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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 项目 24 车削中心编程与加工24.1 任务描述加工如图 24-1 所示零件,毛坯为52mm棒料,材料为45 钢,单件生产；图 24-1 车削中心加工实例24.2 学问链接24 车削中心简介1. 车削中心概念车削中心是一种以车削加工模式为主、- 铣合一的切削加工机床类型；2. 车削中心特点添加铣削动力刀头后又可进行铣削加工模式的车有一套自动换刀装置,实现多工序连续加工,在一台加工中心上实现原先多台数控机床才能实现的加工功能；具有附加动力刀架和主轴分度机构,除车削外仍可以在零件内外外表和端面上铣平 面、凸轮、各种键槽、螺旋槽或钻、铰、攻丝等加工；
2、3. 车削中心工艺范畴车削中心比数控车床工艺范畴宽,工件一次安装, 几乎能完成全部外表的加工；在车削中心上对工件的加工一般分为三种情形：一种是主轴分度定位后固定,对工件进行钻、铣、攻螺纹等加工；一种是主轴运动作为一个掌握轴C轴, C轴运动和 X、Z 轴运动合成为进给运动,即三坐标联动,铣刀在工件外表上铣削各种外形的沟槽、凸台、平面等；另一种是利用 Y 轴功能, X、Y 轴和谐运动,掌握刀具沿工件径向方向移动,相当于铣削加工；名师归纳总结 机床主轴旋转除作为车削的主运动外,仍可作分度运动, 即定向停车和圆周进给,并在第 1 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - -
3、- - - - - 数控装置的伺服掌握下,实现 C轴与 Z 轴联动, 或 C轴与 X 轴联动, 以进行圆柱面上或端面上任意部位的钻削、铣削、攻螺纹及平面或曲面铣削加工；图24-2 为车削中心C轴功能示意图；a b c d 图 24-2 C 轴功能aC 轴定向时, 在圆柱面或端面上铣槽 bC轴、 Z 轴进给插补,在圆柱面上铣螺旋槽cC 轴、 X轴进给插补,在端面上铣螺旋槽 dC轴、 X 轴进给插补,铣直线和平面24.2.2 车削中心编程指令1. 极坐标插补功能极坐标插补功能是将轮廓掌握由直角坐标系中编程的指令转换成一个直线轴运动刀具的运动和一个回转轴的运动工件的回转；这种方法适应于在与 Z 轴垂
4、直的切削平面上进行加工切削加工；1指令格式指令格式： G13.1G12.1；启动极坐标插补方式使极坐标插补功能有效指令直角坐标系中的直线和圆弧插补,直角坐标系由直线轴和回转轴组成；极坐标插补方式取消注：可用 G112和 G113 指令；2极坐标插补平面G启动极坐标插补方式,并挑选一个极坐标插补平面,极坐标插补在该平面上完成；极坐标插补平面通常如图 24-3 所示, X 轴为直线轴直径量 ,C 轴为旋转轴半径量 ；在编程中 X 轴增量值用 U 地址, C 轴增量值用 H 地址表示；图 24-3 极坐标插补平面名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - -
5、 - - - - - - 3极坐标插补的移动距离和进给速度在极坐标插补方式,程序指令是在极坐标平面用直角坐标指令的；回转轴的轴地址作为平面中的其次轴虚拟轴的地址；当指令 G后,极坐标插补的刀具位置从角度 0 开头；虚拟轴与直线轴坐标单位相同,即 mm；进给速度的单位是 mm/min；4使用时留意事项可以在极坐标插补方式下使用的 G65、G66、G67、G98、G99；G代码有： G01、G02、G03、G04、G40、G41、G42、在极坐标插补方式下使用G02、 G03时,圆弧半径用R指令；当指定圆弧的圆心时,用 I 、J 指令；F 指令的进给速度是零件和刀具间的相对速度；极坐标插补单独使用
6、；在机床上电复位时,为极坐标插补方式取消模式；【例 24-1 】在车削中心上,将圆棒料铣削成如下图的正方形,铣削深度为5mm走刀路线见图 24-4 ；图 24-4 极坐标插补铣正方形名师归纳总结 参考程序以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系：第 3 页,共 11 页O2401 程序号N10 T0101 挑选 1 号刀,建立刀补N20 M70 C轴功能有效N30 G28 C0 C轴回零N40 M93 S300 动力头正转N50 G98 G00 X70 Z5 快速定位至1 点N60 G12.1 极坐标插补开头N70 G42 G01 X30 C0 F100 建立刀具半径补偿,1 点 2
