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教案那些题
①数控机床的主要结构:
④⑤⑥⑦⑧
1.输入输出设备
2.数控装置
3.伺服系统
5.机床本体
4.测量反馈装置
②数控机床的分类
1.按伺服控制方式分类
半闭环控制系统
闭环控制系统
开环控制
2.按工艺用途分类
普通数控机床
数控加工中心
多坐标轴数数控机床
数控特种加工机床
3.按机床的运动轨迹分类
点位控制数控机床
直线控制数控机床
轮廓控制数控机床
4.按数控系统功能水平
高级型数控机床
普及型数控机床
经济型数控机床
③名词解释:
插补、联动控制、CIMS
数控机床加工各种形状的零件轮廓时,必须控制刀具相对于工件以给定的速度沿指定的路径运动,即控制各坐标轴依某一规律协调运动,这一功能在数控系统中称为插补功能。
④主传动的变速方式
无级变速;分段无级变速;内置电动机主轴变速
⑤数控机床对进给运动的要求
减少摩擦阻力;提高传动精度和刚度;减小运动惯量
⑥
1)精加工循环指令G70
在采用G71、G72、G73指令进行粗车后,用G70指令进行精车循环切削。
指令格式:
G70PnsQnf;
其中:
ns为精加工程序组的第一个程序段的顺序号;nf为精加工程序组的最后一个程序段的顺序号。
2)外径、内径粗加工循环指令G71
G71指令用于粗车圆柱棒料,以切除较多的加工余量。
指令格式:
G71U(Δd)R(e);
G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)FST;
例17:
使用G71、G70完成图1-43所示零件加工,棒料直径φ105mm,工件不切断(刀尖R0.4)。
程序:
O0017;
G40G97G99S500M03T0101;(T0101粗车刀)
G00X106.0Z5.0M08;(刀具快速运动到循环起点)
G71U2.0R0.5;(G71切深2.0㎜,退刀量0.5㎜)
G71P10Q20U0.4W0.2F0.2;(X向留精车余量0.4㎜,Z向留精车余量0.2㎜)
N10G42X0;(加右刀补,N10~N20是精车程序)
G01Z0F0.15S600;
X40.0;
X60.0Z-30.0;
Z-65.0;
G02X70.0Z-70.0R5.0;
G01X88.0;
G03X98.0Z-75.0R5.0;
G01Z-90.0;
N20G40X106.0;(去刀补)
G00X150.0Z200.0M09;(换刀点)
T0202;(换精车刀)
G00X106.0Z5.0;(外圆精车循环点)
G70P10Q20;
G28U0W0T0M05;(X轴、Z轴回参考点)
M30;
例18:
使用G71、G70完成图1-44所示零件内孔加工,现工件已钻φ26mm的底孔(刀尖R0.4)。
程序:
O0018;
G40G97G99S500M03T0303;(T0303镗孔刀)
G00X25.0Z2.0M08;(刀具快速运动到循环起点)
G71U2.0R0.5;(G71切深2.0㎜,退刀量0.5㎜)
G71P10Q20U-0.4W0.2F0.2;(X向留精车余量0.4㎜,Z向留精车余量0.2㎜)
N10G41X65.0F0.15;
G01Z0;
X50.0Z-30.0;
Z-44.0;
G03X38.0Z-50.0R6.0;
G01X30.0;
Z-71.0;
N20G40X25.0;
G70P10Q20;
G28U0W0T0M05;
M30;
3)端面粗加工循环指令G72
G72指令适用于圆柱毛坯的端面方向粗车。
G72指令的执行过程除了车削是平行于X轴进行外,其余与G71相同。
指令格式:
G72W(Δd)R(Δe);
G72U(Δu)W(Δw)F_S_T_;
4)闭合车削循环指令G73
G73指令与G71、G72指令功能相同,只是刀具路径是按工件精加工轮廓进行的,如图1-47所示。
G73适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓基本接近的毛坯粗加工。
