《数控机床编程》PPT课件

第 2章 数 控 机 床 编 程 基 础 2.1 数 控 编 程 的 方 法 与 内 容2.1.1 程 序 编 制 的 内 容 和 步 骤v数 控 加 工 ， 是 指 在 数 控 机 床 上 进 行 零 件 加 工的 一 种 工 艺 方 法 。 v数 控 机 床 程 序 编 制 过 程 的 主 要 内 容 包 括 ： 零件 图 的 分 析 、 数 控 机 床 的 选 择 、 工 件 装 夹 方法 的 确 定 、 加 工 工 艺 的 确 定 、 刀 具 的 选 择 、程 序 的 编 制 、 程 序 的 调 试 。 从 零 件 图 的 分 析开 始 到 零 件 加 工 完 毕 。 v1 零 件 图 的 分 析v2 数 控 机 床 的 选 择 v3 工 件 装 夹 方 法 的 确 定v4 加 工 工 艺 的 确 定v5 刀 具 的 选 择v6 程 序 的 编 制v7 程 序 的 调 试 2.1.2 程 序 编 制 的 方 法 v1 手 工 编 程v利 用 一 般 的 计 算 工 具 ， 通 过 各 种 数 学 方法 ， 人 工 进 行 刀 具 轨 迹 的 运 算 ， 并 进 行指 令 编 制 。 这 种 方 式 比 较 简 单 ， 很 容 易掌 握 ， 适 应 性 较 大 。 适 用 于 中 等 复 杂 程度 程 序 、 计 算 量 不 大 的 零 件 编 程 ， 对 机床 操 作 人 员 来 讲 必 须 掌 握 。 v2 自 动 编 程v（ 1） 自 动 编 程 软 件 编 程v利 用 通 用 的 微 型 计 算 机 及 专 用 的 自 动 编程 软 件 ， 以 人 机 对 话 方 式 确 定 加 工 对 象和 加 工 条 件 自 动 进 行 运 算 和 生 成 指 令 。 v专 用 软 件 多 为 在 开 放 式 操 作 系 统 环 境 下 ，在 微 型 计 算 机 上 开 发 的 ， 成 本 低 、 通 用性 强 。 v（ 2） CAD/CAM集 成 数 控 编 程 系 统 自 动编 程v利 用 CAD/CAM系 统 进 行 零 件 的 设 计 、 分析 及 加 工 编 程 。 该 种 方 法 适 用 于 制 造 业中 的 CAD/CAM集 成 编 程 数 控 系 统 ， 目 前正 被 广 泛 应 用 。 该 方 式 适 应 面 广 、 效 率高 、 程 序 质 量 好 适 用 于 各 类 柔 性 制 造 系统 （ FMS） 和 集 成 制 造 系 统 （ CIMS） ，但 投 资 大 ， 掌 握 起 来 需 要 一 定 时 间 。 2.2数 控 编 程 的 有 关 标 准 及 术 语v 2.2.1程 序 的 结 构 与 格 式v 程 序 的 组 成 一 个 完 整 的 数 控 加 工 程 序 由 程 序 名 、 程 序 体 和 程 序 结 束 三 部 分 组成 ,v 程 序 名 程 序 名 是 一 个 程 序 必 需 的 标 识 符 。 组 成 ： 由 地 址 符 后 带 若 干 位 数 字 组 成 。 地 址 符 常 见 的 有 ： “ %”、“ O”、 “ P”等 ， 视 具 体 数 控 系 统 而 定 。 示 例 ： 国 产 华 中 I型 系 统 “ %”， 日 本 FANUC 系 统 “ O”。 后 面 所带 的 数 字 一 般 为 4 8位 。 如 ： %2000 v 程 序 体 它 表 示 数 控 加 工 要 完 成 的 全 部 动 作 ， 是 整 个 程 序 的 核 心 。 组 成 ： 它 由 许 多 程 序 段 组 成 ， 每 个 程 序 段 由 一 个 或 多 个 指 令 构 成 。v 程 序 结 束 它 是 以 程 序 结 束 指 令 M02或 M30， 结 束 整 个 程 序 的 运 行 。 v 程 序 段 的 格 式v 定 义 ： 程 序 段 中 指 令 的 排 列 顺 序 和 书 写 规 则 ， 不 同的 数 控 系 统 往 往 有 不 同 的 程 序 段 格 式 。 目 前 广 泛 采 用 地 址 符 可 变 程 序 段 格 式 （ 字 地 址 程 序段 格 式 ） 。 