機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用重點(diǎn)復(fù)習(xí)提綱

數(shù)控技術(shù)參考復(fù)習(xí)提綱

第一章數(shù)控技術(shù)概論

什么是機(jī)床數(shù)控技術(shù)(NumericalControlTechnology,NC)?

答：用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。

什么是數(shù)控機(jī)床(NumericalControlMachineTools)?

答：數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用代碼，或其它符

號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。

第二節(jié)機(jī)床數(shù)控技術(shù)的組成

Machin機(jī)床數(shù)控技術(shù)

etooli

機(jī)床本體數(shù)控系統(tǒng)外圍技術(shù)

伺

測(cè)

數(shù)

服

控■

MachinServo-

驅(qū)

反

裝

edriveFeedbac

動(dòng)

Kk饋

Controlunit

裝

unitTransduc裝

KerK

機(jī)床本體：

-主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件(工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu))

-支承件(立柱、床身等)

--特殊裝置(刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)、工件自動(dòng)交換系統(tǒng))

--輔助裝置(如排屑裝置等)

什么是數(shù)控系統(tǒng)(NumericalControlSystem)?

答：是一種程序控制系統(tǒng)，它能邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中的數(shù)控加工程序，控制數(shù)控機(jī)床運(yùn)

動(dòng)并加工出零件。

什么是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(ComputerNumericalControl,CNC)?

答：是以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)___________________________

床

-----“機(jī)床I/O電路和裝廈卜機(jī)

操作面板IPLcI主軸伺服單元H主軸驅(qū)動(dòng)裝廈一

黃

將

1崔

出

數(shù)控技術(shù)組成：計(jì)算機(jī)數(shù)控、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相

應(yīng)的控制軟件。

第三節(jié)數(shù)控加工零件的過(guò)程

毛坯或半成品

11工藝卓理I

輸

加工圖紙I一笳堂處理一入

裝

編程手冊(cè)I數(shù)如程■

I程序仿真I

譯碼、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)、伺服驅(qū)動(dòng)

N5G01G41X100.0Y100.0D01F100M08;

數(shù)控加工程序的編制4工圖縱、

編在子■、

刀具手費(fèi)、

工藝處拉

位置控制和機(jī)床加工

數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：適應(yīng)性、靈活性好；精度高、質(zhì)量穩(wěn)定；生產(chǎn)效率高；勞動(dòng)強(qiáng)度低、勞動(dòng)

條件好；有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理；使用、維護(hù)技術(shù)要求高。

數(shù)控機(jī)床的適用范圍：1、當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜采用通用機(jī)床；2、當(dāng)生產(chǎn)

批量較大時(shí)，宜采用專(zhuān)用機(jī)床；3、當(dāng)零件復(fù)雜程度較高時(shí)，宜采用數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)

分類(lèi)方法數(shù)控機(jī)床類(lèi)型

按運(yùn)動(dòng)控制方式點(diǎn)位直線輪廓

按伺服系統(tǒng)開(kāi)環(huán)半閉環(huán)閉環(huán)

按功能水平經(jīng)濟(jì)型中檔型高檔型

按工藝方法金屬切削數(shù)控機(jī)床金屬成形數(shù)控機(jī)床特種加工數(shù)控機(jī)床

點(diǎn)位控制：僅實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)；對(duì)軌跡不作控制要求；

運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鍵床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)。

直線控制：不僅要求控制點(diǎn)到點(diǎn)的精確定位，而且要求機(jī)床工作臺(tái)或刀具（刀架）以給定的

進(jìn)給速度，沿平行于坐標(biāo)軸的方向或與坐標(biāo)軸成45°角的方向進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工。

輪廓控制：對(duì)多個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行控制，使之協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)（坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)），使刀具相對(duì)工件按程序

規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)切削加工。

適用范圍：數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銃床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床。

開(kāi)環(huán)控制：沒(méi)有位置檢測(cè)裝置，信號(hào)單向；一般以步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)部件；速度、精度

低（受步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距精度和工作頻率以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精度的影響）；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、

