《数控编程技术》课程教学指南.ppt

中央广播电视大学 数控编程技术 课程教学指南 一 课程的性质 目的和任务 本课程是数控技术专业的一门专业核心课 与数控加工工艺 数控机床课程紧密联系 通过本课程的学习 使学生能够针对被加工零件 在合理地制定数控加工工艺的基础上 运用数控系统所规定的编程规则和编程方法 编制零件的加工程序 为数控加工做准备 一 课程的性质 目的和任务 主要培养学生的3个方面的能力 1 数控加工相关知识的运用能力 主要是机械制造基础知识 数控加工工艺基础知识 数控机床的基础知识和基本操作方法的应用能力 2 相关技术资料的应用能力 通过本课程的学习 要使学生养成查阅编程手册 刀具样本等技术资料的能力 3 综合能力和素质 针对数控加工技术属知识技能的特点 培养学生独立分析问题和解决工程实际问题的能力 提高学生的综合素质 二 与相关课程的衔接及分工 本课程是数控技术专业的专业核心课 其先修课程为 机械制图 机械制造基础 和 金工实习 等课程和实践环节 并行课程为 数控加工工艺 数控机床 该课程是数控加工工艺与数控机床紧密联系的纽带 是 CAD CAM自动编程软件应用 课程的基础 同时也是 数控加工综合实训 实践环节的先修课程 三 课程教学的基本要求 1 了解数控编程的基本概念 掌握数控加工程序的类型与格式 理解常用功能字的含义 掌握续效代码与非续校代码的区别 2 理解机床坐标系与工件坐标系的关系 3 了解编程中的工艺处理内容和步骤 掌握数控加工工艺分析方法 能正确地进行加工方法选择 划分工序与工步 安排加工顺序与走刀路径 选择刀具及其几何参数 确定装夹定位方式 编制中等复杂零件的数控加工工艺卡片 为数控编程做准备 4 了解编程中的数值计算内容与方法 掌握简单基点坐标的计算方法 5 掌握T F S M功能指令的指令格式与编程方法 掌握常用G功能的指令格式与编程方法 6 了解刀具补偿的概念 理解刀具补偿的建立 执行与取消条件 掌握刀具补偿指令的编程方法 7 了解简化编程指令的用途 掌握固定循环指令的编程格式和方法 三 课程教学的基本要求 8 了解车削加工编程的特点 掌握车削加工的编程方法 独立编制中等复杂零件的车削加工程序 为数控加工打下坚实的基础 9 能够根据被加工零件的几何特征和技术要求 按照数控系统所规定的程序格式 编制中等复杂零件的数控铣床 加工中心 加工程序 10 了解宏程序编制的基本方法 能够利用变量 编制简单的宏程序 三 课程教学的基本要求 四 课程教学要求的层次 本课程教学按以下3个层次进行要求 1 了解 了解数控编程中的有关基本概念 不同数控系统之间的指令差异 与本课程紧密联系的相关知识 2 理解 理解本课程有关的重要概念 基本规则 3 掌握 掌握常用指令的编程格式和方法 根据零件图纸要求 能够熟练编制中等复杂零件的加工程序 五 教学计划与安排 学时与学分本课程为4学分 课内学时为72学时 开设一学期 教学环节本课程以自学和辅导助学为主 课堂教学以讲授重点知识为主 课后做作业巩固知识 学时分配见表1 表1学时分配表 续前表 六 教学内容和教学要求 一 目的与要求 二 教学内容 三 教学要求 四 重点与难点 五 教学建议 一 目的与要求使学生建立数控编程的基本概念 掌握数控编程的基本内容 主要步骤 掌握加工程序的基本组成 程序的基本结构和类型 二 教学内容1 数控加工的过程2 数控编程的内容与步骤3 数控编程的种类4 数控机床的坐标系和运动方向5 典型数控系统及其主要功能6 程序的结构7 程序段格式8 续效代码与非续效代码 第1章数控加工的编程基础 三 教学要求1 了解数控加工的过程2 掌握数控编程的内容与步骤3 掌握数控编程的种类4 掌握数控机床的坐标系和运动方向的命名规则5 了解典型数控系统及其主要功能6 掌握程序的结构组成7 掌握程序段格式的书写规则8 理解地址码中英文字母的含义9 掌握续效代码与非续效代码的概念与区别 第1章数控加工的编程基础 四 重点与难点重点 数控编程的内容与步骤 数控机床的坐标系和运动方向 难点 续效代码与非续效代码的区别 五 教学指导 1 数控加工的概念 2 数控编程的内容加工工艺分析数值计算编写零件加工程序单制备控制介质程序校对与首件试切 第1章数控加工的编程基础 第1章数控加工的编程基础 3 数控编程的种类手工编程自动编程 4 