数控技术数控加工程序编制.pptx

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1、数控技术1 内容提要 本章将简要介绍数控加工工艺和典型数控加工方法、重点介绍手工加工程序编制的方法及编程实例；最后简要介绍自动编程的相关概念。第1页/共236页数控技术2第一节概述第二节数控机床的坐标系第三节数控编程的数学处理第四节程序编制的代码及格式第五节镗铣数控加工及其手工编程第六节车削数控加工及其手工编程第七节自动编程概述第2页/共236页数控技术3第一节第一节 概概 述述第3页/共236页数控技术4数控加工程序编制概念 从零件图样到数控加工指令的生成全过程。根据被加工零件图样的技术要求和工艺要求，将零件加工的工艺路线、零件轮廓轨迹尺寸、切削参数（主轴转速、进给量、背吃刀量等）及辅助动作

2、（换刀、主轴正反转、冷却液启停、工件夹紧松开等），用系统规定的指令代码和格式编写加工程序单，并将程序单的信息变成控制介质的整个过程。一、程序编制的基本概念第一节第一节概述概述程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念第4页/共236页数控技术52.2.编程方法：手工编程和自动编程 手工编程 定义：整个编程过程由人工完成。特点：对编程人员的要求高（熟悉数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计算能力）适用：几何形状不太复杂的零件；三坐标联动以下加工程序 第一节第一节概述概述程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念第5页/共2

3、36页数控技术6 自动编程：定义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，编程系统将根据数控系统的类型输出数控加工程序。适用：形状复杂的零件，虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数 千个孔的零件）虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲 线轮廓的计算）第一节第一节概述概述程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念第6页/共236页数控技术7q 比较分析用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为3030：1 1。数控机床不能开动的原因中，有20%30%20%30%是由于加工程序不能及时编制

4、出造成的编程自动化是当今的趋势！但手工编程是学习自动编程基础！第一节第一节概述概述程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念程序编制的基本概念第7页/共236页数控技术81.1.图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析图纸工艺分析 在对图纸工艺分析（与普通加工的在对图纸工艺分析（与普通加工的在对图纸工艺分析（与普通加工的在对图纸工艺分析（与普通加工的图纸分析相似）的基础上：图纸分析相似）的基础上：图纸分析相似）的基础上：图纸分析相似）的基础上：qq确定加工机床、刀具与夹具；确定加工机床、刀具与夹具；确定加工机床、刀具与夹具；确定加工机床、刀具与夹具；qq确定零件加工的工艺线路、工确定零

5、件加工的工艺线路、工确定零件加工的工艺线路、工确定零件加工的工艺线路、工步顺序；步顺序；步顺序；步顺序；qq确定切削用量（确定切削用量（确定切削用量（确定切削用量（主轴转速、进主轴转速、进主轴转速、进主轴转速、进给量、背吃刀量给量、背吃刀量给量、背吃刀量给量、背吃刀量）等工艺参数）等工艺参数）等工艺参数）等工艺参数 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改二、手工编程的内容和步骤第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第8页/共236页

6、数控技术9X X Y Y 35 35300300100100R100R100R100R1001001005050100100OO Y Y OOX XZ Z 35 351001007070200Z Z第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第9页/共236页数控技术102.计算运动轨迹根据图纸尺寸及工艺线路的要求：q选定工件坐标系；q计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值（基点、节点）；q将坐标值按NC机床规定的编程单位（脉冲当量）换算为相应的编程尺寸。错误错误计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备

7、控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸修修改改第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第10页/共236页数控技术11X X Y Y 35 35300300100100R100R100R100R1001001005050100100OO Y Y OOX XZ Z 35 351001007070200Z Z第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第11页/共236页数控技术123.编制程序及初步校验根据制定的加工路线、切削用量、选用刀具、辅助动作，按照数控系统规定的指令代

