数控加工程序编制基础知识概述课件

书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难23 六月 2024数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础知识概述知识概述书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难 从分析零件图纸开始，到获得数控机床所需的数控加工程从分析零件图纸开始，到获得数控机床所需的数控加工程序的全过程叫做数控编程。序的全过程叫做数控编程。2.1 2.1 概述概述 加工方案工艺处理数学处理2.1.1 2.1.1 概念概念2天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难计算运动轨计算运动轨迹迹图纸工艺分图纸工艺分析析程序编制程序编制制备控制介制备控制介质质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改确定加工方案，选择确定加工方案，选择适当的机床、刀具、适当的机床、刀具、夹具和装夹方法夹具和装夹方法选择对刀点、选择对刀点、确定加工路线确定加工路线和切削用量和切削用量根据图纸数根据图纸数据求出编程据求出编程所需的数据所需的数据2.1.2 2.1.2 内容和步骤内容和步骤3天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.1.3 2.1.3 数控编程的方法数控编程的方法手动编程手动编程：几何形状不太复杂的零件。：几何形状不太复杂的零件。自动编程自动编程：形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很：形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线的计算）。作量大的零件（如非圆曲线的计算）。4天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.1.4 2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系右手直角笛卡尔坐标右手直角笛卡尔坐标系系5天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难右手直角笛卡尔坐标右手直角笛卡尔坐标系系6天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.1.4 2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系 标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，工件静止，还是工件移动，刀具静止，一般都假定工件静止，还是工件移动，刀具静止，一般都假定工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标轴的正方向。具远离工件的方向作为坐标轴的正方向。坐标轴的命名及坐标轴的命名及方向方向 JB3051-82JB3051-82标准为数字控制机床坐标轴和运动方向的标准为数字控制机床坐标轴和运动方向的命名命名 ，与国际标准，与国际标准ISO841ISO841中的规定相同。中的规定相同。7天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难Z Z轴的确轴的确定：定：数控机床坐标轴的确定方数控机床坐标轴的确定方法法8天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难X X轴的确轴的确定：定：数控机床坐标轴的确定方数控机床坐标轴的确定方法法9天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难Y Y轴的确轴的确定：定：数控机床坐标轴的确定方数控机床坐标轴的确定方法法 利用已确定的利用已确定的X.ZX.Z坐标的正方向，用右手定则坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定或右手螺旋法则，确定Y Y坐标的正方向。坐标的正方向。右手定则：右手定则：大姆指指向大姆指指向+X+X，中指指向，中指指向+Z+Z，则，则+Y+Y方向方向为食指指向。为食指指向。右手螺旋法则：右手螺旋法则：在在XZXZ平面，从平面，从Z Z至至X X，姆指所指的方，姆指所指的方向为向为+Y+Y。旋转或摆动轴的确旋转或摆动轴的确定：定：10天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难数控车床坐标数控车床坐标系系11天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难立式数控铣床坐立式数控铣床坐标系标系龙门数控铣床坐龙门数控铣床坐标系标系12天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难卧式数控铣床坐卧式数控铣床坐标系标系五坐标数控铣床坐标五坐标数控铣床坐标系系13天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难（1）机床坐标系与）机床坐标系与机床原点机床原点、参考点参考点机床坐标系与工件坐标机床坐标系与工件坐标系系几个关键的几个关键的点点（2）工件坐标系与）工件坐标系与工件原点工件原点机床原点：机床坐标系的原点。n车床原点：法兰盘与主轴交接点；n铣床原点：MBT刀柄与主轴端面交接点。参考点：坐标系中一个特殊点，通常是坐标轴的极限位置点。工件原点：工件坐标系的原点。可用程序指令来设定和改变。（3）刀位点刀位点：刀具上的参考点。