第三章 数控加工程序的编制

1、第三章 数控加工程序的编制第三章第三章 数控加工程序的编制数控加工程序的编制第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制第第二二节节 数控数控铣床与加工中心铣床与加工中心的程序编制的程序编制第第三三节节 自动编程简介自动编程简介思考题与习题思考题与习题第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点一、数控车床的编程特点1 1、坐标的取法及坐标指令、坐标的取法及坐标指令 数控车床坐标系为数控车床坐标系为XZXZ平面坐标系平面坐标系。 许多数控车床用许多数控车床用X X，Z Z表示绝对坐标指令，表示绝对坐标指令，U U，WW表示增量坐表示增量坐标指令。标指令。 在一

2、个程序段中，根据图样上标注的尺寸可以采用绝对值编在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。程或增量值编程，也可以采用混合编程。 被加工零件的被加工零件的径向尺寸径向尺寸X X（U U）在图样上和测量时，一般用在图样上和测量时，一般用直径值直径值（二倍值）（二倍值）表示。表示。 第三坐标指令第三坐标指令I I，K K在不同的程序段中作用不同。在不同的程序段中作用不同。 如如：在圆弧切削指令能够中表示圆心位置，而在自动循环指在圆弧切削指令能够中表示圆心位置，而在自动循环指令中表示每次循环进刀量。令中表示每次循环进刀量。第一节第一节 数控车床的程序编制数

3、控车床的程序编制2 2、由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化、由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，编程，常用采用不同形式的固定循环常用采用不同形式的固定循环。3 3、编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具、编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。为提高工件的加工精度，弧。为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿刀具半径进行补偿。使用刀具半径补偿后，编程时可直接。使用刀具半径补偿后，编程时可直

4、接按工件轮廓尺寸编程。按工件轮廓尺寸编程。二、车削固定循环功能二、车削固定循环功能1 1、柱面循环指令、柱面循环指令 用于内外圆柱面切削的循环。用于内外圆柱面切削的循环。 N G# X(U) Z(W) F ;N G# X(U) Z(W) F ; G# G#中的符号表示两位数字中的符号表示两位数字zoxkIu/2ABCDADCBW多次循环：多次循环： N G# X(U) Z(W) I K H F ;N G# X(U) Z(W) I K H F ;其中：其中：H H代码后的数字表示重复循环次数代码后的数字表示重复循环次数 X(U) X(U) 和和Z(W)Z(W) 为为第一次循环第一次循环的坐标值，

5、即的坐标值，即C C点的坐标值点的坐标值 I I用用2 2倍值倍值。第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制zoxkIuABCACBW2 2、锥面循环指令、锥面循环指令用于切削内外锥面的自动循环。用于切削内外锥面的自动循环。N G# X(U) Z(W) F ;N G# X(U) Z(W) F ;锥面的斜率决定于锥面的斜率决定于U U、W W值值第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制3 3、 简单螺纹循环指令简单螺纹循环指令N G# X(U) Z(W) F ;N G# X(U) Z(W) F ;F F值为螺距值。值为螺距值。okIuABCDADCBWELL2L1螺纹的行程螺

6、纹的行程W W应包括切入与应包括切入与切出的空刀行程，即：切出的空刀行程，即： 一般取：一般取：L L1 1=(3=(35)F 5)F ； L L2 2=(1=(12)F2)FW = L + LW = L + L1 1 + L+ L2 2第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制4 4、复杂螺纹循环加工指令、复杂螺纹循环加工指令 N G# X Z I D F A ;N G# X Z I D F A ; 其中：其中：X X、Z Z为为C C点的绝对坐标值；点的绝对坐标值； I I为螺纹的深度；为螺纹的深度； D D为第一次循环的切深；为第一次循环的切深； F F为螺距；为螺距； A A为

7、螺纹牙形角。为螺纹牙形角。第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制 D D/ /n n其其中中d d2 2d d. . . . . . ., ,- -D Dd d, ,- -粗粗切切深深为为D D、第第二二次次以以后后每每次次1 1n na a- -I I2 2给给定定粗粗切切次次数数n n，则则D D ( (2 2) )1 1/.D D3 3、D、DD D2 2、D、DD D (1)(1)1 13 31 12 21 1切深切深D的确定：的确定：粗加工总余量粗加工总余量 螺纹深度螺纹深度II精加工切深精加工切深a a，每次粗切深递减。

