第一章 回转体类零件数控编程与加工
第一节 圆柱、圆锥、圆弧面零件编程与加工
一、工作任务
图1-1 圆柱、圆锥、圆弧面零件
(1)绝对值编程/增量值编程 :
绝对值指令 | 增量值指令 | 备 注 |
X Z | U W | X轴移动指令 Z轴移动指令 |
在图1-2中,刀具从A点移动到B点的绝对值坐标指令为X30.0 Z70.0;而增量值坐标指令为U-30.0 W-40.0。另外在数控车床上也可用二者混合编程,即坐标值也可写为X30.0 W-40.0 或者 U-30.0 Z70.0。具体用哪种坐标值指令编程可根据零件所给的尺寸关系来确定。
图1-2 绝对值/增量值编程
(2)直径编程
数控车削中X轴方向坐标无论是绝对值编程还是增量值编程均采用直径编程。
(3)小数点编程
FANUC0i系统使用小数点输入数字与整数输入数字含义一般不同,例如:用公制编程时Z15.0表示Z向15mm, 注意Z15表示Z向15个脉冲当量。
(4)工件坐标系的设定 G50或G54~G59
数控车床用G50或G54~G59指令设定工件坐标系。
用G50时编程格式为:G50 X_ Z_(FANUC) 华中的用G92X_Z_
该指令一般作为第一条指令放在整个程序的最前面。式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。
例:按图1-3设置加工坐标的程序段如下:
G50 X 128.0 Z375.0;
图1-3工件坐标系的设定
执行G50 X(α) Z(β)后,系统内部即对(α,β)进行记忆,并显示在显示器上,这就相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系
2.F、M、S、T功能简介
(1)进给功能(圣诞节送礼物F功能)
①快速进给
当给出快速定位指令时,刀具以快速进给速度定位,此速度由机床参数设定,其快慢可用机床操作面板上的倍率开关实现调节:F 0、25%、50%、100%
②切削进给
刀具的切削进给速度由F后面的数值指定。
F的值指切削进给的切线方向速度。(如图1-4a、b)
图1-4 切削进给速度
G98f_mm/min 电脑用户名
G99f_ mm/r(默认)FANUC 2:HNCG94f_mm/min(默认)G95s_mm/r。
G98、G99均为模态指令,可互相被替代。
切削进给的速度倍率可由操作面板上的开关0~150%来调节,但螺纹切削时无效。
(2)辅助功能(M功能)
辅肋功能又称“M”功能。主要用来表示机床操作时各种辅助动作及其状态。它由M及其后的两位数字组成。
①程序结束 M02/M30
执行M30,程序结束,变为复位状态,光标返回到程序的开头。M02可用参数设定不返回
到程序开头。
②程序停止 M00
执行M00,自动运行停止。模态信息被保存。按下“循环启动”按钮,继续执行程序。主要用于尺寸检验,排屑或插入必要的手工操作。
③任选停止 M01
只有当机床操作面板上的“任选停止开关”有效时,M00等同于M01。
④子程序调用和子程序结束 M98(用在主程序)/M99{用在子程序结尾}
⑤主轴正转、主轴反转、主轴停止 M03/八百票房多少亿最新M04/M05
如图 1-5 所示为主轴正转。
⑥切削液开、切削液关 M08/M09
(3)主轴功能(S功能)
指定主轴转速或速度,用地址S和其后的数字组成。 图1-5 主轴正转
:G96:恒线速度控制的指令。系统执行该指令后,S后面的数值表示切削速度。例如:G96 S100表示切削速度是100m/min。
:G97:取消恒线速度控制的指令。系统执行该指令后,S后面的数值表示主轴每分钟的转数。例如:G97 S800表示主轴转速为800r/min,系统开机时为G97状态。
:G50:除有坐标系设定功能外,还有主轴最高转速设定功能,即用S指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。例如:G50 S2000表示主轴转速最高为2000r/min。
用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时,由于X坐标值不断变化,当刀具逐渐接近工件的旋转中心时,主轴转速会越来越高,工件有从卡盘飞出的危险,所以为防止事故的发生,有时必须限定主轴的最高转速。
具体使用上述的哪一种,可由系统参数设定。
F功能、M功能、S功能、T功能均为模态代码。
(4)刀具功能(T功能)
根据指令地址T后面的数字,BCD代码信号和选通信号被送往机床侧,在机床侧选择相应的刀具。一个程序段中可指令1个T代码。
T代码后面的数字指令刀具的选择。此外该数字的一部分也可以用作指令刀具位置偏置量的偏置号。其使用方法有以下两种:
①用T代码后面的最后1位数字指定偏置号。
T 〇 〇
↑ ↑
│ └────刀具偏置号
└──────刀具选择
②用T代码后面的最后2位数字指定偏置号。
T 〇 〇 〇 〇
└──┘ └──┘
↑ ↑
│ └───刀具偏置号
└────────刀具选择
具体使用上述的哪一种,可由系统参数设定。
例:T(2+2)
