全套課件：數(shù)控加工與編程

第1章數(shù)控加工概述1.1數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識1.2先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)及典型數(shù)控系統(tǒng)1.3編程中的數(shù)據(jù)處理1.4程序的結(jié)構(gòu)思考與練習(xí)題1.1數(shù)控機(jī)床基本知識1.1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及數(shù)控概念

1．?dāng)?shù)控機(jī)床的產(chǎn)生隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜、精密，更新?lián)Q代越來越頻繁，社會對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。在航空航天、造船、軍工和計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，零件精度高、形狀復(fù)雜、批量小、經(jīng)常改動、加工困難、生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量難以保證。加之個(gè)性化的需求也使生產(chǎn)類型由大批、大量生產(chǎn)向多品種、小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。為解決上述問題，滿足多品種、小批量、復(fù)雜、高精度零件的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化生產(chǎn)設(shè)備——數(shù)控機(jī)床就是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生的。2．?dāng)?shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)字控制（NumericalControl，NC），它是指用輸入數(shù)控裝置的數(shù)字化信息來控制機(jī)械執(zhí)行預(yù)定的動作，其數(shù)字信息包括字母、數(shù)字和符號。用數(shù)字化信息對機(jī)床的運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床，稱作數(shù)控機(jī)床。早期的數(shù)控機(jī)床的NC裝置是由各種邏輯元件、記憶元件組成隨機(jī)邏輯電路，是固定接線的硬件結(jié)構(gòu)，由硬件來實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，稱作硬件數(shù)控，用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)控機(jī)床一般稱作NC機(jī)床。計(jì)算機(jī)數(shù)控（ComputerNumericalControl，CNC）。是采用微處理器或?qū)Ｓ梦C(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，由事先存放在存儲器里的系統(tǒng)程序（軟件）來實(shí)現(xiàn)邏輯控制，實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，并通過接口與外圍設(shè)備進(jìn)行連接，稱為CNC系統(tǒng)，這樣的機(jī)床一般稱為CNC機(jī)床?？傊?，數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制技術(shù)與機(jī)床相結(jié)合的產(chǎn)物，從狹義上看，“數(shù)控”一詞就是“數(shù)控機(jī)床”的代名詞；從廣義上看，數(shù)控技術(shù)本身在其他行業(yè)中有更廣泛的應(yīng)用，稱為廣義數(shù)字控制。數(shù)控機(jī)床就是將加工過程的各種機(jī)床動作，用數(shù)字化的代碼表示，通過某種載體將信息輸入數(shù)控系統(tǒng)，控制計(jì)算機(jī)對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并用來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床加工出所需要的工件，其過程如圖1-1所示。圖1-1零件程序產(chǎn)生流程

1.1.2數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理

1.數(shù)控機(jī)床的組成現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床由程序載體、輸入輸出裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、可編程序控制器、主軸控制單元、速度控制單元、機(jī)床本體、位置檢測反饋等部分組成，如圖1-2所示。圖1-2CNC機(jī)床的組成2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的主要功能數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，其主要功能如下。①多坐標(biāo)控制（多軸聯(lián)動）。②準(zhǔn)備功能（G功能）。③實(shí)現(xiàn)多種函數(shù)的插補(bǔ)（直線、圓弧、拋物線等）。④代碼轉(zhuǎn)換（EIA/ISO代碼轉(zhuǎn)換、英制/公制轉(zhuǎn)換、絕對值/增量值轉(zhuǎn)換等）。⑤固定循環(huán)加工。⑥進(jìn)給功能：指定進(jìn)給速度。⑦主軸功能：指定主軸轉(zhuǎn)速。⑧輔助功能：規(guī)定主軸的啟、停、反向，冷卻系統(tǒng)的開、關(guān)等。⑨刀具選擇功能。⑩各種補(bǔ)償功能，如刀具半徑、刀具長度補(bǔ)償?shù)取?．?dāng)?shù)控機(jī)床的工作原理在數(shù)控機(jī)床上加工零件需經(jīng)過以下步驟，如圖1-3所示。圖1-3數(shù)控加工步驟（1）準(zhǔn)備階段（2）編程階段（3）準(zhǔn)備信息載體（4）加工階段圖1-3數(shù)控加工步驟1.1.3數(shù)控機(jī)床的分類1．按工藝用途分（1）金屬切削類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、加工中心等。加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它將銑、鏜、鉆、攻螺紋等功能集中于一臺設(shè)備上，具有多種工藝手段，在加工過程中由程序自動選用和更換刀具，大大提高了生產(chǎn)效率和加工精度。（2）金屬成型類數(shù)控機(jī)床此類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控板料折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控沖床等。（3）特種加工類數(shù)控機(jī)床此類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)等。（4）其他類數(shù)控機(jī)床如數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測量儀等。2．按加工路線分類（1）點(diǎn)位控制系統(tǒng)屬于點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控沖床等。（2）直線控制系統(tǒng)一般的簡易數(shù)控系統(tǒng)均屬于直線控制系統(tǒng)。（3）點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)采用點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控鏜銑床、數(shù)控加工中心等。（4）連續(xù)控制系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控銑床、功能完善的數(shù)控車床、數(shù)控凸輪磨床和數(shù)控線切割機(jī)等。圖1-4點(diǎn)位控制系統(tǒng)加工圖1-5直線控制系統(tǒng)加工圖1-6連續(xù)控制系統(tǒng)加工3．按伺服系統(tǒng)的類型分類（1）開環(huán)伺服系統(tǒng)圖1-7所示為采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的開環(huán)伺服系統(tǒng)原理圖。從原理圖上可知，工作臺位移量與進(jìn)給指令脈沖的數(shù)量成正比，即數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖頻率越高，則工作臺的位移速度越快。這種只含有信號放大和變換，不帶有位移檢測反饋的伺服系統(tǒng)稱為開環(huán)伺服系統(tǒng)或簡稱開環(huán)系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)因既沒有工作臺位移檢測裝置，又沒有位置反饋和校正控制系統(tǒng)，所以工作臺的位移精度完全取決于步進(jìn)電動機(jī)的步距角精度、齒輪箱中齒輪副和絲杠螺母副的精度與傳動間隙等，由此可見，這種系統(tǒng)很難保證較高的位置控制精度。同時(shí)，由于受步進(jìn)電動機(jī)性能的影響，其速度也受到一定的限制。但這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、工作可靠、穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉，因此被廣泛用于精度要求不太高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上。圖1-7開環(huán)伺服系統(tǒng)原理圖

（2）閉環(huán)伺服系統(tǒng)

圖1-8所示為采用寬調(diào)速直流電動機(jī)驅(qū)動的閉環(huán)伺服系統(tǒng)原理圖。它主要由比較環(huán)節(jié)（直線位移傳感器C和放大元件、速度傳感器A和放大元件），驅(qū)動元件，機(jī)械傳動裝置和測量裝置等組成。其中驅(qū)動元件可采用寬調(diào)速直流電動機(jī)或?qū)捳{(diào)速交流電動機(jī)，測量元件可采用感應(yīng)同步器或光柵等直線測量元件。從理論上講，閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度主要取決于測量元件的精度和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的精度。但由于該系統(tǒng)受進(jìn)給絲杠的拉壓剛度、扭轉(zhuǎn)剛度及摩擦阻尼特性和間隙等非線性因素的影響，給調(diào)試工作造成很大困難。若各種參數(shù)匹配不當(dāng)，將會引起系統(tǒng)振蕩，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響定位精度，因此，閉環(huán)伺服系統(tǒng)要比開環(huán)伺服系統(tǒng)的安裝測試更加困難復(fù)雜，價(jià)格較貴，維護(hù)費(fèi)用也較高。

