階梯軸類零件課件

階梯軸類零件常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模組1階梯軸類零件的數(shù)控編程--學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能夠熟練地制定階梯軸類零件數(shù)控加工工藝和填寫工藝卡片2．能夠準(zhǔn)確建立工件坐標(biāo)系3．會使用各系統(tǒng)常用的G54-G57、G90/G91、G00/G01、G02/G03、G17/G18/G19、G94/G95、S、F、M等編程指令4．會編制階梯軸類零件數(shù)控車削工藝和加工程式學(xué)習(xí)目標(biāo)終極學(xué)習(xí)目標(biāo)會編制數(shù)控車削階梯軸類零件程式，掌握其加工方法促成學(xué)習(xí)目標(biāo)工作任務(wù)數(shù)控編程並車削圖1-1所示階梯軸零件,毛坯?30棒料，材料#45。階梯軸類零件的數(shù)控編程–工作任務(wù)

數(shù)控機床是一種高效的自動化加工設(shè)備，它嚴(yán)格按照加工程式，自動的對被加工工件進(jìn)行加工。我們把從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的直接用於加工的程式稱為數(shù)控加工程式，簡稱為數(shù)控程式，它是機床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟體。工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析1.數(shù)控程式編制的概念：工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析1.數(shù)控程式編制的概念分析零件圖樣和制定工藝方案

數(shù)

學(xué)

處

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驗修改工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析2.數(shù)控程式編制的內(nèi)容及步驟這項工作的內(nèi)容包括：對零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機床；選擇或設(shè)計刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，並結(jié)合數(shù)控機床使用的基礎(chǔ)知識，如數(shù)控機床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析2.數(shù)控程式編制的內(nèi)容及步驟：1）分析零件圖樣和制定工藝方案在確定了工藝方案後，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計算刀具中心運動軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)一般均具有直線插補與圓弧插補功能，對於加工由圓弧和直線組成的較簡單的平面零件，只需要計算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點或切點的座標(biāo)值，得出各幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心座標(biāo)值等，就能滿足編程要求。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補功能不一致時，就需要進(jìn)行較複雜的數(shù)值計算，一般需要使用電腦輔助計算，否則難以完成。工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析2.數(shù)控程式編制的內(nèi)容及步驟：2）數(shù)學(xué)處理在完成上述工藝處理及數(shù)值計算工作後，即可編寫零件加工程式。程式編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)的程式指令，按照規(guī)定的程式格式，逐段編寫加工程式。程式編制人員應(yīng)對數(shù)控機床的功能、程式指令及代碼十分熟悉，才能編寫出正確的加工程式。工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析2.數(shù)控程式編制的內(nèi)容及步驟：3）編寫零件加工程式將編寫好的加工程式輸入數(shù)控系統(tǒng)，就可控制數(shù)控機床的加工工作。一般在正式加工之前，要對程式進(jìn)行檢驗。通?？蓲裼脵C床空運轉(zhuǎn)的方式，來檢查機床動作和運動軌跡的正確性，以檢驗程式。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機床上，可通過顯示走刀軌跡或模擬刀具對工件的切削過程，對程式進(jìn)行檢查。對於形狀複雜和要求高的零件，也可採用鋁件、塑膠或石蠟等易切材料進(jìn)行試切來檢驗程式。通過檢查試件，不僅可確認(rèn)程式是否正確，還可知道加工精度是否符合要求。若能採用與被加工零件材料相同的材料進(jìn)行試切，則更能反映實際加工效果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工的零件不符合加工技術(shù)要求時，可修改程式或採取尺寸補償?shù)却胧?。工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析2.數(shù)控程式編制的內(nèi)容及步驟：4）校驗程式工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析3.編程的方法數(shù)控加工程式的編制方法主要有兩種：手工編制程式和自動編制程式手工編程:手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程,一般對幾何形狀不太複雜的零件，所需的加工程式不長，計算比較簡單，用手工編程比較合適。手工編程的特點：耗費時間較長，容易出現(xiàn)錯誤，無法勝任複雜形狀零件的編程。工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析3.編程的方法表1-3數(shù)控編程中各個階段的工作零件圖樣工藝人員夾具表機床表刀具表工藝規(guī)程編程人員加

