《數(shù)控機床》PPT課件

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1、1,第二章 數(shù)控機床的程序編制,程序編制方法一般分為兩大類： （1）手工編程；（2）自動編程。 第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識 一、數(shù)控編程的概念 在數(shù)控機床上加工零件時，程序員根據(jù)加工零件的圖樣和加工工藝，將零件加工的工藝過程及加工過程中需要的輔助動作，如換刀、冷卻、夾緊、主軸正反轉(zhuǎn)等，按照加工順序和數(shù)控機床中規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序單。再將程序單中的全部內(nèi)容輸入到機床數(shù)控裝置中，自動控制數(shù)控機床完成工件的全部加工。根據(jù)零件圖樣和加工工藝編制成加工指令并輸入到數(shù)控裝置的過程稱為數(shù)控程序編制。 程序編制的一般內(nèi)容和過程如圖2-1所示。,圖2-1 程序編制的一般內(nèi)容和過程,2,第一節(jié) 程

2、序編制的基礎(chǔ)知識,1.分析零件圖樣，確定加工工藝 根據(jù)零件圖樣，對零件的形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量、材料、毛坯種類、熱處理和工藝方案等進行詳細分析，制定加工工藝。 2.刀具運動軌跡計算 在編制程序前要進行運動軌跡的基點、圓弧線段的圓心等坐標(biāo)值計算，這些坐標(biāo)值是編制程序時需要輸入的數(shù)據(jù)。所謂基點就是運動軌跡相鄰幾何要素間的交點。 3.編寫加工程序單 根據(jù)計算出的運動軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工順序、加工路線、切削參數(shù)以及輔助動作等，按照數(shù)控機床規(guī)定使用的功能代碼及程序格式，逐段編寫加工程序單。 4.制備控制介質(zhì) 簡單程序可以直接使用鍵盤輸入數(shù)控裝置。比較復(fù)雜的程序一般通過通信方式輸入數(shù)控裝置。,3,

3、第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,5.程序校驗和首件試切 校驗的一般方法是： （1）在不裝夾工件情況下起動數(shù)控機床，進行空運行，觀察運動軌跡是否正確。 （2）在具有CRT屏幕圖形顯示功能的數(shù)控機床上，進行工件圖形的模擬加工，檢查工件圖形的正確性。然后進行首件試切，進一步考察程序單或控制介質(zhì)的正確性，并檢查是否滿足加工精度要求。,4,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,二、數(shù)控編程的字符與代碼 字符（Character）是一個關(guān)于信息交換的術(shù)語，它的定義是：用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號，如數(shù)字、字母、標(biāo)點符號、數(shù)學(xué)運算符等。字符是機器能進行存儲或傳送的記號。字符也是我們所要研究的加工程序的最小組成單位。

4、常規(guī)加工程序用的字符分四類。一類是字母，它由大寫26個英文字母組成；第二類是數(shù)字和小數(shù)點，它由09共10個阿拉伯?dāng)?shù)字及一個小數(shù)點組成；第三類是符號，由正（+）號和負（-）號組成；第四類是功能字符，它由程序開始（結(jié)束）符（如“%”）、程序段結(jié)束符（如“；”）、跳過任選程序段符（如“/”）等組成。 代碼由字符組成，數(shù)控機床功能代碼的標(biāo)準(zhǔn)有EIA（美國電子工業(yè)協(xié)會）制定的EIA RS244和ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會）制定的ISO RS840兩種標(biāo)準(zhǔn)。國際上大都采用ISO代碼，現(xiàn)在我國規(guī)定新產(chǎn)品一律采用ISO代碼。,5,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,三、準(zhǔn)備功能G代碼和輔助功能M代碼 用G、M指令來描述工

5、藝過程的各種操作和運動特征。 1.準(zhǔn)備功能G指令 準(zhǔn)備功能G指令是用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡（即插補功能）、機床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作。 G指令由地址符G 及其后面的二位數(shù)字組成，共有100種G指令 （G00G99），如表22示。 G代碼有模態(tài)與非模態(tài)兩種。 表2-2第2欄中，標(biāo)有字母的表示對應(yīng)的G代碼為模態(tài)代碼（又稱續(xù)效代碼），模態(tài)代碼按功能分為若干組，標(biāo)有相同字母的為同組。標(biāo)有“*”的表示對應(yīng)的G代碼為非模態(tài)代碼（又稱非續(xù)效代碼），其意義見表2-2。,6,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,表2-2 模態(tài)與非模態(tài)的意義,7,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,2.輔助功能

6、M指令 輔助功能M指令是控制數(shù)控機床“開、關(guān)”功能的指令，主要用于完成加工操作時的輔助動作。M指令由地址符M 及其后面的二位數(shù)字組成，共有100種M指令（M00M99），如表2-3所示。,8,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,表2-3M功能代碼表,9,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,（1）程序暫停指令：M00 功能：M00使程序停在本段狀態(tài)，不執(zhí)行下段。 當(dāng)按下循環(huán)啟動鍵后，可繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。 應(yīng)用：該指令可應(yīng)用于自動加工過程中，停車進行某些固定的手動操作，如手動變速、換刀等。 （2）程序計劃暫停指令：M01 功能：與M00相似。預(yù)先按下“任選停止”開關(guān)，當(dāng)執(zhí)行到M01時，程序即停止。若不按下“任選

