數控機床與編程-05

數控機床與編程第五章加工程序編制的工藝基礎吉林大學珠海學院機電工程系1第五章加工程序編制的工藝基礎本講主要內容手工及自動編程的基本知識加工程序的結構加工工藝路線設計及數值計算2第五章加工程序編制的工藝基礎§5.１

概述§5.２手工編程的基礎知識§5.３數控加工工藝設計§5.４編程中的數值計算§5.５數控工藝文件的編寫§5.６自動編程介紹§5.７高速切削技術3§5.１

概述數控加工工藝

是采用數控機床加工零件時所運用的方法和手段的總和。4輪廓銑削5§5.１

概述數控機床加工零件過6§5.１

概述數控加工工藝主要包括以下幾個方面內容：對數控加工的合理性分析，選擇并確定數控加工內容；對零件圖進行的數控加工工藝分析；進行數控加工的工藝設計；對零件圖進行數學處理；編寫零件的加工程序單；程序的校驗與修改；首件試加工與現(xiàn)場問題處理；數控加工工藝文件的完善和歸檔。7§5.２手工編程的基礎知識5.2.1數控編程的基本概念

把零件的工藝過程、工藝參數、機床的運動以及刀具位移量等信息用數控語言記錄在程序單上，并經校核的全過程。8§5.２手工編程的基礎知識加工程序的編制方法手工編程自動編程9§5.２手工編程的基礎知識5.2.2手工編程的方法和步驟分析零件圖樣和工藝處理數學處理編寫零件加工程序單

輸入數控系統(tǒng)

程序檢驗和首件試加工

10§5.２手工編程的基礎知識5.2.3加工程序的結構與格式加工程序的結構程序開始部分——O

或%

若干程序段——整個程序的核心（指令→程序段→程序內容）程序結束部分——M02、M30或M99（子程序結束）11§5.２手工編程的基礎知識12§5.２手工編程的基礎知識O2001；

(程序號)N10G50X200Z150T0100；

(建立工件坐標系，選擇T01號刀)N20G96S150M03；(恒線速設定，主軸正轉)N25G50S2000；

(設定主軸最高轉速)N30G00X20Z6T0101；

(①建立刀具補償)N40G01Z-30F0.25；(②20圓柱加工)N50X50；(③50軸肩加工)N60X60Z-70；

(④50圓錐加工)N70X90；

(⑤60軸肩加工)N80G00X200Z150T00M05；(⑥刀具回位)N90M02；(程序結束)程序內容13§5.２手工編程的基礎知識程序段

程序段是代碼格式編程的基本單位，程序被執(zhí)行時程序段通常可指令數控機床完成一個動作

N20G96S150M03；14§5.２手工編程的基礎知識程序段的組成：程序段號若干個數據字數據字是控制系統(tǒng)的具體指令由地址符、特殊文字和數字集合而成，它代表機床的一個位置或一個動作

程序段結束符15§5.２手工編程的基礎知識１２３４５６７８９１０１１１２

Ｎ_

G_X_U_Q_Y_V_P_Z_W_R_I_J_K_R_…F_S_T_M_LF程序段號準備功能尺寸字進給功能主軸功能刀具功能輔助功能結束符常見程序段格式

16§5.２手工編程的基礎知識字符

字符就是數控系統(tǒng)進行存儲或傳送的記號。一般分四類：文字

大寫的２６個英文字母；數字和小數點；符號

即“＋”和“－”；功能字符

程序開始及結束符、程序段結束符、機床控制暫停符和機床控制恢復符等。17§5.２手工編程的基礎知識機能地址碼說明程序號O程序名程序段號N順序名準備功能Ｇ指定一種動作（直線、圓弧等）尺寸字X，Y，Z，U，V，W，A，B，C坐標軸移動指令I，J，K圓弧中心坐標R圓弧半徑進給功能F每分鐘或每轉進給量主軸速度功能S主軸速度刀具功能T刀具編號輔助功能Ｍ機床控制開/關B分度工作臺等偏移量號Ｄ，Ｈ偏移量量號暫停P，Ｘ暫停時間程序號指定Ｐ子程序號重復次數Ｐ子程序重復次數參數Ｐ，Ｑ固定循環(huán)參數常用地址碼及其含義FANUC18機能地址碼說明指令值范圍程序號O程序名1～9999程序段號N順序名1～99999準備功能Ｇ指定一種動作（直線、圓弧等）0～99尺寸字X，Y，Z，U，V，W，A，B，C坐標軸移動指令±99999.999I，J，K圓弧中心坐標R圓弧半徑進給功能F每分鐘或每轉進給量1～240000mm/min或0.001～500.00mm/r主軸速度功能S主軸速度0～20000r/min刀具功能T刀具編號0～99999999輔助功能Ｍ機床控制開/關0～99999999B分度工作臺等0～99999999偏移量號Ｄ，Ｈ偏移量量號0～400暫停P，Ｘ暫停時間0～99999.999ｓ程序號指定Ｐ子程序號1～9999重復次數Ｐ子程序重復次數1～9999參數Ｐ，Ｑ固定循環(huán)參數常用地址碼及其含義FANUC19§5.２手工編程的基礎知識程序段的格式可分為固定順序程序段格式、分隔符程序格式和可變程序段格式。最常用的是地址可變程序段格式，簡稱字地址程序格式。其形式如下：

