第2章数控程序编制(数控技术)

1、贵州大学 机械工程学学院数 控 技 术贵州大学机械工程学学院 2贵州大学机械工程学学院 3贵州大学机械工程学学院 4贵州大学机械工程学学院 5l程序编制的基本概念 数控加工程序编制概念数控加工程序编制概念 从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制成控制介质）的全过程。 根据零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容， 按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上，再按规定把程序单制备成控制介质，变成数控系统能读取的信息，并通过输入设备送入数控装置。 即将加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(f、s、t)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等

2、）等，用规定的文字、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。 贵州大学机械工程学学院 6l编程方法：手工编程和自动编程编程方法：手工编程和自动编程 手手动编动编程程 定定义义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力） 适用适用： 几何形状不太复杂的零件； 三坐标联动以下加工程序 贵州大学机械工程学学院 7 自自动编动编程程： 定定义义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统将能根据数控系统的类型输出数控加工程序。

3、 适用适用： 形状复杂的零件 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数 千个孔的零件） 虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲 线轮廓的计算） 贵州大学机械工程学学院 8q 比比较较用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为 30：1。数控机床不能开动的原因中，有2030%是由于加工程序不能及时编制出造成的编程自动化是当今的趋势！但手工编程是学习自动编程基础！ 贵州大学机械工程学学院 9二、二、 数控机床程序编制的内容和步骤数控机床程序编制的内容和步骤 贵州大学机械工程学学院 10 贵州大学机械工程学学院 11 计计算算运动轨运动轨迹迹 根据图纸尺寸及工艺线路的要求：选定工

4、件坐标系计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值；将坐标值按NC机床规定编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。 贵州大学机械工程学学院 12l 编制程序及初步校验编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序，并进行校核、检查上述两个步骤的错误。 贵州大学机械工程学学院 13l制制备备控制介控制介质质 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。 贵州大学机械工程学学院 14 程序的校程序的校验验和和试试切切 所制备的控制介质，必须经过进一步的

5、校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。 常用的校验和试切方法：阅读法、阅读法、模拟法、试切法等。模拟法、试切法等。 贵州大学机械工程学学院 15三、数控加工工艺简介和数控加工方法 l 数数控加工的工控加工的工艺艺分析分析 数控机床加工零件除按一般方式对零件进行工艺分析外，还 必须注意以下几点：选择选择合适的合适的对对刀点和刀点和换换刀点刀点加工加工线线路的确定路的确定1.程序程序编编制中的制中的误误差差 贵州大学机械工程学学院 16 对刀点的选择原则：对刀点的选择原则： 贵州大学机械工程学学院 17CR30R20R5020f刀具运动轨迹

6、工件轮廓XYZ 贵州大学机械工程学学院 18 贵州大学机械工程学学院 19 刀位点刀位点： 用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。 贵州大学机械工程学学院 20 对刀：对刀：使使“对刀点对刀点”与与“刀位点刀位点”重合的操作。YZ3530工件对刀示意图刀具夹具垫板螺栓工件螺帽 贵州大学机械工程学学院 21（2）加工）加工线线路的确定路的确定 加工线路加工线路加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。孔孔类类加工（加工（钻孔、镗孔）原则：在满足精度要求的前提下，尽可能减 少空行程： n 个)(1)1(2bananb+-=-+=（黄线长红线长ba+切入/出段+切入/出段 贵州大学机械工程学

7、学院 22车车削或削或铣铣削：削： 原则： 尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。 贵州大学机械工程学学院 23l 空空间间曲面的加工曲面的加工(c)(b)(a) 贵州大学机械工程学学院 24加工加工线线路的路的选择应选择应遵遵从从的原的原则则：尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以提高生产率。保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。保证零件的工艺要求。利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。 贵州大学机械工程学学院 25（3） 工件的装工件的装夹夹方式方式 尽可能选用标准夹具（组合夹具），在成批生产时才考虑专用夹具，并力求夹具结构简

8、单。 装卸工件要方便可靠，以缩短辅助时间和保证安全。 工件定位夹紧的部位应不妨碍各部位的加工、刀具更换及重要部位的测量。尤其要避免刀具与工件、刀具与夹具产生碰撞的现象。 夹具的安装要准确可靠，同时应具备足够的强度和刚度，以减小其变形对加工精度的影响。 应尽可能采用气、液压夹具。 贵州大学机械工程学学院 26（4）切削用量的）切削用量的选择选择 影响切削条件的因素有： 机床、工具、刀具及工件的刚性； 切削速度、切削深度、切削进给率； 工件精度及表面粗糙度； 刀具预期寿命及最大生产率； 切削液的种类、冷却方式； 工件材料的硬度及热处理状况； 工件数量； 机床的寿命。 上述诸因素中以切削速度、切削深

