第1章-數(shù)控機床的加工程序編制課件

1、數(shù)控編程主講 姚國強A1A27/25/20221數(shù)控編程目 錄第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)第2章常用編程指令及數(shù)學(xué)處理第3章數(shù)控車床的程序編制第4章數(shù)控銑床的程序編制第5章加工中心的程序編制7/25/20222數(shù)控編程第章 數(shù)控加工編程基礎(chǔ)1.1 數(shù)控程序編制的概念1.2 數(shù)控機床的坐標系1.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計7/25/20223數(shù)控編程 數(shù)控，即數(shù)字控制(Numerical Control-NC)，指用數(shù)碼化的信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法。這種機床以數(shù)字字符指令方式控制機床各部件相對運動，實現(xiàn)機床的加工。相應(yīng)地這種機床稱為NC機床（NC Machine Tool）。1.1

2、 數(shù)控程序編制的概念1 數(shù)控機床編程的演變過程1） 數(shù)控的基本含義2） 數(shù)控編程的發(fā)展 控制介質(zhì)：數(shù)控機床加工零件所需的控制信息和數(shù)據(jù)的載體，即用來存放加工程序的載體，也稱程序載體。如穿孔帶、穿孔卡、磁帶或磁盤等。7/25/20224數(shù)控編程1908年，穿孔的金屬薄片數(shù)據(jù)載體問世； 1938年，美國麻省理工學(xué)院(MIT)進行了數(shù)據(jù)的快速運算和傳輸，奠定了計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；1952年，研制出第1臺三坐標數(shù)控銑床，可作直線插補，57年投入使用。2） 數(shù)控編程的發(fā)展1953年，MIT就開始研究數(shù)控自動編程系統(tǒng)； 1959年，第1代自動編程系統(tǒng)APT系統(tǒng)產(chǎn)生；上世紀70年代后，NC發(fā)展進入軟件

3、數(shù)控階段，編程也進入了嶄新的時代，自動編程先后出現(xiàn)了語言輸入（APT）、圖形輸入、語音輸入、實物模型輸入等不同系統(tǒng)，其中圖形編程系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。7/25/20225數(shù)控編程 穿孔帶是在早期數(shù)控中使用比較廣泛的數(shù)控程序載體。典型的8單位穿孔帶如圖：7/25/20226數(shù)控編程數(shù)控加工程序應(yīng)該包含在CNC機床上實現(xiàn)加工零件整個過程的所有信息，如有關(guān)零件、機床、工夾具、工藝等。數(shù)控編程的過程如圖： 程序編制定義和方法7/25/20227數(shù)控編程 通過對零件圖的分析，把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)以及輔助動作，按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，并把程

4、序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，輸入CNC裝置，從而控制機床加工零件。 這種從零件圖分析到制成控制介質(zhì)的全部過程，稱為數(shù)控加工的程序編制。1）數(shù)控編程的定義：數(shù)控加工的過程演示如下：加工動畫7/25/20228數(shù)控編程數(shù)控加工流程：7/25/20229數(shù)控編程2）數(shù)控程序樣本：O10N10 G55 G90 G01 Z40 F2000N20 M03 S500N30 G01 X-50 Y0N40 G01 Z-5 F100N50 G01 G42 X-10 Y0 H01N60 G01 X60 Y0N70 G03 X80 Y20 R20N80 M05N90 M307/25/202210數(shù)控編程3) 編程具

5、體步驟數(shù)控編制的內(nèi)容主要包括：分析零件圖;確定加工工藝過程；進行刀具運動軌跡坐標計算；編寫程序單；制備控制介質(zhì)；程序校驗和首件試切6個步驟，如圖所示。7/25/202211數(shù)控編程(2)確定加工工藝 制定數(shù)控加工工藝除考慮通常的一般工藝原則外，還應(yīng)考慮充分發(fā)揮所有數(shù)控機床的指令功能，走刀路線要短，換刀次數(shù)盡可能少等問題。一般要考慮如下幾點：(1)分析零件圖紙 通過對工件材料、形狀、尺寸精度及毛坯形狀和熱處理的分析，確定工件在數(shù)控機床上進行加工的可行性。確定加工方案 刀具、工夾具的設(shè)計和選擇選擇對刀點確定加工路線 確定切削用量7/25/202212數(shù)控編程(5)*制備控制介質(zhì) 程序單是文字記錄，

