数控加工自动编程方法及其发展PPT课件( 72页)
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数控加工编程 PPT课件
• 超精加工：表面粗糙度Ra0.1～0.01
精密加工 • 研磨：余量0.01～0.02mm，表面粗糙度Ra0.2～0.01
• 滚压：表面粗糙度值Ra0.4～0.05
部分数控机床
1.1 数控技术概述
1.1.1 数控加工原理和特点 1)数控加工原理
采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加 工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统 中，再由运算器处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制 机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时， 只需要重新编写程序代码。
• 中心磨削：粗磨IT8～IT9、Ra1.6～0.8；精磨IT6～IT7、Ra0.8～0.2 • 无心磨削：精度IT6～IT7，表面粗糙度Ra0.8～0.2
磨削加工 • 砂带磨削：表面粗糙度Ra0.8～0.2μm，最高可达Ra0.02
• 高精度磨削：精密（Ra0.1～0.05μm）超精密（Ra0.05～0.025μm） 镜面（Ra≤0.01μm）
课程简介
数控技术是先进制造技术AMT（Advanced Manufacturing Technology）以及计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的核心环节和技术基石。
这一技术使普通机床的结构和控制有着质的变化。使产品的加工在 时间、质量、成本上都有了很大进步。因此，数控技术成为现代生产 工程技术人员特别是机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专 业以及大类机械专业学生必须了解和掌握的一项专业技术课程。
《数控加工编程》
课程性质：专业课
主讲教师：陕西理工学院 赵知辛
主要参考书
《数控机床》 周德俭等编 上海科学技术出版社；2007年 《现代数控机床》毕承恩等著 机械工业出版社；1991年 《数字控制机床》廖效果等著 华中科技大学出版社；2000年 《数控技术》 吴晓光等 华中科技大学出版社；200 《数控加工工艺与编程》吴晓光等 华中科技大学出版社；2010年 《机床计算机数控技术》北京理工大学出版社；1996
精密加工 • 研磨：余量0.01～0.02mm，表面粗糙度Ra0.2～0.01
• 滚压：表面粗糙度值Ra0.4～0.05
部分数控机床
1.1 数控技术概述
1.1.1 数控加工原理和特点 1)数控加工原理
采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加 工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统 中，再由运算器处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制 机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时， 只需要重新编写程序代码。
• 中心磨削：粗磨IT8～IT9、Ra1.6～0.8；精磨IT6～IT7、Ra0.8～0.2 • 无心磨削：精度IT6～IT7，表面粗糙度Ra0.8～0.2
磨削加工 • 砂带磨削：表面粗糙度Ra0.8～0.2μm，最高可达Ra0.02
• 高精度磨削：精密（Ra0.1～0.05μm）超精密（Ra0.05～0.025μm） 镜面（Ra≤0.01μm）
课程简介
数控技术是先进制造技术AMT（Advanced Manufacturing Technology）以及计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的核心环节和技术基石。
这一技术使普通机床的结构和控制有着质的变化。使产品的加工在 时间、质量、成本上都有了很大进步。因此，数控技术成为现代生产 工程技术人员特别是机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专 业以及大类机械专业学生必须了解和掌握的一项专业技术课程。
《数控加工编程》
课程性质：专业课
主讲教师：陕西理工学院 赵知辛
主要参考书
《数控机床》 周德俭等编 上海科学技术出版社；2007年 《现代数控机床》毕承恩等著 机械工业出版社；1991年 《数字控制机床》廖效果等著 华中科技大学出版社；2000年 《数控技术》 吴晓光等 华中科技大学出版社；200 《数控加工工艺与编程》吴晓光等 华中科技大学出版社；2010年 《机床计算机数控技术》北京理工大学出版社；1996
数控ppt课件完整版
和效率。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和高 精度要求，数控技术可以满足其 加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件加 工，数控技术可以提高生产效率 和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域也 可以应用数控技术，提高生产效
