數(shù)控加工程序編程的基礎(chǔ)知識(shí)課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,第二章 數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識(shí),12/12/2024,1,第二章 數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)知識(shí)6/12/20231,§2-1 數(shù)控加工編程的概述,一.數(shù)控程序的定義,數(shù)控加工程序編制(與傳統(tǒng)加工的區(qū)別） ：,,從零件圖紙到制成控制介質(zhì)的全過程。,,將零件的,加工信息,：加工順序、零件輪廓軌跡 尺寸、工藝參數(shù),(F,、,S,、,T),及,輔助動(dòng)作,（變速、換刀、冷卻液?jiǎn)⑼！⒐ぜA緊松開等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的,整

2、個(gè)過程,。,,12/12/2024,2,§2-1 數(shù)控加工編程的概述一.數(shù)控程序的定義6/12/,程序編制分為：手工編程和自動(dòng)編程兩種,。,,手動(dòng)編程,：整個(gè)編程過程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力）,,自動(dòng)編程,：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡(jiǎn)便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。,12/12/2024,3,程序編制分為：手工編程和自動(dòng)編程兩種。6/12/,二、手工編程的步驟和方法,圖紙工藝分析,這一步與普通機(jī)

3、床加工零件時(shí)的工藝分析相同，即在對(duì)圖紙進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，選定機(jī)床、刀具與夾具；確定零件加工的工藝線路、工步順序及切削用量等工藝參數(shù)等。,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,錯(cuò)誤,修改,12/12/2024,4,二、手工編程的步驟和方法 圖紙工藝分析計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)零件圖紙上尺寸及工藝線路的要求，在選定的坐標(biāo)系內(nèi)計(jì)算零件輪廓和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值，并且按NC機(jī)床的規(guī)定編程單位（脈沖當(dāng)量）換算為相應(yīng)的數(shù)字量，以這些坐標(biāo)值作為編程尺寸。,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,修改,12/12/20

4、24,5,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗(yàn),,編制程序及初步校驗(yàn),根據(jù)制定的加工路線、切削用量、刀具號(hào)碼、刀具補(bǔ)償、輔助動(dòng)作及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定指令代碼及程序格式，編寫零件加工程序，并進(jìn)行校核、檢查上述兩個(gè)步驟的錯(cuò)誤。,,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,錯(cuò)誤,修改,12/12/2024,6,編制程序及初步校驗(yàn)計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制,制備控制介質(zhì),將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡(jiǎn)單，也可直接通過鍵盤輸入。,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介

5、質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,錯(cuò)誤,修改,12/12/2024,7,制備控制介質(zhì)計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制,,程序的校驗(yàn)和試切,,所制備的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過進(jìn)一步的校驗(yàn)和試切削，證明是正確無誤，才能用于正式加工。如有錯(cuò)誤，應(yīng)分析錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因，進(jìn)行相應(yīng)的修改。,計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡,圖紙工藝分析,程序編制,制備控制介質(zhì),校驗(yàn)和試切,零件圖紙,錯(cuò)誤,修改,12/12/2024,8,程序的校驗(yàn)和試切計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制,§2-2 數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼,一.數(shù)控加工程序簡(jiǎn)介,,1．程序的組成,一個(gè)完整的零件加工程序由程序段組成；一個(gè)程序段 由若干個(gè)代碼字組成；每個(gè)代碼字由

6、字符（字母、數(shù)字、符號(hào)）組成。,N01 G91 G00 X50 Y60 LF,N02 G01 X1000 Y5000 F150 S300 T12 M03 LF,．．．．．．．．．．．．．．．．,．．．．．．．．．．．．．．．．,N10 G00 X-50 Y-60 M02 LF,12/12/2024,9,§2-2 數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼一.數(shù)控加工程序簡(jiǎn)介1．程序的,每個(gè)程序段以序號(hào)“N”開頭，以LF(Line Finish)結(jié)束，M02=END作為整個(gè)程序的結(jié)束。,2．程序段格式,,程序段的格式,，是指一

7、個(gè)程序段中指令字的排列順序和書寫規(guī)則，不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式，格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)就不能接受。目前廣泛采用的是，地址符可變程序段格式（或者稱字地址程序段格式），這種格式的特點(diǎn)是：,程序段中的每個(gè)指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號(hào)的數(shù)字。,,12/12/2024,10,每個(gè)程序段以序號(hào)“N”開頭，以LF(Line Fin,,指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定，即可以任意順序的書寫 。,不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫。,因此，這種格式具有程序簡(jiǎn)單、可讀性強(qiáng)，易于檢查等優(yōu)點(diǎn)。,,,12/12/2024,11,指令字在程序段中的順序沒有嚴(yán)格的規(guī)定

