數(shù)控機(jī)床及編程高效培訓(xùn)教材

1、數(shù)控機(jī)床及編程高效培訓(xùn)教材數(shù)控銑削編程工藝根底 銑削加工是機(jī)械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面銑削和輪廓銑削，也可以對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪加工及螺紋加工等。數(shù)控銑削主要適合于平面類零件 、 直紋曲面類零件 和 立體曲面類零件的加工。 1、工藝分析 1熟悉零件在產(chǎn)品中的位置、作用、裝配關(guān)系和工作條件，明確各項(xiàng)技術(shù)要求對(duì)零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響。 2分析零件圖的尺寸標(biāo)注方法。 3分析零件圖的完整性和正確性。 4分析零件的技術(shù)要求。2、 數(shù)控機(jī)床工件裝夾定位及夾具選用 1機(jī)床夾具概述 在機(jī)械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等，使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞

2、動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少?gòu)U品；可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要的工藝裝備。機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。 2夾具的組成數(shù)控銑削編程工藝根底夾具的組成 定位裝置：作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。夾緊裝置：作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 夾具體：將夾具上的所有組成局部，聯(lián)接成為一個(gè)整體的根底件。其它裝置或元件：包含對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、分度裝置、連接元件等。3夾具的分類 1按適用機(jī)床分類 車床夾具、銑床夾具

3、、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具 2按用途分類 通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、成組夾具4組合夾具的選用 優(yōu)點(diǎn)：使用組合夾具可節(jié)省夾具的材料費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、制造費(fèi)，方便庫(kù)存保管；另外，其組合時(shí)間短，能夠縮短生產(chǎn)周期，反復(fù)拆裝，不受零件尺寸改動(dòng)限制，可以隨時(shí)更換夾具定位易磨損件； 缺點(diǎn)：組合夾具需要經(jīng)常拆卸和組裝；其結(jié)構(gòu)與專用夾具相比顯得復(fù)雜、笨重；對(duì)于定型產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時(shí)，組合夾具的生產(chǎn)效率不如專用夾具生產(chǎn)效率高。 適用范圍：a) 組合夾具適用于新產(chǎn)品研制，單件、小批量生產(chǎn)，適用于產(chǎn)品品種多，生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。b) 機(jī)床設(shè)備適用于鉆床、加工中心、鏜床、銑床、磨床，也可以組合成裝配工裝、檢

4、查的檢具和焊接夾具。數(shù)控銑削編程工藝根底孔系組合夾具孔系組合夾具應(yīng)用實(shí)例數(shù)控銑削編程工藝根底槽系組合夾具槽系組合夾具l一長(zhǎng)方形根底板；2一方形支撐件；3一菱形定位盤；4一快換鉆套；5一叉形壓板；6一螺栓；7一手柄桿；8一分度合件槽系組合夾具應(yīng)用實(shí)例數(shù)控銑削編程工藝根底 5 通用具夾的選用 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn) 。上一頁下一頁液壓 三爪卡盤：用于回轉(zhuǎn)工件的自動(dòng)裝卡四爪單動(dòng)卡盤：用于非回轉(zhuǎn)體或偏心件的裝卡平口鉗分固定側(cè)與活動(dòng)側(cè)，固定側(cè)與底面作為定位面，活動(dòng)側(cè)用于夾緊。正弦平

5、口鉗，通過鉗身上的孔及滑槽來改變角度，可用于斜面零件的裝夾數(shù)控銑削編程工藝根底 6專用夾具 專用夾具：指專為某一工件的某一加工工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大批大量生產(chǎn)上一頁下一頁連桿加工專用夾具：該夾具靠工作臺(tái)T形槽和夾具體上定位鍵確定其在數(shù)控銑床上的位置，并用T形螺栓緊固。連桿加工專用銑槽夾具結(jié)構(gòu)夾具l一夾具體；2一壓板；3、7一螺母；4、5一墊圈：6一螺栓；8一彈簧；9一定位鍵；10一菱形銷；11一圓柱銷 數(shù)控銑削編程工藝根底3、 加工路線確實(shí)定 1銑削輪廓外表 在銑削輪廓外表時(shí)一般采用立銑刀側(cè)面刃口進(jìn)行切削。對(duì)于二維輪廓加工，通常采用的加工路線為：從起刀點(diǎn)

