《数控车床编程与操作.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控车床编程与操作.docx（23页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、数控车床编程与操作 数控车床编程与操作4.1 数控车床简介4.1.1数控车床概述数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一，主要用于加工轴类、盘套类等回转体零件，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作，而近年来研制出的数控车削中心和数控车铣中心，使得在一次装夹中可以完成更多得加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此特别适宜复杂形状的回转体零件的加工。4.1.2数控车床的组成数控车床由床身、主轴箱、刀架进给系统、冷却润滑系统及数控系统组成。与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱溜板箱和挂轮架，而是
2、直接用伺服电机或步进电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现进给运动。数控系统由NC单元及输入输出模块，操作面板组成。1.数控车床的机械构成从机械结构上看，数控车床还没有脱离普通车床的结构形式，即由床身、主轴箱、刀架进给系统，液压、冷却、润滑系统等部分组成。与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱、溜板箱和挂轮架，而是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现运动，因而大大简化了进给系统的结构。由于要实现CNC，因此，数控车床要有CNC装置电器控制和CRT操作面板。图4-1所示为数控车床构成的各部分及其名称。图4-1 数控车床的构成(1)主轴箱 图4-2为
3、数控车床主轴箱的构造，主轴伺服电机的旋转通过皮带轮送刀主轴箱内的变速齿轮，以此来确定主轴的特定转速。在主轴箱的前后装有夹紧卡盘，可将工件装夹在此。图4-2 数控车床主轴箱的构造(2)主轴伺服电机 主轴伺服电机有交流和直流。直流伺服电机可靠性高，容易在宽范围内控制转矩和速度，因此被广泛使用，然而，近年来小型、高速度、更可靠的交流伺服电机作为电机控制技术的发展成果越来越多地被人们利用起来。(3)夹紧装置 这套装置通过液压自动控制卡爪的开/合。(4)往复拖板 在往复拖板上装有刀架，刀具可以通过拖板实现主轴的方向定位和移动，从而同Z轴伺服电机共同完成长度方向的切削。(5)刀架 此装置可以固定刀具和索引
4、刀具，使刀具在与主轴垂直方向上定位，并同Z轴伺服电机共同完成截面方向的切削，如图4-3所示为刀架结构。(6)控制面板 控制面板包括CRT操作面板（执行NC数据的输入/输出）和机床操作面板（执行机床的手动操作）。图4-3 刀架结构2.数控系统数控车床的数控系统是由CNC装置、输入/输出设备、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置以及位置测量系统等几部分组成,如图4-4所示。 图4-4 CNC系统构成数控车床通过CNC装置控制机床主轴转速、各进给轴的进z给速度以及其他辅助功能。4.1.3数控车床的特点1.传动链短 数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电机驱动。伺服电机直接与丝杠联结
