數(shù)控加工程序編程的基礎(chǔ)知識課件

第二章數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識12/19/20221第二章數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識12/10/20221§2-1數(shù)控加工編程的概述

一.數(shù)控程序的定義數(shù)控加工程序編制(與傳統(tǒng)加工的區(qū)別）：

從零件圖紙到制成控制介質(zhì)的全過程。

將零件的加工信息：加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)(F、S、T)及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的整個過程。

12/19/20222§2-1數(shù)控加工編程的概述

一.數(shù)控程序的定義12/10程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。

手動編程：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力）

自動編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。12/19/20223程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。12/10二、手工編程的步驟和方法圖紙工藝分析這一步與普通機床加工零件時的工藝分析相同，即在對圖紙進行工藝分析的基礎(chǔ)上，選定機床、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/20224二、手工編程的步驟和方法圖紙工藝分析計算運動軌跡計算運動軌跡根據(jù)零件圖紙上尺寸及工藝線路的要求，在選定的坐標(biāo)系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標(biāo)值，并且按NC機床的規(guī)定編程單位（脈沖當(dāng)量）換算為相應(yīng)的數(shù)字量，以這些坐標(biāo)值作為編程尺寸。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙修改12/19/20225計算運動軌跡計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗

編制程序及初步校驗根據(jù)制定的加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償、輔助動作及刀具運動軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序，并進行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤。

計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/20226編制程序及初步校驗計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制制備控制介質(zhì)將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/20227制備控制介質(zhì)計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制

程序的校驗和試切所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過進一步的校驗和試切削，證明是正確無誤，才能用于正式加工。如有錯誤，應(yīng)分析錯誤產(chǎn)生的原因，進行相應(yīng)的修改。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/20228程序的校驗和試切計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制§2-2數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼一.數(shù)控加工程序簡介1．程序的組成一個完整的零件加工程序由程序段組成；一個程序段由若干個代碼字組成；每個代碼字由字符（字母、數(shù)字、符號）組成。N01G91G00X50Y60LFN02G01X1000Y5000F150S300T12M03LF．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．N10G00X-50Y-60M02LF12/19/20229§2-2數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼一.數(shù)控加工程序簡介1．程序的每個程序段以序號“N”開頭，以LF(LineFinish)結(jié)束，M02=END作為整個程序的結(jié)束。2．程序段格式

程序段的格式，是指一個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)往往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。目前廣泛采用的是，地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式），這種格式的特點是：程序段中的每個指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。12/19/202210每個程序段以序號“N”開頭，以LF(LineFin

指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(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單、可讀性強，易于檢查等優(yōu)點。

12/19/202211指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(guī)定，即可●主程序和子程序有時被加工零件上，有多個形狀和尺寸都相同的部位，若按通常的方法編程，則有一定量的連續(xù)程序段在幾處完全重復(fù)的出現(xiàn)，則可以將這些重復(fù)的程序串，單獨地擔(dān)出來按一定格式做成子程序，程序中子程序以處的部分便稱為主程序。子程序可以被多次重復(fù)調(diào)用。而且有些數(shù)控系統(tǒng)中可以進行子程序的“多層嵌套”，子程序可以調(diào)用其它子程序，從而可以大大地簡化編程工作，縮短程序長度，節(jié)約程序存貯器的容量。

12/19/202212●主程序和子程序12/10/202212（一）準(zhǔn)備功能代碼（G代碼）準(zhǔn)備功能代碼用于指定一些動作或選擇一種操作方式，它使用G字編程。G字可接3位整數(shù)，也可以帶一位小數(shù)。模態(tài)代碼是指某些G代碼在一個程序段被指定后，直到以后程序段出現(xiàn)同組的另一個代碼時才失效的G代碼。非模態(tài)代碼是指只有書寫了該代碼時才有效的代碼。1．與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令二.數(shù)控系統(tǒng)功能指令代碼12/19/202213（一）準(zhǔn)備功能代碼（G代碼）二.數(shù)控系統(tǒng)功能指令代碼12/1表2-1與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令代碼功能代碼功能G11坐標(biāo)軸的平移和旋轉(zhuǎn)G52局部坐標(biāo)系設(shè)定G10取消G11G53機床坐標(biāo)系選擇G15工件坐標(biāo)系選擇(模態(tài))G54直線偏移XG16工件坐標(biāo)系選擇(非模態(tài))G55直線偏移YG17選擇XY平面

G56直線偏移ZG18選擇ZX平面

G57直線偏移XYG19選擇YZ平面

G58直線偏移XZG59直線偏移YZ12/19/202214表2-1與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令代碼功能

表2-2與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令2．與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令代碼功能代碼功能

G00定位（快速直線插補）G03逆圓或螺旋線插補

G01直線插補G30回零

G02順圓或螺旋線插補12/19/202215

表2-2與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令2．與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令3．刀具補償指令表2-3與刀具補償有關(guān)的指令代碼功能G40刀具半徑補償取消G41刀具半徑左補償G42刀具半徑右補償G43刀具長度正補償G44刀具長度負補償G49刀具長度補償取消刀具半徑補償12/19/2022163．刀具補償指令表2-3與刀具補償有關(guān)的指令代碼功能5．可簡化編程的指令表2-5可簡化編程的指令代碼功能代碼功能G50幾何縮放取消G83深孔鉆孔固定循環(huán)G51幾何縮放G84旋攻螺紋固定循環(huán)G62鏡象加工G85鏜孔固定循環(huán)(切速退刀G73高速深孔鉆孔固定循環(huán)G86鏜孔固定循環(huán)(快退刀)G74左旋攻螺紋固定循環(huán)G87背鏜固定循環(huán)(快退刀)G76精鏜固定循環(huán)G89背鏜固定循環(huán)(同G85)G80固定循環(huán)功能取消G274左旋同步攻螺紋G81鉆孔固定循環(huán)G284右旋同步攻螺紋G82固定循環(huán)（同G81）

