数控加工工艺与编程.ppt

1、第1章 数控加工工艺与编程,内容提要 本章将讲述数控加工的工艺分析和典型的加工方法；加工程序的编制、结构及常用算法；简要介绍自动编程。,1.1数控编程基础,1.1.1 数控编程的基本概念 1.数控加工程序编制 从零件图纸到制成控制介质的全过程。 将零件的加工信息：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）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。,2.数控编程方法 程序编制分为：手工编程和自动编程两种。 手动编程：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（不仅要熟悉数控

2、代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力） 自动编程：编程人员只要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，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。,3.手工编程的内容和步骤,图纸工艺分析 这一步与普通机床加工零件时的工艺分析相同，即在对图纸进行工艺分析的基础上，选定机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序及切削用量等工艺参数等。,3.手工编程的内容和步骤,计算运动轨迹 根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，并且按NC机床的规定编程单位

3、（脉冲当量）换算为相应的数字量，以这些坐标值作为编程尺寸。,3.手工编程的内容和步骤,编制程序及初步校验 根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，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。,3.手工编程的内容和步骤,制备控制介质 将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，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。,3.手工编程的内容和步骤,程序的校验和试切 所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，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。,1确定加

4、工方案: 选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹方法。 2.工艺处理: 工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。 3. 数学处理: 根据图纸数据求出编程所需的数据(每一程序段的终点坐标)。 4. 编写程序清单 5. 制备介质和程序检验,加工方案 工艺处理 数学处理,1.1.2 数控机床的坐标系,1.机床坐标系 ISO和中国标准规定： 数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为坐标系中的一个坐标轴。 数控机床坐标系统标准： 右手笛卡儿坐标系统,基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。 坐标轴相互关系：由右手定则决定。 回转座标：绕X.Y.Z 轴转动的圆进给坐标 轴

5、分别用A.B.C表示， 坐标轴相互关系由右 手螺旋法则而定。,卧式数控车床坐标系,+X,+Z,立式数控铣床坐标系,+Z,+X,+Y,Z坐标 方位 标准规定：Z坐标主轴轴线的进给轴。 若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。 若主轴能摆动： 在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标； 若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。 Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。,X坐标 标准规定： 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。 Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。 Z轴

6、垂直（立式）： 单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边； 双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。 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心的方向是X轴的正方向。,Y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。 右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。 右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。,2.机床原点与机床坐标系 机床原点 机床坐标系的零点。这个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

7、：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,机床坐标系 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的座标系，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。,3.工件原点与工件坐标系 工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。 工件座标系：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座标系，在加工时通过G指令进

8、行换。,4.绝对坐标和相对坐标 定义 绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件） 零点计量的编程方式。 相对坐标编程：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）。 表达方式：G90/G91； X.Y.Z绝对，U.V.W相对 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 。,在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。 数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。,5 对刀点的选择,*参考内容：数控车床与铣床的对刀(一)数控车床的对刀数控车床对刀方法

9、基本相同，首先，将工件在三爪卡盘上装夹好之后，用手动方法操作机床，具体步骤如下：1）回参考点操作 采用ZERO（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时CRT上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系的坐标值。2）试切对刀 先用已选好的刀具 将工件外圆表面车一刀，保持X向 尺寸不变，Z向退刀，按设置编程 零点键，CRT屏幕上显示X、Z坐标 值都清成零（即X0，Z0）；然后， 停止主轴，测量工件外圆直径D。 如图所示。再将工件端面车一刀， 当CRT上显示的X坐标值为-（D/2） 时，按设置编程零点键，CRT屏幕 上显示X、Z坐标值都清成零（即X0， Z0），系统内部完成了编程零点的

10、 设置功能。,(二)数控铣床的对刀假设零件为对称零件，并且毛坯已测量好长为L1、宽为L2，平底立铣刀的直径也已测量好。如图所示，将工件在铣床工作台上装夹好后，在手动方式操纵机床，具体步骤如下：1）回参考点操作 采用ZERO（回参 考点）方式进行回参 考点的操作，建立机 床坐标系。此时CRT 上将显示铣刀中心 （对刀参考点）在机 床坐标系中的当前位 置的坐标值。,2）手工对刀 先使刀具靠拢工件的左侧面（采用点动操作，以开始有微量切削为准），刀具如图A位置，按设置编程零点键，CRT上显示X0、Y0、Z0，则完成X方向的编程零点设置。再使刀具靠拢工件的前侧面，刀具如图B位置，保持刀具Y方向不动，使刀

