1、数控车床 和数控车削加工,数控车床和数控车削加工 一、数控车床 二、数控车床的程序编制 三、SINUMERIK 802S 数控车系统的编 程原则 四、典型零件加工的编程和操作步骤,数控车床和数控车削加工 一、数控车床 数控车床是用数控系统来控制车削加工的车床。数控车床的切削原理和普通车床切削是一致的，即用车刀的刀尖对旋转的工件进行材料的切除，生成合格零件的过程。所以在工件装夹、加工余量选择、刀具的选择、切削用量选择、加工应用范,围等诸多方面，遵循的原则也是一致的。所不同的是，在加工控制方面：普通车床整个车削加工过程是由操作人员进行随机控制，而数控车削加工则要求我们把原先在普通车床由操作工决定的
2、操作内容和动作，例如工步的划分与顺序、走刀路线、切削参数、切削补偿等等，按规定的代码编写成程序，并输入到数控系统（电脑）里，加工时，数控系统再调用这些程序去控制数控车床的伺服机构的运动，加工出,我们需要的零件。数控车床和其它数控机床组成一样，主要有如下图所示五大部分，这也是它的工作原理。,信息载体,数控系统,伺服系统,机床本体及附件,检测反馈 系统,数控车床的加工范围和普通车床的加工范围基本相同，这里不再叙述，。但由于数控车床的特点，目前的数控车削加工主要应用于以下两个方面：第一个方面的应用为常规零件加工，其目的在于：提高加工效率，避免人为误差，保证产品质量；这类零件一般形状比较简单，主要在于
3、提高机床高速高精加工的能力、提高加工过程的可靠性与设备的操作性能，缩短产品制造周期，适应市场需求。,另一方面的应用是复杂形状零件加工，这类零件的型面复杂，常规加工方法难以实现，它不仅促使了数控加工技术的产生，而且也一直是数控加工技术的主要研究及应用方向。,二、数控车床的程序编制1、程序编制：数控加工的重要环节编好数控加工程序。程序编制方法有：手工编程和自动编程二种。目前数控车床一般都采用手工编制加工程序，但采用CAD/CAM软件进行自动编程的方法被越来月广泛的应用。可以用来进行数控车削加工自动编程的软件很多，比较流行的软件有“MasterCAM Lathe”、“CAXA数控车2000”、,“U
4、GII CAD/CAM系统”等等。在以后的实习中，我们还要学习自动编程，还要学会使用CAD/CAM软件进行数控车削加工。手工编程：编制程序的全部过程由人工完成，编程人员要根据零件图纸并在工艺分析基础上确定加工路线，算出机床所需要输入的数据（先确定零件轮廓曲线的表达式，再计算出加工轨迹有关基点和节点的坐标值，然后再根据标准及机床的规定代码编写成程序并输入到数控系统。手工编程，要求编程人员不仅具备机械加工,工艺知识和数值计算能力而且还要熟悉各种机床所规定的代码。我国对数控装置的指令代码已有统一的标准。要求新设计的机床一律采用ISO标准代码。2、数控加工程序的组成：数控程序由程序段组成，而程序段又由
5、数控字组成。什么是数控字呢？ISO代码中的数控字，是机床数控的专用术语，它具有一套规定次序，可以作为一个信息单元存储、传递和操作。如X2500就是一个数控字。一般加工程序中的数控字由一个英文字母和若干十进制数字组成，英文字,符为地址符、数字是操作要求。数控字按功能分为 7 种类型：顺序号字：N（1-6位）说明程序段运行次序。准备（G）功能字：一般由G数字组成，从GO0至G99可提供100种指令，是建立机床或控制系统工作方式的一种命令。常用的G功能字有： G00 快速点定位； G01 直线插补； G02 顺时针圆弧插补； G03 逆时针圆弧插补； G04 暂停； G33 等螺距螺纹切削； G41
6、 刀具右补偿；,G42 刀具左补偿； G90 绝对坐标 ； G91 相对坐标等等。尺寸字：尺寸指令，指示机床工作台或刀具运动到达的坐标位置。进给功能字：Fmm/min: 功能是指令切削的进给速度。主轴转速功能字：S r/min。刀具功能字：T 指令即时加工用刀具号。辅助功能字：一般由M数字组成，,用来指令数控机床主轴运动方向和程序及辅助装置的接通、断开。M功能字由M和00-99组成。常用的M功能字有： M00 程序停止； M02 程序结束； M03 主轴顺时针方向； M04 主轴逆时针方向；M05 主轴停止； M06 换刀； M08 冷却液开； M09 冷却液停；M10 工件夹紧； M11 工
7、件松开； M30 程序结束并回到起始点等等。这里应该指出在G功能字和M功能字中允许机床设计者可以自己规定一些数控字,所以在程序设计时，必须先熟悉该机床数控系统的编程说明书。 下面我们要进行操作实习的数控车床是CK6130。这种数控车床使用的数控系统是德国西门子公司出产的SINUMERIK 802S 数控系统，用这个数控系统的编程方法，除了遵循上面讲到的普遍的编程规定外，它还有它的特点和独到之处。 在这里， 我首先给大家讲一讲SINUMERIK 802S 数控系统的手工编程基本原则，然后结合一个典型零件加工程序的编制；来熟悉编程过程，最后介绍程序输入和零件加,工的步骤，并在数控车床上进行操作演示