2.2.2 数 控 机 床 的 坐 标 轴 与 运 动 方 向v 1 标 准 坐 标 系 和 运 动 方 向v 标 准 坐 标 系 采 用 右 手 直 角 笛 卡 儿 定 则 。 v 基 本 坐 标 轴 X、 Y、 Z的 关 系 及 其 正 方 向 用 右 手直 角 定 则 判 定 。 拇 指 为 X轴 ， 食 指 为 Y轴 ， 中指 为 Z轴 ， 围 绕 X、 Y、 Z各 轴 的 回 转 运 动 及 其正 方 向 +A、 +B、 +C分 别 用 右 手 螺 旋 定 则 判定 ， 拇 指 为 X、 Y、 Z的 正 向 ， 四 指 弯 曲 的 方 向为 对 应 的 A、 B、 C的 正 向 v 拇 指 为 X轴 ，v 食 指 为 Y轴 ，v 中 指 为 Z轴 vISO标 准 规 定 ：v (1)不 论 机 床 的 具 体 结 构 ， 一 律 看 作 是 刀具 相 对 静 止 的 工 件 运 动 。v (2)机 床 的 直 线 坐 标 轴 X、 Y、 Z的 判 定 顺序 是 ： 先 Z轴 ， 再 X轴 ， 最 后 按 右 手 定 则判 定 Y轴 。v(3)增 大 工 件 与 刀 具 之 间 距 离 的 方 向 为 坐标 轴 正 方 向 坐 标 轴 判 定 的 方 法 和 步 骤v(1)Z轴 v 规 定 平 行 于 机 床 主 轴 轴 线 的 坐 标 轴 为 Zv对 于 有 多 个 主 轴 或 没 有 主 轴 的 机 床 规 定 垂直 于 工 件 装 夹 面 的 轴 为 Z轴 v对 于 能 摆 动 的 主 轴 ， 若 在 摆 动 范 围 内 仅 有一 个 坐 标 轴 平 行 主 轴 轴 线 ， 则 该 轴 即 为 Z轴v规 定 刀 具 远 离 工 件 的 方 向 为 Z轴 的 正 方 向 v （ 2)X轴 v 对 于 工 件 旋 转 的 机 床 ， x轴 的 方 向 是 在 工 件 的 径 向 上 ， 且平 行 于 横 滑 座 ， 刀 具 离 开 工 件 旋 转 中 心 的 方 向 为 x轴 正 方向v 对 于 刀 具 旋 转 的 立 式 机 床 ， 规 定 水 平 方 向 为 x轴 方 向 ， 且当 从 刀 具 (主 轴 )向 立 柱 看 时 ， x轴 正 向 在 右 边v 对 于 刀 具 旋 转 的 卧 式 机 床 ， 规 定 水 平 方 向 仍 为 x轴 方 向 ，且 从 刀 具 (主 轴 )尾 端 向 工 件 看 时 ， 右 手 所 在 方 向 为 X轴 正 方向 (3)Y轴Y轴 垂 直 于 X、 Z坐 标 轴 。 Y轴 的 正 方 向 根 据 X和 Z坐 标 轴的 正 方 向 按 照 右 手 直 角 笛 卡 儿 定 则 v (4)旋 转 运 动 A、 B和 Cv A、 B和 C表 示 其 轴 线 分 别 平 行 于 X、 Y和 Z坐 标 的 旋 转运 动 。 A、 B和 C的 正 方 向 可 按 右 手 螺 旋 定 则 确 定(5)附 加 坐 标 轴 的 定 义 如 果 在 x、 Y、 Z坐 标 以 外 ， 还 有 平 行 于 它 们 的坐 标 ,则 分 别 指 定 为 U、 V、 W。 2.2.3数 控 机 床 坐 标 系 的 原 点 与 参 考 点v 1 机 床 坐 标 系 与 机 床 原 点 、 机 床 参 考 点 v (1)机 床 坐 标 系 v 机 床 坐 标 系 是 机 床 上 固 有 的 坐 标 系 ， 是 用 来 确定 工 件 坐 标 系 的 基 本 坐 标 系 ， 是 确 定 刀 具 (刀架 )或 工 件 (工 作 台 )位 置 的 参 考 系 ， 并 建 立 在 机床 原 点 上 v 数 控 装 置 上 电 时 并 不 知 道 机 床 零 点 每 个 坐 标 轴的 机 械 行 程 是 由 最 大 和 最 小 限 位 开 关 来 限 定 的 。 v(2)机 床 原 点v 数 控 机 床 都 有 一 个 基 准 位 置 ， 称为 机 床 原 点 ， 是 机 床 制 造 商 设 置 在机 床 上 的 一 个 物 理 位 置 ， 其 作 用 是使 机 床 与 控 制 系 统 同 步 ， 建 立 测 量机 床 运 动 坐 标 的 起 始 点 。 