6、下刀到下刀點(diǎn)沿切向切入工件輪廓切削刀具向上抬刀，退離工件返回起刀點(diǎn)數(shù)控銑削編程工藝根底刀具的進(jìn)、退刀方式入刀軌跡刀具軌跡工件刀具出刀(a) 側(cè)向進(jìn)刀入刀軌跡刀具軌跡工件刀具出刀(b) 圓弧進(jìn)刀YG00G00G01XZX起始高度安全高度刀具下刀方式切削底部距離應(yīng)大于刀具半徑數(shù)控銑削編程工藝根底 2順銑和逆銑對(duì)加工影響 在銑削加工中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工外表粗糙度的重要因素之一。逆銑時(shí)切削力F的水平分力Fx的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf方向相反，順銑時(shí)切削力F的水平分力FX的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)Vf的方向相同。為了降低外表粗糙度值，提高刀具耐用度，對(duì)于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，盡量采用順銑加工。

7、但如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而且余量一般較大，這時(shí)采用逆銑較為合理。通常，由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，順銑的工藝性就優(yōu)于逆銑。順銑逆銑1、機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床本身所固有的坐標(biāo)系，各坐標(biāo)軸的關(guān)系符合右手笛卡兒坐標(biāo)系準(zhǔn)那么 。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)時(shí)自定的，其位置機(jī)械擋塊決定，不能隨意改變。 機(jī)床坐標(biāo)系是用來確定工件坐標(biāo)系的根本坐標(biāo)系。數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸及其正方向2、工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系是編程人員在編寫程序時(shí)，在工件上建立的坐標(biāo)系。 工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置為工件零點(diǎn)。理論上工件零點(diǎn)設(shè)置是任意的，但實(shí)際上，它是編程人員根據(jù)零件特點(diǎn)為了編程方便以及尺

8、寸的直觀性而設(shè)定的。 選擇工件坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)注意 1工件零點(diǎn)應(yīng)選在零件的尺寸基準(zhǔn)上，這樣便于坐標(biāo)值的計(jì)算，并減少錯(cuò)誤； 2工件零點(diǎn)盡量選在精度較高的工件外表，以提高被加工零件的加工精度； 3對(duì)于對(duì)稱零件，工件零點(diǎn)設(shè)在對(duì)稱中心上； 4對(duì)于一般零件，工件零點(diǎn)設(shè)在工件輪廓某一角上； 5Z軸方向上零點(diǎn)一般設(shè)在工件外表； 6對(duì)于臥式加工中心最好把工件零點(diǎn)設(shè)在回轉(zhuǎn)中心上，即設(shè)置在工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心與Z軸連線適當(dāng)位置上； 7編程時(shí)，應(yīng)將刀具起點(diǎn)和程序原點(diǎn)設(shè)在同一處，這樣可以簡(jiǎn)化程序，便于計(jì)算。數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸及其正方向3、坐標(biāo)系系統(tǒng)的設(shè)定 機(jī)床坐標(biāo)系G53：以機(jī)床零點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系叫機(jī)床坐標(biāo)系。 工件坐標(biāo)系設(shè)定G9

9、2、G54G59 1G92指令設(shè)定加工坐標(biāo)系，指令格式：G90 G92 X_Y_Z_ ； 2用G54G59選擇工件坐標(biāo)系，在絕對(duì)值移動(dòng)時(shí)，與刀具位置無關(guān)，不需操作者修改程序。 局部坐標(biāo)系G52 在工件坐標(biāo)系中編程時(shí)，對(duì)某些圖形假設(shè)用另一個(gè)坐標(biāo)系描述更簡(jiǎn)便，如不想將原坐標(biāo)系偏移時(shí)，可用局部坐標(biāo)系設(shè)定指令。指令格式： G52 X_Y_Z_ ；它適合于所有的工件坐標(biāo)系16。因是局部坐標(biāo)系，只在指令的工件坐標(biāo)系內(nèi)有效，而不影響其余的工件坐標(biāo)系，因其使用方便而被廣泛使用。數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸及其正方向1、絕對(duì)值、增量值方式(G90、G91)在G90方式下，刀具運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)一律用該點(diǎn)在工作坐標(biāo)系下相對(duì)于坐標(biāo)