11、具X向退回，当CRT上X坐标值0时，按编程零点设置键，就完成X、Y两个方向的编程零点设置。最后抬高Z轴，移动刀具，考虑到存在铣刀半径，当CRT上显示X坐标值为（L1/2+铣刀半径），Y的坐标值为（L2/2+铣刀半径）时，使铣刀底部靠拢工件上表面，按编程零点设置键，CRT屏幕上显示X、Y、Z坐标值都清成零（即X0，Y0，Z0），系统内部完成了编程零点的设置功能。就把铣刀的刀位点设置在工件对称中心上，即工件坐标系的工件原点上。3）建立工件坐标系 此时，刀具（铣刀的刀位点）当前位置就在编程零点（即工件原点）上。由于手动试切对刀方法，调整简单、可靠，且经济，所以得到广泛的应用。,1.1.3 数控加工程

12、序与指令代码,1.程序结构 一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段和程序结束三部分组成。 程序名是加工程序的编号，以字符“O”及其后的4位十进制数表示； 程序段是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指令开头，或LF指令结尾； M02(M30)作为整个程序结束的指令。 有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如% 、EM等,程序段格式的相关概念 程序由若干个“程序段（block）”组成，每个程序段由一定的顺序和规定排列的“字”（word）组成程序段 字：表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合，表示某一功能的一组代码符号，是控制带或程序的信息单位 格式：指一个程序

13、段中各个字的排列顺序及其表达形式；常用的有三种：固定顺序程序段格式；分隔符固定顺序程序段格式；字地址程序段格式。广为应用的是：字地址程序段格式,2.程序段格式 如:N100 G01 X320 Y250 Z-150 F180 S240 T12 M05; 1）程序段序号 N加数字 2) 准备功能G代码 数控系统准备进行某种操作G00-G99 3）尺寸字 给定机床各坐标轴位移的方向和数据，进给尺寸地址字有 X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R,A,B,C,I,J,K 4)进给速度字 F后加若干位数字，数字取决于每个数控系统所采取的进给速度指定方式 5）主轴速度字 S后加若干位数字，数字取决于每个数控系

14、统所采取的主轴速度指定方式 6）刀具功能字T 7)辅助功能字 指定通断控制功能 M00-M99 8)程序段结束符 ； * CR LF 空格 回车,3.程序段中的指令代码 准备功能G代码 见表1-2 辅助功能M代码 见表1-3,下面是一段简单的零件加工程序，通过这段程序体会一下零件加工程序的编制方法。,N01 G92 X-10 Y-10;N02 G90 G17 G00 X10 Y10;N03 G01 X30 F100;N04 G03 X40 Y20 I0 J10;N05 G02 X30 Y30 I0 J10;N06 G01 X10 Y20;N07 Y10;N08 G00 X-10 Y-10 M0

15、2;,常用的准备功能指令（G代码）,1) 快速点定位指令G00,格式为： G00 X_ Y_ Z_； 三种可能的路径：,2) 直线插补指令G01 格式为： G00 X_ Y_ Z_ F_;,a）逆圆指令G03 b）顺圆指令G02,3) 圆弧插补指令G02、G03 格式：G02（G03）X Y I J F； G02（G03）X Y R F；,顺逆判定:沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来确定顺逆方向。如车床。 I,J,K为圆弧圆心相对起点的坐标。,4) 暂停指令G04 格式：G04 P； 其中P后面为暂停时间，单位是毫秒。常出现在孔加工孔底停留时。,*对于运用R地址表达的圆弧插补 R为圆

16、弧半径，R后跟负数，表示的是 180度的弧 R后跟正数，表示的是 180度的弧,X,Y,A,B,R+,R+,R-,R-,X,Y,A,B,30,-30,O,5) 平面指令 G17 G18 G19 圆弧插补平面选择指令G17、G18、G19, 进行圆弧插补和刀具补偿时必须使用,6) 半径补偿指令G40、G41、G42,a）左刀补G41 b）右刀补G4,a）左刀补G41 b）右刀补G42,y,G41,G42,G40,G40,7) 刀具长度补偿指令G40、G43、G44,长度短e为负正偏置 G43,长度长e为正负偏置 G44,标准长度,8) 绝对尺寸及相对尺寸编程指令G90、G91,假设刀具的当前位置

