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数控加工
P4数控机床由输入输出装置、计算机数控装置(简称CNC装置)、伺服系统和机床本体等部分组成。
其中输入输出装置、CNC装置、伺服系统合起来就是计算机数控系统。
P5在数控机床加工零件时,首先根据零件图样上的零件形状、尺寸和技术条件,确定加工工艺,然后编制出加工工序,程序通过输入装置,输送给机床数控系统,机床内存中的零件加工程序可以通过输出装置输出。
计算机数控(CNC)装置是数控机床的核心,它接受输入装置送来的数字信息,经过控制软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后,将各种指令信息输出给伺服系统,使设备按规定的动作执行。
P10轮廓控制又称连续轨迹控制,这类数控机床能够对两个或两个以上的运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制,因而可以进行曲线或曲面的加工。
P10按伺服控制的方式分类
(1)开环控制数控机床;
(2)闭环控制数控机床;(3)半闭环控制数控机床;(4)混合控制数控机床
P13两轴半联动:
在两轴的基础上增加了Z轴的移动,当机床坐标系的X、Y轴固定时,Z轴可以作周期性进给。
两轴半联动加工可以实现分层加工。
三轴联动:
数控机床能同时控制三个坐标轴的联动,用于一般曲面的加工,一般的型腔模具均可以用三轴加工完成。
多坐标联动:
数控机床能同时控制四个以上坐标轴的联动。
多坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序编制复杂,适于加工形状复杂的零件。
P15在数控机床上加工零件,零件的形状主要取决于加工程序。
因此只要能编写出程序。
无论零件多么复杂都能加工。
P23数控加工的工艺处理相当严密(数控机床虽然自动化程度较高,但自适应性差。
数控加工中出现的差错或失误的主要原因,多为工艺方面考虑不周或计算与编程时粗心大意)
P25最适应类:
用数学模型描述复杂曲线或曲面轮廓的零件。
P26不适应类:
装夹困难或完全靠找正定位才能保证加工精度的零件。
P28零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度。
和表面粗糙度及热处理等。
P28零件的结构工艺性分析(零件的结果工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。
)
P32内孔表面加工方法的选择(加工精度为IT8级的孔,当孔径小于20mm时,可采用钻-扩-铰方案,此方案适用于加工淬火钢以外的各种金属,但孔径应在20-80mm之间,此外也可采用最终工序为精镗或拉削的方案。
淬火钢可采用磨削加工)(韧性较大的有色金属不宜采用衍磨,可采用研磨或精细镗。
)
P36划分加工阶段:
(1)粗加工阶段;
(2)半精加工阶段;(3)精加工阶段;(4)光整加工阶段。
划分加工阶段的目的:
(1)保证加工质量;
(2)合理使用设备;(3)便于及时发现毛坯缺陷;(4)便于安排热处理工序。
P37工序的划分通常采用两种不同原则,即工序集中原则和工序分散原则。
P39加工路线的确定:
走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于零件的运动轨迹,它不但包括了工步的内容,也反映出工步的顺序。
走刀路线是编写程序的依据之一。
P40工步顺序是指同一道工序中,各个表面加工的先后次序。
P44切削用量的确定(对于表面粗糙度和精度要求高的零件,要留有足够的精加工余量。
数控机床的精加工余量可比普通机床小一些。
)
P44夹具在机床上安装位置的定位基准应与设计基准一致,即所谓的基准重合原则。
P56采用假设工件固定不动,道具相对于工件移动的原则。
由于机床的结构不同,有的是刀具运动,工件固定不动;有的是工件运动,刀具固定不动。
为编程方便,一律规定工件固定,刀具相对于工件运动。