工

程

序

初

稿加工程序修改編程手冊自動編程是指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行外，其餘工作均由電腦輔助完成。採用電腦自動編程時，數(shù)學(xué)處理、編寫程式、檢驗程式等工作是由電腦自動完成的，由於電腦可自動繪製出刀具中心運動軌跡，使編程人員可及時檢查程式是否正確，需要時可及時修改，以獲得正確的程式。又由於電腦自動編程代替程式編制人員完成了繁瑣的數(shù)值計算，可提高編程效率幾十倍乃至上百倍，因此解決了手工編程無法解決的許多複雜零件的編程難題。因而，自動編程的特點就在於編程工作效率高，可解決複雜形狀零件的編程難題。

工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析3.編程的方法電腦自動編程:1．明確加工內(nèi)容：從圖紙上看，零件不需要熱處理，主要加工表面為工件的外徑各部。2．選定毛坯：從圖紙上看零件的最大直徑、總長、留有足夠加工餘量等，選用?30×300的棒料。3．裝夾定位方案：用三爪自定心卡盤裝夾定位，零件經(jīng)一次裝夾加工，就能完成加工工序。4．確定各表面加工方案。根據(jù)零件形狀及加工精度要求，本零件以一次裝夾所能進(jìn)行的加工作為一道工序，分粗、精兩個工步完成全部輪廓加工。工藝分析4．分析零件加工工藝階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析表1-1階梯軸數(shù)控加工工序卡片工藝分析階梯軸類零件的數(shù)控編程–工藝分析5．制訂零件加工工序卡片以工件右端面的中心點為編程原點，基點值為絕對尺寸編程值。程式編制表1-2切削加工的基點計算值階梯軸類零件的數(shù)控編程–程式編制1．確定工件坐標(biāo)系與基點座標(biāo)的計算精車迴圈路徑將外輪廓用G91編寫成副程式。在粗車的下刀點處給出徑向精車餘量0.2mm。X方向的最大加工餘量是30-10=20，每迴圈一次子程式，X方向切除掉2mm加工餘量，這樣迴圈10次輪廓加工的副程式，完成粗加工。精車最後一次完成。程式編制階梯軸類零件的數(shù)控編程–程式編制2.確定粗、精加工迴圈次數(shù)程式編制階梯軸類零件的數(shù)控編程–程式編制3．粗加工進(jìn)給路線設(shè)計L001.SPF------------------加工輪廓副程式名G91G01X-2F0.15---------每一次迴圈切除加工餘量2mm（每一次吃刀的背吃刀量1mm）X-2Z-2--------------------1點X2Z-1---------------------2點Z-15---------------------3點X2----------------------4點X4Z-2--------------------5點Z-8---------------------6點G02X8Z-4CR=4-----------7點Z-10----------------------8點X10----------------------抬刀Z42---------------------Z向返回起始點，副程式一次迴圈閉合；X-24----------------------X向返回起始點，副程式一次迴圈閉合；M17-----------------------副程式結(jié)束程式編制4.編寫副程式階梯軸類零件的數(shù)控編程–程式編制AA01.MPF--------------------主程序G54G90G18G23G95G71-----加工狀態(tài)初始化G75X0Z0-------------------換刀點T1D1-----------------------換粗車刀T1M03S800F0.15--------------主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、進(jìn)給量G00X30.2Z2.0------------編程起點，X方向留精加工餘量0.2，L001P10--------------------調(diào)10次L001副程式加工外輪廓G75X0Z0-------------------返回?fù)Q刀點T2D1-----------------------換精車刀T2G00X12Z2F0.1S810M04----精車下刀點（12，2），變速變進(jìn)給量G96S120LIMS=1200----------用恒線速功能L001------------------------調(diào)1次L001副程式完成輪廓精加工G75X0Z0------------------返回?fù)Q刀點M05-------------------------主軸停轉(zhuǎn)M30-------------------------程式結(jié)束程式編制階梯軸類零件的數(shù)控編程–程式編制5．編寫主程序程式編制階梯軸類零件的數(shù)控編程–程式編制編寫數(shù)控加工工藝檔是數(shù)控加工工藝設(shè)計的重要內(nèi)容之一。它既是數(shù)控加工，產(chǎn)品驗收的依據(jù)，又是機床操作要遵守和執(zhí)行的規(guī)程，有時也作為加工程式的附加說明，使操作者更加明確程式的內(nèi)容，安裝及定位方式?？丶庸すに嚈n的好壞，直接影響零件的加工品質(zhì)和生產(chǎn)效率，因此在編制檔之前，要全面瞭解工件毛坯品質(zhì)，刀輔具系統(tǒng)，夾具及機床性能，熟悉和掌握數(shù)控加工的技術(shù)資訊，編制出高質(zhì)量的工藝檔。