5、带动刀架运动，伺服电机与丝杠也可以按控制指令无级变速，它与主轴之间无须再用多级齿轮副来进行变速。随着电机宽调速技术的发展，目标是取消变速齿轮副，目前还要通过一级齿轮副变几个转速范围。因此，床头箱内的结构已比传统车床简单得多。2.刚性高 与控制系统的高精度控制相匹配，以便适应高精度的加工。3.轻拖动 刀架移动一般采用滚珠丝杠副，为了拖动轻便，数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润滑。为了提高数控车床导轨的耐磨性，一般采用镶钢导轨，这样机床精度保持的时间就比较长，也可延长使用寿命。另外，数控车床还具有加工冷却充分、防护严密等结构特点，自动运转时都处于全封闭或半封闭状态。数控车床一般还配有自
6、动排屑装置。4.1.4数控车床的分类数控车床品种繁多，按数控系统功能和机械构成可分为简易数控车床（经济型数控车床）、多功能数控车床和数控车削中心。(1）简易数控车床（经济型数控车床） 是低档次数控车床，一般是用单板机或单片机进行控制，机械部分是在普通车床的基础上改进设计的。(2）多功能数控车床 也称全功能型数控车床，由专门的数控系统控制，具备数控车床的各种结构特点。(3)数控车削中心 在数控车床的基础上增加其他的附加坐标轴。4.1.5数控车床（CJK6153）的主要技术规格。床身最大工具回转直径：530mm。滑板最大工件回转直径：280mm，机床顶尖距1000mm，刀架最大X向行程：260mm
7、，刀架最大Z向行程：1000mm。手动4级变频调速252000转/分。4.1.6数控车床（CJK6153）的润滑与冷却该机床的润滑分床头箱的润格及其它部件的润滑两个部分。有齿轮变速的床头箱均采用油润滑，由摆线泵进行强迫润滑，摆线泵吸油时，先通过精制过滤器，再进过磁性滤清器而后送到各润滑部件或经分油器对主轴轴承及所有其它运转零件进行强迫润滑和喷油润滑。机床上其它部件的润滑，如尾架、道轨及丝杠螺母等均采用油润滑，采用间歇润滑泵对X轴、Z轴的各导轨润滑面及滚珠丝杠螺母、尾架套筒外圆等部位进行自动间歇式润滑。在呈透明状态的油箱内，带有一个液位报警开关，当箱内油液低于规定值时，机床会发出润滑报警。 该机
8、床冷却系统采用泵冷却。冷却装置的日常维修主要是冷却水的补给更换及过滤器的清洗。在冷却箱内未灌入冷却液前，严禁启动冷却泵，以免使冷却泵烧坏。当冷却水减少时，应及时补给。冷却水发生污染变质时，应全部更换，冷却液应注意选择防锈性能好的，以免机床生锈。4.2数控车床的编程方法要学好数控车床的编程，必须了解数控车床的操作要点，现有教材大多没把数控车床的操作与编程作为一个整体来讲。4.2.1设定数控车床的机床坐标系机床坐标系是机床固有的坐标系，是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般不允许随意变动。参考点也是机床上的一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块或行程开
9、关来确定。通过回机械零点来确认机床坐标系。回机械零点前先要开机，数控车床开机前先要熟悉数控车床的面板。面板的形式同数控系统密切相关。数控车床的开机有难有易。对于配图产系统的车床。开机大都比较简单，一般打开电源后，直接启动数控系统即可。开机后，通过回零，使工作台回到机床原点（或参考点，该点为与机床原点有一固定距离的点）。数控车床的回零（回参考点）步骤为：开关置于“回零”位置。按手动轴进给方向键+X、+Z至回零指示灯亮。开机后必须先回零（回参考点），若不作此项工作，则螺距误差补偿、背隙补偿等功能将无法实现。设定机床机械原点同编程中的G54指令直接有关。4.2.2设定数控车床的工件坐标系工件坐标系是
10、编程时使用的坐标系，又称编程坐标系，该坐标系是人为设定的。建立工件坐标系是数控车床加工前的必不可少的一步。不同的系统，其方法各不相同。1.西门子802S系统工件坐标系的建立方法（1）转动刀架至基准刀（如1号刀）。（2）在MDA状态下，输入T1D0，使刀补为0。（3）机床回参考点。（4）用试切法确定工件坐标原点。先切削试件的端面。Z方向不动。若该点即为Z方向原点，则在参数下的零点偏置于目录的G54中，输入该点的Z向机械坐标值A的负值，即Z=-A。若Z向原点在端面的左边 处，则在G54中输入Z=-（A+ ），回车即可。同理试切外圆，X方向不动。Z方向退刀，记下X方向的机床坐标A，量直径，得到半径R
