数控技术典型例题

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1、西南科技大学品牌课程 数控技术基础 主讲教师：马有良 联系邮箱： mayouliang 5.1 概述 5.2 工艺分析和数值计算 5.3 数控编程的基础知识 一、编程的基础知识 二、数控机床的坐标系 5.4 常用数控机床的编程方法 5.5 自动编程简介 西南科技大学品牌课程 第五章 数控加工编程 一、数控编程的意义： 什么叫数控加工编程？ 数控机床是用数字信息来控制机床进行自动加工 的。人们将这些能控制机床进行加工的数字信息，归 纳、综合形成便于记忆的指令代码，按工件图纸及工 艺要求将这些指令代码有序的排列，即组成为数控加 工程序。 再把程序单中的全部内容记录在控制介质上（如 穿孔带、磁带、磁

2、盘等），然后输入给数控装置，从 而指挥数控机床加工，这种从零件图纸到制作成控制 介质的全过程，称为数控加工的程序编制。 5.1 概述 西南科技大学品牌课程 从分析零件图纸开始， 经过工艺分析、数学 处理到获得数控机床 所需的数控加工程序 的全过程叫做数控编 程。 二、数控程序编制的一般过程 西南科技大学品牌课程 三、编码与程序格式 （一）穿孔纸带的规格 （二）编码 （三）程序格式 程序格式就是字母、数字和符号在纸带上的排 列顺序和含义的规定，对于不同的数控系统，程序 格式不尽完全相同。 先介绍三个概念 ： 1、符号 2、字 3、程序段 西南科技大学品牌课程 程序代码与结构 程序号 程序段 程序

3、结束 数控编程的基础 程序的组成 西南科技大学品牌课程 程序段是由一组字构成的，它表示数控设备 为了完成某一特定动作需要的全部指令，在数控 机床上加工一个零件，往往需要很多程序段。 数控机床中常用的程序格式有以下三种： （1）固定顺序式 其特点是各字无地址码，字的顺序即为地址 的顺序，各字的顺序及字符的行数是固定的，任 何一个数码即使是“0”也不允许省略，所以各程 序段所占穿孔带的长度为一定。 西南科技大学品牌课程 （2）有分隔符的固定顺序式 有分隔符的固定顺序式是在固定顺序格式的程 序内容与字之间加入分隔字符“TAB”，以表示地址 的顺序。 这种格式较上种格式清晰，易于检查和校对，但不 能一

4、目了然地判断程序的内容。 (3）字地址程序段格式 这种格式每一个字之前都标有地址码用以识别 地址，因此对不需要的字或与上一程序段相同的字 都可省略。这种格式编程直观灵活，便于检查，可 缩短穿孔带，广泛用于车、铣等数控机床。 西南科技大学品牌课程 字地址程序段的格式 西南科技大学品牌课程 （四）字地址程序段格式中的排列顺序 1、程序号（N） 程序号是程序段中最前面的字，一般由文字N及 三位数组（即从000999）， 例如：N001、N002 等。超过三位数字时，可分成两个程序段来写。 2、准备功能（G） 准备功能也叫G功能，ISO标准的准备功能字由 字母G和两位数字组成。有100种。 西南科技大

5、学品牌课程 3、坐标字 坐标字是给定机床各坐标轴位移量的方向和数值 的，紧跟在各坐标轴地址后面的是正负号，然后是数 值。在程序段中，各坐标字的排列顺序是X、Y、Z；U 、V、W；P、Q、R；I、J、K；A、B、C、D、E。 4、进给功能（F） 进给功能也叫F功能，由文字F和随后的几位数字 组成，它表示刀具对工件的相对速度。有多种指定方 法 。 进给功能字要写在坐标字之后，若程序两坐标或 多坐标的进给功能字相同，则写在最后一个坐标字之 后。进给功能字不包括单位。 西南科技大学品牌课程 5、主轴转速功能（S） 主轴转速功能也叫S功能，后面4位，用以设 定主轴的转速（r/min） 6、刀具功能（T）

