第二章数控加工程序编制4(新)课件

第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制2.5 数控加工程序实例 第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制2.5 数控加工程序实例（1）零件加工工艺性分析对零件的设计图和技术要求进行综合分析。（2）加工方法的选择 选择零件具体的加工方法和切削方式。（3）机床的选择 （4）工装的选择 （5）加工区域规划 对加工对象进行分析，按其形状特征、功能特征及精度、粗糙度要求将加工对象划分成数个加工区域。对加工区域进行规划可以达到提高加工效率和加工质量的目的。（6）加工工艺路线规划 合理安排零件从粗加工到精加工的数控加工工艺路线，进行加工余量分配。（7）刀具的选择 根据加工零件的特点和精度要求，选择合适的刀具以满足零件加工的要求。（8）切削参数的确定 （9）确定工件坐标系、对刀点和换刀点（10）基点、节点坐标计算第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制2.5 数控加工程序实例 2.5.1 钻孔加工程序 1孔加工程序的特点 （1）编程中坐标性质（指绝对坐标或相对坐标）的选择应与图纸尺寸的标注方法一致，这样可以减少尺寸换算和保证加工精度；（2）注意提高对刀精度，如程序中需要换刀，在空间允许的情况下，换刀点应尽量安排在加工点上；（3）注意使用刀具补偿功能，可以在刀具长度变化时保证钻孔深度。（4）在钻孔量很大时，为了简化编程，应使用固定循环指令和对称功能；（5）程序的最后应有返回原点检查，以保证程序的正确性。第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制 2编程实例 手工编写下图零件数控钻削加工程序，选用有刀具长度补偿的数控钻床加工零件中A、B、C三个孔，材料45#钢。（1）零件加工工艺性分析无妨碍刀具运动的部位，无会产生加工干涉或加工不到的区域，零件形状尺寸不大，精度要求不高，三个空尺寸一样，可用一把刀，零件上下表面平整。（2）加工方法的选择 一次钻削加工，有沉孔有通孔，沉孔加工到孔底时候需要停留一下保证加工可靠、到位和质量，通孔需要多钻一段来保证钻通。（3）机床的选择 根据零件图样要求，选用经济型数控钻床即可达到要求。具体型号查手册。（4）工装的选择 以已加工过的底面和侧面为定位基准，用通用夹具夹紧工件上面两侧边，夹具固定于钻床工作台上。（5）加工区域规划（省）三个孔（6）加工工艺路线规划 起刀点A孔A孔工进起点A孔加工返回A孔工进起点B孔工进起点B孔加工返回B孔工进起点C孔工进起点C孔加工返回C孔返回起刀点。（7）刀具的选择 选用25的钻头，设为T01，刀具长度补偿值4mm，设在01号补偿寄存器，正补偿。（8）切削参数的确定切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。（9）确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以机床零点为工件原点，建立工件坐标系，如图所示。O点作为对刀点。（10）基点、节点坐标计算程序清单：主程序：WM0001;N01 G54；选择坐标系N02 G91 G00 X120.0 Y80.0；定位到A点N03 G43 Z-32.0 T01 D01；刀具快速移动到工进 起点，刀具长度补偿N04 S600 M03；主轴启动N05 G01 Z-21.0 F1000；加工A孔N06 G04 P2000；孔底停留2秒N07 G00 Z21.0；快速返回到工进起点N08 X30.0 Y-50.0；定位到B点N09 G01 Z-38.0；加工B孔N10 G00 Z38.0；快速返回到工进起点N11 X50.0 Y30.0；定位到C孔N12 G01 Z-25.0；加工C孔N13 G04 P2000；孔底停留2秒钟N14 G00 Z57.0 D00；Z坐标返回到程序起 点，取消刀补N15 X-200.0 Y-60.0；X、Y坐标返回到程序起点N16 M05；主轴停止N17 M02；程序结束第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制2.5 数控加工程序实例 2.5.2 车削程序 1车削加工程序的特点 （1）关于坐标坐标的取法及坐标指令。