12/19/2022175．可簡化編程的指令表2-5可簡化編程的指令代碼功能6．宏指令

G100～120各代碼可供建立用戶指令，以簡化程序編制。7．其他功能G代碼表2-6其他功能G代碼

代碼功能代碼功能G04進給暫停G61急停檢查（非模態(tài)）G09急停檢查（非模態(tài)）G64取消急停檢查G22程序行程極限有效G175圓簡周邊切削G23程序行程極限無效G186公差控制無效G31跳步G187公差控制有效G174圓簡周邊切削無效

12/19/2022186．宏指令G100～120各代碼可供建立用戶指令，以簡化程（1）快速直線插補(G00)G00快速直線插補控制機床各軸以最大速率從現(xiàn)在位置移動到指令位置。G00是模態(tài)代碼。XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)其編程格式為：N

G00X

Y

Z

。12/19/202219（1）快速直線插補(G00)G00快速直線插補控制機床各軸以快速直線插補(G00)動畫演示12/19/202220快速直線插補(G00)動畫演示12/10/202220直線插補G01程序段控制各軸以指定的進給速率沿直線方向從現(xiàn)在位置移動到指令位置。G01是模態(tài)代碼（2）直線插補(G01)XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)

其編程格式為：N

G01X

Y

Z

F(進給速率)。12/19/202221直線插補G01程序段控制各軸以指定的進給速率沿直線方向從現(xiàn)在直線插補(G01)動畫演示12/19/202222直線插補(G01)動畫演示12/10/202222（3）順圓弧插補（G02）圓弧插補G02程序段可以使機床從現(xiàn)在位置沿圓順時針弧軌跡運動到指令位置，進給速率沿圓弧的切線方向，大小等于編程的進給率F。G02表示刀具沿順圓運動(CW)。XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)12/19/202223（3）順圓弧插補（G02）圓弧插補G02程序段可以使機床從順圓弧插補（G02）動畫演示12/19/202224順圓弧插補（G02）動畫演示12/10/202224（4）逆圓弧插補（G03）圓弧插補G03程序段可以使機床從現(xiàn)在位置沿逆時針圓弧軌跡運動到指令位置，進給速率沿圓弧的切線方向，大小等于編程的進給率F。G03表示刀具沿逆圓運動(CCW)。XYZ終點(x0,y0,z0)起點(x,y,z)12/19/202225（4）逆圓弧插補（G03）圓弧插補G03程序段可以使機床從現(xiàn)逆圓弧插補（G03）動畫演示12/19/202226逆圓弧插補（G03）動畫演示12/10/202226圓弧插補可以用兩種方式編程：①編程G02或G03及I、J、K字定義圓弧中心點，稱為中心編程，當(dāng)圓弧的中心是關(guān)鍵尺寸時，選用該編程方法；XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)O(I,J,K)其編程格式為：N

G17G02X

Y

Z

I

J

K

F(進給速率)。12/19/202227圓弧插補可以用兩種方式編程：①編程G02或G03及I、J②半徑編程當(dāng)圓弧的半徑R或終點坐標(biāo)為關(guān)鍵尺寸時，選用該編程方法。XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)O(I,J,K)R其編程格式為：N

G17G02X

Y

Z

R

F(進給速率)。

當(dāng)圓心角180o時，R以正值表示；當(dāng)圓心角>180o時，R以負值表示。但整圓不能用此編程方法。12/19/202228②半徑編程當(dāng)圓弧的半徑R或終點坐標(biāo)為關(guān)鍵尺寸時，選用該（二）輔助功能代碼（M代碼）

輔助功能代碼（M代碼）用于指令控制功能和機床功能，多與程序執(zhí)行和機械控制有關(guān)。1．M00程序停止。執(zhí)行M00后程序停止，可按機床上的起動按鈕使機床重新起動，繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。2．M01可選擇的程序停止。當(dāng)按下機床操作面板上的“選擇開機”按鈕時，執(zhí)行M0l以后程序停止，重新起動則繼續(xù)執(zhí)行下段。3．M02和M30程序結(jié)束。12/19/202229（二）輔助功能代碼（M代碼）輔助功4．M03、M04和M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。

5．M06換刀。

6．M15、M16第四旋轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。7．Ml9主軸定位。執(zhí)行M19后可使主軸正轉(zhuǎn)后停在規(guī)定的角度上。8．M118主軸定位(反轉(zhuǎn))。執(zhí)行M118后可使主軸反向旋轉(zhuǎn)后停在規(guī)定的角度上。

9．M119主軸定位(以較短的路徑轉(zhuǎn))。10．M52、M53和M54與G指令固定循環(huán)配合使用。12/19/2022304．M03、M04和M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。11．M132、M133決定機床上的“單段執(zhí)行”開關(guān)(程序逐段執(zhí)行)有效、無效。12．M134、M135決定機床上的“主軸轉(zhuǎn)速倍率”開關(guān)有效無效。13．M136、M137決定機床上的“進給速度倍率”開關(guān)有效、無效。14．Ml38、M139決定機床上的“空運轉(zhuǎn)”開關(guān)有效、無效。

l5．M140、M14l決定機床上的“進給保持”開關(guān)有效、無效。

16．M201～M210與G100～G120各代碼一樣可供建立用戶宏指令，以簡化程序的編制。12/19/20223111．M132、M133決定機床上的“單段執(zhí)行”開關(guān)(程（三）F、S、T指令—都是續(xù)效代碼（1）F指令為進給速度指令，該表示方法有：

a．代碼法：F后跟兩位數(shù)，這兩位數(shù)字表示該進給速度的序號。

b．直接指定法：F后所跟的數(shù)字就是實際進給速度。如F50表示進給速度為50mm/min。（2）S指令—主軸轉(zhuǎn)速指令，也有兩種表示方法：

a．代碼法：S后跟兩位數(shù)，表示主軸轉(zhuǎn)速的序號。b．直接指定法：S后所跟的數(shù)字就是實際主軸轉(zhuǎn)速。如S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。

