數(shù)控的培訓(xùn)教材

1、加工工序劃分時(shí)，除應(yīng)考慮工序集中和工序分散外，還需考慮如下一些原那么。對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工局部分成幾個(gè)局部，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。先粗后精的原那么 先面后孔的原那么 刀具集中的原那么工序劃分的原那么有兩種：工序集中原那么和工序分散原那么。工序集中的特點(diǎn)是：1有利于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和數(shù)控機(jī)床，可大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；3工序數(shù)目少，工藝路線短，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)方案和生產(chǎn)組織工作；4工件安裝次數(shù)少，縮短了輔助時(shí)間，容易保證加工外表的相互位置精度；5數(shù)

2、控機(jī)床、專用設(shè)備和工藝裝備投資大，尤其是專用設(shè)備和工藝裝備調(diào)整和維修比較麻煩， 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，新產(chǎn)品轉(zhuǎn)換周期長(zhǎng)。 工序分散的特點(diǎn)是：1設(shè)備與工藝裝備比較簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，操作者容易掌握，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，容易適應(yīng)產(chǎn)品 的更換；2便于采用最合理的切削用量，減少根本時(shí)間；3設(shè)備數(shù)量少，操作人員多，生產(chǎn)面積大。切削用量的選擇影響切削條件的因素有：1機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性；2切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；3工件精度及外表粗糙度；4刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率；5切削液的種類、冷卻方式；6工件材料的硬度及熱處理狀況；7工件數(shù)量；8機(jī)床的壽命。 上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率 為主要因

3、素。確定切削用量 對(duì)于高效率的金屬切削機(jī)床加工來(lái)說(shuō)，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 編程人員在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說(shuō)明書中的規(guī)定去選擇。在選擇切削用量時(shí)要充分保證刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。 背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對(duì)于外表粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。編程人員在確定切削

4、用量時(shí)，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進(jìn)給量，刀具耐用度，最后選擇適宜的切削速度。下表為車削加工時(shí)的選擇切削條件的參考數(shù)據(jù)。被切削材料名稱 輕切削切深0.51.0mm進(jìn)給量0.050.3mm/r 一般切削 切深14mm 進(jìn)給量 0.20.5mm/r 重切削切深512mm 進(jìn)給量 0.40.8mm/r 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼35# 60230 70220 80180 合金鋼 b750MPa100220 100230 70220 b750MPa70220 80220 80200 加工的切削速度(m/min)零件的定位與安裝定位安裝的根本原那么 1力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。2盡量

5、減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾中加工出全部待 加工面。 3防止采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)的裝夾方案 4夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 a) b) c)夾緊力作用點(diǎn)與夾緊變形的關(guān)系如圖以下圖a薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時(shí)工件變形大，假設(shè)沿軸向施加夾緊力，變形會(huì)小得多。在夾緊圖b所示的薄壁箱體時(shí)，夾緊力不應(yīng)作用在箱體的頂面，而應(yīng)作用在剛性較好的凸邊上，或改為在頂面上三點(diǎn)夾緊，改變著力點(diǎn)位置，以減小夾緊變形,如圖c所示。數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系 目前，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。我國(guó)已制訂了JB3051-82?數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名?數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)。 1坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)方向的

6、規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系采用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系。這個(gè)坐標(biāo)系的各個(gè)坐標(biāo)軸與機(jī)床的主要導(dǎo)軌相平行。直角坐標(biāo)系X、Y、Z三者的關(guān)系及其方向用右手定那么判定；圍繞X、Y、Z各軸回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)及其正方向+A、+B、+C分別用右手螺旋定那么確定。 通常在坐標(biāo)軸命名或編程時(shí)，不管機(jī)床在加工中是刀具移動(dòng)，還是被加工工件移動(dòng)，都一律假定被加工工件相對(duì)靜止不動(dòng)，而刀具在移動(dòng)，即刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原那么，并同時(shí)規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)樽鴺?biāo)的正方向 2機(jī)床坐標(biāo)軸確實(shí)定 確定機(jī)床坐標(biāo)軸應(yīng)先確定Z軸，然后再確定X軸和Y軸。 Z軸確實(shí)定 Z軸的方向是由傳遞切削力的主軸確定的，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸為Z軸，并且刀具遠(yuǎn)離工件的方

