1、任务一台阶轴程序的编制及加工【知识目标】1)掌握单一固定循环指令G80(华中系统)、G90(FANUC系统、广数系统)指令及其应用。2)会编写简单的数控加工程序。3)掌握台阶轴零件的加工工艺制订方法。【技能目标】1)能熟练装夹工件和刀具。2)熟练机床的基本操作。3)掌握零件的单段加工方法。4)完成如图2-1所示零件的加工,其三维效果如图2-2所示。材料为铝。图2-1台阶轴零件图一 图2-2台阶轴三维效果一1.指令功能应用G01指令切削外圆时,只能完成车外圆的一步加工,而车外圆前的定位,以及车外圆的退刀都另需程序来控制,这样将会增加手工编程的工作量。单一固定循环指令G90(G80)就能解决上述的
2、问题,即能完成外圆加工的定位、切削以及退刀。2.指令代码华中系统:G80。FANUC系统:G90。广数系统:G90。3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统外圆单一循环指令格式及参数含义见表2-1。1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表2-2。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,量具规格和参数见表2-2。(3)刀具的选择外圆选用偏刀车削,所有刀具规格和尺寸见表2-2。2.加工工艺本课题零件图比较简单,可用粗、精车两把车刀加工零件的外轮廓,具体步骤见表2-3。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小,
3、切削用量可选大些,具体见表2-3。1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-1所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P6基点坐标见表2-4。3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)校验加工程序是否正确。6)装夹工件伸出长度40mm。7)装夹刀具(按照参考程序将
4、粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01、T02)。2.对刀两把刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前面任务。3.空运行及仿真对输入的加工程序进行空运行或轨迹仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中尺寸控制同前面所述;当程序运行结束后停床,用外径千分尺进行检测。根据实际尺寸调刀具磨损量,重新运行外圆精加工程序段,直至尺寸要求为止。5.零件检测与评分6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)刀具、工件应按要求装夹。2)加工前做好各项检查
5、工作。3)加工时应关好机床防护门。4)首次使用单一固定循环指令加工时,禁止采用自动方式加工,以避免意外发生。5)加工完毕后用切断刀手动或者手轮方式进行切断。6)若有意外事故发生,按复位键或紧急停止按钮,查找原因。【思考与练习】1)比较华中系统、FANUC系统、广数系统外圆切削单一固定循环指令有何区别。2)用外圆切削单一固定循环指令编写如图2-1所示零件的加工程序并进行加工练习。3)编写如图2-3所示零件的加工程序并进行加工练习,毛坯为?25mm100mm的合金铝。图2-3台阶轴练习零件图一任务二用复合固定循环指令加工台阶轴【知识目标】1)掌握固定循环指令G71指令及其应用(华中系统、FANUC
6、系统和广数系统)。2)掌握精加工G70指令及其应用(FANUC系统和广数系统)。3)会进行编程尺寸的计算。【技能目标】1)熟悉零件的自动加工方法。2)掌握尺寸的控制方法。3)完成如图2-4所示零件的加工,其三维效果如图2-5。材料铝。图2-4台阶轴零件图二 图2-5台阶轴三维效果二1.指令功能在车削加工台阶轴时,由于既要考虑走刀路线较短,又要安排先粗后精的加工工艺,如果仍利用G01或G80(G90)进行编程,则程序段将会较多,同时在编制形状复杂的台阶轴时,将增加手工编程的难度。G71车削循环只需要编制出零件轨迹的精加工程序,便可以自动地完成加工轨迹的粗加工,同时再利用G70精车循环调用精加工轨
7、迹的程序,又可以完成零件的精加工,这将大大地简化了程序和手工编程的工作量,从而提高生产率(G70精车循环指令只是限定于FANUC系统和广数系统。华中系统使用G71指令时,需多加一次精加工定位才可以实行精车程序)。2.指令代码华中系统:G71。FANUC系统:G71和G70。广数系统:G71和G70。3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统复合循环指令G71和精车指令G70格式及参数含义见表2-7。1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量(3)刀具的选择外圆选用偏刀车削 2.加工工艺本课题零件图比较简单,可用粗
