机床数控技术(第4版) 课件 2

机床数控技术机械工业出版社胡占齐杨莉

目录2数值模拟研究结果3安装工艺性验证试验大纲1项目要求及成果提交形式2数值模拟研究结果1项目要求及成果提交形式第3章

数控系统的加工控制原理第2章

零件加工程序的编制第1章

概述第6章

数控机床的伺服系统第5章

位置检测装置第4章

数控装置第2章零件加工程序的编制

第1节数控编程的基本知识1编程的过程及方法

数控编程过程确定加工方案工艺处理数学处理编写程序清单程序检验第2章零件加工程序的编制

（1）确定加工方案选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹方法。（2）工艺处理工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。（3）数学处理根据图纸数据求出编程所需的坐标数据。（4）编写程序清单按照指定数控系统的指令系统。（5）制备介质和程序检验第2章零件加工程序的编制2

数控机床的坐标系

（1）机床坐标系的确定

1）机床相对运动的规定在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。

2）机床坐标系的规定标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。3）z轴坐标运动规定与主轴线平行的坐标轴为z坐标（z轴），并取工件远离刀具的方向为z轴的正向。

第2章零件加工程序的编制4）x轴坐标系x轴规定为水平平行于工件装夹表面。它是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。5）y轴坐标运动y坐标轴垂直于x、z坐标轴。当z轴、x轴确定之后，按笛卡儿直角坐标制右手定则法判断，y轴方向就是唯一地被确定了。

6）旋转运动A、B和C旋转运动用A、B和C表示，规定其分别为绕x、y、z轴旋转的运动。A、B、C的正方向，相应地表示在x、y和z坐标轴的正方向上，按右手螺旋前进方向。第2章零件加工程序的编制数控车床：第2章零件加工程序的编制数控立铣：第2章零件加工程序的编制加工中心：第2章零件加工程序的编制机器坐标系的作用：第2章零件加工程序的编制Ф500Z1500XAO机床坐标系的设定——回零第2章零件加工程序的编制（2）机床坐标系、编程坐标系和局部坐标系编程坐标系G54编程坐标系G59G54中的局部坐标系G59中的局部坐标系机床坐标系机床坐标系、编程坐标系和局部坐标系的关系第2章零件加工程序的编制编程坐标系的设定——对刀第2章零件加工程序的编制3数控编程中的数学处理问题第2章零件加工程序的编制基点、节点第2章零件加工程序的编制4对刀点的确定对刀点也称起刀点是数控加工中刀具相对工件运动的起点。

a）对称零件的对刀点选择b）钻孔加工时的对刀点选择对刀点的选择第2章零件加工程序的编制平头立铣刀钻头球头铣刀车刀、镗刀刀具上的刀位点第2章零件加工程序的编制第2节数控加工工艺基础1便于数控编程的尺寸标注第2章零件加工程序的编制2腔体尺寸设计第2章零件加工程序的编制3切入切出段设计第2章零件加工程序的编制4走刀路线设计（a）沿母线走刀（b）垂直于母线走刀第2章零件加工程序的编制

（a）行切法（b）环切法（c）混合法第2章零件加工程序的编制走刀路线第2章零件加工程序的编制5防止干涉第2章零件加工程序的编制第2章零件加工程序的编制第3节、常用数控指令

1G代码常用的G指令有：（1）快速点定位指令G00

格式为：G00X—Y—；三种可能的路径：第2章零件加工程序的编制

a）方案1b）方案2c）方案3

G00指令的运动轨迹A

A

A

BBBXXXYYY（2）直线插补指令G01格式：G01X—Y—F—；（3）圆弧插补指令G02、G03格式：G02（G03）X—Y—I—J—F—；

a）逆圆指令G03b）顺圆指令G02圆弧插补指令第2章零件加工程序的编制（4）暂停指令G04格式：G04P—；其中P后面为暂停时间，单位是毫秒。（5）圆弧插补平面选择指令G17、G18、G19（6）刀具半径补偿指令G40、G41、G421)刀补指令的定义如图所示。第2章零件加工程序的编制第2章零件加工程序的编制ZYXG19G18G17第2章零件加工程序的编制第2章零件加工程序的编制2）刀具长度补偿指令G43、G44长度短e

