数控编程十大例题

1、西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程数控技术基础数控技术基础主讲教师：马有良主讲教师：马有良联系邮箱联系邮箱：5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 工艺分析和数值计算工艺分析和数值计算5.3 5.3 数控编程的基础知识数控编程的基础知识一、编程的基础知识一、编程的基础知识二、数控机床的坐标系二、数控机床的坐标系5.4 5.4 常用数控机床的编程方法常用数控机床的编程方法5.5 5.5 自动编程自动编程简介简介西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程第五章 数控加工编程一、数控编程的意义：一、数控编程的意义： 什么叫数控加工编程？什么叫数控加工编程？ 数控机床是用数字信息来控制机床进行自动

2、加工数控机床是用数字信息来控制机床进行自动加工的。人们将这些能控制机床进行加工的数字信息，归的。人们将这些能控制机床进行加工的数字信息，归纳、综合形成便于记忆的指令代码，按工件图纸及工纳、综合形成便于记忆的指令代码，按工件图纸及工艺要求将这些指令代码有序的排列，即组成为数控加艺要求将这些指令代码有序的排列，即组成为数控加工程序。工程序。 再把程序单中的全部内容记录在控制介质上（如再把程序单中的全部内容记录在控制介质上（如穿孔带、磁带、磁盘等），然后输入给数控装置，从穿孔带、磁带、磁盘等），然后输入给数控装置，从而指挥数控机床加工，这种从零件图纸到制作成控制而指挥数控机床加工，这种从零件图纸到制

3、作成控制介质的全过程，称为数控加工的程序编制。介质的全过程，称为数控加工的程序编制。 5.1 5.1 概述概述西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程从分析零件图纸开始，从分析零件图纸开始，经过工艺分析、数学经过工艺分析、数学处理到获得数控机床处理到获得数控机床所需的数控加工程序所需的数控加工程序的全过程叫做数控编的全过程叫做数控编程。程。二、数控程序编制的一般过程二、数控程序编制的一般过程西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程三、编码与程序格式三、编码与程序格式（一）穿孔纸带的规格（一）穿孔纸带的规格（二）编码（二）编码（三）程序格式（三）程序格式 程序格式就是字母、数字和符号在纸带上的排

4、程序格式就是字母、数字和符号在纸带上的排列顺序和含义的规定，对于不同的数控系统，程序列顺序和含义的规定，对于不同的数控系统，程序格式不尽完全相同。格式不尽完全相同。 先介绍三个概念先介绍三个概念 ： 1 1、符号、符号 2 2、字、字 3 3、程序段、程序段 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程程序代码与结构程序代码与结构程序号程序号程序段程序段程序结束程序结束数控编程的基础数控编程的基础程序的组成程序的组成西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 程序段是由一组字构成的，它表示数控设备程序段是由一组字构成的，它表示数控设备为了完成某一特定动作需要的全部指令，在数控为了完成某一特定动作需要

5、的全部指令，在数控机床上加工一个零件，往往需要很多程序段。机床上加工一个零件，往往需要很多程序段。数控机床中常用的程序格式有以下三种：数控机床中常用的程序格式有以下三种：（1 1）固定顺序式）固定顺序式 其特点是各字无地址码，字的顺序即为地址其特点是各字无地址码，字的顺序即为地址的顺序，各字的顺序及字符的行数是固定的，任的顺序，各字的顺序及字符的行数是固定的，任何一个数码即使是何一个数码即使是“0”0”也不允许省略，所以各也不允许省略，所以各程序段所占穿孔带的长度为一定。程序段所占穿孔带的长度为一定。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 （2 2）有分隔符的固定顺序式）有分隔符的固定顺序式

6、 有分隔符的固定顺序式是在固定顺序格式的程有分隔符的固定顺序式是在固定顺序格式的程序内容与字之间加入分隔字符序内容与字之间加入分隔字符“TAB”TAB”，以表示地，以表示地址的顺序。址的顺序。这种格式较上种格式清晰，易于检查和校对，但不这种格式较上种格式清晰，易于检查和校对，但不能一目了然地判断程序的内容。能一目了然地判断程序的内容。(3(3）字地址程序段格式）字地址程序段格式 这种格式每一个字之前都标有地址码用以识别这种格式每一个字之前都标有地址码用以识别地址，因此对不需要的字或与上一程序段相同的字地址，因此对不需要的字或与上一程序段相同的字都可省略。这种格式编程直观灵活，便于检查，可都可省

7、略。这种格式编程直观灵活，便于检查，可缩短穿孔带，广泛用于车、铣等数控机床。缩短穿孔带，广泛用于车、铣等数控机床。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程字地址程序段的格式字地址程序段的格式西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 （四）字地址程序段格式中的排列顺序（四）字地址程序段格式中的排列顺序 1 1、程序号（、程序号（N N） 程序号是程序段中最前面的字，一般由文字程序号是程序段中最前面的字，一般由文字N N及三位数组（即从及三位数组（即从000999000999），）， 例如：例如：N001N001、N002N002等。超过三位数字时，可分成两个程序段来等。超过三位数字时，可分成两个