17、在A点，以下两段代码的功能是一样的： G00 G54 G90 X60.0 Y40.0； G00 G91 X40.0 Y30.0；,9) G92 设定当前位置坐标值(坐标系设定) G92 X_ Y_ Z_ 设编程原点在机床原点的坐标系中为O（x1,y1）则尺寸字为-X1,-Y1 G92并不使机床产生运动，只是记录坐标设定值，在加工前送入数控系统内存,常用G代码作用：主要是指定数控机床的运动方式，为数控系统的插补运算做准备,图示为加工轮廓ABCDE,XO机Y为零件坐标系，X0Y为编程坐标系，两坐标系的关系就是零件加工安装关系，,N01 G92 X-10 Y-10;N02 G90 G17 G00 X

18、10 Y10;N03 G01 X30 F100;N04 G03 X40 Y20 I0 J10;N05 G02 X30 Y30 I0 J10;N06 G01 X10 Y20;N07 Y10;N08 G00 X-10 Y-10 M02;,N01 G91 G17 G00 X20 Y20;N03 G01 X20 F100;N04 G03 X10 Y10 I0 J10;N05 G02 X-10 Y10 I0 J10;N06 G01 X-20 Y-10;N07 Y-10;N08 G00 X-20 Y-20 M02;,绝对编程,相对编程,1 程序停止指令M00、M01和M02 2 主轴转动控制指令M03、M

19、04和M05 3 换刀指令M06 4 冷却液控制指令M07、M08和M09 5 主轴夹紧和松开指令M10和M11 6 主轴定向停止指令M19 7 子程序调用M98,M99,辅助功能指令（M代码）,1.2.1 数控刀具系统,数控机床刀具有几千种个规格，耐用、稳定、易调、可换,一、数控机床对刀具的要求,（1）适应高速切削要求，具有良好的切削性能 （2）高的可靠性 （3）较高的尺寸耐用度 （4）高精度 （5）可靠的断削及排屑措施 （6）精确而迅速的调整 （7）自动且快速的换刀 （8）刀具工作状态监测装置 （9）刀具标准化、模块化、通用化,1.2 数控车削加工工艺与编程,二、数控机床所用刀具材料的类型

20、及选择,1、刀具材料应具备的性能 （1）较高的硬度和耐磨性 （2）足够的强度和韧性 （3）较高的耐热性 （4）较高的导热性 （5）良好的工艺性,2、高速钢使用普遍 3、硬质合金 4、涂层刀具 5、陶瓷刀具材料 6、金刚石等,三、数控车刀刀具,广泛采用不重磨机夹可转位车刀。 特点：1）刀片各刃可转位轮流使用，减少换刀时间 2）刀刃不重磨，有利于采用涂层刀片 3）断削槽型压制而成，尺寸稳定，节省硬质合金 4）刀杆刀槽的制造精度高,在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。,1.数控车床常用刀具,外圆车刀,内孔车刀,螺纹车刀,切断（槽）

21、车刀,1.2.2 数控车削加工工艺 1.对零件图样进行工艺分析 2.工序及装夹方式的确定 3.进给路线的确定 4.刀具的选择 5.切削用量的选择,1.2.3 数控车床编程基础,一、数控车床编程特点,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。,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

22、要对刀具半径进行补偿。,二、编程规则,1绝对编程与增量编程,(1)绝对编程,绝对值编程是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。即采用绝对值编程时，首先要指出编程原点的位置，并用地址X，Z进行编程(X为直径值)。,增量值编程是根据与前一个位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法。即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的。,(2)增量值编程,(3)混合编程,绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。编程时也必须先设定编程原点。,采用增量编程时，用地址U，W代替X，Z进行编程。U，W的正负方向由行程方向确定，行程方向与机床坐标方向相同时为正；反之位负。,2直径编

23、程与半径编程,当用直径值编程时，称为直径编程法。车床出厂时设定为直径编程，所以，在编制与X轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。,二、坐标系统,数控车床是以机床主轴轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴位于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。,用半径值编程时，称为半径编程法。如需用半径编程，则要改变系统中相关的参数。,1. 机床坐标系,2. 工件坐标系,一般将工件坐标系的Z轴设成与机床主轴中心线重合，X轴设在工件的左端面或右端面。,3. 工件坐标系设定,G50 Xd ZL,该FANUC-6T指令设定刀尖与工件原点

