《数控编程》-数控编程 课件

课程性质和任务

主要培养学生在数控铣床和数控车床上进行零件加工，掌握数控机床的加工方法，具有在数控加工和数控编程岗位上能够进行零件加工实施的能力。课程总体目标：通过本课程零件编程与加工内容的学习和训练，使学生具备在数控铣床和数控车床上进行零件加工的能力，达到国家职业资格标准数控中级工的要求。衔接CAM课程，为自动编程加工打好基础。

课程考核

本课程的学分为3分，总成绩为100分。学习过程表现：50分（学习态度）

项目考核：30分（动手能力）

综合测试：20分（理论知识）传统设备车、铣、刨、钻、磨、拉、插、镗、锯、冲、齿轮、螺纹、其他共十二大类机床设备数控机床1、两轴、三轴2、自动换刀3、多轴、复合4、机器人工业革命

工业1.01760年-1860年瓦特改良了蒸汽机，掀起以机器代替人工的浪潮。以蒸汽或水力驱动（火车），完成有限的工作。工业革命

工业2.0

1870年-1900年使用内燃机和发电机，机器和动力巨大进步。电话信息交流，通讯简单快捷，设备多样化。工业革命

工业3.0

1950年-至今原子能、航天技术、计算机、人工材料、遗传工程。机器人，互联网信息技术，自动化控制普及，有高度科技含量的产品得到了日益精进的发展。工业革命

工业4.02020年-将来物联网和大数据承担核心技术。最大程度的实现生产的自动化，高度智能，机器人替代手工，无人工厂。数控铣削加工概述数控机床的起源与发展1234数控铣刀数控铣床的基本结构及工作原理数控铣床的加工范围数控铣常用工装夹具5678工件坐标系及坐标值的计算数控机床使用基本规范及安全文明生产数控机床的坐标系及命名数控铣削加工概述

数控机床的产生

1946年世界上第一台电子计算机问世，1948年美国北密支安的一个小型飞机工业承包商帕森斯公司（ParsonsCo）提出采用电子计算机与对加工轨迹进行控制与数据处理的设想，得到美国空军支持，并与美国麻省理工学院（MIT）合作，于1952年研制出第一台三坐标数控铣床。数控机床的起源与发展数控技术与数控机床数控--即数字控制（NumericalControl,NC），是采用数字化信息实现自动化控制的技术。数控机床--是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床。数控机床的发展趋势1、高速化2、高精度化3、多功能化4、智能化5、高可靠性6、综合自动化、集成数控机床的起源与发展数控铣床数控铣床本体主要组成部分数控铣床的基本结构及工作原理1-集液箱2-集屑箱3-工作台4-防护门5-刀库6-主轴箱7-控制面板8-主轴9-立柱10-进给伺服电机11-十字滑台12-滚珠丝杠数控铣床的基本结构及工作原理数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成数控铣床的基本结构及工作原理数控铣削加工机床加工工艺范围很广，可以对工件进行铣削、钻削、扩削、铰削、锪削、镗削以及攻螺纹等加工，但从实际应用效果看，数控铣床更多地用于平面类以及曲面的加工。适合数控铣床加工的零件主要有以下几种：数控铣床的加工范围平面类零件

平面类零件加工数控铣床的加工范围变斜角类零件加工数控铣床的加工范围曲面类零件加工数控铣床的加工范围

刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度和已加工表面质量、刀具消耗和加工成本。特别是对某些难加材料的切削、刀具材料的选用显得尤为重要。刀具材料是指刀具切削部份的材料。金属切削时，刀具切削部份直接与工件及切屑相接触，承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切削的剧烈摩擦，生产很高的切削温度。刀具材料数控铣刀刀具材料应具备的基本性能①高硬度----刀具材料的硬度必须更高于被加工工件材料的硬度，否则在高温下就不能保持刀具锋利的几何特征；②足够的强度和韧性-----刀具切削部份的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力；③高耐磨性和耐热性；④良好的导热性；⑤良好的工艺性和经济性；⑥抗粘接性；⑦化学稳定性。数控铣刀数控刀具的材料高速钢

钨钴类钨钛钴类Mo系高速钢W系高速钢硬质合金钨钛钽（铌）钴类陶瓷

纯氧化铝类（白色陶瓷）

TiC添加类（黑色陶瓷）

立方碳化硼

聚晶金刚石

数控铣刀数控铣刀按形状分类：面铣刀立铣刀键槽铣刀成形铣刀球面铣刀

数控铣刀Φ10立铣刀：加工塑料件S=300r/min,f=220mm/min数控铣刀Φ3中心钻：加工塑料件S=1200r/min,f=30mm/minΦ10麻花钻：加工塑料件S=450r/min,f=30mm/min数控铣刀数控铣刀刀柄整体钻夹头刀柄ER弹簧夹头刀柄侧压式立铣刀柄数控铣刀刀柄锁刀座、拆刀座

