吴老师数控加工教材

1、数控加工实训教材第一章 数控技术应用 什么是数控： 数字控制(NC)一指用数字化信号对机床运动及其加工过程 进行控制的一种方法，简称数控； 数控技术（NC机床）一是一种采用计算机技术，利用数字进 行控制的高效、能自动化加工的机床，能够按照数字和文 字编码方式，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能， 用数字、文字符号表示出来，经过程序控制系统（即数控 系统的逻辑处理和运算），发出各种控制指令，实现要求 的机械动作，自动完成加工任务；1-2 数控技术应用主要有哪些内容1.数控机床的组成与工作原理。2.计算机数控系统。3.数控机床的机械结构。4数控机床的伺服系统。5.数控机床的程序编制。6.插补原理

2、及数据处理。7数控机床的选择、安装。8.故障诊断与维护等。1-3 数控机床的组成 1、控制介质要对数控车床进行控制，就必须在人与数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物质就是控制介质，又称信息载体。在使用数控机床之前，先要根据工件图上规定的尺寸、形状和技术条件，编写出工件的加工程序，将加工时刀具相对工件的位置和机床的全部动作顺序，按照规定的格式和代码记录在信息载体上。需要加工该工件时，把信息（即加工程序）输入计算机数控装置。常用的控制介质有键盘、穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘等。另外，由于计算机编程能力强大，可通过数控机床上的通信接口将计算机内的程序送入数控装置进行加工，也可将数控装置上的加

3、工程序送回计算机保存起来。2、计算机数控装置 数控装置是数控机床的中枢，目前绝大部分的数控机床采用微机控制，所以也称为CNC机床。图1-4-2点划线框中所包含部分就是数控装置，它由输入、输出、运算器、控制器、存储器等部分组成。 数控装置结构框图 输入装置接收控制介质送入的加工信息代码（加工程序）。它们经识别、译码后，送到相应的存储区，作为控制和运算的原始数据运算处理，由输出装置发出相应的控制指令和运动指令。指令以脉冲形式输出。3、伺服驱动系统 伺服驱动系统的作用是把来自数控装置的运动指令进行放大，驱动机床的移动部件运动，使工作台按规定轨迹移动或准确定位，加工出符合图纸要求的工件。每个脉冲信号使

4、机床移动部件的位移量称为脉冲当量，用 表示。常用的脉冲当量有0.01毫米/脉冲，0.005毫米/脉冲,0.001毫米/脉冲.伺服系统由伺服驱动电路、功率放大电路、伺服电动机、传动机构和检测反馈装置组成。常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产效率的主要因素之一。闭环控制的数控机床带有检测反馈系统，如图1-4-1虚线所示。其作用是将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到计算机数控装置中，使数控装置能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，修正所产生的偏差，提高加工精度。4、辅助控制装置 辅助

5、控制装置的作用是把计算机送来的辅助控制指令经机床接口转换成强电信号，以控制主轴电动机的起停及转速，冷却泵起停及工作台转位和换刀等动作。5、机床本体高精度和高生产率的自动化加工机床，比普通机床相应具有更好的抗振性和刚度，要求运动部件的摩擦因数要小，进给传动部件之间间隙要小。所以其设计要求比普通机床更严格，加工制造要求更精密，并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。6、反馈系统 在闭环和半闭环数控机床上，都有反馈系统。它的作用是将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到计算机中，使计算机能随时随地判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出指令，作相应的差值控制，补偿

6、误差。高精度和高生产率的自动化加工机床，比普通机床相应具有更好的抗振性和刚度，要求运动部件的摩擦因数要小，进给传动部件之间间隙要小。所以其设计要求比普通机床更严格。1-4 数控机床的分类数控机床的基本类型1、按运动轨迹分类 (1) 点位控制系统一代表：数控钻床，数控镗床，etc 只控制刀具相对于工件定位点的位置精度，不控制刀 具的运动轨迹，刀具运动过程中不进行切削。(2) 直线控制系统一代表：数控车床，数控铣床，etc 控制起点与终点间的准确位置的同时，还要求刀具的 运动轨迹为一直线，并能控制位移速度，刀具运动过程中 行切削加工。 点立直线控制系统一同时具有以上功能，如数控镗铣床，etc (3

