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1、数控编程与操作义务义务 义务分析义务分析获取获取资源资源资讯资讯编制编制工艺工艺 方案方案实施实施加工加工检查检查评价评价加工加工评价评价机床参数机床参数资料资料铝 的硬度和的硬度和强度都比度都比较低，低，纯铝不适宜机件不适宜机件的制造。工的制造。工业上把上把铝合合金分金分为变形形铝合金和合金和铸造造铝合金两大合金两大类。变形形铝合金又分合金又分为防防锈铝合合金、硬金、硬铝合金、超硬合金、超硬铝合金和合金和锻铝合金。合金。铸造造铝合金又分合金又分为铝硅合金、硅合金、铝铜合金、合金、铝镁合金和合金和铝锌切削加工性能良切削加工性能良切削加工性能良切削加工性能良好。由于好。由于好。由于好。由于铝铝材
2、塑材塑材塑材塑性好，在加工性好，在加工性好，在加工性好，在加工过过程中易粘刀而构程中易粘刀而构程中易粘刀而构程中易粘刀而构成成成成积积屑瘤，故加屑瘤，故加屑瘤，故加屑瘤，故加工工工工过过程中要求刀程中要求刀程中要求刀程中要求刀具要具要具要具要锋锋利、冷却利、冷却利、冷却利、冷却充分。充分。充分。充分。方法方法 N2G90G54M30装夹方式装夹方式限制自在度：限制自在度：垫铁尺寸：垫铁尺寸：可行可行定位定位定位定位确定加工顺序及走刀道路确定加工顺序及走刀道路合理合理基准先行基准先行先面后孔先面后孔.先粗后精先粗后精寻求最短走刀道路，减少空行程，提高效率寻求最短走刀道路，减少空行程，提高效率粗加
3、工粗加工粗加工粗加工时时切削用量的切削用量的切削用量的切削用量的选择选择原那么：原那么：原那么：原那么：主要思索保主要思索保主要思索保主要思索保证证提高效率和刀具耐用度。提高效率和刀具耐用度。提高效率和刀具耐用度。提高效率和刀具耐用度。 精加工精加工精加工精加工时时的切削用量的的切削用量的的切削用量的的切削用量的选择选择原那么：原那么：原那么：原那么：主要思索保主要思索保主要思索保主要思索保证证加工精度和外表粗糙度，其加工精度和外表粗糙度，其加工精度和外表粗糙度，其加工精度和外表粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。次是刀具耐用度和效率。次是刀具耐用度和效率。次是刀具耐用度和效率。背吃刀量背吃刀量背
4、吃刀量背吃刀量 进给进给量量量量 切削速切削速切削速切削速度度度度逆逆 铣铣在切削部位刀齿的旋转方向在切削部位刀齿的旋转方向与工件的进给方向相反。与工件的进给方向相反。工件装夹紧固工件装夹紧固刀齿较易磨损刀齿较易磨损加工外表质量加工外表质量工件外表有硬皮工件外表有硬皮顺顺 铣铣在切削部位刀齿的旋转方向与在切削部位刀齿的旋转方向与工件的进给方向一样。工件的进给方向一样。刀齿磨损较少刀齿磨损较少已加工外表质量较高已加工外表质量较高加工比较平稳加工比较平稳刀具耐用度提高刀具耐用度提高2 23 3倍倍刀具选择刀具选择 耐用耐用刀具资刀具资料的选料的选择原那择原那么么7:24定位锥面扭矩槽刀柄拉钉粗加工
5、刀具与精粗加工刀具与精加工刀具的区别加工刀具的区别切削用量选择切削用量选择apap合理合理切削用量的选择切削用量的选择v切削用量的大小对切削力、切削功率、刀具磨损、加工质量和加工本钱均有显著影响。选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发扬机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工本钱最低。v切削用量 v切削用量的选择原那么v切削用量确实定切削用量切削用量v1.1.切削速度切削速度v切削刃上切削刃上选选定点相定点相对对工件主运工件主运动动的瞬的瞬时时速度称速度称为为切削速度切削速度(cutting speed)(cutting speed)，以，以vcvc表示，表示，单单
