数控铣床编程实例(铣内外圆并钻孔) 8

数控铣床（加工中心）编程实例(铣内外圆并钻孔)

解：选用T1=ф20铣刀、T2=中心钻、T3=ф6中心钻。

程序如下：

O001

G17 G40 G80

N001 G00 G91 G30 X0 Y0 Z0 T1;

M06;

G00 G90 G54 X0 Y0 Z0;

G43 H01 Z20 M13 S1000;

Z-42.;

G01 G42 D01 X-50. F400;

G02 I50.J0.F150;

数控加工工艺分析主要包括的内容

数控加工工艺分析的主要内容实践证明，数控

加工工艺分析主要包括以下几方面：

1)选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。

2)分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。

3)设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。

4)调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。

5)分配数控加工中的容差。

6)处理数控机床上部分工艺指令。

总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。

数控铣床加工的特点

数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特

点：

1、零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。

2、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。

3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。

4、加工精度高、加工质量稳定可靠。

5、生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。

6、生产效率高。一

7、从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。

数控系统的组成

计算机数控系统由程序、输入/输出设备、计算机数字控制

装置、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。如图2.1所示

图2.1 计算机数控系统框图

计算机数控系统的核心是CNC装置，它不同于以前的NC装置。NC装置由各种逻辑元件、记忆元件等组成数字逻辑电路，由硬件来实现数控功能，是固定接线的硬件结构。CNC装置采用专用计算机，由软件来实现部分或全部数控功能，具有良好的“柔性”，容易通过改变软件来更改或扩展其功能。CNC装置由硬件和软件组成，软件在硬件的支持下运行，离开软件硬件便无法工作，两者缺一不可。

数控系统的插补原理简介

1.什么是插补？为什么要进行插补？

插补：在实际加工中，用一小段直线或圆弧去逼近(拟合)零件轮廓曲线，即直线或圆弧插补。

插补的任务:就是根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值。

2.现代CNC系统插补的实现方法

(1)由硬件和软件的结合实现；

(2)全部采用软件实现。

3.插补算法分类：

目前应用的插补算法分两大类：脉冲增量插补、数据采样插补

(1)脉冲增量插补：

每次插补的结果仅产生一个行程增量，以一个个脉冲的方式输出给步进电机。

如逐点比较法和数字微分分析器(Digital Differential Analyzer 简称：DDA) 方法

图1.7 开环数控系统

(2)数据采样插补(或称：时间分割法)适合于闭环和半闭环控制系统。

1)插补原理：它是把加工一段直线或圆弧的整段时间t细分为许多相等的时间间隔，即：单位时间间隔(插补周期T)。每经过T进行一次插补计算，直到加工终点(如图1.6所示)。

2)特点：

①插补运算分两步完成：第一步：粗插补，第二步：精插补。

②粗插补：在给定的起点和终点的曲线之间插入若干个点用若干条微小直线段来逼近给定曲线，每小段直线长度

ΔL(即步长)相等，并与进给速度V有关，加工一小段直线的时间为一个插补周期T，则ΔL=VT。

③每经过一个插补周期就进行一次插补计算，算出在该插补周期内各坐标的进给量，边计算，边加工。

④精插补：在粗插补时算出的每条微小直线段上，再做“数据点的密化”工作。

4.逐点比较法举例

(1)逐点比较法

就是每走一步都要将加工点的瞬时坐标同规定的图形轨迹相比较，判断其偏差，然后决定下一步的走向；如果加工点走到图形外面去了，就要向图形里面走；如果加工点在图形里面，就要向图形外面走(如图1.8所示)。

图1.8 逐点比较法图1.9 逐点比较法直线插补

(2)逐点比较法直线插补

插补原理：以第1象限直线为例，每进给一步需要进行四步：偏差判别、坐标进给、新偏差运算、终点比较(如图1.9所示)。

数控系统的工作过程

1.输入：零件加工程序一般通过DNC从上一级计算机输入而来。

2.译码：译码程序将零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。

3.数据处理：包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。

4.插补：是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后，在起点和终点之间进行数据点的密化。

5.伺服输出：伺服控制程序的功能是完成本次插补周期的位置伺服计算，并将结果发送到伺服驱动接口中去。

数控机床为什么需要刀具补偿，补偿哪些参数？

经过译码后得到的数据，还不能直接用于插补控制，要通过

刀具补偿计算，将编程轮廓数据转换成刀具中心轨迹的数据才能用于插补。刀具补偿分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。

1．刀具长度补偿

在数控立式铣镗床上，当刀具磨损或更换刀具使Z向刀尖不在原初始加工的程编位置时，必须在Z向进给中，通过伸长（见图1）或缩短1个偏置值e的办法来补偿其尺寸的变化，以保证加工深度仍然达到原设计位置。

图1 刀具长度补偿

在图2-4中，所画刀具实线为刀具实际位置，虚线为刀具编程位置，则刀具长度补偿控制程序如下：

设定H01 = - 4.0 (偏置值)

N1 G91 G00 G43 Z-32.0 H01；实际z向将进给-32.0+(- 4.0) = -36.0

N2 G01 Z-21.0 F1000；Z向将从- 36.0位置进给到-57.0位置。

N3 G00 G49 Z53.0；Z向将退回到53.0+4.0, 返回补始位置。

2．刀具半径补偿

刀具半径补偿是指数控装置使刀具中心偏移零件轮廓一个指定的刀具半径值。根据ISO标准，当刀具中心轨迹在程序加工前进方向的右侧时，称右刀具半径补偿，用G42表示；反之称为左刀具半径补偿，用G41表示；撤销刀具半径补偿用G40表示。

刀具半径补偿功能的优点是：在编程时可以按零件轮廓编程，不必计算刀具中心轨迹；刀具的磨损，刀具的更换