數(shù)控編程教學(xué)課件1

1、數(shù)控編程與仿真項(xiàng)目一 數(shù)控編程基礎(chǔ)數(shù)控編程基礎(chǔ)及平面加工一. 項(xiàng)目目標(biāo)：1.了解數(shù)控編程的基本步驟；2.了解機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系之間的關(guān)系；3.掌握數(shù)控編程的相關(guān)工藝內(nèi)容；4. 掌握數(shù)控編程的部分指令格式；5. 掌握數(shù)控編程的基本方法。數(shù)控編程基礎(chǔ)及平面加工二. 項(xiàng)目重難點(diǎn)：1.掌握數(shù)控編程的相關(guān)工藝內(nèi)容；2. 掌握數(shù)控編程的部分指令.3.掌握數(shù)控編程的基本方法。三、項(xiàng)目內(nèi)容：程序編制步驟1)分析零件圖樣2)工藝處理(1)確定加工方案。(2)刀具、夾具的選擇。(3)選擇對刀點(diǎn)。(4)確定加工路線。(5)確定切削用量。3)刀具運(yùn)動軌跡計(jì)算(數(shù)學(xué)處理)4)編程加工程序單5)程序輸入6

2、)程序校驗(yàn)7)首件試切數(shù)控編程基礎(chǔ)及平面加工任務(wù)任務(wù) 任務(wù)分析任務(wù)分析獲取獲取資源資源資訊資訊編制編制工藝工藝 計(jì)劃計(jì)劃實(shí)施實(shí)施加工加工檢查檢查評價(jià)評價(jià)加工加工評價(jià)評價(jià)怎樣怎樣做能達(dá)到做能達(dá)到要求要求是什么材料是什么材料求助誰求助誰怎樣裝夾怎樣裝夾用什么機(jī)床用什么機(jī)床在裝配在裝配體中是干什體中是干什么用的么用的精度是精度是多少、如多少、如何檢測何檢測什么樣什么樣的程序能實(shí)的程序能實(shí)現(xiàn)要求現(xiàn)要求有什么刀具有什么刀具機(jī)床參數(shù)機(jī)床參數(shù)材料材料的硬度和強(qiáng)度都比較低，純鋁的硬度和強(qiáng)度都比較低，純鋁不適合機(jī)件的制造。工業(yè)上把鋁合不適合機(jī)件的制造。工業(yè)上把鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩金分為變形鋁合金和

3、鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金又分為防銹鋁合大類。變形鋁合金又分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金。鑄造鋁合金又分為鋁硅合金、合金。鑄造鋁合金又分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅 數(shù)控加工誤差的組成 v數(shù)控加工誤差數(shù)加是由編程誤差編、機(jī)床誤差機(jī)、定位誤差定、對刀誤差刀等誤差綜合形成。即：數(shù)加=f(編+機(jī)+定+刀)（1）編程誤差編由逼近誤差、圓整誤差組成。逼近誤差是在用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線的過程中產(chǎn)生。圓整誤差是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將坐標(biāo)值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當(dāng)量值而產(chǎn)生的誤差。 （2）機(jī)床誤差機(jī)由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差等

4、原因產(chǎn)生。 （3）定位誤差定是當(dāng)工件在夾具上定位、夾具在機(jī)床上定位時(shí)產(chǎn)生。 （4）對刀誤差刀是在確定刀具與工件的相對位置時(shí)產(chǎn)生。 方法方法N2G90G54M301.Z向設(shè)定器機(jī)械式Z向設(shè)定器 光電式Z向設(shè)定器2.尋邊器機(jī)械式尋器光電式尋邊器裝夾方式裝夾方式限制自由度：限制自由度：墊鐵尺寸：墊鐵尺寸：可行可行確定加工順序及走刀路線確定加工順序及走刀路線合理合理基準(zhǔn)先行基準(zhǔn)先行先面后孔先面后孔.先粗后精先粗后精尋求最短走刀路線，減少空行程，提高效率尋求最短走刀路線，減少空行程，提高效率時(shí)切削用量的選擇原則：時(shí)切削用量的選擇原則：主要考慮保證提高效率和刀具耐用度。主要考慮保證提高效率和刀具耐用度。

