数控课件——数控车工基础

1、旋转中心线机床原点o1+Za+Xo2工 件 原 点o2工 件o1+Xa+Z起刀点XZ0O2O1 第二部分第二部分 数控编程的基本概念数控编程的基本概念一、程序编制：一、程序编制： 是将加工零件的工艺过程、工艺参数、工件尺寸、刀具位移的方向是将加工零件的工艺过程、工艺参数、工件尺寸、刀具位移的方向及其它辅助动作，按运动顺序依照编程格式用指令代码编写程序单的过及其它辅助动作，按运动顺序依照编程格式用指令代码编写程序单的过程。所编写的程序单即加工程序单。程。所编写的程序单即加工程序单。二、二、 编程的步骤编程的步骤1、确定工艺过程确定工艺过程 确定加工方法确定加工方法 加工路线的设计加工路线的设计

2、加工工序内容设计加工工序内容设计2、建立适当的坐标系建立适当的坐标系3、运动轨迹目标点（节点）的计算运动轨迹目标点（节点）的计算4、编写加工程序单编写加工程序单5、程序检验和首件切削程序检验和首件切削三、数控车床的指令三、数控车床的指令1）、程序段序号、程序段序号 N10 N202）、准备功能字：）、准备功能字：G00G99 是使数控装置作某种操作的功能是使数控装置作某种操作的功能G代码分为模态代码和非模态代码两种。代码分为模态代码和非模态代码两种。所谓模态代码是指某一所谓模态代码是指某一G代码（代码（G01）一经指定就一直有效，直）一经指定就一直有效，直到后边程序段中使用同组到后边程序段中使

3、用同组G代码（代码（G03）才能取代它。而非模态）才能取代它。而非模态代码只在指定的本程序段中有效。下一段程序需要时必须重写代码只在指定的本程序段中有效。下一段程序需要时必须重写（如（如G04）。）。快速点定位指令快速点定位指令G00G00指令是模态代码，它命令刀具分别以点定位控制方式从刀具指令是模态代码，它命令刀具分别以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求。其指令书写格式是：轨迹要求。其指令书写格式是：G00 XZ；刀具实际的运动；刀具实际的运动路线不是直线，而是折线，所以使用路线不是直线

4、，而是折线，所以使用G00指令时要注意刀具是否指令时要注意刀具是否和工件急夹具发生干涉，忽略这一点，就容易发生碰撞，而在快和工件急夹具发生干涉，忽略这一点，就容易发生碰撞，而在快速状态下的碰撞更加危险。速状态下的碰撞更加危险。 M04主轴反转主轴反转 M05主轴仃转主轴仃转 M06加工中心换刀加工中心换刀 M07、M08冷却液开冷却液开 M09冷却液关冷却液关 M10工件夹紧工件夹紧 M11工件松开工件松开 程序段结束符：程序段结束符：LF 数控车床程序数控车床程序：ZXN10 M 03 S 800;N20 T0101;N30 G 00 X 40 Z 5;N40 G 01 X 27 Z 0 F

5、 0.1;N50 X 30 Z1.5;N60 Z30;N70 G 03 X 38 Z34 R 4;N80 G 01 Z60;N90 G 00 X 100 Z 150；N100 T0100;N110 T0202;N120 G 00 X 40 Z30;N130 G 01 X 26 F 0.05; 切槽N140 X 40;N150 G 00 X 100 Z 150;N160 T0200;N170 M 30;数控加工工艺分析数控加工工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等)也

6、需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析是一项十分重要的工作。普通机床上加工零件时，是用工艺规程或工艺卡片来规定每道工序的操作程序，操作者按工艺卡上规定的“程序”加工零件。而在数控机床加工零件时，要把被加工的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序用它控制机床加工。由此可见，数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。1)工序的内容复杂。这是由于数控机床比普通机床价格贵，若只加工简单工序在经济上不合算、所以在数控机床上通常安排较复杂的工件，甚至在普通机床上难以完成的工序。 2）工步的安排更为详尽。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的