6、位位为为m/sm/s或或m/min m/min 。v假假设设主运主运动为动为旋旋转转运运动动( (如如车车削、削、铣铣削等削等) )，切削速度普通，切削速度普通为为其最其最大大线线速度。速度。 v m/s m/s或或m/minm/minv式中：式中：dd工件工件( (或刀具或刀具) )的直径，的直径，mmmm；nn工件工件( (或刀具或刀具) )的的转转速，速，r/sr/s或或r/minr/min。切削用量切削用量v2.2.进给进给量量v刀具在刀具在进给进给运运动动方向上相方向上相对对工件的位移量称工件的位移量称为进给为进给量量 。v用用单齿单齿刀具刀具( (如如车车刀、刨刀等刀、刨刀等) )
7、加工加工时时，进给进给量常用刀具或工件量常用刀具或工件每每转转或每行程刀具在或每行程刀具在进给进给运运动动方向上相方向上相对对工件的位移量来度量，工件的位移量来度量，称称为为每每转进给转进给量或每行程量或每行程进给进给量，以量，以f f表示，表示，单单位位为为mm/rmm/r或或mm/strmm/str。 v用多用多齿齿刀具刀具( (如如铣铣刀、刀、钻头钻头等等) )加工加工时时，进给进给运运动动的瞬的瞬时时速度称速度称进给进给速度，以速度，以vfvf表示，表示，单单位位为为mm/smm/s或或mm/minmm/min。刀具每。刀具每转转或每行或每行程中每程中每齿齿相相对对任任务进给务进给运运
8、动动方向上的位移量，称每方向上的位移量，称每齿进给齿进给量，量，以以fzfz表示，表示，单单位位为为mm/zmm/z。vfzfz、f f、vfvf之之间间有如下关系：有如下关系：v v mm/smm/s或或mm/minmm/minv式中：式中：nn刀具或工件刀具或工件转转速，速，r/sr/s或或r/minr/min；zz刀具的刀具的齿齿数。数。切削用量切削用量v3.3.背吃刀量背吃刀量v在经过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切在经过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向丈量的切削层削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向丈量的切削层尺寸，称为背吃刀量，以尺寸
9、，称为背吃刀量，以aPaP表示，单位为表示，单位为mm mm 。切削用量的选择原那么切削用量的选择原那么粗、精加工粗、精加工时切削用量的切削用量的选择规律？律？粗加工：粗加工：ap、v/h、F 精加工：精加工：ap、v/h、F 简单简单N2G90G54M30程序、坐标系程序、坐标系-原点原点切入切出程序编制原那么v1 1保证零件的加工精度和外表质量，且效率要高；保证零件的加工精度和外表质量，且效率要高； v2 2减少编程时间和程序容量：减少编程时间和程序容量： v3 3减少空刀时间和在轮廓面上的停刀，以免划伤零减少空刀时间和在轮廓面上的停刀，以免划伤零件；件； v4 4减少零件的变形；减少零件
10、的变形； v5 5位置精度要求高的孔系零件的加工应防止机床反位置精度要求高的孔系零件的加工应防止机床反向间隙的带入而影响孔的位置精度；向间隙的带入而影响孔的位置精度；v6)6)复杂曲面零件的加工应根据零件的实践外形、精复杂曲面零件的加工应根据零件的实践外形、精度要求、加工效率等多种要素来确定是行切还是环切，度要求、加工效率等多种要素来确定是行切还是环切，是等距切削还是等高切削的加工道路等。是等距切削还是等高切削的加工道路等。第1章 数控加工程序编制根底v1.1 1.1 机床坐标系机床坐标系1.1.11.1.1机床坐标系和主运动方向机床坐标系和主运动方向 数控机床坐标系是用来确定刀具运动途径的根
11、据。为了保证数控机床坐标系是用来确定刀具运动途径的根据。为了保证数控机床的运转、操作及程序编制的一致性，并使编制的程序数控机床的运转、操作及程序编制的一致性，并使编制的程序对同类型数控机床具有互换性，数控规范一致规定了机床坐标对同类型数控机床具有互换性，数控规范一致规定了机床坐标系及各轴的称号和运动方向。系及各轴的称号和运动方向。1. 1.规范坐标系的规定规范坐标系的规定右手笛卡儿直角坐标系第1章 数控加工程序编制根底坐标轴确实定及运动方向确实定坐标轴确实定及运动方向确实定按照工件相对于刀具的运动原那么定义按照工件相对于刀具的运动原那么定义Z Z轴轴：平行于机床主：平行于机床主轴轴的坐的坐标轴