7、)轮廓控制系统一代表：数控铣床，数控车床，etc 对两个或两个以上的坐标轴方向进行连续控制的同 时，也对位移和速度进行连续控制，刀具运动过程中进行 切削加工。 可分为2轴控制，2.5轴控制，3-5轴控制。2、按伺服系统控制方式分类(1)开环伺服系统 特点：不带位置测量元件，对执行机构的动作情况不进 行检查，控制精度较低，成本较低。如：步进电机伺服 系统。其精度主要取决于伺服元件和机床传动元件。开环控制系统框图（2）闭环伺服系统数控机床 闭环伺服系统数控机床有位置测量装置和反馈装置（见图1-13）。加工中将实际测量的结果反馈到数控装置中，与输人的指令进行比较及校正直至差值为零，即实现移动部件的最

8、终精确定位。其特点是加工精度高但结构复杂，设计和调试较困难，主要用于一些精度较高的数控键铣床超精度数控车床和数控加工中心等。 3.半闭环伺服系统数控机床 半闭环伺服系统数控机床不直接测量机床工作台的位移量，而是通过检测丝杠转角间接地测量工作台的位移量，然后反馈给数控装置进行位移校正（见图1-14)其精度低于闭环系统，但测量装置结构简单，安装调试方便，常用于中档数控机床，如数控车床、数控铣床、数控磨床等。（4）.混合环何服系统数控机床 将以上三类控制系统的特点有选择地集中起来，组成混合环控制系统特别适用于大型数控机床，因为大型数控机床需要较高的进给速度和返回速度，又需要相当高的精度，如果只采用全

9、闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制环中，因素十分复杂，难以调试稳定。 混合环伺服系统数控机床，这实际是半闭环和闭环系统的混合形式，内环是速度环控制进给速度，外环是位置环，主要对数控机床进给运动的坐标位置进行控制。现在采用这类方式控制的数控机床越来越多。1-5 数控技术的发展趋势 为了进一步提高劳动生产率，降低生产成本，缩短产品的研制和生产周期，加速产品的更新换代，以适应社会对产品多样化的需求，近年来，人们把自动化生产技术的发展重点转移到中、小批量生产领域中，这就要求加速数控机床的发展速度，使其成为一种高效率、高柔性和低成本的制造设备，以满足市场的需求数控机床是柔性制造单元(FMC)、柔性

10、制造系统(FMS)以及计算机集成制造系统(CIMS)和灵捷制造(Agile Mpg)的基础，是国民经济的重要基础装备。随着微电子技术的发展，现代数控机床的应用，现在数控机床的应用领域日益扩大。当前，数控设备正在不断地采用最新技术成就，向着高速化、精密化、高效能化、系统化及复合化的方向发展。第1代数控机床：1952年1959年采用电子管元件构成的专用数控装置（NC）。第2代数控机床：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第3代数控机床：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。第4代数控机床：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统（CNC）。第5代数控机床：

11、从1974年开始采用微型计算机控制的系统（MNC）。 从数控机床技术水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要发展趋势。 数控系统都采用了16位和32位微处理器，标准总线及软件模块和硬件模块结构，内存容量扩大到1MB以上，机床分辨率可达0.1m，高速进给可达100m/min，控制轴数可达16个。第二章：数控机床的结构与工作原理 2-1 数控机床的结构 最初的数控机床只是在机械结构上对普通机床进行了局部改进。但是，随着数字控制技术在数控机床上的发展，以及数控机床高刚度、高精度、高速度的要求，逐步发展到目前数控机床独特的结构特点。它在总体布局、传动系统、刀具装置以及操作辅助机

12、构等方面发生了很大变化，最基本的表现是改进了普通机床传动链长、传动结构刚性不足、抗振性差、滑动面的摩擦阻力大以及传动元件的间隙大等缺点经济型数控机床机械基本功能的构成模式仍然没有脱离普通机床的基础模式，如机床支承件、导轨、主传动及进给传动系统等组成部件是不可缺少的。2-2 数控机床的控制结构 主轴传动系统 进给传动系统 自动换刀装置 2-3 数控机床的主运动系统主传动系统的要求 1.宽调速、无级调速 为了在数控加工时合理选用切削用量，提高生产率及零件表面质量必须具有更大的调速范围。如在数控车床上为了实现恒线速切削，主传动系统应实现无级变速 2高刚度、低噪声 主传动系统的精度与刚度直接影响着加工

