数控实习第4次课.docx
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数控实习第4次课.docx
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数控实习第4次课
宜宾职业技术学院教案YibinVocational&TechnicalCollege
课程名称
数控加工技术实训
教学主题
简单阶梯轴加工
授课班级
数控加工技术3班
授课时间
第十六周周一、二第1-4节
授课地点
数控编程室
1.知识目标
⏹①掌握N、F、M、G等功能指令。
⏹②掌握G00、G01指令及其应用。
⏹③会编写简单数控加工程序。
⏹④掌握阶梯轴加工工艺制定方法。
2.技能目标
⏹①熟练掌握工件、刀具的装夹。
⏹②熟练机床基本操作。
⏹③掌握零件的单段加工方法。
教学设计:
现场教学与实训:
利用仿真软件精讲——示范——学生操作练习——教师指导——小结
教学手段:
讲授法、演示法、操作练习法、现场指导法等
教学过程
教学内容与板书
备注
项目四简单阶梯轴加工
清点人数、组织教学
[知识学习]、
图2-1简单阶梯轴零件图
0.1学时
2学时
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教学内容与板书
备注
一、程序指令
1.顺序号指令(或程序段号)
地址:
N从N1—N99999999,一般放在程序段首
功能:
表示该程序段的号码,常间隔5至10,便于在以后插入程序时不会改变程序段号的顺序。
如:
N10…
N20…
N30…
指令使用说明:
顺序号指令不代表数控程序执行顺序,可以不连续,通常由小到大排列,仅用于程序的校对和检索。
2.进给功能指令
地址:
F
功能:
表示刀具切削加工时进给速度的大小,数控车床进给速度的单位为毫米/转(mm/r);数控铣床进给速度的单位为毫米/分钟(mm/min)。
如:
N10G1X20Z-10F0.2表示刀具进给速度为0.2毫米/转(mm/r)。
3.辅助功能指令
地址:
M从M00—M99(或M999),前置的“0”可省略不写,如M02与M2、M03与M3可以互用。
功能:
表示数控机床辅助装置的接通和断开,由PLC(可编程序控制器)控制。
常用FANUC(法那克)0i系统和SINUMERIK(西门子)802S/C系统辅助功能指令含义见表2-1。
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教学内容与板书
备注
表2-1法那克系统和西门子系统辅助功能指令及含义
4.准备功能指令(G代码或G功能)
地址:
G从G00到G99(或G999),前置的“0”可以省略。
如G00与G0,G01与G1等可以互用。
功能:
建立机床或控制系统工作方式的一种命令。
指令使用说明:
1)不同数控系统G代码各不相同,同一数控系统不同型号G代码也有变化,使用时应以数控机床使用说明书为准。
2)G代码有模态代码和非模态代码两种,模态代码一经使用持续有效,直至同组的G代码出现为止。
非模态代码仅在本程序段中有效,又称程序段有效代码。
3)FANUC(法那克)0iMateTC系统G代码又有A代码、B代码、C代码之分,如无特殊情况,均以A代码为例进行介绍。
表2-2FANUC0iMateTC系统与SINUMERIK802S/C系统常用G代码功能
注:
“*”为模态有效指令,西门子循环均为程序段有效代码。
5.刀具快速定位指令G00(或G0)
(1)指令功能
指刀具以机床规定的速度(快速)从所在位置移动到目标点,移动速度由机床系统设定,无需在程序段中指定。
(2)指令格式
G00XZ
其中X、Z为目标点的坐标。
例:
G00X60Z100;刀具快速移动到点(100,60)位置。
图2-3车刀快速移动时安全距离
(3)指令使用说明
1)用G00指令快速移动时,地址F下编程的进给速度无
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备注
⏹效。
⏹2)G00为模态有效代码,一经使用持续有效,直到同组G代码(G01、G02、G03…)取代为止。
⏹3)G00指令刀具运动速度快,容易撞刀,使用在退刀及空行程场合,能减少运动时间,提高效率。
⏹4)G00指令目标点不能设置在工件上,一般应离工件有2~5mm的安全距离,也不能在移动过程中碰到机床、夹具等,如图2-3所示。
⏹5)法那克系统与西门子系统指令格式一样。
6.直线插补指令(G01或G1)
(1)指令功能
刀具以进给功能F下编程的进给速度沿直线从起始点加工到目标点。
(2)指令格式
G01XZF
其中X、Z为直线插补目标点坐标,
F为直线插补时进给速度,单位一般为毫米/转(mm/r)。
例1:
如图2-3所示,刀具起始为P点,车削φ30外圆。
解:
刀具从P点只能快速移动到A′点,坐标为(4,30),Z方向留安全距离,然后直线加工到B点,B点坐标为(-45,30)。
加工程序:
N10G00X30Z4
N20G01X30Z-45F0.2
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备注
图2-3车刀快速移动时安全距离
(3)指令使用说明
⏹1)G01用于直线切削加工,必须给定刀具进给速度,且程序中只能指定一个进给速度。
⏹2)G01为模态有效代码,一经使用持续有效,直到同组G代码(G00、G02、G03…)取代为止。
⏹3)刀具空间运行或退刀时用此指令则运动时间长,效率低。
⏹4)FANUC与西门子系统指令格式一样。
二、加工工艺分析