成本低、調(diào)試維修方便；

適用范圍：精度不高的經(jīng)濟(jì)型、中小型數(shù)控機(jī)床。

閉環(huán)控制：帶有位置檢測(cè)裝置，安裝在機(jī)床刀架或工作臺(tái)等執(zhí)行部件上，隨時(shí)檢測(cè)執(zhí)行部件的實(shí)

際位置。差值控制，誤差修正，直到消除。加工精度很高，但由于它將絲杠螺母副及工作臺(tái)導(dǎo)

軌副這些大慣量環(huán)節(jié)放在閉環(huán)之內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響，調(diào)試?yán)щy，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。

半閉環(huán)控制：帶有位置檢測(cè)裝置，常安裝在伺服電機(jī)上或絲杠的端部；可以獲得穩(wěn)定的控制

特性（其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好），調(diào)試比較方便，價(jià)格也較全閉環(huán)系

統(tǒng)便宜。

適用范圍：廣泛應(yīng)用。

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床：步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)的開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)，功能簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、精度中等，能滿足加工

形狀比較簡(jiǎn)單的直線、圓弧及螺紋加工。一般控制軸數(shù)在3軸以下，脈沖當(dāng)量（分辨率）多

為0.01mm,快速進(jìn)給速度在10m/min以下。

中檔型數(shù)控機(jī)床：采用交流或直流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)驅(qū)動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)4軸或4軸以下聯(lián)動(dòng)控

制，脈沖當(dāng)量為1m,進(jìn)給速度為15-24m/min,一般采用16位或32位處理器,具有RS232C

通信接口、DNC接口和內(nèi)裝PLC,具有圖形顯示功能及面向用戶的宏程序功能。

高檔型數(shù)控機(jī)床：采用交流伺服電機(jī)形成閉環(huán)驅(qū)動(dòng)，開(kāi)始采用直線伺服電機(jī)，能實(shí)現(xiàn)5軸以

上聯(lián)動(dòng)，脈沖當(dāng)量（分辨率）為0.1-1m,進(jìn)給速度可達(dá)100m/min以上。一般采用32位

以上微處理器，形成多CPU結(jié)構(gòu)。編程功能強(qiáng)，具有智能診斷、聯(lián)網(wǎng)和通信功能。

按工藝方法分類(lèi)：分為：金屬切削數(shù)控機(jī)床、金屬成形數(shù)控機(jī)床、特種加工數(shù)控機(jī)床。

也可分為：普通數(shù)控機(jī)床（指加工用途、加工工藝單一的機(jī)床）和加工中心（指帶有自動(dòng)換

刀裝置、能進(jìn)行多工序加工的機(jī)床）。

智能“4M”系統(tǒng)：在制造過(guò)程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)

的有效途徑，將測(cè)量（Measurement）建模（Modeling）、加工（Manufacturing）、機(jī)器操作

（Manipulator）四者（即4M）融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享，促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、裝夾、

操作的一體化。

第二章數(shù)控加工程序編制基礎(chǔ)

數(shù)控程編概念：從分析零件圖紙開(kāi)始，經(jīng)過(guò)工藝分析、數(shù)學(xué)處理到獲得數(shù)控機(jī)床所需的數(shù)控

加工程序的全過(guò)程叫做數(shù)控程編。

零件圖紙

數(shù)

控

編

程

步修

驟改

校驗(yàn)和試切

數(shù)控系統(tǒng)

坐標(biāo)軸的命名及方向：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在加工過(guò)程中無(wú)論是刀具移動(dòng)，工件靜止，還是工件移動(dòng),

刀具靜止，一般都假定工件相對(duì)靜止不動(dòng)，而刀具在移動(dòng)，并同時(shí)規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向

作為坐標(biāo)軸的正方向。

+尸'

坐標(biāo)數(shù)：采用數(shù)字控制的運(yùn)動(dòng)方向的個(gè)數(shù)

聯(lián)動(dòng)數(shù)：數(shù)控系統(tǒng)能同時(shí)控制的坐標(biāo)數(shù)（2坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工一一6坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工）

機(jī)床坐標(biāo)系：是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，用于確定被加工零件在機(jī)床中的坐標(biāo)、機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件

的位置（如換刀點(diǎn)、參考點(diǎn)）以及運(yùn)動(dòng)范圍（如行程范圍、保護(hù)區(qū)