11、，在G54的X中输入X=-（A+R），回车即可。2.广数GSK980T系统工件坐标系的建立方法(1)用手动方式，试切端面。(2)在Z轴不动的情况下，沿X轴退刀，且停止主轴旋转。3.测量端面与工件坐标系零点间的距离Z。然后在录入方式下输入G50 Z ，运行该句即可。4.同理，用手动方式车外圆，在X轴不动的情况下沿Z轴退刀，且停止主轴旋转，测量工件直径X，在录入方式下输入G50X，运行该句即可。3.广数GSK928TC工件坐标系的建立方法(1)车外圆，沿Z向退刀，测得直径，按InputX输入直径值，回车即可。(2)车端面，沿X向退刀，测得端面与工件坐标系原点间的距离，按Input输入该距离值，回车
12、即可。4.2.3确定基准刀在工件坐标系中的位置 确定了工件坐标系后，可用G50指令确定第1把刀（基准刀）在工件坐标系中的位置。4.2.4确定其它刀在工件坐标系中的位置加工一个零件常需要几把不同的刀具，由于刀具安装及刀具本身的偏差，每把刀转到切削位置时，其刀尖所处的位置并不重合，为使用户在编程时无需考虑刀具间的偏差，需确定其它刀在工件坐标系中的位置，这需要通过对刀来实现。不同的系统，其对刀方法各不相同。 1.西门子802S系统的对刀方法（1）选用某一把刀为基准刀，按参数键下和刀具补偿按钮，再按新刀具按钮，输入基准刀的刀号及刀沿（补）号。如基准刀为1号刀，选用1号刀沿（补），则刀具为T1D1。（2
13、）调用对刀窗口，用基准刀车外圆，Z向退刀，在对刀窗口的X轴零偏处输入0（因是基准刀），按计算键后确认。（3）调用其它各把刀具，确定刀号和刀沿（补）号，车外圆输入直径，车端面。输入台阶深度的负值。计算、确定即可。2广数GSK980T系统的对刀方法（1）用基准刀试切工件，设定基准坐标系：试切端面X向退刀，进入录入方式，按程序按钮。输入G50 Z0，即把该端面作为Z向基准面。然后按设置键，设置偏置号（基准刀+100），输入Z=0，试切外圆，Z向退刀，测得外圆直径 ，进入录入方式，按程序按钮。输入G50X ，然后按设置键，设置偏号，基准刀偏置号+100，X= 。（2）调用其它各把刀具，车外圆，Z向退刀
14、。测得外圆直径，将所测得的值 设到一偏置号中，该偏置为刀号+100，如刀号为2，则偏置号为202，在此处输入X= 。同理车台阶，X向退刀，测得台阶深度 ，在偏置号处输入Z=- 。3.广数GSK928TC系统的对刀方法（1）用基准刀试切工件，用input建立对刀坐标系，该坐标系的Z向原点，一般设在工件的右端，即把试切的端面作为Z向零点。（2）调用其它各刀，如2号刀，用T20调用，然后试切外圆Z向退刀，测得直径 ，然后按I键。输入 。试切台阶，X向退刀，测得台阶深度为 ，然后按K键，输入- ，刀补即设置完毕。4.2.5坐标轴的方向 无论那种坐标系都规定与车床主轴轴线平行的方向为Z轴，从卡盘中心至尾
15、座顶尖中心的方向为正方向。在水平面内与车床主轴轴线垂直的方向为X轴，远离主轴旋转中心的方向为正方向。4.2.6 直径或半径尺寸编程被加工零件的径向尺寸在图纸标注和加工测量时，一般用直径值表示，所以采用直径尺寸编程更为方便。4.2.7一般编程方法1. 确定第一把刀的位置G50 X Z 该指令确定了第一把刀的位置，此时需把第一把刀移动到工件坐标为X Z的位置。2 .返回参考点 G26（G28）：X Z轴同时返回参考点，G27：X轴返回参考点，G29：Z轴返回参考点。3. 快速定位 G00 X Z 快速定位到指定点。4 .直线插补 G01 X Z F 该指令用于车外圆及端面。F为进给速度，其单位为m
