數(shù)控機床與編程講義5課件

1數(shù)控機床與編程第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院機電工程系1數(shù)控機床與編程第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)2第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)本講主要內(nèi)容手工及自動編程的基本知識加工程序的結(jié)構(gòu)加工工藝路線設(shè)計及數(shù)值計算2第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)本講主要內(nèi)容3第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)§5.１

概述§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識§5.３數(shù)控加工工藝設(shè)計§5.４編程中的數(shù)值計算§5.５數(shù)控工藝文件的編寫§5.６自動編程介紹§5.７高速切削技術(shù)3第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)§5.１概述4§5.１

概述數(shù)控加工工藝

是采用數(shù)控機床加工零件時所運用的方法和手段的總和。4§5.１概述數(shù)控加工工藝5輪廓銑削5輪廓銑削6§5.１

概述數(shù)控機床加工零件過程6§5.１概述數(shù)7§5.１

概述數(shù)控加工工藝主要包括以下幾個方面內(nèi)容：對數(shù)控加工的合理性分析，選擇并確定數(shù)控加工內(nèi)容；對零件圖進行的數(shù)控加工工藝分析；進行數(shù)控加工的工藝設(shè)計；對零件圖進行數(shù)學(xué)處理；編寫零件的加工程序單；程序的校驗與修改；首件試加工與現(xiàn)場問題處理；數(shù)控加工工藝文件的完善和歸檔。7§5.１概述數(shù)控加工工藝主要包括以下幾個方面內(nèi)容：8§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.1數(shù)控編程的基本概念

把零件的工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移量等信息用數(shù)控語言記錄在程序單上，并經(jīng)校核的全過程。8§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.1數(shù)控編程的基本概9§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識加工程序的編制方法手工編程自動編程9§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識加工程序的編制方法10§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.2手工編程的方法和步驟分析零件圖樣和工藝處理數(shù)學(xué)處理編寫零件加工程序單

輸入數(shù)控系統(tǒng)

程序檢驗和首件試加工

10§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.2手工編程的方法11§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.3加工程序的結(jié)構(gòu)與格式加工程序的結(jié)構(gòu)程序開始部分——O或%若干程序段——整個程序的核心（指令→程序段→程序內(nèi)容）程序結(jié)束部分——M02、M30或M99（子程序結(jié)束）11§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.3加工程序的結(jié)構(gòu)12§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識12§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識13§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識O2001；(程序號)N10G50X200Z150T0100；(建立工件坐標(biāo)系，選擇T01號刀)N20G96S150M03；(恒線速設(shè)定，主軸正轉(zhuǎn))N25G50S2000； (設(shè)定主軸最高轉(zhuǎn)速)N30G00X20Z6T0101；(①建立刀具補償)N40G01Z-30F0.25；(②20圓柱加工)N50X50；(③50軸肩加工)N60X60Z-70；(④50圓錐加工)N70X90；(⑤60軸肩加工)N80G00X200Z150T00M05；(⑥刀具回位)N90M02；(程序結(jié)束)程序內(nèi)容13§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識O2001；14§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段

程序段是代碼格式編程的基本單位，程序被執(zhí)行時程序段通?？芍噶顢?shù)控機床完成一個動作

N20G96S150M03；14§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段15§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段的組成：程序段號若干個數(shù)據(jù)字數(shù)據(jù)字是控制系統(tǒng)的具體指令由地址符、特殊文字和數(shù)字集合而成，它代表機床的一個位置或一個動作

程序段結(jié)束符15§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段的組成：16§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識１２３４５６７８９１０１１１２

Ｎ_G_X_U_Q_Y_V_P_Z_W_R_I_J_K_R_…F_S_T_M_LF程序段號準備功能尺寸字進給功能主軸功能刀具功能輔助功能結(jié)束符常見程序段格式

16§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識１２３４５６７８９１０１１１17§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識字符

字符就是數(shù)控系統(tǒng)進行存儲或傳送的記號。一般分四類：文字

大寫的２６個英文字母；數(shù)字和小數(shù)點；符號

即“＋”和“－”；功能字符

程序開始及結(jié)束符、程序段結(jié)束符、機床控制暫停符和機床控制恢復(fù)符等。17§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識字符18§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識機能地址碼說明程序號O程序名程序段號N順序名準備功能Ｇ指定一種動作（直線、圓弧等）尺寸字X，Y，Z，U，V，W，A，B，C坐標(biāo)軸移動指令I(lǐng)，J，K圓弧中心坐標(biāo)R圓弧半徑進給功能F每分鐘或每轉(zhuǎn)進給量主軸速度功能S主軸速度刀具功能T刀具編號輔助功能Ｍ機床控制開/關(guān)B分度工作臺等偏移量號Ｄ，Ｈ偏移量量號暫停P，Ｘ暫停時間程序號指定Ｐ子程序號重復(fù)次數(shù)Ｐ子程序重復(fù)次數(shù)參數(shù)Ｐ，Ｑ固定循環(huán)參數(shù)常用地址碼及其含義FANUC18§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識機能地址碼說明程19機能地址碼說明指令值范圍程序號O程序名1～9999程序段號N順序名1～99999準備功能Ｇ指定一種動作（直線、圓弧等）0～99尺寸字X，Y，Z，U，V，W，A，B，C坐標(biāo)軸移動指令±99999.999I，J，K圓弧中心坐標(biāo)R圓弧半徑進給功能F每分鐘或每轉(zhuǎn)進給量1～240000mm/min或0.001～500.00mm/r主軸速度功能S主軸速度0～20000r/min刀具功能T刀具編號0～99999999輔助功能Ｍ機床控制開/關(guān)0～99999999B分度工作臺等0～99999999偏移量號Ｄ，Ｈ偏移量量號0～400暫停P，Ｘ暫停時間0～99999.999ｓ程序號指定Ｐ子程序號1～9999重復(fù)次數(shù)Ｐ子程序重復(fù)次數(shù)1～9999參數(shù)Ｐ，Ｑ固定循環(huán)參數(shù)常用地址碼及其含義FANUC19機能地址碼說明指令值范圍程序號O程序名1～20§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段的格式可分為固定順序程序段格式、分隔符程序格式和可變程序段格式。最常用的是地址可變程序段格式，簡稱字地址程序格式。其形式如下：

N_G_X_Y_Z_…F_S_T_M_；20§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段的格式可分為固定順序程21§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識例如：

N10G01X40Z0F0.2；其中：N為程序段地址碼，用于指令程序段號；G為指令動作方式的準備功能地址；G01為直線插補指令；X為坐標(biāo)軸地址，后面的數(shù)字表示刀具移動的目標(biāo)點坐標(biāo)；F為進給量指令地址，后面的數(shù)字表示進給量。21§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識例如：22§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識子程序零件數(shù)控加工程序可由主程序和子程序組成。22§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識子程序23

用子程序方式加工的零件§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識23用子程序方式加工的零件§5.２手工編程的24§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識子程序應(yīng)用范圍：工件上有若干個相同的輪廓形狀；加工中經(jīng)常出現(xiàn)或具有相同的加工路線；某一個輪廓或形狀需要分層加工；獨立的加工工步。24§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識子程序應(yīng)用范圍：25§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.4加工程序指令代碼程序段號N又稱程序段名，由地址N和數(shù)字組成。25§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.4加工程序指令代26§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識G功能