8、、精车车刀加工零件的外轮廓 3.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小。1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-4所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P6基点坐标。3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件伸出长度50mm。
9、6)装夹刀具(按照参考程序将粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01、T02)。2.对刀两把刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前面任务。3.空运行及仿真对输入的加工程序进行空运行或轨迹仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中尺寸控制同前面所述;当程序运行结束后停机,用外径千分尺进行检测。根据实际尺寸调刀具磨损量,重新运行外圆精加工程序段,直至达到尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表2-12中。
10、表2-12加工图2-4零件的评分表(续)6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)刀具、工件应按要求装夹。2)加工前做好各项检查工作。3)加工时应关好机床防护门。4)加工完毕后用切断刀手动或者手轮方式进行切断。5)若有意外事故发生,按复位键或紧急停止按钮,查找原因。图2-6台阶轴练习零件图二任务三外圆锥面程序的编制及加工【知识目标】1)了解外圆锥面的标注及尺寸计算。2)掌握单一固定循环指令G80(华中系统)、G90(FANUC系统、广数系统)指令加工外圆锥面。3)掌握刀尖圆弧半径补偿指令及应用。4)会编制外圆锥面零件的加工工艺。【技能目标】1)掌握外圆锥面零件的加工。2)掌握刀尖圆弧半径补偿功
11、能的使用。3)完成如图2-7所示零件的加工,其三维效果如图2-8所示。材料为铝。图2-7外圆锥面零件图一图2-8外圆锥面三维效果一表2-13外圆锥面基本参数的计算例2-1图2-7中,零件的P2点直径为20mm,圆锥长度为20mm,锥度C=2 5,试确定零件的P1点直径值。解:根据公式C=(D-d)/L得 锥长度为20mm,圆锥角为,试求零件的P1点直径值。解:d=20mm-220tanmm=20mm-220mmtan=12mm例2-2图2-7中,零件的P2点直径为20mm,圆1.指令功能应用G01指令切削外圆只能完成车外圆的加工,而车外圆之前的定位,以及车外圆的退刀都需要另有程序来控制,这样将
12、会增加手工编程的工作量。单一固定循环指令:G90(G80)外圆切削循环就能解决上述的问题。G90(G80)指令的一条程序段,就能完成外圆加工的定位、切削,以及退刀。2.指令代码华中系统:G80。FANUC系统:G90。广数系统:G90。3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统的外圆单一固定循环指令格式及参数含义见表2-14。表2-14外圆单一固定循环指令格式及参数含义1.指令功能数控程序一般是针对刀具上的某一点,即刀位点,按工件轮廓尺寸编制的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖A点或刀尖圆弧圆心O点。但实际加工中的车刀,由于工艺或其他要求,刀尖往往不是一个理想点,而是一段圆弧。当切削
13、加工时,刀具切削点在刀尖圆弧上会发生变动;造成实际切削点与刀位点之间的位置偏差,故造成过切或少切现象。这种由于刀尖不是一个理想点而是一段圆弧,造成的加工误差,可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。2.指令代码G40:取消刀尖半径补偿。G41:左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统的刀尖圆弧半径补偿指令的格式及参数含义见表2-15。1)G41/G42不带参数,其补偿号(代表所用刀具对应的刀尖半径补偿值)由T代码指定,其刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。2)刀尖半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令,不能用G02或G03指令。刀尖圆弧半径补偿寄存器中,定义
14、了车刀圆弧半径及刀尖的方向号。车刀刀尖的方向号定义了刀具刀位点与刀尖圆弧中心的位置关系,其中有09十个方向,如图2-9所示。图2-9车刀刀尖位置定义代表刀具刀位点A+代表刀尖圆弧圆心O1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表2-16。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,量具规格和参数见表2-16。(3)刀具的选择外圆选用偏刀车削,所有刀具规格和尺寸见表2-16。2.加工工艺本课题零件图比较简单,可用粗、精车刀加工零件的外轮廓,具体步骤见表2-17。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些,
