第2章 数控加工技术2
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数控技术第2章数控加工技术
原来靠机床操作工凭经验的加工参数现在必须 由数控编程人员用数控指令表示出来。
2.1.2 工序集中
现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐 标、多工位的特点可以实现一次装夹完成多种加 工甚至多个零件的加工，这样就造成了工序集中
2.1.3 加工方法的特点
在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮 磨，用样板检验修正（如舰艇的螺旋桨），数 控靠5坐标轴联动， 可以准确加工出理想的曲 面。
红色（包括K10~K40），系单纯WC的硬质合金 牌号。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金 属及非金属材料
4.陶瓷刀具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、刨削、 断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工； 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料； 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换 刀次数； 可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”，切削效率比传统刀 具高3-10倍。
4.数控加工走刀路线图
数控加工走刀路线 图告诉操作者关于编 程中的刀具运动路线 （如：从哪里下刀、 在哪里抬刀、哪里是 斜下刀等）。不同的 机床可以采用不同的 图例与格式，右表为 一种常用格式。
5.数控刀具卡片
数控刀具卡片反 映刀具编号、刀具结 构、尾柄规格、组合 件名称代号、刀片型 号和材料等。它是组 装刀具和调整刀具的 依据 。
数控加工工艺是采用数控 机床加工零件时所运用各 种方法和技术手段的总和 ，应用于整个数控加工过 程。
手动加工过程和数控加工过程
2.1 数控工艺特点与加工工序
2.1.1 数控工艺比较详细
数控加工工艺内容与普通机加工大致相同但 非常完整，因为数控是高度自动化的过程。如 普通机加工只需指明工步即可，但数控加工必 须指明所用刀具、切削速度、进给速度，开动 润滑否等等。
2.1.2 工序集中
现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐 标、多工位的特点可以实现一次装夹完成多种加 工甚至多个零件的加工，这样就造成了工序集中
2.1.3 加工方法的特点
在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮 磨，用样板检验修正（如舰艇的螺旋桨），数 控靠5坐标轴联动， 可以准确加工出理想的曲 面。
红色（包括K10~K40），系单纯WC的硬质合金 牌号。主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金 属及非金属材料
4.陶瓷刀具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、刨削、 断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工； 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料； 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换 刀次数； 可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”，切削效率比传统刀 具高3-10倍。
4.数控加工走刀路线图
数控加工走刀路线 图告诉操作者关于编 程中的刀具运动路线 （如：从哪里下刀、 在哪里抬刀、哪里是 斜下刀等）。不同的 机床可以采用不同的 图例与格式，右表为 一种常用格式。
5.数控刀具卡片
数控刀具卡片反 映刀具编号、刀具结 构、尾柄规格、组合 件名称代号、刀片型 号和材料等。它是组 装刀具和调整刀具的 依据 。
数控加工工艺是采用数控 机床加工零件时所运用各 种方法和技术手段的总和 ，应用于整个数控加工过 程。
手动加工过程和数控加工过程
2.1 数控工艺特点与加工工序
2.1.1 数控工艺比较详细
数控加工工艺内容与普通机加工大致相同但 非常完整，因为数控是高度自动化的过程。如 普通机加工只需指明工步即可，但数控加工必 须指明所用刀具、切削速度、进给速度，开动 润滑否等等。
第2-1章-数控加工技术基础知识
如图左图薄壁套的轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹 紧时工件变形大，若沿轴向施加夹紧力，变形会小得多。在夹 紧中图所示的薄壁箱体时，夹紧力不应作用在箱体的顶面，而 应作用在刚性较好的凸边上，或改为在顶面上三点夹紧，改变 着力点位置，以减小夹紧变形,如右图所示。
2 确定走刀路线和加工顺序
（1）寻求最短的加工路线，提高加工效率（书中图2-5）
数控加工工艺应遵循的基本原则
（1）工序集中、一次定位的原则 在数控机床上，特别是加工中心上加工零件，工序可以最大限 度集中，即零件在一次装夹后应尽可能完成本台数控机床能加 工的大部分或全部工序，减少机床数量和工件装夹次数，减小 不必要的定位误差。 例如对同轴度要求很高的孔系加工，应在一次安装后，通过顺 序换刀完成该同轴孔系的全部加工，然后再加工其他坐标位置 的孔，以消除重复定位产生的误差，提高孔系的同轴度。
三 数控加工工序的设计
数控加工工序设计的任务是为每道工序选择机床、夹具、刀具及 量具、确定定位夹紧方案、走刀路线、工步顺序、加工余量、切 削用量等。 1 定位与夹紧方案的确定 数控机床的夹具与传统夹具结构的差别 夹具体＋定位＋夹紧 不需要导向和对刀功能，夹具比较简单。