5、時(shí)的切削用量的選擇原則：時(shí)的切削用量的選擇原則：主要考慮保證加工精度和表面粗糙度，其次是刀主要考慮保證加工精度和表面粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。具耐用度和效率。背吃刀量背吃刀量 進(jìn)給量進(jìn)給量 切削速度切削速度逆逆 銑銑在切削部位刀齒的旋轉(zhuǎn)方向在切削部位刀齒的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相反。與工件的進(jìn)給方向相反。工件裝夾緊固工件裝夾緊固刀齒較易磨損刀齒較易磨損加工表面質(zhì)量加工表面質(zhì)量工件表面有硬皮工件表面有硬皮順順 銑銑在切削部位刀齒的旋轉(zhuǎn)方向與在切削部位刀齒的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相同。工件的進(jìn)給方向相同。刀齒磨損較少刀齒磨損較少已加工表面質(zhì)量較高已加工表面質(zhì)量較高加工比較平穩(wěn)加工比較平穩(wěn)

6、刀具耐用度提高刀具耐用度提高2 23 3倍倍刀具選擇刀具選擇耐用耐用刀具材刀具材料的選料的選擇原則擇原則7:24定位錐面扭矩槽刀柄拉釘粗加工刀具與精粗加工刀具與精加工刀具的區(qū)別加工刀具的區(qū)別切削用量選擇切削用量選擇ap合理合理切削用量的選擇切削用量的選擇v切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。v切削用量切削用量 v切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則v切削用量的確定切削用量的確定切削用量切削用量v 1.切削速度切削速度v 切削刃上選定點(diǎn)相對

7、工件主運(yùn)動的瞬時(shí)速度稱為切削速度，以vc表示，單位為m/s或m/min 。v 若主運(yùn)動為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(如車削、銑削等)，切削速度一般為其最大線速度。 v m/s或m/minv 式中：d工件(或刀具)的直徑，mm；n工件(或刀具)的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min。切削用量切削用量v 2.進(jìn)給量進(jìn)給量v 刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對工件的位移量稱為進(jìn)給量 。v 用單齒刀具(如車刀、刨刀等)加工時(shí)，進(jìn)給量常用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程刀具在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對工件的位移量來度量，稱為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量或每行程進(jìn)給量，以f表示，單位為mm/r或mm/str。 v 用多齒刀具(如銑刀、鉆頭等)加工時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動的瞬時(shí)速度稱進(jìn)給速度，

8、以vf表示，單位為mm/s或mm/min。刀具每轉(zhuǎn)或每行程中每齒相對工作進(jìn)給運(yùn)動方向上的位移量，稱每齒進(jìn)給量，以fz表示，單位為mm/z。v fz、f、vf之間有如下關(guān)系：v v mm/s或mm/minv 式中：n刀具或工件轉(zhuǎn)速，r/s或r/min；z刀具的齒數(shù)。切削用量切削用量v3.背吃刀量背吃刀量v在通過切削刃上選定點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)主運(yùn)動方向的切削層尺寸平面中，垂直于進(jìn)給運(yùn)動方向測量的切削層尺寸，稱為背吃刀量，以aP表示，單位為mm 。切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則粗、精加工時(shí)粗、精加工時(shí)切削用量的切削用量的選擇規(guī)律？選擇規(guī)律？粗加工：粗加工：ap、v/h、F 精加工：精加工：ap、v

