數(shù)控課件——數(shù)控車工基礎(chǔ)

1、旋轉(zhuǎn)中心線機床原點o1+Za+Xo2工 件 原 點o2工 件o1+Xa+Z起刀點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)淖鴺讼到⑦m當(dāng)?shù)淖鴺讼?、運動軌跡目標點（節(jié)點）的計算運動軌跡目標點（節(jié)點）的計算4、編寫加工程序單編寫加工程序單5、程序檢驗和首件切削程序檢驗和首件切削三、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）、準備功能字：）、準備功能字：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定位指令快速點定位指令G00G00指令是模態(tài)代碼，它命令刀具分別以點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定位控制方式從刀具所在點快速運動到下一個目標位置。它只是快速定位，而無運動所在點快速運動到下一個目標位置。它只是快速定位，而無運動軌跡要求。其指令書寫格式是：軌跡要求。其指令書寫格式是：G00 XZ；刀具實際的運動；刀具實際的運動路線不是直線，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，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，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、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十分重要的工作。普通機床上加工零件時，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床加工。由此可見，數(shù)控機床加工工藝與普通機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行的，因而又有其特點。1)工序的內(nèi)容復(fù)雜。這是由于數(shù)控機床比普通機床價格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟上不合算、所以在數(shù)控機床上通常安排較復(fù)雜的工件，甚至在普通機床上難以完成的工序。 2）工步的安排更為詳盡。這是因為在普通機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、換刀點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一、數(shù)控加工工藝的基本特點 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、換刀點的選擇、加工路線的確

8、定、刀具的補償(T01,T02,G41,G42)。分配數(shù)控加工中的容差。處理數(shù)控機床上部分工藝指令。 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行工藝分析時，要有機床說明書、編程手冊、切削用量表、標準工具、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際經(jīng)驗，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、零件圖上尺寸標注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點 在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計基準、工藝基準，檢測基準與編程原點設(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注法改

10、為同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸的標注法。 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或節(jié)點坐標。在自動編程時，要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。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。 在該項分析過程中，還可以同時進行一些編程尺寸的簡單換算。在數(shù)控編程

11、實踐中，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，從而達到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。 在對加工工藝進行認真和仔細的分析后，制定加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠，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（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。這是因為控制內(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，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行的。 走刀路線泛指刀具從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結(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。 實現(xiàn)最短的走刀路線，除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還應(yīng)善于分析，必要時可輔以一些簡單計算。現(xiàn)將實踐中的部分設(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、巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點、合理安排“回零”路線、巧排空程進給路線等方法達到（圖3-9）最短的切削進給路線（圖3-11）幾種不同切削進給路線的安排示意。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)進行間隔式暫停（G04） b進、退刀交替安排；進給方向的特殊安排（圖3-16）；切入與切出路線；切入、切出點安排在直線與直線的交點或直線與圓弧的切點或交點上，避免產(chǎn)生接刀痕跡