數(shù)控機(jī)床加工工藝編程

1、第二部分 數(shù)控機(jī)床加工工藝與編程 第一章 數(shù)控加工工藝分析方法 、零件圖的工藝性分析 零件圖的工藝性分析包括零件圖分析與結(jié)構(gòu)工藝性分析兩部分內(nèi)容 .1、零件圖分析 尺寸標(biāo)注方法分析 零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn) ,在數(shù)控加工零件圖上 , 應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo) 注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸 .這種標(biāo)注方法既便于編程 , 又利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、 測量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)統(tǒng)一 . 零件圖的完整性與正確性分析 構(gòu)成零件輪廓的幾何元素 <點(diǎn)、線、面）的條件 <如相切、相交、垂直和平行等）是數(shù) 控編程的重要依據(jù) . 零件技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求主要是指尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙

2、度及熱處理等 . 只 有在分析這些要求的基礎(chǔ)上 , 才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用 零件材料分析在滿足零件功能的前提下 , 應(yīng)選用廉價(jià)、切削性能好的材料 .2、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性二、加工方法的選擇<1）外圓表面加工方法的選擇<2）內(nèi)孔表面加工方法的選擇<3）平面加工方法的選擇<4）平面輪廓和曲面輪廓加工方法的選擇三、工序的劃分工序的劃分可以采用兩種不同原則 , 既工序集中原則和工序分散原則 .四、定位與夾緊方式的確定正確、合理地選擇工件的定位與夾緊方式 ,是保證加工精度的必

3、要條件 . 定位與夾緊方 式的確定應(yīng)注意下列三點(diǎn) :（1） 力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一 , 以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù) 控編程中的計(jì)量工作量 .（ 2）設(shè)法減少裝夾次數(shù) , 盡可能作到一次定位裝夾后能加工出工件上全部或大部分待加工表面 , 以減少裝夾誤差 , 提高加工表面之間的相互位置精度 充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率 .（3） 避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案 ,以免占機(jī)時(shí)間太多 , 影響加工效率 .五、加工順序的安排<1）基面先行原則<2）先粗后精原則<3）先主后次原則<4）先面后孔原則<5）先近后遠(yuǎn)原則六、確定走刀路線和工步順序走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對與

4、工件的運(yùn)動(dòng)軌跡, 它不但包括了工步的內(nèi)容 ,而且也反映出工步的順序 . 走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一 ,在確定走刀路線時(shí) , 應(yīng)遵循以下 原則:（ 1） 應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求 .（2） 應(yīng)使走刀路線最短 , 減少刀具空行程時(shí)間或切削進(jìn)給時(shí)間 , 提高加工效率 .七、切削用量的選擇1、切削用量的選擇原則 粗、精加工時(shí)切削用量的選擇原則如下 :<1 ）粗加工時(shí)首先選取盡可能大的背吃刀量。其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條 件等 ,選取盡可能大的進(jìn)給量。最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度.<2 ）精加工時(shí)首先根據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量。其次根據(jù)已加工表面的粗糙度要求

5、 , 選取較小的進(jìn)給量。最后在保證刀具耐用度的前提下 , 盡可能選取較高的切削速度 .2、切削用量的選擇方法<1 ）背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定 粗加工<Ra= 1080um）時(shí)，背吃刀量可達(dá)810mm半精加工<Ra= 1.2510um）時(shí),背吃刀量取 0.52mm精加工<Ra= 0.321.25 um）時(shí)，背吃刀量取為0.20.4mm.<2 ）進(jìn)給量的選擇應(yīng)根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素選擇。其進(jìn)給速度 V刀具轉(zhuǎn)速 n刀具齒數(shù)Z及每齒進(jìn)給量f的關(guān)系為：V= fn = fz<3 ）切削速度的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 應(yīng)盡量避開積屑瘤

6、產(chǎn)生的區(qū)域。 斷續(xù)切削時(shí)，為了減小沖擊和熱應(yīng)力，要適當(dāng)降低切削速度。 在易發(fā)生振動(dòng)的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動(dòng)的臨界速度。 加工大件、細(xì)長件和薄壁工件時(shí)，應(yīng)選用較低的切削速度。 加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。八、對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定在編程時(shí)，應(yīng)正確地選擇“對刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置?！皩Φ饵c(diǎn)”就是在數(shù)控機(jī) 床上加工零件時(shí)，刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。因?yàn)槌绦蚨螐脑擖c(diǎn)開始執(zhí)行，所以對刀 點(diǎn)又稱為“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位 置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn) <如加工中心機(jī)床、其換刀機(jī)械手的位置是固定的），也可以是

7、任意的一點(diǎn) <如車床）。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其他部 件為準(zhǔn)。第二章 數(shù)控刀具及其選用一、數(shù)控機(jī)床刀具系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床刀具除數(shù)控磨床和數(shù)控電加工機(jī)床之外，其他的數(shù)控機(jī)床都必須采用數(shù)控刀 具。為了保證刀具的可互換性，刀柄和工具系統(tǒng)也非常重要。1、 刀柄是機(jī)床主軸和刀具之間的連接工具，是加工中心必備的輔具。一般采用7： 24 圓錐刀柄，這類刀柄不能自鎖，換刀比較方便，與直柄相比具有較高的定心精度和剛度。2、工具系統(tǒng)：因?yàn)閿?shù)控設(shè)備特別是加工中心內(nèi)容的多樣性，使其配備的刀具和裝夾 工具種類也很多，并且要求刀具更換迅速。因此，刀輔具的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化十分 重要。把通用性較

