數(shù)控機(jī)床概述_數(shù)控編程與操作課件

1、第二章 數(shù)控加工基礎(chǔ)知識(shí)1數(shù)控加工技術(shù)第二章 數(shù)控加工編程基礎(chǔ)目 錄第一節(jié) 數(shù)控編程概述 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系 第四節(jié) 數(shù)控程序的格式與組成 第五節(jié) 數(shù)控加工工藝文件的編制 習(xí)題2數(shù)控加工技術(shù)第一節(jié) 數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的作用與目的 數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對(duì)毛坯進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、吃刀量等）以及輔助功能（換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開、關(guān)等），按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這一程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上（如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、

2、磁泡存儲(chǔ)器），然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過程叫數(shù)控程序的編制。 3數(shù)控加工技術(shù)二、數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟：（一）數(shù)控編程的內(nèi)容 數(shù)控編程的主要內(nèi)容包括：分析零件圖樣，確定加工工藝過程；確定走刀軌跡，計(jì)算刀位數(shù)據(jù)；編寫零件加工程序；制作控制介質(zhì)；校對(duì)程序及首件試加工。 （二）數(shù)控編程的步驟圖2-1 程序編制的步驟第一節(jié) 數(shù)控編程概述4數(shù)控加工技術(shù) 圖2-1 數(shù)控編程過程 第一節(jié) 數(shù)控編程概述5數(shù)控加工技術(shù)1 分析零件圖樣和工藝處理 加工工藝就是零件加工的方法和步驟。 1.分析零件圖樣，進(jìn)行工藝分析，確定加工方法 2.排列加工工序（包

3、括毛坯制造、熱處理、和檢驗(yàn)工序） 3.確定定位裝夾方法 4.進(jìn)退刀位置 5.確定走刀路線 6.選擇刀具確定切削用量第一節(jié) 數(shù)控編程概述6數(shù)控加工技術(shù)1）、分析零件圖樣，進(jìn)行工藝分析，確定加工方法 一個(gè)零件往往有多個(gè)可行的加工方案，編程人員應(yīng)根據(jù)零件的尺寸精度、表面粗糙度、工件材料和熱處理?xiàng)l件、工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小、刀具的形狀、機(jī)床的行程、零件的安裝方法及編程的難易程度，本著合理、經(jīng)濟(jì)、可行的原則，選定一個(gè)比較好的加工方案，確定加工順序、走刀路線、選擇合適的數(shù)控機(jī)床、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的切削用量等。使在加工過程中，在保證質(zhì)量的前提下，得到較高的效率，并能充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。第一

4、節(jié) 數(shù)控編程概述7數(shù)控加工技術(shù)定位基準(zhǔn)的選擇是決定加工順序的重要因素。在安排加工工序之前，應(yīng)先找出零件的主要加工表面，并了解它們之間主要的相互位置精度要求。定位基準(zhǔn)的選擇對(duì)零件各主要表面的相互位置精度又有著直接的影響，一些彼此有較高精度要求的表面應(yīng)盡量在一次安裝下加工出來，這樣可減少零件的安裝誤差對(duì)它們之間的相互位置精度的影響。 2） 加工工序 第一節(jié) 數(shù)控編程概述8數(shù)控加工技術(shù)作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)提前加工。一般零件大致的加工順序是： 精基準(zhǔn)的加工；主要表面的粗加工； 次要表面的加工；主要表面的精加工； 最終檢查。 第一節(jié) 數(shù)控編程概述9數(shù)控加工技術(shù)3） 定位加緊方式 盡量選擇通用、組合夾具，零

5、件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 重合，以減少定位誤差；應(yīng)特別注意要迅速完成工件的定 位和夾緊過程，以減少輔助時(shí)間，必要時(shí)可以考慮采用專 用夾具。 在數(shù)控加工中，即要保證加工質(zhì)量，又要減少輔助時(shí)間，提高加工效率。要注意選用能準(zhǔn)確和迅速定位并夾緊工件的裝夾方法和夾具，盡量減少裝夾次數(shù)，以減少定位誤差，力爭(zhēng)做到：在一次裝夾后，能加工出全部待加工表面。第一節(jié) 數(shù)控編程概述10數(shù)控加工技術(shù) 4） 進(jìn)退刀位置 外輪廓加工時(shí)，刀具最好沿零件周邊的切線方向切入、切出，以保證零件輪廓的光滑，如果刀具沿輪廓的法線方向直接上刀或退刀，就會(huì)在零件的切削面上留下明顯的刀痕，影響表面加工質(zhì)量。 合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，

6、保證切入過程平穩(wěn)，沒有沖擊；在連續(xù)銑削平面內(nèi)外輪廓時(shí)，應(yīng)安排好刀具的切入、切出路線。盡量沿輪廓曲線的延長線切入、切出，以免交接處出現(xiàn)刀痕。第一節(jié) 數(shù)控編程概述11數(shù)控加工技術(shù)（a）銑曲線輪廓板 （b）銑直線輪廓 圖2-2 刀具的切入切出路線第一節(jié) 數(shù)控編程概述12數(shù)控加工技術(shù)內(nèi)輪廓加工時(shí)，應(yīng)在距輪廓切削點(diǎn)一定距離的適當(dāng)位置預(yù)先打一個(gè)垂直下刀孔，先進(jìn)行適當(dāng)?shù)卮旨庸?，精加工時(shí)，刀具最好沿弧線切入、切出。切記不要在輪廓的切削點(diǎn)處直接退刀，以免在取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件碰撞，造成工件報(bào)廢或斷刀事故。 圖2-3 刀具的切入切出路線第一節(jié) 數(shù)控編程概述13數(shù)控加工技術(shù)5） 走刀路線 應(yīng)考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理