9、/h、F 簡單簡單N2G90G54M30 工 件 零 點(diǎn) 偏 置 機(jī) 床 原 點(diǎn) X Y Z X Y Z G 54原 點(diǎn) G 59原 點(diǎn) G 59工 件 坐 標(biāo) 系 G 54工 件 坐 標(biāo) 系 。 。 。 程序、坐標(biāo)系程序、坐標(biāo)系-原點(diǎn)原點(diǎn)切入切出程序編制原則v （1）保證零件的加工精度和表面質(zhì)量，且效率要高；）保證零件的加工精度和表面質(zhì)量，且效率要高； v （2）減少編程時(shí)間和程序容量：）減少編程時(shí)間和程序容量： v （3）減少空刀時(shí)間和在輪廓面上的停刀，以免劃傷零）減少空刀時(shí)間和在輪廓面上的停刀，以免劃傷零件；件； v （4）減少零件的變形；）減少零件的變形； v （5）位置精度要求高的孔

10、系零件的加工應(yīng)避免機(jī)床反）位置精度要求高的孔系零件的加工應(yīng)避免機(jī)床反向間隙的帶入而影響孔的位置精度；向間隙的帶入而影響孔的位置精度；v （6)復(fù)雜曲面零件的加工應(yīng)根據(jù)零件的實(shí)際形狀、精復(fù)雜曲面零件的加工應(yīng)根據(jù)零件的實(shí)際形狀、精度要求、加工效率等多種因素來確定是行切還是環(huán)切度要求、加工效率等多種因素來確定是行切還是環(huán)切，是等距切削還是等高切削的加工路線等。，是等距切削還是等高切削的加工路線等。v1.1.機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系 在數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動和輔助運(yùn)動，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動的位移和運(yùn)動的方向，這就需要通過坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)，這個坐標(biāo)系被稱之為機(jī)床

11、坐標(biāo)系。 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)v1 1 機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系v機(jī)床坐標(biāo)系和主運(yùn)動方向機(jī)床坐標(biāo)系和主運(yùn)動方向 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是用來確定刀具運(yùn)動路徑的依據(jù)。為了保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行、操作及程序編制的一致性，并使編制的程序?qū)ν愋蛿?shù)控機(jī)床具有互換性，數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定了機(jī)床坐標(biāo)系及各軸的名稱和運(yùn)動方向。v標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定右手笛卡兒直角坐標(biāo)系數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)坐標(biāo)軸的確定及運(yùn)動方向的確定坐標(biāo)軸的確定及運(yùn)動方向的確定按照工件相對于刀具的運(yùn)動原則定義按照工件相對于刀具的運(yùn)動原則定義Z Z軸軸：平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎?。：平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸，刀具遠(yuǎn)

12、離工件的方向?yàn)檎?。對于沒有主軸的機(jī)床，對于沒有主軸的機(jī)床，Z Z軸垂直于工件的裝夾面。軸垂直于工件的裝夾面。X X軸軸：平行于工件裝夾面的水平方向。：平行于工件裝夾面的水平方向。Y Y軸軸：其正方向根據(jù)右手定則由：其正方向根據(jù)右手定則由X X和和Z Z的方向確定。的方向確定。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸A A、B B、C C：表示軸線為：表示軸線為X X、Y Y、Z Z的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，正方向由右手螺旋定則確定。正方向由右手螺旋定則確定。附加坐標(biāo)軸（輔助坐標(biāo)）附加坐標(biāo)軸（輔助坐標(biāo)）：平行于：平行于X X、Y Y、Z Z的其他輔的其他輔助坐標(biāo)分別定義為助坐標(biāo)分別定義為U U、V V、W W或或P

13、P、Q Q、R R。數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系(a)數(shù)控車床坐標(biāo)系；(b)數(shù)控銑床坐標(biāo)系；(c)數(shù)控鏜床坐標(biāo)系；(d)數(shù)控龍門銑床坐標(biāo)系數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)四軸加工中心坐標(biāo)系：四軸加工中心坐標(biāo)系：數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ) v2 2、機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置、機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置 機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。 v 1 1）、數(shù)控車床的原點(diǎn)）、數(shù)控車床的原點(diǎn)在數(shù)控車床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處，見右圖。同時(shí)，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機(jī)床原點(diǎn)設(shè)定在X、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ) v 2