機(jī)床原點(diǎn)：是機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)，是機(jī)床上固定的點(diǎn)，一般不允許用戶改變。數(shù)控車(chē)一般在

卡盤(pán)前后端面的中心，數(shù)控銃各廠家不一樣，有的工作臺(tái)中心，有的行程終點(diǎn)等。

機(jī)床參考點(diǎn)：是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定和控制的點(diǎn)，

一般設(shè)在機(jī)床各軸正向極限的位置。

采用增量式測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)后，都必須做回零操作，使刀具或工作臺(tái)回到參考點(diǎn)，

將會(huì)顯示出機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)

1）由編程人員確定用于編程；

2）工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)或工件零點(diǎn)，可用程序指令來(lái)設(shè)置和改變;

3）根據(jù)編程需要，在一個(gè)加工程序中可一次或多次設(shè)定或改變工件原點(diǎn)。

加工程序結(jié)構(gòu)與格式：

00001；程序名

N10G92XOYOZ200.0；

N20G90GOOX50.0Y60.0S300M03；

N30G01X10.0Y50.0F150；

N110M30；程序結(jié)束指令

字地址程序段的一般格式為：

NG_XYZ...FSTM;

一「「「

程序段r與孝進(jìn)給功馥字］?刀具功能字

準(zhǔn)備功靛、常用地址碼及其含義

機(jī)能地址碼說(shuō)明

程序段號(hào)N程序段順序編號(hào)地址

X,Y,Z,U,V,W,P,直線坐標(biāo)軸

Q,R；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸

坐標(biāo)字A,B,C9D,E;圓弧半徑

R;圓弧圓心相對(duì)起點(diǎn)坐

I.J,K；標(biāo)

準(zhǔn)警功能G準(zhǔn)備功能

輔助功能M輔助功能

補(bǔ)償值H或D補(bǔ)償值地址

主軸轉(zhuǎn)速

切削用,S

F進(jìn)給■或進(jìn)給速度

,具號(hào)T刀庫(kù)中的刀具編號(hào)

主程序和子程序

M30;_____

子程序子程序

主程序

宏指令與宏程序

把具有某種功能的一組指令，像子程序一樣存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并將該組指令用一個(gè)指令代表。

最大特點(diǎn)：

除了使用正常的CNC指令外，可以進(jìn)行變量運(yùn)算，用宏指令給變量設(shè)定實(shí)際值。

何謂工藝指令？

數(shù)控加工過(guò)程中的各種動(dòng)作都是事先由程編人員在程序中用指令的方式予以規(guī)定的，主要包

括準(zhǔn)備功能G代碼、輔助功能M代碼、進(jìn)給功能F代碼、主軸轉(zhuǎn)速功能S代碼、刀具功能

T代碼等。

準(zhǔn)備功能G代碼和輔助功能M代碼統(tǒng)稱為工藝指令，是程序段的主要組成部分。

準(zhǔn)備功能G代碼

在插補(bǔ)運(yùn)算之前需要規(guī)定，為插補(bǔ)運(yùn)算作好準(zhǔn)備的工藝指令。如：G17、G01、G02、G81

模態(tài)代碼：一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其它G代碼所代替。

非模態(tài)代碼：僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效。

數(shù)控編程中的常用指令

絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程指令G90、G91

快速點(diǎn)定位指令G00

直線插補(bǔ)指令G01

圓弧插補(bǔ)指令G02/G03

刀具半徑補(bǔ)償建立與取消指令G41/G42、G40

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償建立與取消指令G43/G44、G49

刀具補(bǔ)償功能應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)：1）簡(jiǎn)化程編工作；

實(shí)現(xiàn)粗、精加工；3）實(shí)現(xiàn)內(nèi)外型面的加工。

坐標(biāo)平面選擇指令G17（XY面）、G18（ZX面）、G19（YZ面）

工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92

用G54-G59指令設(shè)定工件坐標(biāo)系

操作者在實(shí)際加工前，測(cè)量工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的偏置值，并在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定。

