数控加工编程技术.ppt

1、第二章数控加工编程技术、21NC编程基础知识、数控机床加工零件时，一般需要编制零件加工程序。 也就是说，先用数字形式的指令代码描述添加了零件的工艺、零件尺寸和工艺残奥表(例如主轴转速、进给速度等)，然后将零件加工程序输入NC装置。 经过修正机的处理和修正，发出各种控制指令，控制机床的运动和辅助动作，自动完成零件的加工。 变更加工对象时，只需改写零件加工程序，机床本身就无需调整即可加工零件。 基于这样的被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工所需的信息，数控系统中规定的指令和以格式制作的数控加工指令序列被称为数控加工程序或者零件程序。 用数控机床加工需要数控加工程序。 制造数控加工程序的

2、过程称为数控加工程序编制，简称数控编程，是数控加工中极其重要的工作。 另一方面，数控程序编制的内容和程序编制的内容在编程之前，程序员应该知道所使用的数控机床的规格、性能、数控系统所具备的功能和编程指令格式等。 编制程序时，首先要分析工程图的技术要求、零件的几何形状、尺寸及工艺要求，确定使用的刀具、切削量及加工顺序和路径路径，对路径路径进行数值修正，取得路径数据，然后按照数控机床规定的指令代码和程序格式将刀具运动轨迹、位移员、切削残奥表(主轴转速、刀具进给量、背刀量等)以及辅助功能(更换、主轨道正转、反转、冷却液on、off等)作为加工程序制作，通过输入的NC系统控制NC机床自动进行加工。 典型

3、的数控编程过程和步骤如图21所示。图21NC编程步骤、二、工艺处理编制NC机床的加工零件程序需要处理工艺问题。 用普通机床加工零件的工艺实际上只是工艺卡。 机床加工的切削量、通道、工序内的步骤计划等，多由作业者自己决定。 数控机床是按照程序加工的。 因此，加工中的所有工序、工序、各工序的切削量、路径、加工馀量以及使用的刀具的尺寸、类型等必须事先决定并编入程序中。 1、加工工件的选择不同类型的零件必须用不同种类的数控机床加工的数控车床适合加工由形状较复杂的轴类零件和复杂的曲线旋转形成的模具内腔。 数控立式镗床和立式加工中心适用于加工箱体、箱盖、平面凸轮、模板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具内

4、、外形模腔等。 数控卧式镗床和卧式加工中心适用于加工复杂的机箱零件、泵体、阀体、壳体等。 多坐标联动的卧式加工中心用于加工各种复杂曲线、曲面、叶轮、模具等。 总之，不同类型的零件必须选用不同的数控机床进行加工。 2、加工工序分为数控机床，特别是在加工中心加工零件，工序非常复杂，很多零件只需一次装卡即可完成所有工序。 但是，零件的粗加工，特别是铸造锻造空白零件的基准面、定位面等部位的加工，必须先用普通的机床加工，再装入数控机床进行加工。 这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。 将粗加工或中加工的零件装入数控机床后，数控机床按规定的工序一步

5、一步地进行中加工和精加工。 用数控机床加工零件的工序区分方法是工具集中区分法按该方法使用的工具区分工序的方法。 用同一把刀子完成零件上所有能完成的部位。用第二刀、第三刀完成它们能完成的部位。 由此，可减少更换次数、压缩空行程时间、减少不必要的定位误差。 粗加工分割法必须对各个零件进行粗加工、半加工后再进行加工。 对于一批零件，首先全部进行租赁加工、半精加工，最后进行精加工。 在粗加工期间，为了使粗加工后的零件的变形能够充分恢复，最好隔一段时间再进行精加工，提高零件的加工精度。 按加工部位依次加工平面、定位面，加工加工孔的单纯几何形状，然后先加工加工复杂几何形状的精度低的部位，再加工精度高的部位

6、。 3工件的卡安装方式是用数控机床加工零件，工序集中，所以一次安装卡就可以完成所有工序。 因此，关于部件的定位、夹紧方式，请尽可能注意采用组合夹具。 在工件的批量尺寸大、工件的精度要求高的情况下，能够设定修正专用夹具。 零件的定位、夹紧部位应注意不要妨碍各处的加工、工具更换、重要部位的测量，特别是要注意不要使工具与工件、工具与夹具冲突。 夹紧力必须通过(或接近)由主要文承点或支承点构成的三角形内，接近切削处，努力到刚性好的地方。 尽量不要超过被加工孔径，减少零件的变形。 元件的卡安装定位，考虑重复安装的整合性，减少对刀时间，提高同一批次的元件加工的整合性。 一般同一批次的零件采用定位基准、同一

