數(shù)控程序編制工藝

2008.09東莞理工學(xué)院盧盛林Phone:13580369313653902shenglinlu@本課件在西安交大”數(shù)控技術(shù)”課件基礎(chǔ)上修改,在此表示感謝數(shù)控技術(shù)第二章數(shù)控加工程序編制2第一節(jié)概述

第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系

第三節(jié)

程序編制的代碼及格式第四節(jié)鏜銑數(shù)控加工及其手工編程第五節(jié)車削數(shù)控加工及其手工編程3

第一節(jié)

概述4程序編制的基本概念

數(shù)控加工程序編制概念

從零件圖紙到數(shù)控加工指令的有序排列（制成控制介質(zhì)）的全過程。根據(jù)零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上，再按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀取的信息，并通過輸入設(shè)備送入數(shù)控裝置。與其他語言（C、C++、VB等）編程異同

第一節(jié)概述

5編程方法：手工編程和自動編程

手動編程定義：整個編程過程由人工完成。對編程人員的要求高（熟悉數(shù)控代碼功能、編程規(guī)則，具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力）適用：①幾何形狀不太復(fù)雜的零件；

②三坐標聯(lián)動以下加工程序.(一般用于…)

第一節(jié)概述6自動編程：

定義：編程人員根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，編程系統(tǒng)將能根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的類型輸出數(shù)控加工程序。過程：CAD->CAM

適用：①形狀復(fù)雜的零件

②雖不復(fù)雜但計算工作量大的零件（如非圓曲線輪廓的計算）第一節(jié)概述7

比較用手工編程時，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比，平均約為30：1。數(shù)控機床不能開動的原因中，有20~30%是由于加工程序不能及時編制出造成的（解決辦法：離線編程/offline）編程自動化是當(dāng)今的趨勢！但手工編程是學(xué)習(xí)自動編程基礎(chǔ)！第一節(jié)概述8二、數(shù)控機床程序編制的內(nèi)容和步驟

第一節(jié)概述9圖紙工藝分析

在對圖紙工藝分析（與普通加工的圖紙分析相似）的基礎(chǔ)上確定：加工機床、刀具與夾具；零件加工的工藝線路、工步順序；切削用量（f、s、t）等工藝參數(shù)。…

