数控机床与编程(第1章：编程基础)课件.ppt

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1、数控机床编程与加工操作数控机床编程与加工操作华中科技大学出版社华中科技大学出版社目录目录(27学时学时)第一章第一章 数控机床加工程序的编程基础数控机床加工程序的编程基础(9学时学时)第二章第二章 数控铣床的编程及加工数控铣床的编程及加工(9学时学时)第三章第三章 数控车床的编程及加工数控车床的编程及加工(9学时学时)第一章第一章数控机床加工程序的编程基础数控机床加工程序的编程基础目的和要求目的和要求:1、了解数控程序的基本结构、了解数控程序的基本结构2、了解数控加工工艺分析的目的、了解数控加工工艺分析的目的、内容与步骤内容与步骤3、了解数控加工工艺与传统加工、了解数控加工工艺与传统加工工艺的

2、相同点与区别工艺的相同点与区别3、掌握数控加工工艺分析方法、掌握数控加工工艺分析方法4、完成典型零件的数控加工工艺分析、完成典型零件的数控加工工艺分析要求：熟悉金属切削加工工艺：理解数控编程概念为使用CAM技术打好基础第一节第一节 数控编程概述数控编程概述第二节第二节 程序的构成程序的构成第三节第三节 指令代码综述指令代码综述第四节第四节 坐标系统坐标系统第五节第五节 数控加工工艺分析方法数控加工工艺分析方法第六节第六节 数值分析方法数值分析方法第七节第七节 典型零件的数控加工工艺分析实例典型零件的数控加工工艺分析实例第一节第一节 数控编程概述数控编程概述数控机床程序编写步骤数控机床程序编写步

3、骤数控机床程序编写步骤数控机床程序编写步骤数控编程的方法：数控编程的方法：手工编程手工编程自动编程自动编程注意：注意：在编程规则上，不同厂家生产的在编程规则上，不同厂家生产的数控机床并不完全相同，因此编数控机床并不完全相同，因此编程时应按照具体机床的编程手册程时应按照具体机床的编程手册中的有关规定来进行。中的有关规定来进行。本课程是以本课程是以华中华中I型系统型系统为例介为例介绍编程规则的。绍编程规则的。第二节第二节 程序的构成程序的构成%0001N01 G92 X0 Y0 Z10N02 G91 X10 Y10N03 G01 Z-15 F200 S300 M03N04 X100N05 Y100

4、N06 X-100N07 Y-100N08 G00 X-10 Y-10N09 M05N10 M30程序名程序名程序结程序结束标志束标志程序段程序段字字指令字符一览表指令字符一览表指令字符一览表指令字符一览表固定循环的参数固定循环的参数P，Q，R参数参数子程序和固定循环的重复次数子程序和固定循环的重复次数 L29999L重复次数重复次数子程序号的指定子程序号的指定 P19999P程序号的指定程序号的指定暂停时间的指定暂停时间的指定 sP，（，（X）暂停暂停刀具补偿号的指定刀具补偿号的指定 0099H，D补偿号补偿号机床开机床开/关控制的指定关控制的指定 M099M辅助机能辅助机能刀具编号的指定刀

5、具编号的指定 T099T刀具机能刀具机能主轴旋转速度的指定主轴旋转速度的指定 S09999S主轴机能主轴机能进给速度的指定进给速度的指定 F0F15000F进给速度进给速度圆心与圆弧起点的相对位移量圆心与圆弧起点的相对位移量I，J，K圆弧半径圆弧半径R坐标轴的移动命令坐标轴的移动命令 99999.999X，Y，Z尺寸字尺寸字指令动作方式（直线、圆弧等）指令动作方式（直线、圆弧等）G00G99G准备功能准备功能程序顺序编号程序顺序编号 N19999N程序段号程序段号程序编号程序编号 19999%零件程序号零件程序号意义意义地址符地址符机能机能第三节第三节 指令代码综述指令代码综述华中华中I型数控

6、系统指令代码有型数控系统指令代码有:l G代码（准备功能）代码（准备功能）l M代码（辅助功能）代码（辅助功能）l S代码（主轴功能）代码（主轴功能）l T代码（刀具功能）代码（刀具功能）l F代码（进给功能）等。代码（进给功能）等。G代码代码G代码代码组名组名功能功能 G0001快速定位快速定位G01直线插补直线插补G02顺圆插补顺圆插补G03逆圆插补逆圆插补G33螺纹切削螺纹切削系统默认系统默认状态状态G代码代码特点：特点：p不同组的不同组的G代码可以放在同一程序段代码可以放在同一程序段中，其排列顺序不影响加工；中，其排列顺序不影响加工；G91G00X20Y20G42M03F120p除除0

