数控机床加工与编程

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1、数控基本编程指令 数控车床的程序编制 数控镗铣床（加工中心）的程序编制 数控编程基础 数控机床夹具 数控机床刀具 数控加工的工艺特点 第二章 数控机床的机械结构与传动第三章 数控机床加工与编程数控程序编制的内容一般包括：分析零件图样、制定数控加工工艺、数学处理、编制程序清单、程序输入数控系统、程序调试及首件试切，如图3-1所示。第一节 数控加工的工艺特点 1.1 数控加工过程 图3-1 数控程序编制的过程 数学处理第三章 数控机床加工与编程第一节 数控加工的工艺特点 1.2 零件图纸的数控工艺分析 数控工艺分析 工装的设计和 选择 选择合理的走 刀路线 确定加工工艺 规程正确选择编程 坐标系

2、1.3 数控加工工序划分 工序集中原则是指在工件的一次装夹中可以安排完成多个表面的多种加工，甚至可在工作台上装夹几个相同或相似的工件进行加工，从而缩短了加工工艺路线和生产周期、减少加工设备、工装和工件的运输工作量。第一节 数控加工的工艺特点 第三章 数控机床加工与编程第二节 数控机床刀具 2.1 数控刀具特点 第三章 数控机床加工与编程数控刀具 特点高强度、高刚性 高精度 高可靠性和 耐用度 具有较完善的工 具系统 能快速换刀 12345第二节 数控机床刀具 2.2 数控车床常用刀具 第三章 数控机床加工与编程数控车床最常用的刀具是车刀。按加工表面特征可分为外圆车刀、端面车刀、切断车刀、螺纹车

3、刀和内孔车刀等。图3-2所示为数控车床常用车刀的类型和用途。图3-2 数控车床常用车刀的类型和用途第二节 数控机床刀具 2.3 数控铣床、加工中心常用刀具 第三章 数控机床加工与编程铣削用刀具 模具铣刀 立铣刀 面铣刀 键槽铣刀 鼓形铣刀 成形铣刀 锯片铣刀 孔加工用刀具 最常用的有数控钻 头、数控铰刀、镗 刀、丝锥、扩（锪 ）孔刀和组合孔加 工数控刀具等。第三节 数控机床夹具 3.1 数控机床夹具要求及选用方法 第三章 数控机床加工与编程数控机床常用的夹具有三类：通用 夹具、组合夹具和专用夹具。通用 夹具一般作为机床自带的附件被提 供，使用时经过简单操作就能适应 多种工件的装夹。组合夹具是由

4、一 套预先制造好的标准组件组装而成 的专用夹具。专用夹具是为某一特 定工件的特定工序专门设计制造的 ，其结构紧凑、操作方便、快速、 省力，生产效率高，特别是在成批 大量生产中优势明显。 图3-6 孔用组合夹具图第三节 数控机床夹具 3.2 数控车床常用夹具 第三章 数控机床加工与编程可自动定心，装夹 方便，应用较广， 但夹紧力小，不便 于加持外形不规则 的工件 三爪自定心卡盘 数控车床常用夹具 四爪单动卡盘 花盘 主要用于装夹不对 称和形状复杂的工 件，装夹工件时需 反复校正和平衡 四个爪都可单独移 动，安装工件时需 找正，夹紧力大， 适用于装夹毛坯及 截面形状不规则和 不对称的较重、较 大工

5、件 第三节 数控机床夹具 3.3 数控铣床、加工中心常用夹具 第三章 数控机床加工与编程数控铣床常用夹具是平口钳、液压平口钳、卡盘等，平口钳固定在工作台上，使用时先找正钳口，再把工件装夹在台虎钳上，这种方式装夹方便，应用广泛，适于装夹形状规则的小型工件。第四节 数控编程基础 4.1 程序与编程 第三章 数控机床加工与编程数控程序是由一系列机床数控装置能辨识的指令有序结合而构成的，可分为程序名、程序段和程序结束三部分。 4.2 程序组成与结构 程序段是由地址字、符号等组成。 4.3 程序主要功能字 进给功能 准备功能 尺寸字 刀具功能 主轴转速功能 辅助功能 第五节 数控基本编程指令 5.1 坐