6、還要把程序單內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上或直接輸入數(shù)控裝置存儲。(3)數(shù)學(xué)處理 在確定了工藝方案后，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計算刀具中心運動軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。計算零件輪廓相鄰幾何元素交點或切點的坐標值，如幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心坐標值等。(4)編寫程序單 在完成工藝處理和數(shù)值計算工作后，可以編寫零件加工程序單，編程人員根據(jù)所使用數(shù)控系統(tǒng)的指令、程序段格式，逐段編寫零件加工程序。7/25/202213數(shù)控編程) 數(shù)控加工程序的編制方法 數(shù)控編程的方法有手工編程和自動編程，自動編程是指數(shù)控加工程序編制工作的大部分或全部由計算機完成。 手工編程是指各個步驟均由手工編制，即從工件的圖

7、樣分析、工藝過程的確定、數(shù)值計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。整個過程如圖：(6)程序校驗和首件試切 通常，加工程序需要人工校對檢查，并在數(shù)控機床上進行試切，以檢查機床的動作和運動軌跡的正確性。7/25/202214數(shù)控編程手工編程過程框圖7/25/202215數(shù)控編程3 字符與代碼 字符（Character）是一個關(guān)于信息交換的術(shù)語。它是用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號，如數(shù)字、字母、標點符號、數(shù)學(xué)運算符等，是機器能進行存儲或傳送的記號，是加工程序的最小組成單位。常規(guī)加工程序用的字符分四類：一:字母，由大寫26個英文字母組成；二:數(shù)字和小數(shù)點，由09及一個小數(shù)點組成；三

8、:符號，由+、-號組成；四:功能字符，由程序開始（結(jié)束）符（如“%”）、程序段結(jié)束符（如“；”）、跳過任選程序段符（如“/”）等組成。7/25/202216數(shù)控編程4 字與功能字字是指數(shù)控加工程序可執(zhí)行指令（程序段）中每個可作為一個單元信息存儲、傳遞和操作的含義明確的字符串，稱為程序字。如： 代碼由字符組成，有美國電子工業(yè)協(xié)會標準(EIAElectronic Industries Association)和國際標準化協(xié)會標準(ISOInternational Standardization Organization)兩種代碼的標準。 常規(guī)加工程序中的字都是由一個英文字母與隨后的若干位10進制數(shù)

9、字組成。英文字母稱為地址符，地址符與數(shù)字間可加正、負號。N30 G01 X-50 Y07/25/202217數(shù)控編程機能地址符說明程序號O或P或%程序編號地址程序段號N程序段順序編號地址坐標字X，Y，Z；U，V，W；P，Q，R；A，B，C；D，E；R；I，J，K；直線坐標軸旋轉(zhuǎn)坐標軸圓弧半徑圓弧中心坐標準備功能G指令動作方式輔助功能M，B；開關(guān)功能，工作臺分度等補償值H或D補償值地址暫停P或X或F暫停時間重復(fù)次數(shù)L或H子程序或循環(huán)程序的循環(huán)次切削用量S或VF主軸轉(zhuǎn)數(shù)或切削速度進給量或進給速度刀具號T刀庫中刀具編號表1常用地址符7/25/202218數(shù)控編程 程序段功能字按其功能的不同可分為7種

10、類型，分別是：順序號字、準備功能字、尺寸字、進給功能字、主軸轉(zhuǎn)速字、刀具功能字和輔助功能字。NGXFSTM主軸功能字輔助功能字進給功能字準備功能字程序段號尺寸字刀具功能字程序段功能字的一般順序格式：程序段各功能字的先后次序不嚴格規(guī)定。7/25/202219數(shù)控編程1）順序號字 程序段功能字按其功能的不同可分為7種類型，分別是：順序號字、準備功能字、尺寸字、進給功能字、主軸轉(zhuǎn)速字、刀具功能字和輔助功能字。順序號又稱程序段號或程序段序號。位于程序段之首，由地址符N和后續(xù)24數(shù)字組成。 順序號的作用：對程序的校對和檢索修改；作為條件轉(zhuǎn)向的目標，即作為轉(zhuǎn)向目的程序段的名稱。有順序號的程序段可以進行復(fù)歸