7、性及經(jīng)濟(jì)性，盡量縮短加工路線，減少空行程時(shí)間和換刀次數(shù)，以提高生產(chǎn)率；盡量使數(shù)值計(jì)算方便，程序段少，以減少編程工作量； 走刀路線與工件的加工精度和粗糙度直接相關(guān)。其確定原則是： 使數(shù)值計(jì)算容易，以減少編程工作量； 盡量使走刀路線最短，減少刀具空程距離和時(shí)間。 粗加工逆銑，精加工順銑； 內(nèi)加工分層處理，行切、環(huán)切相結(jié)合。 第一節(jié) 數(shù)控編程概述14數(shù)控加工技術(shù)逆銑：指在銑刀與工件相切的點(diǎn)上，刀齒旋轉(zhuǎn)的切線方向與工件進(jìn)給方向相反（與刀具的進(jìn)給方向相同）。圖2-4 逆銑第一節(jié) 數(shù)控編程概述15數(shù)控加工技術(shù)順銑：指在銑刀與工件的相切點(diǎn)，刀齒旋轉(zhuǎn)的切線方向與工件的進(jìn)給方向相同（與刀具的進(jìn)給方向相反）。圖2

8、-5 順銑第一節(jié) 數(shù)控編程概述16數(shù)控加工技術(shù)用行切法則在兩次走刀的起點(diǎn)與終點(diǎn)處會(huì)留下殘余高度。用環(huán)切法雖可克服上述缺點(diǎn)，但計(jì)算量大。先用行切法，最后再環(huán)切一刀，可得到較好的效果，綜合法。圖2-6 行切與環(huán)切第一節(jié) 數(shù)控編程概述17數(shù)控加工技術(shù) 6）合理地選用刀徑及切削用量 應(yīng)根據(jù)工件材料的性能，機(jī)床的加工能力，加工工序的類型，切削用量以及其他與加工有關(guān)的因素來選擇刀具。對(duì)刀具總的要求是：安裝調(diào)整方便，剛性好，精度高，使用壽命長等。 圖2-7 切深第一節(jié) 數(shù)控編程概述18數(shù)控加工技術(shù) 切削用量包括：主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度等。切削深度由機(jī)床、刀具、工件的剛度確定，在剛度允許的條件下，粗加工

9、取較大切削深度，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率 ，一般為210mm，余量為0.20.5mm，由精加工清理；精加工取較小切削深度，以獲得表面質(zhì)量。主軸轉(zhuǎn)速由機(jī)床允許的切削速度及工件直徑選取。進(jìn)給速度則按零件加工精度、表面粗糙度要求選取，粗加工取較大值，精加工取較小值。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度及進(jìn)給系統(tǒng)性能限制。 第一節(jié) 數(shù)控編程概述19數(shù)控加工技術(shù)7）編程原點(diǎn)和編程坐標(biāo)系：編程坐標(biāo)系是指在數(shù)控編程時(shí)，在工件上確定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系，其原點(diǎn)也是數(shù)控加工的對(duì)刀點(diǎn)。要求所選擇的編程原點(diǎn)及編程坐標(biāo)系應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單；編程原點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上，并在加工過程中便于檢查的位置；引起的加工誤差要小。

10、第一節(jié) 數(shù)控編程概述20數(shù)控加工技術(shù)2 數(shù)學(xué)處理（運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)計(jì)算） 完成工藝處理后，下一步需根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸、走刀路線先選擇工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系），計(jì)算粗、精加工各運(yùn)動(dòng)軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。一般的數(shù)控系統(tǒng)均具有直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能。對(duì)于點(diǎn)定位的數(shù)控機(jī)床（如數(shù)控沖床）一般不需要計(jì)算；對(duì)于加工由圓弧與直線組成的較簡(jiǎn)單的零件輪廓加工，需要計(jì)算出零件輪廓線上各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值；當(dāng)零件圖樣所標(biāo)尺寸的坐標(biāo)系與所編程序的坐標(biāo)系不一致時(shí)，需要進(jìn)行相應(yīng)的換算；若數(shù)控機(jī)床無刀補(bǔ)功能，則應(yīng)計(jì)算刀心軌跡；對(duì)于形狀比較復(fù)雜的非圓曲線（如漸開線、雙曲線等）的

11、加工，需要用小直線段或圓弧段逼近，按精度要求計(jì)算出其節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值；自由曲線、曲面及組合曲面的數(shù)學(xué)處理更為復(fù)雜，需利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。 第一節(jié) 數(shù)控編程概述21數(shù)控加工技術(shù)3 編寫加工程序單 在加工順序、工藝參數(shù)以及刀位數(shù)據(jù)確定后，就可按數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單。編程人員應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、指令功能、代碼書寫格式等非常熟悉，才能編寫出正確的零件加工程序。對(duì)于形狀復(fù)雜（如空間自由曲線、曲面）、工序很長、計(jì)算煩瑣的零件采用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程。 對(duì)于加工過程比較復(fù)雜的工件還應(yīng)附上必要的加工示意圖、刀具卡片和刀具布置圖、機(jī)床調(diào)整卡、工序卡及必要的說明。4、輸入數(shù)控程序 程

12、序編寫好之后，可通過鍵盤直接將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，或者通過數(shù)據(jù)線或者網(wǎng)線，利用傳輸軟件傳送到機(jī)床。 第一節(jié) 數(shù)控編程概述22數(shù)控加工技術(shù)5 程序校驗(yàn)和試切 經(jīng)過試運(yùn)行和試加工兩步檢驗(yàn)后，才能進(jìn)行正式加工。通過試運(yùn)行，檢驗(yàn)程序語法是否有錯(cuò)，加工軌跡是否正確；通過試加工可以檢驗(yàn)其加工工藝及有關(guān)切削參數(shù)指定得是否合理，加工精度能否滿足零件圖樣要求，加工工效如何，以便進(jìn)一步改進(jìn)。 程序的校驗(yàn)的方法有：仿真軟件模擬啟動(dòng)機(jī)床，按照輸入的程序進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性。在具有走刀軌跡顯示屏的數(shù)控機(jī)床上，進(jìn)行工件的模擬加工，檢查走刀軌跡的正確性。用易加工材料，如塑料、木材、石蠟等，代替零件材料進(jìn)行試切