7、停止”開關(guān)，則M01不起作用，程序繼續(xù)執(zhí)行。 應(yīng)用：該指令常用于關(guān)鍵尺寸的抽樣或臨時停車。,10,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,（3）程序結(jié)束指令：M02 功能：該指令表示加工程序全部結(jié)束。它使主軸、進給、切削液都停止，機床復(fù)位。它比M00功能多了一項“復(fù)位”功能。 應(yīng)用：該指令必須編在最后一個程序段中。 （4）主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停指令：M03、M04、M05 功能：M03（正轉(zhuǎn)）、M04（反轉(zhuǎn)）、M05（停轉(zhuǎn)）。 （5）換刀指令：M06 功能：自動換刀。 應(yīng)用：用于具有自動換刀裝置的機床，加工中心、數(shù)控車床等。,11,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,四、數(shù)控程序結(jié)構(gòu)與程序段格式 1.程序的結(jié)構(gòu) 一個

8、完整的數(shù)控加工程序由程序號、程序段和程序結(jié)束符三部分組成。 2.程序段格式 NGXYZFSTMLF； N為程序地址字； G為準(zhǔn)備功能字； XYZ(及UVW)IJK等為坐標(biāo)軸地址,后面的數(shù)字表示刀具在相應(yīng)坐標(biāo)軸上的移動距離或坐標(biāo)值；,12,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,F為進給功能字； S為主軸轉(zhuǎn)速功能字； T為刀具功能字； M為輔助功能; LF為程序段結(jié)束符。 3.主程序和子程序 在一個零件的加工程序中，若有一定數(shù)量的連續(xù)的程序段在幾處完全重復(fù)出現(xiàn)，可將這些重復(fù)的程序段按一定的格式做成子程序，并存入到子程序存儲器中。如圖2-2,13,第一節(jié) 程序編制的基礎(chǔ)知識,圖2-2 主程序與子程序關(guān)系圖,1

9、4,第二節(jié)數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng),一、數(shù)控機床的坐標(biāo)系與運動方向 1.刀具相對于靜止工件而運動的原則 假定刀具(動)相對于靜止的工件(靜)運動。 2.標(biāo)準(zhǔn)（機床）坐標(biāo)系的規(guī)定 （1）機床坐標(biāo)系的規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)的機床坐標(biāo)系是一個右手笛卡爾坐 標(biāo)系，如圖23所示，規(guī)定了X、Y、 Z三個直角坐標(biāo)軸的方向，這個坐標(biāo)系 的各個坐標(biāo)軸與機床的主要導(dǎo)軌平行。 根據(jù)右手螺旋法則，我們可以很方便 地確定出A、B、C三個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的方向。 如圖2-3,圖2-3 右手笛卡兒坐標(biāo)系,15,第二節(jié)數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng),3.運動方向的確定 （1）Z坐標(biāo)的確定 Z坐標(biāo)的運動由傳遞切削力的主軸所決定，與主軸軸線平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸即為Z坐

10、標(biāo)。 正方向是刀具遠離工件的方向。 （2）X坐標(biāo)的確定 X坐標(biāo)運動一般是水平的，它平行于工件的裝夾平面，是刀具或工件定位平面內(nèi)運動的主要坐標(biāo)。 （3）Y坐標(biāo)的確定 Y X Z X軸逆時針旋轉(zhuǎn)900 得到Y(jié)軸 （4）旋轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)系 X（A）、Y （B） 、 Z （C）,16,第二節(jié)數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng),圖2-4 數(shù)控車床坐標(biāo)系,17,第二節(jié)數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng),圖2-5 數(shù)控銑床坐標(biāo)系,圖2-6 數(shù)控鏜銑床坐標(biāo)系,18,第二節(jié)數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng),二、機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系 機床原點是機床固有的點，以該點為原點與機床的主要坐標(biāo)建立的直角坐標(biāo)系，稱為機床坐標(biāo)系。機床坐標(biāo)系是制造機床時用以確定各零部件

11、相對位置而建立起來的。 工件坐標(biāo)系是指編程人員 以零件圖紙上的某一點 （工件原點或編程原點） 為坐標(biāo)原點建立的坐標(biāo) 系，編程時用來確定編程 尺寸。 如圖2-7所示。,圖2-7 機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系,19,第二節(jié)數(shù)控機床的坐標(biāo)系統(tǒng),三、絕對坐標(biāo)系統(tǒng)與增量（相對）坐標(biāo)系統(tǒng) 絕對坐標(biāo)是表示刀具（或機床）運動位置的坐標(biāo)值，是相對于固定的坐標(biāo)原點給出的。如圖2-8a 增量坐標(biāo)所表示的刀具（或機床）運動位置的坐標(biāo)值是相對于前一位置的，而不是相對于固定的坐標(biāo)原點的。如圖2-8b,圖2-8 絕對坐標(biāo)系與增量（相對）坐標(biāo)值,20,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,一、常用準(zhǔn)備功能G 1坐標(biāo)指令G90、G91、G92

12、（1）G90絕對尺寸指令 程序段中的尺寸字為絕對坐標(biāo)值。即從編程零點開始的坐標(biāo)值。 （2）G91增量尺寸指令 程序段中的尺寸字為增量坐標(biāo)值。即刀具運動的終點相對于起點坐 標(biāo)值的增量。 用G91編程時程序為：G90 G01 X30 Y60 F100； 用G91編程時程序為:G91 G01 X-40 Y30 F100； 在實際編程中，是選用G90還是選用G91，要根 據(jù)具體的零件確定。圖2-10a的尺寸都是根據(jù)零件上某一設(shè)計基準(zhǔn)給定的，這時我們可以選用G90編程。圖2-10b的尺寸我們就應(yīng)該選用G91編程，這樣就避免了在編程時各點坐標(biāo)的計算。,圖2-

