数控加工编程基础课件

《数控加工编程基础课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工编程基础课件（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、数控编程技术,第2章 数控加工编程基础,数控加工编程基础,教学时数：6学时 教学目的与要求：要求学生了解数控机床程序的组成、结构，坐标系建立的原则，方法，插补的原理，方法等。 教学重点： 数控编程概述 数控加工工艺分析 数控加工的程序格式及编程方式 教学难点：如何讲清插补的基本知识；数控编程几何基础；刀具补偿的概念等。,第2章 数控加工编程基础,数控编程概述 插补的基本知识 数控编程几何基础 刀具补偿的概念 数控加工工艺分析 数控加工的程序格式及编程方式,数控编程概述,程序编制的内容和步骤 数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。 数控机床程序编制过程的主要内容包括：零件图的分析

2、、数控机床的选择、工件装夹方法的确定、加工工艺的确定、刀具的选择、程序的编制、程序的调试。从零件图的分析开始到零件加工完毕 。,1零件图的分析 2数控机床的选择 3工件装夹方法的确定 4加工工艺的确定 5刀具的选择 6程序的编制 7程序的调试,程序编制的方法 1手工编程 利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。,2自动编程 （1）自动编程软件编程 利用通用的微型计算机及专用的自动编程软件，以人机对话方式确定加工对象和加工条件自动进行运算和生成

3、指令。 专用软件多为在开放式操作系统环境下，在微型计算机上开发的，成本低、通用性强。,（2）CAD/CAM集成数控编程系统自动编程 利用CAD/CAM系统进行零件的设计、分析及加工编程。该种方法适用于制造业中的CAD/CAM集成编程数控系统，目前正被广泛应用。该方式适应面广、效率高、程序质量好适用于各类柔性制造系统（FMS）和集成制造系统（CIMS），但投资大，掌握起来需要一定时间。,什么是数控加工编程 这是一个钻孔程序的实例，程序如下： P0001； 程序名 N10 T01 M06 S1000 M03； 选择刀具，启动主轴 N20 G54 G90 G00 Z10； 建立工件原点，快移 N30

4、 G81 G99 X20 Y40 Z2 I-15 F80 ；钻孔循环 N40 X40 Y60； 钻第二孔 N50 X60 Y40； 钻第三孔 N60 X40 Y20； 钻第四孔 N70 G80 G00 Z50 M05M30；结束钻孔，程序结束,图2.1钻孔实例,程序格式： P N 10 T M 06 S F M03 N 20 G54 G90 G00 X- Y- Z- M08 N30 N100 M09 N110 M30/M02 注： 程序段由若干个指令字组成，如M03，X10等 每个指令字由地址符和数字组成如G54，G地址符,程序内容：,程序的编号；如：P0001 工件的原点（编程原点）；如：G

5、54 FST指令，即：进给速度、主轴转速、刀具指令 主轴启动、换刀；如：M03，M06 刀具的引进、退出（快进、快退）；如：G00 Z10 刀具的运动轨迹；如：G01，G02 冷却液的开停；如：M08，M09 程序结束；如M02，M30,编程步骤,确定加工工艺,节点位置计算,熟悉零件图,用机床识别的代码编程,图形模拟,首件试切,修改，完成,工艺分析与数值计算,分析零件加工工艺： 确定加工机床、刀具与夹具； 确定零件加工的工艺线路、工步顺序； 切削用量（f、s、t）等工艺参数；数值计算： 根据图纸尺寸及工艺线路的要求： 选定工件坐标系 计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值； 将坐标值按NC机床规定

6、编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。,2.1.1 插补的基本概念,2.1 插补的基本知识,第2章 数控加工编程基础,2.1.2 常用的插补方法,插插补.ppt,2.2数控编程几何基础数控机床坐标系建立的原则：,第2章 数控加工编程基础,刀具相对于静止的工件而运动的原则标准右手直角坐标系，用X、Y、Z表示直线运动的三个方向，右手定则Z轴正方向为刀具远离工件的方向用A、B、C表示分别绕X、Y、Z坐标轴的旋转运动，符合右手螺旋定则平行于X、Y、Z坐标轴的符加轴为U、V、W及P、Q、R,2.2 数控机床坐标系,2.2.1 机床坐标系及运动方向,第2章 数控加工编程基础,图2.3 右手笛卡尔坐标系

7、,如何确定数控机床的坐标系,第2章 数控加工编程基础,1.先确定Z轴：.主运动轴为Z轴 . 多个主轴时，垂直于工件装夹平面的为主要主轴，平行于该轴方向的为Z轴. 无主轴时，垂直于工件装夹平面的方向为Z轴.刀具远离工件的方向为Z轴正方向 2.再确定X轴： 主轴（Z轴）带工件旋转的机床，如车床1. X轴分布在径向，平行于横向滑座2. 刀具远离主轴中心线的方向为正向 主轴（Z轴）带刀具旋转的机床，如铣、钻、镗床1. X轴是水平的，平行于工件的装夹平面 2. 立式：主轴垂直布置, 由主轴向立柱看，X轴的正方向指向右3. 卧式：主轴水平布置, 由主轴向工件看，X轴的正方向指向右 3.最后按右手定则确定Y

