数控加工实训电子教案

1、周志强 主 编,电子工业出版社,数控加工实训 电子教案,教育部职业教育与成人教育司推荐教材 中等职业学校模具设计与制造专业教学用书,数 控 加 工 实 训,第1章 数控技术概述及各种数控机床功能简介 一. 概述 二. 数控机床的组成 三. 数控机床的发展趋势 四. 数控机床的分类 第2章 数控机床编程方法及手工编程简介 一. 数控机床编程种类及程序结构 二.程序编制中的指令代码及手工编程简介 第3章 自动编程简介 一. Mastercam的工作界面 二. Mastercam的常用命令简介 三. MASTERCAM 的编程介绍 第4章 数控车床加工实例 一. 项目一: 手工编程 二. 项目二:

2、数控车床自动编程 第5章 线切割机床加工实例 一. 项目三: 手工编程 二. 项目四: 线切割机床自动编程 第6章 数控铣床、加工中心 一、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数 二、数控铣床、加工中心的主要参数 三、 数控铣床、加工中心的工作原理、特点及应用 四数控铣床、加工中心各类参考点及坐标的定义 五. 项目五 : 数控铣床手工编程练习 六. 项目六 : 数控铣床自动编程 七. 项目七.手机面壳的绘制及加工 八. 项目八 照相机绘图及模型加工,目 录,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,教学要求：1. 了解数控机床的分类。 2. 能理解数控技术

3、的常用名词、术语及定义。 3.了解数控机床的组成. 教学重点：1.概述 2.数控机床的组成 3.数控机床的发展趋势 4.数控机床的分类 教学难点：数控的概念、数控机床的组成和分类 教学内容: 数控加工在现代机械加工中发挥着不可替代的作用。随着社会经济 的发展，数控加工的作用日益增大，越来越不可或缺, 教学建议: 教学中应尽量多向学生展示实际的数控设备，帮助学生加深理解， 最好通过观看工人操作数控机床帮助学生掌握不同数控机床 的加工特性 .,第一章教学纲要,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,1、什么是数控: 数控是数字控制（Numerical Con

4、trol 缩写为NC） 的简称，是指用数字指令来控制一台或一台以上机械的动作 . 2、什么是数控机床: 数控机床就是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品 3、数控机床的发展: 第一代：1952年至1959年，采用电子管元件； 第二代：从1959年开始，采用晶体管元件； 第三代：从1965年开始，采用集成电路； 第四代：从1970年开始，采用大规模集成电路及小型通用计算机； 第五代：从1974年开始，采用微处理器或微计算机 .,一.概述,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,二数控机床的组成:,1、控制介质: 2、计算机数控装置 : 3、伺服系统

5、4、机床床身 5、反馈系统 6、数控机床的坐标轴及其运动方向 （1）数控机床的坐标系统 数控机床的坐标系统采用右手法则，直角笛卡尔坐标系统。 （2）数控机床的运动方向 无论数控机床的具体运动方式是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀 具静止，为便于数控编程，规定数控机床的运动是刀具相对与静止的工件坐标 系统的运动。,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,二数控机床的组成:,Z轴作为平行于机床主轴的坐标轴，其正方向定义为从工件到刀具夹紧的方向。 X轴作为水平轴、平行于工件装夹平面的轴，它平行于主要的切削方向，且此方向为正向。 Y轴的运动方向则根据X轴和Z

6、轴按右手法则确定。 旋转运动坐标A、B和C相应地在X、Y和Z坐标轴正方向上，按右手螺旋纹前进的方向来确定。,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,1、更高的加工速度和精度 2、更高的可靠性,三数控机床的发展趋势,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,四数控机床的分类,目前应用在机械制造行业（主要是模具行业）的数控机床大致上可分为如下五种： 1、数控车床简介 数控车床是目前应用较为广泛的一种数控机床，它主要由床身、刀架进给洗头、尾座、液压系统、润滑系统、排屑器等部分组成。主要用于旋转体零件的车、钻、铰、镗孔和攻丝

7、等加工。一般能自动完成内外圆柱面、圆锥面、球面、圆柱螺纹、圆锥螺纹、槽及端面等工序的切削加工。数控车床都具备两轴的联动功能。图1-4各类数控车床的示意图,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,四数控机床的分类,经济型数控车床,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,数控车削中心,四数控机床的分类,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,四数控机床的分类,2、线切割机床简介 线切割机床是在模具加工中应用较为广泛的一种数控机床，主要分为慢走丝线切割机床和快走丝线切割机床两种。主

8、要用于圆孔、异型孔等的加工。它是用电极放电腐蚀的原理来切割工件的。常用的电极一般为钼丝（快走丝线切割机床）和铜丝（慢走丝线切割机床）。线切割机床都具备两轴的联动功能，有些还具有四轴联动的功能。图1-5为线切割机床的示意图。,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,图1-5线切割机床示意图,四数控机床的分类,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,3、数控铣床简介 数控铣床在模具制造行业中的应用非常广泛，各种 平面轮廓和立体曲面的零件（如模具的凸凹模型腔等） 都采用数控铣床进行加工。数控铣床还可以进行钻、 扩、铰、镗