11、操作，指加工可以從程序的中間開始，或回到程序中斷處開始。順序號的使用規(guī)則：為正整數(shù)，編程時將第一程序段冠以N10,以后以間隔10遞增，以便于修改。7/25/202220數(shù)控編程數(shù)控加工程序的執(zhí)行順序： 數(shù)控加工順序是嚴格按照程序段編寫時的排列順序來逐段執(zhí)行的，其順序號只是程序段的名稱，與程序執(zhí)行的先后次序無關(guān)，與計算機高級語言程序按標號執(zhí)行的規(guī)則是不一樣的 。 準備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令，是用于建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。后續(xù)數(shù)字一般為23位正整數(shù)。常用為G00G99，常見日本FANUC、SIEMENS、中國國標JB3208-1983的G代碼對照如表11（P6) 2

12、）準備功能字7/25/202221數(shù)控編程3）尺寸字 尺寸字用于確定機床上刀具運動終點的坐標位置。表示時間暫停的指令也包含在內(nèi)。其中，用的較多的尺寸地址符號有3組： 第一組 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于指令到達點的直線坐標尺寸； 第二組 A，B，C，D，E 用于指令到達點的的角度坐標尺寸； 第三組 I，J，K 用于指令零件圓弧輪廓的圓心坐標尺寸。 在FANUC的有些系統(tǒng)中，還可用P指令暫停時間、用R指令圓弧的半徑等。 7/25/202222數(shù)控編程 多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)可以用準備功能字來選擇坐標尺寸的制式，如FANUC系統(tǒng)可用G20/G21來選擇英制單位/米制單位，也有些系統(tǒng)用系統(tǒng)參數(shù)來設(shè)

13、定尺寸制式。機床通電默認G21狀態(tài). 坐標尺寸字制式的選擇 采用米制時，一般單位為mm，如X100指令的坐標單位為100mm。一些數(shù)控系統(tǒng)可通過參數(shù)來選擇不同的尺寸單位。 米制常用單位一般用：1m、 10m 和1mm； 英制常用單位一般用：0.0001in和0.001in；7/25/202223數(shù)控編程4）進給功能字進給功能字的地址符是F，又稱為F功能或F指令，用于指定切削的進給速度。 對于車床，F(xiàn)可分為每分鐘進給和主軸每轉(zhuǎn)進給兩種，常用G94和G95； 對于其它數(shù)控機床，一般只用每分鐘進給。F指令在螺紋切削程序段中常用來指令導(dǎo)程。5）主軸轉(zhuǎn)速功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S，又稱為S功能或S

14、指令，一般用于直接指定主軸轉(zhuǎn)速，單位為rpm。 對于具有恒線速度功能的數(shù)控車床，程序中的S指令用來指定車削加工的線速度數(shù)。7/25/202224數(shù)控編程 刀具功能字的地址符是T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時所用刀具的編號。 對于數(shù)控車床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長度補償和刀尖半徑補償用。T后面的數(shù)字分2位、4位、6位。對于4位數(shù)字來說，如：T XX XX 當前刀具號 刀補地址號7）輔助功能字 輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般為13位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機床輔助裝置的開關(guān)動作，常用M00M99見表12。6）刀具功能字7/25/202225數(shù)控編程5 程序段與加工

15、程序一般格式程序段作為加工程序一條可執(zhí)行的具體指令，有若干程序字組成，代表著一個工步或一個動作，是可作為一個單位來處理的連續(xù)程序字組合。例如在FANUC OT系統(tǒng)數(shù)控車床中，其格式如下：N4 G2 X(U)4.3 Z(W)4.3 F3.4 M2 S4 T4; 其中：（1）N,G,X,Z,U,W,F,M,S等均為地址功能字;4.3表示一個正的或負的最多可有4位整數(shù)；3位小數(shù)的數(shù)值；3.4表示一個正的最多有3位整數(shù)，4位小數(shù)的數(shù)值；4表示一個4位正整數(shù)；2表示一個2位正整數(shù)。1）程序段格式7/25/202226數(shù)控編程N0012 G00 M03 X0012.340; N12 G0 M3 X12.3

16、4 注意：在書寫和打印程序段時，每個程序段一般占一行，在屏幕顯示程序時也是如此；程序段格式是指一個程序段中程序字、字符、數(shù)據(jù)的書寫規(guī)則；不同的數(shù)控系統(tǒng)，往往有不同或大同小異的程序段格式。（2）幾種等效的表示方法7/25/202227數(shù)控編程2）加工程序的一般格式（1）程序開始符、結(jié)束符 程序開始符、結(jié)束符是同一個字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列一段。一般系統(tǒng)默認或可省略。（2）程序名 程序名有兩種形式：一種是英文字母O和14位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字混合組成的。一般要求單列一段。（3）程序主體程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。 加

