第二章数控加工编程基础课件.pptx

1、2023年2月7日星期二第二章数控加工编程基第二章数控加工编程基础础与数控机床有关的顺序系统外部的顺序数控加工顺序自动编程用的零件源顺序失掉2.1数控加工编程的基础知识分 析 零件 图 样和 制 定工 艺 方案 数 学 处 理 编 写 程 序 程 序 校验 和 首件试切修 改一、数控顺序编制的方法及步骤数控编程是指从零件图纸到取得合格数控加工顺序的全部任务进程。工艺方案确定加工方案；刀具、工夹具设计和选择；选择对刀点；确定合理的走刀路线；及选择合理的切削用量等；编程的方法手工编程自动编程零件图样工艺人员夹具表机床表刀具表工艺规程编程人员加工程序初稿加工程序修 改编 程 手册自动编程人工图纸分析

2、工艺安排计算机刀具与工件相对位置关系2.1.2 顺序结构和格式%OP1000 N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000；N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08；N30 X90；N300 M30；%顺序结构/末尾符/顺序名/顺序主体/完毕符2.1.2 顺序结构和格式顺序段格式字地址格式主轴转速功能字 结束符 N NG GX X.Y Y.F FS ST TM MLFLF 准备功能字 坐标字 进给功能字 刀具功能字 辅助功能字 程序段号字母数字相对完整的意思写在一段常用地址字符常用地址字符地址字地址字意意 义义A、B、C 围绕围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角

3、度尺寸轴旋转的旋转轴角度尺寸字字F、S、T进给速度指定功用、主轴速度功用、刀进给速度指定功用、主轴速度功用、刀具功用具功用G 预备功用预备功用I、J、K插补圆弧参数插补圆弧参数M 辅佐功用辅佐功用N 顺序段序号顺序段序号U、V、W 与与X、Y、Z轴平行的第轴平行的第2移动坐标尺寸移动坐标尺寸字字X、Y、Z 主坐标轴主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字移动坐标尺寸字第3节 数控机床的坐标系3.1数控机床坐标系2.1.3数控机床坐标系u机床上固有的坐标系u前提条件：工件不动刀具移动u1 机床坐标轴确实定方法u1首先确定Z轴u普通选取发生功削力的轴线方向为Z轴u数控机床的主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行

4、1首先确定Z轴关于有主轴的机床以机床主轴轴线方向为Z轴方向取刀具远离工件为Z轴正向。关于无主轴机床以与装夹工件台面垂直的直线作为Z轴，同理取刀具远离工件为正向。2确定X轴 普通位于与工件装置面相平行的水平面内有主轴的机床主轴带动刀具旋转的机床立式：从主轴的前端向末端看，水平向右为正。卧式：从主轴的末端向前端看，水平向右为正。主轴带动工件旋转的机床在水平面内选定垂直于工件轴线的方向，刀具远离工件为正向。3确定Y轴 由笛卡尔标坐标系用右手螺旋法那么，两坐标标方向求第三个轴判别出来4旋转坐标轴A、B、C区分表示绕X、Y、Z旋转的坐标轴。5附加坐标轴 除X、Y、Z直线移动外，还有平行于它们的区分为U、

5、V、W；假设还有就为P、Q、R。不平行于X、Y、Z轴也区分命名为U、V、W、P、Q、R。除A、B、C轴外的旋转轴可命名为D或E。2、机床坐标系和工件坐标系(1)机床坐标系及原点数控车床机床坐标系数控铣床的机床坐标系(2)机床参考点数控车床机床数控铣床机床参考点是用于对机床运动停止检测和控制的固定位置点。参考点普通选在机床各坐标轴的正极限位。参考点(3)工件坐标系车削类零件铣削类零件4对刀点u也称顺序终点u与零件的定位基准或工件坐标系原点一定有尺寸关系u详细位置应由加工路途来确定2.2 数控加工工艺剖析2.2.1 数控加工工艺特点工艺详细工序集中可完成复杂零件的加工2.2.2 零件的装置方法 数

6、控铣削加工的夹具万能组合夹具万能组合夹具专业铣削夹具专业铣削夹具多工位夹具多工位夹具气动和液压夹具气动和液压夹具通用铣削夹具通用铣削夹具万能组合夹具组合夹具的类型孔系组合夹具槽系组合夹具根据零件的加工要求，用孔系列组合夹具元件即可快速地组装成机床夹具。该系列元件结构简单，以孔定位，螺栓连接，定位精度高，刚性好，组装方便。夹具元件是靠基础板定位基准槽、键来连接各元件而组合成的夹具，所有元件可以拆卸、反复组装，重复使用。元件按其用途可分为基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合件、其它件八大类进行组合。孔系组合夹具孔系组合夹具孔系组合夹具实例槽系组合夹具槽系组合夹具l一长方形基础板；2一