8、程序段来写。写。 2 2、准备功能（、准备功能（G G） 准备功能也叫准备功能也叫G G功能，功能，ISOISO标准的准备功能字由标准的准备功能字由字母字母G G和两位数字组成。有和两位数字组成。有100100种。种。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 3 3、坐标字、坐标字 坐标字是给定机床各坐标轴位移量的方向和数值坐标字是给定机床各坐标轴位移量的方向和数值的，紧跟在各坐标轴地址后面的是正负号，然后是数的，紧跟在各坐标轴地址后面的是正负号，然后是数值。在程序段中，各坐标字的排列顺序是值。在程序段中，各坐标字的排列顺序是X X、Y Y、Z Z；U U、V V、W W；P P、Q Q、R

9、R；I I、J J、K K；A A、B B、C C、D D、E E。 4 4、进给功能（、进给功能（F F） 进给功能也叫进给功能也叫F F功能，由文字功能，由文字F F和随后的几位数字和随后的几位数字组成，它表示刀具对工件的相对速度。有多种指定方组成，它表示刀具对工件的相对速度。有多种指定方法法 。 进给功能字要写在坐标字之后，若程序两坐标或进给功能字要写在坐标字之后，若程序两坐标或多坐标的进给功能字相同，则写在最后一个坐标字之多坐标的进给功能字相同，则写在最后一个坐标字之后。进给功能字不包括单位。后。进给功能字不包括单位。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程5 5、主轴转速功能（、主

10、轴转速功能（S S） 主轴转速功能也叫主轴转速功能也叫S S功能，后面功能，后面4 4位，用以设位，用以设定主轴的转速（定主轴的转速（r/minr/min） 6 6、刀具功能（、刀具功能（T T） 刀具功能也叫刀具功能也叫T T功能，更换刀具时用以指定刀功能，更换刀具时用以指定刀具和刀具长度补偿，刀具功能由字母具和刀具长度补偿，刀具功能由字母T T和随后的最和随后的最大五位数字组成。常用大五位数字组成。常用4 4位数字表示，前面位数字表示，前面2 2位为位为刀号，后面刀号，后面2 2位表示刀补号。位表示刀补号。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程7 7、辅助功能（、辅助功能（M M） 辅

11、助功能也叫辅助功能也叫M M功能，用以指定数控机床的辅功能，用以指定数控机床的辅助机能，如主电机起停、冷却助机能，如主电机起停、冷却 液开、关等。液开、关等。ISOISO标标准的辅助功能字由字母准的辅助功能字由字母M M和两位数字组成。有和两位数字组成。有100100种。种。8 8、程序段结束符号、程序段结束符号 每个程序段的最后必须有程序段结束符号，可每个程序段的最后必须有程序段结束符号，可以用以用CRCR、EOBEOB、NLNL或或LFLF等。等。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程5.2 5.2 工艺分析与数值计算工艺分析与数值计算西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程一、编程原

12、点的选择一、编程原点的选择机床坐标系与机床参考点的概念机床坐标系与机床参考点的概念1 1、机床坐标系、机床坐标系 机床坐标系是机床机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基来确定工件坐标系的基本坐标系，其坐标和运本坐标系，其坐标和运动方向视机床的种类和动方向视机床的种类和机构而定，它是固定的机构而定，它是固定的点。机床坐标系的原点点。机床坐标系的原点称为机床原点称为机床原点 M M 。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程机床零点机床零点 M M西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 为了正确的在机床工作时建立机床坐标系，为了正确的在机床工作时建立机床坐标

13、系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点考点 R R 。 机床参考点可以与机床零点重合也可以不重机床参考点可以与机床零点重合也可以不重合。合。 一般由机床厂家出厂时确定，通过上电后返一般由机床厂家出厂时确定，通过上电后返回机床的机械零点（即机床参考点，一般是正方回机床的机械零点（即机床参考点，一般是正方向极限位置）来建立机床坐标系。向极限位置）来建立机床坐标系。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程机床参考点机床参考点 R R西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 对于车床，滑板参对于车床，滑板参考点在滑板上，从该点考点在滑板上，从该点测

14、量出刀具点测量出刀具点“P”P”。滑板参考点滑板参考点 F F西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 对于铣床，主轴参对于铣床，主轴参考点在主轴上，从该点考点在主轴上，从该点测量出刀具点测量出刀具点“P”P”。主轴参考点主轴参考点 F F西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 数控车床的机床原点一般设计在主轴中心线与数控车床的机床原点一般设计在主轴中心线与安装夹盘面的交点处。立式数控铣床的机床原点一安装夹盘面的交点处。立式数控铣床的机床原点一般设计在机床最大加工范围下平面的左前角。直接般设计在机床最大加工范围下平面的左前角。直接使用机床原点编程很不方便，人们常常使用指令设使用机床原点编程很