P56(各坐标轴的确定)确定机床坐标轴时,一般先确定Z轴,然后确定X轴和Y轴。
P59机床零点机床坐标系的原点,即机床基本坐标系的原点,它是一个被确定的点,称为机床零点或机械零点(M)。
P59机床参考点与机床坐标系相关的另一个点称作机床参考点,又称机械原点(R),它指机床各运动部件在各自的正方向自动退至极限的一个固定点,可由限位开关精密定位,至参考点时所显示的数值则表示参考点与机床零点间的工作范围。
机床一经设计和制造出来,机械原点就已经被确定下来,该点在机床出厂时已调定,用户一般不作变动。
P59工件零点工件零点即工件坐标系的原点,也叫编程零点。
编程时,一般选择工件图样上的设计基准作为编程零点。
P60起刀点起刀点是指刀具起始运动的刀位点,亦即程序开始执行时的刀位点。
P60刀位点刀位点即刀具上表示刀具特征的基准点,如立铣刀、端面铣刀刀头底面的中心、球头铣刀的球头中心、车刀与镗刀的理论刀尖、钻头的钻尖。
P61进给功能也称F功能,由地址码F及其后续的数值组成,用于指定刀具的进给速度。
P62主轴转速功能字S用以指定主轴转速,由地址码S及后续的若干位数字组成,单位为r/min。
P62刀具功能字T指令用以指定刀具号及其补偿号,由地址码T及后续的若干位数字组成,用于更换刀具时指定刀具或显示待换刀号。
刀具补偿用于对换刀、刀具磨损、编程等产生的误差进行补偿,一般,编程时常取刀号与补偿号的数字相同(如T0101),显得直观一些。
P63G代码是与插补过程有关的准备功能指令,在数控编程中极其重要。
P65在ISO与JB代码中,绝对坐标编程指令和增量坐标编程指令分别用G90和G91指定。
P66G17、G18、G19分别指定在XY、ZX、YZ平面上加工。
P66G01是直线运动指令,使机床各个坐标间以插补联动方式,按指定的F进给速度直线切削运动到规定的位置。
指令格式:
G010X_Y_Z_F_;
其中X、Y、Z分别为G01的终点坐标,F为指定进给速度(mm/min)
P68G02为顺时针圆弧加工,G03为逆时针圆弧加工。
(书上有图例)
P68用R参数时,不能描述整圆,所以在编制整圆轮廓程序时,需注意不用R编程。
否则,在执行此命令时,刀具将原地不动或系统发出错误信息。
P69G04暂停(延迟)指令
指令格式:
G04X_;或G04P_;
例子:
暂停1.8s的程序(G04X1.8;或G04P1800;)
P69G33螺纹加工指令
许多机床用G33作为公制螺纹简单循环加工指令。
格式:
G33D_I_X_L_P_Q_;
其中:
D为螺纹外径;I为螺纹根径;X为每次径向进给量;L为螺纹有效长度;P为螺纹导程;Q为锥螺纹之锥角所对应的径向尺寸。
说明:
①螺纹加工时必须以增量方式进入;
②L值为负值时为右螺纹加工,L值为正时为左螺纹加工(限于主轴正转螺纹加工);
③螺纹加工必须设置2mm升速进刀段与2mm降速退刀段;
④Q值在加工锥螺纹时输入,加工直螺纹时输入0值;
⑤螺纹加工循环完成后,刀尖返回螺纹加工开始时的起始点,并以此点为起始点编入后续程序。
P70G40、G41、G42刀具半径补偿指令
P71G43、G44刀具长度补偿(偏置)指令
刀具长度补偿又称刀具长度偏置。
用于补偿编程刀具和实际使用的刀具之间的长度差。
P74M01计划(任选)停止
P74M02程序结束
该指令编在最后一条程序段中,用以表示加工结束。
它使机床主轴、进给、冷却都停止,并使数控系统处于复位状态。
此时,光标停在程序结束处。
P75M07、M08分别命令2号雾状切削液及1号液状冷却液开,用于切削液开。
P75M09切削液关。
P76M30程序结束
该指令与M02类似,但M30可使程序返回到开始状态,光标自动返回到程序开头处,一按启动键就可以再一次运行程序。
M30指令一般应单独占用一个程序段。
P76M98用来调用子程序,指令格式:
M98_L_;
P76M99用来结束子程序调用,返回到主程序。
P96车削中心是以全功能型数控车床为主体,配备刀库、自动换刀器、分度装置、铣削动力头和机械手等部件,实现多工序复合加工的机床。
