《数控编程与加工技 术第 四章课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控编程与加工技 术第 四章课件（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第四章 数控编程基础,2.1 概述（数控编程） 2.1.1 数控编程的基本概念 数控机床是按事先编好的程序 进行工作的。应把待加工零件的工艺参数、刀具轨迹、切削参数等等，按照规定的代码及格式编写程序单，并输入到的数控装置里用于控制机床动作。 2.1.2 编程的内容及步骤,2,1.确定加工方案,零件的：材料 选择：合适的数控机床 形状 合适的刀具 尺寸 合适的夹具 精度要求 合适的装夹方法 热处理硬度,3,2.工艺处理,确定以下参数：1）对刀点 2）换刀点 3）走刀路线 4）切削参数：主轴转速 下刀深度 走刀速度,4,3.数学处理 数学处理有两个含义：,1） 编程中需知道工件每段轮廓的起点、
2、终点及线形。其中一些参数是不能从零件的设计图纸直接得出的，需要计算，如某些角度的直线到圆弧的切点。 2）数控机床一般只能加工直线或圆弧。若工件表面的轮廓是其它线形，例如渐开线等，则应该用直线和圆弧去拟合之。 更加复杂的轮廓需要用计算机才能进行拟合并进而进行数学处理。（得到拟合线的起点、终点、线形等）,5,4.编写程序,根据所用机床和刀具以及指令格式，按照轮廓段逐段编写程序，一段轮廓用一句程序来表现（加工）。（故有时称一句程序为一程序段） 5.制备程序控制介质 （1） 现有机床程序可以用Windows的写字板平台编制，并保存在内存中，用3 1/5软盘或U盘作为附件带出来，已经发展到网络传递程序
3、（2）通过数控机床备有的RS232串行口将程序输入到数控机床里也可以完成编程工作。 （3）主要学习直接将程序从机床面板上输入,6,4.1.3 数控编程方法 有3种编程方法：1）手工编程 2）APT语言 3）交互式图形编程,1）手工编程 当零件轮廓比较简单时可以用手工编程（零件轮廓仅由直线和圆弧组成）。 2）PT 语言编程 此种方法现在已走下坡路，这里不作介绍 3）交互式图形编程 有的软件能在三维造型的基础上通过交互式对话自动生成数控程序。常用的软件有Mastercam；制造工程师（CAXA）;开目CAD等。其中民族产品CAXA还是比较好用的。当零件轮廓比较复杂时应该用自动编程,7,4.2 数控
4、编程基础 4.2.1 编程的几何基础,1）机床坐标系 机床使用笛卡尔直角坐标系，如图所示： X、Y、Z为移动坐标，A、B、C为旋转坐标。实行右手定则,8,2）轴及方向的规定,（1）Z轴 与机床主轴线平行的坐标轴为Z轴，远离工件的方向为Z轴的正向,立式铣床,卧式铣镗床,数控车床,9,2）X轴 X轴一般是行程最长的运动轴：对铣镗类机床而言操作者面前的轴就是X轴，车床的X轴就是与主轴垂直方向,3）Y轴 用右手定则确定之。车床没有Y轴 4）回转轴 绕X轴旋转的刀具（工件）称为A轴，其+方向由右手定则确定。 绕Y轴旋转的刀具（工件）称为B轴，其+方向由右手定则确定。 绕Z轴旋转的刀具（工件）称为C轴，,
5、10,3. 坐标系: 机床坐标系 工件坐标系（编程坐标系）,由于机床坐标系的原点在机床的固定位置（顶点上），对于编程时的位置计算极不方便，人们习惯于以图纸设计基准为加工参考点，故采用工件坐标系进行位置计算，而将工件坐标系的原点在机床坐标系的位置关系（相对差值）记录下来-这就是确定工件坐标系。工件坐标系可以有6个，这可以方便几个工件的编程。用G54G59等代码 记录 确定工件坐标系有2种方法： （1）确定法 G50 （2）选定法 G54G59,11,4.2.2 数控系统的指令代码,我国参照国际标准对数控程序里代码的含义及格式制定了标准。（但是该标准无强制性，各厂家独出心裁花样百出）我们学习的是一
