2022-2023學年（中職）數(shù)控車削編程技術(shù)第一篇 數(shù)控車削編程基礎(chǔ)教學課件

1、2022-2023學年（中職）數(shù)控車削編程技術(shù)第一篇 數(shù)控車削編程基礎(chǔ)ppt課件 教學目標： 1、掌握數(shù)控編程的概念、種類與步驟。 2、掌握數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)、格式以及程序段的含義。 3、掌握數(shù)控車床坐標系的設(shè)定方法 。 4、熟悉數(shù)控車床的編程特點。 5、了解數(shù)控加工工藝的特點、工序劃分及工藝參數(shù)的選 擇 數(shù)控車削編程技術(shù)第一篇 數(shù)控車削編程基礎(chǔ) 一、數(shù)控編程 數(shù)控車削編程技術(shù)專題一 數(shù)控編程基本知識 1、數(shù)控編程的種類 編程過程依賴人工完成的稱為手工編程，是指編制零件數(shù)控加工程序的各步驟，即由分析圖紙確定工藝過程數(shù)值計算、編寫零件加工程序單，制備控制介質(zhì)到程序校驗都是由人工完成的，這種編程方法叫

2、手工編程。 （1）手工編程 （2）自動編程自動編程是用計算機編制數(shù)控加工程序的過程，即把人們 由于數(shù)控機床是依據(jù)程序來控制機床運轉(zhuǎn)及動作的，使用數(shù)控機床進行零件加工時必須首先將零件圖紙上的信息處理成數(shù)控系統(tǒng)能識別的程序，這一程序的編制叫做數(shù)控編程。二、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu) 數(shù)控車削編程技術(shù)輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程大部分工作由計算機來完成，編程人員只需根據(jù)零件圖紙及工藝要求使用規(guī)定的數(shù)控編程語言寫一個較簡短的零件程序，并將其輸入到計算機自動避行數(shù)值計算、后置處理、編寫出零件加工程序單。（3） CAD/CAM 輔助編程 利用CAD/CAM系統(tǒng)進行零件的設(shè)計、分

3、析及加工編程。 數(shù)控加工程序結(jié)構(gòu)由程序號、程序段和程序結(jié)束符組成。程序號就是給程序編一個號，并說明該工件加工程序開始。常用字符“%”及其后4 位數(shù)表示，如“%”也有時用字符“O”開頭編號。 數(shù)控車削編程技術(shù) 一個零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干個程序段組成的，而每個程序段是由若干個指令字組成的。程序由各種指令字構(gòu)成。它是由地址符和代碼數(shù)或數(shù)值集合而成。（如：G02 其中G 為地址符，02為代碼數(shù)總稱為指令字），一個指令字在程序段中就是一個指令。 程序段即為NC( 數(shù)字控制 )程序段，由程序段號及各種指令字構(gòu)成，在程序段中不同的指令字符及其后續(xù)準備功能字數(shù)值確定了每個指令字的含義。

4、一個數(shù)控裝置執(zhí)行的指令行其格式的語句，程序段號為“N” 程序段可編范圍為N0000 N9999程序段一般以每次遞增10的方式編號，其目的是留有插入新程序的余地。 數(shù)控車削編程技術(shù)N40 G03 X40 Y50 I20 J10程序段號指令字圖1-1 程序段格式 程序段格式 加工程序由程序段組成的，每個程序段又有若干個數(shù)字組成，每個字是控制系統(tǒng)的具體指令，它由表示地址的英文字母、特殊文字和數(shù)字集合而成。各字前有地址，各自的排列順序要求不嚴格，數(shù)據(jù)的位數(shù)可多可少，不需要的字以及與上一程序段相同的續(xù)效字可以不寫其形式，程序段格式如圖1-1所示。 數(shù)控車削編程技術(shù)表1-1常用指令字符一覽表 常用指令字符

5、如表1-1所示。三、數(shù)控程序編制的步驟 數(shù)控車削編程技術(shù)2、確定加工工藝過程 1、分析零件的圖樣4、編寫數(shù)控加工程序單 3、根據(jù)圖紙進行數(shù)值計算 6、程序校驗、確保程序正確 5、制作控制介質(zhì)，輸入系統(tǒng) 數(shù)控程序編制順序框圖，如圖1-2所示。 數(shù)控車削編程技術(shù) 圖1-2 數(shù)控程序編制順序框圖分析零件圖選擇數(shù)控機床裝夾方式夾具準備工藝設(shè)計條件確定 數(shù)控編程數(shù)控機床操作加工毛坯準備四、數(shù)控編程前準備 數(shù)控車削編程技術(shù)2、工藝準備 進刀、退刀方式 、換刀點等1、車床選擇與工件坐標系的確定 4、加工路線的選擇刀具軌跡、順序等 3、刀尖半徑左右補償方式及補償值大小6、采用絕對、相對及混合編程方式5、選擇直

