

数控车床的选用与安装
数控车床、车削中心,是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能,可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能,并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。合理选用数控车床,应遵循如下原则:
1.选用原则
(1)前期准备
确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量,拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备,合理选用数控车床的前提条件
(2)满足典型零件的工艺要求
典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。根据精度要求,即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。
(3)根据可靠性来选择
可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。数控机床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时,长时间稳定运行而不出故障。即平均无故障时间长,即使出了故障,短时间内能恢复,重新投入使用。选择结构合理、制造精良,并已批量生产的机床。一般,用户越多,数控系统的可靠性越高。
(4)机床附件及刀具选购
机床随机附件、备件及其供应能力、刀具,对已投产数控车床、车削中心来说是十分重要的。选择机床,需仔细考虑刀具和附件的配套性。
(5)注重控制系统的同一性
生产厂家一般选择同一厂商的产品,至少应选购同一厂商的控制系统,这给维修工作带来极大的便利。教学单位,由于需要学生见多识广,选用不同的系统,配备各种仿真软件是明智的选择。
(6)根据性能价格比来选择
做到功能、精度不闲置、不浪费,不要选择和自已需要无关的功能。
(7)机床的防护
需要时,机床可配备全封闭或半封闭的防护装置、自动排屑装置。
在选择数控车床、车削中心时,应综合考虑上述各项原则。
2.安装方法
(1)起吊和运输
机床的起吊和就位,应使用制造厂提供的专用起吊工具,不允许采用其他方法进行。不需要专用起吊工具,应采用钢丝绳按照说明书规定部位起吊和就位。
(2)基础及位置
机床应安装在牢固的基础上,位置应远离振源;避免阳光照射和热幅射;放置在干燥的地方,避免潮湿和气流的影响。机床附近若有振源,在基础四周必须设置防振沟。
(3)机床的安装
机床放置于基础上,应在自由状态下找平,然后将地脚螺栓均匀地锁紧。对于普通机床,水平仪读数不超过0.04/1000mm,对于高精度的机床,水平仪超过0.02/1000mm。在测量安装精度时,应在恒定温度下进行,测量工具需经一段定温时间后再使用。机床安装时应竭力避免使机床产生强迫变形的安装方法。机床安装时不应随便拆下机床的某些部件,部件的拆卸可能导致机床内应力的重要新分配,从而影响机床精度。
(4)试运转前的准备
机床几何精度检验合格后,需要对整机进行清理。用浸有清洗剂的棉布或绸布,不得用棉纱或纱布。清洗掉机床出厂时为保护导轨面和加工面而涂的防锈油或防锈漆。清洗机床外表面上的灰尘。在各滑动面及工作面涂以机床规定使滑油。
仔细检查机床各部位是否按要求加了油,冷却箱中是否加足冷却液。机床液压站、自动间润滑装置的油是否到油位批示器规定的部位。
检查电气控制箱中各开关及元器件是否正常,各插装集成电路板是否到位。
通电启动集中润滑装轩,使各润滑部位及润滑油路中充满润滑油。做好机床各部件动作前的一切准备。
数控车床调试与验收
数控车床的验收应按国家颁布实行的《数控卧式车床制造与验收技术要求》进行,在验收过程中,如发生争执,应以国家有关标准为依据,通过协商解决。
1.开箱验收
按随机装箱单和合同中特定附件清单对箱内物品逐一核对检查。并做检查记录。有如下内容:
①包装箱是否完好,机床外观有无明显损坏,是锈蚀、脱漆;
②有无技术资料,是否齐全;
③附件品种、规格、数量;
④备件品种、规格、数量;
⑤工具品种、规格、数量;
⑥刀具〈刀片〉品种、规格、数量;
⑦安装附件;