6、般情况下的指令。真正工作时需参考机床厂的使用说明书 2.3.1 程序结构与格式 1.程序的地址、数据和字 英文字母及字符：地址 19、+、-、.：数字 2. 程序段与程序组成 一句程序一段轮廓 - 程序段, O0024 N10 G54 G90 G49 G80 N20 M06 T01 N30 S1000 M03 N40 G00 X0.0 Y0.0 M08 N50 Z20. N60 G01 Z-6.F100.; N70 X10. Y10.; N80 G00 Z100.; N90 M09; N95 M30; %,以开始 程序编号（程序名） 以绝对坐标编程G54定坐标系 退出固定循环 换1#刀具 启动
7、主轴其转速1000rpm 快速移刀到X=0 Y=0处 打开冷却系统 抬刀（向上）20mm 向下进刀26mm f100 - - - 加工程序已完成 以收尾,14,1. 主要G代码说明,G00 快速定位指令 G90 绝对坐标编程 G91 相对坐标编程 G01 直线插补指令 G02 顺时针圆弧插补指令 G03 逆时针圆弧插补指令 G17/G18/G19 平面选择指令 G41、G42 左偏、右偏刀具半径补偿 G50 设定工件坐标系 G54 工件坐标系选定指令,15,1）与坐标系统有关的G代码 :G90和G91 G50及G54 G17/G18/G19,G90和G91:绝对坐标编程和相对坐标编程 G50及
8、G92： 车床及铣镗类机床工件坐标系设定 例 G50 X400.0Z100.0指定了该工件的坐标系原点在图中“O”点处,16,G54G59 选定工件坐标系,事先将预定的工件坐标系原点输入到机床存储器中，当选用该坐标系作为编程基准时，用G54G59选定即可。 例：先在机床设定项目G54下输入X=66.79;Y=35.84 Z=0.0 如果在程序中调用G54即可确定该工件坐标系的原点。 问：G55选定的坐标原点如图所示，怎样做才符合要求？,工件坐标系,17,2）与平面有关的G代码 G17/G18/G19,在多坐标联动机床里（大部分机床）有时其插补平面仅限制在一个平面，我们用G17/G18/G19来
9、指定在哪一个平面内进行插补。,18,3）与刀具运动相关的指令 G00;G01;G02;G03,例如：G00 X20.Y30.其含义是命令刀具快速从现存点到达X=20.00 Y=30.00的坐标点。“快速”的作用是节省刀具运动所耗时间（提高效率），运用此代码时要特别注意把刀具升起来以避免“打刀”事故发生。 G01 X20.Y24.Z15.F10.代表刀具以规定速度（10mm/min）以直线方式运动到终点坐标处（X;Y;Z 坐标值规定了终点坐标）,G02 顺园切削 X()Y() I() J() R() 终点坐标 圆心相对于圆弧起点的偏移量 R= (1) 圆弧=1800 R0 整园可不写终点坐标，但
10、必须写I()J()（不能用R） 例：逆园 G03 X10.0Y40.0 I-30.0 ( R30.0),圆心相对于圆弧起点的偏移量,20,用2种方法指出圆弧插补的例子,第一条圆弧：G17 G90 G02 X79.0Y58.5 I39.0J8.5 F100. 第二条圆弧：G17G90G02 X79.0Y58.5 I-11.0J38.5F100. 还可以：G17 G90 G02 X79.0Y58.5 R40. F100.（第一条圆弧） G17G90G02 X79.0Y58.5 R-40.0F100.（第二条圆弧）,第一条圆弧,第二条弧,21,4）与刀具补偿有关的G代码 长度补偿代码G43/G44,
