第2章(华中系统)

1、机床数控技术与系统机床数控技术与系统12022年年5月月1日星期日日星期日2.1数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础2.2数控机床的加工工艺及编程步骤数控机床的加工工艺及编程步骤2.3数控车床的编程数控车床的编程2.5数控铣床及加工中心的编程数控铣床及加工中心的编程2.7自动编程简介自动编程简介 说明：该部分课件主要以华中系统为例讲述（说明：该部分课件主要以华中系统为例讲述（将教材的将教材的2.3与与2.4，2.5与与2.6结合起来），目的是结合起来），目的是方便机床控制系统为华中系统的学校使用。方便机床控制系统为华中系统的学校使用。机床数控技术与系统机床数控技术与系统22022年年5月月

2、1日星期日日星期日2.1.1数控编程的基本概念数控编程的基本概念2.1.2数控机床的坐标轴和运动方向数控机床的坐标轴和运动方向 2.1.3数控机床的坐标系数控机床的坐标系2.1.4程序的格式程序的格式返回章目录返回章目录机床数控技术与系统机床数控技术与系统32022年年5月月1日星期日日星期日 在普通机床上加工零件时，一般是由工艺人员按照设计图样事先在普通机床上加工零件时，一般是由工艺人员按照设计图样事先制订好零件的加工工艺规程。在工艺规程中制订出零件的加工工序、制订好零件的加工工艺规程。在工艺规程中制订出零件的加工工序、切削用量、机床的规格及刀具、夹具等内容。操作人员按工艺规程的切削用量、机

3、床的规格及刀具、夹具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤操作机床，加工出图样给定的零件。也就是说零件的加工过各个步骤操作机床，加工出图样给定的零件。也就是说零件的加工过程是由人来完成。例如开车、停车、改变主轴转速、改变进给速度和程是由人来完成。例如开车、停车、改变主轴转速、改变进给速度和方向、切削液开、关等都是由工人手工操纵的。方向、切削液开、关等都是由工人手工操纵的。 数控机床和普通机床是不一样的。它是按照事先编制好的加工程数控机床和普通机床是不一样的。它是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路

4、线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数( (主轴转数、进给量、背主轴转数、进给量、背吃刀量等吃刀量等) )以及辅助功能以及辅助功能( (换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等) )，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上程序单中的内容记录在控制介质上( (如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器储器) )，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。，然后输入到数控机床

5、的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控加工程序的编这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控加工程序的编制，简称数控编程。制，简称数控编程。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统42022年年5月月1日星期日日星期日1.标准坐标系及运动方向标准坐标系及运动方向 标准坐标系标准坐标系:右手直角迪卡尔坐标系右手直角迪卡尔坐标系 运动方向：用右手法则确定运动方向：用右手法则确定继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统52022年年5月月1日星期日日星期日 Z轴：轴：主轴方向，远离工件主轴方向，远离工件 为正；为正； X轴：轴：水平方向，垂

6、直于水平方向，垂直于Z 轴，远离工件为正。轴，远离工件为正。车磨类：车磨类：继续继续2.坐标轴的确定坐标轴的确定机床数控技术与系统机床数控技术与系统62022年年5月月1日星期日日星期日Z Z轴：轴：主轴方向，远离工件为正；主轴方向，远离工件为正；X X轴：轴：透过主轴看立柱，右为正；透过主轴看立柱，右为正；Y Y轴：轴：根据右手直角迪卡尔坐标系确定。根据右手直角迪卡尔坐标系确定。立式数控铣床立式数控铣床镗铣类：镗铣类：立立式式继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统72022年年5月月1日星期日日星期日 Z Z轴：轴：主轴方向，远离工件为正；主轴方向，远离工件为正； X X轴：轴：背对主

7、轴，面对工件，右为正；背对主轴，面对工件，右为正； Y Y轴：轴：根据右手直角迪卡尔坐标系确定。根据右手直角迪卡尔坐标系确定。返回返回卧卧式式镗铣类：镗铣类：机床数控技术与系统机床数控技术与系统82022年年5月月1日星期日日星期日3.附加坐标附加坐标继续继续UVOUVO1PQO2 平行于标准坐标系中平行于标准坐标系中相应坐标轴的进给轴，称相应坐标轴的进给轴，称为附加坐标轴，分别用为附加坐标轴，分别用U、V、W 表示。表示。机床数控技术与系统机床数控技术与系统92022年年5月月1日星期日日星期日4.工件相对静止而刀具产生运动的原则工件相对静止而刀具产生运动的原则继续继续(+X )(+Y )(