15、具体见表2-17。1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-7所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P6基点坐标见表2-18。表2-18基点坐标3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)校验加工程序是否正确。6)装夹工件伸出长度55mm。7)装夹刀具(按照参考程
16、序将粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01、T02)。2.对刀两把车刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前面任务。3.空运行及仿真对输入的加工程序进行空运行或轨迹仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中尺寸控制同前面所述;当程序运行结束后停床,用外径千分尺进行检测。根据实际尺寸调刀具磨损量,重新运行外圆精加工程序段,直至达到尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表2-20中。表2-20加工图2-7
17、零件的评分表6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)刀具、工件应按要求装夹。2)加工前做好各项检查工作。3)加工时应关好机床防护门。4)加工完毕后用切断刀手动或者手轮方式进行切断。5)若有意外事故发生,按复位键或紧急停止按钮,查找原因。图2-10外圆锥面练习零件图一任务四用复合固定循环指令加工外圆锥面【知识目标】1)熟悉掌握外圆锥面的标注及尺寸计算。2)掌握复合固定循环指令G71指令(华中系统、FANUC系统、广数系统)加工外圆锥面。3)会编制外圆锥面零件的加工工艺。【技能目标】1)掌握外圆锥面零件的自动加工方式。2)掌握刀尖圆弧半径补偿功能的使用。3)掌握尺寸的控制方法。4)完成如图2-1
18、1所示零件的加工,其三维效果如图2-12所示。材料为铝。图2-11外圆锥面零件图二图2-12外圆锥面三维效果二【相关知识】例2-3图2-11中,零件的P1点直径为5mm,P2点直径为10mm,圆锥角为,试确定零件的P1点至P2点的长度。解:L=4.33mm例2-4图2-11中,零件的P3点直径为10mm,P4点直径为18mm,圆锥角为,试确定零件的P1点至P2点的长度。解:L=15mm1.指令功能在车削外圆锥面时,由于既要考虑走刀路线较短,又要安排先粗后精的加工工艺,如果还是利用G01或G80(G90)指令进行编程,则程序段将会较多,而且在编制形状复杂的外圆锥面时,将增加手工编程的难度。G71
19、车削循环只需要编制出零件轨迹的精加工程序,便可以自动地完成加工轨迹的粗加工,同时再利用G70精车循环调用精加工轨迹的程序,又可以完成零件的精加工,这将大大地简化程序和手工编程的工作量,从而提高生产率(G70精车循环指令只是限定于FANUC系统和广数系统,在华中系统中,G71指令需多加一次精加工定位即可实行精车程序)。2.指令代码华中系统:G71。FANUC系统:G71、G70。广数系统:G71、G70。3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统复合循环指令G71和精车指令G70格式及参数含义见表2-7。1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表2-21。
20、表2-21外圆锥面零件二的加工工具、量具和刀具清单(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,量具规格和参数见表2-21。(3)刀具的选择外圆选用偏刀车削,所有刀具规格和尺寸见表2-21。2.加工工艺本课题零件图比较简单,可用粗、精车车刀加工零件的外轮廓,具体步骤见表2-22。表2-22外圆锥面零件二的加工工艺3.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些,具体见表2-22。1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-11所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P9基点坐标见表2-23。表2-2
21、3基点坐标3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。参考程序见表2-24。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件伸出长度55mm。6)装夹刀具(按照参考程序将粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01、T02)。2.对刀两把车刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前面任务。3.空运
