第三章数控加工程序的编制

数控技术第三章数控程序的编制2023/2/11现代数控技术掌握数控车床数控程序的编制掌握数控铣床的数控程序编制了解数控自动编程了解数控程序编制中的数值计算本章学习目标重点：数控车床和数控铣床的编程方法

2023/2/12学习内容第一节数控车床的程序编制第二节数控铣床与加工中心的程序编制第三节自动编程简介2023/2/13第一节数控车床的程序编制一、数控车床的编程特点二、车削固定循环功能三、车削加工编程实例2023/2/14一、数控车床的编程特点1编程坐标：绝对值、增量值、混合坐标车床一般不采用G90、G91绝对值用X、Z；增量值用U、----

混合坐标用X、----；或U、----2直径编程：X、U、I均以双倍量计算与之相对的编程方法是什么？3粗加工的切削量大，采用固定循环多4刀尖并非圆弧，需要补偿2023/2/15二、车削固定循环功能1、柱面循环2、锥面循环3、螺纹循环4、柱面循环（复合循环G71）5、柱面循环（复合循环G73）由于车削的毛坯多为棒料和铸锻件，因此车削加工多为大余量多次进给切除，所以在车床的数控装置中总是设置各种不同形式的固定循环功能2023/2/16柱面循环柱面循环指令程序段格式：N---G---X（U）--

Z（W）--I–K–H–F—I、K为每次推进量I以直径编程H为循环次数OZXU/2DCBAD´C´B´A´IWK走刀路线：ABCD一次自动循环A′B′C′D′一次自动循环´2023/2/17柱面循环假定每次吃刀量为T,加工长度已知，起点在毛坯左侧2mm，在毛坯外圆外2mm杰必克增量方式:ΔU=-2TΔW=0例：NxxG22Lxx(次数)xx=（D-d）/2T

NxxG00U-(2T+2)

NxxG01W-yy(yy=加工长度+2)

GCDFBEA走刀路线：ABCDE一次自动循环EFGCB一次自动循环每一循环轨迹相同（增量）循环次数=（D-d）/2倍的吃刀量（余数再走一刀）‧NxxG00U2NxxG00Wyy(yy=加工长度+2)NxxG802023/2/18锥面循环锥面循环指令切削层为⊿GHI走刀路线：

A—B---C---D—…—G—HCO’OA起点FEB·

IGHD2023/2/19锥面循环CE//锥面ΔIBC是一次循环切去部分

AB=1mm(半径)BC=T(mm)走道路线:ACEFGH……杰必克增量方式:ΔU=-2TΔW=0例：NxxG22Lxx(次数xx=(D-d)/2T,余量再走一刀)

NxxG01U-xx(xx=2T+2)Fxx

NxxG01U(D-d)W-xFxx

NxxG00Wx

NxxG00U(d-D+2)

NxxG80CO’OxA起点FEB·

IGHDd2023/2/110螺纹循环螺纹循环指令程序段格式：N---G---X---Z---I---D---F---A---；X、Z为螺纹终点的绝对坐标I为螺纹深度D为第一次循环的切深F为螺距A为螺纹牙形角2023/2/111柱面循环(外径粗车循环G71

)功能：该指令由刀具平行于Z轴方向（纵向）进行切削循环，又称纵向切削循环。适合加工轴类零件。格式：G00X

Z

循环起点

G71U△u

R△e

G71P

Q

U△u1W△w1Ff

开始和结束段号。X向和Z向精车余量,mm。进给速度。X向每次吃刀量退刀量，mm2023/2/112柱面循环(外径粗车循环G71

)★G71循环程序段的第一句只能写X值，不能写Z或X、Z同时写入。★该循环的起始点位于毛坯外径处。★该指令只能切削前小后大的工件，不能切削凹进形的轮廓。★由G71每一次循环都可以车削得到工件，避免了G73出现的走空刀的情况。因此，当加工程序既可用G71编制，也可用G73编制时，尽量选取G71编程。由于G71循环按照直线车削，加工速度高于G73，有利于提高工作效率。2023/2/113柱面循环(外径粗车循环G71