8、+Z ) 标准规定：在编程中，坐标轴的方向总是刀具标准规定：在编程中，坐标轴的方向总是刀具相对工件的运动方向，用相对工件的运动方向，用X、Y、Z等表示。在实际等表示。在实际中，对数控机床的坐标轴进行标注时，根据坐标轴中，对数控机床的坐标轴进行标注时，根据坐标轴的实际运动情况，用工件相对刀具的运动方向进行的实际运动情况，用工件相对刀具的运动方向进行标注，此时需用标注，此时需用X 、Y 、Z 等表示，以示区别。等表示，以示区别。显然有：显然有：+X =-X，+Y =-Y，+Z =-Z。(+C )(+B )(+A )机床数控技术与系统机床数控技术与系统102022年年5月月1日星期日日星期日5.绝对

9、坐标绝对坐标和和增量坐标增量坐标绝对坐标：以某一固定点为坐标原点而计量的坐标。绝对坐标：以某一固定点为坐标原点而计量的坐标。增量坐标：运动轨迹的终点以起点为原点计量的坐标。增量坐标：运动轨迹的终点以起点为原点计量的坐标。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统112022年年5月月1日星期日日星期日1.1.机床坐标系机床坐标系 以机床原点为坐标原点建立起来的以机床原点为坐标原点建立起来的X X、Y Y、Z Z轴直角坐标轴直角坐标. .系，称系，称为机床坐标系。机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点。为机床坐标系。机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点。 如图如图2.62.6和图和图

10、2.72.7所示分别为数控车床和数控铣床的原点。它在机所示分别为数控车床和数控铣床的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。机床零点是通过机床参考点间接确定的。点。机床零点是通过机床参考点间接确定的。 图图 2.6 2.6 数控车床原点数控车床原点图图2.7 2.7 数控铣床原点数控铣床原点继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统122022年年5月月1日星期日日星期日 机床参考点机床参考点也是机床上的一个固定点，其与机床零点间也是机床上的一个固定点，其与机床零点间有一确定的相对位置，一般设置在

11、刀具运动的有一确定的相对位置，一般设置在刀具运动的X X、Y Y、Z Z正向正向最大极限位置，是用于对机床运动进行检测和控制的固定位最大极限位置，是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。置点。 机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。考点对机床原点的坐标是一个已知数。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统132022年年5月月1日星期日日星期日2.2.工件坐标系工件坐标系 工件坐标系是用于确定

12、工件几何图形上各几何要素工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素( (如点、如点、直线、圆弧等直线、圆弧等) )的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的，所以也叫编程坐标系。工件坐标系的原点就是工件原用的，所以也叫编程坐标系。工件坐标系的原点就是工件原点，而工件原点是人为设定的。点，而工件原点是人为设定的。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统142022年年5月月1日星期日日星期日1.1.零件加工程序结构零件加工程序结构（1 1）程序结构）程序结构 一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式

13、规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的，如图成的，如图2.82.8所示。所示。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统152022年年5月月1日星期日日星期日（2 2）程序格式）程序格式 常规加工程序由开始符常规加工程序由开始符( (单列一段单列一段) )、程序名、程序名( (单列一段单列一段) )、程序主体、程序主体和程序结束指令和程序结束指令( (一般单列一段一般单列一段) )组成，程序的最后还有一个程序结束组成，程序的最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符（现在大多数系统可以不用）是同一个符。程序开始符与

14、程序结束符（现在大多数系统可以不用）是同一个字符：在字符：在ISOISO代码中是代码中是% %，在，在EIAEIA代码中是代码中是ERER。程序号是由。程序号是由O O（FANUC FANUC 系系统）或统）或% %（华中系统）开头，通常后跟（华中系统）开头，通常后跟4 4位数字组成。程序结束指令位数字组成。程序结束指令为为M02M02或或M30M30。常见程序格式如下：。常见程序格式如下：继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统162022年年5月月1日星期日日星期日 以这种格式编制的程序，各字均无地址码，以这种格式编制的程序，各字均无地址码，字的顺序即为地址的顺序，各字的顺序及字符行字