13、零件的精度，为此数控机床的主传动链要短、传动件精度与刚度要高，主轴的支承跨距要合理，噪吉要降低到最低限度。3高抗振性、高热稳定性 在数控加工切削过程中，切削力等诸多因素会使主轴产生振动，会大大影响零件表面粗糙度，甚至破坏加工刀具。另外，摩擦、切削热等还会使主传动系统产生热变形，从而造成加工误差。为此，数控机床的主传动系统必须具有良好的抗振性和热稳定性主轴部件 主轴部件是机床的一个关键部件，主轴对零件加工质量有着直接的影响。而数控机床的王轴部件应有更高的精度、刚度和热稳定性，还应满足数控机床所特有的结构要求。如为那丁螺纹需配有主轴编码器，为加上中心的白动换刀需配有刀具自动夹紧、放松与主轴I停和吹

14、屑装置等 主轴的轴承配置形式 数控机床上主轴轴承的布置形式有各种各样，根据数控机床加工要求与加工情况的不同轴承的承载、转速与回转精度的特点，可采用不同的轴承组合形式。（1）中等转速、高刚度。 (2)高转速、低刚度。 (3)高刚度、低转速。主轴的准停装置 在自动换刀的数控铣镗类机床上，必须具有主轴准确的周向定位功能，这个功能称为主轴准停，这是由于刀具装在主轴锥孔内，在切削时的切削转矩不能完全靠锥孔的摩擦力来传递通常在王轴前端设置一个凸键，称为端面键。当刀具装入主轴时，刀柄上的键槽必须与凸键对准相配，为保证自动换刀，主轴必须停止在某一固定角度的位置上，准停装置就是为保证主轴换刀时准确停止在换刀位置

15、而设置的。 目前准停装置有很多形式，就其基本原理有以下三种，机械方式一种、电气方式两种。主轴的换刀装置、刀库和机械手 在带有刀库的自动换刀数控机床中为实现刀具在主轴上的自动装卸，其主轴必须设什有刀具的自动夹紧机构这里简单地介绍一下其主轴前端的结构形式，如图2-8所示当数控系统发出装刀信号后刀具则由机械手或其他方法装插人主轴孔后，其刀柄及后部的拉钉1便被送到与主轴固定的前端套筒5内。随即数控系统发出刀具夹紧信号，此时拉杆3在后端碟形弹簧（图中略）的弹力作用下，呈紧紧拉伸（图2-8中往右方向）的状态。与拉杆固定连接的套筒4内的一组钢球2，在套筒5的锥孔逼迫下，收缩分布直径，随即将刀柄拉钉1紧紧拉住

16、从而完成了刀具定位工作；反之，如需要松开刀具时，数控系统发出松刀信号后，在主轴拉杆3后端的油缸（图中略）作用下，便可克服碟形弹力放松对拉杆3的拉伸，即拉杆二往左移而呈压缩状态。这时套筒5前端的喇叭口使钢球2的分布直径变大，随即松开刀柄后的拉钉1，即可卸下用过的刀具为进一步换新刀做准备，另外目动清除主轴孔中的切屑和灰尘是换刀时一个不容忽视的问题通常采用在换刀的同时从主轴内孔喷射压缩空气的方法来解决，以保证刀具准确地定位。2-4 数控机床的进给传动系统 进给伺服系统的作用是根据数控系统传来的指令脉冲信号经变换和放大后，去控带机床移动部件的机械运动。它不仅控制进给运动的速度，同时还精确控制刀具相对于

17、工仁的移动位置和轨迹；如果说数控装置是数控机床的大脑，是发布“命令”的“指挥杉构”，那么，伺服系统则是数控机床的“四肢”，是一种“执行机构”，它能准确地执行书自数控装置的运动指令。数控进给伺服系统的要求 与普通机床相比对数控机床进给系统的设计要求，除了具有较高的定位精度之外还应具有良好的动态响应特性，系统跟踪指令信号的响应要快，稳定性要好，可概括为以下几点要求： 高的精度要求 宽的调速范围 快的响应速度所谓响应速度是指伺服系统跟随指令信号的响应速度快较先进的数控机床可以获得更宽的调速范围。所谓精度是指伺服系统的输出量跟随输入量的精确程度。滚珠丝杠副的工作原理滚珠丝杠螺母副优点：1)传动效率高，

