第二章 数控加工的程序编制
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第二章程序编制中的工艺分析第一节概述无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量。
在编程中,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。
因此程序编制中的工艺分析是一项十分重要的工作。
一、数控加工工艺的基本特点在普通机床上加工零件时,是用工艺规程或工艺卡片来规定每道工序的操作程序,操作者按工艺卡上规定的“程序”加工零件。
而在数控机床上加工零件时,要把被加工的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序,并以数字信息的形式记录在控制介质(如穿孔纸带,磁盘等)上,用它控制机床加工。
由此可见,数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同,但数控加工的整个过程是自动进行的,因而又有其特点。
1)工序的内容复杂。
这是由于数控机床比普通机床价格贵,若只加工简单工序在经济上不合算,所以在数控机床上通常安排较复杂的工序,甚至在普通机床上难以完成的工序。
2)工步的安排更为详尽。
这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题,如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及加工路线的确定等问题,在编制数控机床加工工艺时却不能忽略。
二、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,因而本章仅对编程中的工艺分析予以讨论,而编程中工艺指令的处理将在有关章节讨论。
本提纲只列举关键词,具体内容请参考课本和课件补充第一章:概述1.数字控制2.数字控制技术3.数控机床4.数控系统5.硬件数控(NC)6.计算机数控系统(CNC)7.数控机床的组成和作用:8.数控系统组成9.机床的机械部件10.数控机床的工作过程;数控编程的一般过程12.数控机床的分类:按运动轨迹;按所用的进给伺服系统类型;按所用的数控装置类型;按数控系统功能水平。
第二章:数控加工程序的编制1.数控编程2.编程的步骤3.对刀4.刀位点5.常用标准代码6.数控系统误差来源:7.机床坐标系8.分辨率(运动)9.机床原点10.工件坐标系11.模态与非模态插补和刀补1.插补2.硬件插补3.软件插补5.基准脉冲插补;逐点比较法6.数据采样插补;时间分割法7.刀具半径补偿8.B刀补9.C刀补15.刀具半径补偿的工作过程第三章:计算机数控装置C系统硬件结构:单处理器结构;多处理器结构C系统数据转换流程:4.C系统的软件结构多任务并行处理前后台型软件结构中断型软件结构6.软件系统的特点:多任务性与并行处理技术(单机系统采用资源分时共享,多机系统采用流水处理和并发处理);实时性和优先抢占调度机制第四章:进给伺服驱动系统1.分辨率(检测)2.编码器、光栅、旋转变压器3.绝对式、增量式、数字式、模拟式4.步距角5.数控机床进给伺服系统、组成、要求6.开环数控系统;闭环数控系统;半闭环数控系统。
7.同步转速第五章:运动系统与典型机构1.主运动、进给运动、换刀运动2.准停、C轴3. 数控机床进给运动系统的性能特点4. 转速和调速范围5.主运动的传动6.电主轴的支承类型7.进给运动传动类型8.数控机床导轨、要求、类型9.回转工作台类型10.自动换刀装置的形式第6章:典型数控机床1.数控车类型2.数控铣类型3.数控特种加工机床类型。
第二章数控加工程序编制----作业题详解一、数控铣床、钻床编程作业1. 使用刀具长度补偿和固定循环指令加工如图所示的零件中A、B、C三个孔N01 G91 T1 M06;换刀N02 M03 S600;主轴启动N02 G43 H01;设置刀具补偿N03 G99 G81 X120.0 Y80.0 Z-21.0 R-32.0 F100;钻孔AN04 G99 G82 X30.0 Y-50.0 Z-38.0 R-32.0 P2000;锪孔BN05 G98 G81 X50.0 Y30.0 Z-25.0 R-32.0 P2000;钻孔CN06 G00 X-200.0 Y-60.0;返回起刀点N07 M05;N08 M02;2. 毛坯为120mm×60mm×10mm铝板材,5mm深的外轮廓已粗加工过,周边留2mm余量,要求加工出如图所示的外轮廓及φ20mm深10mm的孔,试编写加工程序。
(1)根据图纸要求,确定工艺方案及加工路线1)以底面为定位基准,两侧用压板压紧,固定于铣床工作台上;2)工步顺序:①钻孔φ20mm;②按线路铣削轮廓(2)选择机床设备//ABCDEFGOO选用数控铣钻床。
3)选用刀具采用φ20mm的钻头,铣削φ20mm孔;φ10mm的立铣刀用于轮廓的铣削,并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
数控钻铣床没有自动换刀功能,钻孔完成后,直接手工换刀。
(4)确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定,详见加工程序。
(5)确定工件坐标系和对刀点在XOY平面内确定以O点为工件原点,Z方向以工件上表面为工件原点,建立工件坐标系,如图所示。
采用手动对刀方法对刀。
(6)编写程序2)铣轮廓程序(手工安装好φ10mm立铣刀)O0002;G54 G90 G00 Z5.0 S1000 M03;X-5.0 Y-10.0;G41 D01 X5.0 Y-10.0;C(26.8,45),D(57.3,40) E(74.6,30)G01 Z-5.0 F150.0;G01 Y35.0;G01 X15.0 Y45.0;G01 X26.8;G02 X57.3 Y40.0 R20.0;G03 X74.6 Y30.0 R20.0;G01 X85.0;G01 Y5.0;G01 X-5.0;G40 G00 Z100.0;M05;M02;3. 如图所示零件,进行打中心孔、钻孔、攻螺纹等加工。
数控技术第三版章节练习答案第一章绪论1.1数控机床的工作流程是什么?答:数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。
数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工1.2 数控机床由哪几部分组成?各部分的基本功能是什么?答:组成:由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成输入输出设备:实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印数控装置:接受来自输入设备的程序和数据,并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。