16、m/min (用G94或G98指定)或mm/r(用G95或G99指定)。5 .圆弧插补 G02（03） X Z I K F 该指令用于车顺圆或逆圆周。X Z为圆弧终点坐标，I K为圆心相对于起点的坐标，F为进给速度。6.螺纹切削 G33（32） X Z P（E） I K 该指令用于螺纹切削，X Z为螺纹终点坐标，P为公制螺纹导程(0.25-100mm)，E为英制螺纹导程(100-4牙/英寸)，I K为退尾数据。螺纹切削时主轴转速不能太高，一般NP3000，N为主轴转速（rpm）,P为公制螺纹导程(mm)。7. 延时或暂停 G04 X，X为暂停秒数，该指令一般用于切槽，可保持槽底光滑。8 .主轴
17、转速设定 M03（04） S 该指令用于主轴顺时针或逆时针转，主轴转速为S，其单位为m/min (用G96指定)或r/min(用G97指定)。M05表示主轴停止。9.程序结束M02（在此处结束）或M30（结束后返回程序首句）。4.2.8 循环由于车削加工常用棒料和锻料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控车床常具备不同形式的固定循环，可进行多次循环切削。1. 外径、内径循环G90 X Z R F 该指令用于外径、内径的简单车削循环，X Z为循环终点坐标，R表示圆锥面循环。其值为圆锥体大小端差（直径差），循环起点由上句程序决定，F为进给速度。2.螺纹车削循环 G92 X Z P（E） I K
18、R L 该指令用于螺纹车削循环, X Z为螺纹终点坐标，P为公制螺纹导程(0.25-100mm)，E为英制螺纹导程(100-4牙/英寸)，I K为退尾数据，R表示螺纹起点与终点的直径差（用于加工圆锥螺纹），L表示螺纹头数，螺纹车削循环起点由上句程序决定。G92指令与G33指令的区别为G92可多次自动切削螺纹。3.端面车削循环G94 X Z R F 该指令用于端面的简单车削循环，X Z为循环终点坐标，R表示锥面循环。其值为圆锥体大小端差（Z向差），循环起点由上句程序决定，F为进给速度。4 .切槽循环G75 X Z I K E F 该指令用于切槽循环，X Z为循环终点坐标，I为每次X轴的进刀量，K
19、为每次X轴的退刀量，E为Z轴每次的偏移量，F为进刀速度，省略Z表示切断。5.外圆粗车复合循环G71 X I K L F 该指令用于外圆粗车复合循环，即编程时写出外圆加工形状，系统从毛坯开始自动走出外圆循环形状。该循环平行于Z轴切削，X为循环终点坐标，I为每次X轴的进刀量，K为每次X轴的退刀量，L为决定外圆加工形状的程序段数量，F为进给速度，G71指令段后马上接决定外圆加工形状的程序段。6.端面粗车复合循环G72 Z I K L F 该指令用于端面粗车复合循环，即编程时写出端面加工形状，系统从毛坯开始自动走出端面循环形状。该循环平行于X轴切削，Z为循环终点坐标，I为每次Z轴的进刀量，K为每次Z轴
20、的退刀量，L为决定端面加工形状的程序段数量，F为进给速度，G72指令段后马上接决定端面加工形状的程序段。4.2.9刀具补偿编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。大多数数控车床都具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），这类数控车床可直接按工件轮廓尺寸编程。4.2.10绝对坐标与增量坐标 X 、Z表示绝对坐标，U、W表示相对坐标。4.2.11公制与英制尺寸设定公制尺寸设定指令G21，英制尺寸设定指令G20，系统上电后，机床处在G21状态。4.2.12圆弧顺逆的判断数