18、摩擦损失小。2)运动平稳无爬行。3)传动精度高，反向时无空程。4)磨损小，精度保持性好，使用寿命长。5)具有运动的可逆性。 滚珠丝杠螺母副的结构类型 (1)外循环。滚珠在循环过程结束后，通过螺母外表面上的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。 结构简单，工艺性好，承载能力较高，但径向尺寸较大。应用最为广泛，也可用于重载传动系统。 滚珠丝杠螺母副的结构类型(2）内循环。靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道，使滚珠成单圈循环。反向器2的数目与滚珠圈数相等。 结构紧凑，刚度好，滚珠流通性好，摩擦损失小，制造较困难，适用于高灵敏、高精度的进给系统。 内循环式滚珠丝杠结构 (4)滚珠丝杠的防护 滚珠丝杠副

19、如果在滚道上落入了脏物， 或使用不净的润滑油， 不仅会妨碍滚珠的正常运转， 而且使磨损急剧增加。 通常采用毛毡圈对螺母进行密封。 齿轮齿条传动副 齿轮传动副的作用是传递伺服电动机输出的转距和转速， 并使伺服电动机与负载之间的转距和负载惯量相匹配。 在开环系统中1. 直齿圆柱齿轮传动 （1） 偏心套调整法。 （2） 锥度齿轮垫片调整法。 （3） 双齿轮错齿调整法。 ， 还可通过齿轮传动匹配系统的脉冲当量。 齿轮齿条传动副消除间隙的方法 如果通过弹簧在轴2上作用一个轴向力F，使斜齿轮产生微量轴向移动，这时轴1和轴3便以相反的方向转过微小的角度，使齿轮4和5分别与齿条的两齿面贴紧，从而消除间隙。 2

20、-5 数控机床的导轨部件 一、机床导轨的功用 机床导轨的功用是起导向及支承作用，即保证运动部件在外力的作用下(运动部件本身的重量、工件重量、切削力及牵引力等)能准确地沿着一定方向的运动。在导轨副中，与运动部件联成一体的运动一方叫做动导轨，与文承件联成一体固定不动的一方为支承导轨，动导轨对于支承导轨通常是只有一个自由度的直线运动或回转运动。 二、导轨应满足的基本要求 1导向精度 导向精度是指运动导轨沿支承导轨运动时直线运动导轨的直线性及圆周运动导轨的真圆性，以及导轨同其它运动件之间相互位置的准确性，影响导向精度的主要因素有：导轨的几何精度，导轨的接触精度及导轨的结构形式，导轨和基础件结构刚度和热

21、变形，动压导软和静压导轨之间油膜的刚度，以及导轨的装配质量等等。 传统的铸铁-铸铁滑动导轨，除经济型数控机床外，其它数控机床已不在采用。取而代之的是铸铁-塑料或镶钢-塑料滑动导轨。 塑料导轨常用在导轨副的运动导轨上，与之相配的是铸铁或钢质导轨。 首先，将导轨涂层表面粗刨或粗铣成如图 所示的粗糙表面，以保证有良好的粘附力。然后，与塑料导轨相配的金属导轨面 （ 或模具 ）用溶剂清洗后涂上一薄层硅油或专用脱模剂，以防与耐磨涂层粘接。将按配方加入固化剂调好的耐磨涂层材料抹于导轨面上，然后叠合在金属导轨面 （ 或模具 ） 上进行固化。叠合前可放置形成油槽、油腔用的模板，固化 24 小时后，即可将两导轨分

22、离。涂层硬化三天后可进行下一步加工。涂层面的厚度及导轨面与其他表面的相对位置精度可借助 等高块或专用夹具保证。由于这类塑料导轨采用 涂刮或 注入膏状塑料的方法，故习惯上称为“涂塑导轨”或“注塑导轨”。塑料滑动导轨的特点：有较高的耐磨性、硬度、强度和热导率；在无润滑情况下，能防止爬行，改善导轨的运动特性，特别是低速运动平稳性较好。滚动导轨按滚动体形式的不同，可分为滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨等 滚珠导轨。 其结构特点为点接触，摩擦阻力小，承载能力较差，刚度低，其结构紧凑、制造容易、成本较低。通过合理设计滚道圆弧可大幅度降低接触应力，提高承载能力。滚珠导轨一般适用于运动部件质量小于200kg，切削

