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1、第三章 数控加工程序编制 第一节 程序编制基础 一、概述 第三章 数控加工程序编制 第一节 程序编制基础 一、概述 1、程序编制的一般步骤、程序编制的一般步骤 零件图?工艺处理? 数值计算? 编写程序? 程序输入? 校核试切? 机床加工零件图?工艺处理? 数值计算? 编写程序? 程序输入? 校核试切? 机床加工 2、手工编程与自动编程、手工编程与自动编程 手工编程?编程过程由人工完成手工编程?编程过程由人工完成 自动编程?用计算机系统软件进行编程自动编程?用计算机系统软件进行编程 二、数控程序指令代码二、数控程序指令代码 1、字符与穿孔带码孔、字符与穿孔带码孔 数控机床使用八单位穿孔纸带，数控
2、机床使用八单位穿孔纸带， 有有ISO和和EIA两种代码孔两种代码孔 我国在我国在ISO的基础上制定了的基础上制定了 JB3050-82数控机床用七单位编码字符集数控机床用七单位编码字符集标准标准 规定每个字符的信号孔为偶数孔，第八列为补偶列。规定每个字符的信号孔为偶数孔，第八列为补偶列。 （ EIA为奇数孔，第五列为补奇孔）为奇数孔，第五列为补奇孔） 2、数控机床坐标轴和运动方向的规定、数控机床坐标轴和运动方向的规定 1）标准坐标系的采用）标准坐标系的采用 数控机床采用数控机床采用右手右手笛卡儿笛卡儿直角坐标系直角坐标系 X、Y、Z的关系用右手法则确定，旋转正方向用右螺旋法则确定的关系用右手法
3、则确定，旋转正方向用右螺旋法则确定 2）方向的确定）方向的确定 X、Y、Z的方向：刀具远离工件方向为正方向。的方向：刀具远离工件方向为正方向。 3）坐标轴的确定）坐标轴的确定 a) Z轴轴?平行于主轴，刀具远离工件为正向。?平行于主轴，刀具远离工件为正向。 b) X轴轴?为水平方向，?为水平方向， 工件旋转：刀具远离工件为正向。工件旋转：刀具远离工件为正向。 刀具旋转：刀具旋转： Z轴水平，沿主轴后端往工件方向看，向右为正。轴水平，沿主轴后端往工件方向看，向右为正。 立式立式Z轴，面对刀具主轴向立柱方向看，向右为正。轴，面对刀具主轴向立柱方向看，向右为正。 c) Y轴轴?用右手法则确定。?用右
4、手法则确定。 附加坐标系附加坐标系 ?第二坐标系第二坐标系 U V W ?第三坐标系第三坐标系 P Q R 旋转运动旋转运动 ? A B C 右旋为正向右旋为正向 3、准备功能、准备功能G代码代码?使机床建立起（准备好）某种工作方式?使机床建立起（准备好）某种工作方式 常用命令：常用命令：G00、 G01、 G02、 G03、 G04 G17、 G18、 G19 G40、 G41、 G42、G43、G44 G90、 G91、 G92 4、辅助功能、辅助功能M代码代码?控制机床某一辅助动作?控制机床某一辅助动作 常用命令：常用命令：M00、M01、M02、M03、M04、M05 M06、M07、
5、M08、 M09、M10、M11、 M19、M30 O0008 N0001 G92 X60.0 Z25.0(工件坐标系设定工件坐标系设定) N0002 G00 G90 X20.0 Z2.0 S800 T0101 M03 (A?B) N0003 G01 Z-15.0 F0.15 (B?C) N0004 G02 X30.0 Z-20.0 R5.0(C?D) N0005 G01 X44.0 F0.2 (D?E) N0006 G00 X60.0 Z25.0 (E?A) N0007 M02 (自动停车自动停车) 三、数控程序结构与格式三、数控程序结构与格式 1、程序结构、程序结构由程序号、若干程序段及程