（3）T指令—刀號指令，T后跟兩位數(shù)字，這兩位數(shù)字表示刀具的編號。12/19/202232（三）F、S、T指令—都是續(xù)效代碼（1）F指令為進給速度指令§2-3數(shù)控機床的坐標(biāo)系一.數(shù)控機床的坐標(biāo)系及運動方向1.定義機床坐標(biāo)系是指用于確定機床的運動方向和移動距離的坐標(biāo)系。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機床坐標(biāo)系是一個右手笛卡爾直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，相對于每個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)為A、B、C。12/19/202233§2-3數(shù)控機床的坐標(biāo)系一.數(shù)控機床的坐標(biāo)系及運動方向1圖2-10右手笛卡爾直角坐標(biāo)系+X′、+Y′、+Z′表示工件的正移動方向。12/19/202234圖2-10右手笛卡爾直角坐標(biāo)系+X′、+Y′、+Z′2.各坐標(biāo)軸的確定（1）Z軸的確定Z軸是傳遞切削力的主軸所規(guī)定的主軸軸向。對于銑床、鏜床、鉆床等是帶動刀具旋轉(zhuǎn)的軸；對于車床、磨床等是帶動工件旋轉(zhuǎn)的軸。其方向是平行于主軸軸線，遠離工件方向為正方向。

(2)x軸的確定X軸一般是水平的，平行于工件的裝夾平面。它平行于主要的切削方向，且以此方向為主方向。12/19/2022352.各坐標(biāo)軸的確定（1）Z軸的確定12/10/2022351）對于工件旋轉(zhuǎn)的機床（如車床、磨床等），X坐標(biāo)是工件的徑向且平行于橫向拖板，刀具遠離回轉(zhuǎn)中心是正向；圖2-11臥式數(shù)控車床12/19/2022361）對于工件旋轉(zhuǎn)的機床（如車床、磨床等），X坐標(biāo)是工件的徑向2）對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床（如銑、鉆、鏜床）①當(dāng)Z軸水平時，沿刀具主軸向工件看，X軸的正方向指向右邊。

圖-12臥式升降臺銑床12/19/2022372）對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床（如銑、鉆、鏜床）①當(dāng)Z軸水平時，沿圖2-13臥式鏜床12/19/202238圖2-13臥式鏜床12/10/202238②當(dāng)Z軸為鉛垂方向

（立式主軸）時a．對于單立柱機床，X軸的正方向指向右邊。圖2-14數(shù)控銑床12/19/202239②當(dāng)Z軸為鉛垂方向

（立式主軸）時a．對于單立柱b．對于雙立柱機床（如龍門機床），當(dāng)站在操作臺一側(cè)從主軸向左側(cè)立柱看時，X軸的正方向指向右邊。圖2-15龍門式輪廓銑床12/19/202240b．對于雙立柱機床（如龍門機床），當(dāng)站在操作臺一側(cè)從主軸向左（3）Y軸的確定Y軸的運動方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定。（4）轉(zhuǎn)動方向的確定圍繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動分別用A、B、C表示，它們的正方向為右旋螺紋前進的方向。

3．機床原點機床原點是指機床坐標(biāo)系的原點，即X=0,Y=0,Z=0的點，一般在機床上是固定的。12/19/202241（3）Y軸的確定Y軸的運動方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定二.數(shù)控機床的兩種坐標(biāo)系機床坐標(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.機床原點與機床坐標(biāo)系

機床原點機床坐標(biāo)系的零點。這個原點是在機床調(diào)試完成后便確定了，是機床上固有的點。機床原點的建立：用回零方式建立。機床原點建立過程實質(zhì)上是機床坐標(biāo)系建立過程12/19/202242二.數(shù)控機床的兩種坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系1.機機床坐標(biāo)系以機床原點為坐標(biāo)系原點的坐標(biāo)系，是機床固有的座標(biāo)系，它具有唯一性。機床坐標(biāo)系是數(shù)控機床中所建立的工件坐標(biāo)系，的參考坐標(biāo)系。注意：機床坐標(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。12/19/202243機床坐標(biāo)系12/10/2022432.工件原點與工件坐標(biāo)系工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關(guān)的點。該點也可以是對刀點重合。工件座標(biāo)系：以工件原點為零點建立的一個坐標(biāo)系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計算。工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離。現(xiàn)代數(shù)控機床均可設(shè)置多個工件座標(biāo)系，在加工時通過G指令進行換。12/19/2022442.工件原點與工件坐標(biāo)系工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具三.絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)1．絕對坐標(biāo)系所有的坐標(biāo)值均從同一固定坐標(biāo)點計量的坐標(biāo)系。2．相對坐標(biāo)系運動軌跡的終點坐標(biāo)是相對于起點計量的坐標(biāo)系（或增量坐標(biāo)系）。12/19/202245三.絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)1．絕對坐標(biāo)系所有的坐標(biāo)ABXXYYO18121520

圖2-4絕對與相對坐標(biāo)系以絕對坐標(biāo)計算：XA=12,YA=15,XB=30,YB=35

以相對坐標(biāo)計算：XA=0,YA=0,XB=18,YB=2012/19/202246ABXXYYO18121520圖2-4絕對與相§2-4數(shù)控加工工藝設(shè)計一.數(shù)控機床加工工藝分析1.數(shù)控加工的工藝分析

數(shù)控機床加工零件和工藝除按一般方式對零件進行分析外，還必須注意以下幾點：選擇合適的對刀點對刀點：確定刀具與工件相對位置的點（起刀點）。對刀點可以是工件或夾具上的點，或者與它們相關(guān)的易于測量的點。對刀點確定之后，機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的相對關(guān)系就確定了。12/19/202247§2-4數(shù)控加工工藝設(shè)計一.數(shù)控機床加工工藝分析12/10選擇合適的對刀點CR30R20R5020f刀具運動軌跡工件輪廓XZ12/19/202248選擇合適的對刀點CR30R20R5020f刀具運動軌跡工件輪刀位點：用于確定刀具在機床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點。鏜刀鉆頭立銑刀、端銑刀面銑刀指狀銑刀球頭銑刀車刀12/19/202249刀位點：用于確定刀具在機床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點。鏜刀對刀：就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作。選擇對刀點的原則：