8、強(qiáng)的刀具和配套裝夾工具系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，就成為通常所說的 工具系統(tǒng)。二、數(shù)控機(jī)床刀具的特點(diǎn) 為了能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控機(jī)床上刀具高效、多能、快換和經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控機(jī)床所用的刀具 主要具備下列特點(diǎn)：（ 1） 刀片和刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。（ 2） 刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工工件的材料之間匹配的選用原則。（ 3） 刀片或刀具的耐用度及其經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理化。（ 4） 刀片及刀柄的定位基準(zhǔn)的優(yōu)化。（ 5） 刀片及刀柄對機(jī)床主軸的相對位置的要求高。（ 6） 對刀柄的強(qiáng)度、剛性及耐磨性的要求高。（ 7） 刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量限制的要求。（ 8） 對刀具柄的轉(zhuǎn)位、裝拆和重復(fù)精度的要求。（ 9

9、） 刀片及刀柄切入的位置和方向的要求。（ 10） 刀片和刀柄高度的通用化、規(guī)則化、系列化。（ 11） 整個(gè)數(shù)控工具系統(tǒng)自動(dòng)換刀系統(tǒng)的優(yōu)化。三、刀具材料 數(shù)控機(jī)床刀具從制造所采用的材料上可以分為：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀 具、立方氮化硼刀具、聚晶金剛石刀具。目前數(shù)控機(jī)床用得最普遍的刀具是硬質(zhì)合金 刀具。四、數(shù)控機(jī)床刀具的選擇選擇刀片 刀具）應(yīng)考慮的要素：（1）被加工工件材料的類別。常用的材料有：有色金屬、黑色金屬、復(fù)合材料、塑料類等。（2）被加工工件材料性能。包括硬度、韌性、組織狀態(tài)等。（3）切削工藝的類別。分車、鉆、銑、鏜等。（4）被加工工件的幾何形狀、零件精度、和加工余量等。（5）要

10、求刀片 刀具）能承受的切削用量。（6）生產(chǎn)現(xiàn)場的條件。（7）被加工工件的生產(chǎn)批量，影響到刀片刀具）的經(jīng)濟(jì)壽命。第三章 數(shù)控編程基礎(chǔ)一、數(shù)控編程概述1、數(shù)控編程的內(nèi)容與方法 一般來講，程序編制包括以下幾個(gè)方面的工作：（ 1） 分析零件圖（ 2 ） 加工工藝分析（ 3） 數(shù)值計(jì)算（ 4） 編寫零件加項(xiàng)目序單（ 5） 制備控制介質(zhì) 輸入程序）（ 6） 程序校對與首件試切3、數(shù)控編程的種類 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。4、程式結(jié)構(gòu)與格式（1） 加項(xiàng)目式的組成結(jié)構(gòu)數(shù)控加工中零件加項(xiàng)目序的組成可分為主程序和子程序，其結(jié)構(gòu)如表:主程序子程序0300104001N1 G50 S1000G1 W-3

11、0.0 F0.2GO G96 S120 T0101 M03U5.0X50.0 Z1.0 M08G0 W30.0M98 P4001U-5.0G0 X100.0 Z150.0G1 W-30.0 F0.2M05U5.0M30M99不論是主程序還是子程序，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。(2)程序段格式零件的加項(xiàng)目序是由程序段組成。程序段是指一個(gè)程序段中字、字符、數(shù)據(jù)的書寫規(guī) 則，通常有字一地址程序段格式、使用分隔符的程序段格式和固定程序段格式，最常用的 為字一地址程序段格式。字一地址程序段格式的編排順序如下：NLG_UZ_I _J_K_P_Q_R_A_B JF_S_T_MLLF

12、注：上述程序段中包括的各種指令并非在加項(xiàng)目序的每個(gè)程序段中都必須有，而是根據(jù)各 程序段的具體功能來編入相應(yīng)的指令。例如：N10 G01 X38.0 Y20.0 F200(3) 程序段內(nèi)各字的說明語句號字。用以識別程序段的編號，由地址碼N和后面的若干位數(shù)字組成。表示地址的英文字母的含義如下表：地址功能含義地址功能含義A坐標(biāo)字繞X軸旋轉(zhuǎn)1N順序號程序段順序號B坐標(biāo)字繞Y軸旋轉(zhuǎn)O程序號程序號、子程序號的指定C坐標(biāo)字繞Z軸旋轉(zhuǎn)P暫停時(shí)間或程序中某 功能的開始使用的順序號D補(bǔ)償號刀具半徑補(bǔ)償指令Q固定循環(huán)終止段號或 固定循環(huán)中的定距E第二次進(jìn)給功能R坐標(biāo)字固定循環(huán)中定距離或圓弧半徑的指定F進(jìn)給速度進(jìn)給速