13、9 G90、G91編程舉例,21,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,圖2-10 G90、G91的選擇,22,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,（3）G92坐標(biāo)系設(shè)定指令 格式：G92 X Y Z； G92的作用是以工件坐標(biāo)系 的原點為基準(zhǔn)點，設(shè)定刀具起始 點的坐標(biāo)值，數(shù)控機床執(zhí)行命令 時，從該點開始動作，所以刀具起始點就是程序的起始 點，有時也作為對刀點或換刀點。執(zhí)行G92指令時，機 床不動作，即X、Y、Z軸均不移動，坐標(biāo)值X、Y、Z均 不得省略。如圖2-11所示。 G92 X-10.0 Y-10.0 Z0.0,圖2-11 G92建立工件坐標(biāo)系,23,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,2快速點定位指令G00

14、 格式：G00 X Y Z； G00指令要求刀具以點位控制方式從刀具所在位置用最快的速度移動到指定位置。如圖212所示，用G00編寫一個程序，程序的起 始點是坐標(biāo)原點O，先從O點快速移動到參考點A，緊接著快速移至參考點B，移動軌跡如圖2-12所示。其程序如下： 絕對值編程方式 GOO X20 Y20 G90 G01X90.0 Y70.0 F100; 增量值編程方式 GOO X20 Y20 G91 G01X70.0 Y50.0 F100; G00是模態(tài)指令，快速點定位速度不能用程序指令，它的速度由數(shù) 控

15、系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定,圖2-12 快速點定位,24,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,3直線插補指令G01 和F都是模態(tài)指令。如圖2-13所示。 G01 X96 Y70 F100 以100mm/min進給速度直線插補也稱直線切削，刀具以直線插補運算聯(lián)動方式由某坐標(biāo)點移動到另一坐標(biāo)點，移動速度由進給功能指令F設(shè)定。機床執(zhí)行G01指令時，在該程序段中必須含有F指令。G01加工直線AB；如圖2-13 X168 Y50 以100mm/min進給速度加工直線BC； X24 Y30 以100mm/min進給速度加工直線CA；,圖2-13 G01 直線插補,25,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,4圓弧插補指令G02、G03

16、 圓弧插補G02、G03分別是順時針和逆時針方向圓弧插補指令。用于指令刀具相對于工件在指定的平面（G17、G18、G19）內(nèi)，以給定的進給速度從圓弧起點向圓弧終點進行圓弧插補。各坐標(biāo)平面的圓弧插補方向如圖所示，即沿垂直于圓弧所在的平面的坐標(biāo)軸的負向觀察，來判斷圓弧的順、逆方向。如圖2-14,在XY坐標(biāo)平面上程序段格式： G17G02（G03）X Y I J F ； 或 G17G02（G03）X Y R F ； 在XZ坐標(biāo)平面上程序段格式： G18 G02（G03）X Z I K F ； 或G18 G02（G03）X Z R F ； 在YZ坐標(biāo)平面上程序段格式： G19 G0

17、2（G03）Y Z J K F ； 或G19 G02（G03）Y Z R F ；,圖2-14 不同坐標(biāo)平面G02、G03的判斷,26,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,機床只有一個平面時平面指令可省略；當(dāng)機床有三個坐標(biāo)平面時，通常在XY平面內(nèi)加工平面輪廓曲線，開機后自動進入G17指令狀態(tài)，在編寫程序時，也可以省略。采用圓弧R編程時規(guī)定：當(dāng)圓弧小于或等于1800時，R取正值；當(dāng)圓弧大于，1800時R取負值。采用圓心相對圓弧起點坐標(biāo)位置編程時，I、J、K分別為圓心相對于圓弧起點在X、Y、Z軸方向的坐標(biāo)增量。若圓弧是一個封閉整圓，則只能使用I、J、K編程圓弧線的終點坐標(biāo)可采用絕對值表示。也可以采用

18、終點相對起點的增量值表示。如圖2-15所示，圓弧的起點為A點，終點為B點。 G90 G03 X70 Y75 I19 J30 F100 G91 G03 X35 Y55 I19 J30 F100,圖2-15 圓弧編程,27,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,5刀具半徑自動補償指令G41、G42、G40 刀具在移動加工過程中，刀具的中心與被加工工件的輪廓之間始終保持刀具的半徑值，通常稱為刀具半徑補償。即刀具中心軌跡相對于零件輪廓讓開一個刀具半徑的距離，編程時，只需按照工件圖標(biāo)定的輪廓尺寸編寫程序，而將刀具的半徑作為工件輪廓的補償量，由操作者預(yù)先存入數(shù)控裝置的指定存儲單元，在執(zhí)行加工程序時，半徑自動補償指

19、令將存儲單元中存放的補償量調(diào)出，并計算刀具中心軌跡，加工出符合零件圖樣輪廓的工件。 G41是刀具半徑左補償指令，G42是刀具半徑右補償指令，G40是取消半徑補償指令，G41是指順著刀具前進方向觀察，刀具偏移在工件輪廓線的左側(cè)，G42是指刀具偏移在工件輪廓線的右側(cè)，G41和G42為模態(tài)指令。如圖2-16所示，使用G41或G42完成輪廓加工之后，,28,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,圖2-16 G41、G42的判斷,圖2-17 G41、G42、G40的應(yīng)用,29,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,必須用G40指令消去補償量，使刀具中心軌跡和編程軌跡重合，如圖2-16所示，圖中細實線是編程軌跡，點劃線是刀具中

