数控机床常用准备功能指令的编程方法1

第三节第三节常用准备功能指令的编程方法常用准备功能指令的编程方法一、与坐标系有关的指令一、与坐标系有关的指令1、绝对坐标与增量坐标指令、绝对坐标与增量坐标指令-G90、G9190按绝对坐标程编；按绝对坐标程编；91按增量坐标程编；按增量坐标程编；模态代码模态代码注意：注意：这两个指令是同组模态指令，也就是说这两个指令是同组模态指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下（即无同时使用。在缺省的情况下（即无G90又无又无G91）,默认是在默认是在G90状态下。状态下。例：下图表示例：下图表示AB和和BC两个直线插补程序段的运动方两个直线插补程序段的运动方向及坐标值，向及坐标值，AB已加工完毕，要加工已加工完毕，要加工BC段，刀具段，刀具在在B点点绝对坐标方式：绝对坐标方式：G90G01X30Y40；增量坐标方式：增量坐标方式：G91G01X-50Y-30；如：加工如：加工BC段直线段直线或或G01U-50V-30；G91G01X-50Y-30；2、坐标系设定指令、坐标系设定指令-G92作用：作用：以工件原点为准，确定刀具刀以工件原点为准，确定刀具刀位点的坐标值。位点的坐标值。注意：注意：刀具不移动刀具不移动。例：例：G92X30Y30Z25XYZ 对刀点对刀点(刀刀 位位 点）点）工件坐标系零工件坐标系零 点点30.030.025.0l采用采用G92G92实现原点偏移实现原点偏移原点偏移原点偏移N1 G90 N1 G90 N2 G92 X10.0 Y7.0 Z0 /N2 G92 X10.0 Y7.0 Z0 /对刀定义程序原点对刀定义程序原点 /加工第一个零件加工第一个零件N8 G00 X0 Y0 /N8 G00 X0 Y0 /快速回程序原点快速回程序原点N9 G92 X4.0 Y4.5/N9 G92 X4.0 Y4.5/对刀定义程序原点对刀定义程序原点 /加工第二个零件加工第二个零件N13 G00 X0 Y0 /N13 G00 X0 Y0 /快速回程序原点快速回程序原点N14 G92 X4.5 Y-1.2/N14 G92 X4.5 Y-1.2/对刀定义程序原点对刀定义程序原点 /加工第三个零件加工第三个零件G92要求要求n坐标值必须齐全；坐标值必须齐全；n只能使用绝对坐标值；只能使用绝对坐标值；n在一个零件的全部加工程序中，可重在一个零件的全部加工程序中，可重复多次使用复多次使用G92。3、17、18、19坐标平面选择坐标平面选择为模态指令为模态指令缺省值为缺省值为G17G19YZXG17G18二、运动控制指令二、运动控制指令1、00快速点定位快速点定位n作作用用：快快速速定定位位，不不进进行行切切削削，无运动轨迹要求。无运动轨迹要求。n格式格式：G00X_Y_Z_;注意注意：nG00指令中不需要指令中不需要指定速度。即指定速度。即F指指令无效。令无效。nG00的的运运动动轨轨迹迹不不一一定定是是直直线线，若若不不注意则容易干涉注意则容易干涉。G00 X20 Y20 F100;2、01直线插补直线插补n格式：格式：G01XaYbZcFfn作用：作用：指令多坐标（指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（规定的位置（a、b、c）。）。当前位置是直线的起当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。点坐标。n模态指令模态指令例例1铣削加工如图所示轮廓铣削加工如图所示轮廓，P点为起刀点，刀具点为起刀点，刀具由由P点快速移点快速移至至A点，然后点，然后沿沿A-B-O-A方向铣削，方向铣削，再快速返回再快速返回P点，试用增量方式编写该程序。点，试用增量方式编写该程序。O050N0010G92X28Y20；N0020G91G00X-12S600T01M03；N0030G01X-24Y-12F100；N0040X8Y-8；N0050X16Y20；N0060G00X12;N0070M05;N0080M02；PABO81612812yx3、02、03圆弧插补圆弧插补使机床在指定平使机床在指定平面内执行圆弧运行，面内执行圆弧运行，切削出圆弧轮廓。切削出圆弧轮廓。