N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_；20§5.２手工編程的基礎知識例如：

N10G01X40Z0F0.2；其中：N為程序段地址碼，用于指令程序段號；G為指令動作方式的準備功能地址；G01為直線插補指令；X為坐標軸地址，后面的數字表示刀具移動的目標點坐標；F為進給量指令地址，后面的數字表示進給量。21§5.２手工編程的基礎知識子程序零件數控加工程序可由主程序和子程序組成。22

用子程序方式加工的零件§5.２手工編程的基礎知識23§5.２手工編程的基礎知識子程序應用范圍：工件上有若干個相同的輪廓形狀；加工中經常出現(xiàn)或具有相同的加工路線；某一個輪廓或形狀需要分層加工；獨立的加工工步。24§5.２手工編程的基礎知識5.2.4加工程序指令代碼程序段號N

又稱程序段名，由地址N和數字組成。25§5.２手工編程的基礎知識G功能

G指令是使數控機床建立起某種加工指令方式，如規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡(即規(guī)定插補功能)、刀具補償、固定循環(huán)、機床坐標系、坐標平面等多種加工功能。26§5.２手工編程的基礎知識G代碼可分成兩類：模態(tài)和非模態(tài)

模態(tài)指令又稱續(xù)效指令

另外所有的F、S、T指令和部分M代碼都屬于模態(tài)指令。非模態(tài)指令27表5-1G代碼(JB/T3208—1999)

28表5-1G代碼(JB/T3208—1999)

29表5-1G代碼(JB/T3208—1999)30

G代碼(JB/T3208—1999)注：1.#號：如選做特殊用途，必須在程序格式說明中加以說明；

2.如在直線切削中無刀具補償，則G43～52可定做其它內容；

3.表中帶括號（d）的表示可以被同欄中無括號的字母d注銷或代替，也可被有括號（d)注銷或代替。31G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G00快速移動點定位快速移動點定位G01直線插補直線插補G02順時針圓弧插補順時針圓弧插補G03逆時針圓弧插補逆時針圓弧插補G04暫停暫停G05---通過中間點圓弧插補G17XY平面選擇XY平面選擇G18ZX平面選擇ZX平面選擇G19YZ平面選擇YZ平面選擇G32螺紋切削---G33---恒螺距螺紋切削G40刀具補償注銷刀具補償注銷G41刀具補償——左刀具補償——左G42刀具補償——右刀具補償——右G43刀具長度補償——正---G44刀具長度補償——負---G49刀具長度補償注銷---G50主軸最高轉速限制---G54～G59加工坐標系設定零點偏置FANUC與SIEMENS系統(tǒng)G功能對比G65用戶宏指令---G70精加工循環(huán)英制G71外圓粗切循環(huán)米制G72端面粗切循環(huán)---G73封閉切削循環(huán)---G74深孔鉆循環(huán)---G75外徑切槽循環(huán)---G76復合螺紋切削循環(huán)---G80撤銷固定循環(huán)撤銷固定循環(huán)G81定點鉆孔循環(huán)固定循環(huán)G90絕對值編程絕對尺寸G91增量值編程增量尺寸G92螺紋切削循環(huán)主軸轉速極限G94每分鐘進給量直線進給率G95每轉進給量旋轉進給率G96恒線速控制恒線速度G97恒線速取消注銷G96G98返回起始平面---G99返回R平面---FANUC與SIEMENS系統(tǒng)G功能對比§5.２手工編程的基礎知識S功能

S指令用來指定主軸轉速，用字母及后面的1～4位數字表示。有恒轉速(單位為r/min)和恒線速(單位為m/min，Ｇ９６設定，Ｇ９７取消)兩種指令方式S指令是模態(tài)指令34§5.２手工編程的基礎知識進給功能(F功能)F指令為進給速度指令，用來指定坐標軸移動進給的速度G94（每分鐘進給）G95（主軸每轉進給）,主要用于數控車削Ｆ指令在螺紋切削中用于指定螺紋導程F指令為模態(tài)代碼35§5.２手工編程的基礎知識T功能T指令用于選擇所需的刀具，同時還可用來指定刀具補償號36§5.２手工編程的基礎知識T指令用法：加工中心程序中的T代碼后的數字直接表示所選擇的刀具號碼，如T12，表示12號刀數控車床程序中的T代碼后的數字既包含所選擇的刀具號，也包含刀具補償號，如T0102，表示選擇01號刀，調用02號刀補參數37§5.２手工編程的基礎知識輔助功能(M指令)輔助功能指令用于指定主軸啟停M03、M04、M05主軸正反轉冷卻液的開關M07、M08、M09工件或刀具的夾緊與松開M10、M11刀具的更換M0638§5.２手工編程的基礎知識輔助功能由指令地址符M和后面的兩位數字組成，也有M00～M99共100種。M指令也有模態(tài)指令與非模態(tài)指令。39