v (3)机 床 参 考 点 v 也 是 机 床 上 的 一 个 固 定 点 ， 不 同 于 机 床 原 点 v 机 床 参 考 点 对 机 床 原 点 的 坐 标 是 已 知 值 ， 既 可根 据 机 床 参 考 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 值 间 接确 定 机 床 原 点 的 位 置v 回 零 操 作 后 表 明 机 床 坐 标 系 建 立v 机 床 参 考 点 可 以 与 机 床 零 点 重 合 也 可 以 不 重 合通 过 参 数 指 定 机 床 参 考 点 到 机 床 零 点 的 距 离 。v 机 床 回 到 了 参 考 点 位 置 也 就 知 道 了 该 坐 标 轴 的零 点 位 置 找 到 所 有 坐 标 轴 的 参 考 点 CNC 就 建立 起 了 机 床 坐 标 系 v 2 工 件 坐 标 系 与 工 件 坐 标 系 原 点v (1)工 件 坐 标 系 v 编 程 人 员 在 编 程 时 设 定 的 坐 标 系 ， 也 称 为 编 程坐 标 系 (2)工 件 坐 标 系 原 点 也 称 为 工 件 原 点 或 编 程 原 点 ， 由 编 程 人 员 根 据 编 程计 算 方 便 性 、 机 床 调 整 方 便 性 、 对 刀 方 便 性 、 在 毛 坯上 位 置 确 定 的 方 便 性 等 具 体 情 况 定 义 在 工 件 上 的 几 何基 准 点 ， 一 般 为 零 件 图 上 最 重 要 的 设 计 基 准 点 v工 件 原 点 选 择 ：v1.与 设 计 基 准 一 致v2.尽 量 选 在 尺 寸 精 度 高 ， 粗 糙 度 低 的 工 件 表 面v3.最 好 在 工 件 的 对 称 中 心 上v4.要 便 于 测 量 和 检 测 2.2.4绝 对 坐 标 编 程 和 相 对 坐 标 编 程 定 义v 绝 对 坐 标 编 程 ： 工 件 所 有 点 的坐 标 值 基 于 某 一 坐 标 系 （ 机 床或 工 件 ） 零 点 计 量 的 编 程 方 式v 相 对 坐 标 编 程 ： 运 动 轨 迹 的 终点 坐 标 值 是 相 对 于 起 点 计 量 的编 程 方 式 （ 增 量 坐 标 编 程 ） 。v 图 中 A、 B 两 点 的 编 程 值 在 绝对 坐 标 编 程 中 为 ： A（ 10，20） 、 B（ 25， 50） ， 在 相对 坐 标 编 程 中 ： A（ 0， 0） 、B（ 15， 30） 2.2.6程 序 代 码v 准 备 功 能 G代 码v 功 能 ： 规 定 机 床 运 动 线 型 、 坐 标 系 、 坐 标 平 面 、 刀具 补 偿 、 暂 停 等 操 作 。组 成 ： G后 带 二 位 数 字 组 成 ， 共 有 100种 （ G00G99） 。 有 模 态 （ 续 效 ） 指 令 与 非 模 态 指 令 之 分 。示 例 ： G01， G03， G41， G91， G04， G18， G54等 。v 辅 助 功 能 M代 码v 功 能 ： 控 制 机 床 及 其 辅 助 装 置 的 通 断 的 指 令 。 如 开 、停 冷 却 泵 ； 主 轴 正 反 转 、 停 转 ； 程 序 结 束 等 。 组 成 ： M后 带 二 位 数 字 组 成 ， 共 有 100种 （ M00M99） 。 有 模 态 （ 续 效 ） 指 令 与 非 模 态 指 令 之 分 。示 例 ： M02， M03， M08等 v FST功 能 代 码 ：v F： 进 给 速 度 ， 单 位 ： mm/min, mm/rv S： 主 轴 转 速 , 单 位 ： r/minv T、 D 指 令 ： 指 定 刀 具 号 和 刀 具 长 度 、 半 径 存 放 寄 存 器 号 指令 。组 成 ： T、 D 后 跟 两 位 数 字 ， 如 T11、 D02等 。 其 中 数 字 分 别表 示 存 放 在 库 中 的 刀 具 号 和 刀 具 长 度 、 半 径 补 偿 寄 存 器 号 。模 态 代 码 ： 代 码 一 经 定 义 ， 其 功 能 一 直 保 持 有 效 ， 直 到 被 相 应 的代 码 取 消 或 被 同 组 的 代 码 所 取 代 。