率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
03
数控编程基础
数控编程的概念与步骤
数控编程的概念
是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行 自动加工的过程。
数控编程的概念与步骤
确定加工方案
03
分析零件图样和工艺要求 数控编程的步骤
02 01
数控编程的概念与步骤
选择合适的数控机床 选择合适的刀具、夹具和量具 编制加工程序
复合化加工
绿色制造
复合化加工是未来数控技术 的重要发展方向，通过在一 台机床上实现多种加工功能， 提高加工效率。
环保和可持续发展已成为制 造业的重要趋势，数控技术 将更加注重绿色制造，如采 用环保材料、降低能耗等。
数控技术在未来制造业中的地位和作用
提高生产效率
数控技术能够显著提高加工精度和生产效率，降低生产成本，提 升企业竞争力。
如液压泵故障、气路堵塞等。
观察法
通过观察机床运行状态、听取异常声响等方式判断故障部位。
数控机床的故障诊断与排除方法
测量法
使用测量仪器对机床各部位进行检测，分析故障原因。
替换法
通过替换疑似故障部件的方式，逐步缩小故障范围。
数控机床的故障诊断与排除方法
故障排除方法
根据故障诊断结果，对相应部件进行维修或更 换。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和高 精度要求，数控技术可以满足其 加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件加 工，数控技术可以提高生产效率 和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域也 可以应用数控技术，提高生产效
率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
03
数控编程基础
数控编程的概念与步骤
数控编程的概念
是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行 自动加工的过程。
数控编程的概念与步骤
确定加工方案
03
分析零件图样和工艺要求 数控编程的步骤
02 01
数控编程的概念与步骤
选择合适的数控机床 选择合适的刀具、夹具和量具 编制加工程序
复合化加工
绿色制造
复合化加工是未来数控技术 的重要发展方向，通过在一 台机床上实现多种加工功能， 提高加工效率。
环保和可持续发展已成为制 造业的重要趋势，数控技术 将更加注重绿色制造，如采 用环保材料、降低能耗等。
数控技术在未来制造业中的地位和作用
提高生产效率
数控技术能够显著提高加工精度和生产效率，降低生产成本，提 升企业竞争力。
如液压泵故障、气路堵塞等。
观察法
通过观察机床运行状态、听取异常声响等方式判断故障部位。
数控机床的故障诊断与排除方法
测量法
使用测量仪器对机床各部位进行检测，分析故障原因。
替换法
通过替换疑似故障部件的方式，逐步缩小故障范围。
数控机床的故障诊断与排除方法
故障排除方法
根据故障诊断结果，对相应部件进行维修或更 换。
《数控自动编程》PPT课件_OK
拖动光标至适当位置确定圆弧的形状。
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第6章 数控自动编程
•
（4） 相切绘弧： 使用相切绘弧有以下三种命令。
•
· 切一物体命令： 可以绘制一条与单个物体相切的圆弧。
•
选择一个与圆弧相切的对象， 指定切点并输入圆弧半径， 然后选
择需要保留的圆弧即可。
•
· 切两物体命令： 可以绘制一条与两个物体相切的圆弧。
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第6章 数控自动编程
•
3. 文件管理（F）
•
（1） 开启新档： 点击该命令， 系统会在提示保留已有文件的情况
下新建一个以MC7为后缀名的文件。
•
（2） 合并档案： 该命令可以合并两个图形， 即可以将一个新调用
的文件（图形）插入到屏幕上已有的文件（图形）中。
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23
•
· C圆心点命令： 先确定极坐标的原点， 然后依次输入半径、 起
始角度和终止角度。
•
· K任意角度命令： 先确定极坐标的原点， 然后输入半径， 最
后使用抓点模式来确定圆弧的起始角度和终止角度。
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第6章 数控自动编程
•
· S起始点命令： 先确定圆弧的起始点， 然后依次输入半径、 起
是移动还是拷贝原图素。
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第6章 数控自动编程
•
（3） 等比例缩放：
•
根据一个指定的比例系数缩小或放大所选取的几何对象的尺寸，
在缩放时应设置好基准点和比值。
•
（4） 不等比例缩放： 类似于等比例缩放， 但可以分别指定X、 Y、
Z轴三个方向的缩放比例。
数控机床自动编程完整ppt课件
.
38
• 对于有岛屿的刀具轨迹线段连接，需要 采用以下计算步骤：
➢平面型腔边界（含岛屿的边界）轮廓的 串联和有序化：生成封闭的边界轮廓。
➢边界（含岛屿的边界）轮廓等距线的生 成：该等距线距离边界轮廓的距离为精 加工余量与刀具半径之和。
➢行切加工各行刀具轨迹计算：
➢刀具轨迹线段的有序串联；
➢沿型腔和岛屿的等距线运动，生成最后
.