9、度、切削进给率为主要因素。 贵州大学机械工程学学院 27（4）切削用量的）切削用量的选择选择 决定切削速度的因素： 刀具材质 工件材料 刀具寿命 切削深度与进刀量 刀具的形状 冷却液使用 机床性能 贵州大学机械工程学学院 28（5）程序）程序编编制中的制中的误误差差 数控机床上加工零件的误差分类：加工过程的误差：加工过程的误差：它是加工误差的主体，主要包括数控系统（包括伺服）的误差和整个工艺系统（机床刀具夹具毛坯）内部的各种因素对加工精度的影响。 编程误差编程误差：逼f程逼插圆（，）：采用近似计算方法逼近列表曲线、曲面轮廓时所产生的误差：采用直线段或圆弧段插补逼近零件轮廓曲线时产生的误差：数据

10、处理中为满足分辨率（最小设定单位）的要求，进行数据圆整（四舍五入）产生的误差插圆程零=(0.10.2) 贵州大学机械工程学学院 29 贵州大学机械工程学学院 30（2）旋）旋转转体体类类零件的加工方法零件的加工方法 采用数控车床或数控磨床加工，车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，在编程中，粗车加工线路要重点考虑。4321 贵州大学机械工程学学院 31 贵州大学机械工程学学院 32 贵州大学机械工程学学院 33三三轴两联动轴两联动加工加工-“行切法行切法” ”。 以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴（轴）作周期性进给。这时一般采用球头或指状铣刀，在可能的条件下，球半径应尽可

11、能选择大一些，以提高零件表面光洁度。YXZX 贵州大学机械工程学学院 34SSXYSSZXYXZ 贵州大学机械工程学学院 351O2OZ 贵州大学机械工程学学院 36后倾角）(j1m4m2m3mZ螺旋角）(iOjjRAXBY 贵州大学机械工程学学院 37 贵州大学机械工程学学院 38 根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算编程时所需要的资料，称为数控加工的数值计算。数值计算的内算编程时所需要的资料，称为数控加工的数值计算。数值计算的内容包括计算零件轮廓的基点和节点的坐标以及刀具中心运动轨迹的容包括计算零件轮廓的基点和节点的

12、坐标以及刀具中心运动轨迹的坐标。坐标。基点：各几何元素间的连接点，如直线与直线的交点，基点：各几何元素间的连接点，如直线与直线的交点，直线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点等。直线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点等。 节点：逼近直线小段和圆弧小段与轮廓曲线的交点或切节点：逼近直线小段和圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点点 贵州大学机械工程学学院 39p 直线和圆弧轮廓基点计算方法直线和圆弧轮廓基点计算方法联立方程组法求解基点坐标联立方程组法求解基点坐标三角函数法求解基点坐标三角函数法求解基点坐标 贵州大学机械工程学学院 40p 非圆曲线的节点计算方法非圆曲线的节点计算方法直线逼近

13、零件轮廓曲线时的节点直线逼近零件轮廓曲线时的节点 贵州大学机械工程学学院 41p 非圆曲线的节点计算方法非圆曲线的节点计算方法圆弧逼近零件轮廓曲线时的节点圆弧逼近零件轮廓曲线时的节点 圆弧分割法圆弧分割法 三点作图法三点作图法 贵州大学机械工程学学院 42贵州大学机械工程学学院 43 贵州大学机械工程学学院 44 l进给运动坐标系 ISOISO和中国标准规定：和中国标准规定：坐标轴：坐标轴：数控装备的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为坐标系中的一个坐标轴。数控装备坐标系统标准数控装备坐标系统标准： 右手笛卡儿坐标系统贵州大学机械工程学学院 45 基本坐基本坐标标系系：直线进给运动的坐标系（

14、X.Y.Z）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。回回转转坐坐标标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。贵州大学机械工程学学院 46 增大增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。贵州大学机械工程学学院 47lZ坐标（轴）p方位方位 lZ坐标平行主轴轴线的进给轴。 l没有主轴或有多个主轴： 垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。 l主轴能摆动：在摆动的范围内其轴线只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则该坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内其轴线可与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。 贵州大学机械工程