13、削 。第一節(jié) 數(shù)控編程概述23數(shù)控加工技術(shù)三、數(shù)控編程的方法1手工編程 從工件的圖樣分析、工藝過程的確定、數(shù)值計(jì)算到編寫加工程序單、制作控制介質(zhì)等都是人手工完成的。整個(gè)編程過程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力） 第一節(jié) 數(shù)控編程概述圖2-3手工編程 *本書主要講解手工編程。 24數(shù)控加工技術(shù)據(jù)國外統(tǒng)計(jì)：用手工編程時(shí)，一個(gè)零件的編程時(shí)間與機(jī)床實(shí)際加工時(shí)間之比，平均約為 30：1。數(shù)控機(jī)床不能開動(dòng)的原因中，有2030%是由于加工程序不能及時(shí)編制出造成的。編程自動(dòng)化是當(dāng)今的趨勢(shì)！第一節(jié) 數(shù)控編程概述25數(shù)控加工技術(shù)2自動(dòng)編程

14、自動(dòng)編程也稱為計(jì)算機(jī)輔助編程。編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡(jiǎn)便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。它包括數(shù)控語言編程和圖形交互式編程。 自動(dòng)編程適用于：形狀復(fù)雜的零件；雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個(gè)孔的零件）；雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大的零件（如輪廓加工時(shí)，非圓曲線的計(jì)算）。 自動(dòng)編程第一節(jié) 數(shù)控編程概述26數(shù)控加工技術(shù)一、數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇 數(shù)控加工工藝性分析 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 27數(shù)控加工技術(shù) 對(duì)于一個(gè)零件來說，并

15、非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成，而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。在數(shù)控加工中無論是手工編程還是自動(dòng)編程，編程以前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對(duì)一些工藝問題（如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等）也需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一向十分重要的工作。第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定（一）數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇28數(shù)控加工技術(shù)機(jī)床的合理選用 要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品 有利于提高生產(chǎn)率。 盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 29數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控機(jī)床加工的適用范圍可用圖定性分析。 圖2-

16、4零件復(fù)雜程度與零件批量的關(guān)系 圖 2-5零件批量與總加工費(fèi)用的關(guān)系第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 30數(shù)控加工技術(shù)2、不適于數(shù)控加工的內(nèi)容需要用較長時(shí)間占機(jī)調(diào)整的加工內(nèi)容。加工余量極不穩(wěn)定，數(shù)控機(jī)床上無法自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的加工內(nèi)容。不能在一次安裝中加工完成的零星分散部位，采用數(shù)控加工很不方便，效果不明顯，可以安排普通機(jī)床補(bǔ)充加工。 普通機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容。普通機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容。普通機(jī)床效率低，工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚有加工能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。1、適于數(shù)控加工的內(nèi)容 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 31數(shù)控加工技術(shù)（

17、二） 數(shù)控加工工藝性分析 數(shù)控加工工藝，是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。數(shù)控加工工藝過程，是利用切削工具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過程。第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 32數(shù)控加工技術(shù)1、零件圖樣分析（1）零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。 在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。如圖（a）在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸

18、。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 33數(shù)控加工技術(shù) 零件設(shè)計(jì)人員在尺寸標(biāo)注時(shí)，一般總是較多地考慮裝配等使用特性，因而常采用如圖 (b)所示的局部分散的標(biāo)注方法，這樣就給工序安排和數(shù)控加工帶來諸多不便。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的累積誤差而破壞零件的使用特性，因此，可將局部的分散標(biāo)注法改為同一基準(zhǔn)標(biāo)注或直接標(biāo)注坐標(biāo)尺寸。 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 34數(shù)控加工技術(shù)（2）構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 構(gòu)成零件輪廓的幾何元素（點(diǎn)、線、面）的條件（如相切、相交

19、、垂直和平行等），是數(shù)控編程的重要依據(jù)。手工編程時(shí)，要依據(jù)這些條件計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；自動(dòng)編程時(shí)，則要根據(jù)這些條件對(duì)構(gòu)成零件的所有幾何元素進(jìn)行定義.（3）分析被加工零件的設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)標(biāo)注的尺寸公差和形位公差等相關(guān)信息，將加工表面區(qū)分為重要表面和次要表面，并找出其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，進(jìn)而遵循基準(zhǔn)選擇的原則，確定加工零件的定位基準(zhǔn)，分析零件的毛坯是否便于定位和裝夾，夾緊方式和夾緊點(diǎn)的選取是否會(huì)有礙刀具的運(yùn)動(dòng)，夾緊變形是否對(duì)加工質(zhì)量有影響等。為工件定位、安裝和夾具設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 35數(shù)控加工技術(shù)2.零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) （1）零件的內(nèi)腔與外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的

20、幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，方便編程，提高生產(chǎn)效益。 （2）內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小。對(duì)于如圖所示零件，其結(jié)構(gòu)工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)角圓弧半徑的大小等因素有關(guān)。第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 36數(shù)控加工技術(shù) 圖(b)與(a)相比，轉(zhuǎn)角圓弧半徑R大，可以采用直徑較大的立銑刀來加工；加工平面時(shí)，進(jìn)給次數(shù)也相應(yīng)減少，表面加工質(zhì)量也會(huì)好一些，因而工藝性較好。反之，工藝性較差。通常R0.2H(H為被加工工件輪廓面的最大高度)時(shí)，可以判定零件該部位的工藝性不好。 圖3-3 數(shù)控加工工藝性對(duì)比 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 37數(shù)控加工

