数控技术课件2

第2章数控加工程序的编制确定加工方案工艺处理数学处理编写程序清单制备控制介质程序检验2.1.1数控编程过程及方法图2-1数控编程过程2.1数控编程的基本知识•编程过程第2章数控加工程序的编制1．确定加工方案:选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹方法。2.工艺处理:工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。3.数学处理:根据图纸数据求出编程所需的数据(每一程序段的终点坐标)。4.编写程序清单5.制备介质和程序检验加工方案工艺处理数学处理第2章数控加工程序的编制1．机床坐标系（机器坐标系）为了使编出的程序在不同厂家生产的同类机床上有互换性，必须统一规定数控机床的坐标方向。JB3051-82标准为《数字控制机床坐标轴和运动方向的命名》，与国际标准ISO841中的规定相同。右手坐标系，X,Y,Z,A,B,C；X’,Y’,Z’,A’,B’,C’Z为平行与机床主轴，离开工件为正；X为水平，平行工件装夹面，平行主切削方向；a对于工件旋转的机床，X为工件径向，平行于横滑座，刀具离开工件旋转中心向为正b对于刀具旋转的立式机床，当从刀具的主轴向立柱看时，向右的方向为正c对于刀具旋转的卧式机床，当从刀具（主轴）尾端向工件看时，向右的方向为正•编程方法1.手工编程2.数控语言编程3.图形编程XYZABC2.1.2数控加工工艺基础第2章数控加工程序的编制图2-2数控机床坐标系的定义第2章数控加工程序的编制第2章数控加工程序的编制机床原点（机械原点，机械参考点，零点）机床固有点，启动时，通常要进行机动式或手动式回零，回零就是回到直线坐标和旋转坐标的正向极限位置，这个位置一般采用常开微动开关配合反馈元件标记脉冲的方法确定。机床坐标系（机械坐标系、机器坐标系）以机床原点建立的坐标系2.编程坐标系和局部坐标系编程坐标系（工件坐标系）编程时一般选择工件上的某一点为程序的原点（0），并以这点作为坐标系的原点，建立的新坐标系。同时可设定6个（G54-G59）局部坐标系在编程坐标系中建立的坐标系G52,在所在的编程坐标系里有效第2章数控加工程序的编制编程坐标系G54编程坐标系G59G54中的局部坐标系G59中的局部坐标系机床坐标系图2-3机床坐标系、编程坐标系和局部坐标系的关系第2章数控加工程序的编制XOZ—机床坐标系XpOpZp—工件坐标系图.车床的两种坐标系第2章数控加工程序的编制1.工件2.工作台图.铣床的两种坐标系第2章数控加工程序的编制2.1.3编程中数学处理问题a)直线逼近b)圆弧逼近图2-4曲线逼近δδ图2-5零件轮廓加工中的附加程序段第2章数控加工程序的编制在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。2.1.4对刀点的选择图2-6对刀点的选择第2章数控加工程序的编制****参考内容：数控车床与铣床的对刀(一)．数控车床的对刀数控车床对刀方法基本相同，首先，将工件在三爪卡盘上装夹好之后，用手动方法操作机床，具体步骤如下：1）回参考点操作采用ZERO（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时CRT上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系的坐标值。2）试切对刀先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持X向尺寸不变，Z向退刀，按设置编程零点键，CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零（即X0，Z0）；然后，停止主轴，测量工件外圆直径D。如图所示。再将工件端面车一刀，当CRT上显示的X坐标值为-（D/2）时，按设置编程零点键，CRT屏幕上显示X、Z坐标值都清成零（即X0，Z0），系统内部完成了编程零点的设置功能。第2章数控加工程序的编制(二)．数控铣床的对刀假设零件为对称零件，并且毛坯已测量好长为L1、宽为L2，平底立铣刀的直径也已测量好。