數(shù)控機(jī)床編程與操作課件 2.T582平頭銷軸的數(shù)控車削加工

T582平頭銷軸的車削加工SINUMERIK808D

西門子SIEMENSSINUMERIK808DSIEMENS產(chǎn)品實(shí)例零件圖紙項(xiàng)目描述如圖所示零件，毛坯尺寸為小30mmx60mm,材料為45鋼。分析零件圖樣，制定加工方案，采用基本指令編制加工程序，并在SIEMENS808D系統(tǒng)CKA6150數(shù)控車床上完成加工。 項(xiàng)目分析：本項(xiàng)目屬于簡單軸類零件加工，零件形狀簡單，φ28mm外圓長度較短，車削φ20mm外圓時(shí)需夾持較短的毛坯外圓，采用一夾一頂?shù)难b夾方式。SIEMENS知識(shí)目標(biāo)1.數(shù)控編程的方法；2.數(shù)控編程的步驟；3.數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)；4.數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系。5.數(shù)控加工工藝SIEMENS能力目標(biāo)1.熟悉數(shù)控編程的方法；2.熟悉數(shù)控編程的步驟；3.掌握數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)；4.掌握數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系。5.掌握數(shù)控車床對(duì)刀方法6.能夠模擬出刀具運(yùn)動(dòng)軌跡7.能夠?qū)D紙進(jìn)行加工工藝分析項(xiàng)目1數(shù)控車床對(duì)刀操作項(xiàng)目1數(shù)控車床對(duì)刀操作在數(shù)控加工乏前需要調(diào)試機(jī)床和刀具，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置與調(diào)整。需要設(shè)置的參數(shù)：①存儲(chǔ)刀具和刀具偏移值②輸入、更改零點(diǎn)偏移值，設(shè)定工件坐標(biāo)系③輸入設(shè)定數(shù)據(jù)。項(xiàng)目1數(shù)控車床對(duì)刀操作1.配置刀具在數(shù)控程序使用的刀具，需在數(shù)控系統(tǒng)中配置，配置刀具包括創(chuàng)建刀具號(hào)、刀沿號(hào);在刀具表中修改、存入數(shù)據(jù)；手動(dòng)測量刀具，獲取并輸入刀具偏移值等如圖3-26所示。項(xiàng)目1數(shù)控車床對(duì)刀操作（1）新建刀具

通過“新建刀具”鍵，打開刀具表，可以創(chuàng)建一個(gè)新的刀具。輸入該刀具的刀具號(hào)、刀沿位置以及類型，確定刀具的參數(shù)等。創(chuàng)建新刀具的操作步驟如表3-6所示。項(xiàng)目1數(shù)控車床對(duì)刀操作項(xiàng)目1數(shù)控車床對(duì)刀操作（2）刀具表數(shù)據(jù)存入操作

刀具偏移值包括刀具的幾何尺寸、刀具磨損和刀具類型。按照刀具類型，每個(gè)刀具的刀沿參數(shù)固定。可以在刀具表窗口存入刀具偏移值，還可以通過刀具磨損窗口存入刀具磨損數(shù)據(jù)，磨損數(shù)據(jù)用于修正刀具表中的刀具偏移值。

項(xiàng)目1數(shù)控車床對(duì)刀操作(4)測量刀具（手動(dòng)）

在執(zhí)行零件程序時(shí)，必須考慮到刀具的幾何尺寸等刀具偏置值，把刀具偏移值儲(chǔ)存在刀具表中，可以通過試切、測量，確定刀具Z軸和Z軸長度的偏移值。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成如圖1-15所示為西門子系統(tǒng)的ISO語言加工程序單，程序組成說明如下。

項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成（1）程序名稱為了檢索程序，每個(gè)程序給一個(gè)名稱（標(biāo)識(shí)符)，如圖1-15所示的字符MBCF1。程序名稱命名規(guī)定如下。①開始的兩個(gè)字符必須是字母。②僅使用字母、數(shù)字或下劃線。③程序名最多有25個(gè)字符。④字符間不允許使用分隔符。

