《数控编程教学课件》PPT课件

数控编程与操作,任务,任务分析,获取资源,资讯,编制工艺,计划,实施加工,检查评价,加工,评价,机床参数,材料,切削加工性能良好。由于铝材塑性好，在加工过程中易粘刀而形成积屑瘤，故加工过程中要求刀具要锋利、冷却充分。,方法,装夹方式,确定加工顺序及走刀路线,合理,基准先行,先面后孔,.,先粗后精,寻求最短走刀路线，减少空行程，提高效率,粗加工时切削用量的选择原则：主要考虑保证提高效率和刀具耐用度。,精加工时的切削用量的选择原则：主要考虑保证加工精度和表面粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。背吃刀量进给量切削速度,在切削部位刀齿的旋转方向与工件的进给方向相反。,工件装夹紧固,刀齿较易磨损,加工表面质量,工件表面有硬皮,顺铣,在切削部位刀齿的旋转方向与工件的进给方向相同。,刀齿磨损较少,已加工表面质量较高,加工比较平稳,刀具耐用度提高23倍,刀具选择,粗加工刀具与精加工刀具的区别,切削用量选择,ap,小切深快跑刀,新,合理,切削用量的选择,切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。切削用量切削用量的选择原则切削用量的确定,切削用量,1.切削速度切削刃上选定点相对工件主运动的瞬时速度称为切削速度(cuttingspeed)，以vc表示，单位为m/s或m/min。若主运动为旋转运动(如车削、铣削等)，切削速度一般为其最大线速度。m/s或m/min式中：d工件(或刀具)的直径，mm；n工件(或刀具)的转速，r/s或r/min。,切削用量,2.进给量刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量。用单齿刀具(如车刀、刨刀等)加工时，进给量常用刀具或工件每转或每行程刀具在进给运动方向上相对工件的位移量来度量，称为每转进给量或每行程进给量，以f表示，单位为mm/r或mm/str。用多齿刀具(如铣刀、钻头等)加工时，进给运动的瞬时速度称进给速度，以vf表示，单位为mm/s或mm/min。刀具每转或每行程中每齿相对工作进给运动方向上的位移量，称每齿进给量，以fz表示，单位为mm/z。fz、f、vf之间有如下关系：mm/s或mm/min式中：n刀具或工件转速，r/s或r/min；z刀具的齿数。,切削用量,3.背吃刀量在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸，称为背吃刀量，以aP表示，单位为mm。,切削用量的选择原则,粗、精加工时切削用量的选择规律？,粗加工：ap、v/h、F精加工：ap、v/h、F,程序、坐标系-原点,切入切出,程序编制原则,（1）保证零件的加工精度和表面质量，且效率要高；（2）减少编程时间和程序容量：（3）减少空刀时间和在轮廓面上的停刀，以免划伤零件；（4）减少零件的变形；（5）位置精度要求高的孔系零件的加工应避免机床反向间隙的带入而影响孔的位置精度；（6)复杂曲面零件的加工应根据零件的实际形状、精度要求、加工效率等多种因素来确定是行切还是环切，是等距切削还是等高切削的加工路线等。,第1章数控加工程序编制基础,1.1机床坐标系,1.1.1机床坐标系和主运动方向数控机床坐标系是用来确定刀具运动路径的依据。为了保证数控机床的运行、操作及程序编制的一致性，并使编制的程序对同类型数控机床具有互换性，数控标准统一规定了机床坐标系及各轴的名称和运动方向。1.标准坐标系的规定,右手笛卡儿直角坐标系,第1章数控加工程序编制基础,坐标轴的确定及运动方向的确定按照工件相对于刀具的运动原则定义,Z轴：平行于机床主轴的坐标轴，刀具远离工件的方向为正。对于没有主轴的机床，Z轴垂直于工件的装夹面。,X轴：平行于工件装夹面的水平方向。,Y轴：其正方向根据右手定则由X和Z的方向确定。,旋转坐标轴A、B、C：表示轴线为X、Y、Z的旋转运动，正方向由右手螺旋定则确定。,附加坐标轴（辅助坐标）：平行于X、Y、Z的其他辅助坐标分别定义为U、V、W或P、Q、R。,数控机床坐标系(a)数控车床坐标系；(b)数控铣床坐标系；(c)数控镗床坐标系；(d)数控龙门铣床坐标系,第1章数控加工程序编制基础,四轴加工中心坐标系：,第1章数控加工程序编制基础,工件坐标系的原点就是工件原点，也叫做工件零点。与机床坐标系不同，工件坐标系是人为设定的，选择工件坐标系的原点的一般原则是：1尽量选在工件图样的基准上，便于计算，减少错误，以利于编程。