数控车床径向为x轴、纵向为z轴；x和z坐标指令，在按绝对坐标编程时使用代码X和Z，按增量编程时使用代码U和W；切削圆弧时，使用I和K表示圆心相对圆弧起点的坐标增量值或者使用半径R值代替I和K值；在一个零件的程序中或一个程序段中，可以按绝对坐标编程，或增量坐标编程，也可以用绝对坐标与增量坐标值混合编程；X或U坐标值，在数控车床的程序编制中是“直径值”，即按绝对坐标编程时，X为直径值，按增量坐标编程时，U为径向实际位移值的两倍，并附上方向符号。第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制2.5 数控加工程序实例 2.5.2 车削程序 1车削加工程序的特点 （2）关于刀具补偿由于在实际加工中，刀具会产生磨损，精加工时车刀刀尖需要磨出半径不大的圆弧，需要刀尖圆弧半径补偿；换刀时，由于安装所引起的刀尖位置差异需要利用刀具长度补偿功能加以调整。（3）关于车削固定循环功能数控车床系统中具备各种不同形式的固定切削循环功能。如内、外圆柱面固定循环，内、外锥面固定循环，端面固定循环，内、外螺纹固定循环及组合面切削循环等，使用固定循环指令可以简化编程。车削加工一般为大余量多次切除过程，常常需要多次重复几种固定的动作，因此，还具有粗切循环功能。第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制走刀起点走刀终点第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制 2编程实例如图所示工件，毛坯为2565棒材，材料为45钢。1根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线1）对短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持25外圆，一次装夹完成粗精加工。2)工步顺序粗车外圆。基本采用阶梯切削路线，为编程时数值计算方便，圆弧部分可用同心圆车圆弧法，分三刀切完。自右向左精车右端面及各外圆面：车右端面倒角切削螺纹外圆车16外圆车R3圆弧车22外圆。切槽。车螺纹。切断。2选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CJK6136D型数控卧式车床。3选择刀具根据加工要求，选用四把刀具，T01为粗加工刀，选90外圆车刀，T02为精加工刀，选尖头车刀，T03为切槽刀，刀宽为4，T04为60螺纹刀。刀具布置如图2-19所示。同时把四把刀在四工位自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。4确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。5确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系，如图2-18所示。采用手动试切对刀方法（操作与前面介绍的数控车床对刀方法相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X15、Z150处。6编写程序（该程序用于CJK6136D车床）按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：（该系统X方向采用半径编程）N0010G00Z2S500T01.01M03N0020X11；粗车外圆得22N0030G01Z-50F100N0040X15N0050G00Z2N0060X9.5；粗车外圆得19N0070G01Z-32F100N0080G91G02X1.5Z-1.5I1.5K0；粗车圆弧一刀得R1.5N0090G90G00X15N0100Z2N0110X8.5；粗车外圆得17N0120G01Z-32F100N0130G91G02X2.5Z-2.5I2.5K0；粗车圆弧二刀得R3N0140G90G00X15Z150N0150T02.02；精车刀，调精车刀刀偏值N0160X0Z2N0170G01Z0F50S800；精加工N0180X7N0190X8Z-1N0200 Z-32N0210 G91 G02 X3 Z-3 I3 K0N0220 G90 G01 X11 Z-50N0230 G00 X15N0240 Z150N0250 T03.03 ；换切槽刀，调切槽刀刀偏值N0260 G00 X10 Z-19 S250 M03 ；割槽N0270 G01 X5.5 F80N0280 X10N0290 G00 X15 Z150N0300 T04.04 ；换螺纹刀，调螺纹刀刀偏值N0310 G00 X8 Z5 S200 M03 ；至螺纹循环加工起始点N0320 G86 Z-17 K2 I6 R1.08 P9 N1 ；车螺纹循环N0330 G00 X15 Z150N0340 T03.03 ；换切槽刀，调切槽刀刀偏值N0350 G00 X15 Z-49 S200 M03 ；切断N0360 G01 X0 F50N0370 G00 X15 Z150N0380 M02 第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制 3编程实例试编制下图所示零件的精加工程序。