21、控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴，应按右手定则的方法将Y轴也加上去来考虑。判断时让Y轴的正向指向自己，（即沿Y轴的负方向看去），站在这样的位置就可正确判断X-Z平面上圆弧的顺逆时针。4.3.典型零件的数控车床编程实例4.3.1数控车床编程实例1编制图4-1所示工件的数控加工程序，要求切断，1#外圆刀，2#切槽刀，切槽刀宽度4mm，毛坯直径32mm图4-11.首先根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定工艺路线（1）粗加工外圆与端面。（2）精加工外圆与端面。（3）切断。2.选择刀具,对刀，确定工件原点根据加工要求需选用2把刀具，T01号刀车外圆与端面，T02号刀切断。用碰刀法对刀以确定工件原点
22、，此例中工件原点位于最左面。3.确定切削用量（1）加工外圆与端面，主轴转速 630rpm, 进给速度150mm/min。（2）切断，主轴转速 315rpm, 进给速度150mm/min。4.编制加工程序N10 G50 X50 Z150 确定起刀点N20 M03 S630 主轴正转N30 T11 选用1号刀，1号刀补N40 G00 X35 Z57.5 准备加工右端面N50 G01 X-1 F150 加工右端面N60 G00 X32 Z60 准备开始进行外圆循环N70 G90 X28 Z20 F150 开始进行外圆循环N80 X26N90 X24N100 X22N110 X21 20圆先车削至2N
23、120 G01 X0 Z57.5 F150 结束外圆循环并定位至半圆R7.5的起切点N130 G02 X15 Z50 I0 K-7.5 F150 车削半圆R7.5N140 G01 X15 Z42 F150 车削15圆N150 X16 倒角起点N160 X20 Z40 倒角N170 Z20 车削20圆N180 G03 X30 Z15 I10 K0 F150 车削圆弧R5N190 G01 X30 Z2 F150 车削30圆N200 X26 Z0 倒角N210 G0 X50 Z150 回起刀点N220 T10 取消1号刀补N230 T22 换2号刀N235 M03 S315N240 G0 X33 Z
24、-4 定位至切断点N250 G01 X-1 F150 切断N260 G0 X50 Z150 回起刀点N270 T20 取消2号刀补N280 M05 主轴停止N290 M02 程序结束4.3.2数控车床编程实例2编制图4-2所示工件的数控加工程序，不要求切断，1#外圆刀，2#缧纹刀，3#切槽刀，切槽刀宽度4mm，毛坯直径32mm 图4-21.首先根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定工艺路线（1）加工外圆与端面。（2）切槽。（3）车螺纹。2.选择刀具,对刀，确定工件原点 根据加工要求需选用3把刀具，T01号刀车外圆与端面，T02号刀车螺纹，T03号刀切槽。用碰刀法对刀以确定工件原点，此例中工件原
25、点位于最左面。3.确定切削用量（1）加工外圆与端面，主轴转速 630rpm, 进给速度150mm/min。（2）切断，主轴转速315rpm, 进给速度150mm/min。（3） 车螺纹，主轴转速 200rpm, 进给速度200mm/min。4.编制加工程序N10 G50 X50 Z150 确定起刀点N20 M03 S630 主轴正转N30 T11 选用1号刀，1号刀补N40 G00 X33 Z60 准备加工右端面N50 G01 X-1 F150 加工右端面N60 G00 X31 Z62 准备开始进行外圆循环N70 G90 X28 Z20 F150 开始进行外圆循环N80 X26N90 X24N
26、100 X22N110 X21 20圆先车削至2N120 G00 Z60 准备车倒角N130 G01 X18 F150 定位至倒角起点N140 G01 X20 Z59 倒角N150 Z20 车削20圆N160 G03 X30 Z15 I10 K0 车削圆弧R5 N170 G01 X30 Z0 车削30圆N180 G00 X50 Z150 回起刀点N190 T10 取消1号刀补N200 T33 换3号刀N205 M03 S315N210 G00 X22 Z40 定位至切槽点N220 G01 X18 F60 切槽N230 G04 D5 停顿5秒钟N240 G00 X50 回起刀点N250 Z150
