数控编程基础

1CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控编程基础数控编程基础CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控加工工艺分析数控加工工艺分析„数控机床坐标系„刀具和切削用量的选择„零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定„工序的划分及走刀路线的确定„工艺文件的编制方法CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控机床坐标系数控机床坐标系„坐标和运动方向的命名原则„刀具相对静止工件而运动的原则„在确定坐标系时，一律看作工件静止，刀具相对运动。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控机床坐标系数控机床坐标系„坐标和运动方向的命名原则„机床坐标的规定„基本坐标轴X、Y、Z关系及其正方向用右手直角笛卡儿定则。围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴A，B，C的方向用右手螺旋法则确定。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控机床坐标系数控机床坐标系„坐标和运动方向的命名原则„运动方向的规定„增大刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向+Z+ZCAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控机床坐标系数控机床坐标系„数控机床的坐标轴„Z轴表示传递切削动力的主轴，X轴平行于工件的装夹平面，一般取水平位置，根据右手直角坐标系的规定，确定Y轴的方向。+Z+X+C2CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控机床坐标系数控机床坐标系„数控机床的坐标轴+Z+X+Y+Z+X+YCAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控机床坐标系数控机床坐标系„机床坐标系与工件坐标系„机床坐标系+X+Y+ZM+XM+ZCAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控机床坐标系数控机床坐标系„机床坐标系与工件坐标系„工件坐标系CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing刀具和切削用量的选择刀具和切削用量的选择„车削加工刀具„通常有尖形车刀（以直线形切削刃为特征），如各种外圆偏刀、端面车刀、切槽刀等；圆弧形车刀（由圆弧构成主切削刃），主要用于车削各种光滑连接的成型面；还有成形车刀（刀刃的形状与被加工零件的轮廓形状相同），如螺纹车刀。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing刀具和切削用量的选择刀具和切削用量的选择„铣削加工刀具„在铣削平面时，应选用镶不重磨多面硬质合金刀片的端铣刀和立铣刀。粗铣平面时，因被加工表面质量不均匀，选择铣刀时直径要小一些。精铣时，铣刀直径要大一些，最好能包容加工面的宽度；平面零件周边轮廓的加工常采用立铣刀；铣削凸台和凹槽时，选择高速钢立铣刀；铣削毛坯表面或进行孔的粗加工时，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing刀具和切削用量的选择刀具和切削用量的选择„选择立铣刀加工时，刀具的有关参数计算„刀具半径r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径ρ，一般取r＝(0.8～0.9)ρ。„零件的加工高度H≤（1/4～1/6）r，以保证刀具有足够的刚度。„对不通孔（深槽），选取l＝H＋5～10mm（l为刀具切削部分长度，H为零件高度）。„加工外形及通槽时，选取l＝H＋re＋5～10mm（re为刀尖角半径）。„加工肋时，刀具直径为D＝（5～10）b（b为肋的厚度）3CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing刀具和切削用量的选择刀具和切削用量的选择„切削用量的选择„切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量（旧称切削深度）、进给速度（进给量）CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing刀具和切削用量的选择刀具和切削用量的选择„切削用量的选择„主轴转速S（r/min）主轴转速S根据最佳的切削速度v（m/min）来选取S＝1000v／πDD——零件或刀具的直径（mm）；v——切削速度（m/min），由刀具寿命和加工对象特性决定，切削速度常选为（100～200）m/min；S——主轴转速（r/min），根据计算所得的值，查找机床说明书确定标准值。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing刀具和切削用量的选择刀具和切削用量的选择„切削用量的选择„背吃刀量（mm）在机床、夹具、刀具和零件等的刚度允许条件下，尽可能选较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量。一般取0.2～0.5mm。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing刀具和切削用量的选择刀具和切削用量的选择„切削用量的选择„进给速度（进给量）F（mm/min或mm/r）主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料性质来选择。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给速度（进给量）数值应选小些，通常在（20～50）mm/min范围内选取。最大进给速度则受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定„零件的安装„尽量采用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具，当工件批量较大、工件精度要求较高时，才设计、使用专用夹具。„便于迅速装卸零件，以减少数控机床停机时间。„零件的定位基准应与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。