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制編程人員制訂的數(shù)控加工工藝規(guī)程通常包括以下內(nèi)容1）選擇並確定進(jìn)行數(shù)控加工的零件和內(nèi)容；2）對被加工零件的圖樣進(jìn)行工藝分析，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，劃分和安排加工工序，確定定位夾緊方法，選擇夾具和刀具，安排熱處理，檢驗及其他輔助工序（如去毛刺、倒角等）；3）選擇對刀點、換刀點的位置，確定走刀路線，考慮刀具的補償；4）確定各工序的加工餘量、計算工序尺寸和公差；5）確定切削用量；6)確定工時定額；7)填寫數(shù)控加工工藝技術(shù)檔。工件的裝夾與找正:正確、合理的選擇工件的定位與夾緊方式，是保證零件加工精度的必要條件。（1）定位基準(zhǔn)的選擇要力求使設(shè)計基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)與編程計算基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計算工作量，並儘量減少裝夾次數(shù)；在多工序或多次安裝中，要選擇相同的定位基準(zhǔn)，保證零件的位置精度；要保證定位準(zhǔn)確，可靠，夾緊機構(gòu)簡單，操作簡便。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制（2）常用的裝夾方法①在三爪卡盤自定心卡盤上裝夾。這種方法裝夾工件方便，省時。自動定心好，但夾緊力較小。圖1-2三爪定心卡盤相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制工件的裝夾與找正:外形構(gòu)造反爪②在兩頂尖之間裝夾。這種方法安裝工件不需找正，每次裝夾的精度高。適用於長度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件裝夾。圖1-3用前後頂尖裝夾工件1－頭架2－撥桿3－尾頂尖4－尾座5－工件6－夾頭7－頭架頂尖相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制工件的裝夾與找正:③用卡盤和頂尖裝夾。這種方法裝夾工件剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，能承受較大的軸向切削力，比較安全。適用於車削品質(zhì)較大的工件，一般在卡盤內(nèi)裝一限位支撐或利用工件臺階限位，防止工件由於切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制工件的裝夾與找正:圖1-4用卡盤和頂尖裝夾工件（1）工序的劃分?jǐn)?shù)控車削加工工序的劃分，可以按下列方式進(jìn)行：①以一次安裝工件所進(jìn)行的加工為一道工序。將位置精度要求較高的表面加工，安排在一次安裝下完成，以免多次安裝所生產(chǎn)的安裝誤差位置精度。②以粗、精加工劃分工序。粗精加工分開可以提高加工效率，對於容易發(fā)生加工變形的零件，更應(yīng)將粗，精加工內(nèi)容分開。③以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，將加工內(nèi)容分成若干部分，每一部分用一把典型刀具加工，這樣可以減少換刀數(shù)和空行程時間④以加工部位劃分工序。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，將加工的部位分成幾個部分，每一部分的加工內(nèi)容作為一個工序。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制工藝路線的確定:（2）工序順序的安排①基面先行。先加工定位基準(zhǔn)面，減少後面工序的裝夾誤差。如軸類零件，先加工中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓表面和端面。②先粗後精。先對各表面進(jìn)行粗加工，然後再進(jìn)行半精加工和精加工，逐步提高加工精度。③先近後遠(yuǎn)。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠(yuǎn)的部位後加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。同時有利於保持工件的剛性，改善切削條件，對於直徑相差不大的階梯軸，當(dāng)?shù)谝坏兜谋吵缘读课闯迺r，應(yīng)按?10MM-?16MM-?24MM的順序有近及遠(yuǎn)地進(jìn)行車削。④內(nèi)外交叉。進(jìn)行內(nèi)、外表面的粗加工，後進(jìn)行內(nèi)、外表面的精加工。不能加工完內(nèi)表面後，再加工外表面。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制（3）進(jìn)給路線的確定進(jìn)給路線是刀具在加工過程中相對於工件的運動軌跡，也稱走刀路線。它即包括切削加工的路線，又包括刀具切入，切出的空行程。不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步的順序，是編寫程式的依據(jù)之一。因此，以圖形的方式表示進(jìn)給路線，可為編程帶來很大方便。①粗加工路線的確定矩形迴圈進(jìn)給路線。利用數(shù)控系統(tǒng)的矩形迴圈功能，確定矩形迴圈進(jìn)給路線，這種進(jìn)給路線刀具切削時間最短，刀具損耗最小，為常用的粗加工進(jìn)給路線