15、学学院 48立式5轴数控铣床的坐标系Z Z坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。坐标正方向规定：刀具远离工件的方向。 贵州大学机械工程学学院 49 贵州大学机械工程学学院 50lX坐标 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。lZ轴水平（卧式）（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。 贵州大学机械工程学学院 51lZ轴垂直（立式）（立式）： 单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；立式5轴数控铣床的坐标系 贵州大学机械工程学学院 52 贵州大学机械工程学学院 53在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中

16、心的方向是X轴的正方向。 贵州大学机械工程学学院 54lY坐标 利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。l右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。l右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。 贵州大学机械工程学学院 55立、卧式数控铣床立、卧式数控铣床 贵州大学机械工程学学院 56 贵州大学机械工程学学院 575. 回转坐标 A、B、C 贵州大学机械工程学学院 58立式5轴数控铣床的坐标系6. 辅助坐标 U、V、W 贵州大学机械工程学学院 59二、机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机

17、床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。 贵州大学机械工程学学院 60机床原点（零点）机床原点（零点）机床坐标系原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。机床原点的建立：用回零方式建立。机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程。 贵州大学机械工程学学院 61机床坐机床坐标标系系以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的坐标系，它具有唯一性。机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。 贵州大学机械工程学学院 62l工件原点与工件坐标系工件原点：工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或

18、与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。工件坐标系：工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时通过G指令进行换。 贵州大学机械工程学学院 63Y轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量Y轴Y轴偏置量X轴偏置量机床原点工件原点立式数控机床的坐标系Z轴 贵州大学机械工程学学院 64三、绝对坐标编程和相对坐标编程定义 绝对坐标编程：编程中所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件） 零点计

19、量的编程方式。相对坐标编程：编程中运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。 贵州大学机械工程学学院 65绝对坐标绝对坐标增量坐标增量坐标 贵州大学机械工程学学院 66表达方式：G90/G91； X.Y.Z绝对，U.V.W相对 选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。 注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝 对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐 标系是无意义的 。 贵州大学机械工程学学院 67贵州大学机械工程学学院 68贵州大学机械工程学学院 69贵州大学机械工程学学院 70，包括，包括 模态

20、代码一旦执行就保持有效模态代码一旦执行就保持有效, ,直到同组另一代码出现直到同组另一代码出现 非模态代码只有在其所在的程序段内有效非模态代码只有在其所在的程序段内有效贵州大学机械工程学学院 71 M00 M00: : 程序停止程序停止 M01M01: : 可可选择选择stopstop M02 M02 : :全段程序停止全段程序停止. . M30 M30 : : 程序停止程序停止. .指指针针指向程序指向程序头头 M03/M04M03/M04: : 主主轴顺轴顺/ /逆逆时针时针方向方向 M05M05: : 主主轴轴停止停止M06M06: : 换换刀指令刀指令 贵州大学机械工程学学院 72贵州

21、大学机械工程学学院 73贵州大学机械工程学学院 74贵州大学机械工程学学院 75贵州大学机械工程学学院 76贵州大学机械工程学学院 77贵州大学机械工程学学院 78贵州大学机械工程学学院 79贵州大学机械工程学学院 80p其其它它指令指令 子程序名和子程序子程序名和子程序调调用指令用指令 用于给子程序命名和在主程序中调用该子程序，该 指令的标准化程度不高，不同系统有不同的规定。 组组成成： 子程序名指令地址符（字母或符号，如O、% 等）后带若干数字组成； 子程序调用指令 地址符 +调用子程序名部分 +调用次数部分。 示例示例： M98P08L12（FANUC、华中数控系统）贵州大学机械工程学学

22、院 81 程序段号程序段号: :查找、跳转查找、跳转 注意，程序段标号与程序的执行顺序无关，注意，程序段标号与程序的执行顺序无关， 不管有无括号，程序都是按排列的先后次序执行。不管有无括号，程序都是按排列的先后次序执行。贵州大学机械工程学学院 82贵州大学机械工程学学院 83 程序名程序名 程序名是一个程序必需的标识符。组成组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有： “%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。示例示例：国产华中I型系统 “%”，日本FANUC 系统 “O”。 后面所带的数字一般为48位。如：%2000 程序体程序体 它表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。

23、组成组成：它由许多程序段程序段组成，每个程序段由一个或多个 指令构成。 程序结束程序结束 它是以程序结束指令M02 或M30，结束整个程序的运行。贵州大学机械工程学学院 84贵州大学机械工程学学院 85贵州大学机械工程学学院 86贵州大学机械工程学学院 87三、与坐标系有关的指令 G90/G91、G92、G53G59、G17 G19 lG90/G91指令：G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。 注意：注意： 这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只