12、标轴，刀具，刀具远远离工件的方向离工件的方向为为正。正。对对于没有主于没有主轴轴的机床，的机床，Z Z轴轴垂直于工件的装垂直于工件的装夹夹面。面。X X轴轴：平行于工件装：平行于工件装夹夹面的程度方向。面的程度方向。Y Y轴轴：其正方向根据右手定那么由：其正方向根据右手定那么由X X和和Z Z的方向确定。的方向确定。旋旋转坐坐标轴A A、B B、C C：表示：表示轴线为X X、Y Y、Z Z的旋的旋转运运动，正方向由右手螺旋定那么确定。正方向由右手螺旋定那么确定。附加坐附加坐标轴辅助坐助坐标：平行于：平行于X X、Y Y、Z Z的其他的其他辅助坐助坐标分分别定定义为U U、V V、WW或或P
13、P、Q Q、R R。数控机床坐标系(a)数控车床坐标系；(b)数控铣床坐标系；(c)数控镗床坐标系；(d)数控龙门铣床坐标系第1章 数控加工程序编制根底四轴加工中心坐标系：四轴加工中心坐标系：第1章 数控加工程序编制根底v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普通原那么是：v 1尽量选在工件图样的基准上，便于计算，减少错误，以利于编程。v 2尽量选在尺寸精度高，粗糙度值低的工件外表上，以提高被加工件的加工精度。v 3要便于丈量和检验。v 4对于对称的工件，最好选在工件的对称中心上。v 5对于普通零件，选在工件外轮廓的某一角
14、上。v 6Z轴方向的原点，普通设在工件外表。 第1章 数控加工程序编制根底v工件坐标系和机床坐标系的关系工件坐标系和机床坐标系的关系图1-5 机床坐标系与工件坐标系第1章 数控加工程序编制根底v一个数控加工程序是假设干个程序一个数控加工程序是假设干个程序段组成的。每个程序段是由一个或段组成的。每个程序段是由一个或多个指令字组成。指令字表示一个多个指令字组成。指令字表示一个信息单元，详细指明机床要完成的信息单元，详细指明机床要完成的指定动作。指定动作。第1章 数控加工程序编制根底2.程序段的组成例如：例如：N0001 G01 X100 Y100 F100 N0001 G01 X100 Y100
15、F100 N0002 X200 Y300N0002 X200 Y300程序段号程序段号尺寸字尺寸字进给功能进给功能预备功能预备功能第1章 数控加工程序编制根底程序指令分类1. 预备功能G指令2.辅助功能(M指令)3.进给功能(F指令)4. 主轴转速功能S指令5. 刀具功能T指令第1章 数控加工程序编制根底程序编制步骤1)分析零件图样2)工艺处置(1)确定加工方案。(2)刀具、夹具的选择。(3)选择对刀点。(4)确定加工道路。(5)确定切削用量。3)刀具运动轨迹计算(数学处置)4)编程加工程序单5)程序输入6)程序校验7)首件试切第1章 数控加工程序编制根底v1.3 编程中的数学处置1.3.1
16、圆弧衔接计算1.3.2非圆曲线处置方法1.用直线逼近零件轮廓的节点计算1)等间距法2)等弦长法2.用圆弧逼近零件轮廓的节点计算3.列表曲线平面轮廓的数学处置方法第二章 数控编程根本G指令v一、有关坐标和坐标系的指令 v1、绝对值编程G90与增量值编程G91v格式： G90 G X Y Z v G91 G X Y Z 例：刀具由原点按顺序向例：刀具由原点按顺序向1 1、2 2、3 3点挪动时用点挪动时用G90G90、G91G91指令编程。指令编程。第二章 数控编程根本G指令2、工件坐标系设定G92格式：G92 X_ Y_ Z_ X、Y、Z、为当前刀位点在工件坐标系中的坐标。G92指令经过设定刀具