7、向?yàn)閆軸的正方向。對(duì)于沒(méi)有主軸的機(jī)床，如牛頭刨床等，那么以與裝夾工件的工作臺(tái)面相垂直的直線作為Z軸方向。如果機(jī)床有幾根主軸，那么選擇其中一個(gè)與工作臺(tái)面相垂直的主軸，并以它來(lái)確定Z軸方向如龍門銑床。 臥式車床 立式銑床 X軸確實(shí)定平行于導(dǎo)軌面，且垂直于Z軸的坐標(biāo)軸為X軸。對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床如車床、磨床等，X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上，且平行于橫滑座導(dǎo)軌面。刀具遠(yuǎn)離工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向。對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床如銑床、鏜床、鉆床等，如果Z軸是垂直的，那么面對(duì)主軸看立柱時(shí)，右手所指的水平方向?yàn)閄軸的正方向。 臥式銑床 如果Z軸是水平的，那么面對(duì)主軸看立柱時(shí)，左手所指的水平方向?yàn)閄軸的正方向 。Y

8、軸確實(shí)定 Y坐標(biāo)軸垂直于X、Z坐標(biāo)軸。Y運(yùn)動(dòng)的正方向根據(jù)X坐標(biāo)和Z坐標(biāo)的正方向，按照右手笛卡爾直角坐標(biāo)系來(lái)判斷。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)確實(shí)定 圍繞坐標(biāo)軸X、Y、Z旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，分別用A、B、C表示。它們的正方向用右手螺旋法那么判定。附加軸 如果在X、Y、Z主要坐標(biāo)以外，還有平行于它們的坐標(biāo)，可分別指定為P、Q和R。如立式車床圖工件運(yùn)動(dòng)時(shí)的相反方向?qū)τ诠ぜ\(yùn)動(dòng)而不是刀具運(yùn)動(dòng)的機(jī) 床，如銑床、鏜床、鉆床等，必須將前述刀具運(yùn)動(dòng)所作的規(guī)定，做相反的安排。用帶“的字母，如+Y，表示工件相對(duì)于刀具正向運(yùn)動(dòng)指令。而不帶“的字母，如+Y，那么表示刀具相對(duì)于工件負(fù)向運(yùn)動(dòng)指令。二者表示的運(yùn)動(dòng)方向正好相反。對(duì)于編程人員只考慮不帶“

9、的運(yùn)動(dòng)方向。圖 立式車床數(shù)控機(jī)床編程坐標(biāo)系的設(shè)定 1機(jī)床坐標(biāo)系的建立 機(jī)床原點(diǎn)：機(jī)床原點(diǎn)為機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，由生產(chǎn)廠家事先確定，不能隨意改變，它是其它坐標(biāo)系和機(jī)床內(nèi)部參考點(diǎn)的出發(fā)點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系：是以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立的X、Y、Z軸三維坐標(biāo)系。機(jī)床參考點(diǎn)：機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)數(shù)。注意：在以下三種情況下，數(shù)控系統(tǒng)失去了對(duì)機(jī)床參考點(diǎn)的記憶，因此必須使刀架重新返回機(jī)床參考點(diǎn)。1機(jī)床關(guān)機(jī)后，又重新接通電源開關(guān)時(shí)。2機(jī)床解除急停狀態(tài)后。3機(jī)床超程報(bào)警信號(hào)解除之后。2編程坐標(biāo)系或稱工件坐標(biāo)系的設(shè)定