14天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难15天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难 铣床的两种坐标系铣床的两种坐标系1工件工件 2工作台工作台16天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难典型数控机床坐标典型数控机床坐标系系前置刀架（水平导轨）数控车前置刀架（水平导轨）数控车床床zyx17天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难典型数控机床坐标典型数控机床坐标系系后置刀架（倾斜导轨）数控车后置刀架（倾斜导轨）数控车床床zyx18天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难典型数控机床坐标典型数控机床坐标系系立式数控车床（大型盘类零件）立式数控车床（大型盘类零件）xzyM19天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.1.5 2.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式O0001；程序名N10 G92 X0 Y0 Z200.0；N20 G90 G00 X50.0 Y60.0 S300 M03；N30 G01 X10.0 Y50.0 F150；N110 M30；程序结束指令加工程序的构加工程序的构成成若干程序段识别、调用该程序的标志识别、调用该程序的标志地址地址“O”或或“P”+数字数字+”;”M02；M30；M99；描述机床运行动描述机床运行动作、当前状态及刀作、当前状态及刀具运动轨迹具运动轨迹20天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难程序段格程序段格式式N_ G_ X_ Y_ Z_ N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_ F_ S_ T_ M_；坐标功能坐标功能字字程序段号程序段号字字准备功能字准备功能字进给功能字进给功能字主轴转速功能字主轴转速功能字刀具功能字刀具功能字辅助功能字辅助功能字U U、V V、W WI I、J J、K KM00-M00-M99M99G00-G00-G99G99G、M指令统称为工艺指令指令统称为工艺指令21天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难机能地址码说明备注程序段号N程序段顺序编号地址，用于程序查询和检索N1；N12；N123；N1234；坐标字X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R；A，B，C，D，E；R；I，J，K；直线坐标轴旋转坐标轴圆弧半径圆弧圆心相对起点坐标准备功能G控制机床动作状态及指定插补、定位、循环方式等辅助功能M表示机床ON/OFF动作或指定程序趋向补偿值H或D补偿值地址切削用量SF主轴转速进给量或进给速度G97 Sxxxx；G96 Sxxxx；与F有关的指令G98 G99刀具号T刀库中的刀具编号T0101；T11；T1D1；常用地址码及其含义常用地址码及其含义22天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难主程序和子程主程序和子程序序23天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.2 2.2 数控编程中的常用指令数控编程中的常用指令模态代码：模态代码：大多数G、M代码输入一次（一旦被指定），该功能持续有效，除非被同组其它任一代码替代或取消。模态代码在编下一个程序段时不必重新输入。非模态代码：非模态代码：而非模态代码只在本程序段中有效。24天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.2 2.2 数控编程中的常用指令数控编程中的常用指令2.2.1 2.2.1 准备功能准备功能G G代码代码绝对坐标与增量坐标编程指令（绝对坐标与增量坐标编程指令（G90G90、G91G91）N100 G90 G01 X15.0 Y30.0 F100；N100 G91 G01 X-20.0 Y10.0 F100；G90G9125天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难26天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难快速点定位指令快速点定位指令（G00G00）格式：格式：G00 X_ Y_ Z_ G00 X_ Y_ Z_；式中，X、Y、Z为目标位置的坐标值。G00(a)G00(b)27天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难直线插补指令直线插补指令（G01G01）格式：格式：G01 X_ Y_ Z_ F_ G01 X_ Y_ Z_ F_；式中，X、Y、Z为目标位置的坐标值。N20 G00 X50.0 Z2.0 S500.0 M03;刀具快速移动，主轴转速S=500r/minN30 G01 Z-40.0 F100.0；以F=100mm/min的进给速度从P1-P2 N40 X80.0 Z-60.0；P2-P3 N50 G00 X160.0 Z100.0；P3-P0 快速移动28天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难圆弧插补指令（圆弧插补指令（G02G02、G03G03）G02 为顺时针（CLW）圆弧插补；G02 为逆时针（CCLW）圆弧插补。判断顺、逆方向的方法：判断顺、逆方向的方法：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。29天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难用用I I、J J、K K指定圆心位置：指定圆心位置：圆弧插补指令（圆弧插补指令（G02G02、G03G03）用圆弧半径用圆弧半径R R指定圆心位置：指定圆心位置：式中，X、Y、Z为目标位置的坐标值；I、J、K为圆心相对于起点的坐标。