数控编程教学课件1

数控编程与仿真项目一数控编程基础数控编程基础及平面加工一.项目目标：1.了解数控编程的基本步骤；2.了解机床坐标系、编程坐标系、工件坐标系之间的关系；3.掌握数控编程的相关工艺内容；4.掌握数控编程的部分指令格式；5.掌握数控编程的基本方法。数控编程基础及平面加工二.项目重难点：1.掌握数控编程的相关工艺内容；2.掌握数控编程的部分指令.3.掌握数控编程的基本方法。三、项目内容：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)首件试切数控编程基础及平面加工任务

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……怎样做能达到要求是什么材料求助谁怎样装夹用什么机床在装配体中是干什么用的精度是多少、如何检测什么样的程序能实现要求有什么刀具机床参数材料铝

的硬度和强度都比较低，纯铝不适合机件的制造。工业上把铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。变形铝合金又分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金。铸造铝合金又分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌切削加工性能良好。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。数控加工误差的组成

数控加工误差△数加是由编程误差△编、机床误差△机、定位误差△定、对刀误差△刀等误差综合形成。即：△数加=f(△编+△机+△定+△刀)（1）编程误差△编由逼近误差δ、圆整误差组成。逼近误差δ是在用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线的过程中产生。圆整误差是在数据处理时，将坐标值四舍五入圆整成整数脉冲当量值而产生的误差。（2）机床误差△机由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。（3）定位误差△定是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生。（4）对刀误差△刀是在确定刀具与工件的相对位置时产生。方法

N2G90G54……M301.Z向设定器机械式Z向设定器

光电式Z向设定器2.寻边器机械式寻器光电式寻边器装夹方式限制自由度：垫铁尺寸：可行定位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逆铣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2～3倍刀具选择

耐用刀具材料的选择原则7:24定位锥面扭矩槽刀柄拉钉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，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简单N2G90G54……M30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。1.机床坐标系在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。

数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础1机床坐标系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。标准坐标系的规定右手笛卡儿直角坐标系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数控加工程序编制基础四轴加工中心坐标系：数控加工程序编制基础

2、机床原点的设置

机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

1）、数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处，见右图。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。数控加工程序编制基础

2）、数控铣床的原点

在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。

数控加工程序编制基础

3、机床参考点

机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。

通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。右图所示为数控车床的参考点与机床原点。

数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。

数控加工程序编制基础4、编程坐标系编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。

编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。

数控加工程序编制基础

编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。

编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。编程原点

数控加工程序编制基础5、加工坐标系1）加工坐标系的确定

加工坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。数控加工程序编制基础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。6．Z轴方向的原点，一般设在工件表面。数控加工程序编制基础工件坐标系和机床坐标系的关系机床坐标系与工件坐标系数控加工程序是由各种功能字按照规定的格式组成的。正确地理解各个功能字的含义，恰当的使用各种功能字，按规定的程序指令编写程序，是编好数控加工程序的关键。程序编制的规则，首先是由所采用的数控系统来决定的，所以应详细阅读数控系统编程、操作说明书，以下按常用数控系统的共性概念进行说明。

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。数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础2.程序段的组成例如：%O0001N0001G01X100Y100F100N0002X200Y300程序段号尺寸字进给功能准备功能开始符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）数控加工程序编制基础

1．快速点定位指令（G00）该指令命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到目标位置，无运动轨迹要求，不需规定进给速度（由系统快进速度决定）。输入格式：G00X（U）＿Z（W）＿；四、数控车床的常用指令例8－1从A点快速进刀到B点(图8－13)。程序：G00X50.0Z6.0；或G00U-70.0W-84.0；

2．直线插补指令（G01）该指令用于直线或斜线运动。可使数控车床沿X轴、Z轴方向执行单轴运动，也可以沿X、Z平面内任意斜率的直线运动。输入格式：G01X（U）＿Z（W）＿F＿；例8－2外圆柱切削(图8－14)。程序：G01X60.0Z-80.0F0.3；或G01U0W-80.0F0.3；

3．圆弧插补指令（G02G03）该指令能使刀具沿着圆弧运动，车出圆弧轮廓。G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。例8－6顺时针圆弧插补(图8－18）（I，K）指令：G02X50.Z-10.I20.K17.F0.3；G02U30.W-10.I20.K