21、技術(shù) （3）零件銑槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不要過大。如圖所示，銑刀端面刃與銑削平面的最大接觸直徑dD-2r(D為銑刀直徑)，當(dāng)D一定時(shí)，r越大，銑刀端面刃銑削平面的面積越小，加工平面的能力就越差，效率越低，工藝性也越差。當(dāng)r大到一定程度時(shí)，甚至必須用球頭銑刀加工，這是應(yīng)該盡量避免的。 圖3-4 零件底面圓弧對(duì)加工工藝的影響 （4）盡可能在一次裝夾中完成所有能加工表面的加工，為此要選擇便于各個(gè)表面都能加工的定位方式；若需要二次裝夾，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中若沒有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，會(huì)因工件重新安裝產(chǎn)生定位誤差，從而使加工后的兩個(gè)面上的輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)，因此，為保證二次裝夾加工后其相對(duì)

22、位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 38數(shù)控加工技術(shù)3、定位基準(zhǔn)可靠 在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn)，或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。如圖(a)所示的零件，為增加定位的穩(wěn)定性，可在底面增加一工藝凸臺(tái)，如圖(b)所示。在完成定位加工后再除去。 （b）改進(jìn)后的結(jié)構(gòu) （a）改進(jìn)前的結(jié)構(gòu)圖3-5工藝凸臺(tái)的應(yīng)用第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 39數(shù)控加工技術(shù)4、統(tǒng)一幾何類型及尺寸 零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長度。零件的形狀盡可能對(duì)稱，便于利

23、用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來編程，以節(jié)省編程時(shí)間。 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 40數(shù)控加工技術(shù)（三）數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與普通機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別,在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程中，因而要與其它加工工藝銜接好。常見工藝流程如右圖所示。第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 41數(shù)控加工技術(shù)（1）按零件裝卡定位方式劃分工序。（以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)）。 如圖所示的

24、片狀凸輪，按定位方式可分為兩道工序，第一道工序可在數(shù)控機(jī)床上也可普通機(jī)床上進(jìn)行。以外圓表面的B平面定位加工端面A和直徑22H7的內(nèi)孔，然后再加工端面B和4H7的工藝孔；第二道工序以已加工過的兩個(gè)孔和一個(gè)端面定位，在另一臺(tái)數(shù)控銑床或加工中心上銑削凸輪外表面輪廓。 圖 片狀凸輪 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 1、工序的劃分42數(shù)控加工技術(shù)（2）以粗、精加工劃分工序。 對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對(duì)粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來說，凡要進(jìn)行粗、精加工的過程，都要將工序分開。 如圖所示批量生產(chǎn)的零件，第一道工序在數(shù)控車床上進(jìn)行粗車削時(shí)，應(yīng)切除整個(gè)零件的大部分余量；第二道工序在另一

25、臺(tái)數(shù)控車床上進(jìn)行半、精車削，以保證加工精度和表面粗糙度的要求。 圖 車削加工的零件 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 43數(shù)控加工技術(shù)（3）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。 （4）以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝

26、路線的擬定 44數(shù)控加工技術(shù)2、順序的安排 順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮； （2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工； （3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)； 第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定 45數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定二、數(shù)控加工的工藝路線分析 （一）加工工序劃分：常用的工序劃分原則有以下兩種 1、保證精度的原則 數(shù)控加工要求工序盡可能集中

27、，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對(duì)工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。對(duì)軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要求。同時(shí)，對(duì)一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。 2、提高生產(chǎn)效率的原則 數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，應(yīng)將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個(gè)部位時(shí)，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加工部位。 *實(shí)際中，數(shù)控加工工序要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。 46數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加

28、工工藝路線的擬定（二）加工路線的確定1、車圓錐的加工路線分析 圖2-9 車圓錐的加工路線 數(shù)控車床上車外圓錐，假設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d ，錐長為L，車圓錐的加工路線如圖所示。 圖（a）：階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計(jì)算：此加工路線，粗車時(shí)，刀具背吃刀量相同，但精車時(shí)，背吃刀量不同；刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線最短。 圖（b）：相似斜線切削路線，也需計(jì)算粗車時(shí)終刀距S按此種加工路線，刀具切削運(yùn)動(dòng)的距離較短 。 圖（c）：斜線加工路線，只需確定了每次背吃刀量ap，而不需計(jì)算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運(yùn)動(dòng)的路線較長。 47數(shù)控加工技術(shù)第

29、二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定2、車圓弧的加工路線分析 圖2-10 階梯切削路線車圓弧 如圖所示為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計(jì)算出粗車的終刀距S，即求圓弧與直線的交點(diǎn)。此方法刀具切削運(yùn)動(dòng)距離較短，但數(shù)值計(jì)算較繁。 （a） 圖2-11 同心圓弧切削路線車圓弧 （b） 圖（a）為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量ap后，對(duì)90圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)較易確定，數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，編程方便，常采用。但按圖（b）加工時(shí)，空行程時(shí)間較長。 48數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬

30、定圖2-12 車錐法切削路線車圓弧 如圖所示為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個(gè)圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖所示，連接OC交圓弧于D，過D點(diǎn)作圓弧的切線AB。 此方法數(shù)值計(jì)算較繁，刀具切削路線短。49數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定3、車螺紋時(shí)軸向進(jìn)給距離的分析 車螺紋時(shí)，刀具沿螺紋方向的進(jìn)給應(yīng)與工件主軸旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系?？紤]到刀具從停止?fàn)顟B(tài)到達(dá)指定的進(jìn)給速度或從指定的進(jìn)給速度降至零，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必有一個(gè)過渡過程，沿軸向進(jìn)給的加工路線長度，除保證加工螺紋長度外，還應(yīng)增加1（5mm)的刀具引入距