G指令是使數(shù)控機床建立起某種加工指令方式，如規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡(即規(guī)定插補功能)、刀具補償、固定循環(huán)、機床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面等多種加工功能。26§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識G功能27§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識G代碼可分成兩類：模態(tài)和非模態(tài)

模態(tài)指令又稱續(xù)效指令

另外所有的F、S、T指令和部分M代碼都屬于模態(tài)指令。非模態(tài)指令27§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識G代碼可分成兩類：模態(tài)和非模28表5-1G代碼(JB/T3208—1999)

28表5-1G代碼(JB/T3208—1999)29表5-1G代碼(JB/T3208—1999)

29表5-1G代碼(JB/T3208—1999)30表5-1G代碼(JB/T3208—1999)30表5-1G代碼(JB/T3208—1999)31G代碼(JB/T3208—1999)注：1.#號：如選做特殊用途，必須在程序格式說明中加以說明；2.如在直線切削中無刀具補償，則G43～52可定做其它內(nèi)容；3.表中帶括號（d）的表示可以被同欄中無括號的字母d注銷或代替，也可被有括號（d)注銷或代替。31G代碼(JB/T3208—1999)注：1.#號：G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G00快速移動點定位快速移動點定位G01直線插補直線插補G02順時針圓弧插補順時針圓弧插補G03逆時針圓弧插補逆時針圓弧插補G04暫停暫停G05---通過中間點圓弧插補G17XY平面選擇XY平面選擇G18ZX平面選擇ZX平面選擇G19YZ平面選擇YZ平面選擇G32螺紋切削---G33---恒螺距螺紋切削G40刀具補償注銷刀具補償注銷G41刀具補償——左刀具補償——左G42刀具補償——右刀具補償——右G43刀具長度補償——正---G44刀具長度補償——負---G49刀具長度補償注銷---G50主軸最高轉(zhuǎn)速限制---G54～G59加工坐標(biāo)系設(shè)定零點偏置FANUC與SIEMENS系統(tǒng)G功能對比G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G00快速移動點定位G65用戶宏指令---G70精加工循環(huán)英制G71外圓粗切循環(huán)米制G72端面粗切循環(huán)---G73封閉切削循環(huán)---G74深孔鉆循環(huán)---G75外徑切槽循環(huán)---G76復(fù)合螺紋切削循環(huán)---G80撤銷固定循環(huán)撤銷固定循環(huán)G81定點鉆孔循環(huán)固定循環(huán)G90絕對值編程絕對尺寸G91增量值編程增量尺寸G92螺紋切削循環(huán)主軸轉(zhuǎn)速極限G94每分鐘進給量直線進給率G95每轉(zhuǎn)進給量旋轉(zhuǎn)進給率G96恒線速控制恒線速度G97恒線速取消注銷G96G98返回起始平面---G99返回R平面---FANUC與SIEMENS系統(tǒng)G功能對比G65用戶宏指令---G70精加工循環(huán)英制G71外圓粗切循環(huán)34§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識S功能

S指令用來指定主軸轉(zhuǎn)速，用字母及后面的1～4位數(shù)字表示。有恒轉(zhuǎn)速(單位為r/min)和恒線速(單位為m/min，Ｇ９６設(shè)定，Ｇ９７取消)兩種指令方式S指令是模態(tài)指令34§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識S功能35§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識進給功能(F功能)F指令為進給速度指令，用來指定坐標(biāo)軸移動進給的速度G94（每分鐘進給）G95（主軸每轉(zhuǎn)進給）,主要用于數(shù)控車削Ｆ指令在螺紋切削中用于指定螺紋導(dǎo)程F指令為模態(tài)代碼35§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識進給功能(F功能)36§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識T功能T指令用于選擇所需的刀具，同時還可用來指定刀具補償號36§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識T功能37§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識T指令用法：加工中心程序中的T代碼后的數(shù)字直接表示所選擇的刀具號碼，如T12，表示12號刀數(shù)控車床程序中的T代碼后的數(shù)字既包含所選擇的刀具號，也包含刀具補償號，如T0102，表示選擇01號刀，調(diào)用02號刀補參數(shù)37§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識T指令用法：38§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識輔助功能(M指令)輔助功能指令用于指定主軸啟停M03、M04、M05主軸正反轉(zhuǎn)冷卻液的開關(guān)M07、M08、M09工件或刀具的夾緊與松開M10、M11刀具的更換M0638§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識輔助功能(M指令)39§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識輔助功能由指令地址符M和后面的兩位數(shù)字組成，也有M00～M99共100種。M指令也有模態(tài)指令與非模態(tài)指令。39§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識輔助功能由指令地址符M40

輔助功能M代碼(JB/T3208—1999)

代碼模態(tài)功能代碼模態(tài)功能M00－程序停止M11*松開M01－計劃停止M12＃不指定M02－程序結(jié)束M13*主軸順時針方向，切削液開M03*主軸順時針旋轉(zhuǎn)M14*主軸逆時針方向，切削液開M04*主軸逆時針旋轉(zhuǎn)M15－正運動M05*主軸停止M16－負運動M06－換刀M17~M18＃不指定M07*１號切削液開M19*主軸定向停止M08*２號切削液開M20~M29＃永不指定M09*切削液關(guān)M30－紙帶結(jié)束M10*夾緊M31－互鎖旁路40輔助功能M代碼(JB/T3208—1999)代碼模態(tài)41代碼模態(tài)功能代碼模態(tài)功能M32~M35#不指定M52~M54#不指定M36#進給范圍１M55#刀具直線位移，位置１M37#進給范圍２M56#刀具直線位移，位置２M38#主軸速度范圍１M57~M59#不指定M39#主軸速度范圍２M60－更換工作M40~M45#不指定M61*工件直線位移，位置１M46~M47#不指定M62*工件直線位移，位置２M48*注銷Ｍ４９M63~M70#不指定M49#進給率修正旁路M71*工作角度位移，位置１M50#３號切削液開M72*工作角度位移，位置２M51#４號切削液開M73~M89#不指定M90~M99#永不指定輔助功能M代碼(JB/T3208—1999)41代碼模態(tài)功能代碼模態(tài)功能M32~M35#不指定M52~M42§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識

常用M指令如下：

M00、M01、MO2、M03、M04、M05、M06、M07、M08、M09、M3042§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識常用M指令如下：43§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識

常用M指令如下：

(1)?M00——程序停止指令。M00使程序停止在本段狀態(tài)，不執(zhí)行下段。執(zhí)行完含有M00的程序段后，機床的主軸、進給、冷卻都自動停止，但全部現(xiàn)存的模態(tài)信息保持不變，重按控制面板上的循環(huán)啟動鍵，便可繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。43§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識常用M指令如下：44§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識

M00指令可用于自動加工過程中停車進行測量工件尺寸、工件調(diào)頭、手動變速等操作。44§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識M00指令可用于自動加工45§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識

常用M指令：

(2)

M01——計劃停止指令。

M01與M00相似，不同的是必須預(yù)先在控制面板上按下“任選停止”鍵，當(dāng)執(zhí)行到M01時程序才停止；否則，機床仍不停地繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的程序段。該指令常用于工件尺寸的停機抽樣檢查等，當(dāng)檢查完成后，可按啟動鍵繼續(xù)執(zhí)行以后的程序。45§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識常用M指令：46§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識

