数控加工编程第5章

第五章数控程序编制数控技术第5章数控程序编制主要内容：概述数控编程中的工艺分析数控编程中的编程基础数控车床的手工编程数控铣床的手工编程第五章数控程序编制数控技术第5章数控程序编制5-1概述5.1.1数控加工编程的概念从分析零件图纸开始，经过工艺分析、数学处理到获得数控机床所需的数控加工程序的全过程叫做数控编程。第五章数控程序编制数控技术5-1概述5.1.2数控编程方法手工编程：几何形状不太复杂的零件。自动编程：形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线的计算）等。Pro/EUGIdeasMasterCAMCAXA第五章数控程序编制数控技术第5-1概述5.1.3数控编程的内容和步骤图5-1数控程序编制分析零件图纸工艺处理数学处理编写程序单制作控制介质程序校核首件试切第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析数控加工工艺的特点：1.工序内容具体；2.工序内容复杂；3.工序内容严密；4.工序集中；5.加工精度不仅取决于加工过程，还取决于程编阶段（存在逼近误差、圆整化误差、插补误差）。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析数控加工工艺的内容：1.数控机床上加工零件的选择2.数控工艺性分析3.工艺路线制订4.工序设计第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析1.数控机床上加工零件的选择▲有毛坯和零件图样，选择合适的数控机床▲有数控机床，选择合适零件两种情况考虑因素主要有：毛坯材料、类型；零件轮廓复杂程度、尺寸大小；加工内容及精度、零件批量。。。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析加工机床？第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析2.对零件设计及工艺性的要求1)设计数据应符合编程方便的原则√同一基准线引注尺寸;√直接给出坐标尺寸；√对称公差等。2)结构工艺性应符合数控加工的特点√零件外形、内腔最好采用统一几何类型和尺寸；√内槽圆角半径不应过小;√铣削零件底面时，槽底圆角半径r不应过大。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析3.工艺路线制订内容：机床选择、加工方法、装夹、加工阶段划分、工序安排…1)机床选择考虑毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、批量、热处理要求等因素。要满足：T、Q、C第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析2)加工方法选择第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析加工方法选择：第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析3)工序的安排√先进行内形内腔加工，后进行外形加工工序；√同定位、同夹紧最好一起进行，以减少重复定位；√用同刀具加工的工序最好一起进行，节省换刀时间；√同一次装夹中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析5、数控加工工序的详细设计1)零件的装夹与夹具的设计√数控机床的夹具与传统夹具结构的差别夹具体＋定位＋夹紧不需要导向和对刀功能，夹具比较简单。4、数控加工工序与常规加工工序的衔接第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析√设计或选用要求▲(定位与设计)基准重合，以减少定位误差；▲统一基准，减少重复定位次数，减少重复定位误差；▲夹紧要可靠，尽量避免振动；夹紧点分布要合理，夹紧力大小要适中且稳定，减少夹紧变形；▲夹具结构应力求简单，加工部位要敞开；▲数控夹具装卸应方便（气动。。）；▲多件装夹，以提高加工效率等。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析2）刀具选择应满足：安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度高等要求。主要结构：整体式和机夹式第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析常用铣刀：面铣刀：圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析立铣刀：立铣刀的圆柱表面（主切削刃）和端面上（副切削刃）都有切削刃，为螺旋齿，以增加切削平稳性，主、副切削刃可同时进行切削，也可单独进行切削。普通立铣刀端面中心处无切削刃，轴向进给？第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析球头铣刀：球头上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析键槽铣刀：可以作径向和轴向进给。有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立铣刀，又像钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析鼓形铣刀：切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃。改变刀刃的切削部位，可以切出从负到正的不同斜角。缺点：刃磨困难，切削条件差，不适合加工有底的轮廓表面。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析波纹立铣刀：因其切削刃呈正弦波的形状而得名。它的特点是主切削刃各点的半径、前角、刃倾角都不等，能减少切削振动；切削阻力小、切屑成鱼鳞状，因而排屑流畅，散热性能好，刀具耐用度高。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析成型铣刀：一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，如角度面、凹槽、特形孔或台阶等。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析√大平面：面铣刀；√加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：立铣刀；√加工空间曲面、模具型腔等：球头铣刀；√加工封闭的键槽：键槽铣刀等；√加工变斜角零件：鼓形铣刀；√特殊形状：成形铣刀。根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀进行加工。