数控机床的五大功能准备功能G刀具功能T主轴转速功能S进给功能F辅助功能M 1 1 1数控加工的过程 第1章数控加工的编程基础 图1 1右手笛卡儿坐标系统 5 数控机床的坐标系及其命名原则 第1章数控加工的编程基础 图1 2主程序和子程序 6 程序的构成 第1章数控加工的编程基础 图1 3程序段构成 7 程序段结构 8 完整程序的划分 开始部分刀具准备 坐标系指定 偏置号指定 冷却指令 下一工部刀具到位 加工部分执行先粗后精 先内后外 先面后孔的原则 如 铣端面 铣侧面 粗镗孔 NC点钻 铣外轮廓 铣内轮廓 钻孔 攻丝 精镗孔 结束部分加工结束 退刀 停冷却 取消半径补偿 取消刀具长度偏置 到达下一工步开始点 回参考点换刀 第1章数控加工的编程基础 9 代码表的查阅 第2章数控编程中的工艺分析 一 目的与要求使学生了解数控编程前工艺处理的主要内容 掌握数控工艺分析的基本方法 为数控编程做准备 该部分内容与 数控加工工艺 课程紧密联系 第2章数控编程中的工艺分析 二 教学内容1 数控编程中工艺处理的主要内容2 数控机床的合理选用3 数控加工零件的工艺性分析4 加工方法的选择与加工方案的确定5 工序与工步的划分6 零件的装卡方法与夹具的选择7 加工路线的确定8 刀具的选择9 切削用量的确定10 对刀点与换刀点的确定11 数控加工工艺文件的内容 三 教学要求1 了解数控编程中工艺分析的主要内容2 掌握数控机床的合理选用方法3 掌握数控加工零件的工艺性分析方法4 能够正确选择加工方法与确定加工方案5 掌握工序与工步的划分方法6 掌握零件的装卡方法与夹具的选择原则7 掌握加工路线的确定方法8 能够根据被加工零件的要求 合理地选择刀具9 能够根据工艺条件 选择切削用量10 理解对刀点与换刀点的概念11 掌握数控加工工艺文件的编制方法 第2章数控编程中的工艺分析 四 重点与难点重点 加工方法的选择 工序与工步的划分 刀具的合理选择 加工路线的确定 难点 对刀点与换刀点的确定 切削参数的确定 五 教学建议结合典型零件 与工程实际紧密联系 第2章数控编程中的工艺分析 第2章数控编程中的工艺分析 1 零件图的阅读 第2章数控编程中的工艺分析 2 加工方法的选择 孔加工实例 第2章数控编程中的工艺分析 3 零件的结构工艺性 第2章数控编程中的工艺分析 a 内轮廓加工外形面定位 b 外轮廓加工以内形面定位 4 零件的装夹定位 第2章数控编程中的工艺分析 图2 5外圆铣削图2 6内圆铣削 5 刀具路线 1 第2章数控编程中的工艺分析 孔加工时的引伸距离的确定 5 刀具路线 2 图2 18钻尖对编程的影响 第2章数控编程中的工艺分析 图2 19切削螺纹时的引入与超越距离 5 刀具路线 3 第2章数控编程中的工艺分析 图2 20孔加工路线的确定 5 刀具路线 4 第2章数控编程中的工艺分析 图2 21凹槽加工走刀路线 5 刀具路线 5 第2章数控编程中的工艺分析 6 刀位点与对刀 第3章数控编程中的数学处理 一 目的与要求通过本章内容的学习 使学生了解数控编程前数学处理的主要内容和基本方法 掌握利用三角函数计算基点坐标 为数控编程做准备 二 教学内容1 三角函数法计算基点坐标2 非圆曲线节点坐标的概念3 辅助坐标点的设定与计算 第3章数控编程中的数学处理 三 教学要求1 掌握利用三角函数计算基点坐标的方法2 了解非圆曲线节点坐标的概念3 掌握辅助坐标点的计算 四 重点与难点重点 利用三角函数计算基点坐标难点 辅助坐标点的设定与计算 第3章数控编程中的数学处理 图3 1基点坐标计算 图3 2孔位坐标计算 第4章基本功能指令的编程方法 一 目的与要求通过本章的学习 使学生掌握刀具功能 主轴功能 进给功能 常用的辅助功能指令的编程格式和编程方法 二 教学内容1 刀具功能 T指令 的编程2 主轴功能 S指令 的编程3 进给功能 F指令 的编程4 常用辅助功能 M指令 的编程 第4章基本功能指令的编程方法 三 教学要求1 理解刀具功能 T指令 的用途 掌握指令格式和编程方法 并能够正确应用 2 理解主轴功能 S指令 的用途 掌握指令格式和编程方法 并能够正确应用 3 理解进给功能 F指令 的用途 掌握指令格式和编程方法 并能够正确应用 4 理解常用辅助功能 M指令 的用途 掌握指令格式和编程方法 并能够正确应用 四 重点与难点重点 功能指令的编程格式与方法 难点 不同数控系统之间的指令与编程格式差别 