8、，即可,●主程序和子程序,有時(shí)被加工零件上，有多個(gè)形狀和尺寸都相同的部位，若按通常的方法編程，則有一定量的連續(xù)程序段在幾處完全重復(fù)的出現(xiàn)，則可以將這些重復(fù)的程序串，單獨(dú)地?fù)?dān)出來按一定格式做成,子程序,，程序中子程序以處的部分便稱,為主程序,。,子程序可以被多次重復(fù)調(diào)用。而且有些數(shù)控系統(tǒng)中可以進(jìn)行子程序的“多層嵌套”，子程序可以調(diào)用其它子程序，從而可以大大地簡(jiǎn)化編程工作，縮短程序長(zhǎng)度，節(jié)約程序存貯器的容量。,,,12/12/2024,12,●主程序和子程序6/12/202312,（一）準(zhǔn)備功能代碼（G代碼）,準(zhǔn)備功能代碼用于指定一些動(dòng)作或選擇一種操作方式，它使用G字編程。G字可接3位整數(shù)，也可以

9、帶一位小數(shù)。,模態(tài)代碼,是指某些G代碼在一個(gè)程序段被指定后，直到以后程序段出現(xiàn)同組的另一個(gè)代碼時(shí)才失效的G代碼。,非模態(tài)代碼,是指只有書寫了該代碼時(shí)才有效的代碼。,1．與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令,二.數(shù)控系統(tǒng)功能指令代碼,12/12/2024,13,（一）準(zhǔn)備功能代碼（G代碼）二.數(shù)控系統(tǒng)功能指令代碼6/12,表2-1與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令,代碼,功 能,代碼,功 能,G11,坐標(biāo)軸的平移和旋轉(zhuǎn),G52,局部坐標(biāo)系設(shè)定,G10,取消G11,G53,機(jī)床坐標(biāo)系選擇,G15,工件坐標(biāo)系選擇(模態(tài)),G54,直線偏移X,G16,工件坐標(biāo)系選擇(非模態(tài)),G55,直線偏移Y,G17,選擇XY平面,,G56

10、,直線偏移Z,G18,選擇ZX平面,,G57,直線偏移XY,G19,選擇YZ平面,,G58,直線偏移XZ,,,G59,直線偏移YZ,12/12/2024,14,表2-1與坐標(biāo)設(shè)定有關(guān)的指令 代碼 功 能,,表2-2與坐標(biāo)軸移動(dòng)有關(guān)的指令,,,,,2．與坐標(biāo)軸移動(dòng)有關(guān)的指令,代碼,功 能,代碼,功 能,,G00,定位（快速直線插補(bǔ)）,G03,逆圓或螺旋線插補(bǔ),,G01,直線插補(bǔ),G30,回零,,G02,順圓或螺旋線插補(bǔ),12/12/2024,15,表2-2與坐標(biāo)軸移動(dòng)有關(guān)的指令2．與坐標(biāo)軸移動(dòng)有關(guān)的指令,3．刀具補(bǔ)償指令,表2-3與刀具補(bǔ)償有關(guān)的指令,,代碼,,,功 能,,

11、,G40,,,刀具半徑補(bǔ)償取消,,,G41,,,刀具半徑左補(bǔ)償,,,G42,,,刀具半徑右補(bǔ)償,,,G43,,,刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償,,,G44,,,刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償,,,G49,,,刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消,,,刀具半徑補(bǔ)償,,12/12/2024,16,3．刀具補(bǔ)償指令 表2-3與刀具補(bǔ)償有關(guān)的指令代碼功 能,5．可簡(jiǎn)化編程的指令,表2-5 可簡(jiǎn)化編程的指令,,代碼,,,功 能,,,代碼,,,功 能,,,G50,,,幾何縮放取消,,,G83,,,深孔鉆孔固定循環(huán),,,G51,,,幾何縮放,,,G84,,,旋攻螺紋固定循環(huán),,,G62,,,鏡象加工,,,G85,,,鏜孔固定循環(huán)(切速退刀,,,G73,