1.选择工、量、刃具
⏹
(1)工具选择:
铝棒装夹在三爪自定心卡盘上,用划线盘校正并夹紧,其它工具见表2-3所示。
⏹
(2)量具选择:
外圆、长度精度要求不高,选用0~150mm游标卡尺测量。
(3)刀具选择:
加工材料为硬铝,刀具选用90°硬质合金外圆车刀,置于T01号刀位;另外,用切断刀手动切断工件,
1.6学时
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备注
⏹其规格、参数见表2-3。
表2-3简单阶梯轴加工工、量、刃具清单
2.加工工艺路线
⏹加工精度较低,不分粗、精加工;加工余量较大,需分层切削加工出零件;本课题共分三层切削,进刀点分别为A、B、C点,如图2-4所示,参考路线如下:
⏹刀具从起点快速移动至进刀点A→直线加工至P5点→沿+X方向退出至D点→刀具沿+Z方向退回→沿-X方向进刀至B点→直线加工至P3点→刀具沿+X方向退出至E点→刀具沿+Z方向退回→沿-X方向进刀至C点→直线加工至P1点→刀具沿+X方向退出至F点→刀具退回至起点→程序结束。
图2-4车阶梯轴车刀进、退刀路线
3.选择合理切削用量
⏹加工材料为铝件,硬度较低,切削力较小,切削用量可选大些。
因是首次加工,切削用量尽可能选择较小。
⏹背吃刀量:
2mm
⏹主轴转速:
500r/min
⏹进给速度:
0.2mm/r
三、编制参考加工程序
1.建立工件坐标系
⏹根据工件坐标系建立原则:
数控车床工件原点一般设在右端面与工件轴线交点上,故工件坐标系设置在O点,如图2-1所示。
2.计算基点及工艺点坐标
⏹零件各几何要素之间的连接点称为基点;如零件轮廓上二条直线的交点、直线与圆弧的交点或切点等,往往作为直线、圆弧插补的目标点,是编写数控程序的重要数据。
坐标系建立后应计算基点坐标;数控车床,编程时X轴方向常用直径数据作为其编程数据。
工艺点如A、B、C等进刀点及外圆加工后沿X轴方向退刀点(D、E、F)。
进刀点(A、B、C点)X坐标与各外圆X坐标相同,Z坐标距零件右端面应有2~5mm安全距离。
D、E、F各点X坐标应比前一外圆直径大2~4mm。
如图2-4所示。
具体各点坐标见表2-4。
表2-4基点及各工艺点坐标
3.编制程序
加工前必需做好各项准备工作,编程时这些准备工作的数控指令应编写在程序前面第一、二段程序内,然后开始编写加工程序。
准备工作指令一般有:
⏹①以机床坐标系原点为基准偏移的偏零偏置指令:
G54、G55、G56、G57等(不用零件偏置指令对刀可不写该指令)。
⏹②主轴启动及转速指令:
M03主轴正转(M04主轴反转)、S指令代码等。
⏹③加工所用的刀具号即:
T指令代码如T01、T02等。
⏹④切削液打开指令即:
M08(如不用切削液可不编写)。
⏹⑤法那克系统初始状态设置指令,如:
取消刀尖半径补偿(G40)、每转进给量(G99)、公制尺寸输入(G21)、取消固定循环(G80)等指令。
西门子系统初始状态指令可不编写。
⏹⑥刀具起点位置(可不设置刀具起点位置但必须保证刀具运行时不发生撞刀)。
以上加工准备指令可写在同一程序段内也可分别写在不同程序段内(有些法那克系统车床刀具号及补偿号需为一独立程序段)。
大多数加工程序第一段、第二段程序内容差不多。
如表2-5所示。
表2-5法那克系统与西门子系统程序示例
准备工作指令编好后接着编写其它加工程序段;各程序段中,模态有效指令除准备功能代码外,还包括尺寸指令、刀具指令、进给指令、主轴转速指令等;如指令或数值不发生变化,在后面程序段中可省略不写。
4.参考程序
表2-6简单阶梯轴加工参考程序
[技能训练]
一、加工准备
⏹1)按毛坯图检查坯料尺寸。
⏹2)开机、回参考点。
⏹3)刀具与工件装夹。
⏹外圆车刀按要求装于刀架的T01号刀位。
铝棒夹在三爪自定心卡盘上伸出40㎜,找正并夹紧。
⏹4)程序输入。
把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。
二、对刀
⏹X、Z轴均采用试切法对刀,通过对刀把操作得到的数据输入到刀具长度补偿存储器中,G54等零点偏置中数值输入0。
三、空运行操作
1.法那克系统
⏹
(1)空运行操作
法那克系统空运行是指机床按设定的运动速度(快速)运行,可用快速运动开关来改变进给速度。
用于不装夹工件时加工程序检验,空运行操作只需按下空运行开关即可,空运行结束后应使空运行按钮复位。
⏹
(2)机床轴锁住及辅助功能锁住操作图2-5西门子系统空运行设置窗口
按下机床操作面板上的机床锁住开关,启动程序后,机床不移动,只显示刀具位移的变化,用于检查程序。
另外还有辅助功能锁住,它使M、S、T代码被禁止输出并且不能执行,与机床锁住功能一样用于检查程序。
2.西门子系统空运行操作
四、零件单段运行加工
⏹零件单段工作模式是按下数控启动按钮后,刀具在执行完程序中的一段程序后停止。
通过单段加工模式可以一段一段地执行程序,便于仔细检查数控程序。
⏹
(1)法那克系统操作步骤:
打开程序,选择MEM(自动加工)工作模式,调好进给倍率,按单段运行按钮,按循环启动按钮进行加工;每段程序运行结束后,继续按循环启动按钮即可一段一段执行程序加工。
⏹
(2)西门子系统操作步骤:
打开程序,选择AUTO(自动加工)工作模式,调好进给倍率,按单段运行按钮,按数控启动键进行加工;每段程序运行结束后,继续按数控启动按钮即可一段一段执行程序加工。
[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)加工时应关好防护门。
⏹
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