30天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难说明：说明：XYAB30-30OXYABR+R-R-R+31天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难坐标平面选择指令（坐标平面选择指令（G17G17、G18G18、G19G19）32天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难刀具补偿指刀具补偿指令令简化编程工作量；简化编程工作量；实现粗、精加工；实现粗、精加工；实现内外型面的加工。实现内外型面的加工。33天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难刀具半径补偿指令（刀具半径补偿指令（G41G41、G42G42、G40G40）G41G41指令：刀具半径左补偿；指令：刀具半径左补偿；G42G42指令：刀具半径左补偿；指令：刀具半径左补偿；G40G40指令：取消刀具半径补偿。指令：取消刀具半径补偿。格式：格式：G00/G01 G41/G42 X_ Y_ DG00/G01 G41/G42 X_ Y_ D（H H）_ F_ _ F_；G00 G00（或（或G01G01）G40 X_ Y_ G40 X_ Y_；式中，X、Y为刀具半径补偿/取消时的终点坐标；D（H）为刀具偏置代码地址字。刀补刀补34天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难刀具半径补偿指令（刀具半径补偿指令（G41G41、G42G42、G40G40）补偿过程分为三步：补偿过程分为三步：刀补的建立刀补的进行刀补的撤销35天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难刀具半径补偿指令（刀具半径补偿指令（G41G41、G42G42、G40G40）使用规则使用规则增加/取消刀补时，刀具与工件的距离大于刀具半径；G41和G42应使用G40取消补偿，不能互相取消；G40、G41、G42必须指定运动指令G00或G01，否则补偿无效；刀补时不允许指定的指令代码：M代码、S代码、G04；M/T机床中，G02/G03指令程序段不允许指定/取消刀补；M/T机床中，优选单坐标轴运动指定/取消刀补；几种取消刀补的其它方法：换刀指令、复位功能、急停键。36天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难刀具长度补偿指令（刀具长度补偿指令（G43G43、G44G44、G49/G40G49/G40）G43 G43指令：刀具长度正补偿；指令：刀具长度正补偿；G44 G44指令：刀具长度负补偿；指令：刀具长度负补偿；G49 G49或或G40G40指令：取消刀具长度补偿。指令：取消刀具长度补偿。格式：格式：G00/G01 G43/G44 Z_ H_ F_ G00/G01 G43/G44 Z_ H_ F_；G00 G00（或（或G01G01）G49/G40 Z_ G49/G40 Z_；式中，H代码中存放刀具的长度补偿值作为偏置量。37天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令（G92G92）格式：格式：G92 X_ Y_ Z_ G92 X_ Y_ Z_；式中，X、Y、Z为刀具起始点相对于工件原点的坐标。G92 X160.0 Y-20.0G92 X160.0 Y-20.0；38天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难用用G54-G59G54-G59指令设定工件坐标指令设定工件坐标系系操作者在实际主要加内工容前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定。这个值叫做“工件零点偏置”。39天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难用用G54-G59G54-G59指令设定工件坐标指令设定工件坐标系系 “工件零点偏置工件零点偏置”怎么去测呢？怎么去测呢？40天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难暂停指令暂停指令G04G04其中地址P后面的数字为整数，单位为ms；如G04 P3000表示暂停3s；X（U）后面的数字可带小数点，单位为s；如G04X3.2表示暂停3.2s。有些机床，X（U）后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。格式：格式：G04 P/XG04 P/X（U U）_ _；41天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难 图示为加工轮廓ABCDE,XO机Y为机床坐标系，X0Y为工件坐标系，两坐标系的关系就是零件加工安装关系：1010O O机机O O编编B B20204040X XY YD DA AC C1010E EX XY YN01G92X-10Y-10;N02G90G17G00X10Y10;N03G01X30F100;N04G03X40Y20I0J10;N05G02X30Y30I0J10;N06G01X10Y20;N07Y10;N08G00X-10Y-10M02;N01G91G17G00X20Y20;N03G01X20F100;N04G03X10Y10I0J10;N05G02X-10Y10I0J10;N06G01X-20Y-10;N07Y-10;N08G00X-20Y-20M02;42天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.2.2 2.2.2 辅助功能辅助功能M M代码代码1 1 程序停止指令程序停止指令M00M00、M01M01和和M02M02、M30M302 2 主轴转动控制指令主轴转动控制指令M03M03、M04M04和和M05M053 3 换刀指令换刀指令M06M064 4 