伺服系统:接受数控装置的指令,驱动机床执行机构运动的驱动部件。
测量反馈装置:检测速度和位移,并将信息反馈给数控装置,构成闭环控制系统。
机床本体:用于完成各种切削加工的机械部分。
1.3.什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床?三者如何区别?答:(1)点位控制数控机床特点:只与运动速度有关,而与运动轨迹无关。
如:数控钻床、数控镗床和数控冲床等。
(2)直线控制数控机床特点:a.既要控制点与点之间的准确定位,又要控制两相关点之间的位移速度和路线。
b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能,以及主轴转速控制功能。
如:简易数控车床和简易数控铣床等。
(3)连续控制数控机床(轮廓控制数控机床):对刀具相对工件的位置,刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。
具有点位控制系统的全部功能,适用于连续轮廓、曲面加工。
1.4.数控机床有哪些特点?答:a.加工零件的适用性强,灵活性好;b.加工精度高,产品质量稳定;c.柔性好;d.自动化程度高,生产率高;e.减少工人劳动强度;f.生产管理水平提高。
适用范围:零件复杂、产品变化频繁、批量小、加工复杂等1.5.按伺服系统的控制原理分类,分为哪几类数控机床?各有何特点?答:(1)开环控制的数控机床;其特点:a.驱动元件为步进电机;b.采用脉冲插补法:逐点比较法、数字积分法;c.通常采用降速齿轮;d. 价格低廉,精度及稳定性差。
第2章 数控加工的程序编制1.概述2.1.1 数控编程的基本概念在数控机床上加工零件时,一般首先需要编写零件加工程序,即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、进给速度等),然后将零件加工程序输入数控装置,经过计算机的处理与计算,发出各种控制指令,控制机床的运动与辅助动作,自动完成零件的加工。
当变更加工对象时,只需重新编写零件加工程序,而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。
这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息,按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列,就是数控加工程序,或称零件程序。
要在数控机床上进行加工,数控加工程序是必须的。
制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制,简称数控编程(NC programming),它是数控加工中的一项极为重要的工作。
2.1.2 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类,一类是手工编程;另一类是自动编程。
手工编程1.手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤,即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验,均由人工来完成。
对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件,数控编程计算较简单,程序段不多,手工编程即可实现。
但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件,特别是空间复杂曲面零件,数值计算则相当繁琐,工作量大,容易出错,且很难校对。
据资料统计,对于复杂零件,特别是曲面零件加工,用手工编程时,一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比,平均约为30:1。
数控机床不能开动的原因中,有20~30%是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。
因此,为了缩短生产周期,提高数控机床的利用率,有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题,采用手工编程已不能满足要求,而必须采用自动编程方法。
2. 自动编程进行复杂零件加工时,刀位轨迹的计算工作量非常大,有些时候,甚至是不现实的。
2-1 预置寄存指令G92的含义是什么?用G92程序段设置的加工坐标系原点在机床坐标系中的位置是否不变?答:按照程序规定的尺寸字设置或修改坐标位置,不产生机床运动。
通过该指令设定起刀点即程序开始运动的起点,从而建立加工坐标系。
用G92指令设置的加工原点是随刀具起始点位置的变化而变化。
2-3 当不考虑刀具的实际尺寸加工下列轮廓形状时,试分别用绝对尺寸和增量尺寸编写加工程序。
答:(1)N10 G92 X5 Y5 M03 S600;N20 G17 G90 G00 X40 Y20;N30 G01 X85 Y50 F50;N40 X-15 Y70;N50 G00 X5 Y5;N60 M30.N10 G92 X5 Y5 M03 S600;N20 G17 G91 G00 X40 Y20;N30 G01 X45 Y30 F50;N40 X-100 Y20;N50 G00 X5 Y5;N60 M30.(3)N10 G92 X0 Y0 M03 S600;N20 G17 G90 G01 X80 Y30 F50;N30 X50 Y60;N40 X0 Y0;N50 M30.N10 G92 X0 Y0 M03 S600N20 G17 G91 G01 X80 Y30 F50N30 X-30 Y30N40 X-50 Y-60N50 M30(4)N10 G92 X0 Y0 M03 S600;N20 G17 G90 G02 X-70 Y0 I0 J-18 F50;N30 G03 X-20 Y0 I25 J0;N40 G02 X0 Y20 I0 J20;N50 G00 X0 Y0;N60 M30.N10 G92 X0 Y0 M03 S600;N20 G17 G91 G02 X-70 Y0 I0 J-18 F50;N30 G03 X-20 Y0 I25 J0;N40 G02 X20 Y20 I0 J20;N50 G00 X0 Y0;N60 M30.2-5N10 G92 X0 Y-30 Z10N20 S600 M03N30 G90 G17 G01 G41 X0 Y-20 D03 F120N40 Z-1 M08N50 G01 X0 Y15N60 G01 X10 Y25N70 G01 X40 Y25N80 G02 X50 Y15 I0 J-10N90 G01 X50 Y0N100 G01 X-15 Y0N110 G01 G40 X0 Y-30 M09N120 G00 Z10 M05N130 M30参数设置:D03=52-7 什么叫基点?什么叫节点?它们在零件轮廓上的数目分别取决于什么?答:几何要素之间的连接点称为基点。