數(shù)控加工工藝及程序編制

數(shù)控加工工藝及程序編制

回顧工藝（過程）在生產(chǎn)過程中，直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、物理化學(xué)性能以及相對位置的過程。機械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容

1、分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖

2、工藝審查

3、確定零件生產(chǎn)類型

4、確定毛坯

5、擬定工藝路線

6、確定設(shè)備

7、確定各工序切削參數(shù)8、確定各工序的技術(shù)要求及檢驗方法9、編制工藝文件數(shù)控加工工藝在普通機床加工工藝的基礎(chǔ)上，具有下述特點機床的運動過程刀具型號切削參數(shù)走刀路線等編入程序第一章

數(shù)控機加工程序編制基礎(chǔ)第一節(jié)數(shù)控加工程序編制的概念

1、機床運動的表示坐標字母X\Y\Z(U\V\W)A\B\C

和功能字母G

機床坐標系的確定（1）機床相對運動的規(guī)定在機床上，始終認為工件靜止，而刀具是運動的。這樣編程人員在不考慮機床上工件與刀具具體運動的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。

（2）機床坐標系的規(guī)定

標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標系決定。在數(shù)控機床上，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機床上的成形運動和輔助運動，必須先確定機床上運動的位移和運動的方向，這就需要通過坐標系來實現(xiàn)，這個坐標系被稱之為機床坐標系。。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

標準機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標系決定：1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。則大拇指代表X坐標，食指代表Y坐標，中指代表Z坐標。2)大拇指的指向為X坐標的正方向，食指的指向為Y坐標的正方向，中指的指向為Z坐標的正方向。3)圍繞X、Y、Z坐標旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標A、B、C的正向。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

（3）運動方向的規(guī)定增大刀具與工件距離的方向即為各坐標軸的正方向，下圖為數(shù)控車床上兩個運動的正方向。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

２、坐標軸方向的確定（1）Z坐標Z坐標的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標軸即為Z坐標，Z坐標的正向為刀具離開工件的方向。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

（2）X坐標X坐標平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時，要考慮兩種情況：1）如果工件做旋轉(zhuǎn)運動，則刀具離開工件的方向為X坐標的正方向。2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運動，則分為兩種情況：

Z坐標水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方；Z坐標垂直時，觀察者面對刀具主軸向立柱看時，+X運動方向指向右方。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

（3）Y坐標在確定X、Z坐標的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標的方向，按照右手直角坐標系來確定Y坐標的方向。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

3、機床原點的設(shè)置

機床原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。（1）數(shù)控車床的原點在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處。同時，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機床原點設(shè)定在X、Z坐標的正方向極限位置上。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

4、機床參考點機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。下圖為數(shù)控車床的參考點與機床原點。

第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)2,切削參數(shù)切削速度F

切削厚度（背吃刀量）X,Y,Z的坐標量決定主軸轉(zhuǎn)速S3，切削用刀T

4，其它功能M

5，程序格式1）、程序段格式一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。表示一次要完成的任務(wù)。程序段格式舉例：N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08

N40X90（本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）

2）編程坐標系編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。如下圖所示，其中O2即為編程坐標系原點。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。

編程原點應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機床相應(yīng)的坐標軸方向一致，如下圖所示為車削零件的編程原點。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

3）加工坐標系1、加工坐標系的確定

加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點在機床坐標系中的位置。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

加工坐標系的設(shè)定

1）在機床坐標系中直接設(shè)定加工原點，來建立加工坐標系加工坐標系的選擇編程原點設(shè)置在工件軸心線與工件底端面的交點上。設(shè)工作臺工作面尺寸為800mm×320mm，若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標系的位置，其加工原點03就在距機床原點O1為X3、Y3、Z3處。并且X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm。設(shè)定加工坐標系指令G54～G59G54對應(yīng)一號工件坐標系，其余以此類推?？稍贛DI方式的參數(shù)設(shè)置頁面中，設(shè)定加工坐標系。如對已選定的加工原點O3，將其坐標值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)（2）在機床坐標系間接設(shè)置加工原點根據(jù)刀具刀刀尖相對于編程原點的距離來設(shè)置加工原點，來建立加工坐標系。設(shè)置加工坐標系指令

G92(G50)X-Y-Z-;X\Y\Z分別為刀尖到編程原點的X\YZ軸的距離如圖，加工坐標系設(shè)置如下：

G92X90Y100Z100;

zxo機床原點主軸端面參考點825392MJ-50數(shù)控機床坐標系夾頭主軸

G92X200.0Z200.0;工件刀具xz200Φ100o夾頭車床原點150125110Φ30Φ60第二節(jié)數(shù)控加工的工藝設(shè)計一、數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇選擇適合數(shù)控加工的內(nèi)容二、數(shù)控加工工藝性分析尺寸標注尺寸完備一次定位三、數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計四、數(shù)控加工工序的設(shè)計

1、走刀路線

2、零件定位夾緊及夾具

3、刀具選擇

4、確定刀具與工件的相對位置對刀點刀位點對刀

5、確定加工用量

五、數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫

1、數(shù)控加工工藝卡

2、數(shù)控加工進給路線圖

第二章常用編程指令及數(shù)學(xué)處理一、絕對尺寸指令和增量尺寸指令-G90/G91在加工程序中，絕對尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達方法。絕對尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于坐標原點給出。