应遵循有关定位基准的选择和工件夹紧的基本要求，此外还要注 意 （1）设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合和 数控编程中的计算量。 （2）设法减少装夹次数，尽可能做到一次定位后能加工出工件上 全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间 的相互位置精度。 （3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案； （4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。
引出 引出 引入 引入
引入
径向切入
(a)
切向切入
切向引入 切向引入 切向引出 切向引出 法向引入 法向引入
数控加工技术2020-第2章(1)
机床通电后，要在机床上建立唯一的机床坐标系，而数控 机床的位置反馈系统使用的是增量式（相对式）旋转编码器或 者光栅尺作为反馈元件，因而机床在通电开机后，刀具无法确 定其当前所在机床坐标系中的真实位置，所以必须首先返回参 考点，从而确定机床的坐标系原点。
11
2.1.3 程序的结构与格式
（1） 程序的组成 数控指令：数控指令就是CNC系统执行操作的命令，它由两个部分组 成：操作码+地址码。操作码：指明该指令要完成的操作类型或性质， 如取数、做加减法或输出数据等；地址码：指明操作对象所在的存储 单元地址。
4
（2） 机床坐标轴的确定
Z坐标
一般取产生切削力的主轴轴线方向为Z轴，
刀具远离工件为正方向。
有
时，选取垂直于工件装夹平面
的轴为Z轴；
时，选定垂直于工作
台面的直线为Z轴，
时，垂直
工件时方向。
5
X坐标 一般位于平行工件夹装面的水平面内。
对于工件回转切削运动的机床，X坐标的方向是在工件的径向上， 离开工件旋转中心的方向是X轴的正方形。
普
通
工艺人员：制定加工工艺规程，包括工艺路线、工步选择、切削用量等。
机 床
操作人员：按照工艺规程操作机床，包括机床启停、主轴转速参数、机床启停、转速、进给都进行编程。
机 床
操作人员：装夹工件，输入程序。
1
2.1.1 程序编制的内容和步骤
1
2
3
4
2
数控编程的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动 编制程序。 （1）手工编制
（4） 工件原点、 编程原点与工件坐标系
工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的 某一点为原点（也称工件原点），建立一个坐标系，称为工件坐标系。 工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。
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2.1.3 程序的结构与格式
（1） 程序的组成 数控指令：数控指令就是CNC系统执行操作的命令，它由两个部分组 成：操作码+地址码。操作码：指明该指令要完成的操作类型或性质， 如取数、做加减法或输出数据等；地址码：指明操作对象所在的存储 单元地址。
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（2） 机床坐标轴的确定
Z坐标
一般取产生切削力的主轴轴线方向为Z轴，
刀具远离工件为正方向。
有
时，选取垂直于工件装夹平面
的轴为Z轴；
时，选定垂直于工作
台面的直线为Z轴，
时，垂直
工件时方向。
5
X坐标 一般位于平行工件夹装面的水平面内。
对于工件回转切削运动的机床，X坐标的方向是在工件的径向上， 离开工件旋转中心的方向是X轴的正方形。
普
通
工艺人员：制定加工工艺规程，包括工艺路线、工步选择、切削用量等。
机 床
操作人员：按照工艺规程操作机床，包括机床启停、主轴转速参数、机床启停、转速、进给都进行编程。
机 床
操作人员：装夹工件，输入程序。
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2.1.1 程序编制的内容和步骤
1
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数控编程的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动 编制程序。 （1）手工编制
（4） 工件原点、 编程原点与工件坐标系
工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的 某一点为原点（也称工件原点），建立一个坐标系，称为工件坐标系。 工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。
数控技术第2章2.1节
2.3 数控机床的坐标系与工件坐标系
机床原点 • 机床坐主标要系内的容 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
2.3 数控机床的坐标系与工件坐标系
机床坐标主要系内容 • 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。
➢相关概念 刀位点 对刀点
选择对刀点的原则： • 选在零件的设计基准 或工艺基准上，或与 之相关的位置上。 • 选在对刀方便，便于 测量的地方。 • 选在便于坐标计算的 地方。
换刀点（与换刀位置的区别）
2.4 数控加工的工艺分析和数控加工方法 刀位点：用于确定刀具在机床坐标系中位置的 刀具上的特定点。
• 右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指 所指的方向为+y。
2.2 数控机床的坐标系
➢回转坐标 A、B、C
+Z 主要内容 +Y
+C/
+X/
+Z +A
+C/
+X/ +Y/
2.3 数控机床的坐标系与工件坐标系
主要内容