6、 刀具功能也叫T功能，更换刀具时用以指定刀 具和刀具长度补偿，刀具功能由字母T和随后的最 大五位数字组成。常用4位数字表示，前面2位为 刀号，后面2位表示刀补号。 西南科技大学品牌课程 7、辅助功能（M） 辅助功能也叫M功能，用以指定数控机床的辅 助机能，如主电机起停、冷却 液开、关等。ISO标 准的辅助功能字由字母M和两位数字组成。有100种 。 8、程序段结束符号 每个程序段的最后必须有程序段结束符号，可 以用CR、EOB、NL或LF等。 西南科技大学品牌课程 5.2 工艺分析与数值计算 西南科技大学品牌课程 一、编程原点的选择 机床坐标系与机床参考点的概念 1、机床坐标系 机床坐标系是机

7、床 上固有的坐标系，是用 来确定工件坐标系的基 本坐标系，其坐标和运 动方向视机床的种类和 机构而定，它是固定的 点。机床坐标系的原点 称为机床原点 M 。 西南科技大学品牌课程 机床零点 M 西南科技大学品牌课程 为了正确的在机床工作时建立机床坐标系， 通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参 考点 R 。 机床参考点可以与机床零点重合也可以不重 合。 一般由机床厂家出厂时确定，通过上电后返 回机床的机械零点（即机床参考点，一般是正方 向极限位置）来建立机床坐标系。 西南科技大学品牌课程 机床参考点 R 西南科技大学品牌课程 对于车床，滑板参 考点在滑板上，从该点 测量出刀具点“P”。 滑

8、板参考点 F 西南科技大学品牌课程 对于铣床，主轴参 考点在主轴上，从该点 测量出刀具点“P”。 主轴参考点 F 西南科技大学品牌课程 数控车床的机床原点一般设计在主轴中心线与 安装夹盘面的交点处。立式数控铣床的机床原点一 般设计在机床最大加工范围下平面的左前角。直接 使用机床原点编程很不方便，人们常常使用指令设 计一个工件原点，在编程时描述的是刀位点相对与 工件原点的坐标值。 西南科技大学品牌课程 数控机床的参考点有两个主要作用： 一个是建立机床坐标系，另一个是消除由于漂移 、变形等造成的误差。机床使用一段时间后，工作台 会造成一些漂移，使加工有误差，回一次机床参考点 ，就可以使机床的工作台

9、回到准确位置，消除误差。 所以在机床加工前，经常要进行回机床参考点的操作 。 当出现以下三种情况时，必须执行返回参考点的操作 ： a. 关机后重新接通电源。b. 机床急停解除后。 c. 机床超程报警解除后。 西南科技大学品牌课程 2、工件坐标系和程序原点 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，一般 由编程人员编程时以工件图纸上的某一固定点为原 点 W（也称工件原点、程序原点、编程原点等）所 建立起来的坐标系。以后的编程尺寸均按工件坐标 系中的尺寸确定。工件坐标系一旦建立便一直有效 ，直到被新的工件坐标系所取代。 西南科技大学品牌课程 工件零点 选用原则 选在工件图样的尺寸基准上。是可以直接用图纸

10、标注的尺寸， 作为编程点的坐标值，减少计算工作量 尽量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面上 能使工件方便地装卡、测量和检验 对于有对称的几何形状的零件，工件零点最好选在对称中心点上 工件坐标系是为了确定工件几何图形上各几何要素（点 、直线、圆弧）的位置而建立的坐标系。工件零点W是 工件坐标系统的原点。 西南科技大学品牌课程 几种工件零点选择的方案 西南科技大学品牌课程 零点的转移 坐标系统原点位于机床零点M。 由于工件零点与机床零点很少相 同，通常要转换成原点。 编程者可使用命令G53G59使坐 标系统原点从机床零点M转换到工 件零点。 在加工操作前，移动到零点的不 同轴向的距离必须确定，同

11、时必 须输入到CNC系统的零点转移寄存 器中。 西南科技大学品牌课程 二、编程中的数学处理 按照数控编程的流程，进行图纸工艺分析后， 要计算运动轨迹，这个环节必须对图纸尺寸进行必 要的数值处理，才能给后面的编程提供基础。根据 零件图样要求,按照已确定的加工路线和允许的编程 误差,计算出机床数控系统所需输入的数据,称为数 控编程的数值计算。 西南科技大学品牌课程 对于带有自动刀补功能的数控装置来说,通常要计算 出零件轮廓上一些点的坐标数值 ，如基点、节点等。而 用直线逼近工件廓形的方法很多，常用的等间距逼近法。 西南科技大学品牌课程 车螺纹时轴向进给距离的分析 一般1为mm5mm，螺距大和精度高