項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成例子：WELLESZ。通過程序名稱可以把一個(gè)數(shù)控程序作為子程序從其他程序中調(diào)用。如果程序名稱使用數(shù)字開頭，那么子程序調(diào)用就只能通過CALL指令進(jìn)行。通過V24接口讀入到機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中的外部程序文件，必須以穿孔帶格式保存。對(duì)于穿孔帶格式文件的名稱，程序名稱必須以字符“％”開始，例如％<名稱>。外部文件的程序名稱由三部分標(biāo)識(shí)組成，例如％<名稱>_xx,如圖1-15所示的字符“％Flansch3_DBC”。例子：％_N軸123MPF。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成（2）加工程序、程序段、字的組成①加工程序。圖1-15為加工程序。程序是分行書寫的，程序中每一行，稱為一個(gè)程序段，程序由一系列程序段組成。程序中的最后一個(gè)程序段必含有程序結(jié)束字：M2.②程序段。每一程序段包含了執(zhí)行一個(gè)加工工步的數(shù)據(jù)。程序段由若干個(gè)字組成，如圖1-16所示。為了使加工程序的更容易理解，可以為程序段加上注釋，注釋放在程序段的程序部分結(jié)束處，并且用分號(hào)（“；”）將注釋與程序段的程序部分隔開。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成（3）程序段格式程序段格式是指一個(gè)程序段中各種字（指令）的排列順序。西門子系統(tǒng)的程序段格式如圖所示。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成—個(gè)完整程序段的內(nèi)容包括：程序段號(hào)、刀具移動(dòng)方式與軌跡（準(zhǔn)備功能G)、移動(dòng)目標(biāo)（終點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z)、進(jìn)給速度(F)、主軸轉(zhuǎn)速（S)、刀沿號(hào)（刀具補(bǔ)償?shù)刂稤)、使用刀具（刀具號(hào)T)、機(jī)床輔助動(dòng)作（輔助功能M)等。程序段中的各中字（指令），說明如下。①N 程序段號(hào)。程序段號(hào)是一個(gè)程序段的標(biāo)識(shí)符。程序段號(hào)由字符“N”和一個(gè)正整數(shù)構(gòu)成，例如N40。在一個(gè)程序中程序段號(hào)必須唯一

,以供檢索。程序段號(hào)的順序可以任意，推薦使用升序的程序段號(hào)，一般程序中以5或10為間隔選擇程序段號(hào)。以便在需要插入程序段時(shí)不會(huì)改變段號(hào)的順序。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成②G 準(zhǔn)備功能字。用G加整數(shù)字構(gòu)成。G功能字應(yīng)注意兩點(diǎn)。a.G功能劃分為不同的功能組。一個(gè)程序段中同一個(gè)功能組中的G指令只能出現(xiàn)一個(gè)，不同功能組的G功能可同時(shí)指定在一個(gè)程序段中。b.G指令分為模態(tài)（模態(tài)指令在程序中給定后一直有效，直到被同組中其他G指令代)，和非模態(tài)（只在G指令在所處的程序段有效）兩類。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成③X、Y、Z、A、B、C、I、J、K等一終點(diǎn)坐標(biāo)指令。由坐標(biāo)地址符（英文字母）及數(shù)值組成，例如1-25.102。其中字母表示坐標(biāo)軸，字母后面的數(shù)值表示刀具在該坐標(biāo)軸上移動(dòng)（或轉(zhuǎn)動(dòng)）后的坐標(biāo)值，可以是絕對(duì)坐標(biāo)（用G90指定)，也可以是增量坐標(biāo)（用G91指定)。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成④F進(jìn)給速度。用來給定刀具的進(jìn)給速度。

進(jìn)給速度的單位由G94/G95指令確定：G94確定進(jìn)給速度的單位是mm/min(毫米/分鐘)；G95確定進(jìn)給速度的單位是mm/r(毫米/轉(zhuǎn))。如果程序中沒給出G94/G95指令，數(shù)控銑床開機(jī)后默認(rèn)的進(jìn)給速度單位（即缺省值）是“mm/min”數(shù)控車床開機(jī)默認(rèn)的進(jìn)給速度單位是“mm/r”。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成⑤S

主軸轉(zhuǎn)速功能。用以指定主軸轉(zhuǎn)速，其單位是“r/min”例如S900，表示主軸轉(zhuǎn)速為900r/min。⑥T…一刀具號(hào)。其中的數(shù)字“…”表示刀具號(hào)，例如73,表示選用3號(hào)刀。用以選擇刀具。⑦D刀沿號(hào)。即刀具補(bǔ)償?shù)刂罚米帜窪加數(shù)字組成。用于存放刀具長度或半徑補(bǔ)償值。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成⑧M