24、这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下（即无（即无G90G90又无又无G91G91）, ,默认是在默认是在G90G90状态下。状态下。 贵州大学机械工程学学院 88XYZ 对刀点 (刀 位 点）工件坐标系零 点30.030.025.0lG92指令 坐标系设定的预置寄存指令，它只有在采用绝对坐标编程时才有意义。编程格式： G92 XG92 X a a_ _ Y_ Y_b b Z_ Z_c c_ _ a a、b b、c c为当前刀位点在所设定工件坐标系中的坐标值贵州大学机械工程学学院 89l使用

25、该指令，便建立了工件坐标系，数控系统在加工之前送入系统的某个单元，其后的加工程序中的编程尺寸都是在这个工件坐标系的尺寸。l该指令还有补偿工件在机床上安装误差的功能，即当首件零件加工完成后，测量工件尺寸精度。如果发现是由于工件安装不准引起的误差，则不必重新安装工件，只需修改所设的坐标值，即可消除这一加工误差。贵州大学机械工程学学院 90lG53,G54G59：坐标系选择指令G53选择机床坐标系；G54G59选择工件坐标系1工件坐标系6。在使用该指令后，其后的编程尺寸都 是相对于相应坐标系的。这类指令是续效指令，缺省值是G53 。注意：这类指令只在绝对坐标下有意义（注意：这类指令只在绝对坐标下有意

26、义（G90G90），在），在G91G91下无效。下无效。贵州大学机械工程学学院 91lG17,G18,G19指令坐标平面指定指令。G17，G18，G19分别表示规定的操作在XY,ZX,YZ坐标平面内。程序段中的尺寸指令必须按平面指令的规定书写。若数控系统只有一个平面的加工能力可不必书写。这类指令为续效指令， 缺省值为G17。G19YZXG17G18贵州大学机械工程学学院 92四、与控制方式有关的指令 l G00指令快速定位指令编程格式编程格式：G00 X_ Y_ Z_G00 X_ Y_ Z_ ； 功能功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。进

27、给速度不能由程序改变，但可用倍率开关改变。不同的系统有不同的速度，一般都在1030m/min之间.注意：注意：G00G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。贵州大学机械工程学学院 93lG01指令直线插补指令编程格式编程格式：G01 X_G01 X_a a_ Y_ Y_b b_ Z_ Z_c c_ F_ F_f f_ _ ；功能功能：指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a a、b b、c c）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定

28、的坐标值即为终点坐标。 贵州大学机械工程学学院 94lG02,G03指令圆弧插补指令 G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。 顺、逆方向判别规则： 沿垂直于圆弧所在平 面的坐标轴的负方向 观察，来判别圆弧的 顺、逆时针方向。 G03G02G03G02G02G03G19G18G17XYZ贵州大学机械工程学学院 95编编程格式程格式：lXY平面：G17 X_a a_ Y_b b_ ( ) F_f f_ ；lZX平面：G18 X_a a_ Z_c c_ ( ) F_f f_ ； lYZ平面：G19 Y_b b_ Z_c c_ ( ) F_f f_ ； _ _RIJ_ _RIK_ _RJK注

29、注: : 有些系统不能用有些系统不能用R R编程，如果圆弧的起点和终点相同，由于数控编程，如果圆弧的起点和终点相同，由于数控系统无法用确定圆弧的中心位置，只能用系统无法用确定圆弧的中心位置，只能用I I、J J、K K确定圆心的方式来确定圆心的方式来编程编程贵州大学机械工程学学院 96圆弧的终点坐标，由a a、b b、c c后的数值指定。圆心的位置通常有以下几种方法：l由圆心指向起点的向量在由圆心指向起点的向量在 X,Y,ZX,Y,Z轴上的分量用轴上的分量用I,J,KI,J,K表示表示 贵州大学机械工程学学院 97lR表示法：用半径R带有符号的数值来表示： AB180 ：R 0 R100； B

30、A180 ：R 0 R-100 贵州大学机械工程学学院 98五、与刀具补偿有关的指令 lG40 G41 G42指令刀具半补偿指令 刀补指令的程序段格式：刀补指令的程序段格式： 1）G00（ 或或G01 ） G41（或（或G42）D_X_Y_F_ 2）G00（或（或G01） G40 X_Y_贵州大学机械工程学学院 99lG40 G41 G42指令刀具半补偿指令 刀具右补偿刀具右补偿G42刀具左补偿刀具左补偿G41贵州大学机械工程学学院 100lG40、G44、G43指令刀具长度补偿指令 该指令可以根据储存在偏置寄存器D01D99中的设定值 （与终点坐标值进行加法（G43）或减法（G43）运算后）

