數(shù)控課件——數(shù)控車工基礎(chǔ)

1、旋轉(zhuǎn)中心線機(jī)床原點(diǎn)o1+Za+Xo2工 件 原 點(diǎn)o2工 件o1+Xa+Z起刀點(diǎn)XZ0O2O1 第二部分第二部分 數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程的基本概念一、程序編制：一、程序編制： 是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、工件尺寸、刀具位移的方向是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、工件尺寸、刀具位移的方向及其它輔助動作，按運(yùn)動順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的過及其它輔助動作，按運(yùn)動順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的過程。所編寫的程序單即加工程序單。程。所編寫的程序單即加工程序單。二、二、 編程的步驟編程的步驟1、確定工藝過程確定工藝過程 確定加工方法確定加工方法 加工路線的設(shè)計加工路線的設(shè)計

2、加工工序內(nèi)容設(shè)計加工工序內(nèi)容設(shè)計2、建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系3、運(yùn)動軌跡目標(biāo)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）的計算運(yùn)動軌跡目標(biāo)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）的計算4、編寫加工程序單編寫加工程序單5、程序檢驗(yàn)和首件切削程序檢驗(yàn)和首件切削三、數(shù)控車床的指令三、數(shù)控車床的指令1）、程序段序號、程序段序號 N10 N202）、準(zhǔn)備功能字：）、準(zhǔn)備功能字：G00G99 是使數(shù)控裝置作某種操作的功能是使數(shù)控裝置作某種操作的功能G代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼兩種。代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼兩種。所謂模態(tài)代碼是指某一所謂模態(tài)代碼是指某一G代碼（代碼（G01）一經(jīng)指定就一直有效，直）一經(jīng)指定就一直有效，直到后邊程序段中使用同組到后邊程序段中使

3、用同組G代碼（代碼（G03）才能取代它。而非模態(tài)）才能取代它。而非模態(tài)代碼只在指定的本程序段中有效。下一段程序需要時必須重寫代碼只在指定的本程序段中有效。下一段程序需要時必須重寫（如（如G04）。）?？焖冱c(diǎn)定位指令快速點(diǎn)定位指令G00G00指令是模態(tài)代碼，它命令刀具分別以點(diǎn)定位控制方式從刀具指令是模態(tài)代碼，它命令刀具分別以點(diǎn)定位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速運(yùn)動到下一個目標(biāo)位置。它只是快速定位，而無運(yùn)動所在點(diǎn)快速運(yùn)動到下一個目標(biāo)位置。它只是快速定位，而無運(yùn)動軌跡要求。其指令書寫格式是：軌跡要求。其指令書寫格式是：G00 XZ；刀具實(shí)際的運(yùn)動；刀具實(shí)際的運(yùn)動路線不是直線，而是折線，所以使用路線不是直線

4、，而是折線，所以使用G00指令時要注意刀具是否指令時要注意刀具是否和工件急夾具發(fā)生干涉，忽略這一點(diǎn)，就容易發(fā)生碰撞，而在快和工件急夾具發(fā)生干涉，忽略這一點(diǎn)，就容易發(fā)生碰撞，而在快速狀態(tài)下的碰撞更加危險。速狀態(tài)下的碰撞更加危險。 M04主軸反轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn) M05主軸仃轉(zhuǎn)主軸仃轉(zhuǎn) M06加工中心換刀加工中心換刀 M07、M08冷卻液開冷卻液開 M09冷卻液關(guān)冷卻液關(guān) M10工件夾緊工件夾緊 M11工件松開工件松開 程序段結(jié)束符：程序段結(jié)束符：LF 數(shù)控車床程序數(shù)控車床程序：ZXN10 M 03 S 800;N20 T0101;N30 G 00 X 40 Z 5;N40 G 01 X 27 Z 0 F

5、 0.1;N50 X 30 Z1.5;N60 Z30;N70 G 03 X 38 Z34 R 4;N80 G 01 Z60;N90 G 00 X 100 Z 150；N100 T0100;N110 T0202;N120 G 00 X 40 Z30;N130 G 01 X 26 F 0.05; 切槽N140 X 40;N150 G 00 X 100 Z 150;N160 T0200;N170 M 30;數(shù)控加工工藝分析數(shù)控加工工藝分析 無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些工藝問題（如對刀點(diǎn)、加工路線等)也

6、需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一項(xiàng)十分重要的工作。普通機(jī)床上加工零件時，是用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作程序，操作者按工藝卡上規(guī)定的“程序”加工零件。而在數(shù)控機(jī)床加工零件時，要把被加工的全部工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序用它控制機(jī)床加工。由此可見，數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進(jìn)行的，因而又有其特點(diǎn)。1)工序的內(nèi)容復(fù)雜。這是由于數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床價格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟(jì)上不合算、所以在數(shù)控機(jī)床上通常安排較復(fù)雜的工件，甚至在普通機(jī)床上難以完成的工序。 2）工步的安排更為詳盡。這是因?yàn)樵谄胀C(jī)床的加工工藝中不必考慮的