五 教学指导1 刀具功能的编程格式 1 T T2 2 例如 T0404 表示选择第4号刀 4号偏置 T0403 表示选择第4号刀 3号偏置 T0200 表示选择第2号刀 刀具偏置取消 2 T D H 例如 T3D3 选择3号刀 3号刀偏生效 D0 仍然是3号刀具 3号刀取消 D5 仍然是3号刀具 5号刀偏生效 T5D6 换5号刀具 6号刀偏生效 3 T M06例如 N010T02M06 选择2号刀 立即换2号刀 N090G01Z T03 预选3号刀 N100G28Z0M06 换3号刀 2 主轴功能S的编程格式 1 主轴恒转速功能控制编程格式为 G97S S的单位为转速单位 r min 例如 G97S320 表示主轴转速为320r min 2 主轴恒线速度功能编程格式为 G96S S的单位为线速度单位 m min 例如 G96S150 表示切削速度为150m min 3 最高转速限制 当采用恒线速度切削时 G50 G92 S S的单位为转速单位 r min 例如 G96S150 主轴恒线速度控制 线速度为150m min G50 G92 S1800 主轴最高转速限制 最高转速为1800r min 3 进给功能F的编程格式 1 直线进给编程格式为 G94 G98 F F的单位为mm min 例如 G94 G98 F240 进给率为240mm min 2 旋转进给编程格式为 G94 G98 F F的单位为mm r 例如 G95 G99 F0 2 进给率为0 2mm r 3 注意事项 直线进给 旋转进给的选择指令 因数控系统不同而有差别 上电默认值由机床参数设定 二者均可 当编写程序时 第一次遇到插补指令时 必须编写进给率F F功能为模态指令 实际进给率可以通过进给倍率旋钮进行调整 在0 120 150 之间控制 4 常用辅助功能M的编程格式 1 程序控制 M00 程序暂停 M01 选择 停止 M02 程序结束 M30 程序结束 指针返回 2 主轴控制 M03 主轴顺时针转动 M04 主轴逆时针转动 M05 主轴停止 3 冷却控制 M07 冷却液1开 M08 冷却液2开 M09 冷却液关 4 换刀控制 M06 换刀 5 自程序控制 M98 自程序调用 M99 自程序返回 6 其他控制 M41 M42 M43等 一 目的与要求通过本章的学习 使学生了解常用准备功能的类型 特点 掌握常用准备功能指令的编程格式和编程方法 二 教学内容1 坐标系设定指令 1 工件坐标系设定 G50 G92 2 坐标系零点偏置 G54 G59 3 平面选择 G17 G18 G19 4 回参考点操作 G27 G28 G29 G30 2 尺寸指令公 英制转换指令 绝对 增量指令 直径 半径指令3 基本运动控制指令G00 G01 G02 G034 暂停指令G04 第5章常用准备功能指令的编程方法 三 教学要求1 理解与坐标相关指令的含义 掌握指令的格式和编程方法 掌握G50 G92 G54 G59指令的区别和联系 掌握平面选择指令 G17 G18 G19 的用法 理解回参考点操作及其指令的用法 2 掌握公 英制转换 绝对 增量指令 直径 半径指令3 掌握移动G00 G01 02 G03的编程格式及编程方法 理解圆心坐标向量I J K的含义 掌握圆心坐标的I J K的计算方法 4 掌握暂停指令G04用途 编程格式及方法 四 重点与难点重点 运动控制指令的编程格式 编程方法及注意事项 难点 圆弧插补时圆心坐标向量I J K的计算 第5章常用准备功能指令的编程方法 五 教学指导1 与坐标系相关的G指令编程方法 1 工件坐标系设定 以刀具当前位置建立工件坐标系 编程格式如下 数控车削 G50XZ X Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置 数控铣削 G92XYZ X Y Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置 利用坐标系偏置指令建立工件坐标系 坐标平移有的数控系统直接采用零点偏置指令 G54 G59 建立工件坐标系 2 坐标平面选择指令 G17 G18 G19 指令G17 G18 G19用于平面选择 G17选择XY平面 G18选择ZX平面 G19选择YZ平面 数控车床的刀架在XZ平面运动 因此 默认值为在XZ平面 