13、度的指令S主軸功能主軸轉(zhuǎn)速的指令G準(zhǔn)備功能指令動(dòng)作方式nT刀具功能刀具編號的扌曰令H補(bǔ)償號補(bǔ)償號的指定U坐標(biāo)字與X軸平行的附加軸的增量坐標(biāo)值I坐標(biāo)字圓弧中心X軸向坐標(biāo)V坐標(biāo)字與Y軸平行的附加軸的增量坐標(biāo)值J坐標(biāo)字圓弧中心Y軸向坐標(biāo)W坐標(biāo)字與Z軸平行的附加軸的增量坐標(biāo)值K坐標(biāo)字圓弧中心Z軸向坐標(biāo)X坐標(biāo)字X軸的絕對坐標(biāo)值或暫停時(shí)間L重復(fù)次數(shù)固定循環(huán)及子程序的重復(fù)次數(shù)Y坐標(biāo)字Y軸的絕對坐標(biāo)M輔助功能機(jī)床開/關(guān)指GZ坐標(biāo)字Z軸的絕對坐標(biāo) 準(zhǔn)備功能字 G。G功能是使數(shù)控機(jī)床作好某種操作準(zhǔn)備的指令，用地址G和兩位數(shù)字表示，從 G00- G99共100 種。G 代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼。模態(tài)代表該代碼已

14、經(jīng)在一個(gè)程序段中指定如 G01），直到出現(xiàn)同組的另一個(gè)代碼時(shí)才失效；非模態(tài)代碼，只有寫有該代碼的程序段中才有效。 尺寸字。尺寸字由地址碼、+、-符號及絕對 或增量）數(shù)值構(gòu)成。尺寸字的“+”可省略。 進(jìn)給功能字F。表示刀具中心運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度，由地址碼F和后面數(shù)字構(gòu)成。 主軸轉(zhuǎn)速功能字S。由地址碼S和在其后面的數(shù)字組成。 刀具功能字T。由地址功能碼T和其后面的數(shù)字組成。 輔助功能字。輔助功能也叫 M 功能或 M 代碼，它是控制機(jī)床或系統(tǒng)開關(guān)功能的一 種命令。由地址碼 M和后面的兩位數(shù)字組成，從 M00- M99共100種。 程序段結(jié)束。寫在每一程序段之后，表示程序段結(jié)束。二、常用指令的編程要點(diǎn)1

15、 、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)及其編程指令 坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向命名的原則機(jī)床在加工零件時(shí)無論是刀具移向工件，還是工件移向刀具，為了根據(jù)圖樣確定 機(jī)床的加工過程，特規(guī)定： 永遠(yuǎn)假定刀具相對于靜止的工件坐標(biāo)而運(yùn)動(dòng) 。 坐標(biāo)系的規(guī)定 為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向、移動(dòng)的距離，要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就是標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，也叫機(jī)床坐標(biāo)系。在編制程序時(shí)，以該坐標(biāo)系來規(guī)定運(yùn)動(dòng)的方向和距離。數(shù)控機(jī)床上的坐標(biāo)系是采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系。大拇指的方向?yàn)閄 軸的正方向，食指為Y軸的正方向，中指為 Z軸的正方向。 運(yùn)動(dòng)方向的確定國標(biāo)規(guī)定： 機(jī)床某一部件運(yùn)動(dòng)的正方向是增大工件和刀具之間距離的方向。2、與坐標(biāo)系相關(guān)的編程指令 工

16、件坐標(biāo)系設(shè)定指令 G92/G50G92指令是規(guī)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的指令，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)又稱編程零點(diǎn)。編程格式：G92 X_ Y Z 數(shù)控銃床、加工中心）G50 X Z 數(shù)控車床）注：有些數(shù)控機(jī)床沒用工件坐標(biāo)系指令，而直接采用零點(diǎn)偏置指令G54G59）代替。 坐標(biāo)平面選擇指令 G17、 G18、 G19）平面選擇指令 G17 G18 G19分別用來指定程序段中刀具的圓弧插補(bǔ)平面和刀具 半徑補(bǔ)償平面。3、尺寸系統(tǒng)的編程方法 絕對和增量尺寸編程 G90/G91）G90和G91指令分別對應(yīng)著絕對位置數(shù)據(jù)輸入和增量位置數(shù)據(jù)輸入。G90表示程序段中的尺寸字為絕對坐標(biāo)值，即從編程零點(diǎn)開始的坐標(biāo)值。系統(tǒng)上電后，

17、機(jī)床處 在G90狀態(tài)。G90編入程序時(shí)，以后所有輸入的坐標(biāo)值全部是以編程零點(diǎn)為基準(zhǔn)的 絕對坐標(biāo)值，并且一直有效，直到在后面的程序段中由G914B量位置輸入數(shù)據(jù)）替代為止。 注：有些數(shù)控系統(tǒng)沒有絕對和增量尺寸指令，當(dāng)采用絕對尺寸編程時(shí)，尺寸字用X、Y、Z表示，采用增量尺寸編程時(shí)，尺寸字用U V、W表示。 公制尺寸 / 英制尺寸 <G21/G20） 絕對零點(diǎn)偏置<G54G59）三、刀具功能T、進(jìn)給功能F和主軸轉(zhuǎn)速功能S1、選擇刀具與刀具偏置 選擇刀具和確定刀參數(shù)是數(shù)控編程的重要步驟，其編程格式因數(shù)控系統(tǒng)不同而異，主 要格式有以下幾種：（1）采用“ T”指令編程由地址功能碼 T 和其后面