(3)?M02——程序結(jié)束指令。用此指令使主軸、進給、冷卻全部停止，并使機床復(fù)位。M02必須出現(xiàn)在程序的最后一個程序段中，表示加工程序全部結(jié)束。

(4)?M03、M04、M05——主軸正/反轉(zhuǎn)、停止指令。M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)，M05表示主軸停止。46§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識(3)?M02——程序47§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識

(5)?M06——換刀指令。該指令用于具有自動換刀裝置的機床。

（6）M07、M08、M09——分別為霧狀冷卻液、液狀冷卻液開及冷卻液停的指令。

（7）M30——程序結(jié)束它與M02功能雖相似，但M30可使程序返回到開始狀態(tài)。47§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識(5)?M06——換刀48§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識坐標(biāo)字坐標(biāo)字在程序段中主要用來指令機床上刀具運動到達的坐標(biāo)位置，表示暫停時間等功能。48§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識坐標(biāo)字49§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識坐標(biāo)字由坐標(biāo)地址符及數(shù)字組成，且按一定順序進行排列。各坐標(biāo)軸的地址符按下列順序排列：

X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E49§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識坐標(biāo)字由坐標(biāo)地址符及數(shù)字組成50§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識地址碼意義X-Y-Z-基本直線坐標(biāo)軸尺寸U-V-W-第一組附加直線坐標(biāo)軸尺寸P-Q-R-第二組附加直線坐標(biāo)軸尺寸A-B-C-繞X、Y、Z旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸尺寸I-J-K-圓弧圓心的坐標(biāo)尺寸D-E-附加旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸尺寸R-圓弧半徑值地址符含義

50§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識地址51§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段結(jié)束標(biāo)志符寫在每個程序段之后，表示程序結(jié)束。當(dāng)用EIA標(biāo)準代碼時，結(jié)束符為“CR”，用ISO標(biāo)準代碼時為“NL”或“LF”。有的用符號“；”或“*”表示。在編寫程序單時可以不書寫程序段結(jié)束符號，輸入時，CNC會自動加上。51§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識程序段結(jié)束標(biāo)志符52§5.3數(shù)控加工工藝設(shè)計機械加工工藝過程

是指用材料去除方法改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使其成為達到設(shè)計要求的過程。52§5.3數(shù)控加工工藝設(shè)計機械加工工藝過程53數(shù)控加工工藝的特點：工藝內(nèi)容設(shè)計十分具體工藝設(shè)計非常嚴密操作程序化相當(dāng)嚴格機床的合理應(yīng)用§5.3數(shù)控加工工藝設(shè)計數(shù)控加工的特點53數(shù)控加工工藝的特點：§5.3數(shù)控加工工藝設(shè)計54§5.４編程中的數(shù)值計算數(shù)控編程的主要工作就是把加工過程中刀具移動的位置按一定的順序和方式編寫成程序單，輸入機床的控制系統(tǒng)，操縱加工過程。刀具移動位置是根據(jù)零件圖紙，按照已經(jīng)確定的加工路線和允許的加工誤差（即容差：用插補線段逼近實際輪廓曲線時允許存在的誤差）計算出來的。54§5.４編程中的數(shù)值計算數(shù)控編程的主要工作就是55§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.1基點與節(jié)點的坐標(biāo)計算基點就是構(gòu)成零件輪廓的各相鄰幾何元素之間的交點或切點。55§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.1基點與節(jié)點的坐標(biāo)56

零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如直線、圓弧、二次曲線等，各幾何要素之間的連接點稱為基點?；c坐標(biāo)是編程中必需的重要數(shù)據(jù)。A、B、C、D、E為基點。56零件的輪廓是由許多不同的幾何要素所組成，如57§5.４編程中的數(shù)值計算節(jié)點

是在滿足容差要求條件下用若干插補線段（如直線段或圓弧段等）去逼近實際輪廓曲線時，相鄰兩插補線段的交點。一般稱基點和節(jié)點為切削點，即刀具切削部位必須切到的點。57§5.４編程中的數(shù)值計算節(jié)點58§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.2刀具中心軌跡的計算刀具中心位置是刀具相對于每個切削點刀具中心所處的位置。對于沒有刀具偏置功能的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計算出相對于基點和節(jié)點的刀具中心位置軌跡。對于具有刀具偏置功能的數(shù)控系統(tǒng)，加工某些內(nèi)腔型面時，往往也要求計算出刀具中心軌跡的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。58§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.2刀具中心軌跡的59§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.3手工編程的輔助計算增量計算

對于增量坐標(biāo)的數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)計算出后一節(jié)點相對前一節(jié)點的增量值。輔助程序段的數(shù)值計算

對刀點到切入點的程序段，以及切削完畢后返回到對刀點的程序均屬輔助程序段。在填寫程序單之前，輔助程序段的數(shù)據(jù)也應(yīng)預(yù)先確定。59§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.3手工編程的輔助60§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.4平面輪廓基點坐標(biāo)計算直線、圓弧類零件的數(shù)學(xué)處理

數(shù)控機床一般都具有直線插補和圓弧插補的功能，因此對于由直線、圓弧組成的平面輪廓零件，它的數(shù)值計算比較簡單，主要是基點的計算?；c坐標(biāo)的計算一般比較簡單，可根據(jù)零件圖樣給定的尺寸，運用代數(shù)、幾何、三角、解析幾何的有關(guān)知識，直接計算出數(shù)值。60§5.４編程中的數(shù)值計算5.4.4平面輪廓基點坐61直線與圓弧的交點計算如圖所示，已知直線方程為y=kx+b，求以點（x0，y0）為圓心，半徑為R的圓與該直線的交點坐標(biāo)（xc，yc）。直線方程與圓方程聯(lián)立，得聯(lián)立方程組：

經(jīng)推算后給出標(biāo)準計算公式如下：（求較大者時取“＋”）

61直線與圓弧的交點計算經(jīng)推算后給出標(biāo)準計算公式如下：（求62上式也可用于求解直線與圓相切時的切點坐標(biāo)。當(dāng)直線與圓相切時，取B2－4AC=0，此時=－B/（2A），其余計算公式不變。直線與圓相切求切點坐標(biāo)如圖所示，已知圓外一點（x1，y1)的直線L與一個已知圓相切，已知圓心坐標(biāo)為（x0，y0)，半徑為R，求切點坐標(biāo)（xc，yc)62上式也可用于求解直線與圓相切時的切點坐標(biāo)。當(dāng)直線與圓相切63§5.４編程中的數(shù)值計算計算公式如下：Δx=x0-x1

Δy=y0-y1計算β時，α2為有向角。另外，在計算（xc，yc)時，其“±”號的選取則取決于xc，yc相對于x0、y0所處的象限位置。63§5.４編程中的數(shù)值計算計算公式如下：計算β時，α2為64圓弧與圓弧相交或相切