輔助功能字。簡稱M代碼，用字母M加數(shù)字表示，它是控制機(jī)床開關(guān)類動(dòng)作的指令。在一個(gè)程序段中最多指定三個(gè)M代碼，代碼對(duì)應(yīng)的機(jī)床功能由機(jī)床制造廠決定，常用的M代碼含義見表1-2。項(xiàng)目2數(shù)控程序的組成項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理1.直徑編程與半徑編程車床X軸坐標(biāo)值是工件回轉(zhuǎn)圓的截面尺寸，X指令值采用圓的直徑值，稱為直徑編程，X指令值采用圓的半徑值，稱為半徑編程半徑編程中的X坐標(biāo)值符合直角坐標(biāo)系表示方法，直徑編程中的X坐標(biāo)值與回轉(zhuǎn)工件直徑尺寸一致，不需要尺寸換算。由于寒件圖樣上都用直徑表示軸類零件的徑向尺寸，所以車削一般使用直徑編程。項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理2.絕對(duì)尺寸與增量尺寸G90、G91(1)絕對(duì)尺寸G90，增量尺寸G91表示刀具位置的坐標(biāo)有兩種方法，即絕對(duì)尺寸和增量尺寸。絕對(duì)尺寸值是指相對(duì)于當(dāng)前有效坐標(biāo)系零點(diǎn)的坐標(biāo)值。絕對(duì)尺寸用代碼G90指定。程序啟動(dòng)時(shí)G90對(duì)于所有軸有效。增量尺寸值也稱相對(duì)尺寸值，與刀具運(yùn)動(dòng)有關(guān)，尺寸值是一個(gè)程序段中刀具從前一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)的位移量，即刀具位移的增量，增量尺寸用G91指定。項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理例如：工件坐標(biāo)系如圖所示，刀具從點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)。A點(diǎn)絕對(duì)尺寸：G90X20Z0A點(diǎn)增量尺寸：G91X-80Z-150G90和G91屬于組的模態(tài)代碼，即代碼一經(jīng)指定就對(duì)所有軸一直有效，G91與G91可相互取代

項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理(3)例題【例1】工件坐標(biāo)系如圖2-7所示，刀具從S點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，C點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸如下。①C點(diǎn)的絕對(duì)尺寸為G90 X40Z-45;②C點(diǎn)的增量尺寸為G91 X20Z-35；項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理2.快速直線移動(dòng)G0程序格式：G0X_Z_；其中X、Z是移動(dòng)到的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。功能：G0用于刀具的快速定位，即刀具以機(jī)床給定的快速進(jìn)給速度移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，編程的進(jìn)給率F字與G0不相關(guān)。G0用于刀具的空行程，絕對(duì)坐標(biāo)編程G0指令中的X、Z表示目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。G0是模態(tài)碼，模態(tài)碼指該指令一旦給定，即在程序中一直生效，直到被同組的其他指令（G1、G2、G3、）取代。項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理【例3】如圖所示，工件零點(diǎn)設(shè)在軸線左端面處，刀具從P快進(jìn)到A，分別用絕對(duì)尺寸和增量尺寸編程。①絕對(duì)尺寸編程：N10O90G0X20Z0。②增量尺寸編程：N10G91G0X-80Z-150。項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理進(jìn)給率F用于指定機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度。F是模態(tài)碼，它在G1、G2、G3運(yùn)動(dòng)方式中生效，并且一直有效，直到寫入一個(gè)新的F碼。F碼在整數(shù)值方式下可以舍去小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)據(jù)，例如F200。（1）F字的計(jì)1:單位（G94、G95)進(jìn)給率F字的計(jì)量單位由G94、G95功能確定。G94F_；進(jìn)給率單位為mm/minG95F_；進(jìn)給率單位為mm/r(主軸旋轉(zhuǎn)用S字指定時(shí)有效）3.進(jìn)給率F項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理（3）程序示例N10 G94F310

；進(jìn)給率，單位為mm/minN20 G1

X60Z60 N30 M5

N40 S200

M3 ;主軸旋轉(zhuǎn)N50 G95F0.2；進(jìn)給率，單位為mm/rN60G1X100Z100N70M30備注：G94、G95是同一組的模態(tài)碼，數(shù)控車床上電后系統(tǒng)默認(rèn)處于G95狀態(tài)。編程中切換G94、G95時(shí)，須寫入新的F字。項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理4.直線插補(bǔ)指令G1程序格式：G1

