车削中心编程与加工.docx

1、车削中心编程与加工项目24车削中心编程与加工24.1任务描述加工如图24-1所示零件，毛坯为C 52mm棒料，材料为45钢，单件生产。图24-1车削中心加工实24.2知识链接24.2.1车削中心简介1车削中心概念车削中心是一种以车削加工模式为主、 添加铳削动力刀头后又可进行铳削加工模式的车-铳合一的切削加工机床类型。2车削中心特点1有一套自动换刀装置， 实现多工序连续加工， 在一台加工中心上实现原来多台数控机床才能实现的加工功能。2具有附加动力刀架和主轴分度机构，除车削外还可以在零件内外表面和端面上铳平 面、凸轮、各种键槽、螺旋槽或钻、铰、攻丝等加工。3车削中心工艺范围车削中心比数控车床工艺范

2、围宽， 工件一次安装，几乎能完成所有表面的加工。在车削中心上对工件的加工一般分为三种情况：1一种是主轴分度定位后固定，对工件进行钻、铳、攻螺纹等加工。2一种是主轴运动作为一个控制轴（ C轴），C轴运动和X、Z轴运动合成为进给运动，即三坐标联动，铳刀在工件表面上铳削各种形状的沟槽、凸台、平面等。3另一种是利用 Y轴功能，X、Y轴协调运动，控制刀具沿工件径向方向移动，相当于 铳削加工。4车削中心的C轴功能机床主轴旋转除作为车削的主运动外， 还可作分度运动，即定向停车和圆周进给，并在数控装置的伺服控制下，实现 C轴与Z轴联动，或C轴与X轴联动，以进行圆柱面上或端面上任意部位的钻削、铳削、攻螺纹及平面

3、或曲面铳削加工。图 24-2为车削中心C轴功能示意图。a）C轴定向时，在圆柱面或端面上铳槽 旋槽24.2.2车削中心编程指令1极坐标插补功能极坐标插补功能是将轮廓控制由直角坐标系中编程的指令转换成一个直线轴运动 （刀具的运动）和一个回转轴的运动（工件的回转） 。这种方法适应于在与 Z轴垂直的切削平面上进行加工切削加工。1）指令格式指令格式：G12.1启动极坐标插补方式（使极坐标插补功能有效）- 指令直角坐标系中的直线和圆弧插补，直角坐标系由直线轴和回转轴组G13.1极坐标插补方式取消注：可用G112和G113指令分别替代G12.1和G13.12）极坐标插补平面G12.1启动极坐标插补方式，并选

4、择一个极坐标插补平面，极坐标插补在该平面上完成。图24-3极坐标插补平极坐标插补平面通常如图 24-3所示，X轴为直线轴（直径量），C轴为旋转轴（半径量）。在3） 极坐标插补的移动距离和进给速度在极坐标插补方式，程序指令是在极坐标平面用直角坐标指令的。 回转轴的轴地址作为平面中的第二轴（虚拟轴）的地址。当指令 G12.1后，极坐标插补的刀具位置从角度 0开始。虚拟轴与直线轴坐标单位相同，即 mm ;进给速度的单位是 mm/min。4） 使用时注意事项1可以在极坐标插补方式下使用的 G代码有：G01、G02、G03、G04、G40、G41、G42、G65、G66、G67、G98、G99。2在极坐

5、标插补方式下使用 G02、G03时，圆弧半径用 R指令；当指定圆弧的圆心时，用I、J指令。3F指令的进给速度是零件和刀具间的相对速度。4极坐标插补单独使用。5在机床上电复位时，为极坐标插补方式取消模式。【例24-1】在车削中心上，将圆棒料铳削成如图所示的正方形，铳削深度为 5mm （走O2401N10 T0101N20 M70N30 G28 C0N40 M93 S300N50 G98 G00 X70 Z5N60 G12.1N70 G42 G01 X30 C0 F100N80 G01 C15N90 X-30N100 C-15N110 X30N120 C0参考程序（以工件右端面与轴线的交点为程序原

6、点建立工件坐标系）程序号选择1号刀，建立刀补C轴功能有效C轴回零动力头正转快速定位至1点极坐标插补开始建立刀具半径补偿，1点T 2点2点t 3点3点t 4点4点t 5点5点t 6点6点t 2点N130 G40 X70N140 G00 Z50N150 G13.1N160 M95N170 M12N180 M71N190 T01002孔加工固定循环指令1）常用孔加工固定循环指令24-1。取消刀具半径补偿，2点t 1点Z向退刀取消极坐标插补停止动力头动力头回零取消C轴功能取消1号刀刀补在车削中心上常用孔加工固定循环指令见表表24-1孔加工固定循环指令G钻切入动作孔底动作回退动作（正应用G取消固定循环G