7、卡安装方式。 4、加工路线的确定加工路线是指数控机床加工中刀具运动的轨迹和方向。 各工序的加工路径的确定会影响零件的加工精度和表面粗糙度，因此非常重要。 加工路径是指刀具预设点(刀具上升点)刀具预设点(刀具上升点)是指刀具开始移动的刀具点，即程序开始运行时的刀具点。 刀具点是刀具的基准点，如球头铣刀的底面中心、球头铣刀中心、车刀、镗杆的理论前端等。 使用夹具时，如果使用工件零点和具有一定联系尺寸的圆柱销等进行对刀，则工具点成为工具点。 如图27所示，对刀器元件在夹具上，X1和Y1是固定尺寸，X0和Y0是零偏移量，能够以MDI方式相对于对刀器点的机床零点间的显示值决定偏移值来记录亿，并用补偿编号

8、调用。 图27的夹具上的对刀点应尽量减少进刀、退刀时间和其他辅助时间。 铣削加工零件轮廓时，请尽可能采用下切加工方式，减少机床的颤振，提高零件表面粗糙度和加工精度。 选择合理的进给、结束位置，沿零件轮廓垂直切入，避免进给途中停止。 请选择不重要的地方。 加工路径一般先加工外轮廓，再加工内轮廓。 5 .切削量的选择数控机床加工零件时，其切削量全部预先编入程序，通常不用人工变更。 仅在发生试切削或异常时，使用速度调整旋钮或电动手轮调整切削量。 因此，程序选择的切削量必须最佳合理。 由此，能够提高数控机床的加工精度、刀具寿命和生产率，降低加工成本。 三、程序结构和程序段格式1，程序结构主程序部件加工

9、程序包括子例程，该子例程能够由主程序调用，并能够多级嵌套。 程序编号主(子)程序：几个程序段程序结束指令程序编号：也称为程序名，放在程序的开头，作为具体的加工程序的存储、调用的标记使用。 段：控制机床加工的语句，表示完整的运动或操作。 段编号段一些功能段结束符号功能字：表示某个功能的代码符号，也称为指令代码、指令或代码。程序结束命令：使用M02或M30代码。 因为M02或M30总是在段的其他指令完成之后才工作，所以在编程时也可以位于最后一个工作段的末尾。 2 .节段格式节段格式：程式中字、字元、资料的配置规则。 段格式类型：常用格式，如固定顺序格式、分隔顺序格式、字地址格式等：字地址可变段格式

10、的特征：段中的字数可变，段的长度也可变的程序段格式： n _ _ _ g _ _ x _ _ _ y _ _ _ f _ _ s _ _ t _ _ m _ _ lf序列号：说明：该数字的大小顺序不表示加工或控制的顺序，只是段的识别标记，用作段检索、人工检索， 准备功能指令：由字母g和2位数字组成的表21的说明：准备功能指令g代码是与机床运动相关的指令代码，包括坐标系设定、平面选择、基准点设定、坐标尺寸表示方法、定位、插补、补片、固定循环、速度指定、安全和测量功能等方面的指令。 g代码按功能被分成多个组，例如a、b、c、d等组。 或宏程序中的无条件迁移。 因此，在编程时，数字的大小的排列可以不

11、连续，也可以反过来，也可以一部分或者全部省略。 但是，为了插入新段，我们习惯按顺序以5的倍数编程。 中的组合图层性质变更选项。 同一组中的任意两个代码不能同时显示在一个段中。 在一些系统中，规定一个段有同一组的多个g代码，最后的g代码有效。 不同组的g代码可以根据需要显示在一个段中。 根据功能保持时间的不同，如果在一个块中指定了模式代码(也称为连续代码)，则会保持g代码，直到取消该功能或者将其替换为同一组中的其他g代码为止。 也就是说，在后续段中不写这个代码，功能还在起作用。 表中有文字a、b、c、d的代码是模式代码。 非模式代码(也称为一次性代码)的功能仅在显示的段内有效。表中没有字符的代码

12、是非模式代码。 中的组合图层性质变更选项。 g代码表中的“未指定”代码用于在将来修订标准时指定新功能。 g代码表中的“未指定”代码表示将来修订标准时不会指定新功能。 但是数控系统制造商不遵守这些规定，根据需要改变了一些功能，自己定义了很多新功能。 坐标运动尺寸： x、y、z等代码指定运动坐标尺寸f代码：进给速度指令，格式： F_ _。 s代码：主轴转速指令、格式： S_ _。 t代码：工具编号指令，格式： T_ _。 m代码：辅助功能指令、格式： M_ _。 表22说明：辅助功能是控制机床某辅助动作的开关的指令，如主轴的接通、停止、切削液的接通、断开、位移部件的夹紧和松开等。 表22是我国JB