65
typedef struct {
Ppoint3
PASTLC;
/*刀心
Vvector3 PASTLA;
/*刀轴矢量
}CLDATA;
其中，Ppoint3和Vvector3分别为三维点的数据结构和三维矢量的数据结构，分 别定义为：typedef struct {
double
x;
/*点的x坐标
double
线是生成刀具轨迹的基本要素，既可以显式地定义在
加工曲面上，如曲面的等参数线、二曲面的交线等，
也可以隐式定义，使其满足一些约束条件，如约束刀
具沿导动线运动，而导动线的投影可以定义刀具在加
工曲面上的切触点，还可以定义刀具中心轨迹，切触
点曲线由刀具中心轨迹隐式定义。这就是说，切触点
曲线可以是曲面上实在的曲线，也可以是对切触点的
1、二坐标数控加工对象:
➢外形轮廓 ➢二维型腔 ➢孔 ➢二维字符
.
10
4.2二坐标数控加工导轨生成算法 2、二坐标数控加工刀具半径补偿
计算机辅助数控编程，刀具半径
补偿除了可由数控系统实现外，
还可由数控编程系统实现，即根
据给定的刀具半径值和待加工零
件的外形轮廓，由数控编程系统
计算出实际的刀具中心轨迹。
第3章数控车床的编程数控加工与编程-PPT课件
绝对值编程：G00 X20.0 Z25.0； 相对值编程：G00 U-22.0W-18.0；
直线插补G01
执行G01指令时，刀具按程序给定的F进给 速度作直线运动到指令目标点。该指令主要 应用于刀具的切削运动。
1．指令格式 G01 X〔U〕__Z〔W〕__F__； 说明： ① X〔U〕__Z〔W〕__表示同G00指令。 ② F__表示进给速度。
量〔mm〕，无符号；
X(U) Z(W) ——切削终点的坐标值，即最后一次径向 进刀的终点；
Δi ——X方向每次循环的进刀量，单位0.001mm，无符号， 直径指定；
Δk ——Z方向每次切削的进刀量，单位0.001mm，无符号；
Δd ——切削到径向切削终点后，沿Z方向的退刀量，单位 mm，直径指定。Δd的符号总是“+〞，但缺省Z(W)和Δk时， 那么视为0。
快速定位指令G00
执行G00指令时，刀具快速移动并定位在指 令的目标点。该指令主要应用于刀具的快进 、快退及刀具的空行程运动。
1．指令格式 G00 X〔U〕__Z〔W〕__; 说明：
① X__Z__表示快速移动的目标点绝对坐标。 ② U__W__表示快速移动的目标点相对刀具当前点
的相对坐标位移。
③ X〔U〕坐标按直径输入。 ④ 在某一轴上相对位置不变时，可以省略该轴的移
5．端面切槽、深孔加工循环G74
G74指令主要用于在工件端面加工环形槽或中心深孔。加工中 轴向断续切削起到断屑、及时排屑的作用。
〔1〕指令格式
G74 R(e)；
G74 X(U) Z(W) P(Δi) Q(Δk) R(Δd) F ；
式中，
e ——每次沿轴向〔Z方向〕切削Δk后的退
刀量〔mm〕，无符号；
直线插补G01
执行G01指令时，刀具按程序给定的F进给 速度作直线运动到指令目标点。该指令主要 应用于刀具的切削运动。
1．指令格式 G01 X〔U〕__Z〔W〕__F__； 说明： ① X〔U〕__Z〔W〕__表示同G00指令。 ② F__表示进给速度。
量〔mm〕，无符号；
X(U) Z(W) ——切削终点的坐标值，即最后一次径向 进刀的终点；
Δi ——X方向每次循环的进刀量，单位0.001mm，无符号， 直径指定；
Δk ——Z方向每次切削的进刀量，单位0.001mm，无符号；
Δd ——切削到径向切削终点后，沿Z方向的退刀量，单位 mm，直径指定。Δd的符号总是“+〞，但缺省Z(W)和Δk时， 那么视为0。
快速定位指令G00
执行G00指令时，刀具快速移动并定位在指 令的目标点。该指令主要应用于刀具的快进 、快退及刀具的空行程运动。
1．指令格式 G00 X〔U〕__Z〔W〕__; 说明：
① X__Z__表示快速移动的目标点绝对坐标。 ② U__W__表示快速移动的目标点相对刀具当前点
的相对坐标位移。
③ X〔U〕坐标按直径输入。 ④ 在某一轴上相对位置不变时，可以省略该轴的移
5．端面切槽、深孔加工循环G74
G74指令主要用于在工件端面加工环形槽或中心深孔。加工中 轴向断续切削起到断屑、及时排屑的作用。
〔1〕指令格式
G74 R(e)；
G74 X(U) Z(W) P(Δi) Q(Δk) R(Δd) F ；
式中，
e ——每次沿轴向〔Z方向〕切削Δk后的退