如图所示，将工件在铣床工作台上装夹好后，在手动方式操纵机床，具体步骤如下：1）回参考点操作采用ZERO（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时CRT上将显示铣刀中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。第2章数控加工程序的编制2）手工对刀先使刀具靠拢工件的左侧面（采用点动操作，以开始有微量切削为准），刀具如图A位置，按设置编程零点键，CRT上显示X0、Y0、Z0，则完成X方向的编程零点设置。再使刀具靠拢工件的前侧面，刀具如图B位置，保持刀具Y方向不动，使刀具X向退回，当CRT上X坐标值0时，按编程零点设置键，就完成X、Y两个方向的编程零点设置。最后抬高Z轴，移动刀具，考虑到存在铣刀半径，当CRT上显示X坐标值为（L1/2+铣刀半径），Y的坐标值为（L2/2+铣刀半径）时，使铣刀底部靠拢工件上表面，按编程零点设置键，CRT屏幕上显示X、Y、Z坐标值都清成零（即X0，Y0，Z0），系统内部完成了编程零点的设置功能。就把铣刀的刀位点设置在工件对称中心上，即工件坐标系的工件原点上。3）建立工件坐标系此时，刀具（铣刀的刀位点）当前位置就在编程零点（即工件原点）上。由于手动试切对刀方法，调整简单、可靠，且经济，所以得到广泛的应用。第2章数控加工程序的编制2.2.1数控加工工艺的特点2.2.2零件的数控加工工艺性*相对传统加工而言，数控工艺的特点1.零件图上尺寸标注的原则2.2数控加工工艺基础图2-7特征尺寸标注与坐标标注方法第2章数控加工程序的编制2.加工部位的结构工艺性图2-8零件的结构工艺性第2章数控加工程序的编制2.2.3加工方案的设计2.2.4走刀路线的确定*机床的选择，刀具的选择，切削用量的选择，夹具及装夹方式选择1.保证精度与表面粗糙度图2-9曲线轮廓的切入和切出第2章数控加工程序的编制图2-10直纹面行切加工图2-11凹槽的加工2.加工效率图2-12钻孔的加工路线第2章数控加工程序的编制2.2.5数控代码的检验1.为什么要检验数控代码2.车削仿真3.铣削仿真一个完整的数控加工仿真软件应包括以下功能：1．数控代码的翻译和检查；2．毛坯和零件图形的输入和显示；3．刀具的定义和图形显示；4．刀具运动及余量去除过程的动态图形显示；5．刀具碰撞及干涉检查；6．仿真结果报告。数控加工仿真就是利用计算机图形学的方法，采用动态的真实感图形，模拟数控加工全过程。检验程序方法：1）机床上空运转，显示模拟；2）试切；3）数控加工软件仿真第2章数控加工程序的编制图2-13车削干涉检验示意图图2-14曲面到刀具包络体的法向距离第2章数控加工程序的编制2.3常用数控代码*代码标准与格式两种国际通用标准：ISO（国际标准化组织）,EIA（美国电子工业协会）；我国JB3208-83,与ISO等效程序段格式的相关概念1程序由若干个“程序段（block）”组成，每个程序段由一定的顺序和规定排列的“字”（word）组成——程序段2字：表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合，表示某一功能的一组代码符号，是控制带或程序的信息单位3格式：指一个程序段中各个字的排列顺序及其表达形式；广为应用的是：字地址程序段格式*字地址程序段格式（wordaddressformat）如:N100G01X3200Y2500Z-150F180S240T12M05;第2章数控加工程序的编制2.3.1常用的准备功能指令（G代码）1.快速点定位指令G00格式为：G00X___Y___Z___；三种可能的路径：2.直线插补指令G01格式为：G00X___Y___Z___F___;第2章数控加工程序的编制a）逆圆指令G03b）顺圆指令G02图2-16圆弧插补指令3.圆弧插补指令G02、G03格式：G02（G03）X—Y—I—J—F—；G02（G03）X—Y—R—F—；顺逆判定:沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来确定顺逆方向。如车床。