輔助功能M代碼(JB/T3208—1999)

代碼模態(tài)功能代碼模態(tài)功能M00－程序停止M11*松開M01－計劃停止M12＃不指定M02－程序結束M13*主軸順時針方向，切削液開M03*主軸順時針旋轉M14*主軸逆時針方向，切削液開M04*主軸逆時針旋轉M15－正運動M05*主軸停止M16－負運動M06－換刀M17~M18＃不指定M07*１號切削液開M19*主軸定向停止M08*２號切削液開M20~M29＃永不指定M09*切削液關M30－紙帶結束M10*夾緊M31－互鎖旁路40代碼模態(tài)功能代碼模態(tài)功能M32~M35#不指定M52~M54#不指定M36#進給范圍１M55#刀具直線位移，位置１M37#進給范圍２M56#刀具直線位移，位置２M38#主軸速度范圍１M57~M59#不指定M39#主軸速度范圍２M60－更換工作M40~M45#不指定M61*工件直線位移，位置１M46~M47#不指定M62*工件直線位移，位置２M48*注銷Ｍ４９M63~M70#不指定M49#進給率修正旁路M71*工作角度位移，位置１M50#３號切削液開M72*工作角度位移，位置２M51#４號切削液開M73~M89#不指定M90~M99#永不指定輔助功能M代碼(JB/T3208—1999)41§5.２手工編程的基礎知識

常用M指令如下：

M00、M01、MO2、M03、M04、M05、M06、M07、M08、M09、M3042§5.２手工編程的基礎知識

常用M指令如下：

(1)?M00——程序停止指令。

M00使程序停止在本段狀態(tài)，不執(zhí)行下段。執(zhí)行完含有M00的程序段后，機床的主軸、進給、冷卻都自動停止，但全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變，重按控制面板上的循環(huán)啟動鍵，便可繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。43§5.２手工編程的基礎知識

M00指令可用于自動加工過程中停車進行測量工件尺寸、工件調頭、手動變速等操作。44§5.２手工編程的基礎知識

常用M指令：

(2)

M01——計劃停止指令。

M01與M00相似，不同的是必須預先在控制面板上按下“任選停止”鍵，當執(zhí)行到M01時程序才停止；否則，機床仍不停地繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的程序段。該指令常用于工件尺寸的停機抽樣檢查等，當檢查完成后，可按啟動鍵繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。45§5.２手工編程的基礎知識

(3)?M02——程序結束指令。用此指令使主軸、進給、冷卻全部停止，并使機床復位。M02必須出現(xiàn)在程序的最后一個程序段中，表示加工程序全部結束。

(4)?M03、M04、M05——主軸正/反轉、停止指令。M03表示主軸正轉，M04表示主軸反轉，M05表示主軸停止。46§5.２手工編程的基礎知識

(5)?M06——換刀指令。該指令用于具有自動換刀裝置的機床。

（6）M07、M08、M09——分別為霧狀冷卻液、液狀冷卻液開及冷卻液停的指令。

（7）M30——程序結束它與M02功能雖相似，但M30可使程序返回到開始狀態(tài)。47§5.２手工編程的基礎知識坐標字坐標字在程序段中主要用來指令機床上刀具運動到達的坐標位置，表示暫停時間等功能。48§5.２手工編程的基礎知識坐標字由坐標地址符及數字組成，且按一定順序進行排列。各坐標軸的地址符按下列順序排列：

X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E49§5.２手工編程的基礎知識地址碼意義

X-Y-Z-基本直線坐標軸尺寸

U-V-W-第一組附加直線坐標軸尺寸

P-Q-R-第二組附加直線坐標軸尺寸

A-B-C-繞X、Y、Z旋轉坐標軸尺寸

I-J-K-圓弧圓心的坐標尺寸

D-E-附加旋轉坐標軸尺寸

R-圓弧半徑值地址符含義

50§5.２手工編程的基礎知識程序段結束標志符寫在每個程序段之后，表示程序結束。當用EIA標準代碼時，結束符為“CR”，用ISO標準代碼時為“NL”或“LF”。有的用符號“；”或“*”表示。在編寫程序單時可以不書寫程序段結束符號，輸入時，CNC會自動加上。51§5.3數控加工工藝設計機械加工工藝過程