X_Z_F_

功能:G1指令使刀具以給定的進(jìn)給速度從所在點(diǎn)直線進(jìn)給到目標(biāo)點(diǎn)。絕對(duì)坐標(biāo)編程中X，Z表示目標(biāo)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。增量編程中X、Z表示力具由起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的移動(dòng)增量，代碼F給定沿直線運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給速度。G1是模態(tài)碼，指定后一直生效，直到被同組的其他指令（G0、G2、G3、...)取代。項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理【例4】圖中元件各表面已完成粗加工，試分別用絕對(duì)坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式編寫精車外圓的程序段，走刀路線為P—A—B—C—D—E—P。項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理（1）絕對(duì)尺寸編程項(xiàng)目3數(shù)控車床編程指令原理（2）增量尺寸編程項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工1.刀具的選擇數(shù)控車削刀具的特點(diǎn)與要求是精度高、剛度好、裝夾和調(diào)整方便、切削性能好、耐用度高。合理選擇刀具既能提高加工效率，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。刀具選擇時(shí)應(yīng)考慮的主要因素是被加工工件的材料，如金屬與非金屬，材料的硬度、剛度、韌性、耐磨性等。車刀從結(jié)構(gòu)上分為四種形式，即整體式、焊接式、機(jī)夾式、可轉(zhuǎn)位式。在這里主要介紹焊接式車刀和可轉(zhuǎn)位式車刀。項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工（1）焊接式車刀。將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上的車刀稱為焊接式車刀。這種車刀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛度較好。缺點(diǎn)是由于存在焊接應(yīng)力，使刀具材料的使用性能受到影響，甚至出現(xiàn)裂紋。項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工另外，刀桿不能重復(fù)使用，硬質(zhì)合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪費(fèi)。刀具各切削部分的幾何形狀和角度參數(shù)要由操作者手工刃磨才能獲得，所以刀具的壽命和切削效果主要由刃磨質(zhì)量來保證。項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工(2)可轉(zhuǎn)位車刀。如圖所示為可轉(zhuǎn)位車刀。在數(shù)控車床上高性能的刀具是加工精度和生產(chǎn)效率的保障。可轉(zhuǎn)位刀具是將預(yù)先制造好并帶有若干個(gè)切削刃的多邊形刀片，用機(jī)械夾固的方法夾緊在刀體上的一種刀具。在使用過程中一個(gè)切削刃磨鈍之后，只要松開刀具的夾緊機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)位或者更換刀片，使新的切削刃進(jìn)入工作位置，再經(jīng)夾緊就可以繼續(xù)使用。項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工這種車刀的特點(diǎn)是刀片未經(jīng)焊接，無熱應(yīng)力，可充分發(fā)揮刀具材料的性能，耐用度高；避免了焊接式車刀的缺點(diǎn)，刀片可快換轉(zhuǎn)位；節(jié)省輔助時(shí)間，生產(chǎn)效率高；斷屑穩(wěn)定；刀片可涂層，特別適用于數(shù)控機(jī)床上的切削。項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工（1）三爪自定心卡盤裝夾。三爪自定心卡盤的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，工件裝夾后一般無須找正。優(yōu)點(diǎn)是裝夾工件方便、省時(shí)缺點(diǎn)是夾緊力沒有四爪單動(dòng)卡盤大。這種裝夾方式適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。（2）一夾一頂裝夾。車削較重、較長的軸類工件時(shí)，不能用兩頂尖裝夾，因?yàn)閮身敿庋b夾雖然精度高，但剛度較差，影響切削用量的提高，而是采用一端夾住，另一端用后頂尖頂住的裝夾方法，即一夾一頂裝夾。這種裝夾方式較安全，能承受較大的軸向切削力，因此應(yīng)用很廣泛。2.軸類零件常用裝夾方式項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工3.確定工件裝夾方式4.確定加工路線項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工5.填寫加工工藝卡、刀具表項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工5.填寫加工工藝卡、刀具表項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工5.填寫加工工藝卡、刀具表項(xiàng)目4T852平頭銷軸的數(shù)控車削加工XZJG—01.MPFN10G90S800M3主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/minN20T1D1調(diào)用1號(hào)刀具及1號(hào)刀補(bǔ)N30GOX30Z2快速定位至起始位置N40X25進(jìn)刀N50G01Z-50F0.2車削外圓N60G0X27X向快速退刀N70Z2Z向快速退刀N80X20.5進(jìn)刀N90G1Z-50F0.2車削外圓N100GOX22X向快速退刀N110Z2Z向快速退刀N120G1X18Z0S2000F0.1工進(jìn)至倒角起點(diǎn)N130X20Z-l倒角N140Z-50車削外圓N150X27退至倒角起點(diǎn)N160X28Z-51