7、0组的组的G代码为非模态代码外，其代码为非模态代码外，其它均为模态代码。它均为模态代码。G代码代码G代码代码组名组名功能功能G0400暂停暂停G28返回到参考点返回到参考点G29由参考点返回由参考点返回G52局部坐标系设定局部坐标系设定G53机床坐标系设定机床坐标系设定G60单方向定位单方向定位第四节第四节 坐标系统坐标系统一、机床坐标轴一、机床坐标轴直线运动坐标轴用直线运动坐标轴用X、Y、Z（基本基本坐标轴）表示；坐标轴）表示；旋转方向坐标轴用旋转方向坐标轴用A、B、C表示；表示；数控车床基本坐标轴的方向定义：数控车床基本坐标轴的方向定义：ZX坐标轴名坐标轴名正方向定义正方向定义X X垂直于

8、垂直于Z Z轴并平行于工件装卡面的轴，面对刀具主轴立轴并平行于工件装卡面的轴，面对刀具主轴立柱方向看，向右切削运动的方向为正方向柱方向看，向右切削运动的方向为正方向Z Z平行于机床主轴的轴，规定刀具远离工件的运动方向为平行于机床主轴的轴，规定刀具远离工件的运动方向为正方向正方向数控铣床基本坐标轴的方向定义：数控铣床基本坐标轴的方向定义：坐标坐标轴名轴名正方向定义正方向定义X X垂直于垂直于Z Z轴并平行于工件轴并平行于工件装卡面的轴，面对刀具主装卡面的轴，面对刀具主轴向立柱方向看，向右切轴向立柱方向看，向右切削运动的方向为正方向削运动的方向为正方向Y Y根据根据X X轴和轴和Z Z轴，按右手定

9、轴，按右手定则确定则确定Z Z平行于机床主轴的轴，规平行于机床主轴的轴，规定刀具远离工件的运动方定刀具远离工件的运动方向为正方向向为正方向二、机床坐标系、机床原点和机床参考点二、机床坐标系、机床原点和机床参考点1、数控车床、数控车床机床原点：机床原点：机床坐标原点通常由机床制造厂确定的，机床坐标原点通常由机床制造厂确定的，是确定机床固定原点的基准。是确定机床固定原点的基准。数控车床的机床坐标系原点的位置大多数控车床的机床坐标系原点的位置大多规定在其主轴轴心线与装夹卡盘的法兰盘规定在其主轴轴心线与装夹卡盘的法兰盘端面的交点上。端面的交点上。机械原点（机床参考点）机械原点（机床参考点）为车床上的固

10、定点，通常设置在为车床上的固定点，通常设置在X轴和轴和Z轴的正向最大行程处。轴的正向最大行程处。工件编程原点：工件编程原点：确定工件轮廓坐标值的计算和编程的原点。确定工件轮廓坐标值的计算和编程的原点。一般将工件坐标原点设在零件的轴心线一般将工件坐标原点设在零件的轴心线和零件两端面的交点处。和零件两端面的交点处。程序起点：程序起点：刀具（刀尖）在加工程序执行时的起点，刀具（刀尖）在加工程序执行时的起点，又称为程序原点，用又称为程序原点，用G92指定。指定。2、数控铣床、数控铣床编程原点编程原点 机床启动前，通常要通过自动或手动回机床启动前，通常要通过自动或手动回参考点（回零操作），其作用有：参考

11、点（回零操作），其作用有：1）建立机床坐标系）建立机床坐标系2）消除由于工作台漂移、变形等造）消除由于工作台漂移、变形等造成的误差成的误差第五节第五节 数控加工工艺分析方法数控加工工艺分析方法目的：目的：以以最合理或较合理的工艺过最合理或较合理的工艺过程和操作方法程和操作方法指导编程和操作人指导编程和操作人员完成程序编制和加工任务。员完成程序编制和加工任务。一、选择适合数控加工的零件一、选择适合数控加工的零件1、最适应类、最适应类 形状复杂，加工精度要求高，通用机床无形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；法加工或很难保证加工质量的零件；具有复杂曲线或曲面轮廓的零件

12、；具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件；腔的壳体或盒型零件；必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件。攻丝等多工序的零件。对于此类零件，首要考虑的是能对于此类零件，首要考虑的是能否加工出来，只要有可能，应把采用否加工出来，只要有可能，应把采用数控加工作为首选方案，而不要过多数控加工作为首选方案，而不要过多地考虑生产率与成本问题。地考虑生产率与成本问题。2、较适应类、较适应类零件价值较高，在通用机床上加工时容易受人零件价值较高，在通用机床上加工时容易受人零件价值较