15、的顺序即为地址的顺序，各字的顺序及字符行数是固定的数是固定的( (不管某一字的需要与否不管某一字的需要与否) )，即使与上，即使与上一段相比某些字没有改变，也要重写而不能略一段相比某些字没有改变，也要重写而不能略去。一个字的有效位数较少时，要在前面用去。一个字的有效位数较少时，要在前面用“0”0”补足规定的位数。所以各程序段所占穿孔补足规定的位数。所以各程序段所占穿孔带的长度为一定。带的长度为一定。2. 程序段格式程序段格式（1 1）固定程序段格式）固定程序段格式（2 2）用分隔符的程序段格式）用分隔符的程序段格式（3 3）字地址程序段格式）字地址程序段格式 由于有分隔符号，不需要的字或与上程

16、序段相同的字可以省略，但必须保留相应的分隔符号( 即各程序段的分隔符号数目相等) 。 以这种格式表示的程序段，每一个以这种格式表示的程序段，每一个字之前都标有地址码用以识别地址，因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此对不需要的字或与上一程序段相同的字都可省略。程序段内的各字也可以不字都可省略。程序段内的各字也可以不按顺序按顺序( (但为了编程方便，常按一定的顺但为了编程方便，常按一定的顺序序) )排列。排列。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统172022年年5月月1日星期日日星期日2.2.1编制加工程序的内容及步骤编制加工程序的内容及步骤2.2.2零

17、件的安装和对刀点的确定零件的安装和对刀点的确定2.2.3数控加工工艺路线的设计数控加工工艺路线的设计2.2.4切削用量及刀具的选择切削用量及刀具的选择2.2.5数值计算数值计算2.2.6数控加工专用技术文件的编写数控加工专用技术文件的编写 返回章目录返回章目录机床数控技术与系统机床数控技术与系统182022年年5月月1日星期日日星期日1.1.工艺处理阶段工艺处理阶段2.2.数学处理阶段数学处理阶段3.3.编写零件加工程序编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按件加工程序。程序

18、编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，能编写出对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，能编写出正确的加工程序。正确的加工程序。4.4.程序检验程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检

19、验程序。动轨迹的正确性，以检验程序。 对零件图样进行分析，明对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。理的切削用量等。 根据零件的几何尺根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得具中心运动轨迹，以获得刀位数据。刀位数据。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统192022年年5月月1日星期日日星期日1.1.零件的安装零件的安装2.2.夹具的选用夹具的选用

20、3.3.确定对刀点和换刀点确定对刀点和换刀点对刀点：对刀点：数控加工时刀具相对工件运动的起点，也是程序的数控加工时刀具相对工件运动的起点，也是程序的起点，也称起刀点。对刀点可与程序原点重合，也可在任何起点，也称起刀点。对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。系。1 1）当零件加工批量不大时，应尽量采用通用）当零件加工批量不大时，应尽量采用通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。2 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力）在成批生产时才考虑采用专用夹

21、具，并力求结构简单。求结构简单。3 3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。机床的停顿时间。4 4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。等）。 在数控机床上加工零件时，定位安装的基在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在选本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在选择时应注意以下几点：择时应注意以下几点：1 1）力求设

22、计、工艺和编程计算的基准统一。）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。2 2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。后，加工出全部待加工表面。3 3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。发挥数控机床的效能。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统202022年年5月月1日星期日日星期日对刀的目的及方法对刀的目的及方法目的：目的：告诉数控系统工件在机床坐标系中的位置。告诉数控系统工件在机床坐标系中的位置。方法：方法：将工件（编程）原点在机床坐标系中的位置坐标值将工件（