如圖所示，已知兩相交圓的圓心坐標(biāo)及半徑分別為（x1，y1），R1；（x2，y2），R2，求其交點坐標(biāo)（x

c，yc）。聯(lián)立兩圓方程：ＸＹO1O2(x1，y1)(x2，y2)R2R1(xc，yc)C經(jīng)推算可給出標(biāo)準計算公式如下：64圓弧與圓弧相交或相切ＸＹO1O2(x1，y1)(x2，65（求x

c較大值時取“＋”）當(dāng)兩圓相切時，B2－4AC=0，因此上式也可用于求兩圓相切的切點。65（求xc較大值時取“＋”）當(dāng)兩圓相切時，B2－4AC=66§5.４編程中的數(shù)值計算下面舉例說明增量值計算66§5.４編程中的數(shù)值計算下面舉例說明67§5.４編程中的數(shù)值計算(1)刀具路線S→A→B，計算方法為：XA=32－20tan30°=32－11.547=20.453XB=20sin60°=17.321YB=20－20cos60°=1067§5.４編程中的數(shù)值計算(1)刀具路線S→A→B，計68§5.４編程中的數(shù)值計算(2)刀具路線B→C→D→E，計算方法為：XC=25－(20sin60°－20tan30°)－(15sin60°－15tan30°)=14.896YC=XCtan60°=25.801XD=15sin60°=12.990YD=15－15cos60°=7.5XE=24－15tan30°=15.34068§5.４編程中的數(shù)值計算(2)刀具路線B→C→D→E69§5.４編程中的數(shù)值計算(3)刀具路線E→F→G→H，計算方法為：XF=20－15cos60°=22.5YF=20tan60°－15sin60°=21.651XG=15cos60°＋15cos30°=20.450YG=15sin60°－15sin30°=5.49XH=43.3－15cos30°=30.310YH=25－15sin30°=17.569§5.４編程中的數(shù)值計算(3)刀具路線E→F→G→H70§5.４編程中的數(shù)值計算b)絕對值計算實例：70§5.４編程中的數(shù)值計算b)絕對值計算實例：71§5.４編程中的數(shù)值計算XA=－10×cos30°=－8.66YA=30+10×sin30°=35XB=10×cos30°=8.66YB=30+10×sin30°=35XC=30×cos30°+10×cos30°=34.641YC=－30×sin30°+10×sin30°=－10XD=30×cos30°=25.981YD=－30×sin30°－10＝－25XE=－30×cos30°=－25.981YE=－30×sin30°－10＝－25XF=－30×cos30°－10×cos30°=－34.641YF=－30×sin30°+10×sin30°=－1071§5.４編程中的數(shù)值計算XA=－10×cos30°=－872非圓曲線處理方法數(shù)控系統(tǒng)一般都只有直線和圓弧插補功能，這種機床無法直接加工除直線和圓弧以外的曲線，如漸開線、橢圓、雙曲線、阿基米德螺旋線、拋物線等。對于這些非圓曲線輪廓，只有用直線或圓弧去逼近它，即將輪廓曲線按編程允許的誤差分割成許多小段，再用直線或圓弧去逼近這些小段。逼近線段與非圓曲線的交點或切點稱為節(jié)點，對這種輪廓進行數(shù)學(xué)計算，其實質(zhì)就是計算各節(jié)點的坐標(biāo)。72非圓曲線處理方法73

例如，對下圖所示的曲線用直線逼近時，其交點A、B、C、D、E、F等即為節(jié)點。73例如，對下圖所示的曲線用直線逼近時，其74§5.５數(shù)控工藝文件的編寫在編制工藝文件前，應(yīng)當(dāng)對工件的毛坯質(zhì)量、刀輔具系統(tǒng)、夾具狀況、機床的性能特點進行調(diào)查研究，熟悉和掌握涉及數(shù)控加工的有關(guān)技術(shù)信息，力求編出高質(zhì)量的工藝文件來?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫74§5.５數(shù)控工藝文件的編寫§5.５數(shù)控工藝文件的編寫755.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式幾種常用的數(shù)控加工工藝文件格式如下：數(shù)控加工編程任務(wù)書

數(shù)控加工編程任務(wù)書是在編寫加工程序前完成的工藝說明性技術(shù)文件。該文件指定了所加工零件使用的機床型號、數(shù)控系統(tǒng)型號，記載并說明了工藝人員對數(shù)控加工工序的技術(shù)要求、工序說明、毛坯尺寸或預(yù)加工后的加工余量，以及加工中使用工、夾、量、刀具的意見等?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式755.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式§5.５數(shù)控工藝文件76數(shù)控加工編程任務(wù)書（廠名）數(shù)控編程任務(wù)書任務(wù)書編號零件名稱零件圖號機床型號數(shù)控系統(tǒng)工序名稱工序號加工內(nèi)容編制×××校對×××審核×××年月日共頁第頁填寫主要說明幾對數(shù)控加工工序的技術(shù)要求§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工編程任務(wù)書76數(shù)控加工編程任務(wù)書（廠名）數(shù)控編程任務(wù)書任務(wù)書編號零件77數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡是用于指導(dǎo)工人操作的工藝指令性技術(shù)文件。它是在產(chǎn)品加工工藝過程卡的基礎(chǔ)上，針對每道數(shù)控加工工序的內(nèi)容描述數(shù)控加工工藝參數(shù)和操作信息的一種工藝文件，是編制加工程序的工藝依據(jù)?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工工序卡77數(shù)控加工工序卡§5.５數(shù)控工藝文件的編寫78（廠名）數(shù)控加工工序卡零件名稱零件圖號車間工序號工序名稱工件材料機床型號數(shù)控系統(tǒng)機床編號毛坯尺寸程序名編程原點工位器具夾具名稱量具名稱工序工時準終單件工步號工步內(nèi)容加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速（r/min)進給量(mm/min)背吃刀量（mm）加工方式切削工時123編制×××審核×××批準×××年月日共頁第頁數(shù)控加工工序卡78（廠名）數(shù)控加工工序卡零件名稱零件圖號車間工序號工序79數(shù)控加工刀具卡與配套卡數(shù)控加工刀具卡是指導(dǎo)編寫加工程序和操作機床時輸入刀具參數(shù)工作的工藝指令性技術(shù)文件，其式樣因工廠刀具管理差異不盡相同。數(shù)控加工刀具配合使用的還的刀具配套卡。在刀具配套卡中繪有刀具配套簡圖和相關(guān)配套零件目錄，它主要包括刀輔具名稱、規(guī)格型號等內(nèi)容。§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工刀具卡與配套卡79數(shù)控加工刀具卡與配套卡§5.５數(shù)控工藝文件的編寫80（廠名）數(shù)控加工刀具卡零件名稱零件圖號工步號刀具號刀具名稱刀柄型號刀具偏置號D、H加工表面刀片型號備注直徑長度刃數(shù)編制×××審核×××批準×××年月日共頁第頁數(shù)控加工刀具卡§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工刀具卡與配套卡80（廠名）數(shù)控加工刀具卡零件名稱零件圖號工步號刀具號刀具刀81（刀具簡圖）（廠名）數(shù)控刀具配套卡零件名稱零件圖號程序號刀具編號刀具名稱車間加工設(shè)備刀具的組成序號123編制×××審核×××批準×××年月日共頁第頁數(shù)控刀具配套卡§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工刀具卡與配套卡81（刀具簡圖）（廠名）數(shù)控刀具配套卡零件名稱零件圖號程序號82數(shù)控加工走刀路線圖數(shù)控加工走刀路線是指刀具相對于工件運動的軌跡，也稱加工路線或刀位軌跡圖，它是編程人員進行數(shù)值計算、編制程序、審查程序和修改程序的工藝說明性技術(shù)文件。§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工走刀路線圖82數(shù)控加工走刀路線圖§5.５數(shù)控工藝文件的編寫83(廠名）數(shù)控加工走刀路線圖零件圖號工序名稱程序號工序號工步號機床型號數(shù)控系統(tǒng)刀具號刀補號刀尖半徑刀具長度坐標(biāo)點（坐標(biāo)值）（某一工步的走到路線圖）編制×××校對×××審核×××年月日共頁第頁§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工走刀路線圖數(shù)控加工走刀路線圖83(廠名）數(shù)控加工零件圖號工序名稱程序號工序號工步號機床型84加工程序單加工程序單是數(shù)控機床運動的指令集合，也是加工作業(yè)指令性技術(shù)文件。該文件記錄了數(shù)控加工的工藝過程、切削用量、刀具位移、刀具尺寸以及機床運動的全過程?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式加工程序單84加工程序單§5.５數(shù)控工藝文件的編寫85NGXZIKFSTMCR程序注釋N0010010206CR定義刀具N0020G00G90G5450100CR設(shè)定坐標(biāo)系，絕對值編程N003050003CR主軸正轉(zhuǎn)500r/min........................N0090G00100CR返回Z向初始位置N010030CR程序結(jié)束

