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《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回《数控加工编程及操作》课程青岛黄海职业学院电子教案《数控加工编程与操作》—上一页下一页返回退出•第1章数控机床加工程序编制基础•第2章数控加工工艺设计•第3章数控车床的加工程序编制•第4章数控铣床的程序编制•第5章加工中心的程序编制•第6章CAD/CAM软件应用《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回在本章的学习中，首先要建立数控加工的空间坐标系，然后熟练掌握常用G功能代码指令和常用M功能代码指令的使用，从而打下数控程序编制的基础。第1章数控机床加工程序编制基础1、数控机床坐标系的定义3、数控铣床坐标轴方向的确定2、数控车床坐标轴方向的规定4、加工坐标系的设置方法6、直线插补指令G015、预置寄存指令G927、圆弧插补指令G02、G038、刀具半径补偿指令G40、G41、G42《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回数控机床的坐标系1、数控机床坐标系的意义根据图所示，标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°，则大拇指代表X坐标轴，食指代表Y坐标轴，中指代表Z坐标轴。其中，大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回2、数控车床坐标轴方向的确定根据图示的数控车床结构图，确定X、Z直线坐标如下（1）Z坐标：平行于主轴，刀具离开工件的方向为正。（2）X坐标：工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回3、数控铣床坐标轴方向的确定根据图示的数控立式铣床结构图，确定X、Y、Z直线坐标。（1）Z坐标：平行于主轴，刀具离开工件的方向为正。（2）X坐标：Z坐标垂直，且刀具旋转，所以面对刀具主轴向立柱方向看，向右为正。（3）Y坐标：在Z、X坐标确定后，用右手直角坐标系来确定。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回4、加工坐标系的（1）准备工作：机床回参考点，确认机床坐标系。（2）装夹工件毛坯，通过夹具使零件定位，并使工件定位基准面与机床运动方向一致。（3）对刀测量：使用直径为φ10的标准测量棒、塞尺对刀。（4）计算设定值：将前面已测得的各项数据，按设定要求运算。（5）在机床上设定：将开关放在MDI方式下，进入加工坐标系设定页面输入数据。（6）校对设定值：对于初学者，在进行了加工原点的设定后，应进一步校对设定值，以保证参数的正确性。第1章数控机床加工程序编制基础设置方法《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回5、预置寄存指令G92按照程序规定的尺寸字，通过当前刀具所在位置来设定加工坐标系的原点。这一指令不产生机床运动。编程格式：G92X-Y-Z-试用G92指令建立图1.1所示的加工坐标系：当前的刀具在A点时：G92X10Y12当前的刀具在B点时：G92X30Y37注意：这种方式设置的加工原点是随刀具当前位置（起始位置）的变化而变化的。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回6、直线插补指令G01直线插补指令用于产生按指定进给速度F实现的空间直线运动。程序格式：G01X-Y-Z-F-例：实现右图所示从A点到B点的直线插补运动，其程序段为：绝对方式编程：G90G01X10Y10F100相对方式编程：G91G01X-10Y-20F100第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回7、圆弧插补指令G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补，G03为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。圆弧顺逆方向的判别：沿不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针为G02，逆时针为G03。如图所示。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回程序格式XY平面圆弧插补指令程序格式G17G02（G03）X-Y-I-J-（R-）F-其中，X、Y的值是指圆弧插补的终点坐标，I、J是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90、G91无关，R为指定圆弧半径，当圆弧圆心角≤180°时，R值为正，反之，R值为负。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回XZ平面圆弧插补指令程序格式G18G02（G03）X-Z-I-K-（R-）F-其中，X、Y的值是指圆弧插补的终点坐标，I、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90、G91无关，R为指定圆弧半径，当圆弧圆心角≤180°时，R值为正，反之，R值为负。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回YZ平面圆弧插补指令程序格式G19G02（G03）Y-Z-J-K-（R-）F-其中，Y、Z的值是指圆弧插补的终点坐标，J、K是指圆弧起点到圆心的增量坐标，与G90、G91无关，R为指定圆弧半径，当圆弧圆心角≤180°时，R值为正，反之，R值为负。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回圆弧插补指令的应用例：在右图中，当圆弧A的起点为P1，终点为P2，圆弧插补程序段为G02X321.65Y280I40J140F50或G02X321.65Y280R-145.6F50，当圆弧A的起点为P2，终点为P1时，圆弧插补程序段为G03X160Y60I-121.65J-80F50，或G03X160Y60R-145.6F50。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回8、刀具半径补偿指令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d:过切第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回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，见下图第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回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，见下图第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回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1.2表示建立刀具半径补偿的过程。