18、的若干數(shù)字組成。例如：T0303 表示選擇第 3 號刀， 3 號偏置量。T0300表示選擇第3號刀，刀具偏置取消。（2）采用“ T、D'指令編程利用“ T”功能可以選擇刀具，利用“ D'功能可以選擇相關(guān)的刀偏。在定義這兩個(gè)參 數(shù)時(shí)，其編程的順序?yàn)?T、D。“ T”和“ D”可以編寫在一起，也可以單獨(dú)編寫。 例如：T5 D18 選擇5號刀，采用刀具偏置表 18號的偏置尺寸；D22 仍用 5 號刀，采用刀具偏置表 22 號的偏置尺寸；（ 3） 換刀指令 M06 加工中心具有自動(dòng)換刀裝置。常用的換刀程序可采用以下兩種： 方法一： N10 G0 G90 G54 X10.0 Y60.0

19、S800 M03T05 M06方法二： N10 G0 G90 G54 X30.0 Y-20.0 S1000 M03 T1M06多數(shù)加工中心都規(guī)定了“換刀點(diǎn)”位置，即定距換刀。2、進(jìn)給功能 F進(jìn)給功能 F 表示刀具中心運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度。由地址碼 F 和后面若干位數(shù)字構(gòu)成。注意：當(dāng)編寫程序時(shí)，第一次遇到直線 <G01）或圓弧<G02/G03）插補(bǔ)指令時(shí)，必須 編寫進(jìn)給率F,如果沒有編寫 F功能，CNC采用F0。當(dāng)工作在快速定位 G00方式時(shí)， 機(jī)床將以通過機(jī)床軸參數(shù)設(shè)定的快速進(jìn)給率移動(dòng)，與編寫的 F 指令無關(guān)。F功能為模態(tài)指令，實(shí)際進(jìn)給率可以通過CNC操作面板上的進(jìn)給率旋鈕，在0120

20、 之間控制。3、主軸轉(zhuǎn)速功能 S由地址碼S和其后面的若干數(shù)字組成。 注：有些數(shù)控機(jī)床沒有伺服主軸，即采用機(jī)械變速裝置，編程時(shí)可以不編寫S 功能。（ 1 ） 線速度控制 <G96） 當(dāng)數(shù)控機(jī)床的主軸為伺服主軸時(shí)，可以通過指令 G96 來設(shè)定恒線速度控制。系統(tǒng) 執(zhí)行G96指令后，便認(rèn)為用 S指定的數(shù)值表示切削速度。例如： G96 S200,表示 切削速度為 200m/min.（ 2 ） 主軸轉(zhuǎn)速控制 <G97）G97 是取消恒線速度控制指令，編寫 G97 后， S 指定的數(shù)值表示主軸每分鐘的轉(zhuǎn) 速。例如：G97 S1200,表示主軸轉(zhuǎn)速為 1200r/min.（ 3） 最高速度限制 &

21、lt;G50）G50除有坐標(biāo)系設(shè)定功能外，還有主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定功能。例如：G50 S2000,表示把主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定為2000r/min。用恒定速度控制進(jìn)行切削加工時(shí)，為了防止出現(xiàn)事故，必須限定主軸轉(zhuǎn)速。四、常用的輔助功能輔助功能也叫 M功能或M代碼，它是控制機(jī)床或系統(tǒng)開關(guān)功能的一種命令。常用的輔 助功能編程代碼見下表：功能含義用途M00程式停止實(shí)際上是一個(gè)暫停指令。當(dāng)執(zhí)行有M00指令的程序段后，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)給、切削液都將停止。它與單程序段停止相同，模 態(tài)信息全部被保存，以便進(jìn)行某一手動(dòng)操作，如換刀、測量工 件的尺寸等。重新啟動(dòng)機(jī)床后，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。M01選擇停止與M00的功能基本相似

22、，只有在按下“選擇停止”后，M01才有效，否則機(jī)床繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。按啟動(dòng)鍵，繼續(xù)執(zhí)行 后面的程序。M02程式結(jié)束該指令編在程序的最后一條，表示執(zhí)行完程序內(nèi)所有指令后， 主軸停止、進(jìn)給停止、切削液關(guān)閉，機(jī)床處于復(fù)位狀態(tài)。M03主軸正轉(zhuǎn)用于主軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)M04主軸反轉(zhuǎn)用于主軸逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)M05主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)用于主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)M06換刀用于加工中心的自動(dòng)換刀動(dòng)作M08冷卻液開用于切削液開M09r冷卻液關(guān)用于切削液關(guān)M30程序結(jié)束使用M30時(shí)，除表示執(zhí)行 M02的內(nèi)容之外，還返回到程序的第 一條語句，準(zhǔn)備下一個(gè)工件的加工。M98一子程序調(diào)用用于調(diào)用子程序M99子程序返回用于子程序結(jié)束及返回五、