相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制

三角形迴圈進(jìn)給路線。利用數(shù)控系統(tǒng)的三角形迴圈功能，確定三角形迴圈進(jìn)給路線，這種進(jìn)給路線刀具總行程最長，一般只適用於單件小批量生產(chǎn)。如圖1-5所示。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制矩形迴圈進(jìn)給路線三角形迴圈進(jìn)給路線階梯切削路線圖1-5粗加工進(jìn)給路線階梯切削路線。當(dāng)零件毛坯的切削餘量較大時，可採用階梯切削進(jìn)給路線，在同樣背吃刀量的條件下，加工後剩餘量過多，不宜採用。外輪廓的加工內(nèi)輪廓的加工圖1-6階梯切削進(jìn)給路線相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制工藝路線的確定:②精加工進(jìn)給路線的確定各部位精度要求一致的進(jìn)給路線，在多刀進(jìn)行精加工時。最後一刀要連續(xù)加工，並且要合理確定進(jìn)、退刀位置。儘量不要在光滑連接的輪廓上安排切入和切出或換刀及停頓，以免因切削力變化造成彈性變形，產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕的缺陷。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制工藝路線的確定:

數(shù)控車床使用的刀具有焊接式和機夾式之分，目前機夾式刀具在數(shù)控車床上得到了廣泛的應(yīng)用，如圖1-7所示。圖1-7機夾可轉(zhuǎn)位車刀1-夾緊螺釘2-夾緊塊3-刀片相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制選用車刀:選擇機夾式刀具的關(guān)鍵是選擇刀片，在選擇刀片上要考慮以下幾點：1.

工件材料的類別：黑色金屬、有色金屬、複合材料、非金屬材料等；2.

工件材料的性能：包括硬度、強度、韌性和內(nèi)部組織狀態(tài)等；3.

切削工藝類別：粗加工、精加工、內(nèi)孔、外圓加工等；4.

零件的幾何形狀、加工餘量和加工精度；5.

要求刀片承受的切削用量；6.