23、编程）原点在机床坐标系中的位置坐标值预存到数控系统。预存到数控系统。刀位点刀位点：刀具的定位基准点。刀具的定位基准点。换刀点：换刀点：数控机床设定的用来换刀的位置。为避免加工过数控机床设定的用来换刀的位置。为避免加工过程中换刀时刀具与工件、夹具、机床发生碰撞，换刀点应程中换刀时刀具与工件、夹具、机床发生碰撞，换刀点应设置在工件外合适的位置。设置在工件外合适的位置。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统212022年年5月月1日星期日日星期日 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：列方法进行： （1 1）以一次安装、加工

24、作为一道工序）以一次安装、加工作为一道工序 这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态到待检状态 （2 2）以同一把刀具加工的内容划分工序）以同一把刀具加工的内容划分工序 有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，但程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是但程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等。工作班内不能结束）等。 （3 3）以加

25、工部位划分工序）以加工部位划分工序 （4 4）以粗、精加工划分工序）以粗、精加工划分工序1.1.工序的划分工序的划分继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统222022年年5月月1日星期日日星期日 工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。细分为工步。 (1)(1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或同一表面按

26、粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。全部加工表面按先粗后精加工分开进行。 (2)(2)对于既要铣面又要镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按对于既要铣面又要镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按此方法划分工步，可以提高孔的加工精度。因为铣削时切削此方法划分工步，可以提高孔的加工精度。因为铣削时切削力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使刀具有一段时力较大，工件易发生变形。先铣面后镗孔，使刀具有一段时间恢复，可减少变形对孔加工精度的影响。间恢复，可减少变形对孔加工精度的影响。 (3)(3)按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换

27、刀时间短，可采用按刀具划分工步的方法，以减少换刀次数，提间短，可采用按刀具划分工步的方法，以减少换刀次数，提高加工效率。高加工效率。2.2.工步的划分工步的划分继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统232022年年5月月1日星期日日星期日3.3.加工顺序的安排加工顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行：安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行： （1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床

28、加工工序的也应综合考虑；中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑； （2）先进行内腔加工，后进行外形加工；）先进行内腔加工，后进行外形加工； （3）以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的）以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数；动压板次数； （4）在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件）在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。刚性破坏较小的工序。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统242022年年5月月1日星期日日星期日4.4.走刀

29、路线的确定走刀路线的确定 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。程序的依据之一。（1 1）尽可能走刀路线最短）尽可能走刀路线最短 图图2.13为粗车几种不同车削进给路线的安排示意图。其为粗车几种不同车削进给路线的安排示意图。其中图中图2.13(a)表示沿着工件轮廓进行进给的路线；图表示沿着工件轮廓进行进给的路线；图2.13(b)为为“三角形三角形”进给路线；图进给路线；图2.13(c)为为“矩形矩形”进给路线。进给路线

30、。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统252022年年5月月1日星期日日星期日 如加工图如加工图2.13a2.13a所示零件上的孔系所示零件上的孔系,2.13b,2.13b图的走刀路线图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用2.13c2.13c图的走图的走刀路线，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。加工效率。 继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统262022年年5月月1日星期日日星期日（2 2）最终轮廓一次走刀完成）最终轮廓一次走刀完成 为保证工件轮廓表面加

31、工后的粗糙度要求，最终轮廓为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。应安排在最后一次走刀中连续加工出来。（3 3）正确选择切入切出方向）正确选择切入切出方向 继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统272022年年5月月1日星期日日星期日（4 4）保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面的）保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面的干涉。干涉。（5 5）尽量使数值点计算方便，缩短编程工作时间。）尽量使数值点计算方便，缩短编程工作时间。（6 6）选择使工件在加工后变形小的路线。）选择使工件在加工后变形小的路线。 对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分

32、几次走对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。（7 7）位置精度要求高的孔系零件的加工路线）位置精度要求高的孔系零件的加工路线继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统282022年年5月月1日星期日日星期日（8 8）在铣削曲面时，正确选择行切法和环切法）在铣削曲面时，正确选择行切法和环切法 应根据零件的实际形状、精度要求、加工效率等多种应根据零件的实际形状、精度要求、加工效率等多种因素来确定是行切还是环