31、離和2（2mm)的刀具切出距離，如圖所示。這樣來保證切削螺紋時(shí)，在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。 圖2-13 切削螺紋時(shí)引入、引出距離 50數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定4、輪廓銑削加工路線的分析 對(duì)于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時(shí)，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則會(huì)出現(xiàn)明顯的界限痕跡。如圖2-14所示，用圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時(shí)，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而讓刀具多運(yùn)動(dòng)一段距離，最好沿切線方向，以免取消刀具補(bǔ)償時(shí)，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報(bào)廢。銑削內(nèi)圓弧時(shí)，也要遵守從切向切入的原則

32、，安排切入、切出過渡圓弧，如圖2-15所示，若刀具從工件坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，其加工路線為12345，這樣，來提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。 圖2-14 銑削外圓加工路線圖2-15 銑削內(nèi)孔加工路線 51數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定5、位置精度要求高的孔加工路線的分析 對(duì)于位置精度要求精度較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時(shí)，就有可能將沿坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。如圖所示，圖（a）為零件圖，在該零件上加工的六個(gè)尺寸相同的孔，有兩種加工路線。當(dāng)按（b） 圖所示路線加工時(shí)，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，在Y方向反向間隙會(huì)使定位誤差增加，而影響5

33、、6孔與其它孔的位置精度。按圖（c）所示路線，加工完4孔后，往上移動(dòng)一段距離到P點(diǎn)，然后再折回來加工5、6孔，這樣方向一致，可避免反向間隙的引入，提高5、6孔與其它孔的位置精度。 圖2-16 孔加工路線示意圖 52數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定6、銑削曲面的加工路線的分析 銑削曲面時(shí)，常用球頭刀采用“行切法”進(jìn)行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定。對(duì)于邊界敞開的曲面加工，可采用兩種加工路線。如圖2-17所示，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)大葉片，當(dāng)采用圖（a）的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可

34、以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用圖（b）的加工方案時(shí)，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開始加工。圖 2-17 曲面加工的加工路線 53數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定三、數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì) （一）確定走刀路線和安排加工順序 走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。確定走刀路線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、確定走刀路線和安排加工順序 如加工圖(a)所示零件上的孔系。(a)零件圖樣 (b)路線1 如(b

35、)圖的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔。(c)路線2 若改用(c)圖的走刀路線，減少空刀時(shí)間，則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍，提高了加工效率。圖2-18最短走刀路線的設(shè)計(jì) 54數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定2、最終輪廓一次走刀完成 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。 如圖(a)為用行切方式加工內(nèi)腔的走刀路線，這種走刀能切除內(nèi)腔中的全部余量，不留死角，不傷輪廓。但行切法將在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，而達(dá)不到要求的表面粗糙度。所以如采用圖(b)的走刀路線，先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。圖(c)也

36、是一種較好的走刀路線方式。 (a)路線1 (b)路線2 (c)路線3 圖2-19銑削內(nèi)腔的三種走刀路線 55數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定3、選擇切入切出方向 考慮刀具的進(jìn)、退刀（切入、切出）路線時(shí)，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕，如圖所示。 圖2-20刀具切入和切出時(shí)的外延 56數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定3、選擇使工件在加工后變形小的路線 對(duì)橫截面積小的細(xì)長零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去

37、除余量法安排走刀路線。安排工步時(shí)，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。 57數(shù)控加工技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控加工工藝路線的擬定（二）確定定位和夾緊方案，在確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 1、盡可能做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一； 2、盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面； 3、避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長的裝夾方案； 4、夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 58數(shù)控加工技術(shù) 如圖(a)薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時(shí)工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形會(huì)小得多。 (a) 薄壁套 在夾緊圖(b)所示的薄壁箱體時(shí)，夾緊力不應(yīng)作用在箱體

38、的頂面，應(yīng)作用在剛性較好的凸邊上(b) 改進(jìn)方法1 如圖(c)所示，改為在頂面上三點(diǎn)夾緊，改變著力點(diǎn)位置，以減小夾緊變形。 (c)改進(jìn)方法2 59數(shù)控加工技術(shù) 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。平頭銑刀 球頭銑刀 車刀 鉆頭3.1 數(shù)控加工工藝分析 （三）確定刀具與工件的相對(duì)位置 60數(shù)控加工技術(shù)對(duì)刀點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床在加工開始時(shí)，確定刀具與工件的相對(duì)位置是很重要的，這一相對(duì)位置是通過確認(rèn)對(duì)刀點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)刀點(diǎn)是指通過對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在被加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上與零件定位基準(zhǔn)有一定尺寸聯(lián)系的某一位置，

39、對(duì)刀點(diǎn)往往就選擇在零件的加工原點(diǎn)。 在使用對(duì)刀點(diǎn)確定加工原點(diǎn)時(shí)，就需要進(jìn)行“對(duì)刀”。所謂對(duì)刀是指使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合的操作。每把刀具的半徑與長度尺寸都是不同的，刀具裝在機(jī)床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置。3.1 數(shù)控加工工藝分析 61數(shù)控加工技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系一、機(jī)床坐標(biāo)系 坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)方向及其命名 統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)的方向，可使編程方便，并使編出的程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有通用性。同時(shí)也給 維修和使用帶來極大的方便。ISO和我國都擬定了命名的標(biāo)準(zhǔn)。(我國已制訂了JB3051-82數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)，它與ISO841等效。)62數(shù)控加工技術(shù) ISO

40、和中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：坐標(biāo)軸：數(shù)控裝備的每個(gè)進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓周進(jìn)給) 定義為坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)軸。數(shù)控裝備坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系（X.Y.Z）。坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定則決定?；剞D(zhuǎn)坐標(biāo)：繞X.Y.Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A.B.C表示，坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手螺旋法則而定。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系63數(shù)控加工技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺?biāo)軸x、Y、z的關(guān)系及其正方向用右手直角定則判定。拇指為x軸，食指為Y軸，中指為z軸，圍繞x、Y、z各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及其正方向+A、 +B、 +C分別用右手