12、,,高速深孔鉆孔固定循環(huán),,,G86,,,鏜孔固定循環(huán)(快退刀),,,G74,,,左旋攻螺紋固定循環(huán),,,G87,,,背鏜固定循環(huán)(快退刀),,,G76,,,精鏜固定循環(huán),,G89,,,背鏜固定循環(huán)(同G85),,G80,,,固定循環(huán)功能取消,,,G274,,,左旋同步攻螺紋,,,G81,,,鉆孔固定循環(huán),,,G284,,,右旋同步攻螺紋,,,G82,,,固定循環(huán)（同G81）,,,,,,,,,12/12/2024,17,5．可簡(jiǎn)化編程的指令表2-5 可簡(jiǎn)化編程的指令 代碼功 能,6．宏指令,,G100～120各代碼可供建立用戶指令，以簡(jiǎn)化程序編制。,7．其他功能G代碼,表2-6 其他功能G代

13、碼,,代碼,,,功 能,,,代碼,,,功 能,,,G04,,,進(jìn)給暫停,,,G61,,,急停檢查（非模態(tài)）,,,G09,,,急停檢查（非模態(tài)）,,,G64,,,取消急停檢查,,,G22,,,程序行程極限有效,,,G175,,,圓簡(jiǎn)周邊切削,,,G23,,,程序行程極限無效,,,G186,,,公差控制無效,,,G31,,,跳步,,,G187,,,公差控制有效,,,G174,,,圓簡(jiǎn)周邊切削無效,,,,,,,,,12/12/2024,18,6．宏指令 G100～120各代碼可供建立用戶指令，以簡(jiǎn)化程,（1）快速直線插補(bǔ)(G00),G00快速直線插補(bǔ)控制機(jī)床各軸以最大速率從現(xiàn)在位置移動(dòng)到指令位置

14、。G00是模態(tài)代碼。,,,,X,Y,Z,起點(diǎn)(x,0,, y,0,, z,0,),終點(diǎn)(x, y, z),其編程格式為：N,,,G0 0 X,,Y,,Z,,。,12/12/2024,19,（1）快速直線插補(bǔ)(G00)G00快速直線插補(bǔ)控制機(jī)床各軸以,快速直線插補(bǔ)(G00),動(dòng)畫演示,12/12/2024,20,快速直線插補(bǔ)(G00)動(dòng)畫演示6/12/202320,直線插補(bǔ)G01程序段控制各軸以指定的進(jìn)給速率沿直線方向從現(xiàn)在位置移動(dòng)到指令位置。G01是模態(tài)代碼,（2）直線插補(bǔ)(G01),,,X,Y,Z,起點(diǎn)(x,0,, y,0,, z,0,),終點(diǎn)(x, y, z),,其編程格式為：N,,G

15、01 X,,Y,,Z,,F,(進(jìn)給速率),。,12/12/2024,21,直線插補(bǔ)G01程序段控制各軸以指定的進(jìn)給速率沿直線方向從現(xiàn)在,直線插補(bǔ)(G01),動(dòng)畫演示,12/12/2024,22,直線插補(bǔ)(G01)動(dòng)畫演示6/12/202322,（3）順圓弧插補(bǔ)（G02）,圓弧插補(bǔ)G02程序段可以使機(jī)床從現(xiàn)在位置沿圓順時(shí)針弧軌跡運(yùn)動(dòng)到指令位置，進(jìn)給速率沿圓弧的切線方向，大小等于編程的進(jìn)給率F。G02表示刀具沿順圓運(yùn)動(dòng)(CW) 。,,,,,X,Y,Z,起點(diǎn)(x,0,, y,0,, z,0,),終點(diǎn)(x, y, z),12/12/2024,23,（3）順圓弧插補(bǔ)（G02） 圓弧插補(bǔ)G02程序段可以

16、使機(jī)床從,順圓弧插補(bǔ)（G02）,動(dòng)畫演示,12/12/2024,24,順圓弧插補(bǔ)（G02）動(dòng)畫演示6/12/202324,（4）逆圓弧插補(bǔ)（G03）,圓弧插補(bǔ)G03程序段可以使機(jī)床從現(xiàn)在位置沿逆時(shí)針圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)到指令位置，進(jìn)給速率沿圓弧的切線方向，大小等于編程的進(jìn)給率F。G03表示刀具沿逆圓運(yùn)動(dòng)(CCW)。,,,X,Y,Z,終點(diǎn)(x,0,, y,0,, z,0,),起點(diǎn)(x, y, z),,12/12/2024,25,（4）逆圓弧插補(bǔ)（G03）圓弧插補(bǔ)G03程序段可以使機(jī)床從現(xiàn),逆圓弧插補(bǔ)（G03）,動(dòng)畫演示,12/12/2024,26,逆圓弧插補(bǔ)（G03）動(dòng)畫演示6/12/202326,圓弧