20、心軌跡，圖a為G41刀具半徑左補償過程，圖b為G42刀具半徑左補償過程。程序段格式： G00/G01 G41/G42 X Y D F G00/G01 G40 X Y 其中，D 為刀具半徑補償?shù)刂?，地址中存放的是刀具半徑的補償量。 刀具半徑補償?shù)倪^程分三步，即刀補的建立、刀補執(zhí)行和刀補取消。OB為建立刀補段（G41 G01 X50. Y40. F100 D01；），OC段為取消刀補段（G40 G01 X0. Y0. F100；或G40 G00 X0. Y0.；），BC段為刀補的進行。G40必須和G41或G42成對使用。,30,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,6刀具長度補償指令G43、

21、G44 刀具長度偏置指令用來補償?shù)毒唛L度方向尺寸的變化。數(shù)控機床規(guī)定傳遞切削動力的主軸為數(shù)控機床的Z軸，所以通常是在Z軸方向進行刀具長度補償。在編寫工件加工程序時，無需考慮實際刀具的長度，而是按照標(biāo)準(zhǔn)刀具長度或確定一個編程參考點進行編程，如果實際刀具長度和標(biāo)準(zhǔn)刀具長度不一致，可以通過刀具長度偏置功能實現(xiàn)刀具長度差值的補償。 G43指令實現(xiàn)正向補償，G44指令實現(xiàn)負向補償，它們也是模態(tài)指令，可由G40指令取消補償，有時也用G49指令取消補償。編程格式為：,31,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,G91G00G43（G44）Z H ； G90 G00G43（G44）Z H ； H是存放長

22、度補償偏置量的地址，用于存放實際刀具長度和標(biāo)準(zhǔn)編程長度的差值，即補償值或偏置量。下圖是刀具長度補償實例，在編程時以主軸端部為編程參考點，可以認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)刀具長度為零。刀具安裝在主軸上后，測得刀尖到主軸端部（編程參考點）的距離為100mm， 將100mm作為長度偏置量存入H01地址單元中，加工程序為： G92X0Y0Z0； G90G43G00Z0H01； Z250S500； G01Z270F300； G00 G40Z0,圖2-18 刀具長度補償,32,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,7 暫停指令G04 暫停指令G04可使刀具在短時內(nèi)實現(xiàn)無進給光整加工，用于锪孔、車槽、車臺階軸清根等加工，暫停結(jié)束后，繼續(xù)

23、執(zhí)行下一段程序。其程序格式為： G04 ； 符號是地址，常用X、F等表示，停留時間單位是s或ms，也可用工件旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)表示暫停時間的長短，不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的規(guī)定。G04是非模態(tài)指令，只在本程序段有效。例如：圖2-19為锪孔加工，孔底有表面粗糙度要求。 程序如下： N40 G91 G01 Z-7. F60； N50 G04 X5. N60 G00 Z7.；,圖2-19锪孔加工,33,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,二、數(shù)控車床加工程序編制 數(shù)控車床是當(dāng)今使用最為廣泛的數(shù)控設(shè)備之一。主要用于軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件的加工。通過程序控制，可以自動完成內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧面、螺紋等工序的車削加工，也

24、可以進行鉆、鏜、鉸孔等孔類加工。 1數(shù)控車床編程特點 （1）使用G50設(shè)定工件坐標(biāo)系。 （2）使用坐標(biāo)地址X、Z時為絕對值編程方式，使用坐標(biāo)地址U、W時為增量值編程方式。坐標(biāo)值可以用絕對值，也可以用增量值，或二者混用。 （3）采用絕對值編程時，X的編程值用直徑大小表示。采用增量編程時，U的編程值應(yīng)是X軸方向增量值的二倍。 （4）為提高徑向尺寸精度，X軸方向的脈沖當(dāng)量常取Z軸的一半。 2固定循環(huán)指令 由于車削毛坯常用棒料或鍛件，加工余量比較大，因而數(shù)控車床常有不同形式的固定循環(huán)，利用固定循環(huán)指令，只要編出最終走刀路線，給出每次切除的余量深度或循環(huán)的次數(shù)，,34,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,機床即

25、可自動地重復(fù)切削，直到工件完成為止。如FANUC OMC系統(tǒng)的固定循環(huán)如表2-4所示。 (1)橫向粗車削循環(huán)指令G71 如圖2-20所示。 程序段格式： G71 P ns Q nf Uu Ww Dd (F S T)； P開始循環(huán)的程序段號ns； Q最后循環(huán)的程序段號nf； UX軸方向上的精車余量u； WW軸方向上的精車余量w；,35,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,D粗加工每次切深d； F、S、T僅在本程序段有效。,圖2-20 橫向粗車削循環(huán)軌跡,36,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,（2）縱向車削循環(huán)粗加工循環(huán)指令G72 如圖2-21所示。,圖2-21 縱向粗車削循環(huán)軌跡,37,第三節(jié) 數(shù)控加工程