➢ 机床原点与机床坐标系 • 原点---机床或工件坐标系的原点 • 轴 ---X/Y/Z、 A/B/C、 U/V/W • 单位---编程单位
160 XY Z A
电源
报警
方式选择
进给修调
主轴修调
机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10
100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
数控技术及应用第2章 数控加工编程技术
机床坐标系与工件坐标系
设定工件坐标系 指令—G92
第三节 程序编制中的工艺处理
工艺处理是数控加工过程中较为复杂又非常重要的环节，与 加工程序的编制、零件加工的质量、效益都有着密切的联系。 一、工艺准备的处理方法 1．分析零件图样 分析零件图样是工艺准备中的首要工作，因为工件图样包括 工件轮廓的几何条件、尺寸、形状位置公差要求、表面粗糙度要 求、毛坯、材料与热处理要求及件数要求，这些都是制定合理工 艺处理所必须考虑到的，也直接影响到零件加工程序的编制及加 工的结果。分析零件图样主要包括以下几个内容。
2.坐标轴运动方向 (1)Z轴：对于立式数控铣床，往往以工件表面作为Z轴的基准点。 当刀具位于工件表面之上(也就是刀具退离工件方向)定为Z轴的 正向；刀具切入工件方向为负向，如下图所示。
对于数控车床，以主轴上夹持的工件最远端面作为Z轴的基准点。 从此基准点沿床身远离工件方向作为Z轴的正向，反之为负向， 如上图所示。
4.编写零件加工程序单 在完成工艺处理和数值计算工作后，可以编写零件加工程序 单。编程人员根据所使用数控系统的指令、程序段格式，逐段 编写零件加工程序。编程人员要了解数控机床的性能、程序指 令代码以及数控机床加工零件的过程，才能编写出正确的加工 程序。 5.制备控制介质及程序检验 程序编好后，需制作控制介质。控制介质有穿孔纸带、穿 孔卡、磁带、软磁盘和硬磁盘等。早期为穿孔纸带，现在已被 磁盘所代替。但是，规定的穿孔纸带代码标准没有变。编写好 的程序，制备完成的控制介质需要经过试切检验后，才可用于 正式加工。 上述编程步骤中的各项工作，主要由人工完成，这样的编 程方式称为“手工编程”。
（简称为数控编程）。 一般来说，数控编程过程主要包括：分析零件图样、工 艺处理、数学处理（数值计算）、编写程序单、输入数控系 统及程序检验。（由图2-1说明）
机床数控技术第二(2)版课后答案
第一章绪论简答题答案，没有工艺题的1 什么是数控机床答：简单地说，就是采用了数控技术（指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机床机械设备进行控制的一门技术）的机床；即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示，把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的道具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件。
2 数控机床由哪几部分组成？各组成部分的主要作用是什么？答：（1）程序介质：用于记载机床加工零件的全部信息。
（2）数控装置：控制机床运动的中枢系统，它的基本任务是接受程序介质带来的信息，按照规定的控制算法进行插补运算，把它们转换为伺服系统能够接受的指令信号，然后将结果由输出装置送到各坐标的伺服系统。
（3）伺服系统：是数控系统的执行元件，它的基本功能是接受数控装置发来的指令脉冲信号，控制机床执行元件的进给速度、方向和位移量，以完成零件的自动加工。
（4）机床主体（主机）：包括机床的主运动、进给运动部件。
执行部件和基础部件。
3 数控机床按运动轨迹的特点可分为几类？它们特点是什么？答：（1）点位控制数控机床：要求保证点与点之间的准确定位（它只能控制行程的终点坐标，对于两点之间的运动轨迹不作严格要求；对于此类控制的钻孔加工机床，在刀具运动过程中，不进行切削加工）。
（2）直线控制数控机床：不仅要求控制行程的终点坐标，还要保证在两点之间机床的刀具走的是一条直线，而且在走直线的过程中往往要进行切削。
（3）轮廓控制数控机床：不仅要求控制行程的终点坐标值，还要保证两点之间的轨迹要按一定的曲线进行；即这种系统必须能够对两个或两个以上坐标方向的同时运动进行严格的连续控制。
4 什么是开环、闭环、半闭环伺服系统数控机床？它们之间有什么区别？答：(1)开环：这类机床没有来自位置传感器的反馈信号。
数控系统将零件程序处理后，输出数字指令后给伺服系统，驱动机床运动；其结构简单、较为经济、维护方便，但是速度及精度低，适于精度要求不高的中小型机床，多用于对旧机床的数控化改造。
数控加工技术(第4版)第二章
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2. 2 数控加工工艺设计的基本内容
• 数控加工工艺设计是一个比较复杂的过程, 涉及知识面较广, 还跟设计 者的经验有关。数控加工工艺设计的基本内容主要包括:
• (1) 选择适合数控加工的零件。 • (2) 确定零件数控加工内容。 • (3) 数控加工的工艺性分析。 • (4) 数控加工加工阶段及加工工序的划分。 • (5) 加工余量的确定。 • (6) 加工方法的选择及加工路线的确定。
工序把传统工艺的工序“集成” 了, 这使零件加工所需要的专用夹具
数量大为减少,零件装夹次数及周转时间也大大减少, 从而使零件的加
工精度和生产效率有了较大提高。
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2. 1 数控加工工艺概述
• 5. 需计量的尺寸和精度要求增多 • 在传统加工工艺下, 工件的许多位置尺寸、精度是靠专用夹具、钻模
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2. 1 数控加工工艺概述
• 6. 单位工时加工成本高 • 数控机床价格昂贵, 加工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高; 养