41、螺旋定則判定，拇指為x、Y、z的正向，四指彎曲的方向?yàn)閷?duì)應(yīng)的A、B、C的正向。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系64數(shù)控加工技術(shù)不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)，一律看作是工件相對(duì)靜止，刀具運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)毒呦鄬?duì)不動(dòng)，而工件相對(duì)于刀具移動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)在各軸字母后加上“”表示工件運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系。按相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，工件運(yùn)動(dòng)的正方向恰好與刀具運(yùn)動(dòng)的正方向相反。直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序：先確定Z軸，再確定X軸，最后按右手定則判定Y軸。增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向1、 機(jī)床坐標(biāo)軸的確定第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系65數(shù)控加工技術(shù)2、坐標(biāo)軸方向的確定（1）、Z坐標(biāo)軸的確定1）方位Z坐標(biāo)平行主軸軸線的進(jìn)給軸。 沒有主軸或有

42、多個(gè)主軸： 垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。 主軸能擺動(dòng)：在擺動(dòng)的范圍內(nèi)其軸線只與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的某一坐標(biāo)平行時(shí)，則該坐標(biāo)便是Z坐標(biāo)；若在擺動(dòng)的范圍內(nèi)其軸線可與多個(gè)坐標(biāo)平行，則取垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系66數(shù)控加工技術(shù)2）Z坐標(biāo)正方向規(guī)定：刀具遠(yuǎn)離工件的方向。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系67數(shù)控加工技術(shù)（2）、X坐標(biāo) 要考慮兩種情況： 1）工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（車床、磨床等）： 則刀具離開工件的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。 +X+Z第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系68數(shù)控加工技術(shù)2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（銑床、鉆床、鏜床等） ，則分為兩種情況： 若Z軸為水平(如臥式銑床、鏜床)，則沿刀具主軸后端

43、向工件方向看，X坐標(biāo)的正方向指向右邊。若Z軸為垂直(如立式銑、鏜床，鉆床)，單立柱機(jī)床，從刀具向立柱看時(shí)，X的正方向指向右邊；雙立柱機(jī)床(龍門機(jī)床)，從刀具向左立柱看時(shí)，X軸的正方向指向右邊。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系69數(shù)控加工技術(shù)多軸數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系示例 (a) 臥式鏜銑床； (b) 六軸加工中心第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系70數(shù)控加工技術(shù)ZXY第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系71數(shù)控加工技術(shù)+Z+X/+Y+C/第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系72數(shù)控加工技術(shù)（3）、Y坐標(biāo) 利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標(biāo)的正方向。右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向?yàn)槭持钢赶?。右手螺?/p>

44、法則：在X Z平面，從Z至X，姆指所指的方向?yàn)?y。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系73數(shù)控加工技術(shù)（4）、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A、B和C 繞X.Y.Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A.B.C表示，坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手螺旋法則而定。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系74數(shù)控加工技術(shù)（5）、附加坐標(biāo)系 為了編程和加工的方便，有時(shí)還要設(shè)置附加坐標(biāo)系。 對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，通常建立的附加坐標(biāo)系有： （1）指定平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸 可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。 （2）指定不平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸 也可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系75數(shù)控加工

45、技術(shù)（6）、對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的方向規(guī)定工件運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，必須將刀具運(yùn)動(dòng)所作的規(guī)定作相反的安排，用帶的字母，表示工件相對(duì)于刀具的正向運(yùn)動(dòng)指令。對(duì)于編程、工藝人員只考慮不帶的運(yùn)動(dòng)方向。（7）、 主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向主軸的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向（正轉(zhuǎn)），是按右旋螺紋進(jìn)入工件的方向。（銑床）第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系76數(shù)控加工技術(shù)+Z+X+Y+Z+X/+Y根據(jù)所示的數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)圖，試確定X、Y、Z直線坐標(biāo)。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系77數(shù)控加工技術(shù)3. 機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及相互關(guān)系是至關(guān)重要的。（1）、機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系 1）機(jī)床原點(diǎn)（零點(diǎn)

46、）機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是在機(jī)床調(diào)試完成后便確定了，是機(jī)床上固有的點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)的建立：用回零方式建立即原點(diǎn)復(fù)歸（相當(dāng)于計(jì)算機(jī)編程中變量在內(nèi)存中的初始化）。機(jī)床原點(diǎn)建立過程實(shí)質(zhì)上是機(jī)床坐標(biāo)系建立過程。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系78數(shù)控加工技術(shù) 在數(shù)控車床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在卡盤后端面與主軸中心線的交點(diǎn)處，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。 在數(shù)控銑床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系79數(shù)控加工技術(shù)2）機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，它具有唯一性。機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床中所建立的工件坐標(biāo)系的參考

47、坐標(biāo)系。 注意：機(jī)床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系，僅作為工件坐標(biāo)系的參 考坐標(biāo)系。3）機(jī)床參考點(diǎn) 機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的。因此參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)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)。 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(dòng)就是回參考點(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，機(jī)床原點(diǎn)才被確認(rèn)，刀具（或工作臺(tái)）移動(dòng)才有基準(zhǔn)。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系80數(shù)控加工技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系81數(shù)控加工技術(shù) 機(jī)床原點(diǎn)的建立：用回零（或回

48、參考點(diǎn)）方式建立，刀架帶動(dòng)擋鐵壓下行程開關(guān)2、4時(shí)，相應(yīng)機(jī)床坐標(biāo)清零。 回零（或回參考點(diǎn)）的實(shí)質(zhì)是建立機(jī)床坐標(biāo)系。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系82數(shù)控加工技術(shù)Y軸偏置量X軸偏置量工件原點(diǎn)Z軸偏置量Y軸機(jī)床原點(diǎn)X軸Z軸臥式數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系X軸Z軸偏置量Y軸Y軸偏置量X軸偏置量機(jī)床原點(diǎn)工件原點(diǎn)立式數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Z軸第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系83數(shù)控加工技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系84數(shù)控加工技術(shù)二、編程坐標(biāo)系 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。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。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