9、孔和攻丝等加工。数控铣床分为立式数控 铣床和卧式数控铣床两种，如图1-4所示为各类数控铣床 的示意图，其上的坐标系符合ISO标准的规定，及符合右 手定则。数控铣床有两轴联动、三轴联动、四轴联动和五 轴联动等不同档次，其中两轴联动数控铣床较少使用，现 在应用最广泛的是三轴联动的数控铣床，四轴联动和五轴 联动数控铣床一般大都应用在军工企业、汽车和航天工业。,四数控机床的分类,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,(a) 卧式升降台数控铣床 (b) 立式升降台数控铣床,四数控机床的分类,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能

10、简 介,(c) 龙门式数控铣床 (d) 卧式数控铣床,四数控机床的分类,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,(a) 立式加工中心 （b） 卧式加工中心,四数控机床的分类,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,5、电火花机床简介 电火花机床是在模具加工中应用较为广泛的一种 数控机床，主要用于模具型腔的放电加工。它是 用电极和工件之间脉冲放电的电腐蚀作用，对工 件进行加工的一种方法。常用的电极一般为紫铜 和石墨。图1-8为电火花机床的示意图。,四数控机床的分类,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数

11、控 机 床 功 能 简 介,四数控机床的分类,图1-8电火花机床的示意图,第 一 章,数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介,6、其它数控机床 除了以上在模具行业较常用的数控机床 以外，还有一些其它类型的数控机床，如专 门用来镗孔的数控镗床、专门用来钻孔攻丝 的数控钻床、专门用来磨平面的数控磨床等 。在此就不作详细的介绍了。,四数控机床的分类,第 二 章,第二章教学纲要,教学要求：1. 明确数控机床编程方法。 2.学会数控机床的手工编程方法。 3.了解数控机床的自动编程 。 4. 掌握加工程序的结构 。 5.了解程序段格式 。 6.熟练使用常用准备功能G指令 。 7

12、.熟练使用常用辅助功能M指令 。 8.了解子程序概念 。 教学重点： 1.加工程序的结构。 2.常用准备功能G指令 。 3.常用辅助功能M指令 。 4.了解子程序概念 。 教学难点：常用准备功能G指令的使用 ;常用辅助功能M指令的使用;子程序的使用。 本章教学内容： 1主要阐述了数控机床编程方法,包括数控机床的自动编程方法和手工编程方法 、加工程序的结构、程序段格式、子程序概念。 2常用准备功能G指令及常用辅助功能M指令 。 本章教学建议： 本章的主要内容实践性较强、因而在教学过程中应紧密结合生产实际进行讲解。在讲 解数控机床的手工编程方法时最好能结合实物进行编程和课堂在数控机床上验证。 完成

13、一个课题,应当培养学生能分析加工的工艺过程，使学生有能力编制中等复杂程 度的加工零件。在零件的编程计算中建议使用计算机进行计算。,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,第 二 章,一数控机床编程种类及程序结构,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,对数控机床进行数控加工程序编制的方法有两种：既手工编程 和计算机自动编程 . 1、手工编程 顾名思义，手工编程就是数控加工程序编制的全过程由人工完成。 这种方法主要用与二维简单零件的编程. 2、自动编程 自动编程就是使用计算机进行辅助编程，随着计算机辅助设计及计算机辅助制造（CAD/CAM）技术的迅速发展，

14、赋予了自动编程于不同的含义。目前所说的自动编程是指把运用计算机辅助设计（CAD）技术产生的模型（曲线、曲面、实体等），运用计算机辅助制造（CAM）技术,输入刀具参数、刀具加工路径、加工精度等参数,计算机会自动产生加工程序，并可在计算机上对所产生的加工程序进行模拟现场的加工分析，经过后置处理产数控机床使用的加工程序。,第 二 章,一数控机床编程种类及程序结构,3、加工程序结构 一个完整的加工程序中间总是由若干程序段组成。程序段是一个 完整的机床控制信息，表示机床的一种操作。程序段由一个或若干个 字组成。 例如，某一加工程序： % O110 N001 G00 X10 Y20 Z50 N002 G0

15、1 X100 Y100Z0 F1000 S1500 T1 M03 N003 X100 Y100 ： N188 G00 X10 Y20 Z50 M30 （M02） 该加工程序由188条程序段按操作顺序排列而成。整个程序由符号“%”开始， 以M30（或M02）结束。,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,第 二 章,一数控机床编程种类及程序结构,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,4、程序段格式 （1）、字地址程序段格式 字地址程序段格式是国内外目前广泛采用的一种格式。见下例： N0002 G01 X100 Y100Z0 F1000 其中 N002表示