02顺时针圆弧插补；顺时针圆弧插补；03逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补顺、逆方向判别规则：顺、逆方向判别规则：沿垂直于沿垂直于圆弧所在平面圆弧所在平面的坐标轴的负的坐标轴的负方向观察，来方向观察，来判别圆弧的顺、判别圆弧的顺、逆时针方向。逆时针方向。格式：格式：符号说明：符号说明：X、Y表表示示圆圆弧弧的的终终点点坐坐标标（绝绝对对坐坐标标系系下下）或或圆圆弧弧终终点点相相对对于于起起点点的的距离（相对坐标系下）；距离（相对坐标系下）；符号说明：符号说明：nI、J表示圆弧中心相对于圆弧的起点表示圆弧中心相对于圆弧的起点在在X、Y方向的坐标增量；方向的坐标增量；X XY YI IJ J起点起点圆心圆心终点终点符号说明符号说明：nR-圆弧半径圆弧半径nR表示法：用半径表示法：用半径R带有符号的数值来带有符号的数值来表示：表示：规定：规定：AB180：R0R100BA180：R0R-100 ABAB ABABA AB BR100R100绝对坐标系下加工A到B圆弧:红色的圆弧:G03 X0 Y30 R30 F100;G03 X0 Y30 I-30 J0 F100;黑色的圆弧:G03 X0 Y30 R-30 F100;G03 X0 Y30 I0 J30 F100;注意注意：n不可用半径不可用半径R表示表示封闭圆封闭圆。nG00,G01,G02,G03是同组续效指令，缺省是同组续效指令，缺省值值G01。n本段终点若与上一段终点位置相同，即起本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不点与终点最终没有相对位移，则可省略不写。写。例例2：以逆时针方向加工一半径为：以逆时针方向加工一半径为20mm的封闭圆，的封闭圆，刀具起点在刀具起点在O点点。xyAOR20nN100 G92 X0 Y0；nN102 G90 G17 G00 X20 Y0；nN104 G03 I-20 F100；nN106 G00 X0 Y0 M02；A AB BC CD DR18R18R25R25R20R2043436868x xy y圆弧编程圆弧编程例例3：以以增增量量方方式式编编写写如如图图所所示示零零件件加加工工程程序序，刀刀具具起起点点位位于于坐坐标标原原点点上上，要要求求采采用用圆圆心心表表示示方法和半径表示方法两种形式编程。方法和半径表示方法两种形式编程。圆心方式编程圆心方式编程O0001N100G92X0Y0；N101G91G00G17X0Y18S600T01M03；N102G02X18Y-18I0J-18F100;N104G03X50Y0I25J0；N106G02X20Y20I0J20；N108M05;N110M02；相对坐标半径方式编程相对坐标半径方式编程：O0001N100G92X0Y0；N101G00X0Y18S600T01M03；N102G02X18Y0R18F100;N104G03X68Y0R25；N106G02X88Y20R-20；N108M05;N110M02；编写左图所示零件的加工程序。加工使用刀具为直径10毫米的平底刀。起刀点为(0,0,20)1(X-55,Y-55)2(X-55,Y45)3(X20,Y45)4(X55,Y10)5(X55,Y-15)6(X50,Y-15)7(X25,Y-40)8(X25,Y-45)9(X-65,Y-45)常用指令复习nG00,G01,G02,G03;nG90,G91,G92;nM指令nF指令,S指令 nT指令三、刀具半径补偿指令三、刀具半径补偿指令刀具半径补偿刀具半径补偿 在零件轮廓铣削加在零件轮廓铣削加工时，由于刀具半工时，由于刀具半径尺寸影响，刀具径尺寸影响，刀具的中心轨迹与零件的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。轮廓往往不一致。为了避免计算刀具为了避免计算刀具中心轨迹，直接按中心轨迹，直接按零件图样上的轮廓零件图样上的轮廓尺寸编程，数控系尺寸编程，数控系统提供了刀具半径统提供了刀具半径补偿功能补偿功能 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令 左偏刀具半径补偿左偏刀具半径补偿 lG41G41为左偏刀具半径补偿为左偏刀具半径补偿 假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿侧的刀具半径补偿 右偏刀具半右偏刀具半径补偿径补偿 lG42G42为右偏刀具半径补偿：为右偏刀具半径补偿：假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿侧的刀具半径补偿 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令 G41和和G42的指令格式可分为两种情况：的指令格式可分为两种情况：其中：其中：D D为补偿号，即存放刀补值的存储器地址号。