是指用材料去除方法改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量，使其成為達到設計要求的過程。52數控加工工藝的特點：工藝內容設計十分具體工藝設計非常嚴密操作程序化相當嚴格機床的合理應用§5.3數控加工工藝設計數控加工的特點53§5.４編程中的數值計算數控編程的主要工作就是把加工過程中刀具移動的位置按一定的順序和方式編寫成程序單，輸入機床的控制系統(tǒng)，操縱加工過程。刀具移動位置是根據零件圖紙，按照已經確定的加工路線和允許的加工誤差（即容差：用插補線段逼近實際輪廓曲線時允許存在的誤差）計算出來的。54§5.４編程中的數值計算5.4.1基點與節(jié)點的坐標計算基點就是構成零件輪廓的各相鄰幾何元素之間的交點或切點。55

零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連接點稱為基點?；c坐標是編程中必需的重要數據。A、B、C、D、E為基點。56§5.４編程中的數值計算節(jié)點

是在滿足容差要求條件下用若干插補線段（如直線段或圓弧段等）去逼近實際輪廓曲線時，相鄰兩插補線段的交點。一般稱基點和節(jié)點為切削點，即刀具切削部位必須切到的點。57§5.４編程中的數值計算5.4.2刀具中心軌跡的計算刀具中心位置是刀具相對于每個切削點刀具中心所處的位置。對于沒有刀具偏置功能的數控系統(tǒng)，應計算出相對于基點和節(jié)點的刀具中心位置軌跡。對于具有刀具偏置功能的數控系統(tǒng)，加工某些內腔型面時，往往也要求計算出刀具中心軌跡的坐標數據。58§5.４編程中的數值計算5.4.3手工編程的輔助計算增量計算

對于增量坐標的數控系統(tǒng)，應計算出后一節(jié)點相對前一節(jié)點的增量值。輔助程序段的數值計算

對刀點到切入點的程序段，以及切削完畢后返回到對刀點的程序均屬輔助程序段。在填寫程序單之前，輔助程序段的數據也應預先確定。59§5.４編程中的數值計算5.4.4平面輪廓基點坐標計算直線、圓弧類零件的數學處理

數控機床一般都具有直線插補和圓弧插補的功能，因此對于由直線、圓弧組成的平面輪廓零件，它的數值計算比較簡單，主要是基點的計算。基點坐標的計算一般比較簡單，可根據零件圖樣給定的尺寸，運用代數、幾何、三角、解析幾何的有關知識，直接計算出數值。60直線與圓弧的交點計算如圖所示，已知直線方程為y=kx+b，求以點（x0，y0）為圓心，半徑為R的圓與該直線的交點坐標（xc，yc）。直線方程與圓方程聯(lián)立，得聯(lián)立方程組：

經推算后給出標準計算公式如下：（求較大者時取“＋”）

61上式也可用于求解直線與圓相切時的切點坐標。當直線與圓相切時，取B2－4AC=0，此時=－B/（2A），其余計算公式不變。直線與圓相切求切點坐標如圖所示，已知圓外一點（x1，y1)的直線L與一個已知圓相切，已知圓心坐標為（x0，y0)，半徑為R，求切點坐標（xc，yc)62§5.４編程中的數值計算計算公式如下：

Δx=x0-x1

Δy=y0-y1計算β時，α2為有向角。另外，在計算（xc，yc)時，其“±”號的選取則取決于xc，yc相對于x0、y0所處的象限位置。63圓弧與圓弧相交或相切

如圖所示，已知兩相交圓的圓心坐標及半徑分別為（x1，y1），R1；（x2，y2），R2，求其交點坐標（x

c，yc）。聯(lián)立兩圓方程：ＸＹO1O2(x1，y1)(x2，y2)R2R1(xc，yc)C經推算可給出標準計算公式如下：64（求x

c較大值時取“＋”）當兩圓相切時，B2－4AC=0，因此上式也可用于求兩圓相切的切點。65§5.４編程中的數值計算下面舉例說明增量值計算66§5.４編程中的數值計算(1)刀具路線S→A→B，計算方法為：XA=32－20tan30°=32－11.547=20.453XB=20sin60°=17.321YB=20－20cos60°=1067§5.４編程中的數值計算(2)刀具路線B→C→D→E，計算方法為：XC=25－(20sin60°－20tan30°)－(15sin60°－15tan30°)=14.896YC=XCtan60°=25.801XD=15sin60°=12.990YD=15－15cos60°=7.5XE=24－15tan30°=15.34068§5.４編程中的數值計算(3)刀具路線E→F→G→H，計算方法為：XF=20－15cos60°=22.5YF=20tan60°－15sin60°=21.651XG=15cos60°＋15cos30°=20.450YG=15sin60°－15sin30°=5.49XH=43.3－15cos30°=30.310YH=25－15sin30°=17.569§5.４編程中的數值計算b)絕對值計算實例：70§5.４編程中的數值計算XA=－10×cos30°=－8.66YA=30+10×sin30°=35XB=10×cos30°=8.66YB=30+10×sin30°=35XC=30×cos30°+10×cos30°=34.641YC=－30×sin30°+10×sin30°=－10XD=30×cos30°=25.981YD=－30×sin30°－10＝－25XE=－30×cos30°=－25.981YE=－30×sin30°－10＝－25XF=－30×cos30°－10×cos30°=－34.641YF=－30×sin30°+10×sin30°=－1071非圓曲線處理方法數控系統(tǒng)一般都只有直線和圓弧插補功能，這種機床無法直接加工除直線和圓弧以外的曲線，如漸開線、橢圓、雙曲線、阿基米德螺旋線、拋物線等。對于這些非圓曲線輪廓，只有用直線或圓弧去逼近它，即將輪廓曲線按編程允許的誤差分割成許多小段，再用直線或圓弧去逼近這些小段。逼近線段與非圓曲線的交點或切點稱為節(jié)點，對這種輪廓進行數學計算，其實質就是計算各節(jié)點的坐標。72