圖1-8閉環(huán)伺服系統(tǒng)原理圖

（3）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)在閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，用安裝在進(jìn)給絲杠軸端或電動機(jī)軸端的角位移測量元件B（如旋轉(zhuǎn)變壓器、脈沖編碼器、圓光柵等）來代替安裝在機(jī)床工作臺上的直線測量元件，用測量絲杠或電動機(jī)軸旋轉(zhuǎn)角位移來代替測量工作臺直線位移的伺服系統(tǒng)稱為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，如圖1-9所示。因這種系統(tǒng)未將絲杠螺母副、齒輪傳動副等傳動裝置包含在閉環(huán)反饋系統(tǒng)中，不能補(bǔ)償該部分裝置的傳動誤差，所以半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的加工精度低于閉環(huán)伺服系統(tǒng)的加工精度。但半閉環(huán)伺服系統(tǒng)將慣性大的工作臺安裝在閉環(huán)之外，使這種系統(tǒng)調(diào)試較容易，穩(wěn)定性也較好。圖1-9半閉環(huán)伺服系統(tǒng)原理圖4．按控制坐標(biāo)數(shù)分類數(shù)控機(jī)床的移動部件較多，現(xiàn)多按直角坐標(biāo)系對機(jī)床移動部件的運(yùn)動進(jìn)行分類和數(shù)字控制。數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)數(shù)目或軸數(shù)是指數(shù)控裝置控制的機(jī)床移動部件的聯(lián)動坐標(biāo)數(shù)目。（1）兩坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床（2）三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床（3）兩軸半坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床（4）多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床1.1.4數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍從總體上看，同工藝類型的數(shù)控機(jī)床加工與普通機(jī)床加工并沒有本質(zhì)的區(qū)別，但數(shù)控機(jī)床本身具有高精度、高剛性、高速度、自動化、柔性化、智能化等一系列特點(diǎn)，因此必能在使用中表現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)。1．?dāng)?shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)（1）加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定（2）加工生產(chǎn)效率高（3）減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件（4）對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好（5）良好的經(jīng)濟(jì)效益（6）有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化2．?dāng)?shù)控機(jī)床的不足①設(shè)備初期投資大。②加工中難以人工調(diào)整。③對設(shè)備使用維護(hù)人員的技術(shù)水平要求較高。④就目前而言，對占機(jī)械加工總量20%～30%的大批大量生產(chǎn)，數(shù)控機(jī)床無論是在投資還是加工效率方面均遜色于各類組合專用機(jī)床及其自動生產(chǎn)線。3．?dāng)?shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍數(shù)控機(jī)床具備普通機(jī)床所沒有的許多優(yōu)點(diǎn)，但這些優(yōu)點(diǎn)只有在一定的具體條件下才能得以體現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，但它并不能完全取代其他類型的機(jī)床，也還不能以最經(jīng)濟(jì)的方式解決機(jī)械加工中的所有問題。根據(jù)數(shù)控機(jī)床自身的特點(diǎn)，它通常最適合加工以下類型的零件。①結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高或必須用數(shù)學(xué)方法確定的復(fù)雜曲線、曲面類零件。圖1-13（a）所示為3類機(jī)床的被加工零件復(fù)雜程度與零件批量大小的關(guān)系。通常數(shù)控機(jī)床適合于加工結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在普通機(jī)床上加工時(shí)需要準(zhǔn)備復(fù)雜、貴重工藝裝備的零件。圖1-13數(shù)控機(jī)床加工范圍的定性分析

②多品種小批量生產(chǎn)的零件。圖1-13（b）所示為應(yīng)用3類機(jī)床的零件加工批量與總加工費(fèi)用的關(guān)系?？梢?，零件加工批量大時(shí)，選擇數(shù)控機(jī)床加工是不利的，原因之一是數(shù)控機(jī)床設(shè)備費(fèi)用昂貴。此外，與大批量生產(chǎn)通常采用的專用機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的效率還是不夠高。數(shù)控機(jī)床一般適合于單件小批生產(chǎn)加工，并有向中批量發(fā)展的趨勢，即圖1-13（a）中的ABC曲線向EFG方向擴(kuò)展。③需要頻繁改型的零件。在軍工企業(yè)和科研部門，零件頻繁改型是司空見慣的事，這就為數(shù)控機(jī)床提供了用武之地。④價(jià)值昂貴、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。⑤希望最短生產(chǎn)周期的急需零件。目前，在中批量生產(chǎn)甚至大批量生產(chǎn)中已有采用數(shù)控機(jī)床加工的情況，這種方案就產(chǎn)品直接經(jīng)濟(jì)效益而言并非最佳，但其投資風(fēng)險(xiǎn)小，能經(jīng)受市場的波動與沖擊，可以動態(tài)地適應(yīng)市場，實(shí)現(xiàn)柔性制造。1.2先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)及典型數(shù)控系統(tǒng)1.先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)主要有：柔性制造單元FMC（FlexibleManufacturingCell）柔性制造系統(tǒng)FMS（FlexibleManufacturingSystem）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）。以下簡要介紹這3種生產(chǎn)系統(tǒng)。

（1）柔性制造單元柔性制造單元（FMC）是在制造單元的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，又具有一定的柔性。所謂柔性，是指能夠較容易地適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)功能。FMC可由一臺或少數(shù)幾臺設(shè)備組成。FMC具有獨(dú)立自動加工的功能，又部分具有自動傳送和監(jiān)控管理的功能，可實(shí)現(xiàn)某些產(chǎn)品的多品種、小批量加工。有些FMC還可實(shí)現(xiàn)24h無人運(yùn)轉(zhuǎn)。

FMC可以作為FMS中的基本單元，若干個(gè)FMC可以發(fā)展組成FMS，因而FMC可看作企業(yè)發(fā)展過程中的一個(gè)階段。FMC有兩個(gè)大類，一類是數(shù)控機(jī)床配上機(jī)器人，另一類是加工中心配上托盤交換系統(tǒng)。①配有機(jī)器人的FMC。圖1-14中，加工中心3上的工件2由機(jī)器人1來裝卸，加工完畢的工件放在工件架上。監(jiān)控器4協(xié)調(diào)加工中心和機(jī)器人的動作。②配有托盤交換系統(tǒng)構(gòu)成的FMC。圖1-15所示為由加工中心和托盤交換系統(tǒng)構(gòu)成的FMC。托盤上裝夾有工件，當(dāng)工件加工完畢后，托盤轉(zhuǎn)位，加工另一新工件，托盤支承在圓柱環(huán)形導(dǎo)軌上，由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動而回轉(zhuǎn)，鏈輪由電動機(jī)驅(qū)動。托盤的選定和停位由可編程序控制器（PLC）來實(shí)現(xiàn)。一般的FMC，托盤數(shù)在5個(gè)以上。

圖1-14配有機(jī)器人的FMC

圖1-15配有托盤交換系統(tǒng)的FMC

（2）柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)（FMS）是一個(gè)由中央計(jì)算機(jī)控制的自動化制造系統(tǒng)。它是由一個(gè)傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備（通常是具有換刀裝置的數(shù)控機(jī)床或加工中心）。傳輸裝置把工件放在托盤或其他連接裝置上送到各加工設(shè)備，使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動。所謂柔性，就是通過編程或稍加調(diào)整就可同時(shí)加工幾種不同的工件。采用柔性制造系統(tǒng)后，可顯著提高勞動生產(chǎn)率，大大縮短制造周期和提高機(jī)床利用率，減少操作人員數(shù)量，壓縮在制品數(shù)量和庫存量，因而使成本大為降低，縮小了生產(chǎn)場地和提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。柔性制造系統(tǒng)由加工系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)和信息系統(tǒng)組成。

（3）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)所謂計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS），簡單地說，就是用計(jì)算機(jī)通過信息集成實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，以求得企業(yè)的總體效益。采用CIMS有以下好處。①工程設(shè)計(jì)自動化方面?？刹捎矛F(xiàn)代化工程設(shè)計(jì)手段，如CAD/CAPP/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃/計(jì)算機(jī)輔助制造），提高產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)能力，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，從而加快產(chǎn)品更新?lián)Q代速度，滿足用戶要求。②加工制造方面?？刹捎弥T如FMC、FMS、DNC等先進(jìn)技術(shù)，提高制造質(zhì)量，增加制造過程的柔性；提高設(shè)備利用率，縮短產(chǎn)品制造周期，增強(qiáng)生產(chǎn)能力。③經(jīng)營管理方面。使企業(yè)的經(jīng)營決策科學(xué)化。在市場競爭中，可使產(chǎn)品報(bào)價(jià)快速、準(zhǔn)確和及時(shí)；在生產(chǎn)過程中，可有效地解決生產(chǎn)“瓶頸”，減少在制品，使庫存量壓到最低水平，減少制造過程中占用的資金，減少倉庫面積，從而可降低生產(chǎn)成本，加速企業(yè)的資金周轉(zhuǎn)?？傊?，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等硬、軟件將企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營管理等方面的所有活動集成起來，從而大幅度提高企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。因此，CIMS被稱為21世紀(jì)的生產(chǎn)模式。

CIMS通常由管理信息系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工程設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等6個(gè)分系統(tǒng)組成，它們之間的關(guān)系如圖1-16所示。以下分別介紹這6個(gè)分系統(tǒng)。圖1-16CIMS的組成圖2．典型數(shù)控系統(tǒng)

（1）日本FANUC系列數(shù)控系統(tǒng)

0i系列：高性價(jià)比；整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡(luò)功能

0i-MB/MA用于加工中心和銑床，4軸4聯(lián)動；

0i-TB/TA用于車床，4軸2聯(lián)動；

0i-mateMA用于銑床，3軸3聯(lián)動；

0i-mateTA用于車床，2軸2聯(lián)動CNC16i/18i/21i系列：

具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型；控制單元與LCD集成于一體，具有網(wǎng)絡(luò)功能，超高速串行數(shù)據(jù)通信。其中FS16i-MB的插補(bǔ)、位置檢測和伺服控制以納米為單位。

16i最多可控8軸；

18i最多可控6軸；

21i最多可控4軸，4軸聯(lián)動

（2）SINUMERIK810/820系列

802S/C用于車床、銑床等，可控3個(gè)進(jìn)給軸和1個(gè)主軸；802S適于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動；

802C適用于伺服電機(jī)驅(qū)動，具有數(shù)字I/O接口

802D控制4個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和1個(gè)主軸，PLCI/O模塊，具有圖形式循環(huán)編程，車削、銑削/鉆削工藝循環(huán)，F(xiàn)RAME（包括移動、旋轉(zhuǎn)和縮放）等功能，為復(fù)雜加工任務(wù)提供智能控制

