数控车床加工技术总结

• 按刀架分类 1.单刀架数控车床 2.双刀架数控车床 平行交错结构 同轨垂直交错刀架
数控车床的布局
CKA6150数控车床简介
• CKA6150系列数控车床采用卧式车床布局，由数控系统控制横（X）、 纵（Z）两坐标移动，可对各种轴类及盘类工件自动完成内外圆柱面、 圆弧面、端面、切槽、倒家等工序的切削加工，并能车削公制及英制 螺纹、端面螺纹及锥螺纹。机床主轴驱动有四种形式可供选择：第一 种采用双速电机驱动加电磁离合器，可实现手动三档12级，档内自动 有级变速；第二种采用变频电机，可实现手动三档，档内无级调速； 第三种采用变频电机，可实现自动三档变速，档内无级调速；第四种 采用伺服主轴驱动，可实现无级调速。CKA6150i采用伺服主轴驱， 主轴最高转速为3000rpm，可实现无级调速。进口NSK主轴轴承，全 封闭防护。CKA6150P盘类数控车床是在CKA6150系列数控车床的基 础上开发的一种变型产品，主要承担各种盘类零件的半精加工及精加 工。适合于刹车盘、齿轮毛坯、轴承环、电机端盖等制造行业的专业 化加工
圆弧顺逆的判断
• 圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令 G02和逆时针圆弧插补指令G03。圆弧插补 的顺逆可按图2-1给出的方向判断：沿圆弧 所在平面(如XZ平面)的垂直坐标轴的负方向 (－Y)看去，顺时针方向为G02，逆时针方 向为G03。
• 数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴 ，按右手定则的方法将Y轴也加上去来考虑 。观察者让Y轴的正向指向自己(即沿Y轴的 负方向看去)，站在这样的位置上就可正确 判断X-Z平面上圆弧的顺逆时针了。 •
• 坐标系 规定z轴与主轴中心线重合，水平面内与车 床主轴轴线垂直的方向为x轴。刀架远离工 件的方向为正方向。
机床坐标系
• . 机床坐标系 • 机床坐标系是机床上固有的坐标系，它 是制造、调整机床的基础，也是建立工件 坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经 调整好，一般情况下，不允许用户进行变 动。
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工件坐标系
工件原点是人为设定的，从理论上讲，工件 原点可选在任何位置，但实际上为方使各尺 寸较为直观 ，数控车床工件原点一般都设在主轴中心线与工件 左端面或右端程
刀具起点
• 数控机床通电后，程序自动运行时，刀具 起始点
绝对坐标编程
• 将刀具运动位置的坐标值表示为相对于坐 标原点的距离，这种坐标的表示法称之为 绝对坐标表示法。如图1所示。大多数的数 控系统都以G90指令表示使用绝对坐标编程 编程时分别用X、Z来表示移动终点在工件 坐标系中的坐标值
数控车圆弧插补指令G02、G03
• 指令格式： G02/G03 X(U)___Z(W)___I___K___F___ ； • G02/G03 X(U)___Z(W)___R___F___； • 说明： • ①采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆 弧终点在工件坐标系中的坐标值，用X、Z 表示。当采用增量值编程时；圆弧终点坐 标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值， 用U、W表示。
• 1. G50是数控加工技术指令中的主轴速度控制指 令（最高转速限制）; • 2. 车床设定坐标时最常用的指令; • 3. 格式 G50 S__; • 4. G50指令中的S与G97中的S表示的一样，都是 主轴转速大小。当采用G96方式加工零件时，线 速度是保持不变，但直径逐渐变小时，它的主轴 转速会越来越高，为防止主轴转速太高，离心力 过大，产生危险以及影响机床的使用寿命，采用 此指令可限制主轴的最高转速。此指令一般与 G96配合使用。
• 机床原点的设置 • 机床坐标系的原点(一般用M表示)也叫机床 零点。机床零点M是建立其它坐标系的基准。 • 机床原点是指在机床上设置的一个固定 点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、 调试时就已确定下来，是数控机床进行加 工运动的基准参考点。