7、点N80 G01 C15 2点 3 点N90 X-30 3点 4 点N100 C-15 4点 5 点N110 X30 5点 6 点N120 C0 6点 2 点N130 G40 X70 取消刀具半径补偿,2 点 1 点- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - N140 G00 Z50 Z 向退刀 N150 G13.1 取消极坐标插补 N160 M95 停止动力头N170 M12 动力头回零 N180 M71 取消 C轴功能 N190 T0100 取消 1 号刀刀补 2. 孔加工固定循环指令 1常用孔加工固定循环指令 在车削中心上常用孔加工固定循环指令见表 24-
8、1 ；表 24-1 孔加工固定循环指令G代码钻孔轴切入动作孔底动作回退动作正向应用G80 Z 切削进给 / 断续暂停快速进给取消固定循环G83 端面钻孔循环G84 Z 切削进给暂停主轴反转切削进给端面攻螺纹循环G85 Z 切削进给暂停切削进给端面镗孔循环G87 X 切削进给 / 断续暂停快速进给径向钻孔循环G88 X 切削进给暂 停 主 轴 反 转切削进给径向攻螺纹循环G89 X 切削进给暂停切削进给径向镗孔循环2孔加工固定循环动作 如图 24-5 所示,固定循环通常由 6 个动作次序组成：动作 1AB段：XY平面快速定位；动作 2BR段：Z 向快速进给到 R点；动作 3RZ段：Z 轴切削进给
9、,进行孔加工；动作 4Z 点：孔底部的动作；动作 5ZR段：Z 轴退刀；动作 6RB段：Z 轴快速回到起始位置；图 24-5 固定循环动作3端面钻孔循环指令 G83 指令格式： G83 XCZR QPF式中： X、C 孔位数据；名师归纳总结 Z 孔底数据, R点到孔底的距离；第 4 页,共 11 页 R R点数据,初始平面到R点的距离； Q 每次切削进给的深度,m； P 孔底暂停时间；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - F 进给速度 mm/min；4径向钻孔循环指令 G87 指令格式： G87 ZCXR QPF式中： Z、C 孔位数据； X F 孔底数据
10、 ,R 点到孔底的距离； R R点数据,初始平面到R点的距离； Q 每次切削进给的深度,m； P 孔底暂停时间； 进给速度 mm/min；5钻孔循环的留意事项1指定固定循环之前,必需用帮助功能M指令使主轴旋转；2在每个固定循环中,R初始平面到R点的距离总是半径量；Z 或 XR点到孔底的距离是作为直径量仍是半径量,取决于数控机床的设置；3可用 01 组 G代码取消固定循环,当01 组 G代码如 GOO、G01、G02、G03等与固定循环指令显现在同一程序段时,按后显现的指令执行；【例 24-2 】在车削中心上,加工如图24-6 所示四个轴向匀称分布的孔；图 24-6 端面钻孔名师归纳总结 参考程
11、序以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系：12mm 第 5 页,共 11 页O2402 程序名N10 T0101 挑选 1 号刀,建立刀补N20 M70 C轴功能有效N30 G28 C0 C轴回零N40 M93 S500 动力头正转N50 G98 G00 X100 Z15 快速定位至钻孔初始平面N60 G83 X40 C0 Z-26 R-12 Q5000 F50 钻第一个孔, R平面距离初始平面为N70 C90 Q5000 主轴旋转 90 ,钻其次个孔N80 C180 Q5000 主轴再旋转90 ,钻第三个孔N90 C270 Q5000 主轴再旋转90 ,钻第四个孔N100 G80