7、问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及加工路线的确定等问题，在编制数控加工工艺时却不能忽略。一、数控加工工艺的基本特点一、数控加工工艺的基本特点 二、数控加工工艺分析的主要内容二、数控加工工艺分析的主要内容 实践证明，数控加工工艺分析主要包括以下几方面：选择适合在数控机床上加工的零件，确度工序内容。分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分，加工顺序的安排，与传统加工工序的衔接等。设计数控加工工序，如工步的划分，零件的定位与夹具的选择，刀具的选择，切削用量的确定等。调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确

8、定、刀具的补偿(T01,T02,G41,G42)。分配数控加工中的容差。处理数控机床上部分工艺指令。 总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似，因而本章仅对编程中的工艺分析予以讨论，而编程中工艺指令的处理将在数控编程中讨论。 三、数控加工工艺分析的一般步骤与方法三、数控加工工艺分析的一般步骤与方法程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。此外，编程人员应不断总结，积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的数控

9、加工程序。（1）数控加工零件工艺性分析 数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。分析零件图样a、零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点 在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准，检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的标注方法，这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的分散标注法改

10、为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。 b、构成零件轮廓的几何元素的条件应充分 在手工编程时要计算基点或节点坐标。在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分。如圆孤与直线，圆弧与圆弧在图样上相切，但根据图上给出的尺寸，在计算相切条件时，变成了相交或相离状态。由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法下手。遇到这种情况时，应与零件设计者协商解决。c、尺寸公差要求 分析零件图样（图）上的公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具选择及确定切削用量等。 在该项分析过程中，还可以同时进行一些编程尺寸的简单换算。在数控编程

11、实践中，常常对零件（图）要求的尺寸取其最大和最小极限尺寸的平均值（图）即中值作为编程的尺寸依据。 d、表面粗糙度要求 表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择机床、刀具及确定切削用量的重要依据。 e、材料与热处理要求 图样上给出的零件材料与热处理要求，是选择刀具，和选择机床型号及确定有关切削用量等的重要依据。制定加工方案 加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序，工步及走刀路线等内容。 在数控机床加工过程，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该行具体分析和区别对待，灵活处理

12、。只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。 在对加工工艺进行认真和仔细的分析后，制定加工方案的一般原则为先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短及特殊情况特殊处理。 a）先粗后精（图3-7） b）先近后远（图3-8）c）先内后外对既有内表面又有外表面的零件，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内形和内腔，后加工外形表面。这是因为控制内表面的尺寸和形状较田难，刀具刚性相对较差，刀尖（刃）的使用寿命易受切削热而降低，以及在加工中清除切屑比较困难等。d）程序段最少 e）走刀路线最短 确定走刀路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的走刀路线，因精加

13、工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。 走刀路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入，切出等非切削空行程。 实现最短的走刀路线，除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单计算。现将实践中的部分设计方法或思路介绍如下。最短的空行程路线，可通过巧用起刀点、巧设换（转）刀点、合理安排“回零”路线、巧排空程进给路线等方法达到（图3-9）最短的切削进给路线（图3-11）几种不同切削进给路线的安排示意。其中a图表示利用数控系统具有的封闭式复合循环功能而控制车刀沿着工件轮廓进行走刀的路线；b图为利用其程序循环功能安排的“三角形”走刀路线；c图为利用其矩形循环功能而安排的“矩形”走刀路线。对以上三种切削进给路线，经分析和判断可知c图中的走刀长度总和最短。f）特殊处理先精后粗（图3-12）；分序加工（图3-13）；断屑处理 在数控机床加工中，除了采取改变刀具切削部分的几何角度和增加断屑器等措施外，还可通过编程技巧制定其相应的加工方案，以满足加工中的断屑要求。a连续进行间隔式暂停（G04） b进、退刀交替安排；进给方向的特殊安排（图3-16）；切入与切出路线；切入、切出点安排在直线与直线的交点或直线与圆弧的切点或交点上，避免产生接刀痕迹