27、N260 T30 取消3号刀补N270 T22 换2号刀N280 G00 X20 Z62 定位至螺纹起切点N285 M03 S200N290 G92 X19.5 Z42 P1.5 螺纹循环开始N300 X19N310 X18.5N320 X17.3N330 G00 X50 Z150 回起刀点N340 T20 取消2号刀补N350 M05 主轴停止N 360 M02 程序结束4.3.3数控车床编程实例3编制图4-3所示工件的数控加工程序,工艺路线、切削用量等与上例类似。刀具选择为：T11:90外圆车刀。T22:69螺纹车刀。T33:宽3.6mm切断刀 图4-3加工程序为：先加工25 宽15的槽
28、所以原点为前端与轴心线交点G50 X40 Z50M03 S1T11G00 X36 Z0G01 X0 F80 G00 X34 Z2G01 Z-38 F80G00 X40 Z50T10T22G00 X35 Z-15.0G75 X25.5 Z-23.5 I3 K1 E3.5 F100G00 Z-12.6 X34.5G01 X34 F80 X32 Z-13.6X28G03 X25 Z-15.1 R1.5G01 Z-20G00 X35 Z-26G01 X34 F80 X32 Z-25 X28G02 X25 Z-23.5 R1.5G01 Z-16G00 X40 Z50T20M05M02后加工球与螺纹G50
29、 X50 Z50 M03 S1T11G00 X36 Z0 G01 X0 F80G00 X36 Z2 G90 X33 Z-30 F200X30X27X24X22.5G00 X35 Z-29G90 X33 Z-60 F200X30X28G00 X32 Z-59G01 X35 Z-70 F150G00 Z-59X28.5G01 X34.5 Z-70 F150G00 X50 Z50T10 T33G00 X23 Z-28.6G01 X16 F80 G00 X23 Z-30G01 X16 F80G00 X50Z50T30T22G00 X18 Z4 G01 Z0 F80 X22 Z-2Z-23 X18 Z-
30、25 X16 Z-30G02 X22.73 Z-48.17 R15G03 X34 Z-70 R20G00 X50 Z20G92 X21 Z-28 P1.5X20X19.3G00 X50 Z50T20M05M024.3.4数控车床编程实例4编制图4-4所示工件的数控加工程序,工艺路线、切削用量等与上例类似。图4-4加工程序为：先加工48外圆及斜锥孔G50 X60 Z50M03 S1T11 (外圆刀)G00 X24 Z2G01 Z0 F80X44X49 Z-2.5Z-30G00 X50 Z2X48G01 Z-30 F80T10T22 (内孔刀)G00 X26 Z2G90 X20 Z-25 R14
31、F120X23X25G00 X40G01 Z0X26 Z-30G00 X24Z50T20M05M02后加工M45x1.5及26内孔G50 X60 Z50M03 S1T11G00 X52 Z2G90 X49 Z-50 F120X47X45G00 X24 Z0G01 X41 F80X45 Z-2 Z-50X47X48 Z-50.5G00 X60 Z50T10T33 (螺纹刀)G00 X46 Z-35G01 X43 F80Z-38G00 X48 Z2G92 X43 Z-36 P1.5X42X41X40.2G00 X60 Z50T30T22G00 X38 Z1G01 X25 Z-10.2G00 Z1X