12、G00 Z50 取消钻孔循环N110 M95 停止动力头N120 M12 动力头回零- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - N130 M71 取消 C轴功能N140 T0100 取消 1 号刀刀补N150 M30 程序终止24.3 任务实施24.3.1 加工工艺的确定如图 24-1 所示, 该零件为一轴类零件,包括回转体外轮廓、端面六方、端面孔的加工；结合零件外形,采纳车削中心加工该零件；1加工方案的确定依据零件 m 的加工要求,确定各外表的加工方案如下：回转体外轮廓：粗车精车；端面六方：粗铣精车铣；端面孔：钻 - 扩；2确定装夹方案工件是棒料,为回转体,可
13、用三爪自定心卡盘装夹；3确定加工工序加工工艺见表 24-2 ；表 24-2 数控加工工序卡数控加工工序卡片产品名称零件名称材料零件图号45 钢工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间工步号工步内容刀具号主轴转速进给速度背吃刀量备注/r/min /mm/r /mm 装夹 1：夹住棒料一头,留出长度大约70mm,车端面手动操作 ,对刀,调用程序1 粗车回转体外轮廓T0101 500 2 精车回转体外轮廓T0101 800 3 粗铣端面六方T0202 400 0.15 5 4 精铣端面六方T0202 400 5 5 钻孔T0303 500 3.8 6 扩孔T0404 600 7 切断T0505 6
14、00 4 装夹 2：掉头,平端面,保证总长；4进给路线的确定铣端面六方 的走刀路线如图24-7 所示,其余外表加工走刀路线略；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 24-7 铣端面六方的走刀路线图 24-7 中各点坐标如表 24-3 所示；表 24-3 铣端面六方的 基点坐标1 ,0 2 ,-10 3 45.358 , 04 41.34 , 7.5 5 6 7 8 9 - 10 - 11 12 13 14 15 16 65.258,10 刀具及切削参数的确定见表20-4 ；表 20-4 数控加工刀具卡数控加工工序号
15、程序编号产品名称零件名称材料零件图号刀具名称及规格刀尖半径 /mm 45 备注刀具卡片序号刀具号加工外表1 T0101 95 右偏外圆刀回转体外轮廓硬质合金2 T0202 16 立铣刀 3 齿端面六方高速钢3 T0303 7.6 钻头钻底孔高速钢4 T0404 8 钻头扩 8 孔高速钢5 T0505 切断刀 B=4切断硬质合金24 参考程序编制1. 工件坐标系的建立以工件右端面与轴线的交点为编程原点建立工件坐标系；2. 基点坐标运算略3. 参考程序 参考程序见表 20-5 ；表 20-5 参考程序主程序名师归纳总结 程序说明第 7 页,共 11 页O2403 主程序名- - - - - - -
16、精选学习资料 - - - - - - - - - N10 T0101 挑选 1 号刀,建立刀补名师归纳总结 N20 M03 S500 启动主轴第 8 页,共 11 页N30 G00 X60 Z5 快进至进刀点N40 X53 Z1 快进至 G71复合循环 起点N50 G71 U1 R1 G71循环粗加工回转体外轮廓N60 G71 P70 Q120 U0.6 W0.1 F N70 G00 X45 Z1 径向进刀N80 G01 Z-5 车 45 外圆N90 X46 车台阶N100 G03 X50 Z-7 R2 车 R2 圆弧N110 G01 Z-45 车 50 外圆N120 X53 径向退刀N130
17、 G70 P70 Q120 F0.1 S800 G70循环精加工回转体外轮廓,主轴变速N140 G00 X100 X 向快速退刀N150 G00 Z100 M05 Z 向快速退刀,停主轴N160 T0100 取消 1 号刀刀补N170 M98 P2413 调子程序 O2413粗铣端面六方M00 测量,修改3 号刀半径补偿值,修调进给倍率N180 N190 M98 P2413 调子程序 O2413精铣端面六方N200 T0303 挑选 3 号刀 7.6 钻头,建立刀补N210 M70 C轴功能有效N220 G28 C0 C轴回零N230 M93 S600 动力头正转N240 G98 G00 X8