這個(gè)值叫做“工件零點(diǎn)偏置”。

暫停（延遲）指令G04

G04指令是根據(jù)暫停計(jì)時(shí)器預(yù)先給定的暫停時(shí)間停止進(jìn)給。它的功能是使刀具作短時(shí)間（幾

秒鐘）的無(wú)進(jìn)給光整加工，用于車(chē)槽、鍵孔、車(chē)忽孔等場(chǎng)合。

極坐標(biāo)指令G16（建立）、G15（取消）

建立極

坐標(biāo)

G17/G18/G19G901G91G17G90Gli

G16;X100.Y30.Z-20.R-5.F200;

G_X_Y_F_;循京IY150.;

Y270.;循環(huán)、

G15G80；xJ極坐標(biāo)

...消

參考點(diǎn)返回：參考點(diǎn)是機(jī)床上的固定點(diǎn)，一般作為換刀和坐標(biāo)系測(cè)量零點(diǎn)等使用，通過(guò)參考

點(diǎn)返回功能G28可以很容易移動(dòng)到參考點(diǎn)上。

G28G91X0Y0Z0；

比例縮放（G51、G50）

G51X-Y-Z-P-；X、Y、Y縮放中心,P縮放倍數(shù)

G51X-Y-Z-I-J-K；X、Y、Z縮放中心，I、J、K各軸縮放倍數(shù)，倍率為負(fù)，實(shí)現(xiàn)鏡像

G50縮放取消

坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)指令（G68,G69）

G17/G18/G19G68X-Y-Z-R-；

旋轉(zhuǎn)中心（X、Y、Z）,R旋轉(zhuǎn)角度，逆（正）1I>

G69取消旋轉(zhuǎn)中心—一----/

旋塞角度

表2-2輔助功能M代碼（JB/T3208—1999）

功能開(kāi)始時(shí)問(wèn)功能保持到被注功能僅在所出

代碼功能

與程序段指令運(yùn)在程序段指令運(yùn)侑或被適當(dāng)程序現(xiàn)的程序段內(nèi)

指令所代替有作用

動(dòng)同時(shí)開(kāi)始動(dòng)完成后開(kāi)始

M00..程序停止

M01.計(jì)劃停止

M02..程序結(jié)束

M03上軸順時(shí)針?lè)较?/p>

M04主軸逆時(shí)針?lè)较?/p>

M05.*主軸停止

M06##■換刀

M072號(hào)冷卻液開(kāi)

M08*?1號(hào)冷卻液升

M09??冷卻液關(guān)

M10##央緊

Mil##松開(kāi)

M12####不指定

主軸順時(shí)針?lè)?/p>

M13*.

向，冷卻液開(kāi)

主軸逆時(shí)針?lè)?/p>

M14

向，冷卻液開(kāi)

M15.*正運(yùn)動(dòng)

M16.*負(fù)運(yùn)動(dòng)

M17.M18####不指定

M19*主軸定向停止

M20~M29####永不指定

功能開(kāi)始時(shí)間功能保持到被注功能僅在所出

代碼情或被適當(dāng)程序功隨

與程序段指令在程序段指令運(yùn)現(xiàn)的程序段內(nèi)

運(yùn)動(dòng)同時(shí)開(kāi)始動(dòng)完成后開(kāi)始指令所代替有作用

M30*紙帶結(jié)束

M31##*互鎖旁路

M32~M35####不指定

M36*#進(jìn)給范南1

M37.#進(jìn)給范南2

M38■#上軸速度范圍1

M39■#上軸速度范圍2

M40-M45####齒輪換擋

M46、47####不指定

M48■注銷(xiāo)M49

M49#進(jìn)給率修正旁路

.

M50#3號(hào)冷卻液開(kāi)

....

M51*#4號(hào)冷卻液開(kāi)

M52—54####不指定

刀具直線位移.

M55*#

位置1

刀具寅線位移.

M56.#

位置2

M57~M59####不指定

M60*更換工件

工件直線位移，

M61*

位置1

工件直線位移，

M62*

位置2

M63?M70####不指定

1件角度位移，

M71*.