33、切，是等距切削还是等高切削的加因素来确定是行切还是环切，是等距切削还是等高切削的加工路线等。工路线等。 继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统292022年年5月月1日星期日日星期日（9 9）在铣削加工时，正确选择顺铣和逆铣方式）在铣削加工时，正确选择顺铣和逆铣方式 铣削有顺铣和逆铣两种方式。当铣刀旋转方向与工件铣削有顺铣和逆铣两种方式。当铣刀旋转方向与工件进给方向相反时，称为逆铣，铣削时每齿切削厚度从零逐渐进给方向相反时，称为逆铣，铣削时每齿切削厚度从零逐渐到最大而后切出；当铣刀旋转方向与工件进给方向相同时，到最大而后切出；当铣刀旋转方向与工件进给方向相同时，称为顺铣，铣削时每齿切削厚

34、度从最大逐渐减小到零。顺铣称为顺铣，铣削时每齿切削厚度从最大逐渐减小到零。顺铣和逆铣的判断如图和逆铣的判断如图2.202.20所示。所示。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统302022年年5月月1日星期日日星期日 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工不同的切削用量。切削用量的选择原则

35、是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。率，降低成本。1.1.主轴转速的确定主轴转速的确定主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公式为：径来选择。其计算公式为： 继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统312022年年5月月1日星期日日星期日式中式中v-v-切削速度，单位为切削速度，单位为m/minm/min，由刀具的耐用度决定；，由

36、刀具的耐用度决定；n- -n- -主轴转速，单位为主轴转速，单位为 r/minr/min；D-D-工件直径或刀具直径，单位为工件直径或刀具直径，单位为mmmm。 计算的主轴转速计算的主轴转速n n最后要根据机床说明书选取机床有最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。的或较接近的转速。2.2.进给速度的确定进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性材料性质选取。最大进给速度受机床刚

37、度和进给系统的性能限制。能限制。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统322022年年5月月1日星期日日星期日 确定进给速度的原则：确定进给速度的原则：1 1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。可选择较高的进给速度。 一般在一般在100100200mm/min200mm/min范围内选取。范围内选取。2 2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在的进给速度，一般在202050mm/min50mm/min范围内选取。范围内选取。

38、3 3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在些，一般在202050mm/min50mm/min范围内选取。范围内选取。4 4）刀具空行程时，特别是远距离）刀具空行程时，特别是远距离“回零回零”时，可以设定该时，可以设定该机机床数控系统设定的最高进给速度。床数控系统设定的最高进给速度。 继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统332022年年5月月1日星期日日星期日3.3.背吃刀量确定背吃刀量确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量

39、等于工件的加工余量，允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般为质量，可留少量精加工余量，一般为0.20.20.5mm0.5mm。总之，切削用量的具体数值应根据机床性能相关的手册总之，切削用量的具体数值应根据机床性能相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。4.4.刀具的选择刀具的选

40、择 与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好，精度高，而且要求尺寸稳定，耐的要求，不仅需要刚性好，精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好；同时要求安装调整方便，以满用度高，断屑和排屑性能好；同时要求安装调整方便，以满足数控机床高效率的要求。足数控机床高效率的要求。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统342022年年5月月1日星期日日星期日返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统352022年年5月月1日星期日日星期日 根据零件图样，用适当的方法，将数控系统编制程序根据零件图样，用适当的方法，

41、将数控系统编制程序所需的有关数据计算出来的过程，称为数值计算。所需的有关数据计算出来的过程，称为数值计算。 数值计算的内容包括计算零件轮廓的基点和节点坐标数值计算的内容包括计算零件轮廓的基点和节点坐标以及刀位点轨迹的坐标。以及刀位点轨迹的坐标。1.1.基点、节点坐标计算基点、节点坐标计算（1 1）基点基点的含义的含义（2 2）基点坐标计算）基点坐标计算（3 3）节点节点的含义的含义（4 4）节点坐标计算）节点坐标计算基点：构成零件轮廓不基点：构成零件轮廓不同几何元素间的交点或同几何元素间的交点或切点。切点。继续继续节点：相邻逼近直线段节点：相邻逼近直线段或圆弧段的交点或切点或圆弧段的交点或切点