6、序结束指令构成由程序号、若干程序段及程序结束指令构成 2、程序段组成、程序段组成由程序段号、若干数据字及程序段结束符号组成由程序段号、若干数据字及程序段结束符号组成 3、程序段格式、程序段格式字地址程序格式字地址程序格式N_G_X_Y_F_S_T_M_ 4、主程序与子程序、主程序与子程序 四、常用功能指令的编程方法四、常用功能指令的编程方法 1、与坐标系有关指令、与坐标系有关指令 （1）坐标系与基准点）坐标系与基准点 编程前须确定：编程前须确定： 机床坐标系机床坐标系 工件坐标系工件坐标系 刀具起点刀具起点 ?机床零点机床零点M与参考点与参考点R ?工件零点工件零点P ?起刀点起刀点A与对刀点
7、与对刀点 机械原点机械原点 工件原点工件原点 （2）绝对尺寸与增量尺寸指令）绝对尺寸与增量尺寸指令G90、G91 （3）工件坐标系设定指令）工件坐标系设定指令G92、 G5459 G5459?零点偏移零点偏移 （4）坐标平面指令）坐标平面指令G17(xy)、 G18(zx)、 G19(yz) G17可以省略！可以省略！ （5）返回参考点指令（）返回参考点指令（开机、按钮、指令）开机、按钮、指令） 2、快速点定位指令、快速点定位指令G00 F指令对指令对G00无效！无效！ 3、直线插补指令、直线插补指令G01 X_Y_Z_F_ 4、圆弧插补指令、圆弧插补指令G02、G03 圆心坐标圆心坐标 I、
8、J、K 一般用一般用圆心相对于圆弧起点圆心相对于圆弧起点的坐标表示。 圆弧小于等于 的坐标表示。 圆弧小于等于180度时，度时，R为正值。为正值。 5、暂停（延迟）指令、暂停（延迟）指令G04 6、刀具半径补偿指令、刀具半径补偿指令G41(左左)、 G42(右右)、 G40(取消取消) G42 7、刀具长度补偿指令、刀具长度补偿指令G43、 G44、 G40/ G49 8、固定循环指令（车螺纹、钻孔等）、固定循环指令（车螺纹、钻孔等） 9、进给功能指令、进给功能指令 F_ （ mm / min ） 10、主轴转速功能指令、主轴转速功能指令 S_ （ r / min ） 11、刀具功能指令、刀具
9、功能指令 T_、_ （ 刀号、刀补号）（ 刀号、刀补号） 12、辅助功能指令、辅助功能指令 M M00、M01、 M02 程序停止与结束程序停止与结束 M03、M04、 M05 主轴正反转和停止主轴正反转和停止 M06 换刀换刀 M07、M08 、M09 冷却液开关冷却液开关 M10、M11运动部件夹紧与松开运动部件夹紧与松开 M19 主轴定向停止主轴定向停止 M30纸带结束、程序返回纸带结束、程序返回 第二节 程序编制中的工艺处理第二节 程序编制中的工艺处理 一、数控工艺特点一、数控工艺特点 1、工艺详细、工艺详细 因加工过程自动进行，数控加工工艺必须详细到每一步走刀和每一个操 作细节。 因
10、加工过程自动进行，数控加工工艺必须详细到每一步走刀和每一个操 作细节。 2、工序集中、工序集中 一次装夹中完成多种加工方法（工艺）?工序集中?提高精度和生产率一次装夹中完成多种加工方法（工艺）?工序集中?提高精度和生产率 3、自动控制、自动控制 多坐标联动自动控制加工方法?能加工普通机床难以加工的任意曲线、 曲面，且效率高。 多坐标联动自动控制加工方法?能加工普通机床难以加工的任意曲线、 曲面，且效率高。 二、工序划分与机床选用二、工序划分与机床选用 1、工序集中原则、工序集中原则一次装夹中，尽可能集中多种加工内容一次装夹中，尽可能集中多种加工内容 2、零件数控加工与普通加工工序的划分、零件数
11、控加工与普通加工工序的划分 为了充分发挥数控机床的特点，合理安排粗、重等工序到普通机床上加工为了充分发挥数控机床的特点，合理安排粗、重等工序到普通机床上加工 具体为：具体为： 1）铸、锻毛坯的预加工）铸、锻毛坯的预加工 2）粗定位基准的预加工）粗定位基准的预加工 3）数控加工难以完成的加工）数控加工难以完成的加工 4）大型、复杂零件中的简单表面）大型、复杂零件中的简单表面 3、数控加工部位的划分、数控加工部位的划分 批量大时，可将工序适当分散到多台数控机床进行加工。批量大时，可将工序适当分散到多台数控机床进行加工。 精度高时，可将粗、精加工分开。精度高时，可将粗、精加工分开。 4、机床选用、机