v 尺 寸 指 令 指 定 的 刀 具 沿 坐 标 轴 移 动 方 向 和 目 标 位 置 的 指 令 X、 Y、 Z 、 U、V、 W指 令 指 定 沿 直 线 坐 标 轴 移 动 方 向 和 目 标 位 置 指 令 。组 成 ： 后 带 符 号 的 数 字 组 成 。 如 X100、 Y-340等 ， 其 中 数 字表 示 沿 由 字 母 指 定 的 坐 标 轴 运 动 的 目 标 位 置 值 ,符 号 表 示 运 动 的方 向 。单 位 ： mm、 m（ 公 制 ） 或 inch（ 英 制 ） 。 视 用 户 选 定 的 编程 单 位 而 定 。 v A、 B、 C 指 令 指 定 沿 回 转 坐 标 轴 移 动 方 向 和 目 标 位 置 指 令 组 成 ： 后 带 符 号 的 数 字 组 成 。 如 A100、 C-340等 ， 其 中 数 字 表 示 沿 由 字 母 指 定 的 坐 标 轴 运 动的 目 标 位 置 值 ,符 号 表 示 运 动 的 方 向 。 单 位 ： 度 、 弧 度 。 视 用 户 选 定 的 编 程 单 位而 定 。v I、 J、 K、 R 指 令 圆 弧 插 补 圆 心 位 置 和 半 径 指 定 指 令 组 成 ： 后 带 符 号 的 数 字 组 成 。 如 I10、 J-34、R30等 ， 其 中 带 符 号 数 字 表 示 圆 心 位 置 和 半 径 值 。 单 位 ： mm、 m（ 米 制 ） 或 in（ 英 制 ） 。视 用 户 选 定 的 编 程 单 位 而 定 。 2.3数 控 系 统 的 编 程 功 能v 子 程 序 技 术v 子 程 序 名 和 子 程 序 调 用 指 令 用 于 给 子 程 序 命 名 和 在 主 程 序 中 调 用 该 子 程 序 ， 该 指 令 的标 准 化 程 度 不 高 ， 不 同 系 统 有 不 同 的 规 定 。组 成 ： 子 程 序 名 指 令 地 址 符 （ 字 母 或 符 号 ， 如 O、 %等 ） 后 带 若 干 数字 组 成 ； 子 程 序 调 用 指 令 地 址 符 +调 用 子 程 序 名 部 分 +调 用 次 数 部 分 。示 例 ： M98 P08 L12 （ FANUC、 华 中 数 控 系 统 ） v 程 序 段 标 号 ， 程 序 段 结 束 字 符 以 及 变 量组 成 ： 程 序 段 标 号 指 令 地 址 符 N 后 带 若 干 数 字 组 成 ； v 程 序 段 结 束 指 令 每 一 个 程 序 段 都 应 有 结 束 符 ， 它 是 数控 系 统 编 译 程 序 的 标 志 。 常 用 的 有 ： “ * ” 、 “ ； ” 、 “ LF”、“ NL”、 “ CR”等 ， 视 具 体 数 控 系 统 而 定 。 变 量 ： 为 简 化 编 程 有 些 系 统 还 允 许 采 用 变 量 编 程 ， 从 而 可 简 化编 程 。 它 由 地 址 符 （ 字 母 或 符 号 如 #、 R等 ） 后 带 若 干 数 字 组 成 ； 2.4 数 控 编 程 的 工 艺 基 础2.4.1 数 控 加 工 工 艺 基 本 特 点v数 控 加 工 的 程 序 是 数 控 机 床 的 指 令 性 文 件 。数 控 机 床 受 控 于 程 序 指 令 ， 加 工 的 全 过 程 都是 按 程 序 指 令 自 动 进 行 的 。 因 此 ， 数 控 加 工程 序 与 普 通 机 床 工 艺 规 程 有 较 大 差 别 ， 涉 及的 内 容 也 较 广 。 v数 控 机 床 加 工 程 序 不 仅 要 包 括 零 件 的 工艺 过 程 ， 而 且 还 要 包 括 切 削 用 量 ， 走 刀路 线 ， 刀 具 尺 寸 以 及 机 床 的 运 动 过 程 。因 此 ， 要 求 编 程 人 员 对 数 控 机 床 的 性 能 、特 点 、 运 动 方 式 、 刀 具 系 统 、 切 削 规 范以 及 工 件 的 装 夹 方 法 都 要 非 常 熟 悉 。 2.4.2 数 控 加 工 工 艺 分 析 主 要 内 容v数 控 加 工 工 艺 概 括 起 来 主 要 包 括 如 下 内容 。v（ 1） 选 择 适 合 在 数 控 机 床 上 加 工 的 零 件 ，确 定 工 序 内 容 。