15、不方便，人们常常使用指令设计一个工件原点，在编程时描述的是刀位点相对与计一个工件原点，在编程时描述的是刀位点相对与工件原点的坐标值。工件原点的坐标值。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程数控机床的参考点有两个主要作用：数控机床的参考点有两个主要作用： 一个是建立机床坐标系，另一个是消除由于漂移、一个是建立机床坐标系，另一个是消除由于漂移、变形等造成的误差。机床使用一段时间后，工作台会变形等造成的误差。机床使用一段时间后，工作台会造成一些漂移，使加工有误差，回一次机床参考点，造成一些漂移，使加工有误差，回一次机床参考点，就可以使机床的工作台回到准确位置，消除误差。所就可以使机床的工作台回到准

16、确位置，消除误差。所以在机床加工前，经常要进行回机床参考点的操作。以在机床加工前，经常要进行回机床参考点的操作。当出现以下三种情况时，必须执行返回参考点的操作：当出现以下三种情况时，必须执行返回参考点的操作： a. a. 关机后重新接通电源。关机后重新接通电源。b. b. 机床急停解除后。机床急停解除后。c. c. 机床超程报警解除后。机床超程报警解除后。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程2 2、工件坐标系和程序原点、工件坐标系和程序原点 工件坐标系是编程人员在编程时使用的，一般工件坐标系是编程人员在编程时使用的，一般由编程人员编程时以工件图纸上的某一固定点为原由编程人员编程时以工件图纸

17、上的某一固定点为原点点 W W（也称工件原点、程序原点、编程原点等）所（也称工件原点、程序原点、编程原点等）所建立起来的坐标系。以后的编程尺寸均按工件坐标建立起来的坐标系。以后的编程尺寸均按工件坐标系中的尺寸确定。工件坐标系一旦建立便一直有效，系中的尺寸确定。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。直到被新的工件坐标系所取代。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程工件零点工件零点选用原则选用原则选在工件图样的尺寸基准上。是可以直接用图纸标注的尺寸，选在工件图样的尺寸基准上。是可以直接用图纸标注的尺寸，作为编程点的坐标值，减少计算工作量作为编程点的坐标值，减少计算工作量 尽

18、量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面上尽量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面上 能使工件方便地装卡、测量和检验能使工件方便地装卡、测量和检验 对于有对称的几何形状的零件，工件零点最好选在对称中心点上对于有对称的几何形状的零件，工件零点最好选在对称中心点上 工件坐标系是为了确定工件几何图形上各几何要素（点、工件坐标系是为了确定工件几何图形上各几何要素（点、直线、圆弧）的位置而建立的坐标系。工件零点直线、圆弧）的位置而建立的坐标系。工件零点W是工是工件坐标系统的原点。件坐标系统的原点。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程几种工件零点选择的方案几种工件零点选择的方案西南科技大学品牌课程西南科

19、技大学品牌课程零点的转移零点的转移坐标系统原点位于机床零点坐标系统原点位于机床零点M M。由于工件零点与机床零点很少相由于工件零点与机床零点很少相同，通常要转换成原点。同，通常要转换成原点。编程者可使用命令编程者可使用命令G53G53G59G59使坐使坐标系统原点从机床零点标系统原点从机床零点M M转换到转换到工件零点。工件零点。在加工操作前，移动到零点的不在加工操作前，移动到零点的不同轴向的距离必须确定，同时必同轴向的距离必须确定，同时必须输入到须输入到CNCCNC系统的零点转移寄系统的零点转移寄存器中。存器中。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程二、编程中的数学处理二、编程中的数学处理

20、 按照数控编程的流程，进行图纸工艺分析后，按照数控编程的流程，进行图纸工艺分析后，要计算运动轨迹，这个环节必须对图纸尺寸进行必要计算运动轨迹，这个环节必须对图纸尺寸进行必要的数值处理，才能给后面的编程提供基础。根据要的数值处理，才能给后面的编程提供基础。根据零件图样要求零件图样要求, ,按照已确定的加工路线和允许的编程按照已确定的加工路线和允许的编程误差误差, ,计算出机床数控系统所需输入的数据计算出机床数控系统所需输入的数据, ,称为数称为数控编程的数值计算。控编程的数值计算。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 对于带有自动刀补功能的数控装置来说对于带有自动刀补功能的数控装置来说,

21、,通常要计算通常要计算出零件轮廓上一些点的坐标数值出零件轮廓上一些点的坐标数值 ，如基点、节点等。而，如基点、节点等。而用直线逼近工件廓形的方法很多，常用的等间距逼近法。用直线逼近工件廓形的方法很多，常用的等间距逼近法。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程车螺纹时轴向进给距离的分析车螺纹时轴向进给距离的分析 一般一般11为为mmmm5mm5mm，螺距大和精度高时取大值，反之，螺距大和精度高时取大值，反之取小值；取小值；22一般为一般为11的的1/31/3到到1/51/5。这样保证切削螺纹时，。这样保证切削螺纹时，在升速完成后使刀具接触工件，刀具离开工件后再降速。若在升速完成后使刀具接触工件