数控铣刀刀座数控常用工装夹具安全文明生产知识数控操作者应该养成文明生产的良好工作习惯和严谨的工作作风，具有良好的职业素质、责任心，严格遵守数控铣床安全操作规程。安全常识（1）着装要求；（2）操作机床时一人操作原则；（3）事故报告原则；（4）操作许可原则；（5）紧急措施常识。数控机床使用基本规范数控机床的坐标系及命名一、规定：1、刀具运动，工件相对静止的运动原则；2、用标准右手直角坐标系表示X、Y、Z三个直线运动的方向，用右手螺旋定则确定旋转进给坐标轴的方向，A、B、C分别绕X、Y、Z坐标轴旋转运动；3、移动轴的正方向为刀具远离工件的方向。坐标系及坐标值二、确定移动坐标轴的顺序为：1先确定Z轴。2再确定X轴。3最后按右手定则确定Y轴。坐标系及坐标值数控机床操作界面数控机床操作界面机床零点(机床坐标系)

机床零点就是机床坐标系的原点，它是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。是确定数控机床坐标系以及其它坐标系的出发点。通过回零方式以建立及消除机械误差。工件坐标系原点在工件坐标系上，确定工件轮廓的编程和计算原点，称为工件坐标系原点，简称为工件原点（零点），亦称编程原点（零点）。坐标系工件坐标系工件零点是由操作者或编程者自由选择的，其选择的原则是:(1)应使工件的零点与工件的尺寸基准重合。(2)让工件图中的尺寸容易换算成坐标值，尽量直接用图纸尺寸作为坐标值。(3)工件零点应选在容易找正，在加工过程中便于测量的位置。工件坐标系OOXYXZ工件坐标系及坐标值的计算工件坐标系的建立：以对称中心O为X、Y轴坐标原点；以工件上表面为Z轴零点。工件坐标系及坐标值的计算请计算零件图中各节点坐标值工件坐标系及坐标值的计算ABCDEFGHJKILMNOPQR请计算零件图中各节点坐标值工件坐标系及坐标值的计算根据各方向行程判断对刀坐标X方向610Y方向410Z方向510

合理的工件坐标：X-300±30Y-180±20Z-350±50对刀操作开启主轴，转速为S350将最终坐标结果输入到G54（F5→F1）手轮方式下，对零件进行试切记录机床坐标并计算，如：X-301.125Y-173.422Z-363.147F3MDI输入G54，回车；单段方式下循环启动对刀操作G54~G59G90/G91G01/G00G17/G18/G19M03/M04/M05S、FM02/M30文件格式M98P____G02/G03数控编程基本指令圆弧指令圆弧进给指令基本格式G02顺时针圆弧插补，G03逆时针圆弧插补。如图所示，逆着第三轴（垂直于圆弧所在的平面）看，如果圆弧是顺时针方向移动，用G02；如果圆弧是逆时针方向移动，用G03。圆弧指令R为圆弧半径，0°＜R＜360°，所以，用R不能指定整圆。当圆弧圆心角≤180时R为正值，否则R

为负值。F为编程的两个轴的合成进给速度。圆弧指令I、J、K方式I、J、K为圆心相对于起点分别在X、Y、Z向的偏移值I等于X圆心的坐标减去X圆弧起点的坐标；J等于Y圆心的坐标减去Y圆弧起点的坐标；K等于Z圆心的坐标减去Z圆弧起点的坐标。可以指定整圆，在G90/G91时都是以增量方式指定。圆弧指令AG90G03X42Y25R15F100G90G03X42Y25IJG91G03XYIJC例：刀具从A加工到C，假设刀具已在A点上，则指令：圆弧指令AG90G02X30Y40R15G90G02XYIJG91G02XYIJ

C例：刀具从C加工到A，假设刀具已在C点上，则指令：圆弧指令编程时，把刀具看作一个点，即刀位点。铣刀不是一个点，而是一个圆柱体，编程时刀具编程轨迹是在铣刀的中心位置，如果刀具运动轨迹是在零件轮廓上时，加工出来的外轮廓刚好比实际要求的尺寸小一个刀具半径值，内轮廓刚好大一个刀具半径值。为了加工出符合零件精度要求的尺寸，刀具轨迹应该正好偏离零件轮廓一个半径值。刀具中心轨迹的概念刀具半径补偿刀具半径补偿3/17/2026刀具半径补偿指令