24、的位置关系。,三、对刀问题,对刀就是确定刀尖在工件坐标系中的位置。常用的对刀方法为试切法。,根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置。,三、有关编程代码说明,（一）G功能,1. 绝对坐标G90 它是加工程序的第一条指令，以便后面给出起刀点。,3. 起刀点和换刀点设置 以绝对坐标方式给出换刀时刀尖的位置。,2. 相对坐标G91 螺纹加工、循环加工、子程序调用须用相对坐标编程。,对于CK0630型数控车床，其控制系统为FANUC OET-A 指令为：G92 X Z,对于FANUC-6T控制系统其指令为：G50 X Z,4.快速点位运动G00XZ,绝对坐标编程为：G00 X40.0 Z6.0,相对坐标编程

25、为：G00 U-40.0 W-84.0,5. 直线插补G01XZF,绝对坐标编程为：G01 X40.0 Z-80.0 F0.4,相对坐标编程为：G01 U0.0 W-80.0 F0.4,6. 圆弧插补指令G02、G03,1）用圆弧半径R指定圆心位置编程,G02(或G03) X Z R F (绝对)； G02(或G03) U W R F (相对) 。,2）用I, K指定圆心位置的编程,G02(或G03) X Z I K F (绝对); G02(或G03) U W I K F (相对)。,X, Z是圆弧终点的坐标值；,I, K是圆心相对于圆弧起点的坐标值；,U, K是终点相对始点的坐标值；,R是圆

26、弧的半径值。,A. 绝对坐标编程,(1) 顺圆插补 G02,半径法： G02 X60.0 Z-23.0 R23 F30,圆心法： G02 X60.0 Z-23.0 I23 K0 F30,B. 相对坐标编程,半径法： G02 U46.0 W-23.0 R23 F30,圆心法： G02 U46.0 W-23.0 I23 K0 F30,(2) 逆圆插补 G03,A. 绝对坐标编程,半径法： G03 X60.0 Z-30.0 R30 F30,圆心法： G03 X60.0 Z-30.0 I0 K-30 F30,B. 相对坐标编程,半径法： G03 U60.0 W-30.0 R30 F30,圆心法： G0

27、3 U60.0 W-30.0 I0 K-30 F30 动画演示,7. 进给暂停G04P P值可输入两位整数，表示延迟时间，单位为毫秒。 主要用于车削环槽、不通孔和自动加工螺纹等场合。,G04 P1000,8. 回参考点检验 (G27),G27用于检查X轴与Z轴是否能正确返回参考点。,9. 沿X方向返回程序起点（或对刀点）径向位置G28,9. 沿Z方向返回程序起点(或对刀点)Z向位置 G29,10. 螺纹切削G33D IX L PQ D螺纹段外径； I 螺纹段内径； X 每次径向切深(直径值)； L 螺纹有效段总长，正为左旋，负为右旋； P 螺纹导程； Q 锥螺纹的大小头半径之差。 注意：1在进

28、入螺纹加工之前必须是相对坐标； 2 必须设置2mm升速进刀段与2mm 的降速退刀段。,例1 如图所示的圆柱螺纹，螺纹导程为1.5mm。,11. 整数导程螺纹切削 (G32) G32 X (U) Z (W) F或E,G00 Z104.0 X29.3 ap1=0.35 G32 Z56.0 F1.5 G00 X40.0 Z104.0 X28.9 ap2=0.2 G32 Z56.0 G00 X40.0 Z104.0 X28.5 ap2=0.2 .,例2 如图所示的圆锥螺纹，螺纹导程为3.5mm，1=2mm， 2=1mm，每次背刀量为1mm。,G00 X12.0 G32 X41.0 W-43.0 F3.