护维修费用较高;数控机床运行费用较高; 同时因为数控设备操作人员 和管理人员要有较高的素质, 因此人力资源成本较高, 所以数控加工单 位工时的加工成本高。 • 7. 维护维修难度大 • 数控机床是技术密集型机电一体化的典型产品, 控制系统比较复杂、 技术含量较高, 一些元器件、部件精密度较高。数控机床维修难度大, 需要维修人员既懂机械, 又懂微电子维修方面的知识, 同时还要配备较 好的维修装备。为获得良好的经济效益, 数控机床通常采用高转速、 大进给连续加工; 为保证机床正常运行和获得高精度的零件产品, 需 要操作人员精心维护数控机床。
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2. 1 数控加工工艺概述
机床数控技术 第2版 第2章 数控加工工艺基础
在加工中心上要适应多种形式零件不同部位的加 工，故其刀具装夹部分的结构、形式、尺寸也是多种 多样的。把通用性较强的几种装夹工具(例如装夹不同 刀具的刀柄和夹头等)系列化、标准化就成为通常所说 的工具系统。该工具系统，是一个联系数控机床的主 轴与刀具之间的辅助系统，具有结构简单、紧凑、装 卸灵活、使用方便、更换迅速等特点。如图为钻头与 刀柄的连接图。
2.1.4 工序与工步的划分 1. 工序的划分 首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以
在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能 则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分 在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 一般有以下几种方式。
(1) 按零件装卡定位方式划分工序。 (2) 按粗、精加工分开方式划分工序。 (3) 按所用刀具集中方式划分工序。
2.1 数控加工工艺分析
2.1.1 数控加工工艺的特点与内容
1．数控加工工艺的特点
（1）工序内容具体。在普通机床上加工零件时，工序 卡片的内容比较简单。
（2）工序内容复杂。由于数控机床的运行成本和对操 作人员的要求相对较高，在安排零件数控加工时，一 般应首先考虑使用普通机床加工困难、使用数控加工 能明显提高效率和提高质量的复杂零件。
4. 对刀仪
对刀仪又称刀具预调仪，是用来调整或测量刀具尺 寸的，是数控机床的辅助工具。从工作方式上看，对刀 仪分机内测量和机外测量两种；从结构与原理上又分接 触式测量和非接触式测量。机外测量需要将每把刀具依 次测量其长度或直径，并输入到系统中，常用的有光学 投影式对刀仪等。机内测量是将刀库中的刀具按事先设 定的程序进行测量，然后与参考位置或者标准刀具进行 比较得到刀具的长度或直径，并自动更新到相应的NC 刀具参数表中，常用的有压电式对刀仪和激光式对刀仪 等。对刀仪对刀精度一般在0.001mm左右。
2.1.4 工序与工步的划分 1. 工序的划分 首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以
在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能 则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分 在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 一般有以下几种方式。
(1) 按零件装卡定位方式划分工序。 (2) 按粗、精加工分开方式划分工序。 (3) 按所用刀具集中方式划分工序。
2.1 数控加工工艺分析
2.1.1 数控加工工艺的特点与内容
1．数控加工工艺的特点
（1）工序内容具体。在普通机床上加工零件时，工序 卡片的内容比较简单。
（2）工序内容复杂。由于数控机床的运行成本和对操 作人员的要求相对较高，在安排零件数控加工时，一 般应首先考虑使用普通机床加工困难、使用数控加工 能明显提高效率和提高质量的复杂零件。
4. 对刀仪
对刀仪又称刀具预调仪，是用来调整或测量刀具尺 寸的，是数控机床的辅助工具。从工作方式上看，对刀 仪分机内测量和机外测量两种；从结构与原理上又分接 触式测量和非接触式测量。机外测量需要将每把刀具依 次测量其长度或直径，并输入到系统中，常用的有光学 投影式对刀仪等。机内测量是将刀库中的刀具按事先设 定的程序进行测量，然后与参考位置或者标准刀具进行 比较得到刀具的长度或直径，并自动更新到相应的NC 刀具参数表中，常用的有压电式对刀仪和激光式对刀仪 等。对刀仪对刀精度一般在0.001mm左右。
数控加工技术 王令其 第二章
车多头螺纹 周向起始点偏移法 轴向起始点偏移法
6. 变螺距螺纹加工G34 编程格式： G34 X Z F K G34 U W F K
；绝对尺寸输入 ；增量尺寸输入
F为长轴方向螺纹起点导程 K为主轴每转螺距的增减量
7. 返回参考点G27/G28/G30 返回参考点检查G27 编程格式： G27 X Z G27 U W 返回参考点G28 编程格式： G28 X Z G28 U W G28后续坐标为中间点坐标。
3.圆弧插补G02/G03 G02顺时针圆弧插补 G03逆时针圆弧插补 从与ZX平面垂直的Y轴反方向观察定义
编程格式1: 终点＋圆心 G02 X Z I K F G02 U W I K F G03 X Z I K F G03 U W I K F 编程格式2: 终点＋半径 G02 X Z R F G02 U W R F G03 X Z R F G03 U W R F
数控加工技术
王令其 张思弟 主编
机械工业出版社
第二章
数控车削加工技术
第一节 数控车床
一、数控车床类型 经济型数控车床 全功能数控车床 车削中心
车铣复合加工中心
双主轴双刀架数控车床
二、数控车床结构特点 1.数控车床床身导轨 数控车床床身导轨布局
水平式
床身倾斜 式
水平床身 斜滑板式
直立式
滚动导轨特点
随机位置换刀 示例