31、使刀具的实际移动距离增加或减少一个偏置值。 编程格式： Dxx ； 其中： 为X、Y、Z中任何一个。 4344GG_贵州大学机械工程学学院 101六、其它指令lG04暂停指令功能功能：可使刀具作短时的无进给运动 编程格式：G04 X_ 或 G04 F_ 其中：X,F其后的数值表示暂停的时间，单位为ms ;或者是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。用途：l用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工 l用作时间匹配，对于那些动作较长的外部，或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。贵州大学机械工程学学院 102lG80、G81G89固定循环指令 在用NC机床上加工零件，一些典型加工

32、工序，如钻孔、攻丝、深孔钻削、切螺纹等，所完成的动作循环十分典型，将这些动作预先编好程序并存储在存储器中，并用相应的G代码来指令。固定循环中的G代码所指令的动作程序，要比一般G代码所指令的动作要多得多，因此使用固定循环功能，可以大大简化程序编制。贵州大学机械工程学学院 103lG80取消固定循环 lG81钻孔、中心孔lG82扩孔 编程格式： G8 X Y Z R Q P F L孔位坐标切入点坐标每次进给深度在孔底停留时间重复次数进给速度贵州大学机械工程学学院 104贵州大学机械工程学学院 105一、镗铣数控加工中的基本工艺问题 工件坐标系的确定及程序原点的设置工件坐标系的确定及程序原点的设置

33、安全高度安全高度 安全高度安全面工件上表面贵州大学机械工程学学院 106进进刀刀/退刀方式退刀方式 G02进刀线（G42补偿）G02退刀线（G40取消G42）起刀点与退刀点（G40）起刀点（G40）退刀点（G40）G01进刀线（G42补偿）G01退刀线（G40取消G42）G42补偿a)切线方向进刀 b)侧向进刀贵州大学机械工程学学院 107刀具半径补偿刀具半径补偿 切入点G42 G01起刀点理论轮廓大于2倍刀具直径切入点G42 G01起刀点理论轮廓a)合理方式 b)不合理方式建立刀补半径补偿贵州大学机械工程学学院 108刀具半径确定刀具半径确定 l对于铣削加工，精加工刀具半径选择的主要依据是零

34、件加工轮廓和加工轮廓凹处的最小曲率半径或圆弧半径。l刀具半径应小于该最小曲率半径值。 贵州大学机械工程学学院 109图中O X Y:机床坐标系，OXYZ:工件坐标系，图中的相对位置表示工件在机床上安装后，工件坐标系与机床坐标系的相对位置。200贵州大学机械工程学学院 110编程方式： 绝对坐标方式：机床坐标系 绝对坐标方式：工件坐标系 相对坐标方式。 编程参数编程参数 编程单位：mm， 刀具半径(D01)：8 mm ， 主轴转速：400r/min 进给速度：250mm/min200贵州大学机械工程学学院 1111 1、绝对坐标编程（机床坐、绝对坐标编程（机床坐标系）标系）N01 G90 G17

35、 G00 G42 D01 X50 Y70 S400 M03 M08 ；N02 Z- 240；N03 G01 X400 F250 ；N04 X300 Y370 ；N05 G03 X200 Y270 J-100 ；N06 G02 X100 Y170 I-100 ；N07 G01 Y50 ；N08 G00 G40 Z-165 M05 M09 ；N09 X300 Y120 M02；200贵州大学机械工程学学院 1122 2、绝对坐标编程（工件坐标、绝对坐标编程（工件坐标系：系：G92G92指令）指令）N01 G92 X0 Y0 Z35；N02 G90 G17 G00 G42 D01 X-250 Y-5

36、0 S400 M03 M08 ；N03 Z-40 ；N04 G01 X100 F250 ；N05 X0 Y250 ；N06 G03 X-100 Y150 J-100；N07 G02 X-200 Y50 I-100 ；N08 G01 Y-70 ；N09 G00 G40 Z35 M05 M09 ；N10 X0 Y0 M02 ；200贵州大学机械工程学学院 1133 3、绝对坐标编程（工件坐标系：、绝对坐标编程（工件坐标系：G54G54指令）指令）编程 取消N01程序段 N02 改成： N02 G90 G54 G17 G00 G42 D01 X6 Y10 S400 M03 M08； 其余同上。参数设