29、5 G00 X50.0 W43.0 X10.0 G32 X39.0 W-43.0 W43.0,12. 螺纹切削循环 (G92) G92 X (U) Z (W) I F或E,X, Y为螺纹终点坐标值，U, W为螺纹终点相对循环起点的坐标分量，I为锥螺纹始点与终点的半径差。,G50 X270.0 Z260.0 坐标设定 G97 S300 主轴300r/min T0101 M03 主轴正转 G00 X35.0 Z104.0 G92 X29.2 Z56.0 F1.5 切削循环1 X28.6 切削循环2 X28.2 切削循环3 X28.04 切削循环4 G00 X270.0 Z260.0 T0000 M

30、05 回起刀点，主轴停 M02 程序结束,例3 车如图所示的圆柱螺纹。,例4 车如3-13所示的圆锥柱螺纹。,G50 X270.0 Z260.0 G97 S300 M03 T0101 G00 X80.0 Z62.0 G92 X49.6 Z12.0 I-5.0 F2.0 X48.7 X48.1 X47.5 X47.1 G00 X270.0 Z260.0 T0000 M05 M02,13. G36 A 子程序调用 A为子程序号，199。须以增量方式进入。,14. G37 A 子程序开始 A为子程序号，199。,G38 子程序结束,子程序格式： G37 A 子程序体 G38,说明：1）子程序中不得又

31、循环体； 2）子程序必须在M02以后建立； 3）G38必须位于子程序的最后。,例5 编制如图所示零件的数控程序，已知毛坯32mm，长度77mm。,N1 G90 T01 N2 G92 X60. Z50. M03 S1000,N3 G00 X34. Z0 N4 G01 X0 F110 车端面 N5 G00 Z2. N6 X30. N7 G01 Z-55. F110 车外圆,N8 G28 N9 G29 M06 T02 换切槽刀,N10 G00 X32. Z-12. 以左刀尖对刀 N11 G91 G36 A1 调用子程序A1车右端两个槽,N19 G37 A1 子程序 N20 G01 U-12. F80

32、 以增量方式径向车槽 N21 G04 P1000 槽刀径向移动暂停以使车削面光华 N22 G00 U12. 径向快速退刀 N23 W-8. 轴向快速移至下一个槽的进刀点 N24 G01 U-12. F80 径向车槽 N25 G04 P1000 径向暂停 N26 G00 U12. 径向快退 N27 G38 子程序结束,N12 G90 G00 X32. Z-32. 以左刀尖对刀 N13 G91 G36 A1 调用子程序A1车左端两个槽,N19 G37 A1 子程序 N20 G01 U-12. F80 以增量方式径向车槽 N21 G04 P1000 槽刀径向移动暂停以使车削面光华 N22 G00 U

33、12. 径向快速退刀 N23 W-8. 轴向快速移至下一个槽的进刀点 N24 G01 U-12. F80 径向车槽 N25 G04 P1000 径向暂停 N26 G00 U12. 径向快退 N27 G38 子程序结束,N14 G90 G00 Z-52. 快速移至割断的进刀处 N15 G01 X-0.5 F80 割断工件 N16 G28 N17 G29 M05 回换刀位，主轴停 N18 M02,17. G81 P 循环加工开始 P为循环次数，最多为99次。须以增量方式进入。,18. G80 循环加工结束 循环体必须建立在G81和G80之间,16. 设定刀尖的起始位置，FANUC OTE-A 为G

34、92； FANUC 6T为G50,图所示，工件毛坯直径为d，加工目标直径为D，每次切深为S，则单边径向加工余量T=|d-D|/2，循环次数P=T/S，若车削长度为L，则循环程序为:,G00 X(d+2s) ZB 循环起始位置B G91 G81 P(T/S) 增量式进入循环 G00 U-4S 径向进刀B至C G01 W-L F 轴向切削C至D G01 U2S 径向退刀D至E G00 WL 轴向退刀E至F G80 循环程序结束,例6 如图所示， 用循环方式编制一个粗车外圆的加工程序（每次切深2mm）。,解：T=(40-20)/2=10mm S=2mm，则： P=T/S=10/2=5,N1 T11

35、N2 G90 G92 X60.0 Z100.0 N3 S600 M03 N4 G00 X44.0 Z2.0 N5 G91 G81 P5 N6 G00 U-8.0 N7 G01 W-32.0 F100 N8 U4.0 N9 G00 W32,N10 G80 N11 G90 M05 N12 G00 X60.0 Z100.0 N13 M02,梯形组合循环：,图所示，工件毛坯直径为d，径向单边综余量为T，每次切深为S，切削长度分别为L1、 L2 ，循环次数P=T/S，则循环程序为:,G00 X(d+2T) ZB 循环起始位置B G91 G81 P(T/S) 增量式进入循环 G00 U-(2T+2S) 径

