1(6),零件右端加工及其完工画面 加工前刀具需要对刀及设置形状补正参数,十、数控车床基本指令编程举例,1.示例1(7),工件调头装夹及其试切测量画面,1.示例1(8),对于本工件而言，毛坯比工件长5mm； Z方向对刀并将对刀参数通过“测量”方式输入后形成Z向形状补正值，实际工件坐标系Z方向值应在该补正值基础上减去5mm。,十、数控车床基本指令编程举例,十、数控车床基本指令编程举例,1.示例1(9),刀具补正画面,2.示例2（1）,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（2）,（1）零件结构工艺性分析 该零件为含圆弧要素阶梯轴，两处圆柱表面有尺寸及其公差要求，大圆弧半径为R10，小圆弧半径为R5，除圆柱体外其余尺寸公差按未注公差处理，无形位公差要求，表面粗糙度全部为Ra3.2，未注倒角为145。 编程时，对于有公差要求的尺寸，按公差范围的中间值取值。 如 ，尺寸范围为29.97-30，精加工编程时取中间值为29.985。,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（3）,（2）毛坯选择 选择毛坯尺寸为3537，PVC棒料。 （3）设备选择 选择实训车间现有数控卧式车床。 （4）装夹方式选择 用三爪卡盘装夹及软爪或护套装夹。 （5）刀具选择 外圆端面车刀（T0101）。,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（4）,（6）切削用量选择 如表示。,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（5）,（7）加工工艺路线安排 零件加工工艺路线安排如下： 1）车右端面：用三爪卡盘夹持毛坯约10左右，校正，夹紧，用外圆端面车刀加工零件20侧端面。 2）粗车外圆：零件20侧加工余量为15（直径方向），粗加工分三次走刀，圆弧侧精加工前要沿45斜线去掉边角余量，粗加工后单边留0.5精加工余量。 3）精加工外圆表面至尺寸。,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（6）,4）工件掉头安装：用软爪或护套夹持20加工侧，校正，夹紧。 注意建立工件坐标系时Z方向尺寸比对刀尺寸少5mm,因为毛坯比工件长5mm。 5）加工30侧端面，分三次吃刀，最终保证工件全长。 6）粗加工30侧外圆表面，单边留0.5精加工余量。 7）精加工30侧外圆表面至图纸尺寸要求。,十、数控车床基本指令编程举例,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（7）,O2008(已调试) T0101; M03 S400; G00 X40.0 Z0.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 X30.0 Z1.0; G01 Z-25.0 F80.0; X40.0; Z1.0; X28.0; G01 Z-25.0 F80.0; X40.0; Z1.0; X21.0;,G01 Z-20.0 F80.0; G02 X30.0 Z-24.5 R4.5; G01 X40.0; G00 Z4.14; X0.0; G01 X28.28 Z-10.0; G00 Z0.0; G01 X0.0 F80.0; G03 X19.985 Z-9.993 R9.993 F50.0; G01 Z-19.993 F50.0; G02 X29.985 Z-24.993 I5.0; G01 X40.0; G00 X100.0 Z50.0; M05; M30;,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（8）,O2009(已调试) T0101; M03 S400; G00 X36.0 Z3.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 Z5.0; X36.0; Z1.0; G01 X-1.0 F50.0; G00 Z5.0; X36.0; Z0.0;,G01 X-1.0 F50.0; G00 X31.0 Z1.0; G01 Z-10.0 F80.0; G00 X40.0 Z1.0; X26.0; G01 X29.985 Z-1.0 F50.0; Z-10.0; G00 X50.0 Z50.0； M05; M30;,工件调头装夹时,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（9）,工件右端对刀时形状补正画面,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（10）,工件右端加工完工画面,2.示例2（11）,十、数控车床基本指令编程举例,工件调头装夹画面,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（12）,工件调头后对刀补正画面,十、数控车床基本指令编程举例,2.示例2（13）,工件完工及测量画面,END!,