为补偿号，即存放刀补值的存储器地址号。（1）G00、G01的格式为：的格式为：G40取消刀具补偿取消刀具补偿G40用在用在G00、G01的刀具半径补偿注销。的刀具半径补偿注销。格式为：格式为：程序格式：程序格式：G00/G01 G41/G42 XG00/G01 G41/G42 X Y Y D D /建立补偿程序段建立补偿程序段 /轮廓切削程序段轮廓切削程序段G00/G01 G40 XG00/G01 G40 X Y Y /补偿撤消程序段补偿撤消程序段刀补的步骤刀补的步骤：（1）刀补建立）刀补建立（2）刀补进行）刀补进行（3）刀补撤消）刀补撤消建立刀具半径补偿建立刀具半径补偿 -1-1建立刀具半径补偿建立刀具半径补偿工作过程工作过程 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令 l刀具半径补偿建立时，一般是直线且为空行程，以防刀具半径补偿建立时，一般是直线且为空行程，以防过切过切 l刀具半径补偿一般只能平面补偿刀具半径补偿一般只能平面补偿 l刀具半径补偿结束用刀具半径补偿结束用G40G40撤销，撤销时同样要防止过切撤销，撤销时同样要防止过切 注意：注意：l建立补偿程序段，必须是在补偿平面内不为零的直线移动建立补偿程序段，必须是在补偿平面内不为零的直线移动 l建立补偿程序段，一般应在切入工件之前完成建立补偿程序段，一般应在切入工件之前完成 l撤销补偿程序段，一般应在切出工件之后完成撤销补偿程序段，一般应在切出工件之后完成 4）刀具半径补偿功能的优点：）刀具半径补偿功能的优点：（1）只需按零件轮廓编程，不需计算刀）只需按零件轮廓编程，不需计算刀具中心运动轨道；具中心运动轨道；（2）刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径）刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，只需改动刀具半径补偿值，而不变小，只需改动刀具半径补偿值，而不必须改程序必须改程序（3）同同一一把把刀刀具具进进行行粗粗、精精加加工工时时，设设精精加加工工余余量量为为，则则粗粗加加工工的的刀刀具具半半径径补补偿偿值值为为r刀刀，精精加加工工的的刀刀具具半半径径的的补补偿偿值值为为r即可。即可。2、刀具长度补偿指令、刀具长度补偿指令G43、G44用于刀具的轴用于刀具的轴向（向（Z方向）补偿。方向）补偿。G43刀具长度正补偿刀具长度正补偿（在相应的程序（在相应的程序段内增加坐标尺寸）；段内增加坐标尺寸）；G44刀刀具具长长度度负负补补偿偿（在在相相应应的的程程序序段内减少坐标尺寸）。段内减少坐标尺寸）。补偿格式：补偿格式：Z值是程序中的指令值，值是程序中的指令值，H为补偿代号。为补偿代号。G43时：时：G44时：时：Z实际值实际值=Z指令值指令值+（H)Z实际值实际值=Z指令值指令值-（H）长度补偿的注销有两种格式：长度补偿的注销有两种格式：（1）49刀刀具具长长度度补补偿偿撤撤消消，使使G43、G44指令无效。指令无效。（2）G43H00或或G44H00例.见下图所示，用20的刀具加工下图轮廓，用16的刀具加工凹台，刀具起点位置（-20,-20,100）。