17、工程序是由若干程序段組成的，還包括開始和結(jié)束符，一般格式說明如下：7/25/202228數(shù)控編程（4）程序結(jié)束指令 程序結(jié)束指令用M02或M30。一般也要求單列一段。區(qū)別是M30在程序自動運行結(jié)束后光標返回程序開頭，執(zhí)行指向程序開頭，而M02沒有此功能。加工程序的一般格式舉例：% / 開始符O1000; / 程序名N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000; N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08; N30 X90; / 程序主體N300 M30; % / 結(jié)束符7/25/202229數(shù)控編程1.2數(shù)控機床的坐標系1 坐標系及運動方向的規(guī)定1)右手笛卡

18、爾直角坐標系 特點是各個坐標軸與機床的主要導(dǎo)軌相平行，坐標系X、Y、Z三者的關(guān)系及其方向用右手定則判定；圍繞各軸回轉(zhuǎn)運動+A、+B、+C及其正方向用右手螺旋定則確定。7/25/202230數(shù)控編程2)右手笛卡爾直角坐標系的應(yīng)用舉例7/25/202231數(shù)控編程3)坐標系確定原則刀具相對于靜止工件運動的原則即在確定機床加工過程或編程時，不論是刀具移動，還是被加工工件移動，都一律假定被加工工件相對靜止不動，而刀具在移動。標準坐標系規(guī)定為判定機床運動的方向和距離而建立的坐標系，稱機床坐標系，吻合右手笛卡爾直角坐標系。機床運動的正方向規(guī)定刀具遠離工件的方向為坐標的正方向。機床直線坐標軸XYZ的判定順序

19、先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。ISO標準規(guī)定：7/25/202232數(shù)控編程4）機床坐標軸的確定 Z坐標的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標軸即為Z坐標，Z坐標的正向為刀具離開工件的方向。（1）Z坐標軸的確定臥式車床Z坐標軸確定7/25/202233數(shù)控編程4）機床坐標軸的確定(1)Z坐標軸的確定 對于沒有主軸的機床，或機床有幾根主軸，或主軸能夠擺動，則以與裝夾工件的工作臺面相垂直的方向為Z坐標軸方向。鉆鏜床鉆入的方向為Z方向。立式銑床Z坐標軸臥式銑床Z坐標軸7/25/202234數(shù)控編程 X坐標一般是水平的，平行于工件的裝夾平面或水平導(dǎo)軌面，且垂直于Z坐

20、標軸。X軸是在刀具或工件定位平面內(nèi)運動的主要坐標。對于工件旋轉(zhuǎn)的機床（如車床、磨床等），X坐標的方向是在工件的徑向上，且平行于橫滑座導(dǎo)軌面。刀具遠離工件旋轉(zhuǎn)中心的方向為X軸正方向。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床（如銑床、鏜床、鉆床）：如Z軸是垂直的，則面對主軸看立柱時，右手所指的水平方向為X軸的正方向。如立式銑床；如果Z軸是水平的，則面對主軸看立柱時，左手所指的水平方向為X軸的正方向，如臥式銑床。(2)X坐標軸的確定7/25/202235數(shù)控編程4）機床坐標軸的確定(2)X坐標軸的確定7/25/202236數(shù)控編程(3)Y軸的確定 Y坐標軸根據(jù)X坐標和Z坐標的正方向，按照右手笛卡爾直角坐標系來判斷。(4)

21、旋轉(zhuǎn)運動的確定 圍繞坐標軸X、Y、Z旋轉(zhuǎn)的運動，分別用A、B、C表示。它們的正方向用右手螺旋法則判定。(5)附加軸 如果在XYZ主要坐標以外，還有平行于它們的坐標，第二組是UVW，第三組是PQR；對于旋轉(zhuǎn)運動，對應(yīng)于ABC可分別指定為DEF。7/25/202237數(shù)控編程立式車床Z坐標軸4）機床坐標軸的確定（1）Z坐標軸的確定7/25/202238數(shù)控編程(7)主軸正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向的關(guān)系 主軸正旋轉(zhuǎn)方向 從主軸尾端向前端(裝刀具或工件端)看，順時針為主軸正旋轉(zhuǎn)方向。對于普通臥式數(shù)控車床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向相同； 對于鉆、鏜、銑加工中心，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向為右旋螺紋進入工件的方向，

