数控加工基础.ppt

零件图 形的数 学处理 及编程 尺寸设 定值的
确定
制定数 控加工
工艺 方案
确定工 步和进 给路线
数控加 工工艺 技术文 件的定 型与归
档
首件试 加工与 现场问
题处理
编写、 校验和 修改加 工程序
确定切 削参数
选择数 控机床 的类型
选择和 设计刀 具、夹 具与量
具
二、数控编程的基础知识
（一）数控机床及编程的坐标系
标准规定：
– 在刀具旋转的机床上
（铣床、钻床、镗床 等）。
Z轴水平（卧式），
则从刀具(主轴)向工 件看时，X坐标的正 方向指向右边。
+Z
+X
• X坐标 （其次确定的
坐标）
+Z
标准规定：
– 在刀具旋转的机床 上（铣床、钻床、
镗床等）。
Z轴垂直（立 式）：
单立柱机床，从主轴
向立柱看时，X的正
+X
方向指向右边；
数控编程： 根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码 及程序格式进行数控编程；
程序传输： 将编写好的程序通过传输接口，输入到数控机床的数控装置中。调整
好机床并调用该程序后，就可以加工出符合图纸要求的零件。
手工编程的内容和步骤
选择并 确定进 行数控 加工的
内容
数控加 工的工
艺分析
• X坐标 （其次确定的 坐标）
标准规定：
– 在刀具旋转的机床上 （铣床、钻床、镗床 等）。
Z轴垂直（立式）：
双立柱机床(龙门机 床)，从主轴向左立 柱看时，
X轴的正方向指向右 边。
+Z
+X
• X坐标 （其次确定的坐标） 标准规定： – 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。
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。
• 工件原点与工件坐标系
– 工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选 定的某一点或与之相关的点。该点也可以与对 刀点重合。
– 工件坐标系：以工件原点为零点且平行于机床 坐标轴建立的一个坐标系，编程时，所有的尺 寸都基于此坐标系计算。
1. 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的方向，可使编程方便，并 使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给 维修和使用带来极 大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。
• 进给运动坐标系
ISO和中国标准规定： – 数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为
坐标系中的一个坐标轴。
附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进 给轴，用U.V.W表示。
Y
+B
X、Y、Z
Y
+A
X
Z +C
X
Z
+A、+B、+C
+W +Z
+A +C
+X +Y
立式5轴数控铣床的坐标系
• Z坐标 （首先确定的坐标）
• 标准规定：Z坐标∥主轴轴线的进给轴。 • 若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选
择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。
• 机床原点与机床坐标系
– 机床原点 • 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调 试完成后便确定了，是机床上固有的点。 • 机床原点的建立：用回零方式建立。 • 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建 立过程
– 机床坐标系
• 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机 床固有的坐标系，它具有唯一性。
• 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐 标系的参考坐标系。
（二）数控编程的方法
手工编程：上述整个过程都是由人工完成的，这种编程方法叫手工编程。 自动编程：根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，
编写一个零件源程序，由计算机编出NC加工程序和制备控制介质的过程叫 自动编程。APT和CAD/CAM
阅
工
数
数
程
读
艺
学
控
序
零
处
处
编Fra Baidu bibliotek
传
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理
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程
输
虽然数控加工与传统的机械加工相 比，在加工的方法和内容上有许多 相似之处，但由于采用了数字化的 控制形式和数控机床，许多传统加 工过程中的人工操作被计算机和数
控系统的自动控制所取代。
阅读零件图纸： 充分了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工 件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等；
工艺分析： 根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、 材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等；
数学处理和制定工艺： 根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路 线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进 给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反转、切削液开 或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；
第二章 数控加工编程
1 数控编程基础 2 常用G指令编程方法 3 数控加工工艺 4 车床编程
5 铣床编程
2.1 数控编程基础
一、概述
（一）数控编程的定义
把零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移量与方向即以其他辅助功能（换刀 、冷却、夹紧等），按运动顺序和所用数控机床规定的指令代码及程序格式编成 加工程序单，制作控制介质，校对程序及首件试切的全过程叫程序编制。
+X
+Z
• Y坐标 （最后确定的坐标）
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X Z平面，从Z至X，姆指 所指的方向为+y。
2 坐标系
编程总是基于某一坐标系统的，为了编程方 便，一律假定工件不动，刀具运动，即编程 坐标系。因此，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。
• 若主轴能摆动：
–在摆动的范围内只与标准坐标系中的某 一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标；
–若在摆动的范围内与多个坐标平行，则 取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。
Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。
+Z +Z
立式5轴数控铣床的坐标系
Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。
+ Z
• X坐标 （其次确定的 坐标）
– 数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；
– 基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。
– 坐标轴相互关系：由右手定则决定。
– 回转座标：绕X.Y.Z
X、Y、Z
轴转动的圆进给坐标
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。
+A、+B、+C
坐标轴方向：刀具相对工件运动的方向。这样 便可以使编程人员在不知是刀具移近工 件， 还是相反的情况下，就能正确地进行编程。