36、向进刀B至C G01 W-L1 F 轴向切削C至D G01 U(2T) Z- L2 F 径向退刀D至E G00 W(L1 + L2) 轴向退刀E至F G80 循环程序结束,例6 编制如图所示零件的加工程序，每次切深2mm。,解：T=(60-40)/2=10mm P=T/S=10/2=5,N1 G90 T31 N2 G92 X90. Z20. 设刀尖起始位置 N3 M03 S800 N4 G00 X80. Z2. 快进至循环起点 N5 G91 G81 P5 增量进入循环 N6 G00 U-24. 径向进刀 N7 G01 W-47. F100 车柱面 N8 U20. W-40. 车锥面 N9 G0

37、0 W87. 快速轴向退刀 N10 G80 循环结束 N11 G90 M05 N12 G00 X90. Z20. 快速退刀至起始位 N13 M02,（二）M指令,程序暂停M00,程序结束M02,主轴正转M03S,主轴反转M04S,主轴停止M05,换刀M06T,20. G98 表示每分进给量,21. G99 表示每转进给量,18. G96 主轴恒速度控制指令 19. G97 恒速度控制取消指令,例7 在CK7815型数控车床上对图(a)所示的零件进行精加工，图中85mm不加工。要求编制，精加工程序。,1首先根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定工艺路线。,(1) 先从左至右切削外轮廓面。,其路线

38、为：倒角切削螺纹的实际外圆切削锥度部分车削62mm外圆倒角车80mm外圆切削圆弧部分车削80mm外围。,(3) 车M48 1.5的螺纹。,(2) 切3mm 45mm的槽。,2选择刀具并绘制刀具布置图,根据加工要求需选用三把刀具，如图(b)所示。T01号外圆车刀，T02号切槽刀，T03号螺纹车刀。,3. 编制的程序,N0001 G50 X200.0 Z350.0 T01 设定起刀点,N0002 S630 M03 主轴正转，转速630r/min,N0003 G00 X41.8 Z292.0 M08 快进至X=41.8mm， Z=292mm，开切削液,N0004 G01 X47.8 Z289.0 F

39、0.15 工进至X=47.8mm， Z=289mm，速度0.15mm/r（倒角） Z227.0 Z向工进至Z =227mm(精车47.8mm 螺纹外径) X50.0 X向工进至X =50mm(退刀),X62.0 W-60.0 X向工进至X =62mm(退刀)，-Z 向工进60mm(精车锥面) Z155.0 Z向工进至Z =155mm(精车62mm外圆) X78.0 X向工进至X =78mm(退刀),X80.0 W-1.0 X向工进至X =80mm(退刀)，-Z 向工进1mm(倒角) W-19.0 -Z向工进19mm(精车80mm外圆),N0005 G02 W-60.0 I63.25 K-30.

40、0 顺圆-Z向工进 60mm(精车圆弧) N0006 G01 Z65.0 Z向工进至Z =65mm(精车80mm 外圆) X90.0 X向工进至X =90mm,N0007 G00 X200.0 Z350.0 T01 M09 返回起刀点， 取消刀具补偿，同时关切削液,N0008 M06 T02 换刀，并进行刀具补偿,N0009 S315 M03 主轴正转，转速315r/min,N0013 G00 X51.0 X向快退至X =51mm(退刀) X200.0 Z350.0 T02 M09 返回起刀点， 取消刀具补偿，同时关切削液,N0014 M06 T03 换刀，并进行刀具补偿,N0015 S200

41、 M03 主轴正转，转速200r/min,N0016 G00 X62.0 Z292.0 M08 快进至X=62mm， Z=292mm，开切削液,N0017 G92 X47.54 Z228.5 F1.5 X46.94 螺纹切削循环，螺距1.5mm X46.38,N0018 G00 X200.0 Z350.0 T03 M09 返回起刀点， 取消刀具补偿，同时关切削液,N0019 M05 主轴停,N0020 M30 程序结束,例8 编制图3-20所示零件的数控程序，双点画线为2570的坯料，粗车每次切深约1mm，精车余量为0.5。,N1 G90 T01 N2 G92 X200. Z100. 建立工件