810D用于數(shù)字閉環(huán)驅(qū)動控制，最多可控6軸（包括1個(gè)主軸和1個(gè)輔助主軸），緊湊型可編程輸入/輸出

840D全數(shù)字模塊化數(shù)控設(shè)計(jì)，用于復(fù)雜機(jī)床、模塊化旋轉(zhuǎn)加工機(jī)床和傳送機(jī)，最大可控31軸3．華中數(shù)控系統(tǒng)HNCHNC是武漢華中數(shù)控研制開發(fā)的國產(chǎn)型數(shù)控系統(tǒng)。它是我國863計(jì)劃的科研成果在實(shí)踐中應(yīng)用的成功項(xiàng)目，已開發(fā)和應(yīng)用的產(chǎn)品有HNC－1和HNC－2000兩個(gè)系列，共計(jì)16種型號。

(1)華中1型數(shù)控系統(tǒng)。該數(shù)控系統(tǒng)有HNC－1M銑床、加工中心數(shù)控系統(tǒng)，HNC－1T車床數(shù)控系統(tǒng)，HNC－1Y齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)，HNC－1P數(shù)字化仿形加工數(shù)控系統(tǒng)，HNC－1L激光加工數(shù)控系統(tǒng)，HNC－1G五軸聯(lián)動工具磨床數(shù)控系統(tǒng)和HNC－1FP鍛壓、沖壓加工數(shù)控系統(tǒng)，HNC－1ME多功能小型數(shù)控銑系統(tǒng)，HNC－1TE多功能小型數(shù)控車系統(tǒng)和HNC－1S高速珩縫機(jī)數(shù)控系統(tǒng)等。(2)華中21型數(shù)控系統(tǒng)。HNC－21型是在HNC－1型數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用通用工業(yè)PC，TFT真彩液晶顯示，具有多軸多通道控制功能和內(nèi)裝式PC，可與多種伺服驅(qū)動單元配套使用，具有開放性好，結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高，性價(jià)比高和操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。同樣，它也有系列派生的數(shù)控系統(tǒng)HNC－21M、HNC－21T、HNC－21Y、HNC－21L、HNC－21G等。此外，國產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)還有廣州數(shù)控和北京凱恩帝等，它們采用前后臺結(jié)構(gòu)，為多機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。1.3編程中的數(shù)據(jù)處理數(shù)控機(jī)床是將工藝規(guī)劃好的加工路徑等信息編寫成程序，控制刀具與工件間的相對運(yùn)動而進(jìn)行加工的。刀具路徑規(guī)劃的原始依據(jù)是零件圖紙。無論是手工編程還是自動編程，都要按已經(jīng)確定的加工路線和允許的誤差進(jìn)行刀位點(diǎn)的計(jì)算。所謂刀位點(diǎn)，即刀具運(yùn)動過程中的相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)，包括基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)。一般數(shù)控機(jī)床只有直線和圓弧插補(bǔ)功能，當(dāng)?shù)毒呗窂揭?guī)劃好后，需要知道刀具路徑上各直線和圓弧要素的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行編程。這些編程所需要的數(shù)據(jù)在零件圖上往往未必都能直接獲得。當(dāng)被加工工件輪廓是非圓曲線，而數(shù)控機(jī)床又不具備相應(yīng)的插補(bǔ)功能時(shí)，就只能用若干直線或圓弧段對非圓曲線進(jìn)行擬合，以近似代替實(shí)際輪廓曲線，這就需要計(jì)算出各擬合段的交點(diǎn)坐標(biāo)，從而編制出各擬合段程序。通常數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容主要包括基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算及輔助計(jì)算等內(nèi)容。1.3.1基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算所謂基點(diǎn)，就是指構(gòu)成零件輪廓的各相鄰幾何要素的交點(diǎn)或切點(diǎn)，如兩直線間的交點(diǎn)、直線與圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)等。一般來說，基點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)可根據(jù)圖紙?jiān)汲叽?，利用三角函?shù)、幾何、解析幾何等求出，數(shù)據(jù)計(jì)算精度應(yīng)與圖紙加工精度要求相適應(yīng)，一般最高精確到機(jī)床最小設(shè)定單位即可。圖1-17所示為正六邊形，從設(shè)計(jì)角度考慮標(biāo)出了外接圓尺寸，這已完全可以將正六邊形確定。但從工藝編程角度考慮，則必須求出1、2、3等正六邊形各邊的交點(diǎn)，1、2、3等即為基點(diǎn)。圖中基點(diǎn)2坐標(biāo)可直接獲得，即X2=25，Y2=0。

X1=R×cos60°=25×cos60°=12.5Y1=R×sin60°=25×sin60°=21.651

對于基點(diǎn)3，其X坐標(biāo)同基點(diǎn)1，即X3=12.5，而Y3=?21.651。根據(jù)對稱性可求得其余各點(diǎn)的坐標(biāo)值。圖1-17基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算對于一些較復(fù)雜圖形的數(shù)據(jù)計(jì)算，建議采用CAD輔助圖解法。如圖1-18所示，利用CAD軟件將零件圖形在給定坐標(biāo)系按比例繪制后，選擇軟件菜單上的坐標(biāo)查詢功能，依次逐個(gè)選取各基點(diǎn)并確認(rèn)后即可得到圖中各點(diǎn)的列表坐標(biāo)數(shù)據(jù)。圖1-18CAD圖解法求解基點(diǎn)坐標(biāo)

1.3.2節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算所謂節(jié)點(diǎn)，就是在滿足容差要求的前提下，用若干插補(bǔ)線段（直線或圓?。M合逼近實(shí)際輪廓曲線時(shí)，相鄰兩插補(bǔ)線段的交點(diǎn)。容差是指用插補(bǔ)線段逼近實(shí)際輪廓曲線時(shí)允許存在的誤差。節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算相對比較復(fù)雜，方法也很多，是手工編程的難點(diǎn)。因此，通常對于復(fù)雜的曲線、曲面加工，盡可能采用自動編程，以減少誤差，提高程序的可靠性，減輕編程人員的工作負(fù)擔(dān)。節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算方法很多，一般可根據(jù)輪廓曲線的特征及加工精度要求等選擇。若輪廓曲線的曲率變化不大，可采用等步長法計(jì)算插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)；若輪廓曲線的曲率變化較大，可采用等誤差法計(jì)算插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)加工精度要求較高時(shí)，可采用逼近程度較高的圓弧逼近插補(bǔ)法計(jì)算插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的數(shù)目主要取決于輪廓曲線特征、逼近線段形狀及容差要求等。對于同一曲線，在相同的容差要求下，采用圓弧逼近法與直線逼近法相比，可以有效減少節(jié)點(diǎn)數(shù)目。而容差值越小，則節(jié)點(diǎn)數(shù)越多。1.3.3輔助計(jì)算如前所述，編程人員在拿到圖紙進(jìn)行編程時(shí)，首先要作必要的工藝分析處理，并在零件圖上選擇編程原點(diǎn)，建立編程坐標(biāo)系。理論上講，編程原點(diǎn)可以任意選取。編程時(shí)，在保證加工要求的前提下，總希望選擇的原點(diǎn)有利于簡化編程加工，盡可能實(shí)現(xiàn)直接利用圖紙尺寸數(shù)據(jù)編程，以減少數(shù)據(jù)計(jì)算。1．尺寸換算如圖1-19所示零件，經(jīng)分析后將編程原點(diǎn)定在其右端面與軸線交點(diǎn)處。如果采用絕對坐標(biāo)編程，則端面A、B的Z坐標(biāo)數(shù)據(jù)需要計(jì)算。對于端面B，由于是未注公差，可以直接采用公稱尺寸進(jìn)行計(jì)算。而端面A的Z向坐標(biāo)Z，需要應(yīng)用工藝尺寸鏈進(jìn)行解算。根據(jù)尺寸鏈計(jì)算公式得15.1=40.05?ZAminZAmin=24.9515=40?ZAmaxZAmax=25圖1-19零件原圖

2．公差轉(zhuǎn)換零件圖的工作表面或配合表面一般都注有公差，公差帶位置各不相同。圖1-19中，有7個(gè)尺寸注有公差要求，其公差帶均為單向偏置。數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工一樣存在諸多的誤差影響因素，總會產(chǎn)生一定的加工誤差。如果按零件圖紙公稱尺寸進(jìn)行編程，加工后的零件尺寸將出現(xiàn)兩種情況，其一大于公稱尺寸，其二小于公稱尺寸。從理論上講，兩種情況出現(xiàn)的概率各為0.5。對于公差帶單向偏置的尺寸，如果按公稱值進(jìn)行編程加工，將意味著不合格的可能性為50%，其中一部分已經(jīng)是廢品（如外圓尺寸小于下偏差），而另一部分還可以通過補(bǔ)充加工進(jìn)行修正（如外圓尺寸大于上偏差）。上述兩種情況的出現(xiàn)都將帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失?；谏鲜鲈?，數(shù)控編程時(shí)通常需將公差尺寸進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其公差帶成對稱偏置，再以此尺寸公稱值編程，從而最大限度地減少不合格品的產(chǎn)生，提高數(shù)控加工效率和經(jīng)濟(jì)效益。圖1-20零件轉(zhuǎn)換等效圖1.4程序結(jié)構(gòu)1.4.1數(shù)控加工程序的組成結(jié)構(gòu)