⑧电气元器件品种、规格、数量;
2.开机试验
机床安装调试完成后,即通知制造厂派人调试机床。试验主要有如下:
1)各种手动试验
①手动操作试验 试验手动操作的准确性。
②点动试验
③主轴变档试验
④超程试验
2)功能试验
①用按键、开关、人工操纵对机床进行功能试验。试验动作的灵活性、平稳性及功能的可靠性。
②任选一种主轴转速做主轴启动、正转、反转、停止的连续试验。操作不少于7次。
③主轴高、中、低转速变换试验。转速的指令值与显示值允差为±5%。
④任选一种进给量,在XZ轴全部行程上,连续做工作进给和快速进给试验。快速行程应大于1/2全行程。正反方和连续操作不少于7次。
⑤在X、Z轴的全部行程上,做低、中、高进给量变换试验。
⑥转塔刀架进行各种转位夹紧试验。
⑦液压、润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性试验,做到不渗漏。
⑧卡盘做夹紧、松开、灵活性及可靠性试验。
⑨主轴做正转、反转、停止及变换主轴转速试验。
⑩转塔刀架进行正反方向转位试验。
⑾进给机构做低中高进给量为快速进给变换试验。
⑿试验进给坐标超程、手动数据输入、位置显示,回基准点,程序序号批示和检索、程序暂停、程序删除、址线插补、直线切削徨、锥度切削循环、螺纹切削循环、圆弧切削循环、刀具位置补偿、螺距补偿、间隙补偿等功能的可靠性、动作灵活性等。
3)空动转试验
①主动动机构运转试验,在最高转速段不得少于1小时,主轴轴承的温度值不超过70℃ ,温升值不超过40℃;
②连续空运转试验,其运动时间不少于8小时,每个循环时间不大于15分钟。每个循环终了停车,并模拟松卡工件动作,停车不超过一分钟,再继续运转。
4)负荷试验
用户准备好典型零件的图纸和毛坯,在制造厂调试人员指导下编程和输入程序,选择切削刀具和切削用量。负荷试验可按如下三步进行,粗车、重切削、精车。每一步又分单一切削和循环程序切削。每一次切削完成后检验零件已加工部位实际尺寸并与指令值进行比较,检验机床在负荷条件下的运行精度、即机床的综合加工精度,转塔刀架的转位精度。
3.验收
机床开箱验收,功能试验,空运转试验、负荷试验完成后,加工出合格产品,即可办理验收移交手续。如有问题,制造厂应负责解决。
数控车床的使用条件
数控车床的正常使用必须满足如下条件,机床所处位置的电源电压波动小,环境温度低于30摄示度,相对温度小于80%。
1.机床位置环境要求
机床的位置应远离振源、应避免阳光直接照射和热辐射的影响,避免潮湿和气流的影响。如机床附近有振源,则机床四周应设置防振沟。否则将直接影响机床的加工精度及稳定性,将使电子元件接触不良,发生故障,影响机床的可靠性。
2.电源要求
一般数控车床安装在机加工车间,不仅环境温度变化大,使用条件差,而且各种机电设备多,致使电网波动大。因此,安装数控车床的位置,需要电源电压有严格控制。电源电压波动必须在允许范围内,并且保持相对稳定。否则会影响数控系统的正常工作。
3.温度条件
数控车床的环境温度低于30摄示度,相对温度小于80%。一般来说,数控电控箱内部设有排风扇或冷风机,以保持电子元件,特别是中央处理器工作温度恒定或温度差变化很小。过高的温度和湿度将导致控制系统元件寿命降低,并导致故障增多。温度和湿度的增高,灰尘增多会在集成电路板产生粘结,并导致短路。
4.按说明书的规定使用机床
用户在使用机床时,不允许随意改变控制系统内制造厂设定的参数。这些参数的设定直接关系到机床各部件动态特征。只有间隙补偿参数数值可根据实际情况予以调整。
用户不能随意更换机床附件,如使用超出说明书规定的液压卡盘。制造厂在设置附件时,充分考虑各项环节参数的匹配。盲目更换造成各项环节参数的不匹配,甚至造成估计不到的事故。
使用液压卡盘、液压刀架、液压尾座、液压油缸的压力,都应在许用应力范围内,不允许任意提高。
数控车削的工艺与工装
数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似,但由于数控车床是一次装夹,连续自动加工完成所有车削工序,因而应注意以下几个方面。
1.合理选择切削用量
2.合理选择刀具
(1)粗车时,要选强度高、耐用度好的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。
(2)精车时,要选精度高、耐用度好的刀具,以保证加工精度的要求。