零件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制選用車刀:1．加工餘量的選擇加工餘量是指毛坯實際尺寸與零件圖紙尺寸之差，通常零件的加工要經(jīng)過粗加工，精加工才能到達(dá)到圖紙要求，因此，零件總的加工餘量應(yīng)等於中間工序加工餘量之和。在選擇加工餘量時，要考慮以下幾個因素：（1）零件的大小不同。切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形也不同，通常工件越大，變形也越大所以的工件的加工餘量也相應(yīng)地大一些。（2）零件在熱處理後要發(fā)生變形，因此，這類零件要適應(yīng)增大一點加工餘量。（3）加工方法、裝夾方式和工藝裝備的剛性，也會引起零件的變形，所以也要考慮加工餘量。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制車削參數(shù)的選擇:2．切削用量的確定切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度），進(jìn)給量（進(jìn)給速度）和背吃刀量。切削用量的大小，直接影響機床的性能，刀具磨損，加工品質(zhì)和生產(chǎn)效率。合理選擇切削用量，對於充分發(fā)揮機床性能和切削性能，提高切削效率，降低加工成本具有重要意義。（1）背吃刀量的確定背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工餘量確定。主要受機床，刀具和工件系統(tǒng)剛度的制約，在系統(tǒng)剛度允許的情況下，儘量選擇較大的被吃刀量。粗加工時，在不影響加工精度的條件下，可使被吃刀量等於零件的加工餘量，這樣可以減少走刀次數(shù)。精加工Ra=0.32—1.25μm時，背吃刀量可取0.2—0.4mm。在工件毛坯加工餘量很大或餘量不均勻的情況下，粗加工要分幾次進(jìn)給，這時前幾次進(jìn)給的背吃刀量應(yīng)取得大一些。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制（2）主軸轉(zhuǎn)速的確定①光車時的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)機床和刀具允許的切削速度來確定，可以用計算法或查表法來選取。切削速度確定之後，用下式計算主軸轉(zhuǎn)速：式中：n-主軸轉(zhuǎn)速，r/min

Vc-切削速度，m/minD-工件直徑，mm在確定主軸轉(zhuǎn)速時，還應(yīng)考慮以下幾點：應(yīng)儘量避開產(chǎn)生積屑瘤的速度區(qū)域；間斷切削時，應(yīng)適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速；加工大件，細(xì)長工件和薄壁件時，應(yīng)選擇低轉(zhuǎn)速；加工帶外皮的工件時，應(yīng)適應(yīng)降低速度。

相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制

②車螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速

在切削螺紋時，車床主軸的轉(zhuǎn)速將受螺紋的螺距、電機調(diào)速和螺紋插補運算等因素的影響，轉(zhuǎn)速不能過高。通常按下式計算主軸的轉(zhuǎn)速：式中：N-主軸轉(zhuǎn)速，r/minP-螺紋的導(dǎo)程，mmK-安全係數(shù)，一般取80