37、置 在G54画面下设置： X： 300 Y： 120 Z：- 200贵州大学机械工程学学院 1144、相、相对对（增量）坐（增量）坐标编标编程程N01 G01 G17 G42 D01 G00 X-250 Y-50 S400 M03 M08；N02 Z-40；N03 G01 X350 F250；N04 X-100 Y300 ；N05 G03 X-100 Y-100 J-100 ；N06 G02 X-100 Y-100 I-100 ；N07 G01 Y-120 ；N08 G00 G40 Z75 M05 M09；N09 X200 Y70 M02 *200贵州大学机械工程学学院 115三、二三、二维维

38、外形外形轮轮廓廓数数控控铣铣削加工及其削加工及其编编程程1 1、简单外形轮廓零件的数控铣削加工及其编程简单外形轮廓零件的数控铣削加工及其编程 贵州大学机械工程学学院 116分析（1）零件图 已知某外形轮廓的零件图，要求精铣其外形轮廓。（2）刀具选择 10mm的立铣刀。（3）安全面高度 50mm。（4）进刀/退刀方式 离开工件20mm，直线/圆弧引入切向进刀，直线退刀。 （5）工艺路线 走刀路线见上图。 贵州大学机械工程学学院 117O0006 /*第第0006号号程序程序,铣铣削外形削外形轮轮廓零件廓零件N05 G54 G90 G0 X0. Y0. /*建立工件坐建立工件坐标标系系,并并快速快

39、速运动运动到到程序原点的上方程序原点的上方N10 Z50. /*快速快速运动运动到安全面高度到安全面高度N20 X-50. Y-40. S500 M3 M08 /*刀具移到工件外刀具移到工件外,启动启动主主轴轴,原点的安全面高度原点的安全面高度N30 G1 Z-21. F20. /*G01下刀下刀,伸出去伸出去1mmN40 G42 D1 Y-30. F100. /*刀具半刀具半径补偿径补偿,运动运动到到Y-30的位置的位置 贵州大学机械工程学学院 118N50 G2 X-40. Y-20. I10. J0. /*顺时针圆顺时针圆弧弧插补插补N60 G1 X20. N70 G3 X40. Y0.

40、 I0. J20. /*逆逆时针圆时针圆弧弧插补插补N80 X-6.195 Y39.517 I-40. J0./* 逆逆时针圆时针圆弧弧插补插补N90 G1 X-40. Y20. N100 Y-20. N110 Y-30. /*直直线线退刀退刀N120 G40 Y-40. /*取消刀具半取消刀具半径补偿径补偿,退刀至退刀至Y-40N130 G0 Z10. /*抬刀至安全面高度抬刀至安全面高度N140 X0. Y0. /*回程序原点上方回程序原点上方N150 M30 /*程序程序结结束束并并返回返回 贵州大学机械工程学学院 1192 2、简单内轮廓及型腔的数控加工及其编程、简单内轮廓及型腔的数控

41、加工及其编程 内轮廓型腔零件图贵州大学机械工程学学院 120分析：（1）零件图 已知某内轮廓型腔如图4-10所示，要求对该型腔进行粗、精加工。（2）刀具选择 粗加工采用20mm的立铣刀，精加工采用10mm的键槽铣刀。（3）安全面高度 10mm。（4）进刀/退刀方式 粗加工从中心工艺孔垂直进刀，向周边扩展，如图4-11所示。为此，首先要求在腔槽中心钻好一20mm的工艺孔。（5）工艺路线 粗加工分四层切削加工，底面和侧面各留0.5mm的精加工余量。贵州大学机械工程学学院 121图4-10 内轮廓型腔零件图型腔加工进刀方式与工艺路线贵州大学机械工程学学院 122O0008 /* 第第0008号程序，

42、铣削型腔号程序，铣削型腔N10 T1 M06 /* 选选1号刀具：号刀具：20mm立铣刀立铣刀N20 G54 G90 G0 X0. Y0. /* 建立工件坐标系建立工件坐标系N25 Z40. /* 刀具运动到安全面高度刀具运动到安全面高度N30 S275. M3 M08N40 G1 Z25.0 F20 /* 从工艺孔垂直进刀从工艺孔垂直进刀5mm，至高度，至高度25mm处，第一层粗加工处，第一层粗加工.N50 X-17.5 Y7.5 F60. /* 进刀至第一圈扩槽的起点（进刀至第一圈扩槽的起点（-17.5，7.5），并开始扩槽），并开始扩槽N60 Y-7.5N70 X17.5N80 Y7.5

