数控车编程与加工.pptx

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1、实 训 目 的 及 要 求实训目的1了解数控车床的工作原理、主要组成部分及其作用。了解数控车床加工零件的工艺过程。掌握零件加工程序的编制和输入方法。掌握数控车床的操作方法。熟悉并严格遵守安全操作规程。第1页/共51页实 训 目 的 及 要 求实训要求2设计一个零件图（图纸轮廓尺寸标注清晰明确、规范），单击查看样图。根据设计的零件图编写数控加工G代码输入G代码到数控机床的数控系统里对编写的G代码进行图形模拟或者利用仿真软件模拟刀轨编写实训报告（单击请看报告样例）第2页/共51页实 训 样 图设计图纸设计图纸第3页/共51页教 学 安 排单元内 容进行方式具体内容和要求时 间1数控车理论课课堂教学

2、1数控车加工基本原理2车削加工工艺设计原则3数控车加工编程方法4学生按给定考核件图形编程5学生自己创意零件图形并编程210分钟2数控车加工设计示范讲解1数控车模拟加工操作步骤2操作注意事项60分钟学生实践操作1输入所编的数控车程序2检查程序3模拟加工150分钟3数控车实践加工操作示范讲解1数控车加工操作步骤2操作注意事项60分钟学生实践操作1编程加工考核件4编程加工创意件150分钟第4页/共51页课 程 内 容数控车床简介1数控加工工艺2数控编程基础3数控加工实例4第5页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介认识数控车床 数控车床简称CNC车床，即计算机数字控制机床。车床的运动由计算

3、机数字控制系统控制，包括主轴的启动、停止、转速和刀架的运动控制等。数控车床用途加工零件类型：轴类、盘套类、形状复杂的 回转体件和螺纹等。应用场合：精度要求较高，中、小批量生产第6页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车床 型号CAK6136V的含义：C：类别为车床类。A：结构性代号（沈阳一机）K：数控。6：组别普通。1：型别卧式。36：最大回转直径360mm。V：重大改进顺序号本次实训使用的都是CAK6136V车床，其数控系统采用的是广州数控GSK980TA第7页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介常用数控系统和机床厂商常用数控系统日本三菱日本法兰克（FANUC）德

4、国西门子(SINUMERIK)广州数控华中数控（大赛常用）北京凯恩帝成都广泰数控机 床 厂 商北京第一机床厂大连机床厂沈阳第一机床厂云南机床厂齐齐哈尔机床厂桂林机床厂宝鸡机床厂我中心目前用于的实训的数控车床有10台第8页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车床组成及原理数控车床一般由输入输出设备、CNC装置、伺服单元、驱动装置、可编程控制器 PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置等组成。电 气 回 路辅 助 装 置PLC主轴伺服单元操 作 面 板主轴驱动装置进给驱动装置测量反馈装置进给伺服单元输入/输出设 备计算机数 控装 置机床本体数控系统第9页/共51页1.数

5、数 控控 车车 床床 简简 介介数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现负责运动实现负责运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能实现对新的零件的加工；而不需改变机械部分和控制部分的硬件，且生产过程是自动完成的。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。第10页/共51页1.数数 控控 车车

6、床床 简简 介介数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现负责运动实现负责运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人工干预，消除了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，采取了许多措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。数控机床工作台的移动当量普遍达到了0.010.0001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，高档数控机床采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床的加工精度由过去的0.01 mm提高到0.