8、码及程序格式，编写零件加工程序，并进行初步校核（阅读法）、检查上述两个步骤的错误。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第12页/共236页数控技术13N01G90G17G00G42D01X50Y70S400M03M08；N02Z-240；N03G01X400F250；N04X300Y370；N05G03X200Y270J-100；N06G02X100Y170I-100；N07G01Y50；N0

9、8G00G40Z-165M05M09；N09X300Y120M02；X X Y Y 35 35300300100100R100R100R100R1001001005050100100OO Y Y OOX XZ Z 35 351001007070200Z Z第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第13页/共236页数控技术144.制备控制介质将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上（如存储在磁盘上），作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质

10、制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第14页/共236页数控技术155.程序的校验和试切所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。程序校验用于检查程序的正确性和合理性；程序试切还能检查加工精度。计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的

11、内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第15页/共236页数控技术16常用的校验方法：q静态校验：利用数控系统的“校验功能”运行程序，通过刀具运动轨迹检查程序的正确性q动态校验:利用数控系统的“空运行”功能运行程序，在不安装工件的情况下，控制机床运行，检查程序的正确性及刀具干涉情况平面轮廓：用笔代刀具，坐标纸代工件空运转绘图。空间曲面：用蜡块、塑料、木料或价格低的材料作工件试切。用静态（机床不动）或动态显示（空运行）的方法.第一节 概述 第16页/共236页数控技术17第一节第一节概述概述手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤手工编程的内容和步骤第17页/共2

12、36页数控技术18试切法：q试切法用于检查运动轨迹正确性和加工精度校验方法只能检查运动轨迹的正确性，不能判别加工误差。首件试切(在允许的条件下)方法不仅可查出程序单和控制介质是否有错，还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时，应分析错误的性质，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。第一节 概述 第18页/共236页数控技术19三、数控加工工艺简介和数控加工方法数控加工工艺分析(1)(1)数控加工零件图工艺性分析 a.a.检查零件图的完整性和正确性 对轮廓零件，检查构成轮廓各几何元素的尺寸或相互关系（例如相切、相交、平行、垂直和同心等）的标注是否完整。对于准备用加工

13、中心加工的零件，检查零件图上各个方向的尺寸是否有统一的设计基准。以保证多次装夹加工后其相对位置的正确性。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第19页/共236页数控技术20 b.b.特殊零件的处理 对于一些特殊零件，例如对于厚度尺寸有要求的大面积薄壁板零件，由于数控加工时的切削力以及薄板的弹性退让容易产生切削面的震动，会影响薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度的要求。因此在加工这些零件时应采取特别的工艺处理手段。例如改进装夹方式、采用合适的加工顺序和刀具、选择好粗精加工余量的大小等。(2)(2)数控机床的选择（数控

14、加工方法）第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第20页/共236页数控技术21(3)(3)夹具的选择 a)尽可能做到在一次装夹后能加工出全部或大部分待加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率和保证加工精度。b)尽量采用组合夹具，通用夹具，避免采用专用夹具。c)装卸零件要方便可靠，能迅速完成零件的定位、夹紧和拆卸过程，以减少加工辅助时间。d)装夹方式有利于数控编程计算的方便和精确，便于编程坐标系的建立。通常要求夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定，便于建立零件与机床坐标系的尺寸关系。e)e)夹具要敞开，避

15、免加工路径中的刀具与夹具元件发生碰撞。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第21页/共236页数控技术22(4)(4)刀具的选择 a)数控加工对刀具有较高的要求。要求刀具具有较高的精度、刚度和耐用度。对于高速加工，还要求刀具具有能够承受高速切削和强力切削的能力。为此，应尽量采用整体硬质合金刀具或镶不重磨机夹硬质合金刀片及涂层刀片。刀具的耐用度应至少能保证加工一个零件或一个工作班的工作时间。在自动化生产线上，还要求刀具耐用一致性好，以便于刀具寿命管理。b)要根据零件材料的性能、加工工序的类型、机床的加工能力以