2尽量选在尺寸精度高，粗糙度值低的工件表面上，以提高被加工件的加工精度。3要便于测量和检验。4对于对称的工件，最好选在工件的对称中心上。5对于一般零件，选在工件外轮廓的某一角上。6Z轴方向的原点，一般设在工件表面。,第1章数控加工程序编制基础,工件坐标系和机床坐标系的关系,图1-5机床坐标系与工件坐标系,第1章数控加工程序编制基础,一个数控加工程序是若干个程序段组成的。每个程序段是由一个或多个指令字组成。指令字表示一个信息单元，具体指明机床要完成的指定动作。,第1章数控加工程序编制基础,2.程序段的组成,例如：N0001G01X100Y100F100N0002X200Y300,第1章数控加工程序编制基础,程序指令分类1.准备功能（G指令）2.辅助功能(M指令)3.进给功能(F指令)4.主轴转速功能（S指令）5.刀具功能（T指令）,第1章数控加工程序编制基础,程序编制步骤1)分析零件图样2)工艺处理(1)确定加工方案。(2)刀具、夹具的选择。(3)选择对刀点。(4)确定加工路线。(5)确定切削用量。3)刀具运动轨迹计算(数学处理)4)编程加工程序单5)程序输入6)程序校验7)首件试切,第1章数控加工程序编制基础,1.3编程中的数学处理,1.3.1圆弧连接计算1.3.2非圆曲线处理方法1.用直线逼近零件轮廓的节点计算1)等间距法2)等弦长法2.用圆弧逼近零件轮廓的节点计算3.列表曲线平面轮廓的数学处理方法,第二章数控编程基本G指令,一、有关坐标和坐标系的指令（1）、绝对值编程G90与增量值编程G91格式：G90GXYZG91GXYZ,例：刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时用G90、G91指令编程。,第二章数控编程基本G指令,（2）、工件坐标系设定G92格式：G92X_Y_Z_X、Y、Z、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标。G92指令通过设定刀具起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后续的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。,第二章数控编程基本G指令,G92设置加工坐标系,G92XX2YY2ZZ2,第二章数控编程基本G指令,（3）、工件坐标系选择G54-G59,（4）、G53-选择机床坐标系编程格式：G53G90XYZ；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值。例：G53X-100Y-100Z-20G53为非模态指令,只在当前程序段有效.（5）、G52局部坐标系设定编程格式：G52XYZ；式中X、Y、Z后的值为局部原点相对工件原点的坐标值。,第4章数控铣床程序编程,4.1数控铣床编程基础,4.1.1数控铣床功能特点(1)铣削加工。(2)孔加工及螺纹加工。(3)刀具半径自动补偿功能。(4)刀具长度补偿功能。(5)固定循环功能。(6)镜像加工功能。(7)子程序功能。(8)数据输入/输出及DNC功能。(9)自诊断功能。,第4章数控铣床程序编程,4.1.2数控铣床坐标系和参考点1.数控铣床坐标系1)坐标系的确定原则。(1)刀具相对于静止工件而运动的原则。(2)标准坐标(机床坐标)系的规定。(3)运动的方向。2)坐标轴的规定。3)机床坐标系的原点2.数控铣床参考点,第4章数控铣床程序编程,4.1.3工件坐标系1)工件坐标2)工件坐标系的原点3)机床坐标系和工件坐标系之间的联系4.1.4数控铣削基本功能指令1.准备功能G指令2.辅助功能M指令,第4章数控铣床程序编程,4.2数控铣床G指令,4.2.1坐标系设定指令1.设定指令G922.工作坐标系的原点设置选择指令G54G593.绝对值坐标指令G90和增量值坐标指令G914.平面选择指令G17、G18和G194.2.2基本指令1.快速点定位指令GOO和直线插补指令G012.圆弧插补指令G02、G033.自动返回参考点指令G284.暂停指令G04,第4章数控铣床程序编程,4.2.3固定循环加工指令1.孔加工循环的6个动作2.固定循环指令1)固定循环指令格式2)固定循环指令3.固定循环加工实例,第4章数控铣床程序编程,4.3刀具补偿功能,4.3.1刀具半径补偿1.不同平面内的刀具半径补偿2.刀具半径左补偿指令G41与刀具半径右补偿指令G423.刀具半径补偿过程描述4.使用刀具半径补偿的注意事项5.