7、005mm甚至更高。第11页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现负责运动实现负责运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床的传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。第12页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现负杂运动实现负

8、杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 零件加工所需的时间包括机动时间和辅助时间。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，可选用最有利的切削用量；结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，这就提高切削效率；移动部件空行程运动速度快，工件装夹时间短，刀具可自动更换，辅助时间比一般机床大为减少。更换被加工零件时几乎不需重新调整机床，节省了零件安装调整时间。加工质量稳定，一般只作首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，节省了停机检验时间。在加工中心上加工时，一台机床实现了多道工序的连续加工，生产效率的提高更为显著。第13页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车削

9、的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现负杂运动实现负杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化普通机床难以实现或无法实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、汽轮机叶片之类的空间曲面；而数控机床则可实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，适应于复杂异形零件的加工。第14页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现负责运动实现负责运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床虽然设备

10、昂贵，加工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高。但在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用。数控机床加工零件一般不需制作专用夹具，节省了工艺装备费用。数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此使用数控机床可获得良好的经济效益。第15页/共51页1.数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现负责运动实现负责运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床

11、使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。第16页/共51页2.数 控 加 工 工 艺图纸分析（1）选择毛坯42mm，45钢材。（2）加工内容：端面、外圆、倒角、锥面、切槽、切断。（3）确定工件坐标系：选择工件右端面（4）装夹工件，车右端面，对刀，确定工件坐标系（5）换到点：X100.Z100.；（此距离不能太小，防止换刀过程中刀具碰到工件）第17页/共51页2.数 控 加 工 工 艺工艺处理（1）工步和走刀处理:粗车工件外轮廓（除槽以外）粗车工件外轮廓（除槽以外）精加工外轮廓精加工外轮廓切槽、切断切槽、切断（2）切

12、削用量：T0101：外圆粗车刀，主轴转速600，进给0.15mmT0202：外圆精车刀，主轴转速1000，进给0.05mmT0303：切断刀，主轴转速300，进给0.05mm编程G代码一定要遵守先粗车后精车原则粗车刀精车刀切断刀第18页/共51页3.数 控 编 程 基 础程序段格式ISO代码是国际标准化组织（International standardization Organization）制定的数控国际标准化代码，它已被广泛应用来编写各种数控机床加工的程序。N_ G_ X_ Z（或U_ W_）F_ S_ T_ M_；地地 址址功能功能 意意 义义单单 位位 地地 址址 功能功能 意意 义义

13、 单单 位位N顺序号顺序号程序段顺序号程序段顺序号F进给速度进给速度指令速度指令速度mm/minG准备功能准备功能指令动作代码指令动作代码T刀具功能刀具功能指定刀具偏移号指定刀具偏移号X、Z坐标字坐标字坐标运动指令（绝对值）坐标运动指令（绝对值）mmM辅助功能辅助功能指定机床辅助动作指定机床辅助动作U、W坐标字坐标字坐标运动指令（增量值）坐标运动指令（增量值）mmL重复次数重复次数指定固定循环次数指定固定循环次数R 坐标字坐标字圆弧半径圆弧半径mmX暂停暂停指定暂停时间指定暂停时间secF螺纹导程螺纹导程螺纹切削导程指定螺纹切削导程指定mmD调子程序调子程序子程序序号子程序序号第19页/共51

14、页3.数 控 编 程 基 础O0001;/程序名（编号）N001 G99 M03 T0101;/分进给，主轴正转，换01号车刀N002 G00 X20.Z1.;/快速移动到点（20，0）N003 G01 Z-10 F0.05;/直线插补到点（20，-10）N004 G00 X30/快速移动到点（30，-10）N005 Z50;/快速移动到点（30，50）N006 M03 M30;/主轴停止，程序结束 单击视频演示程序及走刀示例起刀点停刀点第20页/共51页3.数 控 编 程 基 础坐标系定义 数控车床使用X轴和Z轴组成直角坐标系，X轴与机床主轴垂直，Z轴与主轴轴线方向平行，车刀接近工件方向为负