立式数控铣床大都在X Y平面内加工 故默认值为G17 3 绝对和增量尺寸编程 G90 G91 根据零件图的尺寸标注方式和编程习惯 可以选择绝对 增量位置数据输入方式 G90表示绝对位置数据输入 G91表示增量位置数据输入 4 公制尺寸 英制尺寸指令注意 数控系统不同 公制 英制尺寸指令不同 FANUC系统采用G21 G20代码 SIEMENS和FAGOR系统采用G71 G70代码 5 半径 直径数据尺寸SIEMENS802S C G22 G23为半径 直径编程 HNC 21 22T G36 G37为直径 半径编程 2 运动路径控制指令的编程 1 快速移动指令G00 G00用于刀具的快速定位 可以在几个轴上同时执行快速移动 由此产生一线性轨迹 1 编程格式G00X U Y V Z W 式中 X Y Z为刀具移动的目标点坐标 2 注意事项 使用G00指令时 刀具的实际运动路线并不一定是直线 而是一条折线 因此 要注意刀具是否与工件和夹具发生干涉 使用G00指令时 机床的进给率由轴机床参数指定 G00指令是模态代码 2 直线插补指令G01直线插补指令命令刀具在两坐标间以插补联动方式 按指定的进给速度作任意直线运动 该指令是模态 续效 指令 1 编程格式 G01X U Y V Z W F式中 X Y Z为刀具移动的目标点坐标 F为进给速度 2 注意事项 G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程由G90 G91决定 F指令也是模态指令 F的单位由直线进给率或旋转进给率指令确定 3 圆弧插补指令G02 G031 圆弧顺逆的判断 a 刀架在外侧时G02 G03方向 b 刀架在内侧时G02 G03方向图5 4圆弧的顺逆方向与刀架位置的关系 2 G02 G03的编程格式 用I K指定圆心位置 数控车 G02 G03XZIKF数控铣 G02 G03XYIJF 用圆弧半径R指定圆心位置 数控车 G02 G03XZRF数控铣 G02 G03XYRF 3 注意事项 采用绝对编程时 X Y Z表示圆弧终点相对工件坐标系原点的坐标值 当采用增量编程时 X Y Z为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值 圆心坐标为I J K表示圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X Y Z坐标轴方向上的分矢量 矢量方向指向圆心 当用半径指定圆心位置时 由于在同一半径R的情况下 从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性 为区别二者 规定圆心角 180时 用 R 表示 如图5 13中的圆弧1 180时 用 R 表示 图中的圆弧2 用半径R指定圆心位置时 不能描述整圆 3 暂停指令G04G04指令可使刀具作暂短的无进给光整加工 一般用于切槽 锪孔等场合 1 编程格式G04X P 地址码X或P为暂停时间 其中 X后面可用带小数点的数 单位为s 如G04X5 表示前面的程序执行完后 要经过5s的暂停 下面的程序段才执行 地址P后面不允许用小数点 单位为ms 如G04P1000表示暂停ls 2 注意事项 该指令为非模态代码 只在本程序段有效 注意暂停的时间单位 与数控系统的格式有关 第6章刀具补偿指令及其编程方法 一 目的与要求通过本章的学习 使学生了解刀具补偿功能的概念 理解刀具补偿的建立 执行 取消的过程 掌握刀具半径补偿和刀具长度补偿的编程格式和编程方法 二 教学内容1 刀具补偿功能的作用2 刀具半径补偿3 刀具长度补偿 第6章刀具补偿指令及其编程方法 三 教学要求1 掌握刀具补偿功能的作用 掌握刀具补偿的建立 执行和取消的过程和条件 2 掌握刀具半径补偿的编程方法 能够合理应用G41 G42 G40代码编制刀具半径补偿程序 3 掌握刀具长度补偿的编程方法 能够正确应用G43 G44 G49代码编制刀具长度补偿程序 四 重点与难点重点 刀具半径补偿的编程方法 刀具长度补偿的编程方法 难点 刀具补偿的的过程和条件 五 教学指导1 刀具半径补偿指令及其编程 1 车削时不用刀具半径补偿功能编程会造成误差 S 2 按轮廓等距线编程时计算麻烦只有当刀位点与轮廓呈等距线时 才能保证加工精度 其解决办法是利用刀具半径补偿指令 