42、坐标系 N3 S1000 M03 主轴正转1000r/min N4 G00 X27. Z0 车端面进刀点 N5 G01 X-0.5 F80 N6 G00 Z2. X23. 第一次粗车进刀点 N7 G01 Z-44.5 F100 X25. N8 G00 Z2. X21. 第二次粗车进刀点,N9 G01 Z-44.5 F100 X23. N10 G00 Z2. X19. 第三次粗车进刀点 N11 G01 Z-30.5 F100 X21. N12 G00 Z2. X17. 第四次粗车进刀点 N13 G01 Z-30.5 F100 X19. N14 G00 Z2. X15. 第五次粗车进刀点,N15

43、G01 Z-10. F100 X17. N16 G00 Z2. X13. 第六次粗车进刀点 N17 G01 Z-10. F100 X15. N18 G00 Z2. X9. 第七次粗车进刀点 N19 G01 X13. Z-5. F80 N20 G00 Z2. X0. 精车进刀点 N21 G01 Z0 F70,N22 G03 X12. Z-6. I0 K-6. 车头部圆弧 N23 G01 Z-10. F80 车12柱面 X14. X16. Z-25. 车锥面 Z-31 X18 X20. Z-32. 车C1倒角 Z-45. X23. X24. Z-45.5 车C0.5倒角 Z-55. 车24柱面,N

44、24 G00 X100. Z200. 快退至换刀点 N25 M06 T02 换切槽刀T02,N26 G00 X25. Z-45. 快进至切槽进刀点 N27 G01 X16. F60 切槽 N28 G04 P1000 切槽暂停1秒 N29 G01 X25. F150 径向进刀 N30 G00 Z-54. 切断进刀点 N31 G01 X-0.5 F60 切断 N32 G00 X200. Z100. M05 快速退至起始位置 N33 M02,返回,2.2.1 数控加工工艺的特点,2.2.2 零件的数控加工工艺性,* 相对传统加工而言，数控工艺的特点,1.零件图上尺寸标注的原则,2.2 数控加工工艺基

45、础,图2-7 特征尺寸标注与坐标标注方法,2.加工部位的结构工艺性,图2-8 零件的结构工艺性,2.2.3 加工方案的设计,2.2.4 走刀路线的确定,* 机床的选择，刀具的选择，切削用量的选择，夹具及装夹方式选择,1.保证精度与表面粗糙度,图2-9 曲线轮廓的切入和切出,图2-10 直纹面行切加工,图2-11 凹槽的加工,2.加工效率,图2-12 钻孔的加工路线,2.2.5 数控代码的检验,1.为什么要检验数控代码,2.车削仿真,3.铣削仿真,一个完整的数控加工仿真软件应包括以下功能： 1数控代码的翻译和检查； 2毛坯和零件图形的输入和显示； 3刀具的定义和图形显示； 4刀具运动及余量去除过

46、程的动态图形显示； 5刀具碰撞及干涉检查； 6仿真结果报告。,数控加工仿真就是利用计算机图形学的方法，采用动态的真实感图形，模拟数控加工全过程。,检验程序方法：1）机床上空运转，显示模拟；2）试切；3）数控加工软件仿真,图2-13 车削干涉检验示意图,图2-14 曲面到刀具包络体的法向距离,2.3 常用数控代码,* 代码标准与格式 两种国际通用标准：ISO（国际标准化组织）,EIA（美国电子工业协会）；我国JB3208-83,与ISO等效 程序段格式的相关概念 1 程序由若干个“程序段（block）”组成，每个程序段由一定的顺序和规定排列的“字”（word）组成程序段 2 字：表示地址的英文字

47、母、特殊文字和数字集合，表示某一功能的一组代码符号，是控制带或程序的信息单位 3 格式：指一个程序段中各个字的排列顺序及其表达形式；广为应用的是：字地址程序段格式 * 字地址程序段格式（word address format） 如:N100 G01 X3200 Y2500 Z-150 F180 S240 T12 M05;,动作,动作,R点,动作,动作,动作,动作,1. 钻镗类固定循环指令 固定循环的一般格式如下： GGXYZRQPFL；,Z,a）G90,R点,Z=0,R1,Z点,R,Z1,R点,Z点,b）G91,图2-19 固定循环动作,图2-20 固定循环的数据形式,(X,Y) (X1,Y1

