《數(shù)控程序編制》課件

第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程一 、 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 中 的 基 本 工 藝 問 題 1. 工 件 坐 標 系 的 確 定 及 程 序 原 點 的 設 置 2. 安 全 高 度 （ 加 工 錄 像 ） 三 坐 標 立 式 加 工 中 心 四 坐 標 臥 式 加 工 中 心安 全 高 度安 全 面工 件 上 表 面 3. 進 刀 /退 刀 方 式 a) 切 線 方 向 進 刀 b) 側 向 進 刀G02進 刀 線 (G42補 償 ) G02退 刀 線 (G40取 消 G42)起 刀 點 與 退 刀 點 (G40)起 刀 點 (G40) 退 刀 點 (G40)G01進 刀 線 (G42補 償 )G01退 刀 線（ G40取 消 G42）G42補 償?shù)?四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 4.刀 具 半 徑 補 償 a) 合 理 方 式 b) 不 合 理 方 式建 立 刀 具 半 徑 補 償切 入 點G42 G01起 刀 點理 論 輪 廓大 于 2倍 刀具 直 徑 切 入 點G42 G01起 刀 點 理 論 輪 廓第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 5. 刀 具 半 徑 確 定 對 于 銑 削 加 工 ， 精 加 工 刀 具 半 徑 選 擇 的 主 要 依 據(jù) 是零 件 加 工 輪 廓 和 加 工 輪 廓 凹 處 的 最 小 曲 率 半 徑 或 圓弧 半 徑 。 刀 具 半 徑 應 小 于 該 最 小 曲 率 半 徑 值 。 第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 7 圖 中O X Y: 機 床 坐 標 系O X Y Z :工 件 坐 標 系圖 中 的 相 對 位 置 表 示 工 件 在 機床 上 安 裝 后 ， 工 件 坐 標 系 與 機床 坐 標 系 的 相 對 位 置 。 200 8 編 程 方 式 ：1) 絕 對 坐 標 方 式 ： 機 床 坐 標 系2) 絕 對 坐 標 方 式 ： 工 件 坐 標 系3) 相 對 坐 標 方 式 。 編 程 參 數(shù) 編 程 單 位 ： mm， 刀 具 半 徑 (D01)： 8 mm ， 主 軸 轉 速 ： 400r/min 進 給 速 度 ： 250mm/min 安 全 高 度 ： 35mm 200 9 1、 絕 對 坐 標 編 程 （ 機 床 坐 標 系 ）%MPF100N01 G90 G17 G00 G42 D01X50 Y70 S400 M03 M08 ；N02 Z- 240；N03 G01 X400 F250 ；N04 X300 Y370 ；N05 G03 X200 Y270 J-100 ；N06 G02 X100 Y170 I-100 ；N07 G01 Y50 ；N08 G00 G40 Z-165 M05 M09 ；N09 X300 Y120 ;N10 M02； 200 10 2、 絕 對 坐 標 編 程（ 工 件 坐 標 系 ： G92指 令 ）%MPF100N01 G92 X0 Y0 Z35；N02 G90 G17 G00 G42 D01 X-250 Y-50 S400 M03 M08 ；N03 Z-40 ；N04 G01 X100 F250 ；N05 X0 Y250 ；N06 G03 X-100 Y150 J-100；N07 G02 X-200 Y50 I-100 ；N08 G01 Y-70 ；N09 G00 G40 Z35 M05 M09 ；N10 X0 Y0;N11 M02 ； 200 11 3、 絕 對 坐 標 編 程（ 工 件 坐 標 系 ： G54指 令 ） 編 程 取 消 N01程 序 段 N02 改 成 ： N02 G90 G54 G17 G00 G42 D01 X-250 Y-50 S400 M03 M08； 其 余 同 上 。 參 數(shù) 設 置 在 G54畫 面 下 設 置 ： X： 300 Y： 120 Z： - 200 12 4、 相 對 （ 增 量 ） 坐 標 編 程%MPF100;N01 G91 G17 G42 D01 G00 X-250 Y-50 S400 M03 M08；N02 Z-75；N03 G01 X350 F250；N04 X-100 Y300 ；N05 G03 X-100 Y-100 J-100 ；N06 G02 X-100 Y-100 I-100 ；N07 G01 Y-120 ；N08 G00 G40 Z75 M05 M09；N09 X200 Y70 ;N10 M02 ; 200 三 、 二 維 外 形 輪 廓 數(shù) 控 銑 削 加 工 及 其 編 程 舉 例 1、 簡 單 外 形 輪 廓 零 件 的 數(shù) 控 銑 削 加 工 及 其 編 程 30第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 30分 析（ 1） 零 件 圖 已 知 某 外 形 輪 廓 的 零 件 圖 ， 要 求 精 銑 其 外 形 輪廓 。 工 件 厚 度 20mm。（ 2） 刀 具 選 擇 10mm的 立 銑 刀 。（ 3） 安 全 面 高 度 50mm。（ 4） 進 刀 /退 刀 方 式 離 開 工 件 20mm， 直 線 /圓 弧 引 入 切 向 進 刀 ， 直 線 退 刀 。 （ 5） 工 藝 路 線 走 刀 路 線 見 圖 。 