图6 3刀心轨迹编程 3 刀具半径补偿指令 G41 G42 G40 图6 4刀具半径补偿的偏置方向 4 刀具半径补偿的3个过程 刀补的建立 刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过 刀补进行 执行有G41 G42指令的程序段后 刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量 刀补的取消 刀具离开工件 刀具中心轨迹要过渡到与编程重合的过程 5 刀具半径补偿的建立与取消条件只有在移动指令G00 G01 下 才能生效 并编写在辅助程序段中 例如 G00 G01 G41 G42XZD 刀具半径补偿的建立 G00 G01 G40XZ 刀具半径补偿的取消 6 典型实例 图6 5刀具半径补偿的实例 2 刀具长度补偿 1 概念对于FANUC系统 刀具长度补偿指令为G43 G44 G49 G43为刀具长度正补偿 G44为刀具长度负补偿 G49为撤消刀具长度补偿指令 图6 6不同刀具的长度偏置 2 刀具长度补偿的编程方法G00 G01 G43 G44ZH 建立刀具长度补偿G00 G01 G49Z 取消刀具长度补偿Z值为编程值 H为长度补偿值的寄存器号码 偏置量与偏置号相对应 由CRT MDI操作面板预先设在偏置存储器中 执行G43时 Z实际值 Z指令值 H 执行G44时 Z实际值 Z指令值 H 式中 H 是指编号为 寄存器中的刀具长度补偿量 3 典型实例 图6 7刀具长度补偿实例 一 目的与要求通过本章的学习 使学生了解简化编程指令的特点 类型 掌握车削复合固定循环 铣削孔加工固定循环的编程格式和编程方法 二 教学内容1 车削固定循环指令 1 单一固定循环 2 复合固定循环2 铣削固定循环指令 1 固定循环的动作步序 2 固定循环的工作平面 3 常用指令的编程方法3 子程序4 其他简化编程指令旋转功能指令 镜像功能指令 比例缩放指令 第7章简化编程指令及其编程方法 三 教学要求1 了解车削固定循环的概念及动作步序 掌握车削复合固定循环G71 G72 G73指令的应用场合和编程方法 2 理解铣削固定循环6个动作步序 3个工作平面的概念 掌握G81 G73 G83 G82钻孔指令的应用场合和编程方法 3 了解子程序的格式 理解子程序嵌套的概念 掌握子程序的调用与返回指令的格式和编程方法 4 了解旋转 镜像 比例缩放等功能指令的编程格式及其编程方法 四 重点与难点重点 车削复合固定循环指令的编程方法 铣削固定循环中的钻孔加工指令的编程方法 难点 固定循环编程中的参数合理设置 第7章简化编程指令及其编程方法 五 教学指导1 车削固定循环 1 外径粗车固定循环G71适用于圆柱毛坯料粗车外圆和圆筒毛坯料粗车内径 编程格式1为 以直径编程 G71P ns Q nf U u W w D d FST 编程格式2为 G71U d R e G71P ns Q nf U u W w FST 2 端面粗车固定循环G72G72适用于圆柱毛坯端面方向粗车 图所示为从外径方向往轴心方向车削端面时的走刀路径 编程格式1为 G72P ns Q nf U u W w D d FST编程格式2为 G72W d R e G72P ns Q nf U u W w FST 3 固定形状粗车循环G73编程格式1为 G73P ns Q nf I i K k U u W w D d FST编程格式2为 G73U i W k R d G73P ns Q nf U u W w D d FST 2 FANUC铣削固定循环的特征 1 固定循环动作固定循环通常由6个动作组成 X轴和Y轴的快速定位 刀具快速从初始点进给到R点 以切削进给的方式执行孔加工的动作 在孔底相应的动作 返回到R点 快速返回到初始点 2 固定循环的定义平面 初始平面 初始平面是为了安全下刀而规定的一个平面 初始平面到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上 当使用同一把刀具加工若干孔时 只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完了时 才使用G98功能使刀具返回到初始平面上的初始点 R点平面 R点平面又叫R参考平面 