13、高，在通用机床上加工时容易受人零件价值较高，在通用机床上加工时容易受人为因素（如工人技术水平高低、情绪波动等）为因素（如工人技术水平高低、情绪波动等）为因素（如工人技术水平高低、情绪波动等）为因素（如工人技术水平高低、情绪波动等）干扰而影响加工质量，从而造成较大经济损失干扰而影响加工质量，从而造成较大经济损失干扰而影响加工质量，从而造成较大经济损失干扰而影响加工质量，从而造成较大经济损失的零件；的零件；的零件；的零件；在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的零件；零件；零件；

14、零件；需要多次更改设计后才能定型的零件；需要多次更改设计后才能定型的零件；需要多次更改设计后才能定型的零件；需要多次更改设计后才能定型的零件；在通用机床上加工需要作长时间调整的零件；在通用机床上加工需要作长时间调整的零件；在通用机床上加工需要作长时间调整的零件；在通用机床上加工需要作长时间调整的零件；用通用机床加工时，生产率很低或工人体力劳用通用机床加工时，生产率很低或工人体力劳用通用机床加工时，生产率很低或工人体力劳用通用机床加工时，生产率很低或工人体力劳动强度很大的零件。动强度很大的零件。动强度很大的零件。动强度很大的零件。此类零件在分析其可加工性的基此类零件在分析其可加工性的基础上，还要

15、综合考虑生产效率和经济础上，还要综合考虑生产效率和经济效益，一般情况下可把它们作为数控效益，一般情况下可把它们作为数控加工的主要选择对象。加工的主要选择对象。3、不适应类、不适应类 生产批量大的零件（不排除其中个别工序采用数生产批量大的零件（不排除其中个别工序采用数控加工）；控加工）；装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；件；加工余量极不稳定、而且数控机床上无在线检测加工余量极不稳定、而且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件；系统可自动调整零件坐标位置的零件；必须用特定的工艺装备协调加工的零件。必须用特定的工艺装备协调加工的零件

16、。这类零件采用数控加工后，在这类零件采用数控加工后，在生产率和经济性方面一般无明显改生产率和经济性方面一般无明显改善，甚至有可能得不偿失，一般不善，甚至有可能得不偿失，一般不应该把此类零件作为数控加工的选应该把此类零件作为数控加工的选择对象。择对象。另外，数控加工零件的选择，还另外，数控加工零件的选择，还应该结合本单位拥有的数控机床的具应该结合本单位拥有的数控机床的具体情况来选择加工对象。体情况来选择加工对象。二、数控工艺分析的主要内容二、数控工艺分析的主要内容u选择并确定零件的数控加工内容；选择并确定零件的数控加工内容；u零件工艺性分析；零件工艺性分析；u加工方法的选择与加工方案的确定；加工

17、方法的选择与加工方案的确定；u工序和工步的划分；工序和工步的划分；u切削用量的选择；切削用量的选择；u进给路线的确定与加工顺序的安排；进给路线的确定与加工顺序的安排；u对刀点和换刀点的确定等。对刀点和换刀点的确定等。1、选择并确定零件的数控加工内容、选择并确定零件的数控加工内容 对于一个零件来说，并非全部加工工艺对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成过程都适合在数控机床上完成,而往往只而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对这就需要对零件结构零件结构进行仔细的工艺分析，进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工

18、的选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。控加工的优势。选择适于数控加工的内容时，一般可按下选择适于数控加工的内容时，一般可按下选择适于数控加工的内容时，一般可按下选择适于数控加工的内容时，一般可按下列顺序考虑：列顺序考虑：列顺序考虑：列顺序考虑：1）通用机床无法加工的内容应作为优）通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；先选择内容；2）通用机床难加工，质量也难以保证）

19、通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；的内容应作为重点选择内容；3）通用机床加工效率低、工人手工操）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。尚存在富裕加工能力时选择。此外此外，在选择和决定加工内在选择和决定加工内容时，也要考虑容时，也要考虑生产批量、生产生产批量、生产周期、工序间周转情况周期、工序间周转情况等等。总等等。总之，要尽量做到合理，达到多、之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的，要防止把数快、好、省的目的，要防止把数控机床降格为通用机床使用。控机床降格为通用机床使用。2、零件的工艺

20、分析零件的工艺分析包括：包括：零件图纸分析零件图纸分析 结构工艺性分析结构工艺性分析（1）零件图分析）零件图分析 1）尺寸标注方法分析）尺寸标注方法分析 应以同一基准标注尺寸或直接给应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。出坐标尺寸。DABCEFDABCEF2）零件图的完整性与正确性分析）零件图的完整性与正确性分析 几何图素条件要求充分。几何图素条件要求充分。3）零件技术要求分析）零件技术要求分析目的：目的：正确合理地选择加工方法、装夹方式、正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。刀具及切削用量等。4）零件材料分析）零件材料分析 在满足零件功能的前提下，在满足零件功能的前提下，应选