第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 30 % MPF006; /*第 006號 程 序 ,銑 削 外 形 輪 廓 零 件N05 G54 G90 G0 X0. Y0.; /*建 立 工 件 坐 標 系 ,并 快 速 運 動 到 原點 上 方N10 Z50. ; /*快 速 運 動 到 安 全 面 高 度N20 X-50. Y-40. S500 M03 M08; /*刀 具 移 到 工 件 外 ,啟 動 主 軸N30 G01 Z-21. F20. ; /*G01下 刀 ,伸 出 去 1mmN40 G42 D01 Y-30. F100.; /*刀 具 半 徑 補 償 ,運 動 到 Y-30的 位 置 N50 G02 X-40. Y-20. I10. J0.; /*圓 弧 切 向 切 入第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 30N60 G01 X20.; N70 G03 X40. Y0. I0. J20.; /*逆 時 針 圓 弧 插 補N80 X-6.195 Y39.517 I-40. J0.; /* 逆 時 針 圓 弧 插 補N90 G01 X-40. Y20. ; N100 Y-20. ; N110 Y-30. ; /*直 線 退 刀/*取 消 刀 具 半 徑 補 償 ,退 刀 至 Y-40N120 G40 Y-40.; N130 G00 Z10.; /*抬 刀 至 安 全 面 高 度N140 X0. Y0. ; /*回 程 序 原 點 上 方N150 M30 ; /*程 序 結 束 并 返 回 第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 2、 簡 單 內(nèi) 輪 廓 及 型 腔 的 數(shù) 控 加 工 及 其 編 程 內(nèi) 輪 廓 型 腔 零 件 圖第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 分 析 ：（ 1） 零 件 圖 已 知 某 內(nèi) 輪 廓 型 腔 如 圖 所 示 ， 要 求 對 該 型 腔 進 行 粗 、 精 加 工 。（ 2） 刀 具 選 擇 粗 加 工 采 用 20mm的 立 銑 刀 ， 精 加 工 采 用 10mm的 鍵 槽 銑 刀 。（ 3） 安 全 面 高 度 10mm。（ 4） 進 刀 /退 刀 方 式 粗 加 工 從 中 心 工 藝 孔 垂 直 進 刀 ， 向 周 邊 擴 展 。 為 此 ， 首 先 要 求 在 腔 槽 中 心 鉆 好 一 20mm的 工 藝 孔 。（ 5） 工 藝 路 線 粗 加 工 分 四 層 切 削 加 工 ， 底 面 和 側 面 各 留 0.5mm 的 精 加 工 余 量 。第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 圖 4-10 內(nèi) 輪 廓 型 腔 零 件 圖型 腔 加 工 進 刀 方 式與 工 藝 路 線第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 % 008; /* 第 008號 程 序 ， 銑 削 型 腔N10 T01 M06; /* 選 1號 刀 具 ： 20mm立 銑 刀N20 G54 G90 G00 X0. Y0.; /* 建 立 工 件 坐 標 系N25 Z40. ; /* 刀 具 運 動 到 安 全 面 高 度N30 S275. M03 M08;/* 從 工 藝 孔 垂 直 進 刀 5mm， 至 高 度 25mm處 ， 第 一 層 粗 加 工 ./* 進 刀 至 第 一 圈 擴 槽 的 起 點 （ -17.5， 7.5） ， 并 開 始 擴 槽N40 G01 Z25.0 F20; N50 X-17.5 Y7.5 F60. ; N60 Y-7.5;N70 X17.5;N80 Y7.5;N90 X-17.5; /* 第 一 圈 擴 槽 結 束/* 進 刀 至 第 二 圈 的 起 點 （ -29.5， 19.5）/* 并 開 始 擴 槽N100 X-29.5 Y19.5 ; N110 Y-19.5; 第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 N120 X29.5;N130 Y19.5;N140 X-29.5; /* 第 二 圈 擴 槽 加 工 結 束N150 X0. Y0. ; /* 回 中 心 ， 第 一 層 粗 加 工 結 束/* 從 工 藝 孔 垂 直 進 刀 5mm， 至 高 度 20mm處 ， 第 二 層 粗 加 工/* 重 復 N50開 始 至 N150的 語 句 ， 開 始 第 二 層 粗 加 工N160 Z20. F20.; N170 X-17.5 Y7.5 F60.;N180 Y-7.5;N190 X17.5;N200 Y7.5;N210 X-17.5;N220 X29.5 Y19.5;第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 N230 Y-19.5;N240 X29.5;N250 Y19.5;N260 X-29.5;N270 X0.Y0. ; /* 回 中 心 ， 第 二 層 粗 加 工 結 束/* 從 工 藝 孔 垂 直 進 刀 5mm， 至 高 度 15mm處 ， 第 三 層 粗 加 工/* 重 復 N50開 始 至 N150的 語 句 ， 開 始 第 三 層 粗 加 工N280 Z15.F20. ; N290 X-17.5 Y7.5 F60. ; N300 Y-7.5 ;N310 X17.5 ;N320 Y7.5;N330 X-17.5;N340 X-29.5 Y19.5;N350 Y-19.5;第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 /* 從 工 藝 孔 垂 直 進 刀 4.5mm， 至 高 度 10.5mm處 ， 第 四 層 粗 加 工/* 重 復 N50開 始 至 N150的 語 句 ， 開 始 第 四 層 粗 加 工N400 Z10.5 F20.; N410 X-17.5 Y7.5 F60.; N420 Y-7.5;N430 X17.5;N440 Y7.5;N450 X-17.5;N460 X-29.5 Y19.5;N470 Y-19.5;N480 