7、Z切削进给/暂停快速进给端面钻孔循环GZ切削进给暂停t主轴切削进给端面攻螺纹循环GZ切削进给暂停切削进给端面镗孔循环GX切削进给/暂停快速进给径向钻孔循环GX切削进给暂停T主轴切削进给径向攻螺纹循环GX切削进给暂停切削进给径向镗孔循环2）孔加工固定循环动作如图24-5所示，固定循环通常由 6个动作顺序组成:动作1 （AB段）：XY平面快速定位；动作2 （ BR段）：Z向快速进给到R点；动作3 （ RZ段）：Z轴切削进给，进行孔加工；动作4 （Z点）:孔底部的动作；动作5 （ZR段）：Z轴退刀；动作6 （ RB段）：Z轴快速回到起始位置。图24-5固定循环动作3）端面钻孔循环指令 G83 指令格

8、式：G83 X_ JZ_ R_ Q_ P_ F_ 式中：X、C孔位数据。z孔底数据，R点到孔底的距离。 R R点数据，初始平面到 R点的距离。 Q每次切削进给的深度，卩 m。P孔底暂停时间。F进给速度（mm/min ）。4） 径向钻孔循环指令 G87指令格式：G87 Z_ JX_ R_ Q_ P_ F_ 式中：Z、C孔位数据。x孔底数据,R点到孔底的距离。 R R点数据，初始平面到 R点的距离。 Q每次切削进给的深度，卩 m。P孔底暂停时间。F进给速度（mm/min ）。5） 钻孔循环的注意事项（1） 指定固定循环之前，必须用辅助功能（ M指令）使主轴旋转。（2） 在每个固定循环中， R （初

9、始平面到R点的距离）总是半径量。 Z或X （ R点到孔底的距离）是作为直径量还是半径量，取决于数控机床的设置。（3） 可用01组G代码取消固定循环，当 01组G代码如GOO、G01、G02、G03等与固 定循环指令出现在同一程序段时，按后出现的指令执行。【例24-2】在车削中心上，加工如图 24-6所示四个轴向均匀分布的孔。图24-6端面钻孔参考程序（以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系）N120 M12 动力头回零N130 M71 取消C轴功能N140 T0100 取消1号刀刀补N150 M30 程序结束24.3任务实施24.3.1加工工艺的确定1分析零件图样如图24-1所示，该

10、零件为一轴类零件，包括回转体外轮廓、端面六方、端面孔的加工。 结合零件形状，采用车削中心加工该零件。2.工艺分析1） 加工方案的确定根据零件表面的粗糙度值 Ra3.2卩m的加工要求，确定各表面的加工方案如下：回转体外轮廓：粗车f精车；端面六方：粗铳t精车铳；端面孔：钻扩。2） 确定装夹方案工件是棒料，为回转体，可用三爪自定心卡盘装夹。3） 确定加工工序加工工艺见表24-2。表24-2数控加工工序卡数控加工工序卡片7 n 产口口名称零件名称材料零件图号丿Ji彳刀、料45钢工序口 f程序编号夹具名称夹具厶户口，使用设备车 间号编1 号工步 号工步内容刀具号主轴 转速/（r/mi进给 速度/（mm/

11、背吃 刀量/mm备注装夹1:夹住棒料一头，留出长度大约 70mm，车端面（手动操作），对刀，调用程序1粗车回转体外轮廓T01015000.20.72精车回转体外轮廓T01018000.10.33粗铳端面六方T02024000.1554精铳端面六方T02024000.155钻孔T03035000.153.86扩孔T04046000.10.27切断T05056000.14装夹2:掉头，平端面，保证总长。4）进给路线的确定铳端面六方的走刀路线如图24-7所示，其余表面加工走刀路线略。图24-7中各点坐标如表 24-3所示。表24-3铳端面六方的基点坐标1(75.258,0)2(65.258,-10)

12、3（45.358，0）4(41.34，7.5)5(33.66，14.1516(7.68，21.651)7(-7.68,21.6518(-33.66，14.15 19(-41.34, 7.5)10(-41.34，-7.5)11(-33.66，-14.15 112(-7.68，-21.65113(7.68 ,-21.65114(33.66，-14.15 115(41.34，-7.5)16(65.258,10)3刀具及切削参数的确定刀具及切削参数的确定见表 20-4。表20-4数控加工刀具卡数控加工刀具卡片工序号程序编号产品名称零件名称材料零件图号45序刀刀具名称及规格刀尖半加工表面备注1T095右

