数控加工程序的编制资料课件

第三章 数控加工程序的编制 3.1数控车床的程序编制 （1）数控车床主要加工轴类零件轴类零件和法兰类零件，使用四脚卡盘和专用夹具也能加工出较复杂的回转零件。（2）车削加工时，装在数控车床上的工件随同主轴一起作回转运动，数控车床的刀架在X轴和Z轴组成的平面内运动，主要加工回转零件的端面、内孔和外圆。（3）由于数控车床配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。说明：（4）前置刀架与后置刀架：数控车床刀架布置的两种形式 前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架 后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜，这样的结构形式便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除；且后置空间大，可以设计更多工位的刀架；一般全功能的数控车床都设计为后置刀架。3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点（1）可以采用绝对值编程、增量值编程，或二者的混用。在采用增量值编程时，有些数控车床不用G91指令，而是在运动轨迹的起点建立起平行于X、Z轴的增量坐标系U、W。N01 G91 G01 X-20 Z-18 (半径编程)B12 303515AXZ相当于：N01 G01 U-20 W-18N01 G91 G01 X-40 Z-18 (直径编程)相当于：N01 G01 U-40 W-18有些数控车床编程时，绝对坐标指令直接用X、Z 来指定数值；而增量坐标指令直接用U、W来指定数值。N01 G01 X30 W-18 (直径编程)3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点（2）直径编程和半径编程 由于零件的回转尺寸（径向尺寸）在图纸上标注及测量时，一般都用直径值表示，因此数控车削加工常用直径编程。直径编程：若用G90绝对值编程时，则X值以直径值表示若用G91相对值编程时，则X 值以实际增量的两倍表示半径编程:若用G90绝对值编程时，则X值以半径值表示若用G91相对值编程时，则X 值即为实际增量值 通过改变数控系统中的相关参数,来设定车床直径编程/或半径编程的状态。3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点（3）车削时的刀具半径补偿数控车削加工时：是按假想刀尖运动位置（A点）进行编程，实际加工时：为提高刀具寿命和工件表面质量，刀尖部位常磨成一个小圆弧，切削点是刀尖圆弧与工件的切点。如果按刀尖编程：值：加工圆锥面时产生的加工误差 车削圆柱面和端面时，刀具切削刃轨迹与工件轮廓一致；车削锥面和圆弧时，刀具切削刃轨迹会引起工件表面的位置与形状误差 3.1数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点为提高加工精度：刀尖圆弧半径补偿 把刀尖圆弧半径、刀尖圆弧位置等参数输入数控装置刀具补偿表中 可按工件轮廓编程，由数控系统自动计算刀心轨迹，控制刀心轨迹进行切削加工 若车床具有刀具半径补偿指令（G41，G42，G40）：若车床不具有刀具半径补偿指令编程时：要先计算补偿量（4）由于毛坯多为棒料或锻件，加工余量较大且不均匀，因此数控装置常具备不同形式的固定循环功能，可进行多次重复循环切削。另外，若采用圆头车刀：也要采用刀半径补偿在加工一些特定表面（如车削台阶，切削螺纹、钻孔、镗孔、攻丝）时，加工动作按照一定的循环模式多次重复进行，实现上述加工轨迹运算的功能。即：把若干有关的典型固定动作顺序用一个指令来表示。3.1数控车床的程序编制二、固定循环以华中 I 型数控车削系统为例：1.柱面循环G80 X_ Z _ F _ 若用了G90：X、Z 值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z 值是C点相对于A点的坐标增量F为刀具切削时的指令进给速度 3.1数控车床的程序编制2.锥面循环G80 X_ Z _ I _ F _ 若用了G90：X、Z 值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z 值是C点相对于A点的坐标增量I：B点与C点的半径差F为刀具切削时的指令进给速度二、固定循环 3.1数控车床的程序编制二、固定循环O1023N10 G92 X40 Z50；N20 G90 G80 X30 Z20 F300 M03 S300；N30 G80 X27 Z20 F300；N40 G80 X24 Z20 F300；N50 M02 例：3.1数控车床的程序编制二、固定循环例：O1024N10 G92 X40 Z50；（可不要）N20 G91 G80 X-10 Z-30 I-5 F300 M03 S300；N30 G80 X-13 Z-30 I-5 F300；N40 G80 X-16 Z-30 I-5 F300；N50 M02 3.1数控车床的程序编制二、固定循环3.