17、起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后续的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。第二章 数控编程根本G指令G92 G92 设置加工坐标系设置加工坐标系G92 X X2 Y Y2 Z Z2 G92 X X2 Y Y2 Z Z2 第二章 数控编程根本G指令v3、工件坐标系选择 G54-G59v4、G53 -选择机床坐标系 编程格式：G53 G90 X Y Z ；vG53 指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值。 例：G53 X-100 Y-100 Z-20vG53为非模态指令,只在当前程序段有效.v5、G5
18、2 部分坐标系设定 编程格式：G52 X Y Z ；v式中X、Y、Z后的值为部分原点相对工件原点的坐标值。第4章 数控铣床程序编程v4.1 数控铣床编程根底4.1.1数控铣床功能特点(1)铣削加工。(2)孔加工及螺纹加工。(3)刀具半径自动补偿功能。(4)刀具长度补偿功能。(5)固定循环功能。(6)镜像加工功能。(7)子程序功能。(8)数据输入/输出及DNC功能。(9)自诊断功能。第4章 数控铣床程序编程4.1.2 数控铣床坐标系和参考点1.数控铣床坐标系1)坐标系确实定原那么。(1)刀具相对于静止工件而运动的原那么。(2)规范坐标(机床坐标)系的规定。(3)运动的方向。2)坐标轴的规定。3)
19、机床坐标系的原点2.数控铣床参考点第4章 数控铣床程序编程4.1.3工件坐标系1)工件坐标2)工件坐标系的原点3)机床坐标系和工件坐标系之间的联络4.1.4数控铣削根本功能指令1.预备功能G指令2.辅助功能M指令第4章 数控铣床程序编程v4.2 数控铣床G指令4.2.1坐标系设定指令1.设定指令G922.任务坐标系的原点设置选择指令G54G593.绝对值坐标指令G90和增量值坐标指令G914.平面选择指令G17、G18和G194.2.2 根本指令1.快速点定位指令GOO和直线插补指令G012.圆弧插补指令G02、G033.自动前往参考点指令G284.暂停指令G04第4章 数控铣床程序编程4.2
20、.3固定循环加工指令1.孔加工循环的6个动作2.固定循环指令1)固定循环指令格式2)固定循环指令3.固定循环加工实例第4章 数控铣床程序编程v4.3 刀具补偿功能4.3.1 刀具半径补偿1.不同平面内的刀具半径补偿2.刀具半径左补偿指令G41与刀具半径右补偿指令G423.刀具半径补偿过程描画4.运用刀具半径补偿的本卷须知5.刀具半径补偿的作用4.3.2 刀具长度补偿第4章 数控铣床程序编程v4.4数控铣床M指令4.4.1常用的M指令1.辅助功能2.主要辅助功能简介(1)M00：程序暂停。(2)M01：选择停顿。(3)M02：程序终了。(4)M03：主轴正转。(5)M04：主轴反转。(6)M05
21、：主轴停顿。(7)M06：换刀。(8)M08：切削液开。(9)M09-切削液关。第4章 数控铣床程序编程4.4.2子程序4.4.3镜像加工1.镜像指令M21：X轴镜像加工；M22：Y轴镜像加工；M23：取消轴镜像加工。2.运用镜像指令时的本卷须知第4章 数控铣床程序编程4.4.4 旋转变换4.4.5其他功能1.进给功能F1)进给速度2)F功能的设定2.主轴转速功能S3.刀具功能T第5章 数控铣床加工操作v5.2 数控铣床操作5.2.1 机床操作方法与步骤1.电源的接通与断开 1)电源接通 2)电源关断2.手动运转1)手动前往参考点2)手动延续进给3)手轮进给3.程序编制4.工件安装5.对刀操作
22、6.自动运转1) 存储器方式下的自动运转2) MDI方式下的自动运转3自动运转的执行4) 自动运转停顿。7.试运转8.程序的存储、编辑9.数据的显示与设定10.图形显示11.机床的急停12.【超程】报警解除第5章 数控铣床加工操作5.2.2简单零件加工举例5.2.3综合举例第6章 加工中心编程v6.1 加工中心简介6.1.1 概述6.1.2工艺特点及加工对象1.适宜于加工中心加工的零件(1) 周期性反复投产的零件。(2) 高效、高精度工件。(3) 适宜批量的工件。(4) 工位和工序可集中的工件。(5) 外形复杂的零件。 (6) 难丈量的零件。2.按零件外形特点分类适宜子加工中心加工的零件第6章