22、行及仿真对输入的加工程序进行空运行或轨迹仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中尺寸控制同前面所述;当程序运行结束后停床,用外径千分尺进行检测。根据实际尺寸调刀具磨损量,重新运行外圆精加工程序段,直至尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表2-25中。表2-25加工图2-11零件的评分表6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)刀具、工件应按要求装夹。2)加工前做好各项检查工作。3)加工时应关好机床防护门。4)加工完毕后用切断刀手动或者手轮方式进行切断。5)若有
23、意外事故发生,按复位键或紧急停止按钮,查找原因。任务五综合技能训练与考核一【知识目标】1)会识读零件图。2)制订轴类零件的加工工艺。3)了解数控加工刀具卡、数控加工工序卡等工艺文件。【技能目标】1)掌握一般轴类零件的加工方法。2)掌握外圆、长度尺寸的控制方法。3)完成如图2-14所示零件的加工,其三维效果如图2-15所示。材料为铝。图2-14综合技能训练与考核一的零件图图2-15综合技能训练与考核一的三维效果【相关知识】1.数控加工工艺文件数控加工工艺文件既是数控加工、产品验收的依据,又是操作者应遵守、执行的规程,同时也是必要的工艺资料累积。该文件主要包括数控加工工序卡、数控加工刀具卡、数控加
24、工程序单等。(1)数控加工工序卡数控加工工序卡是编制加工程序的主要依据和操作者进行数控加工的指导性文件,它包括工步顺序、工步内容、各工步使用的刀具和切削用量等(表2-27)。(2)数控加工刀具卡数控加工刀具卡主要反映刀具编号、刀具名称、刀具数量、加工面等内容(表2-26)。(3)数控加工程序单数控加工程序单是操作者根据加工工艺分析,经过数值计算,按照机床指令代码特点编制的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数、位移数据的清单,是手动数据输入实现数控加工的主要依据。不同的数控机床和数控系统,程序格式是不一样的。2.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表2-26。
25、表2-26综合技能训练与考核一零件的加工工具、量具和刀具清单(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,锥度用游标万能角度尺测量。量具规格和参数见表2-26。(3)刀具的选择外圆选用偏刀车削,所有刀具规格和尺寸见表2-26。3.加工工艺若坯料较长,则夹住毛坯外圆,伸出约60mm,车右侧轮廓表面,然后用切断刀切断,以保证零件位置精度。需采用掉头装夹车削,掉头装夹时应注意校正,以保证同轴度的要求。4.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些,具体参数见数控加工工序卡(表2-27)。表2-27综合技能训练与考核一的零件图的数控加工工序卡1.建立
26、工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-14所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P11基点坐标见表2-283.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。参考程序见表2-29。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件伸出长度60mm。6)装夹刀具(按照参考程序将粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01
27、、T02)。2.对刀两把车刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前面任务。3.空运行及仿真对输入的加工程序进行空运行或轨迹仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中,尺寸控制同前面所述;当程序运行结束后停床,用外径千分尺进行检测。根据实际尺寸调刀具磨损量,重新运行外圆精加工程序段,直至达到尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表2-30中。6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)刀具、工件应按要求装夹。
28、2)加工前做好各项检查工作。3)由于试车法对刀存在一定误差,会使精加工余量不足造成废品,所以加工前外圆粗、精车刀刀具磨损号中,其X轴可预设一定数值作为尺寸控制余量,一般留0.30.5mm。4)加工完毕后用切断刀手动或者手轮方式进行切断。【知识目标】1)了解槽类零件的加工方法和加工特点。2)掌握暂停指令及应用。3)会编制外槽的加工工艺。4)熟练掌握槽类零件的编程特点。任务六切槽、切断程序的编制及加工【技能目标】1)掌握切槽车刀的装夹方法。2)掌握切槽车刀的对刀及验证方法。3)掌握尺寸的控制方法4)完成如图2-17所示零件的加工,其三维效果如图2-18所示。材料为合金铝。图2-17切槽、切断零件图
29、图2-18切槽、切断零件的三维效果1.槽的分类根据沟槽零件的不同,按槽的形状不同可分为直槽、斜槽和成型槽;按槽的宽度不同可分为宽槽和窄槽两种。(1)窄槽沟槽的宽度不大,采用刀头的宽度等于槽宽的车刀,一次车出的沟槽称为窄槽。(2)宽槽沟槽的宽度大于切槽车刀刀头宽度的沟槽称为宽槽。2.槽的加工方法 图2-19窄槽的加工方法(1)窄槽的加工方法图2-19中加工窄槽可以直接使用G01指令直进切削;当精度要求比较高时,切削到要求尺寸后,在槽底处用G04指令使刀具停留几秒钟,以起到修光槽底的作用。(2)宽槽的加工方法图2-20中,加工宽槽时,要分几次切削,每次切削的轨迹在宽度上应有一定的重叠,即每次扩宽应
