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数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology1第二章数控加工程序编制数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology2第一节概述第二节数控机床的坐标系第三节程序编制的代码及格式第四节镗铣数控加工及其手工编程第五节车削数控加工及其手工编程第六节自动编程概述数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology31.数控加工与传统加工的比较传统加工：按照工艺规程由工人通过手工操作机床完成，工艺过程和工艺参数(主轴转速、进给速度、进刀量等)由手工操作保证。一.程序编制的基本概念分析图纸及要求制订工艺规程工人操作机床加工一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology4传统加工(分析零件图及要求)一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology5传统加工(制订工艺规程)一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology6传统加工(工序卡…)一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology7分析图纸及要求编写加工程序数控机床自动加工一.程序编制的基本概念数控加工：根据被加工零件的图样和工艺要求，编制成以数码表示的程序，输入到机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和工具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology82.数控加工程序的编制从零件图纸到数控加工指令的有序排列（制成控制介质）的全过程。将加工的工艺分析、加工顺序、零件轮廓轨迹尺寸、工艺参数(f、s、t)及辅助动作（变速、换刀、冷却液启停、工件夹紧松开等）等，用规定的字母、数字、符号组成的代码按一定的格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology9数控编程分为手工编程和自动编程定义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）适用：①几何形状不太复杂的零件；②三坐标联动以下的加工程序手工编程一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology10定义：零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机编程系统根据数控系统的类型输出数控加工程序。适用：①形状复杂的零件②虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）③虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线轮廓的计算）自动编程一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology11用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为30：1。数控机床不能开动的原因中，有20－30%是由于加工程序不能及时编制出造成的编程自动化是发展的趋势！但手工编程是学习自动编程基础！比较一.程序编制的基本概念数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology12二.数控机床程序编制的内容和步骤二.数控机床程序编制的内容和步骤注意：数控加工的对象是零件毛坯零件毛坯通常由传统加工手段(铸造、锻压等)得到数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology13在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相似）的基础上：确定加工方案确定加工机床、刀具与夹具；确定零件加工的工艺线路、工步顺序；切削用量（f、s、t）等工艺参数。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改1.图纸工艺分析二.数控机床程序编制的内容和步骤数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology14根据图纸尺寸及工艺线路的要求：选定工件坐标系计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值；加工非圆曲线（如抛物线、摆线、渐开线等），一般则需用直线或圆弧逼近的方法加工，这时须根据精度计算节点。错误计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸修改2.计算运动轨迹二.数控机床程序编制的内容和步骤数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology15根据制定的加工路线、切削用量、选用的刀具、辅助动作，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序单，并进行校核，检查上述两个步骤的错误。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改3.编制程序及校验二.数控机床程序编制的内容和步骤数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology16将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁带、磁盘或存储器上），作为数控系统的输入信息。若程序较简单，也可直接通过键盘输入。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改4.制备控制介质二.数控机床程序编制的内容和步骤数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology17所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。常用的校验和试切方法：阅读法、模拟法、试切法等。计算运动轨迹图纸工艺分析程序编制制备控制介质校验和试切零件图纸错误修改5.程序的校验和试切二.数控机床程序编制的内容和步骤数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology18数控机床加工零件除按一般方式对零件进行工艺分析外，还必须注意以下几点：选择合适的对刀点和换刀点加工线路的确定程序编制中的误差三.数控加工工艺和数控加工方法1.数控加工的工艺分析三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology19对刀点（起刀点）：确定刀具与工件相对位置的点，刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。对刀点的选择原则：对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点在机床上容易校准；在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。1.1选择合适的对刀点和换刀点三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology20a）对称零件的对刀点选择b）钻孔加工时的对刀点选择选择对刀点的例子三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology21换刀点：一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。换刀点应根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设在零件的外面。刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点。三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology22对刀：使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。YZ30工件对刀示意图刀具夹具垫板螺栓工件螺帽选择对刀点的原则：选在零件的设计基准或工艺基准上，或与之相关的位置上。选在对刀方便，便于测量的地方。选在便于坐标计算的地方三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology23加工线路——加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。孔类加工（钻孔、镗孔）原则：在满足精度要求的前提下，尽可能减少空行程n个))(1)1(2bananb+-=-+=（黄线长红线长ba+切入/出段+切入/出段1.2加工路线的确定三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology24车削或铣削：原则：尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。切向切入径向切入三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology25空间曲面的加工(c)(b)(a)三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology26加工线路的选择应遵从的原则：–尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以提高生产率。–保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。–保证零件的工艺要求。–利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology27尽可能选用标准夹具（组合夹具），在成批生产时才考虑专用夹具，并力求夹具结构简单。装卸工件要方便可靠，以缩短辅助时间和保证安全。工件定位夹紧的部位应不妨碍各部位的加工、刀具更换及重要部位的测量。尤其要避免刀具与工件、刀具与夹具产生碰撞的现象。夹具的安装要准确可靠，同时应具备足够的强度和刚度，以减小其变形对加工精度的影响。应尽可能采用气、液压夹具。1.3工件的装夹方式三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology28影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。1.4切削用量的选择三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology29决定切削速度的因素：刀具材质工件材料刀具寿命切削深度与进刀量刀具的形状冷却液使用机床性能三.数控加工工艺和数控加工方法数字控制及装备技术研究所InstituteofNumericalControlAndEquipmentTechnology30数控机床上加工零件的误差分类：加工过程的误差：它是加工误差的主体，主要包括