10、 編程坐標(biāo)系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素如點(diǎn)、直線、圓弧等的位置而建立的坐標(biāo)系，是編程人員在編程時(shí)使用的，它與機(jī)床坐標(biāo)系平行。編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是編程原點(diǎn)。而編程原點(diǎn)是人為設(shè)定的。數(shù)控車床工件原點(diǎn)一般設(shè)在主軸中心線與工件左端面或右端面的交點(diǎn)處。加工坐標(biāo)系 加工坐標(biāo)系確實(shí)定 加工坐標(biāo)系是指以確定的加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。加工原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。在加工過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床是按照工件裝夾好后所確定的加工原點(diǎn)位置和程序要求進(jìn)行加工的。編程人員在編制程序時(shí)，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點(diǎn)、建立編程坐標(biāo)系、計(jì)算坐標(biāo)數(shù)值，而不必考慮工件毛坯

11、裝夾的實(shí)際位置。在裝夾工件、調(diào)試程序時(shí)，將編程原點(diǎn)轉(zhuǎn)換為加工原點(diǎn)，并確定加工原點(diǎn)的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定即給出原點(diǎn)設(shè)定值就是設(shè)定G54零點(diǎn)偏置，設(shè)定加工坐標(biāo)系后就可根據(jù)刀具當(dāng)前位置，確定刀具起始點(diǎn)的坐標(biāo)值。在加工時(shí)，工件各尺寸的坐標(biāo)值都是相對(duì)于加工原點(diǎn)而言的,這樣數(shù)控機(jī)床才能按照準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系位置開始加工。 對(duì)刀點(diǎn)確實(shí)定“對(duì)刀點(diǎn)是指數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，這個(gè)起點(diǎn)也是編程時(shí)程序的起點(diǎn)。因此，“對(duì)刀點(diǎn)也稱“程序起點(diǎn)或“起刀點(diǎn)。在編程時(shí)應(yīng)正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。選擇的原那么如下：1選定的對(duì)刀點(diǎn)位置應(yīng)便于數(shù)學(xué)處理和使程序編制簡(jiǎn)單；2在機(jī)床上容易找正；3加工過(guò)程中便于檢查；4引起的加工

12、誤差小。對(duì)刀時(shí)，應(yīng)使刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合?！暗段稽c(diǎn)一般是指車刀、鏜刀的刀尖；鉆頭的鉆尖；立銑刀、面銑刀刀頭底面的中心；球頭銑刀的球頭中心。單頭機(jī)座鏜床的加工坐標(biāo)系 數(shù)控鉆銑床鉆孔的加工坐標(biāo)系 例在右圖所示的被加工零件圖樣，如何確定了編程原點(diǎn)位置后?？砂匆韵路椒ㄟM(jìn)行加工坐標(biāo)系設(shè)定：1、準(zhǔn)備工作 機(jī)床回參考點(diǎn)，確認(rèn)機(jī)床坐標(biāo)系。2、裝夾工件毛坯 通過(guò)夾具使零件定位，并使工件定位基準(zhǔn)面與機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向一致。3、對(duì)刀測(cè)量 用簡(jiǎn)易對(duì)刀法測(cè)量,方法如下：用直徑為10的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量棒、塞尺對(duì)刀，得到測(cè)量值為X=-437.726, Y = -298.160 4、計(jì)算設(shè)定值 X坐標(biāo)設(shè)定值：X=-437.726+5+0.1

13、+40= -392.626mm注：-437.726mm為X坐標(biāo)顯示值； +5mm為測(cè)量棒半徑值； +0.1mm為塞尺厚度； +40.0為編程原點(diǎn)到工件定位基 準(zhǔn)面在X坐標(biāo)方向的距離。5、校對(duì)設(shè)定值對(duì)于初學(xué)者，在進(jìn)行了加工原點(diǎn)的設(shè)定后，應(yīng)進(jìn)一步校對(duì)設(shè)定值，以保證參數(shù)的正確性。校對(duì)工作的具體過(guò)程如下：在設(shè)定了G54加工坐標(biāo)系后，再進(jìn)行回機(jī)床參考點(diǎn)操作 在數(shù)控編制需要了解如下幾點(diǎn)：在程序段中，必須明確組成程序段的各要素：移動(dòng)目標(biāo)：終點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z；沿怎樣的軌跡移動(dòng)：準(zhǔn)備功能字G；進(jìn)給速度：進(jìn)給功能字F；切削速度：主軸轉(zhuǎn)速功能字S；使用刀具：刀具功能字T；機(jī)床輔助動(dòng)作：輔助功能字M。 M功能字含義