23、運(yùn)動(dòng)路徑控制指令的編程方法1 、快速線性移動(dòng)指令 G00G00用于快速定位刀具，沒有對工件進(jìn)行加工，可以在幾個(gè)軸上同時(shí)執(zhí)行快速移動(dòng)，由 此產(chǎn)生一線形軌跡。<1 ）編程格式G00 X Y Z _。<2 ）注意事項(xiàng)使用G00指令時(shí)，刀具的實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線并不一定是直線，而是一條折線。因此，要注意 刀具是否與工件和夾具發(fā)生干涉，對不適合聯(lián)動(dòng)的場合，每軸可單動(dòng)。使用G00指令時(shí)，機(jī)床的進(jìn)給率由軸機(jī)床參數(shù)指定，G00指令是模態(tài)代碼。2、帶進(jìn)給率的線性插補(bǔ)指令G01直線插補(bǔ)指令是直線運(yùn)動(dòng)指令，它命令刀具在坐標(biāo)軸間以插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)方式按指定的進(jìn)給 速度作任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)，該指令是模態(tài)指令。編程格式G01

24、 X Y Z F 說明 G01指令后的坐標(biāo)值取絕對值尺寸還是取增量值尺寸由G90/G91決 進(jìn)給速度由F指令決定，F(xiàn)指令也是模態(tài)指令。3、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03圓弧順逆的判斷圓弧插補(bǔ)指令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令 G02和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令 G03 G02/G03 的編程格式： G02 X_ Y Z R F G03 X Y Z R F 4 、暫停指令 G04G04 指令可使刀具作暫短的無進(jìn)給光整加工，一般用于鏜平面、惚孔等場合。編程格式G04 X<P)_說明地址碼X或P為暫停時(shí)間。其中： X后面可用帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為 s,如G04X5.0 表示前面的程序執(zhí)行完后，要經(jīng)過 5s 的暫停，

25、下面的程序段才執(zhí)行；地址 P 后面不 允許用小數(shù)點(diǎn)，單位為 ms=如G04 P1000表示暫停1s。六、刀具補(bǔ)償指令及其編程1、刀具半徑補(bǔ)償 <G41、G42、 G40)在實(shí)際加工中,一般數(shù)控裝置都有刀具半徑補(bǔ)償功能。G41 為刀具半徑左補(bǔ)償,即刀具沿工件左側(cè)運(yùn)動(dòng)方向時(shí)的半徑補(bǔ)償。G42為刀具半徑右補(bǔ)償，即刀具沿工件右側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑補(bǔ)償。 G40 為刀具半徑補(bǔ)償取消,使用該指令后,G41、G42 指令無效。 G40 必須和G41或G42成對使用。刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分為三步： 刀補(bǔ)的建立,刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過 程。 刀補(bǔ)進(jìn)行,執(zhí)行有 G41、G42 指

26、令的程序段后,刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)ZrH曰偏置量。 刀補(bǔ)的取消,刀具離開工件,刀具中心軌跡要過渡到與編程重合的過程。2 、刀具長度補(bǔ)償指令 <G43、 G44、 G49)G43為刀具長度正補(bǔ)償；G44為刀具長度負(fù)補(bǔ)償；G49為撤消刀具長度補(bǔ)償指令。使用G43 G44指令時(shí)，無論用絕對尺寸還是用增量尺寸編程，程序中指定的 Z軸移動(dòng) 的終點(diǎn)坐標(biāo)值，都要與 日<或D)所指定寄存器中的偏移量進(jìn)行運(yùn)算， G43時(shí)相加，G44時(shí)相 減，然后把運(yùn)算結(jié)果作為終點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行加工。 G43 G44均為模態(tài)代碼。七、固定循環(huán)與子程序1 、固定循環(huán) 在數(shù)控加工中,非一刀完成的輪廓表面、加工余量較

27、大的表面,采用循環(huán)編程,可以 縮短程序段的長度,減少程序所占內(nèi)存。2、子程序 某些被加工的零件中,常常會(huì)出現(xiàn)幾何形狀完全相同的加工軌跡,在程序編制中,將有固定順序和重復(fù)模式的程序段,作為子程序存放,可使程序簡單化。主程序執(zhí)行過程中 如果需要某一個(gè)子程序,可以通過子程序凋用指令來調(diào)用該子程序,執(zhí)行完后返回到主程 序,繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。第四章 數(shù)控車削加工一、數(shù)控車削編程概述1 、數(shù)控車床的編程特點(diǎn) 數(shù)控編程的特點(diǎn)具有以下特點(diǎn)：在一個(gè)程序段中，根據(jù)圖樣上標(biāo)注的尺寸，可以采用絕對值編程或增量值編程，也可以采用混合編程。一般情況下，利用自動(dòng)編程軟件編程時(shí)，通常采用絕對值編程。被加工零件的徑向尺寸在

28、圖樣上和測量時(shí)，一般用直徑值表示。所以采用直徑尺寸 編程更為方便。因?yàn)檐囅骷庸こＳ冒袅?、鑄件或鍛件作為毛坯，加工余量大，為簡化編程，數(shù)控裝 置常具備不同形式的固定循環(huán)，可進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削。編程時(shí)，認(rèn)為車刀刀尖是一個(gè)尖，而實(shí)際上為了提高刀具壽命和工件表面質(zhì)量，車 刀刀尖常磨成一個(gè)半徑不大的圓弧，為提高工件的加工精度，編制圓頭刀程序時(shí)，需要對 刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償。大多數(shù)數(shù)控車床都具有刀具半自動(dòng)補(bǔ)償功能G41、G42）,這類數(shù)控車床可直接按工件輪廓尺寸編程。2、數(shù)控車床編程中的坐標(biāo)系數(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)系編程坐標(biāo)系）機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來的X、Z軸直角坐標(biāo)系，