二、数控车床对刀 试切法对刀 机内对刀装置对刀 机外对刀仪对刀
试 切 法 对 刀
三、数控车床对刀装备
机 内 自 动 对 刀 仪
光学对刀仪
机
外
对
刀
仪
第五节 数控车削加工工艺
数控技术第2章2.3节
注意： • (1) 直径方式和半径方式编程不是由 G代码规定的准备 功能而是通过设置机床参数来选定的； • (2) 当X轴使用直径方式编程时，应注意圆弧的半径定 义R，I，K以半径值标明；
7
2.3 编程应用举例
车床加工典型零件
20
2 45 2 45 10
100
50
8
2.3 编程应用举例
直线------G01
X
Z
W
B 切削起点
1R
A
循环起点
2F
切削终点 3F C
4R U/2
退刀点
D X/2
Z
格式:
• G81 X__Z__F__ 说明：
• X、Z：绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标；
• 增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，其 符号由轨迹1和2的方向确定。
• 该指令执行上图所示A→B→C→D→A的轨迹动作
直线-外圆、端面
G92X20 Z100 G01 Z0
20
直线-外圆+锥形
G92X10 Z100 G01 X20 Z0
20
10
9
2.3 编程应用举例
G01应用示例
%3305
G92 X100 Z10
; 定义对刀点位置
G00 X16 Z2 M03 ;移到倒角延长线，Z轴2mm处
G01 U10 W-5 F300 ;倒3×45°角，直径编程模式，X移动量10/2，Z移动量-5
Z-48；
加工Φ26外圆
U34 W-10； 切第一段锥
U20 Z-73； 切第二段锥
X90；
退刀
G00 X100 Z10; 回对刀点
M05；
7
2.3 编程应用举例
车床加工典型零件
20
2 45 2 45 10
100
50
8
2.3 编程应用举例
直线------G01
X
Z
W
B 切削起点
1R
A
循环起点
2F
切削终点 3F C
4R U/2
退刀点
D X/2
Z
格式:
• G81 X__Z__F__ 说明：
• X、Z：绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标；
• 增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，其 符号由轨迹1和2的方向确定。
• 该指令执行上图所示A→B→C→D→A的轨迹动作
直线-外圆、端面
G92X20 Z100 G01 Z0
20
直线-外圆+锥形
G92X10 Z100 G01 X20 Z0
20
10
9
2.3 编程应用举例
G01应用示例
%3305
G92 X100 Z10
; 定义对刀点位置
G00 X16 Z2 M03 ;移到倒角延长线，Z轴2mm处
G01 U10 W-5 F300 ;倒3×45°角，直径编程模式，X移动量10/2，Z移动量-5
Z-48；
加工Φ26外圆
U34 W-10； 切第一段锥
U20 Z-73； 切第二段锥
X90；
退刀
G00 X100 Z10; 回对刀点
M05；
数控加工技术第2章
数控加工技术第2章
数控加工技术第2章
• （2）工件坐标系与工件原点
• 工件坐标系——也称为编程坐标系
•
编程时根据工件形状特点和尺寸，在工件图
上建立的，使工件上所有几何元素都有确定的位
置，也决定了工件在机床上的安装方向。
工件原点——
由编程人员根据编程计算方便、机床调整方 便、对刀方便等具体情况定义在工件上的几何基 准点，一般为工件图上最重要的设计基准点。通 过试切对刀确定工件原点与机床原点之间的距离 （零点偏置值），预存到数控系统中，用G92或 G54--G59指令指定，在加工中偏置值自动加到工 件坐标系上使机床实现准确的坐标运动。
定则来判断。
数控加工技术第2章
数控加工技术第2章
数控加工技术第2章
• 2.机床坐标系与工件坐标系
• (1)机床坐标系与机床原点、机床参考点
• 机床坐标系——
•
用来确定工件坐标系的基本坐标系，机床出
厂前就已确定的固定坐标系。
• 机床原点——即机床零点或机械原点
•
是机床坐标系的原点。一个固定点。
•
数控加工技术第2章
（1）坐标系有关指令
1）绝对尺寸与增量尺寸指令（G90/G91）
N30 G00 X100.Z80.
；
N40 G90 G01 X40.Z10.F100 ；绝对尺寸编程
N30G00X100.Z80.
；
N40G91G01X-60.Z-70.F100 ；增量尺寸编程
（或 N40 G01 U-60. W-70. F100 ）；
3.程序结束符 FANUC系统的结束符为“%”， SIEMENS系统的结束符为“RET”。
数控加工技术第2章
2.2 数控编程的功能指令
数控加工技术第2章
• （2）工件坐标系与工件原点
• 工件坐标系——也称为编程坐标系
•
编程时根据工件形状特点和尺寸，在工件图
上建立的，使工件上所有几何元素都有确定的位
置，也决定了工件在机床上的安装方向。
工件原点——
由编程人员根据编程计算方便、机床调整方 便、对刀方便等具体情况定义在工件上的几何基 准点，一般为工件图上最重要的设计基准点。通 过试切对刀确定工件原点与机床原点之间的距离 （零点偏置值），预存到数控系统中，用G92或 G54--G59指令指定，在加工中偏置值自动加到工 件坐标系上使机床实现准确的坐标运动。
定则来判断。
数控加工技术第2章
数控加工技术第2章
数控加工技术第2章
• 2.机床坐标系与工件坐标系
• (1)机床坐标系与机床原点、机床参考点
• 机床坐标系——
•
用来确定工件坐标系的基本坐标系，机床出
厂前就已确定的固定坐标系。
• 机床原点——即机床零点或机械原点
•
是机床坐标系的原点。一个固定点。
•
数控加工技术第2章
（1）坐标系有关指令
1）绝对尺寸与增量尺寸指令（G90/G91）
N30 G00 X100.Z80.
；
N40 G90 G01 X40.Z10.F100 ；绝对尺寸编程
N30G00X100.Z80.