32、38.73G01 Z0 F80G02 X26 E-10.2 R20G01 Z-46G00 X24Z50X60T30M05M024.3.5数控车床编程实例5编制图4-5所示工件的数控加工程序,工艺路线、切削用量等与上例类似。图4-5加工程序为：先加工49外径及30内孔G50 X60 Z50M03 S1T11 (90外圆刀)G00 X52 Z0G01 X24 F80G00 X49 Z2G01 Z-25 F120G00 X60 Z50T10T22 (镗刀)G00 X30 Z2G01 Z-15 F80X28X26 Z-16 Z-26X60 Z50T20M05M02后加工M45X1.5及内孔28G50
33、X60 Z50 M03 S1T11 (90外圆刀)G00 X52 Z2G90 X50 Z-33 F120X48X46G00 X24Z0G01 X30 F80G02 X43 Z-6.5 R6.5G01 X45 Z-7.5Z-33G03 X49 Z-35 R2G00 X60 Z50T10T22G00 X32 Z1G01 X28 Z-1 F80Z-30X24 Z-32G00 Z50 X60T20车螺纹T33 M05 S2G00 X46 Z0G92 X45 Z-25 P1.5 I4.8 K3X43.5X42X41X40.2G00 X60 Z50M05M024.4 综合练习题编写图4-6所示零件的加工程
34、序并进行加工，根据加工要求选用三把车刀，1号刀车外圆，2号刀切槽，3号刀车螺纹。要求正确选择换刀点，以避免换刀时机床与工件、夹具发生碰撞。换刀点选为A（200，350）点。切削用量为：主轴速度（rpm）在车外圆、车槽、车螺纹时分别为630、315、200。进给速度F(mm/min)在车外圆、车槽、车螺纹时分别为150、160、150。图4-64.5复习思考题1.试述所用数控车床的基本结果及所用的数控系统种类、特点。2.试述数控车床的开机步骤，为什么要回参考点？3.简述数控车床加工的对刀方法。4.数控车床加工圆弧顺逆如何判定？数控铣床编程与操作5.1数控铣床简介5.1.1 数控铣床的组成（此处以
35、XK5025型数控铣床为例）XK5025型数控铣床是典型的数控铣床，它由三大部分组成：机械部分、电气部分、数控部分。1.机械部分分为六大块，即床身、铣头部分、工作台、横向进给部件、升降台部分、冷却、润滑部分。（1）床身：内部布筋合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床调整水平，冷却液储液池设在机床内部。（）铣头部分：由有级变速箱和铣头两个部件组成。铣头主轴支承在高精度轴承上，保证主轴具有高回转精度和良好的刚性，主轴装有快速换刀螺母，前端锥孔采用ISO30#锥度。主轴采用机械无级变速，调节范围宽，传动平稳，操作方便。刹车机构能使主轴迅速制动，节省辅助时间刹车时通过制动手柄撑开止动环
36、使主轴立即制动。启动主电机时，应注意松开主轴制动手柄。铣头部件还装有伺服电机，内齿带轮、滚珠丝杆副及主轴套筒，它们形成垂直向（Z向）进给传动链，使主轴作垂向直线运动。（）工作台：与床鞍支承在升降台较宽的水平导轨上，工作台的纵向进给是由安装在工作台在右端的伺服电机驱动的。通过内齿带轮带动精密滚珠丝杠副，从而使工作台获得纵向进给。工作台左端装有手轮和刻度盘，以便进给手动操作。床鞍的导轨面均采用了TURCTTEB贴塑面，提高了导轨的耐磨性，运动的平稳性和精度的保持性，消除了低速爬行现象。（）横向进给部分：在升降台前方装有交流伺服电机，驱动床鞍作横向缉拿给运动，其工作原理与工作台纵向进给相同。另外，在
37、横向滚珠丝杠前端还装有进给手轮，可实现手动进给。（）升降台：在其左侧装有锁紧手柄，周的前端装有长手柄可带动锥齿轮及升降台丝杠旋转，从而获得升降台的升降运动。（）冷却、润滑部分：冷却部分是由冷却泵、出水管、回水管、开关及喷嘴等组成，冷却泵安装在机床底座的内腔里，将冷却液从底座内储液池打至出水管，再经喷嘴喷出，对切削区进行冷却。润滑部分是由手动润滑方式，用手动润滑油泵，通过分油器对主轴套筒，导轨及滚珠丝杠进行润滑，以提高机床的使用寿命。2.电气部分分为强电与弱电二大块，强电控制主轴、冷泵，润滑。弱电控制伺服单元、进而控制伺服电机与编码器。本机床采用三相380V交流电源供电，空气开关控制机床总电源的