22、與C軸正方向相反。注意：主軸并不等于Z軸(6)工件運動時的相反方向 對于工件運動而不是刀具運動的機床，用帶“”的字母，表示工件運動的正方向。它與不帶“”的字母所表示刀具運動的方向相反。7/25/202239數(shù)控編程7/25/202240數(shù)控編程1)機床坐標系、機床原點 數(shù)控機床坐標系是機床的基本坐標系，其原點也稱機床原點或機床零點。 機床原點是在機床上設(shè)置的一個固定點，它由生產(chǎn)廠家在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。這個點不是一個硬件點，而是一個定義點。2 坐標系的原點(1) 數(shù)控車床的機床原點 在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處，如圖O

23、1點。 有時，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機床原點設(shè)定在X、Z坐標的正方向極限位置上。7/25/202241數(shù)控編程數(shù)控車床原點數(shù)控銑床原點(2)數(shù)控銑床的原點 在數(shù)控銑床上，機床原點一般取在X、Y、Z坐標的正方向極限位置上，見圖。 7/25/202242數(shù)控編程加工中心原點(3)立式加工中心的機床原點 一般在機床最大加工范圍平面的左前角。如圖M點。7/25/202243數(shù)控編程 機床參考點是采用增量式測量數(shù)控機床所必須具有的。機床原點是由機床參考點體現(xiàn)出來的。機床參考點是一個硬件點。它是數(shù)控機床工作區(qū)確定的一個點，與機床原點有確定的尺寸聯(lián)系。 采用增量式測量的數(shù)控機床開機后，都必須做回零操作，

24、即利用機床操作面板有關(guān)按鈕，使刀具或工作臺退回到機床參考點中。 回零操作又稱為返回參考點操作。當返回參考點的工作完成后，CRT/LCD顯示出機床參考點在機床坐標系中的坐標值，表明機床坐標系已自動建立。 2)數(shù)控機床參考點7/25/202244數(shù)控編程 機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上硬件方式用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。2)數(shù)控機床參考點 通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的； 在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。 圖示為數(shù)控車床的參考點。機床參考點是機床上的一個固定點，用于對機床工作臺、滑板與刀具相對

25、運動的測量系統(tǒng)進行標定和控制。7/25/202245數(shù)控編程 機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上硬件方式用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。2)數(shù)控機床參考點 通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的； 在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。 圖示為數(shù)控銑床的參考點。7/25/202246數(shù)控編程 編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系，供編程使用，該坐標系的原點即為編程原點。 確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。 如圖，其中O2即為編程原點。編程原點3)編程坐標系、編程原點7/

26、25/202247數(shù)控編程3)編程坐標系、編程原點注意： 編程原點應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，并編程坐標系中各軸的方向應(yīng)該與機床坐標系各軸方向一致，使編程方便。 也稱工件坐標系、工件原點或工件零點。 7/25/202248數(shù)控編程加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，其相應(yīng)的編程原點在機床坐標系中的位置。如圖中O3所示。4)加工坐標系、加工原點加工原點加工原點7/25/202249數(shù)控編程4)加工坐標系、加工原點加工原點的作用： 數(shù)控機床是按照工件裝夾好后所確定的加工原點位置和程序要求進行加工的； 編程是根據(jù)零件圖樣而不考慮

27、工件毛坯裝夾的實際位置進行的； 加工時工件各尺寸的坐標值都是相對于加工原點而言的，為保證機床準確加工，應(yīng)明確加工原點的設(shè)定值。如圖中X3,Y3,Z3。7/25/202250數(shù)控編程*加工坐標系的設(shè)定例：在配置FANUC-OM系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床上設(shè)置加工原點03。編程原點設(shè)置在工件軸心線與工件底端面的交點上。如圖：在機床坐標系中直接設(shè)定法：7/25/202251數(shù)控編程*加工坐標系的設(shè)定（1）加工坐標系的選擇 設(shè)：工作臺工作面尺寸為800mm320mm，若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標系的位置，其加工原點03就在距機床原點O1為X3、Y3、Z3處。并且：X3=-345.700mmY