16、及准备选用的切削用量来合理的选择刀具。例如对于铣削平面零件，可采用端铣刀和立铣刀。对于模具加工中常遇到的空间曲面类型铣削，通常采用球头铣刀或带小圆角的鼻型刀。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第22页/共236页数控技术23c)在凹形轮廓铣加工中，选用的刀具半径应小于零件轮廓曲线的最小曲率半径，以免产生零件过切，影响加工精度。在不影响加工精度的情况下，刀具半径尽可能取大一点，以保证刀具有足够的刚度和高的加工效率。d)刀具的结构和尺寸应符合标准刀具系列。e)在刀具装入机床主轴前，应进行刀具几何尺寸（半径和长

17、度）的预调。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第23页/共236页数控技术24(5)(5)工序划分的原则 a）以装夹定位和加工部分划分工序对于加工内容较多的零件，按零件结构特点将加工部分分成若干部分，每一部分可用典型刀具加工。例如加工内腔、外型、平面或曲面等。加工内腔时，以外型夹紧定位，加工外型时，以内腔的孔夹紧定位。b）以所用刀具划分工序有些零件在一次装夹中可以完成许多加工内容，这时可以把用一把刀能加工完的所有部位作为一道工序。然后再换第二把刀加工，作为新的一道工序。这样可减少换刀次数，减少空程时间。第

18、一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第24页/共236页数控技术25 c）以粗、精加工划分工序对于容易发生加工变形的零件，通常粗加工后需要进行矫形，这时粗加工和精加工作为二道工序，可以采用不同的刀具或不同的数控机床加工。数控加工的工序顺序安排，除依照先基准面加工，先面加工后孔加工，先粗加工后精加工的一般原则外，还应利用数控加工具有工序集中的特点，在一次装夹中尽可能完成所有可能的加工。此外，如果在毛坯或基准面的预加工、次要部位的加工，采用普通机床加工的话，还应考虑数控加工和普通加工的衔接问题，在制定工艺文件中应

19、明确标明对工序的技术要求，例如面和孔的精度要求，形位公差，尺寸要求，加工余量大小等。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第25页/共236页数控技术26CR30R20R5020 刀具运动轨迹工件轮廓XYZ3 35 5(6)(6)(6)(6)选择合适的对刀点选择合适的对刀点选择合适的对刀点选择合适的对刀点qq对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）：加工起点，用于确定刀具与工件相对：加工起点，用于确定刀具与工件相对：加工起点，用于确定刀具与工件相对：加工起点，用于确定刀具与工件相对位置

20、。位置。位置。位置。对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于对刀点可以是工件或夹具上的点，或者与它们相关的易于测量的点。测量的点。测量的点。测量的点。对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就对刀点确定之后，机床坐标系与工件坐标系的相对关系就确定了。确定了。确定了。确定了。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工

21、艺和数控加工方法对刀点选择示例对刀点选择示例第26页/共236页数控技术27刀位点：刀具上的特定点，用于确定刀具在机床坐标系的位置。镗刀镗刀钻头钻头 立铣刀、端铣刀立铣刀、端铣刀面铣刀面铣刀指状铣刀指状铣刀球头铣刀球头铣刀车刀车刀第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第27页/共236页数控技术28 对刀：使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。YZ3530工件对刀示意图刀具夹具垫板螺栓工件螺帽qq 选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选择对刀点的原则：选选选选在在在在零零零零件件件件的的的的设

22、设设设计计计计基基基基准准准准或或或或工工工工艺艺艺艺基基基基准准准准上上上上，或或或或与与与与之之之之相相相相关关关关的的的的位位位位置置置置上。上。上。上。选选选选在在在在对对对对刀刀刀刀方方方方便便便便，便便便便于于于于测测测测量量量量的的的的地方。地方。地方。地方。选在便于坐标计算的地方选在便于坐标计算的地方选在便于坐标计算的地方选在便于坐标计算的地方 第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第28页/共236页数控技术29（7 7）加工线路的确定加工线路加工线路加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹次序。