每一個(gè)程序都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。程序是由多個(gè)程序段構(gòu)成的，而程序段又是由字構(gòu)成的，各程序段用程序段結(jié)束代碼(ISO為LF,EIA為CR)分隔開。

而字（圖1-22）是構(gòu)成程序段的要素。字是由地址和其后面的數(shù)字構(gòu)成的（有時(shí)在數(shù)字前帶有+或-符號）。地址是英文字母（A～Z）中的一個(gè)字母，它規(guī)定了其后數(shù)值的意義。圖1-22指令字的組成

圖1-21程序的結(jié)構(gòu)

1．程序名在數(shù)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)的存儲器里可以存儲多個(gè)程序。為了把這些程序相互區(qū)別開，在程序的開頭,冠以用地址O（FANUC系統(tǒng)）及后續(xù)四位數(shù)值構(gòu)成的程序名，如圖1-23所示，而其他系統(tǒng)有的采用“%”（華中數(shù)控系統(tǒng)）及后續(xù)四位數(shù)值構(gòu)成。圖1-23程序名的構(gòu)成

2．順序號和程序段程序是由多個(gè)指令構(gòu)成的，把它的一個(gè)指令單位稱為程序段（見圖1-21）。程序段之間用程序段結(jié)束代碼（見圖1-21）隔開，在本書中用字符“；”表示程序段結(jié)束代碼。在程序段的開頭可以用地址N和后面四位數(shù)構(gòu)成的順序號（見圖1-21），前導(dǎo)零可省略。順序號的順序是任意的，其間隔也可不等?？梢匀砍绦蚨味紟в许樞蛱?，也可以在重要的程序段帶有。但按一般的加工順序，順序號要從小到大。在程序的重要地方帶上順序號是方便的(例如，換刀時(shí)，或者工作臺分度移到新的加工面時(shí)等等)。3．程序結(jié)束程序從程序名開始,用M30/M02或M99結(jié)束（見圖1-21）。在執(zhí)行程序中，如果檢測出程序結(jié)束代碼：M30/M02或M99，則系統(tǒng)結(jié)束執(zhí)行程序，變成復(fù)位狀態(tài)。若是M30/M02指令結(jié)束時(shí)，則程序結(jié)束；若在子程序中以M99結(jié)束時(shí)，則返回到調(diào)用子程序的程序中。綜上所述，控制數(shù)控機(jī)床完成零件加工的指令系列的集合稱為程序。按著指令使刀具沿著直線、圓弧運(yùn)動，或使主軸運(yùn)動、停轉(zhuǎn)，編程就是根據(jù)機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動順序書寫這些指令。1.4.2程序的一般結(jié)構(gòu)

程序分為主程序和子程序。通常CNC是按主程序的指示運(yùn)動的，如果主程序上遇有調(diào)用子程序的指令，則CNC按子程序運(yùn)動，在子程序中遇到返回主程序的指令時(shí)，CNC便返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。程序動作順序如圖1-24所示。圖1-24程序運(yùn)行順序思考與練習(xí)題一、單項(xiàng)選擇題1．計(jì)算機(jī)數(shù)控簡稱（）A．NCB．DNCC．CNCD．PNC2．加工（）零件，宜采用數(shù)控加工設(shè)備。A．大批量B．多品種小批量C．單件D．簡單3．21世紀(jì)的生產(chǎn)模式是（）A．CADB．CAMC．FMSD．CIMS4．()是數(shù)控機(jī)床的核心。A．輸入輸出設(shè)備B．?dāng)?shù)控裝置C．伺服系統(tǒng)D．機(jī)床本體5．開環(huán)、閉環(huán)及半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的類型是按（）方式分類。A．工藝用途B．控制運(yùn)動軌跡C．伺服系統(tǒng)控制D．軸數(shù)二．判斷題（）1．世界上生產(chǎn)的第一臺數(shù)控機(jī)床是數(shù)控車床。（）2．程序段號不可時(shí)有時(shí)無，并應(yīng)嚴(yán)格按大小順序。（）3．?dāng)?shù)控機(jī)床最適合多品種小批量形狀復(fù)雜的零件生產(chǎn)。（）4．半閉環(huán)、閉環(huán)數(shù)控機(jī)床帶有檢測反饋裝置。（）5．程序一般分為主程序和子程序。（）6．FMS是柔性制造單元的縮寫。三．問答題：1．NC與CNC的概念？2．?dāng)?shù)控機(jī)床是由哪幾部分組成？3．?dāng)?shù)控機(jī)床有哪幾種分類方法？各有哪些類型？4．?dāng)?shù)控機(jī)床按伺服系統(tǒng)控制方式分為哪三類？各用在什么場合？5．?dāng)?shù)控加工的特點(diǎn)是什么？數(shù)控加工的主要應(yīng)用范圍有哪些？6．程序是由哪幾部分組成？主程序和子程序有什么區(qū)別？7．與傳統(tǒng)機(jī)加工方法相比，數(shù)控加工有哪些特點(diǎn)？8．你所在的學(xué)院或企業(yè)數(shù)控機(jī)床有哪些類型？各使用的是哪種數(shù)控系統(tǒng)？第2章數(shù)控車床基本知識

2.1數(shù)控車床概述2.2數(shù)控車床刀具的選擇及裝夾2.3數(shù)控車床典型表面的車削工藝2.4數(shù)控車床坐標(biāo)系2.5數(shù)控車床的維護(hù)思考與練習(xí)2.1.1

數(shù)控車床的工藝范圍和特點(diǎn)

1．?dāng)?shù)控車床的工藝范圍數(shù)控車床主要用于加工軸類、套筒類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件，能夠通過程序控制自動完成內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧、螺紋等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔等工作。2.1

數(shù)控車床概述2．?dāng)?shù)控車床的特點(diǎn)數(shù)控車床與普通車床相比較，主要具有以下一些特點(diǎn)：（1）高精度（2）高效率（3）高柔性（4）工藝能力強(qiáng)（5）高可靠性

數(shù)控車床由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)、冷卻潤滑系統(tǒng)等機(jī)械部件和數(shù)控系統(tǒng)組成。2.1.2

數(shù)控車床的組成

1．?dāng)?shù)控車床的機(jī)械構(gòu)成（1）主軸箱（2）主軸伺服電機(jī)（3）夾緊裝置（4）往復(fù)拖板（5）刀架（6）底座和床身（7）尾座（8）防護(hù)罩電動刀盤2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)是由CNC裝置、輸入/輸出設(shè)備、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動裝置和進(jìn)給驅(qū)動裝置以及位置測量系統(tǒng)等幾部分組成。3．機(jī)床電氣及液壓控制系統(tǒng)機(jī)床的強(qiáng)電氣控制系統(tǒng)主要完成對機(jī)床的動作及自動控制。液壓控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)機(jī)床上的一些輔助動作，如機(jī)床主軸的變速、尾座套筒的移動及工件自動夾緊結(jié)構(gòu)的動作。4．控制面板控制面板包括CRT操作面板（執(zhí)行NC數(shù)據(jù)的輸入/輸出）和機(jī)床操作面板（執(zhí)行機(jī)床的手動操作）。數(shù)控面板5．機(jī)床潤滑和切削液系統(tǒng)機(jī)床潤滑系統(tǒng)為機(jī)床運(yùn)動部件間進(jìn)行潤滑和冷卻。機(jī)床切削液系統(tǒng)為機(jī)床加工提供充足的切削液，以滿足切削加工的需要。2.1.3

數(shù)控車床的分類

數(shù)控車床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)功能和機(jī)械構(gòu)成可分為：1．一般數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）2．全功能數(shù)控車床3．?dāng)?shù)控車削中心1．?dāng)?shù)控車刀的特點(diǎn)①高的切削效率。②刀具精度高，精度穩(wěn)定。③剛性好，抗振及熱變形小。④互換性好，便于快速換刀。⑤耐用度好，切削性能穩(wěn)定、可靠。⑥刀具的尺寸調(diào)整方便，換刀調(diào)整時(shí)間短。⑦系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。2.2

數(shù)控車床刀具的選擇及裝夾

2.2.1

數(shù)控車刀的特點(diǎn)及類型2．?dāng)?shù)控車刀的類型（1）按刀具結(jié)構(gòu)分①整體式車刀②接式車刀③機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀（2）按刀具所用材料分①高速鋼刀具②硬質(zhì)合金刀具③金剛石刀具④其他材料刀具（3）按切削工藝分可分為外圓車刀、內(nèi)孔車刀（鏜刀）、螺紋車刀、切割刀具等多種1．?dāng)?shù)控車床刀具的選擇刀具選擇的總原則是：安裝、調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。數(shù)控車刀一般分為3類：（1）尖形車刀（2）圓弧形車刀（3）成型車刀2.2.2