16、程序段序号，用四位数字表示； G01功能字代表直线插补，用三位数字表示； X100字表示X轴正向移动到机床X=100mm的坐标位置, 用四位数字表示； Y100字表示Y轴正向移动到机床Y=100mm的坐标位置, 用四位数字表示； Z0字表示轴正向移动到机床Z=0mm的坐标位置, 用二位数字表示；Z F1000字表示进给量为1000mm/分，用五位数字表示； S1500字表示主轴转速为1500转/分，用五位数字表示；,第 二 章,一数控机床编程种类及程序结构,（2）、分隔符固定顺序格式 这种程序段格式的特定是：要预先规定输入时所有可能出现的字的顺序， 但所有字的地址均用分隔符“HT”表示，对不需

17、要或与上一程序段相同的 续效字都可以省略不写，但要写上分隔符“HT”。 下面的例子是字地址程序段格式程序与分隔符固定顺序格式程序的 对比：字地址程序段格式程序： N002 G01 X100 Y100Z0 F1000 S1500 T1 M03 LF N003 X200 Y150 分隔符固定顺序格式程序： HT002 HT01 HT100 HT100 HT0 HT1000 HT1500 HT1 HT03 LF HT003 HT HT200 HT150 HT HT HT HT HT LF 这种程序段格式的缺点是程序不直观，容易出错 ,目前使用的比较少.,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编

18、 程 简 介,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,目前，世界各国普遍使用的孔代码、准备功能代码和辅助功能代码基本是统一的通用标准，及ISO（国际标准化组织）标准，我国基本沿用ISO标准，也制订了一些相应的数控标准。但因目前国内外各式各样的数控机床所使用的标准并未完全统一，有关指令代码及其含义也有少许区别，因此，具体到为某个数控机床编程时应严格按这个机床使用说明书的规定进行。 1、常用的程序编制指令 在数控加工的程序中，控制数控机床的各种运动方式，主轴的启、停、正反转，冷却液的开、关等所有指令称为工艺指令。工艺指令包括准备

19、功能指令（G指令）和辅助功能指令（M指令）两大类。 我国根据ISO标准制订了JB320883数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码标准，它与ISO10561975E等效。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,2、常用准备功能G指令 通常习惯上简称G指令，它是由字母G及其后的二位数字组成，从G00到G99共100种。G指令的主要功能是控制数控机床的运动方式。表2.1为我国JB320883标准规定的G代码定义。 表2.1序号（2）中的a、c I各字母所对应的G代码称为模态代码，既续效代码。模态代码一经被应用

20、（如a组中的G02）。一直会延续到出现同组（a组）其它任一G代码（如a组的G03）时才失效。其它的各组（c、d、e、f）同理。注意：在同一程序段中，出现非同组的几个模态代码是，不影响原先已指定的G代码的续效。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（1）、绝对坐标值与相对坐标值指令G90与G91 绝对坐标值编程指令G90表示程序段中的尺寸字为绝对坐标值；相对坐标值编程指令G91表示程序段中的尺寸字为相对坐标值（增量值）。如图2-1所示，AB和BC两个直线插补程序段，运动方向为ABBC，BC段的起点为AB段的终点，故对BC程

21、序段只需给出C点的绝对坐标值（相对坐标原点）或其相对值（相对与B点）。其程序分别为： G90 G01X80Y40（绝对尺寸） G91 G01X50Y-30（相对尺寸）,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（2）、坐标系设定指令G92 G92的作用是以工件坐标系的原点为基准点，设定刀具起始点的坐标值。G92是模态指令，其设定值在重新设定前一直有效。现以图2-2所设定的工件坐标系为例： G92X500Z350；设定工件坐标系为X1O1Z1, 或G92X500 Z10；设定工件坐标系为X2O2Z2。 图2-2工件坐标系设定,第

22、 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（3）、坐标平面选择指令G17、G18、G19 用来选择编程的坐标平面。G17、G18、G19分别代表机床的XY、XZ、YZ坐标平面。多用在数控铣床和加工中心的编程。一般在编程中不指定的话,其缺省为G17及XY坐标平面 （4）、快速定位指令G00 命令刀具以点位控制方式从刀具所在位置用最快的速度移动到下一个指定位置。应该特别注意的是，本指令只实现快速到位，而切削工件时是绝对不可使用该指令的。它的编程格式为： G00XYZ 其中X、Y、Z为目标点增量或绝对坐标值。 图2-3G00编程举例,

23、第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,现以图2-3为例，编写一个快速定位的程序，程序的起始点为 坐标原点O，先从O点快速移动到参考点A，再快速移动到参 考点B，移动路线如图所示， 其程序如下： 绝对坐标值编程方式： G90G00X200.5Y100.0；从O点快速移动到A点 X300.5Y80.0；从A点快速移动到B点 或相对坐标值（增量）编程方式 G91G00X200.5Y100.0；从O点快速移动到A点 X100.0Y-20.0；从A点快速移动到B点,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编