X29.5;N360 X29.5;N370 Y19.5;N380 X-29.5;N390 X0. Y0. ; /* 回 中 心 ， 第 三 層 粗 加 工 結 束第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 N490 Y19.5;N500 X-29.5; /* 第 四 層 粗 加 工 結 束N510 G00 Z40.; /* 抬 刀 至 安 全 面 高 度N520 T02 M06 ; /* 換 2號 刀 具 ， 10mm鍵 槽 銑 刀 進 行 精 加 工N530 G00 X0. Y0. Z40.;N540 S500 M3 M08;N550 G01 Z10. F20.; /* 從 中 心 垂 直 下 刀 至 圖 樣 要 求 高 度N560 X-11. Y1. F100.;/* 開 始 銑 削 型 腔 底 面 ， 第 一 圈 加 工 開 始N570 Y-1.;N580 X11.;N590 Y1.;N600 X-11.;第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 N610 X-19. Y9.; /* 型 腔 底 面 ， 第 二 圈 加 工 開 始N620 Y-9.;N630 X19.;N640 Y9.;N650 X-19.;/* 型 腔 底 面 ， 第 三 圈 加 工 開 始N660 X-27. Y17.; N670 Y-17.;N680 X27.;N690 Y17.;N700 X-27.;第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 /* 型 腔 底 面 ， 第 四 圈 加 工 開 始 ， 同 時 也 精 銑 型 腔 的 周 邊N710 X-34. Y25. ; N720 G03 X-35. Y24. I0. J-1.; /* 不 設 刀 具 半 徑 補 償N730 G01 Y-24.;N740 G03 X-34. Y-25. I1. J0.;N750 G01 X34.;N760 G03 X35. Y-24. I0. J1.;N770 G01 Y24.;N780 G03 X34. Y25. I-1. J0.;N790 G01 X-34. ; /* 精 加 工 結 束N800G00 Z40. ; /* 抬 刀 至 安 全 高 度N810 M30; /* 程 序 結 束 并 返 回第 四 節(jié) 鏜 銑 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程一 、 普 通 數(shù) 控 車 床 的 車 削 加 工 普 通 數(shù) 控 車 床 能 完 成 端 面 、 內(nèi) 外 圓 、 倒 角 、 錐 面 、球 面 及 成 形 面 、 螺 紋 等 的 車 削 加 工 。 主 切 削 運 動 是 工 件 的 旋 轉 ， 工 件 的 成 形 則 由 刀 具在 ZX平 面 內(nèi) 的 插 補 運 動 保 證 。 加 工 軸 工 件 旋 轉車 床車 刀 移 動 車 外 圓 車 端 面 鉆 孔車 內(nèi) 孔切 槽 切 斷 車 錐 面車 型 面 車 螺 紋數(shù)控車削的基本特征與加工范圍第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 數(shù) 控 車 削 加 工 ：要 保 證 車 削 加 工 精 度 ， 特 別 是 錐 面 和 成 形 表 面 的 精度 ， 需 要 準 確 測 量 車 刀 刀 尖 刀 刃 圓 弧 半 徑 ， 并 采 用刀 尖 半 徑 補 償 （ TNR） 方 法 進 行 加 工 。 (仿 真 動 畫 ） W Z主 切 削 運 動插 補 運 動(進 給 運 動 ) 第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 需 要 注 意 的 問 題 ：（ 1） 在 一 個 程 序 段 中 ， 可 以 采 用 絕 對 坐 標 編 程 、 增 量 坐 標 編 程 或二 者 混 合 編 程 。（ 2） 用 絕 對 坐 標 編 程 時 ， 坐 標 值 X取 工 件 的 直 徑 ； 增 量 坐 標 編 程時 ， 用 徑 向 實 際 位 移 量 的 2倍 值 表 示 ， 并 附 上 方 向 符 號 。（ 3） 為 提 高 工 件 的 徑 向 尺 寸 精 度 ， X向 的 脈 沖 當 量 取 Z向 的 一 半 。 （ 4） 由 于 車 削 加 工 的 余 量 較 大 ， 因 此 ， 為 簡 化 編 程 數(shù) 控 裝 置 常 具備 不 同 形 式 的 固 定 循 環(huán) 。 (5) 編 程 時 ， 常 認 為 刀 尖 是 一 個 點 ， 而 實 際 中 刀 尖 為 一 個 半 徑 不大 的 圓 弧 ， 因 此 需 要 對 刀 具 半 徑 進 行 補 償 。第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 W RX Z 程 序 原 點 350 X250車 削 加 工 程 序 原 點 的 確 定 第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 帶 螺 紋 的 軸 類 零 件 數(shù) 控 車 削 加 工 及 其 手 工 編 程二 、 加 工 程 序 舉 例第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 分 析A、 工 藝 路 線 先 倒 角 切 削 螺 紋 的 實 際 外 圓 47.8mm 切 削 錐 度 部 分 車 削 62mm外 圓 倒 角 車 削 80mm外 圓 切 削 圓 弧 部 分 車 削 85mm外 圓 。 切 槽 。 車 螺 紋 。第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程該 零 件 的 數(shù) 學 計 算 較 為 簡 單 ,可 由 圖 紙 尺 寸 直 接 進 行 編 程 。