23、孔类加工（钻孔、镗孔）原则：在满足精度要求前提下，尽可能减少行程第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第29页/共236页数控技术30车削或铣削：原则：尽量采用切向切入/出，不用径向切入/出，以避免由于切入/出路线的不当降低零件的表面加工质量。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法切向切入切向切入径向切入径向切入第30页/共236页数控技术31空间曲面的加工（c）（b）（a）第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控

24、加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第31页/共236页数控技术32加工线路的选择应遵从的原则：尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程以提高生产率。保证零件的加工精度和表面粗糙度要求。保证零件的工艺要求。利于简化数值计算，减少程序段的数目和程序编制的工作量。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第32页/共236页数控技术33(8)(8)程序编制中的误差 数控机床上加工零件的误差分类：加工过程的误差：它是加工误差的主体，主要包括数控系统（包括伺服）的误差和整个工艺系统（机床刀具

25、夹具毛坯）内部的各种因素对加工精度的影响。编程误差：包括用NC系统具备的插补功能去逼近任意曲线时所产生的逼近误差，以及拟合误差、圆整化误差。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第33页/共236页数控技术34直线逼近任意曲线产生的直线逼近任意曲线产生的直线逼近任意曲线产生的直线逼近任意曲线产生的逼近误差逼近误差逼近误差逼近误差用球头刀加工曲面，刀位点从用球头刀加工曲面，刀位点从用球头刀加工曲面，刀位点从用球头刀加工曲面，刀位点从O O O O1 1 1 1到到到到O O O O2 2 2 2时，切触点从时，

26、切触点从时，切触点从时，切触点从A A A A移动到移动到移动到移动到B B B B，行切加，行切加，行切加，行切加工将产生高度为工将产生高度为工将产生高度为工将产生高度为H H H H的残留区域的残留区域的残留区域的残留区域 第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第34页/共236页数控技术352.2.数控加工方法数控加工方法 （1 1 1 1）平面孔系零件的加工方法）平面孔系零件的加工方法）平面孔系零件的加工方法）平面孔系零件的加工方法 对这类形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用对这类形位精度或尺寸精度

27、要求较高的零件，采用对这类形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用对这类形位精度或尺寸精度要求较高的零件，采用数控钻床与镗床加工。数控钻床与镗床加工。数控钻床与镗床加工。数控钻床与镗床加工。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第35页/共236页数控技术36（2）旋转体类零件的加工方法采用数控车床或数控磨床加工，车削零件的毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，在编程中，粗车加工线路要重点考虑。4321先用直线程序进行粗加工，先用直线程序进行粗加工，再按零件轮廓进行精加工再按零件轮廓进行精加工 可先按图中的

28、方法进行可先按图中的方法进行1414次粗加工，再精加工成形次粗加工，再精加工成形第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第36页/共236页数控技术37（3 3 3 3）平面轮廓零件的加工方法）平面轮廓零件的加工方法）平面轮廓零件的加工方法）平面轮廓零件的加工方法 采用数控铣床加工。采用数控铣床加工。采用数控铣床加工。采用数控铣床加工。为保证加工平滑，应增为保证加工平滑，应增为保证加工平滑，应增为保证加工平滑，应增加切入和切出程序段加切入和切出程序段加切入和切出程序段加切入和切出程序段若平面轮廓为数控系统若平面

29、轮廓为数控系统若平面轮廓为数控系统若平面轮廓为数控系统不具备插补功能的线型不具备插补功能的线型不具备插补功能的线型不具备插补功能的线型时，应先采用直线、圆时，应先采用直线、圆时，应先采用直线、圆时，应先采用直线、圆弧去逼近该零件的轮廓弧去逼近该零件的轮廓弧去逼近该零件的轮廓弧去逼近该零件的轮廓 第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第37页/共236页数控技术38（4 4 4 4）空间轮廓表面的加工方法）空间轮廓表面的加工方法）空间轮廓表面的加工方法）空间轮廓表面的加工方法 空间轮廓表面的加工可根据曲面形状、