刀具半径补偿的作用4.3.2刀具长度补偿,第4章数控铣床程序编程,4.4数控铣床M指令,4.4.1常用的M指令1.辅助功能2.主要辅助功能简介(1)M00：程序暂停。(2)M01：选择停止。(3)M02：程序结束。(4)M03：主轴正转。(5)M04：主轴反转。(6)M05：主轴停止。(7)M06：换刀。(8)M08：切削液开。(9)M09-切削液关。,第4章数控铣床程序编程,4.4.2子程序4.4.3镜像加工1.镜像指令M21：X轴镜像加工；M22：Y轴镜像加工；M23：取消轴镜像加工。2.使用镜像指令时的注意事项,第4章数控铣床程序编程,4.4.4旋转变换4.4.5其他功能1.进给功能F1)进给速度2)F功能的设定2.主轴转速功能S3.刀具功能T,第5章数控铣床加工操作,5.2数控铣床操作,5.2.1机床操作方法与步骤1.电源的接通与断开1)电源接通2)电源关断2.手动运转1)手动返回参考点2)手动连续进给3)手轮进给3.程序编制4.工件安装5.对刀操作,6.自动运转1)存储器方式下的自动运转2)MDI方式下的自动运转3）自动运转的执行4)自动运转停止。7.试运转8.程序的存储、编辑9.数据的显示与设定10.图形显示11.机床的急停12.【超程】报警解除,第5章数控铣床加工操作,5.2.2简单零件加工举例5.2.3综合举例,第6章加工中心编程,6.1加工中心简介,6.1.1概述6.1.2工艺特点及加工对象1.适合于加工中心加工的零件(1)周期性重复投产的零件。(2)高效、高精度工件。(3)合适批量的工件。(4)工位和工序可集中的工件。(5)形状复杂的零件。(6)难测量的零件。2.按零件形状特点分类适合子加工中心加工的零件,第6章加工中心编程,(1)箱体类零件，如图61所示。,图6-1箱体零件,(2)复杂曲面，如图6-2所示。,图6-2复杂曲面,第6章加工中心编程,(3)异型件，如图6-3所示。,图6-3异型件,第6章加工中心编程,(4)板类零件，如图6-4所示。,图6-4板类零件,第6章加工中心编程,(5)雕刻图案类零件，如图6-5所示。,图6-5雕刻图案类零件,第6章加工中心编程,3.工序集中带来的问题加工中心的工序集中加工方式固然有其独特的优点，但也带来了一些问题，如：（1）粗加工后直接进入精加工阶段，工件的温升来不及回复，冷却后尺寸会有所变动。（2）工件由毛坯直接加工为成品，一次装夹中金属切除量大，几何形状变化大，没有释放应力的过程，加工一段时间后内应力释放，将会使工件变形。（3）切削不断屑，切屑的堆积、缠绕等会影响加工的顺利进行及零件的表面质量，甚至使刀具损坏，工件报废。（4）装夹零件的夹具必须满足既能克服粗加工大的切削力，又能在精加工中准确定位的要求，而且零件夹紧变形要小。（5）由于ATC的应用，使工件尺寸、大小、高度都受到了一定的限制，钻孔深度、刀具长度、刀具直径、重量等也要予以考虑。,第6章加工中心编程,6.1.3加工中心的分类1.按照机床结构分类1)立式加工中心2)卧式加工中心3)龙门式加工中心4)复合加工中心2.按刀库形式分类1)刀库、机械手的加工中心这种加工中心的换刀装置由刀库和机械手组成，换刀机械手完成换刀动作。2)机械手的加工中心(斗笠式刀库)3)转塔式刀库加工中心,第6章加工中心编程,6.2加工中心的程序编制,6.2.1数控系统的功能本节以FANUC-0MD数控系统为例介绍加工中心的编程指令。1.准备功能G代码2.辅助功能6.2.2编程指令详解1.可变更加工坐标系指令G102.可扩展工件坐标系指令G543.刀具长度补偿指令G43、G44、G494.调用于程序指令M985.返回第二参考点指令G306.换刀指令M067.比例缩放功能8.坐标系旋转指令G68、G699.极坐标系指令G15、G1610.可选切角及圆角指令,第7章加工中心的操作,7.1.2加工中心的对刀方法1.加工中心的Z向对刀1)机上对刀方法一2)机上对刀方法二3）机外刀具预调+机上对刀2对刀数据的输入,第7章加工中心的操作,7.3加工中心加工实例,7.2.1壳体内型腔的加工实例1.零件图分析2.工艺分析（1）定位基准分析。（2）夹紧方案的确定。（3）工步顺序的安排。（4）确定工艺参数。3.确定加工原点4.数据查询,5.编写加工程序6.程序校验7.试切削加工（1）安装刀具、刀柄。（2）装夹具、毛坯及有关对刀调整工作。（3）加工零件的试切削。,第7章加工中心的操作,7.2.2五边形凸台加工实例1.零件图分析2.工艺分析3.确定加工坐标原点4.数据查询5.编写加工程序6.程序校验,第8章数控铣床与加工