26、序編制,（3）G73成形車削固定循環(huán) 如圖2-22所示。 程序段格式： G73 P（ns）Q（nf）I(i)K(k) U（u）W（w）D(d) F（f）S（s）T（t） P開始循環(huán)的程序段號ns； Q最后循環(huán)的程序段號nf； IX軸方向坐標(biāo)的預(yù)留量i（半徑值）； KZ軸方向坐標(biāo)的預(yù)留量k； UX軸方向上的精車余量u； WW軸方向上的精車余量w； D切削次數(shù)d； F、S、T僅在本程序段有效。 G73指令規(guī)定的成形車削固定循環(huán)結(jié)束后，可用G70指令實現(xiàn)精車循環(huán)，完成工件的精加工。,38,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,圖2-22 成形車削固定循環(huán),39,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,（4）G76螺紋車削固定

27、循環(huán) 程序段格式： G76 X Z I K D F A P ； X螺紋加工終點處X軸坐標(biāo)值； Z螺紋加工終點處Z軸坐標(biāo)值； I螺紋加工起點和終點的差值，若I=O時，進行圓柱螺紋切削； K螺紋牙型高度，取半徑值； D第一次循環(huán)時切削深度d； F螺紋導(dǎo)程； A螺紋牙型頂角角度； P指定的切削方式。 G76的切削路徑如圖2-23所示。,40,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,圖2-23 螺紋車削固定循環(huán)軌跡,41,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,3. 數(shù)控車床編程實例 如圖 2-24所示數(shù)控車床車削零件，材料為45號鋼，零件的毛坯為90mm的棒料，在數(shù)控車床上進行粗、精加工，

28、試編寫加工程序。 （1）確定工藝方案及路線 因零件有較大的加工余量，所以采用成形切削循環(huán)指令加工零件的外形輪廓，使程序簡化，加工路線為：先采用成形切削循環(huán)指令進行粗加工，然后進行精加工，最后加工螺紋。 （2）選擇刀具及切削用量 根據(jù)加工要求，需要兩把刀具，T01外圓車刀加工輪廓，并建立刀補，T02切斷刀，T03螺紋車刀加工螺紋，A點為換刀點。粗加工時，主軸轉(zhuǎn)速為1000 r/min，進給速度為150mm/min，精加工時，主軸轉(zhuǎn)速為2000 r/min，進給速度為250mm/min，加工螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速為2000 r/min。,42,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,圖2-24 車削加工實例,43,

29、第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,（3）編寫程序 % 0001 N0010 G50 X200 Z350 N0020 G00 S1000 M03 T0101 M08 N0030 X120 Z200 N0040 G94 X0 Z290 F200 N0050 G71 P0060 Q0150 U2.0 W2.0 D2.0 F150 N0060 G0O X41.8 Z292 N0070 G01 X48 Z289 N0080 Z227 N0090 X50 N0100 X62 W-60 N0110 Z155 N0120 X78 N0130 X80 W-1 N0140 W-19,44,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,N0

30、150 G02 X80 W-60 R70 N0160 G01 Z65 N0170 X90 N0180 G70 P0060 Q0150 S2000 F250 N0190 M09 N0200 G00 X200 Z350 T0100 N0210 M06 T0202 N0220 M03 S1000 N0230 G00 X51 Z227 M08 N0240 G01 X45 F200 N0250 G00 X51 N0260 X200 Z350 T0200 M09 N0270 M06 T0303 N0280 S800 M03 N0290 G76 X46.38 Z228.5 K0.81 D1.0 F1.5 A

31、60 N0300 M09 N0310 G00 X200 Z350 T0300 N0320 M02,45,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,三、數(shù)控銑床加工程序編制 數(shù)控銑床是數(shù)控加工中最常用的數(shù)控加工設(shè)備之一，它可以進行平面輪廓曲線和空間三維曲面加工，而且換上孔加工刀具，也可以進行數(shù)控鉆、鏜、鉸、锪、及擴孔等孔加工。 1數(shù)控銑床編程特點 （1）使用G92設(shè)定工件坐標(biāo)系。 （2）使用G90定義絕對值編程方式，G91定義增量值編程方式。 （3）使用G40取消刀具半徑補償，G49取消刀具長度補償。 2數(shù)控銑床編程要點 （1）了解數(shù)控系統(tǒng)功能及機床規(guī)格。 （2）分析零件圖，合理安排工藝路線，確定走刀路線。 （

32、3）根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點，合理確定編程原點，使各點的坐標(biāo)計算簡化。 （4）合理選擇程序起始點。程序起始點不能使刀具與工件或夾具發(fā)生干 碰撞。在數(shù)控銑床上，一般選在工件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。 （5）合理選擇刀具、夾具、切削用量、切削液。,46,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,3數(shù)控銑床編程實例 在數(shù)控銑床上，用立銑刀加工圖2-25所示的凸輪零件（毛坯已加工）編寫加工程序。,圖2-25 銑削加工實例,47,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,（1）確定工藝方案及路線 加工時以30mm中心孔定位，裝夾在通用夾具上，對刀點選在距離零件表面40mm的中心孔30mm上，下刀后沿零件輪廓的AB段圓弧的A點切向工件，逆時針方向

33、加工，最后沿第二象限切出工件，建立工件坐標(biāo)系如圖2-25所示。 （2）選擇刀具及切削用量 選擇T01立銑刀，直徑為10mm，主軸轉(zhuǎn)速為1000 r/min，進給速度為80mm/min。 （3）坐標(biāo)計算（絕對坐標(biāo)值） O1（-37.28，-235.86）O2（65.75，20.93）O3（-1.07，16.00）O4（-215.18，96.93）O5（63.70，-0.27）A（-63.80，0）B（-9.96，-63.02）C（-5.57，-63.76）D（63.99，-0.28）E（63.72，0.03）F（44.79，19.60）G（14.79，59.18）H（-55.62，25.05）I