长度长e

标准长度第2章零件加工程序的编制

XpqZpqQP(Xp,Zp)图车刀长度补偿第2章零件加工程序的编制刀补进行刀补建立刀补建立刀补进行刀补撤销刀补撤销ADDABBCCxxa)G41左刀补

刀具补偿方向

b)G42右刀补第2章零件加工程序的编制

在切削过程中，刀具半径补偿的补偿过程分为三个步骤：a）刀补建立在该段中，动作指令只能用G00或G01。b）刀具补偿进行在此状态下，G00、G01、G02、G03都可使用。c）刀补撤销此时也只能用G00、G01。第2章零件加工程序的编制（7）设定当前编程坐标系指令G54-G59第2章零件加工程序的编制（8）绝对尺寸及相对尺寸编程指令G90、G91

（9）设置坐标值指令G92第2章零件加工程序的编制机床原点的设置：在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。第2章零件加工程序的编制2M代码（1）程序停止指令M00、M01和M02（2）主轴转动控制指令M03、M04和M05（3）换刀指令M06（4）冷却液控制指令M07、M08和M09（5）夹紧和松开指令M10和M11（6）改变运动方向指令M15和M16（7）主轴定向停止指令M19（8）纸带结束指令M30第2章零件加工程序的编制

3钻镗类固定循环指令固定循环的一般格式如下：G—G—X—Y—Z—R—Q—P—F—L—；动作①动作②R点动作③动作④动作⑤动作⑥Z=0ZR点Z点RR点ZZ点a）G90b）G91固定循环动作固定循环的数据形式第2章零件加工程序的编制第2章零件加工程序的编制（1）高速深孔加工循环指令G73（2）反攻丝循环指令G74初始点G98R点qqqddz点G99初始点G98G99主轴反转主轴正转Z点图深孔加工循环G73图反攻丝循环G74第2章零件加工程序的编制

（3）

精镗循环指令G76

（4）

钻孔和镗孔循环G81qG98R点G99q初始点G98G99R点Z点精镗循环G76钻、镗孔循环G81第2章零件加工程序的编制（5）钻、扩、镗阶梯孔循环G82（6）深孔加工循环G83（7）攻丝循环G84初始点G98初始点R点G99Z点qqqdG98G99R点主轴正转主轴反转深孔加工循环G83攻丝循环G84第2章零件加工程序的编制数控镗削加工指令卧式镗床

图T68型卧式镗床外观图后立柱工作台镗轴径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座平旋盘第2章零件加工程序的编制床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱坐标镗床

图立式双柱坐标镗床外观图第2章零件加工程序的编制（10）镗孔循环G85该指令与G84指令相同，只是返回时主轴不反转。（11）镗孔循环G86该指令与G81相同，但到孔底后主轴停止，然后快速退回。（12）镗孔循环G89该指令与G86指令相同，但在孔底有暂停。（13）取消固定循环指令G80。

第2章零件加工程序的编制4车削固定循环指令（1）直线和锥度切削固定循环G77该循环的动作顺序见图，指令格式为：G77X（U）—Z（W）—I—F—；在增量编程中，地址U、W值的符号取决于轨迹1、2的方向。图中的W符号为负，U的符号也为负。X为直径值，U为直径方向的增量。第2章零件加工程序的编制ozX/2U/221234ZwxoxzX/22Zw3U/241a）G77指令用于加工柱面b）G77指令用于加工锥面图直线和锥度切削切削固定循环G77第2章零件加工程序的编制图锥度切削G77符号与刀具轨迹的关系U/2WU/2W(a)I>0(b)I<0

II(2)螺纹切削固定循环G78第2章零件加工程序的编制rrU/2W1234U/2rrlW1234a）车直螺纹b）车锥螺纹图螺纹切削G78时的动作图第2章零件加工程序的编制（3）端面切削固定循环G79X/2U/21234oxZWzZWX/21234a)端面切削b）端面锥度切削图端面切削G79时的动作图第2章零件加工程序的编制KWW1234a）K〈0b）K〉0U/2U/2图端面锥度切削符号与刀具轨迹关系图5其他代码（1）主轴功能S