14、2）、數(shù)控銑床的原點(diǎn)）、數(shù)控銑床的原點(diǎn) 在數(shù)控銑床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在在數(shù)控銑床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在X X、Y Y、Z Z坐標(biāo)的坐標(biāo)的正方向極限位置上。 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ) 3 3、機(jī)床參考點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn) 機(jī)床參考點(diǎn)是用于對機(jī)床運(yùn)動進(jìn)行檢測和控制的固定位置點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造廠家在每個進(jìn)給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點(diǎn)對機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個已知數(shù)。 通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的；而在數(shù)控車床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)。右圖所示為數(shù)控車床的參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)。 數(shù)控機(jī)床開機(jī)時(shí)，必須先確定機(jī)床原點(diǎn)，而確定機(jī)床原點(diǎn)的運(yùn)動就是刀架返

15、回參考點(diǎn)的操作，這樣通過確認(rèn)參考點(diǎn)，就確定了機(jī)床原點(diǎn)。只有機(jī)床參考點(diǎn)被確認(rèn)后，刀具（或工作臺）移動才有基準(zhǔn)。 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)v4 4、編程坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系 v編程坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標(biāo)系。 v編程坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時(shí)不必考慮工件毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ) v編程原點(diǎn)是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)。編程原點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機(jī)床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致 。編程原點(diǎn) 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)v5 5 、加工坐標(biāo)系、加工坐標(biāo)系 1）加工坐標(biāo)系的確

16、定 v加工坐標(biāo)系是指以確定的加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。v加工原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)v 工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工件原點(diǎn)，也叫做工件零點(diǎn)。與機(jī)床坐標(biāo)系不同，工件坐標(biāo)系是人為設(shè)定的，選擇工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)的一般原則是：v 1盡量選在工件圖樣的基準(zhǔn)上，便于計(jì)算，減少錯誤，以利于編程。v 2盡量選在尺寸精度高，粗糙度值低的工件表面上，以提高被加工件的加工精度。v 3要便于測量和檢驗(yàn)。v 4對于對稱的工件，最好選在工件的對稱中心上。v 5對于一般零件，選在工件外輪廓的某一角上。v 6Z軸方向的原點(diǎn)，一般設(shè)在工件表

17、面。 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)v工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系v數(shù)控加工程序是由各種功能字按照規(guī)定的格式組成的。正確地理解各個功能字的含義，恰當(dāng)?shù)氖褂酶鞣N功能字，按規(guī)定的程序指令編寫程序，是編好數(shù)控加工程序的關(guān)鍵。程序編制的規(guī)則，首先是由所采用的數(shù)控系統(tǒng)來決定的，所以應(yīng)詳細(xì)閱讀數(shù)控系統(tǒng)編程、操作說明書，以下按常用數(shù)控系統(tǒng)的共性概念進(jìn)行說明。 數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)v一個數(shù)控加工程序是一個數(shù)控加工程序是若干個程序段若干個程序段組成的。每個程序段是由組成的。每個程序段是由一個或多一個或多個指令字個指令字組成。指令字表示組成。指令字表示一個信一個信息單元息單

18、元，具體指明機(jī)床要完成的指，具體指明機(jī)床要完成的指定動作。定動作。數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)2.程序段的組成例如：例如：% %O0001O0001N0001 G01 X100 Y100 F100 N0001 G01 X100 Y100 F100 N0002 X200 Y300N0002 X200 Y300程序段號程序段號尺寸字尺寸字進(jìn)給功能進(jìn)給功能準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能開始符開始符數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)v程序指令分類v1. 準(zhǔn)備功能（G指令）v2.輔助功能(M指令)v3.進(jìn)給功能(F指令)v4. 主軸轉(zhuǎn)速功能（S指令）v5. 刀具功能（T指令）數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)1快速點(diǎn)定位指令（G00）該指令命令刀具以點(diǎn)位控制方