43、N90 X-17.5 /* 第一圈扩槽结束第一圈扩槽结束N100 X-29.5 Y19.5 /* 进刀至第二圈的起点（进刀至第二圈的起点（-29.5，19.5），并开始扩槽），并开始扩槽N110 Y-19.5 N120 X29.5N130 Y19.5N140 X-29.5 /* 第二圈扩槽加工结束第二圈扩槽加工结束N150 X0. Y0. /* 回中心，第一层粗加工结束回中心，第一层粗加工结束贵州大学机械工程学学院 123N160 Z20. F20. /* 从工艺孔垂直进刀从工艺孔垂直进刀5mm，至高度，至高度20mm处，第二层粗加工处，第二层粗加工N170 X-17.5 Y7.5 F60.

44、/* 重复重复N50开始至开始至N150的语句，开始第二层粗加工的语句，开始第二层粗加工N180 Y-7.5N190 X17.5N200 Y7.5N210 X-17.5N220 X29.5 Y19.5N230 Y-19.5N240 X29.5N250 Y19.5N260 X-29.5N270 X0.Y0. /* 回中心，第二层粗加工结束回中心，第二层粗加工结束贵州大学机械工程学学院 124N280 Z15.F20. /* 从工艺孔垂直进刀从工艺孔垂直进刀5mm，至高度，至高度15mm处，第三层粗加工处，第三层粗加工N290 X-17.5 Y7.5 F60. /* 重复重复N50开始至开始至N1

45、50的语句，开始第三层粗加工的语句，开始第三层粗加工N300 Y-7.5 FN310 X17.5 N320 Y7.5N330 X-17.5N340 X-29.5 Y19.5N350 Y-19.5N360 X29.5N370 Y19.5N380 X-29.5N390 X0. Y0. /* 回中心，第三层粗加工结束回中心，第三层粗加工结束贵州大学机械工程学学院 125N400 Z10.5 F20. /* 从工艺孔垂直进刀从工艺孔垂直进刀4.5mm，至高度，至高度10.5mm处，第三层粗加工处，第三层粗加工N410 X-17.5 Y7.5 F60. /* 重复重复N50开始至开始至N150的语句，开

46、始第四层粗加工的语句，开始第四层粗加工N420 Y-7.5N430 X17.5N440 Y7.5N450 X-17.5N460 X-29.5 Y19.5N470 Y-19.5N480 X29.5N490 Y19.5N500 X-29.5 /* 第四层粗加工结束第四层粗加工结束贵州大学机械工程学学院 126N510 G0 Z40. /* 抬刀至安全面高度抬刀至安全面高度N520 T2 M06 /* 换换2号刀具，号刀具，10mm键槽铣刀进行精加工键槽铣刀进行精加工N530 G0 X0. Y0. Z40.N540 S500 M3 M08N550 G1 Z10. F20. /* 从中心垂直下刀至图样

47、要求高度从中心垂直下刀至图样要求高度N560 X-11. Y1. F100. /* 开始铣削型腔底面，第一圈加工开始开始铣削型腔底面，第一圈加工开始N570 Y-1.N580 X11.N590 Y1.N600 X-11.贵州大学机械工程学学院 127N610 X-19. Y9. /* 型腔底面，第二圈加工开始型腔底面，第二圈加工开始N620 Y-9.N630 X19.N640 Y9.N650 X-19.N660 X-27. Y17. /* 型腔底面，第三圈加工开始型腔底面，第三圈加工开始N670 Y-17.N680 X27.N690 Y17.N700 X-27.贵州大学机械工程学学院 128N

48、710 X-34. Y25. /* 型腔底面，第四圈加工开始，同时也精铣型腔的周边型腔底面，第四圈加工开始，同时也精铣型腔的周边N720 G3 X-35. Y24. I0. J-1. /* 这里没有刀具半径补偿这里没有刀具半径补偿N730 G1 Y-24.N740 G3 X-34. Y-25. I1. J0.N750 G1 X34.N760 G3 X35. Y-24. I0. J1.N770 G1 Y24.N780 G3 X34. Y25. I-1. J0.N790 G1 X-34. /* 精加工结束精加工结束N800G0 Z40. /* 抬刀至安全高度抬刀至安全高度N810 M30 /* 程