刀量〔mm〕，无符号；
数控技术第2章数控编程基础精品PPT课件
交互式图形编程是建立在CAD/CAM的基础上 的，通过人机对话，利用菜单采取图形交互方 式进行编程的自动编程方法。
零件的图形文件
计算机内数控编程模块，
进行刀具轨迹处理
计算机自动对零件加
工轨迹的每一个节点进行运算和数学处理
生成刀位文件 后置处理 数控加工程
序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加
工轨迹。
刀具运动所作的规定，作相反的安排。
➢ 用带“ˊ”的字母，如+xˊ，表示工件相对于刀具正向 运动指令；
➢ 不带“ˊ”的字母，如+x，表示刀具相对于工件的正方 向运动指令。
2.2 数控机床的坐标系
机床坐标系是机床上固定的坐标系，具有固定 的原定的原点和坐标轴方向。数控装置内部的 位置计算都是在机床坐标系内进行的。
机床原点又称为机械原点，它是机床坐标系的 原点。其位置是由机床设计和制造单位确定的， 通常不允许用户改变。
机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参 考的基准点。这个点不是一个硬件点，而是一 个定义点。
2.2 数控机床的坐标系
机床参考点是采用增量式测量的数控机床 所特有的，机床原点是由机床参考点体现 出来的。机床参考点是一个硬件点。
2.2 数控机床的坐标系
Y
Y
Y
40
A
30
B
50
30 X
50
30
机床原
80
点
30
X
X
机床坐标系
A （-50，70） B （80，80）
工件坐标系1 （30，40） （30，30）
工件坐标系2 （50，50）
（30，30）
自动编程
利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程， 称为自动编程。
《数控加工编程》PPT课件_OK
A
M
技
术
交 通 学 院
6
1、手工编程
C
零件图
工 艺 分
NC NC
数 值
程
输 入
首 件
计
序
试
A D /
析
算
编 制
程 序
切
C A
M
技
术
修改
交
手工编程特点：
通
不需辅助工具，效率低、出错率高，难以对复杂零件编程。
学 院
7
2、数控语言自动编程
数控语言的产生与发展
C
1953年MIT开始研究数控自动编程；
A
C
近理论曲线
A
后置处理语句：例
MACHINE、SPINDL、COOLNT、
M 技
END等——后置处理程序调用、机床停止等
术
结束语句：FINI
交
通
学
院
13
容差语句： 容差是指刀具实际运动轨迹与理论轮廓允许的差 值。 对用直线或圆弧逼近非圆曲线时即出现逼近误差， 该误差应在容差范围内。 如图，容差三种形式：OUTTOL（外容差）， INTOL（内容差），及其联合。
交 通
学
院
19
APT语言的基本组成
(10)等号“=” 用于给定一个名字或者给标识符号赋值用。 例如：P1=POINT/X，Y，Z；
C A
(11)分号“；” 作为语句结束符号。
D
/
C
A
(12)圆括号“（）” 用于括上算术自变量及几何图形语
M
言中的嵌套定义部分。例如：
技 术
A=ABS（B）；GOFWD/（CIRCLE/2，12，2）；
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-20-
用球头铣刀对曲面进行行切法加工时，必然在被 加工表面留下一段较为明显的残留高度，残留 高度的大小决定于由刀具半径和切削行距。刀 具半径越大，残留高度越小；切削行距越小， 残留高度越小，但使走刀次数增多，程序量增 大。因而，在选定刀具半径的前提下，球头铣 刀行距S和步长L的确定将直接影响零件的加工 精度，表面粗糙度和程序量的大小。
头铣刀（Ball Nose Cutter），圆角铣刀 （Hog Nose Cutter）和平底铣刀（End Mill），如图7-5所示。
-8-
-9-
球头铣刀在带有复杂曲面的零件加工中 应用最普遍，具有曲面加工干涉少，表 面质量好的特点，但是球头铣刀切削能 力较差，越接近球头刀的底部，切削条 件越差；
用直线段逼 近轮廓曲 线的节点 计算
常用的节点 计算方法 有等间距 法，等弦 长法和等 误差法几 种。
-19-
二、球头铣刀行距的确定
一般曲面零件的数控加工通常采用球头铣 刀，因用其它形状刀具加工曲面时往往容易 导致加工过程干涉而损伤毗邻表面。