8、轴,铣床坐标轴的分布,车床坐标轴的分布,双立柱龙门铣床的坐标系,对Z轴轴线在竖直方向且为双立柱的数控机床(如：龙门机床)，规定由刀具向左立柱看时，X 坐标的正方向指向右边。参见右图。,2.2 数控机床坐标系,2.2.2 绝对坐标与增量坐标,第2章 数控加工编程基础,所有坐标值均以机床或工件原点计量的坐标系称为绝对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为绝对坐标，也叫绝对尺寸，所用的编程指令称为绝对坐标指令。运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系称为增量坐标系，也叫相对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为增量坐标，也叫增量尺寸，所用的编程指令称为增量坐标指令,2.2 数控机床坐标系,2.2.3

9、机床原点与机床参考点,第2章 数控加工编程基础,机床原点又称为机械原点，它是机床坐标的原点。该点是机床上的一个固定的点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参考的基准点。这个点不是一个硬件点，而是一个定义点。 机床参考点是采用增量式测量的数控机床所特有的，机床原点是由机床参考点体现出来的。机床参考点是一个硬件点,2.2 数控机床坐标系,2.2.4 工件坐标系,第2章 数控加工编程基础,工件坐标系的原点就是工件原点，也叫做工件零点。与机床坐标系不同，工件坐标系是人为设定的，选择工件坐标系的原点的一般原则是：1尽量选在工件图样的基准上，便于

10、计算，减少错误，以利于编程。2尽量选在尺寸精度高，粗糙度值低的工件表面上，以提高被加工件的加工精度。3要便于测量和检验。4对于对称的工件，最好选在工件的对称中心上。5对于一般零件，选在工件外轮廓的某一角上。6Z轴方向的原点，一般设在工件表面。,2.3 刀具补偿的概念,2.3.1 刀位点,第2章 数控加工编程基础,刀位点是在编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点。,2.3.2 刀具补偿,刀具补偿包括刀具半径和刀具长度补偿以及刀具位置补偿。,图2.4 加工内外轮廓表面的刀具半径补偿,刀具半径补偿,在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨

11、迹，直接按零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系统提供了刀具半径补偿功能。刀具半径补偿的使用见右图，半径补偿所涉及的问题有：,a.左偏刀具半径补偿 b.右偏刀具半径补偿 c.工作过程,a、左偏刀具半径补偿G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，见下图。,b、右偏刀具半径补偿G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿，见下图。,c、工作过程刀具半径补偿建立时，一般是直线且为空行程，以防过切。以G42为例，图2.5表示建立刀具半径补偿的过程。图2.6表示的刀具半径补偿的工作过程。刀具半径补偿结

12、束用G40撤销，撤销时同样要防止过切，图2.7表示撤消刀具半径补偿的过程。上述各图中，实线表示编程轨迹；点划线表示刀具中心轨迹；r等于刀具半径，表示偏移向量。,建立刀具半径补偿的过程,图2.5刀补建立过程,刀具半径补偿的过程,图2.6刀补工作过程,撤消刀具半径补偿的过程,图2.7刀补取消过程,2.4 数控加工工艺分析,2.4.1 加工方法的选择,第2章 数控加工编程基础,1、数控车床的加工内容2、立式数控铣镗床或立式加工中心的加工内容3、卧式数控铣镗床或卧式加工中心的加工内容,2.4.2 加工工序(划分)的编排原则,1、按工序集中划分工序的原则 2、按粗、精加工划分工序的原则 3、按刀具划分工

13、序的原则 4、按加工部位划分工序的原则,2.4 数控加工工艺分析,2.4.3 工件的装夹,第2章 数控加工编程基础,在决定零件的装夹方式时，应力求使设计基准、工艺基准和编程计算基准统一，同时还应力求装夹次数最少。,2.4.4 对刀点和换刀点位置的确定,选择对刀点的原则是： 1、便于数学处理（基点和节点的计算）和使程序编制简单。 2、在机床上容易找正。 3、加工过程中便于测量检查。 4、引起的加工误差小。,2.4 数控加工工艺分析,2.4.5 加工路线的确定,第2章 数控加工编程基础,确定加工路线的原则 ： 1、应尽量缩短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。 2、能够使数值计算简单，程序段数量

14、少，简化程序，减少编程工作量。 3、使被加工工件具有良好的加工精度和表面质量（如表面粗糙度）。 4、确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度和超越长度。,a、寻求最短走刀路线,走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。 如加工图2.8所示零件上的孔系。图2.9的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用图2.10的走刀路线，可减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。,图2.8,图2.9,图2.10,b、最终轮廓一次走刀完成,为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出

15、来。 如图2.11为用行切方式加工内腔的走刀路线，将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。所以如采用图2.12的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。图2.13也是一种较好的走刀路线方式。,图2.11,图2.12,图2.13,c、钻孔循环加工路线,图2.14 钻孔循环加工路线,d、选择切入切出方向,考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕。通常的情况如下图所示。,图2.15 切入切出方向,2.4 数控加工工艺分析,2.4.5 加工路线的确定,第2章 数控加工编程基础,(a) (b) 图2.16 圆柱铣的顺铣和逆铣 a 逆铣 b 顺铣,2.4 数控加工工艺分析,2.4.6 刀具及切削用量的选择,第2章 数控加工编程基础,2.5 数控加工程序的格式及编程方法,2.5.1 程序的结构,加工程序可分为主程序和子程序，无论是主程序还是子程序，每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。程序的内容则由若干程序段组成，程序段是由若干程序字组成，每个程序字又由地址符和带符号或不带符号的数值组成，程序字是程序指令中的最小有效单位。,