例如，對下圖所示的曲線用直線逼近時，其交點A、B、C、D、E、F等即為節(jié)點。73§5.５數控工藝文件的編寫在編制工藝文件前，應當對工件的毛坯質量、刀輔具系統(tǒng)、夾具狀況、機床的性能特點進行調查研究，熟悉和掌握涉及數控加工的有關技術信息，力求編出高質量的工藝文件來。§5.５數控工藝文件的編寫745.5.1數控加工工藝文件的格式幾種常用的數控加工工藝文件格式如下：數控加工編程任務書

數控加工編程任務書是在編寫加工程序前完成的工藝說明性技術文件。該文件指定了所加工零件使用的機床型號、數控系統(tǒng)型號，記載并說明了工藝人員對數控加工工序的技術要求、工序說明、毛坯尺寸或預加工后的加工余量，以及加工中使用工、夾、量、刀具的意見等。§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式75數控加工編程任務書（廠名）數控編程任務書任務書編號零件名稱零件圖號機床型號數控系統(tǒng)工序名稱工序號加工內容編制×××校對×××審核×××年月日共頁第頁填寫主要說明幾對數控加工工序的技術要求§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式數控加工編程任務書76數控加工工序卡數控加工工序卡是用于指導工人操作的工藝指令性技術文件。它是在產品加工工藝過程卡的基礎上，針對每道數控加工工序的內容描述數控加工工藝參數和操作信息的一種工藝文件，是編制加工程序的工藝依據。§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式數控加工工序卡77（廠名）數控加工工序卡零件名稱零件圖號車間工序號工序名稱工件材料機床型號數控系統(tǒng)機床編號毛坯尺寸程序名編程原點工位器具夾具名稱量具名稱工序工時準終單件工步號工步內容加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉速（r/min)進給量(mm/min)背吃刀量（mm）加工方式切削工時123編制×××審核×××批準×××年月日共頁第頁數控加工工序卡78數控加工刀具卡與配套卡數控加工刀具卡是指導編寫加工程序和操作機床時輸入刀具參數工作的工藝指令性技術文件，其式樣因工廠刀具管理差異不盡相同。數控加工刀具配合使用的還的刀具配套卡。在刀具配套卡中繪有刀具配套簡圖和相關配套零件目錄，它主要包括刀輔具名稱、規(guī)格型號等內容?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式數控加工刀具卡與配套卡79（廠名）數控加工刀具卡零件名稱零件圖號工步號刀具號刀具名稱刀柄型號刀具偏置號D、H加工表面刀片型號備注直徑長度刃數編制×××審核×××批準×××年月日共頁第頁數控加工刀具卡§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式數控加工刀具卡與配套卡80（刀具簡圖）（廠名）數控刀具配套卡零件名稱零件圖號程序號刀具編號刀具名稱車間加工設備刀具的組成序號123編制×××審核×××批準×××年月日共頁第頁數控刀具配套卡§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式數控加工刀具卡與配套卡81數控加工走刀路線圖數控加工走刀路線是指刀具相對于工件運動的軌跡，也稱加工路線或刀位軌跡圖，它是編程人員進行數值計算、編制程序、審查程序和修改程序的工藝說明性技術文件。§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式數控加工走刀路線圖82(廠名）數控加工走刀路線圖零件圖號工序名稱程序號工序號工步號機床型號數控系統(tǒng)刀具號刀補號刀尖半徑刀具長度坐標點（坐標值）（某一工步的走到路線圖）編制×××校對×××審核×××年月日共頁第頁§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1數控加工工藝文件的格式數控加工走刀路線圖數控加工走刀路線圖83加工程序單加工程序單是數控機床運動的指令集合，也是加工作業(yè)指令性技術文件。該文件記錄了數控加工的工藝過程、切削用量、刀具位移、刀具尺寸以及機床運動的全過程?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.1數控加工工藝文件的格式加工程序單84NGXZIKFSTMCR程序注釋N0010010206CR定義刀具N0020G00G90G5450100CR設定坐標系，絕對值編程N003050003CR主軸正轉500r/min........................N0090G00100CR返回Z向初始位置N010030CR程序結束