O5002N10 G92 X-20 Y-20 Z100;N20 M03 S500;N30 T01;N40 G00 G43 Z-23 H01;N50 G01 G41 X0 Y-8 D01 F100;N60 Y42;N70 X7 Y56;N80 X80;N90 Y10;N100 G02 X70 Y0 R10;N110 G01 X-10;N120 G00 G40 X-20 Y-20;N130 G49 Z100;nN140 T02;nN150 G00 G43 Z-10 H02;nN160 X5 Y-10;nN170 G01 Y66 F100;nN180 X19;nN190 Y-10;nN200 X20;nN210 Y66;nN220 G43 Z100 H00;nN230 G00 X-20 Y-20 Z100;nN240 M05;nN250 M02;G04暂停指令暂停指令(非模态指令）非模态指令）功能功能功能功能：可使刀具作短时的无进给运动：可使刀具作短时的无进给运动 编程格式：编程格式：G04 X_ G04 X_ 或或 G04 P_ G04 P_ 其中：其中：X,PX,P其后的数值表示暂停的时间，单位为其后的数值表示暂停的时间，单位为s s或或ms;ms;视具体数控系统而定。视具体数控系统而定。用途：用途：用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工用车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工 用作时间匹配，对于那些动作较长的外部，或者为用作时间匹配，对于那些动作较长的外部，或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。中插入该指令。l机床的原点偏移，实质上使机床参考点向程序员定义在工件上的程机床的原点偏移，实质上使机床参考点向程序员定义在工件上的程序原点的偏移序原点的偏移原点偏移原点偏移现代现代CNC系统一般都配有工件测量头，在手动操作下能准确地测系统一般都配有工件测量头，在手动操作下能准确地测量该偏移量，存在量该偏移量，存在G54到到G59原点偏移寄存器中，供原点偏移寄存器中，供CNC系统原点系统原点偏移计算用偏移计算用没有工件测量头地情况下，程序原点位置地测量要靠对刀的方式没有工件测量头地情况下，程序原点位置地测量要靠对刀的方式来实现来实现l下图描述了一个一次装夹加工三个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系下图描述了一个一次装夹加工三个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系及偏移计算方法及偏移计算方法原点偏移原点偏移l采用采用G92G92实现原点偏移实现原点偏移原点偏移原点偏移N1 G90 N1 G90 N2 G92 X10.0 Y7.0 Z0 /N2 G92 X10.0 Y7.0 Z0 /对刀定义程序原点对刀定义程序原点 /加工第一个零件加工第一个零件N8 G00 X0 Y0 /N8 G00 X0 Y0 /快速回程序原点快速回程序原点N9 G92 X4.0 Y4.5/N9 G92 X4.0 Y4.5/对刀定义程序原点对刀定义程序原点 /加工第二个零件加工第二个零件N13 G00 X0 Y0 /N13 G00 X0 Y0 /快速回程序原点快速回程序原点N14 G92 X4.5 Y-1.2/N14 G92 X4.5 Y-1.2/对刀定义程序原点对刀定义程序原点 /加工第三个零件加工第三个零件铣床的机床原点铣床的机床原点 加工坐标系加工坐标系 加工坐标系的设定加工坐标系的设定l在机床坐标系中直接设定加工原点在机床坐标系中直接设定加工原点 O O3 3 （1 1）加工坐标系的选择）加工坐标系的选择（2 2）设定加工坐标系指令）设定加工坐标系指令编程原点设置在工件轴心线与工件底编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的交点上端面的交点上 G54G54G59G59为设定加工坐标系指令。为设定加工坐标系指令。G54G54对应一号工件坐标系，其余以此类推对应一号工件坐标系，其余以此类推 加工坐标系的设置加工坐标系的设置 l下图描述了一个一次装夹加工三个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系下图描述了一个一次装夹加工三个相同零件的多程序原点与机床参考点之间的关系及偏移计算方法及偏移计算方法原点偏移原点偏移l采用采用G54G54到到G59G59实现原点偏移实现原点偏移首先设置首先设置G54G54到到G56G56原点偏移寄存器原点偏移寄存器对于零件对于零件1 1：G54 X-10.0 Y-7.0 Z0G54 X-10.0 Y-7.0 Z0对于零件对于零件2 2：G55 X-14.0 Y-11.5 Z0G55 X-14.0 Y-11.5 