位置1

工件角度位移，

M72*

位置2

M73~M89####不指定

MA_和#4上一fk永不指定

F、S、T代碼

主要內(nèi)容

F一模態(tài)代碼代碼法直接給定法

G94表示進(jìn)給速度與主軸速度無(wú)關(guān)的每分鐘進(jìn)給量（mm/min）；G95表示與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)的

主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r）,如車(chē)螺紋、攻絲等。

S一切削速度

G96sl60表示控制主軸轉(zhuǎn)速，使切削點(diǎn)的線速度始終保持在160m/min；G97S1000表示注銷(xiāo)

G96,即主軸不是恒線速度，其轉(zhuǎn)速為1000r/min。

T一刀具功能指令

T12表示12號(hào)刀具；T0101,前兩位01表示刀具號(hào)，后兩位01表示刀具補(bǔ)償號(hào)。

切削三要素：切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量。

數(shù)控加工工序卡片

產(chǎn)品名命代號(hào)等件名怵等件圖號(hào)

數(shù)拴加工工序卡片座裁WD-9901

工藝序號(hào)程廳9號(hào)央及名你興只■號(hào)使用渡冬車(chē)間

白鉗ZJK7532-1

工加刀刀A主時(shí)進(jìn)結(jié)

步工步作業(yè)內(nèi)容XA務(wù)注

號(hào)面號(hào)R格科速海皮

1450面快力修上裒面到尺寸上表面T01go面蛛力1000200?IS

2但0立快刀碇CD用倒面到尺寸四側(cè)面T02?20立快力1OOO200-11

3?20立悚力皖B白階面A、B面T02"。立快刀1OOO2000

48怙頭站6個(gè)小孔小孔6T038站頭600100-22

5014詁頭怙2個(gè)大孔大JL2T04?14站頭50080-22

0制甲核批模年月日共頁(yè)第UT

數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)：1）工序內(nèi)容具體；2）工序內(nèi)容復(fù)雜；3）工序內(nèi)容嚴(yán)密；4）工序集中

5）加工精度不僅取決于加工過(guò)程，還取決于程編階段（存在逼近誤差、圓整化誤差、插補(bǔ)誤差）

數(shù)控加工工藝的內(nèi)容：L數(shù)控機(jī)床上加工零件的選擇；2.數(shù)控工藝性分析；

3.工藝路線制訂；4.工序設(shè)計(jì)；5.工藝指令的處理。

零件設(shè)計(jì)及工藝性的要求：1）零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則；

2）零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)

零件外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一幾何類(lèi)型和尺寸（減少刀具規(guī)格和換刀時(shí)間）

內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過(guò)小

原因：內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，如果太小，剛度不足，影響表面加工質(zhì)量，

工藝性較差。因而內(nèi)槽圓角半徑應(yīng)大一些。

銃削零件底面時(shí)，槽底圓角半徑r不應(yīng)過(guò)大

原因：圓角r越大，d越小（d=D-2r,D為銃刀直徑），即銃刀端刃銃削平面的面積越小，加

工表面的能力越差，工藝性也越差。當(dāng)r大到一定程度時(shí)，甚至必須用球頭刀加工，此時(shí)切

削性能較差，應(yīng)盡量避免。

3）定位基準(zhǔn)分析：便于定位和夾緊，且裝夾次數(shù)要少

數(shù)控機(jī)床的夾具與傳統(tǒng)夾具結(jié)構(gòu)的差別？

答：夾具體+定位+夾緊，不需要導(dǎo)向和對(duì)刀功能，夾具比較簡(jiǎn)單。

設(shè)計(jì)或選用要求

基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差;