相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制③進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度是指在單位時間內(nèi)，刀具沿進(jìn)給方向移動的距離，單位為mm。進(jìn)給速度要根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件的材料來選擇，受機床刀具、工件系統(tǒng)剛度和進(jìn)給驅(qū)動及控制系統(tǒng)的限制。相關(guān)實踐知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–實踐知識數(shù)控加工工藝檔的編制車削參數(shù)的選擇:為了確定工件在數(shù)控機床中的位置，準(zhǔn)確描述機床運動部件在某一時刻所在的位置以及運動的範(fàn)圍，就必須要給數(shù)控機床建立一個幾何坐標(biāo)系。目前，數(shù)控機床坐標(biāo)軸的指定方法已標(biāo)準(zhǔn)化，我國執(zhí)行的數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)JB/T3051-1999《數(shù)控機床座標(biāo)和運動方向的命名》與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO和EIA等效，即數(shù)控機床的坐標(biāo)系採用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系。它規(guī)定直角坐標(biāo)系中X、Y、Z三個直線坐標(biāo)軸，圍繞X、Y、Z各軸的旋轉(zhuǎn)運動軸為A、B、C軸，用右手螺旋法則判定X、Y、Z三個直線坐標(biāo)軸與A、B、C軸的關(guān)係及其正方向。相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識數(shù)控機床坐標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識數(shù)控機床坐標(biāo)系統(tǒng)圖1—8機床坐標(biāo)系相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識數(shù)控機床坐標(biāo)系統(tǒng)圖1—9笛卡兒右手直角坐標(biāo)系如圖1-8所示，圖中大拇指的指向為X軸的正方向，食指指向為Y軸的正方向，中指的指向為Z軸的正方向。數(shù)控機床坐標(biāo)軸的方向取決於機床的類型和各組成部分的佈局，對數(shù)控車床而言：Z軸平行於主軸軸心線，以刀架沿著離開工件的方向為Z軸正方向；X軸垂直於主軸軸心線，以刀架沿著離開工件的方向為X軸正方向；相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識數(shù)控機床坐標(biāo)系統(tǒng)機床坐標(biāo)系是機床固有的坐標(biāo)系，機床坐標(biāo)系的原點稱為機床原點或機床零點。為了正確地在機床工作時建立機床坐標(biāo)系，通常在每個坐標(biāo)軸的移動範(fàn)圍內(nèi)設(shè)置一個機床參考點（測量起點），進(jìn)行機動或手動回參考點，以建立機床坐標(biāo)系。機床參考點可以與機床零點重合，也可以不重合，通過參數(shù)指定機床參考點到機床零點的距離。機床回到了參考點位置，就建立起了機床坐標(biāo)系。機床坐標(biāo)軸的機械行程是由最大和最小限位開關(guān)來限定的。機床坐標(biāo)軸的有效行程範(fàn)圍是由軟體限位來確定的，其值由製造商定義機床原點（OM）、機床參考點（R）構(gòu)成數(shù)控機床機械行程及有效行程。相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識機床坐標(biāo)系、機床原點和機床參考點相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識機床坐標(biāo)系、機床原點和機床參考點圖1-10機床坐標(biāo)系和參考點的關(guān)係圖1-10機床坐標(biāo)系和參考點的關(guān)係相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識機床坐標(biāo)系、機床原點和機床參考點圖1-11工件坐標(biāo)系和機床坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系又稱為工件坐標(biāo)系，是編程人員用來定義工件形狀和刀具相對工件運動的坐標(biāo)系。編程人員確定工件坐標(biāo)系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。一般通過對刀獲得工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標(biāo)系所取代。編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的工件坐標(biāo)系原點，又稱為工件原點。編程原點選擇應(yīng)儘量滿足編程簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。一般情況下，編程原點應(yīng)選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。對數(shù)控車床而言，工件坐標(biāo)系原點一般選在工件軸線與工件的前端面、後端面、卡爪前端面的交點上，各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致。相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識機床坐標(biāo)系、機床原點和機床參考點相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識機床坐標(biāo)系、機床原點和機床參考點圖1-10機床坐標(biāo)系和參考點的關(guān)係相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識機床坐標(biāo)系、機床原點和機床參考點圖1-11工件坐標(biāo)系和機床坐標(biāo)系相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識字與字的功能類別程式段舉例：

N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08

1、順序號字2、準(zhǔn)備功能字3、尺寸字4、進(jìn)給功能字5、主軸轉(zhuǎn)速功能字6、刀具功能字7、輔助功能字?jǐn)?shù)控機床基礎(chǔ)知識相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識字與字的功能類別數(shù)控機床基礎(chǔ)知識相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識字與字的功能類別（1）順序號字N