30、小于刀宽,而且要留有精加工的余量,最后要精车槽侧和底面。图2-20宽槽的加工方法a)粗加工b)精加工3.切刀的选择及刀位点的确定切槽及切断的刀具中,切刀有左右两个刀尖及切削中心三个刀位点可以选用,如图2-21所示。在编写程序时,需选定其一作为刀位点。4.切槽与切断在编程中应注意的问题1)编程与对刀加工时应采用同一个刀位点。2)注意合理地编排切槽的退刀路线,以防止刀具与加工零件相碰,而造成刀具及零件的损坏,如图2-22所示。3)切槽时,切削刃宽度、切削速度和进给量都不宜太大。图2-21车刀刀位点 图2-22槽形零件产生碰撞示例a)产生碰撞b)避免碰撞的方法 1.指令功能G04指令可使刀具作短暂停
31、留,以获得圆整而光滑的表面。执行本指令进给暂停至指定时间后,执行下一段程序,该指令常用于切槽、钻镗孔等场合。2.指令代码华中系统:G04。FANUC系统:G04。广数系统:G04。3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统进给暂停指令参数含义见.1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表2-32。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,量具规格和参数见表2-32。(3)刀具的选择外圆选用偏刀车削,切槽选用4mm切断刀(表2-32)。2.加工工艺本课题零件比较简单,可用粗、精车刀加工零件的外轮廓,然后调用切断刀切槽,最后切断工件,具体加工
32、工艺见表2-33。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些;但切槽时,由于切槽车刀强度较低,转速及进给速度应选择小些,具体参数见表2-33。1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-17所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P10基点坐标见表2-34。表2-34基点坐标3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。参考程序见表2-35。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统
33、均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件伸出长度40mm。6)装夹刀具(按照参考程序将粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01、T02、T03)。2.对刀(1)外圆车刀对刀两把车刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前面任务。(2)切槽车刀对刀切槽车刀对刀时采用左侧刀尖为刀位点,与编程采用的刀位点一致。对刀操作步骤如下。1)Z轴对刀(图2-23):手动方式下,使主轴正转;或MDI方式中输入“S500 M03”,使主轴正转。手动方式下,移动刀具,使切
34、槽车刀左侧刀尖刚好接触工件右端面。注意:刀具接近工件时,进给倍率为1%2%。手轮方式下,移动刀具,使切槽车刀左侧刀尖刚好接触工件右端面。注意:刀具接近工件时,进给倍率为0.01mm。刀具沿+X方向退出,然后进行面板操作,面板操作同外圆车刀对刀。注意:刀具号为T02。2)X轴对刀(图2-24):手动方式下,使主轴正转;或MDI方式中输入“S500 M03”,使主轴正转。手动方式下,移动刀具,使切槽车刀左主切削刃刚好接触工件外圆。注意:刀具接近工件时,进给倍率为1%2%。手轮方式下,移动刀具,使切槽车刀左主切削刃刚好接触工件外圆。注意:刀具接近工件时,进给倍率为0.01mm。刀具沿+Z方向退出,如
35、图2-24所示。停车,测出外圆直径,然后进行面板操作,面板操作同外圆车刀对刀。注意:刀具号为T02。图2-23Z轴对刀示意图 图2-24X轴对刀示意图3.空运行或仿真对输入的程序进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中尺寸控制同前面所述;当程序运行到N430段停床,用游标卡尺进行检测。根据实际尺寸调刀具磨损量,程序从N130段开始顺序加工,直至尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表2-36中。6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)切槽车刀刀头强
36、度较低,易折断,安装时应按照要求严格装夹。2)对刀时,外圆车刀采用试切端面、外圆方法进行,但切槽车刀不允许再切端面,否则,加工后零件长度尺寸会发生变化。3)首件加工时,尽可能采用单步运行,程序准确无误后再采用自动方式进行加工,以避免意外发生。4)对刀时,刀具接近工件过程中,进给倍率要小,以避免产生撞刀现象。5)切断刀采用左侧刀尖作为刀位点,编程时刀头宽度尺寸应考虑在内。任务七用复合固定循环指令切槽【知识目标】1)掌握切槽指令G75加工方法和加工特点。2)掌握切槽指令G72加工方法和加工特点。3)会编制外槽的加工工艺。4)熟练掌握槽类零件的编程特点。【技能目标】1)熟练掌握切槽车刀的装夹方法。2