22、，刀具离开工件后再降速。若螺纹收尾处没有退刀槽，收尾处的形状与数控系统有关，一螺纹收尾处没有退刀槽，收尾处的形状与数控系统有关，一般按般按4545退刀收尾。退刀收尾。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 1.1.根据零件的加工要求，确定加工方案，选择适合根据零件的加工要求，确定加工方案，选择适合的机床。的机床。 2.2.确定零件的装卡方法并选择夹具。确定零件的装卡方法并选择夹具。 3.3.确定对刀点和换刀点确定对刀点和换刀点 。 4.4.工序划分工序划分 。 5.5.加工余量的确定加工余量的确定 。 6.6.选择走刀路线选择走刀路线 、选择加工刀具、切削用量的确定。、选择加工刀具、切削用量

23、的确定。 应根据实际情况和具体条件，充分发挥数控机床的功能，应根据实际情况和具体条件，充分发挥数控机床的功能，采用最完善、最经济、最合理的工艺方案。采用最完善、最经济、最合理的工艺方案。 工艺处理涉及的问题很多，编程人员要注意以下几点。工艺处理涉及的问题很多，编程人员要注意以下几点。 三、数控加工工艺设计三、数控加工工艺设计西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程对刀点对刀点“对刀点对刀点”是数控加工中刀具相对于工件运是数控加工中刀具相对于工件运动的起点。程序也是从这一点开始执行，所以对动的起点。程序也是从这一点开始执行，所以对刀点也称作刀点也称作“程序原点程序原点”或或“程序起点程序起点”。

24、选择对刀点的原则选择对刀点的原则 选择的对刀点要便于数学处理和简化程序编制选择的对刀点要便于数学处理和简化程序编制 对刀点在机床上容易校准对刀点在机床上容易校准 加工过程中便于检查加工过程中便于检查 引起的加工误差小引起的加工误差小西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程换刀点换刀点 在数控车床、数控铣床等使用多种刀具在数控车床、数控铣床等使用多种刀具加工的机床上，工件加工时需要经常更换刀加工的机床上，工件加工时需要经常更换刀具，在程序编制时，就要考虑设置换刀点。具，在程序编制时，就要考虑设置换刀点。 换刀点应根据工序内容的安排。换刀点换刀点应根据工序内容的安排。换刀点的位置应根据换刀时刀具不

25、碰伤工件、夹具的位置应根据换刀时刀具不碰伤工件、夹具和机床的原则而定。和机床的原则而定。 一般换刀点应设在工件或夹具的外部。一般换刀点应设在工件或夹具的外部。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程对刀点和换刀点示例对刀点和换刀点示例西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程一、工序、工步划分的原则一、工序、工步划分的原则 1 1、保证精度和粗糙度的原则：、保证精度和粗糙度的原则： 数控加工要求工序尽可能的集中，常常数控加工要求工序尽可能的集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，一般是先粗粗、精加工在一次装夹下完成，一般是先粗后精，先面后孔。加工时使用大流量的冷却后精，先面后孔。加工时使用大流量

26、的冷却和和- -润滑液进行喷淋。润滑液进行喷淋。工序划分工序划分西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 在数控机床上加工零件，工序比较集中。在一次在数控机床上加工零件，工序比较集中。在一次装夹中，应尽可能完成全部工序。常用的工序划分方装夹中，应尽可能完成全部工序。常用的工序划分方法有：法有： 按先粗后精的原则划分工序，这样可减少粗加工按先粗后精的原则划分工序，这样可减少粗加工变形对精加工的影响。变形对精加工的影响。 按先面后孔的原则划分工序，这样可提高孔的加按先面后孔的原则划分工序，这样可提高孔的加工精度，避免面加工时引起的变形。工精度，避免面加工时引起的变形。 按所用刀具划分工序，这样可减

27、少换刀次数，缩按所用刀具划分工序，这样可减少换刀次数，缩短空行程，减少不必要的定位误差和减少换刀时间。短空行程，减少不必要的定位误差和减少换刀时间。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 综述：综述： 余量均匀，刀用到底；先基后它，余量均匀，刀用到底；先基后它，先粗后精；先面后孔，先主后次；先上后下，先粗后精；先面后孔，先主后次；先上后下，先内后外；程序最短，空程量少。先内后外；程序最短，空程量少。2 2、提高生产效率的原则：、提高生产效率的原则： 减少换刀次数，节省换刀时间。应将需减少换刀次数，节省换刀时间。应将需用同一把刀的加工部分完成后，再换另一把用同一把刀的加工部分完成后，再换另一

28、把刀来加工其它部位。数控精加工时往往精车刀来加工其它部位。数控精加工时往往精车刀从工件右端开始一次精车完成。减少编程刀从工件右端开始一次精车完成。减少编程量，减少程序段数。量，减少程序段数。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程走刀路线走刀路线走刀路线是指加工过程中刀具（严格说是走刀路线是指加工过程中刀具（严格说是刀位点）相对于被加工零件的运动轨迹。即刀具刀位点）相对于被加工零件的运动轨迹。即刀具从对刀点（或机床原点）开始运动起，直至返回从对刀点（或机床原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切

29、削空行程。工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。确定走刀路线，主要是确定粗加工及空行确定走刀路线，主要是确定粗加工及空行程的走刀路线，因为精加工切削过程的走刀路线程的走刀路线，因为精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程确定走刀路线原则确定走刀路线原则在保证加工质量的前提下，使加工程序具有在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，可节省整个加工过程的执行时最短的走刀路线，可节省整个加工过程的执行时间，减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构间，减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部位的