順序號又稱程式段號或程式段序號。順序號位於程式段之首，由順序號字N和後續(xù)數(shù)字組成。順序號字N是地址符，後續(xù)數(shù)字一般為1～4位的正整數(shù)。數(shù)控加工中的順序號實際上是程式段的名稱，與程式執(zhí)行的先後次序無關(guān)。數(shù)控系統(tǒng)不是按順序號的次序來執(zhí)行程式，而是按照程式段編寫時的排列順序逐段執(zhí)行。順序號的作用：對程式的校對和檢索修改；作為條件轉(zhuǎn)向的目標(biāo)，即作為轉(zhuǎn)向目的程式段的名稱。有順序號的程式段可以進(jìn)行複歸操作，這是指加工可以從程式的中間開始，或回到程式中斷處開始。一般使用方法：編程時將第一程式段冠以N10,以後以間隔10遞增的方法設(shè)置順序號，這樣，在調(diào)試程式時，如果需要在N10和N20之間插入程式段時，就可以使用N11、N12等。表1.3G功能字含義表相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識字與字的功能類別（2）準(zhǔn)備功能字G準(zhǔn)備功能字又稱為G功能或G指令，是用於建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。後續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)。G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G00快速移動點定位快速移動點定位G01直線插補直線插補G02順時針圓弧插補順時針圓弧插補G03逆時針圓弧插補逆時針圓弧插補G04暫停暫停相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識字與字的功能類別（3）尺寸字尺寸字用於確定機床上刀具運動終點的座標(biāo)位置。其中，第一組X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用於確定終點的直線座標(biāo)尺寸；第二組A，B，C，D，E用於確定終點的角度座標(biāo)尺寸；第三組I，J，K用於確定圓弧輪廓的圓心座標(biāo)尺寸。在一些數(shù)控系統(tǒng)中，還可以用P指令暫停時間、用R指令圓弧的半徑等。多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)可以用準(zhǔn)備功能字來選擇座標(biāo)尺寸的制式，如FANUC諸系統(tǒng)可用G21/G22來選擇米制單位或英制單位，也有些系統(tǒng)用系統(tǒng)參數(shù)來設(shè)定尺寸制式。採用米制時，一般單位為mm，如X100指令的座標(biāo)單位為100mm。當(dāng)然，一些數(shù)控系統(tǒng)可通過參數(shù)來選擇不同的尺寸單位。相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識字與字的功能類別（4）進(jìn)給功能字F

進(jìn)給功能字的地址符是F，又稱為F功能或F指令，用於指定切削的進(jìn)給速度。對於車床，F(xiàn)可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，對於其他數(shù)控機床，一般只用每分鐘進(jìn)給。F指令在螺紋切削程式段中常用來指令螺紋的導(dǎo)程。（5）主軸轉(zhuǎn)速功能字S主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S，又稱為S功能或S指令，用於指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為r/min。對於具有恒線速度功能的數(shù)控車床，程式中的S指令用來指定車削加工的線速度數(shù)。相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識字與字的功能類別（6）刀具功能字T刀具功能字的地址符是T，又稱為T功能或T指令，用於指定加工時所用刀具的編號。對於數(shù)控車床，其後的數(shù)字還兼作指定刀具長度補償和刀尖半徑補償用。表1.4M功能字含義表（7）輔助功能字M輔助功能字的地址符是M，後續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用於指定數(shù)控機床輔助裝置的開關(guān)動作。M功能字含義M00程式停止M01計畫停止M02程式停止M03主軸順時針旋轉(zhuǎn)相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識程式段格式程式段是可作為一個單位來處理的、連續(xù)的字組，是數(shù)控加工程式中的一條語句。一個數(shù)控加工程式是若干個程式段組成的。程式段格式是指程式段中的字、字元和數(shù)據(jù)的安排形式。現(xiàn)在一般使用字地址可變程式段格式，每個字長不固定，各個程式段中的長度和功能字的個數(shù)都是可變的。地址可變程式段格式中，在上一程式段中寫明的、本程式段裏又不變化的那些字仍然有效，可以不再重寫。這種功能字稱之為續(xù)效字。相關(guān)理論知識程式段格式舉例：

N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08

N40X90（本程式段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）在程式段中，必須明確組成程式段的各要素：

移動目標(biāo)：終點座標(biāo)值X、Y、Z；

沿怎樣的軌跡移動：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；

機床輔助動作：輔助功能字M。階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識程式段格式相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識加工程式的一般格式加工程式的一般格式舉例：%//開始符

O1000//程式名

N10G00G54X50Y30M03S3000N20G01X88.1Y30.2F500T02M08N30X90//程式主體……

N300M30//結(jié)束指令%//結(jié)束符相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識加工程式的一般格式程式開始符、結(jié)束符是同一個字元，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列一段。程式名有兩種形式：一種是英文字母O和1～4位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字混合組成的。一般要求單列一段。程式主體是由若干個程式段組成的。每個程式段一般占一行。N10G00G54X50Y30M03S3000；程式結(jié)束指令可以用M02或M30。一般要求單列一段。相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