冷却液控制指令冷却液控制指令M07M07、M08M08和和M09M095 5 主轴夹紧和松开指令主轴夹紧和松开指令M10M10和和M11M116 6 主轴定向停止指令主轴定向停止指令M19M197 7 子程序调用子程序调用M98M98、M99M9943天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难v 一个程序段通常只输入一个一个程序段通常只输入一个M M指令，否则将易导致严重指令，否则将易导致严重程序错误；程序错误；v M M指令功能应尽量置于运动方式程序段中；指令功能应尽量置于运动方式程序段中；v M M功能启动有两种模式功能启动有两种模式 刀具运动同步模式：M03、M04、M07、M08 运动结尾启动模式：M00、M01、M02、M05、M09、M30v M M续效功能：续效功能：M03、M04、M05、M07、M08、M09 非续效功能：非续效功能：M00、M01、M02、M06、M30、M60M M代码使用规代码使用规则则44天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难进给功能指进给功能指令令F FG94G94每分钟进给量，单位每分钟进给量，单位mm/minmm/minG95G95每转进给量，单位每转进给量，单位mm/rmm/r2.2.3 F2.2.3 F、S S、T T代码代码主轴转速功能指主轴转速功能指令令S S刀具功能指刀具功能指令令T TG96 SxxxxG96 Sxxxx；恒线速功能；恒线速功能G97 SxxxxG97 Sxxxx；机床主轴实际转速；机床主轴实际转速T0101T0101；0101号刀具，号刀具，0101号刀补号刀补T12T12；表示；表示1212号刀具号刀具T10H10T10H10；T1D1T1D1；45天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.3 2.3 数控编程中的工艺处数控编程中的工艺处理理确确定定加加工工方方案案工工艺艺处处理理数数学学处处理理编编写写程程序序清清单单制制备备控控制制介介质质程程序序检检验验机床的选择，刀具的选择，切削用量的选择，夹具及装夹方式选择包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量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)46天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难数控加工工艺的数控加工工艺的特点特点数控加工工艺的数控加工工艺的内容内容v工序内容具体；v工序内容复杂；v工序内容严密；v工序集中。v数控加工零件的选择；v数控加工工艺性分析；v数控加工工艺路线的设计；v数控加工工序的详细设计。2.3.22.3.32.3.42.3.52.3.1 2.3.1 数控加工工艺的特点与内容数控加工工艺的特点与内容47天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难数控加工工艺设计的步骤数控加工工艺设计的步骤v 分析零件图样；v 确定毛坯；v 确定安装方法（夹具）和对刀点；v 确定加工方案（工艺路线和走刀路线）；v 刀具的选择；v 切削用量的确定。2.3.52.3.42.3.22.3.348天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.3.2 2.3.2 数控加工零件或加工内容的选择数控加工零件或加工内容的选择v 有毛坯和零件图样，选择合适的数控机床；v 有数控机床，选择合适零件。49天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.3.3 2.3.3 数控加工数控加工工艺性分析工艺性分析采用统一的几何类型和尺采用统一的几何类型和尺寸寸零件图上尺寸标注的原则50天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难内槽圆角半径不应过内槽圆角半径不应过小小51天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难槽底圆角半径槽底圆角半径r r不应过不应过大大52天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难可装夹性分可装夹性分析析53天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难加工方法的选加工方法的选择择数控机床的选数控机床的选择择2.3.4 2.3.4 数控加工数控加工工艺路线的设计工艺路线的设计固定斜角斜面加工的多种方法 考虑毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、批量、热处理要求等因素。要满足：要满足：T、Q、C54天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难工序的安工序的安排排2.3.4 2.3.4 数控加工数控加工工艺路线的设计工艺路线的设计数控工序与常规工序的衔数控工序与常规工序的衔接接基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔先近后远、先内后外、刀具集中先近后远、先内后外、刀具集中55天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.3.5 2.3.5 数控加工数控加工工序的详细设计工序的详细设计v 夹具设计夹具设计v 刀具选择刀具选择v 切削用量选择切削用量选择v 对刀点和换刀点选择对刀点和换刀点选择v 加工路线确定加工路线确定56天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难零件的装夹与夹具设零件的装夹与夹具设计计v 夹具体夹具体定位定位夹紧夹紧v 不需要导向和对刀功能，夹具比较简单不需要导向和对刀功能，夹具比较简单数控机床的夹具与传统夹具结构的差别：数控机床的夹具与传统夹具结构的差别：57天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难v 基准重合，以减少定位误差；基准重合，以减少定位误差；v 统一基准，减少重复定位次数，减少重复定位误差；统一基准，减少重复定位次数，减少重复定位误差；v 夹紧要可靠，尽量避免振动；夹紧点分布要合理，夹紧要可靠，尽量避免振动；夹紧点分布要合理，v 夹紧力大小要适中且稳定，减少夹紧变形；夹紧力大小要适中且稳定，减少夹紧变形；v 夹具结构应力求简单，夹具结构应力求简单，加工部位要敞开加工部位要敞开；v 数控夹具装卸应方便（数控夹具装卸应方便（气动气动）；）；v 多件装夹多件装夹，以提高加工效率等。