30、磨损等。滑动部位的磨损等。保证零件的加工精度和表面粗糙度。保证零件的加工精度和表面粗糙度。方便数值计算，减少编程工作量。方便数值计算，减少编程工作量。尽量缩短走刀路线，减少空行行程，能使程序尽量缩短走刀路线，减少空行行程，能使程序段数减少。段数减少。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程寻求最短路径加工路线寻求最短路径加工路线加加工工路路线线选择切入切出方向选择切入切出方向曲面加工路线曲面加工路线3 3轴联动加工轴联动加工2 2轴半联动加工轴半联动加工5 5轴联动加工轴联动加工切入切出方向切入切出方向西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程寻求最短路径加工路线寻求最短路径加工路线1.1.巧用

31、起刀点巧用起刀点2.2.巧设换（转）刀点巧设换（转）刀点 为了考虑换（转）刀的方便和安全，有时将换为了考虑换（转）刀的方便和安全，有时将换（转）刀点也设置在离坯件较远的位置处。（转）刀点也设置在离坯件较远的位置处。3.3.合理安排合理安排“回零回零”路线路线 在编制复杂轮廓的加工程序时，应使前一刀终在编制复杂轮廓的加工程序时，应使前一刀终点与后一刀起点间距离尽量减短，或者为零。点与后一刀起点间距离尽量减短，或者为零。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程4.4.巧妙安排空行程进给路线巧妙安排空行程进给路线 对数控冲床、钻床等加工机床，其空行程执对数控冲床、钻床等加工机床，其空行程执行时间对生

32、产率的提高影响较大。行时间对生产率的提高影响较大。（a a）（b b）（c c）西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 b b图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用若改用c c图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。时间近一倍，提高了加工效率。B图图C图图西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程选择切入切出方向选择切入切出方向 铣削时，铣削时，为减少接刀的为减少接刀的痕迹，保证轮痕迹，保证轮廓表面的质量，廓表面的质量，对刀具的切入对刀具的切入和切出要仔细和切出要仔细

33、设计。设计。 铣削外轮廓铣削外轮廓时采用外延法。时采用外延法。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程曲面加工路线曲面加工路线数控铣床三坐标加工数控铣床三坐标加工西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程图图a采用此加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，采用此加工方案时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。的直线度。 图图b采用此加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加采用此加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度高，但程序较多。工后检验，叶形的准确度高，

34、但程序较多。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程最终轮廓一次走刀完成最终轮廓一次走刀完成加加工工路路线线轮廓加工路线轮廓加工路线行切法行切法行切行切+ +环切法环切法环切法环切法西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程最终轮廓一次走刀完成最终轮廓一次走刀完成如图如图a a为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。所以如采用图表面粗

35、糙度。所以如采用图b b的走刀路线，先用行切法，最的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。图图c c也是一种较好的走刀路线方式。也是一种较好的走刀路线方式。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程行切法加工凹槽行切法加工凹槽西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程行切法行切法+光整轮廓表面光整轮廓表面加工凹槽加工凹槽西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程环切法加工凹槽环切法加工凹槽西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程曲面加工行切法曲面加工行切法西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程

36、西南科技大学品牌课程加工余量的确定加工余量的确定加工余量的确定应根据下列条件：加工余量的确定应根据下列条件：1 1）应有足够的加工余量，特别是最后的工序，加工余量应能）应有足够的加工余量，特别是最后的工序，加工余量应能保证达到图样上规定的精度和表面粗糙度要求。保证达到图样上规定的精度和表面粗糙度要求。2 2）应考虑加工方法、装夹方式和工艺设备的刚性，以及工件）应考虑加工方法、装夹方式和工艺设备的刚性，以及工件可能发生的变形。过大的加工余量反而会由于切削抗力的增可能发生的变形。过大的加工余量反而会由于切削抗力的增加而引起工件变形加大，影响加工精度。加而引起工件变形加大，影响加工精度。3 3）应考

37、虑零件热处理引起的变形，适当的增大加工余量，否）应考虑零件热处理引起的变形，适当的增大加工余量，否则可能产生废品。则可能产生废品。4 4）应考虑工件的大小。工件越大，由切削力、内应力引起的）应考虑工件的大小。工件越大，由切削力、内应力引起的变形也越大，加工余量也相应增大。变形也越大，加工余量也相应增大。5 5）在保证加工精度的前提下，应尽量采用最小的加工余量总）在保证加工精度的前提下，应尽量采用最小的加工余量总和，以求缩短加工时间，降低加工费用。和，以求缩短加工时间，降低加工费用。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程5.3 5.3 数控编程的基础知识数控编程的基础知识一、编程的基础知识一、

38、编程的基础知识程序的组成程序的组成 每个程序都有程序号，供在数控装置中查找每个程序都有程序号，供在数控装置中查找和调用，程序由程序段组成，程序段由程序字组和调用，程序由程序段组成，程序段由程序字组成，程序字由地址符、正负号、和数字组成。在成，程序字由地址符、正负号、和数字组成。在字地址程序段格式编程格式中，程序字的数目以字地址程序段格式编程格式中，程序字的数目以及程序字的长度（位数）都是可变化的。有主程及程序字的长度（位数）都是可变化的。有主程序和子程序，主程序可调用子程序（嵌套）。还序和子程序，主程序可调用子程序（嵌套）。还有参数编程。有参数编程。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程常用