（2）刀具功能T（3）进给功能F第2章零件加工程序的编制第4节数控加工程序实例

1钻孔加工程序（1）孔加工程序的特点1）编程中坐标性质2）注意提高对刀精度3）注意使用刀具补偿功能4）在钻孔量很大时，为了简化编程，应使用固定循环指令。第2章零件加工程序的编制Φ25钻头补偿值b=-4mm20ABC303030501203530318522图2-25孔加工零件编程实例第2章零件加工程序的编制（2）编程实例[例1]使用刀具长度补偿和一般指令加工图所示的零件中A、B、C三个孔。N01G92X0Y0Z0；设定坐标系N02G91G00X120.0Y80.0；定位到A点N03G43Z-32.0T1H01；刀具快速移动到工进起点

，刀具长度补偿N04S600M03M07；主轴启动N05G01Z-21.0F1000；加工A孔N06G04P2000；孔底停留2秒

N07G00Z21.0；快速返回到工进起点N08X30.0Y-50.0；定位到B点第2章零件加工程序的编制N09G01Z-38.0；加工B孔N10G00Z38.0；快速返回到工进起点N11X50.0Y30.0；定位到C孔N12G01Z-25.0；加工C孔N13G04P2000；孔底停留2秒钟N14G00Z57.0H00；Z坐标返回到程序起点，

取消刀补N15X-200.0Y-60.0；X、Y坐标返回到程序起点N16M05M09；主轴停止N17M02；程序结束第2章零件加工程序的编制[例2]使用固定循环指令加工例1中的三个孔。分析图纸和数据处理的过程同例1，使用固定循环指令编出的程序清单如下：N05G92X0Y0Z0；N10G91T1;N15M03S600M07；主轴启动N20G43H01；设置刀具补偿N30G99G82X120.0Y80.0Z-21.0R-32.0P2000F1000；钻孔A

N40G99G81X30.0Y-50.0Z-38.0;钻孔BN50G98G82X50.0Y30.0Z-25.0P2000;钻孔CN60G00X-200.0Y-60.0H00；返回起刀点N70M05M09；N80M02；程序结束第2章零件加工程序的编制2车削程序（1）车削加工程序的特点

1）坐标的取法及坐标指令。

2）刀具补偿。

3）车削固定循环功能。（2）车削加工程序实例[例3]手工编写图所示零件的车削加工程序。该零件需要精加工，图中φ85表面不加工。选用具有直线、圆弧插补功能的数控车床加工该零件。第2章零件加工程序的编制Ⅰ355Ⅱ

535

5

3510Ⅲ图刀具布置图第2章零件加工程序的编制

R70M48x1.5

φ85φ78oφ45zφ80φ62φ50φ41.8

1x45oφ2003xφ45

6510602060602290350xA

图车削零件图第2章零件加工程序的编制N01G92X200.0Z350.0；起点坐标设定N02G00X41.8Z292.0S31M03T11M08；移到刀路起点N03G01X47.8Z289.0F15；倒角N04U0W-59.0；切φ47.8圆N05X50.0W0；切圆锥小头N06X62.0W-60.0；切锥度N07U0Z155.0；切φ62.0圆N08X78.0W0；N09X80.0W-1.0；倒角N10U0W-19.0；切φ80.0圆N11G02U0W-60.0I63.25K-30.0切圆弧N12G01U0Z65.0；切φ80.0圆N13X90.0W0；退刀第2章零件加工程序的编制N14G00X200.0Z350.0M05T10M09；退回换刀点，主轴停N15X51.0Z230.0S23M03T22M08；换刀,开主轴N16G01X45.0W0F10；切退刀槽N17G04U0.5；延迟N18G01X51.0W0；退刀N19G00X200.0Z350.0M05T20M09；到换刀位置，关主轴，换刀N20X52.0Z296.0S22M03T33M08；换刀，开主轴N21G78X47.2Z231.5F330.0；切螺纹，粗切N22X46.6W-64.5；切螺纹，半精切第2章零件加工程序的编制N23X46.1W-64.5；切螺纹，半精切N24X45.8W-64.5；切螺纹，精切N25G00X200.0Z350.0T30M02；退至起刀点[例4]图示零件的车削程序。