24、 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（5）、直线插补指令G01 G01为直线插补指令，它命令刀具以指定的F进给速度作 任意斜率的直线运动，故G01指令的程序段必须含有F指令。 G01和F都是续效指令。G01的编程格式为： G01XYZF 其中X、Y、Z为直线终点增量或绝对坐标值；F为进给速度。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（6）、圆弧插补指令G02、G03 使机床在各坐标平面内执行圆弧运动。G02为顺时针方向 圆弧插补指令，G03为逆时针方向圆弧插补指令。沿着垂 直于圆弧所在平面（如xy平面）的坐标轴向其负

25、方向（-z） 看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。图2-5表明 了各坐标平面上圆弧插补的顺、逆方向。,图2-5圆弧插补的顺、逆方向,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（a)（b） 图2-6圆弧插补,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,图2-6（a）： 绝对坐标编程： G90 G02 X58 Y50 I16.555J3.865 F800 或增量坐标 G91 G02 X26 Y18 I16.555J3.865 F800 若将起始点与目标点互

26、换，则为逆时针方向圆弧插补，程序应为： 绝对坐标编程： G90 G03 X32 Y32 I-9.445J-14.135 F800 或增量坐标 G91 G02X-26 Y-18 I-9.445J-14.135F800 图2-6（b）： 绝对坐标编程： G90 G02（G03）X45 Y24I-17 J0F800 或增量坐标 G91 G02（G03）X0 Y0 I-17 J0F800 还有另一种圆弧插补形式，及圆弧半径R编程，其格式为： G02（G03）XYRF（XY平面）。 其中X、Y代表圆弧终点坐标（绝对坐标或增量坐标）；R为圆弧 半径，且规定从起点到终点是小于180度的圆弧，则用+R， 大于

27、180度的圆弧，则用-R ；F为圆弧插补的切向进给速度。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（7）、暂停（延时）指令G04 G04指令可使刀具作短时间无进给加工或工件空转使 之提高光洁度。暂停是从上一个程序段的进给速度为 零后开始计时，暂停结束后执行程序的下一个程序段。 程序段格式为： G04； 符号是地址，常用X、P等表示，多用X表示，这里 X与坐标系中的X没有任何关系。G04是非模态指令， 只在本程序段有效。用十进制小数点编程，暂停时间 单位为秒，不用十进制小数点编程，暂停时间单位为 毫秒。例如： G04X3.0；

28、表示暂停时间为3秒； G04P300；表示暂停时间为300毫秒。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,图2-7刀具半径自动补偿指令实例,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（8）、刀具半径自动补偿指令G40、G41、G42 G40是取消刀具半径自动补偿指令；G41是刀具半径左边补偿指令， 即顺着刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的左侧；G42是刀具 半径右边补偿指令，即顺着刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓 的右侧。编程格式为： G41（G42）X

29、YD； G40XY； D为偏置号，G40、G41、G42和D都为续效指令。图2-7所示例子 的程序如下： N001 G90 G01 G42 XOYOS500 M03 F100 D01；（PO） N002 XB YB；（OB N003 XC YC；（BC） N004 XD YD；（CD） N005 XA YA；（DO） N006 G40 XP YPM02；（OP） 例中D01为存放输入偏置量R的存储器编号。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（9）、刀具长度偏置指令G43、G44、G40 刀具长度偏置指令用来补偿刀具长度

30、方向尺寸的变化。 因为数控机床规定主轴为Z轴，所以刀具长度偏置补 偿的刀具长度通常为Z轴。 G43指令实现正向补偿，G44指令实现反向补偿，它们 也是模态指令，G40指令取消补偿。刀具长度偏置指令 的编程格式为： G90 G00 G43 （G44） Z H ； 或 G91 G00 G43 （G44） Z H ； H是存放刀具长度偏置长度补偿偏置量的地址，用于存 放实际刀具长度和标准编程长度的差值，也就是补偿值。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,（10）、钻孔固定循环指令G81、G82 G81指令格式为：G81 Z _

31、 F_ R_ ； 式中 Z钻孔总深度 F每分钟进给速度 R安全间隙 G82指令格式为：G82 Z _ F_ R_P_ ； 式中 Z钻孔总深度 F每分钟进给速度 R安全间隙 P暂停时间（ms）,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,3、辅助功能M指令 表2-2为我国JB320883标准规定的M代码定义，又称为M指令。 从M00到M99共100种，它与数控机床的运动方式无关，而是控 制机床的一些开关动作，如主轴的开、停及正反转，冷却液的 开、关，换刀等辅助动作。以下对常用的M指令作简要的说明： M00程序停止指令。在完成M00