17、插補(bǔ)可以用兩種方式編程：,①,編程G02或G03及I、J、K字定義圓弧中心點(diǎn)，稱為中心編程，當(dāng)圓弧的中心是關(guān)鍵尺寸時(shí)，選用該編程方法；,,,X,Y,Z,起點(diǎn)(x,0,, y,0,, z,0,),終點(diǎn)(x, y, z),O(I, J, K),,其編程格式為：N,,G17,G02 X,,Y,,Z,,I,,J,,K,,F,(進(jìn)給速率),。,12/12/2024,27,圓弧插補(bǔ)可以用兩種方式編程： ① 編程G02或G03及I、J,② 半徑編程,當(dāng)圓弧的半徑R或終點(diǎn)坐標(biāo)為關(guān)鍵尺寸時(shí)，選用該編程方法。,,,X,Y,Z,起點(diǎn)(x,0,, y,0,, z,0,),終點(diǎn)(x, y, z),,O(I, J, K

18、),R,其編程格式為：N,,G17,G02 X,,Y,,Z,,,R,,,F,(進(jìn)給速率),。,,當(dāng)圓心角,?180,o,時(shí)，R以正值表示；,當(dāng)圓心角,>180,o,時(shí)，R以負(fù)值表示。但整圓不能用此編程方法。,12/12/2024,28,② 半徑編程 當(dāng)圓弧的半徑R或終點(diǎn)坐標(biāo)為關(guān)鍵尺寸時(shí)，選用該,（二）輔助功能代碼（M代碼）,,輔助功能代碼（M代碼）用于指令控制功能和機(jī)床功能，多與程序執(zhí)行和機(jī)械控制有關(guān)。,1．M00 程序停止。,執(zhí)行M00后程序停止，可按機(jī)床上的起動(dòng)按鈕使機(jī)床重新起動(dòng)，繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。,2．M01 可選擇的程序停止。,當(dāng)按下機(jī)床操作面板上的“選擇開機(jī)”按鈕時(shí)，執(zhí)行M

19、0l以后程序停止，重新起動(dòng)則繼續(xù)執(zhí)行下段。,3．M02和M30 程序結(jié)束。,12/12/2024,29,（二）輔助功能代碼（M代碼） 輔助功,4．M03、M04和M05 主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。,,,5．M06 換刀。,,6．M15、M16 第四旋轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。,7．Ml9 主軸定位。,執(zhí)行M19后可使主軸正轉(zhuǎn)后停在規(guī)定的角度上。,8．M118 主軸定位(反轉(zhuǎn))。,執(zhí)行M118后可使主軸反向旋轉(zhuǎn)后停在規(guī)定的角度上。,,9．M119 主軸定位(以較短的路徑轉(zhuǎn))。,10．M52、M 53和M54 與G指令固定循環(huán)配合使用。,12/12/2024,30,4．M

20、03、M04和M05 主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。,11．M132、M133 決定機(jī)床上的“單段執(zhí)行”開關(guān)(程序逐段執(zhí)行)有效、無效。,12．M134、M135 決定機(jī)床上的“主軸轉(zhuǎn)速倍率”開關(guān)有效無效。,13．M136、M137,決定機(jī)床上的“進(jìn)給速度倍率”開關(guān)有效、無效。,14．Ml38、M139,決定機(jī)床上的“空運(yùn)轉(zhuǎn)”開關(guān)有效、無效。,,l5．M140、M14l,決定機(jī)床上的“進(jìn)給保持”開關(guān)有效、無效。,,16．M201～M210,與G100～G120各代碼一樣可供建立用戶宏指令，以簡(jiǎn)化程序的編制。,,,12/12/2024,31,11．M132、M133 決定機(jī)床上的“單段執(zhí)行”開關(guān)

21、(程,（三）F、S、T指令—都是續(xù)效代碼,（1）F指令為進(jìn)給速度指令，該表示方法有：,,a．代碼法：F后跟兩位數(shù)，這兩位數(shù)字表示該進(jìn)給速 度的序號(hào)。,,b．直接指定法：F后所跟的數(shù)字就是實(shí)際進(jìn)給速度。如F50表示進(jìn)給速度為50mm/min。,（2）S指令—主軸轉(zhuǎn)速指令，也有兩種表示方法：,,a．代碼法：S后跟兩位數(shù)，表示主軸轉(zhuǎn)速的序號(hào)。,b．直接指定法： S后所跟的數(shù)字就是實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速。如S1000表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。,,（3）T指令—刀號(hào)指令，T后跟兩位數(shù)字，這兩位數(shù)字表示刀具的編號(hào)。,12/12/2024,32,（三）F、S、T指令—都是續(xù)效代碼（1）F指令為進(jìn)給速度指令,