加工程序單零件名稱：_____零件圖號：_____工序名稱：_____工序編號：_____編制：_____校對：_____審核：_____日期：____年__月__日共__頁第__頁O________§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1數控加工工藝文件的格式5.加工程序單85

加工程序單零件名稱：_____零件圖號：_____工序名稱：_____工序編號：_____編制：_____校對：_____審核：_____日期：____年__月__日共__頁第__頁O________程序段號程序內容程序注釋N0010T0102M06定義刀具N0020G00G90G54X50Z100設定坐標系，絕對值編程N0030S500M03主軸正轉500r/min....................................N0090G00Z100返回Z向初始位置N0100M30程序結束§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1數控加工工藝文件的格式加工程序單86加工程序說明卡加工程序說明卡是與加工程序單配套使用的工藝說明性技術文件。根據應用實踐，一般應對加工程序做出說明的主要內容如下：所用數控設備及數控系統(tǒng)型號，數控系統(tǒng)軟件的版本號；整個加工程序的內容安排（相當于工步內容說明與工步順序、加工操作類型）；工件相對于機床的坐標方向及位置、工件裝夾方式、找正工件的方法；§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1數控加工工藝文件的格式加工程序說明卡87對刀點（編程原點）位置及允許的對刀誤差；刀具起刀點、退刀點及進退刀方式、安全高度、換刀點坐標位置；鏡像加工使用的對稱軸；所用刀具的補償方式（左補償、右補償、長度補償）及刀具半徑、長度補償號，必須按實際刀具半徑（或長度）加大（或縮?。┭a償值的設置方法等；§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式加工程序說明卡88對程序中編入的子程序的功能說明；特殊程序段的說明，例如，需要在加工中更換夾緊點（挪動壓板）的計劃停止程序段號，中間測量用的計劃停止段號等；其他需要說明的問題等?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式加工程序說明卡89廠名加工程序說明卡工序名稱工序號NC程序號機床型號數控系統(tǒng)加工批量零件名稱零件圖號編制×××校對×××審核×××年月日共頁第頁§5.５數控工藝文件的編寫5.5.1

數控加工工藝文件的格式加工程序說明卡加工程序說明卡905.5.2數控加工工藝文件的編寫要求編寫數控加工工藝文件是數控加工工藝設計任務中非常重要的一項工作。它在生產中通?？勺鞯闹笇Р僮髡哒_按程序加工，保證加工工藝的嚴肅性、生產操規(guī)范性，同時也對產品的質量起保證作用。§5.５數控工藝文件的編寫5.5.2數控加工工藝文件的編寫要求91數控加工工藝文件編寫的基本要求：選擇與加工內容相適應的工藝文件格式；字跡工整，文字表達言簡意賅；工藝簡圖清晰，尺寸標注準確無誤；需要說明的內容要交代完整；文圖相符，文實相符，不互相矛盾；當加工程序更改時，相應工藝文件要同時更改；加工程序和工藝文件要統(tǒng)一編號，及時存檔?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.2數控加工工藝文件的編寫要求925.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例如圖所示為平面槽形凸輪零件，其外部輪廓尺寸已經由前道工序加工完，本工序的任務是在銑床上加工槽與孔。零件材料為HT200，其數控銑床加工工藝分析如下：§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例93加工槽與孔零件材料為HT200（灰口鑄鐵,抗拉強度200）

§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例94零件圖工藝分析凸輪槽形內、外輪廓由直線、圓弧組成，幾何元素之間關系描述清楚完整；凸輪槽側面與φ20、φ12兩個內孔表面粗糙度要求較高，為Ra1.6。凸輪槽內外輪廓面和φ20孔與底面有垂直度要求。零件材料為HT2OO，切削加工性能較好?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例95根據上述分析，凸輪槽內、外輪廓及φ20、φ12兩個孔的加工應分粗、精加工兩個階段進行，以保證表面粗糙度要求。同時以底面A定位，提高裝夾剛度以滿足垂直度要求。§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例96確定裝夾方案根據零件的結構特點，加工φ20、φ12兩個孔時，以底面A定位(必要時可設工藝孔)，采用螺旋壓板機構夾緊。加工凸輪槽內外輪廓時，采用“一面兩孔”方式定位，即以底面A和φ20、φ12兩個孔為定位基準?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例97為此，設計一面兩銷專用夾具，在墊塊上分別精鏜φ20、φ12兩個定位銷安裝孔，孔距為65mm，墊塊平面度為0.04mm。裝夾示意如圖所示。采用雙螺母夾緊，提高裝夾剛性，防止銑削時振動?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例98§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例99確定加工順序及進給路線