計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改第一節(jié)概述10計算運動軌跡跡根據(jù)圖紙尺寸寸及工藝線路路的要求：選定工件坐標標系計算零件輪廓廓和刀具運動動軌跡的坐標標值；將坐標值按NC機床規(guī)定編程程單位（脈沖沖當(dāng)量）換算算為相應(yīng)的編編程尺寸。錯誤計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙修改第一節(jié)概概述11編制程序及初初步校驗根據(jù)制定的加加工路線、切切削用量、選選用的刀具、、輔助動作，，按照數(shù)控系系統(tǒng)規(guī)定指令令代碼及程序序格式，編寫寫零件加工程程序，并進行行校核、檢查查上述兩個步步驟的錯誤。。計算運動軌跡跡圖紙工藝分析析程序編制制備控制介質(zhì)質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改第一節(jié)概概述12制備控制介質(zhì)質(zhì)將程序輸入至至計算機，通通過網(wǎng)絡(luò)傳輸輸或者拷貝至至機床。若程程序較簡單，，也可直接通通過機床的鍵鍵盤輸入。第一節(jié)概概述計算運動軌跡跡圖紙工藝分析析程序編制制備控制介質(zhì)質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改13程序的校驗和和試切所制備的控制制介質(zhì)，必須須經(jīng)過進一步步的校驗和試試切削，證明明是正確無誤誤，才能用于于正式加工。。如有錯誤，，應(yīng)分析錯誤誤產(chǎn)生的原因因，進行相應(yīng)應(yīng)的修改。常用的校驗和和試切方法：：閱讀法、模擬擬法、試切法法等。第一節(jié)概概述計算運動軌跡跡圖紙工藝分析析程序編制制備控制介質(zhì)質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改14三、數(shù)控加工工工藝簡介和和數(shù)控加工方方法數(shù)控加工的工工藝分析數(shù)控機床加工工零件除按一般方式對零零件進行工藝藝分析外，還必須須注意以下幾幾點：加工線路的確確定工件的裝夾方方式切削用量的選選擇程序編制中的的誤差第一節(jié)概概述15（1）加工線路的的確定加工線路——加工過程中刀刀具相對于工工件的運動軌軌跡次序。孔類加工（鉆孔、鏜孔））原則：在滿足足精度要求的的前提下，盡盡可能減少少空行程：第一節(jié)概概述n個))(1)1(2bananb+-=-+=（黃線長紅線長ba+切入/出段+切入/出段16車削或銑削：：原則：盡量量采用切向切切入/出，不用徑向向切入/出，以避免由由于切入/出路線的不當(dāng)當(dāng)降低零件的的表面加工質(zhì)質(zhì)量。第一節(jié)概概述切向切入徑向切入17空間曲面的加加工第一節(jié)概概述(c)(b)(a)18加工線路的選選擇應(yīng)遵從的的原則：盡量縮短走刀刀路線，減少少空走刀行程程以提高生產(chǎn)產(chǎn)率。保證零件的加加工精度和表表面粗糙度要要求。保證零件的工工藝要求。利于簡化數(shù)值值計算，減少少程序段的數(shù)數(shù)目和程序編編制的工作量量。第一節(jié)概概述19（2）工件的裝裝夾方式盡可能選用標標準夾具（組組合夾具），，在成批生產(chǎn)產(chǎn)時才考慮專專用夾具，并并力求夾具結(jié)結(jié)構(gòu)簡單。裝卸工件要方方便可靠，以以縮短輔助時時間和保證安安全。工件定位夾緊緊的部位應(yīng)不不妨礙各部位位的加工、刀刀具更換及重重要部位的測測量。尤其要要避免刀具與與工件、刀具具與夾具產(chǎn)生生碰撞的現(xiàn)象象。夾具的安裝要要準確可靠，，同時應(yīng)具備備足夠的強度度和剛度，以以減小其變形形對加工精度度的影響。應(yīng)盡可能采用用磁、氣壓、、液壓夾具。。第一節(jié)概概述20第一節(jié)概概述（3）切削用量的的選擇影響切削條件件的因素有：：機床、工具、、刀具及工件件的剛性；切削速度、切切削深度、切切削進給率；；工件精度及表表面粗糙度；；刀具預(yù)期壽命命及最大生產(chǎn)產(chǎn)率；切削液的種類類、冷卻方式式；工件材料的硬硬度及熱處理理狀況；工件數(shù)量；機床的壽命。。上述諸因素中中以切削速度度、切削深度度、切削進給給率為主要因因素。21第一節(jié)概概述（4）程序編制中中的誤差數(shù)控機床上加加工零件的誤誤差分類：加工過程的誤誤差：它是加工誤差差的主體，主主要包括數(shù)控控系統(tǒng)（包括括伺服）的誤誤差和整個工工藝系統(tǒng)（機機床—刀具—夾具—毛坯）內(nèi)部的的各種因素對對加工精度的的影響。編程誤差：：采用近似計計算方法逼近近列表曲線、、曲面輪廓時時所產(chǎn)生的誤誤差：采用直線段段或圓弧段插插補逼近零件件輪廓曲線時時產(chǎn)生的誤差差：數(shù)據(jù)處理中中為滿足分辨辨率（最小設(shè)設(shè)定單位）的的要求，進行行數(shù)據(jù)圓整（（四舍五入））產(chǎn)生的誤差差22第一節(jié)概概述數(shù)控加工方法法（1）平面孔系零零件的加工方方法對類孔的形位位精度或尺寸寸精度要求較較高的零件，，采用數(shù)控鉆鉆床與鏜床加加工。23第一節(jié)概概述（2）旋轉(zhuǎn)體類零零件的加工方方法采用數(shù)控車床床或數(shù)控磨床床加工，車削零件的毛毛坯多為棒料料或鍛坯，加加工余量較大大且不均勻，，在編程中，，粗車加工線線路要重點考考慮。4321先用直線程序進行粗加工，再按零件輪廓進行精加工