l在 螺 紋 加 工 中 ， 螺 紋 大 徑 外 圓 面 實 際 車 削 尺 寸 D= 47.8 mm, 螺 紋 小 徑 尺 寸 d= 45.8 mm; 加 工 中 分 4 次 車 削 ,各 次 進 給 量 分 別為 0.3mm, 0.3 mm, 0.25 mm 和 0.15 mm 。l 在 圓 弧 面 加 工 中 ， 圓 心 相 對 于 起 點 的 坐 標 為 I=126.49 /2 mm K=-30mm. ）B、 數(shù) 學 計 算 C、 選 擇 刀 具 及 畫 出 刀 具 布 置 圖 根 據(jù) 加 工 要 求 ,選 用 三 把 刀 具 。 號 刀 車 外 圓 ， 號 刀 切 槽 ， 號 刀 車 螺 紋 。 刀 具 布 置 如 下 圖 所 示 。 采 用 對 刀 儀 對 刀 ， 螺 紋 刀 尖 相 對 與 號 刀 尖 在 Z向 位 置 15mm。 編 程 之 前 ,應 正 確 的 選 擇 換 刀 點 ， 以 便 在 換 刀 過 程 中 ， 刀 具 與工 件 、 機 床 和 夾 具 不 會 碰 撞 。D、 確 定 切 削 用 量 車 外 圓 ， 主 軸 轉 速 為 S630， 進 給 速 度 為 F150。 切 槽 時 ， 主 軸 轉 速 為 S315， 進 給 速 度 為 F10。 切 削 螺 紋 時 ， 主 軸 轉 速 為 S200， 進 給 速 度 為 F150。第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 O0004 /*程 序 號N10 G50 X200. Z350. /*建 立 工 件 坐 標 系N20 G00 X41.8 Z292. S630 M03 T1 M08 /*刀 具 快 速 接 近 工 件 ，啟 動 主 軸 ,開 冷 卻 液N30 G01 X47.8 Z289. F150. /*倒 角 N40 U0 W-59 /*車 47.8mm外 圓 ,增 量 坐 標 編 程 N50 X50. /*退 刀 ,絕 對 坐 標 與 增 量 坐 標 混 合 編 程N60 X62.W-60. /*車 錐 度 ,絕 對 坐 標 與 增 量 坐 標 混 合 編 程第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 N70 U0 Z155 /*車 62 mm外 圓 , 絕 對 坐 標 與 增 量 坐 標 混 合 編 程N80 X78.W0 /*退 刀 ,絕 對 坐 標 與 增 量 坐 標 混 合 編 程N90 X80.W-1. /*倒 角 , 絕 對 坐 標 與 增 量 坐 標 混 合 編 程N100 U0 W-19. /*車 80 mm外 圓 , 絕 對 坐 標 與 增 量 坐 標 混 合 編 程N110 G02 U0 W-60.I126.49 K-30. /*車 半 徑 等 于 70mm的 圓 弧 ,I、 K表示 圓 心 相 對 于 圓 弧 起 點 的 坐 標N120 G01 U0 Z65. /*車 80 mm外 圓N130 X90 W0 /*退 刀第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 N140 G00 X200. Z350. M05 M09 /*快 速 退 回 到 起 始 點 ,主 軸 停 ,冷 卻 液 關N150 X51. Z230. S315 M03 T2 M08 /*換 2#刀 具 ,快 速 接 近 工 件 ,啟 動 主 軸 ,開 冷 卻 液N160 G01 X45. W0 F10. /*切 槽N170 G04 U50 /*延 時 50ms,G04為 延 時 指 令N180 G00 X51 /*退 刀N190 X200.Z350.M05 M09 /*快 速 退 回 到 起 始 點 ,主 軸 停 ,冷 卻 液 關M200 G00 X52. Z296. S100 M03 T3 M08 /*換 3#刀 具 ,快 速 接 近 工 件 ,啟 動 主 軸 ,開 冷 卻 液第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 M210 G92 X47.2 Z231.5 F150. ； /* G92車 螺 紋 ,切 至 深 度0.3=(47.8-47.2)/2M220 I-0.60 K0 ； /*車 螺 紋 ,切 至 深 度 0.6=0.3+0.6/2， I、 K為 X、Y自 動 疊 加M230 I-0.50 /*車 螺 紋 ,切 至 深 度 0.85=0.6+0.5/2M240 I-0.30 /*車 螺 紋 ,切 至 深 度 1.0=0.85+0.3/2M250 G00 X200. Z350. M02 /*快 速 退 回 到 起 始 點 ,程 序 結 束 第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 三 、 車 削 加 工 循 環(huán) X Z 9.08.27.26.26.04.02.50.966 a） b)30oa） 零 件 圖 b） 車 削 循 環(huán) 第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 N100 G90 G00 X9.2 Z0.1 ; /*起 刀 點N110 G68 X6.0 Z0.1 I0.01 K0.008 P1 500 P2 560 P3 0.125 ; /* G68表示 車 削 循 環(huán) 加 工 ， X、 Z為 輪 廓 的 起 點 ， I,K為 X,Z方 向 的 加 工余 量 ； P1為 輪 廓 定 義 的 起 始 語 句 ， P2為 輪 廓 定 義 的 終 止 語 句 ，P3為 直 徑 方 向 的 最 大 切 削 深 度 N500 G01 Z0.0 ;N510 X6.2 Z-0.2;N520 X7.2 Z-0.996;N530 G63 X8.2 P1 -45. P2 0.1; /* G63為 倒 角 加 工 循 環(huán) ， P1為 倒 角 相 對 于 Z軸 的 角 度 ；P2為 倒 角 在 X方 向 的 寬 度N540 G01 Z-2.5;N550 G63 X9.0 P1 -45. P2 0.1; N560 G01 Z-3.0; XZ 9.08.27.26.26.04.02.50.966 a） b)30o 第 五 節(jié) 車 削 數(shù) 控 加 工 及 其 手 工 編 程 自 動 編 程 是 使 用 計 算 機 輔 助 編 制 數(shù) 控 機 床 零 件 加 工 程 序 的 過 程或 方 法 。 