；
N40G91G01X-60.Z-70.F100 ；增量尺寸编程
（或 N40 G01 U-60. W-70. F100 ）；
3.程序结束符 FANUC系统的结束符为“%”， SIEMENS系统的结束符为“RET”。
数控加工技术第2章
2.2 数控编程的功能指令
《数控加工编程技术》_第2章 数控加工工艺基础
注意：数控机床的主轴转速也能在一定范 围内倍率调节。 3) 切削用量参考值。查阅手册与刀具样本是 初学者确定切削用量可靠办法。
25
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2013年4月9日星期二
第 2 章 数 控 加 工 工 艺 基 础
3.切削用量选择时的注意事项 1) 首先，手头必须有几本较实用的机械制造 工艺手册。 2) 多向有经验的老同志学习，包括阅历老道 的工程技术人员和工人师傅。 3) 多观察，多思考，不断积累与提高。 4) 多收集一些有价值的刀具样本。
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27
2013年4月9日星期二
2.3 数控加工常见的装夹装置简介 2.3.1 数控车削加工常见的装夹装置 数控车削加工常见的装夹装置有： (1) 三爪自定心卡盘装夹 如图2-4所示。 特点： 定心与夹紧、外圆与 内孔装夹、硬爪与软 爪，（液压与电动） 动力卡盘。
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(4) 套类零件装夹 夹，如图2-8所示。
第 2 章 数 控 加 工 工 艺 基 础
有心轴装夹和双顶尖装
a) 双顶尖心轴
b) 可涨心轴 c) 伞形顶尖装夹
32
图2-8
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2013年4月9日星期二
2.3.2 数控铣削加工常见的装夹装置 数控铣削加工常见的装夹装置有：
2
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退 出
2013年4月9日星期二
重点、难点与学习提示
本章重点：理解数控加工常见的装夹方法及其表达 方式。机夹式车刀与铣刀常见结构与刀 片形式。数控刀具与数控机床的连接形 式与方法。切削用量的选择原则、方法 及注意事项。 本章难点：常见装夹方法及其表达方式。数控车削 与数控铣削常见刀具的种类及用途。
数控技术第2章2.3节
G01应用示例
%3305 G92 X100 Z10 ; 定义对刀点位置 G00 X16 Z2 M03 ;移到倒角延长线，Z轴2mm处 G01 U10 W-5 F300 ;倒3×45°角，直径编程模式，X移动量10/2，Z移动量-5 Z-48； 加工Φ26外圆 U34 W-10； 切第一段锥 U20 Z-73； 切第二段锥 X90； 退刀 G00 X100 Z10; 回对刀点 M05； 主轴停
0.5mm，Z向精车余量为0.25mm。毛坯为Φ160的棒料。
X
1
刀具当前位置
160
120
80
40
110
88
O
Z
60
10 10 10 20 20 190
0.25
25
2.3 编程应用举例
N40 G00 X176.0 Z130.25； N50 G72 U1.0 R0.3；
X N60 G72 P70 Q120 U1.0 Z0.25 F0.3 S500；
2.3.1 车削加工编程举例 数控车床 立式数控车床(回转直径较大的盘类零件) 卧式数控车床(轴向尺寸较长或小型盘类零件)
卧式数控车床
单主轴单刀架
双主轴双刀架
3
2.3 编程应用举例
数控车削主要适合对象:
1.高精度回转零件 2.零件廓形复杂或难于控制尺寸的回转体零件 3.表面形状复杂的回转体零件 4.带特殊螺纹的回转零件(导程不一样)
150 140 65 40
起点 终点 5
45
2
85
20 20 10 20 230
30
30 10
2
23
110
Z
2.3 编程应用举例
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3
不适合数控加工的内容：
（1）占机时间长的加工内容 （2）加工部位分散（数控坐标轴不够） （3）按样板而非公式加工的曲面轮廓 适合数控加工的内容：
（1）通用机床无法加工的内容 （2）通用机床难于加工或加工质量不能保证的
内容
（3）用普通机床劳动强度较大的加工内容 2.数控机床工艺性分析
1）选择合适的对刀点及换刀点 对刀点可以称为起刀点（数控程序的起点）
1
2.1.2 工序集中 现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、
多工位的特点可以实现一次装夹完成多种加工甚 至多个零件的加工，这样就造成了工序集中
2.1.3 加工方法的特点 在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮磨，
用样板检验修正（如舰艇的螺旋桨），数控靠5 坐标轴联动， 可以准确加工出理想的曲面。
刀具急剧改变运动方向会留下痕迹，故应注意
走刀路线的选择。如下图所示
较好的 路线
不好的路线
最好的路10 线
3）选择刀具的切入及切出方向 为了保证工件轮廓的光滑，进刀与退刀（切入 与切出）应沿零件轮廓的切线上。减少切削过 程刀具速度的变化以减轻刀痕。如图所示：
11
2.确定定位和夹紧方案 定位与夹紧是非常耗时的工作，注意
以下几点：
（1）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的“三统 一”。
（2）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工 （3）避免采用人工调整时间较长的装夹方案
（4）工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点!如图所示