13、偏外圆刀0.8回转体外轮硬质2T00 16立铳刀（3齿）0.4端面六方高速3T0电7.6钻头钻0 7.6底孔高速4T00 8钻头扩0 8孔高速5T0切断刀（B=4 ）切断硬质24.3.2参考程序编制1工件坐标系的建立以工件右端面与轴线的交点为编程原点建立工件坐标系。2.基点坐标计算（略）3.参考程序 参考程序见表20-5。表20-5参考程序主程序程序说明O2403主程序名NT0101选择1号刀，建立刀补NM03 S500启动主轴NG00 X60 Z5快进至进刀点NX53 Z1快进至G71复合循环起点NG71 U1 R1G71循环粗加工回转体外轮廓NG71 P70 Q120 U0.6 W0.1

14、F0.2NG00 X45 Z1径向进刀NG01 Z-5车0 45外圆NX46车台阶NG03 X50 Z-7 R2车R2圆弧NG01 Z-45车0 50外圆NX53径向退刀NG70 P70 Q120 F0.1 S800G70循环精加工回转体外轮廓，主轴变速NG00 X100X向快速退刀NG00 Z100 M05Z向快速退刀，停主轴NT0100取消1号刀刀补NM98 P2413调子程序02413粗铳端面六方NM00测量，修改3号刀半径补偿值，修调进给倍率NM98 P2413调子程序02413精铳端面六方NT0303选择3号刀（0 7.6钻头），建立刀补NM70C轴功能有效NG28 C0C轴回零NM

15、93 S600动力头正转NG98 G00 X80 Z10快速定位至钻孔初始平面NG83 X30 C0 Z-16 R-7 Q5000 F70钻出6个0 7.6的孔NC60 Q5000NC120 Q5000NC180 Q5000NC240 Q5000NC300 Q5000NG80 G00 Z50取消钻孔循环NM95停止动力头NM12动力头回零NM71取消C轴功能NT0300取消3号刀刀补NT0404选择4号刀（0 8钻头），建立刀补NM70C轴功能有效NG28 COC轴回零NM93 S8OO动力头正转NG98 GOO X8O Z1O快速定位至钻孔初始平面NG83 X3O CO Z-16 R-7 Q

16、5OOO F6O扩出6个08的孔410nC6O Q5OOONC12O Q5OOONC18O Q5OOONC24O Q5OOONC3OO Q5OOONG8O GOO Z5O取消钻孔循环NM95停止动力头NM12动力头回零NM71取消C轴功能NTO4OO取消4号刀刀补NT0505选择5号刀，建立刀补（左刀尖为刀位点）NMO3 S6OO启动主轴NGOO X55 Z5快进至进刀点NZ-44.4快进至切断起点，总长留 O.4余量NGO1 X5O.2 FO.5径向接近工件NXO FO.1切断工件NGOO X1OOX向快速退刀NZ1OO MO5Z向快速退刀，返回换刀点，停主轴590nTO5OO取消3号刀刀补

17、NM3O程序结束子程序程序说明NO2413子程序名NTO2O2选择2号刀，建立刀补（铳刀端面中心为刀位点）NM7OC轴功能有效NG28 CO快进至进刀点NM93 S4OO动力头正转NG98 GOO X8O Z5快速定位至进刀点NG12.1极坐标插补开始NGOO X75.258 CO到1点（见图24-7）NG42 GOO X65.258 C-1O1点-2点，建立刀具半径补偿NGO2 X45.258 CO R1O F6O2点T 3点NGO3 X41.34 C7.5 R153点-4点NGO1 X33.66 C14.1514点-5点NG03 X7.58 C21.651 R155点-6点NG01 X-7

18、.68 C21.6516点-7点NG03 X-33.66 C14.151 R157点-8点NG01 X-41.34 C7.58点9点NG03 X-41.34 C-7.5 R159点-10点NG01 X-33.66 C-14.15110点-11点NG03 X-7.68 C-21.651 R1511点-12点NG01 X7.68 C-21.65112点-13点NG03 X33.66 C-14.151 R1513点-14点NG01 X41.34 C-7.514点-15点NG03 X45.258 C0 R1515点-3点NG02 X65.258 C10 R103点-16点NG40 G00 X75.258 C016点-1点，取消刀具半径补偿NZ50Z向退刀NG13.1取消极坐标插补NM95停止动力头NM12动力头回零NM71取消C轴功能NT0700取消3号刀刀补NM99子程序结束思考题与习题图 24-824-2完成如图24-9所示零件的加工。按单件生产安排其数控车削工艺，编写出加工程 序。毛坯为C 70mm棒料，材料为45钢。/0.02AtO.DS12F51辺O46 00568.145-：图 24-9