6、徑、半徑編程方式一、數(shù)控機床的坐標軸 數(shù)控車削編程技術(shù)專題二 數(shù)控車床的坐標系統(tǒng) 1、基本坐標軸 標準的機床坐標系是一個右手笛卡兒坐標系，規(guī)定了X、Y、Z三個直角坐標軸的方向，這個坐標系圖1-3 右手直角笛卡兒機床坐標軸為便于編程時描述機床的運動，進行正確的計算對數(shù)控機床的坐標和運動方向做了統(tǒng)一規(guī)定，如圖1-3 所示的右手直角笛卡兒機床坐標系。 數(shù)控車削編程技術(shù) 2、旋轉(zhuǎn)坐標軸 圍繞X、Y、Z三個直角坐標軸的圓周方向根據(jù)右手螺旋法則，可以很方便地確定出A、B、C三個旋轉(zhuǎn)坐圖1-4 右手螺旋法判定旋轉(zhuǎn)軸標的方向，如圖1-4所示其中A、B、C的正向為在相應(yīng)X、Y、Z坐標正向按照右手螺旋法則取右旋螺

7、紋前進的方向。 3、附加坐標軸 在X、Y、Z主要直線運動之外另有第二組平行于它們的坐標運動，則稱 二、工件的運動 數(shù)控車削編程技術(shù)為附加坐標，它們分別被指定為U、V、W。如果還有第三組平行于它們的坐標運動，則分別指定為P、Q、R。如果第一組回轉(zhuǎn)運動A、B、C之外，還有平行或不平行于A、B、C的第二組回轉(zhuǎn)運動，可指定為D、E、或F。 為了體現(xiàn)機床的移動部件是工件而不是刀具，在圖中往往以加“ ”的字母表示工件的運動正向，按相對運動的關(guān)系，工件運動的正方向恰好與刀具正方向相反，對編程員、工藝員說+X = -X、+Y = -Y、+Z = -Z +A = -A、+B = -B、+C = -C來說只考慮不

8、帶“ ”的運動方向即有：三、數(shù)控機床坐標系統(tǒng) 數(shù)控車削編程技術(shù) 1、機床坐標系 是機床運動部件的進給運動坐標系。其坐標軸方向按標準規(guī)定，其坐標原點的位置由各機床生產(chǎn)廠家設(shè)定，其原點是機床上的一個固定點，一般位于卡盤端面，或離卡爪端面一定距離處，或與機床參考點重合。機床坐標系的原點稱為機床原點或機床零點。 （1）機床零點 是機床坐標系的設(shè)計統(tǒng)的設(shè)計原點（機械原點），它在制造機床時已經(jīng)被確定下來，并且原則上是不可改變的。機床坐標系統(tǒng)就是以該點為原點建立的。 （2）機床參考點 是由機床制造廠家人為定義的點，一般來說，機床參考點與機床零點之間的坐標位置關(guān)系是固定的. 數(shù)控車削編程技術(shù) 2、機床零點的設(shè)

9、置方式 如圖1-5所示。 機床零點設(shè)置在卡盤后端面與主軸中心線相交匯處機床零點設(shè)置在與機床參考點重合位置處圖1-5 機床零點的設(shè)置方式 數(shù)控車削編程技術(shù)4、機床原點、參考點與機床坐標系之間的關(guān)系，如圖1-6所示。圖1-6 機床原點、參考點與機床坐標系之間的關(guān)系 四、絕對坐標與增量坐標 數(shù)控車削編程技術(shù) 增量坐標系內(nèi)某一位置的坐標尺寸用相對于前一位置坐標尺寸增量進行標注或計量這種坐標值稱為增量坐標，用U、W表示。 絕對坐標 坐標系內(nèi)所有幾何點位置的坐標值均從坐標原點標注或計算，這種坐標值稱為絕對坐標，用X、Z表示。XE D C B A Z 10 20 30 40 50 6010203040506