可先按圖中的方法進行1~4次粗加工，再精加工成形。24第一節(jié)概概述（3）平面輪廓零零件的加工方方法采用數(shù)控銑床床加工。為保證加工平平滑，應(yīng)增加加切入和切出出程序段，若平面輪廓為為數(shù)控系統(tǒng)不具備插補補功能的線型時，應(yīng)先先采用直線、圓弧去逼逼近該零件的的輪廓。25第一節(jié)概概述（4）空間輪廓表表面的加工方方法空間輪廓表面面的加工可根據(jù)據(jù)曲面形狀、、機床功能、、刀具形狀以以及零件的精精度要求，有有不同加工方方法：三軸兩聯(lián)動加加工三軸聯(lián)動加工工四軸聯(lián)動加工工方法五軸聯(lián)動加工工26第一節(jié)概概述三軸兩聯(lián)動加加工-----““行切法”。以X、Y、Z軸中任意兩軸軸作插補運動動，另一軸（（軸）作周期期性進給。這這時一般采用用球頭或指狀狀銑刀，在可可能的條件下下，球半徑應(yīng)應(yīng)盡可能選擇擇大一些，以以提高零件表表面光潔度。。27第一節(jié)概概述三軸聯(lián)動加工工下圖為內(nèi)循環(huán)環(huán)滾珠螺母的的回珠器示意意圖。其滾道道母線SS為空間曲線，，可用空間直直線去逼近，，因此，可在在具有空間直直線插補功能能的三軸聯(lián)動動的數(shù)控機床床上進行加工工，但由于編編程計算復(fù)雜雜，宜采用自動編程。28第一節(jié)概概述四軸聯(lián)動加工工方法如下圖所示的的飛機大梁，，其加工面為為直紋扭曲面面，若采用三三坐標聯(lián)動加加工，則只能能用球頭刀。。不僅效率低低，而且加工工表面粗糙度度差，為此可可采用如圖所所示的圓柱銑銑刀周邊切削削方式在四軸軸聯(lián)動機床上進行行加工。由于計算較復(fù)雜雜，故一般采用自動編程程。29五軸聯(lián)動加工工：螺旋槳是典典型零件一般采用端銑銑刀加工，為為了保證端銑銑刀的端面加加工處的曲面面的切平面重重合，銑刀除除了需要三個個移動軸（X、Y、Z）外，還應(yīng)作與與螺旋角、后后傾角擺動運動。因因此，葉面的的加工需要五軸（X、Y、Z、A、B）聯(lián)動，這種編程只能能采用自動編編程系統(tǒng)。第一節(jié)概概述30第一節(jié)概概述五軸聯(lián)動動加工：：螺旋槳槳是典型型零件31第一節(jié)概概述3.數(shù)控程序序編制中中的數(shù)學(xué)學(xué)處理根據(jù)零件件圖樣，，按照已已確定的的加工路路線和允允許的編編程誤差差，計算算編程時時所需要要的資料料，稱為為數(shù)控加加工的數(shù)數(shù)值計算算。數(shù)值值計算的的內(nèi)容包包括計算算零件輪輪廓的基基點坐標標以及刀刀具中心心運動軌軌跡的坐坐標?；c：各各幾何元元素間的的連接點點，如直直線與直直線的交交點，直直線與圓圓弧的交交點或切切點，圓圓弧與圓圓弧的交交點或切切點等。。32第一節(jié)概概述常見數(shù)學(xué)學(xué)處理方方法非圓曲線線的節(jié)點點計算方方法直線逼近近零件輪