v（ 2） 分 析 被 加 工 零 件 的 图 纸 ， 明 确 加 工内 容 及 技 术 要 求 。 v（ 3） 确 定 零 件 的 加 工 方 案 ， 制 定 数 控 加工 工 艺 路 线 。 如 划 分 工 序 、 安 排 加 工 顺序 以 及 处 理 与 非 数 控 加 工 工 序 的 衔 接 等 。v（ 4） 加 工 工 序 的 设 计 。 如 选 取 零 件 的 定位 基 准 、 夹 具 方 案 的 确 定 、 划 分 工 步 、选 取 刀 辅 具 和 确 定 切 削 用 量 等 。 v（ 5） 数 控 加 工 程 序 的 调 整 。 选 取 对 刀点 和 换 刀 点 ， 确 定 刀 具 补 偿 ， 确 定 加 工路 线 。v（ 6） 分 配 数 控 加 工 中 的 容 差 。v（ 7） 处 理 数 控 机 床 上 的 部 分 工 艺 指 令 。v虽 然 数 控 加 工 工 艺 内 容 较 多 ， 但 有 些 内容 与 普 通 机 床 加 工 工 艺 非 常 相 似 。 2.4.3 数 控 加 工 工 艺 分 析 的 一 般 步 骤 与 方 法2.4.3.1 数 控 加 工 内 容 及 加 工 方 法 的 选 择v1 选 择 数 控 加 工 内 容v选 择 数 控 加 工 内 容 时 ， 应 考 虑 以 下 问 题 v（ 1） 优 先 选 择 普 通 机 床 上 无 法 加 工 的 内容 ， 作 为 数 控 加 工 的 内 容 ；v（ 2） 重 点 选 择 普 通 机 床 难 加 工 、 质 量 也难 以 保 证 的 内 容 ， 作 为 数 控 加 工 的 内 容 ；v（ 3） 普 通 机 床 加 工 效 率 低 、 工 人 操 作 劳动 强 度 大 的 内 容 ， 可 考 虑 在 数 控 机 床 上加 工 。 v与 上 述 内 容 比 较 ， 下 列 一 些 内 容 则 不 宜选 择 采 用 数 控 机 床 加 工 ：v（ 1） 需 要 通 过 较 长 时 间 占 机 调 整 的 内 容 ，如 以 毛 坯 的 粗 基 准 定 位 来 加 工 第 一 个 精基 准 的 工 序 等 ； v（ 2） 必 须 按 专 用 工 装 协 调 的 孔 及 其 他 加工 内 容 。 主 要 原 因 是 采 集 编 程 用 的 资 料有 困 难 ， 协 调 效 果 也 不 一 定 理 想 ；v（ 3） 不 能 在 一 次 装 夹 中 加 工 完 成 的 其 他零 星 部 位 ， 采 用 数 控 加 工 很 麻 烦 ， 效 果不 明 显 ， 可 安 排 在 普 通 机 床 进 行 补 加 工 。 v2 选 择 数 控 加 工 方 法（ 1） 旋 转 体 零 件 的 加 工v这 类 零 件 一 般 在 数 控 车 床 上 加 工 。（ 2） 孔 系 零 件 的 加 工v宜 用 点 位 元 直 线 控 制 的 数 控 钻 镗 床 或 数控 加 工 中 心 加 工 。 （ 3） 平 面 和 曲 面 轮 廓 零 件 的 加 工v 加 工 曲 面 轮 廓 的 零 件 ， 多 采 用 三 个 或三 个 以 上 坐 标 联 动 的 数 控 铣 床 或 加 工 中心 加 工 。 （ 4） 模 具 型 腔 的 加 工v 此 时 可 考 虑 选 用 数 控 电 火 花 机 床 成 形加 工 。（ 5） 平 板 形 零 件 的 加 工v 该 类 零 件 可 考 虑 选 择 数 控 线 切 割 机 床加 工 。 2.4.3.2 加 工 工 序 的 划 分v工 序 划 分 的 原 则 有 两 种 ： 工 序 集 中 原 则和 工 序 分 散 原 则 。v工 序 集 中 的 特 点 是 ：v（ 1） 有 利 于 采 用 高 生 产 率 的 专 用 设 备 和数 控 机 床 ， 可 大 大 提 高 劳 动 生 产 率 ；v（ 2） 设 备 数 量 少 ， 减 少 了 操 作 工 人 和 操作 面 积 ： v（ 3） 工 序 数 目 少 ， 工 艺 路 线 短 ， 简 化 了生 产 计 划 和 生 产 组 织 工 作 ；v（ 4） 工 件 安 装 次 数 少 ， 缩 短 了 辅 助 时 间 ，容 易 保 证 加 工 表 面 的 相 互 位 置 精 度 ；v（ 5） 数 控 机 床 、 专 用 设 备 和 工 艺 装 备 投资 大 ， 尤 其 是 专 用 设 备 和 工 艺 装 备 调 整和 维 修 比 较 麻 烦 ， 生 产 准 备 工 作 量 大 ，新 产 品 转 换 周 期 长 。 