10、00圖1-7絕對坐標與增量坐標 數(shù)控車削編程技術(shù)如圖1-5所示為從A到E分別采用絕對坐標與增量坐標表示的各點坐標值，計算結(jié)果如表1-2所示。表1-2 絕對坐標與增量坐標各點坐標值 (10、 -10)(50、 10)E(40、 20)(20、 -10)D(10、 -20)(20、 30)C(10、 -10)(10、50)B(0、0)(0、60)A增量坐標值（U、W）絕對坐標值（X、Z）五、直徑與半徑編程 數(shù)控車削編程技術(shù) 數(shù)控車床加工的零件為回轉(zhuǎn)體，其X 軸尺寸可以用兩種方式指定：直徑方式或半徑方式。 1、直徑編程 采用直徑編程時，數(shù)控程序中的X軸的坐標值即為零件圖上的直徑值。 2、半徑編程 采

11、用半徑編程，數(shù)控程序中的X軸的坐標值為零件圖上的半徑值。 直徑方式和半徑方式編程，都是由G代碼規(guī)定的準備功能，指定X軸尺寸是直徑方式和半徑方式。 數(shù)控系統(tǒng)缺省的編程方式一般為直徑編程，這是由于直徑編程與圖樣中的尺寸標注一致，可以避免尺寸換算及換算過程中可能造成的錯誤，因而給數(shù)控編程帶來很大的方便。 數(shù)控車削編程技術(shù)如圖1-8 所示，工件坐標系設(shè)在工件右端面的中心，分別用直徑方式與半徑方式計算A、B、C、D 各點的坐標。40201510 圖1-8 工件的直徑與半徑編程ZX45ABCD直徑方式（、Z ）半徑方式（、Z )A（、）（、）B（、-）（、-）C（、-）（、-）D（、-）（、-） 數(shù)控車削

12、編程技術(shù)計算結(jié)果如表1-3所示。表1-3 直徑、半徑方式計算坐標值五、工件坐標系 數(shù)控車削編程技術(shù) 為了編程方便，編程者在編程時自己設(shè)定的坐標系，又稱編程坐標系。為使編程員在不知道是“刀具移近工件”還是“工件移近刀具”的情況下，就可根據(jù)圖紙確定機床加工過程，所以規(guī)定工件坐標系是“刀具相對工件而運動”的刀具運動坐標系，工件坐標系的原點稱為工件原點或工件零點。 工件坐標系是編程者設(shè)定的是一個浮動原點。為了使編程坐標計算簡單，數(shù)控車床的工件坐標系一般有兩種設(shè)置方式： 方式二：設(shè)在主軸軸線與工件后端面交匯點，如圖1-10所示。 方式一：設(shè)在主軸軸線與工件前端面交匯點，如圖1-9所示。 數(shù)控車削編程技術(shù)

13、圖1-9工件零點設(shè)置方式一 圖1-10工件零點設(shè)置方式二 無論X軸的正方向向上（后置刀架）還是向下（前置刀架）建立機床坐標系，其編程是相同的。六、確定工件坐標系原點七、工件坐標系設(shè)定（坐標系的選擇） 數(shù)控車削編程技術(shù) 3、1號刀尖坐標值為(0、0)，且刀具處于編程坐標系原點處。 1、裝好工件，用1號刀試切外圓和端面，在外圓X坐標清零，在端面上Z坐標清零，并測量直徑值。 2、在端面處，1號刀向X負向移動”測量直徑值”，刀尖在工件中心處X坐標清零。FANUC 0i 系統(tǒng) G50 X Z ； 格式一 華中系統(tǒng) G92 X Z X、Z 為對刀點到工件坐標系原點的有向距離。 數(shù)控車削編程技術(shù) 當執(zhí)行該指

14、令后，系統(tǒng)內(nèi)部即對（ X Z ）進行記憶，并建立一個使刀具當前點坐標值為（、）的坐標系，系統(tǒng)控制刀具在此坐標系中按程序進行加工。執(zhí)行該指令只建立一個坐標系，刀具并不產(chǎn)生運動。 用G54G59指令選擇坐標系，作為第一條指令放在程序的前面。加工前應(yīng)先用MDI功能設(shè)定6個工件坐標系之中的一個（或幾個）；并根據(jù)程序中選擇要使用的工件坐標系，確定每個程序原點在機床坐標系中的坐標值，并設(shè)置在“坐標系”功能表中。 格式二 G54G59 數(shù)控車削編程技術(shù)專題三 刀具補償功能指令一、什么是刀偏值二、確定各刀偏值(刀具補償值) 數(shù)控車床加工中，一般是以1號刀刀尖位置作為標準位置，編程時幾把刀具都是以1號刀刀尖位置