29、稱為機(jī)床坐標(biāo)系。車床的機(jī)床原點(diǎn)為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面之交點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是 設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動(dòng)。如圖所示：機(jī)床坐標(biāo)系參考點(diǎn)參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)。該點(diǎn)是刀具退離到一個(gè)固定不便的極限點(diǎn)上圖中0即為參考點(diǎn)），起位置由機(jī)械擋塊或行程開關(guān)確定。以參考點(diǎn)為原點(diǎn)，坐標(biāo)方向與機(jī)床坐標(biāo) 方向相同建立的坐標(biāo)系叫做參考坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系 編程坐標(biāo)系）數(shù)控編程時(shí)應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)。零件在設(shè)計(jì)中有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在加工 過程中有工藝基準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)盡量將工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，該基準(zhǔn)點(diǎn)通常稱為工件原點(diǎn) 。以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來的 X、 Z軸直角坐標(biāo)系為工

30、件坐標(biāo)系。如下圖所示：3、車床數(shù)控系統(tǒng)功能數(shù)控車床常用的功能指令有準(zhǔn)備功能 G輔助功能 M刀具功能T、主軸轉(zhuǎn)速功能 S和 進(jìn)給功能F,其中M T、S、F功能在上單元中均已作過介紹。以下為 FANUC Oi T系列常 用G功能。FANUC 0T系列常用G功能G代碼組功能G代碼組功能G0001快速定位G3201螺紋切削G01直線插補(bǔ)G34變螺距螺紋切削G02順圓插補(bǔ)G3600自動(dòng)刀具補(bǔ)償XG03逆圓插補(bǔ)G37自動(dòng)刀具補(bǔ)償ZG0400暫停G4007取消刀尖半徑補(bǔ)償G10可編程數(shù)據(jù)輸入G41刀尖半徑左補(bǔ)償G11可編程數(shù)據(jù)輸入方式取消G42刀尖半徑右補(bǔ)償G5000坐標(biāo)系或主軸取大速度設(shè)定G2006英制輸

31、入G5200局部坐標(biāo)系設(shè)定G21M制輸入G53機(jī)床坐標(biāo)系設(shè)定G2700返回參考點(diǎn)檢查G54 G5914選擇工件坐標(biāo)系16G28返回參考位置G6500調(diào)用宏程式G3201羅紋切削G7000精加工循環(huán)G7100外圓粗車循環(huán)G8710側(cè)鉆循環(huán)G72端面粗車循環(huán)G88側(cè)攻絲循環(huán)G73多重車削循環(huán)G89側(cè)鏜循環(huán)G74排屑鉆端面孔G9001外徑/內(nèi)徑車削循環(huán)G75外徑/內(nèi)徑鉆孔循環(huán)G92螺紋車削循環(huán)G76多頭螺紋循環(huán)G94端面車削循環(huán)G8010固定鉆循環(huán)取消G9602線速度控制G83鉆孔循環(huán)G97實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)控制G84攻絲循環(huán)G9805每分鐘進(jìn)給G85正面鏜循環(huán)G99每轉(zhuǎn)進(jìn)給G9003絕對值編程G9103增量

32、值編程、數(shù)控車削加工概述1、數(shù)控車削加工的對象數(shù)控車削是數(shù)控加工中用的最多的加工方法之一。通常規(guī)加工相比，數(shù)控車削加工具有許多優(yōu)勢，特別適于下列幾類零件的加工。輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制的回轉(zhuǎn)體零件。如下圖所示精度要求高的零件。特殊的螺旋零件淬硬工件的加工2、數(shù)控車床刀架刀架是數(shù)控車床非常重要的部件，數(shù)控車床根據(jù)其功能，刀架上可以安裝的刀具數(shù)量 一般為4把、8把、10把、12把和16把，有些數(shù)控車床可以安裝更多的刀具。刀架的結(jié)構(gòu)形式一般分為回轉(zhuǎn)式和轉(zhuǎn)塔式。轉(zhuǎn)塔式刀架的刀沿圓周方向安裝，可以安 裝徑向車刀、軸向車刀、鉆頭、鏜刀等。三、數(shù)控車削加工中的工藝處理1、數(shù)控車削加工的刀具選擇及其應(yīng)用常用

33、車刀種類和用途在數(shù)控車床或車削加工中心上車削零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工工藝的要求、刀架的結(jié)構(gòu)和可 以安裝刀具的數(shù)量合理、科學(xué)地選擇刀具，安排刀具在刀架的位置，并避免刀具在靜止和 工作時(shí)與機(jī)床、刀具與工件以及刀具之間的干涉現(xiàn)象。數(shù)控車床上常用的刀具有：中心 鉆、外圓車刀、鏜孔刀、切槽刀、螺紋刀、端面刀、麻花鉆、Z向銃刀等。車削加工中的裝刀技術(shù)在實(shí)際切削中，車刀安裝的高低，車刀刀桿是否與工件軸線垂直，對車刀角度有很大 影響。以車削外圓為例，當(dāng)車刀刀尖高于工件軸線時(shí)，其車削平面與基面的位置發(fā)生變 化，使前角增大，后角減?。环粗?，則前角減小，后角增大。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