Z0对于零件对于零件3 3：G56 X-18.5 Y-10.3 Z0G56 X-18.5 Y-10.3 Z0然后调用：然后调用：N1 G90 G54N1 G90 G54 /加工第一个零件加工第一个零件N7 G55N7 G55 /加工第二个零件加工第二个零件N10 G56N10 G56 /加工第三个零件加工第三个零件 原点偏移原点偏移内容小结1 1、数控加工代码及其分类数控加工代码及其分类 2 2、数控加工程序的结构数控加工程序的结构3 3、与坐标系有关的指令、与坐标系有关的指令4 4、与控制方式有关的指令、与控制方式有关的指令 5 5、与刀具补偿有关的指令、与刀具补偿有关的指令 6 6、其它指令、其它指令 习题与思考题1 1、简述、简述代码（指令）的分类。代码（指令）的分类。2 2、名词解释：名词解释：模态模态/非模态指令非模态指令3 3、试解释下列指令的意义：试解释下列指令的意义：G00 G00 G01 G01 G02 G02 G03G03；G40G40 G41 G41 G42 G42；G04G04；G90 G91G90 G91；G92G92；G54 G54 G55G55；G17G17 G18G18 G19G19；M02M02；M03 M04 M05M03 M04 M05；M07 M08M07 M08；编制如图所示零件外轮廓加工的数控铣削加工程序，用20的刀具加工下图轮廓，用16的刀具加工下图凹台，刀具起点位置（0，0，50）。O0002N10 G92 X0 Y0 Z100;N20 第四节第四节 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理n数控加工工艺基本特点数控加工工艺基本特点n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。第四节第四节 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理n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。数控加工的主要内容n适合数控加工的工件（1）优先选择普通机床上无法加工的内容；（2）重点选择普通机床难加工、质量也难以保证的；（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。第四节第四节 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理第四节第四节 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理n不适合数控加工的工件：（1）占机调整时间长，如以毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序等，需专用工装协调的工件。（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点的工件。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。（3）按某些特定的制造依据加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。第四节第四节 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理典型零件数控加工方法（1）旋转体零件的加工）旋转体零件的加工n这类零件一般在数控车床上加工。（2）孔系零件的加工）孔系零件的加工n宜用数控钻镗床或数控加工中心加工。第四节第四节 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理（3）平面和曲面轮廓零件的加工）平面和曲面轮廓零件的加工n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）模具型腔的加工n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）平板形零件的加工n该类零件可考虑选择数控线切割机床加工。