这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面 距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化 一般可取2 5mm 使用G99时 刀具将返回到该平面上的R点 孔底平面 加工盲孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度 加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离 主要是保证全部孔深都加工到尺寸 钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响 3 沿钻孔轴的移动距离 4 返回点平面 图7 5G90和G91的坐标计算 图7 6G90和G91的返回平面 3 常用的铣削固定循环编程方法 1 钻孔循环 G81 指令功能 该循环用作正常钻孔 切削进给执行到孔底 然后刀具从孔底快速移动退回 该指令的动作步序如图7 7所示 指令格式 G81XYZRFK 其中 XY 孔位置数据Z 从R点到孔底的距离R 从初始位置面到R点的距离F 切削进给速度K 重复次数 如果需要的话 图7 7钻孔循环 G81 的动作步序 2 高速深孔钻循环 G73 指令功能 该循环执行高速深孔钻 不易断屑的孔加工 它执行间歇切削进给直到孔的底部 同时从孔中排出切屑 该指令的动作步序如图7 8所示 指令格式 G73XYZRQFK 其中 Q 每次切削进给的深度 其他与G81相同 注意 该指令与G81的区别 3 锪孔循环 G82 指令功能 该循环用于锪孔加工 孔切削进给到孔底时执行暂停 然后刀具从孔底快速移动退回 该指令的动作步序如图7 9所示 指令格式 G82XYZRPFK 其中 P 孔底暂停时间 其他与G81相同 注意 该指令与G81的区别 4 排屑钻孔循环 G83 指令功能 该循环执行深孔钻 适宜不易排屑的孔加工 间歇切削进给到孔的底部 钻孔过程中从孔中排除切屑 该指令的动作步序如图7 10所示 指令格式 G83XYZRQFK 其中 Q 每次切削进给的深度 其他与G81相同 注意 该指令与G81的区别 5 精镗循环 G76 指令功能 精镗循环用于镗削精密孔 当到达孔底时主轴停止切削 刀具离开工件的被加工表面并返回 该指令的动作步序如图7 12所示 指令格式 G76XYZRQPFK 其中 Q 孔底的偏移量 P 孔底暂停时间 其他与G81相同 4 子程序及其调用 1 子程序的编程格式子程序的格式与主程序相同 在子程序的开头编制子程序号 在子程序的结尾用M99指令 有些系统用RET 返回 O 或 P M99 2 子程序的调用格式常用的子程序调用格式有以下几种 M98P P后面的前3位为重复调用次数 省略时为调用一次 后4位为子程序号 M98P L P后面的4位为子程序号 L后面的4位为重复调用次数 省略时为调用一次 CALL 子程序的格式为 SUB RET 3 子程序的嵌套可以让子程序调用另一个子程序 称为子程序的嵌套 子程序的嵌套不是无限次的 子程序结束时 如果用P指定顺序号 不返回到上一级子程序调出的下一个程序段 而返回到用P指定的顺序号n程序段 但这种情况只用于存储器工作方式 图7 15是子程序的嵌套及执行顺序 5 其他特殊功能指令 1 镜像功能编程格式 G51XYZIJKG50其中 G51 镜像加工指令X Y Z 镜像轴的中心坐标I X轴的镜像比例J Y轴的镜像比例K Z轴的镜像比例G50 撤销镜像 2 旋转加工指令 G68 建立旋转 G69 撤销旋转编程格式 G68XYRG69其中 X Y Z旋转中心坐标R旋转角度 逆时针转为正 顺时针转为负 注意事项 在有刀具补偿的情况下 先旋转后刀补 在有缩放功能的情况下 先缩放后旋转 第8章数控车削加工编程 一 目的与要求通过本章的学习 使学生了解数控车削加工的特点 掌握数控车削加工的主要内容和方法 掌握数控车削加工的编程方法 能够编制中等复杂典型零件的加工程序 为数控加工实训奠定基础 二 教学内容1 数控车削的编程特点2 数控车削加工的要素3 数控车削编程中的工艺处理4 轮廓车削与镗削的编程5 切槽加工的编程6 螺纹加工的编程7 综合实例 第8章数控车削加工编程 三 教学要求1 了解数控车削的编程特点2 了解数控车削加工的要素3 