(3)为减少换刀时间和方便对刀,应尽量采用机夹刀和机夹刀片。
3.合理选择夹具
(1)尽量选用通用夹具装夹工件,避免采用专用夹具;
(2)零件定位基准重合,以减少定位误差。
4.确定加工路线
(1)应能保证加工精度和表面粗糙要求;
(2)应尽量缩短加工路线,减少刀具空行程时间。
5.加工路线与加工余量的联系
6.夹具安装要点
目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的,如图1。液压卡盘夹紧要点如下:首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽,卸下拉管,并从主轴后端抽出,再用搬手卸下卡盘固定螺钉,即可卸下卡盘。
图1
数控车削最佳切削条件
对于高效率的金属切削加工来说,被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。
切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高,刀尖温度会上升,会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%,刀具寿命会减少1/2。
进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大,切削温度上升,后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大,但在微小切深切削时,被切削材料产生硬化层,同样会影响刀具的寿命。
用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。如下表:
|
被切削材料名称 |
轻切削 |
一般切削 |
重切削 | |
| 切深0.5到1.0mm 进给量0.05到0.3mm/rev |
切深1到4mm 进给量0.2到0.5mm/rev |
切深5到15mm | ||
|
优质碳素结构钢 |
10# | 100-250 | 150-250 | 80-220 |
| 45# | 60-230 | 70-220 | 80-180 | |
| 合金钢 | 100-220 | 100-230 | 70-220 | |
| 70-220 | 80-220 | 80-200 | ||
最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。
然而,在实际作业中,刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时,需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说,可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。
CK0630-NIM9001数控车床编程
一.指令集(X向如X、I等编程量采用直径量)
G90:绝对方式编程。
G91:相对方式编程。
G00 X Z :先X后Z向快速定位至目标点(X,Z)。不运动的坐标值可以省略。
G01 X Z F :直线插补。不运动的坐标值可以省略。F省略数值,表示采用以前设定值。
G02 X Z F I K :逆圆插补。I和K是圆心的X、Z坐标。G90时I和K是绝对坐标,G91时I、K是相对坐标。圆弧的顺逆应按第三轴的反向判定。
G03 X Z F I K :顺圆插补。
G04 P :暂停。其中P值为0.01到99.99秒。
G28:X向回G92指定的参考点。
G29:Z向回G92指定的参考点。
G33 D I X L P Q :公制螺纹插补。D为螺纹大径,I为螺纹小径,X为每次径向进给量,L为螺纹长度,P为螺纹导程,Q为锥螺纹之锥半角所对径向尺寸,Q=0表示圆柱螺纹。本指令必须以增量方式G91进入。主轴正转时,L为负,加工右螺纹;为正,加工左螺纹。
G34 D I X L P Q :英制螺纹插补。
G36 A :调用子程序。本指令必须以增量方式进入,且必须已经创建受调子程序。
G37 A :创建子程序。A=01-99,在M02后建立。子程序不嵌套,也不能套循环。
G38:结束子程序。
