课题十六 数控车床的编程技巧

2006-06-12 10:13:53

课题十六 数控车床的编程技巧

16.1实训目的

掌握FANUC-0i Mate-TB数控系统的G90、G94、G70、G71、G72等指令，能编写典型轴类零件的加工程序。

16.2相关知识

案例16.2：在FANUC-0i Mate-TB数控车床上加工如图16.1所示零件，设毛坯是Φ32的棒料。

图16.1案例16.2

1．工艺分析

（１）先车出端面，并以端面的中心为原点建立工件坐标系。

（２）该零件可采用G71进行粗车，然后用G70进行精车，最后切断。注意退刀时，先X方向后Z方向，以免刀具撞上工件。

2．确定工艺方案

（１）车端面；

（２）从右至左粗加工各面；

（３）从右至左精加工各面；

（４）切断。

3．选择刀具及切削用量

（１）选择刀具

①外圆刀T0101：车端面，粗车加工；

②外圆刀T0202：精车加工；

③切断刀T0303：宽4 mm，切断；

4．切削用量确定

参见表16.1所示

表16.1切削用量表

加工内容

主轴转速S

进给速度F(mm/r)

车端面

120m/min

0.15

粗车外圆

500r/min

0.15

精车外圆

500 r/min

0.08

切断

300 r/min

0.05

16.2.1单一固定循环

1．内径、外径车削循环指令G90

功能：适用于在零件的内、外圆柱面（圆锥面）上毛坯余量较大或直接从棒料车削零件时进行精车前的粗车，以去除大部分毛坯余量。

（１）直线车削循环

格式：G90 X（U）Z（W）F

其轨迹如图16.2所示，由4个步骤组成。刀具从定位点A开始沿ABCDA的方向运动，其中X（U）、Z（W）给出C点的位置。图16.2中1（R）表示第一步是快速运动，2（F）表示第二步按进给速度切削，其余3（F）、4（R）的意义相似。

图16.2G90直线切削示意图

（２）锥体车削循环

格式：G90 X（U）Z（W）RF

其轨迹如图16.3所示，刀具从定位点A开始沿ABCDA的方向运动，其中X（U）、Z（W）给出C点的位置，R值的正负由B点和C点的X坐标之间的关系确定，图16.3中B点的X坐标比C点的X坐标小，所以R应取负值。

图16.3G90锥体切削示意图

2．端面车削循环指令G94

功能：适用于在零件的端面上毛坯余量较大时进行精车前的粗车，以去除大部分毛坯余量。

（１）端面车削循环

格式：G94 X_（U）Z_（W）F_

其轨迹如图16.4所示，由4个步骤组成。刀具从循环起点开始沿，其中X（U）、Z（W）给出终点的位置。图16.4中1（R）表示第一步是快速运动，2（F）表示第二步按进给速度切削，其余3（F）、4（R）的意义相似。

图16.4G94端面车削循环示意图

（２）带锥度的端面车削循环

格式：G94 X（U）Z（W）RF

其轨迹如图16.5所示，刀具从循环起点开始，其中X（U）、Z（W）给出终点的位置，R值的正负由B点和C点的X坐标之间的关系确定，图16.5中B点的X坐标比C点的X坐标小，所以R应取负值。