22、§2-3 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,一.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)方向,1. 定義,機(jī)床坐標(biāo)系,是指用于確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離的坐標(biāo)系。,標(biāo)準(zhǔn)的,數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是一個(gè)右手笛卡爾直角坐標(biāo)系，其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，相對(duì)于每個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)為A、B、C。,,12/12/2024,33,§2-3 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系一.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)方向6,,圖2-10 右手笛卡爾直角坐標(biāo)系,,,,,,,+X,′,、+Y,′,、+Z,′,表示工件的正移動(dòng)方向。,12/12/2024,34,圖2-10 右手笛卡爾直角坐標(biāo)系+X′、+Y ′ 、+Z ′,2. 各坐標(biāo)軸的確定,（1）Z軸的確定,Z軸是傳

23、遞切削力的主軸所規(guī)定的主軸軸向。對(duì)于銑床、鏜床、鉆床等是帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的軸；對(duì)于車床、磨床等是帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的軸。其方向是平行于主軸軸線，遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎较颉?,(2)x軸的確定,X軸一般是水平的，平行于工件的裝夾平面。它平行于主要的切削方向，且以此方向?yàn)橹鞣较颉?12/12/2024,35,2. 各坐標(biāo)軸的確定（1）Z軸的確定6/12/202335,1）對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如車床、磨床等），X坐標(biāo)是工件的徑向且平行于橫向拖板，刀具遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)中心是正向；,,圖2-11 臥式數(shù)控車床,12/12/2024,36,1）對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如車床、磨床等），X坐標(biāo)是工件的徑向,2）對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如

24、銑、鉆、鏜床）,①,當(dāng)Z軸水平時(shí)，沿刀具主軸向工件看，X軸的正方向指向右邊。,,圖-12 臥式升降臺(tái)銑床,12/12/2024,37,2）對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（如銑、鉆、鏜床）① 當(dāng)Z軸水平時(shí)，沿,圖2-13 臥式鏜床,12/12/2024,38,圖2-13 臥式鏜床6/12/202338,②,當(dāng)Z軸為鉛垂方向 （ 立式主軸）時(shí),a．對(duì)于單立柱機(jī)床，X,軸的正方向指向右邊。,圖2-14 數(shù)控銑床,12/12/2024,39,②當(dāng)Z軸為鉛垂方向 （ 立式主軸）時(shí) a．對(duì)于單立柱,b．對(duì)于雙立柱機(jī)床（如龍門機(jī)床），當(dāng)站在操作臺(tái)一側(cè)從主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，X軸的正方向指向右邊。,圖2-1

25、5 龍門式輪廓銑床,12/12/2024,40,b．對(duì)于雙立柱機(jī)床（如龍門機(jī)床），當(dāng)站在操作臺(tái)一側(cè)從主軸向左,（3）Y軸的確定,Y軸的運(yùn)動(dòng)方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定。,（4）轉(zhuǎn)動(dòng)方向的確定,圍繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)分別用A、B、C表示，它們的正方向?yàn)橛倚菁y前進(jìn)的方向。,,3．機(jī)床原點(diǎn),機(jī)床原點(diǎn)是指機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即X=0, Y=0, Z=0的點(diǎn)，一般在機(jī)床上是固定的。,,,12/12/2024,41,（3）Y軸的確定Y軸的運(yùn)動(dòng)方向則根據(jù)X軸和Z軸按右手法則確定,二.數(shù)控機(jī)床的兩種坐標(biāo)系,機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系,編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及

26、相互關(guān)系是至關(guān)重要的。,,1.機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系,,機(jī)床原點(diǎn),機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)。這個(gè)原點(diǎn)是在機(jī)床調(diào)試完成后便 確定了，是機(jī)床上固有的點(diǎn)。,機(jī)床原點(diǎn)的建立：用回零方式建立。,機(jī)床原點(diǎn)建立過程實(shí)質(zhì)上是機(jī)床坐標(biāo)系建立過程,12/12/2024,42,二.數(shù)控機(jī)床的兩種坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 1.機(jī),機(jī)床坐標(biāo)系,以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的座標(biāo)系，它具有唯一性。,機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床中所建立的工件坐標(biāo)系，的參考坐標(biāo)系。,注意：機(jī)床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系，僅作為工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。,12/12/2024,43,機(jī)床坐標(biāo)系6/12/202343,2.工件原點(diǎn)與工件坐標(biāo)