38、通断。同时该空气开关的通断还受钥匙开关和开门断电开关的保护控制使机床只有在钥匙打开和电气箱关闭的情况下才能通电，本机床用变频器控制主轴电机，主轴的转速由二部分控制组合而面，一部分是变频器对转速进行无级调速，另一部分为机械手柄和带轮有级调速。3.数控部分XK5025的数控部分采用FAUNCOMD系统，该系统在控制电路中采用了32位高速微处理器及大规模集成电路，半导体存储器，实现了高速度，高可靠性的要求。CNC主印刷板，电源板，输入/输出接口板全部安装在一块基板上，与机床的强电箱易于组合。系统内还配有强力PMC，实现了机械加工的高速化及机床方面强电路的简化。在CRT画面上可编辑和显示梯形图，便于监
39、视和维修。5.1.2 数控铣床（XK5025）的主要技术规格 工作台行程（XYZ）：680350400mm。 工作台允许最大承载250kg。主轴转速范围：654750r/min。进给速度：00.35m/min。电机总容量：11kw。脉冲当量：0.001mm。重复定位精度0.013mm/300mm，重复定位精度：0.005mm。5.2数控铣床的编程方法要学好数控铣床的编程，必须了解数控铣床的操作要点，现有教材大多没把数控铣床的操作与编程作为一个整体来讲。5.2.1设定数控铣床的机床坐标系数控铣床的机床坐标系的确定方法与数控车床相似，但数控铣床有X、Y、Z三轴。通过回机械零点来确认机床坐标系。开机
40、后，通过回零，使工作台回到机床原点（或参考点，该点为与机床原点有一固定距离的点）。数控铣床的回零（回参考点）步骤为：开关置于“回零”位置。按手动轴进给方向键+X、+Y、+Z至回零指示灯亮。设定机床机械原点同编程中的G54指令直接有关。5.2.2设定数控铣床的工件坐标系工件坐标系是编程时使用的坐标系，又称编程坐标系，该坐标系是人为设定的。建立工件坐标系是数控铣床加工前的必不可少的一步。数控铣床通过对刀来建立工件坐标系。数控铣床的对刀主要采用二种方法1.随机对刀法，适用于多品种，小批量产品。该法采用G92指令对刀，用G92指令设定起刀点与编程原点的坐标关系,从而建立了工件坐标系。2.固定对刀法，适
41、用于单品种、大批量产品。该法采用G54指令对刀，用G54指令设定数控铣床编程原点机械原点的坐标关系（需从面板上输入相关数据），从而建立了工件坐标系，G54值可用G59指令取消。5.2.3坐标轴的方向 数控铣床上的坐标系采用右手直角迪卡儿坐标系。各坐标轴的方向为： Z X Y对运动方向的规定是：铣床某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向。5.2.4绝对坐标与增量坐标G90表示绝对坐标，G91表示相对坐标。5.2.5一般编程方法1.快速定位 G00 X Y Z 快速定位到指定点。（比数控车床多一个轴）。2.直线插补 G01 X Y Z F X Y Z 为目标点坐标，F为进给速度，其单
42、位为mm/min (用G94或G98指定)或mm/r(用G95或G99指定)。3.平面选择G17指令表示X Y平面，G18指令表示X Z平面，G19指令表示Y Z平面。平面选择指令与圆弧插补有关。4.圆弧插补 G02（03） X Y I J F 该指令用于X Y平面的圆弧插补。X Y为圆弧终点坐标，I J为圆心相对于起点的坐标，F为进给速度。G02（03） X Z I K F 该指令用于X Z平面的圆弧插补。G02（03） Y Z J K F 该指令用于Y Z平面的圆弧插补。5.2.6循环数控铣床的循环指令主要有G73、G74、G76G80G89，它们主要用于孔加工，包括钻孔、镗孔、攻螺纹等。使用一个程序段就可以完成一个孔加工的全部动作。如果孔加工的动作无须变更，则程序中所有模