42、称为节点。称为节点。机床数控技术与系统机床数控技术与系统362022年年5月月1日星期日日星期日2.2.辅助计算辅助计算 辅助计算包括增量值计算，辅助程序段的计算等。辅助计算包括增量值计算，辅助程序段的计算等。（1 1）增量值计算）增量值计算 增量值计算是仅就增量坐标的数控系统或绝对坐标中某些数据仍增量值计算是仅就增量坐标的数控系统或绝对坐标中某些数据仍要求以增量方式输入时，所进行的由绝对坐标数据到增量坐标数据的要求以增量方式输入时，所进行的由绝对坐标数据到增量坐标数据的转换。转换。（2 2）辅助程序段计算）辅助程序段计算 辅助程序段是指开始加工时，刀具从起始点到切入点，或加工完辅助程序段是指

43、开始加工时，刀具从起始点到切入点，或加工完毕时，刀具从切出点返回到起始点而特意安排的程序段。切入点位置毕时，刀具从切出点返回到起始点而特意安排的程序段。切入点位置的选择应依据零件加工余量的情况，适当离开零件一段距离。切出点的选择应依据零件加工余量的情况，适当离开零件一段距离。切出点位置的选择，应避免刀具在快速返回时发生撞刀，也应留出适当的距位置的选择，应避免刀具在快速返回时发生撞刀，也应留出适当的距离。使用刀具补偿功能时，建立刀补的程序段应在加工零件之前写离。使用刀具补偿功能时，建立刀补的程序段应在加工零件之前写入，加工完成后应取消刀补。某些零件的加工，要求刀具入，加工完成后应取消刀补。某些零

44、件的加工，要求刀具“切向切向”切切入和入和“切向切向”切出。切出。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统372022年年5月月1日星期日日星期日1.1.数控加工工序卡数控加工工序卡 数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，但不同的是该卡中应反映使用的刀具、辅具、切削参数但不同的是该卡中应反映使用的刀具、辅具、切削参数等，它是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导等，它是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按已确定的工步顺序填写。数控加性工艺资料。工序卡应按已确定的工步顺序填写。数控加工工序卡片样本如表工工序

45、卡片样本如表2-12-1所示。所示。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统382022年年5月月1日星期日日星期日2.2.数控加工刀具卡数控加工刀具卡 数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机外数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机外对刀仪上，事先调整好刀具直径长度。刀具卡主要反映刀对刀仪上，事先调整好刀具直径长度。刀具卡主要反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、刀片型号和材料等，它是具编号、刀具结构、尾柄规格、刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。数控加工刀具卡片样本如表组装刀具和调整刀具的依据。数控加工刀具卡片样本如表2-22-2所示。所示。继续继续机床数控技术与系统

46、机床数控技术与系统392022年年5月月1日星期日日星期日3.3.机床调整单机床调整单 机床调整单是机床操作人员在加工前调整机床的依据。机床调整单是机床操作人员在加工前调整机床的依据。它主要包括机床控制面板开关调整单和数控加工零件安装、它主要包括机床控制面板开关调整单和数控加工零件安装、零点设定卡片两部分。零点设定卡片两部分。4.4.数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。数控加工走刀路

47、线图卡的实例如表编写程序的依据之一。数控加工走刀路线图卡的实例如表2-32-3所示。所示。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统402022年年5月月1日星期日日星期日2.3.1数控车床的编程基础数控车床的编程基础2.3.2数控车床的基本编程功能数控车床的基本编程功能2.3.3数控车床的基本编程方法数控车床的基本编程方法2.3.4螺纹切削螺纹切削2.3.5固定循环功能固定循环功能2.3.6子程序子程序2.3.7宏指令编程宏指令编程 返回章目录返回章目录机床数控技术与系统机床数控技术与系统412022年年5月月1日星期日日星期日1.1.机床坐标系的建立机床坐标系的建立 数控车床欲对工件的车

48、削进行程序控制，必须首先建立数控车床欲对工件的车削进行程序控制，必须首先建立机床坐标系。在数控车床通电之后，当完成了返回机床参考机床坐标系。在数控车床通电之后，当完成了返回机床参考点的操作后，点的操作后，CRT CRT 屏幕上立即显示刀架中心在机床坐标系中屏幕上立即显示刀架中心在机床坐标系中的坐标值，即建立起了机床坐标系。数控车床的机床原点一的坐标值，即建立起了机床坐标系。数控车床的机床原点一般设在主轴前端面的中心上。般设在主轴前端面的中心上。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统422022年年5月月1日星期日日星期日2.2.工件坐标系的建立工件坐标系的建立 数控车床的工件原点一般设在