7、問題，如工序內(nèi)工步的安排、對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及加工路線的確定等問題，在編制數(shù)控加工工藝時卻不能忽略。一、數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)一、數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn) 二、數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容二、數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容 實(shí)踐證明，數(shù)控加工工藝分析主要包括以下幾方面：選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確度工序內(nèi)容。分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分，加工順序的安排，與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。設(shè)計數(shù)控加工工序，如工步的劃分，零件的定位與夾具的選擇，刀具的選擇，切削用量的確定等。調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、加工路線的確

8、定、刀具的補(bǔ)償(T01,T02,G41,G42)。分配數(shù)控加工中的容差。處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。 總之，數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，有些與普通機(jī)床加工相似，因而本章僅對編程中的工藝分析予以討論，而編程中工藝指令的處理將在數(shù)控編程中討論。 三、數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法三、數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法程序編制人員在進(jìn)行工藝分析時，要有機(jī)床說明書、編程手冊、切削用量表、標(biāo)準(zhǔn)工具、夾具手冊等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等。此外，編程人員應(yīng)不斷總結(jié)，積累工藝分析方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，編寫出高質(zhì)量的數(shù)控

9、加工程序。（1）數(shù)控加工零件工藝性分析 數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。分析零件圖樣a、零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn) 在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)，檢測基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設(shè)計人員一般在尺寸標(biāo)注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標(biāo)注方法，這樣就會給工序安排與數(shù)控加工帶來許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標(biāo)注法改

10、為同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。 b、構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 在手工編程時要計算基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。如圓孤與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切，但根據(jù)圖上給出的尺寸，在計算相切條件時，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構(gòu)成零件幾何元素條件的不充分，使編程時無法下手。遇到這種情況時，應(yīng)與零件設(shè)計者協(xié)商解決。c、尺寸公差要求 分析零件圖樣（圖）上的公差要求，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具選擇及確定切削用量等。 在該項(xiàng)分析過程中，還可以同時進(jìn)行一些編程尺寸的簡單換算。在數(shù)控編程

11、實(shí)踐中，常常對零件（圖）要求的尺寸取其最大和最小極限尺寸的平均值（圖）即中值作為編程的尺寸依據(jù)。 d、表面粗糙度要求 表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇機(jī)床、刀具及確定切削用量的重要依據(jù)。 e、材料與熱處理要求 圖樣上給出的零件材料與熱處理要求，是選擇刀具，和選擇機(jī)床型號及確定有關(guān)切削用量等的重要依據(jù)。制定加工方案 加工方案又稱工藝方案，數(shù)控機(jī)床的加工方案包括制定工序，工步及走刀路線等內(nèi)容。 在數(shù)控機(jī)床加工過程，由于加工對象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應(yīng)該行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理

12、。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而達(dá)到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。 在對加工工藝進(jìn)行認(rèn)真和仔細(xì)的分析后，制定加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短及特殊情況特殊處理。 a）先粗后精（圖3-7） b）先近后遠(yuǎn)（圖3-8）c）先內(nèi)后外對既有內(nèi)表面又有外表面的零件，在制定其加工方案時，通常應(yīng)安排先加工內(nèi)形和內(nèi)腔，后加工外形表面。這是因?yàn)榭刂苾?nèi)表面的尺寸和形狀較田難，刀具剛性相對較差，刀尖（刃）的使用壽命易受切削熱而降低，以及在加工中清除切屑比較困難等。d）程序段最少 e）走刀路線最短 確定走刀路線的工作重點(diǎn)，主要在于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加

13、工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。 走刀路線泛指刀具從對刀點(diǎn)（或機(jī)床固定原點(diǎn)）開始運(yùn)動起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入，切出等非切削空行程。 實(shí)現(xiàn)最短的走刀路線，除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時可輔以一些簡單計算?，F(xiàn)將實(shí)踐中的部分設(shè)計方法或思路介紹如下。最短的空行程路線，可通過巧用起刀點(diǎn)、巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點(diǎn)、合理安排“回零”路線、巧排空程進(jìn)給路線等方法達(dá)到（圖3-9）最短的切削進(jìn)給路線（圖3-11）幾種不同切削進(jìn)給路線的安排示意。其中a圖表示利用數(shù)控系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)功能而控制車刀沿著工件輪廓進(jìn)行走刀的路線；b圖為利用其程序循環(huán)功能安排的“三角形”走刀路線；c圖為利用其矩形循環(huán)功能而安排的“矩形”走刀路線。對以上三種切削進(jìn)給路線，經(jīng)分析和判斷可知c圖中的走刀長度總和最短。f）特殊處理先精后粗（圖3-12）；分序加工（圖3-13）；斷屑處理 在數(shù)控機(jī)床加工中，除了采取改變刀具切削部分的幾何角度和增加斷屑器等措施外，還可通過編程技巧制定其相應(yīng)的加工方案，以滿足加工中的斷屑要求。a連續(xù)進(jìn)行間隔式暫停（G04） b進(jìn)、退刀交替安排；進(jìn)給方向的特殊安排（圖3-16）；切入與切出路線；切入、切出點(diǎn)安排在直線與直線的交點(diǎn)或直線與圓弧的切點(diǎn)或交點(diǎn)上，避免產(chǎn)生接刀痕跡