用球头铣刀数控加工曲面时多按行切法加工， 即铣刀沿坐标轴方向或曲面参数轴方向对曲 面一行一行进行加工，每加工完一行后，铣 刀移动一个行距，直至将整个曲面加工完毕。
-2-
第一节 数控编程方法及其发展
一、手工编程 二、数控语言自动编程
APT语言 三、CAD／CAM系统自动编程
-3-
CAD／CAM系统自动编程
1、常见的CAD/CAM自动编程系统： 工作站~微机型：Ideas、Pro/e、UG、
Catia 微机型：MasterCAM、SurfCAM、
PowerMILL、Cimtron、EdgeCAM、 CAMworks、GibbsCAM、CAXA制造工程 师
-5-
2、 CAD／ CAM系统自 动编程的基 本步骤
-6-
3、 CAD／CAM软件系统自动编程特 点
1）将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示和 后置处理等作业过程结合在一起，有效地解决了编 程的数据来源、图形显示、走刀模拟和交互修改问 题；
2） 3）有利于实现系统的集成，不仅能够实现产品设编
-13-
零件面（Part Surface）
零件面即零件上已加工表面，它是 在加工过程中与刀具始终保持接触的表 面，可由它控制刀具切削的深度。零件 面在数控加工过程中是固定不动的面。
-14-
导动面（Drive Surface）
导动面是指在刀具切削运动中引导刀具运动的面，它 控制刀具在指定的公差范围内运动。刀具与导动面 存在着三种相对位置关系（图7-8），即：①刀具沿 着导动面的左侧运动（Left），②刀具沿导动面的 右侧运动（Right），③刀具在导动面上运动 （On），或者说刀具中心沿导动曲线运动。导动面
程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形交互 进行，不需要用户编制零件加工源程序，用户界面 友好、使用简便、直观、准确、便于检查；计 （CAD）与数控加工编程（NCP）的集成，还便于 与工艺过程设计（CAPP），刀夹量具设计等其它生 产过程的集成。
-7-
第二节 数控编程系统中的基本概 念和术语
一、数控机床的坐标系统 二、常用的切削刀具 在数控铣削加工中，最常用的刀具类型有球
平底铣刀是平面加工最常用的刀具之一， 具有价格便宜，刀刃强度高的特点；
圆角铣刀被广泛应用于粗，精铣削加工 中，具有球头铣刀和平底铣刀共有的特 点。
-10-
刀触点与刀位点
作用在刀具上的两个位置点应特别予以重 视，一是刀触点，另一为刀位点。所谓 刀触点即为加工过程中刀具与工件实际 接触的点，由它产生最终的切削效果， 如图7-5中的A点。而刀位点是数控编程 中表示刀具编程位置的坐标点，如图7-5 中的O点。
在加工过程中是不断变化的表面。
-15-
检查面（Check Surface）
检查面是用来确定每次走刀的终止位置。在CAM 系统中，可通过检查面计算刀具切削过程中的 干涉，避免过切现象的产生。
-16-
四、切削加工中的阶段划分
起始运动阶段
接近运动阶段 切削加工阶段
刀具切入运动阶段
返回阶段 退出切削阶段
-21-
平面加工时行距S的确定
机械
CAD/CAM技术
中南林业科技大学 机械设计制造极其自动化教研室
易春峰
-1-
第六讲 数控加工自动编程
零件数控加工程序的编制是数控加工的基础，也是 CAD／CAM系统中的重要的模块之一，当前，应用 CAD／CAM系统进行数控编程已成为数控机床加工 编程的主流，由CAD系统所生成的产品数据模型将 在 CAM 系 统 中 直 接 转 换 为 产 品 的 加 工 模 型 ， CAM 系统可帮助产品制造工程师完成被加工零件的形面 定义、刀具的选择、加工参数的设定、刀具轨迹的 计算、数控加工程序的自动生成、加工模拟等数控 编程的整个过程。
-17-
第三节 数控编程中的刀位计算
无论手工编程还是自动编程，都要按已确 定的加工路线和允许的编程误差进行刀 位点的计算。所谓刀位点即为刀具运动 过程中相关的坐标点。
三维型面加工时，首先应根据被加工型面 的几何形状和工艺精度要求分割成若干 条的走刀轨迹，再根据每条轨迹计算刀 位点。
-18-
一、非圆曲线刀位点的计算
-4-