8、.希望大家能认真听讲、举一反三，以便在下一阶段自己设计零件，并在数控车床上加工出零件。,三、SINUMERIK 802S 数控车系统的编程原则：1、车床坐标系：车床坐标系是以车床零点为原点的工作坐标系，车床零点是机床生成厂家出厂时设定的一个固定点。在进行数控加工之前必须将机床的工作台（工具）回到机床原点。车床坐标系采用标准坐标系，其中 Z 轴与车床导轨平行 （即主轴中心线），X轴与Z轴垂直。刀具运动的正方向是刀具与卡盘（工件）距离增大的方向。（见下图）,2、 工件坐标系在根据图纸进行数控编程时，要确定 一个基准点为坐标原点即工件原点。以工件原点建立的坐标系称为工件坐标系。工件原点是进行数控加工
9、时的基准点，也是我们进行数控加工编程的坐标原点。工件坐标系的X、Z值和机床坐标系的X、Z值始终保持一个固定的差值。,机床坐标和工件坐标：,3、 SINUMERIK 802S系统程序结构：如前所说，程序由各个程序段组成，每一个程序段执行一个加工工序，程序段由若干个数控字组成。 数控字是组成程序段的基本元素，由数控字构成控制器的指令。程序名中前两位为字母，第三位为字母或数字或下划线，最多为8个字符，不得使用分隔符。主程序扩展名为.MPF， 可以自动输入， 而子程序扩展名.SPF必须,与文件 名一起输入。 子程序中必须有退刀指令，无G00指令、主轴转速、进给速度，结束符为M17。 主程序结束符为M0
10、2。一个程序段一般含有执行一个工序所需的全部数据。程序段由若干个字和段结束符“LF”组成，在编写程序过程中进行换行时或按输入键时自动产生段结束符。4、 SINUMERIK 802S 数控系统基本指令及格式：,G90 绝对坐标指令G91 增量（相对）坐标指令G90表示在坐标系中目标点的坐标尺寸，G91表示待运行的位移量。,G54 G57 可设定的零点偏置格式：G54 等。 零点偏置工件零点在机床坐标系中的位置（偏移量），通过操作面板输入到系统后，通过G54等指令激活该偏移量，确定工件坐标系。,G00: 快速线型移动 执行该指令，刀具将以车床设定的空运行速度，由原在位置快速移动到给 定位置。,1,
11、2,工件,卡盘,X,Z,0,格式： G00 X Z编程举例： G00 X 0 Z70,G01: 直线插补 （带进给率） 执行该指令，刀具将以设定的进给速度，由原在位置移动到给定位置,X,Z,0,卡盘,工件,1,2,格式： G01 X Z F 编程举例： G01 X 30 Z-65 F80,G02: 顺时针圆弧插补,工件,A,B,G03: 逆时针圆弧插补,工件,A,B,卡盘,G02：顺时针圆弧插补格式：G2 X Z CR= F.G03：逆时针圆弧插补 格式：G3 X Z CR= F.,圆弧插补编程方式有好几种，这里仅 介绍终点、半径编程方式：,终点和半径尺寸：,上页图示的编程举例：N5 G90
12、X40 Z30N10 G02 X40 Z50 CR=12.207 F100注：CR的数值为负号，表示圆弧段大于半圆。G33： 恒螺距螺纹切削G33可以加工圆柱螺纹、圆锥螺纹、外/内螺纹、单/多重螺纹、多段连续螺纹。格式：G33 X Z K( I ) SF.编程举例：G33 Z-100 K4 SF=0,F： 进给率 格式： F进给率F是刀具轨迹速度，是所有移动坐标轴速度的矢量和。F在G01、G02、G03、G05插补方式中生效，并一直有效，直到被一个新的F取代。F的单位由G94（mm/min）或G95（mm/r）确定。编程举例：N10 G94 F200N60 S200 M3N70 G95 F15
13、.5,S： 主轴转速 格式： S主轴转速的单位是：r/min，主轴转动的方向由M03或M04确定。编程举例：N10 G01 X70 Z20 F300 S270 M03N60 S450 M4N90 G00 X100 Z180 M05,T： 选择刀具 格式： T数控车床一般用T指令直接调用刀具。刀具号： 1 32000 系统中最多存储15把刀具。编程举例：N10 T1 N60 T450 ,M： 辅助功能格式： M利用辅助功能M可以设定一些开关操作。大部分M功能有机床生产厂家确定。一个程序段中，最多有 5个M功能。本系统常用的M功能： M02 程序停止；M03 主轴正转； M04 主轴反转；M05