第四节第四节数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理工艺处理包括：工艺处理包括：n数控加工的合理性分析数控加工的合理性分析n零件的工艺性分析零件的工艺性分析n工艺过程和工艺路线的确定工艺过程和工艺路线的确定n零件安装方法的确定零件安装方法的确定n选择刀具和确定切削用量等。选择刀具和确定切削用量等。一、合理确定零件的加工路线一、合理确定零件的加工路线加工线路加工线路:加工过程中刀具相对于工件加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和运动方向的运动轨迹和运动方向。n数控加工工艺设计中，应遵循工序最大限度集中的原则，即一次装夹力求完成本台数控机床所能加工的全部表面。n（1）粗、精加工分开的原则n（2）一次定位的原则n（3）先面后孔的原则n（4）尽量减少换刀的原则n（5）连续加工的原则一、合理确定零件的加工路线一、合理确定零件的加工路线确定加工路线的原则：确定加工路线的原则：1、保证零件的加工精度和表面粗糙、保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求度的要求;2、尽量缩短走刀路线，减少空走刀、尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率。行程，提高生产率。3 3、应使数值计算简单，程序段数量、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量少，以减少编程工作量车削或铣削：车削或铣削：原则：原则：尽量采用尽量采用切向切入切向切入/出出，不用径向切入，不用径向切入/出，出，以避免由于切入以避免由于切入/出路线的不当降低零件的出路线的不当降低零件的表面加工质量。表面加工质量。切向切入切向切入径向切入径向切入空间曲面的加工空间曲面的加工(c)(b)(a)孔类加工（钻孔、镗孔孔类加工（钻孔、镗孔）原则：原则：在满足精度要求的前提下，尽可在满足精度要求的前提下，尽可能能减少空行程减少空行程：n 个个ba数控车削的工艺分析 寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率（b b）（a a）零件上的孔系）零件上的孔系 （c c）为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来最后一次走刀中连续加工出来先用行切方式先用行切方式，最后沿周向环切一刀最后沿周向环切一刀 两次走刀的起点和终点间留下残留两次走刀的起点和终点间留下残留高度，达不到要求的表面粗糙度高度，达不到要求的表面粗糙度 行切方式行切方式 二、合理选择对刀点、换刀二、合理选择对刀点、换刀点点对刀点：对刀点：在数控加工时，刀具相对于工在数控加工时，刀具相对于工件运动的起点。件运动的起点。n对刀点对刀点也是程序执行的起点，故又称为也是程序执行的起点，故又称为“程序原点程序原点”。n对刀点对刀点可以是工件或夹具上的点，或者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。与它们相关的易于测量的点。n对刀点对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。标系的相对关系就确定了。刀位点刀位点：指刀具的定位基准指刀具的定位基准点。点。镗刀镗刀 钻头钻头立铣刀立铣刀端铣刀端铣刀面铣刀面铣刀指状指状铣刀铣刀球头球头铣刀铣刀车刀车刀指使指使“刀位点刀位点”与与“对刀点对刀点”重合的操作。重合的操作。对刀：对刀：对刀点的选择原则是：对刀点的选择原则是：n选选在在零零件件的的设设计计基基准准或或工工艺艺基基准准上上，或与之相关的位置上。或与之相关的位置上。n选在对刀方便，便于测量的地方。选在对刀方便，便于测量的地方。n选在便于坐标计算的地方选在便于坐标计算的地方 对刀点：对刀点：ZCR30R20R50刀具运动轨迹刀具运动轨迹工件轮廓工件轮廓XY换刀换刀点：点：应设在应设在工件或工件或夹具的夹具的外部外部三、合理选择工件的装夹方法、刀具三、合理选择工件的装夹方法、刀具和切削用量和切削用量1、装夹方法的选择、装夹方法的选择（1）尽尽量量选选用用标标准准化化、通通用用化化夹夹具具，避避免免采用专用夹具。采用专用夹具。（2）工件的装卸要快速、方便、可靠。）工件的装卸要快速、方便、可靠。（3）零件上的加工部位要外露敞开，不要）零件上的加工部位要外露敞开，不要因装夹工件而影响刀具进给和切削加工。