12、时取大值，反之 取小值；2一般为1的1/3到1/5。这样保证切削螺纹时， 在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再降速。若 螺纹收尾处没有退刀槽，收尾处的形状与数控系统有关，一 般按45退刀收尾。 西南科技大学品牌课程 1.根据零件的加工要求，确定加工方案，选择适合 的机床。 2.确定零件的装卡方法并选择夹具。 3.确定对刀点和换刀点 。 4.工序划分 。 5.加工余量的确定 。 6.选择走刀路线 、选择加工刀具、切削用量的确定 。 应根据实际情况和具体条件，充分发挥数控机床的功能， 采用最完善、最经济、最合理的工艺方案。 工艺处理涉及的问题很多，编程人员要注意以下几点。 三、数控加工工艺

13、设计 西南科技大学品牌课程 对刀点 “对刀点”是数控加工中刀具相对于工件运 动的起点。程序也是从这一点开始执行，所以对 刀点也称作“程序原点”或“程序起点”。 选择对刀点的原则 选择的对刀点要便于数学处理和简化程序编制 对刀点在机床上容易校准 加工过程中便于检查 引起的加工误差小 西南科技大学品牌课程 换刀点 在数控车床、数控铣床等使用多种刀具 加工的机床上，工件加工时需要经常更换刀 具，在程序编制时，就要考虑设置换刀点。 换刀点应根据工序内容的安排。换刀点 的位置应根据换刀时刀具不碰伤工件、夹具 和机床的原则而定。 一般换刀点应设在工件或夹具的外部。 西南科技大学品牌课程 对刀点和换刀点示例

14、 西南科技大学品牌课程 一、工序、工步划分的原则 1、保证精度和粗糙度的原则： 数控加工要求工序尽可能的集中，常常 粗、精加工在一次装夹下完成，一般是先粗 后精，先面后孔。加工时使用大流量的冷却 和-润滑液进行喷淋。 工序划分 西南科技大学品牌课程 在数控机床上加工零件，工序比较集中。在一次 装夹中，应尽可能完成全部工序。常用的工序划分方 法有： 按先粗后精的原则划分工序，这样可减少粗加工 变形对精加工的影响。 按先面后孔的原则划分工序，这样可提高孔的加 工精度，避免面加工时引起的变形。 按所用刀具划分工序，这样可减少换刀次数，缩 短空行程，减少不必要的定位误差和减少换刀时间。 西南科技大学品

15、牌课程 综述： 余量均匀，刀用到底；先基后它 ，先粗后精；先面后孔，先主后次；先上后 下，先内后外；程序最短，空程量少。 2、提高生产效率的原则： 减少换刀次数，节省换刀时间。应将需 用同一把刀的加工部分完成后，再换另一把 刀来加工其它部位。数控精加工时往往精车 刀从工件右端开始一次精车完成。减少编程 量，减少程序段数。 西南科技大学品牌课程 走刀路线 走刀路线是指加工过程中刀具（严格说是 刀位点）相对于被加工零件的运动轨迹。即刀具 从对刀点（或机床原点）开始运动起，直至返回 该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加 工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。 确定走刀路线，主要是确定粗加工及

16、空行 程的走刀路线，因为精加工切削过程的走刀路线 基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。 西南科技大学品牌课程 确定走刀路线原则 在保证加工质量的前提下，使加工程序具有 最短的走刀路线，可节省整个加工过程的执行时 间，减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构 滑动部位的磨损等。 保证零件的加工精度和表面粗糙度。 方便数值计算，减少编程工作量。 尽量缩短走刀路线，减少空行行程，能使程序 段数减少。 西南科技大学品牌课程 寻求最短路径加工路线 加 工 路 线 选择切入切出方向 曲面加工路线 3轴联动加工2轴半联动加工 5轴联动加工 切入切出方向 西南科技大学品牌课程 寻求最短路径加工路线 1.巧用起刀点 2.巧设换（转）刀点 为了考虑换（转）刀的方便和安全，有时将换 （转）刀点也设置在离坯件较远的位置处。 3.合理安排“回零”路线 在编制复杂轮廓的加工程序时，应使前一刀终 点与后一刀起点间距离尽量减短，或者为零。 西南科技大学品牌课程 4.巧妙安排空行程进给路线 对数控冲床、钻床等加工机床，其空行程执 行时间