，以提高加工效率等。设计或选用要求：设计或选用要求：58天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难加工部位要敞开：加工部位要敞开：59天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难多件装夹：多件装夹：60天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难刀具的刀具的选择选择要求要求：安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度高等：安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度高等分类分类：整体式、机夹式：整体式、机夹式61天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难车刀的种车刀的种类类：内孔车刀内孔车刀62天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难铣刀的种铣刀的种类类：63天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难铣刀的种铣刀的种类类：64天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难面铣面铣刀刀键槽铣刀键槽铣刀65天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难立铣立铣刀刀66天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难模具铣模具铣刀刀圆锥形立铣刀圆锥形立铣刀圆柱形球头立铣刀圆柱形球头立铣刀圆锥形球头立铣刀圆锥形球头立铣刀硬质合金：硬质合金：67天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难鼓形铣鼓形铣刀刀波纹立铣刀波纹立铣刀68天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难成型铣刀成型铣刀69天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难铣刀选择铣刀选择：v 加工大平面：加工大平面：面铣刀面铣刀v 加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：立铣刀立铣刀v 加工空间曲面、模具型腔等：加工空间曲面、模具型腔等：球头铣刀球头铣刀v 加工封闭的键槽：加工封闭的键槽：键槽铣刀等键槽铣刀等v 加工变斜角零件：加工变斜角零件：鼓形铣刀鼓形铣刀v 特殊形状：特殊形状：成形铣刀成形铣刀70天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难切削用量的选切削用量的选择择v 粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；v 半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。71天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难对刀点与换刀点的确对刀点与换刀点的确定定 是数控加工时刀具相对工件运动的起点，也是程序的起点。也称程序起点程序起点或起刀点起刀点。v 尽量与零件的设计基准或工艺基准一致；v 便于对刀、观察和检测；v 简化坐标值的计算。v 使加工程序中的引入或返回路线尽量短，并便于换刀。对刀点选用原则：对刀点选用原则：对刀点：对刀点：72天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难对刀点与换刀对刀点与换刀点：点：73天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。车刀、镗刀车刀、镗刀 钻头钻头 平头立铣刀平头立铣刀 球头铣刀球头铣刀刀位点：刀位点：74天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难“刀位点刀位点”与与“对刀点对刀点”重合。重合。千分表、对刀装置千分表、对刀装置对刀：对刀：问题问题：孔中心如何对刀？：孔中心如何对刀？两面交线上的一点为对刀点，如何对刀？两面交线上的一点为对刀点，如何对刀？将已知半径的标准刀具装于将已知半径的标准刀具装于主轴上测得到实际位置值。主轴上测得到实际位置值。75天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难加工路线的确加工路线的确定定 刀具相对于工件的运动轨迹。不但包含了工步的刀具相对于工件的运动轨迹。不但包含了工步的内容，而且也反映了工步的顺序。内容，而且也反映了工步的顺序。v 保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；v 简化数值计算，减少程编工作量；简化数值计算，减少程编工作量；v 缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高加工效率。加工效率。