直螺纹切削循环G82 X_ Z _ F _ 若用了G90：X、Z 值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z 值是C点相对于A点的坐标增量F：螺纹的导程 （进给速度mm/r）3.1数控车床的程序编制二、固定循环4.锥螺纹切削循环G82 X_ Z _ I _ F _ 若用了G90：X、Z 值是C点在工件坐标系下的坐标值若用了G91：X、Z 值是C点相对于A点的坐标增量I：B点与C点的半径差F：螺纹的导程 （进给速度mm/r）3.1数控车床的程序编制二、固定循环O1031G92 X35 Z104；G90 G82 X29.2 Z56 F1.5 M03 S100;G82 X28.6 Z56 F1.5;G82 X28.4 Z56 F1.5;M02 3.1数控车床的程序编制二、固定循环O1032G91 G82 X-32 Z-50 I-5 F1.5 M03 S100;G82 X-30.8 Z-50 I-5 F1.5;G82 X-31.4 Z-50 I-5 F1.5;G82 X-31.6 Z-50 I-5 F1.5;M02 3.1数控车床的程序编制车削加工图中85外圆不加工。要求编制精加工程序。1.确定工艺方案根据先主后次的原则,确定精加工方案为：（1）从右到左切削零件的外轮廓面。（2）切槽 （3）车螺纹 3.1数控车床的程序编制2.选择刀具1号刀车外圆2号刀切槽3号刀车螺纹:对刀时以1号刀为基准对刀:其刀尖相对于1号刀尖在Z向偏置10mm编程时要考虑刀具的偏置补偿:以保持每把刀的刀尖位置一致.补偿数值通过通过控制面板手工输入。3.1数控车床的程序编制 3.选择切削用量根据工件材料、硬度、刀具材料、机床等因素考虑切削用量，一般由经验确定。精车外轮廓:主轴转速 630 r/min,进给速度150mm/min切槽:主轴转速 315r/min,进给速度100mm/min 3.1数控车床的程序编制4.编写程序:绝对/相对坐标混合 直径编程O1101N001 G92 X200 Z350;坐标系设定N002 M06 T0101;调用第一号刀，刀偏号为01N003 G90 G00 X41.8 Z292 S630 M03 M08;至工件前端N004 G01 X47.8 Z289 F150;倒角N005 G91 X0 Z-59;车47.8(螺纹外径)N006 G90 X50 Z230;横向退刀N007 X62 Z170;车锥度N008 X62 Z155;车62外园N009 X78 Z155;横向退刀N010 X80 Z154;倒角N011 G91 X0 Z-19;车80外园N012 G02 X0 Z-60 I63.25 K-30.0;车圆弧N013 G01 X0 Z-10;车80外园N014 G90 X90 Z65;横向退刀N015 G00 X200 Z350 M05 M09;返回换刀点N016 T0100;取消刀偏N017 M06 T0202;调用第2号刀，刀偏号为02N018 X51 Z230 S315 M03 M08;准备切槽N019 G01 X45 F100;切槽N020 G04 X5.0;延迟N021 G00 X51;横向退刀N022 X200 Z350 M05 M09;返回换刀点N023 T0200;取消刀偏N024 M06 T0303;调用第3号刀，刀偏号为03N025 X52 Z296 S200 M03 M08;至车螺纹起始位置N026 G82 X47.2 Z231.5 F1.5;车螺纹固定循环N027 X46.6;车螺纹固定循环N028 X46.1;车螺纹固定循环N029 X45.8;车螺纹固定循环N030 T0300;取消刀偏N031 G00 X200 Z350 M02;返回起刀点 3.2数控铣床的程序编制一、数控铣床的编程特点（1）数控铣床可以进行平面铣削和轮廓铣削，可解决复杂的和难加工的零件加工问题。编程时要考虑如何最大限度地发挥数控铣床的特点。（2）数控铣床编程时要充分利用其各项功能，如刀具半径补偿、刀具长度补偿、固定循环、对称加工等功能。（3）用数控铣床进行非圆曲线、空间曲线、空间曲面的轮廓铣削加工时，编程时的数学处理比较复杂，一般应采用计算机辅助计算和自动编程。（4）加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库，能够自动选择和更换刀具，对工件能在一定范围内进行多种加工操作。编程时要合理安排各工序加工顺序，才能做到工序集中，一机多用。二二.数控铣削数控铣削固定循环指令固定循环指令 以以F ANUC数控系统为例：数控系统为例：（1 1）高速深孔钻削循环（）高速深孔钻削循环（G73）G73 XG73 X_ Y Y_ Z Z_ R R_ Q Q_ F F_ K K_；(X(X、Y)Y)为孔位置数据，为孔位置数据，Z Z ：增量编程时指从增量编程时指从R R点到孔底点到孔底的增量值。绝对编程时指孔底的的增量值。绝对编程时指孔底的坐标值。坐标值。R R ：增量编程时指从初始平面增量编程时指从初始平面到到R R点的增量值。绝对编程时点的增量值。绝对编程时指指R R点的坐标值。点的坐标值。