G59 X Z :浮动原点设置。本指令不用时,工件坐标系的原点在工件右端面中心;使用时,必须位于第一段,且应使X=0,Z=20+工件伸出卡盘的长度,此时,编程坐标系的原点仍然为工件右端中心。
G92 X Z :加工程序参考点设置。
M00:程序暂停。按面板“START”,程序可继续执行。
M02:加工程序结束。
M03 S :主轴正转。M03 S600表示主轴转速为600转/分。
M04 S :主轴反转。
M05:主轴停转。
M06 T :换刀指令。
M08:开启冷却液。只有面板的按钮有效时才起作用。
M09:关闭冷却液。
二.编程实例
| 实例一 齿坯加工 | 实例二 双线螺纹、圆弧加工 |
| 实例三 子程序、循环的用法 | 实例四 圆弧的用法 |
*其余指令的用法详见CNC-V2.0软件中LATHE.LIB文件夹。
CK0630-NIM9702数控车床编程
一.指令集(与NIM9001大同小异)
G90:绝对方式编程。
G91:相对方式编程。
G00 X Z :先X后Z向快速定位至目标点(X,Z)。不运动的坐标值可以省略。
G01 X Z F :直线插补。不运动的坐标值可以省略。F省略数值,表示采用以前设定值。
G02 X Z I K F :顺圆插补。I和K是圆心的X、Z坐标。G90时I和K是绝对坐标,G91时I、K是相对坐标。圆弧的顺逆应按第三轴的反向判定。
G03 X Z I K F :逆圆插补。
G04 P :暂停。其中P值为0.01到99.99秒。
G28:X向回G92指定的参考点。
G29:Z向回G92指定的参考点。
G33 D I X L P Q :公制螺纹插补。D为螺纹大径,I为螺纹小径,X为每次径向进给量,L为螺纹长度,P为螺纹导程,Q为锥螺纹之锥半角所对径向尺寸,Q=0表示圆柱螺纹。本指令必须以增量方式G91进入。主轴正转时,L为负,加工右螺纹;为正,加工左螺纹。
G34 D I X L P Q :英制螺纹插补。
G36 A :调用子程序。本指令必须以增量方式进入,且必须已经创建受调子程序。
G37 A :创建子程序。A=01-99,在M02后建立。子程序不嵌套,也不能套循环。
G38:结束子程序。
G59 X Z :浮动原点设置。本指令不用时,工件坐标系的原点在工件右端面中心;使用时,必须位于第一段,且应使X=0,Z=20+工件伸出卡盘的长度,此时,编程坐标系的原点仍然为工件右端中心。
G92 X Z :加工程序参考点设置。
G95 P Q :主轴转速范围设定。P为最低转速,Q为最高转速(转/分)。只对G96的设定有效,对M03、M04设定的转速无效。
G96 V :恒线速度设定。例G96 V3表示切削线速度恒为3米/分。
G97:注销恒线速度设定。
M00:程序暂停。按面板“START”,程序可继续执行。
M02:加工程序结束。
M03 S :主轴正转。M03 S600表示主轴转速为600转/分。
M04 S :主轴反转。
M05:主轴停转。
M06 T :换刀指令。
M08:开启冷却液。只有面板的按钮有效时才起作用。
M09:关闭冷却液。
二.编程实例
| 实例一 齿坯加工 | 实例二 双线螺纹、圆弧加工 |
| 实例三 子程序、循环的用法 | 实例四 圆弧的用法 |
*其余指令的用法详见CNC-V2.0软件中LATHE.LIB文件夹。
CK6432(FANUC-0TD)数控车床编程
一.指令集(X向如X、U等的编程量均采用直径量)
G00:快速定位指令。格式为G00 X(U) Z(W) ,X、Z为绝对编程时的目标点,U、W为相对编程时的目标点。两轴同时以机床最快速度开始运动,但不一定同时停止,即合成刀具轨迹并不一定是直线。本系统可以混合编程,如G00 X W 。
G01:直线插补指令。格式为G01 X(U) Z(W) F ,X、Z为绝对编程时的目标点,U、W为相对编程时的目标点,F值为插补速度,单位是mm/min或mm/r,具体取决于设定为G98还是G99。
G03:逆圆插补指令。格式为G03 X(U) Z(W) R(I K ) F ,X、Z为绝对编程时的目标点,U、W为相对编程时的目标点,R为半径(仅用于劣弧编程),I、K为圆心的X、Z坐标,F值为插补速度,单位是mm/min或mm/r,具体取决于设定为G98还是G99。注:I采用半径量,I、K始终为相对量编程。