v工 序 分 散 的 特 点 是 ：v（ 1） 设 备 与 工 艺 装 备 比 较 简 单 ， 调 整 方便 ， 工 人 容 易 掌 握 ， 生 产 准 备 工 作 量 少 ，容 易 适 应 产 品 的 更 换 ；v（ 2） 便 于 采 用 最 合 理 的 切 削 用 量 ， 减 少基 本 时 间 ；v（ 3） 设 备 数 量 少 ， 操 作 人 员 多 ， 生 产 面积 大 。 v 加 工 工 序 划 分 时 ， 除 应 考 虑 工 序 集 中和 工 序 分 散 外 ， 还 需 考 虑 如 下 一 些 原 则 。（ 1） 按 粗 、 精 加 工 划 分 工 序（ 2） 按 先 面 后 孔 划 分 工 序（ 3） 按 所 用 刀 具 划 分 工 序 2.4.3.3 工 件 的 装 夹 方 式v（ 1） 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 。v（ 2） 装 卸 工 件 要 方 便 可 靠 ， 以 缩 短 辅 助时 间 和 保 证 安 全 。v（ 3） 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 。 v（ 4） 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 。v（ 5） 应 尽 可 能 采 用 气 、 液 压 夹 具 。 2.4.3.4 对 刀 点 和 换 刀 点 的 确 定v “ 对 刀 点 ” 是 指 数 控 加 工 时 ， 刀 具 相对 工 件 运 动 的 起 点 ， 这 个 起 点 也 是 编 程时 程 序 的 起 点 。 因 此 ， “ 对 刀 点 ” 也 称“ 程 序 起 点 ” 或 “ 起 刀 点 ” 。 在 编 程 时应 正 确 选 择 对 刀 点 的 位 置 。 选 择 的 原 则如 下 ： v（ 1） 选 定 的 对 刀 点 位 置 应 便 于 数 学处 理 和 使 程 序 编 制 简 单 ；v（ 2） 在 机 床 上 容 易 找 正 ；v（ 3） 加 工 过 程 中 便 于 检 查 ；v（ 4） 引 起 的 加 工 误 差 小 。 v对 刀 时 ， 应 使 刀 位 点 与 对 刀 点 重 合 。“ 刀 位 点 ” 一 般 是 指 车 刀 、 镗 刀 的 刀 尖 ；钻 头 的 钻 尖 ； 立 铣 刀 、 面 铣 刀 刀 头 底 面的 中 心 ； 球 头 铣 刀 的 球 头 中 心 。 2.4.3.5 进 给 路 线 的 选 择v1 数 控 车 床 进 给 路 线 的 选 择（ 1） 最 短 的 切 削 进 给 路 线（ 2） 最 短 的 空 行 程 路 线（ 3） 大 余 量 毛 坯 的 阶 梯 切 削 进 给 路 线 v2 数 控 铣 床 进 给 路 线 的 选 择v（ 1） 铣 削 外 轮 廓 表 面 的 进 给 路 线 v（ 2） 铣 削 内 轮 廓 表 面 的 进 给 路 线 v3 顺 铣 和 逆 铣 的 选 择v当 工 件 表 面 无 硬 皮 ， 机 床 进 给 机 构 无 间隙 时 ， 应 选 用 顺 铣 ， 按 照 顺 铣 安 排 进 给路 线 。 v当 工 件 表 面 有 硬 皮 ， 机 床 的 进 给 机 构 有间 隙 时 ， 应 选 用 逆 铣 ， 按 照 逆 铣 安 排 进给 路 线 。 因 为 逆 铣 时 ， 刀 齿 是 从 已 加 工表 面 切 入 ， 不 会 崩 刀 ； 机 床 进 给 机 构 的间 隙 不 会 引 起 振 动 和 爬 行 。 2.4.3.6数 控 加 工 余 量 的 选 择v1 查 表 法v查 表 法 是 根 据 各 工 厂 的 生 产 实 践 和 实 验研 究 积 累 的 资 料 ， 先 制 成 各 种 表 格 ， 再汇 集 成 手 册 。 