49、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。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系85數(shù)控加工技術(shù)編程坐標(biāo)系 確定編程原點(diǎn) 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系86數(shù)控加工技術(shù)三、加工坐標(biāo)系 1、加工坐標(biāo)系的確定加工原點(diǎn)與加工坐標(biāo)系加工原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點(diǎn)或與之相關(guān)的點(diǎn)。該點(diǎn)也可以與對(duì)刀點(diǎn)重合。加工坐標(biāo)系：以加工原點(diǎn)為零點(diǎn)建立的一個(gè)坐標(biāo)系，編程時(shí)，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計(jì)算。工件原點(diǎn)偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均可設(shè)置多個(gè)工件坐標(biāo)系，在加工時(shí)通過G指令進(jìn)行換。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)

50、床坐標(biāo)系87數(shù)控加工技術(shù) 加工人員： 則應(yīng)在裝夾工件、調(diào)試程序時(shí)，將編程原點(diǎn)轉(zhuǎn)換為加工原點(diǎn)，并確定加工原點(diǎn)的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定。在加工時(shí)，工件各尺寸的坐標(biāo)值都是相對(duì)于加工原點(diǎn)而言的,這樣數(shù)控機(jī)床才能按照準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系位置開始加工。如右圖中O3為加工原點(diǎn)。 在加工過程中，數(shù)控機(jī)床是按照工件裝夾好后所確定的加工原點(diǎn)位置和程序要求進(jìn)行加工的。編程人員在編制程序時(shí)，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點(diǎn)、建立編程坐標(biāo)系、計(jì)算坐標(biāo)數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實(shí)際位置。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系88數(shù)控加工技術(shù)2、加工坐標(biāo)系的設(shè)定方法一：在機(jī)床坐標(biāo)系中直接設(shè)定加工原點(diǎn)。 例：在配置FANUC-OM系統(tǒng)

51、的立式數(shù)控銑床上設(shè)置加工原點(diǎn)03。 （1）加工坐標(biāo)系的選擇 編程原點(diǎn)設(shè)置在工件軸心線與工件底端面的交點(diǎn)上。 工作臺(tái)工作面尺寸800mm320mm，若工件裝夾在接近工作臺(tái)中間處，則確定了加工坐標(biāo)系的位置，其加工原點(diǎn)03就在距機(jī)床原點(diǎn)O1為X3、Y3、Z3處。 并且X3=-345.700mm, Y3=-196.220mm, Z3=-53.165mm。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系89數(shù)控加工技術(shù)（2）設(shè)定加工坐標(biāo)系指令 1）G54G59為設(shè)定加工坐標(biāo)系指令。G54對(duì)應(yīng)一號(hào)工件坐標(biāo)系，其余以此類推?？稍贛DI 方式的參數(shù)設(shè)置頁面中，設(shè)定加工坐標(biāo)系。如對(duì)已選定的加工原點(diǎn)O3，將其坐標(biāo)值X3= -345.70

52、0mm Y3= -196.220mm Z3=-53.165mm 圖2-33加工坐標(biāo)系設(shè)置 設(shè)在G54中，則表明在數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)定了1號(hào)工件加工坐標(biāo)。設(shè)置頁面如圖所示。 2）G54G59在加工程序中出現(xiàn)時(shí)，即選擇了相應(yīng)的加工坐標(biāo)系。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系90數(shù)控加工技術(shù)方法二：通過刀具起始點(diǎn)來設(shè)定加工坐標(biāo)系。 （1）加工坐標(biāo)系的選擇 加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)可設(shè)定在相對(duì)于刀具起始點(diǎn)的某一符合加工要求的空間點(diǎn)上。 當(dāng)機(jī)床開機(jī)回參考點(diǎn)之后，無論刀具運(yùn)動(dòng)到哪一點(diǎn)，數(shù)控系統(tǒng)對(duì)其位置都是已知的。也就是說，刀具起始點(diǎn)是一個(gè)已知點(diǎn)。 （2）定加工坐標(biāo)系指令 圖2-34設(shè)定加工坐標(biāo)系 G92為設(shè)定加工坐標(biāo)系指令。在程序

53、中出現(xiàn)G92程序段時(shí)，即通過刀具當(dāng)前所在位置即刀具起始點(diǎn)來設(shè)定加工坐標(biāo)系。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系91數(shù)控加工技術(shù) 例：在圖2-35中，當(dāng)a=50mm,b=50mm,c=10mm時(shí)，試用G92指令設(shè)定加工坐標(biāo)系。設(shè)定程序?yàn)?G92 X50 Y50 Z10 圖2-35 設(shè)定加工坐標(biāo)系應(yīng)用 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系92數(shù)控加工技術(shù)3、機(jī)床加工坐標(biāo)系設(shè)定的實(shí)例 以數(shù)控銑床（FANUC 0M）加工坐標(biāo)系的設(shè)定為例 在選擇了如右圖所示的被加工零件圖樣，并確定了編程原點(diǎn)位置后，可按以下方法進(jìn)行加工坐標(biāo)系設(shè)定： 圖2-36零件圖樣 (1)準(zhǔn)備工作：機(jī)床回參考點(diǎn)，確認(rèn)機(jī)床坐標(biāo)系； (2)裝夾工件毛坯 ：通過夾具

54、使零件定位，并使工件定位基準(zhǔn)面與機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向一致； 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系93數(shù)控加工技術(shù)(3)對(duì)刀測(cè)量：用簡(jiǎn)易對(duì)刀法測(cè)量,方法如下: 用直徑為10的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量棒、塞尺對(duì)刀，得到測(cè)量值為X = -437.726, Y = -298.160,如圖2-37所示。Z = -31.833，如圖2-38所示。 圖2-37 X、Y向?qū)Φ斗椒?圖2-38Z向?qū)Φ斗椒?第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系94數(shù)控加工技術(shù)(5)設(shè)定加工坐標(biāo)系：將開關(guān)放在 MDI 方式下，進(jìn)入加工坐標(biāo)系設(shè)定頁面。輸入數(shù)據(jù)為: X= -392.626 Y= -246.460 Z= -32.033 表示加工原點(diǎn)設(shè)置在機(jī)床坐標(biāo)系的X= -392.62