76天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难刀具引入、引刀具引入、引出出77天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难铣削封闭的内、外轮廓：铣削封闭的内、外轮廓：78天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难车螺纹：车螺纹：79天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难顺铣、多次走刀、避免进给停顺铣、多次走刀、避免进给停顿顿80天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难确定最短的空行程路确定最短的空行程路线线81天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难确定最短的切削进给路确定最短的切削进给路线线曲面加曲面加工：工：凹槽加凹槽加工：工：行切法行切法82天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难数控编程中的数学处理数控编程中的数学处理:根据被加工零件图纸，按照已经确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控编程所需要的坐标点和刀位点的过程。2.5 2.5 数控编程中的数学处理数控编程中的数学处理v 直线、圆弧类零件的数学处理；直线、圆弧类零件的数学处理；v 非圆曲线节点坐标计算；非圆曲线节点坐标计算；v 列表曲线轮廓零件的数学处理；列表曲线轮廓零件的数学处理；v 列表曲面轮廓零件的数学处理；列表曲面轮廓零件的数学处理；v 刀位点轨迹计算。刀位点轨迹计算。83天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难计算方计算方法：法：2.5.1 2.5.1 直线、圆弧类零件的数学处理直线、圆弧类零件的数学处理基基点：点：相邻几何元素间的交点或切点称之为基相邻几何元素间的交点或切点称之为基点。点。联立方程组求解；三角函数关系求解。联立方程组求解；三角函数关系求解。直线方程：Y=tg(+)X圆弧方程：（X-80）2+（Y-14）2=30 B点：（64.2786，39.5507）C点：（64.2786，54.5507）84天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.5.2 2.5.2 非圆曲线节点坐标计算非圆曲线节点坐标计算非圆曲非圆曲线：线：数控加工中把除直线与圆弧之外可以用数学方程式y=f（x）表达的平面轮廓曲线。v直线段逼近非圆曲线节节点：点：相邻逼近线段的交点或切点称为节点。相邻逼近线段的交点或切点称为节点。v圆弧段逼近非圆曲线85天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难用直线段逼近非圆曲线时节点的计用直线段逼近非圆曲线时节点的计算算v 弦线逼近法弦线逼近法;v 割线逼近法割线逼近法;v 切线逼近法。切线逼近法。v 等间距法等间距法;v 等步长法等步长法;v 等误差法。等误差法。86天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难用直线段逼近非圆曲线时节点的计用直线段逼近非圆曲线时节点的计算算v 等步长法等步长法;v 等误差法；等误差法；v 等间距法等间距法;87天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难用圆弧段逼近非圆曲线时节点的计用圆弧段逼近非圆曲线时节点的计算算v 曲率圆法：曲率圆法：用彼此相交的圆弧逼近非圆曲线。v 三点圆法：三点圆法：是在已求出的各节点基础上，通过连续三点作圆弧，求出圆心坐标和圆的半径。v 相切圆法：相切圆法：每次求得两段彼此相切的圆弧。v 双圆弧法：双圆弧法：是指在两相邻的节点间用两段相切的圆弧逼近曲线的方法。88天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难v 光顺处理光顺处理：对列表数据进行检查，找出坏点，予以修正，达到光顺的目的。v 拟合处理拟合处理：在经过光顺的列表点之间用数学方程式逼近或拟合，得到一条用方程式表示的光滑曲线。v 逼近处理逼近处理：对拟合得到的光滑曲线用直线或圆弧再次逼近，获得一系列直线或圆弧段，以满足数控编程和数控加工的需要。列表曲线列表曲线：零件的轮廓形状是由实验或三坐标测量方法获得的列表点来确定的。处理步处理步骤：骤：2.5.3 2.5.3 列表曲线轮廓零件的数学处理列表曲线轮廓零件的数学处理89天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难列表曲线处理过程：列表曲线处理过程：B样条、三次样条、非均匀有理B样条（NURBS）、圆弧样条拟合与双圆弧样条拟合等。常用拟合方法：常用拟合方法：90天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难列表曲面列表曲面：是用列表坐标点描述的曲面，同列表曲线一样，列表点主要通过实验或测绘的方法获得。处理步骤：处理步骤：v Coons曲面；v Bezier曲面；v B样条曲面；v NURBS曲面等。曲面拟合、刀位点计算等。拟合方法：拟合方法：2.5.4 2.5.4 列表曲面轮廓零件的数学处理列表曲面轮廓零件的数学处理91天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难2.5.5 2.5.5 刀位点轨迹的计算刀位点轨迹的计算车削加工时刀位点轨迹的车削加工时刀位点轨迹的计算计算以以“假想刀尖假想刀尖”点来对刀点来对刀 锥面加工锥面加工92天津工业大学书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书到用时方恨少，书到用时方恨少，事非经过不知难事非经过不知难 圆弧加工圆弧加工93天津工业大学