數(shù)控車刀的選擇及裝夾

2．刀片選擇按照GB—2076—87，刀片可分為帶圓孔、帶沉孔及無孔3大類，形狀有三角形、正方形、五邊形、六邊形、圓形以及菱形等共17種。3．車刀的裝夾在實(shí)際切削中，車刀安裝的高低及車刀刀桿軸線是否垂直，對車刀角度有很大影響。車刀安裝的歪斜，對主偏角、副偏角影響較大，特別是在車螺紋時(shí)，會使牙形半角產(chǎn)生誤差。1．零件的配合表面和非配合表面2．零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析3．輪廓幾何要素分析4．精度及技術(shù)要求分析2.3

數(shù)控車床典型表面的車削工藝

2.3.1

零件的工藝性分析1．工序劃分（1）按零件加工表面的位置精度劃分（2）按粗、精加工劃分2．工件裝夾（1）三爪自動定心卡盤裝夾（2）用卡盤和頂尖裝夾（3）用兩頂尖裝夾2.3.2

工序劃分和工件裝夾

3．加工順序的確定制定零件數(shù)控車削加工順序時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則：（1）先粗后精原則（2）先近后遠(yuǎn)原則（3）基面先行原則（4）先內(nèi)后外原則4．加工路線的確定在確定加工路線時(shí)，主要遵循以下原則。①應(yīng)能保證零件具有良好的加工精度和表面質(zhì)量。②應(yīng)盡量縮短加工路線，減少空刀時(shí)間，以提高加工效率。③應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單，程序段數(shù)量少。④確定軸向移動尺寸時(shí)，應(yīng)考慮刀具的引入距離和超越距離。2.3.3

切削用量的選擇數(shù)控車床加工中的切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速或切削速度、進(jìn)給速度或進(jìn)給量及背吃刀量。切削用量的選擇原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本；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。1．主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)被加工表面的直徑和允許的切削速度經(jīng)計(jì)算確定，其中切削速度可通過計(jì)算或查表選取，也可按實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式是：

S=1000vc/πd（r/min） 式中，vc——切削速度，m/min；d——被加工表面直徑，mm。2．進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，刀具沿進(jìn)給方向移動的距離（mm/min）。在數(shù)控車床編程中，較多地用進(jìn)給量（mm/r）表示進(jìn)給速度。進(jìn)給速度的選擇原則如下。①在能滿足工件加工質(zhì)量要求的情況下，可選擇較高的進(jìn)給速度。②當(dāng)切斷、車削深孔及精車時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度。③當(dāng)?shù)毒呖招谐虝r(shí)，可以選擇盡量高的進(jìn)給速度。④進(jìn)給速度還應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量相適應(yīng)。3．背吃刀量的確定背吃刀量應(yīng)在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下根據(jù)加工余量確定。加工時(shí)，應(yīng)盡可能取大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。當(dāng)零件的精度要求較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行半精加工，余量取0.5～1mm，精加工余量取0.2～0.5mm。1．軸類零件典型軸類零件如圖所示，零件材料為45鋼，毛坯為

36mm，試對該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。2.3.4

典型零件數(shù)控車削加工工藝

（1）零件圖工藝分析該零件主要由圓柱、圓錐、圓弧及螺紋等表面組成。該零件尺寸標(biāo)注完整，零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。為便于裝夾，在工藝上可先將坯件左端預(yù)先車出夾持部分，右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。（2）確定零件的定位基準(zhǔn)選定零件坯料軸線和左端大端面為定位基準(zhǔn)。（3）確定裝夾方案左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動頂尖支承的裝夾方案。（4）確定加工順序具體加工順序：①平端面。②鉆中心孔。③粗車各外圓柱面及圓錐面，粗車圓弧面。④精車各外輪廓面。其路線為：倒角→切削螺紋的實(shí)際外圓→切削錐度部分→車削

20外圓→倒角→車

28外圓→切削圓弧部分→車

28外圓。⑤切3mm×

12mm的槽。⑥車M16×1.5的螺紋。⑦車斷。（5）刀具選擇①選用

5mm的中心鉆，鉆中心孔。②粗車選用90°硬質(zhì)合金右偏刀，用于光端面和粗車各輪廓表面。由于外圓上有圓弧表面，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小，可取κ′r=35°③精車選用90°硬質(zhì)合金右偏刀。④車槽和車斷選用寬3mm的切斷刀。⑤車螺紋選用60°硬質(zhì)合金螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取r=0.15～0.2mm。（6）切削用量的選擇①切削深度的選擇。輪廓粗車ap=3mm，精車ap=0.25mm；螺紋粗車ap=0.3mm，逐刀遞減，精車ap=0.1mm。②主軸轉(zhuǎn)速的選擇。車外圓及圓弧時(shí)，粗車切削速度選vc=90m/min，精車切削速度選vc=120m/min，計(jì)算后得主軸轉(zhuǎn)速：光端面和粗車各輪廓表面600r/min，精車800r/min，車槽和車斷320r/min，車螺紋320r/min。③進(jìn)給量的選擇。根據(jù)加工實(shí)際情況，確定粗車進(jìn)給量為0.3mm/r，精車進(jìn)給量為0.15mm/r。（7）填寫數(shù)控加工工藝卡單

位

名

稱×××產(chǎn)品名稱或代號零

件

名

稱材

料×××軸45鋼工

序

號程

序

編

號夾

具

名

稱夾

具

編

號使

用

設(shè)

備××××××三爪卡盤和活動頂尖××××××工

步

號工

步

內(nèi)

容刀

具

號刀具規(guī)格

（mm×mm）主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給量（mm/r）背吃刀量（mm）1平端面T010125×256000.32鉆中心孔T05056000.33粗車輪廓T010125×256000.334精車輪廓T020225×258000.150.255車槽T030325×253200.30.36車螺紋T040425×253200.17車斷T030325×253200.32．軸套類零件典型軸套類零件如圖所示，試對該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。（1）零件圖工藝分析該零件主要由外圓、內(nèi)孔、圓弧等表面組成。該零件尺寸標(biāo)注完整，零件材料為45鋼。由于該零件的內(nèi)孔直徑較大，其內(nèi)孔在加工前已有底孔。（2）確定零件的定位基準(zhǔn)對于軸套類零件，主要使用外圓和內(nèi)孔及端面作為定位基準(zhǔn)。根據(jù)該零件兩端都要加工的要求，在加工完一端的表面后，調(diào)頭車另一端的表面。（3）確定裝夾方案采用三爪自定心卡盤和彈性夾頭定心夾緊。車左端表面時(shí)，用三爪卡盤夾

115外圓；車右端表面時(shí)，用彈性夾頭夾

105內(nèi)孔。（4）確定加工順序根據(jù)車削加工的特點(diǎn)，加工順序按由粗到精、由內(nèi)再外的原則確定，即一次裝夾后，先加工內(nèi)孔，再加工外圓。車左端的具體加工順序如下。①車端面。②粗鏜

90、

105內(nèi)孔。③精鏜

105內(nèi)孔及孔底平面，精鏜

90內(nèi)孔。④粗車

135外圓。⑤精車

135外圓。加工完左端的表面后，調(diào)頭車右端的表面，具體加工順序如下。①車端面。②粗車

115外圓、R3圓弧及端面。③精車

115外圓、R3圓弧及端面。（5）刀具選擇①粗車外圓選用90°硬質(zhì)合金右偏刀。②精車選用90°硬質(zhì)合金右偏刀。③車端面選用45°端面車刀，用于車削工件的兩外端面。④鏜孔選用硬質(zhì)合金鏜刀。（6）切削用量的選擇①切削深度的選擇。粗加工ap=2～6mm，精加工ap=0.25～2mm。②主軸轉(zhuǎn)速的選擇。粗加工切削速度選vc=90～150m/min，精加工選vc=150～200m/min，計(jì)算后得主軸轉(zhuǎn)速：粗加工各輪廓表面400r/min，精加工500r/min。③進(jìn)給量的選擇。根據(jù)加工實(shí)際情況，確定粗加工進(jìn)給量為0.3mm/r，精車進(jìn)給量為0.15mm/r。（7）填寫數(shù)控加工工藝卡單

位

名稱×××產(chǎn)品名稱或代號零

件

名

稱材

料×××軸

套45鋼工

序

號程

序

編

號夾

具

名

稱夾

具

編

號使用設(shè)備××××××三爪卡盤和彈性夾頭××××××工

步

號工

步

內(nèi)

容刀

具

號刀具規(guī)格

（mm×mm）主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給量（mm/r）切削深度（mm）車左端1車端面T020225×254000.32粗鏜

90、105內(nèi)孔T03034000.33mm3精鏜

90、105內(nèi)孔T03035000.151mm4粗車

135外圓T010125×254000.33mm5精車

135外圓T040425×255000.151mm車右端1車端面T020225×254000.32粗車

115外圓T010125×254000.33mm3精車

115外圓T040425×255000.151mm2.4

數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)