12
3.确定刀具与工件的相对位置（确认对刀点） 对刀点是通过对刀来确定刀具与工件相对位置
工件需要两面加工时只能有一个工艺基准
6
3）选择合理的零件固定方式
每一次重新固定工件都要花费大量的时间去对 刀。合理的选择定位基准和夹紧方式对于提高 加工效率大有帮助。必要时要改进设计以增加 定位的可靠性。如下图所示：
改进前的结构
增加凸台
改进后的结构 7
3.数控加工工艺路线的设计（工序）
数控加工一般穿插 在零件加工的整个工艺 中，注意与其它工艺相 衔接。着重注意如下问题：
第二章 数控加工技术
2.1 数控工艺特点
2.1.1 数控工艺比较详细 数控加工工艺内容与普通机加工大致相同但非
常完整，因为数控是高度自动化的过程。如普通机 加工只需指明工步即可，但数控加工必须指明所用 刀具、切削速度、进给速度，开动润滑否等等。
原来靠机床操作工凭经验的加工参数现在必须 由数控编程人员用数控指令表示出来。
工序的划分: （1）安装一次工件 （2）以同一把刀具加工 （3）加工部位不同 （4）粗/精加工
8
2.2.2 数控加工工艺设计方法 确定本工序的走刀路线，切削用量、工艺装备、 定位夹紧方式-----工艺设计 1.确定走刀路线 1）寻求最短走刀路线
这种路线较好
9
2）最终轮廓应一次完成（不急剧改变运动方向）
3 T形螺栓 2 压板
17
1 镗铣夹具板
3.数控加工工序卡
数控加工 产品名称或代号
单位
工序卡
工序简图
车间 工序员 夹具名称
零件名称 零件 图号
使用设备 程序编号 夹具编号
18
4.数控走刀路线图
数控走刀路线图
零件
号
机床型号 XK1 程序起止 0～ 内容
0
100
工序号
铣轮廓周边
工步号
19
5.数控刀具卡
（4）较高的精度
（5）可靠的断屑能力 （6）可以快速更换刀具
非回转 型刀具
回转型刀 具
21
回转型刀具主要由3部分组成 （a）连接刀柄 （b）接杆 （c）复合刀具。
拉钉螺纹孔
精度及光 洁度很高
22
2.3.2 数控加工刀具特点 1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）
刀刃钝了，换个方向又是新的
23
2）应用工具系统
的基准点，可以设置在工件上，也能设置在夹
具上。工件大致为圆形时，其对刀点往往与工 件的坐标原点一致。
13
4.确定切削用量
与普通机床不同数控机床必须由编程人员规定切削用 量。其原则是：
保证刀具能加工一个完整的工件 在零件的加工过程中不允许换刀 用类比法确定切削用量，见下表:车削加工的切削速度 表
被切材料
2
2.2 数控加工工序
数控指令中必须指明机床的运动过程，零 件的工艺过程、刀具的种类、 走刀速度和走 刀路线 ，不能把设计与工艺分割 2.2.1 数控加工工艺设计的主要内容 1.数控加工工艺内容的选择
对零件加工而言，并非全部加工工艺都要 在数控机床上实现。因为数控机床的工时费较 高，用普通机床加工毛胚、在数控机床上加工 曲面才是比较合理的选择。
数控加工走刀路线图
数控刀具卡
把前面的内容用文字及表格记录下来
15
1.数控编程任务书
工 数控编程 产品零件图号
艺
任务书
零件名称
处
使用数控设备
主要工序说明即技术要求：
编制
审
核
收任务书 的时间
编程
任务书编号
经手人： 批准
16
2.数控加工工件安装和ຫໍສະໝຸດ 点设定卡 （简称装夹图或零件设定卡）
数控加工工件安装及原点设定卡
零件图号 刀具名称
JB301024
镗刀
数控刀具卡
序号
刀具编号 刀具部件名 规格
1
T013960 拉钉
M10X1
2
392.1
刀柄
3
392.4
接杆
50x100
使用设备 Tc-30
20
2.3 数控机床用刀具
2.3.1 数控刀具必须有较长的使用寿命：
（1）足够的强度及刚度 （2）高的刀具耐用度
（3）高的可靠度
对刀点与刀位点是对应的（说法不同） 4
刀位点：端面铣刀的底面中心 钻头的刀尖 球头铣刀的球心 车刀及镗刀的刀尖
5
对刀原则：便于测量和简化编程（尽量选择在 零件的设计基准或工艺基准上）
换刀点：对于多刀机床，应在编程时考虑到换 刀点的位置可能与工件或夹具产生干涉（换刀 点在加工区域以外）
2）审查和分析工艺基准的可靠性 数控加工是一种定位（坐标）加工，尤其
10# 45#
轻切
切深0.5～1.0 进给量0.05～
0.3/r
中切
切深1～4 进给量0.2～
0.5/r
重切
切深5～12 进给量0.4～
0.8/r
100---250 60---230
150---250 70-220
80---220 80---180
14
2.2.3 填写数控加工技术文件 数控编程任务书 工件安装和原点设定卡 数控技术文件 数控加工工艺卡
数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很
多种类，必须使刀具系列化、标准化和模块 化------建立工具系统。
1）车削类工具系统
可
不适合数控加工的内容：
（1）占机时间长的加工内容 （2）加工部位分散（数控坐标轴不够） （3）按样板而非公式加工的曲面轮廓 适合数控加工的内容：
（1）通用机床无法加工的内容 （2）通用机床难于加工或加工质量不能保证的
内容
（3）用普通机床劳动强度较大的加工内容 2.数控机床工艺性分析
1）选择合适的对刀点及换刀点 对刀点可以称为起刀点（数控程序的起点）
1
2.1.2 工序集中 现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、
多工位的特点可以实现一次装夹完成多种加工甚 至多个零件的加工，这样就造成了工序集中
2.1.3 加工方法的特点 在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮磨，
用样板检验修正（如舰艇的螺旋桨），数控靠5 坐标轴联动， 可以准确加工出理想的曲面。
刀具急剧改变运动方向会留下痕迹，故应注意
走刀路线的选择。如下图所示