28、3=-196.220mmZ3=-53.165mm7/25/202252數(shù)控編程*加工坐標系的設(shè)定（2）設(shè)定加工坐標系1）用G54G59指令設(shè)定加工坐標系。 G54對應(yīng)1號工件坐標系，其余以此類推。 設(shè)定時，可在MDI方式的參數(shù)設(shè)置頁面中，設(shè)定加工坐標系。 本例中，對已選定的加工原點O3，將其坐標值X3Y3Z3設(shè)在G54中，則表明在數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)定了1號工件加工坐標系。設(shè)置頁面如下頁圖。7/25/202253數(shù)控編程用G54G59指令設(shè)定加工坐標系：2）當G54G59在加工程序中出現(xiàn)時，即選擇了相應(yīng)的加工坐標系。 X3=-345.700mmY3=-196.220mmZ3=-53.165mm7/25

29、/202254數(shù)控編程 絕對坐標是指機床運動部件的坐標尺寸值是相對于固定的坐標原點給出,如圖。 相應(yīng)地，該坐標系稱為絕對坐標系。 3 絕對坐標系與增量坐標系XB= ,YB= XB=30,YB=377/25/202255數(shù)控編程 增量坐標是指機床運動部件的坐標尺寸值相對于前一位置給出，如圖。 相應(yīng)地，該坐標系稱為增量坐標系，常使用直線軸的第二組代碼UVW表示。 3 絕對坐標系與增量坐標系UB= ,VB=UB=20,VB=257/25/202256數(shù)控編程4.最小設(shè)定單位與編程尺寸的表示法1）最小設(shè)定單位： 數(shù)控系統(tǒng)每個進給脈沖所能實現(xiàn)的最小位移量，又稱脈沖當量（0.010.0001）。 編程時，

30、所有的編程尺寸都應(yīng)轉(zhuǎn)換成與最小設(shè)定單位相對應(yīng)的數(shù)量。2）編程尺寸的兩種表示法： 1）以最小設(shè)定單位為編程單位來表示； 2）以毫米(米制)為單位，用有效位小數(shù)來表示。例：X=524.295，Y=36.52，設(shè)定單位為10m則：1)的表示為：X52430， Z3652 2)的表示為：X524.30， Z36.527/25/202257數(shù)控編程1生產(chǎn)過程 將原料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。包括原材料的運輸和保管、生產(chǎn)技術(shù)準備、毛坯制造、機加工、熱處理、裝配、檢驗調(diào)試及油漆和安裝等。 2數(shù)控加工工藝過程 1）工藝過程：指生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)的過程。 2）數(shù)控加工工藝過程：采用數(shù)控

31、加工的方法，改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使其成為零件的過程。 1.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計一、數(shù)控加工工藝的概念7/25/202258數(shù)控編程 1.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計3）數(shù)控加工工藝具體內(nèi)容和步驟：一、數(shù)控加工工藝的概念數(shù)控加工工藝的內(nèi)容與步驟選擇零件的數(shù)控加工內(nèi)容；零件圖樣的數(shù)控工藝分析；數(shù)控加工工藝路線設(shè)計；數(shù)控加工工序設(shè)計；數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫；7/25/202259數(shù)控編程數(shù)控加工內(nèi)容適于數(shù)控加工的內(nèi)容(1)通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作優(yōu)先選擇內(nèi)容；(2)通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇內(nèi)容；(3)通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚

32、存在富裕加工能力時選擇。二、數(shù)控加工工藝內(nèi)容選擇7/25/202260數(shù)控編程(1) 占機調(diào)整時間長的加工內(nèi)容；(2) 加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點； (3) 按某些特定的制造依據(jù)加工的型面輪廓；(4) 加工余量大而又不均勻的粗加工。 數(shù)控加工內(nèi)容不適于數(shù)控加工的內(nèi)容二、數(shù)控加工工藝內(nèi)容選擇7/25/202261數(shù)控編程 (a)分散標注 (b)同基準標注 零件尺寸標注分析 三、數(shù)控加工工藝性分析從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面分析其工藝性。1、零件圖的尺寸標注應(yīng)符合編程方便的原則（1）零件圖樣上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸；7/25/202262數(shù)控編程三、數(shù)控加工工

33、藝性分析從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面分析其工藝性。1、零件圖的尺寸標注應(yīng)符合編程方便的原則（1）零件圖樣上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸；（2）構(gòu)成零件輪廓的幾何元素條件應(yīng)完整、準確； 圖a 幾何要素缺陷示例一 圖b 幾何要素缺陷示例二 7/25/202263數(shù)控編程三、數(shù)控加工工藝性分析從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面分析其工藝性。1、零件圖的尺寸標注應(yīng)符合編程方便的原則（1）零件圖樣上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸；（2）構(gòu)成零件輪廓的幾何元素條件應(yīng)完整、準確；（3）定位基準可靠。例如工藝凸臺的應(yīng)用：改進前的結(jié)構(gòu)改進后的結(jié)構(gòu)7/25/202264數(shù)控編程