21、用廉价、切削性能好的材应选用廉价、切削性能好的材料。料。（2）零件的结构工艺性分析）零件的结构工艺性分析 零件结构工艺性是指所设计的零件结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造零件在满足使用要求的前提下制造的的可行性和经济性可行性和经济性。1）零件的内腔和外形最好采用统一的几）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。何类型和尺寸。可减少刀具规格和换刀次可减少刀具规格和换刀次数，使编程方便。数，使编程方便。2）内槽圆角半径不应太小）内槽圆角半径不应太小通常通常R0.2H时，可判定零件该部位的工艺性不好时，可判定零件该部位的工艺性不好3）零件铣槽底平面时，槽底圆角半径不应）零件铣

22、槽底平面时，槽底圆角半径不应过大。过大。r r越大，加越大，加越大，加越大，加工平面能力工平面能力工平面能力工平面能力越差。越差。越差。越差。4）应采用统一的基准定位）应采用统一的基准定位作用：减少定位误差。作用：减少定位误差。零件上最好有合适的定位基准孔零件上最好有合适的定位基准孔。5）尽可能减少刀具数量）尽可能减少刀具数量35不不合理合理33合理合理（3）选择合适的零件安装方式）选择合适的零件安装方式 应尽量采用通用夹具或组合夹具，应尽量采用通用夹具或组合夹具，必要时才设计专用夹具。夹具设计的必要时才设计专用夹具。夹具设计的原理和方法与普通机床所用夹具相同，原理和方法与普通机床所用夹具相同

23、，但应使其结构简单，便于装卸，操作但应使其结构简单，便于装卸，操作灵活。灵活。此外，还应分析零件所要求此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证，有没有引起矛盾的以得到保证，有没有引起矛盾的多余尺寸或影响加工安排的封闭多余尺寸或影响加工安排的封闭尺寸等。尺寸等。3、加工方法的选择、加工方法的选择选择原则：选择原则：应根据零件的加工精度、表应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺面粗糙度、材料、结构形状、尺寸和生产类型等因素选择相应的寸和生产类型等因素选择相应的加工方法和加工方案。加工方法和加工方案。（1）外圆表面加工方法的选择）外圆表

24、面加工方法的选择主要加工方法：主要加工方法：车削车削 磨削磨削外圆外圆外圆外圆表面加工方案表面加工方案表面加工方案表面加工方案半精车半精车粗磨粗磨磨削磨削精车精车粗车粗车精磨精磨抛光抛光精细车精细车研磨研磨超精超精加工加工超精磨超精磨不适用于有色金属不适用于有色金属不适用于淬火钢不适用于淬火钢适合有色适合有色金属加工金属加工（2）内孔表面加工方法的选择原则）内孔表面加工方法的选择原则1）选择原则）选择原则 加工方法：加工方法：钻孔钻孔铰孔铰孔镗孔镗孔拉孔拉孔磨孔磨孔光整加工光整加工等等常用的孔加工方案常用的孔加工方案常用的孔加工方案常用的孔加工方案毛坯上无孔毛坯上无孔钻孔钻孔铰孔铰孔粗铰粗铰扩

25、孔扩孔精镗精镗半精镗半精镗粗镗（或扩孔）粗镗（或扩孔）毛坯上有孔毛坯上有孔精铰精铰拉孔拉孔精细镗精细镗磨孔磨孔粗磨粗磨精磨精磨手铰手铰珩磨或研磨珩磨或研磨2）典型零件孔加工方法）典型零件孔加工方法要求加工内孔要求加工内孔 40H7，阶梯孔阶梯孔 13和和 22等三种不同等三种不同规格和精度的孔，零件材料为规格和精度的孔，零件材料为HT200。40孔加工方案：孔加工方案：钻孔钻孔-粗镗（或扩孔）粗镗（或扩孔）-半精镗半精镗-精镗方案。精镗方案。阶梯孔加工方案：阶梯孔加工方案：钻孔钻孔-锪孔锪孔（3）平面加工方法的选择）平面加工方法的选择1）平面轮廓常用的加工方法有：）平面轮廓常用的加工方法有：铣