G04:暂停指令。格式为G04 P(X U ) ,采用P时(不能用小数点),时间单位为ms,X、U时,时间单位为s。最大延时9999.999s。
G20:英制单位设定指令。
G21:公制单位设定指令。注意:某程序若不指定G20、G21,则采用上次关机时的设定值。
G27:返回参考点检测指令。格式为G27 X(U) Z(W) T0000,本指令执行前必须使刀架回零一次。若指定的两个坐标值分别是机床参考点的坐标值,且机床面板上的两个回零参考点指示灯都亮,则说明机床零点正确。否则,机床定位误差过大。
G28:返回参考点指令。格式为G28 X(U) Z(W) T0000,若机床启动后回过零点,则本指令的执行使刀架经过指定点回零,否则经过指定点移动至系统加电时的位置。
G32:螺纹切削指令。G32 X(U) Z(W) F ,F为螺纹长轴方向的导程(即进给速度采用mm/r)。
G50:工件坐标系设定或主轴转速钳制指令。格式为G00 X Z (坐标系设定),或G50 S (转速钳制)。前者,XZ值为机床零点在设定的工件坐标系中的坐标;后者,S为最高转速。
G70:精加工复合循环。格式为G70 P Q S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号。
G71:粗加工复合循环。格式为
G71 U R ,其中U等于X向吃刀量或切深,R等于退刀量,均为半径值。
G71 P Q U W S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号,U等于X向精加工余量的直径值,W等于Z向精加工余量,S为主轴转速,F为进给速度。
G72:端面粗加工循环。格式为
G72 W R ,其中W等于Z向吃刀量,R等于Z向退刀量。
G72 P Q U W S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号,U等于X向精加工余量的直径值,W等于Z向精加工余量,S为主轴转速,F为进给速度。
G73:固定形状粗加工复合循环。格式为
G73 U W R ,其中U等于X向吃刀量(或切深)的半径值,W等于Z向吃刀量,R等于循环次数。
G73 P Q U W S F ,其中P等于精加工程序段开始编号,Q等于精加工程序段结束编号,U等于X向精加工余量的直径值,W等于Z向精加工余量,S为主轴转速,F为进给速度。
G90:锥面切削单一循环指令。格式为G90 X(U) Z(W) R F ,锥面的定义是素线的斜度≤45度。车削柱面时,R=0,可以不写。本指令完成的动作(虚线表示快速)如图1,其中刀尖从右下向左上切削,R<0,刀尖从右上向左下切削,R>0。指令中的坐标值为E点坐标。

图1

图2
G92:锥螺纹切削单一循环指令。格式为G92 X(U) Z(W) R F 。车削柱螺纹时,R=0,可以不写。本指令完成的动作(虚线表示快速)如图1,其中刀尖从右下到左上切削,R<0,刀尖从右上到左下切削,R>0。F为长轴方向的导程。指令中的坐标值为E点坐标。
G94:端面切削单一循环指令。格式为G94 X(U) Z(W) R F ,端面的定义是素线的斜度≥45度。车削纯端面时,R=0,可以不写。本指令完成的动作(虚线表示快速)如图2,其中刀尖从左上向右下切削,R<0,刀尖从右上向左下切削,R>0。指令中的坐标值为E点坐标。
G96:端面恒线速度指令。格式为G96 S 。
G97:端面恒线速度注销指令。格式为G97 。
M00:程序暂停。当按下面板“启动”钮时,继续运行程序。
M02:程序结束。
M03:主轴正转。
M04:主轴反转。
M05:主轴停转。
M08:开启切削液。
M09:关闭切削液。
M10:自动螺纹倒角。
M11:注销M10。
M30:程序结束,并返回开始初。
M98 P :调用子程序。格式为M98 P*******,前三位为调用次数(若没有,则表示1次),后四位为所调子程序号。
M99:子程序结束标志。
二.编程实例
| 实例一 | 实例二 |
| 实例三 | 实例四 |
| 实例五 | 实例六 |
*注意:以上是通过MDI输入的程序格式,若通过RS232接口输入在记事本上编写的程序,则应符合ISO标准。
本文转摘自:数控技术远程教学网,如果需要和作者探讨请到
http://www.buy-seller.com/bbs/thread.php?fid=118