15、方向，离开工件方向为正方向。根据刀坐和机床主轴位置关系划分，数控车床有前刀坐和后刀坐之分，相同的编程指令在前刀坐和后刀坐中的运动轨迹是不一样的刀坐类型后刀坐前刀坐第21页/共51页3混合编程一个坐标轴采用绝对编程，一个坐标轴采用相对编程3.数 控 编 程 基 础绝对坐标编程和相对坐标编程1绝对编程 刀具轨迹终点坐标用绝对坐标表示（指令字X和Z）2相对编程刀具轨迹终点坐标用相对坐标表示（指令字U和W），相对坐标为负值表示沿坐标轴负方向，相对坐标为正值表示沿坐标轴正方向插补A到B10020050100OAB绝对编程：G01 X200.Z50.;相对编程：G01 U100.W-50.;混合编程：G0

16、1 X200.W-50.;或者 G01 U100.Z50.;第22页/共51页3.数 控 编 程 基 础直径编程和半径编程直径编程：X方向的数值按照直径值输入。半径编程：X方向的数值按照半径值输入。起刀点停刀点O0001;N001 G99 M03 T0101;N002 G00 X20.Z1.;N003 G01 Z-10 F0.05;N004 G00 X30；N005 Z50;N006 M03 M30;%第23页/共51页3.数 控 编 程 基 础程序一般结构O0001;N001 G99 M03 T0101;/N002 G00 X20.Z1.;N003 G01 Z-10 F0.05;N004 G

17、00 X30；N005 Z50;N006 M03 M30;%指令字程序名程序段选跳符程序段号程序结束符程序段结束符程序段数控程序第24页/共51页3.数 控 编 程 基 础常用MSTF指令指令功能M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M08冷却液开M09 冷却液关M30程序结束 指令 功能 示例S主轴速度S300（主轴每分钟300转）F进给速度G98模式：F100（每分进给）G99模式：F0.05（每转进给）T使用刀具号及补偿号T0101使用01号刀和01号刀具补偿，补偿号省略表示不使用刀具补偿第25页/共51页3.数 控 编 程 基 础常用G指令指令指令组别组别功能功能备注备注指令指令组

18、别组别功能功能备注备注G0001快速移动快速移动模态模态G0400暂停暂停非模非模态态G01直线插补直线插补G28返回机械零点返回机械零点G02圆弧插补圆弧插补G50坐标系设定坐标系设定G03圆弧插补圆弧插补G70精加工循环精加工循环G32螺纹切削螺纹切削G71轴向粗车循环轴向粗车循环G90轴向切削循环轴向切削循环G72径向租车循环径向租车循环G92螺纹切削循环螺纹切削循环G74轴向切槽循环轴向切槽循环G94径向切削循环径向切削循环G9602恒线速度开恒线速度开模态模态G4004取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿模态模态G97恒线速度关恒线速度关初态初态G41刀具半径左补偿刀具半径左补偿G980

19、3每分进给每分进给初态初态G42刀具半径右补偿刀具半径右补偿G99每转进给每转进给模态模态第26页/共51页3.数 控 编 程 基 础G00G00 快速移动（定位）快速移动（定位）格式：G00 X(U)_ Z(W)_;功能：快速移动到指定点（初态指令）。BACC点为点为A点快速点快速移动到移动到B点的点的中间点中间点Z轴轴X轴轴OXWU/2BA第27页/共51页3.数 控 编 程 基 础G00G00 快速移动（定位）快速移动（定位）格式：G00 X(U)_ Z(W)_;功能：快速移动到指定点（初态指令）。刀具从A点快速移动到B点：绝对编程：G00 X20.Z0.;相对编程：G00 U-22.W

20、-18.;混合编程：G00 X20.W-18.;编程示例编程示例Z轴轴X轴轴O201811BA启动刀具移动第28页/共51页3.数 控 编 程 基 础G01G01 直线插补直线插补格式：G01 X(U)_ Z(W)_ F_;功能：按F给定的进给速度直线移动到指定点（模态指令）。Z轴轴X轴轴OXWU/2起点起点终点终点刀具从起点到终刀具从起点到终点的直线插补点的直线插补第29页/共51页3.数 控 编 程 基 础G01G01 直线插补直线插补格式：G01 X(U)_ Z(W)_ F_;功能：按F给定的进给速度直线移动到指定点（模态指令）。刀具从起点点直线插补到终点：绝对编程：G01 X60.Z0