選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與之相關(guān)的位置上。選在對刀方便，便于測量的地方。選在便于坐標(biāo)計算的地方12/19/202250對刀：就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作。選擇二.數(shù)控加工工藝路線設(shè)計加工線路的確定加工線路——加工過程中刀具相對于工件的運動軌跡次序。孔類加工（鉆孔、鏜孔）

原則：在滿足精度要求的前提下，盡可能減少空行程：

n個))(1)1(2bananb+-=-+=（黃線長紅線長ba+切入/出段+切入/出段12/19/202251二.數(shù)控加工工藝路線設(shè)計加工線路的確定n個))(1)1(2車削或銑削：原則：盡量采用切向切入/出，不用徑向切入/出，以避免由于切入/出路線的不當(dāng)降低零件的表面加工質(zhì)量。

切向切入徑向切入12/19/202252車削或銑削：切向切入徑向切入12/10/202252

空間曲面的加工刀心運動軌跡刀心運動軌跡刀心運動軌跡(a)(b)(c)接刀痕銑刀銑刀銑刀圖2-3走刀的軌跡

12/19/202253空間曲面的加工刀心運動軌跡刀心運動軌跡加工線路的選擇應(yīng)遵從的原則：盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程以提高生產(chǎn)率。保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。保證零件的工藝要求。利于簡化數(shù)值計算，減少程序段的數(shù)目和程序編制的工作量。12/19/202254加工線路的選擇應(yīng)遵從的原則：12/10/202254三.數(shù)控機床加工工藝分析實例【例題】如圖所示模具零件，該零件輪廓尺寸為270mm×270mm×40mm。中間有兩處分別為161mm×80mm、151mm×80mm大小的型腔，深度為23.6mm，側(cè)壁有1°的拔模斜度，底面與側(cè)壁為R2的圓角。四個角有四個貫通的φ20導(dǎo)柱孔。各處尺寸為IT7級精度要求，上下表面和型腔表面要求達到Ra0.8。零件材料為3CrW8V，單件生產(chǎn)。熱處理采用氮化，到達HRC38～42的硬度。12/19/202255三.數(shù)控機床加工工藝分析實例【例題】如圖所示模具零件，該零件例題12/19/202256例題12/10/2022561．工藝分析

雖然零件結(jié)構(gòu)比較簡單，尺寸不大，但兩處型腔形狀略為復(fù)雜，而且側(cè)壁為斜面，底部有轉(zhuǎn)接圓角，有較高的尺寸精度要求。采用數(shù)控銑削加工可提高效率，保證質(zhì)量。另外為保證導(dǎo)柱孔的精度，也可以在數(shù)控銑床上加工。其他表面在普通機床上加工即可。

零件的形狀比較規(guī)則，可以利用底面定位，有足夠的夾緊位置，由于是單件加工，可采用螺栓壓板裝夾即可。

零件的剛性較高，銑削時盡量使用較大直徑的刀具加工，以提高加工效率。3CrW8V為加工性能較好的模具鋼，采用涂層硬質(zhì)合金刀具可以達到良好的加工效果。12/19/2022571．工藝分析

雖然零件結(jié)構(gòu)比較簡單，尺寸不大，但兩處型腔2．工藝路線工藝路線的設(shè)計與具體的生產(chǎn)條件有直接的關(guān)系，加工要求相同的零件在不同的生產(chǎn)條件下工藝路線會有較大的差別。這里考慮在中檔數(shù)控銑床上加工，完成型腔和導(dǎo)柱孔的加工，并將熱處理安排在精加工之后進行，其它內(nèi)容由普通機床加工。該零件的加工工藝路線安排如下：

（1）下料；

（2）粗銑、精銑六面，留上下面磨削余量；

（3）磨上下面；

（4）數(shù)控銑削兩處型腔，鉆、擴、鏜四個導(dǎo)柱孔；

（5）熱處理；

（6）表面拋光；

（7）檢驗。12/19/2022582．工藝路線工藝路線的設(shè)計與具體的生產(chǎn)條件有直接的關(guān)系，3．?dāng)?shù)控銑削工序由于零件是單件加工，考慮刀具使用的方便，在一次裝夾中盡量把數(shù)控加工的內(nèi)容全部完成。在數(shù)控銑削工序中，先對兩處型腔進行粗銑、精銑，然后再加工導(dǎo)柱孔。

（1）數(shù)控銑削兩處型腔型腔的形狀比較簡單，但側(cè)壁有1°的拔模斜度，與型腔底面為R2的圓角，可以采用兩種方法：一是將側(cè)壁作為曲面，先采用立銑刀粗銑，然后用球頭銑刀精銑，最后加工R2的圓角；二是先采用立銑刀粗銑，然后采用1°的錐度銑刀，按照銑削外形的方式加工側(cè)壁，最后銑削R2圓角。第一種方法加工精度高，但效率較低，第二種方法對刀具和尺寸控制有較高的要求，但加工時間較短。如圖所示。12/19/2022593．?dāng)?shù)控銑削工序由于零件是單件加工，考慮刀具使用的當(dāng)然，如果有四、五坐標(biāo)聯(lián)動的機床，就可以采用立銑刀直接銑削側(cè)壁，效果更佳。

需要注意的是，無論采用哪種方法，都要為最后銑削R2圓角留出足夠的余量。12/19/202260當(dāng)然，如果有四、五坐標(biāo)聯(lián)動的機床，就可以采用立銑刀直接銑削側(cè)（2）鉆、擴、鏜四個20導(dǎo)柱孔

如圖4-27所示，在型腔加工后進行導(dǎo)柱孔的加工。由于是通孔，在零件安裝時應(yīng)在4個孔的位置留出足夠的讓刀空間，如在零件下加一塊大小合適的墊塊12/19/202261（2）鉆、擴、鏜四個20導(dǎo)柱孔