32、指令所在的程序段中的其 他指令后，主轴停转、进给停止、冷却液关闭、程序停止执行， 以便执行某一固定的手动操作，如手动变速、换刀等。此后， 须重新启动，才能继续执行后续程序。 M01计划（任选）停止指令。它的作用土M00类似。 所不同的是，操作人员要预先按下控制面板上的任选停止按钮确 认这个指令，否则这个指令不起作用，继续执行后续程序。 M02程序结束。它一般出现在最后一条程序段中， 表示加工程序结束。同时主轴、进给、冷却都停止。 M03、M04、M05主轴正转、反转和停转。按照规定，主轴 按照顺时针方向旋转为正转，逆时针方向旋转为反转。主轴停止 转动M05是在该程序段其它指令执行完后才执行停止

33、。 M06换刀指令。 M07、M08分别命令打开2号冷却液及1号冷却液指令。 M09关闭冷却液指令。 M10、M11运动部件的夹紧、放开指令。 M30程序结束，并返回到开始状态。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,4、常用准备功能指令和辅助功能指令的编程方法 在上两节中，我们介绍了常用准备功能指令和辅助功能 指令的基本功能，如何综合灵活地运用这些命令解决实 际问题是本节的主要内容。我们通过一个实例来进一步 说明常用准备功能指令和辅助功能指令的使用方法。对 图2-9所示的轮廓图形进行编程，要求，（1）加工刀具 的半径为R

34、3；（2）加工速度为300mm/min；（3）主轴 顺时针方向旋转；（4）主轴转速为500转/分；,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,图2-9轮廓编程图形,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,该轮廓编程的路线为OABCDEFGAO 程序单： N001 G90 G17 G00 X0 Y0 S500 M03 D01 LF；本程序以绝对坐标 编程（G90）；选择XY平面（G17）；加工刀具的半径为R3放置 在D01存储器中；设定主轴顺时针方向旋转M03

35、；设定主轴 转速S为500转/分；主轴以最快的速度由当前位置移动到X0、Y0。 N002 G01 G41 X32 Y16 F300 LF；设定加工速度F为300mm/min。 加工刀具从O点走到A点，刀具设定为左补。 N003 X32 Y64 LF；加工刀具从A点走到B点，G01、G41Y、 F300是模态指令， 其设定值在重新设定前一直有效。 N004 X64 Y96 LF；加工刀具从B点走到C点。 N005 X96 Y96 LF；加工刀具从C点走到D点。 N006 G02 X112 Y80I0J-16 LF；加工刀具从D点走到E点， 以顺时针方向加工R4的圆弧。 N007 G01 X Y4

36、0LF；加工刀具从E点走到F点。 N008 G03 X88 Y16 I0J-24LF；加工刀具从F点走到G点， 以逆时针方向加工R6的圆弧。 N009G01X32Y16LF；加工刀具从G点走到A点。 N010G00G40X0Y0M02LF；主轴以最快的速度由位置A移动 到X0、Y0。同时取消刀补（G40），程序结束（主轴、进给、冷却都停止）。,第 二 章,二程序编制中的指令代码及手工编程简介,数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介,5、子程序概念 若一组程序段在一个程序中多次出现,或者多个程序 都要使用它,为了提高效率,我们把这个程序段抽出来, 以便另外的程序调用。这种程序

37、就叫做子程序。 数控程序中可以用主程序来调用子程序。格式为: M98 P_L_; P后面的数字为子程序号,L后面的数字为调用次数, 缺省时为调用1次子。从子程序 返回到主程序用M99。,第 三 章,自动编程简介,第三章教学纲要,教学要求： 1. 掌握mastercam 软件的绘图方法。 2掌握mastercam 软件的2 D加工编程方法。 3掌握mastercam 软件的曲面加工编程方法。 教学重点： 1. mastercam 软件的绘图方法。 2mastercam 软件的2 D加工编程方法 3mastercam 软件的曲面加工编程方法 教学难点： 1. mastercam 软件的绘图. 2.

38、 mastercam 软件的曲面加工编程方法。 本章教学内容： 本章简单介绍了mastercam 软件的绘图和mastercam 软件的2 D加工编程方法及曲面加工编程方法。具体的加工应用实例将在第六章详细介绍. 本章教学建议 ： 1. 熟悉mastercam 软件的界面和绘图方法。 2. 熟悉mastercam 软件的加工命令。 3. 加工一个简单的2 D轮廓和曲面,第 三 章,自动编程简介,第三章教学纲要,DNC系统,第 三 章,自动编程简介,Mastercam的常用命令简介,二、Mastercam的常用命令简介 Mastercam的菜单结构是下拉式的，及在每个命令的下面还有子命令，下面对