P102数控车床的刀盘结构有两种,一是刀架前置,其结构同普通车床相似,经济型数控车床采用多种结构;一是刀盘后置,中高档数控车床常采用。
P104在车床个用来装夹工件的装置称为车床夹具。
车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两类。
通用夹具是指能够装夹两种或两种以上工件的同一夹具。
P106软爪是一种具有切削性能的夹爪。
软爪也有机械式和液压式。
软爪常用于讲同轴度要求较高的工件的二次装夹。
P107两顶尖定位的优点是定心正确可靠,安装方便。
顶尖作用是定心、承受工作的重量和切削力。
顶尖分前顶尖和后顶尖。
P109拨动顶尖常用于内、外拨动顶尖和端面拨动顶尖两种。
P153.数控铣床主要用于加工平面和曲面轮廓的零件,还可用于加工复杂性面的零件,如凸轮,样板,模具,螺旋槽等,同时也可对零件进行钻,铰和镗孔加工,但因数控铣床不具备自动换刀功能,所以不能完成复杂的孔加工要求。
P166.数控铣加工刀具的选择原则
选择刀具应根据机床的加工能力,工件材料的性能,加工工序,切削用量以及其他相关引述正确使用。
刀具选择总的原则是使用,安全,经济。
P188.加工中心(MC)是有机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂工作的高效率自动化机床。
加工中心是在数控铣床基础上发展起来的,加工中心与数控铣床最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力,通过在刀库安装不同用处的刀具,可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具,实现钻,铣,镗,攻螺纹,切槽等多种加工功能。
世界上第一台加工中心于1985年诞生在美国,美国的卡尼-特雷克公司在一台数控镗铣床上增加了换刀装置,这标志着第一台加工中心问世。
P189.复合加工中心又称屋面加工中心,其主轴在空间可作水平和垂直转换,故又称立卧式加工中心。
P193.切削加工工序通常按以下原则安排:
1,先粗后精;2,基准面先行;3,先面后孔;4,先主后次。
P195.主轴转速的确定
主轴转速应根据允许的切削速度和零件(或刀具)的直径来选择。
其计算公式为:
n=1000v/πD
式中:
v---切削速度(m/min),由刀具寿命决定。
•
•
•一、编程题:
•用数控车床加工如下图所示的零件。
毛坯为¢60mm×95mm的棒料,从右端至左端轴向进给切削。
粗加工每次进给深度2.0mm,进给量为0.25mm/r.精加工余量X向为0.4mm,Z向为0.1mm,切断刀宽4mm,零件程序原点如图,试对被加工零件进行工艺分析并编制加工程序。
•
•解:
毛坯为¢60mm×95mm的棒料,从右端至左端轴向进给切削。
精加工余量X向为0.4mm,Z向为0.1mm,切断刀宽4mm。
•O4001
•G00X100Z100;
•T0101M03
•G00X60Z5;
•G71U2R0.5;
•G71P10Q80U0.4W0.1F0.25;
•N10G00X0;
•N20G01Z0;
•N30G03X20Z-10R10;(加工头部R10处)
•N40G01Z-15;
•N50X30;
•N60Z-43;
•N70G02X40Z-46R3F0.25;
•N80G01Z-66;
•N90G70P10Q80F0.1;
•N100G00X100Z100;(退刀,返回换刀位置)
•N110T0202
•N120G00X32Z-29;
•N130G01X26F0.1
•N140G00X32;
•复合固定循环(G71G72G73)
•当工件的形状较复杂,如有台阶、锥度、圆弧等,若使用基本切削指令或循环切削指令,粗车时为了考虑精车余量,在计算粗车的坐标点时,可能会很繁杂。
如果使用复合固定循环指令,只需依指令格式设定粗车时每次的切削深度、精车余量、进给量等参数,在接下来的程序段中给出精车
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