如圖4-27所示，在型腔4．程序編制

雖然零件不是很復(fù)雜，用手工編程也可以編制如導(dǎo)柱孔加工的程序，但為提高效率，保證質(zhì)量，最好采用自動編程方法。此零件的數(shù)控加工程序，這里略去。12/19/2022624．程序編制雖然零件不是很復(fù)雜，用手工編程也可以編§2-5數(shù)控刀具簡介一.數(shù)控機床刀具概述12/19/202263§2-5數(shù)控刀具簡介一.數(shù)控機床刀具概述12/10/202

近年來，數(shù)控機加工技術(shù)加速發(fā)展，促進了數(shù)控刀具材料基礎(chǔ)科研和新產(chǎn)品的開發(fā)。其技術(shù)進步成果集中應(yīng)用在高速（超高速）、硬質(zhì)（含耐熱、難加工）、干式、精細（超精）數(shù)控機加工技術(shù)領(lǐng)域。數(shù)控刀具材料新產(chǎn)品的研發(fā)在超硬材料（金剛石、表面改性涂層材料、TiC基類金屬陶瓷、立方氮化硼），W、Co類涂層和細顆粒（超細顆粒）硬質(zhì)合金基體及含Co類粉末冶金高速鋼等領(lǐng)域進展速度較快。12/19/20226412/10/202264二.數(shù)控車床刀具

近幾年切槽、切斷類型車刀發(fā)展了集車端面、外圓、仿形、切槽、切斷、倒角加工的一刀多功能車削刀具，刀片夾緊方式采用鑲嵌式彈性刀體、切削力自位固定的結(jié)構(gòu)十分適用和新穎。12/19/202265二.數(shù)控車床刀具12/10/202265三.數(shù)控銑床刀具

1.整體式立銑刀：硬質(zhì)合金立銑刀側(cè)刃采用大螺旋升角≤62°結(jié)構(gòu)，立銑刀頭部利用計算機輔助設(shè)計、切削模擬仿真及數(shù)控磨削技術(shù)成形的過中心端刃往往呈弧線（或螺旋中心刃）形、負刃傾角，增長了切削刃，提高了切削平穩(wěn)性、工件表面精度及刀具壽命。并適應(yīng)數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間（曲面、球面、斜面）洗削加工技術(shù)的要求。2.機夾式立銑刀：由各類機夾立銑刀頭部，采用計算機輔助設(shè)計、切削模擬仿真及數(shù)控加工技術(shù)成形，由可轉(zhuǎn)位刀片（往往設(shè)有三維斷屑槽形）組合而成的側(cè)齒、端齒與過中心刃端齒（均為短切削刃）可滿足數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間（曲面、球面、斜面）洗削加工技術(shù)的要求。12/19/202266三.數(shù)控銑床刀具1.整體式立銑刀：硬質(zhì)合3.機夾式面銑刀：刀體趨向于用輕質(zhì)高強度鋁、鎂合金制造，切削刃采用大前角、負刃傾角，可轉(zhuǎn)位刀片（幾何形狀多種）帶有三維斷屑槽形。近年來數(shù)控銑刀、專用復(fù)合孔加工刀具均采用了高速回轉(zhuǎn)體平衡及安全夾固技術(shù)，一些高速回轉(zhuǎn)刀體上還應(yīng)用空氣動力學(xué)技術(shù)原理，設(shè)有風(fēng)冷切削刃的溝槽（或風(fēng)道），干式切削加工時降低切削刃的溫度，提高刀具壽命。12/19/20226712/10/202267小結(jié)復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題

返回12/19/202268小結(jié)返回12/10/202268第二章數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識12/19/202269第二章數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識12/10/20221§2-1數(shù)控加工編程的概述

一.數(shù)控程序的定義數(shù)控加工程序編制(與傳統(tǒng)加工的區(qū)別）：

從零件圖紙到制成控制介質(zhì)的全過程。

將零件的加工信息：加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)(F、S、T)及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的整個過程。

12/19/202270§2-1數(shù)控加工編程的概述

一.數(shù)控程序的定義12/10程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。

手動編程：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力）

自動編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。12/19/202271程序編制分為：手工編程和自動編程兩種。12/10二、手工編程的步驟和方法圖紙工藝分析這一步與普通機床加工零件時的工藝分析相同，即在對圖紙進行工藝分析的基礎(chǔ)上，選定機床、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/202272二、手工編程的步驟和方法圖紙工藝分析計算運動軌跡計算運動軌跡根據(jù)零件圖紙上尺寸及工藝線路的要求，在選定的坐標(biāo)系內(nèi)計算零件輪廓和刀具運動軌跡的坐標(biāo)值，并且按NC機床的規(guī)定編程單位（脈沖當(dāng)量）換算為相應(yīng)的數(shù)字量，以這些坐標(biāo)值作為編程尺寸。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙修改12/19/202273計算運動軌跡計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗

編制程序及初步校驗根據(jù)制定的加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償、輔助動作及刀具運動軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序，并進行校核、檢查上述兩個步驟的錯誤。

計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/202274編制程序及初步校驗計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制制備控制介質(zhì)將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡單，也可直接通過鍵盤輸入。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/202275制備控制介質(zhì)計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制

程序的校驗和試切所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過進一步的校驗和試切削，證明是正確無誤，才能用于正式加工。如有錯誤，應(yīng)分析錯誤產(chǎn)生的原因，進行相應(yīng)的修改。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改12/19/202276程序的校驗和試切計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制§2-2數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼一.數(shù)控加工程序簡介1．程序的組成一個完整的零件加工程序由程序段組成；一個程序段由若干個代碼字組成；每個代碼字由字符（字母、數(shù)字、符號）組成。N01G91G00X50Y60LFN02G01X1000Y5000F150S300T12M03LF．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．N10G00X-50Y-60M02LF12/19/202277§2-2數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼一.數(shù)控加工程序簡介1．程序的每個程序段以序號“N”開頭，以LF(LineFinish)結(jié)束，M02=END作為整個程序的結(jié)束。2．程序段格式