編 程 人 員 根 據(jù) 零 件 設 計 要 求 和 現(xiàn) 有 工 藝 ， 使 用 自 動 編 程 軟 件生 成 刀 位 數(shù) 據(jù) 文 件 CLF， 再 進 行 后 置 處 理 ， 生 成 加 工 程 序 ， 然 后通 過 磁 盤 、 （ 紙 帶 ） 或 通 訊 接 口 輸 入 數(shù) 控 機 床 。 自 動 編 程 的 特 點 編 程 工 作 效 率 高 ， 可 解 決 手 工 編 程 無 法 解 決的 許 多 復 雜 形 狀 零 件 的 編 程 難 題 。 由 于 計 算 機 自 動 編 程 代 替 程 序編 制 人 員 完 成 了 繁 瑣 的 數(shù) 值 計 算 ， 可 提 高 編 程 效 率 幾 十 倍 乃 至 上百 倍 。 自 動 編 程 時 ， 數(shù) 學 處 理 、 編 寫 程 序 、 檢 驗 程 序 等 工 作 是 由 計算 機 自 動 完 成 的 ， 由 于 計 算 機 可 自 動 繪 制 出 刀 具 中 心 運 動 軌 跡 ，使 編 程 人 員 可 及 時 檢 查 程 序 是 否 正 確 ， 需 要 時 可 及 時 修 改 ， 以 獲得 正 確 的 程 序 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 一 、 自 動 編 程 的 概 念 二 、 自 動 編 程 方 式 的 分 類1. 語 言 自 動 編 程q APT（ Automatically Programmed Tool） 語 言 是 一 種 對 工 件 、 刀具 的 幾 何 形 狀 及 刀 具 相 對 于 工 件 的 運 動 進 行 定 義 時 所 用 的 一 種 接近 英 語 的 符 號 語 言 。q 例 如 ： CUTTER/10 刀 具 直 徑 10mm LN1=LINE/20， 20， 20， 70 CIR=CIRCLE/10， 0， 50， 50， 100 FROM/SETPT 從 點 SETPT開 始 運 動 FEDRAT/200 進 給 速 度 200mm/min GOTO/PT1 刀 具 運 動 到 點 PT1的 位 置 第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 46 數(shù) 控 語 言 自 動 編 程 系 統(tǒng) 一 般 處 理 流 程 從 流 程 圖 中 可 以 看 出 ， 數(shù) 控 語 言 自 動 編 程 系 統(tǒng) 主 要 由 零 件 源 程 序 和編 譯 軟 件 組 成 。零件圖 零件源程序 翻譯 計算 后置處理通 用 計 算 機 編 譯 程 序（ 軟 件 程 序 ） 加 工程 序 單/ 紙 帶 編 程 人 員 直 接 輸 入 各 種 圖 形 要 素 ， 建 立 加 工 對 象 的 幾 何 模 型 ，然 后 在 模 型 上 進 行 工 藝 規(guī) 劃 、 選 擇 刀 具 、 確 定 切 削 用 量 及 走 刀 方式 ， 然 后 由 計 算 機 自 動 完 成 機 床 刀 具 運 動 軌 跡 數(shù) 據(jù) 的 計 算 、 加 工程 序 的 編 制 和 控 制 介 質(zhì) 的 制 備 (或 加 工 程 序 的 輸 入 )等 工 作 。 此 外 ，自 動 編 程 系 統(tǒng) 還 能 對 生 成 的 程 序 進 行 檢 查 與 模 擬 仿 真 。 不 需 要 使 用 數(shù) 控 語 言 （ APT源 程 序 ） ； 具 有 形 象 、 直 觀 、 高 效等 優(yōu) 點 。 目 前 很 多 CAD/CAM軟 件 都 是 這 種 方 式 。2.圖 形 自 動 編 程第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 交 互 式 圖 形 自 動 編 程 軟 件 已 成 為 國 內(nèi) 外 流 行 的 CAD/CAM軟 件普 遍 采 用 的 數(shù) 控 編 程 方 法 ， 圖 形 自 動 編 程 系 統(tǒng) 實 現(xiàn) 了 從 圖 樣 模型 數(shù) 控 編 程 加 工 的 一 體 化 ， 它 分 為 三 個 主 要 處 理 過 程 ： 零 件 幾 何 造 型 ， 生 成 刀 具 路 徑 文 件 ， 模 擬 仿 真三 .圖 形 自 動 編 程 的 工 作 原 理第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 有 三 種 方 法 獲 取 和 建 立 零 件 幾 何 模 型 ： 利 用 軟 件 本 身 提 供 的 CAD設 計 模 塊 ； 將 其 他 CAD/CAM系 統(tǒng) 生 成 的 圖 形 ， 通 過 標 準 圖 形 轉 換 接 口 (如 STEP、 DXFIGES、 STL、 DWGPARASLD、 CADL、 NFL 等 )， 轉 換 成 本 軟 件 系 統(tǒng) 的 圖 形 格 式 ； 利 用 三 坐 標 測 量 機 數(shù) 據(jù) 或 三 維 多 層 掃 描 數(shù) 據(jù) 。1. 零 件 幾 何 造 型第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 根 據(jù) CAM軟 件 要 求 ， 確 定 加 工 類 型 (如 輪 廓 、 點 位 、 挖 槽 或 曲 面 加 工 等 )； 用 光 標 選 擇 加 工 部 位 ， 選 擇 走 刀 路 線 或 切 削 方 式 ； 選 取 或 輸 入 刀 具 類 型 、 刀 號 、 刀 具 直 徑 、 刀 具 補 償 號 、 加 工余 量 、 進 給 速 度 、 主 軸 轉 速 、 退 刀 安 全 高 度 、 粗 (精 )切 削 次 數(shù) 及 余量 、 刀 具 半 徑 長 度 補 償 狀 況 、 進 退 刀 延 伸 線 值 等 加 工 所 需 的 全 部工 藝 切 削 參 數(shù) ； 自 動 編 程 系 統(tǒng) 根 據(jù) 零 件 幾 何 模 型 和 工 藝 參 數(shù) ， 生 成 刀 具 運動 軌 跡 數(shù) 據(jù) ， 即 刀 位 文 件 。