14、表M功能字 含 義 M00 程序停止 M01 計(jì)劃停止 M02 程序停止 M03 主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn) M04 主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) M05 主軸旋轉(zhuǎn)停止 M06 換刀 M07 2號(hào)冷卻液開 M08 1號(hào)冷卻液開 M09 冷卻液關(guān) M30 程序停止并返回開始處 M98 調(diào)用子程序 M99 返回子程序 G90/G91：絕對(duì)/增量位置數(shù)據(jù) 功能 G90和G91指令分別對(duì)應(yīng)這絕對(duì)位置數(shù)據(jù)輸入和增量位置數(shù)據(jù)輸入。其中G90表示坐標(biāo)系中目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸，G91表示待運(yùn)行的位移量。G90/G91適用于所有坐標(biāo)軸。 這兩個(gè)指令不決定到終點(diǎn)位置的軌跡，軌跡由G功能組中的其它G功能指令決定G0，G1，G2，G3.。 G90

15、 ；絕對(duì)尺寸 G91 ；增量尺寸 注： 相對(duì)編程是以刀尖所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，刀尖以相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)行位移來(lái)編程。就是說(shuō)，相對(duì)編程的坐標(biāo)原點(diǎn)經(jīng)常在變換，運(yùn)行是以現(xiàn)刀尖點(diǎn)為基準(zhǔn)控制位移，那么連續(xù)位移時(shí)，必然產(chǎn)生累積誤差。絕對(duì)編程在加工的全過(guò)程中，均有相對(duì)統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn)，即坐標(biāo)原點(diǎn)，所以其累積誤差較相對(duì)編程小。G94/95：進(jìn)給率 功能指令G94/G95分別從不同的單位定義了進(jìn)給率輸入形式：G94 F. ；單位：毫米/分 G95 F. ；單位：毫米/轉(zhuǎn) 注釋：F是所希望的進(jìn)給率G0：快速線性移動(dòng)功能 軸快速移動(dòng),G0用于快速定位刀具，沒(méi)有對(duì)工件進(jìn)行加工?？梢栽趲讉€(gè)軸上同時(shí)執(zhí)行快速移動(dòng)，由此產(chǎn)生一線性軌

16、跡。機(jī)床數(shù)據(jù)中規(guī)定每個(gè)坐標(biāo)軸快速移動(dòng)速度的最大值，一個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)行時(shí)就以此速度快速移動(dòng)。如果快速移動(dòng)同時(shí)在兩個(gè)軸上執(zhí)行，那么移動(dòng)速度為兩個(gè)軸可能的最大速度。用G0快速移動(dòng)時(shí)在地址F編程的進(jìn)給率無(wú)效。G0一直有效，直到被G功能組中其它的指令G1，G2,G3.)取代為止。說(shuō)明 目標(biāo)點(diǎn)的位置坐標(biāo)X，Z可以用絕對(duì)位置數(shù)據(jù)增量位置數(shù)據(jù)輸入。 輸入形式 G0 X. Y. Z. G1：帶進(jìn)給率的線性插補(bǔ) 功能 刀具以直線從起始點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，以地址F下編程的進(jìn)給速度運(yùn)行。 所有的坐標(biāo)軸可同時(shí)運(yùn)行。說(shuō)明 G1一直有效，直到被G功能組中其它的指令（G0，G2.）取代。 目標(biāo)點(diǎn)的位置坐標(biāo)（X，Y，Z）可以用絕對(duì)位置