18、0 Z10 快速定位至钻孔初始平面N250 G83 X30 C0 Z-16 R-7 Q5000 F70 钻出 6 个 7.6 的孔N260 C60 Q5000 N270 C120 Q5000 N280 C180 Q5000 N290 C240 Q5000 取消钻孔循环N300 C300 Q5000 N310 G80 G00 Z50 N320 M95 停止动力头N330 M12 动力头回零N340 M71 取消 C轴功能N350 T0300 取消 3 号刀刀补N360 T0404 挑选 4 号刀 8 钻头,建立刀补N370 M70 C轴功能有效N380 G28 C0 C轴回零M93 S800 动
19、力头正转N390 N400 G98 G00 X80 Z10 快速定位至钻孔初始平面- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - N410 G83 X30 C0 Z-16 R-7 Q5000 F60 N420 C60 Q5000 扩出 6 个 8 的孔N430 C120 Q5000 N440 C180 Q5000 N450 C240 Q5000 取消钻孔循环N460 C300 Q5000 N470 G80 G00 Z50 N480 M95 停止动力头N490 M12 动力头回零N500 M71 取消 C轴功能N510 T0400 取消 4 号刀刀补N520 T050
20、5 挑选 5 号刀,建立刀补左刀尖为刀位点N530 M03 S600 启动主轴N540 G00 X55 Z5 快进至进刀点N550 Z-44.4 径向接近工件N560 G01 X50.2 F N570 X0 F 切断工件N580 G00 X100 X 向快速退刀N590 Z100 M05 Z 向快速退刀,返回换刀点,停主轴N600 T0500 取消 3 号刀刀补N610 M30 程序终止子程序名师归纳总结 程序O2413 说明第 9 页,共 11 页N10 子程序名N20 T0202 挑选 2 号刀,建立刀补铣刀端面中心为刀位点N30 M70 C轴功能有效N40 G28 C0 快进至进刀点N5
21、0 M93 S400 动力头正转N60 G98 G00 X80 Z5 快速定位至进刀点N70 G00 X75.258 C0 极坐标插补开头N80 到 1 点见图 24-7 N90 G42 G00 X65.258 C-10 1 点 2 点,建立刀具半径补偿N100 G02 X45.258 C0 R10 F60 2 点 3 点N110 G03 X41.34 C7.5 R15 3 点 4 点N120 G01 X33.66 C 4 点 5 点N130 G03 X7.58 C21.651 R15 5 点 6 点N140 G01 X-7.68 C 6 点 7 点N150 G03 X-33.66 C14.1
22、51 R15 7 点 8 点N160 G01 X-41.34 C7.5 8 点 9 点N170 G03 X-41.34 C-7.5 R15 9 点 10 点- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - N180 G01 X-33.66 C 10 点 11 点N190 G03 X-7.68 C-21.651 R15 11 点 12 点N200 G01 X7.68 C 12 点 13 点G03 X33.66 C-14.151 R15 N210 13 点 14 点N220 G01 X41.34 C 14 点 15 点N230 G03 X45.258 C0 R15 15
23、点 3 点N240 G02 X65.258 C10 R10 3 点 16 点N250 G40 G00 X75.258 C0 16 点 1 点,取消刀具半径补偿N260 Z50 Z 向退刀N270 M95 取消极坐标插补N280 停止动力头N290 M12 动力头回零N300 M71 取消 C轴功能N310 T0700 取消 3 号刀刀补N320 M99 子程序终止摸索题与习题24-8 在车削中心上,加工如图24-8 所示四个轴向匀称分布的孔；图 24-8 名师归纳总结 24-2 完成如图 24-9 所示零件的加工； 按单件生产支配其数控车削工艺,编写出加工程第 10 页,共 11 页序；毛坯为 70mm棒料,材料为45 钢；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 24-9 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页