30、机床功能、刀空间轮廓表面的加工可根据曲面形状、机床功能、刀空间轮廓表面的加工可根据曲面形状、机床功能、刀空间轮廓表面的加工可根据曲面形状、机床功能、刀具形状以及零件的精度要求，采用不同加工方法：具形状以及零件的精度要求，采用不同加工方法：具形状以及零件的精度要求，采用不同加工方法：具形状以及零件的精度要求，采用不同加工方法：qq三轴两联动加工三轴两联动加工三轴两联动加工三轴两联动加工qq三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工qq四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法qq五轴联动加工五轴联动加工五轴联动加工五轴联动加工第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工

31、方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第38页/共236页数控技术39q三轴两联动加工-“行切法”以X X、Y Y、Z Z轴中任意两轴作插补运动，另一轴（轴）作周期性进给。这时一般采用球头或指状铣刀，在可能的条件 下，球半径应尽可能选择大一些，以提高零件表面光洁度。此方法加工的表面光洁度较差。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第39页/共236页数控技术40qq 三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工三轴联动加工下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线下图为

32、内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线下图为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线SSSSSSSS为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具为空间曲线，可用空间直线去逼近，因此，可在具有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加工，但由于编程计工，但由于编程计工，但由于编程计工，但由于编程计算复杂，宜采用自算复杂，宜采

33、用自算复杂，宜采用自算复杂，宜采用自动编程。动编程。动编程。动编程。第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第40页/共236页数控技术41qq 四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法四轴联动加工方法如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采如下图所示的飞机大梁，其加工面为直纹扭曲面，若采用三坐标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而用三坐标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而用三坐标联动加工，

34、则只能用球头刀。不仅效率低，而用三坐标联动加工，则只能用球头刀。不仅效率低，而且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀且加工表面粗糙度差，为此可采用如图所示的圆柱铣刀以周边切削方式在四以周边切削方式在四以周边切削方式在四以周边切削方式在四轴联动机床上进行加轴联动机床上进行加轴联动机床上进行加轴联动机床上进行加工。由于计算复杂，工。由于计算复杂，工。由于计算复杂，工。由于计算复杂，故一般采用自动编程。故一般采用自动编程。故一般采用自动编程。故一般采用自动编程。第一节第一节概述概述数控加工工艺和

35、数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第41页/共236页数控技术42qq五轴联动加工五轴联动加工五轴联动加工五轴联动加工：螺旋桨是典型零件：螺旋桨是典型零件：螺旋桨是典型零件：螺旋桨是典型零件第一节第一节概述概述数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法数控加工工艺和数控加工方法第42页/共236页数控技术43内容小结内容小结1 1、程序编制的基本概念、程序编制的基本概念 2 2、手工编程的内容和步骤、手工编程的内容和步骤 3 3、数控加工工艺简介和数控加工方法、数控加工工艺简介和数控加工方法 第43页/

36、共236页数控技术44习题与思考题习题与思考题1 1 1 1、NCNCNCNC机机机机床床床床零零零零件件件件加加加加工工工工程程程程序序序序的的的的编编编编制制制制方方方方法法法法有有有有几几几几种种种种？试简述它们的特点。试简述它们的特点。试简述它们的特点。试简述它们的特点。2 2 2 2、名词解释：对刀点、名词解释：对刀点、名词解释：对刀点、名词解释：对刀点 、刀位点、刀位点、刀位点、刀位点 、行切法、行切法、行切法、行切法3 3 3 3、简述选择对刀点的原则。、简述选择对刀点的原则。、简述选择对刀点的原则。、简述选择对刀点的原则。4 4 4 4、简述加工线路的选择应遵从的原则。、简述加