21、.F0.05;相对编程：G01 U20.W-20.F0.05;混合编程：G01 X60.W-20.F0.05;Z轴轴X轴轴O602010起点起点终点终点启动刀具移动第30页/共51页3.数 控 编 程 基 础G02G02、G03G03 圆弧插补圆弧插补格式：G02 X(U)_ Z(W)_ I_ K_ F_;或者 G02 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;功能：按F给定的进给速度按照逆时针（前刀坐）插补到指定点（模态指令）。说明：G02跟G02正好相反，格式相同。I：圆心与圆弧起点：圆心与圆弧起点X轴坐标差值轴坐标差值（-9999.9999999.999mm）。K：圆心与圆弧起点圆心与圆弧起点

22、Y轴坐标差值（轴坐标差值（-9999.9999999.999mm）。R：圆弧半径（：圆弧半径（09999.999mm）第31页/共51页3.数 控 编 程 基 础G02G02、G03G03 圆弧插补圆弧插补前刀坐编程前刀坐编程G02逆时针编程G03顺时针编程Z轴轴X轴轴OXZU/2起点起点终点终点WZ轴轴X轴轴OXZU/2终点终点起点起点W第32页/共51页3.数 控 编 程 基 础G02G02、G03G03 圆弧插补圆弧插补前刀坐编程前刀坐编程刀具从起点点逆时针插补到终点：利用圆弧半径：G02 X60.Z-30.R20.F0.05;G02 U20.W-20.R20.F0.05;利用圆弧圆心：

23、G02 X60.Z-30.I40.K0.F0.05;G02 U20.W-20.I40.K0.F0.05;Z轴轴X轴轴O603020起点起点终点终点R20第33页/共51页3.数 控 编 程 基 础G04 G04 暂停指令暂停指令格式：G04 P_;或者 G04 X_;或者 G04 U_;功能：各轴运动停止一定时间（非模态指令）。P：单位为：单位为毫秒毫秒X：单位为秒：单位为秒U：单位为秒：单位为秒第34页/共51页加工程序举例加工程序举例第35页/共51页3.数 控 编 程 基 础G90 G90 轴向切削固定循环轴向切削固定循环格式：G90 X(U)_ Z(W)_ F_;或者 G90 X(U)

24、_ Z(W)_ R_ F_;功能：实现圆柱或者圆锥表面切削，（模态指令）。R：切削起点和切削终点：切削起点和切削终点X轴坐标值之差（半径值）；轴坐标值之差（半径值）；快速移动快速移动 切削进给切削进给A:起点（终点）起点（终点）B：切削起点：切削起点C：切削终点：切削终点Z轴轴X轴轴OXACDBZ轴轴X轴轴OACDB启动刀具移动启动刀具移动第36页/共51页3.数 控 编 程 基 础G90 G90 轴向切削固定循环轴向切削固定循环Z轴轴X轴轴O601203030110ABCDO0001;M03 s500 G99;G00 X125.Z2.M08;G90 X120.Z-110.F0.05;CDX6

25、0.Z-30.;ABG00 X125.Z-30.;G90 X120.Z-80.R-30.F0.05;BCM09;G00 X100.Z100.;M05 M30;第37页/共51页3.数 控 编 程 基 础G94 G94 径向切削固定循环径向切削固定循环格式：G94 X(U)_ Z(W)_ F_;或者 G94 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;功能：实现端面或者锥度端面切削，（模态指令）。R：切削起点和切削：切削起点和切削终点终点Z轴坐标值之差；轴坐标值之差；ABZ轴轴X轴轴OXCD启动刀具移动DZ轴轴X轴轴OACB启动刀具移动第38页/共51页O0001;M03 s500 G99;G00 X1