6、标系建立与选择 第三章 数控机床加工与编程机床坐标系 图3-13 坐标轴确定 离开工件为正5.1 坐标系建立与选择 第三章 数控机床加工与编程工件坐标系的分类 可分为：机床坐标系、编程坐标系和局部坐标系机床坐标系数控机床出厂时，由生产厂家按照国家标准设定的坐标系。机床坐标系一经 设定，就不再改变。每次开机时由数控装置自动设置一次机床坐标系。编程坐标系（工件坐标系）为了编程方便而设定的坐标系，零件加工程序中的坐标值均为编程坐标系中 的坐标。编写零件加工程序前必须确定所在的坐标系。编程坐标系可以同时设定6 个（G54-G59）。局部坐标系在编程坐标系中建立的坐标系G52,在所在的编程坐标系里有效。

7、编程坐标 系G54编程坐标系 G59G54中的 局部坐标系G59中的 局部坐标系机床坐标系机床坐标系、编程坐标系和局部坐标系的关系车床的坐标系： CK3263 (b) CK0630 (c) CK6140 XOZ 机床坐标系 Xp Op Zp 工件坐标系1.工件 2.工作台 图2 铣床的坐标系 第五节 数控基本编程指令 5.1 坐标系建立与选择 第三章 数控机床加工与编程工件坐标系的建立 工件原点的一 般选用原则 123应尽量选择在零 件的设计基准或 工艺基准上 对于有对称几何 特征的零件，工 件原点一般选择 在对称中心上 工件原点应选择 方便对刀操作， 便于工件装夹、 测量和检验的位 置 对刀

8、点（起刀点）的确定在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的起刀点在 工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。对刀点也称起刀点是数 控加工中刀具相对工件运动的起点。数控机床上，目前，常用的对 刀方法为手动试切对刀。a）对称零件的对刀点选择 b）钻孔加工时的对刀点选择参考内容：数控车床与铣床的对刀(一)数控车床的回参考点和对刀操作数控车床对刀方法，首先，将工件在三爪卡盘上装夹好之后，用手动方法 操作机床，具体步骤如下： 1）回参考点操作 采用ZERO（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机 床坐标系。此时CRT上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系的坐标值 。 2）试切对刀 先用已选好的

9、刀具 将工件外圆表面车一刀，保持X向 尺寸不变，Z向退刀，按设置编程 零点键，CRT屏幕上显示X、Z坐标 值都清成零（即X0，Z0）；然后， 停止主轴，测量工件外圆直径D。 如图所示。再将工件端面车一刀， 当CRT上显示的X坐标值为-（D/2） 时，按设置编程零点键，CRT屏幕 上显示X、Z坐标值都清成零（即X0， Z0），系统内部完成了编程零点的 设置功能。(二)数控铣床的回参考点和对刀操作假设零件为对称零件，并且毛坯已测量好长为L1、宽为L2，平底立铣 刀的直径也已测量好。如图所示，将工件在铣床工作台上装夹好后，在手 动方式操纵机床，具体步骤如下： 1）回参考点操作 采用ZERO（回参考点

10、）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时CRT上将显示铣刀中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。2）手工对刀 先使刀具靠拢工件的左侧面（采用点动操作，以开始有微量切削为 准），刀具如图A位置，按设置编程零点键，CRT上显示X0、Y0、Z0，则 完成X方向的编程零点设置。再使刀具靠拢工件的前侧面，刀具如图B位 置，保持刀具Y方向不动，使刀具X向退回，当CRT上X坐标值0时，按编 程零点设置键，就完成X、Y两个方向的编程零点设置。最后抬高Z轴， 移动刀具，考虑到存在铣刀半径，当CRT上显示X坐标值为（L1/2+铣刀 半径），Y的坐标值为（L2/2+铣刀半径）时，使铣刀底部靠拢工