； ；建立补偿程序段……

……刀具补偿运行，轮廓切削程序部分取消补偿程序段刀具半径补偿3/17/2026★G41叫左刀补，顺着刀具移动方向向前看，刀具在零件轮廓线左侧，叫左刀补；★G42叫右刀补，顺着刀具移动方向向前看，刀具在零件轮廓线右侧，叫右刀补；★G40叫刀具半径补偿取消指令；X、Y、Z是终点坐标值；★D是刀具半径值的刀补号。刀具半径值通过刀补参数表输入到对应的刀补表里。刀具半径补偿3/17/2026刀具半径补偿指令一般只能进行平面补偿。在建立刀具半径补偿的程序段中，刀具必须在刀具半径补偿平面内有不为零的直线移动。建立刀具半径补偿，一般应在切入工件轮廓之前完成。在撤销刀具半径补偿的程序段中，刀具同样必须在刀具半径补偿平面内有不为零的直线移动。撤销刀具半径补偿，一般应在切出工件轮廓之后完成。在刀具半径补偿运行中，一般不能改变刀具半径补偿的方向和补偿值，刀具半径补偿方向和补偿半径的改变，要在补偿撤销的状态后，再重新设定新的刀具半径补偿。刀具半径补偿3/17/2026一般刀具半径补偿量的符号为正，若取为负值时，会引起刀具半径补偿指令G41与G42的相互转化。工件内角一般要用圆弧连接，不可能是尖角。为了避免刀具产生过切，在切削中数控系统不允许刀具半径大于所加工工件内轮廓转角时的圆弧半径。刀具半径补偿3/17/2026可以通过改变刀具半径补偿值去除余量或预留精加工余量。在采用同一把半径为R的刀具，并用同一个程序进行粗、精加工时，设精加工余量为△，则粗加工时设置的刀具半径补偿量为R+△，精加工时设置的刀具半径补偿量为R，就能在粗加工后留下精加工余量△，然后，在精加工时完成切削。刀具半径补偿3/17/2026刀补的设立操作在主菜单下，按F4，进入子菜单，按F2刀补表，进入如下画面：刀具半径补偿3/17/2026精度控制 通过修改刀补表，可以精确地控制加工轮廓的尺寸。如果要扩大尺寸，即扩大刀补；如果要缩小尺寸，即缩小刀补值。扩大和缩小的大小值，由测量来控制。刀具半径补偿3/17/2026刀号即为指令中的D，如果是D06，则对应的刀号为：0006，在半径列对应的0001刀号处按“ENTER”键，输入刀具半径，再按ENTER确认即可。刀具半径补偿3/17/2026XY3/17/20263/17/2026（1）工艺分析：零件凸台深5mm，呈对称分布的4个小圆弧形耳，耳由3段圆弧和2段直线组成。轮廓的基点数值已给出，a、b、c、d，耳之间由一条直线连接。内圆弧最小半径为：R5，因此，只能选择φ8mm的铣刀。两直线间的距离为40mm，加工时不能用扩大刀补值实现去除全部余量，需要编写程序来去除。1．型腔的下刀方式2．型腔的刀补建立与取消3．型腔的精度控制4．型腔的余料去除。型腔加工1、重点：下刀方式；2、难点：刀补的使用。型腔加工型腔加工3/17/20262.下刀方式1）从工件外下刀方式——开放式槽类零件型腔加工3/17/20262）斜插式下刀方式——键槽类零件型腔加工3/17/20263）螺旋式下刀方式——内腔空间较大零件型腔加工3/17/20263.刀具选择1）刀具大小选择铣刀半径应小于内圆弧半径2）切削间距切削间距(直径%)：以刀具直径百分比来表示，一般取60%—75%。型腔加工3/17/20264.刀补的建立与取消1）刀补的建立与取消以切线或钝角的方式进行。2）空间不够时，应先提刀后再沿切线方向取消。型腔加工3/17/20265.精度控制1）精度控制利用刀补控制。2）余料可通过刀补和另建简单程序铣削完成型腔加工O1234G54G90M03S300G01X-15Y25.98F100Z0.1G02X15R30Z-1G03X-15R30Z-2G02X15R30Z-3G03X-15R30Z-4G02X15R30Z-5G03X-15R30Z-5G42G01X0Y32.9D01G02X19Y32.9R38G02X11Y19.05R8G03X-11R22G02X-19Y32.9R8G02X19R38G01Z20G40X30M05M30型腔加工1）程序校验前，先设定恰当的显示比例：外形：2-3倍

型腔：3-4倍程序校验2）校验时心里一定要记得刀具是有一定直径的实体，而现实的线条是刀位点的轨迹。程序校验那么，请分清以下两个图片中刀具轨迹路径的区别程序校验要认清刀具中心轨迹，不等同于零件轮廓形状！程序校验请分析下图，哪个可能是正确的刀路？程序校验图中红色刀路是什么含义？有什么不妥？程序校验后台编辑功能1、圆弧数据错2、刀具干