因装夹工件而影响刀具进给和切削加工。2、刀具的选用、刀具的选用对选择刀具总的要求：对选择刀具总的要求：安安装装调调整整方方便便、刚刚性性好好、精度高、使用寿命长精度高、使用寿命长。n刀具材料应具备的切削性能（1）高等硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧度（3）良好的耐热性和导热性（4）良好的工艺性（5）良好的经济性2、刀具的选用、刀具的选用l数控刀具应具有的特点数控刀具应具有的特点（1）刀具应具有很高的切削效率（2）刀具有很高的精度和重复定位精度（3）刀具有很高的可靠性和耐用度（4）能实现刀具尺寸的预调和快速换刀（5）具有一个比较完善的工具系统（6）能建立刀具管理系统（7）有刀具在线监控及尺寸补偿系统。2、刀具的选用、刀具的选用2、刀具的选用、刀具的选用数控刀具的选择数控刀具的选择（1）铣削加工的刀具n平面铣削应该用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。n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。n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、刀具的选用、刀具的选用（2）钻孔刀具的使用特点n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，细长孔子的加工易于折断，要注意冷却和倒屑。2、刀具的选用、刀具的选用n（3）镗孔刀具的使用特点n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。n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。3、切削用量的确定、切削用量的确定包括：包括：n切削深度和宽度切削深度和宽度n主轴转速主轴转速n进给速度等。进给速度等。切削用量的选择原则：切削用量的选择原则：（）（）零件加工精度和粗糙度；零件加工精度和粗糙度；（）充充分分发发挥挥刀刀具具切切削削性性能能，保保证证合理的刀具耐用度；合理的刀具耐用度；（）充分发挥机床性能；（）充分发挥机床性能；（）最最大大限限度度提提高高生生产产率率、降降低低成成本。本。第五节第五节程序编制中的数值计算程序编制中的数值计算一、概述一、概述数数控控编编程程中中的的数数值值计计算算是是根根据据工工件件的的图图样样要要求求，按按照照已已确确定定的的加加工工路路线线和和允允许许的的编编程程误误差差，计计算算出出数数控控系系统所需输入的数据。统所需输入的数据。主要内容有：主要内容有：1、基点和节点的计算、基点和节点的计算基点基点：直线段和圆弧段的交点和切点；直线段和圆弧段的交点和切点；节节点点：用用来来逼逼近近直直线线或或圆圆弧弧小小段段与与轮轮廓廓曲线的交点或切点曲线的交点或切点。2、刀位点轨迹的计算、刀位点轨迹的计算根据零件轮廓和刀具类型计算出刀根据零件轮廓和刀具类型计算出刀位点的运动轨迹。位点的运动轨迹。3、辅助计算、辅助计算辅助计算包括增量计算、脉冲数计算、辅助计算包括增量计算、脉冲数计算、辅助程序段的数值计算等。辅助程序段的数值计算等。辅助程序段是指开始加工时，刀具从辅助程序段是指开始加工时，刀具从对刀点到切入点，或加工完了时，刀具从切对刀点到切入点，或加工完了时，刀具从切出点返回对刀点而特意安排的程序段。出点返回对刀点而特意安排的程序段。数值计算的复杂程度取决于零件的复数值计算的复杂程度取决于零件的复杂程度和数控装置功能的强弱杂程度和数控装置功能的强弱。二、直线和圆弧组成的零件轮廓的基点计算二、直线和圆弧组成的零件轮廓的基点计算首先选定零件坐标系的原点，然后首先选定零件坐标系的原点，然后列出各直线和圆弧的数学方程，利用初列出各直线和圆弧的数学方程，利用初等数学的方法求出相邻几何元素的交点等数学的方法求出相邻几何元素的交点和切点即可。和切点即可。基点基点 零件图样零件图样 l零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连接点称为基点接点称为基点 lA A、B B、C C、D D、E E为基点。为基点。