图1.3表示刀具半径补偿的工作过程。刀具半径补偿结束用G40撤消，撤消时同样要防止过切。图1.4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。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回建立刀具半径补偿的过程第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回刀具半径补偿的过程第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回撤消刀具半径补偿的过程第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回d、过切通常过切有以下两种情况：（1）刀具半径大于所加工工件内轮廓转角时，产生的过切，如左图所示。（2）刀具直径大于所加工沟槽时产生的过切，如右图所示。第1章数控机床加工程序编制基础《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回本章重点讨论了数控加工的主要工艺内容，数控加工工艺设计方法等问题。其中，涉及确定走刀路线和安排加工顺序的主要问题有：1、寻求最短走刀路线2、最终轮廓一次走刀完成3、选择切入、切出方向第2章数控加工工艺设计《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回1、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，它不但包含了工步的内容，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2.1A所示零件上的孔系。图2.1B的走刀路线为先加工外圈孔后，再加工内圈孔。若改用图2.1C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。第2章数控加工工艺设计《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回2、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来。如图2.2A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，而达不到要求的粗糙度。所以如采用图2.2B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2.2C也是一种较好的走刀路线方式。第2章数控加工工艺设计《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回3、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：第2章数控加工工艺设计《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回数控车削工艺灵活多变，其丰富的循环功能指令，典型轴类零件的工艺分析与编程是学习的重点。1、数控车床的常用编程指令2、刀尖圆弧自动补偿功能3、数控车削编程实例第3章数控车床的加工程序编制《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回1、数控车床的常用编程指令G指令M指令S指令F指令第3章数控车床的加工程序编制《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回第3章数控车床的加工程序编制1、坐标的取法Z轴X轴主轴轴线方向径向方向正方向：刀具远离工件的方向2、绝对值和增量值绝对值：X、Z增量值：U、WX—直径尺寸Z—轴向尺寸U—增量的两倍W—增量值G指令一、有关坐标的指令《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回第3章数控车床的加工程序编制车削零件编程原点的X向零点应选在零件的回转中心。Z向零点一般应选在零件的右端面、设计基准或对称平面内。《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回第3章数控车床的加工程序编制3、可设定零点偏置（G54—G59）确定工件坐标系原点在机床坐标系的位置《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回4、加工程序原点偏置（G92）格式G92X_Z_工件坐标系原点设定在工件左端面位置G92X200Z210工件坐标系原点设定在工件右端面位置G92X200Z100工件坐标系原点设定在卡爪前端面位置G92X200Z190第3章数控车床的加工程序编制《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回第3章数控车床的加工程序编制1、快速定位指令（G00）模态代码指令格式G00X（U）_Z（W）_指令说明:X、Z后面的值为终点坐标值U、W后面的值是现在点与目标点之间的距离与方向指令功能:表示刀具以机床给定的快速进给速度移动到目标点二、有关运动的指令《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回第3章数控车床的加工程序编制例：增量坐标编程：G00U-60W-80绝对坐标编程：G00X40Z122如图所示，刀具从换刀点A（刀具起点）快速进给到B点，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00程序段《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回2、直线插补指令（G01）模态代码指令格式G01X（U）_Z（W）_F_指令功能G01指令使刀具以设定的进给速度从所在点出发，直线插补至目标点。指令说明X、Z后面的值为终点坐标值U、W后面的值是现在点与目标点之间的距离与方向F以F给定速度进行切削加工，在无新的F指令替代前一直有效第3章数控车床的加工程序编制《数控加工编程与操作》—上一页下一页退出返回第3章数控车床的加工程序编制例：如图所示，设零件各表面已完成粗加工，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00，G01程序段。绝对坐标编程：G00X18Z2A-BG