程序段的格式，是指一個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)往往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。目前廣泛采用的是，地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式），這種格式的特點是：程序段中的每個指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字。12/19/202278每個程序段以序號“N”開頭，以LF(LineFin

指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(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單、可讀性強，易于檢查等優(yōu)點。

12/19/202279指令字在程序段中的順序沒有嚴格的規(guī)定，即可●主程序和子程序有時被加工零件上，有多個形狀和尺寸都相同的部位，若按通常的方法編程，則有一定量的連續(xù)程序段在幾處完全重復(fù)的出現(xiàn)，則可以將這些重復(fù)的程序串，單獨地擔(dān)出來按一定格式做成子程序，程序中子程序以處的部分便稱為主程序。子程序可以被多次重復(fù)調(diào)用。而且有些數(shù)控系統(tǒng)中可以進行子程序的“多層嵌套”，子程序可以調(diào)用其它子程序，從而可以大大地簡化編程工作，縮短程序長度，節(jié)約程序存貯器的容量。

12/19/202280●主程序和子程序12/10/202212（一）準(zhǔn)備功能代碼（G代碼）準(zhǔn)備功能代碼用于指定一些動作或選擇一種操作方式，它使用G字編程。G字可接3位整數(shù)，也可以帶一位小數(shù)。模態(tài)代碼是指某些G代碼在一個程序段被指定后，直到以后程序段出現(xiàn)同組的另一個代碼時才失效的G代碼。非模態(tài)代碼是指只有書寫了該代碼時才有效的代碼。1．與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令二.數(shù)控系統(tǒng)功能指令代碼12/19/202281（一）準(zhǔn)備功能代碼（G代碼）二.數(shù)控系統(tǒng)功能指令代碼12/1表2-1與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令代碼功能代碼功能G11坐標(biāo)軸的平移和旋轉(zhuǎn)G52局部坐標(biāo)系設(shè)定G10取消G11G53機床坐標(biāo)系選擇G15工件坐標(biāo)系選擇(模態(tài))G54直線偏移XG16工件坐標(biāo)系選擇(非模態(tài))G55直線偏移YG17選擇XY平面

G56直線偏移ZG18選擇ZX平面

G57直線偏移XYG19選擇YZ平面

G58直線偏移XZG59直線偏移YZ12/19/202282表2-1與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令代碼功能

表2-2與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令2．與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令代碼功能代碼功能

G00定位（快速直線插補）G03逆圓或螺旋線插補

G01直線插補G30回零

G02順圓或螺旋線插補12/19/202283

表2-2與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令2．與坐標(biāo)軸移動有關(guān)的指令3．刀具補償指令表2-3與刀具補償有關(guān)的指令代碼功能G40刀具半徑補償取消G41刀具半徑左補償G42刀具半徑右補償G43刀具長度正補償G44刀具長度負補償G49刀具長度補償取消刀具半徑補償12/19/2022843．刀具補償指令表2-3與刀具補償有關(guān)的指令代碼功能5．可簡化編程的指令表2-5可簡化編程的指令代碼功能代碼功能G50幾何縮放取消G83深孔鉆孔固定循環(huán)G51幾何縮放G84旋攻螺紋固定循環(huán)G62鏡象加工G85鏜孔固定循環(huán)(切速退刀G73高速深孔鉆孔固定循環(huán)G86鏜孔固定循環(huán)(快退刀)G74左旋攻螺紋固定循環(huán)G87背鏜固定循環(huán)(快退刀)G76精鏜固定循環(huán)G89背鏜固定循環(huán)(同G85)G80固定循環(huán)功能取消G274左旋同步攻螺紋G81鉆孔固定循環(huán)G284右旋同步攻螺紋G82固定循環(huán)（同G81）

12/19/2022855．可簡化編程的指令表2-5可簡化編程的指令代碼功能6．宏指令

G100～120各代碼可供建立用戶指令，以簡化程序編制。7．其他功能G代碼表2-6其他功能G代碼

代碼功能代碼功能G04進給暫停G61急停檢查（非模態(tài)）G09急停檢查（非模態(tài)）G64取消急停檢查G22程序行程極限有效G175圓簡周邊切削G23程序行程極限無效G186公差控制無效G31跳步G187公差控制有效G174圓簡周邊切削無效

12/19/2022866．宏指令G100～120各代碼可供建立用戶指令，以簡化程（1）快速直線插補(G00)G00快速直線插補控制機床各軸以最大速率從現(xiàn)在位置移動到指令位置。G00是模態(tài)代碼。XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)其編程格式為：N

G00X

Y

Z

。12/19/202287（1）快速直線插補(G00)G00快速直線插補控制機床各軸以快速直線插補(G00)動畫演示12/19/202288快速直線插補(G00)動畫演示12/10/202220直線插補G01程序段控制各軸以指定的進給速率沿直線方向從現(xiàn)在位置移動到指令位置。G01是模態(tài)代碼（2）直線插補(G01)XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)

其編程格式為：N

G01X

Y

Z

F(進給速率)。12/19/202289直線插補G01程序段控制各軸以指定的進給速率沿直線方向從現(xiàn)在直線插補(G01)動畫演示12/19/202290直線插補(G01)動畫演示12/10/202222（3）順圓弧插補（G02）圓弧插補G02程序段可以使機床從現(xiàn)在位置沿圓順時針弧軌跡運動到指令位置，進給速率沿圓弧的切線方向，大小等于編程的進給率F。G02表示刀具沿順圓運動(CW)。XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)12/19/202291（3）順圓弧插補（G02）圓弧插補G02程序段可以使機床從順圓弧插補（G02）動畫演示12/19/202292順圓弧插補（G02）動畫演示12/10/202224（4）逆圓弧插補（G03）圓弧插補G03程序段可以使機床從現(xiàn)在位置沿逆時針圓弧軌跡運動到指令位置，進給速率沿圓弧的切線方向，大小等于編程的進給率F。G03表示刀具沿逆圓運動(CCW)。XYZ終點(x0,y0,z0)起點(x,y,z)12/19/202293（4）逆圓弧插補（G03）圓弧插補G03程序段可以使機床從現(xiàn)逆圓弧插補（G03）動畫演示12/19/202294逆圓弧插補（G03）動畫演示12/10/202226圓弧插補可以用兩種方式編程：①編程G02或G03及I、J、K字定義圓弧中心點，稱為中心編程，當(dāng)圓弧的中心是關(guān)鍵尺寸時，選用該編程方法；XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)O(I,J,K)其編程格式為：N