37、)熟练掌握切槽车刀的对刀及验证方法。3)熟练掌握尺寸的控制方法。4)完成如图2-26所示零件的加工,其三维效果如图2-27所示。材料为合金铝。图2-26用复合固定循环指令切槽零件图 图2-27用复合固定循环指令切槽零件的三维效果 【相关知识】1.指令功能在车削宽槽时,因需要安排先粗后精的加工工艺,若利用G01进行编程,程序段将会较多,而且将增加手工编程的难度。G75车削循环只需要编制出零件轨迹的精加工程序,便可以自动地完成加工轨迹的粗加工,同时再编写精加工轨迹的程序,又可以完成零件的精加工,这将大大地简化了程序并降低了手工编程的工作量,从而提高生产率。2.指令代码华中系统:G75。FANUC系
38、统:G75。广数系统:G75。3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统复合固定循环指令G75格式及参数含义见表2-37。1.指令功能该循环与G71的区别仅在于粗加工切削方向平行于X轴。该指令执行精加工切削的方向与G71相同。2.指令代码华中系统:G72。FANUC系统:G72。广数系统:G72。3.指令格式华中系统、FANUC系统与广数系统复合固定循环指令G72格式及参数含义见表2-38。表2-38复合固定循环指令G72格式及参数含义1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表2-39。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,量具规格、
39、参数见表2-39。(3)刀具的选择外圆选用偏刀车削,切槽选用4mm切断刀.2.加工工艺本课题零件比较简单,可用粗、精车刀加工零件的外轮廓,然后调用切断刀切槽,分粗、精车两把车刀,最后切断工件,具体加工工艺见表2-40。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些;但切槽时,由于切槽车刀强度较低,转速及进给速度应选择小些,具体参数见表2-40。1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-26所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P10基点坐标见表2-41。3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系
40、统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。参考程序见表2-42。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件伸出长度50mm。6)装夹刀具(按照参考程序将粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01、T02、T03、T04)。2.对刀(1)外圆车刀对刀两把车刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前面任务。(2)切槽车刀对刀对刀步骤同前面任务
41、。3.空运行及仿真对输入的程序进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中尺寸控制同前面任务;当程序运行到(华中系统N490段、FANUC系统和广数系统N500段)停床,用游标卡尺进行检测。根据实际尺寸调刀具磨损量,程序从头开始顺序加工,直至尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表2-43中。表2-43加工图2-26零件的评分表6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)切槽车刀刀头强度较低,易折断,安装时应按照要求严格装夹。2)首次使用切槽车削循环指令,
42、尽可能采用单段运行,程序准确无误后再采用自动方式进行加工,以避免意外发生。3)对刀时,刀具在接近工件过程中,进给倍率要小,以避免产生撞刀现象。4)切断刀采用左侧刀尖作为刀位点,编程时刀头宽度尺寸应考虑在内。【知识目标】1)了解刀尖圆弧半径补偿功能的使用。2)会判断刀尖圆弧半径补偿的方向。3)掌握凸、凹圆弧面零件的加工工艺。任务八成形面程序的编制及加工【技能目标】1)掌握圆弧面的测量方法。2)掌握各种凸、凹圆弧面的加工及尺寸的控制方法。3)掌握刀尖圆弧半径补偿功能的使用。4)完成如图2-29所示零件的加工,其三维效果如图2-30所示。材料为合金铝。图2-29成形面的零件图图2-30成形面零件的三
43、维效果1.刀具半径在成形面加工中产生的过切削或欠切削 图2-31车成形面时产生的过切削和欠切削数控车削加工时以刀尖为对刀点,当切削圆弧时,由于刀尖半径的存在而产生过切削或欠切削的现象,如图2-31所示。具有刀具半径补偿功能的数控系统可防止这种现象的产生。在编制零件加工程序时,以假想刀尖位置按零件轮廓编程,使用刀具半径补偿指令G41/G42,由系统自动计算补偿值,生成刀具路径,完成对零件的合理加工。在实际加工中,一般数控装置都有刀具半径补偿功能。有刀具半径补偿功能的数控系统,编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹,只需按零件轮廓编程。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