26、削铣削刨削刨削车削车削拉削拉削研磨或刮削研磨或刮削常见平面加工方案常见平面加工方案拉拉 削削粗粗铣（粗刨）铣（粗刨）粗粗 磨磨粗粗 车车精精 磨磨半精半精 车车刮研刮研研磨研磨精精 车车精铣（精刨）精铣（精刨）宽刃细刨宽刃细刨（4）平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择）平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择1）平面轮廓常用的加工方法有：）平面轮廓常用的加工方法有：数控铣削数控铣削 线切割线切割 磨削等磨削等 加工内平面轮廓时加工内平面轮廓时，当曲率半径较，当曲率半径较小时，可采用数控线切割方法加工。小时，可采用数控线切割方法加工。加工外平面轮廓时，可采用数加工外平面轮廓时，可采用数控铣削加工方法。控铣削

27、加工方法。2）立体曲面加工方法主要是数控铣削，多用）立体曲面加工方法主要是数控铣削，多用球头铣刀，以球头铣刀，以“行切法行切法”加工。加工。4、加工阶段的划分、加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段半精加工阶段半精加工阶段精加工阶段精加工阶段光整加工阶段光整加工阶段1）粗加工阶段：）粗加工阶段：切除毛坯上大部分多余的金切除毛坯上大部分多余的金属，主要目标是提高生产率。属，主要目标是提高生产率。2）半精加工阶段：）半精加工阶段：使主要表面达到一定的精度，使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，完成一留有一定的精加工余量，完成一些次要表面加工；些次要表面加工；3）精加工阶段：）精加工阶段：保证

28、各主要表面达到规定的保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙要求。主要尺寸精度和表面粗糙要求。主要目标是全面保证加工质量。目标是全面保证加工质量。4）光整加工阶段：）光整加工阶段：对零件上精度和表面粗糙度要对零件上精度和表面粗糙度要求很高（求很高（IT6级以上，表面粗糙度级以上，表面粗糙度为为Ra 0.2m以下）的表面，需进行以下）的表面，需进行光整加工，其主要目标是提高尺寸光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度。来提高位置精度。划分加工阶段的目的在于：划分加工阶段的目的在于：保证加工质量保证加工质量合理使用设备合理使用设备

29、便于及时发现毛坯缺陷便于及时发现毛坯缺陷 便于安排热处理工序便于安排热处理工序5、工序的划分工序的划分（1）工序划分的原则）工序划分的原则工序集中原则工序集中原则工序分散原则工序分散原则1）工序集中原则）工序集中原则（数控加工常采用的原则）：（数控加工常采用的原则）：（数控加工常采用的原则）：（数控加工常采用的原则）：指每道工序包括尽可能多的加工内容，从指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。而使工序的总数减少。特点：特点：有利于采用高效的专用设备和数控机床，有利于采用高效的专用设备和数控机床，提高生产效率；减少工序数目，缩短工艺路提高生产效率；减少工序数目，缩短工艺路线，简化

30、生产计划和生产组织工作；减少机线，简化生产计划和生产组织工作；减少机床数量、操作工人数和占地面积；减少工件床数量、操作工人数和占地面积；减少工件装夹次数，不仅保证了各加工表面间的相互装夹次数，不仅保证了各加工表面间的相互位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。但专用设备和工艺装备投资大、的辅助时间。但专用设备和工艺装备投资大、调整维修比较麻烦、生产准备周期较长，不调整维修比较麻烦、生产准备周期较长，不利于转产。利于转产。2）工序分散原则：）工序分散原则：将工件的加工分散在较多的工序内进行，将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少

31、。每道工序的加工内容很少。特点：特点：加工设备和工艺装备结构简单，调整和加工设备和工艺装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易；有利于选维修方便，操作简单，转产容易；有利于选择合理的切削用量，减少机动时间。但工艺择合理的切削用量，减少机动时间。但工艺路线较长，所需设备及工人人数多，占地面路线较长，所需设备及工人人数多，占地面积大。积大。（2）工序划分的方法）工序划分的方法 考虑生产纲领、设备、零件结构和技术要求。考虑生产纲领、设备、零件结构和技术要求。要求遵循以下原则：要求遵循以下原则：1）按所用刀具划分。如加工中心，减少换刀次数。）按所用刀具划分。如加工中心，减少换刀次数。2）按安装

32、次数划分。减少定位误差。）按安装次数划分。减少定位误差。3）按粗、精加工划分。减少误差复映，提高加工）按粗、精加工划分。减少误差复映，提高加工精度。精度。4）按加工部位划分。减少空行程，提高效率。）按加工部位划分。减少空行程，提高效率。6、定位与夹紧方式的确定、定位与夹紧方式的确定 正确选用定位方案和夹紧方式是保证加正确选用定位方案和夹紧方式是保证加工精度的条件。工精度的条件。要求：要求：基准重合、减少安装次数、避基准重合、减少安装次数、避免采用占机调整方式。免采用占机调整方式。7、加工顺序的安排、加工顺序的安排（1）基面先行原则）基面先行原则用作精基准的表面应优先加工出来。用作精基准的表面应