例如一些锻件、铸件的粗车。
指令格式:
G73U(Δi)W(Δk)R_;
5)端面啄示钻孔循环G74
循环中可处理断屑。
如果省略X(u)及P(Δi)、R(Δd),结果只在Z轴操作,用于钻孔。
指令格式:
G74R(Δe);
G74X(u)Z(w)P(Δi)Q(Δk)R(Δd)F(f);
例19:
如图1-50所示,要在工件上钻φ8、长100㎜的孔,使用G74指令钻孔。
程序:
O0019;
G40G97G99S700M03T0404;(T0404为φ8钻头)
G00X0Z5.0;
G74R0.3;
G74Z-100.0Q8000F0.1;
G00Z150.0;
M05;
M30
;实例1加工如图1-56所示的零件。
毛坯为φ52mm棒料,工件不切断。
程序:
O0023;
N1;(车外形)
G40G97G99S500M03T0101;
G00X53.0Z5.0M08;
G71U2.0R0.5;
G71P10Q20U0.4W0.2F0.2;
N10G00G42X0;
G01Z0F0.15;
X33.8C-2.0;(平端面,倒角)
Z-30.0;
X45.0;
X50.0W-25.0;
Z-120.0;
N20G40X53.0;
G00X150.0Z200.0;(换刀点)
T0202S600;(T0202精车刀,刀尖R0.2)
G00X53.0Z5.0;
G70P10Q20;
G00X150.0Z200.0;
N2;(切槽)
T0303S400;(T0303切刀宽4mm,左侧刃对刀)
G00X48.0Z-30.0;
G01X30.0F0.15;
X48.0F0.3;
G00X150.0Z200.0
N3;(切螺纹、切凹圆弧)
T0404;(T0404螺纹刀)
G00X36.0Z5.0F2.0;
G92X33.1Z-28.0F2.0;
X32.5;
X31.9;
X31.5;
X31.4;
G00X54.0;
Z-75.0;
S500;
M98P041000;(调用O1000子程序4次加工凹圆弧)
G00X60.0;
X150.0Z200.0;
G28U0W0T0M05;
M30;
子程序:
O1000;
G1U-1.0F0.2;
G02U0W-30.0R35.0;
U3.0F0.5;
W30.0;
U-3.0;
M99;
1)外圆粗加工复合循环(G71)
指令格式:
G71 UΔd Re
G71 PnsQnfUΔuWΔwFfSsTt
指令功能:
切除棒料毛坯大部分加工余量,切削是沿平行Z轴方向进行,如图3.27所示。
A为循环起点,A-A'-B为精加工路线。
图3.27外圆粗加工复合循环 图3.28端面粗加工复合循环
指令说明:
①Δd表示每次切削深度(半径值),无正负号;
②e表示退刀量(半径值),无正负号;
③ns表示精加工路线第一个程序段的顺序号;
④nf表示精加工路线最后一个程序段的顺序号;
⑤Δu表示X方向的精加工余量,直径值;
⑥Δw表示Z方向的精加工余量。
例题:
如图3.29所示,运用外圆粗加工循环指令编程。
图3.29外圆粗加工复合循环例题
N010G50X150Z100
N020G00X41Z0
N030G71U2R1
N040G71P50Q120U0.5W0.2F100
N050G01X0Z0
N060G03X11W-5.5R5.5
N070G01W-10
N080X17W-10
N090W-15
N100G02X29W-7.348R7.5
N110G01W-12.652
N120X41
N130G70P50Q120F30
(2)螺纹切削循环指令(G92)
指令格式:
G92 X(U)_Z(W)_R_F_
指令功能:
切削圆柱螺纹和锥螺纹,刀具从循环起点,按图3.36与图3.37所示走刀路线,最后返回到循环起点,图中虚线表示按R快速移动,实线按F指定的进给速度移动。
G50X100Z50
G97S300T0101M03
G00X35Z3
G92X29.2Z-21F1.5