39、地址符号及其含义常用地址符号及其含义 主要包括：主要包括：O P % N X Y Z F S T O P % N X Y Z F S T M R U V W I J K A B C L HM R U V W I J K A B C L H等。等。 对于字地址程序段格式可用一般的形式来表示：对于字地址程序段格式可用一般的形式来表示：N3 G2 X 4.3 Y 4.3 Z 4.3 F4 S4 T4 N3 G2 X 4.3 Y 4.3 Z 4.3 F4 S4 T4 M2M2字地址程序格式的任一程序段中，各字的排列顺序字地址程序格式的任一程序段中，各字的排列顺序如下：如下： 程序段顺序号；准备机能字；

40、坐标字；进给机程序段顺序号；准备机能字；坐标字；进给机能字；主轴转速机能字；刀具机能字；辅助机能字；能字；主轴转速机能字；刀具机能字；辅助机能字；程序段结束符号；程序段结束符号；如：如：N01 G01 G17 G40 X+100.0Y-70.0 F70 S1000 N01 G01 G17 G40 X+100.0Y-70.0 F70 S1000 M06 T06 CRM06 T06 CR。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程数控编程的内容数控编程的内容 通常数控加工程序应包括以下内容：通常数控加工程序应包括以下内容： 程序的编号；程序的编号； 工件原点的设定；工件原点的设定； 所选刀具号，换

41、刀指令，主轴旋转和相应的所选刀具号，换刀指令，主轴旋转和相应的切削速度，进给量等；切削速度，进给量等； 刀具引入和退出的路经；刀具引入和退出的路经； 加工方法和刀具轨加工方法和刀具轨迹；迹； 其他说明，如冷却、加紧、放松等；其他说明，如冷却、加紧、放松等； 程序结束语句。程序结束语句。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 二、数控机床的坐标系二、数控机床的坐标系 （一）建立数控机床坐标系的意义（一）建立数控机床坐标系的意义（二）右手笛卡尔坐标系（二）右手笛卡尔坐标系 规定直线进给运动的坐规定直线进给运动的坐标轴用标轴用X X、Y Y、Z Z表示，表示，常称为基本坐标轴。坐常称为基本坐标轴

42、。坐标轴的相互关系用右手标轴的相互关系用右手定则决定，如右图所示。定则决定，如右图所示。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 图中大拇指的指向为图中大拇指的指向为 X X 轴的正方向，食指指轴的正方向，食指指向为向为 Y Y 轴的正方向，中指指向为轴的正方向，中指指向为 Z Z 轴的正方向。轴的正方向。 X Y Z X Y Z 为基本的三个直角坐标轴（第一坐标系）。为基本的三个直角坐标轴（第一坐标系）。直线坐标直线坐标 X Y ZX Y Z旋转坐标旋转坐标 A B CA B C附加坐标附加坐标 U V WU V W西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 围绕围绕X X、Y Y、Z Z轴

43、旋转的轴旋转的圆周进给坐标轴分别用圆周进给坐标轴分别用A A、B B、C C表示，根据右表示，根据右手螺旋定则，以大拇指手螺旋定则，以大拇指指向指向+X+X、+Y+Y、+Z+Z方向，方向，则食指、中指等的指向则食指、中指等的指向是圆周进给运动的是圆周进给运动的+A+A、+B+B、+C+C方向。方向。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 另有轴线平行于另有轴线平行于X Y Z X Y Z 坐标系的坐标系的U V W U V W 为为第二坐标系，第二坐标系， 轴线平行于轴线平行于X Y Z X Y Z 坐标系的坐标系的P Q RP Q R为第三为第三坐标系。坐标系。 还有还有I J KI J

44、K坐标系（圆弧半径时用）。坐标系（圆弧半径时用）。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 当刀具移动时，移当刀具移动时，移动的方向和轴的方向是动的方向和轴的方向是相同的。相同的。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 当工件移动时，移当工件移动时，移动的方向和轴的方向是动的方向和轴的方向是相反的。相反的。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程（三）、各坐标轴及正方向的规定方法（三）、各坐标轴及正方向的规定方法 上述坐标轴的正方向，上述坐标轴的正方向，是在假定工件不动，刀具运是在假定工件不动，刀具运动的前提下，定义刀具远离动的前提下，定义刀具远离工件的方向为各坐标轴的正工件的方向为各坐标

45、轴的正方向。如果是工件移动，按方向。如果是工件移动，按相对运动的关系，工件运动相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的的正方向恰好与刀具运动的正方向相反。正方向相反。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 对于车床、立式铣床、卧式铣床，进行坐标对于车床、立式铣床、卧式铣床，进行坐标轴的正方向规定：确定顺序：轴的正方向规定：确定顺序：Z ZX XY Y1 1、一般先确定、一般先确定 Z Z 轴轴 它是传递切削力的主轴，与主轴轴线平行的它是传递切削力的主轴，与主轴