39、主菜单命令作一简单的介绍： ANALYZE（分析）命令：使用该命令可对现存的实体如POINT（点）、ENTITY（实体）、夹角（ANGLE）等进行数据显示以便分析。 CREATE（建立）命令：使用该命令可以建立POINT（点）、LINE（线）、ARC（圆弧）、SURFACE（曲面）等。它包含了Mastercam软件的所有绘图功能。 FILE（文件）命令：使用该命令可以对文件进行管理，SAVE（保存文件）、GET（调出文件）等。 MODIFY（修改编辑）命令：在该命令下可以对现存的实体进行TRIM（裁减）、FILLET（圆角）等操作。 XFORM（转换）命令：在该命令下有MIRROR（镜象）、R

40、OTATE（旋转）、SCALE（比例缩放）等功能，可用这些命令转换已存在的几何体。 DELETE（删除）命令：在该命令下有ONLY（指删除）、ALL（全删除）、WINDOW（删除窗口内）等命令，用于删除一个或一组几何体。 SCREEN（屏幕）命令：该命令的功能是对屏幕的显示格式进行定义。 TOOLPATHS（刀具路径）命令：该命令是对实体（线、面）等进行仿真加工编程，并产生NC刀具路径。 NC UTILS（NC 单元）：关于NCI文件的一些使用功能。如：显示刀具路径，后处理程序的转换等。 EXIT（退出）命令：退出MASTERCAM系统，返回计算机操作系统。,第 三 章,自动编程简介,MAST

41、ERCAM加工路径的主要命令及命令解释如图,MASTERCAM加工路径的主要命令及命令解释如图3-4所示： （刀具路径） （外形铣削） （钻削） （挖槽，挖孔） （曲面铣削） （多轴铣削） （刀具管理） （操作管理）,图3-4,第 四 章,数控车床加工实例,第四章教学纲要,教学要求： 1. 掌握数控车床的手工编程的方法和自动编程的方法. 2. 掌握数控车床的加工工艺及 刀具的选择. 教学重点： 1.数控车床的手工编程的方法和自动编程的方法。 2.数控车床的加工工艺、 刀具的选择. 教学难点：数控车床的加工工艺、 刀具的选择、手工编程的方法和自动编程的方法。 本章教学内容： 该章以项目教学式的方

42、法,以一个典型的零件为实例,全面详细讲解了数控车床的加工工艺、 刀具的选择、手工编程的方法和自动编程的方法。 本章教学建议 ： 1. 以书中给出的加工图纸为典型实例,来讲解数控车床的刀具的选择和加工工艺 。 2.以书中给出的加工图纸为典型实例,来讲解数控车床的手工编程的方法和自动编程的方法. 3.按照数控机床的操作训练指导学生输入程序并进行加工.,第 四 章,数控车床加工实例,项目一、 手工编程,零件如图4-1所示，按照图纸标注的要求，用数控车床加工 出一零件（只要求外圆，内孔省略，但工艺要保证）。,第 四 章,数控车床加工实例,一、车削用量的选择,一、车削用量的选择 1、选择刀具。(刀杆直径

43、尺寸为16mmx25mm。) （1）、90左偏外圆YT15合金精车刀。 （2）、90左偏外圆YT15合金粗车刀。 （3）、45左偏端面YT15合金车刀。 （4）、宽度为3的YT15合金切槽刀（对刀时以左刀角为对刀点）。 （5）、尖刀（刀尖为R0.4的圆弧）车圆弧用。 2、选择车削用量 1、粗加工 * 确定切削深度。由于零件带曲面且零件比较复杂。故选=1mm * 确定进给量f 。在粗车刚料、刀杆直径尺寸为16mmx25mm、=1mm以及工件直径为60100mm时 f =0.50.9mm/r 取f=0.54mm/r 。 * 确定切削速度 切削速度可直接由切削手册查表出来。,第 四 章,数控车床加工

44、实例,二、工艺分析三、程序的编制,该零件为典型的轴类零件。图纸的最大尺寸为80150 ，故毛坯尺寸选为85153，材料为45#钢。 首先正确选择刀具。 1、90左偏外圆合金精车刀。 2、90左偏外圆合金粗车刀。 3、45左偏端面合金车刀。 4、宽度为3的切槽刀。（对刀时以左刀角为对刀点）。 5、尖刀（刀尖为R0.4的圆弧）车圆弧用。 加工顺序及装夹工艺。 从图纸标注分析，零件的外圆要求与零件左端内孔的同轴度为0.015和0.02，故要求零件左端端面、外圆与零件左端内孔一次装夹加工完成。调头装夹时，夹住零件左端外圆面，同时用铜皮或套铜保护左端外圆面，以防夹伤外表面。,第 四 章,数控车床加工实例