常见的CAM软件系统中，一般有不同的功能模块 可供选用，如：①二维平面加工；②三轴至五 轴联动的曲面加工；③车削加工；④电火花加 工（EDM）；⑤板金加工（Fabrication）；⑥ 切割加工，包括电火花、等离子、激光切割加 工等。对于通常的切削加工数控编程， CAM 系统一般均具有刀具工艺参数的设定、刀具轨 迹自动生成、刀具轨迹编辑、刀位验证、后置 处理、动态仿真等基本功能。
-11-
刀具的参数定义
在CAM系统中，刀具常以统一的参数进行定义， 对于铣刀而言有5参数定义法、7参数定义法， 也有10参数定义法，如图7-6所示。赋值予不 同的参数可导出不同的刀具类型。
-Байду номын сангаас2-
三、刀具运动控制面
为了确定刀 具切削运动轨迹， 通常CAD／CAM系 统要求用户给定 与刀具运动相关 的三个控制面， 即：零件面、导 动面和检查面， 如图7-7所示。
用球头铣刀对曲面进行行切法加工时，必然在被 加工表面留下一段较为明显的残留高度，残留 高度的大小决定于由刀具半径和切削行距。刀 具半径越大，残留高度越小；切削行距越小， 残留高度越小，但使走刀次数增多，程序量增 大。因而，在选定刀具半径的前提下，球头铣 刀行距S和步长L的确定将直接影响零件的加工 精度，表面粗糙度和程序量的大小。
头铣刀（Ball Nose Cutter），圆角铣刀 （Hog Nose Cutter）和平底铣刀（End Mill），如图7-5所示。
-8-
-9-
球头铣刀在带有复杂曲面的零件加工中 应用最普遍，具有曲面加工干涉少，表 面质量好的特点，但是球头铣刀切削能 力较差，越接近球头刀的底部，切削条 件越差；
用直线段逼 近轮廓曲 线的节点 计算
常用的节点 计算方法 有等间距 法，等弦 长法和等 误差法几 种。
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二、球头铣刀行距的确定
一般曲面零件的数控加工通常采用球头铣 刀，因用其它形状刀具加工曲面时往往容易 导致加工过程干涉而损伤毗邻表面。
用球头铣刀数控加工曲面时多按行切法加工， 即铣刀沿坐标轴方向或曲面参数轴方向对曲 面一行一行进行加工，每加工完一行后，铣 刀移动一个行距，直至将整个曲面加工完毕。
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第一节 数控编程方法及其发展
一、手工编程 二、数控语言自动编程
APT语言 三、CAD／CAM系统自动编程
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CAD／CAM系统自动编程
1、常见的CAD/CAM自动编程系统： 工作站~微机型：Ideas、Pro/e、UG、
Catia 微机型：MasterCAM、SurfCAM、
PowerMILL、Cimtron、EdgeCAM、 CAMworks、GibbsCAM、CAXA制造工程 师
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2、 CAD／ CAM系统自 动编程的基 本步骤
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3、 CAD／CAM软件系统自动编程特 点
1）将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示和 后置处理等作业过程结合在一起，有效地解决了编 程的数据来源、图形显示、走刀模拟和交互修改问 题；
2） 3）有利于实现系统的集成，不仅能够实现产品设编
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零件面（Part Surface）
零件面即零件上已加工表面，它是 在加工过程中与刀具始终保持接触的表 面，可由它控制刀具切削的深度。零件 面在数控加工过程中是固定不动的面。
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导动面（Drive Surface）
导动面是指在刀具切削运动中引导刀具运动的面，它 控制刀具在指定的公差范围内运动。刀具与导动面 存在着三种相对位置关系（图7-8），即：①刀具沿 着导动面的左侧运动（Left），②刀具沿导动面的 右侧运动（Right），③刀具在导动面上运动 （On），或者说刀具中心沿导动曲线运动。导动面