44、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。G41指令为刀具半径左补偿,即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿;G42指令为刀具半径右补偿,即刀具沿工件右侧运动时的半径补偿;G40指令为刀具半径补偿取消,使用该指令后,G41、G42指令无效。G40必须和G41或G42成对使用。G41、G42指令的用法如图2-32所示。图2-32G41、G42指令的用法a)前置刀架方向选择b)后置刀架方向选择 编程时应注意:G41、G42指令不能重复使用,即在程序中,前面有了G41或G42指令之后,不能再直接使用G41或G4
45、2指令。若想使用该指令,则必须先用G40指令解除原补偿状态后,再使用G41或G42,否则无法完成该补偿指令。“刀尖半径偏置”应当用G00或者G01功能来下达指令或取消。不论这个指令是不是带圆弧插补,刀具不会正确移动,并导致它逐渐偏离所执行的路径。因此,刀尖半径偏置的指令应当在切削进程启动之前完成;并且能够防止从工件外部起刀带来的过切现象。反之,要在切削进程之后用移动指令来执行偏置的取消。2.刀尖方位的确定具备刀具半径补偿功能的数控系统,除利用刀具半径补偿指令外,还应根据刀具在切削时所摆的位置,选择假想刀尖的方位。按假想刀尖的方位,确定补偿量。假想刀尖的方位有8种位置可以选择(图2-33)。箭头
46、表示刀尖方向,如果按刀尖圆弧中心编程,则选用0或9。图2-33假想刀尖的方位选择示意图a)前置刀架刀尖方位b)后置刀架刀尖方位 3.刀尖圆弧半径的选择选择刀尖圆弧半径的大小时,注意有以下几点。1)刀尖圆弧半径不宜大于零件凹形轮廓的最小半径,以免发生加工干涉;该半径又不宜选择太小,否则会因其刀头强度太弱或刀体散热能力差,使车刀容易损坏。2)刀尖圆弧半径应与最大进给量相适应,刀尖圆弧半径宜大于等于最大进给量的1.25倍,否则将恶化切削条件,甚至出现螺纹状表面和打刀等问题;另一方面,又要顾虑刀尖圆弧半径太大容易导致刀具切削时发生颤振,一般说来,刀尖圆弧半径在0.8mm以下时不容易导致加工颤振。图2-
47、34对刀时的刀补值3)刀尖圆弧半径与进给量在几何学上与加工面的残留高度有关,从而影响到加工面的表面粗糙度。小进给量、大的刀尖圆弧半径,可减小残留高度,得到小的表面粗糙度值。4)在CNC编程加工时,若考虑经测量认定的刀具圆弧半径,并进行刀尖半径补偿,该刀具圆弧相当于在加工轮廓上滚动切削,刀具圆弧制造精度和刀尖半径测量精度应当与轮廓的形状精度相适。以上是对刀尖半径补偿概念及方位选择的一个简单概述,而在数控车床上进行加工时,首先要考虑刀偏的方向及方位,其次考虑刀尖半径r刀的大小在加工中是否干涉,然后考虑对刀时刀补值应该如何输入等。在加工中对刀时的刀补值为图2-34所示A、B两点。1.工具、量具和刀具
48、的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表2-44。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,圆弧表面用半径样板检测,表面粗糙度用表面粗糙度样板对比,量具规格和参数见表2-44。(3)刀具的选择加工圆弧成形面时,使用的刀具有:成形车刀、尖形车刀、偏刀车削,4mm切断刀等,具体见表2-44。2.加工工艺本课题零件图可用粗、精车两把车刀加工零件的外轮廓,其中圆弧面粗加工时因各处余量不同,应采用相应的方法进行解决,具体加工工艺见表2-45。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为铝,该材料硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些;粗加工凹圆弧表面余量不均匀,背吃刀量及进给
49、速度可选择小些,具体参数见表2-45。1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图2-29所示。2.计算基点坐标车外圆时,P1、P2、P9基点坐标如图2-29所示,具体各基点坐标见表2-46。表2-46基点坐标3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?25mm100mm)。参考程序见表2-47。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)
50、装夹工件伸出长度60mm。6)装夹刀具(按照参考程序将粗、精车外圆车刀,R1.5mm圆弧车车刀,以及切断刀依次装入相对应的刀位T01、T02、T03、T04)。2.对刀四把刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。R1.5mm圆弧车刀的切削刃为圆弧形,对刀刀位点应选取在刀尖顶点上,与编程时采用一致;切断刀选取左侧刀尖为刀位点。3.空运行及仿真对输入的程序进行空运行或轨迹仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,零件上圆弧表面形状主要用半径样板(俗称R规)检测。测量