v2 经 验 估 算 法v经 验 估 算 法 是 根 据 工 艺 编 制 人 员 的 实 际经 验 确 定 加 工 余 量 。 v3 分 析 计 算 法v分 析 计 算 法 是 根 据 一 定 的 试 验 资 料 和 上述 的 加 工 余 量 计 算 公 式 ， 分 析 影 响 加 工余 量 的 各 项 因 素 ， 并 计 算 确 定 加 工 余 量 。 2.4.3.7数 控 加 工 刀 具 的 选 择v1 数 控 刀 具 的 选 择v目 前 涂 镀 刀 具 ， 立 方 氮 化 硼 等 刀 具 已 广泛 用 于 加 工 中 心 ， 陶 瓷 刀 具 与 金 刚 石 刀具 也 开 始 在 加 工 中 心 上 运 用 。 v2 数 控 刀 具 的 使 用 特 点v数 控 刀 具 应 具 有 较 高 的 耐 用 度 和 刚 度 ，刀 头 材 料 热 脆 性 好 ， 有 良 好 断 屑 性 能 ，和 可 调 、 易 更 换 等 特 点 。（ 1） 铣 削 加 工 的 刀 具v平 面 铣 削 应 该 用 不 重 磨 硬 质 合 金 端 铣 刀或 立 铣 刀 。 v立 铣 刀 和 镶 硬 质 合 金 刀 片 的 立 铣 刀 主 要用 于 加 工 凸 轮 ， 凹 槽 和 箱 口 面 。 v为 了 提 高 槽 宽 的 加 工 精 度 减 少 铣 刀 的 种类 ， 加 工 时 可 采 用 直 径 比 槽 宽 小 的 铣 刀 ，先 铣 槽 的 中 间 部 分 ， 然 后 用 刀 具 半 径 补偿 功 能 来 铣 槽 的 两 边 ， 以 达 到 提 高 槽 的加 工 精 度 的 目 的 。 （ 2） 钻 孔 刀 具 的 使 用 特 点v在 加 工 中 心 上 钻 孔 都 是 无 钻 模 直 接 钻 孔 ，因 此 一 般 钻 孔 深 度 约 为 直 径 的 5倍 左 右 ，细 长 孔 的 加 工 易 于 折 断 ， 要 注 意 冷 却 和倒 屑 。 （ 3） 镗 孔 刀 具 的 使 用 特 点v在 加 工 中 心 上 进 行 镗 削 加 工 通 常 是 采 用悬 臂 式 的 加 工 ， 因 此 要 求 镗 刀 有 足 够 的刚 性 和 较 好 的 精 度 。v在 镗 孔 过 程 中 一 般 采 用 移 动 工 作 台 或 立柱 完 成 Z向 进 给 （ 卧 式 ） ， 保 证 悬 伸 不 变 ，从 而 获 得 进 给 的 刚 性 。 （ 4） 螺 孔 攻 丝 刀 具 的 使 用 特 点 （ 5） 数 控 车 刀 特 点 及 选 用v 图 2-20所 示 为 一 现 代 数 控 车 刀 ， 它 主要 由 刀 体 、 刀 片 和 刀 片 紧 固 系 统 3部 分组 成 。v 机 夹 式 车 刀 按 刀 片 紧 固 方 法 的 差 异 可分 为 杠 杆 式 、 契 块 式 、 螺 钉 式 、 上 压 式 。图 2-21是 上 压 式 紧 固 系 统 结 构 图 ， 它 由楔 块 式 夹 具 、 销 、 刀 垫 和 螺 丝 钉 组 成 。 v车 刀 刀 片 的 材 料 主 要 有 高 速 钢 、 硬质 合 金 、 涂 层 硬 质 合 金 、 陶 瓷 和 金刚 石 等 ， 其 中 应 用 最 多 的 是 硬 质 合金 和 涂 层 硬 质 合 金 刀 片 。 2.4.3.8 切 削 用 量 的 选 择v影 响 切 削 条 件 的 因 素 有 ：v（ 1） 机 床 、 工 具 、 刀 具 及 工 件 的 刚 性 ；v（ 2） 切 削 速 度 、 切 削 深 度 、 切 削 进 给 率 ；v（ 3） 工 件 精 度 及 表 面 粗 糙 度 ；v（ 4） 刀 具 预 期 寿 命 及 最 大 生 产 率 ； v（ 5） 切 削 液 的 种 类 、 冷 却 方 式 ；v（ 6） 工 件 材 料 的 硬 度 及 热 处 理 状 况 ；v（ 7） 工 件 数 量 ；v（ 8） 机 床 的 寿 命 。v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 。 v决 定 切 削 速 度 的 因 素 很 多 ， 概 括 起 来 有如 下 几 种 。v（ 1） 刀 具 材 质 。v（ 2） 工 件 材 料 。