55、6; Y= -246.460; Z= -32.033 的位置上。 (6)校定設(shè)定值：對(duì)于初學(xué)者，在進(jìn)行了加工原點(diǎn)的設(shè)定后，應(yīng)進(jìn)一步校對(duì)設(shè)定值，以保證參數(shù)的正確性。校對(duì)工作的具體過程如下：在設(shè)定了G54加工坐標(biāo)系后，再進(jìn)行回機(jī)床參考點(diǎn)操作，其顯示值為： X +392.626，Y +246.460，Z +32.033。 這說明在設(shè)定了G54加工坐標(biāo)系后，機(jī)床原點(diǎn)在加工坐標(biāo)系中的位置為： X +392.626，Y +246.460，Z +32.033 這反過來也說明G54的設(shè)定值是正確的。 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系95數(shù)控加工技術(shù)第四節(jié) 數(shù)控程序的格式與組成字符與代碼的定義 字符是用來組織、控制或表示

56、數(shù)據(jù)的一些符號(hào)，如數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等。數(shù)控系統(tǒng)只能接受二進(jìn)制信息，所以必須把字符轉(zhuǎn)換成8bit信息組合成的字節(jié)，用“0”和“1”組合的代碼來表達(dá)。國際上廣泛采用兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼：（1）ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)代碼（2）EIA美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)代碼這兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼的編碼方法不同，在大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上這兩種代碼都可以使用，只需用系統(tǒng)控制面板上的開關(guān)來選擇，或用G功能指令來選擇。 96數(shù)控加工技術(shù)一. 程序的結(jié)構(gòu)程序號(hào) O2000; N01 G90 G92 X0 Y0 Z5 ;N02 G91 G17 G00 X-85 Y-25 ;N03 S400 M03 ;N04 Z-10 M08 ;

57、N05 G01 X85 F300 ;N06 G03 Y50 I0 J25 ;N07 G01 X-75;N08 Y-60 ;N09 G00 Z10 M09 ;N10 G90 X0 Y0 ; N11 M05 ;N12 M30 ;程 序 內(nèi) 容程序結(jié)束程序段：程序段號(hào)功能字段結(jié)束符程序號(hào)（名），置于程序開頭，用作一個(gè)具體加工程序的存儲(chǔ)、檢索、調(diào)用標(biāo)記。O、P、地址1、程序的組成2.2 程序結(jié)構(gòu)與代碼97數(shù)控加工技術(shù) 程序號(hào)：程序名（程序號(hào)）是一個(gè)程序必需的標(biāo)識(shí)符。由地址符后帶一般為4位數(shù)字組成。程序號(hào)地址符常見的有：“%”、“O”、“P”等，視具體數(shù)控系統(tǒng)而定。西門子系統(tǒng)和國產(chǎn)華中I型系統(tǒng)用 “%”

58、，日本FANUC系統(tǒng)用 “O”；美國的AB系統(tǒng)用“P”。程序體：它表示數(shù)控加工要完成的全部動(dòng)作，是整個(gè)程序的核心。它由許多程序段組成，每個(gè)程序段由一個(gè)或多個(gè)指令字構(gòu)成。 程序段：是一個(gè)完整的加工工步單元，它以N（程序段號(hào)）指令開頭，或LF指令結(jié)尾； 程序結(jié)束：M02(M30)作為整個(gè)程序結(jié)束的指令，有些數(shù)控系統(tǒng)可能還規(guī)定了一個(gè)特定的程序開頭和結(jié)束的符號(hào)，如% 、EM等。2.2 程序結(jié)構(gòu)與代碼98數(shù)控加工技術(shù)2、程序段的格式 指一個(gè)程序段中指令字的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng) 有不同的程序段格式，格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)就不能接受。定義：程序段是可作為一個(gè)單位來處理的、連續(xù)的字組，是加工程

59、序中的一條語句。一個(gè)加工程序是若干個(gè)程序段組成的。程序段中指令字的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的程序段格式。格式不合規(guī)定，數(shù)控裝置會(huì)發(fā)出出錯(cuò)報(bào)警。程序段格式：主要有固定順序程序段格式，帶分隔符的程序段格式，以及字地址可變程序段格式三種。固定順序程序段格式現(xiàn)在已很少采用。2.2 程序結(jié)構(gòu)與代碼99數(shù)控加工技術(shù)帶分隔符的程序段格式采用分隔符號(hào)將各字分開，每個(gè)字的順序所代表的功能固定不變，這種程序段格式不直觀易出錯(cuò)，常用于功能不多、相對(duì)固定的數(shù)控裝置中。如我國數(shù)控線切割機(jī)床的數(shù)控裝置多采用3B或4B帶分隔符的程序段格式，B為分隔符號(hào)，其一般格式為： BXBYBJGZ。目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛

60、的是字地址可變程序段格式。2.2 程序結(jié)構(gòu)與代碼100數(shù)控加工技術(shù)3、字地址可變程序段格式 每個(gè)指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號(hào)的數(shù)字。 指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫。 不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫。 因此，這種格式具有程序簡(jiǎn)單、可讀性強(qiáng)，易于檢查等優(yōu)點(diǎn)。 格式： 程序段序號(hào)字 字、 字字 程序段結(jié)束符號(hào)一般的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)各類字的允許字長都有規(guī)定，如: N4 G2 X5.3 Y5.3 Z5.3 F4 S4 T2 M2；順序號(hào) 準(zhǔn)備功能 尺寸定義 進(jìn)給功能 轉(zhuǎn)速 選刀 輔助功能 例： N0010 G01 X88.1 Y30.2