程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形交互 进行，不需要用户编制零件加工源程序，用户界面 友好、使用简便、直观、准确、便于检查；计 （CAD）与数控加工编程（NCP）的集成，还便于 与工艺过程设计（CAPP），刀夹量具设计等其它生 产过程的集成。
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第二节 数控编程系统中的基本概 念和术语
一、数控机床的坐标系统 二、常用的切削刀具 在数控铣削加工中，最常用的刀具类型有球
平底铣刀是平面加工最常用的刀具之一， 具有价格便宜，刀刃强度高的特点；
圆角铣刀被广泛应用于粗，精铣削加工 中，具有球头铣刀和平底铣刀共有的特 点。
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刀触点与刀位点
作用在刀具上的两个位置点应特别予以重 视，一是刀触点，另一为刀位点。所谓 刀触点即为加工过程中刀具与工件实际 接触的点，由它产生最终的切削效果， 如图7-5中的A点。而刀位点是数控编程 中表示刀具编程位置的坐标点，如图7-5 中的O点。
在加工过程中是不断变化的表面。
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检查面（Check Surface）
检查面是用来确定每次走刀的终止位置。在CAM 系统中，可通过检查面计算刀具切削过程中的 干涉，避免过切现象的产生。
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四、切削加工中的阶段划分
起始运动阶段
接近运动阶段 切削加工阶段
刀具切入运动阶段
返回阶段 退出切削阶段
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平面加工时行距S的确定
机械
CAD/CAM技术
中南林业科技大学 机械设计制造极其自动化教研室
易春峰
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第六讲 数控加工自动编程
零件数控加工程序的编制是数控加工的基础，也是 CAD／CAM系统中的重要的模块之一，当前，应用 CAD／CAM系统进行数控编程已成为数控机床加工 编程的主流，由CAD系统所生成的产品数据模型将 在 CAM 系 统 中 直 接 转 换 为 产 品 的 加 工 模 型 ， CAM 系统可帮助产品制造工程师完成被加工零件的形面 定义、刀具的选择、加工参数的设定、刀具轨迹的 计算、数控加工程序的自动生成、加工模拟等数控 编程的整个过程。
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第三节 数控编程中的刀位计算
无论手工编程还是自动编程，都要按已确 定的加工路线和允许的编程误差进行刀 位点的计算。所谓刀位点即为刀具运动 过程中相关的坐标点。
三维型面加工时，首先应根据被加工型面 的几何形状和工艺精度要求分割成若干 条的走刀轨迹，再根据每条轨迹计算刀 位点。
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一、非圆曲线刀位点的计算
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常见的CAM软件系统中，一般有不同的功能模块 可供选用，如：①二维平面加工；②三轴至五 轴联动的曲面加工；③车削加工；④电火花加 工（EDM）；⑤板金加工（Fabrication）；⑥ 切割加工，包括电火花、等离子、激光切割加 工等。对于通常的切削加工数控编程， CAM 系统一般均具有刀具工艺参数的设定、刀具轨 迹自动生成、刀具轨迹编辑、刀位验证、后置 处理、动态仿真等基本功能。
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刀具的参数定义
在CAM系统中，刀具常以统一的参数进行定义， 对于铣刀而言有5参数定义法、7参数定义法， 也有10参数定义法，如图7-6所示。赋值予不 同的参数可导出不同的刀具类型。
-Байду номын сангаас2-
三、刀具运动控制面
为了确定刀 具切削运动轨迹， 通常CAD／CAM系 统要求用户给定 与刀具运动相关 的三个控制面， 即：零件面、导 动面和检查面， 如图7-7所示。