33、优先加工出来。（2）先粗后精原则）先粗后精原则（3）先主后次的原则）先主后次的原则减少不必要的浪费。减少不必要的浪费。526080（4）先面后孔原则（）先面后孔原则（箱体、支架类零件。）箱体、支架类零件。）箱体、支架类零件。）箱体、支架类零件。）避免切削变形，保证孔的加工精度。避免切削变形，保证孔的加工精度。（5）先近后远原则）先近后远原则减少空行程，提高效率。减少空行程，提高效率。34 36 38 40（6）先内后外的原则）先内后外的原则 20 308、确定走刀路线和加工工序、确定走刀路线和加工工序 走刀路线是刀具刀位点在整个加工工走刀路线是刀具刀位点在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包含了

34、工步的内序中的运动轨迹，它不但包含了工步的内容，也反映了工步的顺序。容，也反映了工步的顺序。走刀路线的确定非常重要，因为它与走刀路线的确定非常重要，因为它与走刀路线的确定非常重要，因为它与走刀路线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。零件的加工精度和表面质量密切相关。零件的加工精度和表面质量密切相关。零件的加工精度和表面质量密切相关。走刀路线确定原则：走刀路线确定原则：（1）应能保证零件的加工精度和表）应能保证零件的加工精度和表面粗糙度要求面粗糙度要求在选择走刀路线时要充分注意以下几种情况：在选择走刀路线时要充分注意以下几种情况：在选择走刀路线时要充分注意以下几种情况：在选

35、择走刀路线时要充分注意以下几种情况：1）切入切出路径）切入切出路径 铣削平面零件外轮廓时，铣削平面零件外轮廓时，刀具的切刀具的切入、切出应沿轮廓切线方向进行入、切出应沿轮廓切线方向进行，避，避免在工件表面形成接刀痕。且注意留有切免在工件表面形成接刀痕。且注意留有切入长度和切出长度。入长度和切出长度。外轮廓加工刀具的切入切出外轮廓加工刀具的切入切出 铣削平面零件内轮廓时，刀具切入、铣削平面零件内轮廓时，刀具切入、切出点应选择在轮廓两几何元素的交点切出点应选择在轮廓两几何元素的交点处。若无交点，刀具切入、切出点应远处。若无交点，刀具切入、切出点应远离拐角，或选择圆弧切入、切出。离拐角，或选择圆弧切

36、入、切出。内内轮廓加工刀具的切入切出轮廓加工刀具的切入切出起刀点起刀点无交点内轮廓加工刀具的切入切出无交点内轮廓加工刀具的切入切出错误的切入切出点错误的切入切出点G41刀具切入切出点应远离拐角刀具切入切出点应远离拐角起刀点起刀点G41正确的切入切出点正确的切入切出点外圆铣削外圆铣削内圆铣削内圆铣削G41 G00 XB YBAB错误错误G41 G00 XC YC G01 XB YBCAB零件轮廓轨迹零件轮廓轨迹刀具中心轨迹刀具中心轨迹 确定孔加工路线时，若孔确定孔加工路线时，若孔的位置精度要求较高，加工路线的位置精度要求较高，加工路线的定位方向应保持一致。的定位方向应保持一致。2）避免引入反向间

37、隙误差）避免引入反向间隙误差孔孔孔孔系系系系加工路线方案比较加工路线方案比较加工路线方案比较加工路线方案比较不好不好XY合理合理XY3）车螺纹时，为保证螺距的准确，应避免在进）车螺纹时，为保证螺距的准确，应避免在进给机构的加速和减速过程中切削，故应有引入距给机构的加速和减速过程中切削，故应有引入距离和超越距离。离和超越距离。引入距离引入距离引入距离引入距离超越距超越距超越距超越距离离离离4 4）曲面加工的走刀路线）曲面加工的走刀路线）曲面加工的走刀路线）曲面加工的走刀路线行切法行切法 刀具沿某一方向（如刀具沿某一方向（如X）进行切削，沿另进行切削，沿另一方向进给，来回往复切削去除加工余量。一方

38、向进给，来回往复切削去除加工余量。行切法切削进给路线行切法切削进给路线 环切法环切法 刀具沿与精加工轮廓平行的路线进行切刀具沿与精加工轮廓平行的路线进行切削，从外向内或从内向外，呈环状逐步去削，从外向内或从内向外，呈环状逐步去除加工余量。除加工余量。环切法切削进给路线环切法切削进给路线行切法行切法刀位点计算简单，程刀位点计算简单，程序少，可准确保证母序少，可准确保证母线的直线度线的直线度准确度高，且便于准确度高，且便于加工后的检测，但加工后的检测，但程序较多程序较多注意：注意：应选择使工件加工变形小的走刀路线。应选择使工件加工变形小的走刀路线。对薄板类零件应采用分层切削或对薄板类零件应采用分层