G17G02X

Y

Z

I

J

K

F(進給速率)。12/19/202295圓弧插補可以用兩種方式編程：①編程G02或G03及I、J②半徑編程當(dāng)圓弧的半徑R或終點坐標(biāo)為關(guān)鍵尺寸時，選用該編程方法。XYZ起點(x0,y0,z0)終點(x,y,z)O(I,J,K)R其編程格式為：N

G17G02X

Y

Z

R

F(進給速率)。

當(dāng)圓心角180o時，R以正值表示；當(dāng)圓心角>180o時，R以負值表示。但整圓不能用此編程方法。12/19/202296②半徑編程當(dāng)圓弧的半徑R或終點坐標(biāo)為關(guān)鍵尺寸時，選用該（二）輔助功能代碼（M代碼）

輔助功能代碼（M代碼）用于指令控制功能和機床功能，多與程序執(zhí)行和機械控制有關(guān)。1．M00程序停止。執(zhí)行M00后程序停止，可按機床上的起動按鈕使機床重新起動，繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。2．M01可選擇的程序停止。當(dāng)按下機床操作面板上的“選擇開機”按鈕時，執(zhí)行M0l以后程序停止，重新起動則繼續(xù)執(zhí)行下段。3．M02和M30程序結(jié)束。12/19/202297（二）輔助功能代碼（M代碼）輔助功4．M03、M04和M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。

5．M06換刀。

6．M15、M16第四旋轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。7．Ml9主軸定位。執(zhí)行M19后可使主軸正轉(zhuǎn)后停在規(guī)定的角度上。8．M118主軸定位(反轉(zhuǎn))。執(zhí)行M118后可使主軸反向旋轉(zhuǎn)后停在規(guī)定的角度上。

9．M119主軸定位(以較短的路徑轉(zhuǎn))。10．M52、M53和M54與G指令固定循環(huán)配合使用。12/19/2022984．M03、M04和M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。11．M132、M133決定機床上的“單段執(zhí)行”開關(guān)(程序逐段執(zhí)行)有效、無效。12．M134、M135決定機床上的“主軸轉(zhuǎn)速倍率”開關(guān)有效無效。13．M136、M137決定機床上的“進給速度倍率”開關(guān)有效、無效。14．Ml38、M139決定機床上的“空運轉(zhuǎn)”開關(guān)有效、無效。

l5．M140、M14l決定機床上的“進給保持”開關(guān)有效、無效。

16．M201～M210與G100～G120各代碼一樣可供建立用戶宏指令，以簡化程序的編制。12/19/20229911．M132、M133決定機床上的“單段執(zhí)行”開關(guān)(程（三）F、S、T指令—都是續(xù)效代碼（1）F指令為進給速度指令，該表示方法有：

a．代碼法：F后跟兩位數(shù)，這兩位數(shù)字表示該進給速度的序號。

b．直接指定法：F后所跟的數(shù)字就是實際進給速度。如F50表示進給速度為50mm/min。（2）S指令—主軸轉(zhuǎn)速指令，也有兩種表示方法：

a．代碼法：S后跟兩位數(shù)，表示主軸轉(zhuǎn)速的序號。b．直接指定法：S后所跟的數(shù)字就是實際主軸轉(zhuǎn)速。如S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。

（3）T指令—刀號指令，T后跟兩位數(shù)字，這兩位數(shù)字表示刀具的編號。12/19/2022100（三）F、S、T指令—都是續(xù)效代碼（1）F指令為進給速度指令§2-3數(shù)控機床的坐標(biāo)系一.數(shù)控機床的坐標(biāo)系及運動方向1.定義機床坐標(biāo)系是指用于確定機床的運動方向和移動距離的坐標(biāo)系。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機床坐標(biāo)系是一個右手笛卡爾直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，相對于每個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)為A、B、C。12/19/2022101§2-3數(shù)控機床的坐標(biāo)系一.數(shù)控機床的坐標(biāo)系及運動方向1圖2-10右手笛卡爾直角坐標(biāo)系+X′、+Y′、+Z′表示工件的正移動方向。12/19/2022102圖2-10右手笛卡爾直角坐標(biāo)系+X′、+Y′、+Z′2.各坐標(biāo)軸的確定（1）Z軸的確定Z軸是傳遞切削力的主軸所規(guī)定的主軸軸向。對于銑床、鏜床、鉆床等是帶動刀具旋轉(zhuǎn)的軸；對于車床、磨床等是帶動工件旋轉(zhuǎn)的軸。其方向是平行于主軸軸線，遠離工件方向為正方向。

(2)x軸的確定X軸一般是水平的，平行于工件的裝夾平面。它平行于主要的切削方向，且以此方向為主方向。12/19/20221032.各坐標(biāo)軸的確定（1）Z軸的確定12/10/2022351）對于工件旋轉(zhuǎn)的機床（如車床、磨床等），X坐標(biāo)是工件的徑向且平行于橫向拖板，刀具遠離回轉(zhuǎn)中心是正向；圖2-11臥式數(shù)控車床12/19/20221041）對于工件旋轉(zhuǎn)的機床（如車床、磨床等），X坐標(biāo)是工件的徑向2）對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床（如銑、鉆、鏜床）①當(dāng)Z軸水平時，沿刀具主軸向工件看，X軸的正方向指向右邊。