統(tǒng)一基準(zhǔn)，減少重復(fù)定位次數(shù)，減少重復(fù)定位誤差；

夾緊要可靠，盡量避免振動(dòng)；夾緊點(diǎn)分布要合理，夾緊力大小要適中且穩(wěn)定，減少夾緊變形；

夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，加工部位要敞開(kāi)；

一次裝夾應(yīng)盡可能裝夾多個(gè)工件，以提高加工效率。

刀具的選擇一一應(yīng)滿足：安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度高等要求

刀具結(jié)構(gòu)：1）整體式；2）機(jī)夾式；3）內(nèi)冷式；4）抗振式；5）特殊型式。

銃刀選擇：①大平面：面銃刀；②加工凹槽、小臺(tái)階面及平面輪廓：立銃刀；③加工空間

曲面、模具型腔等：模具銃刀；④加工封閉鍵槽：鍵槽銃刀；⑤加工變斜角零件：鼓形銃刀；

⑥特殊形狀：成形銃刀。

切削用量的選擇：

粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；大吃刀量

半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。

切削用量：主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度、進(jìn)給量。

切削深度（也稱背吃刀量）：主要根據(jù)工件的加工余量和由工件、刀具、夾具、機(jī)床組成的工

藝系統(tǒng)剛度所決定，在剛度允許的情況下，最好在留出精加工余量的基礎(chǔ)上，一次切凈余量,

這樣可減少走刀次數(shù)，提高加工效率，同時(shí)又能提高加工精度和改善表面質(zhì)量。

確定進(jìn)給速度

⑴當(dāng)工件質(zhì)量能得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選較高的進(jìn)給速度。一般在100-200mm/min

范圍內(nèi)選取。

⑵在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20-50mm/min

范圍內(nèi)選取。

⑶當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20-50mm/min范圍內(nèi)選取。

⑷刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以選擇該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高進(jìn)給速度。

主軸轉(zhuǎn)速

根據(jù)已經(jīng)選定的切削深度、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度。S=1000Vc/JiD

在選擇切削速度時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

⑴應(yīng)盡量避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的切削速度區(qū)域；

⑵斷續(xù)切削時(shí)，要適當(dāng)降低切削速度；

⑶在易發(fā)生振動(dòng)的情況下，應(yīng)避開(kāi)自激振動(dòng)的臨界速度；

⑷加工大件、細(xì)長(zhǎng)件和薄壁件時(shí)，應(yīng)選用較低切削速度；

⑸加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。

何謂對(duì)刀點(diǎn)？一刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)

選擇準(zhǔn)則：選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上；便于對(duì)刀、

觀察和檢測(cè)；簡(jiǎn)化坐標(biāo)值的計(jì)算；精度高、粗糙度低的表面。

如何對(duì)刀？一“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合。

所謂“刀位點(diǎn)”就是表征刀具特征的點(diǎn)。

對(duì)刀：千分表、激光對(duì)刀、自動(dòng)接觸式對(duì)刀

加工路線確定：加工路線是指刀具相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，不但包含了工步的內(nèi)容，

而且也反映了工步的順序。

①保證零件的加工精度和表面粗糙度要求；

②簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少程編工作量；

③縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率。

凹槽I加工

孔加工

行切法有接刀

環(huán)切法刀位點(diǎn)行走后一刀環(huán)切

痕跡粗糙度差

復(fù)雜質(zhì)量高法光整輪廓表面一般習(xí)慣點(diǎn)位的數(shù)控沖床盡

問(wèn)題：1m以上的深孔如何加工?可能短節(jié)省時(shí)間

問(wèn)題：槽中有凸臺(tái)怎么辦?切向切入切出：避免法向切入切除，會(huì)產(chǎn)生接

刀痕跡。

順銃、多次走刀、避免進(jìn)給停頓；曲面加工：行切法

直線、圓弧類(lèi)零件的數(shù)學(xué)處理

直線、圓弧類(lèi)零件的輪廓一般由直線、圓弧組成。相鄰幾何元素間的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱之為基點(diǎn)。

基點(diǎn)的計(jì)算方法可以是通過(guò)聯(lián)立方程組求解，也可利用幾何元素間的三角函數(shù)關(guān)系求解。

非圓曲線節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算

數(shù)控加工中把除直線與圓弧之外可以用數(shù)學(xué)方程式y(tǒng)=f（x）表達(dá)的平面輪廓曲線，稱為非圓

曲線。

數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜，應(yīng)在滿足允許的編程誤差條件下，用若干直線段或圓弧段去逼近給定的