23、力矩和颠覆力矩都较小的机床。滚珠导轨2-6 数控机床的回转工作台分度工作台 分度工作台按照数控系统的指令， 在需要分度时工作台连同工件回转规定的角度， 有时也可采用手动分度。 分度工作台只能够完成分度运动而不能实现圆周运动， 并且它的分度运动只能完成一定角度的回转， 如90、 60或45等。 定位精度高。大多数多齿盘采用向心多齿结构，它既可以保证分度精度，同时又可以保证定心精度，而且不受轴承间隙及正反轩的影响，一般定位精度可达3，而高精度的可在3以内。同时重复定位精度既高又稳定。承载能力强，定位刚度好。由于是多齿同时啮合，一般啮合率不低于90%，每齿啮合长度不少于60%。齿面的磨损对定位精度的

24、影响不大，随着不断的磨合，定位精度不仅不会下降，而且有可能提高，因而使用寿命也较长。适用于多工位分度。由于齿数的所有因数都可以作为分度工位数，因此一种多齿盘可以用于分度数目不同的场合。定位销式分度工作台 图3.19所示是自动换刀数控卧式镗铣床的分度工作台。 分度工作台1位于长方形工作台10的中间， 在不单独使用分度工作台1时， 两个工作台可以作为一个整体来使用。 数控回转工作台 数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床。 从外形上看， 它与分度工作台没有多大差别， 但在内部结构和功用上则有较大的不同。 如图3.20所示， 数控回转工作台由传动系统、 间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。 2-7 数控

25、机床的辅助装置MJ50 数控车床液压系统 液压与气压传动的工作原理 1. 液压传动的工作原理如图6-1所示的液压传动的工作原理图.图中杠杆1、活塞2、液压缸3和单向阀4、5组成手动液压泵，液压缸6和平活塞7组成升降液压缸。需要千斤顶工作时，向提起杠杆1，则活塞2被提起，液压缸3下腔中压力减小，单向阀5关闭，单向阀4导通，没箱里的油液被吸入到液压缸3中，这是吸油过程；随后，压下杠杆1，活塞2下移，液压缸3下腔中压力增大，迫使单向阀4关闭，单向阀5导通，高压油液经油管11流入液压缸6的下腔中，推动活塞7向上移动，这是压油过程。如此反复操作便可将重物8提升到需要的高度。在此过程中，控制阀9处于截止状

26、态。打开控制阀9，则液压缸6下腔中的油液在重物作用下排回油箱。液压与气压传动系统的构成1. 动力装置2. 执行装置3. 控制与调节装置4. 辅助装置5. 传动介质排屑装置在数控机床上的作用 排屑装置的主要工作是将切屑从加工区域排出数控机床之外。在数控车床和磨床上的切屑中往往混合着切削液，排屑装置从其中分离出切屑，并将它们送入切屑收集箱（车）内，而切削液则被回收到冷却液箱。 数控铣床、加工中心和数控镗铣床的工件安装在工作台上，切屑不能直接落入排屑装置，故往往需要采用大流量冷却液冲刷，或压缩空气吹扫等方法使切屑进入排屑槽，然后再回收切削液并排出切屑。 平板链式排屑装置：该装置以滚动链轮牵引钢质平板

27、链带在封闭箱中运转，加工中的切屑落到链带上被带出机床。这种装置能排除各种形状的切屑，适应性强，各类机床都能采用。在车床上使用时多与机床冷却液箱合为一体，以简化机床结构第三章： 数控刀具 数控机床刀具的特点标准化系列化模块化规格化通用化 刀具有如下要求:金属切削刀具的主要角度正交平面参考系车削刀具几何角度 数控刀具材料数控刀具角度的选择第四章：数控加工工艺 1、什么是机械加工工艺工艺过程： 按照一定的顺序使毛坯或原材料改变形状、尺寸和表面质量使之逐步符合技术要求的过程。 数控工艺特点与加工工序工序： 一个（或一组）工人在一台机床（或一个工作地点）上对一个（或同时几个）工件进行加工所连续完成的那部