13、302883标准规定的m代码及其功能。 表中：编号表示该功能在块中与运动指令开始时同步执行的编号表示该功能在块内的运动指令完成后执行的编号，分别为模态指令和非模态指令，其含义为上述g指令LF :段结束符号。 5、主程序和子程序在一个加工程序中，如果几个一系列程序段完全相同(即，一个部件的几何形状相同)，或者依次加工相同的工件，以缩短程序， 以预定程序格式将这些重复的程序段向子程序提供子例程以外的程序是主程序，如果在执行中执行该子例程，则能够调用主程序，能够反复调用程序、22NC机床的坐标系、一、坐标轴的运动方向及其命名1、直进和圆周进给运动坐标系在NC机床中，为了完成一个零件的加工，通常需要控

14、制几个方向的运动。 这需要建立一个坐标系，并分别进行控制。 在一台机床中，几个方向可以进行数字控制的称为几个坐标数控机床。 直线进给运动坐标系采用右手直角长笛坐标系，基本坐标轴由x、y、z三者的关系及其正方向由右手规则判定，围绕x、y、z轴旋转的圆周进给运动坐标轴及其正方向a、b、c分别由右手螺旋规则判定。图22右手定律、右手直角、右手螺旋、相对运动的坐标：因为机床上的运动是刀具和工件间的相对运动。 因此，在图22中，文字中不带的坐标表示工件固定刀具运动的坐标，带的坐标表示刀具固定工件运动的坐标，将增大工件与刀具之间的距离的方向设为正方向。 附加坐标：除了x、y、z坐标以外，如果有与它们平行的

15、坐标，则可以分别指定为u、v、w。 如果有第三组运动，则分别指定p、q、r。 2 .机床上的x、y、z坐标的确定z坐标在将与机床主轴平行的方向规定为正方向(z )的机床上有多个主轴时，z轴与工件夹紧面垂直。 x坐标的x坐标与工件的夹头面平行。图23卧式车床、工件旋转的机床： x坐标的方向为工件的径向，与侧滑台平行。 刀具远离工件的旋转中心的方向是x轴正方向(图23 )。刀具旋转的立式机床：关于x运动的正方向，从刀具主轴向列观察时，右手所在的方向为x轴正方向(图24 )。图24立式升降台铣床、图25卧式铣床、工具旋转的卧式机床：规定从工具(主轴)的后端向工件观察时，右手所处的方向为x轴正方向(图

16、25 )。 y坐标的运动y坐标与x、z坐标轴垂直。 y运动的正方向根据x坐标和z坐标的正方向，在右手正交笛卡尔坐标系中进行判断。 二、机床坐标系和工件坐标系在编程和加工时，需要确定机床坐标系、工件坐标系、刀具起点三者的位置数据进行加工。 例如在图26所示的车削编程中，需要决定机床零点m、基准点r、工件零点p、起刀点a等基准点的位置数据。图26NC车床坐标系(起刀点和机床零点不重叠)、1、机床坐标系、机床零点和机床基准点的机床坐标系是机床固有的坐标系，将机床坐标系的坐标原点称为机床零点。 机床的零点是机床上的固定点，由机床的制造厂决定。 这是所有其他坐标系，如工件坐标系和编程坐标系的基准点。 数

17、控车床的零点一般设置在主轴前端面的中心，如图26的m点所示。 坐标系是从机床的零点创建的x、z2维坐标系。z轴与主轴平行，纵进给方向。x轴与主轴垂直，横进给方向(工件的半径方向)。 NC铣床的零点位置设置在进给行程范围的终点，如图27所示。 图27NC铣床的机床坐标系和工件坐标系、机床基准点是指机床的各运动部件向各自的正方向自动后退到极限的固定点。 1 )基准点的位置由各运动轴上的挡块和行程开关正确决定。这一点在机床出厂时已调整，用户不变更。 2 )具体操作：进行转向基准点的操作时，安装在各运动部件上的行程开关碰到相应的挡块后，向数控系统发送信号，系统控制运动部件的运动停止，完成转向基准点的操作。 3 )基准点的作用：制作机床坐标系数控车床：机床通电后，无论刀架在哪个位置，此时显示器上显示的z和x的坐标值都为零。 当完成了向基准点滑动的操作时，立即显示刀架的中心坐在机床上，坐标系中的坐标值(图26中的XR和ZR )相当于在NC系统内部建立了以机床的原点为坐标原点的机床坐标系。数控铣床：转到基准点后，显示为零(X0、Y0、Z0)，如图27所示，表示该机床的零点与机床的基准点一致。 2 .工件坐标系和工件零点工件坐标系是为了定位工件几何上的各几何元素(点、直线、圆弧等)而创建的坐标系，编程尺寸全部由工件坐标系中的尺寸决定。 工件零点工件坐标系的