注 意 ： 刀 位 文 件 是 中 性 文 件 ， 與 數(shù) 控 系 統(tǒng) 和 數(shù) 控 機 床 無 關 !2. 生 成 刀 具 路 徑第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 后 置 處 理 的 目 的 是 將 刀 位 文 件 生 成 針 對 某 一 特 定 數(shù) 控 裝 置 的加 工 程 序 。 不 同 數(shù) 控 裝 置 的 指 令 格 式 不 盡 相 同 ， 因 此 自 動 編 程 系 統(tǒng) 需提 供 針 對 不 同 數(shù) 控 裝 置 的 專 用 或 通 用 后 置 處 理 文 件 ； 早 期 的 后 置 處 理 文 件 不 開 放 ， 用 戶 無 法 修 改 ； 目 前 大 多 數(shù)CAD/CAM軟 件 提 供 開 放 式 的 通 用 后 置 處 理 文 件 ； 3. 后 置 處 理 模 擬 顯 示 刀 具 運 動 的 加 工 軌 跡 ， 可 以 直 觀 地 檢 查 編 程 過 程 中可 能 出 現(xiàn) 的 錯 誤 。4.模 擬 仿 真第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 基 于 CAD/CAM軟 件 的 數(shù) 控 自 動 編 程 的 基 本 步 驟 如 下 圖 所 示 ：四 .自 動 編 程 的 基 本 步 驟 (與 手 工 編 程 相 比 較 )加 工零 件及 其工 藝分 析 加工部位建模 工藝參數(shù)輸入 刀 具軌 跡生 成與 編輯 后置 處理 加工程序輸出刀 具 軌 跡 驗 證 、 仿 真錯 誤第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 與 手 動 編 程 一 樣 ， 加 工 零 件 及 其 工 藝 分 析 是 數(shù) 控 編 程 的 基 礎 。目 前 這 項 工 作 主 要 還 需 人 工 來 做 ， 隨 著 CAPP技 術 的 發(fā) 展 ， 將 逐 漸由 CAPP或 借 助 CAPP來 完 成 。 主 要 任 務 有 ：1. 加 工 零 件 及 其 工 藝 分 析 零 件 幾 何 尺 寸 、 公 差 及 精 度 要 求 的 核 準 ； 確 定 加 工 方 法 、 工 夾 量 具 及 刀 具 ； 確 定 編 程 原 點 及 編 程 坐 標 系 ； 確 定 走 刀 路 線 及 工 藝 參 數(shù) ；第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 與 前 述 相 同 ， 有 三 種 方 法 獲 取 和 建 立 零 件 幾 何 模 型 ： 利 用 軟 件 本 身 提 供 的 CAD設 計 模 塊 ； 將 其 他 CAD/CAM系 統(tǒng) 生 成 的 圖 形 ， 通 過 標 準 圖 形 轉 換 接 口 (如 STEP、 DXFIGES、 STL、 DWGPARASLD、 CADL、 NFL 等 )， 轉 換 成 本 軟 件 系 統(tǒng) 的 圖 形 格 式 ； 利 用 三 坐 標 測 量 機 數(shù) 據(jù) 或 三 維 多 層 掃 描 數(shù) 據(jù) 。2. 加 工 部 位 造 型第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 將 工 藝 分 析 中 的 工 藝 參 數(shù) 輸 入 到 自 動 編 程 系 統(tǒng) 中 ， 常 見 的 工 藝參 數(shù) 有 ：3. 工 藝 參 數(shù) 輸 入 刀 具 類 型 、 尺 寸 與 材 料 ； 切 削 用 量 ， 如 主 軸 轉 速 、 進 給 速 度 、 切 削 深 度 及 加 工 余 量 等 ； 毛 坯 信 息 ， 如 尺 寸 、 材 料 等 ； 其 他 信 息 ， 如 安 全 平 面 、 線 性 逼 近 誤 差 、 刀 具 軌 跡 間 的 殘 留高 度 、 進 退 刀 方 式 、 走 刀 方 式 、 冷 卻 方 式 等 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 自 動 編 程 系 統(tǒng) 將 根 據(jù) 幾 何 信 息 與 工 藝 信 息 ， 自 動 完 成 基 點 和 節(jié)點 計 算 ， 并 對 數(shù) 據(jù) 進 行 編 排 ， 形 成 刀 位 數(shù) 據(jù) ； 刀 位 軌 跡 生 成 后 ， 自 動 編 程 系 統(tǒng) 將 刀 具 軌 跡 顯 示 出 來 ， 如 果 有不 合 適 的 地 方 ， 可 在 人 工 交 互 方 式 下 對 刀 具 軌 跡 進 行 編 輯 與 修 改 。4. 刀 具 軌 跡 生 成 與 編 輯 自 動 編 程 系 統(tǒng) 提 供 驗 證 與 仿 真 模 塊 ， 可 以 檢 查 刀 具 軌 跡 的 正 確性 與 合 理 性 。 驗 證 模 塊 指 通 過 模 擬 加 工 過 程 來 檢 驗 加 工 中 是 否 過切 ， 刀 具 與 約 束 面 是 否 發(fā) 生 干 涉 與 碰 撞 等 ； 仿 真 模 塊 是 將 加 工 過程 中 的 零 件 模 型 、 機 床 模 型 、 夾 具 模 型 及 刀 具 模 型 用 圖 形 動 態(tài) 顯示 出 來 ， 基 本 具 有 試 切 加 工 的 效 果 。5. 