Q_：每次切削进给的深度每次切削进给的深度K K ：加工相同距离的多个孔时，加工相同距离的多个孔时，指定循环次数指定循环次数K K 初始平面初始平面参考平面参考平面工件上表面工件上表面RqqqZddG99G98 3.2数控铣床的程序编制例：加工4个直径为30mm通孔G90 G00 X0.Y0.Z100.G98 G73 X120.Y-75.Z-46.R2.Q8.F60Y75.X-120.Y-75.G80 G00 Z200.1207540 3.2数控铣床的程序编制(2）左旋螺纹攻丝循环（）左旋螺纹攻丝循环（G74）G74X_Y_Z_R_P_F_K_；其中其中P为暂停时间为暂停时间 初始平面初始平面参考平面参考平面工件上表面工件上表面主轴逆时针转动主轴逆时针转动主轴顺时针转动主轴顺时针转动RZ 3.2数控铣床的程序编制(3）精密镗孔循环（）精密镗孔循环（G76）指令格式：指令格式：G76X_Y_Z_R_ Q_P_F_K_；Q_：让刀位移量让刀位移量P_:P_:孔底停留时间孔底停留时间 主轴顺时针主轴顺时针初始平面初始平面R参考平面参考平面工件上表面工件上表面PZq 3.2数控铣床的程序编制(4）钻削循环（）钻削循环（G81）G81XG81X_Y Y_Z Z_R R_F F_K K_；工件上表面工件上表面参考平面参考平面ZRG99G98初始平面初始平面 3.2数控铣床的程序编制各孔已加工完，各边都留有5mm的铣削余量，用10立铣刀进行轮廓加工。铣削时已底面和两小孔定位，从大孔对工件夹紧。A(0,0)B(0,40)C(14.96,70)D(43.54,70)E(102,64)F(150,40)G(170,40)H(170,0)O1(70,40)O2(150,100)%1001N01 G92 X-25 Y10 Z40N02 G90 G00 Z-16 S300 M03N03 G41 G01 X0 Y40 F200 D01 M08N04 X14.96 Y70N05 X43.54N06 G02 X102 Y64 I26.46 J-30N07 G03 X150 Y40 I48 J36N08 G01 X170N09 Y0 N12 G00 G40 X-25 Y10 Z40 M09N10 X0 N13 M02N11 Y40数控铣床编程举例：3.3数控自动编程数控编程的方法手工编程：整个编程过程，都由人工完成。只适合于：几何形状比较简单的零件/一般的点位加工零件对于复杂零件，若手工编程，效率低、易出错确定工艺过程、工艺参数零件轮廓、刀具轨迹坐标计算按编程规则编写程序单制作控制介质所得程序称为：目标程序 G代码程序 NC程序能直接被数控装置接受例：自动编程：编程过程用计算机辅助的方法：自动完成 3.3数控自动编程发展阶段：APT语言系统及其衍生系统图形交互自动编程系统CAD/CAPP/CAM一体化集成系统自动编程的新发展适合于：几何形状复杂的零件/有复杂曲面的零件 /几何形状并不复杂，但程序量很大的零件零件图工艺要求零件源程序翻译处理运算处理后置处理 计 算 机目标程序加工程序单穿孔纸带数控机床1.APT语言系统及其衍生系统数控语言工作原理:注:1.零件源程序：是由数控语言编写的由基本的符号、字母、数字组成，是一种接近英语的符号语言用于描述零件的几何形状、几何尺寸加工时的刀具运动顺序、运动轨迹、工艺参数并不是G代码程序，不能直接被数控装置接受2.主要问题：零件的设计/加工之间用图样 传递数据，阻碍了设计与制造 的一体化；编写零件源程序数控语言是一种符号语言，缺少零件形状、刀具运动轨迹 的直观图形显示 3.3数控自动编程 3.3数控自动编程2.图形交互自动编程系统和CAD/CAPP/CAM一体化集成系统典型代表:UG,Pro-E,SurfCAM,Mastercam北航海尔CAXA制造工程师编程时，不用抽象的数控语言编写零件源程序以图形交互的方式构造零件的几何形状；规划加工过程经自动编程系统处理数控加工程序通过工艺数据库或人工方式获取工艺数据数控编程的一般过程包括：零件几何造型CAD，刀具定义，刀具相对于零件表面运动方式定义，切削加工参数确定，走刀轨迹、刀位文件的生成，加工过程的动态图形仿真，后置处理产生G代码程序 3.3数控自动编程(1)编程方法：在计算机上直接面向零件的几何图形,以光标指点、菜单选取、人机交互对话的方式进行编程；编程结果也以图形方式显示 简便、直观、准确，便于检查(2)图形交互自动编程软件和与CAD软件有机联系在一起：一体化软件系统：对实现CAD/CAM一体化极为有利(3)编程过程中，图形数据提取 基点、节点数据计算 程序编制和输出由计算机自动进行代表了自动编程软件的发展方向图形交互自动编程系统和CAD/CAPP/CAM一体化集成系统的特点:UG：是目前功能最强大的商用CAD/CAM/CAE集成系统功能模块：概念设计、工业设计、结构设计与工程分析装配、制造、模具设计、二次开发、产品数据管理 3.3数控自动编程自动编程的新发展：1.实物编程技术（数字化编程技术）对无尺寸的图形或实物模型用坐标测量机测出其几何数据处理后形成数控程序：仿形加工2.语音识别技术的发展应用：语音编程技术：语音指令3.视觉编程：用计算机视觉系统自动阅读、理解图纸，记录图纸上的点、线、圆等图形的各种信息