A A、B B、D D、E E的坐标值从图中很容易找出的坐标值从图中很容易找出,C,C点是直点是直线与圆弧切点，要联立方程求解。以线与圆弧切点，要联立方程求解。以B B点为计算坐标系原点，联立下列方点为计算坐标系原点，联立下列方程程 以以A A点为原点的编程坐标系中，点为原点的编程坐标系中，C C点坐点坐标为（标为（64.278664.2786，54.550754.5507）三、非圆曲线的节点计算三、非圆曲线的节点计算除直线和圆弧之外可以用数学方除直线和圆弧之外可以用数学方程式表达并且可导的平面轮廓曲线，程式表达并且可导的平面轮廓曲线，称为非圆曲线。称为非圆曲线。非圆曲线数学处理的基本过程非圆曲线数学处理的基本过程 零件轮廓的节点零件轮廓的节点 l数控系统一般只能作数控系统一般只能作直线直线插补和插补和圆弧圆弧插补的切削运动插补的切削运动 l如果工件轮廓是非圆曲线，数控系统就无法直接实现插补，而需要通过一定的数学处理如果工件轮廓是非圆曲线，数控系统就无法直接实现插补，而需要通过一定的数学处理 l数学处理的方法是，用直线段或圆数学处理的方法是，用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为节点加工曲线交点称为节点 l在编程时，首先要计算出节点的坐标在编程时，首先要计算出节点的坐标 l图中有图中有6 6个节点，即用六段直线逼近了个节点，即用六段直线逼近了曲线，因而就有六个直线插补程序段曲线，因而就有六个直线插补程序段 l节点数目越多，由直线逼近曲线产生节点数目越多，由直线逼近曲线产生的误差的误差越小，程序的长度则越长越小，程序的长度则越长 数控加工误差的组成数控加工误差的组成 逼近误差逼近误差 l数控加工误差数控加工误差数加是由编程误差、机床误差、定位误差、对刀误差等误差综合形成数加是由编程误差、机床误差、定位误差、对刀误差等误差综合形成 l编程误差由逼近误差编程误差由逼近误差、圆整误差组成、圆整误差组成 l逼近误差逼近误差是在用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线的过程中产生是在用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线的过程中产生 l圆整误差是在数据处理时，将坐标值四舍五入圆整成整数脉冲当量值产生的误差圆整误差是在数据处理时，将坐标值四舍五入圆整成整数脉冲当量值产生的误差 脉冲当量是指每个单位脉冲对应坐标轴的位移量脉冲当量是指每个单位脉冲对应坐标轴的位移量 普通精度级的数控机床，一般脉冲当量值为普通精度级的数控机床，一般脉冲当量值为0.01mm0.01mm；较精密数控机床的脉冲当量值为；较精密数控机床的脉冲当量值为0.005mm0.005mm或或0.001mm0.001mm等等 四、四、列表曲线的数学模型及算法列表曲线的数学模型及算法用方程式拟合列表曲线必须满足如下要求用方程式拟合列表曲线必须满足如下要求:（1）拟合曲线过各型值点）拟合曲线过各型值点;（2）拟拟合合曲曲线线在在连连接接点点处处的的一一阶阶导导数数,二二阶阶导数连续导数连续,曲线光滑曲线光滑;（3）拟合曲线与列表给出的曲线凹凸一致）拟合曲线与列表给出的曲线凹凸一致.方方法法：三三次次样样条条、三三次次参参数数样样条条、样条、圆弧样条等。样条、圆弧样条等。三次参数样条应用最广泛。三次参数样条应用最广泛。五、自由曲面的数学处理及算法五、自由曲面的数学处理及算法在在数数控控加加工工中中，粗粗加加工工、半半精精加加工工常常用用Ferguson曲曲面面拟拟合合法法；对对精精度度要要求求较较高高的的曲面曲面，用，用Coons曲面曲面法。法。Coons曲面法的数字处理分五个方面：曲面法的数字处理分五个方面：）确定曲面的参数方程及矢量方程；）确定曲面的参数方程及矢量方程；）确定曲面片的要素；确定曲面片的要素；）双三次样条曲面片的生成；双三次样条曲面片的生成；）双三次参数样条的插值；双三次参数样条的插值；）曲面的切割。曲面的切割。六、六、组合曲面的数学处理组合曲面的数学处理组组合合曲曲面面是是指指由由多多种种曲曲面面，包包括括解解析析曲曲面面及及自自由由曲曲面面相相贯贯而而组组成成的的复复杂杂曲曲面。面。处理组合曲面的方法最高点法。处理组合曲面的方法最高点法。最最高高点点法法主主要要任任务务就就是是求求对对应应于于投投影影面面上上（、Z）的的各各曲曲面面元元素素的的正正坐标。坐标。