刀 具 軌 跡 的 驗 證 與 仿 真第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 將 刀 位 數(shù) 據(jù) 文 件 轉 換 為 數(shù) 控 裝 置 能 接 受 的 數(shù) 控 加 工 程 序 。6. 后 置 處 理 將 加 工 程 序 利 用 打 印 機 打 印 清 單 ， 供 人 工 閱 讀 ； 將 加 工 程 序 存 入 存 儲 介 質(zhì) ， 包 括 穿 孔 紙 帶 、 磁 盤 、光 盤 和 U盤 等 ， 用 于 保 存 或 轉 移 到 數(shù) 控 機 床 上 使 用 ； 通 過 標 準 通 信 接 口 ， 將 加 工 程 序 直 接 送 給 數(shù) 控 裝 置 ；7. 加 工 程 序 輸 出第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 五 .國 內(nèi) 外 典 型 的 CAM軟 件 簡 介1. Pro/Engineer軟 件Pro/ENGINEER是 美 國 PTC(Parametric Technology Corporation)公司 推 出 的 CAD/CAM/CAE系 統(tǒng) 軟 件 ， 是 目 前 專 業(yè) 設 計 人 員 廣 泛使 用 的 軟 件 之 一 。l Pro/ENGINEER被 廣 泛 地 應 用 于 機 械 、 電 子 、 工 業(yè) 造 型 、航 空 航 天 與 家 電 等 領 域 ， 已 經(jīng) 成 為 “ 信 息 化 帶 動 工 業(yè) 化 ” 的重 要 工 具 軟 件 。l 它 集 零 件 設 計 、 裝 配 、 工 程 圖 、 鈑 金 設 計 、 模 具 設 計 、NC加 工 、 造 型 設 計 、 逆 向 工 程 、 運 動 模 擬 以 及 有 限 元 分 析 等功 能 于 一 體 ， 涵 蓋 了 產(chǎn) 品 設 計 制 造 的 全 過 程 ， 功 能 強 大 ， 逐漸 成 為 了 業(yè) 界 新 標 準 。 第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 單 一 數(shù) 據(jù) 庫 ， 使 得 整 個 設 計 過 程 中 任 何 一 處 改 動 ， 可 以反 應 在 整 個 設 計 制 造 的 相 關 環(huán) 節(jié) 上 ；Pro/E的 產(chǎn) 品 造 型 功 能 具 有 以 下 特 性 ：(1). Pro/Engineer軟 件 的 三 維 造 型 功 能 特 征 功 能 和 參 數(shù) 化 設計 ， Pro/E軟 件 就 是 采 參數(shù) 化 設 計 的 、 基 于 特 征的 實 體 模 型 化 系 統(tǒng) 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 定 義 截 面 輪 廓 ；對 草 圖 施 加 尺 寸 約 束 和 幾 何 約 束 。二維草圖 拉 伸 、 旋 轉 、 掃 掠 、 混 成 等 ?；咎卣?切 割 、 打 孔 、 拔 模 斜 度 、 倒 斜 角 、倒 圓 角 、 抽 殼 、 陣 列 、 復 制 等 。設計特征 修 改 草 圖 、 修 改 特 征 、 修 改 各 類參 數(shù) 。修改特征 動 態(tài) 觀 察 、 渲 染 處 理 等 。三維 實體 幾何造型過程第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 (2). Pro/Engineer軟 件 的 CAM功 能l 建 立 數(shù) 控 加 工 模 型l 創(chuàng) 建 操 作l 定 義 機 床l 創(chuàng) 建 夾 具l 創(chuàng) 建 坐 標 系l 創(chuàng) 建 數(shù) 控 加 工 軌 跡l 創(chuàng) 建 退 刀 面l 其 它 （ 材 料 去 除 ， 刀 位數(shù) 據(jù) 文 件 以 及 后 置 處 理等 ）第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 UG： Unigraphics 是 美 國 Unigraphics Solution公 司 開 發(fā) 的 一 套 集CAD、 CAM、 CAE 功 能 于 一 體 的 三 維 參 數(shù) 化 軟 件 ， 現(xiàn) 被 西 門子 公 司 收 購 ， 是 當 今 最 先 進 的 計 算 機 輔 助 設 計 、 分 析 和 制 造 的軟 件 ， 用 于 航 空 、 航 天 、 汽 車 、 輪 船 、 通 用 機 械 和 電 子 等 工 業(yè)領 域 。 UG軟 件 在 CAM領 域 處 于 領 先 的 地 位 ， 產(chǎn) 生 于 美 國 麥 道飛 機 公 司 ， 是 飛 機 零 件 數(shù) 控 加 工 首 選 編 程 工 具 。2. UG第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 3. CATIA Catia是 法 國 達 索 （ Dassault） ） 公 司 推 出 的 產(chǎn) 品 ， 法 制 幻 影 系 列戰(zhàn) 斗 機 、 波 音 737、 777的 開 發(fā) 設 計 均 采 用 Catia。 CATIA據(jù) 有 強 大的 曲 面 造 型 功 能 ， 在 所 有 的 CAD三 維 軟 件 位 居 前 列 ， 廣 泛 應 用 于國 內(nèi) 的 航 空 航 天 企 業(yè) 、 研 究 所 ， 以 逐 步 取 代 UG成 為 復 雜 型 面 設 計的 首 選 。 CATIA具 有 較 強 的 編 程 能 力 ， 可 滿 足 復 雜 零 件 的 數(shù) 控 加工 要 求 。 目 前 一 些 領 域 采 取 CATIA設 計 建 模 ， UG編 程 加 工 ， 二 者結 合 ， 搭 配 使 用 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 4. MasterCAM Mastercam是 美 國 CNC軟 件 公 司 開 發(fā) 的 CAD/CAM一 體 化 軟 件 。