1、絕對尺寸指令和增量尺寸指令G90/G912、半徑/直徑數(shù)據(jù)尺寸G22/G233、座標(biāo)平面選擇指令G17/G18/G194、快速點定位指令G005、直線插補指令G016、圓弧插補指令G02/GO37、可設(shè)定的零點偏置G54～G57/G500/G53/G153相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

1、絕對尺寸指令和增量尺寸指令G90/G91在加工程式中，絕對尺寸指令和增量尺寸指令有兩種表達(dá)方法。絕對尺寸指機床運動部件的座標(biāo)尺寸值相對於座標(biāo)原點給出。增量尺寸指機床運動部件的座標(biāo)尺寸值相對於前一位置給出。圖1.12絕對尺寸

圖1.13增量尺寸相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

（1）

G功能字指定G90指定尺寸值為絕對尺寸。G91指定尺寸值為增量尺寸。

這種表達(dá)方式的特點是同一條程式段中只能用一種，不能混用；同一坐標(biāo)軸方向的尺寸字的地址符是相同的。（2）

用尺寸字的地址符指定（FANUC等系統(tǒng)使用）絕對尺寸的尺寸字的地址符用X、Y、Z增量尺寸的尺寸字的地址符用U、V、W

這種表達(dá)方式的特點是同一程式段中絕對尺寸和增量尺寸可以混用，這給編程帶來很大方便。2、半徑/直徑數(shù)據(jù)尺寸

車床中加工零件時通常把X軸（橫向坐標(biāo)軸）的位置數(shù)據(jù)作為直徑數(shù)據(jù)編程，控制器把所輸入的數(shù)值設(shè)定為直徑尺寸，這僅限於X軸。程式中在需要時也可以轉(zhuǎn)換為半徑尺寸。

編程格式：G22X～半徑數(shù)據(jù)尺寸

G23X～直徑數(shù)據(jù)尺寸

注意：通常系統(tǒng)默認(rèn)為直徑數(shù)據(jù)尺寸編程。相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

圖1.14座標(biāo)平面選擇相關(guān)理論知識3、座標(biāo)平面選擇指令座標(biāo)平面選擇指令是用來選擇圓弧插補的平面和刀具補償平面的。G17表示選擇XY平面，G18表示選擇ZX平面，G19表示選擇YZ平面。一般數(shù)控車床默認(rèn)在ZX

平面內(nèi)加工，數(shù)控銑床

默認(rèn)在XY平面內(nèi)加工階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

4、快速點定位指令快速點定位指令控制刀具，刀具沿著各個座標(biāo)方向同時按參數(shù)設(shè)定的速度移動，最後減速到達(dá)終點應(yīng)瞭解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動軌跡情況，以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞。

編程格式：G00X～Y～Z～

相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

4、快速點定位指令例：從A點到B點快速移動的程式段為：G90G00X20Y30

相關(guān)理論知識a)同時到達(dá)終點b)單向移動至終點圖1.15快速點定位階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

5、直線插補指令相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

直線插補指令用於產(chǎn)生按指定進(jìn)給速度F，實現(xiàn)的空間直線運動。程式格式：G01X～Y～Z～F～其中：X、Y、Z的值是直線插補的終點座標(biāo)值。例：實現(xiàn)圖1.16中從A點到B點的直線插補運動。其程式段為：絕對方式編程：G90G01X10Y10F100增量方式編程：G91G01X-10Y-20F100圖1.16直線插補運動相關(guān)理論知識階梯軸類零件的數(shù)控編程–理論知識數(shù)控機床基礎(chǔ)知識常用編程指令

①倒直角編程格式：G01X_Z_CHF=_；其中：X、Z後數(shù)值為倒直角兩輪廓交點座標(biāo)值，CHF為倒角的長度。如圖1-17所示。