27、系,工件原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點(diǎn)或與之相關(guān)的點(diǎn)。該點(diǎn)也可以是對(duì)刀點(diǎn)重合。,工件座標(biāo)系：以工件原點(diǎn)為零點(diǎn)建立的一個(gè)坐標(biāo)系，編程時(shí)，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計(jì)算。,工件原點(diǎn)偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離。,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均可設(shè)置多個(gè)工件座標(biāo)系，在加工時(shí)通過G指令進(jìn)行換。,12/12/2024,44,2.工件原點(diǎn)與工件坐標(biāo)系工件原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具,三.絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo),1．絕對(duì)坐標(biāo)系,所有的坐標(biāo)值均從同一固定坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系。,2．相對(duì)坐標(biāo)系,運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系（或增量坐標(biāo)系）。,12/12/2024,45,三

28、.絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)1．絕對(duì)坐標(biāo)系 所有的坐標(biāo),A,B,X,X,Y,Y,O,18,12,15,20,,圖2-4 絕對(duì)與相對(duì)坐標(biāo)系,以絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)算：X,A,=12, Y,A,=15, X,B,=30, Y,B,=35,,以相對(duì)坐標(biāo)計(jì)算：X,A,=0, Y,A,=0, X,B,=18, Y,B,=20,12/12/2024,46,ABXXYYO18121520 圖2-4 絕對(duì)與相,§2-4 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì),一.數(shù)控機(jī)床加工工藝分析,1. 數(shù)控加工的工藝分析,,,數(shù)控機(jī)床加工零件和工藝除按一般方式對(duì)零件進(jìn)行分析外，還 必須注意以下幾點(diǎn)：,選擇合適的對(duì)刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)

29、,：確定刀具與工件相對(duì)位置的點(diǎn)（起刀點(diǎn)）。,對(duì)刀點(diǎn) 可以是工件或夾具上的點(diǎn)，或者與它們相關(guān)的易于測(cè)量的點(diǎn)。,對(duì)刀點(diǎn) 確定之后，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系就確定了。,,12/12/2024,47,§2-4 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)一.數(shù)控機(jī)床加工工藝分析6/12/,選擇合適的對(duì)刀點(diǎn),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,C,R30,R20,R50,,20,f,刀具運(yùn)動(dòng)軌跡,工件輪廓,X,,,Z,,12/12/2024,48,選擇合適的對(duì)刀點(diǎn)CR30R20R5020f刀具運(yùn)動(dòng)軌跡工件輪,刀位點(diǎn),：用于確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點(diǎn)。,

30、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,鏜刀,鉆頭,立銑刀、端銑刀,面銑刀,指狀銑刀,球頭銑刀,車刀,,,12/12/2024,49,刀位點(diǎn)：用于確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點(diǎn)。鏜刀,對(duì)刀：就是使“對(duì)刀點(diǎn)”與“刀位點(diǎn)”重合的操作,。,選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則,：,,選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與之相關(guān)的位置上。,選在對(duì)刀方便，便于測(cè)量的地方。,選在便于坐標(biāo)計(jì)算的地方,12/12/2024,50,對(duì)刀：就是使“對(duì)刀點(diǎn)”與“刀位點(diǎn)”重合的操作。 選擇,二.數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì),加工線路的確定,加工線路,——加工過程中刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡次序。,孔類

31、加工（,鉆孔、鏜孔）,,原則：在滿足精度要求的前提下，盡可能減 少空行程：,,,,,,,,,,,,,n 個(gè),),)(,1,),1,(,2,b,a,n,a,n,b,+,-,=,-,+,=,（,黃線長(zhǎng),紅線長(zhǎng),,,,,,,,,,,,b,,a,+,切入/出段,+,切入/出段,12/12/2024,51,二.數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)加工線路的確定n 個(gè)))(1)1(2,車削或銑削：,原則： 盡量采用切向切入/出，不用徑向切入/出，以避免由于 切入/出路線的不當(dāng)降低零件的表面加工質(zhì)量。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,切向切入,徑向切入,,12/12/2024,52,車削或銑削：切向切入

32、徑向切入6/12/202352,,空間曲面的加工,,,,,刀心運(yùn)動(dòng)軌跡 刀心運(yùn)動(dòng)軌跡 刀心運(yùn)動(dòng)軌跡,(a) (b) (c),,接刀痕,,,,銑刀,銑刀,銑刀,圖2-3 走刀的軌跡,,12/12/2024,53,空間曲面的加工刀心運(yùn)動(dòng)軌跡 刀心運(yùn)動(dòng)軌跡,加工線路的選擇應(yīng)遵從的原則,：,盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程以提高生產(chǎn)率。,保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。,保證零件的工藝要求。,利于簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少程序段