26、25.Z2.M08;G94 X120.Z-110.F0.05;DCG00 X120.Z0.;G94 X60.Z-30.R-30.F0.05;CBAM09;G00 X100.Z100.;M05 M30;3.数 控 编 程 基 础G94 G94 径向切削固定循环径向切削固定循环Z轴轴X轴轴O601203030110ABCD第39页/共51页3.数 控 编 程 基 础G92 G92 螺纹切削固定循环螺纹切削固定循环格式：G92 X(U)_ Z(W)_ F_;（公制直螺纹切削循环）G92 X(U)_ Z(W)_ I_;（英制直螺纹切削循环）G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;（公制锥螺纹切削循

27、环）G92 X(U)_ Z(W)_ R_ I_;（英制锥螺纹切削循环）第40页/共51页3.数 控 编 程 基 础G92 G92 螺纹切削固定循环螺纹切削固定循环Z轴轴X轴轴OM60X320G00 X62.Z2.;G92 X58.5.Z-22.F3;X57.5.Z-22.；X55.5.Z-22.；X56.Z-22.；第41页/共51页3.数 控 编 程 基 础G71 G71 轴向粗车多重循环轴向粗车多重循环格式：G71 U(d)R(e)F_;G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w);N(ns)；N(nf)；给定粗车的加工参数：U：进刀量R：退刀量F：进给速度。P：精车轨迹的第一个程序段号Q

28、：精车轨迹的最后一个程序段号U：X方向的精车余量W：Z方向的精车余量定义精车轨迹的若干程序段，执行G71时，这些轨迹仅仅用于计算粗车的轨迹，实际上并未执行显示精车轮廓显示精车余量精车粗车第42页/共51页3.数 控 编 程 基 础G71 G71 轴向粗车多重循环轴向粗车多重循环604020202020G00 X62.Z2.;G71 U1 R0.5 F0.01;G71 P1 Q2 U0.5 W0.3;N1 G00 X20.;G01 Z-20.;X40.W-20.;W-20.N2 X60.;第43页/共51页3.数 控 编 程 基 础G70 G70 精加工循环精加工循环格式：G71/G72/G73

29、 N(ns)；N(nf)；G70 P(ns)Q(nf);粗加工路线程序群。第44页/共51页数控编程综合实例数控编程综合实例(1)(1)切断刀宽度+0.5mm棒料毛坯第45页/共51页O0001；T0101 S600 M03 G99；;G00 X45.Z2.M08；G94 X-1.Z0.5 F0.1；Z0.；G71 U1.R0.5 F0.15；G71 P1 Q2 U0.5 W0.2；N1 G00 X0；G01 Z0 F0.05；G03 X20.z-10.R10.；G01 W-6.；X 26.；G03 X30.W-2.R2.；G01 W-28.；X40.W-10.；N2 Z-79.5；G00 X

30、100.Z100.M05；T0202 S1000 M03；G00 X45.Z2.；G70 P1 Q2；G00 X100.Z100.M05；T0303 S400 M03；G00 X42.Z-36.；G01 X26.F0.05；G00 X30.;W-2.;G01 X26.W2.;G00 X30.;W2.;G03 X26.W-2.R2.;G00 X42.；Z-79.5；G01 X0.F0.05；G00 X100.M09；G00 Z100.M05；M30;%数控编程综合实例第46页/共51页作 业 一 布 置 根据所讲的综合实例，自己参考设计一个零件图，然后编写加工程序，要求如下：1.零件设计中要包含有锥面、圆弧、槽、倒角2.零件图标注清晰，并编写程序3.把程序输入到数控系统进行校验4.校验正确后找指导老师领取作业纸，把自己设计的零件图和加工程序抄到作业纸上并上交，不上交者本工种实训成绩记为0分。第47页/共51页作 业 二 布 置编写程序加工如下零件：第48页/共51页作 业 三 布 置编写程序加工如下零件：第49页/共51页第50页/共51页谢谢您的观看！第51页/共51页