非圓曲線，相鄰逼近線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。

用直線段逼近非圓曲線時(shí)節(jié)點(diǎn)呵要

弦線逼近溝而近

切線逼近乙NN3RB弦線迤近----57

割線逼近

弦線逼近中計(jì)算節(jié)點(diǎn)的方法主要有等間距法、等步長(zhǎng)法和等誤差法。

等步長(zhǎng)法：用直線段逼近非圓曲線時(shí)，如果每個(gè)逼近線段長(zhǎng)度相等，則稱等步長(zhǎng)法。

等誤差法：用直線段逼近非圓曲線時(shí)，如果每個(gè)逼近誤差相等，則稱等誤差法。

用圓弧段逼近非圓曲線時(shí)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算

用圓弧段逼近非圓曲線的方法有曲率圓法、三點(diǎn)圓法、相切圓法、雙圓弧法等。

曲率圓法：用彼此相交的圓弧逼近非圓曲線。

三點(diǎn)圓法：三點(diǎn)圓法是在已求出的各節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)上，通過(guò)連續(xù)三點(diǎn)作圓弧，求出圓心坐標(biāo)和圓

的半徑。

相切圓法：過(guò)曲線上A、B、C、D點(diǎn)作曲線的法線，分別交于M、N點(diǎn)，并分別以點(diǎn)M、N

為圓心，AM、ND為半徑作圓M和N圓,使圓M和圓N相切于K點(diǎn)。為了使兩段圓弧相

切，必須滿足^4M^MN=DN

雙圓弧法：

指在兩相鄰的節(jié)點(diǎn)間用兩段相切的圓弧逼近曲線的方法。

第三章數(shù)控加工編程方法

數(shù)控車(chē)床（按主軸位置分）：

立式數(shù)控車(chē)床（回轉(zhuǎn)直徑較大的盤(pán)類(lèi)零件）；臥式數(shù)控車(chē)床（軸向尺寸較長(zhǎng)或小型盤(pán)類(lèi)零件）。

數(shù)控車(chē)床（按功能分）：

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床：屬低檔型，一般采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和單片機(jī)控制，成本較低，車(chē)削精度也不高；

普通數(shù)控車(chē)床：數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)，具有刀補(bǔ)、固定循環(huán)等功能，同時(shí)控制兩軸，即X軸和Z

軸，普遍應(yīng)用于企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中。

車(chē)削加工中心：在普通數(shù)控車(chē)床基礎(chǔ)上，增加了C軸和銃削動(dòng)力頭，有的還配備了刀庫(kù)和機(jī)

械手，除一般車(chē)削外，可進(jìn)行徑向和軸向銃削、曲面銃削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和

徑向孔的鉆削等加工。

數(shù)控車(chē)削主要適合對(duì)象

①高精度回轉(zhuǎn)零件；②難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件;

③帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)零件(導(dǎo)程不一樣)；④表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件。

數(shù)控車(chē)床編程特點(diǎn)：

①絕對(duì)坐標(biāo)編程常用代碼X和Z表示；增量坐標(biāo)編程時(shí)用U和W表示，可按絕對(duì)坐標(biāo)編

程、增量坐標(biāo)編程或兩者混合編程。一般不用G90、G91指令。

②由于車(chē)削常用的毛坯為棒料或鍛件，加工余量較大，可充分利用各種固定循環(huán)功能，達(dá)到

多次循環(huán)切削目的。

③直徑方向按絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)常以直徑值表示，按增量坐標(biāo)編程時(shí)，以徑向?qū)嶋H位移量的2

倍值表示。

常用指令介紹

快速點(diǎn)定位：GOOX(U)_Z(W)_；直線插補(bǔ)：G01X(U)_Z(W)_F_；

圓弧插補(bǔ)：{G02/G03}X(U)_Z(W)_I_K_F_；{G02/G03}X(U)_Z(W)_R_F_

F、S指令設(shè)置按增量坐標(biāo)編程時(shí)程序段為

G99F_；(每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式)

G01U0.0W-20.0F50;

G98F_；(每分鐘進(jìn)給模式)

恒切削速度的設(shè)置方法為G02U20.0W-20.0R25.0;

G96S_；(S的單位為m/min)

也可施置成按絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)程序段為

G97S_；(S的單位為r/min)G01X30.0Z50.0F50;

恒切頡速度設(shè)置時(shí)，為防主軸轉(zhuǎn)速過(guò)高，預(yù)先設(shè)置主

G02X50.0Z30.0R25.0;