圖-12臥式升降臺銑床12/19/20221052）對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床（如銑、鉆、鏜床）①當(dāng)Z軸水平時，沿圖2-13臥式鏜床12/19/2022106圖2-13臥式鏜床12/10/202238②當(dāng)Z軸為鉛垂方向

（立式主軸）時a．對于單立柱機床，X軸的正方向指向右邊。圖2-14數(shù)控銑床12/19/2022107②當(dāng)Z軸為鉛垂方向

（立式主軸）時a．對于單立柱b．對于雙立柱機床（如龍門機床），當(dāng)站在操作臺一側(cè)從主軸向左側(cè)立柱看時，X軸的正方向指向右邊。圖2-15龍門式輪廓銑床12/19/2022108b．對于雙立柱機床（如龍門機床），當(dāng)站在操作臺一側(cè)從主軸向左（3）Y軸的確定Y軸的運動方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定。（4）轉(zhuǎn)動方向的確定圍繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動分別用A、B、C表示，它們的正方向為右旋螺紋前進的方向。

3．機床原點機床原點是指機床坐標(biāo)系的原點，即X=0,Y=0,Z=0的點，一般在機床上是固定的。12/19/2022109（3）Y軸的確定Y軸的運動方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定二.數(shù)控機床的兩種坐標(biāo)系機床坐標(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.機床原點與機床坐標(biāo)系

機床原點機床坐標(biāo)系的零點。這個原點是在機床調(diào)試完成后便確定了，是機床上固有的點。機床原點的建立：用回零方式建立。機床原點建立過程實質(zhì)上是機床坐標(biāo)系建立過程12/19/2022110二.數(shù)控機床的兩種坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系1.機機床坐標(biāo)系以機床原點為坐標(biāo)系原點的坐標(biāo)系，是機床固有的座標(biāo)系，它具有唯一性。機床坐標(biāo)系是數(shù)控機床中所建立的工件坐標(biāo)系，的參考坐標(biāo)系。注意：機床坐標(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。12/19/2022111機床坐標(biāo)系12/10/2022432.工件原點與工件坐標(biāo)系工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關(guān)的點。該點也可以是對刀點重合。工件座標(biāo)系：以工件原點為零點建立的一個坐標(biāo)系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計算。工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離?，F(xiàn)代數(shù)控機床均可設(shè)置多個工件座標(biāo)系，在加工時通過G指令進行換。12/19/20221122.工件原點與工件坐標(biāo)系工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具三.絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)1．絕對坐標(biāo)系所有的坐標(biāo)值均從同一固定坐標(biāo)點計量的坐標(biāo)系。2．相對坐標(biāo)系運動軌跡的終點坐標(biāo)是相對于起點計量的坐標(biāo)系（或增量坐標(biāo)系）。12/19/2022113三.絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)1．絕對坐標(biāo)系所有的坐標(biāo)ABXXYYO18121520

圖2-4絕對與相對坐標(biāo)系以絕對坐標(biāo)計算：XA=12,YA=15,XB=30,YB=35

以相對坐標(biāo)計算：XA=0,YA=0,XB=18,YB=2012/19/2022114ABXXYYO18121520圖2-4絕對與相§2-4數(shù)控加工工藝設(shè)計一.數(shù)控機床加工工藝分析1.數(shù)控加工的工藝分析

數(shù)控機床加工零件和工藝除按一般方式對零件進行分析外，還必須注意以下幾點：選擇合適的對刀點對刀點：確定刀具與工件相對位置的點（起刀點）。對刀點可以是工件或夾具上的點，或者與它們相關(guān)的易于測量的點。對刀點確定之后，機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的相對關(guān)系就確定了。12/19/2022115§2-4數(shù)控加工工藝設(shè)計一.數(shù)控機床加工工藝分析12/10選擇合適的對刀點CR30R20R5020f刀具運動軌跡工件輪廓XZ12/19/2022116選擇合適的對刀點CR30R20R5020f刀具運動軌跡工件輪刀位點：用于確定刀具在機床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點。鏜刀鉆頭立銑刀、端銑刀面銑刀指狀銑刀球頭銑刀車刀12/19/2022117刀位點：用于確定刀具在機床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點。鏜刀對刀：就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作。選擇對刀點的原則：

選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與之相關(guān)的位置上。選在對刀方便，便于測量的地方。選在便于坐標(biāo)計算的地方12/19/2022118對刀：就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作。選擇二.數(shù)控加工工藝路線設(shè)計加工線路的確定加工線路——加工過程中刀具相對于工件的運動軌跡次序?？最惣庸ぃㄣ@孔、鏜孔）

原則：在滿足精度要求的前提下，盡可能減少空行程：

n個))(1)1(2bananb+-=-+=（黃線長紅線長ba+切入/出段+切入/出段12/19/2022119二.數(shù)控加工工藝路線設(shè)計加工線路的確定n個))(1)1(2車削或銑削：原則：盡量采用切向切入/出，不用徑向切入/出，以避免由于切入/出路線的不當(dāng)降低零件的表面加工質(zhì)量。

切向切入徑向切入12/19/2022120車削或銑削：切向切入徑向切入12/10/202252

空間曲面的加工刀心運動軌跡刀心運動軌跡刀心運動軌跡(a)(b)(c)接刀痕銑刀銑刀銑刀圖2-3走刀的軌跡

12/19/2022121空間曲面的加工刀心運動軌跡刀心運動軌跡加工線路的選擇應(yīng)遵從的原則：盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程以提高生產(chǎn)率。保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。保證零件的工藝要求。利于簡化數(shù)值計算，減少程序段的數(shù)目和程序編制的工作量。12/19/2022122加工線路的選擇應(yīng)遵從的原則：12/10/202254三.數(shù)控機床加工工藝分析實例【例題】如圖所示模具零件，該零件輪廓尺寸為270mm×270mm×40mm。中間有兩處分別為161mm×80mm、151mm×80mm大小的型腔，深度為23.6mm，側(cè)壁有1°的拔模斜度，底面與側(cè)壁為R