机床参考点
• 不同的机床，机床的零点的位置也不同。 机床零点一般不能直接测量，所以在设计 机床时就设定一个与机床零点有固定位置 关系的点，这个点叫机床参考点（一般用R 表示），通过让机床返回参考点来建立起 数控机床的坐标系。
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参数名称 1.床身上最大 回转直径 500 mm 2.刀架上最大 回转直径 280 mm 3.最大工件 长度 750,1000,1500,2000 mm 4.最大加工 长度 680,930,1430,1930 mm 5.最大加工 直径 500/400(立式4工位刀台/卧式6 工位刀台) mm • 6.主轴孔径 82 mm
数控车床加工技术
对轴类、盘类零件自动完成内外圆柱面、 圆锥面、圆弧面和螺纹等切削加工，能 进行車槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。
概述
• 数控车床组成及特点 1. 主轴箱 刀架 进给系统 床身 液压 冷 却 润滑系统组成 2.主轴伺服电机驱动主轴 3.车螺纹脉冲编码器检测信号传送给数控 系统
• 加工零件的基本类型分类 1.卡盘式数控车床 未设尾座 2.顶尖式数控车床 普通尾座 数控尾座
• 7.主轴转速 45～2000(普通型)、7～2200(手动+ 变频型) r/min 主电动机 功率 6.5/8(普通型)、 7.5(变频型) kW 轴
• 8.中心高 250(距床身导轨) mm • 9.刀架最大行程 x280mm z935mm • 10.快速进给速度(X/Z) 6000/1000mm/min
G98; T0101 M03 S600; G50 X50 Z50; G00 X42.5 Z2; G01 Z-45 F150; X46; G00 Z2; X39.5; G01 Z-19.8; X43; G00 X50 Z50; T0202 S800; G00 X31.91 Z2; G01 X38.91 Z-1.5 F80; Z-20; X42; Z-45; X46; G00 Z2; X50 Z50; M30;
3 编制
测量 审核 批准 日期 共1页 第 1 页
程序 段号 O1000; N01 N03 N05 N07 N09 N11 N13 N15 N17 N19 N21 N23 N25 N27 N29 N31 N33 N35 N37 N39 N40
程序内容 （程序名）
说明
相对编程 O1001; G98; T0101 M03 S600; G50 X50 Z50; G00 X42.5 Z2; G01 W-47 F150; U3.5; G00 Z2; X39.5; G01 W-21.8; U3.5; G00 X50 Z50; T0202 S800; G00 X31.91 Z2; G01 U7 W-3.5F80; W-18.5; U3; W-25; U4; G00 Z2; X50 Z50; M30;
• 机床参考点
• • 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。 机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精 确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐 标是一个已知数。 通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车 床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。下图为数控车床的参考 点与机床原点。
• 18.数控系统 FANUC 0I Mate TD、大连数 控18T、西门子802C、华中世纪星21T或广 州980TD等 • 19. 外形尺寸2830×1750×1620 mm • 20.重量 2550,2600,2700,2800 kg 产品参数备注：横向行程-X轴 纵向行程-Z
FANUC系统编程基础
零件图号 夹具 主轴转速 n(r/min) 600 800
三爪自定 心卡盘
车间 使用设备 背吃刀量 ap(mm) 1.5 0.25
工步号 1 2
工步内容
刀具号
进给量 f(mm/r) 0.25 0.1
备注
