数控加工程序的编制

第三章数控加工程序的编制§3.1数控车床的程序编制（1）数控车床主要加工轴类零件和法兰类零件，使用四脚卡盘和专用夹具也能加工出较复杂的回转零件。（2）车削加工时，装在数控车床上的工件随同主轴一起作回转运动，数控车床的刀架在X轴和Z轴组成的平面内运动，主要加工回转零件的端面、内孔和外圆。（3）由于数控车床配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。说明：（4）前置刀架与后置刀架：数控车床刀架布置的两种形式前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜，这样的结构形式便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除；且后置空间大，可以设计更多工位的刀架；一般全功能的数控车床都设计为后置刀架。§3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点（1）可以采用绝对值编程、增量值编程，或二者的混用。在采用增量值编程时，有些数控车床不用G91指令，而是在运动轨迹的起点建立起平行于X、Z轴的增量坐标系U、W。N01G91G01X-20Z-18(半径编程)B12303515AXZ相当于：N01G01U-20W-18N01G91G01X-40Z-18(直径编程)相当于：N01G01U-40W-18有些数控车床编程时，绝对坐标指令直接用X、Z来指定数值；而增量坐标指令直接用U、W来指定数值。N01G01X30W-18(直径编程)§3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点（2）直径编程和半径编程由于零件的回转尺寸（径向尺寸）在图纸上标注及测量时，一般都用直径值表示，因此数控车削加工常用直径编程。直径编程：若用G90绝对值编程时，则X值以直径值表示若用G91相对值编程时，则X值以实际增量的两倍表示半径编程:若用G90绝对值编程时，则X值以半径值表示若用G91相对值编程时，则X值即为实际增量值通过改变数控系统中的相关参数,来设定车床直径编程/或半径编程的状态。§3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点（3）车削时的刀具半径补偿数控车削加工时：是按假想刀尖运动位置（A点）进行编程，实际加工时：为提高刀具寿命和工件表面质量，刀尖部位常磨成一个小圆弧，切削点是刀尖圆弧与工件的切点。如果按刀尖编程：δ值：加工圆锥面时产生的加工误差车削圆柱面和端面时，刀具切削刃轨迹与工件轮廓一致；车削锥面和圆弧时，刀具切削刃轨迹会引起工件表面的位置与形状误差§3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点为提高加工精度：刀尖圆弧半径补偿把刀尖圆弧半径、刀尖圆弧位置等参数输入数控装置刀具补偿表中可按工件轮廓编程，由数控系统自动计算刀心轨迹，控制刀心轨迹进行切削加工若车床具有刀具半径补偿指令（G41，G42，G40）：若车床不具有刀具半径补偿指令编程时：要先计算补偿量（4）由于毛坯多为棒料或锻件，加工余量较大且不均匀，因此数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。另外，若采用圆头车刀：也要采用刀半径补偿在加工一些特定表面（如车削台阶，切削螺纹、钻孔、镗孔、攻丝）时，加工动作按照一定的循环模式多次重复进行，实现上述加工轨迹运算的功能。即：把若干有关的典型固定动作顺序用一个指令来表示。§3.1数控车床的程序编制二、固定循环以华中I型数控车削系统为例：1.柱面循环G80X__Z__F__若用了G90：X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z值是C点相对于A点的坐标增量F为刀具切削时的指令进给速度§3.1数控车床的程序编制2.锥面循环G80X__Z__I__F__若用了G90：X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z值是C点相对于A点的坐标增量I：B点与C点的半径差F为刀具切削时的指令进给速度二、固定循环§3.1数控车床的程序编制二、固定循环O1023N10G92X40Z50；N20G90G80X30Z20F300M03S300；N30G80X27Z20F300；N40G80X24Z20F300；N50M02例：§3.1数控车床的程序编制二、固定循环例：O1024N10G92X40Z50；（可不要）N20G91G80X-10Z-30I-5F300M03S300；N30G80X-13Z-30I-5F300；N40G80X-16Z-30I-5F300；N50M02§3.1数控车床的程序编制二、固定循环3.直螺纹切削循环G82X__Z__F__若用了G90：X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z值是C点相对于A点的坐标增量F：螺纹的导程（进给速度mm/r）§3.1数控车床的程序编制二、固定循环4.锥螺纹切削循环G82X__Z__I__F__若用了G90：X、Z值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z值是C点相对于A点的坐标增量I：B点与C点的半径差F：螺纹的导程（进给速度mm/r）§3.1数控车床的程序编制二、固定循环O1031G92X35Z104；G90G82X29.2Z56F1.5M03S100;G82X28.6Z56F1.5;G82X28.4Z56F1.5;M02§3.1数控车床的程序编制二、固定循环O1032G91G82X-32Z-50I-5F1.5M03S100;G82X-30.8Z-50I-5F1.5;G82X-31.4Z-50I-5F1.5;G82X-31.6Z-50I-5F1.5;M02§3.1数控车床的程序编制车削加工图中φ85外圆不加工。要求编制精加工程序。1.确定工艺方案根据先主后次的原则,确定精加工方案为：（1）从右到左切削零件的外轮廓面。（2）切槽（3）车螺纹§3.1数控车床的程序编制2.