23、 加工中心编程(1) 箱体类零件，如图61所示。图6-1箱体零件(2) 复杂曲面，如图6-2所示。图6-2复杂曲面第6章 加工中心编程(3) 异型件，如图6-3所示。图6-3 异型件第6章 加工中心编程(4) 板类零件，如图6-4所示。图6-4板类零件第6章 加工中心编程(5) 雕刻图案类零件，如图6-5所示。图6-5 雕刻图案类零件第6章 加工中心编程3.3.工序集中带来的问题工序集中带来的问题加工中心的工序集中加工方式固然有其独特的优点，但也带来了一加工中心的工序集中加工方式固然有其独特的优点，但也带来了一些问题，如：些问题，如：1 1粗加工后直接进入精加工阶段，工件的温升来不及回复，冷粗
24、加工后直接进入精加工阶段，工件的温升来不及回复，冷却后尺寸会有所变动。却后尺寸会有所变动。2 2工件由毛坯直接加工为废品，一次装夹中金属切除量大，几工件由毛坯直接加工为废品，一次装夹中金属切除量大，几何外形变化大，没有释放应力的过程，加工一段时间后内应力释放，何外形变化大，没有释放应力的过程，加工一段时间后内应力释放，将会使工件变形。将会使工件变形。3 3切削不断屑，切屑的堆积、缠绕等会影响加工的顺利进展及切削不断屑，切屑的堆积、缠绕等会影响加工的顺利进展及零件的外表质量，甚至使刀具损坏，工件报废。零件的外表质量，甚至使刀具损坏，工件报废。4 4装夹零件的夹具必需满足既能抑制粗加工大的切削力，
25、又能装夹零件的夹具必需满足既能抑制粗加工大的切削力，又能在精加工中准确定位的要求，而且零件夹紧变形要小。在精加工中准确定位的要求，而且零件夹紧变形要小。5 5由于由于ATCATC的运用，使工件尺寸、大小、高度都遭到了一定的限的运用，使工件尺寸、大小、高度都遭到了一定的限制，钻孔深度、刀具长度、刀具直径、分量等也要予以思索。制，钻孔深度、刀具长度、刀具直径、分量等也要予以思索。第6章 加工中心编程6.1.3加工中心的分类1.按照机床构造分类1)立式加工中心2) 卧式加工中心3) 龙门式加工中心4) 复合加工中心2.按刀库方式分类 1) 刀库、机械手的加工中心这种加工中心的换刀安装由刀库和机械手组
26、成，换刀机械手完成换刀动作。2) 机械手的加工中心(斗笠式刀库)3) 转塔式刀库加工中心第6章 加工中心编程v6.2 加工中心的程序编制6.2.1 数控系统的功能本节以FANUC-0MD数控系统为例引见加工中心的编程指令。1.预备功能G代码2.辅助功能6.2.2 编程指令详解1.可变卦加工坐标系指令G102.可扩展工件坐标系指令G543.刀具长度补偿指令G43、G44、G494.调用于程序指令M985.前往第二参考点指令G306.换刀指令M067. 比例缩放功能8.坐标系旋转指令G68、G699.极坐标系指令G15、G1610.可选切角及圆角指令第7章 加工中心的操作7.1.2加工中心的对刀方
27、法1.加工中心的Z向对刀 1) 机上对刀方法一2) 机上对刀方法二3机外刀具预调+机上对刀2对刀数据的输入第7章 加工中心的操作v7.3 加工中心加工实例7.2.1壳体内型腔的加工实例1.零件图分析2.工艺分析1定位基准分析。2夹紧方案确实定。3工步顺序的安排。4确定工艺参数。3.确定加工原点4.数据查询5.编写加工程序6.程序校验7.试切削加工1安装刀具、刀柄。2装夹具、毛坯及有关对刀调整任务。3加工零件的试切削。第7章 加工中心的操作7.2.2五边形凸台加工实例1.零件图分析2.工艺分析3.确定加工坐标原点4.数据查询5.编写加工程序6.程序校验第8章 数控铣床与加工中心辅助设备v8.1 加工中心的辅具及辅助设备8.1.1 刀柄及刀具系统图8-1 刀具的组成第8章 数控铣床与加工中心辅助设备1.刀柄2.工具系统图8-2 刀柄和拉钉第8章 数控铣床与加工中心辅助设备8.1.2 常用工具1.Z向设定器图8-4机械式Z向设定器 图8-5光电式Z向设定器第8章 数控铣床与加工中心辅助设备2.寻边器图8-8 机械式寻器图8-8 光电式寻边器第8章 数控铣床与加工中心辅助设备3.刀具预调仪图8-11 刀具预测仪第8章 数控铣床与加工中心辅助设备4.辅助轴 图8-12 辅助回转轴(a)卧式回转轴；(b)立式回转轴5.夹具系统1)夹具种类 2)夹具的选择