數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)分為機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，無論使用哪種坐標(biāo)系，都規(guī)定車床主軸軸線方向?yàn)樽鴺?biāo)系的Z軸，且規(guī)定從卡盤至尾座的方向?yàn)閆軸的正方向；在水平面內(nèi)與車床主軸軸線垂直的方向?yàn)閄軸，且規(guī)定刀具遠(yuǎn)離主軸旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸的正方向。1．機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)為機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)。一般情況下，機(jī)床坐標(biāo)系在機(jī)床出廠前已經(jīng)調(diào)整好，是不允許用戶隨意變動的。圖中M點(diǎn)為機(jī)床原點(diǎn)2．工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系在數(shù)控編程時(shí)，各軸的坐標(biāo)值都是相對一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)而計(jì)算的，該基準(zhǔn)點(diǎn)被稱為工件原點(diǎn)，又稱編程零點(diǎn)，工件原點(diǎn)通常取在工件的端面中心圖中O點(diǎn)為工件原點(diǎn)3．參考點(diǎn)參考點(diǎn)為機(jī)床上一固定點(diǎn)，其固定位置，由X向與Z向的機(jī)械擋塊及電機(jī)零點(diǎn)位置來確定，機(jī)械擋塊一般設(shè)定在X、Z軸正向最大位置。4．工件坐標(biāo)系設(shè)定對工件坐標(biāo)系進(jìn)行設(shè)定，在Fanuc系統(tǒng)中，用G50XαZβ

指令進(jìn)行設(shè)定。在執(zhí)行該指令后，系統(tǒng)內(nèi)部對（α，β）進(jìn)行記憶，即在系統(tǒng)內(nèi)部建立了一個(gè)以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系。5．直徑編程和半徑編程數(shù)控車床加工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定2種方法；當(dāng)用直徑值編程時(shí)，稱為直徑編程法；當(dāng)用半徑值編程時(shí)，稱為半徑編程法。數(shù)控車床出廠時(shí)一般設(shè)定為直徑編程。6．小數(shù)點(diǎn)編程在Fanuc系統(tǒng)中，坐標(biāo)（距離）或時(shí)間數(shù)值中是否有小數(shù)點(diǎn)，其數(shù)值的單位是不同的。小數(shù)點(diǎn)可用于距離和時(shí)間等單位。①對于距離，有小數(shù)點(diǎn)的位置單位是mm或in；無小數(shù)點(diǎn)時(shí)，與系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的最小移動單位有關(guān)②對于時(shí)間，有小數(shù)點(diǎn)的單位是ｓ，無小數(shù)點(diǎn)的單位是ms7．絕對尺寸編程與增量尺寸編程在數(shù)控車床編程中，確定各軸移動的編程指令方法有絕對尺寸編程和增量圖2-19絕對尺寸與增量尺寸編程尺寸編程兩種。對各軸移動到終點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行編程的方法，稱為絕對尺寸編程法，對應(yīng)坐標(biāo)字用X和Z。用各軸的移動量直接編程的方法，稱為增量尺寸編程法，X和Z坐標(biāo)對應(yīng)用U和W表示。1．點(diǎn)檢（1）專職點(diǎn)檢主要負(fù)責(zé)對機(jī)床的關(guān)鍵部位和重要部位按周期進(jìn)行重點(diǎn)點(diǎn)檢和設(shè)備狀態(tài)檢測，制定點(diǎn)檢計(jì)劃，做好維護(hù)記錄，并提出改善機(jī)床維護(hù)和保養(yǎng)的建議。（2）日常點(diǎn)檢負(fù)責(zé)對機(jī)床的一般部位進(jìn)行點(diǎn)檢、處理。（3）生產(chǎn)點(diǎn)檢負(fù)責(zé)對生產(chǎn)運(yùn)行中的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行點(diǎn)檢，并負(fù)責(zé)潤滑、緊固等工作。2.5

數(shù)控車床的維護(hù)

2．?dāng)?shù)控車床系統(tǒng)的日常維護(hù)（1）制定數(shù)控車床系統(tǒng)日常維護(hù)的規(guī)章制度（2）機(jī)床電氣柜的散熱通風(fēng)（3）盡量少開電氣柜門（4）支持電池的定期更換（5）CNC系統(tǒng)長期不用時(shí)的保養(yǎng)（6）CNC系統(tǒng)內(nèi)各電器元件的連接

思考與練習(xí)

1．?dāng)?shù)控車床與普通車床相比有什么特點(diǎn)？

2．?dāng)?shù)控車床由哪幾部分組成？各起什么作用？

3．?dāng)?shù)控車床刀具按結(jié)構(gòu)可分成哪幾類？

4．?dāng)?shù)控車刀應(yīng)具備哪些特點(diǎn)？所用刀具材料主要有哪幾種？

5．可轉(zhuǎn)位刀片的選擇原則是什么？

6．選擇數(shù)控刀具通常應(yīng)考慮哪些因素？

7．?dāng)?shù)控車削工序順序的安排原則是什么？

8．?dāng)?shù)控常用粗加工進(jìn)給路線有哪些方式？精加工路線應(yīng)如何確定？

9．選擇車削用量的一般原則是什么？

10．?dāng)?shù)控車削工藝有什么特點(diǎn)？

11．?dāng)?shù)控車床常用工藝文件有哪些？數(shù)控車削加工的工序原則有哪些？

12．什么是絕對尺寸編程？什么是增量尺寸編程？什么是混合方式編程？

13．?dāng)?shù)控車床點(diǎn)檢按要求和內(nèi)容不同，可分為哪幾種？

14．?dāng)?shù)控車床系統(tǒng)的日常維護(hù)包括哪些內(nèi)容？

15．?dāng)?shù)控車床長期不用時(shí)應(yīng)做好哪些工作？如何維護(hù)？

16．?dāng)M定圖2-21所示各零件的機(jī)械加工工藝過程，并填寫相應(yīng)的加工工藝卡片。第3章數(shù)控車床的編程3.1數(shù)控車床系統(tǒng)的主要功能3.2一般工件的編程3.3圓弧程序的編制3.4循環(huán)加工3.5螺紋加工3.6子程序的應(yīng)用3.7零點(diǎn)偏置3.8圓頭車刀的編程與補(bǔ)償3.9數(shù)控車床編程舉例思考與練習(xí)3.1數(shù)控車床系統(tǒng)的主要功能

3.1.1

準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能又稱G功能或G代碼。G代碼由地址字G加其后2位數(shù)字組成，它用來規(guī)定刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡、坐標(biāo)設(shè)定、刀具補(bǔ)償偏置等多種加工操作。G功能根據(jù)功能的不同分成若干組，有模態(tài)和非模態(tài)2種形式。模態(tài)代碼表示該代碼一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，一直有效，直到出現(xiàn)同組的另一個(gè)G代碼時(shí)才失效；非模態(tài)代碼只在所指定的程序段中有效。下表其中00組的G功能為非模態(tài)G功能，其余組的為模態(tài)G功能G代碼組

別功

能G0001定位（快速移動）*G01直線插補(bǔ)（切削進(jìn)給）G02圓弧插補(bǔ)CW（順時(shí)針）G03圓弧插補(bǔ)CCW（逆時(shí)針）G0400暫停，準(zhǔn)停G28返回參考點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)）G3201螺紋切削G3301攻絲循環(huán)G3401變螺距螺紋切削*G40G41G4204刀尖半徑補(bǔ)償（選配）G5000坐標(biāo)系設(shè)定G6500宏程序命令G代碼組

別功

能G7000精加工循環(huán)G71外圓粗車循環(huán)G72端面粗車循環(huán)G73封閉切削循環(huán)G74端面深孔加工循環(huán)G75外圓、內(nèi)圓切槽循環(huán)G76復(fù)合型螺紋切削循環(huán)G9001外圓、內(nèi)圓車削循環(huán)G92螺紋切削循環(huán)G94端面切削循環(huán)G9602恒線速開G97恒線速關(guān)*G9803每分進(jìn)給G99每轉(zhuǎn)進(jìn)給3.1.2

輔助功能輔助功能又稱M功能或M代碼。M代碼由地址字M和其后2位數(shù)字組成，主要用于控制零件程序的走向，以及機(jī)床各種輔助功能的開關(guān)動作。使用M代碼時(shí)應(yīng)注意：一個(gè)程序段只能一個(gè)M指令有效，當(dāng)程序段中出現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上的M指令時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。M代碼及功能見下圖：代

碼形

式功

能代

碼形

式功

能M00非模態(tài)程序暫停M10模態(tài)尾座進(jìn)M01非模態(tài)計(jì)劃停止M11模態(tài)尾座退M02非模態(tài)程序結(jié)束M12模態(tài)卡盤夾緊M03模態(tài)主軸正轉(zhuǎn)M13模態(tài)卡盤松開M04模態(tài)主軸反轉(zhuǎn)M30非模態(tài)程序結(jié)束并返回到程序開頭*M05模態(tài)主軸停止M32模態(tài)潤滑開M06非模態(tài)換刀*M33模態(tài)潤滑關(guān)M08模態(tài)冷卻液開M98非模態(tài)子程序調(diào)用*M09模態(tài)冷卻液關(guān)M99非模態(tài)從子程序返回1．進(jìn)給速度功能（F功能）進(jìn)給速度功能也稱F功能或F指令，表示工件被加工時(shí)刀具相對于工件的合成進(jìn)給速度。F指令由地址F加幾位數(shù)字組成，進(jìn)給速度值直接寫在字母F的后面，如F200、F0.3等。F的單位由G98（每分鐘進(jìn)給量mm/min）或G99（主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量mm/r）代碼指定。3.1.3其他功能