28、分工艺过程。 一个完整工艺由一个或几个工序组成。数控加工工艺的特点： 数控加工的整个过程是自动的，即把全部工艺过程、工艺参数在加工前编写成程序，所以数控加工工艺设计要比普通加工方式的工艺具体得多。 （1）最适合数控加工的零件 形状复杂，加工精度要求高，用普通机床难以加工或难以保证加工质量的零件；具有复杂曲线、曲面轮廓的零件；具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的壳体或盒形零件；必须在一次装夹中完成铣、钻、锪、镗、铰或攻丝等多道工序的零件。 （2）较适应数控加工的零件。 零件价值较高，且尺寸一致性要求高，在普通机床上加工时容易受人为因素(如操作者技术水平、情绪波动等)干扰，进而影响加工质量的零件；

29、 在普通机床上加工必须使用多套、复杂专用工装的中、小批量零件； 需要多次更改设计后才能定型的零件；在普通机床上加工调整时间较长的零件；在普通机床上加工生产率很低或劳动强度很大的零件 。（3）不适应数控加工的零件。生产批量大的零件(个别工序可采用数控机床加工)；装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；加工余量波动很大、且在数控机床上无在线检测系统可用于自动调整零件坐标位 置的零件。 不能在一次安装中完成加工的零星加工表面，采用数控加工又很麻烦，可采用通用机床互补加工；第四章：数控加工与程序编程数控车床品种繁多，按数控系统的功能和机械构成可分为简易数控车床（经济型数控车床）、多功能数控车床和

30、数控车削中心。（1）简易数控车床（2）多功能数控车床：（3）数控车削中心：编程概述4-1 数控编程基础知识4-2 数控编程坐标系 机床上的一个作为加工基准的特定点叫做机床零点。机床制造商为每台机床设置机床零点。用机床零点作为原点的坐标系叫做机床坐标系。 数控车床的坐标系以径向为x轴方向，纵向为z轴方向。指向主轴箱的方向为z轴的负方向，指向尾架方向是z轴的正方向。x轴是以操作者面向的方向为x轴正方向。 （1） x坐标和z坐标指令，在按绝对坐标编程时，使用代码X和Z；按增量坐标（相对坐标）编程时，使用代码U和W。 （2）程序原点程序原点是指程序中的坐标原点，即在数控加工时，刀具相对于工件运动的起点

31、，所以也称为“对刀点”。（3）机械原点（或称机床原点） 根据不同的厂商设定，可将机床原点设置在卡盘的中心点或者X、Z轴的正向极限位置处。车床程序编制时的注意事项：1、X向用直径编程2、表示增量的方法（U、W）3、每转进给每分进给4-3 刀具补偿功能补偿量设置刀具补偿量的设定方法可分为绝对值输入和增量值输入两种。A绝对值输入1.单击 按钮，进入刀具补偿窗口如图2-14，因为显示分为多页，可按翻页键向上 或向下 ，选择需要的参数页。将光标移到要输入的补偿号的位置。2.按地址X或Z后，用数据键，输入补偿量，按 键后，补偿量就被输入系统，并在屏幕上显示出来。B增量值输入1.将光标移到要变更的补偿号的位

32、置。2.如要改变X轴的值，则键入U，对于Z轴，键入W。3.用数据键输入增量值。按 键，系统会把补偿量与键入的增量值相加，其结果将作为新的补偿量显示出来。例 已设定的补偿量5.678键盘输入的增量1.5新设定的补偿量7.178（5.678+1.5）注：输入的整数数据如无小数点，则以千分之一为单位被输入。刀具补偿设置刀具圆弧半径补偿 图4.3.1基准刀 图4.3.2刀具位置补偿刀具在加工过程中出现的磨损也要进行位置补偿 刀具半径补偿 图4.3.3 刀尖圆弧半径和理想刀尖点 图4.3.4刀尖圆弧半径对加工精度的影响 图4.3.5 理想刀尖位置号 刀具圆弧半径补偿G40(G41/G42) G01(G0