49、主轴中心线与工件左端面数控车床的工件原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。或右端面的交点处。 工件坐标系设定后，工件坐标系设定后，CRT CRT 显示屏幕上显示的是基准车刀显示屏幕上显示的是基准车刀刀尖相对工件原点的坐标值。刀尖相对工件原点的坐标值。 编程时，工件各尺寸的坐标值都是相对工件原点而言的。编程时，工件各尺寸的坐标值都是相对工件原点而言的。数控车床机床坐标系与工件坐标系之间的关系如图所示。数控车床机床坐标系与工件坐标系之间的关系如图所示。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统432022年年5月月1日星期日日星期日1.F、S、T功能功能（1）进给功能）进给功能F功

50、能功能设定每转进给量（设定每转进给量（mm/r） 指令格式：指令格式：G99 F_ _ _._ _;设定每分钟进给速度（设定每分钟进给速度（mm/min） 指令格式：指令格式：G98 F _ _ _;（2）主轴功能）主轴功能S功能功能恒切削速度控制（恒切削速度控制（G96）指令格式：）指令格式： G96 S_ _ _ _;最高转速控制（最高转速控制（G50）指令格式：）指令格式： G50 S_ _ _ _;直接转速控制（直接转速控制（G97）指令格式：）指令格式： G97 S_ _ _ _;（3）刀具功能）刀具功能T指令格式：指令格式： T 刀具偏置号（刀具偏置号（00009999）刀具号（刀

51、具号（01011212） 注意：注意：使用使用G96必必须限制主轴最高转须限制主轴最高转速，否则会造成飞速，否则会造成飞车现象。车现象。继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统442022年年5月月1日星期日日星期日2.辅助功能辅助功能M功能功能 M M功能用于指定机床的一些辅助动作，如主轴旋转，冷功能用于指定机床的一些辅助动作，如主轴旋转，冷却液的开关等。却液的开关等。 段前（前作用）段前（前作用） M M代码：代码： M03M03、 M04M04、 M08M08等；等； 段后（后作用）段后（后作用） M M代码：代码：M05M05、 M09M09、 M02M02、 M30M30等。等。

52、注意：注意： M05、 M09必须在轴运动结束之后指定。必须在轴运动结束之后指定。继续继续M00： 程序暂停，可用程序暂停，可用NC启动命令（启动命令（CYCLE START）使）使 程序继续运行；程序继续运行； M01：计划暂停，与：计划暂停，与M00作用相似，但作用相似，但M01可以用机床可以用机床“任任选停止按钮选停止按钮”选择是否有效；选择是否有效； M03：主轴顺时针旋转；：主轴顺时针旋转； M04：主轴逆时针旋转；：主轴逆时针旋转； M05：主轴旋转停止；：主轴旋转停止； M08：冷却液开；：冷却液开； M09：冷却液关；：冷却液关； M02：程序结束：程序结束M30：程序结束，程

53、序复位到起始位置。：程序结束，程序复位到起始位置。 机床数控技术与系统机床数控技术与系统452022年年5月月1日星期日日星期日3.准备功能准备功能G功能功能（1 1）准备功能也称）准备功能也称G G功能，用来指令机床进行加工运动和功能，用来指令机床进行加工运动和 插补运动。插补运动。 （常用（常用G G指令）指令）（2 2）如果同组）如果同组G G代码在同一个程序段中出现，则最后一个代码在同一个程序段中出现，则最后一个G G 代码有效。代码有效。（3 3）模态码与非模态码）模态码与非模态码 模态码：一经指定一直有效，直到被同组模态码：一经指定一直有效，直到被同组G G代码取代为止。代码取代为