11、件上表 面，按编程零点设置键，CRT屏幕上显示X、Y、Z坐标值都清成零（即X0 ，Y0，Z0），系统内部完成了编程零点的设置功能。就把铣刀的刀位点 设置在工件对称中心上，即工件坐标系的工件原点上。 3）建立工件坐标系 此时，刀具（铣刀的刀位点）当前位置就在编程零点（即工件原点 ）上。由于手动试切对刀方法，调整简单、可靠，且经济，所以得到广 泛的应用。 编程中的误差控制（1） 逼近误差（2） 插补误差（3） 圆整化误差程f(逼， 插， 圆)数控零件加工中，还有其它不可避免的误差，如进给误差、定位误 差等，一般编程误差占整个加工误差的10。缩小编程误差的方式：增加插补段，这样加大了计算工作量。第三

12、章 数控机床加工与编程程序段格式的相关概念1 程序由若干个“程序段（block）”组成，每个程序段由一定的顺序和 规定排列的“字”（word）组成程序段2 字：表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合，表示某一功能的一 组代码符号，是控制带或程序的信息单位3 格式：指一个程序段中各个字的排列顺序及其表达形式；常用的有三 种：固定顺序程序段格式；分隔符固定顺序程序段格式；字地址程序段格式 。广为应用的是：字地址程序段格式程序段格式（word address format）如:N100 G01 X3200 Y2500 Z-150 F180 S240 T12 M05;可见每个程序段由：顺序号字；准备功

13、能字；尺寸字；进给功能字；主 轴功能字；刀具功能字；辅助功能字和程序结束符组成。1、各字的意义 1）程序段序号（sequence muber）N加数字 2) 准备功能G代码（preparatory function or G-function）,数控系统准备进行某种操作G00-G99 3）尺寸字（dimension word）,给定机床各坐标轴位移的方向和数据，进给尺寸地址字有X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R,A,B,C,I,J,K 4)进给速度字（feed function or F-function）F后加若干位数字，数字取决于每个数控系统所采取的进给速度指定方式 5）主轴速度字（spi

14、ndle speed function or S-function）S后加若干位数字，数字取决于每个数控系统所采取的主轴速度指定方式 6）刀具功能字（tool function or T-function） 7)辅助功能字（miscellaneous function or M-function）指定通断控制功能 M00-M99, 8)程序段结束符； * CR LF 空格 回车第五节 数控基本编程指令 5.2 绝对、增量编程方式 第三章 数控机床加工与编程5.3 基本移动指令 G90绝对尺寸指令 G91增量尺寸指令 G00快速点定位指令 G01直线插补指令 G02顺时针圆弧插补 G03逆时针圆

15、弧插补 5.4 刀具补偿功能指令 G41刀具半径左补偿 G42刀具半径右补偿 常用G代码下面是一段简单的零件加工程序，通过这段程序体会一下零件加工程序的编制方法 。N01 G92 X-10 Y-10; N02 G90 G17 G00 X10 Y10; N03 G01 X30 F100; N04 G03 X40 Y20 I0 J10; N05 G02 X30 Y30 I0 J10; N06 G01 X10 Y20; N07 Y10; N08 G00 X-10 Y-10 M02;10O机O编B2040XY DAC10E假设刀具的当前位置在A点，以下两段代码的功能是一样的：G00 G90 X60.0

16、 Y40.0；G00 G91 X40.0 Y30.0； 2）G92 设定当前位置坐标值(局部坐标系设定)G92 X_ Y_ Z_ 设局部坐标系原点在机床原点的坐标系中为O（x1,y1）则尺寸字为-X1,- Y1，G92并不使机床产生运动，只是设定坐标值。3）平面指令 G17 G18 G19 圆弧插补平面选择指令G17、G18、G19, 进行圆弧插补和刀具补偿时必须使用ZYXG19G18G174）设定当前编程坐标系指令G54G59AAABB BXXXYYYG00指令的运动轨迹2进给运动指令1）快速点定位指令G00 格式为： G00 X Y；三种可能的路径：a）方案1 b）方案2 c）方案3a）逆圆指令G03 b）顺圆指令G02 图2-6 圆弧插补指令2）直线插补指令G01格式： G01 X Y F；3）圆弧插补指令G02、G03