加工程序單零件名稱：_____零件圖號：_____工序名稱：_____工序編號：_____編制：_____校對：_____審核：_____日期：____年__月__日共__頁第__頁O________§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式5.加工程序單85NGXZIKFSTMCR程序注釋N0010010206C86

加工程序單零件名稱：_____零件圖號：_____工序名稱：_____工序編號：_____編制：_____校對：_____審核：_____日期：____年__月__日共__頁第__頁O________程序段號程序內(nèi)容程序注釋N0010T0102M06定義刀具N0020G00G90G54X50Z100設(shè)定坐標(biāo)系，絕對值編程N0030S500M03主軸正轉(zhuǎn)500r/min....................................N0090G00Z100返回Z向初始位置N0100M30程序結(jié)束§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式加工程序單8687加工程序說明卡加工程序說明卡是與加工程序單配套使用的工藝說明性技術(shù)文件。根據(jù)應(yīng)用實踐，一般應(yīng)對加工程序做出說明的主要內(nèi)容如下：所用數(shù)控設(shè)備及數(shù)控系統(tǒng)型號，數(shù)控系統(tǒng)軟件的版本號；整個加工程序的內(nèi)容安排（相當(dāng)于工步內(nèi)容說明與工步順序、加工操作類型）；工件相對于機床的坐標(biāo)方向及位置、工件裝夾方式、找正工件的方法；§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式加工程序說明卡87加工程序說明卡§5.５數(shù)控工藝文件的編寫88對刀點（編程原點）位置及允許的對刀誤差；刀具起刀點、退刀點及進退刀方式、安全高度、換刀點坐標(biāo)位置；鏡像加工使用的對稱軸；所用刀具的補償方式（左補償、右補償、長度補償）及刀具半徑、長度補償號，必須按實際刀具半徑（或長度）加大（或縮?。┭a償值的設(shè)置方法等；§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式加工程序說明卡88對刀點（編程原點）位置及允許的對刀誤差；§5.５數(shù)控工89對程序中編入的子程序的功能說明；特殊程序段的說明，例如，需要在加工中更換夾緊點（挪動壓板）的計劃停止程序段號，中間測量用的計劃停止段號等；其他需要說明的問題等。§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式加工程序說明卡89對程序中編入的子程序的功能說明；§5.５數(shù)控工藝文件的90廠名加工程序說明卡工序名稱工序號NC程序號機床型號數(shù)控系統(tǒng)加工批量零件名稱零件圖號編制×××校對×××審核×××年月日共頁第頁§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.1數(shù)控加工工藝文件的格式加工程序說明卡加工程序說明卡90廠名加工程序說明卡工序名稱工序號NC程序號機床型號數(shù)控系915.5.2數(shù)控加工工藝文件的編寫要求編寫數(shù)控加工工藝文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計任務(wù)中非常重要的一項工作。它在生產(chǎn)中通?？勺鞯闹笇?dǎo)操作者正確按程序加工，保證加工工藝的嚴肅性、生產(chǎn)操規(guī)范性，同時也對產(chǎn)品的質(zhì)量起保證作用?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.2數(shù)控加工工藝文件的編寫要求915.5.2數(shù)控加工工藝文件的編寫要求§5.５數(shù)控工藝92數(shù)控加工工藝文件編寫的基本要求：選擇與加工內(nèi)容相適應(yīng)的工藝文件格式；字跡工整，文字表達言簡意賅；工藝簡圖清晰，尺寸標(biāo)注準確無誤；需要說明的內(nèi)容要交代完整；文圖相符，文實相符，不互相矛盾；當(dāng)加工程序更改時，相應(yīng)工藝文件要同時更改；加工程序和工藝文件要統(tǒng)一編號，及時存檔?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.2數(shù)控加工工藝文件的編寫要求92數(shù)控加工工藝文件編寫的基本要求：§5.５數(shù)控工藝文件的935.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例如圖所示為平面槽形凸輪零件，其外部輪廓尺寸已經(jīng)由前道工序加工完，本工序的任務(wù)是在銑床上加工槽與孔。零件材料為HT200，其數(shù)控銑床加工工藝分析如下：§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例935.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例§5.５數(shù)94加工槽與孔零件材料為HT200（灰口鑄鐵,抗拉強度200）

§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例94加工槽與孔零件材料為HT200（灰口鑄鐵,抗拉強度295零件圖工藝分析凸輪槽形內(nèi)、外輪廓由直線、圓弧組成，幾何元素之間關(guān)系描述清楚完整；凸輪槽側(cè)面與φ20、φ12兩個內(nèi)孔表面粗糙度要求較高，為Ra1.6。凸輪槽內(nèi)外輪廓面和φ20孔與底面有垂直度要求。零件材料為HT2OO，切削加工性能較好?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例95零件圖工藝分析§5.５數(shù)控工藝文件的編寫96根據(jù)上述分析，凸輪槽內(nèi)、外輪廓及φ20、φ12兩個孔的加工應(yīng)分粗、精加工兩個階段進行，以保證表面粗糙度要求。同時以底面A定位，提高裝夾剛度以滿足垂直度要求?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例96根據(jù)上述分析，凸輪槽內(nèi)、外輪廓及φ20、φ12兩個孔的加97確定裝夾方案根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，加工φ20、φ12兩個孔時，以底面A定位(必要時可設(shè)工藝孔)，采用螺旋壓板機構(gòu)夾緊。加工凸輪槽內(nèi)外輪廓時，采用“一面兩孔”方式定位，即以底面A和φ20、φ12兩個孔為定位基準?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例97確定裝夾方案§5.５數(shù)控工藝文件的編寫98為此，設(shè)計一面兩銷專用夾具，在墊塊上分別精鏜φ20、φ12兩個定位銷安裝孔，孔距為65mm，墊塊平面度為0.04mm。裝夾示意如圖所示。采用雙螺母夾緊，提高裝夾剛性，防止銑削時振動。§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例98為此，設(shè)計一面兩銷專用夾具，在墊塊上分別精鏜φ20、φ199§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例99§5.５數(shù)控工藝文件的編寫100確定加工順序及進給路線