34、三、數(shù)控加工工藝性分析從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面分析其工藝性。2、零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點（1）零件的內(nèi)腔和外形最好是統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，以減少換刀次數(shù)，縮短程序長度； （2）內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小，如圖：7/25/202265數(shù)控編程工藝性較好工藝性較差7/25/202266數(shù)控編程零件底面圓弧對加工工藝的影響 （3）零件銑削底平面時，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大，如圖所示。（4）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準定位。7/25/202267數(shù)控編程四、數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計 常見零件工藝流程如圖所示: 由圖可知，數(shù)控加工僅僅是整個加工過程的其中的幾道工序，

35、一般穿插于整個工藝過程中間。7/25/202268數(shù)控編程（1）對于加工內(nèi)容較少的零件，以一次安裝、加工作為一道工序。例如： 、加工工序的劃分7/25/202269數(shù)控編程工序劃分的原則是：工序集中的原則、先面后孔的原則、刀具集中的原則、先粗后精的原則（2）對于一次安裝能加工出很多待加工表面的工件，以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序；（3）對于加工內(nèi)容很多的工件，以加工部位劃分工序，將每一部分的加工作為一道工序；（4）對于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，以粗、精加工劃分工序。如圖： 7/25/202270數(shù)控編程2、加工順序的安排 （1）上道工序應(yīng)不影響下道工序的定位與裝夾。（2）先進行內(nèi)腔加工，后進行

36、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)與挪動壓板次數(shù)；（4）如一次裝夾進行多道加工工序時，則應(yīng)先安排對工件剛度削弱較小的工序，以減小加工變形。順序安排一般應(yīng)按以下原則進行： 3、數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它工序，如銜接不當易出矛盾。要注意數(shù)控加工工序與普通加工工序的技術(shù)要求、加工目的、加工特點的對接。7/25/202271數(shù)控編程五、數(shù)控加工工序設(shè)計 數(shù)控加工工序設(shè)計的主要任務(wù)是進一步把本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運動軌跡確定下來，為編制加工程序作好準備。 1、確定

37、走刀路線和安排工步順序1）尋求最短加工路線，例如： a)零件圖樣b)路線1c)路線27/25/202272數(shù)控編程b)環(huán)切法a)行切法c)行切法和環(huán)切法銑削內(nèi)腔的三種走刀路線2）最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)走刀完成7/25/202273數(shù)控編程2）最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)走刀完成行切法和環(huán)切法加工內(nèi)槽的區(qū)別：共同點: 都能切凈內(nèi)腔中全部面積，不留死角，不傷輪廓，同時盡量減少重復(fù)進給的搭接量。不同點: 行切法的加工路線比環(huán)切法短，但行切法將在每兩次進給的起點與終點間留下了殘留面積，而達不到所要求的表面粗糙度； 環(huán)切法獲得的表面粗糙度要好于行切法，但環(huán)切法需要逐次向外擴展輪廓線，刀位點

38、計算稍微復(fù)雜一些。 7/25/202274數(shù)控編程3）選擇切入切出方向 刀具的切出或切入點應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑； 避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面； 盡量減少在輪廓切削過程中的暫停以免留下刀痕。刀具切入和切出時的外延 7/25/202275數(shù)控編程4）選擇使工件在加工后變形小的路線 對橫截面積小的細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去除余量法安排走路線。定位安裝的基本原則： 、零件的定位與安裝1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一。2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾中加工出全部待加工面（工序集中）。3）避免采用占機人工調(diào)整時間長的裝夾

39、方案 4）夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位。7/25/202276數(shù)控編程a)薄壁套 b)薄壁箱體 c) b)的改進方法 夾緊力作用點與夾緊變形的關(guān)系定位裝夾舉例： 7/25/202277數(shù)控編程3、夾具的選擇選擇夾具的基本原則基本要求：一是夾具能保證零件在機床坐標系中的正確方向；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關(guān)系。實際運用時，還要考慮以下四點：1）當零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具。2）零件的裝卸要快速、方便、可靠。3）夾具要開敞，其定位、夾緊機構(gòu)元件不能影響加工中的走刀。4）裝卸零件要方便可靠。 7/25/202278數(shù)控編程4、刀具的選擇一種是車削