v（ 3） 刀 具 寿 命 。v（ 4） 切 削 深 度 与 进 刀 量 。v（ 5） 刀 具 的 形 状 。v（ 6） 冷 却 液 使 用 。v（ 7） 机 床 性 能 。 2.4.4 数 控 加 工 工 艺 文 件v数 控 加 工 工 艺 文 件 是 编 程 员 编 制 的 与 程序 单 配 套 的 有 关 技 术 文 件 ， 它 是 操 作 者必 须 遵 守 、 执 行 的 规 程 。 v1 工 艺 规 程 卡v数 控 加 工 工 艺 规 程 卡 是 数 控 加 工 工 艺 文件 重 要 组 成 部 分 之 一 ， 它 规 定 了 工 序 内容 、 加 工 顺 序 、 加 工 面 回 转 中 心 的 距 离（ 立 式 加 工 中 心 无 此 项 ） 、 刀 具 编 号（ 码 ） 、 刀 具 类 型 和 规 格 、 刀 辅 具 （ 工具 ） 型 号 和 规 格 、 主 轴 转 速 、 进 给 量 和切 削 深 度 等 。 v2 刀 具 调 整 卡v刀 具 调 整 卡 是 指 导 机 外 对 刀 、 预 置 、 调整 或 修 改 刀 具 尺 寸 的 工 艺 性 文 件 。 v3 数 控 加 工 程 序 单v数 控 加 工 程 序 单 是 数 控 机 床 运 动 的 指 令 ，也 是 技 术 准 备 和 生 产 作 业 指 令 性 文 件 。该 文 件 记 录 了 数 控 加 工 的 工 艺 过 程 、 切削 用 量 、 走 刀 路 线 、 刀 具 尺 寸 以 及 机 床运 动 的 全 过 程 。 . 数 控 程 序 编 制 中 的 数 学 处 理2.5.1 数 学 处 理 的 概 念v根 据 零 件 图 样 ， 按 照 已 确 定 的 加 工 路 线 和 允许 的 编 程 误 差 ， 计 算 编 程 时 所 需 要 的 资 料 ，称 为 数 控 加 工 的 数 值 计 算 。 数 值 计 算 的 内 容包 括 计 算 零 件 轮 廓 的 基 点 和 节 点 的 坐 标 以 及刀 具 中 心 运 动 轨 迹 的 坐 标 。 v所 谓 基 点 ， 是 指 各 几 何 元 素 间 的 连 接点 ， 如 直 线 与 直 线 的 交 点 ， 直 线 与 圆弧 的 交 点 或 切 点 ， 圆 弧 与 圆 弧 的 交 点或 切 点 等 。 v逼 近 直 线 小 段 和 圆 弧 小 段 与 轮 廓 曲 线的 交 点 或 切 点 称 为 节 点 。 2.5.2 常 见 的 数 学 处 理 方 法2.5.2.1 直 线 和 圆 弧 轮 廓 基 点 计 算 方 法1 联 立 方 程 组 法 求 解 基 点 坐 标2 三 角 函 数 法 求 解 基 点 坐 标 2.5.2.2 非 圆 曲 线 的 节 点 计 算1 直 线 逼 近 零 件 轮 廓 曲 线 时 的 节 点 计 算（ 1） 等 间 距 直 线 逼 近 的 节 点 计 算（ 2） 等 步 长 法 直 线 逼 近 的 节 点 计 算 （ 3） 等 误 差 法 （ 变 步 长 法 ） 2 圆 弧 逼 近 零 件 轮 廓 时 节 点 计 算（ 1） 圆 弧 分 割 法（ 2） 三 点 作 图 法 2.5.2.3 列 表 曲 线 的 数 学 处 理 方 法v1 牛 顿 插 值 法v2 双 圆 弧 法v3 样 条 函 数 法（ 1） 三 次 样 条 函 数 拟 合 （ 2） 圆 弧 样 条 拟 合 2.5.2.4 空 间 曲 面 的 加 工v1 三 坐 标 数 控 加 工v2 五 坐 标 数 控 加 工 本 章 小 结v重 点 ： 理 解 机 床 原 点 、 机 床 参 考 点 、 编 程 原点 、 刀 位 点 的 概 念 掌 握 数 控 加 工 中 工 序 的 划分v难 点 ： 手 工 编 程 的 过 程 、 机 床 坐 标 系 的 判 定 、机 床 原 点 、 参 考 点 、 刀 位 点 作 业v手 工 编 程 的 过 程 如 何 ？v简 述 数 控 机 床 X、 Y、 Z各 轴 如 何 判 定 ？v何 谓 机 床 原 点 、 机 床 参 考 点 、 编 程 原 点 ？v数 控 加 工 工 序 的 划 分 原 则 是 什 么 ？ 各 有 何 特点 ？