34、時(shí)，會(huì)使牙形半角產(chǎn)生誤差。因此，正確地安裝車 刀，是保證加工質(zhì)量，減小刀具磨損，提高刀具使用壽命的重要步驟。對刀技術(shù)裝刀與對刀是數(shù)控機(jī)床加工中極其重要并十分棘手的一項(xiàng)基本工作。對刀的好與差， 將直接影響到加項(xiàng)目序的編制及零件的尺寸精度。通過對刀或刀具預(yù)調(diào)，還可同時(shí)測定其 各號刀的刀位偏差，有利于設(shè)定刀具補(bǔ)償量。刀位點(diǎn)是指在加項(xiàng)目序編制中，用以表示刀具特征的點(diǎn)，也是對刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)， 各類車刀的刀位點(diǎn)如下圖所示：在加項(xiàng)目序執(zhí)行前，調(diào)整每把刀的刀位點(diǎn)，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點(diǎn)，這一過 程稱為對刀。理想基準(zhǔn)點(diǎn)可以設(shè)在基準(zhǔn)刀的刀尖上，也可以設(shè)在對刀儀的定位中心上。對刀一般分為手動(dòng)對刀和自動(dòng)對刀兩

35、大類。目前，絕大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床采用手動(dòng)對刀 ，其基本方法有：定位對刀法、光學(xué)對刀法、ATC對刀法和試切對刀法。在前三種手動(dòng)對刀方法中，均因可能受到手動(dòng)和目測等多種誤差的影響，其對刀精度十分有限，所以往往 通過試切對刀，以得到更加準(zhǔn)確和可靠的結(jié)果。四、編程中的刀具半徑補(bǔ)償目前，較高級的數(shù)控車床控制系統(tǒng)，不僅具有刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，而且，可以根 據(jù)刀尖的實(shí)際情況，選擇刀位點(diǎn)軌跡，編程和補(bǔ)償都十分方便。但有些簡易數(shù)控系統(tǒng)不具 備半徑補(bǔ)償功能，因此，當(dāng)零件精度要求較高且又有圓錐或圓弧表面時(shí)，要么按刀尖圓弧 中心編程，要么在局部進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，來消除刀尖半徑引起的誤差。刀尖圓弧半徑補(bǔ)償計(jì) 算公式為： Z

36、= r * <1-tg a /2) X= Z* ctg a五、數(shù)控車床各指令編程實(shí)例1 、G00 G01、編程實(shí)例 <刀具R角為0.8 )例00001N10 G50 S2000設(shè)定最高主軸轉(zhuǎn)數(shù)GO G96 S180 T0101 M03切削M數(shù)取180m/min,選取一號刀，主軸啟動(dòng)X70.5 Z3.0 M08快速點(diǎn)定位，切削液開G01 Z-100.0 F0.25 粗車 $ 70.外徑G00 U2.0 Z0.5退刀加工起點(diǎn)G01 X-1.6 F0.25 粗車端面G00 X65.0 W1.0G01 Z-54.5 F0.25粗車外徑X70.5G00 U2.0 Z1.0快速退刀X60.0G

37、01 Z-54.5 F0.25 粗車外徑X65.0G00 U2.0 Z1.0X55.0G01 Z-30.0 F0.25 粗車 $ 5外徑X60.0 Z-54.5粗車錐度G00 U2.0 Z1.0X50.5G01 Z-30.0 F0.25 粗車 $ 5外徑X60.3 Z-54.7粗車錐度X71.0G00 X150.0 Z200.0快速退刀到安全距離，準(zhǔn)備換刀M01N20 G50 S2300設(shè)定最高轉(zhuǎn)數(shù)G00 G96 S200 T0202 M03 切削 M 數(shù)取 200m/min，換二號刀X52.0 Z1.0 M08G01 ZO.O F0.15X-1.6精車端面GOO W1.0 X47.064G0

38、1 ZO.O F0.3X50.0 Z-1.468 F0.15 車 C1 倒角Z-30.72精車$ 5外徑X59.712 Z-55.0 精車錐度X67.064X70.0 Z-56.468 精車 C1 倒角Z-100.0精車$ 7外徑U1.0 W1.0 F1.0GOO X150.0 Z200.0 M09M30程式結(jié)束返回2、G02、G03編程實(shí)例例：編寫下圖精加項(xiàng)目序。刀具R角為O.8)OOOO2N1O G5O S16OO設(shè)定最高轉(zhuǎn)數(shù)GO G96 S18O TO1O1MO3切削M數(shù)為18Om/min，選取一號刀X11.O ZO.O MO8快速移動(dòng)到X11.O，ZO位置GO1 X-1.6 FO.15