33、0) X Z FG40：取削刀尖圆弧半径补偿，也可用T00取消刀补；G41：刀尖圆弧半径左补偿（左刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件左侧，如图（a）。G42：刀尖圆弧半径右补偿（右刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件右侧，如图（b）。ab刀具补偿案例分析 例：车削如图所示工件。毛坯为锻件，用一把90偏刀分粗、精车两次进给，已知刀尖圆弧半径R0.2mm，精车余量0.3mm。 O0100 主程序N10 G90 G92 X60 Z80N20M03 N30M06T0101N40M98P0111N50T0100 N60M06T0102N70M98P0111L1 N80T0100 N90M05N10

34、0M02O0111 子程序 N120 G01 Z40 N130 X40 Z15 N140 Z0 N150 G40 G00 X60 Z80 N160M99 4-4 数控编程数值节点计算 编制加工程序时，需要进行的坐标值计算工作有：基点的直接计算、节点的拟合计算及刀具中心轨迹的计算等。4-4.1、基点的直接计算（1）基点的含义 构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点（图4-2），它可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。如图4-2中所示的A、B、C、D、E和F各点都是该零件轮廓上的基点。图4-4.1 零件轮廓上的基点（2）基点直接计算的内容 根据直接填写加工程序时的要求，该内容主要有：每条运动

35、轨迹（线段）的起点或终点在选定坐标系中的坐标值和圆弧运动轨迹的圆心坐标值。基点直接计算的方法比较简单，一般根据零件图样所给已知条件人工完成。2、节点的拟合计算（1）节点的含义 当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时，在加工程序的编制工作中，常常需要用直线或圆弧去近似代替非圆曲线，称为拟合处理。拟合线段的交点或切点就称为节点。如数控机床上加工椭圆、双曲线、抛物线、阿基米德螺旋线或用一系列坐标点表示的列表曲线时，就要用直线或圆弧去逼近被加工曲线。这时，逼近线段与被加工曲线的交点就称为节点。当图4-3中的曲线用直线逼近时，其A、B、C 、D、E等即为节点。4-4.2 零件轮廓

36、的节点 （2）节点拟合计算的内容 节点拟合计算的难度及工作量都很大，故宜通过计算机完成；必要时，也可由人工计算完成，但对编程者的数学处理能力要求较高。拟合结束后，还必须通过相应的计算，对每条拟合段的拟合误差进行分析。三角函数计算法1、对于直角三角形勾股定理对于任意三角形注：正弦定理一般用在已知两边一角求另两个角度或两角一边求另两边；而余弦定理一般用在已知三边求角度。圆弧节点计算案例圆弧节点计算案例圆弧节点计算案例4-4 数控加工编程的步骤与方法 一分析零件图样和工艺要求，分析零件图样和工艺要求的目的，是为了确定加工方法、制定加工计划，以及确认与生产组织有关的问题，此步骤的内容包括：确定该零件应

37、安排在哪类或哪台机床上进行加工；采用何种装夹具或何种装卡位方法；确定采用何种刀具或采用多少把刀进行加工；确定加工路线，即选择对刀点、程序起点、走刀路线、程序终点；确定切削深度和宽度、进给速度、主轴转速等切削参数；确定加工过程中是否需要提供冷却液、是否需要换刀、何时换刀等； 二数值计算，根据零件图样几何尺寸，计算零件轮廓数据，或根据零件图样和走刀路线，计算刀具中心运行轨迹数据；数值计算的最终目的是为了获得编程所需要的所有相关位置坐标数据。三编写加工程序单，在完成上述两个步骤之后，即可根据已确定的加工方案及数值计算获得的数据，按照数控系统要求的程序格式和代码格式编写加工程序等；编程者除应了解所用数

38、控机床及系统的功能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识，才能编制出正确、实用的加工程序。四制作控制介质，输入程序信息；程序单完成后，编程者或机床操作者可以通过数控机床的操作面板，在编辑方式下直接将程序信息键入数控系统程序存储器中；也可以根据数控系统输入、输出装置的不同，先将程序单的程序制作成或转移至某种控制介质上。控制介质大多采用穿孔带，也可以是磁带、磁盘等信息载体，利用穿孔带阅读机或磁带机、磁盘驱动器等输入或输出装置，可将控制介质上的程序信息输入到数控系统程序存储器中。五程序检验；编制好的程序，在正式用于生产加工前，必须进行程序运行检查。在某些情况下，还需做零件试加工检查。根据