34、（-63.02，9.97）,48,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,（4）編寫程序 % 0002 N0010 G92 X0 Y0 Z40 N0020 G90 T01 S1000 M03 N0030 G00 X-73.80 Y10 N0040 G01 Z-16 F300 N0050 G01 G42 X-63.80 Y0 F100 N0060 G03 X-9.96 Y-63.02 I63.80 J0 N0070 G02 X-5.57 Y-63.76 I-27.32 J-172.84 N0080 G03 X63.99 Y-0.28 I5.57 J63.76 N0090 X63.72 Y0.03 I-0.29

35、 J0.01 N0100 G02 X44.79 Y19.60 I2.03 J20.9 NO110 G03 X14.79 Y59.18 I-45.86 J-3.60 N0120 X-55.62 Y25.05 I-14.79 J-59.18 N0130 G02 X-63.02 Y9.97 I-159.56 J71.88 N0140 G03 X-63.80 Y0 I63.02 J-9.97 N0150 G01 G40 X-73.80 Y10 F300 N0160 G00 Z40 N0170 X0 Y0 N0180 M02,49,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,四、加工中心程序編制 加工中心是高效、高精度

36、數(shù)控機床，工件在一 次裝夾中便可完成多道工序的加工，同時還備有 刀具庫，并且有自動換刀功能。 加工中心是一種 工藝范圍較廣的數(shù)控加工機床，能進行銑削、 鏜削、鉆削和螺紋加工等多項工作。適宜于加工 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工序多、精度要求高的零件，其加工的 主要對象有箱體類零件、復(fù)雜曲面、異形件、 盤套板類零件和特殊加工等五類。以配置 FANUC-0i數(shù)控系統(tǒng)的VNC1000C加工中心說 明加工中心程序編制。 1加工中心編程要點 加工中心的編程方法與數(shù)控銑床的編程 方法基本相同，加工坐標(biāo)系的設(shè)置方法 也一樣，但要注意換刀程序的應(yīng)用。下面 將主要介紹加工中心的加工固定循環(huán)功能。,圖2-26 固定循環(huán)動作,50

37、,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,2固定循環(huán)指令 在前面介紹的加工指令中，每一個G指令對應(yīng)機床的一個動作，在有一些數(shù)控系統(tǒng)中，為了進一步提高編程效率，將一些典型加工（如鏜孔、鉆孔、攻螺紋等）中幾個固定、連續(xù)的動作用一個G指令來指定，并用固定循環(huán)指令來選擇。FANUC-0i系統(tǒng)的固定循環(huán)如表2-5所示。這些循環(huán)通常包括以下六個基本動作，如圖2-26所示。 動作1：在XY平面定位 動作2：快速移動到R點 動作3：孔加工 動作4：孔底位置的動作，如暫停加工。 動作5：返回到R點。

38、 動作6：快速返回到起始點。,51,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,G73G89固定循環(huán)指令的程序段的格式： G9O/G91 G98/G99 G X Y Z R Q P F G90為絕對坐標(biāo)方式輸入，G91為增量坐標(biāo)方式輸入。G98返回到始平面高度，G99返回到安全平面高度。 X、Y孔中心位置坐標(biāo)，可以用絕對坐標(biāo)值，也可以用相對坐標(biāo)值。 Z孔底位置或孔的深度。 R安全平面高度。 Q深孔加工（G73、G83）時，指定每次進給的深度，或鏜孔（G76、G87）時，刀具的橫向偏移量。 圖2-27 鉆孔循環(huán) P刀具在孔底停留時間。 F切削進給速度。 例如，鉆加工如圖2-27所示零件上的10

39、mm孔，選擇直徑為10mm的麻花鉆頭，機床坐標(biāo)、工件坐標(biāo)（編程原點）與起刀點在圖上標(biāo)出， 采用刀具長度補償G43。,52,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,G73G89固定循環(huán)指令的程序段的格式： G9O/G91 G98/G99 G X Y Z R Q P F G90為絕對坐標(biāo)方式輸入，G91為增量坐標(biāo)方式輸入。G98返回到初始平面高度，G99返回到安全平面高度。 X、Y孔中心位置坐標(biāo)，可以用絕對坐標(biāo)值，也可以用相對坐標(biāo)值。 Z孔底位置或孔的深度。 R安全平面高度。 Q深孔加工（G73、G83）時，指定每次進給的深度，或鏜孔（G76、G87）時，刀具的橫向偏移量。 圖2-27 鉆孔循環(huán) P刀

40、具在孔底停留時間。 F切削進給速度。 例如，鉆加工如圖2-27所示零件上的10mm孔，選擇直徑為10mm的麻花鉆頭，機床坐標(biāo)、工件坐標(biāo)（編程原點）與起刀點在圖上標(biāo)出， 采用刀具長度補償G43。,53,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,O0010； N010 G92 X0 Y0 Z50.； N020 T01 M06； 選用T01號刀具（10鉆頭） N030 G90 S1000 M03； 啟動主軸正轉(zhuǎn)1000r/min N040 G00 X0. Y0. Z30. M08； N050 G81 G99 X10. Y10. Z-15. R5. F20；在（10，10）處鉆孔，孔深15mm，參考面高度5mm