掌握数控车削编程中的工艺处理内容和方法4 掌握轮廓车削与镗削的编程方法 能够运用固定循环指令编制内外轮廓的粗 精加工程序 5 掌握切槽 螺纹加工的编程方法6 能够编制中等复杂典型车削零件 轴类 盘类 套类 的加工程序 四 重点与难点重点 按装夹顺序 编制典型零件加工程序的方法 难点 轮廓加工编程时 刀具半径补偿指令的应用 螺纹加工编程时 相关参数的选择 五 教学指导1 数控车削的编程特点 1 数控车削加工的内容数控车削加工的几何要素包括端面车削 外形面车削 内形面车削 镗孔 钻孔加工 切槽与切断加工 螺纹加工等 2 数控车削加工的编程特点数控车床的编程具有如下特点 在一个程序段中 根据图样上标注的尺寸 可以采用绝对值编程或增量值编程 也可以采用混合编程 被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时 一般用直径值表示 所以采用直径尺寸编程更为方便 由于车削加工常用棒料或锻料作为毛坯 加工余量较大 为简化编程 可利用固定循环指令进行粗车 轮廓编程时 以刀尖圆弧半径为刀位点 利用刀具半径补偿功能 直接按工件轮廓尺寸编程 2 数控车床编程时的工艺处理 1 正确地设定工件坐标系 2 数控车削刀具的选择数控加工的刀具及其参数的选择 是编程前的重要工艺内容 选择刀具及其参数的步骤为 根据工件材料和加工类型 外圆 孔或螺纹 确定刀具材料和刀片形状 根据粗 精加工要求和加工条件确定刀片的牌号和几何槽形 选定刀片材料后 从相应的刀具手册中查找切削用量的推荐值 以最大限度的发挥刀具的切削性能 根据刀架尺寸 刀片类型和尺寸选择刀杆 从编程的的角度讲 在选择刀具几何角度时 要特别注意主偏角和副偏角的选择 前者影响刀具的切削范围 后者则可对已加工轮廓造成干涉 3 装夹与定位方法的确定根据被加工零件的特征及技术要求 合理选择装夹定位方式 数控车削加工的编程 通常是按装夹次数及其每次装卡的加工内容编写加工程序 4 加工路线与加工余量的确定 5 加工参数的选择合理选择切削用量 粗车时 首先考虑选择尽可能大的背吃刀量aP 其次选择较大的进给量f 最后确定一个合适的的切削速度v 增大背吃刀量aP可使走刀次数减少 增大进给量f有利于断屑 精车时 加工精度和表面粗糙度要求较高 加工余量不大且较均匀 因此选择精车的切削用量时 应着重考虑如何保证加工质量 并在此基础上尽量提高生产率 因此 精车时应选用较小 但不能太小 的背吃刀量aP和进给量f 并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数 以尽可能提高切削速度v 3 螺纹车削加工指令数控系统提供的螺纹加工指令包括 单一螺纹指令和螺纹固定循环指令 前提条件是主轴上有主轴编码器 保证在多次切削不乱牙 1 螺纹加工指令 单一螺纹加工指令G32 G33 编程格式 G32 G33 XZF 螺纹固定循环指令G92编程格式 G92XZF 螺纹复合固定循环G76 了解 不要求掌握 2 几点注意事项 进行横螺纹加工时 其进给速度F的单位采用旋转进给率 即mm r 或inches r 为避免在加减速过程中进行螺纹切削 要设引入距离 1和超越距离 2 螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定 螺纹加工中的编程大径应根据螺纹尺寸标注和公差要求进行计算 并由外圆车削来保证 4 典型零件的综合编程具体要求 1 能够根据零件的几何特征和技术要求 编制中等复杂零件的轮廓粗 精加工程序 2 能够编制切槽加工程序 3 利用螺纹加工指令G33 G92 能够编制恒螺距螺纹加工程序 4 能够根据零件图纸 进行编制好的加工程序的阅读 一 目的与要求通过本章的学习 使学生了解数控铣削 数控铣床 加工中心 加工的特点 掌握数控铣削加工的主要内容和方法 掌握数控铣削加工的编程方法 能够编制中等复杂典型零件的加工程序 为数控加工实训奠定基础 二 教学内容1 数控铣床的编程特点2 数控铣削的加工要素3 铣削编程时的工艺处理4 铣削轮廓加工的编程5 腔槽程序的编制6 孔加工程序的编制7 加工中心换刀指令8 综合实例 第9章数控铣削加工编程 三 教学要求1 了解数控铣床 加工中心的编程特点2 掌握铣削编程时的工艺处理方法3 掌握轮廓铣削加工的编程方法 会利用刀具半径补偿功能 