14、主轴停转。,循环：循环是指用于特定的加工过程的子程序，如钻削、坯料切削、螺纹切削等。循环在用于某具体加工过程时，只需在程序中对有关参数赋值。 常用循环有：LCYC82 ： 钻孔，沉孔加工LCYC83 ： 深孔钻削LCYC85 ： 镗孔LCYC93 ： 切槽切削LCYC94 ： 退刀槽切削LCYC95 ： 毛坯切削LCYC97 ： 螺纹切削,LCYC97 螺纹切削循环编程举例：（括号内文字不写入程序）R100=16 R101=-8 （螺纹起始点直径16；Z轴螺纹起始点-8。） R102=16 R103=-19 （螺纹终点直径16；Z轴螺纹终点-19。） R104=2 R105=1 （螺纹导程值2
15、；加工类型1。） R106=0.02 R109=2 （精加工余量0.02；空刀导入量2。） R110=1 R111=1.34 （空刀退出量1；螺纹深度1.34。）,R112=0 R113=10 （起始点偏移0；粗切削次数10。） R114=1 （螺纹头数1。） LCYC97 （车螺纹循环操作指令，开始车螺纹。）,四、典型零件（密封轴）加工的编程和操作步骤1、图纸及工艺分析：本零件材料为铝合金；零件可以在数控车床上一次装夹，经粗加工、半精加工和精加工三道工序加工完成。零件加工轨迹分别为R6半球、2mm长12圆柱、M16螺纹、123退刀槽、高3mm圆锥、R6 、R4、R 3.5和R1.5组成相切的
16、圆弧、 23.5圆柱 。,零件图,2、确定工件坐标，计算轨迹各节点X、Z坐标值。3、确定加工用刀具的刀具号。4、手工编制该零件的加工程序。（见程序清单）5、装夹毛坯。6、安装刀具，对刀。7、输入加工程序，检查、调试程序。8、调用程序进行自动加工。,谢谢大家！,密封轴零件图：,返回,密封轴加工轨迹图：,返回,1（19，-25）；2（20.16 ，-30.88 ）；3（19.94，-33.82）；4（20，-36.04 ）；5（23，-37.54）,密封轴加工程序清单： %_N_xiaozhou_MPF;$PATH=/_N_MPF_DIR G54 G94 G90 M03 S500 T1 F30 G
17、00X27 Z0 G01 X0 F30 G00 X21 Z2 G01 Z-25 G01 X24,G01 Z-47 G00 Z2 G00 X19.5 G01 Z-25 G00 Z2 G00 X16.5 G01 Z-22 G01 X19.5 Z-25 G00 Z2,G00 X12.5 G01 Z-8 G00 Z2 G00 X0 G01 X15 Z-4 G00 X50 Z50 M06 T3 G00 X21 Z-25 G01 X19.5,G03 X21 Z-30.88 CR=6.5 G02 X20.5 Z-33.82 CR=3.5 G03 X21 Z-36.04 CR=4 G01 X25 G00 Z2
18、 M03 S600 G00 X0 Z0 G03 X12 Z-6 CR=6 F20 G01 Z-8,G01 X14 G01 X15.9 Z-9 G01 Z-22 G01 X16 G01 X19 Z-25 G03 X20.16 Z-30.88 CR=6 G02 X19.94 Z-33.82 CR=4 G03 X20 Z-36.04 CR=3.5 G02 X23 Z-37.54 CR=1.5,G01 X23.5 G01 Z-47 G00 X25 G00 X50 Z50 M06 T2 M03 S300 G00 X18 Z-22 G01 X12 F10 G00 X18,G00 X50 Z50 M06 T
19、4 M03 S200 G00 X16 Z-8 R100=16 R101=-8 R102=16 R103=-19 R104=2 R105=1 R106=0.02 R109=2 R110=1 R111=1.34,R112=0 R113=13 R114=1 LCYC97 G01 X18 G00 X50 Z50 M06 T2 M03 S300 G00 X24.5 Z-47 G01 X0 F10,G00 X50 Z50 M05 M02,返回,G00 X50 Z50 M05 M02,返回,新程序输入：在系统操作界面软键中，选取“程序” “新程序”，出现下图显示的一对话框。在对话框中输入新的主程序和子程序名称。主程序扩展名.MPF可以自动输入，子程序扩展名必须和文件名一起输入。文件名输入后，按确认键，即可对新程序进行输入编辑。用“返回键”中断程序编制。程序输入还可以先在计算机windows的记事本写下程序，经过相关软件调试，再通过RS232通讯口传到数控系统中去。,新程序输入编辑界面：,返回,新程序调试、模拟加工软件（WINDNC) 操作界面：,