剑灵剑士怎么样N 1 G00 X100.0 Z140.0;
N 2 T0313;选择3号刀具,使用13号偏置量
N 3 X40.0 Z105.0;
F功能、M功能、S功能、T功能均为模态代码。
3.补偿功能
(1)刀具位置偏置补偿
当采用不同尺寸的刀具加工同一轮廓尺寸的零件,或同一名义尺寸的刀具因换刀重调、磨损以及切削力使工件、刀具机床变形引起工件尺寸变化时,为加工出合格的零件必须进行刀具位置补偿。
所谓的刀具位置偏置补偿,是对编程时的假想刀具(一般为基准刀具)与实际加工使用的刀具位置的差值进行补偿的功能。
图1-6 刀具位置偏置补偿
刀具位置补偿可分为刀具形状补偿和刀具磨损补偿两种,如图1-6所示。刀具形状补偿是对刀具形状及刀具安装的补偿;刀具磨损补偿是对刀尖磨损的补偿。两种偏移补偿值可分别设定。
用T代码指定刀具选择号及刀具位置偏置号,一旦指令了偏置号,便意味着选择了与其相适应的偏置量,即开始补偿。刀具偏置号为0或00时,偏置量为0,相当于取消偏置。
例:N1 X50.0 Z100.0 T0202; 建立偏移矢量,偏置号为02
N2 X200.0;
N3 X100.0 Z250.0 T0200; 指定偏置号为00,取消偏置
(2)刀尖圆弧半径补偿
在实际加工中,对于“尖头”刀尖,为了提高刀具的使用寿命,满足精加工的需要,常将刀尖磨成半径不大的圆弧,刀位点即为刀尖圆弧的圆心。由于圆弧车刀的刀位点为刀头圆弧的圆心,为了确保工件的轮廓形状,加工时不允许刀具刀尖圆弧运动轨迹与被加工工件轮廓重合,而应与工件轮廓偏移一个半径值,这个偏移称为刀具圆弧半径补偿。
在理论状态下,一般将尖头车刀的刀位点假想为一个点,该点即为理论刀尖,如图1-7a所示的P点就是理论刀尖。在试切对刀时,也以理论刀尖进行。但实际车刀不是一个理论点,而是一段圆弧,如图1-7b所示。用圆弧刀头的外圆车刀切削加工时,圆弧刃车刀对刀点分别是A点和B点,所形成的假想刀尖为P点。但在实际加工过程中,刀具切削点在刀头圆弧上变动,从而在加工过程中可能产生过切或少切的现象。如果利用圆弧刃车刀切削加工过程中不使用刀尖圆弧半径补偿功能,加工工件会出现如图1-8所示的几种误差情况。
a b
图1-7车刀刀尖 图1-8 刀尖圆弧半径的影响
a理论刀尖 b圆弧刀尖
ⅰ加工台阶面或端面时,对加工表面的尺寸和形状影响不大,但端面中心和台阶的清角处会产生残留。
ⅱ加工圆锥面对锥度不会产生影响,但对圆锥大小端的尺寸有影响。若是外圆锥面,尺寸会变大,若是内圆锥面,尺寸会变小。
ⅲ加工圆弧面会对圆弧的圆度和半径有影响。对于凸圆弧,半径会变小,实际半径=理论半径-刀尖圆弧半径,对于凹圆弧,半径会变大,实际半径=理论半径+刀尖圆弧半径。
①车刀形状和位置是多种多样的,车刀形状还决定刀尖圆弧在什么位置。和刀具偏置量一样,必须在加工前事先设定刀尖相对于工件的方位。 表 1-1刀尖的方位
假想刀尖的方向由切削时的刀具方向确定,观察基点为刀尖圆弧的中心
假想刀尖的方位可分为以下8种类型,表1-1中标示了其对应的编号。表示了刀具与出发点的位置关系。箭头所指处为假想刀尖。
此外,假想刀尖0及假想刀尖9在刀尖R中心与出发点重合时使用。假想刀尖号的设定地址是偏置号画面的OFT。
②刀尖半径和位置的输入
刀具参数设置见表1-2、1-3
表1-2 几何形状补偿
几何形状 补偿号 | OFGX(X轴几何 形状偏置量) | OFGZ(Z轴几何 形状偏置量) | OFGR(刀尖R几何 形状偏置量) | OFT(假想 刀尖方位) |
G01 G02 G03 G04 、 | 10.040 20.060 0 、 、 | 50.202 30.030 0 、 、 | 0 0 0.20 、 、 | 1 2 6 、 、 |
表 1-3磨损补偿
磨损补偿号 | OFWX(X轴磨损补偿量) 祝福话语 简洁的经典 | OFWZ(Z轴磨损补偿量) | OFWR(刀尖R磨损补偿量) | OFT(假想刀尖方位) |
W01 W02 W03 W04 W05 、 、 | 0.040 0.060 0 、 、 、 、 | 0.020 0.030 0 、 、 、 、 | 0 0 0.20 | 1 2 6 、 、 、 、 |
③刀尖圆弧半径补偿指令
刀尖圆弧半径补偿是通过G41/G42/G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号来建立和取消半径补偿。其编程格式如下。
广州万达广场地址 G41 G00
G42 X_____Z_______
G40 G01
G41刀尖圆弧半径左补偿,G42刀尖圆弧半径右补偿,G40 取消刀尖圆弧半径左、右补偿。
G41、G42判断方法如图1-9a,b所示,沿着正Y向负Y方向观察,顺着刀具运动方向看,刀具在工件的左侧,用G41代码编程,刀具在工件的右侧,用G42代码编程。(使用迪卡坐标系)
如需要取消刀具左、右补偿,可编入G40代码。这时,车刀轨迹按理论刀尖轨迹运动。
a后置刀架 b前置刀架
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