铣刀选择第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析3)切削用量的选择(主轴转速/切削速度、切削深度、进给量)粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析4）对刀点确定何谓对刀点？数控加工时刀具相对零件的运动起点，也是程序的起点。选择原则？√对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上；√便于对刀、观察和检测；√简化坐标值的计算；√精度高、粗糙度低的表面。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析如何对刀？“刀位点”与“对刀点”重合刀具在机床上的位置是由“刀位点”的位置来表示的。所谓“刀位点”就是表征刀具特征的点。换刀点：为实现刀具交换所确定的空间参考点。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析5）加工路线确定加工路线是指刀具相对于被加工工件的运动轨迹，不但包含了工步的内容，而且也反映了工步的顺序。确定原则：√保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；√简化数值计算，减少程编工作量；√缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率。第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析（1）点位加工路线示例第五章数控程序编制数控技术（2）铣削轮廓加工路线示例双向走刀方式铣削轮廓的加工路线单向走刀方式环形走刀方式铣削轮廓时刀具的切入与切出径向切入切向切入行切式封闭轮廓的铣削加工环切式行切式＋环切式5-2数控机床加工的工艺分析第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析（3）旋转体类零件加工路线示例直线、斜线走刀加工路线适用于加工余量大且又不均匀的零件表面加工方式矩形走刀加工路线适用于加工余量不均匀且表面形状复杂的零件加工斜线走刀加工路线适用于需要径向走刀且刀具强度较差的情况第五章数控程序编制数控技术5-2数控机床加工的工艺分析（4）螺纹加工由于Z向进给从停止状态到达指令的进给量，拖动系统要有一个过渡过程，所以在Z向应使车刀刀位点离待加工面（螺纹）有一定的引入距离。退刀时有一定的引出距离。第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制一、数字控制的标准代码EIA（ElectronicIndustriesAssociation）代码美国电子工业协会标准（补奇代码，第五列为补奇列）ISO（InternationalStandardOrganization）代码国际标准化组织标准（补偶代码，第八列为补奇列）两种代码标准均采用八单位穿孔纸带，由信息孔和同步孔构成。第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制二、数控加工程序段格式及程序结构程序段格式字地址格式（需要地址判别电路）N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF分格符固定顺序格式（不需要地址判别电路）001HT90HT01HT200HT300HT15HT32HT01HT03LF002HTHTHT250HT350HTHTHTHTLF003HTHT00HT0HT0HTHTHTHT02LF第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制程序结构符号字程序段程序N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF有些数控系统要求整个程序以“%”或“O”开始，要求以“;”或“CR”作为程序段结束，例：%600N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制字地址程序段格式的一般格式：第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制主程序与子程序：O1000；……M98P0020；M02O0020；……M98P0010；M99O0010；……M99第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制三、数控机床的坐标系一）数控机床坐标轴及其方向的规定ISO标准坐标：“右手直角笛卡尔坐标系”第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制机床坐标轴：为了编程方便，一律假定工件不动，刀具移动所设定的笛卡尔坐标正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向机床坐标轴的确定Z坐标轴：平行于机床主轴的坐标轴多主轴机床和无主轴机床取垂直于工件装夹面的轴为Z轴正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制X轴：与Z轴垂直，一般为水平方向，并与工件装夹面平行；正方向工件旋转的机床：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向（如车床、磨床）刀具旋转的机床Z轴水平：由主轴尾端向工件看，右为正（如：卧铣床、插齿机）Z轴垂直：由刀具主轴向立柱看，右为正（如：立铣床、镗床）Y坐标轴：根据X、Z轴，由笛卡尔原则确定。例如：数控车床坐标轴；立式数控铣床坐标轴第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制二）机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与机床原点机床坐标系：是机床上固有的坐标系，用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等。机床固有的坐标系。机床原点（机械原点）：是机床坐标系的零点,在机床调试完成后便确定，是机床上固定的点，一般不允许用户改变。数控车一般在卡盘前后端面的中心，数控铣各厂家不一样，有的工作台中心，有的行程终点等。如何建立？→回参考点第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制工件坐标系与工件原点工件坐标系：是编程人员为了便于编程所确定的坐标系。工件原点：工件坐标系的原点。可用程序指令来设置和改变；根据编程需要，在一个加工程序中可一次或多次设定或改变工件原点。工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离，其值由数控系统的偏置功能指令设定。如何建立？→对刀（车床对刀，铣床对刀）第五章数控程序编制数控技术5-3数控程序编制绝对坐标与相对坐标绝对坐标：是指刀具下一位置相对于程序原点的坐标机床设G90代码：G90G01X30Y37机床不设G90代码：G01X30Y3