45、,四、上机操作，实际加工,（以广州数控设备厂GSK980T数控系统为例） 1、程序的输入。 如图4-8操作面板所示，在编辑方式状态下，分别输入O001，O002程序。,第 四 章,数控车床加工实例,项目二、数控车床自动编程,一、软件工具的介绍 在众多的CAD/CAM自动编程软件中，我们选用MasterCAM9.0作 为自动编程软件。在MasterCAM9.0中有Mill、Lathe、Wrie等3大模块。 其中Mill为数控铣床、加工中心模块，Lathe为数控车床模块，Wrie3 为线切割模块。在本例中我们运行Lathe模块。 二 、绘图 在开始绘图前，要进行一些必要的设置。在主菜单(MAIN_

46、MENU)下，点击ScreenConfigure命令，弹出对话框。点击Toolbar/Keys选项。在Current Configuration File 选项里选择LATHE9M.CFGMetric选项。保证系统为公制，以便与图纸相一致。 三 、程序的编制 根据加工工艺。首先加工零件的左端。如图4 - 12所示。把两条槽用直线连起来，同时在圆弧的尾端画一条长7.5mm的相切线。以保证在调头加工时由于对刀及加工误差等因素所产生的接痕。,第 五 章,线切割机床加工实例,第五章教学纲要,教学要求：1. 掌握线切割机床的方法加工原理及编程方法。 2. 掌握线切割机床的加工工艺。 教学重点： 1.线切

47、割机床的方法加工原理及编程方法。 2.掌握线切割机床的加工工艺。 教学难点： 1. 线切割机床的方法加工原理及编程方法。 2. 线切割机床的加工工艺。 本章教学内容： 该章以项目教学式的方法,以一个典型的零件为实例,全面详细讲解了线切割机床的加工工艺、 手工编程的方法和自动编程的方法。 本章教学建议 ： 1. 以书中给出的加工图纸为典型实例,来讲解线切割机床的加工工艺 。 2.以书中给出的加工图纸为典型实例,来讲解线切割机床的手工编程的 方法和自动编程的方法. 3.按照数控机床的操作训练指导学生输入程序并进行加工.,第 五 章,线切割机床加工实例,项目三 手工编程,要求根据图纸的尺寸，用线切割

48、加工工件如图5-1所示。（本节加工实例参考机床为：汉川HZ-400）毛坯材料为5050545#钢板。 材料的选择： 根据图纸的要求，选用45#钢板，规格为 50505 钼丝选用0.18的高质量钼丝一卷 精密平口钳等夹具,图5-2,第 五 章,线切割机床加工实例,项目三、线切割机床加工实例,工艺分析 1、入刀/退刀线的确定。 2、穿丝工艺孔的确定。 3、放电参数及放电间隙的确定。 4、加工顺序。 5、装夹工艺。,第 五 章,线切割机床加工实例,二、程序的编制,程序编制 1.节点坐标数值的计算，由数学计算得a-i的 节点数值分别为： a(0,25.0) b(0,20.0) c(-8.0,18.33

49、) d(-2.5,18.33) e(-2.5,7.07) f(-4.87,5.70) g(-14.62,11.33) h(-11.87,16.09) i(-19.87,2.24) (程序见教材),第 五 章,线切割机床加工实例,三、上机操作，实际加工,1、工件的装夹 2、钼丝安装。,第 五 章,线切割机床加工实例,项目四 线切割机床自动编程,一、启动Lache模块: 点击Wire图标，进入MasterCAM9.0_Wire界面。 二、绘图: 根据第一节图纸的要求，在MasterCAM9.0_Wire里，绘制零件的2D图形,并确定。 三、出刀具路径： 在Main Meun下单击Wirepaths

50、Contour弹出Wire Contour对话框。并填入相应的参数。,第 六 章,数控铣床、加工中心,第六章教学纲要,教学要求： 1. 明确箱体类零件常用形位公差（如平面度、平行度 位置度、垂直度等）的定义 2. 理解掌握平面度误差检测中的数据处理方法（最小条件评定法，）即用旋转法求平面度误差。 3. 掌握箱体类零件几种平行度误差测量方法与测量步骤。 4. 掌握箱体类零件几种垂直度误差测量方法与测量步骤。 5. 掌握箱体类零件位置度误差测量方法与测量步骤。 教学重点： 理解掌握箱体类零件常用误差测量方法与测量步骤以及常用数据处理方法 教学难点： 理解掌握平面度误差检测中的数据处理方法（最小条件

51、评定法，）即用旋转法求平面度误差。 本章教学内容: 主要阐述了箱体类零件常用形位公差（如平面度、平行度 位置度、垂直度等）的测量方法与测量器具的选择；测量基准面和定位形式的选择；测量条件的选择等内容。 本章教学建议: 1. 箱体类零件大都比较复杂，需要测量的参数较多，属于复合测量。因此本章也是本课程的重点章节之一。为了使学生能较好地理解，教师对一些内容必须作比较详细的分析讲解，一般情况下形位误差检测分三个步骤：一是根据误差项目和检测条件确定检测方案，据此选择计量器具，并确定测量基准。二是进行测量，得到被测实际要素的有关数据。三是进行数据处理，按最小条件确定包容区域，得到形位误差数值。其中，确定