39、检查结果，对程序进行修改和调整，这往往要经过多次反复，直到获得完全满足加工要求的程序为止。六.试切加工，在留有余量的情况下进行，是最后一道来保证工件品质。这些编程步骤适用于数控车床的编程、数控铣床的编程、数控加工中心及数控电加工的编程。七. 数控编程文件归档。数控编程的方法数控编程方法 数控机床程序编制（又称数控机床编程）是指编程者（程序员或数控机床操作者）根据零件图样和工艺文件的要求，编制出可在数控机床上运行以完成规定加工任务的一系列指令的过程。具体来说，数控机床编程是由分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为止的全部过程。数控车程序的编制指令格式 程序结构1程序段的构成NGX(U)Z(W

40、)FMST；其中，N：程序段顺序号； G：准备；X(U)：x轴移动指令；Z(W)：z轴移动；F：进给功能；M：辅助功能；S：主轴功能；T：工具功能。数控车程序的编制指令格式程序段的要求程序段格式如下：N20 G1 X(U)4.3 Z(W)4.3 F1.5 M8 S4 T2其中，N20：代表第20个程序段，用4位数（19999）表示，不允许为“0”；X(U)4.3：坐标可以用正负小数表示，小数点以前4位数，小数点以后3位数；数控车程序的编制指令格式进给速度可以用小数表示，小数点以前3位数，小数点以后4位数；几种等效的表示方法：N0012 G00 M08 X0012.340 X5000 X5.0

41、N12 G0 M8 X12.34 X5. X5.数控编程准备功能指令 准备功能指令准备功能也称为G功能（或称G代码），它是用来指令机床动作方式的功能。准备功能是用地址G及其后面的数字来指令机床动作的。如用G00来指令运动坐标快速定位。表1-2为FANUC-0TD系统的准备功能G代码表。如下：数控编程辅助功能指令 辅助功能指令（M指令）M指令设定各种辅助动作及其状态，表1-4是数控车床及车铣中心的M指令说明。数控编程F进给指令进给功能指令1每转进给量指令（G99）、每分钟进给量指令（G98）指定进给功能的指令方法有如下两种。（1）每转进给量（G99）。输入格式：G99 （F ）；F ：主轴每转进

42、给量（进给速度mm/r）。2. 每分钟进给量（mm/min）。 (G98) F ； 其中F 为每分钟刀具进给量，指令范围为115000(mm/min)。（3）螺纹切削进给速度（mm/r） F 指定螺纹的螺距。 每转进给量切螺纹时，快速进给速度没有指定界限； 接入电源时，系统默认G99模式（每转进给量）。刀具功能指令1T功能T功能也称为刀具功能，表示选择刀具和刀补号。 输入格式： T数控车编程循环指令G90是单一形状固定循环指令，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。指令格式：G90 X(U) Z(W) F ；利用G90可以切削锥面。指令格式：G90 X(U) Z(W) R F ；数控车编程

43、循环指令螺纹切削循环G92螺纹切削循坏G92可以切削锥螺纹和圆柱螺纹。指令格式为：G92 X(U) Z(W) R F ；数控车编程螺纹G92循环指令在螺纹切削期间，按下进给暂停按钮时，刀具立即按斜线回退，然后回到X轴起点再回到Z轴起点。在回退期间，不能进行另外的进给暂停。倒角量与终点处的倒角量相同。数控车编程G94循环指令端面切削循环G94G94是用于一些短、面大的工件加工的固定循环指令。 （1）车大端面循环切削指令格式：G94 X(U) Z(W) F ；（2）车大锥面切削循环指令格式：G94 X(U) Z(W) K F ；数控车编程G72循环指令端面粗车循环G72G72指令与G71指令类似，不同之处就是刀具路径是按径向方向循环的，输入格式同G71指令，刀具循环路径如图所示。数控车编程G72循环指令数控车编程G73循环指令固定形状粗车循环G73G73指令与G71、G72指令功能相同，只是刀具路径是按工件精加工轮廓进行循环的，如图3-45所示。 数控车编程G73循环指令意义 i：x向退刀量（半径给定） k ：z向退刀量d：分割次数。即粗切重复次数ns：精车加工程序第一个 程序段的顺序号nf：精车加工程序最后一个 程序段的顺序号 U：X方向精加工余量的 距离和方向 W：