材料为45钢。解：（1）零件图的分析：这是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面构成的特型面零件。其50 mm 外圆柱面直径处不加工，而40 mm 外圆柱面直径处加工精度较高，其材料为45号钢，选择毛坯尺寸为50 mmL110 mm。（2）加工方案及加工路线的确定：以零件右端面中心O作为坐标系原点，设定工件坐标系。（3）刀具和切削用量的选择：刀具选择1号刀具为90硬质合金机夹偏刀。考虑加工精度并兼顾提高刀具耐用度、机床寿命等因素。主轴转速n=630r/min，进给速度精车为F=0.1mm/r。（4）尺寸计算：R14mm圆弧的圆心坐标是：X=0，Z=-14（mm）；R5mm圆弧的圆心坐标是：X=50，Z=-（44+20-5）=-59（mm）；第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制2.5 数控加工程序实例 2.5.3 轮廓铣削程序 1轮廓铣削编程特点 （1）数控铣床功能各异，品种繁多。选择机床时要考虑如何最大限度地发挥数控铣床的特点。一般两坐标联动数控铣床用于加工平面零件轮廓，三坐标以上的数控铣床用于三维复杂曲面加工，铣削加工中心具有多种功能，可以用于多工位、多工件和多种工艺方法的加工。（2）数控铣床的数控装置具有多种插补方法。包括直线插补和圆弧插补，极坐标插补、抛物线插补和螺旋线插补等。编程时要合理地选择这些功能，以提高加工精度和效率。第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制2.5 数控加工程序实例 2.5.3 轮廓铣削程序 1轮廓铣削编程特点 （3）数控铣床一般都具有刀具位置补偿、刀具长度补偿、刀具半径补偿和各种固定循环等功能，合理地使用这些功能可以简化编程。（4）铣削和由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削数学处理比较简单，可以手工计算。非圆曲线和曲面轮廓的铣削加工，数学处理比较复杂，一般要采用计算机辅助计算和自动编程。第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制 2编程实例 毛坯为707018板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图3-23所示的槽，工件材料为45钢。1根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线1）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。2）工步顺序铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工5050四角倒圆的正方形。每次切深为2，分二次加工完。2选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用XKN7125型数控立式铣床。3选择刀具现采用10的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。4确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。5确定工件坐标系和对刀点在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如图2-23所示。采用手动对刀方法（操作与前面介绍的数控铣床对刀方法相同）把点O作为对刀点。6编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。考虑到加工图示的槽，深为4，每次切深为2，分二次加工完，则为编程方便，同时减少指令条数，可采用子程序。该工件的加工程序如下（该程序用于XKN7125铣床）：AAAAN0010G00Z2S800T1M03N0020X15Y0M08N0030L01P1.-2；调一次子程序，槽深为2，N0040L01P1.