39、切削或对称切削的走刀路线。对称切削的走刀路线。5）采用顺铣加工方式）采用顺铣加工方式 逆铣时切削力逆铣时切削力F的水平分力的水平分力FX的方向与进给运动的方向与进给运动Vf方向方向相反，顺铣时切削力相反，顺铣时切削力F的水平分力的水平分力FX的方向与进给运动的方向与进给运动Vf的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，的方向相同。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件综合考虑。通常，由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动通常，由于数控机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺铣的工艺性

40、就优于逆铣。间隙很小，顺铣的工艺性就优于逆铣。为了降低表面粗糙度值，提高刀具为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，对于耐用度，对于铝镁合金、钛合金和铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料耐热合金等材料，尽量采用，尽量采用顺铣顺铣加加工。但如果零件毛坯为工。但如果零件毛坯为黑色金属锻件黑色金属锻件或铸件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，表皮硬而且余量一般较大，这时采用这时采用逆铣逆铣较为合理。较为合理。（2 2）选择最短走刀路线，减少刀具空行程）选择最短走刀路线，减少刀具空行程）选择最短走刀路线，减少刀具空行程）选择最短走刀路线，减少刀具空行程工步起点与工步起点与工步起点与工步起点与对刀点重合，对刀点重

41、合，对刀点重合，对刀点重合，空行程长。空行程长。空行程长。空行程长。工步起点与工步起点与对刀点分离，对刀点分离，空行程短。空行程短。粗车矩形循环进给路线选择粗车矩形循环进给路线选择（3）减少编程工作量）减少编程工作量应使应使数值计算简单，程序段数量少。数值计算简单，程序段数量少。9、切削用量的选择、切削用量的选择切削用量包括：切削用量包括：主轴转速主轴转速 切削速度切削速度 背吃刀量背吃刀量 进给量进给量（1）切削用量的选择原则）切削用量的选择原则 在保证加工质量和刀具耐在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，使切削效率最用度的前提下，使切削效率最高，加工成本最低。高，加工成本最低。1）粗加工时的

42、选择原则：）粗加工时的选择原则：尽可能大的背吃刀量尽可能大的背吃刀量根据机床限制条件选取尽可能大的进给量根据机床限制条件选取尽可能大的进给量根据刀具耐用度确定最佳的切削速度根据刀具耐用度确定最佳的切削速度2）精加工时的选择原则：）精加工时的选择原则：根据粗加工后的余量确定背吃刀量根据粗加工后的余量确定背吃刀量根据已加工表面粗糙度的要求，选取根据已加工表面粗糙度的要求，选取较小的进给量较小的进给量尽可能选取较高的切削速度尽可能选取较高的切削速度（2）切削用量的选择方法）切削用量的选择方法粗加工：粗加工：一次进给应尽可能切除全部余量。一次进给应尽可能切除全部余量。半精半精加工：加工：取：取：0.5

43、2mm精加工：精加工：取：取：0.20.4mm1）背吃刀量的选择（常规加工条件下）背吃刀量的选择（常规加工条件下）CK6140机床车削工艺时：机床车削工艺时：粗车：粗车：3mm 半精加工：半精加工：30.5mm 精加工：精加工：0.50.05mmXK714机床铣削工艺时：机床铣削工艺时：p 粗铣：粗铣：X、Y方向取刀具直径的方向取刀具直径的75%Z方向取刀具半径的方向取刀具半径的1/41/6p 半精加工：半精加工：X、Y方向取刀具直径的方向取刀具直径的50%Z方向取刀具半径的方向取刀具半径的1/41/6p 精加工：精加工：X、Y方向取方向取0.10.5mm Z方向取方向取0.10.3mm2）进

44、给量（进给速度）的选择）进给量（进给速度）的选择 应根据零件表面粗糙度、应根据零件表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量设计料等因素，参考切削用量设计手册选取。手册选取。车削加工时：车削加工时：粗加工：粗加工：0.30.5mm/r 半精加工：半精加工：0.150.25mm/r 精加工：精加工：0.050.15mm/r铣削加工时：铣削加工时：Vf=fzZn=（0.050.18）Zn进给速度进给速度=每刃切削量每刃切削量刀具刃数刀具刃数主轴转速主轴转速 刀具小时取小端数值，刀具大时取大端数值。刀具小时取小端数值，刀具大时取大端数值。每种规格的刀具每刃