41、，鉆孔循環(huán)結(jié)束返回參考平面。 N060 X50.； 在（50，10）處鉆孔（G81為模態(tài)）,N070 Y30.； 在（50，30）處鉆孔 N080 X10.； 在（10，30）處鉆孔 N090 G80； 取消鉆孔循環(huán) N100 G00 Z30.； N110 M30；,54,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,,圖2-27 鉆孔循環(huán),55,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,3零件的編程實例 在VNC1000C加工中心加工如圖2-28所示零件。,,圖2-28 加工中心加工實例,56,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,分析：該零件加工有外輪廓直線和圓弧加工，并要銑削內(nèi)方孔和內(nèi)圓孔，最后要鉆三個4 mm深8 mm的孔

42、。 N10 G55 G21 G28 X0 Y0 Z0設(shè)定單位為:mm;回參考點為(0,0,0) N20 G40 M06 T01取消刀具半徑補償,換1號刀 N30 G43 G00 X-10 Y-8 Z5 H01快速定位,并在運動過程中建立長度補償 N40 G01 Z-4 S1000 M03 F100 N50 G41 X0 D01 N60 Y60 F80 N70 X30 N80 G17 G02 X70 Y60 I20 J0 N90 G01 X100 N100 Y20 N110 G02 X80 Y0 R20,57,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,N120 G01 X12 N130 X0 Y20 N140

43、X-8 N150 G00 Z5 M05 N160 G28 X0 Y0 Z0 N170 G49 G40 M06 T02 N180 G90 G43 X50 Y60 Z2 H02 S1200 M03 N190 G01 Z-2 F35 N200 G91 G03 X0 Y0 I0 J-2 F75 N210 G01 Y5 N220 G03 X0 Y0 I0 J-7 N230 G01 Y5 N240 G03 X0 Y0 I0 J-12 N250 G90 G01 Z5 N260 G00 X27 Y47 N270 G01 Z-5 F35,58,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,N280 G91 X-14 F75 N29

44、0 Y-5 N300 X14 N310 Y-5 N320 X-14 N330 Y-5 N340 X14 N350 Y-5 N360 X-14 N370 Y-5 N380 X14 N390 G90 Y47 N400 X13 N410 Y23 N420 X27 N430 G00 Z5 M05 N440 G28 X0 Y0 Z0,59,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,圓弧加工，并要銑內(nèi)方孔和內(nèi)圓孔，最后要鉆三個4 mm深8 mm的孔。 N10 G55 G21 G28 X0 Y0 Z0設(shè)定單位為:mm;回參考點為(0,0,0) N20 G40 M06 T01取消刀具半徑補償,換1號刀 N30 G43 G00

45、 X-10 Y-8 Z5 H01快速定位,并在運動過程中建長度補償 N40 G01 Z-4 S1000 M03 F100 N50 G41 X0 D01 N60 Y60 F80 N70 X30 N80 G17 G02 X70 Y60 I20 J0 N90 G01 X100 N100 Y20 N110 G02 X80 Y0 R20,60,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,N120 G01 X12 N130 X0 Y20 N140 X-8 N150 G00 Z5 M05 N160 G28 X0 Y0 Z0 N170 G49 G40 M06 T02 N180 G90 G43 X50 Y60 Z2 H02 S1

46、200 M03 N190 G01 Z-2 F35 N200 G91 G03 X0 Y0 I0 J-2 F75 N210 G01 Y5 N220 G03 X0 Y0 I0 J-7 N230 G01 Y5 N240 G03 X0 Y0 I0 J-12 N250 G90 G01 Z5 N260 G00 X27 Y47,61,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,N270 G01 Z-5 F35 N280 G91 X-14 F75 N290 Y-5 N300 X14 N310 Y-5 N320 X-14 N330 Y-5 N340 X14 N350 Y-5 N360 X-14 N370 Y-5 N380 X14

47、N390 G90 Y47 N400 X13 N410 Y23 N420 X27,62,第三節(jié) 數(shù)控加工程序編制,N430 G00 Z5 M05 N440 G28 X0 Y0 Z0 N450 G49 G40 M06 T03 N460 G90 G43 X60 Y30 Z10 H03 S1000 M03 N470 G99 G83 X60 Y30 Z-8 Q4 R2 F100 N480 X80 Y40 N490 Y20 N500 G00 G80 Z20 M05 N510 G28 X0 Y0 Z0 N520 M30,63,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,一、MasterCAM系統(tǒng)簡介 MasterCAM是

48、美國專門從事CNC程序軟件開發(fā)的專業(yè)化公司CNC Software INC研制開發(fā)的CAD/CAM一體化軟件，可以完成二維繪圖、三維線框造型和三維實體造型，可以實現(xiàn)平面加工和三維加工多種功能，能在顯示屏幕上對加工過程進行動態(tài)模擬，具有多種后置處理程序。 MasterCAM是運行于WINDOWS95以上的視窗操作系統(tǒng)環(huán)境下的CAD/CAM系統(tǒng)，啟動MasterCAM以后，計算機屏幕上出現(xiàn)以下的工作界面，如圖2-29所示。,,64,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,圖2-29 MasterCAM工作環(huán)境,65,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,1. 主菜單區(qū) MasterCAM提供了10項主功能菜單，單