33、的數(shù)目和程序編制的工作量。,12/12/2024,54,加工線路的選擇應(yīng)遵從的原則：6/12/202354,三.數(shù)控機(jī)床加工工藝分析實(shí)例,【例題】如圖所示模具零件，該零件輪廓尺寸為270mm×270mm×40mm。中間有兩處分別為161mm×80mm、151mm×80mm大小的型腔，深度為23.6mm，側(cè)壁有1°的拔模斜度，底面與側(cè)壁為R2的圓角。四個(gè)角有四個(gè)貫通的φ20導(dǎo)柱孔。各處尺寸為IT7級(jí)精度要求，上下表面和型腔表面要求達(dá)到Ra0.8。零件材料為3CrW8V，單件生產(chǎn)。熱處理采用氮化，到達(dá)HRC38～42的硬度。,12/12/2024,55,三.數(shù)控機(jī)床加工工藝分析實(shí)例【例題】如圖所示

34、模具零件，該零件,例題,12/12/2024,56,例題6/12/202356,1．工藝分析,雖然零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，尺寸不大，但兩處型腔形狀略為復(fù)雜，而且側(cè)壁為斜面，底部有轉(zhuǎn)接圓角，有較高的尺寸精度要求。采用數(shù)控銑削加工可提高效率，保證質(zhì)量。另外為保證導(dǎo)柱孔的精度，也可以在數(shù)控銑床上加工。其他表面在普通機(jī)床上加工即可。?　　零件的形狀比較規(guī)則，可以利用底面定位，有足夠的夾緊位置，由于是單件加工，可采用螺栓壓板裝夾即可。　　零件的剛性較高，銑削時(shí)盡量使用較大直徑的刀具加工，以提高加工效率。3CrW8V為加工性能較好的模具鋼，采用涂層硬質(zhì)合金刀具可以達(dá)到良好的加工效果。,12/12/2024,

35、57,1．工藝分析　　雖然零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，尺寸不大，但兩處型腔,2．工藝路線,工藝路線的設(shè)計(jì)與具體的生產(chǎn)條件有直接的關(guān)系，加工要求相同的零件在不同的生產(chǎn)條件下工藝路線會(huì)有較大的差別。這里考慮在中檔數(shù)控銑床上加工，完成型腔和導(dǎo)柱孔的加工，并將熱處理安排在精加工之后進(jìn)行，其它內(nèi)容由普通機(jī)床加工。該零件的加工工藝路線安排如下：（1）下料；（2）粗銑、精銑六面，留上下面磨削余量；（3）磨上下面；（4）數(shù)控銑削兩處型腔，鉆、擴(kuò)、鏜四個(gè)導(dǎo)柱孔；（5）熱處理；（6）表面拋光；（7）檢驗(yàn)。,12/12/2024,58,2．工藝路線　　工藝路線的設(shè)計(jì)與具體的生產(chǎn)條件有直接的關(guān)系，,3．?dāng)?shù)控銑削

36、工序,由于零件是單件加工，考慮刀具使用的方便，在一次裝夾中盡量把數(shù)控加工的內(nèi)容全部完成。在數(shù)控銑削工序中，先對(duì)兩處型腔進(jìn)行粗銑、精銑，然后再加工導(dǎo)柱孔。（1）數(shù)控銑削兩處型腔 型腔的形狀比較簡(jiǎn)單，但側(cè)壁有1°的拔模斜度，與型腔底面為R2的圓角，可以采用兩種方法：一是將側(cè)壁作為曲面，先采用立銑刀粗銑，然后用球頭銑刀精銑，最后加工R2的圓角；二是先采用立銑刀粗銑，然后采用1°的錐度銑刀，按照銑削外形的方式加工側(cè)壁，最后銑削R2圓角。第一種方法加工精度高，但效率較低，第二種方法對(duì)刀具和尺寸控制有較高的要求，但加工時(shí)間較短。如圖所示。,12/12/2024,59,3．?dāng)?shù)控銑削工序 　由于零件是