7、方形支撑件；3一菱形定位盘；4一快换钻套；5一叉形压板；6一螺栓；7一手柄杆；8一分度合件槽系组合夹具运用实例公用夹具连杆加工公用夹具该夹具靠任务台连杆加工公用夹具该夹具靠任务台T T形槽和形槽和夹详细上定位键确定其在数控铣床上的位置，夹详细上定位键确定其在数控铣床上的位置，并用并用T T形螺栓紧固。形螺栓紧固。公用夹具连杆加工公用铣槽夹具结构夹具l一夹详细；2一压板；3、7一螺母；4、5一垫圈：6一螺栓；8一弹簧；9一定位键；10一菱形销；11一圆柱销 公用夹具气动、多工位公用夹具气动公用夹具气动通用铣削夹具 平口钳分固定侧与活动侧，固定侧与底面作为定位面，活动侧用于夹紧。正弦平口钳，经过钳

8、身上的孔及滑槽来改动角度，可用于斜面零件的装夹通用铣削夹具铣夹具的选用原那么 万能组合夹具 通用夹具生产量小或研制 考虑专用夹具 结构尽量简单小批量或成批生产 多工位夹具 且气动夹紧生产批量大数控车削夹具的夹具车削特殊轴类盘类通用三爪和四爪卡盘数控车削夹具的夹具 液压 三爪卡盘：用于回转工件的自动装卡 四爪单动卡盘：用于非回转体或公允件的装卡3.2.3 数控夹具工序的划分2.2.4 数控加工路途确实定加工路途：指数控机床在加工进程中刀具到位点相关于被加工工件的运动轨迹和方向。切削加工时的加工路途切削加工时的加工路途加工加工路途路途刀具到位、对刀、退刀和换刀等刀具到位、对刀、退刀和换刀等一系列辅

9、佐运动路途一系列辅佐运动路途2.2.4数控加工路途确定保证零件的加工精度和外表质量，且效率高保证零件的加工精度和外表质量，且效率高增加编程时间和顺序容量增加编程时间和顺序容量增加空刀时间和早轮廓面上的停刀，以免划伤零件增加空刀时间和早轮廓面上的停刀，以免划伤零件增加零件的变形增加零件的变形位置精度要求高的孔系防止机床的反向间隙位置精度要求高的孔系防止机床的反向间隙复杂曲面加工路途确实定复杂曲面加工路途确实定1.孔加工路途确实定2.铣削平面的加工路途 顺铣和逆铣2.铣削平面的加工路途2.铣削平面的加工路途垂直方向进给水平方向进给2.铣削平面内、外表面的加工路途切线切入、切线切出，2.铣削平面内轮

10、廓的加工路途行切行切后环切不留死角环切3.轴向进给的切入与切出确实定切入切出A以加工13毛面 58B130.3D4.曲面铣削粗铣：剔除大部分余量，铣成“梯田”，留余量0.51mm（用立铣刀）半精铣：铣掉“梯田”的台阶接近于理论曲面，留余量0.20.5mm(球头刀或圆弧刀）精铣：得到理论曲线（球头刀）4.曲面铣削曲面的走刀方式4.曲面铣削用球头铣刀注意的内容避免铣刀当钻头用发现零件有缺陷要及时停止加工工艺系统准备用充分模具型腔铣削时应掌握修挫余量2.2.5数控机床刀具系统 按结构来分按结构来分 全体式全体式 镶嵌式镶嵌式 内冷式内冷式 减振式减振式 特殊方式特殊方式 全体式 焊接式 镶嵌式 内冷

11、式 特殊方式复合刀具 铣削刀具的选择根据加工的部位的形状确定被加工材料选择刀具（齿距、安装类型）面加工类型表示面铣削仿形铣 镗孔类型表示粗镗刀精镗刀3.数控铣床和加工中心刀具系统T S G 全 体 式 工 具 系 统刀柄刀具任务局部TMG模块式工具系统主柄模块中间模块任务模块锥柄大小：,TSG全体式工具系统TSG全体式工具系统图谱TMG模块式工具系统TMG模块式工具系统图谱数控车床刀具焊接式机夹式车刀和刀体的连接方式焊接式车刀焊接式车刀机夹式车刀机夹式车刀车刀类型尖形车刀圆弧形车刀成形车刀车刀的选择由加工面的形状选择到片类型刀片尺寸刀片槽型刀片牌号 外圆加工表示内孔加工表示一切刀具内容可参考2