较好的 路线
不好的路线
最好的路10 线
3）选择刀具的切入及切出方向 为了保证工件轮廓的光滑，进刀与退刀（切入 与切出）应沿零件轮廓的切线上。减少切削过 程刀具速度的变化以减轻刀痕。如图所示：
11
2.确定定位和夹紧方案 定位与夹紧是非常耗时的工作，注意
以下几点：
（1）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的“三统 一”。
（2）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工 （3）避免采用人工调整时间较长的装夹方案
（4）工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点!如图所示
12
3.确定刀具与工件的相对位置（确认对刀点） 对刀点是通过对刀来确定刀具与工件相对位置
工件需要两面加工时只能有一个工艺基准
6
3）选择合理的零件固定方式
每一次重新固定工件都要花费大量的时间去对 刀。合理的选择定位基准和夹紧方式对于提高 加工效率大有帮助。必要时要改进设计以增加 定位的可靠性。如下图所示：
改进前的结构
增加凸台
改进后的结构 7
3.数控加工工艺路线的设计（工序）
数控加工一般穿插 在零件加工的整个工艺 中，注意与其它工艺相 衔接。着重注意如下问题：
第二章 数控加工技术
2.1 数控工艺特点
2.1.1 数控工艺比较详细 数控加工工艺内容与普通机加工大致相同但非
常完整，因为数控是高度自动化的过程。如普通机 加工只需指明工步即可，但数控加工必须指明所用 刀具、切削速度、进给速度，开动润滑否等等。
原来靠机床操作工凭经验的加工参数现在必须 由数控编程人员用数控指令表示出来。
工序的划分: （1）安装一次工件 （2）以同一把刀具加工 （3）加工部位不同 （4）粗/精加工
8
2.2.2 数控加工工艺设计方法 确定本工序的走刀路线，切削用量、工艺装备、 定位夹紧方式-----工艺设计 1.确定走刀路线 1）寻求最短走刀路线
这种路线较好
9
2）最终轮廓应一次完成（不急剧改变运动方向）
3 T形螺栓 2 压板
17
1 镗铣夹具板
3.数控加工工序卡
数控加工 产品名称或代号
单位
工序卡
工序简图
车间 工序员 夹具名称
零件名称 零件 图号
使用设备 程序编号 夹具编号
18
4.数控走刀路线图
数控走刀路线图
零件
号
机床型号 XK1 程序起止 0～ 内容
0
100
工序号
铣轮廓周边
工步号
19
5.数控刀具卡
（4）较高的精度
（5）可靠的断屑能力 （6）可以快速更换刀具
非回转 型刀具
回转型刀 具
21
回转型刀具主要由3部分组成 （a）连接刀柄 （b）接杆 （c）复合刀具。
拉钉螺纹孔
精度及光 洁度很高
22
2.3.2 数控加工刀具特点 1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）
刀刃钝了，换个方向又是新的
23
2）应用工具系统
的基准点，可以设置在工件上，也能设置在夹
具上。工件大致为圆形时，其对刀点往往与工 件的坐标原点一致。
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4.确定切削用量
与普通机床不同数控机床必须由编程人员规定切削用 量。其原则是：
保证刀具能加工一个完整的工件 在零件的加工过程中不允许换刀 用类比法确定切削用量，见下表:车削加工的切削速度 表
被切材料
2
2.2 数控加工工序
数控指令中必须指明机床的运动过程，零 件的工艺过程、刀具的种类、 走刀速度和走 刀路线 ，不能把设计与工艺分割 2.2.1 数控加工工艺设计的主要内容 1.数控加工工艺内容的选择
对零件加工而言，并非全部加工工艺都要 在数控机床上实现。因为数控机床的工时费较 高，用普通机床加工毛胚、在数控机床上加工 曲面才是比较合理的选择。
数控加工走刀路线图
数控刀具卡
把前面的内容用文字及表格记录下来
15
1.数控编程任务书
工 数控编程 产品零件图号
艺
任务书
零件名称
处
使用数控设备
主要工序说明即技术要求：
编制
审
核
收任务书 的时间
编程
任务书编号
经手人： 批准
16
2.数控加工工件安装和ຫໍສະໝຸດ 点设定卡 （简称装夹图或零件设定卡）
数控加工工件安装及原点设定卡
零件图号 刀具名称
JB301024
镗刀
数控刀具卡
序号
刀具编号 刀具部件名 规格
1
T013960 拉钉
M10X1
2
392.1
刀柄
3
392.4
接杆
50x100
使用设备 Tc-30
20
2.3 数控机床用刀具
2.3.1 数控刀具必须有较长的使用寿命：
（1）足够的强度及刚度 （2）高的刀具耐用度
（3）高的可靠度
对刀点与刀位点是对应的（说法不同） 4
刀位点：端面铣刀的底面中心 钻头的刀尖 球头铣刀的球心 车刀及镗刀的刀尖
5
对刀原则：便于测量和简化编程（尽量选择在 零件的设计基准或工艺基准上）
换刀点：对于多刀机床，应在编程时考虑到换 刀点的位置可能与工件或夹具产生干涉（换刀 点在加工区域以外）
2）审查和分析工艺基准的可靠性 数控加工是一种定位（坐标）加工，尤其
10# 45#
轻切
切深0.5～1.0 进给量0.05～
0.3/r
中切
切深1～4 进给量0.2～
0.5/r
重切
切深5～12 进给量0.4～
0.8/r
100---250 60---230
150---250 70-220
80---220 80---180
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2.2.3 填写数控加工技术文件 数控编程任务书 工件安装和原点设定卡 数控技术文件 数控加工工艺卡
数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很
多种类，必须使刀具系列化、标准化和模块 化------建立工具系统。
1）车削类工具系统
可