加工順序的擬定按照基面先行、先粗后精的原則確定：因此應(yīng)先加工用作定位基準的φ20、φ12兩個孔;然后再加工凸輪槽內(nèi)外輪廓表面；為保證加工精度，粗、精加工應(yīng)分開，其中φ20、φ12兩個孔的加工采用鉆孔→粗鉸→精鉸方案；§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例100確定加工順序及進給路線§5.５數(shù)控工藝文件的編寫101確定加工順序及進給路線進給路線包括平面進給和深度進給兩部分；深度進給有兩種方法一種是在XOZ平面(或YOZ平面)來回銑削逐漸進刀到既定深度；另一種方法是先打個工藝孔，然后從工藝孔進刀到既定深度?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例101確定加工順序及進給路線§5.５數(shù)控工藝文件的編寫102平面進給時，外凸輪廓從切線方向切入，內(nèi)凹輪廓從過渡圓弧切入。為使凸輪槽表面具有較好的表面質(zhì)量，采用順銑方式銑削，對外凸輪廓，按順時針方向銑削，對內(nèi)凹輪廓逆時針方向銑削；§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例102平面進給時，外凸輪廓從切線方向切入，內(nèi)凹輪廓從過渡圓弧103刀具選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，銑削凸輪槽內(nèi)、外輪廓時，銑刀直徑受槽寬限制，取為φ6mm，粗加工選用φ6高速鋼立銑刀，精加工選用φ6硬質(zhì)合金立銑刀。所選刀具及其加工表面見下表：平面槽形凸輪數(shù)控加工刀具卡片?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例103刀具選擇§5.５數(shù)控工藝文件的編寫104§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例（廠名）數(shù)控加工刀具卡零件名稱平面槽型凸輪零件圖號MC－011序號刀具號刀具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱刀柄型號刀長1T01φ5NC點鉆BT40－JZM10鉆5mm中心鉆2T02φ19.8鉆頭BT40－M2－454520孔預(yù)鉆3T03φ11.9鉆頭BT40－JZM133012孔預(yù)鉆4T04φ20鉸刀BT40－MW2－554529孔精加工5T05φ12鉸刀BT40－MW2－553012孔精加工6T0690°倒角銑刀BT40－M2－4520孔倒角1.5×45°倒角7T07φ6立銑刀BT40－Q16－6520粗加工凸輪槽內(nèi)外輪廓高速鋼8T08φ6立銑刀BT40－Q16－6520精加工凸輪槽內(nèi)外輪廓硬質(zhì)合金編制×××審核×××批準×××××年×月×日共1頁第1頁平面槽型凸輪數(shù)控加工刀具卡104§5.５數(shù)控工藝文件的編寫（廠名）數(shù)控加工刀具卡零件105切削用量的選擇凸輪槽內(nèi)、外輪廓精加工時留0.1mm銑削余量，精鉸φ20、φ12兩個孔時留0.05mm鉸削余量。選擇主軸轉(zhuǎn)速與進給速度時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進給量，然后按式vc=πdn/1000，v=nZfz，計算主軸轉(zhuǎn)速與進給速度(計算過程從略)。§5.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例105切削用量的選擇§5.５數(shù)控工藝文件的編寫106填寫數(shù)控加工工序卡片將各工步的加工內(nèi)容、所用刀具和切削用量填入:平面槽形凸輪數(shù)控加工工序卡片?！?.５數(shù)控工藝文件的編寫5.5.3典型零件數(shù)控銑床加工工藝分析實例106填寫數(shù)控加工工序卡片§5.５數(shù)控工藝文件的編寫107（廠名）數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號××××平面槽型凸輪MCT01－011工序號程序編號夾具名稱設(shè)備名稱數(shù)控系統(tǒng)車間003O1200－O1500螺旋壓板XK5025FANUC0M機加一工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/mm背吃刀量mm備注1A面定位鉆φ5中心鉆（2處）T01φ575535自動2鉆φ19.8孔T02φ19.840240自動3鉆φ11.9孔T03φ11.940240自動4鉸φ20孔T04φ20130200.2自動5鉸φ12孔T05φ12130200.2自動6φ20孔倒角1.5×45°T0690°402手動7一面兩孔定位粗銑凸輪內(nèi)輪廓T07φ6780404自動8粗銑凸輪外輪廓T07φ6780404自動9精銑凸輪內(nèi)輪廓T08φ614952014自動10精銑凸輪外輪廓T08φ614952014自動11反面裝夾，銑φ20孔另一側(cè)倒角1.5×45°T0690°402手動編制×××審核×××批準×××××年×月×日共1頁第1頁平面槽型凸輪數(shù)控加工工序卡107（廠名）數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號××××108§5.6自動編程介紹5.6.1自動編程的概念是利用通用計算機和相應(yīng)前置、后置處理軟件，對工件源程序或CAD圖形進行處理，以得到加工程序的一種方法。自動編程系統(tǒng)的一般處理過程108§5.6自動編程介紹5.6.1自動編程的概念自動109APT數(shù)控語言自動編程APT是一種自動編程工具（AutomaticallyProgrammedTool）的簡稱，是一種對工件、刀具的幾何形狀及刀具相對于工件的運動等進行定義時所用的一種接近于英語的符號語言。把用APT語言書寫的零件加工程序輸入計算機，經(jīng)計算機的APT語言編程系統(tǒng)編譯產(chǎn)生刀位文件（CLDATAfile），然后進行數(shù)控后置處理，生成數(shù)控系統(tǒng)能接受的零件數(shù)控加工程序的過程，稱為APT語言自動編程。109APT數(shù)控語言自動編程110APT自動編程語言的發(fā)展1955年推出APT1958年完成APTⅡ，適用于曲線自動編程1961年提出APTIII，適用于3~5坐標(biāo)立體曲面自動編程70年代推出APTIV，適用于自由曲面自動編程在APT的基礎(chǔ)上，世界各工業(yè)國家也各自發(fā)展了各具特色的數(shù)控語言系統(tǒng)。

德國

EXAPT、

日本

FAPT和HAPT、

法國

IFAPT、

意大利

MODAPT，

中國

SKC、ZCX等。110APT自動編程語言的發(fā)展111CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程圖形交互編程方法CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程主要特點是零件的幾何形狀可在零件設(shè)計階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設(shè)計模塊在圖形方式下進行定義、顯示和修改，最終得到零件的幾何模型。111CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程112數(shù)控編程的一般過程包括刀具的定義或選擇，刀具相對于零件表面的運動方式的定義，切削加工參數(shù)的確定，走刀軌跡的生成，加工過程的動態(tài)圖形仿真顯示、程序驗證直到后置處理等，一般都是在屏幕菜單及命令驅(qū)動等圖形交互方式下完成的，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點。112數(shù)控編程的一般過程包括刀具的定義或選擇，刀具相對于零件113§5.6自動編程介紹5.6.2CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程簡介CAD/CAM集成系統(tǒng)CAM模塊的組成一般由幾何造型、刀位軌跡生成、刀位軌跡編輯、刀位軌跡驗證、后置處理、圖形顯示、幾何模型內(nèi)核、運行控制和用戶界面等部分組成。113§5.6自動編程介紹5.6.2CAD/CAM集成系114§5.6自動編程介紹自動編程信息處理過程三維曲面實體混合造型三維曲面實體混合造型三維曲面實體混合造型三維曲面實體混合造型確定刀具參數(shù)確定加工方法多軸加工軌跡生成三維加工軌跡生成二維加工軌跡生成數(shù)控機床確定生成加工代碼114§5.6自動編程介紹自動編程信息處理過程三維曲面實三115§5.6自動編程介紹CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程的主要特點數(shù)學(xué)處理能力強快速自動生成數(shù)控程序后置處理程序靈活多變程序自檢、糾錯能力強便于實現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)的通信115§5.6自動編程介紹CAD/CAM集成系統(tǒng)自動編程的1165.6.3CAD/CAM集成系統(tǒng)軟件介紹