8、，每次粗切深递减。递减规律决定于数控装置内部逻辑。递减规律决定于数控装置内部逻辑。常用的两种递减算法：常用的两种递减算法：.D D3 3、D、DD D2 2、D、DD D (1)(1)1 13 31 12 21 1螺纹大、小径的确定方法5 5、复合式粗车循环指令、复合式粗车循环指令 N G# P(ns) Q(nf) U( ) W( ) D( ) F S T ; 其中：其中：nsns精精加工程序段中第一个程序段的序号；加工程序段中第一个程序段的序号； nf nf精加工程序段中最后一个程序段的序号；精加工程序段中最后一个程序段的序号； XX方向留的精加工余量；方向留的精加工余量； zz方向留的精加

9、工余量；方向留的精加工余量； 每次切削深度；每次切削深度；ddwwuu第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制三、车削加工编程举例三、车削加工编程举例如图某零件的图样，要求编制如图某零件的图样，要求编制精加工精加工程序。程序。1 1、工艺路线、工艺路线1 1）精车外轮廓）精车外轮廓 2 2）切槽）切槽 3 3）车螺纹）车螺纹第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制2 2、选择刀具，正确选择换刀点、选择刀具，正确选择换刀点 1 1号刀为号刀为9090外圆车刀，基准刀；外圆车刀，基准刀； 2 2号刀为车槽刀，主切削刃宽号刀为车槽刀，主切削刃宽3 3mmmm，左刀尖为刀位点；左刀

10、尖为刀位点； 3 3号刀为号刀为6060螺纹车刀；螺纹车刀；3 3、确定切削用量、确定切削用量 确定主轴转速确定主轴转速min/rmin/r、 进给速度进给速度mm/minmm/min等；等； (1 (1号刀号刀:S630,F150:S630,F150 2 2号刀号刀:S300,F100:S300,F100 3 3号刀号刀:S200,F1.5):S200,F1.5)第一节第一节 数控车床的程序编制数控车床的程序编制15555%O1000;工件坐标系设定工件坐标系设定 . 车外轮廓车外轮廓 换刀换刀 . 切槽切槽换刀换刀 . 车螺纹车螺纹 %4、编制程序、编制程序pN10 G92 X50 Z20

11、;N20 G00 X7 Z2 S630 M03 T11 M08;N30 G01 X16 Z-2.5 F150;倒角倒角N40 U0 W-21;车车16外圆外圆N50 U-3 W-1.5;倒角倒角N60 X16 W0; 退刀退刀N65 W-3;退刀退刀车外轮廓：车外轮廓：p车外轮廓：车外轮廓：pN70 X24 W-10;车锥度车锥度N80 U0 W-10; 车车24外圆外圆N90 G02 U0 W-18 I12 K-9;车圆弧车圆弧N100 G00 X50 W0; 退刀退刀N110 G00 X50 Z20 T10 M05 M09;退回退回P点点N120 X17 Z-28 S300 M03 T22

12、 M08; 换刀，进刀换刀，进刀N130 G01 X12 W0 F100;割槽割槽N140 G04 U500;延时延时N150 G00 X17 W0;退刀退刀N160 X50 Z20 T20 M05 M09;退回退回P点点 切槽：切槽：pN170 G00 X18 Z6 S200 M03 T33 M08;N180 G33 X15.5 Z-25 F1.5;车螺纹车螺纹N190 X15;N200 G00 X50 Z20 T30 M05 M09;退回退回P点点N300 M02; %车螺纹：车螺纹：p一、数控铣床的编程特点一、数控铣床的编程特点1 1、铣床是机械加工中、铣床是机械加工中最常用的方法之一最

13、常用的方法之一。目的在。目的在于解决复杂的和难加工的工件的加工问题，包括于解决复杂的和难加工的工件的加工问题，包括平平面铣削面铣削和和轮廓铣削轮廓铣削。2 2、数控铣削的数控装置具有多种插补方式数控铣削的数控装置具有多种插补方式。如如直线直线、圆弧插补圆弧插补、极坐标、抛物线、螺旋线插补等、极坐标、抛物线、螺旋线插补等。3 3、轮廓加工多采用计算机辅助计算和自动编程。、轮廓加工多采用计算机辅助计算和自动编程。第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制二、数控铣床编程中的特殊功能指令二、数控铣床编程

14、中的特殊功能指令1 1、工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92,G92,G54-G59G54-G59 编程格式：编程格式： N N01000100 G90 G54 G00 X100 Y50 Z10; G90 G54 G00 X100 Y50 Z10; 表示刀具移动到表示刀具移动到G54G54坐标系中的点坐标系中的点X100 Y40 Z10X100 Y40 Z10 适于箱体类零件，同一个零件有多个加工表面，同一加工适于箱体类零件，同一个零件有多个加工表面，同一加工表面分多个加工区域或同一工作台加工多个零件的情况。表面分多个加工区域或同一工作台加工多个零件的情况。比较：比较： G G9292：