2．主軸轉(zhuǎn)速功能（S功能）主軸轉(zhuǎn)速功能用來指定主軸的轉(zhuǎn)速，也稱S功能或S指令。S功能由地址符S加幾位數(shù)字組成。3．刀具功能（T功能）刀具功能也稱為T功能或T指令。它是由地址符T加4位數(shù)字組成。執(zhí)行T指令時(shí)，將轉(zhuǎn)動刀架到指定的刀號位置，同時(shí)將使用指定的刀具補(bǔ)償號的補(bǔ)償值。3.2.1

快速定位指令G00執(zhí)行G00指令時(shí)，刀具快速移動并定位在指令的目標(biāo)點(diǎn)。該指令主要應(yīng)用于刀具的快進(jìn)、快退及刀具的空行程運(yùn)動。

3.2一般工件的編程

1．指令格式G00X（U）__Z（W）__;說明：①X__Z__表示快速移動的目標(biāo)點(diǎn)絕對坐標(biāo)。②U__W__表示快速移動的目標(biāo)點(diǎn)相對刀具當(dāng)前點(diǎn)的相對坐標(biāo)位移。③X（U）坐標(biāo)按直徑輸入。④在某一軸上相對位置不變時(shí)，可以省略該軸的移動指令。⑤在同一程序段中，絕對坐標(biāo)指令和相對坐標(biāo)指令可以混用。2．G00指令運(yùn)動軌跡在執(zhí)行G00指令時(shí)，X、Z軸以各自獨(dú)立的快速速度移動，不能保證各軸同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，因此X、Z軸的合成軌跡不一定是直線，在通常情況下多為折線軌跡3．應(yīng)用和編程方法G00指令主要用于刀具快進(jìn)、快退及空刀快速移動時(shí)的編程，移動過程中不能對工件進(jìn)行切削加工。如圖所示，刀具從Ａ點(diǎn)快速運(yùn)動到Ｂ點(diǎn)，A→B的程序如下。絕對值編程：G00X20.0Z25.0；相對值編程：G00U-22.0W-18.0；3.2.2

直線插補(bǔ)G01執(zhí)行G01指令時(shí)，刀具按程序給定的F進(jìn)給速度作直線運(yùn)動到指令目標(biāo)點(diǎn)。該指令主要應(yīng)用于刀具的切削運(yùn)動。

1．指令格式G01X（U）__Z（W）__F__；說明：①X（U）__Z（W）__表示同G00指令。②F__表示進(jìn)給速度。2．G01指令運(yùn)動軌跡G01指令的運(yùn)動軌跡是一條從當(dāng)前點(diǎn)到終點(diǎn)間的直線。3．應(yīng)用和編程方法如圖所示為加工圓錐面，車刀由當(dāng)前點(diǎn)沿圓錐面直線差補(bǔ)至終點(diǎn)。進(jìn)給速度設(shè)定為0.3mm/r。編程方法如下：絕對值編程：G01X60.0Z7.0F0.3；增量值編程：G01U20.0W?25.0F0.3；3.2.3

暫停G04執(zhí)行G04指令，使程序暫停，經(jīng)過暫停延時(shí)之后執(zhí)行下一個(gè)程序段。指令格式：G04X__；或G04U__；或G04P__；說明：①X及U后面的時(shí)間數(shù)采用小數(shù)點(diǎn)指定，P后面的數(shù)不能使用小數(shù)點(diǎn)。②在暫停指令同一語句段內(nèi)不能指令進(jìn)給速度。③在G98進(jìn)給模式中，指令中輸入的時(shí)間即為停止進(jìn)給時(shí)間，X__或U__的單位為秒（s），P__的單位為毫秒（ms）。④在沒有出現(xiàn)G98時(shí)，數(shù)控車床程序默認(rèn)G99進(jìn)給方式

3.3

圓弧程序的編制圓弧插補(bǔ)指令G02、G03是用來指令刀具在給定平面內(nèi)以F進(jìn)給速度，作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動的指令。該指令主要用于圓弧表面切削。G02為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)圓弧，簡稱順圓；G03為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)圓弧，簡稱逆圓。指令格式：說明：①與圓弧加工有關(guān)的指令說明如表所示。項(xiàng)

目指

定

內(nèi)

容命

令意

義1回轉(zhuǎn)方向G02順時(shí)針轉(zhuǎn)CWG03逆時(shí)針轉(zhuǎn)CCW2絕對方式終點(diǎn)位置相對方式X__Z__工件坐標(biāo)系中圓弧終點(diǎn)位置坐標(biāo)U__W__圓弧終點(diǎn)相對起始點(diǎn)的位移量3從起始點(diǎn)到圓心的距離I__K__圓心相對起始點(diǎn)的位移量圓弧半徑R圓弧半徑4進(jìn)給速度F圓弧的切線速度②順時(shí)針圓弧插補(bǔ)（G02）與逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)（G03）的判斷方法：沿著弧所在平面（如XZ平面）的垂直坐標(biāo)軸的正向（+Y）向負(fù)向（?Y）看去，圓弧插補(bǔ)按順時(shí)針方向進(jìn)行為G02，按逆時(shí)針方向進(jìn)行為G03，③對于R值，當(dāng)圓弧所對應(yīng)的圓心角（α）0°＜α≤180°時(shí)，R取正值。④I、K可理解為圓弧起始點(diǎn)指向圓心的矢量分別在X、Z軸上的投影。⑤在同一程序段中，如I、K與R同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，R有效。使用G02、G03如圖3.4

循環(huán)加工3.4.1

單一固定循環(huán)G90、G941．外（內(nèi)）圓切削循環(huán)G90G90指令主要用于零件的外（內(nèi)）圓柱和圓錐面的切削加工。指令格式：G90X（U）__Z（W）__R__F__；G90車削外圓循環(huán)軌跡2．端面車削循環(huán)G94指令格式：G94X（U）__Z（W）__K（或R）__F__；G94車削帶有錐度的端面循環(huán)軌跡3.4.2

復(fù)合形狀固定循環(huán)指令G71、G72、G73、G701．外徑粗車循環(huán)G71G71指令主要應(yīng)用于圓棒料毛坯粗車外徑。（1）指令格式G71U(?d)R(e)；G71P(ns)Q(nf)U(?u)W(?w)F(f)S(s)T(t)；式中，?d ——

背吃刀量（半徑指定，無符號）；

e ——

退刀量（半徑指定，無符號）；

ns ——

精加工形狀程序段中的開始程序段號；

nf ——

精加工形狀程序段中的結(jié)束程序段號； ?u ——

X軸方向的精加工余量（直徑值，缺省輸入時(shí)，系統(tǒng)按Δu＝0處理），對于右手刀來講，外形輪廓加工取正值，內(nèi)孔鏜削取負(fù)值； ?w ——

Z軸方向的精加工余量（缺省輸入時(shí)，系統(tǒng)按?w＝0處理）；

f、s、t ——F、S、T代碼所賦的值。（2）注意事項(xiàng)圖3-21G71指令應(yīng)用實(shí)例①在使用G71進(jìn)行粗加工循環(huán)時(shí)，只有含在G71程序段中的F、S、T功能才有效；而包含在ns→nf精加工形狀程序段中的F、S、T功能，對粗車循環(huán)無效。②在A→A'

間順序號ns的程序段中只能含有G00或G01指令，而且必須指定，且不能含有Z向移動。③A'→B之間必須符合X、Z軸方向的單調(diào)增大或減小的模式，即一直增大或一直減小。④在加工循環(huán)中可以進(jìn)行刀具補(bǔ)償。⑤在順序號為ns→nf的程序段中，不應(yīng)包含子程序。G71外徑粗車循環(huán)路線圖2．端面粗加工循環(huán)G72G72指令應(yīng)用于圓柱棒料毛坯端面方向粗車，是沿著平行于X軸方向進(jìn)行端面切削循環(huán)的。指令格式如下：G72W(?d)R(e)；G72P(ns)Q(nf)U(?u)W(?w)F(f

)S(s)T(t)；式中各參數(shù)的含義和要求與G71相同。G72端面粗車循環(huán)路線圖3．仿形粗車循環(huán)G73G73仿形粗車循環(huán)就是按照一定的切削形狀逐漸地接近最終形狀，這種方式對于鑄造或鍛造毛坯的車削編程來說效率很高。G73循環(huán)方式如圖3-24所示。指令格式：G73U(i)W(k)R(d)；G73P(ns)Q(nf)U(?d)W(?w)F(f