54、止。 非模态码：只在本程序段有效，无续效性。非模态码：只在本程序段有效，无续效性。返回返回机床数控技术与系统机床数控技术与系统462022年年5月月1日星期日日星期日继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统472022年年5月月1日星期日日星期日1.绝对坐标和增量坐标指定绝对坐标和增量坐标指定直接用直接用X、Z表示绝对值编程，用表示绝对值编程，用U、W表示相对值编程。表示相对值编程。对图对图2.20所示的零件，如果刀具以所示的零件，如果刀具以100mm/min的速度按的速度按ABC直线进给，具体的编程如下。直线进给，具体的编程如下。绝对坐标编程：绝对坐标编程： G01 X40 Z-30 F

55、100； X60 Z-48；相对坐标编程：相对坐标编程：G01 U10 W-30 F100；U20 W-18； 图图2.202.20绝对坐标与增量坐标编绝对坐标与增量坐标编程程继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统482022年年5月月1日星期日日星期日2.2.刀具移动指令刀具移动指令（1 1）快速定位）快速定位G00G00 指令格式：指令格式：G00 X(U)G00 X(U)Z(W) Z(W) G00G00指令刀具相对于工件以各轴预先设定指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点。的定位目标点。 G00G00

56、指令中的快移速度由机床参数指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度快移进给速度”对各轴分别设对各轴分别设定，不能用定，不能用F F规定。规定。G00G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。快一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。快移速度可由面板上的快速修调按钮正。移速度可由面板上的快速修调按钮正。 继续继续绝对坐标方式：绝对坐标方式： G00 X40 Z58；增量坐标方式：增量坐标方式： G00 U-60 W-28.5；机床数控技术与系统机床数控技术与系统492022年年5月月1日星期日日星期日（2 2）直线插补功能）直线插补功能G01 G01 指令格式：指令格式：G01 X(U)G0

57、1 X(U)Z(W) Z(W) F F G01G01指令刀具以联动的方式，按指令刀具以联动的方式，按F F规定的合成进给速度，规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线（联动直线轴的合成轨迹为直线）移从当前位置按线性路线（联动直线轴的合成轨迹为直线）移动到程序段指令的终点。动到程序段指令的终点。 继续继续用绝对值方式编写加工程序如下。用绝对值方式编写加工程序如下。G00 X50 Z2(P0P1)G01 Z-40 F100(P1P2) X80 Z-60(P2P3)G00 X200 Z100(P3P0)机床数控技术与系统机床数控技术与系统502022年年5月月1日星期日日星期日（3）圆弧插补功能）圆

58、弧插补功能G02,G03 G02为顺圆插补，为顺圆插补，G03为逆圆插补为逆圆插补 指令格式：指令格式：G02(G03) X(U)Z(W) R (I K )F 指令说明指令说明：G02为顺时针圆弧插补，为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧为逆时针圆弧插补；插补；X、Z为绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐为绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标；标；U、W为增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移为增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量；量；I、K为圆心相对于圆弧起点的坐标增量为圆心相对于圆弧起点的坐标增量(等于圆心的坐等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标标减去圆弧起点的坐标)，在绝对、增

59、量编程时都是以增量，在绝对、增量编程时都是以增量方式指定，在直径、半径编程时方式指定，在直径、半径编程时I都是半径值；都是半径值；R为圆弧半为圆弧半 径；径； 注意：顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐注意：顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向；同时编入标轴的正方向看到的回转方向；同时编入R 与与I、K 时，时，R 有效有效。 继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统512022年年5月月1日星期日日星期日继续继续机床数控技术与系统机床数控技术与系统522022年年5月月1日星期日日星期日继续继续圆心方式编程：圆心方式编程：G02 X50.0 Z-20.0

60、 I25 K0 F100或或G02 U20.0 W-20.0 I25 F100 ；半径方式编程：半径方式编程：G02 X50 Z-20 R25 F100 ；或或G02 U20 W-20 R25 F100 ；圆心方式编程：圆心方式编程：G03 X50 Z-20 I-15 K-20 F100 ；或或G03 U20 W-20 I-15 K-20 F100 ；半径方式编程：半径方式编程：G03 X50 Z-20 R25 F100 ；或或G03 U20 W-20 R25 F100 ；机床数控技术与系统机床数控技术与系统532022年年5月月1日星期日日星期日3.参考点返回功能参考点返回功能G28 指令格