15、程序段设定工件坐标系（原点相对于起刀点的位置）。：程序段设定工件坐标系（原点相对于起刀点的位置）。 G G5454-G-G5959：安装工件后测量工件坐标系和机床坐标系原点：安装工件后测量工件坐标系和机床坐标系原点 偏置量，从键盘输入。各坐标系单独成立，互不影响。偏置量，从键盘输入。各坐标系单独成立，互不影响。 第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制说明：说明： G11 G11、G12G12、G13G13分别表示将本程序段所定义的两个程序段号之间的程序，分别表示将本程序段所定义的两个程序段号之间的程序，分别按分别按Y Y 轴、轴、 X X轴和原点对称加工，并按循

16、环次数循环若干次。轴和原点对称加工，并按循环次数循环若干次。 此指令所定义的镜像加工程序段号内，不得发生其它转移加工指令和子此指令所定义的镜像加工程序段号内，不得发生其它转移加工指令和子程序、跳转移加工等。程序、跳转移加工等。 例题例题G11 NG11 N* * * * *. .* * * * *. .* * * *; ;G12 NG12 N* * * * *. .* * * * *. .* * * *; ;G13 NG13 N* * * * *. .* * * * *. .* * * *; ; 镜像加工程序开始、结束时的程序段号镜像加工程序开始、结束时的程序段号循环次数（循环次数（1可省略）

17、可省略）作用：加工对称图形，避免反复编制类似程序。作用：加工对称图形，避免反复编制类似程序。编程格式：编程格式：2 2、镜像加工指令、镜像加工指令G11G11、G12G12、G13G133 3、固定循环指令、固定循环指令 只用一个指令，一个程序段即可完成某特定表面的加工。只用一个指令，一个程序段即可完成某特定表面的加工。数控铣床上有许多固定循环指令，如数控铣床上有许多固定循环指令，如钻、镗、攻丝等钻、镗、攻丝等孔加工。孔加工。(1) A B: 刀具快进到孔位坐标，即循环初始点刀具快进到孔位坐标，即循环初始点B B。(2) B R: 刀具刀具Z Z向快进至加工表面附近的向快进至加工表面附近的R

18、R点平面。点平面。(3) R E：加工孔的动作，如钻孔、镗孔、攻丝等。加工孔的动作，如钻孔、镗孔、攻丝等。(4) E点点：孔底动作，如进给暂停、刀具偏移、孔底动作，如进给暂停、刀具偏移、 主轴准停、反转等。主轴准停、反转等。(5) E R: 返回到返回到R R点平面。点平面。(6) R B: 返回到初始点返回到初始点B B。第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制FANUC系统孔加工固定循环的组成动作：系统孔加工固定循环的组成动作：编程格式：编程格式：第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制G G X- Y- Z- R- Q- P-

19、F- L-; X- Y- Z- R- Q- P- F- L-;G98G98G99G99说明：说明： G98G99分别为使刀具返回到初始点分别为使刀具返回到初始点B和和R点平面。点平面。 G 为各种孔加工循环方式指令，为各种孔加工循环方式指令，参参P59 B3-1。 Z为孔底坐标，相对坐标方式为孔底相对于为孔底坐标，相对坐标方式为孔底相对于R点平面的增量值。点平面的增量值。 R为为R点平面的点平面的Z坐标，增量坐标方式为坐标，增量坐标方式为R点平面相对于点平面相对于B点的增量值点的增量值 Q在间歇进给指令在间歇进给指令(G73、G83)指令中，表示每次的加工深度；指令中，表示每次的加工深度； 镗

20、孔时镗孔时(G76、G87)指令中表示孔底刀具的偏移量。指令中表示孔底刀具的偏移量。 P用来指定刀具在孔底的暂停时间，不使用小数点。单位为用来指定刀具在孔底的暂停时间，不使用小数点。单位为ms。 L用来指定孔加工重复的次数。忽略为用来指定孔加工重复的次数。忽略为1次。次。 孔加工指令为续效代码，撤销孔加工循环动作用孔加工指令为续效代码，撤销孔加工循环动作用G80，此外，此外，G00、 G01、G02C03也可以。也可以。 孔加工固定循环中，刀具长度补偿指令在刀具至孔加工固定循环中，刀具长度补偿指令在刀具至R点时生效。点时生效。P59 P59 （3 3）几种孔加工方式的图示说明）几种孔加工方式的