12、020MC-CHI车刀的选择按规范刀片外形刀片外形刀尖圆弧半径的选择影响刀尖强度和被加工零件的外表粗糙度。计算刀尖圆弧半径公式100082tRfR.-;/-;-mmRrmmfumRt刀尖圆弧半径，进给量，轮廓深度，.切削用量.铣削用量确实定铣削用量：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量.铣削用量确实定切削深度或切削宽度进给量切削速度按刀具耐用度的选择顺序切削深度umRa255.12umRa12.53.2umRa3.20.8依据Ra来确定粗铣一次粗铣和半精铣，留给半精铣的余量0.51.0mm粗铣，半精铣，精铣，半精铣切削深度1.52mm；精铣圆周铣削侧吃刀量取0.30.5mm，面铣刀背吃刀量取

13、0.51mm。进给量铣刀转速。铣刀齿数；每齿进给量；进给速度；-/-nzfrmmfvznffnvzfzf每齿进给量取决于工件资料的力学功用、刀具资料、外表粗糙度Pnvf攻螺纹的进给量主轴转速刀具半径。切削速度；-1000dvdvncc球头铣刀的转速刀具半径。切削速度；计算直径-1000-D)2-(-ee22dvDvnaDDDccpe2.车削用量确实定粗车选取原那么尽可能大的背吃刀量尽可能大的进给量耐用度确定切削深速度精车选取原那么由余量选择背吃刀量；由表面粗糙度选进给量；在耐用度的前提下选尽可能高的切削速度车削用量选择方法umRa8012粗加工umRa101.25半精加工umRa3.20.8精

14、加工背吃刀量一次全切除背吃刀量取0.52mm背吃刀量取0.10.4mm进给量的选择粗加工 由加工资料、刀杆尺寸、工件直径以及已定的背吃刀量来定。半精加工和精加工 按外表粗糙度的要求，依据工件资料、刀尖圆弧半径、切削速度来选。切削速度选择由已定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择思索要素有：应避开积屑瘤产生的区域；断续切削，要适当降低切削速度；应避开自激振荡的临界频率；大工件、细长件和薄壁件，应选择较低的切削速度；加工带外皮的工件时，要适当降低切削速度2.3 常用编程指令2.3.1 G功用 相对尺寸增量尺寸一、相对尺寸指令和增量尺寸指令相对尺寸指令和增量尺寸指令惯例表示G90-相对尺寸G91-增量

15、尺寸两坐标车床 相对尺寸的尺寸字的地址符用 X、Z 增量尺寸的尺寸字的地址符用 U、W二、预置寄存指令G92 预置寄存指令是依照顺序规则的尺寸字值，经过以后刀具所在位置来设定加工坐标系预置寄存指令是依照顺序规则的尺寸字值，经过以后刀具所在位置来设定加工坐标系的原点。的原点。编程格式：编程格式：G92 XY Z式中：式中：X、Y、Z的值是以后刀具位置相关于加工原点位置的值。的值是以后刀具位置相关于加工原点位置的值。二、预置寄存指令G92以后的刀具位置点在A点时：G92 X10 Y12以后的刀具位置点在B点时：G92 X30 Y37留意：这种方式设置的加工原点是随刀具以后位置起始位置的变化而变化的

16、。三、坐标平面选择指令坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。G17-XY平面；G18-ZX平面；G19-YZ平面；普通，数控车床默许在ZX平面内加工，数控铣床默许在XY平面内加工。Z/X平面Y/Z平面X/Y平面YXZ四、快速点定位指令快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目的位置，其移动速度由参数来设定。编程格式：G00 X Y Z式中X、Y、Z的值是快速点定位的终点坐标值留意其运动轨迹G90 G00 X20 Y30特殊说明F功用：F。进给量，单位普通mm/min五、直线插补指令直线插补指令用于发生按指定进给速度F完成的空间直线运动。例：完成图中从A点到B点的直线

17、插补运动,其顺序段为：相对方式编程：G90 G01 X10 Y10 F100增量方式编程：G91 G01 X-10 Y-20 F100思索题：G00和G01区别顺序格式：G01 X Y Z F其中：X、Y、Z的值是直线插补的终点坐标值。六、圆弧插补指令 G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。顺序格式：六、圆弧插补指令判别圆弧顺逆六、圆弧插补指令1)X、Y、Z的值是指圆弧插补的终点坐标值；2)I、J、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90,G91无关；3)R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角180o时，R值为正，当圆弧的圆心角180时，R值为负。六、圆弧插