37、單件加工，考慮刀具使用的,當(dāng)然，如果有四、五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的機(jī)床，就可以采用立銑刀直接銑削側(cè)壁，效果更佳。　　需要注意的是，無論采用哪種方法，都要為最后銑削R2圓角留出足夠的余量。,12/12/2024,60,當(dāng)然，如果有四、五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的機(jī)床，就可以采用立銑刀直接銑削側(cè),（2）鉆、擴(kuò)、鏜四個(gè)20 導(dǎo)柱孔,如圖4-27所示，在型腔加工后進(jìn)行導(dǎo)柱孔的加工。由于是通孔，在零件安裝時(shí)應(yīng)在4個(gè)孔的位置留出足夠的讓刀空間，如在零件下加一塊大小合適的墊塊,,12/12/2024,61,（2）鉆、擴(kuò)、鏜四個(gè)20 導(dǎo)柱孔　如圖4-27所示，在型腔,4．程序編制,,雖然零件不是很復(fù)雜，用手工編程也可以編制如導(dǎo)柱孔加

38、工的程序，但為提高效率，保證質(zhì)量，最好采用自動(dòng)編程方法。此零件的數(shù)控加工程序，這里略去。,,12/12/2024,62,4．程序編制　　 雖然零件不是很復(fù)雜，用手工編程也可以編,§2-5 數(shù)控刀具簡(jiǎn)介,一.數(shù)控機(jī)床刀具概述,12/12/2024,63,§2-5 數(shù)控刀具簡(jiǎn)介一.數(shù)控機(jī)床刀具概述6/12/2023,,,近年來，數(shù)控機(jī)加工技術(shù)加速發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)控刀具材料基礎(chǔ)科研和新產(chǎn)品的開發(fā)。其技術(shù)進(jìn)步成果集中應(yīng)用在高速（超高速）、硬質(zhì)（含耐熱、難加工）、干式、精細(xì)（超精）數(shù)控機(jī)加工技術(shù)領(lǐng)域。,數(shù)控刀具材料新產(chǎn)品的研發(fā)在超硬材料（金剛石、表面改性涂層材料、TiC基類金屬陶瓷、立方氮化硼），W、

39、Co類涂層和細(xì)顆粒（超細(xì)顆粒）硬質(zhì)合金基體及含Co類粉末冶金高速鋼等領(lǐng)域進(jìn)展速度較快。,12/12/2024,64,6/12/202364,二.數(shù)控車床刀具,,,近幾年切槽、切斷類型車刀發(fā)展了集車端面、外圓、仿形、切槽、切斷、倒角加工的一刀多功能車削刀具，刀片夾緊方式采用鑲嵌式彈性刀體、切削力自位固定的結(jié)構(gòu)十分適用和新穎。,12/12/2024,65,二.數(shù)控車床刀具 6/12/202365,三.數(shù)控銑床刀具,,1.,整體式立銑刀：硬質(zhì)合金立銑刀側(cè)刃采用大螺旋升角≤62°結(jié)構(gòu)，立銑刀頭部利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、切削模擬仿真及數(shù)控磨削技術(shù)成形的過中心端刃往往呈弧線（或螺旋中心刃）形

40、、負(fù)刃傾角，增長(zhǎng)了切削刃，提高了切削平穩(wěn)性、工件表面精度及刀具壽命。并適應(yīng)數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間（曲面、球面、斜面）洗削加工技術(shù)的要求。,2.,機(jī)夾式立銑刀：由各類機(jī)夾立銑刀頭部，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、切削模擬仿真及數(shù)控加工技術(shù)成形，由可轉(zhuǎn)位刀片（往往設(shè)有三維斷屑槽形）組合而成的側(cè)齒、端齒與過中心刃端齒（均為短切削刃）可滿足數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間（曲面、球面、斜面）洗削加工技術(shù)的要求。,12/12/2024,66,三.數(shù)控銑床刀具 1.整體式立銑刀：硬質(zhì)合,,3.,機(jī)夾式面銑刀：刀體趨向于用輕質(zhì)高強(qiáng)度鋁、鎂合金制造，切削刃采用大前角、負(fù)刃傾角，可轉(zhuǎn)位刀片（幾何形狀多種）帶有三維斷屑槽形。,近年來數(shù)控銑刀、專用復(fù)合孔加工刀具均采用了高速回轉(zhuǎn)體平衡及安全夾固技術(shù)，一些高速回轉(zhuǎn)刀體上還應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)原理，設(shè)有風(fēng)冷切削刃的溝槽（或風(fēng)道），干式切削加工時(shí)降低切削刃的溫度，提高刀具壽命。,12/12/2024,67,6/12/202367,小結(jié),,,,復(fù)習(xí)思考與練習(xí)題,,返回,12/12/2024,68,小結(jié) 返回6/12/202368,