加工順序的擬定按照基面先行、先粗后精的原則確定：因此應先加工用作定位基準的φ20、φ12兩個孔;然后再加工凸輪槽內外輪廓表面；為保證加工精度，粗、精加工應分開，其中φ20、φ12兩個孔的加工采用鉆孔→粗鉸→精鉸方案；§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例100確定加工順序及進給路線進給路線包括平面進給和深度進給兩部分；深度進給有兩種方法一種是在XOZ平面(或YOZ平面)來回銑削逐漸進刀到既定深度；另一種方法是先打個工藝孔，然后從工藝孔進刀到既定深度。§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例101平面進給時，外凸輪廓從切線方向切入，內凹輪廓從過渡圓弧切入。為使凸輪槽表面具有較好的表面質量，采用順銑方式銑削，對外凸輪廓，按順時針方向銑削，對內凹輪廓逆時針方向銑削；§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例102刀具選擇根據零件的結構特點，銑削凸輪槽內、外輪廓時，銑刀直徑受槽寬限制，取為φ6mm，粗加工選用φ6高速鋼立銑刀，精加工選用φ6硬質合金立銑刀。所選刀具及其加工表面見下表：平面槽形凸輪數控加工刀具卡片?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例103§5.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例（廠名）數控加工刀具卡零件名稱平面槽型凸輪零件圖號MC－011序號刀具號刀具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱刀柄型號刀長1T01φ5NC點鉆BT40－JZM10鉆5mm中心鉆2T02φ19.8鉆頭BT40－M2－454520孔預鉆3T03φ11.9鉆頭BT40－JZM133012孔預鉆4T04φ20鉸刀BT40－MW2－554529孔精加工5T05φ12鉸刀BT40－MW2－553012孔精加工6T0690°倒角銑刀BT40－M2－4520孔倒角1.5×45°倒角7T07φ6立銑刀BT40－Q16－6520粗加工凸輪槽內外輪廓高速鋼8T08φ6立銑刀BT40－Q16－6520精加工凸輪槽內外輪廓硬質合金編制×××審核×××批準×××××

年×月×日共1頁第1頁平面槽型凸輪數控加工刀具卡104切削用量的選擇凸輪槽內、外輪廓精加工時留0.1mm銑削余量，精鉸φ20、φ12兩個孔時留0.05mm鉸削余量。選擇主軸轉速與進給速度時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進給量，然后按式vc=πdn/1000，v=nZfz，計算主軸轉速與進給速度(計算過程從略)?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例105填寫數控加工工序卡片將各工步的加工內容、所用刀具和切削用量填入:平面槽形凸輪數控加工工序卡片?！?.５數控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數控銑床加工工藝分析實例106（廠名）數控加工工序卡產品名稱零件名稱零件圖號××××平面槽型凸輪MCT01－011工序號程序編號夾具名稱設備名稱數控系統(tǒng)車間003O1200－O1500螺旋壓板XK5025FANUC0M機加一工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格mm主軸轉速r/min進給速度mm/mm背吃刀量mm備注1A面定位鉆φ5中心鉆（2處）T01φ575535自動2鉆φ19.8孔T02φ19.840240自動3鉆φ11.9孔T03φ11.940240自動4鉸φ20孔T04φ20130200.2自動5鉸φ12孔T05φ12130200.2自動6φ20孔倒角1.5×45°T0690°402手動7一面兩孔定位粗銑凸輪內輪廓T07φ6780404自動8粗銑凸輪外輪廓T07φ6780404自動9精銑凸輪內輪廓T08φ614952014自動10精銑凸輪外輪廓T08φ614952014自動11反面裝夾，銑φ20孔另一側倒角1.5×45°T0690°402手動編制×××審核×××批準×××××年×月×日共1頁第1頁平面槽型凸輪數控加工工序卡107§5.6自動編程介紹5.6.1自動編程的概念是利用通用計算機和相應前置、后置處理軟件，對工件源程序或CAD圖形進行處理，以得到加工程序的一種方法。自動編程系統(tǒng)的一般處理過程108APT數控語言自動編程APT是一種自動編程工具（AutomaticallyProgrammedTool）的簡稱，是一種對工件、刀具的幾何形狀及刀具相對于工件的運動等進行定義時所用的一種接近于英語的符號語言。把用APT語言書寫的零件加工程序輸入計算機，經計算機的APT語言編程系統(tǒng)編譯產生刀位文件（CLDATAfile），然后進行數控后置處理，生成數控系統(tǒng)能接受的零件數控加工程序的過程，稱為APT語言自動編程。109APT自動編程語言的發(fā)展