37、工线路的选择应遵从的原则。、简述加工线路的选择应遵从的原则。、简述加工线路的选择应遵从的原则。5 5 5 5、结合图示，简述手工编程的内容和步骤、结合图示，简述手工编程的内容和步骤、结合图示，简述手工编程的内容和步骤、结合图示，简述手工编程的内容和步骤第44页/共236页数控技术45第二节数控机床的坐标系第45页/共236页数控技术46第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名统一规定数控机床坐标轴及其运动方向，可统一规定数控机床坐标轴及其运动方向，可统一规定数控机床坐标轴及其运动方向，可统一规定数控机床坐标轴及其运动方向，可使编程方便，并使编出的程序对同类型机床使编程方便，并使编出的程序

38、对同类型机床使编程方便，并使编出的程序对同类型机床使编程方便，并使编出的程序对同类型机床具有通用性。具有通用性。具有通用性。具有通用性。ISOISOISOISO和我国都拟定了数控机床坐标轴命名的和我国都拟定了数控机床坐标轴命名的和我国都拟定了数控机床坐标轴命名的和我国都拟定了数控机床坐标轴命名的标准。标准。标准。标准。一、坐标轴的运动方向及其命名一、坐标轴的运动方向及其命名第46页/共236页数控技术47机床坐标轴 ISOISO和中国标准规定：坐标轴：数控装备的每个进给轴（直线进给、圆周进给）定义为坐标系中的一个坐标轴。数控装备坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动

39、方向及其命名第47页/共236页数控技术48基本坐标轴：直线进给坐标轴用X、Y、Z表示。坐标轴相互关系由右手定则决定。回转坐标轴：绕X、Y、Z轴转动的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。X XY YZ ZX X、Y Y、Z Z+A+A、+B+B、+C+CX XZ ZY Y+C+C+B+B+A+A第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第48页/共236页数控技术49qq坐标轴方向坐标轴方向坐标轴方向坐标轴方向：定义为刀具相对工件运动的方向。：定义为刀具相对工件运动的方向。：定义为刀具相对工件运动的方向。：定义为刀具相对工件运动的方向。编程时不必知道机床运

40、动的具体配置，就能正确地进编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进行编程。行编程。行编程。行编程。qq附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用用用用U U U U、V V V V、W W W W表示。表示。表示。表示。第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第49页/共236页数控技术50qq坐标轴方位和方向确定的一般顺序坐标轴方位和方向确定的一般

41、顺序坐标轴方位和方向确定的一般顺序坐标轴方位和方向确定的一般顺序：先确定先确定先确定先确定Z Z Z Z轴；轴；轴；轴；再确定再确定再确定再确定X X X X轴；轴；轴；轴；然后由右手定则或右手螺旋法则确定然后由右手定则或右手螺旋法则确定然后由右手定则或右手螺旋法则确定然后由右手定则或右手螺旋法则确定Y Y Y Y轴轴轴轴 第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第50页/共236页数控技术512、Z坐标（轴）方位只有一个主轴，且主轴无摆动运动平行主轴轴线的坐标轴为Z轴没有主轴或有多个主轴：垂直于工件装夹面的方向为Z轴主轴能摆动：在摆动的范围内其轴线只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则该

42、坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内其轴线可与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第51页/共236页数控技术52立式5轴数控铣床的坐标系Z坐标正方向：刀具远离工件的方向。+Z+Z+Z+Z第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名数控铣床的坐标系第52页/共236页数控技术53+Z+Z第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名数控车床的坐标系第53页/共236页数控技术543、X坐标在刀具旋转的机床上(铣床、钻床、镗床等）Z轴水平时（卧式）则从刀具（主轴）向工件看，X坐标的正方向指向右边。+Z+Z+X+X/第二节数控机床的坐标系坐