46、轴线平行的标准坐标轴为标准坐标轴为Z Z轴。若机床主轴可作摇摆转位时，轴。若机床主轴可作摇摆转位时，则以和安装工件的台面相垂直的主轴方向作为则以和安装工件的台面相垂直的主轴方向作为Z Z坐标轴。坐标轴。 2 2、再定、再定 X X 轴轴 X X轴是水平轴且垂直于轴是水平轴且垂直于Z Z轴，它平行于工件装轴，它平行于工件装夹面，是在刀具或工件定位平面内运动的坐标。夹面，是在刀具或工件定位平面内运动的坐标。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 卧式数控车床坐标系卧式数控车床坐标系+X+Z西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程X X 轴在车床、卧式铣床和立式铣床中是不同的：轴在车床、卧式铣床和

47、立式铣床中是不同的： 在工件回转的机床上，工件的水平径向就是在工件回转的机床上，工件的水平径向就是 X X 坐标轴，取远离回转中心的方向作为坐标轴，取远离回转中心的方向作为 X X 坐标轴坐标轴的正向。的正向。 在刀具回转的机床上，若在刀具回转的机床上，若 Z Z 轴是垂直的（立轴是垂直的（立式铣床），从主轴向立拄看时，右方为式铣床），从主轴向立拄看时，右方为 X X 轴运动轴运动的正方向。的正方向。 在刀具回转的机床上，若在刀具回转的机床上，若Z Z轴是水平的（卧式轴是水平的（卧式铣床），从主轴向工件看时，右方为铣床），从主轴向工件看时，右方为 X X 轴运动的轴运动的正方向。正方向。西南科

48、技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 立式数控铣床坐标系立式数控铣床坐标系+Z+X+Y西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程工件旋转的机床坐标工件旋转的机床坐标系系刀具旋转的机床坐标系刀具旋转的机床坐标系无主轴的机无主轴的机床坐标系床坐标系西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程一、与坐标系有关的编程指令一、与坐标系有关的编程指令 坐标系设定指令（坐标系设定指令（G92G92） 格式为格式为 G92 X- Y- Z- G92 X- Y- Z- 表示主轴当前所处的位置在新坐标系中的表示主轴当前所处的位置在新坐标系中的

49、位置为位置为 X- Y- Z- X- Y- Z- 该坐标系在重开机时消该坐标系在重开机时消失。失。5.4 5.4 常用数控机床的编程方法常用数控机床的编程方法西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程例如右图：用例如右图：用G92G92定义新定义新坐标系坐标系执行执行 G92 X100 Y90 G92 X100 Y90 的结果是新坐标系的原的结果是新坐标系的原点移动到了原坐标系中点移动到了原坐标系中的的 X-90 Y-75 X-90 Y-75 处。处。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程G53-59G53-59零点偏移零点偏移 使用零点偏移使初始坐标使用零点偏移使初始坐标系统，也就是机床启动

50、后的机系统，也就是机床启动后的机床零点，偏移到床零点，偏移到NCNC机床工作区机床工作区域中的任意点。通过命令域中的任意点。通过命令G53-G53-G59G59，此偏移在，此偏移在NCNC零件程序中零件程序中生效。新零点一般为工件零点生效。新零点一般为工件零点W W。此点成为用于编程的新参。此点成为用于编程的新参考。考。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程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） 在用在用G90G90绝对测量绝对测量编制中，程序段中编制中，程序段中的所有坐标尺寸参的所有坐标尺寸参照一个固定点。照一个固定点。 上电后默认上电后默认G

51、90G90。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程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） 用用G91G91编程时，程序段编程时，程序段中的坐标尺寸为增量坐中的坐标尺寸为增量坐标值，即刀具运动的终标值，即刀具运动的终点相对于前一位置的坐点相对于前一位置的坐标增量。标增量。 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程绝对坐标系绝对坐标系相对坐标系相对坐标系西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程如下图如下图5-15-1，从，从A A点到点到 B B 点直线点直线 按绝对尺寸编程时按绝对尺寸编程时 B B 点坐标值为点坐标值为 X10 Y16X10 Y1

52、6 按增量尺寸编程时按增量尺寸编程时B B点坐标值为点坐标值为 X-15 Y-12X-15 Y-121015250 xyVAU161228 图图5-1 绝对尺寸与增量尺寸绝对尺寸与增量尺寸B西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程ABAB直线运用直线运用G90G90和和G91G91的程序的程序分别为：分别为：G90 G01 X10 Y16G90 G01 X10 Y16（绝对（绝对尺寸）尺寸） G91 G01 X-15 Y-12G91 G01 X-15 Y-12（增（增量尺寸）量尺寸）有些机床增量尺寸不用有些机床增量尺寸不用G91G91指指令，而用相对坐标系，其程令，而用相对坐标系，其程序为：序