17、數(shù)據(jù)增量位置數(shù)據(jù)輸入輸入形式 G01 X. Y. Z. F編程舉例：P0：刀具初始尺寸 P1：刀具目標(biāo)尺寸N040 G0 G90 X27 Y21 Z+2 S500 M3 ；刀具快速移動(dòng)到P0，主軸轉(zhuǎn)速=500轉(zhuǎn)/分，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。N050 G1 Z-12 F100 ；進(jìn)刀到Z-12，進(jìn)給率100毫米/分。N060 X95 Y70 Z-10；刀具以直線運(yùn)行到P1。LCYC82：鉆削，沉孔加工 功能 刀具以編程的主軸速度和進(jìn)給速度鉆孔，直至到達(dá)給定的最終鉆削深度。在到達(dá)最終鉆削深度時(shí)可以編程一個(gè)停留時(shí)間。退刀時(shí)以快速移動(dòng)速度進(jìn)行。參數(shù)意義，值范圍R101退回平面（絕對(duì)平面）R102安全距離R10

18、3參考平面（絕對(duì)平面）R104最后鉆深（絕對(duì)值）R105在此鉆削深度停留時(shí)間說(shuō)明 R101 退回平面確定了循環(huán)結(jié)束之后鉆削軸的位置。 R102 平安距離只對(duì)參考平面而言，由于有平安距離， 參考平面被提前了一個(gè)平安距離量。 循環(huán)可以自動(dòng)確定平安距離的方向。 R103 參數(shù)R103所確定的參考平面就是圖紙中所標(biāo) 明的鉆削起始點(diǎn)。 R104 此參數(shù)確定鉆削深度，它取決于工件零點(diǎn)。 R105 用參數(shù)R105編程此深度處的停留時(shí)間秒。 時(shí)序過(guò)程循環(huán)開始之前的位置時(shí)調(diào)用程序中最后所回的鉆削位置。 循環(huán)的時(shí)序過(guò)程 1 用G0回到被提前了一個(gè)平安距離量的參考平面處， 2 按照調(diào)用程序段中編程的進(jìn)給率以G1進(jìn)行

19、鉆削， 3 執(zhí)行此深度停留時(shí)間， 4 以G0退刀，回到退回平面。 參數(shù) 舉例： 鉆削加工 使用LCYC82循環(huán)，程序在XY平面X24 Y15 位置加工深度為27毫米的孔，在孔底停留時(shí)間2秒，鉆孔坐標(biāo)軸方向平安距離為4毫米。循環(huán)結(jié)束后刀具處于X24 Y15 Z110。 N10 G0 G17 G54 G90 F500 T2 D1 S500 M4 ；規(guī)定一些參數(shù)值N20 X24 Y15 ；回到鉆孔位N30 R101=110 R102=4 R103=102 R104=75 ；設(shè)定參數(shù)N35 R105=2 ；設(shè)定參數(shù)N40 LCYC82 ；調(diào)用循環(huán)N50 M2 ；程序結(jié)束鉆孔循環(huán)點(diǎn)鉆循環(huán)G81該循環(huán)用作正常鉆孔。切削進(jìn)給執(zhí)行到孔底，然后刀具從孔底快速移動(dòng)退回。指令格式說(shuō)明 在沿著X和Y軸定位以后快速移動(dòng)到R點(diǎn)，從R點(diǎn)到Z點(diǎn)執(zhí)行鉆孔加工，然后刀具快速移動(dòng)退回。在指定G81之前用輔助功能M代碼旋轉(zhuǎn)主軸，當(dāng)G81指令和M 代碼在同一程序段中指定時(shí)在第一個(gè)定位動(dòng)作的同時(shí)執(zhí)行M代碼然后系統(tǒng)處理下一個(gè)動(dòng)作。限制軸切換 必須在切換鉆孔軸之前取消固定循環(huán)鉆孔加工 在不包含X Y Z R或任何其它軸的程序段中不 執(zhí)行鉆孔加工取消 不能在同一程序段中指定01組G代碼G00到G03 或G60，否那么G81將被取消。刀具偏置 在固定循環(huán)方式中刀具偏置