52、测量基准是一个很重要的步骤，它直接关系到检测的合理性及检测的精度。如果这一步处理得好，往往可以收到事半功倍的效果。当然要做到这一点必须具备相应的工艺方面和测量技术方面的基础知识以及一定的实践经验。第三步也是比较重要的一步，它关系到是否能从已知的测量数据中得到正确的结果。尽管测量中得到的数据比较准确，但由于最后对数据的处理方法不合理，也极有可能得不到符合实际情况的结果。处理数据中的一个很重要的内容就是要判定所形成的包容区域是否为最小区域。,教学要求： 教学重点：一、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数 二、数控铣床、加工中心的主要参数 三、 数控铣床、加工中心的工作原理、特点及应用 四数控铣床

53、、加工中心各类参考点及坐标的定义 项目五. 数控铣床手工编程练习 项目六.数控铣床自动编程 项目七.手机面壳的绘制及加工 项目八. 照相机绘图及模型加工 教学难点：数控铣床、加工中心各类参考点及坐标的定义、数控铣床 自动编程、手机和照相机面壳的绘制及加工编程方法。 本章教学内容:一、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数 二、数控铣床、加工中心的主要参数 三、 数控铣床、加工中心的工作原理、特点及应用 四数控铣床、加工中心各类参考点及坐标的定义 项目五. 数控铣床手工编程练习 项目六.数控铣床自动编程 项目七.手机面壳的绘制及加工 项目八. 照相机绘图及模型加工 本章教学建议: 1. 以书中给

54、出的加工图纸为典型实例,来讲解数控铣床 的刀具的选择和加工工艺 。 2.以书中给出的加工图纸为典型实例,来讲解数控铣床的手工编程的方法和自动编程的方法. 3.按照数控机床的操作训练指导学生输入程序并进行加工.,第 六 章,数控铣床、加工中心,一、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数,1、数控铣床的组成部分 数控铣床一般由以下几个部分组成： （1）、机床本体 包括主运动部件、床身、主轴箱、进给机构、工作台等。 （2）、数控装置 它是数控铣床的核心，其功能是处理输入装置输入的信息，发出响应的指令控制伺 服系统，从而控制机床的各个运动部件按规定的要求动作。 （3）、伺服系统 主要由伺服驱动电机和伺

55、服驱动装置组成，是数控铣床的执行机构的驱动部件，它 是根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。 （4）、辅助装置 是指数控铣床的一些配套部件，包括液压、气动装置、冷却系统。,第 六 章,数控铣床、加工中心,一、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数,2.加工中心的组成部分 加工中心一般由以下几个部分组成： （1）、机床本体 包括主运动部件、床身、主轴箱、进给机构、工作台、刀库和换刀系统等。 （2）、数控装置 它是加工中心的核心，其功能是处理输入装置输入的信息，发出响应的指令控制伺 服系统，从而控制机床的各个运动部件及刀库和换刀系统按规定的要求动作。 （3）、伺服系

56、统 主要由伺服驱动电机和伺服驱动装置组成，是加工中心的执行机构的驱动部件，它 是根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移量。 （4）、辅助装置 是指加工中心的一些配套部件，包括液压、气动装置、冷却系统。,第 六 章,数控铣床、加工中心,二、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数,二、数控铣床、加工中心的主要参数 数控铣床与加工中心的种类繁多，规格各异，但其基本原理和编程操作方法 都大同小异。下面简要介绍数控铣床与加工中心的一些主要参数： 1、工作台可编程范围 横向（X）一般在300mm1200mm之间； 纵向（Y）一般在200mm800mm之间； 垂直方向（Z）一般在

57、300mm800mm之间； 2、主轴 主轴转速：一般为每分钟104000转（高速铣可达到每分钟20000转以上）； 3、刀具参数 刀具夹头：一般采用标准夹头，如BT40、BT50等规格； 最大刀具直径*长度（mm）：90*250； 最大刀具重（kg）：58； 加工中心刀库中刀具存储数量：1660（常用） 4、加工精度 数控铣床与加工中心的加工精度一般比较高，在0.001 mm 0.02 mm之间； 5、伺服系统参数 工作进给速度：14000 mm/min; 快速定位（G00）速度：4000 mm/min; 主轴伺服马达：有交流电机、直流电机和步进电机等，一般为10KW左右（A.C）； X轴伺服马达：一般为1KW左右（A.C）； Y轴伺服马达：一般为1KW左右（A.C）； Z轴伺服马达：一般为1KW左右（A.C）；,第 六 章,数控铣床、加工中心,三 数控铣床、加工中心的工作原理、特点及应用,1、数控铣床与加工