增量尺寸指機床運動部件的坐標尺寸值相對于前一位置給出。

第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

二、預(yù)置寄存指令G92G90指定尺寸值為絕對尺寸。G91指定尺寸值為增量尺寸。2、

用尺寸字的地址符指定絕對尺寸的尺寸字的地址符用X、Y、Z增量尺寸的尺寸字的地址符用U、V、W

三、坐標平面選擇指令-G17/G18/G19坐標平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。G17表示選擇

XY平面，G18表示選擇

ZX平面，G19表示選擇

YZ平面。各坐標平面如圖1.22所示。一般，數(shù)控車床默認在ZX平面內(nèi)加工，數(shù)控銑床默認在XY平面內(nèi)加工。

第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

四、快速點定位指令-G00快速點定位指令控制刀具以點位控制的方式快速移動到目標位置，其移動速度由參數(shù)來設(shè)定。指令執(zhí)行開始后，刀具沿著各個坐標方向同時按參數(shù)設(shè)定的速度移動，最后減速到達終點，如下圖所示。程序格式：G00X～Y～Z～式中X、Y、Z的值是快速點定位的終點坐標值第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

五、直線插補指令-G01直線插補指令用于產(chǎn)生按指定進給速度F實現(xiàn)的空間直線運動。程序格式：G01X～Y～Z～F～其中：X、Y、Z的值是直線插補的終點坐標值。例：實現(xiàn)下圖中從A點到B點的直線插補運動,其程序段為：絕對方式編程：G90G01X10Y10F100增量方式編程：G91G01X-10Y-20F100第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

六、圓弧插補指令-G02、G03

G02為按指定進給速度的順時針圓弧插補。G03為按指定進給速度的逆時針圓弧插補。圓弧順逆方向的判別：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標軸，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03，如下圖所示。

程序格式：XY平面：G17G02X～Y～I～J～(R～)F～G17G03X～Y～I～J～(R～)F～ZX平面：G18G02X～Z～I～K～(R～)F～G18G03X～Z～I～K～(R～)F～YZ平面：G19G02Z～Y～J～K～(R～)F～G19G03Z～Y～J～K～(R～)F～其中：X、Y、Z的值是指圓弧插補的終點坐標值；I、J、K是指圓弧起點到圓心的增量坐標，與G90,G91無關(guān)；R為指定圓弧半徑，當圓弧的圓心角≤180o時，R值為正，當圓弧的圓心角＞1800時，R值為負。

第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

七、刀具半徑補償指令-G40、G41、G42在零件輪廓銑削加工時，由于刀具半徑尺寸影響，刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計算刀具中心軌跡，直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了刀具半徑補償功能，見下圖。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

1、編程格式G41為左偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件左側(cè)的刀具半徑補償，見下圖。G42為右偏刀具半徑補償，定義為假設(shè)工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件右側(cè)的刀具半徑補償。G40為補償撤消指令。程序格式:G00/G01G41/G42X～Y～H～//建立補償程序段……//輪廓切削程序段G00/G01G40X～Y～

//補償撤消程序段

第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

八、刀具長度補償指令G43、G44、G49使用刀具長度補償指令，在編程時就不必考慮刀具的實際長度及各把刀具不同的長度尺寸。當由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長度尺寸變化時，只要修正刀具長度補償量，而不必調(diào)整程序或刀具。G43為正補償，即將Z坐標尺寸字與H代碼中長度補償?shù)牧肯嗉?，按其結(jié)果進行Z軸運動。G44為負補償，即將Z坐標尺寸字與H中長度補償?shù)牧肯鄿p，按其結(jié)果進行Z軸運動。

G49為撤消補償。

編程格式為：

G01G43/G44ZH//建立補償程序段……

//切削加工程序段

G49

//補償撤消程序段

第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

第二節(jié)程序編制中的數(shù)學(xué)處理根據(jù)被加工零件圖樣，按照已經(jīng)確定的加工工藝路線和允許的編程誤差，計算數(shù)控系統(tǒng)所需要輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理一般包括兩個內(nèi)容：根據(jù)零件圖樣給出的形狀，尺寸和公差等直接通過數(shù)學(xué)方法（如三角、幾何與解析幾何法等），計算出編程時所需要的有關(guān)各點的坐標值。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

一、選擇編程原點從理論上講編程原點選在零件上的任何一點都可以，但實際上，為了換算尺寸盡可能簡便，減少計算誤差，應(yīng)選擇一個合理的編程原點。車削零件編程原點的X向零點應(yīng)選在零件的回轉(zhuǎn)中心。Z向零點一般應(yīng)選在零件的右端面、設(shè)計基準或?qū)ΨQ平面內(nèi)。車削零件的編程原點選擇見下圖。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

銑削零件的編程原點，X、Y向零點一般可選在設(shè)計基準或工藝基準的端面或孔的中心線上，對于有對稱部分的工件，可以選在對稱面上，以便用鏡像等指令來簡化編程。Z向的編程原點，習(xí)慣選在工件上表面，這樣當?shù)毒咔腥牍ぜ骦向尺寸字均為負值，以便于檢查程序。編程原點選定后，就應(yīng)把各點的尺寸換算成以編程原點為基準的坐標值。為了在加工過程中有效的控制尺寸公差，按尺寸公差的中值來計算坐標值。第1章數(shù)控機床加工程序編制基礎(chǔ)

二、基點與節(jié)點

1、基點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坐標是編程中必需的重要數(shù)據(jù)。A、B、C、D、E為基點。

2、節(jié)點數(shù)控系統(tǒng)一般只能作直線插補和圓弧插補的切削運動。如果工件輪廓是非圓曲線，數(shù)控系統(tǒng)