49、序结束并返回程序结束并返回贵州大学机械工程学学院 129贵州大学机械工程学学院 1301、普通数控车床的车削加工 普通数据控车床能完成端面、内外圆、倒角、锥面、球面及成形面、螺纹等的车削加工。主切削运动是工件的旋转，工件的成形则由刀具在ZX平面内的插补运动保证 。WZ主切削运动插补运动（进给运动）贵州大学机械工程学学院 131 与普通车削加工不同之处：要保证车削加工精度，特别是锥面和成形表面的精度，需要准确测量车刀刀尖刀刃圆弧半径，并采用刀尖半径补偿（TNR）方法进行加工。 贵州大学机械工程学学院 132需要注意的问题：（1）在一个程序段中，可以采用绝对坐标编程、增量坐标编程或二者混合编程。（

50、2）用绝对坐标编程时，坐标值X取工件的直径；增量坐标编程时，用径向实际位移量的2倍值表示，并附上方向符号。（3）为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半。 （4）由于车削加工的余量较大，因此，为简化编程数控装置常具备不同形式的固定循环。 (5) 编程时，常认为刀尖是一个点，而实际中刀尖为一个半径不大的圆弧，因此需要对刀具半径进行补偿。贵州大学机械工程学学院 133WRXZ程序原点350X250车削加工程序原点的确定贵州大学机械工程学学院 134带螺纹的轴类零件数控车削加工及其手工编程2、加工程序举例贵州大学机械工程学学院 135分析A、工艺路线 先倒角切削螺纹的实际外圆47.8mm

51、切削锥度部分车削62mm外圆倒角车削80mm外圆切削圆弧部分车削85mm外圆。 切槽。 车螺纹。贵州大学机械工程学学院 136B、选择刀具及画出刀具布置图 根据加工要求,选用三把刀具。号刀车外圆，号刀切槽，号刀车螺纹。刀具布置如下图所示。采用刀仪对刀，螺纹刀尖相对与号刀尖在Z向位置15mm。 编程之前,应正确的选择换刀点，以便在换刀过程中，刀具与工件、机床和夹具不会碰撞。C、确定切削用量 车外圆，主轴转速为S630，进给速度为F150。切槽时，主轴转速为S315，进给速度为F10。切削螺纹时，主轴转速为S200，进给速度为F150。贵州大学机械工程学学院 137刀具布置图贵州大学机械工程学学院

52、 138O0004 /*程序程序号号N10 G92 X200. Z350. /*建立工件坐建立工件坐标标系系N20 G00 X41.8 Z292. S630 M03 T1 M08/*刀具快速接近工件，刀具快速接近工件，启动启动主主轴轴,开开冷却液冷却液N30 G01 X47.8 Z289. F150. /*倒角倒角 N40 U0 W-59 /*车车47.8mm外外圆圆,增量坐增量坐标编标编程程 N50 X50. /*退刀退刀,绝对绝对坐坐标与标与增量坐增量坐标标混合混合编编程程N60 X62.W-60. /*车锥车锥度度,绝对绝对坐坐标与标与增量坐增量坐标标混合混合编编程程贵州大学机械工程学学

53、院 139N70 U0 Z155 / /* *车车62 mm62 mm外外圆圆, , 绝对绝对坐坐标与标与增量坐增量坐标标混合混合编编程程N80 X78.W0 / /* *退刀退刀, ,绝对绝对坐坐标与标与增量坐增量坐标标混合混合编编程程N90 X80.W-1. /*倒角倒角, 绝对绝对坐坐标与标与增量坐增量坐标标混合混合编编程程N100 U0 W-19. / /* *车车80 mm80 mm外外圆圆, , 绝对绝对坐坐标与标与增量坐增量坐标标混合混合编编程程N110 G02 U0 W-60.I163.25 K-30. / /* *车圆车圆弧弧,I,I、K K表示表示圆圆心相心相对对于于圆圆弧

54、起点的坐弧起点的坐标标N120 G01 U0 Z65. / /* *车车80 mm80 mm外外圆圆N130 X90 W0 /* *退刀退刀贵州大学机械工程学学院 140N140 G00 X200. Z350. M05 M09 /*快速退回到起始点快速退回到起始点,主主轴轴停停,冷却液冷却液关关N150 X51. Z230. S315 M03 T2 M08 / /* *换换2#2#刀具刀具, ,快速接近工件快速接近工件, ,启动启动主主轴轴, ,开开冷却液冷却液N160 G01 X45. W0 F10. / /* *切槽切槽N170 G04 U50 / /* *延延时时50ms,G0450ms,G04为为延延时时指令指令N180 G00 X51 / /* *退刀退刀N190 X200.Z350.M05 M09 / /* *快速退回到起始点快速退回到起始点, ,主主轴