10、原點(diǎn)的坐標(biāo)值表示；在G91方式下，刀具運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)是執(zhí)行本程序段時(shí)刀具終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的增量值，G90、G91均為模態(tài)代碼。、極坐標(biāo)指令G15、G16數(shù)控加工程序可以用極坐標(biāo)輸入終點(diǎn)的坐標(biāo)值半徑和角度。指令格式為： G15 極坐標(biāo)系指令取消 G16 極坐標(biāo)系指令有效、尺寸單位選擇G20、G21 G20英制輸人，G21公制制輸人。這兩個(gè)G代碼必須在程序的開頭，坐標(biāo)系設(shè)定之前用單獨(dú)的程序段指令。 說明： 1接通電源時(shí)為公制單位； 2G20、G21不能在程序的中途切換。絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編成1、快速移動(dòng)定位G00 用G00快速點(diǎn)定位指令，命令刀具以點(diǎn)位控制方式，從刀具所在點(diǎn)以最快的速度移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)。

11、 三軸聯(lián)動(dòng)時(shí)的程序格式： G00 X Y Z ； 其中X、Y、Z軸也可單獨(dú)移動(dòng)或任意組合。 由于是快速移動(dòng)，所以只用于空程，不能用于切削。直線和圓弧插補(bǔ)指令2、直線插補(bǔ)G01 刀具以直線插補(bǔ)的方式按照該程序段中指定的速度作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，用于加工直線軌跡。三軸聯(lián)動(dòng)的程序格式： G01 XY ZF； XYZ為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)值，F(xiàn)為進(jìn)給速度，各軸實(shí)際進(jìn)給速度是F在該軸投影分量。 直線和圓弧插補(bǔ)指令 、 圓弧插補(bǔ)G02、G03 圓弧插補(bǔ)指令可以自動(dòng)加工圓弧曲線，G02為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，G03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)，圓弧順、逆方向的判斷方法以及用矢量I、J、K表示圓心的編程方法，與數(shù)控銑床圓弧插補(bǔ)的判斷方法相同。指令

12、格式： 說明： 1G17、G18、G19表示選擇圓弧插補(bǔ)平面，分別表示選擇在XOY、ZOX、YOZ平面進(jìn)行圓弧插補(bǔ)； 2X、Y、Z表示圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)，其坐標(biāo)值采用絕對(duì)坐標(biāo)還是增量坐標(biāo)，取決于G90或G91的狀態(tài)，G91狀態(tài)下終點(diǎn)坐標(biāo)為相對(duì)圓弧起點(diǎn)的增量值； 3R為圓弧半徑值。F_ ；G17G18G19G02G03X_ Y_ Z_ X_ Y_ Z_R_I_ J_ K_ I_ J_ K_直線和圓弧插補(bǔ)指令 用半徑法編寫圓弧加工程序時(shí)應(yīng)注意，在使用同一半徑R的情況下，從起點(diǎn)A到終點(diǎn)B的圓弧可能有兩個(gè)即圓弧a與圓弧b，編程時(shí)它們的起始點(diǎn)及半徑都一樣，為區(qū)分二者，規(guī)定圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角小于180時(shí)圓弧段

13、a用“R表示半徑，圓心角大于180時(shí)圓弧b用“-R表示半徑。圓心角等于180時(shí)用“R或“-R均可。 直線和圓弧插補(bǔ)指令插補(bǔ)平面選擇指令 該組指令用于選擇圓弧插補(bǔ)和刀具半徑補(bǔ)償平面，該組指令為模態(tài)指令，系統(tǒng)初始狀態(tài)為G17狀態(tài)，其中直線移動(dòng)指令與平面選擇無關(guān)。鉆削銑削時(shí)的平面和坐標(biāo)軸布置XG17G19G18ZYD_；G17G18G19G00G01G41G42X Y_ Z_ X_Y_ Z_自動(dòng)返回參考點(diǎn)、返回參考點(diǎn)校驗(yàn)G27 程序格式： G27 X Y Z ； 指令中X_ YZ代表參考點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。執(zhí)行該指令后，如果刀具可以定位到參考點(diǎn)上，那么相應(yīng)軸的參考點(diǎn)指示燈就亮。、自動(dòng)返回參考點(diǎn)