11、换刀具（组合完成）后刀尖的长度（刀尖到主轴端面距离）不可能一致，显然用长度补偿的方法去修正这种误差较为方便。 刀具Z方向移动的距离是：指令值+刀具偏置值（误差值） 刀具偏置值存放在“刀具偏置值寄存器中”,偏置值为+,偏置值负值,22,半径补偿代码G41/G42,根据刀具半径加工工件规定轮廓，数控系统自动计算刀具中心轨迹称为刀具半径补偿，其分为左刀补和右刀补两种情况。 例如：G01 G41 X40.0Y50. D04 刀补的方向是左还是右要根据刀具的前进方向和轮廓的法线方向按照左右定之。 问：能否用刀补指令预留加工余量？,左刀补,刀补半径在这里,直线插补的终点坐标,23,5）固定循环,固定循环功
12、能： 用一段G代码 程序完成多个工步才能完成的动作 用数控机床加工：钻孔、锪孔、镗孔、铰孔、攻丝,24,25,数控铣床固定循环的动作： （1）X轴及Y轴定位 （2）快进到参考平面（R平面 ） （3）以切削进给方式执行孔加工 （4）在孔底刀具作动作 （5）返回参考平面 （6）快速返回初始点,二选一,26,G98/G99指令的用法 快速进给 切削进给,27,数铣固定循环指令格式：,G91 G98 G90 G99 G_X_Y_Z_R_Q_P_F_L_ X_Y_ 孔的位置（与G90,G91有关） Z-孔底位置 R-R平面的位置 P在孔底的时间 Q每次加工的深度(与G90,G91无关) L循环次数,28
13、,数铣孔加工固定循环指令的形式及动作,1.G98(G99)G73： 高速深孔加工,G98(G99)G73 X Y Z R Q F 2,29,例子： G76 X-Y-Z-R-Q- 孔的大小由Q值决定（精镗孔） G81 ：X、Y定位，快进，工进，快速返回（一般钻孔及镗孔） G82 X-Y-Z-R-P- 停顿的时间由P值确定（带停顿的钻孔、扩孔及镗孔） G83：X、Y快速定位，快进,工进Q,退D值，再工进D+Q(加工深孔),30,G84:攻正向螺纹孔 G85：镗孔,31,G87：反镗孔 G88：镗孔,固定循环编程举例, O0026 M06 T01 G90 G00 G92 X0 Y0 T02 G43
14、H01 Z20 M03 S500 F30 G98 G85 X0 Y0 R3 Z-45 镗40孔 G80 G28 G49 Z0 M06 G00 X-60 Y50 T03 G43 H02 Z10 M03 S600 G98 G73 X-60 Y0 R-15 Z-48 Q4 F40 X60 钻13孔（先左后右） G80 G28 G49 Z0 M06 G00 X-60 Y0 G43 H03 Z10 M03 S350 G98 G82 X-60 Y0 R-15 Z-32 P100 F25 X60 忽钻13孔（先左后右） G80 G28 G49 Z0 M05 G91 G28 X0 Y0 M30 end,33,
15、6）数控车削固定循环 相当于普通车床的自动进刀,（1）外径或内径自动进刀指令G77:如G77 X_Z_F_(U_W_F_) 式中的F 是与进刀速度有关的代码 (2)螺纹车削固定循环指令G78: 例如： G78X_Z_F_/G78 U_W_F_ 式中的F 代表螺距,34,（3）车削端面（含斜端面）指令 G79 X(U)Z(W)F ;G78X(U)Z(W)-K-F,复合车削循环指令G70G76,大小头的差值,G71,G72,G73,35,2.4 手工编程,2.4.1 孔的加工程序编制 1）编程选用坐标系应与图纸中标注方法尽量一致。 2）注意提高对刀精度和换刀点的位置 3）使用刀具长度补偿功能去应付换刀后的长度偏差 孔加工实例： 孔加工工步如下： （1）中心钻点孔（3中心钻） （2）钻孔（8.5麻花钻） （3）攻螺纹（M10丝锥）,38,2.4.2数控车削程序的编制 车床的数控系统是两轴系统,1）车削编程的坐标系：XOZ 用G50设定工件坐标系 指定这里为工件坐标系的零点比较便于找正和测量 2）绝对编程时使用X，Y,更一般和方便的是使用U/W(增量编程) 并且在圆弧加工中使用R比使用I、K方便,工件坐标系零点,数控车床常用G代码,40,3）车削编程实例,工步：粗车、精车端面-粗车、精车外园-倒角-园角-完工,42,例3-4 有圆弧及螺纹的车削工件,45