它 集 二 維 繪 圖 ， 三 維 實 體 ， 曲 面 設 計 ， 數(shù) 控 編 程 ， 刀 具 路 徑 模擬 等 功 能 于 一 身 ， 對 系 統(tǒng) 運 行 環(huán) 境 要 求 較 低 。 Master Cam 具 有較 強 的 曲 面 粗 加 工 及 曲 面 精 加 工 的 功 能 ， 曲 面 精 加 工 有 多 種 選擇 方 式 ， 可 以 滿 足 復 雜 零 件 的 曲 面 加 工 要 求 ， 同 時 具 備 多 軸 加工 功 能 。 由 于 價 格 低 廉 ， 性 能 優(yōu) 越 ， 成 為 國 內(nèi) 民 用 行 業(yè) 數(shù) 控 編程 軟 件 的 首 選 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 5. CAXACAXA制 造 工 程 師 是 北 京 北 航 海 爾 軟 件 有 限 公 司 推 出 一 款 全 國 產(chǎn)化 的 CAD CAM產(chǎn) 品 ， 為 國 產(chǎn) CAD CAM軟 件 在 國 內(nèi) CAM市 場中 占 據(jù) 了 一 席 之 地 。 作 為 我 國 制 造 業(yè) 信 息 化 領 域 自 主 知 識 產(chǎn) 權 軟件 優(yōu) 秀 代 表 和 知 名 品 牌 ， CAXA已 經(jīng) 成 為 我 國 CAD/CAM/PDM業(yè)界 的 領 導 者 和 主 要 供 應 商 。 CAXA制 造 工 程 師 是 一 款 面 向 二 至 五軸 數(shù) 控 銑 床 與 加 工 中 心 、 具有 良 好 工 藝 性 能 的 銑 削 /鉆 削數(shù) 控 加 工 編 程 軟 件 。 該 軟 件性 能 優(yōu) 越 ， 價 格 適 中 ， 在 國內(nèi) 市 場 頗 受 歡 迎 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 六 、 自 動 編 程 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 趨 勢 1. 從 系 統(tǒng) 結 構 來 看 ， 將 趨 于 模 塊 化 。 根 據(jù) 用 戶 不 同 ， 選 擇 不 同 模塊 組 成 專 用 系 統(tǒng) ， 使 效 率 更 高 ， 實 用 性 更 強 ， 從 而 解 決 大 而 全與 小 而 專 的 矛 盾 。2. 從 加 工 角 度 來 看 ， 系 統(tǒng) 中 工 藝 處 理 能 力 將 逐 步 得 到 加 強 ， 使 自動 編 程 從 僅 僅 代 替 人 進 行 數(shù) 學 計 算 與 編 寫 程 序 單 擴 展 到 數(shù) 控 程序 編 制 的 全 過 程 。3. 從 系 統(tǒng) 輸 入 角 度 看 ， 將 逐 步 由 面 向 點 、 線 、 面 等 幾 何 要 素 發(fā) 展到 面 向 面 、 孔 、 槽 等 工 程 要 素 。 系 統(tǒng) 造 型 將 更 加 豐 富 、 算 法 更先 進 、 理 論 更 完 善 、 誤 差 更 小 。4. 系 統(tǒng) 的 集 成 化 ： CAM應 與 CAD（ 計 算 機 輔 助 設 計 ） 、 CAPP（ 計算 機 輔 助 工 藝 過 程 設 計 ） 、 CAT（ 計 算 機 輔 助 檢 測 ） 一 體 化 ，使 產(chǎn) 品 從 設 計 到 制 造 全 過 程 更 系 統(tǒng) 、 更 科 學 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 5. 系 統(tǒng) 的 智 能 化 與 自 動 化 ： 隨 著 人 工 智 能 等 技 術 的 引 進 ， 使 自 動編 程 系 統(tǒng) 具 有 一 定 的 智 能 ， 從 而 使 人 工 參 與 更 少 ， 系 統(tǒng) 自 動 化進 一 步 提 高 。6. 系 統(tǒng) 的 網(wǎng) 絡 化 ： 數(shù) 控 自 動 編 程 系 統(tǒng) 能 隨 時 與 設 計 系 統(tǒng) 、 工 藝 系統(tǒng) 相 溝 通 （ 得 到 相 關 信 息 并 可 以 進 行 一 定 的 反 饋 ） ， 能 通 過 系統(tǒng) 中 的 通 訊 軟 件 及 DNC軟 件 將 生 成 的 加 工 程 序 傳 送 給 機 床 。7. 系 統(tǒng) 的 并 行 化 ： 可 實 現(xiàn) 一 定 程 度 的 并 行 化 ， 即 在 零 件 設 計 過 程中 就 考 慮 工 藝 與 加 工 問 題 ， 從 而 提 高 效 率 ， 縮 短 生 產(chǎn) 周 期 。8. 系 統(tǒng) 的 虛 擬 化 ： 逐 步 引 入 虛 擬 現(xiàn) 實 技 術 ， 使 動 態(tài) 仿 真 更 加 真 實可 靠 ， 從 而 不 必 進 行 任 何 實 際 加 工 ， 就 可 以 對 零 件 的 設 計 、 工藝 、 編 程 進 行 評 估 。第 六 節(jié) 自 動 編 程 概 述 9 . 試 編 寫 加 工 圖 2 -7 0 所 示 零 件 外 輪 廓 的 數(shù) 控 加 工 程 序 。第 2章 作 業(yè) （ 1， P7 1 頁 ） 1 2 . 試 編 制 精 加 工 圖 2 -7 3 所 示 軸 類 零 件 的 數(shù) 控 車 削 程 序 。第 2章 作 業(yè) （ 2， P7 2 頁 ） 銑 削 刀 具 ： 面 銑 刀 方 肩銑 刀仿 形 銑 刀 三 面 刃 和螺 紋 銑 刀整 體 硬 質(zhì)合 金 銑 刀 車 削 刀 具 ：外 圓 車 刀 內(nèi) 孔 車 刀螺 紋 車 刀 鉆 削 刀 具 ： 鉸 刀鉆 頭 絲 錐 常 用 刀 柄面 銑 刀 刀 柄 整 體 鉆 夾 頭 刀 柄 鏜 刀 柄 莫 式錐 度刀 柄 快 換 式絲 錐 刀柄鉆 夾 頭刀 柄 ER彈 簧 夾 頭 刀 柄 ER彈 簧 夾 頭 側 壓 式 立 銑 刀 柄