数控实习第4次课.docx

数控实习第4次课.docx

《数控实习第4次课.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控实习第4次课.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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

宜宾职业技术学院教案YibinVocational＆TechnicalCollege

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。

宜宾职业技术学院教案YibinVocational＆TechnicalCollege

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

宜宾职业技术学院教案YibinVocational＆TechnicalCollege

教学内容与板书

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

宜宾职业技术学院教案YibinVocational＆TechnicalCollege

教学内容与板书

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

宾职业技术学院教案YibinVocational＆TechnicalCollege

教学内容与板书

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。

⏹