軸最高轉(zhuǎn)速。指令格式為：

G50S_；(S的單位為r/min)混合編程時(shí)程序段為

G96S150表示切削點(diǎn)線速度控制在150m/min。

對(duì)圖所示的零件，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度在

150m/min,則各點(diǎn)在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：

V=Dn/1000

A：n=1193r/min

B：n=795r/min

C：n=682r/min

暫停指令G04

在車(chē)削加工中，該指令可用于車(chē)削環(huán)槽、不通孔以及加工螺紋等場(chǎng)合。

G04U_(或P_)

在G98進(jìn)給模式下，指令中輸入的時(shí)間即為停止

進(jìn)給的時(shí)間；

在G99進(jìn)給模式下,則為暫停進(jìn)刀的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)。

車(chē)削常用固定循環(huán)指令

G90X(U)_Z(W)_I(R)_F_;

錐體切削始點(diǎn)與切削終點(diǎn)的半徑差

?單一形狀圓柱切削循環(huán)

一二「、yN2OX3O.O;N2OX35.O;

多重復(fù)合循

N3OX25.O;N3OX3O.O;

環(huán)G70-G76?端面切削循環(huán)x

在多重復(fù)合循環(huán)中，只須指定精

加工路線、粗加工的背吃刀量和

退刀量、精車(chē)余量等，系統(tǒng)就會(huì)

自動(dòng)計(jì)算出粗加工路線和走刀

次數(shù)。

G71指令格式:

G71U(Ad)R(e);

G71P(ns)Q(nf)U(AU)W螺最切端循茶

N(ns)X(U)_……

1[(R)_F,;

x\_102y

/.V4270.260)

/

以35,104)

N(nf)w循環(huán)

Z

X

O

W

46F

N50G92X28.9Z56.0F2;

?外圓粗車(chē)循環(huán)G71

C為粗車(chē)循環(huán)的

起點(diǎn)，A'是毛

坯外徑與輪廓端

面的交點(diǎn)

切削深度為5mm,退刀量為hnm,X向精車(chē)余量為2mm,Z向精車(chē)余量為2mm。

N20GOOX170.0Z180.0S750T0202M03；

N30G71U5.0R1.0；

N35G71P40Q100U4.0W2.0F0.3S500；

N40G00X45.0S750；

N50G01Z140.0F0.1；

N60X65.0Z110；

N70Z90.0；

N80X140.0Z80.0；

N90Z60.0；

N100X150.0Z40.0；

端面車(chē)加工循環(huán)G72

G72U(Ad)R(e)；

G72P(ns)Q(nf)U(Au)W(Aw)F

N(ns)Z(W)_

N(nf)

?成形車(chē)削循環(huán)G73G50X

?成形4

G73U

G73P

N(ns)

N(n01

Ak為沿Z軸方向的總退刀量;

Ai為沿X軸方向的總退刀量（半徑編程）

精車(chē)循環(huán)G70

用G70指令可以作精加工循環(huán)切削,

程序段格式為G70P_Q_；

端面切斷循環(huán)G74

外徑、內(nèi)徑切斷循環(huán)G75

復(fù)合螺紋循環(huán)G76

刀尖半徑補(bǔ)償（G41、G42、G40）

用假想刀尖（實(shí)際不存在）編程時(shí)，當(dāng)車(chē)外徑或端面時(shí)，刀

尖圓弧大小并不起作用，當(dāng)車(chē)削倒角、錐面或圓弧時(shí)，則會(huì)

引起過(guò)切或欠切。

刀尖半徑補(bǔ)償指令程序段格式為

G41/G42X（U）_Z（W）_；

如圖所示工件，需要進(jìn)行精加工，其中85mm外圓不加工。切削殘留

工件精加工形狀

毛坯為85mmx340mm棒材，材料為45鋼。（程序路徑）

00003；

N10G50X200.0Z350.0；工件坐標(biāo)系設(shè)定

N20G30UOWOT0101；換1號(hào)刀

N20S630M03；

350

N30G00X41.8Z292.0M08；

N40G01X47.8Z289.0F0.15；290

N50Z230.0；

15560

N60X50.0；

N70X62.0W-60.0；

2

N80Z155.0；-

N90X78.0：

N100X80.0W-10.0；a苣

00

N110W-19.