14、G28程序格式： G28 X Y Z ；執(zhí)行G28指令，可以使刀具以點(diǎn)位方式經(jīng)中間點(diǎn)快速返回到參考點(diǎn)，中間點(diǎn)的位置由該指令后面的XYZ坐標(biāo)值決定。、自動(dòng)從參考點(diǎn)返回G29 執(zhí)行G29指令，可使刀具從參考點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過一個(gè)中間點(diǎn)，到達(dá)由這個(gè)指令后面XYZ坐標(biāo)值所指令的位置，中間點(diǎn)的坐標(biāo)值由前面的G28所規(guī)定。因此這條指令須和G28成對(duì)使用，但在使用G28之后，這條指令不是必須的，使用G00定位有時(shí)更方便。自動(dòng)返回參考點(diǎn)返回機(jī)床Z軸機(jī)械原點(diǎn)中間點(diǎn)的確定100100100P刀具功能與換刀指令1、刀具功能 T功能T功能是用來進(jìn)行選擇刀具的功能，它是把指令了刀號(hào)的刀具轉(zhuǎn)換到換刀位置，為下次換刀做好準(zhǔn)備。T功

15、能指令用T xxxx表示刀具號(hào)表示，T xx是為下次換刀使用的，本次所用刀具應(yīng)在前面程序段中寫出。刀具交換是指刀庫(kù)上正位于換刀位置的刀具與主軸上的刀具進(jìn)行自動(dòng)換刀，這一動(dòng)作是通過換刀指令M06來實(shí)現(xiàn)的，有些機(jī)床那么不需要指定M06也可實(shí)現(xiàn)換刀動(dòng)作。2、M06自動(dòng)換刀主軸刀具與刀庫(kù)上位于換刀位置的刀具交換，執(zhí)行時(shí)先完成主軸準(zhǔn)停的動(dòng)作，然后才執(zhí)行換刀動(dòng)作。刀具補(bǔ)償及補(bǔ)償指令1、半徑補(bǔ)償G40、G41、G42 在編制輪廓切削加工的場(chǎng)合，一般以工件的輪廓尺寸為編程軌跡，這樣編制加工程序比較簡(jiǎn)單，即假設(shè)刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡是沿工件輪廓運(yùn)動(dòng)的，而實(shí)際的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡要與工件輪廓有一個(gè)偏移量刀具半徑。利用刀具半徑

16、補(bǔ)償功能可以方便的實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變,簡(jiǎn)化程序的編制,機(jī)床可以自動(dòng)判別補(bǔ)償?shù)姆较蚝脱a(bǔ)償值的大小，自動(dòng)計(jì)算出實(shí)際刀具中心軌跡,并按刀心軌跡運(yùn)動(dòng)。 1 G40 取消刀具半徑補(bǔ)償，G41 刀具左補(bǔ)償判別： G41左補(bǔ)償指令是沿著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具在工件輪廓的左邊刀具沒有引入刀具半徑補(bǔ)償引入G41銑外輪廓銑內(nèi)槽G41的判定與選擇刀具前進(jìn)方向主軸旋轉(zhuǎn)方向刀具偏移方向偏移量順銑與刀具刀具補(bǔ)償及補(bǔ)償指令 2G42 刀具右補(bǔ)償判別： G42左補(bǔ)償指令是沿著刀具前進(jìn)的方向觀察，刀具在工件輪廓的右邊 G41、G42為續(xù)效指令，建立和取消半徑補(bǔ)償需與G01或G00指令配合使用。例如：G01 G41 X_ Y_ D_

17、 F_；G01 G40 X_ Y_ ；G42的判定與選擇刀具沒有引入刀具半徑補(bǔ)償引入G42銑外輪廓銑內(nèi)槽刀具前進(jìn)方向主軸旋轉(zhuǎn)方向刀具偏移方向偏移量逆銑與刀具刀具補(bǔ)償及補(bǔ)償指令 2、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G43、G44、G49刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償可以分為正向補(bǔ)償和負(fù)向補(bǔ)償，G43指令為正向刀補(bǔ)，G44指令為負(fù)向刀補(bǔ)。 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償原理：刀具補(bǔ)償及補(bǔ)償指令刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償編程格式： 1G43 ZH ； (刀具正向補(bǔ)償 2G44 ZH ； (刀具負(fù)向補(bǔ)償3G49指令是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消指令。 當(dāng)程序段中調(diào)用G49時(shí)，那么G43和G44均從該程序段起被取消。H00也可以作為G43和G44的取消指令。正向補(bǔ)償方法Z0刀長(zhǎng)120