选择刀具1号刀车外圆2号刀切槽3号刀车螺纹:对刀时以1号刀为基准对刀:其刀尖相对于1号刀尖在Z向偏置10mm编程时要考虑刀具的偏置补偿:以保持每把刀的刀尖位置一致.补偿数值通过通过控制面板手工输入。§3.1数控车床的程序编制3.选择切削用量根据工件材料、硬度、刀具材料、机床等因素考虑切削用量，一般由经验确定。精车外轮廓:主轴转速630r/min,进给速度150mm/min切槽:主轴转速315r/min,进给速度100mm/min§3.1数控车床的程序编制4.编写程序:绝对/相对坐标混合直径编程O1101N001G92X200Z350;坐标系设定N002M06T0101;调用第一号刀，刀偏号为01N003G90G00X41.8Z292S630M03M08;至工件前端N004G01X47.8Z289F150;倒角N005G91X0Z-59;车φ47.8(螺纹外径)N006G90X50Z230;横向退刀N007X62Z170;车锥度N008X62Z155;车62外园N009X78Z155;横向退刀N010X80Z154;倒角N011G91X0Z-19;车80外园N012G02X0Z-60I63.25K-30.0;车圆弧N013G01X0Z-10;车80外园N014G90X90Z65;横向退刀N015G00X200Z350M05M09;返回换刀点N016T0100;取消刀偏N017M06T0202;调用第2号刀，刀偏号为02N018X51Z230S315M03M08;准备切槽N019G01X45F100;切槽N020G04X5.0;延迟N021G00X51;横向退刀N022X200Z350M05M09;返回换刀点N023T0200;取消刀偏N024M06T0303;调用第3号刀，刀偏号为03N025X52Z296S200M03M08;至车螺纹起始位置N026G82X47.2Z231.5F1.5;车螺纹固定循环N027X46.6;车螺纹固定循环N028X46.1;车螺纹固定循环N029X45.8;车螺纹固定循环N030T0300;取消刀偏N031G00X200Z350M02;返回起刀点§3.2数控铣床的程序编制一、数控铣床的编程特点（1）数控铣床可以进行平面铣削和轮廓铣削，可解决复杂的和难加工的零件加工问题。编程时要考虑如何最大限度地发挥数控铣床的特点。（2）数控铣床编程时要充分利用其各项功能，如刀具半径补偿、刀具长度补偿、固定循环、对称加工等功能。（3）用数控铣床进行非圆曲线、空间曲线、空间曲面的轮廓铣削加工时，编程时的数学处理比较复杂，一般应采用计算机辅助计算和自动编程。（4）加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库，能够自动选择和更换刀具，对工件能在一定范围内进行多种加工操作。编程时要合理安排各工序加工顺序，才能做到工序集中，一机多用。二.数控铣削固定循环指令以FANUC数控系统为例：（1）高速深孔钻削循环（G73）G73X_Y_Z_R_Q_F_K_；(X、Y)为孔位置数据，Z：增量编程时指从R点到孔底的增量值。绝对编程时指孔底的坐标值。R：增量编程时指从初始平面到R点的增量值。绝对编程时指R点的坐标值。Q_：每次切削进给的深度K：加工相同距离的多个孔时，指定循环次数K初始平面参考平面工件上表面RqqqZddG99G98§3.2数控铣床的程序编制例：加工4个直径为30mm通孔G90G00X0.Y0.Z100.G98G73X120.Y-75.Z-46.R2.Q8.F60Y75.X-120.Y-75.G80G00Z200.1207540§3.2数控铣床的程序编制(2）左旋螺纹攻丝循环（G74）G74X_Y_Z_R_P_F_K_；其中P为暂停时间初始平面参考平面工件上表面主轴逆时针转动主轴顺时针转动RZ§3.2数控铣床的程序编制(3）精密镗孔循环（G76）指令格式：G76X_Y_Z_R_Q_P_F_K_；Q_：让刀位移量P_:孔底停留时间主轴顺时针初始平面R参考平面工件上表面PZq§3.2数控铣床的程序编制(4）钻削循环（G81）G81X_Y_Z_R_F_K_；工件上表面参考平面ZRG99G98初始平面§3.2数控铣床的程序编制各孔已加工完，各边都留有5mm的铣削余量，用Φ10立铣刀进行轮廓加工。铣削时已底面和两小孔定位，从大孔对工件夹紧。A(0,0)B(0,40)C(14.96,70)D(43.54,70)E(102,64)F(150,40)G(170,40)H(170,0)O1(70,40)O2(150,100)%1001N01G92X-25Y10Z40N02G90G00Z-16S300M03N03G41G01X0Y40F200D01M08N04X14.96Y70N05X43.54N06G02X102Y64I26.46J-30N07G03X150Y40I48J36N08G01X170N09Y0N12G00G40X-25Y10Z40M09N10X0N13M02N11Y40数控铣床编程举例：§3.3数控自动编程数控编程的方法手工编程：整个编程过程，都由人工完成。只适合于：几何形状比较简单的零件/一般的点位加工零件对于复杂零件，若手工编程，效率低、易出错确定工艺过程、工艺参数零件轮廓、刀具轨迹坐标计算按编程规则编写程序单制作控制介质所得程序称为：目标程序G代码程序NC程序能直接被数控装置接受例：自动编程：编程过程用计算机辅助的方法：自动完成§3.3数控自动编程发展阶段：APT语言系统及其衍生系统图形交互自动编程系统CAD/CAPP/CAM一体化集成系统自动编程的新发展适合于：几何形状复杂的零件/有复杂曲面的零件/几何形状并不复杂，但程序量很大的零件零件图工艺要求零件源程序翻译处理运算处理后置处理计算机目标程序加工程序单穿孔纸带数控机床1.APT语言系统及其衍生系统数控语言工作原理:注:1.零件源程序：是由数控语言编写的由基本的符号、字母、数字组成，是一种接近英语的符号语言用于描述零件的几何形状、几何尺寸加工时的刀具运动顺序、运动轨迹、工艺参数并不是G代码程序，不能直接被数控装置接受2.主要问题：零件的设计/加工之间用图样传递数据，阻碍了设计与制造的一体化；编写零件源程序数控语言是一种符号语言，缺少零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示§3.3数控自动编程§3.3数