„减少装夹次数，尽量做到一次装夹便能完成全部表面的加工。„夹紧力应尽量靠近主要支承点和切削部位，以防止夹紧力引起零件变形对加工产生不良影响。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定„对刀点与换刀点的确定„对刀点„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。„换刀点4CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„工序的划分工序划分的原则„基面先行原则„先粗后精原则„先主后次原则„先面后孔原则CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„工序的划分工序划分的方法„按所用刀具划分工序„按零件的装卡定位方式划分工序„按粗、精加工划分工序CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„确定走刀路线1)铣削方式的确定„逆铣„工件的进给方向与铣刀的旋转方向相反„铣削力的垂直分力向上，工件需要较大的夹紧力„铣削厚度由零开始逐渐增至最大，当刀刃刚接触工件时，其铣削厚度为零，后刀面与工件产生挤压和摩擦，会加速刀刃的磨损，降低铣刀耐用度和工件已加工表面的质量，造成加工硬化层CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„确定走刀路线1)铣削方式的确定„顺铣„工件的送给方向与铣刀的旋转方向相同„铣削力的垂直分力向下，将工件压向工作台，铣削较平稳„刀齿以最大铣削厚度切入工件而逐渐减小至零，后刀面与工件无挤压、摩擦现象，加工表面精度较高„因刀齿突然切入工件会加速刀齿的磨损，降低铣刀耐用度，故不适用于铣削带硬皮的工件„铣削力的水平分力与工件进给方向相同，因此，当机床工作台的进给丝杠与螺母有间隙，而又没有消除间隙的装置时，不宜采用顺铣。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„确定走刀路线2)铣削轮廓的走刀路线确定„铣削平面零件外轮廓时，一般是采用立铣刀侧刃切削。刀具切入零件时，应避免沿零件外轮廓的法向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕，而应沿切削起始点延伸线或切线方向逐渐切入工件，保证零件曲线的平滑过渡。同样，在切离工件时，也应避免在切削终点处直接抬刀，要沿着切削终点延伸线或切线方向逐渐切离工件。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„确定走刀路线2)轮廓铣削走刀路线的确定5CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„确定走刀路线3)铣削内槽的加工路线„行切法„环切法„行切+环切CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工序的划分及走刀路线的确定工序的划分及走刀路线的确定„确定走刀路线4)铣削曲面的加工路线CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工艺文件的编制方法工艺文件的编制方法„数控加工工艺文件主要包括„编程任务书„数控加工工件安装和零点设定卡片„数控加工工序卡片„数控刀具卡片„数控刀具数据表„机床刀具运动轨迹图„程序卡片CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工艺文件的编制方法工艺文件的编制方法„编程任务书它阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明，以及数控加工前应保证的加工余量。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工艺文件的编制方法工艺文件的编制方法„数控加工工件安装和零点设定卡片它应表示出数控加工零件定位方法和夹紧方法，并应标明工件零点设定位置和坐标方向，使用的夹具名称和编号等CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工艺文件的编制方法工艺文件的编制方法„数控加工工序卡片这种卡片是编制数控加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性文件。主要包括：工步顺序、工步内容、各工步所用刀具及切削参数等。6CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工艺文件的编制方法工艺文件的编制方法„数控刀具卡片刀具卡片是组装刀具和调整刀具的依据。内容包括刀具号、刀具名称、刀柄型号、刀具直径和长度等。CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing工艺文件的编制方法工艺文件的编制方法„例十字凸型板的加工CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing„例十字凸型板的加工03080Φ10铰刀T07C铰孔9060800Φ25倒角刀T06B倒角800.260800T05B精铣700.260800Φ14立铣刀T05A精铣660500Φ9.8钻T04C钻孔52601000Φ5中心钻T03C中心钻40.2560500T02B粗铣30.2560500φ32玉米刀T02A粗铣202100300φ65面铣刀T01D铣端面1备注余量背／侧吃刀量进给速度主轴转速刀具规格刀具号加工面工步内容工步号XYZCAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing„例十字凸型板的加工XYZCAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing„例十字凸型板的加工XYZCAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing数控编程基础数控编程基础„常用编程指令的应用„数控加工编程的数值计算„数控语言自动编程技术„数控加工过程仿真与验证„后置处理与DNC„实例7CAMCAM技术技术ComputerAidedManufacturing常用编程指令的应用常用编程指令的应用„程序的结构„一个完整的数控加工程序由程序号、程序段和程序结束三部分组成。%O1234N10G90G54G00X0Y0S1000M03;N20G01X50Y60