49、擊各項，即可進入所選菜單的功能或下一級菜單，MasterCAM的CAD/CAM功能操作主要通過主菜單和子菜單完成的，主菜單如表2-6所示。 2. 輔助菜單區(qū) 該區(qū)域主要用來設(shè)定繪圖和加工的輔助功能，如表2-7所示。 3. 工具條區(qū) 在MasterCAM環(huán)境中也可以通過選擇工具欄中的圖標(biāo)項選擇各項功能，工具欄的功能與屏幕菜單功能完全相似，且更為方便。 4. 繪圖區(qū) 設(shè)計工件的幾何圖形。 5. 菜單提示行 為用戶提供了當(dāng)前的操作命令提示，也叫命令提示信息。 6. 信息交互區(qū) 給出菜單功能的提示信息，并可輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。,66,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,二、MasterCAM自動編程實例

50、 以圖2-25為例，說明MasterCAM自動編程方法。 1圖形繪制 步驟1：進入MasterCAM Mill系統(tǒng)。 步驟2：構(gòu)造圖形。 繪圖的方法與AUTOCAD基本相似，這里不再敘述。構(gòu)造圖形如圖2-30所示。,67,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,,,圖2-30 應(yīng)用舉例,68,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,,步驟3：存盤。,圖2-31 “外形銑削”框圖,69,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,在主菜單上選擇“文檔/存檔”，文件名 2加工參數(shù)設(shè)定 步驟1：設(shè)定刀具路徑。 （1）單擊“主功能表”“T刀具路徑”“C外形加工”，（2）從外形：選擇“串聯(lián)”。（4）在工件輪廓線上選取一點，凸輪外輪廓全被

51、選中。（5）單擊串聯(lián)菜單中“D執(zhí)行”，出現(xiàn)“外形銑削”框圖，如圖2-31所示。 步驟2：選擇刀具。 （1）在圖2-31窗口中，單擊右鍵，出現(xiàn)圖2-32對話框。 從資料庫中取刀具資料建立新的刀具工作設(shè)定,70,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,（2）選擇“從刀具資料庫中取刀具資料”，出現(xiàn)圖2-33。 （3）選擇10mm的平銑刀，出現(xiàn)圖2-34，單擊“確定” 。 （4）單擊外形銑削參數(shù)，出現(xiàn)圖2-35，按圖示給出相關(guān)參數(shù)，單擊“確定”。 步驟3：J工作設(shè)定 單擊J工作設(shè)定，出現(xiàn)圖2-36。按圖示給出相關(guān)參數(shù)，單擊“確定”。 步驟4：O操作管理 單擊O操作管理，出現(xiàn)圖2-37。單擊“重新計算”、“N-S

52、EE 2000”“顯示刀具”、“OK”、“DONE”，出現(xiàn)圖2-38。顯示加工過程中刀具的動態(tài)模擬軌跡。 圖2-33 刀具選擇,71,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,,,圖2-33 刀具選擇,72,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,,,圖2-34 刀具參數(shù),73,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,步驟5：執(zhí)行后置處理 單擊“POST（后置處理），生成加工程序單。 圖2-35 刀具參數(shù)設(shè)定,,圖2-35 刀具參數(shù)設(shè)定,74,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,,,圖2-36 工作設(shè)定,75,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,,,圖2-37 操作管理,76,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,,,圖2-38 實體模擬加工,

53、77,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,% O0000 (PROGRAM NAME - 78) (DATE=DD-MM-YY - 13-11-02 TIME=HH:MM - 16:31) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 ( 10. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.) N104T1M6 N106G0G90X-67.959Y10.751A0.S1909M3 N108G43H1Z100. N110Z10. N112G1Z-16.F3.6 N114G3X-10.74Y-67.959R68.8F381.

54、8 N116G1X-10.728Y-67.961 N118G2X-6.464Y-68.679R170. .,78,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,N120G3X-6.004Y-68.741R5. N122X68.99Y-.302R69. N124G0Z100. N126X64.203Y5.007 N128Z10. N130G1Z-16.F3.6 N132G2X49.78Y19.917R16.F381.8 N134G3X49.775Y19.991R5. N136X16.514Y63.873R51. N138X16.07Y64.013R5.,79,第四節(jié) 數(shù)控自動編程應(yīng)用簡介,N140X-60.20

55、7Y27.039R65. N142G1X-60.209Y27.035 N144G2X-67.398Y12.386R170. N146G3X-67.959Y10.751R5. N148X-10.74Y-67.959R68.8 N150G1X-10.728Y-67.961 N152G2X-6.464Y-68.679R170. N154G3X-6.004Y-68.741R5. N156X68.99Y-.335R69. N158X64.216Y5.005R5.3 N160G1X64.203Y5.007 N162G0Z100. N164M5 N166G91G28Z0. N168G28X0.Y0.A0 N170M30,80,第二章 數(shù)控機床程序編制,習(xí) 題 1什么是數(shù)控加工程序編制？ 2舉例說明字地址程序段格式 3什么是機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系？ 4試編寫圖2-39所示零件的加工程序。,圖2-39,81,第二章 數(shù)控機床程序編制,5加工圖2-40所示的外表面，刀具直徑10mm，試采用刀具半徑補償指令編程。,圖2-40,82,第二章 數(shù)控機床程序編制,6試采用固定循環(huán)方式加工圖2-41所示零件的各孔。工件材料為HT300，使用刀具T01為鏜孔刀，T02為13鉆頭，T03為锪鉆。,圖2-41,7什么是自動編程？試運用自動編程編寫自定零件的NC程序。,