53、为：G01 U-15 V-12G01 U-15 V-12它与它与 G91 G91 G01 X-15 Y-12 G01 X-15 Y-12 等效，根据等效，根据机床实际情况而选定。机床实际情况而选定。1015250 xyVAU161228 图图5-1 绝对尺寸与增量尺寸绝对尺寸与增量尺寸B西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程坐标平面选择指令（坐标平面选择指令（G17G17、G18G18、G19G19） 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 （一）、快速点定位指令（一）、快速点定位指令（G00G00） G00G00命令刀具以点位控制方式从刀具所在点，命令刀具以点位控制方式从刀具所在点，以最

54、短的路径按数控系统预先调定好的最大进给速以最短的路径按数控系统预先调定好的最大进给速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。 运行中速度可以修调；运行中速度可以修调； G00G00命令是续效（模态）指令；命令是续效（模态）指令； 在在G00 G00 程序中，进给速度程序中，进给速度 F F 无效；无效； G00G00指令可以被指令可以被G01G01、G02G02、G03G03修正，一个先于修正，一个先于G00G00存入的进给量在快速置位后使用存入的进给量在快速置位后使用G01G01、G02G02、G03G03仍然有效。仍然有效。二、基本运动指令二、基

55、本运动指令 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程格式为：格式为： G00 X- Y- Z- G00 X- Y- Z- 坐标可缺省。坐标可缺省。 X- Y- ZX- Y- Z 表示运动终点。表示运动终点。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程（二）、直线插补指令（二）、直线插补指令(G01)(G01) G01 G01是指两坐标（或三坐标）间以插补联动方式是指两坐标（或三坐标）间以插补联动方式并按指定的并按指定的 F F 进给速度作任意斜率的直线运动。程进给速度作任意斜率的直线运动。程序中最长的轴将以程序中序中最长的轴将以程序中 F F 进给速度移动并决定到进给速度移动并决定到达位置的时间，

56、控制系统将调整其余轴的速度，使其达位置的时间，控制系统将调整其余轴的速度，使其同时到达终点。同时到达终点。 运行中速度可以修调；运行中速度可以修调； G01 G01 程序中必须含有程序中必须含有 F F 指令；指令； G01 G01 和和 F F 都是续效指令；都是续效指令； G01 G01 指令可以被指令可以被 G00G00、G02G02、G03G03修正；修正；西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程G01G01指令使机床各坐标轴以插补联动方式，按指指令使机床各坐标轴以插补联动方式，按指定的进给速度定的进给速度F F切削任意斜率的直线轮廓和用直切削任意斜率的直线轮廓和用直线段逼近的曲线轮廓

57、。格式为：线段逼近的曲线轮廓。格式为： G01 X- Y- G01 X- Y- Z- FZ- F 坐标可缺省。运行中速度可以修调。坐标可缺省。运行中速度可以修调。西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 在图在图5-25-2中，设中，设P P点为程序起点，走刀路线为点为程序起点，走刀路线为P-A-B-C-A-PP-A-B-C-A-P，其程序如下：，其程序如下：90604050457062OxyCBAP图5-2用绝对值编程：用绝对值编程： N001 G92 X130 Y45 N001 G92 X130 Y45 N002 G90 G00 X40 S-T-M- N002 G90 G00 X40 S-

58、T-M- N003 G01 X-50 Y70 F- N003 G01 X-50 Y70 F- N004 X100 Y132 N004 X100 Y132 N005 X40 Y45 N005 X40 Y45 NOO6 G00 X130 M30 NOO6 G00 X130 M30 用增量值编程：用增量值编程： N001 G91 G00 X-90 Y0 S-T-M- N001 G91 G00 X-90 Y0 S-T-M- N002 G01 X-90 Y25 F- N002 G01 X-90 Y25 F- N003 X150 Y62 N003 X150 Y62 N004 X-60 Y-87 N004

59、X-60 Y-87 N005 X90 Y0 M30 N005 X90 Y0 M30 西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程（三）、圆弧插补指令（三）、圆弧插补指令(G02,G03) (G02,G03) G02 G02指令为顺时针方向指令为顺时针方向圆弧插补；圆弧插补； G03G03指令为逆时针方向指令为逆时针方向圆弧插补；圆弧插补； 圆弧的顺、逆可按图给圆弧的顺、逆可按图给出的方法进行判断：出的方法进行判断：G18G17G19G02G03G02G02G03G03zxy西南科技大学品牌课程西南科技大学品牌课程 圆弧程序应包括圆弧的顺逆，沿垂直于圆弧所圆弧程序应包括圆弧的顺逆，沿垂直于圆弧所在平

60、面的坐标轴的负方向看去，顺时针方向为在平面的坐标轴的负方向看去，顺时针方向为G02G02，逆时针方向为逆时针方向为G03G03。 运行中速度可以修调；运行中速度可以修调； G02G02（G03G03） 程序中必须含有程序中必须含有 F F 指令；指令； G00G00（G03G03） 和和 F F 都是续效指令；都是续效指令； G02G02（G03G03） 指令可以被指令可以被G00G00、G01G01修正；修正； 其程序格式为：其程序格式为： G02G02（G03G03） X- Y- Z- R- F- X- Y- Z- R- F- ，任选两平面，任选两平面内。内。 X- Y- Z- X- Y-