图16.5G94带锥度的端面车削循环示意图

例１：用G90指令编写如图16.1所示粗车加工程序。

（1）确定编程原点：工件右端面中心处。

（2）刀具：900外圆车刀 T0101。

（3）加工路线

①加工Φ31×35圆柱（留加工余量0.5mm）；

②加工Φ21×20圆柱（留加工余量0.5mm）。

（4）编程

程序

说明

O1601

程序名

N001 T0101；

调用1号外圆刀

N002 M03 S500；

主轴正转，500r/min

N003 G00 X150 Z150；

刀具快速定位

N004 G00 X48 Z2；

快速定位到循环起点

N005 G90 X41 Z-35；

Φ31圆柱车削循环第一刀

N006 X37；

Φ31圆柱车削循环第二刀

N007 X33；

Φ31圆柱车削循环第三刀

N008 X31；

Φ31圆柱车削循环第四刀

N009 X27 Z-20；

Φ21圆柱车削循环第一刀

N010 X23；

Φ21圆柱车削循环第二刀

N011 X21；

Φ21圆柱车削循环第三刀

N012 G00X150；

回刀具起点

N013 Z150；

N014 M05；

主轴停转

N015 M30；

程序结束

16.2.2复合固定循环指令

1．外径、内径粗车循环指令G71

该指令只须指定精加工路线，系统会自动给出粗加工路线，适于车削圆棒料毛坯，如图16.6所示。

格式：G71 U Dd Re

G71 Pns Qnf UDu WDw FST

说明：

（１）Dd 是切深，无正负号，半径值；

（２）e是退刀量，无正负号，半径值；

（３）ns是指定精加工路线的第一个程序段的段号；

（４）nf是指定精加工路线的最后一个程序段的段号；

（５）Du是X方向上的精加工余量，直径值；

（６）Dw是Z方向上的精加工余量。

（７）粗车过程中从程序段号ns～nf之间的任何F、S、T功能均被忽略，只有G71指令中指定的F、S、T功能有效。

2．端面粗车循环指令G72

该指令的执行过程除了其切削进程平行于X轴之外，其它与G71相同，如图16.7所示。

格式：G72 U_ Dd Re

G72 Pns Qnf UDu WDw FST

图16.6外圆粗车循环加工路线图　　　　　　　16.7端面粗加工循环指令

3．成型车削循环G73

该指令只须指定精加工路线，系统会自动给出粗加工路线，适于车削铸造、锻造类毛坯或半成品，如图16.8所示。

图16.8外圆封闭切削循环加工路线

格式：G73UDi WDk Rd

G73 Pns Qnf UDu WDw FST

说明：

（1）Di是X方向总退刀量，半径值；

（2）Dk是Z方向总退刀量；

（3）d是循环次数；

（4）ns是指定精加工路线的第一个程序段的段号；

（5）nf是指定精加工路线的最后一个程序段的段号；

（6）Du是X方向上的精加工余量，直径值；

（7）Dw是Z方向上的精加工余量。

（8）粗车过程中从程序段号ns～nf之间的任何F、S、T功能均被忽略，只有G73指令中指定的F、S、T功能有效。

4．精车循环G70

用G71、G72、G73粗车完毕后，可用G70指令，使刀具进行精加工。

指令：G70

格式：G70 Pns Qnf

说明：

（1）ns是指定精加工路线的第一个程序段的段号；

（2）nf是指定精加工路线的最后一个程序段的段号。

例2:案例16.2编程

程序

说明

O1602

程序名

T0101；

限制主轴最高转速为1500m/min

S500 M03；

G50 S1500；

N1；

工序1 车端面

G00 X48 Z0；

G96 S120；

切换工件转速，恒线速度为120m/min

G01 X0 F0.15；

G97 S500；

切换工件转速，转速为500r/min

N2；

工序2 粗车加工

G00 X48 Z2；

G71 U2 R1；

外圆粗车循环

精车路线为N10～N20指定

G71 P10 Q20 U0.2 W0 F0.15；

N10 G00 G42 X0 Z0；

G03 X20 W-10 R10；

G01 Z-20；

G02 X30 Z-25 R5；

G01 Z-35；

G01 X45 Z-45；

W-20；

N20 G00 G40 X50；

G00 X150；

Z150；

N3；

工序3精车加工

S1000 M03 T0202；

精车

G00 X45 Z2；

G70 P10 Q20；

G00 X150；

Z150；

N4；

工序4切断

S300 M03 T0303；

G00 X48 Z-64；

G01 X2 F0.05；

G00 X150；

Z150；

M05；

M30；

程序结束

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