21、图示说明P61 P61 例例3-3 3-3 利用固定循环方式加工孔。利用固定循环方式加工孔。三、数控铣床编程实例三、数控铣床编程实例1: 1: P62 P62 例例3-43-4、如图所示一盖板零件，试编制零件如图所示一盖板零件，试编制零件外形外形的加工程序。已知毛坯为的加工程序。已知毛坯为180mm180mm90mm90mm12mm12mm的板料，各边留的板料，各边留5mm5mm的铣削留量。加工时以底面的铣削留量。加工时以底面和两个和两个1010的孔定位，从孔的孔定位，从孔2 20 0对工件进行夹紧对工件进行夹紧。编程步骤编程步骤(1)(1) 确定工件坐标系、起刀点，如图。确定工件坐标系、起刀

22、点，如图。(2)(2)加工路线的确立：加工路线的确立： 1-2-B-C-D-E-F-G-H- 1-2-B-C-D-E-F-G-H- A-B-2-1 A-B-2-1(3)(3)刀具和切削用量的选择：刀具和切削用量的选择： 1010立铣刀、立铣刀、S300. F100S300. F100(4)(4)计算相关点的坐标值计算相关点的坐标值: : A(0,0) B(0,40) A(0,0) B(0,40) C(14.96,70) D(43.54,70) C(14.96,70) D(43.54,70) E(102,64) F(150,40) E(102,64) F(150,40) G(170,40) H(

23、170,0) G(170,40) H(170,0) 加工程序如下：加工程序如下：三、数控铣床编程实例三、数控铣床编程实例1: 1: P62 P62 例例3-43-4、如图所示一盖板零件，试编制零件如图所示一盖板零件，试编制零件外形外形的加工程序。已知毛坯为的加工程序。已知毛坯为180mm180mm90mm90mm12mm12mm的板料，各边留的板料，各边留5mm5mm的铣削留量。加工时以底面的铣削留量。加工时以底面和两个和两个1010的孔定位，从孔的孔定位，从孔2 20 0对工件进行夹紧对工件进行夹紧。编程步骤编程步骤第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制.N0

24、1 G92 X-25.0 Y10.0 Z40.0;N02 G90 G00 Z-16.0 S300 T11 M03;N03 G41 G01 X0 Y40.0 D01 M08 F100; (起刀点 B)N04 X14.96 Y70.0; (B C)N05 X43.54; (C D)第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制N06 G02 X102.0 Y64.0 I26.46 J-30.0; (D E)N07 G03 X150.0 Y40.0 I48.0 J36.0; (E F)N08 G01 X170.0; (F G)N09 Y0; (G H)N10 X0; (H A

25、)N11 Y40.0; (A B)N12 G00 G40 X-25.0 Y10.0 Z40.0 M05 M09; (退刀)N13 M02;某连杆零件如图，试编写程序该连杆轮廓进行精铣的程序。某连杆零件如图，试编写程序该连杆轮廓进行精铣的程序。假设用假设用16mm16mm立铣刀加工，程序采用刀补功能。立铣刀加工，程序采用刀补功能。1 1、安全高度：、安全高度：10mm10mm，起刀点。，起刀点。2 2、工艺路线安排：、工艺路线安排： （1 1）P-P-AP-P-A点进刀，加工点进刀，加工4040外圆，外圆，B点退刀点退刀 - -退至安退至安全高度全高度（2 2）安全高度）安全高度- -C C点进

26、刀，加工点进刀，加工24mm24mm外圆，外圆，D点点退刀退刀-退至安全高度退至安全高度 （3 3）安全高度）安全高度- -A A点进刀，加工整点进刀，加工整个轮廓，个轮廓，B点退刀点退刀-退至安全高度退至安全高度3 3、相关点坐标的数值计算：、相关点坐标的数值计算：4 4、编程：、编程：数控铣床编程实例数控铣床编程实例2：数控铣削编程：数控铣削编程： 加工中心加工中心（Machining CenterMachining Center）：一种）：一种集成化的集成化的数控加工机床数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，它集而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗削

27、及螺纹切铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，削等工艺于一体，通常称镗铣类加工中心，习惯通常称镗铣类加工中心，习惯称加工中心。称加工中心。 加工特点加工特点：按不同工序自动选择和更换刀具，自：按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变主轴转速、切削用量等，一次装夹就能完动改变主轴转速、切削用量等，一次装夹就能完成粗、精加工，车、钻等多个工序的加工。成粗、精加工，车、钻等多个工序的加工。第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制四、加工中心的编程特点四、加工中心的编程特点 1 1加工中心主要结构部件及其功能加工中心主要结构部件及其功能 加工中心类型繁多，结构各异，