N01T0100M41；设定刀具号，主轴高速挡N02G97S200M08；定主轴转速表示方法，

开冷却N03G00X150.0Z110.0T0101M03；

取1号刀具1号刀补，开主轴第2章零件加工程序的编制N04G96S120；恒切削速度控制N06G73P7Q13U0.2W0.2I9.0K3.0D3F0.3；闭环切削循环,粗切N07G00X20.0Z110.0；移动到起刀点N08G01X20.0Z80.0F0.15S150；切φ20圆N09X40.0Z70.0；切小锥面N10Z50.0；切φ40圆N11G02X80.0Z30.0R40.0；切圆弧N12G01X120.0Z10.0；切大锥面N13G00X150.0Z110.0；退刀N14G70P7Q13;N15M09M05;N16M02;第2章零件加工程序的编制1001020201020

φ100φ80φ40φ20z

φ150φ200

91103x120

图2-28车削程序例21001020201020

φ100φ80φ40φ20z

φ150φ200

91103x120第2章零件加工程序的编制ΔiΔu/2ΔkΔw(150,0)9.13.2AΦ12010020Φ80第2章零件加工程序的编制N01T0303；N02M03S200;N04G00X150.0Z0.0;N06G73P7Q9I9.0K3.0U0.2W0.2D3F0.3；闭环切削循环，粗切N07G00X80.0Z2.0；移动到起刀点N08G01Z-100.0F0.15；切φ80圆N09X124.0W-22.0；切锥面N10G70P7Q9;N11G00X200.0Z10.0T0300；N13M02;第2章零件加工程序的编制这段程序中的G73是闭环切削指令。其功能是按照一定的切削形状，逐渐去除余量，达到最终尺寸。巧妙地使用G73指令可以简化车削程序。这是车削加工中的一个特殊指令，格式如下：G73P(ns)Q(nf)I±(Δi)K±(Δk)U±(Δu)W±(Δw)D(d)F(f)S(s)；N(ns)；

......N(nf)；其中P——表示最终形状的程序段首段程序号(ns)；Q——表示最终形状的程序段末段程序号(nf)；I——X轴方向的让刀距离及方向(Δi，半径指定)；第2章零件加工程序的编制K——Z轴方向的让刀距离及方向(Δk)；

U——X方向精加工余量及方向(Δu，直径指定)；

W——Z方向的精加工余量(Δw)；

D——切削次数(d)；

F——进给量；

S——主轴功能。3轮廓铣削程序（1）轮廓铣削编程特点

1）数控铣床功能各异，品种繁多。选择机床时要考虑如何最大限度地发挥数控铣床的特点。第2章零件加工程序的编制

2）数控铣床的数控装置具有多种插补方法。

3）数控铣床一般都具有刀具位置补偿、刀具长度补偿、刀具半径补偿和各种固定循环等功能，合理地使用这些功能可以简化编程。

4）铣削和由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削数学处理比较简单，可以手工计算。（2）铣削加工程序实例[例5]编写在具有刀具补偿功能的铣床上铣削零件外轮廓的零件加工程序。第2章零件加工程序的编制YRRRRRDCEB1501209060300GAJIHF306090120150180第2章零件加工程序的编制N01G92X0Y0Z0；建立工件坐标系N02G30Y0M06T06；返回第二参考点换刀N03G00G90X0Y90.0；快速移至起刀点N04G43Z0H03S440M03；长度补偿，主轴正转N05G01Z-10;N06G41G17X30.0D30F100；半径补偿，移至A点N07G01X60.0Y120.0；加工AB段N08G02X90.0Y90.0I0J-30.0；加工BC段N09G01X120.0；加工CD段N10G02X150.0Y120.0I30.0J0；加工DE段N11G01X135.0Y90.0；加工EF段N12X150.0Y60.0；加工FG段N13X120.0；加工GH段N14X90.0Y30.0；加工HI段第2章零件加工程序的编制N15X45.0Y60.0；N16X30.0Y90.0；加工JA段N17G40G00X0Y90.0；取消刀补，回到A点N18X0Y0Z20；返回原点N19M30；程序结束在立式加工中心上利用上述程序加工图示零件的过程如下：（1）程序原点设定（2）试运行与试切（3）对试切工件进行检测合格后，就可以进行正式的全

自动加工了。第2章零件加工程序的编制图工件的加工过程

第2章零件加工程序的编制作业在数控钻床上对图示零件3个Φ12