)2023/2/114柱面循环(外径粗车循环G71

)G70P5Q13；G98G21；(G99——mm/r,

G21——米制)(G98——mm/min,

G20——英制)2023/2/115柱面循环(外径粗车循环G73

)2023/2/116柱面循环(外径粗车循环G73)2023/2/117柱面循环(外径粗车循环G73)G99G21；(G99——mm/min,

G21——米制)2023/2/118三、车削加工编程实例1车削加工，图中φ85外圆不加工。要求编制精加工程序。2023/2/119轴1、确定工艺方案（1）从右到左切削零件的外轮廓面。（2）切槽（3）车螺纹2023/2/1202、刀具选择与安装1号刀车外圆对刀时以1号刀为基准对刀2号刀切槽3号刀车螺纹其刀尖相对于1号刀尖在Z向偏置10mm编程时要考虑刀具的偏置补偿:以保持每把刀的刀尖位置一致.补偿数值通过通过控制面板手工输入。2023/2/1213、切削用量选择根据工件材料、硬度、刀具材料、机床等因素考虑切削用量，一般由经验确定。精车外轮廓:主轴转速S＝630r/min,进给速度F＝150mm/min切槽:主轴转速S＝315r/min,进给速度F＝100mm/min2023/2/122N1G92X200Z350；坐标系设定N2G00X41.8Z292S630M03T11M08；N3G01X47.8Z289F150；倒角N4U0W－59；车φ47.8(螺纹外径)4、编写加工程序绝对/相对坐标混合直径编程2023/2/1234、编写加工程序N5X50W0；退刀N6X62W-60；车锥度N7U0Z155；车φ62外圆N8X78W0；横向退刀N9X80W-1；倒角N10U0W-19；车φ80外圆2023/2/1244、编写加工程序N11G02U0W-60I63.25*2K-30；?车R70圆弧N12G01U0Z65；车φ80外圆N13X90W0；退刀N14G00X200Z350T10M09；退刀返回换刀点N15X51Z230S23M03T22M08；换刀并准备切退刀槽N16G01X45W0F10；切退刀槽2023/2/125N17G04U5；延迟N18G00X51W0；退刀N19X200Z350T20M09；返回换刀点N20G00X52Z296S200M03T33M08；换刀并准备螺纹N21G33X47.2Z231.5F1.50；……车螺纹循环N25G00X200Z350T30M02；返回起刀点三、车削加工编程实例12023/2/126三、车削加工编程实例2如图所示，工艺设计规定：粗车时进刀深度为1mm，进给速度0.1mm/r，主轴转速800r/min，精加工余量为0.4mm(x向),0.1mm(z向)运用外圆粗加工循环指令编程。2023/2/127毛坯：直径40，长度100工艺：右端圆弧—外圆（11*10）--圆锥（17*10）--外圆（17*15）--圆角R7.5—外圆（29*12.652）--换刀---切断刀具：T1---外圆刀；T2---切断刀机床：法拉克车床循环指令：G71U△u

R△e

G71P

Q

U△u1W△w1Ff

三、车削加工编程实例22023/2/128O7777M99G21T0101；M03S800；G00X40Z2；G71U1.0R0.5；G71P010Q020U0.4W0.1F0.1；N010G00X0；G01Z0；G03X11Z-5.5R5.5；G01Z-15.5；G01X17Z-16.5；G01Z-31.5；G02X29Z-39R7.5；三、车削加工编程实例2G01Z-60.5；N020X40.2；G00X200Z20.；M05；M30；2023/2/129三、车削加工编程实例32023/2/130三、车削加工编程实例32023/2/131三、车削加工编程实例42023/2/132三、车削加工编程实例42023/2/133三、车削加工编程实例52023/2/134三、车削加工编程实例52023/2/135第二节数控铣床与加工中心的程序编制一数控铣床的编程特点二铣床编程的特殊功能指令三数控铣床编程实例四加工中心编程2023/2/136一数控铣床的编程特点1能解决复杂的、难加工的工件。能提高加工效率。两坐标联动：平面轮廓；三坐标联动：立体轮廓；铣镗加工中心：多工位、多工件、多种工艺进行加工2具有多种插补方式3具有各种刀补功能4非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓的铣削加工，数学处理比较复杂，一般采用计算机辅助计算和自动编程2023/2/137二铣床编程的特殊功能指令1工件坐标系设定指令2镜像加工指令3固定循环指令2023/2/138二铣床编程的特殊功能指令1工件坐标系设定指令G92也可用G54—G59指令G92是在程序中直接给定两坐标系的偏置值G54等是用MDI方式将偏置值输入到偏置值存储器中G54设定的工件坐标系与机床坐标系之间的关系2023/2/139二铣床编程的特殊功能指令2镜像加工指令G11关于Y轴镜像G12关于X轴镜像G13关于原点镜像N---G11N30.60.02含义:将30-60之间的程序段按Y轴对称加工，循环两次2023/2/140二铣床编程的特殊功能指令3固定循环指令铣削加工通过固定循环指令，只用一个指令，一个程序段，即可完成一些特定表面的加工。（典型孔加工）相关平面：初始平面R点平面孔底平面

A(1)(2)(3)(5)E(4)(6)切削进给快速进给B(X,Y)孔加工循环的组成动作R2023/2/141二铣床编程的特殊功能指令孔加工指令格式（G90/G91）（G98/G99）GΔΔ