45、切削量变化在每种规格的刀具每刃切削量变化在0.010.03的范围的范围内，刃数少时取偏大的值，刃数多时取偏小的数值。内，刃数少时取偏大的值，刃数多时取偏小的数值。精加工时取刃数多的刀具，粗加工时取刃数少的刀精加工时取刃数多的刀具，粗加工时取刃数少的刀具。具。3）切削速度的选择）切削速度的选择 可可由由经验公式计算经验公式计算 或查手册确定或查手册确定 根据已经选定的背吃刀量、进给量、刀根据已经选定的背吃刀量、进给量、刀具材料和刀具耐用度等选择。具材料和刀具耐用度等选择。n=1000 Vc/D 主轴转速主轴转速=1000切削线速度切削线速度/（刀具刀具直径或工件直径）直径或工件直径）高速钢刀具：

46、高速钢刀具：u 粗加工：粗加工：V 15m/min u 半精加工：半精加工：V 25m/min u 精加工：精加工：V 45m/min 硬质合金刀具：硬质合金刀具：u 粗加工：粗加工：V 30m/min u 半精加工：半精加工：V 50m/min u 精加工：精加工：V 100m/min 陶瓷刀具：陶瓷刀具：510倍的硬质合金刀具倍的硬质合金刀具 10、对刀点和换刀点的确定、对刀点和换刀点的确定对刀点是程序的起点对刀点是程序的起点换刀点是指换刀时刀架位置换刀点是指换刀时刀架位置对刀点和换刀点对刀点和换刀点对刀点对刀点选择的原则：选择的原则：1）便于用数学处理和简化程序编程）便于用数学处理和简化

47、程序编程2）在机床上找正容易，加工中便于）在机床上找正容易，加工中便于检查检查3）引起的加工误差小）引起的加工误差小换刀点换刀点选择的原则：选择的原则：以刀架转位时不碰工件及其它以刀架转位时不碰工件及其它部件位准。部件位准。第六节第六节 编程中的数学处理编程中的数学处理 根据零件图给出的参数计根据零件图给出的参数计算出编程所需的各相关点的坐算出编程所需的各相关点的坐标值。标值。内容：内容：v 数值换算数值换算v 基点、节点计算基点、节点计算1、数值换算、数值换算（1）选择原点）选择原点 尽可能让部分点的指令值与零件尽可能让部分点的指令值与零件图上的尺寸值相同。图上的尺寸值相同。车床编程原点的选

48、择车床编程原点的选择 若若为为对称的零件，原点应选在对称的零件，原点应选在对称平面中的对称中心。对称平面中的对称中心。（2）标注尺寸换算）标注尺寸换算 将零件图纸上的基准尺寸换将零件图纸上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。算为编程坐标系中的尺寸。包括：包括：直接换算直接换算间接换算间接换算1）直接换算）直接换算 直接通过图样上的标注尺寸，直接通过图样上的标注尺寸，即可获得编程尺寸。即可获得编程尺寸。注意：注意：若若有有公差时，编程尺寸取两公差时，编程尺寸取两极限尺寸平均值后得到编程尺寸。极限尺寸平均值后得到编程尺寸。例：例：20140.08 59.94 162）间接换算）间接换算 通过平面几

49、何、三角函数等通过平面几何、三角函数等计算方法进行必要的解算后，才计算方法进行必要的解算后，才能得到其编程尺寸的一种方法。能得到其编程尺寸的一种方法。例：例：20 59.94140.08 1642.13）尺寸链解算）尺寸链解算确定某些重要尺寸的允许变动量。确定某些重要尺寸的允许变动量。例：例：20 59.94 1642.12、基点与节点、基点与节点（1）基点）基点 直线段和圆弧段的交点和切点；直线段和圆弧段的交点和切点；（2）节点）节点 用用来来逼逼近近直直线线或或圆圆弧弧小小段段与与轮轮廓曲线的交点或切点。廓曲线的交点或切点。例：例：20 59.94140.08 16例：节点例：节点-基点基

50、点-节点节点节点数目的确定：节点数目的确定：根据被加工曲线的形状、根据被加工曲线的形状、逼近线段的形状和允许的插补逼近线段的形状和允许的插补误差来决定。误差来决定。节点坐标的计算节点坐标的计算切线逼近法切线逼近法弦线逼近法弦线逼近法割线逼近法割线逼近法圆弧逼近法等。圆弧逼近法等。第七节第七节 典型零件数控加工工艺分析实例典型零件数控加工工艺分析实例一、数控车削加工典型零件工艺分析实例一、数控车削加工典型零件工艺分析实例轴承套数控轴承套数控车削加工工车削加工工艺（单件小艺（单件小批量生产），批量生产），所用机床为所用机床为CJK6240。该零件表面由外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外该零件表