18、补指令例：在图中，当圆弧A的终点为P1，终点为P2，圆弧插补顺序段为：G02 X321.65 Y280 I40 J140 F50或：G02 X321.65 Y280 R-145.6 F50当圆弧A的终点为P2，终点为P1时，圆弧插补顺序段为：G03 X160 Y60 I-121.65 J-80 F50或：G03 X160 Y60 R-145.6 F50 七、刀具半径补偿指令1、判别左右G41为左偏刀具半径补偿，定义为假定工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿。G42为右偏刀具半径补偿，定义为假定工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿。G40 为补偿吊

19、销指令。1、编程格式G00/G01 G41/G42 X Y D(F)/树立补偿顺序段 /轮廓切削顺序段 G40 G00/G01 X Y(F)/补偿吊销顺序段D为刀具半径补偿代号地址字，前面普通用两位数字表示代号，代号与刀具半径值逐一对应。刀具半径值可用CRT/MDI方式输入，即在设置时，D=R。其中：G41/G42顺序段中的X、Y值是树立补偿直线段的终点坐标值；G40顺序段中的X、Y值是吊销补偿直线段的终点坐标；偏移矢量偏移矢量偏移矢量建立刀补取消刀补A A A B B BC CD D E E E偏移矢量AA:过A点垂直于AB,大小等于刀具偏移量。写顺序时在写顺序时在G41/G42G41/G4

20、2和和G40G40之间不之间不能超越两个非平面的的指令。能超越两个非平面的的指令。2、任务进程(1)刀具半径补偿树立时2、任务进程2刀具半径补偿普通只能平面补偿2、任务进程3刀具半径补偿完毕用G40撤销4留意 1 1树立补偿的顺序段，必需是在补偿平面内不为零的直线移动。树立补偿的顺序段，必需是在补偿平面内不为零的直线移动。2 2树立补偿的顺序段，普通应在切入工件之前完成。树立补偿的顺序段，普通应在切入工件之前完成。3 3撤销补偿的顺序段，普通应在切收工件之后完成。撤销补偿的顺序段，普通应在切收工件之后完成。3、刀具半径补偿量的改动普通刀具半径补偿量的改动，是在补偿撤销的形状下重新设定刀具半径补

21、偿量。假设在已补偿的形状下改动补偿量，那么顺序段的终点是按该顺序段所设定的补偿量来计算的。4、刀具半径补偿量的符号普通刀具半径补偿量的符号为正。假定取为负值时，会惹起刀具半径补偿指令G41与G42的相互转化。5、过切通常过切有以下两种状况：1刀具半径大于所加工工件内轮廓转角时发生的过切。5、过切2刀具直径大于所加工沟槽时发生的过切刀具半径补偿的运用八、刀具长度补偿指令G43 G44 G49 G43刀具长度正补偿，即Z坐标尺寸字与H代码中长度补偿的量相加，按其结果停止Z轴运动。G44刀具长度正补偿，行将Z坐标尺寸字与H中长度补偿的量相减，按其结果停止Z轴运动。G49吊销刀具长度补偿；八、刀具长度

22、补偿指令G43 G44 G49编程格式为：编程格式为：G01 G43/G44 Z H /树立补偿顺序段树立补偿顺序段 /切削加工顺序段切削加工顺序段G49 /补偿吊销顺序段补偿吊销顺序段 H 中中 是寄存器号。是寄存器号。补偿值补偿值2、刀具长度补偿了解2、刀具长度补偿了解补充：顺序编制中的数学处置基点 各几何要素之间的衔接点称为基点。节点 用直线段或圆弧段去迫近非圆曲线，迫近线段与被加工曲线交点称为节点。补充：数控加工误差的组成数控加工误差数加是由编程误差编、机床误差机、定位误差定、对刀误差刀等数加=f(编+机+定+刀)数控加工误差的组成（1）编程误差编（2）机床误差机 由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。（3）定位误差定 是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生的。（4）对刀误差刀 是在确定刀具与工件的相对位置时产生。编程误差近似计算误差：用近似计算方法表达零件轮廓形状时所产生的误差。逼近误差：是在用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线的过程中产生。圆整误差：是在数据处理时，将坐标值四舍五入圆整成整数脉冲当量值而产生的误差。