40、系統(tǒng)-整體式工具系統(tǒng)一種是鏜銑削系統(tǒng)-模塊式工具系統(tǒng) 數(shù)控刀具按裝夾、轉(zhuǎn)換方式主要分為兩大系統(tǒng)： 車削系統(tǒng)由刀片(刀具)、刀體、接柄(或柄體)、刀盤所組成。 鏜銑削系統(tǒng)由刀片(刀具)、刀桿(或柄體)、主軸或刀片(刀具)、工作頭、連接桿、主柄、主軸所組成。 選擇數(shù)控刀具的原則： 良好的切削性能；較高的精度；先進的刀具材料7/25/202279數(shù)控編程(1)被加工工件的材料及性能 如金屬、非金屬等不同材料，材料的硬度等。(2)切削工藝的類別有車、鉆、銑、鏜或粗加工、半精加工、精加工、超精加工等。(3)被加工件的幾何形狀、零件精度、加工余量等因素。(4)要求刀具能承受的背吃刀量、進給速度、切削速度等

41、切削參數(shù)。(5)其他因素，如現(xiàn)場生產(chǎn)的狀況(操作間斷時間、振動、電力波動或突然中斷)。選擇數(shù)控刀具通常應(yīng)考慮的因素7/25/202280數(shù)控編程硬質(zhì)合金機夾刀7/25/202281數(shù)控編程7/25/202282數(shù)控編程5、確定刀具與工件的相對位置 選擇合適的對刀點進行對刀，以確定刀具與工件的位置關(guān)系，對刀應(yīng)使刀位點與對刀點“重合” 。 對刀點是數(shù)控加工時確定刀具與工件相對位置關(guān)系的基準點，且往往就是加工原點。 對刀點可以設(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有一定尺寸聯(lián)系的某一點上。對刀點的選擇原則如下：（1）所選的對刀點應(yīng)使程序編制簡單；（2）對刀點應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零

42、件加工原點的位置；（3）對刀點應(yīng)選在加工時檢驗方便、可靠的位置；（4）對刀點的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。7/25/202283數(shù)控編程例如： 加工圖示零件時，當按圖示路線來編制數(shù)控加工程序時，選擇夾具定位元件圓柱銷的中心線與定位平面A的交點作為加工的對刀點。 顯然，這里的對刀點也是加工原點。 7/25/202284數(shù)控編程刀位點：指在編制零件加工程序時用以表示刀具位置的特征點，是刀具的定位基準點。例如： d)球頭銑刀刀位點c)圓柱銑刀刀位點b)車刀刀位點a)鉆頭刀位點7/25/202285數(shù)控編程6、確定切削用量 在選擇切削用量時要充分保證刀具能加工完一個零件，或保證刀具耐用度不低于一個工作班

43、，最少不低于半個工作班的工作時間。 數(shù)控加工切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度VC）n、進給速度（進給量f）Vf、切削深度（背吃刀量）ap 切削用量的選用原則是： 粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本； 半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。 7/25/202286數(shù)控編程（1）主軸轉(zhuǎn)速n（rpm） 由機床允許的切削速度及工件直徑選?。?n=1000Vc/D其中：Vc-切削速度（m/min）； D-工件直徑（mm）。 主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)計算值在編程中給予規(guī)定，操作者還可通過倍率開關(guān)，隨時調(diào)定具體的主軸轉(zhuǎn)速。 切削速度高，能提高生產(chǎn)率，但是應(yīng)先

44、考慮盡可能采用大的背吃刀量來提高生產(chǎn)率。因為切削速度Vc與刀具耐用度關(guān)系很大，隨著Vc的增大，刀具耐用度將急劇下降，故Vc的選擇主要取決于刀具耐用度。 車削加工的切削速度Vc參考數(shù)據(jù)如下表。 7/25/202287數(shù)控編程 車削加工的切削速度Vc(m/min) 被切削材料名稱 輕切削切深0.510.mm進給量0.050.3mm/r 一般切削 切深14mm 進給量 0.20.5mm/r 重切削切深512mm 進給量 0.40.8mm/r 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 10# 100250 150250 80220 45# 60230 70220 80180 合金鋼b750MPa100220 100230 70220 b750MPa70220 80220 80200 7/25/202288數(shù)控編程 受機床、夾具、刀具和工件的剛度限制，在剛度允許的條件下，盡可能使ap等于工件加工余量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率；為保證加工精度和表面粗糙度，要留一點余量最后精加工。在數(shù)控機床