)S(s)T(t)；式中，i——X軸上總吃刀量（半徑值）；k——Z軸上的總吃刀量；d——重復(fù)加工次數(shù)。其他參數(shù)的含義同G71。G73仿形粗車循環(huán)路線圖4．精加工循環(huán)G70由G71、G72和G73指令完成粗加工后，可以用G70指令對零件進(jìn)行精加工。指令格式：G70P(ns)Q(nf)F(f)式中ns和nf與前述的含義相同。注意：G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令對精加工循環(huán)無效，只有在ns～nf程序段中F、S、T，對精加工循環(huán)有效。5．端面切槽、深孔加工循環(huán)G74G74指令主要用于在工件端面加工環(huán)形槽或中心深孔。加工中軸向斷續(xù)切削起到斷屑、及時(shí)排屑的作用。（1）指令格式G74R(e)；G74X(U)

Z(W)

P(Δi)Q(Δk)R(Δd)F

；式中， e ——每次沿軸向（Z方向）切削Δk后的退刀量（mm），無符號；

X(U)

Z(W)

——切削終點(diǎn)的坐標(biāo)值，即最后一次軸向進(jìn)刀的終點(diǎn)。

Δi ——X方向每次循環(huán)的進(jìn)刀量，單位0.001mm，無符號，直徑指定；

Δk ——Z方向每次切削的進(jìn)刀量，單位0.001mm，無符號；

Δd ——切削到軸向切削終點(diǎn)后，沿X方向的退刀量，單位mm，直徑指

定。Δd的符號總是“+”，但缺省X(U)和Δi時(shí)，則視為0；

F ——切削進(jìn)給速度。G74指令循環(huán)運(yùn)動軌跡6．外圓切槽循環(huán)G75G75指令主要用于加工徑向環(huán)形槽。加工中徑向斷續(xù)切削起到斷屑、及時(shí)排屑的作用。（1）指令格式G75R(e)；G75X(U)

Z(W)

P(Δi)Q(Δk)R(Δd)F

；式中， e ——每次沿徑向（X方向）切削Δi后的退刀量（mm），無符號；

X(U)

Z(W)

——切削終點(diǎn)的坐標(biāo)值，即最后一次徑向進(jìn)刀的終點(diǎn)；

Δi ——X方向每次循環(huán)的進(jìn)刀量，單位0.001mm，無符號，直徑指定；

Δk ——Z方向每次切削的進(jìn)刀量，單位0.001mm，無符號；

Δd ——切削到徑向切削終點(diǎn)后，沿Z方向的退刀量，單位mm，直徑指定。Δd的符號總是“+”，但缺省Z(W)和Δk時(shí)，則視為0。

F ——切削進(jìn)給速度。G75指令循環(huán)軌跡7．復(fù)合循環(huán)指令編程的注意事項(xiàng)①在指定復(fù)合形狀固定循環(huán)的程序段中，R、P、Q、X、Z、U、W等必要的參數(shù)，在每個(gè)程序段中必須正確。②在G71、G72、G73指令的程序段中，如果有P指令了順序號，那么對應(yīng)此順序號的程序段必須指令01組G代碼的G00或G01，否則報(bào)警。③在MDI方式中，不能執(zhí)行G70、G71、G72、G73指令，否則報(bào)警，而G74、G75指令可以執(zhí)行。④在指令G70、G71、G72、G73的程序段以及這些程序段中的P和Q順序號之間的程序段中，不能指令M98、M99。⑤在G70、G71、G72、G73程序段中，用P和Q指令順序號的程序段范圍內(nèi)，不能有G00、G01、G02、G03以外的01組代碼。⑥在執(zhí)行復(fù)合固定循環(huán)（G70～G76）中，可以使動作停止插入手動運(yùn)動，但要再次開始執(zhí)行復(fù)合固定循環(huán)時(shí)，必須返回到插入手動運(yùn)動前的位置。如果不返回就再開始，手動的移動量不加在絕對值上，后面的動作將錯(cuò)位，其值等于手動的移動量。⑦執(zhí)行G70、G71、G72、G73時(shí)，用P和Q指定的順序號在這個(gè)程序內(nèi)不能重復(fù)。3.5

螺紋加工3.5.1

單行程螺紋切削G32G32指令是執(zhí)行單行程螺紋切削。1．指令格式G32X(U)__Z(W)__F__；式中，X(U)__Z(W)__的含義與G00相同；F

——螺紋導(dǎo)程。對錐螺紋，其斜角α在45°以下時(shí)，螺紋導(dǎo)程以Z軸方向值指定；在45°～90°時(shí)，以X軸方向值指定G32單行程螺紋切削軌跡3.5.2

螺紋切削循環(huán)G92G92指令是執(zhí)行螺紋切削單一循環(huán)。1．指令格式G92X(U)__Z(W)__R__F__；說明：①如下圖所示，執(zhí)行該指令刀具從循環(huán)起始點(diǎn)開始按A→B→C→D→A作循環(huán)運(yùn)動，最后又回到循環(huán)起始點(diǎn)。圖中虛線表示快速移動，實(shí)線表示切削進(jìn)給。其中A為循環(huán)起始點(diǎn)（也是循環(huán)的終點(diǎn)），B為切削起始點(diǎn)，C為切削終點(diǎn)，D為退刀點(diǎn)。②X__

Z__為切削終點(diǎn)（C點(diǎn)）的坐標(biāo)；U__W__為切削終點(diǎn)（C點(diǎn)）相對于循環(huán)起始點(diǎn)（A點(diǎn)）的位移量。③R__

為螺紋切削起始點(diǎn)與切削終點(diǎn)的半徑差，即Rb?Rc，如圖3-34所示。加工圓柱螺紋時(shí)，R為零，可省略。④F__

螺紋導(dǎo)程。圓錐螺紋加工軌跡圓柱螺紋加工軌跡3.5.3

螺紋切削復(fù)合循環(huán)G761．指令格式G76P(m)(r)(

)Q(

dmin)R(d)G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(

d)F(f)式中，m——精加工最終重復(fù)次數(shù)（1～99）；r——倒角量，其值可設(shè)置為（0.01～9.9）L，系數(shù)應(yīng)為0.1的整數(shù)倍，用00～99

之間的兩位整數(shù)表示，L為導(dǎo)程；

——刀尖的角度，可選擇80°、60°、55°、30°、29°和0°6種，角度數(shù)值用2位數(shù)表示。m、r、

可用地址一次指定，如m=3、r=1.2P，

=60°時(shí)，可寫成P031260；

dmin——最小切入量（用半徑值指定）；d——精加工余量；X(U)Z(W)——螺紋切削終點(diǎn)坐標(biāo)（絕對坐標(biāo)或相對坐標(biāo)）；i——螺紋錐度，即螺紋部分半徑差，當(dāng)為圓柱螺紋時(shí)，i=0或缺??；k——螺紋牙型的高度（用半徑值指令X軸方向的距離）；

d——第一次的切入量（半徑值，無符號）；f——螺紋的導(dǎo)程。G76指令運(yùn)動軌跡3.6

子程序的應(yīng)用1．子程序的概念在程序中把某些固定順序或重復(fù)出現(xiàn)的程序單獨(dú)抽出來，編成一個(gè)程序供主程序調(diào)用，這類程序叫子程序。2．子程序的調(diào)用與返回指令（1）子程序的調(diào)用Ｍ98指令格式：M98P

L

；式中，P——子程序號；L——重復(fù)調(diào)用子程序的次數(shù)，若為1次，可省略。（2）子程序的返回指令格式：Ｍ99；圖3-41子程序應(yīng)用舉例M99作為子程序的最后一條程序段，表示子程序結(jié)束，并返回主程序中相對應(yīng)的Ｍ98指令下一條程序繼續(xù)執(zhí)行。3.7

零點(diǎn)偏置3.7.1

G50指令實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)偏置當(dāng)將該指令編寫為G50U

W

，可將已建立的工件坐標(biāo)系進(jìn)行平移，即將工件原點(diǎn)平移至一個(gè)新位置，此時(shí)U

W

中的坐標(biāo)值分別代表坐標(biāo)原點(diǎn)在X軸和Z軸上的位移量。3.7.2

G54～G59指令實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)偏置使用G54～G59指令可以在6個(gè)坐標(biāo)系中選擇一個(gè)作為當(dāng)前的工件坐標(biāo)系。在加工前，從“零件偏置”輸入界面輸入工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值，該機(jī)床坐標(biāo)值稱為零件偏置值。在加工前，將G54指令的零點(diǎn)偏置值通過“零件偏置”輸入界面輸入數(shù)控系統(tǒng)。G55和G56的零點(diǎn)偏置值應(yīng)根據(jù)G54零點(diǎn)偏置值、工件的軸向尺寸以及切斷刀的刀寬計(jì)算后輸入數(shù)控系統(tǒng)。3.8

圓頭車刀的編程與補(bǔ)償3.8.1

C刀補(bǔ)方式實(shí)際中，刀具通常是圓形的，刀具中心并不是刀具與加工零件接觸的部分，所以刀具中心的軌跡應(yīng)偏離實(shí)際零件軌跡一個(gè)刀具半徑的距離。3.8.2

假想刀尖對