1．高檔CAD/CAM軟件

高檔CAD/CAM軟件的代表有Unigraphics、I-DEAS、Pro/Engineer、CATIA等。這類軟件的特點是優(yōu)越的參數(shù)化設(shè)計、變量化設(shè)計及特征造型技術(shù)與傳統(tǒng)的實體和曲面造型功能結(jié)合在一起，加工方式完備，計算準確，實用性強，可以從簡單的二軸加工到以五軸五聯(lián)動方式來加工極為復(fù)雜的工件表面，并可以對數(shù)控加工過程進行自動控制和優(yōu)化，同時提供了二次開發(fā)工具允許用戶擴展UG的功能。這類軟件是航空、汽車、船舶制造行業(yè)首選的CAD/CAM軟件。1165.6.3CAD/CAM集成系統(tǒng)軟件介紹1．高117§5.6自動編程介紹

2．中檔CAD/CAM軟件

CIMATRON是中檔CAD/CAM軟件的代表。這類軟件實用性強，提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，以及各種通用、專用數(shù)據(jù)接口和集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。117§5.6自動編程介紹2．中檔CAD/CAM軟件118§5.6自動編程介紹

3．相對獨立的CAM軟件相對獨立的CAM軟件有Mastercam、Surfcam等。這類軟件主要通過中性文件從其他CAD系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型。系統(tǒng)主要有交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。這類軟件主要應(yīng)用于中小企業(yè)的模具制造行業(yè)。

118§5.6自動編程介紹3．相對獨立的CAM軟件119§5.6自動編程介紹

4．國內(nèi)CAD/CAM軟件

CAXA制造工程師是國內(nèi)CAD/CAM軟件的代表。這類軟件是面向我國機械制造業(yè)而自主開發(fā)的中文界面三維復(fù)雜形面CAD/CAM軟件，具備機械產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃設(shè)計和數(shù)控加工程序自動生成等功能。這些軟件價格便宜，主要面向中小企業(yè)，符合我國國情和標(biāo)準，所以受到了廣泛的歡迎，贏得了越來越大的市場份額。119§5.6自動編程介紹4．國內(nèi)CAD/CAM軟件120§5.7高速切削技術(shù)120§5.7高速切削技術(shù)1215.7.1高速切削技術(shù)概述1931年德國物理學(xué)家薩羅蒙最早提出了高速切削的理論:在常規(guī)切削速度范圍內(nèi)，切削溫度隨著切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值后，切削溫度不但不會升高反而會降低，且該切削速度與工件材料的種類有關(guān)?！?.7高速切削技術(shù)1215.7.1高速切削技術(shù)概述§5.7高速切削技術(shù)122對于每一種工件材料都存在一個速度范圍，在該速度范圍內(nèi)，由于切削溫度過高，刀具材料無法承受，切削加工不可能進行，要是能越過這個速度范圍，高速切削將成為可能，從而大幅度地提高生產(chǎn)效率?！?.7高速切削技術(shù)高速切削122對于每一種工件材料都存在一個速度范圍，在該速度范圍內(nèi)，123高速切削加工與常規(guī)切削加工相比：加工時間可減少約60%切削速度是常規(guī)切削速度的5～10倍材料去除率提高3～5倍刀具耐用度提高70%

§5.7高速切削技術(shù)123高速切削加工與常規(guī)切削加工相比：§5.7高速切削技術(shù)1245.7.2高速切削的優(yōu)勢高速切削有以下特點：

§5.7高速切削技術(shù)1．提高生產(chǎn)率

2．改善加工精度和表面質(zhì)量

3．減少切削產(chǎn)生的熱量

4．減小切削力

5．部分代替某些工藝

1245.7.2高速切削的優(yōu)勢§5.7高速切削技術(shù)1125§5.7高速切削技術(shù)125§5.7高速切削技術(shù)1265.7.3高速切削加工實現(xiàn)的條件和要求高速切削加工主要有兩個特點：主軸轉(zhuǎn)速較高一般情況下主軸轉(zhuǎn)速在10000～60000r/min高速進給進給速度一般在每分鐘幾米甚至幾十米以上?！?.7高速切削技術(shù)1265.7.3高速切削加工實現(xiàn)的條件和要求§5.7高1271．高速加工對機床的要求2．高速加工對數(shù)控系統(tǒng)的要求

3．高速加工對主軸的要求4．高速加工對刀具的要求

5．高速加工對切削參數(shù)的要求6．高速加工對加工編程的要求7．高速加工對CAM軟件的要求

§5.7高速切削技術(shù)實現(xiàn)高速切削加工七個要求：1271．高速加工對機床的要求§5.7高速切削技術(shù)實現(xiàn)高1285.7.4高速切削加工工藝規(guī)劃高速切削的主要目標(biāo)：安全高效高質(zhì)量§5.7高速切削技術(shù)1285.7.4高速切削加工工藝規(guī)劃§5.7高速切削技1295.7.4高速切削加工工藝規(guī)劃高速加工按目的分為兩種情況：以實現(xiàn)單位時間最大去除量為目的的高速加工（粗加工）以實現(xiàn)單位時間最大加工表面為目的的高速加工（精加工）§5.7高速切削技術(shù)1295.7.4高速切削加工工藝規(guī)劃§5.7高速切削技1301．粗加工粗加工的目標(biāo)：追求單位時間的最大切除量粗加工的特點：表面質(zhì)量和輪廓精度要求不高粗加工的重點：重要的是讓機床平穩(wěn)的工作，避免切削方向和載荷急劇變化§5.7高速切削技術(shù)1301．粗加工§5.7高速切削技術(shù)131為了防止切削時速度矢量方向的突然改變：在刀具軌跡拐角處需要增加圓弧過渡，避免出現(xiàn)尖銳拐角所有進刀、退刀、步距和非切削運動的過渡也都盡可能圓滑在平面銑削時，可采用螺旋或傾斜方式的垂直進退刀運動、圓弧方式的水平進退刀運動在曲面輪廓銑削中，使用切圓弧的進退刀運動§5.7高速切削技術(shù)131為了防止切削時速度矢量方向的突然改變：§5.7高速切1322．半精加工半精加工的目的把前道工序加工后的殘留加工面變得平滑，同時去除拐角處的多余材料，在工件加工表面上留下一層比較均勻的余量，為精加工的高速切削做準備?！?.7高速切削技術(shù)1322．半精加工§5.7高速切削技術(shù)133半精加工注意事項：應(yīng)沿著粗加工后的棱狀輪廓進行銑削，以便使切入過程穩(wěn)定，并減少切削力波動對刀具的不利影響刀具的切削應(yīng)盡量連續(xù)，避免頻繁的進退刀§5.7高速切削技術(shù)133半精加工注意事項：§5.7高速切削技術(shù)1343．精加工精加工的目的按照零件的設(shè)計要求，達到較好的表面質(zhì)量和輪廓精度§5.7高速切削技術(shù)1343．精加工§5.7高速切削技術(shù)135精加工注意事項：刀位軌跡緊貼零件表面，要求平穩(wěn)、圓滑，沒有劇烈的方向改變需要對工藝參數(shù)進行優(yōu)化§5.7高速切削技術(shù)135精加工注意事項：§5.7高速切削技術(shù)136CIMATRON對HSM/HSC的支持136CIMATRON對HSM/HSC的支持137什么是HSM/HSC？綜合以下四方面系統(tǒng)的、先進的加工技術(shù)：