I,J,K为圆弧圆心相对起点的坐标。第2章数控加工程序的编制4.暂停指令G04格式：G04P—；其中P后面为暂停时间，单位是毫秒。常出现在孔加工孔底停留时。***对于运用R地址表达的圆弧插补R为圆弧半径，R后跟负数，表示的是180度的弧R后跟正数，表示的是180度的弧XYABR+R+R-R-XYAB30-30O第2章数控加工程序的编制5.平面指令G17G18G19圆弧插补平面选择指令G17、G18、G19,进行圆弧插补和刀具补偿时必须使用ZYXG19G18G17第2章数控加工程序的编制6.半径补偿指令G40、G41、G42a）左刀补G41b）右刀补G42图2-17刀补功能的定义a）左刀补G41b）右刀补G42yG41G42G40G40第2章数控加工程序的编制7.刀具长度补偿指令G40、G43、G44长度短e为负正偏置G43长度长e为正负偏置G44标准长度第2章数控加工程序的编制9绝对尺寸及相对尺寸编程指令G90、G91假设刀具的当前位置在A点，以下两段代码的功能是一样的：G00G54G90X60.0Y40.0；G00G91X40.0Y30.0；y40B302010AO204060x10.G92设定当前位置坐标值(坐标系设定)G92X__Y___Z___设编程原点在机床原点的坐标系中为O（x1,y1）则尺寸字为-X1,-Y1G92并不使机床产生运动，只是记录坐标设定值，在加工前送入数控系统内存图2-8绝对坐标和相对坐标的定义第2章数控加工程序的编制常用G代码作用：主要是指定数控机床的运动方式，为数控系统的插补运算做准备****通过下图学习：图示为加工轮廓ABCDE,XO机Y为零件坐标系，X0Y为编程坐标系，两坐标系的关系就是零件加工安装关系，N01G92X-10Y-10;N02G90G17G00X10Y10;N03G01X30F100;N04G03X40Y20I0J10;N05G02X30Y30I0J10;N06G01X10Y20;N07Y10;N08G00X-10Y-10M02;N01G91G17G00X20Y20;N03G01X20F100;N04G03X10Y10I0J10;N05G02X-10Y10I0J10;N06G01X-20Y-10;N07Y-10;N08G00X-20Y-20M02;绝对编程相对编程10O机O编B2040XYDAC10E第2章数控加工程序的编制1．程序停止指令M00、M01和M022．主轴转动控制指令M03、M04和M053．换刀指令M064．冷却液控制指令M07、M08和M095．主轴夹紧和松开指令M10和M116．主轴定向停止指令M197．子程序调用M98,M992.3.2辅助功能指令（M代码）第2章数控加工程序的编制动作①动作②R点动作③动作④动作⑤动作⑥1.钻镗类固定循环指令固定循环的一般格式如下：G—G—X—Y—Z—R—Q—P—F—L—；Za）G90R点Z=0R1Z点RZ1R点Z点b）G91图2-19固定循环动作图2-20固定循环的数据形式(X,Y)(X1,Y1)2.3.3固定循环指令第2章数控加工程序的编制（1）高速深孔加工循环指令G73（2）反攻丝循环指令G74初始点qqqddG98G99图2-21深孔加工循环G73初始点G98R点G99主轴反转主轴正转Z点图2-22反攻螺纹循环G74第2章数控加工程序的编制（3）精镗循环指令G76（4）钻孔和镗孔循环G81初始点qG98G98R点R点G99G99qZ点图2-23精镗循环G76图2-24钻、镗孔循环G81第2章数控加工程序的编制（5）深孔加工循环G83（6）攻丝循环G84初始点G98初始点G98R点qdG99R点G99qd主轴正转主轴反转qZ点Z点图2-25深孔加工循环G83图2-26攻丝循环G84第2章数控加工程序的编制G98主轴正转主轴定向停R点G99Z点暂停后主轴起动R点Z点主轴停止暂停（7）反镗循环G87（8）镗孔循环G88图2-27反镗循环G87图2-28镗孔循环G88（9）镗孔循环G80第2章数控加工程序的编制（1）直线和锥度切削固定循环G77格式为：G77X（U）—Z（W）—I—F—；X为直径值，U为直径方向的增量加工锥度时，锥度切削符号与刀具轨迹的关系如图2-30所示。2．车削固定循