编制轮廓铣削程序 4 掌握腔槽程序 加工程序的编制方法5 掌握加工中心换刀指令的编程方法6 能够编制适宜数控铣床 加工中心 加工的中等复杂典型零件的加工程序 四 重点与难点重点 刀具半径补偿与刀具长度补偿指令的应用 固定循环指令的应用 难点 数控铣床与加工中心的编程差别 固定循环指令的应用 第9章数控铣削加工编程 五 教学指导1 数控铣削的编程特点数控铣削加工是通过主轴带动刀具旋转 工件装夹在工作台上 靠两轴联动加工零件的平面轮廓 通过两轴半控制 三轴或多轴联动来加工空间曲面零件 数控铣削加工编程具有如下特点 数控铣床尽量按刀具集中法安排加工工序 减少换刀次数 加工中心具有刀库和自动换刀装置 能够通过程序或手动控制自动更换刀具 在一次装夹中完成铣 镗 钻 扩 铰 攻丝等加工 工序高度集中 合理设计进 退刀辅助程序段 选择换刀点的位置 是保证加工正常进行 提高零件加工的重要环节 2 铣削加工的主要加工对象铣削的加工要素包括 平面铣削 曲面铣削 轮廓铣削 型腔铣削 沟槽铣削 孔系加工 螺纹铣削等 从零件特征上看 铣削加工的零件主要包括箱体类零件 复杂曲面类零件 以孔系为主的零件 异形零件和特殊加工零件等 3 编程中相关注意事项数控机床自动运行 执行的是预先编制的加工程序 编制方法有多种 但最终目的是在最短时间内 以最合理的刀具路径 最佳经济手段完成零件加工 最短时间 要根据零件特点和加工余量合理地安排 分配粗 精加工余量 根据铣削特点选择顺逆铣 根据精度选择镗孔顺序等 最合理刀具路径 根据零件外形和夹压位置 选择刀具路径 就近定位 减少空行程 在确保加工精度条件下 选择最短运行轨迹 刀具半径补偿建立 贯彻垂直原则等 4 在对铣削零件进行编程时 需要注意以下几个问题 坐标系正确设定 快速定位中的刀具路径确认 防止出现干涉现象 旋转轴指令是否正确 公 英制转换格式是否正确 恒线速控制是否超出允许速度 绝对 增量代码输入是否正确 在刀补 圆弧插补及 螺旋线插补 中 平面是否正确指定 在刀编 刀补及镜像功能有效时 刀具位置是否正确 数控系统功能 如图形旋转 极坐标代码输入是否正确 5 编程一般作法一个完整的程序由3部分组成 开始部分 刀具准备 坐标系指定 偏置号指定 冷却指令 下一工步刀具到位 加工部分 执行先面后孔 先粗后精的原则 铣端面 铣侧面 粗镗孔 NC点钻 铣外轮廓 铣内轮廓 钻孔 攻丝 精镗孔 结束部分 加工结束 Z轴退到安全高度 停冷却 取消半径补偿 取消刀具长度偏置 到达下一工步开始点 回参考点换刀 6 铣削加工程序的类型数控加工是按照编制的程序实现零件加工 编程水平决定着零件加工效率和精度 程序形式有多种多样 为了适应不同零件加工需要 编程内容有以下几种形式 1 以孔类加工为主 零件程序应以子程序为主 即把孔的坐标位置作为子程序 由主程序确定加工内容 由子程序执行加工 这种程序逻辑性强 可以用框图表示程序结构和内容 较为直观 6 铣削加工程序的类型 2 以平面和腔槽为主 零件加工程序应以单一程序为主 粗精加工可用宏指令来划分 循环加工中背吃刀量 重复次数都利用宏指令的判断比较功能 这样程序虽然长 但清晰流畅 具有连续等特点 在编程和自动运行中 不需要进行繁琐检索等 6 铣削加工程序的类型 3 型腔加工 型腔加工由于加工件形状复杂 而且大都是三维型面 因此程序内容长 刀具运行轨道复杂 加工时间长 刀具单一等 因此程序应以原程序为主 利用机床中的DNC功能 直接运行比较可靠 第10章宏指令编程 一 目的与要求通过本章的学习 使学生了解宏程序的概念 变量及其表示方法 能够利用算术运算 逻辑运算 控制指令编制简单宏程序 二 教学内容1 宏程序的基本概念2 变量及其类型3 算术与逻辑运算指令4 控制类指令5 典型零件的宏程序编制 第10章宏指令编程 三 教学要求1 了解宏程序的概念2 理解变量的概念 掌握变量的类型及其表示方法 变量的赋值方式 3 掌握常用的算术与逻辑运算指令功能 编程方法4 掌握控制类指令的功能 编程方法5 能够应用变量 编制简单的宏程序 四 重点与难点重点 变量的两种赋值关系 算术运算 逻辑运算 控制指令的编程方法 难点 变量的应用 第10章宏指令编程 五 教学指导 本章可按辅导材料组织教学 1 基本概念利用变量编程的方法 用户利用数控系统提供的变量 数学运算功能 逻辑判断功能 程序循环等功能 来实现