1955年推出APT1958年完成APTⅡ，適用于曲線自動編程

1961年提出APTIII，適用于3~5坐標立體曲面自動編程

70年代推出APTIV，適用于自由曲面自動編程在APT的基礎上，世界各工業(yè)國家也各自發(fā)展了各具特色的數控語言系統(tǒng)。

德國

EXAPT、

日本

FAPT和HAPT、

法國

IFAPT、

意大利

MODAPT，

中國

SKC、ZCX等。110CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程圖形交互編程方法CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程主要特點是零件的幾何形狀可在零件設計階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設計模塊在圖形方式下進行定義、顯示和修改，最終得到零件的幾何模型。111數控編程的一般過程包括刀具的定義或選擇，刀具相對于零件表面的運動方式的定義，切削加工參數的確定，走刀軌跡的生成，加工過程的動態(tài)圖形仿真顯示、程序驗證直到后置處理等，一般都是在屏幕菜單及命令驅動等圖形交互方式下完成的，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點。112§5.6自動編程介紹5.6.2CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程簡介CAD/CAM集成系統(tǒng)CAM模塊的組成一般由幾何造型、刀位軌跡生成、刀位軌跡編輯、刀位軌跡驗證、后置處理、圖形顯示、幾何模型內核、運行控制和用戶界面等部分組成。113§5.6自動編程介紹自動編程信息處理過程三維曲面實體混合造型三維曲面實體混合造型三維曲面實體混合造型三維曲面實體混合造型確定刀具參數確定加工方法多軸加工軌跡生成三維加工軌跡生成二維加工軌跡生成數控機床確定生成加工代碼114§5.6自動編程介紹CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程的主要特點數學處理能力強快速自動生成數控程序后置處理程序靈活多變程序自檢、糾錯能力強便于實現(xiàn)與數控系統(tǒng)的通信1155.6.3CAD/CAM集成系統(tǒng)軟件介紹

1．高檔CAD/CAM軟件

高檔CAD/CAM軟件的代表有Unigraphics、I-DEAS、Pro/Engineer、CATIA等。這類軟件的特點是優(yōu)越的參數化設計、變量化設計及特征造型技術與傳統(tǒng)的實體和曲面造型功能結合在一起，加工方式完備，計算準確，實用性強，可以從簡單的二軸加工到以五軸五聯(lián)動方式來加工極為復雜的工件表面，并可以對數控加工過程進行自動控制和優(yōu)化，同時提供了二次開發(fā)工具允許用戶擴展UG的功能。這類軟件是航空、汽車、船舶制造行業(yè)首選的CAD/CAM軟件。116§5.6自動編程介紹

2．中檔CAD/CAM軟件

CIMATRON是中檔CAD/CAM軟件的代表。這類軟件實用性強，提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數控加工，以及各種通用、專用數據接口和集成化的產品數據管理。117§5.6自動編程介紹

3．相對獨立的CAM軟件相對獨立的CAM軟件有Mastercam、Surfcam等。這類軟件主要通過中性文件從其他CAD系統(tǒng)獲取產品幾何模型。系統(tǒng)主要有交互工藝參數輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。這類軟件主要應用于中小企業(yè)的模具制造行業(yè)。

118§5.6自動編程介紹

4．國內CAD/CAM軟件

CAXA制造工程師是國內CAD/CAM軟件的代表。這類軟件是面向我國機械制造業(yè)而自主開發(fā)的中文界面三維復雜形面CAD/CAM軟件，具備機械產品設計、工藝規(guī)劃設計和數控加工程序自動生成等功能。這些軟件價格便宜，主要面向中小企業(yè)，符合我國國情和標準，所以受到了廣泛的歡迎，贏得了越來越大的市場份額。119§5.7高速切削技術1205.7.1高速切削技術概述

1931年德國物理學家薩羅蒙最早提出了高速切削的理論:在常規(guī)切削速度范圍內，切削溫度隨著切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值后，切削溫度不但不會升高反而會降低，且該切削速度與工件材料的種類有關?！?.7高速切削技術121對于每一種工件材料都存在一個速度范圍，在該速度范圍內，由于切削溫度過高，刀具材料無法承受，切削加工不可能進行，要是能越過這個速度范圍，高速切削將成為可能，從而大幅度地提高生產效率。§5.7高速切削技術高速切削122高速切削加工與常規(guī)切削加工相比：加工時間可減少約60%切削速度是常規(guī)切削速度的5～10倍材料去除率提高3～5倍刀具耐用度提高70%

§5.7高速切削技術1235.7.2高速切削的優(yōu)勢高速切削有以下特點：

§5.7高速切削技術1．提高生產率

2．改善加工精度和表面質量

3．減少切削產生的熱量

4．減小切削力

5．部分代替某些工藝

124§5.7高速切削技術1255.7.3高速切削加工實現(xiàn)的條件和要求高速切削加工主要有兩個特點：主軸轉速較高一般情況下主軸轉速在10000～60000r/min高速進給進給速度一般在每分鐘幾米甚至幾十米以上?！?.7高速切削技術1261．高速加工對機床的要求2．高速加工對數控系統(tǒng)的要求

3．高速加工對主軸的要求4．高速加工對刀具的要求

5．高速加工對切削參數的要求6．高速加工對加工編程的要求7．高速加工對CAM軟件的要求

§5.7高速切削技術實現(xiàn)高速切削加工七個要求：1275.7.4高速切削加工工藝規(guī)劃高速切削的