X28.6
X28.2
X28.04
G00X100Z50T0000M05
M02
根据下图所示的待车削零件,材料为45号钢,其中Ф85圆柱面不加工。
在数控车床上需要进行的工序为:
切削Ф80mm和Ф62mm外圆;R70mm弧面、锥面、退刀槽、螺纹及倒角。
要求分析工艺过程与工艺路线,编写加工程序。
O0001 程序代号
N005G50X200Z100 建立工件坐标系
N010G50S3000 主轴最高转速限定为3000r/min
N015G96S90M03 主轴正转,恒线速设定为90m/min
N020T0101M06 选择1号外圆左偏刀和1号刀补
N025M08 冷却液开
N030G00X86Z0 刀具快速定位至切削位置
N035G01X0F50 车端面
N040G00Z1 Z向退出1mm
N045G00X86 X向退到86mm处,准备外圆切削循环
N050G71U3R1 外圆切削粗加工循环,切削深度为3mm,退刀量为1mm。
N055G71P60Q125U0.5W0.5F200
外圆切削粗加工循环,开始顺序号为N60,结束顺序号为N125,X与Z方向各留0.5mm精加工余量,切削速度为200mm/min
N060G42 刀尖半径右补偿,N60~N125为外圆切削循环精加工路线
N065G00X43.8
N070G01X47.8Z-1
N075Z-60
N080X50
N085X62Z-120
N090Z-135
N095X78
N100X80Z-136
N105Z-155
N110G02Z-215R70
N115G01Z-225
N120X86
N125G40 取消刀尖半径补偿
N130G70P60Q125F50 外圆切削精加工循环,切削速度为50mm/min
N135G00X200Z100 刀具返回至换刀点
N140T0505M06S50 选择5号割槽刀和5号刀补,恒线速设定为50m/min
N145G00X52Z-60 快进到X52、Z-60处,准备割槽
N150G01X45 切割螺纹退刀槽
N155G04X2 在槽底暂停2秒
N160G01X52 X方向退回到52mm处
N165G00X200Z100 刀具返回到换刀点
N170T0303M06 选择3号螺纹车刀和3号刀补
N175G95G97S250 设置切削速度量纲,设定恒转速为250r/min。
N180G00X50Z3 快进到X=50、Z=3处,准备车削螺纹
N185G76P011060Q0.1R1 螺纹切削循环
N190G76X46.38Z-58.5R0P1.48Q0.4F1.5
N200G00X200Z100T0300 快退到换刀点,取消3号刀补
N205M05 主轴停止
N210M09 冷却液关
N215M30 程序结束
如图3.44所示零件,加工内容有外圆车削、螺纹车削,螺纹车削应在外圆精车后进行。
零件采用棒料毛坯进行加工,由于毛坯余量较大,因此,在进行外圆精车前应采用外圆粗车指令去除大部分毛坯余量,粗车后留0.2mm余量(单边)。
根据以上零件的加工要求,需要外圆粗车刀、外圆精车刀、切槽刀和螺纹车刀。
其中F62圆柱面不加工,编写零件的数控加工程序:
图3.44数控车削综合编程习题
o0031
N1G50X80.0Z20.0;
N2G30U0W0;
N3T0101M03M08;
N4G00X70.0Z10.0;
N5G71U1.0R1.0;
N6G71P7Q15U0.4W0.2F0.3S800;
N7G00X40.0F0.15;
N8G42G01X30.0Z0.0;
N9G01Z-25.0;
N10X40.0;
N11Z-40.0;
N12G02X50.0Z-45.0R5.0;
N13G03X60.0Z-50.0R5.0;
N14Z-55.0;
N15G40;
N16G30U0W0;
N17G50S1500;
N18G96S200T0202;
N19G70P7Q15;
N20G00X62.0Z0;
N21X32.0
N22G01X-2.0;