粗车φ 42、 90 ° 外 圆 0.8 φ 39 外圆 车刀，T01 精车φ 42、 93 ° 外 圆 0.2 φ 39 外圆， 车刀，T02 同时倒角
直线插补指令G01
指令格式：G01 X(U) __ Z(W) __ F__; 指令说明： 直线插补:以直线方式和指令给定的移动速率 ，从当前位置移动到指令位置。 X、Z: 要求 移动到的位置的绝对坐标值。 U、W:要求移 动到的位置的增量坐标值
简单阶梯轴加工
零件名称 阶梯轴 材料 45#钢 毛坯尺寸 φ 45×80 刀具规格 R(mm)
例 如图所示，用恒线速度功能编程
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相对坐标编程
• 将刀具运动位置的坐标值表示为相对于前 一位置坐标的增量，即为目标点绝对坐标 值与当前点绝对坐标值的差值，这种坐标 的表示法称之为相对坐标表示法。如图2所 示。G91或(U,W.) • 编程时分别用U、W来表示移动终点相对于 其起点在X、Z轴上的位移量；
直径指定、半径指定
• 数控车床加工的是回转体类零件，其横截 面为圆形，所以X坐标尺寸有直径指定和半 径指定两种方法。当用直径值编程时，称 为直径编程法 • 数控车床出厂时一般设定为直径编程。如 需用半径编程，要改变系统中相关参数， 使系统处于半径编程状态;数控铣床编程一 般用半径编程。
• ②圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所 作矢量分别在X、Z坐标轴方向上的分矢量( 矢量方向指向圆心)。本系统I、K为增量值 ，并带有“±”号，当分矢量的方向与坐标 轴的方向不一致时取“－”号。
• ③当用半径只指定圆心位置时，由于在同 一半径只的情况下，从圆弧的起点到终点 有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定 圆心角≤180°时，用“＋R”表示。若圆弧 圆心角>180°时，用“－R”表示。 • ④用半径只指定圆心位置时，不能描述整 圆。
（设置为每分钟进给） （选 1 号刀， 主轴正转， 转速 600） （设置刀具起点坐标） （快速定位，靠近工件） （粗车第一刀） （退刀） （退刀，准备粗车第二刀） （进刀） （粗车第二刀） （退刀） （快速退到换刀位置） （换精车刀，改变主轴转速） （快速定位于精车起刀点） （倒角） （精车φ 39） （精车阶台端面） （精车φ 42） （退刀） （快速退刀） （退到换刀位置） （程序结束，主轴停止）
代码说明
• 1.G00指令只能用作刀具从一点到另一点的 快速定位，不能加工，刀具在空行程移动 时采用。它的移动速度不是由程序来设定 ，而是机床出厂时由生产厂家设置默认的 。 • 2.G00是模态指令，一旦前面程序制定了 G00，紧接后面的程序段可不再写，只需写 出移动坐标即可。 • 模态指令
• 3.G00执行过程是刀具从某一点开始加速移 动至最大速度，保持最大速度，最后减速 到达终点。至于刀具快速移动的轨迹是一 条直线还是一条折线则由各坐标轴的脉冲 当量来决定。
主轴转速功能
• 格式：G96 S • G97 S 说明： •值为切削的恒定线速度，单位 为 m/min； •
• G97 后面的 S 值为取消恒线速度后，指定 的主轴转速， 单位为 r/min；如缺省，则为 执行 G96 指令前的主 轴转速度。 • 注意：使用恒线速度功能，主轴必须能自 动变速。（如：伺服 主轴、变频主轴） • 在系统参数中设定主轴最高限速。 • •
快速移动指令G00
• 指令格式：G00 X(U)_ Z(W)_ • 指令功能：G00指令是在工件坐标系中以快 速移动速度移动刀具到达由绝对或增量指 令指定的位置；G00指令中的快移速度由机 床参数“快移进给速度”对各轴分别设定
代码说明
• 代码说明：X、Z为刀具要到达的目标点的 绝对值坐标；U、W为刀具的目标点相对于 前一点的增量坐标
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11.刀位数 立式4工位(或卧式6工位) 12.刀台转位重复 定位精度 0.008 mm 13.换刀时间(单工位) 2.4(3.0:6工位刀台) s 14.刀杆截面 尺寸 25×25 mm 15.尾座套筒最大行程(手动/液 压) 150/120 mm • 16.尾座套筒锥孔锥度 莫氏5号 • 17.尾座套筒 直径75mm