12、床选用 正确、合理选用正确、合理选用 ?高档、普通、经济高档、普通、经济 ?二轴半、三轴、四轴、五轴二轴半、三轴、四轴、五轴 ?数控机床、加工中心、车削中心、铣削中心数控机床、加工中心、车削中心、铣削中心 5、曲面加工与坐标轴数的选用 数控机床的数控系统只有直线和圆弧插补功能，故任意曲线曲面的加工一 般采用直线或圆弧段去逼近的加工方法。 、曲面加工与坐标轴数的选用 数控机床的数控系统只有直线和圆弧插补功能，故任意曲线曲面的加工一 般采用直线或圆弧段去逼近的加工方法。 =1/5-1/10零件公差零件公差 直线直线 圆弧圆弧 1）两坐标联动的三坐标行切法加工）两坐标联动的三坐标行切法加工(二轴半二
13、轴半) 2）三坐标联动加工）三坐标联动加工 3）四坐标联动加工）四坐标联动加工 4）五坐标联动加工）五坐标联动加工 三、工序设计三、工序设计 指零件一次装夹中连续自动加工至加工结束的那部分工艺内容。指零件一次装夹中连续自动加工至加工结束的那部分工艺内容。 包括：包括：零件的装夹与夹具、工步与走刀路线、刀具与切削用量的选择等内容。零件的装夹与夹具、工步与走刀路线、刀具与切削用量的选择等内容。 1、零件的装夹与夹具、零件的装夹与夹具 1）基准重合原则）基准重合原则 2）夹具刚度大）夹具刚度大 3）确保刀具运动空间）确保刀具运动空间 4）采用可调夹具）采用可调夹具 5）多件一次装夹加工）多件一次装夹
14、加工 2、工步与走刀路线、工步与走刀路线 1）尽可能缩短走刀路线）尽可能缩短走刀路线 2）内、外圆加工应考虑切入、切出）内、外圆加工应考虑切入、切出 3）避免中间停刀）避免中间停刀 4）同向进行点定位）同向进行点定位 5）少换刀）少换刀 3、刀具与切削用量的选择、刀具与切削用量的选择 先进的数控机床必须有先进的刀具与其相配才能充分发挥其效能先进的数控机床必须有先进的刀具与其相配才能充分发挥其效能 对刀具的要求：对刀具的要求： 1）足够的强度和刚度）足够的强度和刚度 2）高的耐用度）高的耐用度 3）高的可靠性）高的可靠性 4）较高的精度）较高的精度 5）可靠的断屑）可靠的断屑 6）刀具的快速换刀
15、）刀具的快速换刀 刀具的选用：刀具的选用： 1）广泛采用机夹可转位刀具（可减少换刀和对刀次数）广泛采用机夹可转位刀具（可减少换刀和对刀次数） 2）尽量采用高效和先进刀具（复合刀具）尽量采用高效和先进刀具（复合刀具） 3）采用工具系统（选用实现系列化、标准化、通用化及模块化的刀具组件）采用工具系统（选用实现系列化、标准化、通用化及模块化的刀具组件） 4、数控加工的工艺文件、数控加工的工艺文件 工序卡、刀具卡、调整卡工序卡、刀具卡、调整卡 第三节 程序编制中的数值计算第三节 程序编制中的数值计算 包括：刀具中心轨迹计算、非圆弧曲线的逼近节点计算、列表曲线的 拟合与插值节点计算、列表曲面数学处理、多
16、坐标刀位计算等 包括：刀具中心轨迹计算、非圆弧曲线的逼近节点计算、列表曲线的 拟合与插值节点计算、列表曲面数学处理、多坐标刀位计算等 基点?相邻两几何元素的交点或切点基点?相邻两几何元素的交点或切点 节点?用微小的直线或圆弧段逼近非圆弧曲线时，逼近线段的交点或切点节点?用微小的直线或圆弧段逼近非圆弧曲线时，逼近线段的交点或切点 一、直线与圆弧平面轮廓的基点计算一、直线与圆弧平面轮廓的基点计算 二、非圆弧曲线的节点计算二、非圆弧曲线的节点计算 1）等间距直线逼近）等间距直线逼近 2)等步长直线逼近等步长直线逼近 3）等误差直线逼近）等误差直线逼近 4）圆弧逼近）圆弧逼近 d 在直线逼近、圆弧逼近中，由于在直线逼近、圆弧逼近中，由于直线逼近直线逼近的计算简便，的计算简便，应用较多。应用较多。而在直 线逼近方法中， 而在直