48、),2.3.3 固定循环指令,（1）高速深孔加工循环指令G73 （2）反攻丝循环指令G74,初始点,q,q,q,d,d,G98,G99,图2-21 深孔加工循环G73,初始点,G98,R点,G99,主轴反转 主轴正转,Z点,图2-22 反攻螺纹循环G74,（3） 精镗循环指令G76 （4） 钻孔和镗孔循环G81 初始点 q G98 G98 R点 R点 G99 G99 q Z点 图2-23 精镗循环G76 图2-24 钻、镗孔循环G81,（5）深孔加工循环G83 （6）攻丝循环G84 初始点 G98 初始点 G98 R点 q d G99 R点 G99 q d 主轴正转 主轴反转 q Z点 Z点

49、图2-25 深孔加工循环G83 图2-26 攻丝循环G84,G98 主轴正转 主轴定向停 R点 G99 Z点 暂停后 主轴起动 R点 Z点 主轴停止 暂停,（7）反镗循环G87,（8）镗孔循环G88,图2-27 反镗循环G87 图2-28 镗孔循环G88,（9）镗孔循环G80,（1）直线和锥度切削固定循环G77 格式为： G77 X（U）Z（W）IF； X为直径值，U为直径方向的增量 加工锥度时，锥度切削符号与刀具轨迹的关系如图2-30所示。,2 车削固定循环指令,a） G77指令用于加工柱面 b） G77指令用于加工锥面 图2-29 直线和锥度切削切削固定循环G77,I I U/2 U/2

50、W W (a) I0 (b) I0 图2-30 锥度切削G77符号与刀具轨迹的关系,2 r I r 2 r 3 1 U/2 3 r 1 U/2 4 4 W W a）车直螺纹 b）车锥螺纹 图2-31 螺纹切削G78时的动作图,(2) 螺纹切削固定循环G78 格式为： G78 X（U）Z（W）F； 式中F表示螺纹导程地址。r是结束螺纹切削的退刀参数，其值与螺距有关，要大于或等于螺距值。,Z Z W K W o z z 3 X/2 X/2 3 2 4 U/2 2 4 U/2 x 1 1 x a) 端面切削 b）端面锥度切削 图2-32 端面切削G79时的动作图,（3）端面切削固定循环G79 格式为

51、：G79 X（U）Z（W)KF；,K W W 3 3 2 4 U/2 U/2 2 4 1 1 K a） K0 b）K 0 图2-33 端面锥度切削符号与刀具轨迹关系图,3宏指令简介 某些高档数控系统为用户配备了类似于高级语言的复合指令（宏程序）功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和混合运算，此外复合指令功能还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句。对于经常用到的加工过程，如铣键槽、加工圆周分布的孔等，利用复合指令，可以大大简化编程过程。,复合指令的应用过程分为编辑、登录和调用三个阶段。图2-34中的加工圆周分布的六个孔的加工过程可以用下面一条指令实现： G71 XYZIDR； 其中X

52、、Y地址中存放六个孔中心所在圆的圆心，Z地址存放钻孔深度，I地址存放均布孔的个数，D地址存放钻孔的直径，R地址存放六个孔中心所在圆的半径。用一条指令，实现了同类型加工过程，大大减少了程序量。,图2-34 复合指令的编辑、登录和调用过程,1 主轴功能(S功能) 2 刀具功能(T功能) 3 进给功能(F功能),2.3.4 其他指令,2.4 数控编程典型实例,2.4 .1 钻孔实例,例2-1 使用刀具长度补偿和一般指令加工图2-25所示的零件中A、B、C三个孔。 程序清单： N01G92 X0 Y0 Z0； 设定坐标系 N02 G91 G00 X120.0 Y80.0； 定位到A点 N03 G43 Z-32.0 T1 H01； 刀具快速到工进起点， 刀具长度补偿 N04 S600 M03； 主轴启动 N05 G01 Z-21.0 F1000； 加工A孔 N06 G04 P2000； 孔底停留2秒 N07 G00 Z21.0； 快速返回到工进起点 N08 X30.0 Y-50.0； 定位到B,N09 G01 Z-38.0； 加工B孔 N10 G00 Z38.0； 快速返回到工进起点 N11 X50.0 Y30.0； 定位到C孔 N12 G01 Z-25.0； 加工C孔 N13 G04 P2000； 孔底停留2秒钟 N14 G00 Z57.0 H00； Z坐标返回