28、但总体来看主加工中心类型繁多，结构各异，但总体来看主要由基础部件、主轴部件、数控系统、要由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀装自动换刀装置置、自动交换工作台自动交换工作台、自动排屑装置自动排屑装置等辅助装置。等辅助装置。2 2加工中心的工艺特点加工中心的工艺特点 （1 1）加工精度高）加工精度高 （2 2）表面质量好）表面质量好 （3 3）加工生产率高）加工生产率高 （4 4）工艺适应性强）工艺适应性强 （5 5）劳动强度低、劳动条件好）劳动强度低、劳动条件好 （6 6）良好的经济效益）良好的经济效益 （7 7）有利于生产管理的现代化）有利于生产管理的现代化第二节第二节 数控铣床与加工中心

29、的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制3 3加工中心的分类加工中心的分类（1 1）按照机床形态及主轴布局形式分类）按照机床形态及主轴布局形式分类立式加工中心 卧式加工中心 龙门式加工中心 复合加工中心 第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制（2 2）按加工中心的换刀形式分类）按加工中心的换刀形式分类 带刀库、机械手的加工中心 无机械手的加工中心 一般在小型加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主。 4 4、编程特点：、编程特点： 需要合理进行工艺分析，周密安排加工顺序。需要合理进行工艺分析，周密安排加工顺序。 加工批量大于加工批量大于1010件时，采用自动换

30、刀，否则以手工件时，采用自动换刀，否则以手工换刀为宜换刀为宜。（。（自动换刀要留出足够的换刀空间） 为提高机床利用率，刀具采用机外预调方式，加工为提高机床利用率，刀具采用机外预调方式，加工前应进行程序试运行。前应进行程序试运行。 为便于单独调试和修改，为便于单独调试和修改，不同工序内容尽量安排到不同工序内容尽量安排到不同的子程序中，主程序中主要完成换刀和子程序的不同的子程序中，主程序中主要完成换刀和子程序的调用。调用。 一把刀具尽量担任较多的加工表面一把刀具尽量担任较多的加工表面，且进给路线安，且进给路线安排应合理排应合理。第二节第二节 数控铣床与加工中心的程序编制数控铣床与加工中心的程序编制

31、加工中心换刀程序的编制加工中心换刀程序的编制P66：M06P57 P57 例例3-23-2、如图所示刀心轨迹，、如图所示刀心轨迹，Z Z向深度为向深度为2mm2mm，用镜像加工指令编程。，用镜像加工指令编程。例题例题O0030 N0010 G92 X0 Y0 Z100 S1000 M03；N0020 G00 Z2；N0030 G01 Z-2 F100；N0040 X16 Y60；N0050 G03 X60 Y16 I44 J0；N0060 G01 X0 Y0；N0070 G11 N0040.0060;N0080 G12 N0040.0060;N0090 G13 N0040.0060;N0100

32、 G00 Z100;N0110 M02;程序程序 ：G G代码代码 孔加工孔加工 动动 作作 孔底动作孔底动作 刀刀 具具返回方式返回方式 用用 途途 G73G73间歇进给间歇进给 快速快速高速深孔往复排屑钻高速深孔往复排屑钻G74G74切削进给切削进给暂停，主轴正转暂停，主轴正转切削进给切削进给攻左旋螺纹攻左旋螺纹G76G76切削进给切削进给主轴定向停止，主轴定向停止，刀具位移刀具位移快速快速精镗孔精镗孔G80G80 取消固定循环取消固定循环G81G81切削进给切削进给 快速快速钻孔钻孔G82G82切削进给切削进给暂停暂停快速快速锪孔，镗阶梯孔锪孔，镗阶梯孔G83G83间歇进给间歇进给 快速

33、快速深孔往复排屑钻深孔往复排屑钻G84G84切削进给切削进给暂停，主轴反转暂停，主轴反转切削进给切削进给攻右旋螺纹攻右旋螺纹G85G85切削进给切削进给 切削进给切削进给精镗孔精镗孔G86G86切削进给切削进给主轴停止主轴停止快速快速镗孔镗孔G87G87切削进给切削进给主轴停止主轴停止快速快速反镗孔反镗孔G88G88切削进给切削进给暂停，主轴停止暂停，主轴停止手动操作手动操作镗孔镗孔G89G89切削进给切削进给暂停，主轴停止暂停，主轴停止切削进给切削进给精镗阶梯孔精镗阶梯孔表3-1 固定循环功能（P59）返回第18页P72 3-1P72 3-1、3-43-4、3-53-5、3-113-11、3-123-12、3-133-13思考题与习题思考题与习题:螺纹牙型高度：指螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于螺纹螺纹牙型