N23G30U0W0;
N24T0404;
N25G00X41.0Z-25.0;
N26G01X20.0F0.15;
N27G00X50.0;
N28G30U0W0;
N29G97S1500T0303;
N30G00X32.0Z3.0;
N31G92X29.0Z-22.5F0.15;
N32X28.2;
N33G30U30.0W20.0M09M05;
N34M30;
(2)加工程序
图4.33轮廓铣削
O1000程序号
N010G90G92X0Y0Z300 使用绝对坐标方式编程,建立工件坐标系
N020G00X-50Y-50S800M03 快速进给至X=-50,Y=-50,主轴正转,转速800r/min
N030G01Z-20F150 Z轴工进至Z=-20,进给速度150mm/min
N040M98P1010 调用子程序O1010
N050Z-45F300 Z轴工进至Z=-45,进给速度300mm/min
N060M98P1010 调用子程序O1010
N070G00X0Y0Z300 快速进给至X=0,Y=0,Z=300
N100M30 主程序结束
O1010子程序号
N010G42G01X-30Y0F300H02M08切削液开,直线插补至X=-30,Y=0,刀具半径右补偿H02=10mm
N020X100直线插补至X=100,Y=0
N030G02X300R100顺圆插补至X=300,Y=0
N040G01X400直线插补至X=400,Y=0
N050Y300直线插补至X=400,Y=300
N060G03X0R200逆圆插补至X=0,Y=300
N070G01Y-30直线插补至X=0,Y=-30
N080G40G01X-50Y-50直线插补至X=-50,Y=-50,取消刀具半径补偿
N090M09切削液关
N100M99子程序结束并返回主程序
例题2:
用直径为8mm的立铣刀,粗铣如图4-34所示工件的型腔。
(1)工艺分析
①确定工艺路线。
如下图所示,采用行切法,刀心轨迹B→C→D→E→F作为一个循环单元,反复循环多次,设图示零件上表面的左下角为工件坐标系的原点。
②计算刀心轨迹坐标、循环次数及步进量(Y方向步距)。
如下图所示,设循环次数为n,Y方向步距为y,步进方向槽宽为B,刀具直径为d,则各参数关系如下:
图4.34工件的型腔铣削 图4.35切削轨迹
循环1次铣出槽宽y+d
循环2次铣出槽宽3y+d
循环3次铣出槽宽5y+d
┇
循环n次铣出槽宽(2n-1)y+d=B
根据图纸尺寸要求,将B=50,d=8代入式(2n-1)y+d=B,即(2n-1)y=42
取n=4,得Y=6,刀心轨迹有1mm重叠,可行。
(2)加工程序
O1100 程序号
N010G90G92X0Y0Z20 使用绝对坐标方式编程,建立工件坐标系
N020G00X19Y19Z2S800M03 快速进给至X=19,Y=19,主轴正转,转速800r/min
N030G01Z-2F100 Z轴工进至Z=-2
N040M98P10104 重复调用子程序O1010四次
N050G90G00Z20 Z轴快移至Z=20
N060X0Y0M05 快速进给至X=0,Y=0,主轴停
N070M30 主程序结束
O1010 子程序号
N010G91G01X47F100 使用相对坐标方式编程,直线插补,X坐标增量47
N020Y6 直线插补,Y坐标增量6
N030X-47 直线插补,X坐标增量-47
N060Y6 直线插补,Y坐标增量6
N070M99 子程序结束并返回主程序
5.1.1加工中心的功能和类型
(1)按结构形式可以分为:
1)立式加工中心
2)卧式加工中心
3)立卧式加工中心
(2)按功能分类:
1)主轴形式:
有单主轴、双主轴或三主轴;
2)工作台形式:
单工作台
3)双工作台托盘交换系统
4)多工作台托盘交换系统。
5)刀库形式:
回转式刀库
6)链式刀库
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