15、作為起始點，而在刀具的實際安裝中，幾把刀伸出刀架的位置均不同，刀具轉(zhuǎn)位后,刀尖位置不可能落在1號刀尖位置處，在X、Z兩方向上均有偏差，各把刀具刀尖和1號刀刀尖位置的位置差值，就是刀偏值。 1、裝好工件，用1號刀試切外圓和端面，在外圓X坐標清零，在端面上Z坐標清零。 2、換2號刀，分別試切端面和外圓,并讀取顯示器上的讀數(shù)，存入刀具參數(shù)表。三、刀尖圓弧半徑補償 數(shù)控車削編程技術(shù) 3、換3號刀，分別試切端面和外圓,并讀取顯示器上的讀數(shù)，存入刀具參數(shù)表。1、補償指令格式G41G42G40G00G01X Z (F) ； G41為刀具半徑左補償，即沿刀具運動方向看（假設(shè)工件不動），刀具位于工件被切輪廓左側(cè)

16、時的刀具半徑補償。 G42為刀具半徑右補償，即沿刀具運動方向看（假設(shè)工件不動），刀具位于工件被切輪廓右側(cè)時的刀具半徑補償。 數(shù)控車削編程技術(shù)圖1-11 刀具圓弧半徑補償過程 G40為刀具半徑補償取消，使用該指令后，G41、G42指令無效。刀尖中心軌跡編程軌跡起點2、刀具圓弧半徑補償過程，如圖1-11所示。 數(shù)控車削編程技術(shù)編程軌跡刀尖中心軌跡圖1-10 刀具圓弧半徑補償取消過程3、刀具圓弧半徑補償?shù)娜∠^程，如圖1-10 所示。四、左右刀補的判定規(guī)則 數(shù)控車削編程技術(shù)1、上刀位情況，如圖 1-12所示。xzY G42 從Y 軸正向看，沿著刀具運動方向來說刀具在工件右側(cè) G41 從Y 軸正向看，

17、沿著刀具運動方向來說刀具在工件左側(cè)圖1-12 上刀位刀具補償?shù)呐袛?數(shù)控車削編程技術(shù) 2、下刀位情況，如圖1-13所示。 xzY G41 從Y 軸正向看，沿著刀具運動方向來說刀具在工件左側(cè) G42 從Y 軸正向看沿著，刀具運動方向來說刀具在工件右側(cè)圖1-13 上刀位刀具補償?shù)呐袛辔濉?后置車刀的形狀與位置參數(shù) 數(shù)控車削編程技術(shù)3 圖 1-14 后置刀架刀尖方位號7 X 0Z 8 4 5 6 2 1 1、后置刀架刀尖方位車刀的形狀有很多種，它能決定刀尖圓弧所處的位置，因此也要把代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到存儲器中，將車刀的形狀和位置參數(shù)稱為刀尖方位其中有(0 8)九個方位。后置刀架刀尖方位號如

18、圖1-14所示。 數(shù)控車削編程技術(shù)圖1-15 后置刀架刀尖方位號對應(yīng)常用刀具圖解 2、后置刀架刀尖方位號對應(yīng)常用刀具圖解如圖1-15所示。六、 前置車刀的形狀與位置參數(shù) 數(shù)控車削編程技術(shù)1、為前置刀架刀尖方位號 前置車刀的形狀也有很多種，其中有也(0 8)九個方位。前置刀架刀尖方位號如圖1-16 所示。圖 1-16 前置刀架刀尖方位號7 X0Z 6 1 5 8 3 4 2 數(shù)控車削編程技術(shù) 2、前置刀架刀尖方位號對應(yīng)常用刀具圖解如圖1-17所示。圖1-17 前置刀架刀尖方位號對應(yīng)常用刀具圖解一、數(shù)控車削加工概述 數(shù)控車削編程技術(shù)專題四 數(shù)控車削加工工藝1、數(shù)控車削加工的對象及內(nèi)容 （3）普通機床加工效率低、勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床有完成能力的基礎(chǔ)上進行有選擇的加工。 （1）外形復雜普通機床無法加工完成的內(nèi)容，可選擇在數(shù)控機床上加工。 （2）普通機床難以加工，且加工后質(zhì)量難以保證的內(nèi)容。（1）對零件設(shè)計圖進行分析 （2）對零件結(jié)構(gòu)工藝性進行分析 （3）數(shù)據(jù)計算分析 2、數(shù)控車削加工工藝分析 數(shù)控車削編程技術(shù)二、數(shù)控車削加工工藝特點三、數(shù)控車削加工工序的劃分 1、預前設(shè)計好加工方案2、零件加工工序應(yīng)集中3、編程