18、+刀長(zhǎng)120G90 G54 G43 G00 Z0 H1；G90 G54 G00 Z0；G90 G54 G43 G00 Z120 H1；循環(huán)指令介紹一、固定循環(huán)指令在數(shù)控加工中，某些加工動(dòng)作已經(jīng)典型化，例如鉆孔、鏜孔的動(dòng)作順序是孔位平面定位，快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等，這一系列動(dòng)作已經(jīng)預(yù)先編好程序，存儲(chǔ)在內(nèi)存中，可用包含代碼的一個(gè)程序調(diào)用，從而簡(jiǎn)化了編程工作，這種包含了典型動(dòng)作循環(huán)的代碼稱為循環(huán)指令。、高速深孔往復(fù)排屑鉆G73 程序格式： G73 XY Z RQ F G73指令用于深孔加工，該固定循環(huán)用于Z軸方向的間歇進(jìn)給，使深孔加工時(shí)可以較容易地實(shí)現(xiàn)斷屑和排屑，減少退刀量，進(jìn)行高效率的加工

19、。值為每次的背吃刀量增量值且用正值表示，必須保證d，退刀用快速，退刀量“d由參數(shù)設(shè)定。高速深孔往復(fù)排屑鉆G732、深孔往復(fù)排屑鉆G83格式：G83 XY ZRQF G83指令同樣用于深孔加工，孔加工動(dòng)作如下圖，與G73略有不同的是每次刀具間歇進(jìn)給后退至R點(diǎn)平面，此處的“d表示刀具間歇進(jìn)給每次下降時(shí)由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)的那一點(diǎn)至前一次切削進(jìn)給下降的點(diǎn)之間的距離，距離由參數(shù)來設(shè)定。深孔往復(fù)排屑鉆G83鉆孔G81和锪孔G823、鉆孔G81和锪孔G82程序格式： G81 XYZRF； G82 XYZRPF； G8l指令的動(dòng)作循環(huán)為，X、Y坐標(biāo)定位、快進(jìn)、工進(jìn)和快速返回等動(dòng)作。 G82與G81動(dòng)作相似，唯一不

20、同之處是G82在孔底增加了暫停，因而適用于盲孔、锪孔或鏜階梯孔的加工，以提高孔底外表加工精度，而G81 只適用于一般孔的加工。 4、攻右旋螺紋G84與左旋螺紋G74程序格式： G84 X YZRF； G74 X Y Z R F； G84指令使主軸從R點(diǎn)至Z點(diǎn)時(shí)，刀具正向進(jìn)給，主軸正轉(zhuǎn)，到孔底時(shí)主軸反轉(zhuǎn)，返回到R點(diǎn)平面后主軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)。 G74指令使主軸攻螺紋時(shí)反轉(zhuǎn)，到孔底正轉(zhuǎn)，返回到R點(diǎn)時(shí)恢復(fù)反轉(zhuǎn)。 攻右旋螺紋G84與左旋螺紋G745、精鏜孔G76程序格式： C76 XYZRQP F ； 孔加工的動(dòng)作如下圖，圖中P表示在孔底有暫停，0SS表示主軸有準(zhǔn)停，Q表示刀具移動(dòng)量。精鏜時(shí)為了不使刀具在退刀過程中劃傷孔的外表，可以使用精鏜循環(huán)G76指令。機(jī)床執(zhí)行G76時(shí)，刀具從初始點(diǎn)移至R點(diǎn)，并開始進(jìn)行精鏜切削，直至孔底主軸停止，向刀尖反方向移動(dòng)偏移一個(gè)Q值，然后快速退刀，刀具復(fù)位，Q值總是為正值，假設(shè)使用負(fù)值，負(fù)號(hào)將被忽略。偏移時(shí)刀頭移動(dòng)的方向預(yù)先由參數(shù)設(shè)定。 精鏜孔G766、精鏜孔G85與精鏜階梯孔G89程序格式： G85 XYZRF； G89 X YZ RPF； 這兩種孔