X—Y—Z—R—Q—P—F—L-；注意事项：模态指令撤消指令G80G00、G02G03循环指令执行前必须用M指令使主轴转动刀具补偿指令在刀具至R点时生效G98和G99指令功能AEB(X,Y)RAEB(X,Y)R2023/2/142三、数控铣床编程实例1分析零件图样2工艺处理3数学处理4编写加工程序单数控铣床编程的步骤2023/2/143铣削外轮廓2023/2/144利用刀具半径补偿编程2023/2/145编程实例1如图所示零件以φ30的孔定位，精铣外轮廓。2023/2/146%0001G92X150.0Y160.0Z120.0G90G00X100.0Y60.0G01Z40S100M03G42G01X75.0D01F100X35.0G02X15.0R10.0G01Y70.0G03X-15.0R15.0G01Y60.0G02X-35.0R10.0G01X-75.0Y0X45.0X75.0Y20.0Y65.0G40G00X100.0Y60.0

G00Z120.0X150.0Y160.0M05M30编程实例12023/2/147编程实例2在数控铣床上精铣图示零件。对刀点及坐标原点为图中A点。铣刀下端面距零件下表面50m，并考虑1mm超调量。下刀后，走刀路径A→B→C→D→E→A。选用φ20mm的立铣刀，主轴转速为300r/min，进给速度为80mm/min。对于有刀具半径自动补偿的数控系统，直接按工件轮廓编程。刀具半径补偿存储地址为D01，并存入10.0mm。2023/2/148编程实例2①基点计算BC弧的终点C：XC=XG+Rsin30°=30+30sin30°=45(mm)YC=YG＋Rcos30°=25+30cos30°=50.98(mm)CD段的终点D：XD=98(mm)YD=YC-(XE-XC)tan30°=50.98-53tan30°=20.38(mm)②程序编制根据以上的数值计算，编制的加工程序单如表所示。2023/2/149铣削外轮廓%0001G92X0Y0Z40;(设定工件坐标系)M03S300;G90G00X-10;G00Z1;G01Z-11F80M08;G41G01X0Y0D01;Y25.0G02X45Y50.98R30G01X98Y20.38G01X98Y0G01X0Y0;G40G01X-10Y-10;G00Z40M09M02;2023/2/150四、加工中心编程1、加工中心编程的特点2、换刀程序的编制数控加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具，对工件能够在一定范围内进行多种加工的数控机床。数控加工中心加工零件的特点：1、被加工零件经过一次装夹后，数控系统能控制机床不同的工序自动选择和更换刀具；2、自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续地对工件各加工面自动地进行钻孔、惚孔、铰孔等过工序加工。2023/2/151加工中心编程的特点进行合理的工艺分析；根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手工换刀；自动换刀要留有足够的换刀空间；为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中；尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中；一般应使一把刀具尽可能担任较多的表面加工，进给路线设计应合理。2023/2/152换刀程序的编制：%N1M19主轴定向停止在换刀位置N2T01选取T01刀N3M06换上T01刀N4T02选取T02刀N11Y500M06换上T02刀N12T03选取T03刀N13G01X-79换刀程序的编制加工中心换刀动作包括“换刀”和“选刀”两项内容。“换刀”是把主轴上的刀具取下，换上选用的刀具；“选刀”是将从主轴上取下的刀具送回刀库，同时在刀库中选取下次要更换的刀具。2023/2/153第三节自动编程简介一、自动编程的概念、类型和原理二、自动编程的发展三、自动编程系统的信息处理过程四、自动编程技术的新进展五、自动编程举例2023/2/154一、自动编程的概念、类型和原理自动编程：用计算机来代替手工编程。程序编制的大部分或全部工作是由计算机来完成的。类型：以自动编程语言为基础的；以计算机绘图为基础的；2023/2/155一、自动编程的概念、类型和原理自动编程原理：自动编程系统由计算机+外设+自动编程软件，一个完整的自动编程软件，必须包括主处理程序（MainProcesser）和后置处理程序(PostProcesser)两个部分。刀位数据(CLD,CutterLocationData)2023/2/156二、自动编程的发展从适用范围看：大而全（APT）

小而专（FAPT）从系统功能看：只处理几何图形的（APT）

既---，又进行工艺处理（EXAPT）从结构和语义看：词汇式（APT）

符号式（FAPT）2023/2/157三、自动编程系统的信息处理过程1语言式自动编程系统主要由数控语言、编译程序、通用计算机组成，数控语言是类似车间用语的工艺语言。它由一些基本符号、字母、数字组成的具有一定语法的语句构成。它是用来描述零件的几何形状、尺寸、运动、工艺参数等的。源程序就等同于手工编写的加工程序单，对吗？译码处理后置处理数学处理APT程序NC程序2023/2/1582图形交互式自动编程系统建立在CAD和CAM的基础上的几何造型刀具路径的产生后置处理三、自动编程系统的信息处理过程2023/2/159四、自动编程技术的新进展1在线编程2实物编程3语音编程4视觉编程2023/2/160五、自动编程举例1、APT语言编写一个加工外轮廓程序2、FAPT语言编写一个雕刻鬼脸程序2023/2/161加工外轮廓2023/2/162雕刻鬼脸