43、标轴的运动方向及其命名第54页/共236页数控技术55 Z轴垂直时（立式）单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边+Z+Z+X+X+X+X/立式5轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X+X+X/第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名数控铣床的坐标系第55页/共236页数控技术56+Z+Z Z Z Z Z轴垂直时（立式）轴垂直时（立式）轴垂直时（立式）轴垂直时（立式）双双双双立立立立柱柱柱柱机机机机床床床床（龙龙龙龙门门门门机机机机床床床床），从从从从刀刀刀刀具具具具向向向向左左左左立立立立柱柱柱柱看看看看时时时时，X X X X轴轴轴轴的正方向的正方向的正方向的正方向指向右边。指向

44、右边。指向右边。指向右边。+X+X/第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名数控龙门铣床的坐标系第56页/共236页数控技术57在工件旋转的机床上（车床、磨床等）X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。+Z+Z+X+X第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名数控车床的坐标系第57页/共236页数控技术584、Y坐标利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在XZ平面，从Z至X，拇指所指的方向为+y。第二节数控机床的坐标系坐标轴

45、的运动方向及其命名第58页/共236页数控技术59立、卧式数控铣床+Z+Z+X+X/+Z+Z+X+X+Y+Y+Y+Y第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第59页/共236页数控技术60+Z+Z+X+X/+Y+Y立式立式立式立式5 5轴联动数控铣床轴联动数控铣床轴联动数控铣床轴联动数控铣床+Z+Z+X+X/+Y+Y/龙门数控铣床第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第60页/共236页数控技术61+Z+Z+X+X/+Y+Y+Z+Z+X+X/+Y+Y/+C+C/+A+A+C+C/5.回转坐标A、B、C第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第61页/共236页数控技术62立

46、式5 5轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X/+Y+Y/+A+A+C+C/+W+W6.辅助坐标U、V、W第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第62页/共236页数控技术63 卧式车床卧式车床立式升降台铣床立式升降台铣床第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第63页/共236页数控技术64卧式卧式5 5轴数控铣床轴数控铣床卧式铣床卧式铣床第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第64页/共236页数控技术65第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第65页/共236页数控技术66第二节数控机床的坐标系坐标轴的运动方向及其命名第66页/共236页数控技术67二、机床坐标

47、系与工件坐标系编程总是基于某一坐标系统的，因此，编程总是基于某一坐标系统的，因此，编程总是基于某一坐标系统的，因此，编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。概念及相互关系是至关重要的。概念及相互关系是至关重要的。概念及相互关系是至关重要的。第二节第二节第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系第67页/共236页数控

48、技术681、机床原点与机床坐标系机床坐标系是机床固有的坐标系，它具有唯一性机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系机床坐标系的原点称为机床原点（或机床零点）机床原点在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点。注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。第二节第二节第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系第68页/共236页数控技术69第二节第二节第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系机床坐标系与工件坐标系

49、机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系2、机床参考点与机床行程开关数控系统上电时并不知道机床零点，为了正确地建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的行程范围内设置一个机床参考点机床零点与机床参考点可以重合，也可以不重合，通过机床参数指定机床参考点到机床零点的距离机床坐标轴机械行程范围是由最大和最小限位开关限定的，机床坐标轴有效行程范围是由机床参数（软件限位）界定的机床经设计、制造和调整后，机床参考点和机床最大、最小行程开关便被确定下来，它们是机床上的固定点机床零点和有效行程范围在机床上是不可见的，其值由制造商通过参数定义第69页/共236页数控技术70第二节第二节第二节第

50、二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系机床零点（机床零点（机床零点（机床零点（OMOM）、机床参考点（）、机床参考点（）、机床参考点（）、机床参考点（OmOm）、机床坐标轴的）、机床坐标轴的）、机床坐标轴的）、机床坐标轴的机械行程及有效行程的关系机械行程及有效行程的关系机械行程及有效行程的关系机械行程及有效行程的关系 第70页/共236页数控技术71第二节第二节第二节第二节 数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系数控机床的坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件