1、CNC加工中心2、刀具/卡頭/材料3、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

4、CAD/CAM提供的新的能力

137什么是HSM/HSC？綜合以下四方面系統(tǒng)的、先進的加工138什么是HSM/HSC？突出的特點是：

1、小切量（側(cè)向步距/切削深度）大約為傳統(tǒng)加工用量的1/3；2、高速度（主軸轉(zhuǎn)速/進給速度）使用設(shè)備的最大允許參數(shù)138什么是HSM/HSC？突出的特點是：139高速加工的五大優(yōu)點1、簡化了零件的加工工藝139高速加工的五大優(yōu)點1、簡化了零件的加工工藝140高速加工的五大優(yōu)點2、小切削用量—獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量140高速加工的五大優(yōu)點2、小切削用量—獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量141高速加工的五大優(yōu)點3、加工高硬度材料（如50+HRc）材料硬度

:54to56Rc槽寬:0.047inch槽深:0.315inch主軸轉(zhuǎn)速:33,000rpm進給數(shù)率:150ipm刀具直徑:0.047inch加工時間:35minutes141高速加工的五大優(yōu)點3、加工高硬度材料（如50+HRc142高速加工的五大優(yōu)點4、減少了加工的刀具溫度，刀具壽命得到極大的提高-----極小的切削負載5、減少了對加工零件冷卻的要求，如使用風(fēng)冷即可以達到滿意的冷卻效果！-----加工中的熱量被刀屑迅速帶走142高速加工的五大優(yōu)點4、減少了加工的刀具溫度，刀具壽命得143HSM/HSC對CAM軟件的要求保持恒定的刀具載荷把進給速率變化降到最低使程序處理速度最大化143HSM/HSC對CAM軟件的要求保持恒定的刀具載荷把進144我們來看看CIMATRON是如何實現(xiàn)的？！144我們來看看CIMATRON是如何實現(xiàn)的？！145保持恒定的刀具載荷

采用自動分層加工的方法來實現(xiàn)加工的合理性與載荷的恒定進給速率的自動調(diào)整（根據(jù)切削體積/根據(jù)切削角度）

145保持恒定的刀具載荷

采用自動分層加工的方法來實現(xiàn)加工的146最大限度地減少速率損失

靈活的進退刀方式輪廓切向進刀/退刀曲面切向進刀/退刀146最大限度地減少速率損失147最大限度地減少速率損失

刀路拐角及刀路連接表面環(huán)行走刀：

1、外拐角采用圓弧走刀2、拐角采用圓弧走刀3、拐角采用LOOP走刀刀路之間螺旋連接147最大限度地減少速率損失

148最大限度地減少速率損失

平行刀路的連接采用空間內(nèi)向圓弧走刀采用空間外向圓弧走刀采用“高爾夫”式走刀

148最大限度地減少速率損失

149最大限度地減少速率損失

層降刀路的連接切向連接螺旋連接149最大限度地減少速率損失

150使程序處理速度最大化支持NURBS樣條曲線插補150使程序處理速度最大化支持NURBS樣條151先進的加工方法擺線式加工

Profile=>TORCHOID

151先進的加工方法擺線式加工

Prof152(1)大范圍地去除毛坯材料，大大縮短粗加工用時，提高機床切削效率。

(2)尖角處均作了圓角處理，使得整個刀軌變成一條一階導(dǎo)數(shù)光滑連續(xù)的曲線。

(3)對于高硬材料的窄槽和型腔加工，有很大優(yōu)勢。

(4)擺線式高速加工過程中，刀具處于動態(tài)的全方位切削，刀體沿周邊受力均勻，因此，刀具疲勞破壞的可能性就非常??；刀具向前切削材料也伴隨著向后的空走刀，這樣刀具有充分的時間冷卻，同時，還能自動帶走切屑，從而大大改善切削條件，提高刀具壽命。

擺線式加工的優(yōu)點152(1)大范圍地去除毛坯材料，大大縮短粗加工用時，提153本章結(jié)束§5.7高速切削技術(shù)153本章結(jié)束§5.7高速切削技術(shù)人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進。人有了知識，就會具備各種分析能力，數(shù)控機床與編程講義5課件156數(shù)控機床與編程第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)院機電工程系1數(shù)控機床與編程第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)吉林大學(xué)珠海學(xué)157第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)本講主要內(nèi)容手工及自動編程的基本知識加工程序的結(jié)構(gòu)加工工藝路線設(shè)計及數(shù)值計算2第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)本講主要內(nèi)容158第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)§5.１

概述§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識§5.３數(shù)控加工工藝設(shè)計§5.４編程中的數(shù)值計算§5.５數(shù)控工藝文件的編寫§5.６自動編程介紹§5.７高速切削技術(shù)3第五章加工程序編制的工藝基礎(chǔ)§5.１概述159§5.１

概述數(shù)控加工工藝

是采用數(shù)控機床加工零件時所運用的方法和手段的總和。4§5.１概述數(shù)控加工工藝160輪廓銑削5輪廓銑削161§5.１

概述數(shù)控機床加工零件過程6§5.１概述數(shù)162§5.１

概述數(shù)控加工工藝主要包括以下幾個方面內(nèi)容：對數(shù)控加工的合理性分析，選擇并確定數(shù)控加工內(nèi)容；對零件圖進行的數(shù)控加工工藝分析；進行數(shù)控加工的工藝設(shè)計；對零件圖進行數(shù)學(xué)處理；編寫零件的加工程序單；程序的校驗與修改；首件試加工與現(xiàn)場問題處理；數(shù)控加工工藝文件的完善和歸檔。7§5.１概述數(shù)控加工工藝主要包括以下幾個方面內(nèi)容：163§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.1數(shù)控編程的基本概念

把零件的工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移量等信息用數(shù)控語言記錄在程序單上，并經(jīng)校核的全過程。8§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.1數(shù)控編程的基本概164§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識加工程序的編制方法手工編程自動編程9§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識加工程序的編制方法165§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.2手工編程的方法和步驟分析零件圖樣和工藝處理數(shù)學(xué)處理編寫零件加工程序單

輸入數(shù)控系統(tǒng)

程序檢驗和首件試加工

10§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.2手工編程的方法166§5.２手工編程的基礎(chǔ)知識5.2.3加工程序的結(jié)構(gòu)與格式加工程序的結(jié)構(gòu)程序開始部分——O或%若干程序段——整個程序的核心（指令→程序段→程序內(nèi)容）