39、GOO W1.O X7.O64端面精車GO1 ZO.O FO.3X1O.OZ-1.468 FO.15精車倒角Z-2O.8精車$ 1外徑GO2 X2O.O Z25.O R4.2順時(shí)針圓弧切削，加工 R5.O圓弧GO1 Z-35.O精加工$ 2圓外徑GO3 X34.O Z-42.8 R7.8逆時(shí)針圓弧切削，加工 R7.O圓弧G01 Z-52.0U1.0 W1.0 F1.0GOO X150.0 Z200.0M303、外圓粗車循環(huán)指令精車外徑0 3外圓 退刀快速退刀到安全距離程式結(jié)束返回G71編程實(shí)例例：用外徑循環(huán)切削指令編制下圖所示零件的加項(xiàng)目序，要求切削深度為1.5m m,退刀量為1mm,X方向精

40、加工余量為 0.3 , Z方向精加工余量為0.2mm,其中點(diǎn)劃線部分為工件毛坯。00003N1G50 S2000G00 G96 S120 T0101M03設(shè)定最高轉(zhuǎn)數(shù)切削 M數(shù)為120m/min,選取一號刀X46.0 Z1.0 M08快速定位到X46.0, Z1.0位置點(diǎn)G71 U1.5 R1.0外徑循環(huán)切削，切削深度為1.5mm,退刀量為1.0mmG71 P101 Q102 U0.3W0.2 F0.2精加工預(yù)留量X為0.3 , Z為0.2N101 G00 X10.0精加工外徑起始點(diǎn)G01 Z-20.8R5圓弧起始點(diǎn)G02 X20.0 Z-25.0 R4.2加工R5圓弧G01 Z-35.0加工

41、0 20外圓G03 X34.0 Z-42.8 R7.8加工R7圓弧G01 Z-45.0車削0 34外圓X44.0車端面Z-52.0車0 44外圓U2.0X正方向退刀G70 P101 Q102外徑精加工循環(huán)G00 X150.0 Z200.0快速退刀到安全距離M30程序結(jié)束返回第五章加工中心的操作實(shí)例、加工中心概述1 、加工中心的特點(diǎn) 具有刀庫和自動(dòng)換刀裝置，能夠通過程序或手動(dòng)控制自動(dòng)更換刀具，在一次裝夾中完成 銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、攻絲等加工，工序高度集中。加工中心通常具有多個(gè)進(jìn)給軸，甚至多個(gè)主軸。加工中心上如果帶有自動(dòng)交換工作臺，一個(gè)工件在加工的同時(shí)，另一個(gè)工作臺可以實(shí)現(xiàn) 工件的裝夾，從而大大縮

42、短輔助時(shí)間，提高加工效率。2 、加工中心的分類從結(jié)構(gòu)上加工中心可以分為以下幾類：立式加工中心 立式加工中心指主軸軸心線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心。臥式加工中心 臥式加工中心指主軸軸心線為水平線狀態(tài)設(shè)置的加工中心。龍門式加工中心 龍門式加工中心的形狀與龍門銑床相似，主軸多為垂直設(shè)置，除自動(dòng)換刀裝置 外，還帶有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的功能也較齊全，能夠一機(jī)多用，尤其適用于 大型或形狀復(fù)雜的工件。3、加工中心的主要加工對象 加工中心適用于復(fù)雜、工序多、精度要求高、需用多種類型普通機(jī)床和繁多刀具、工裝，經(jīng)過多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。起主要加工對象有以下五類：箱體類零件復(fù)雜曲面 如模具等）異

43、形件 如支架、靠模等）盤、套、板類零件特殊加工 如刻字、磨削等）4、加工中心的自動(dòng)換刀裝置 自動(dòng)換刀裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它由刀庫、機(jī)械手組成。主軸準(zhǔn)停裝置 機(jī)床的切削扭矩由主軸上的端面鍵來傳遞，每次機(jī)械手自動(dòng)裝取刀具時(shí)，必須保證 刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位的功能。完成這一功能的機(jī) 構(gòu)是主軸準(zhǔn)停裝置，主軸定向裝置有氣動(dòng)式、電氣式等形式。刀庫的功能和結(jié)構(gòu)形式 刀庫的功能是存儲加工工序所需的各種刀具，并按程序指令，把將要用的刀具迅速準(zhǔn) 確地送到換刀位置，并接受從主軸送來的已用刀具。刀庫的存儲量一般在864把范圍內(nèi)，多的可達(dá)100200把。常見的刀庫結(jié)構(gòu)形式有轉(zhuǎn)塔式 如一課

44、510 中心機(jī)）、圓盤式 現(xiàn)場所用中心機(jī)）鏈?zhǔn)?刀庫 如臥式加工中心）、格子式刀庫等。機(jī)械手及換刀過程 機(jī)械手是自動(dòng)換刀裝置的重要機(jī)構(gòu)。它的功能是把用過的刀具送回刀庫，并從刀庫上 取出新刀送入主軸。加工中心的換刀可分為有機(jī)械手換刀方式和無機(jī)械手換刀方式兩大 類。大多數(shù)加工中心都采用有機(jī)械手換刀方式。無機(jī)械手換刀方式只適用于40 號刀柄以下的小型加工中心。二、加工中心編程實(shí)例 例：利用立式加工中心對下圖所示編制加項(xiàng)目式數(shù)控加工工藝卡r rH. 口、 工步號加工內(nèi)容刀具名稱刀具號補(bǔ)償號主軸轉(zhuǎn)速r/mi n進(jìn)給率mm/min切削深度mmN1鉆中心孔0中心鉆T1H115002003.0N2鉆孔© 3麻花鉆T2