-4；再调一次子程序，槽深为4N0050G01Z2M09N0060G00X0Y0Z150N0070M02；主程序结束L01；子程序开始N0010G01ZP1F80N0020G03X15Y0I-15J0N0030G01X20N0040G03X20YOI-20J0N0050G41G01X25Y15；左刀补铣四角倒圆的正方形N0060G03X15Y25I-10J0N0070G01X-15N0080G03X-25Y15I0J-10N0090G01Y-15N0100G03X-15Y-25I10J0N0110G01X15N0120G03X25Y-15I0J10N0130G01Y0N0140G40G01X15Y0；左刀补取消N0150RET；子程序结束第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制 3编程实例试编制如图所示零件的加工程序。工件材料为45钢。1）解答思路：遇到编程题时，一定要按编程的步骤，首先将主要的编程思路和中间的分析结果清晰描述出来，然后再编制程序，程序一定要有注释。解：根据图纸要求确定加工工艺如下：（i）加工方式：立铣。（ii）加工设备和材料：HNC-21/22M 数控系统的钻铣床；6mm 厚的铝板或塑料板。（iii）加工刀具：直径12 的立铣刀。（iv）切削用量：参照工艺手册有关资料选择主轴转速600rpm，进给速度200mm/min。（v）工艺路线：工艺路线如图箭头所示。（vi）定位夹紧：过20 孔用螺栓通过垫块安装在工作台上。用30的立铣刀铣削工件轮廓，已知工作原点O（90，60），机床原点M（0，0），工件尺寸及加工路线如图所示，试按绝对坐标完成数控铣削手工编程。（主轴转速为300rpm，进给速度为150mm/min,机床具有刀具半径补偿功能）2）加工程序的编制（i）确定工件坐标系：选择凸轮大圆的圆心为工件坐标系X、Y 轴零点，工件表面为Z 轴零点，建立工件坐标系。（ii）数学处理：在编制程序之前要计算每一圆弧的起点坐标和终点坐标值，有了坐标值方能正式编程。计算过程此处不再赘述，算得的基点坐标分别为:F(18.856,36.667），E（28.284,10.000），D（28.284,10.000），C（18.856,36.667）。3）零件程序编制根据算得的基点和设定的工件坐标系，编制零件程序。%2000；定义零件程序号#101=6；12 的立铣刀N01 G92 X0 Y0 Z35；建立工件坐标系 N02 G90 G00 X60 Y50；快速到S 点上方 N03 G01 Z7.0 M03 F500 S600；到点SN04 G01 G42 D101 X0 Y50 F200；由点S 到点A，建立刀补 N05 G03 Y50 J50；加工圆弧ABN06 G03 X18.856 Y-36.667 R20.0；加工圆弧BC N07 G01 X28.284 Y-10.0；加工直线CDN08 G03 X28.284 Y10.0 R30.0；加工圆弧DEN09 G01 X18.856 Y36.667；加工直线EFN10 G03 X0 Y50 R20；加工圆弧FAN11 G01 X10；到点GN12 G01 Z35.0 F500；到G 点上方 N13 G40 X0 Y0；取消刀补，回到对刀点 N14 M05；主轴关 N15 M30；程序结束 怎样才能写出高质量的零件加工程序？了解切削加工过程；熟悉数控机床及数控系统的功能及操作；熟悉工艺、刀具和夹具知识，掌握工艺编制技术，合理选择刀具、夹具及切削用量等，将工艺等知识融入程序，提高程序的质量；编程时尽量使用固定循环、宏指令和子程序功能，以减少主程序的长度；养成良好的编程习惯和风格，如程序中要使用程序段号、字与字之间要有空格、多写注释语句等，使程序清晰，便于阅读和修改。练习：毛坯为48的圆形板材，外轮廓已加工过，要求加工出如图所示的几个空。工件材料为铝。练习：2-1编写车削图2-27所示零件的加工程序。毛坯为1860的棒料，材料为45钢。2-2编写车削图2-28所示零件的加工程序。毛坯为2555的棒料，材料为45钢。2-3 编写车削图2-29所示手柄的加工程序。图a毛坯为25100的棒料，图b毛坯为2545的棒料，材料都为45钢。2-4 编写车削图2-30所示型盘零件的加工程序。毛坯为5518的盘料，12的内孔及两端面已加工过，材料为45钢。2-5 编写车削图2-31所示轴类零件的加工程序。图中双点划线表示零件的毛坯轮廓，材料为45钢。练习：毛坯为1206010板材，5深的外轮廓已粗加工过，周边留2余量，要求加工出如图2-24所示的外轮廓及20的孔。工件材料为铝。如图示零件，厚度15mm，编写外轮廓加工程序。