……
G00 U10 V12
G01 U20 V25 F100
……
第三节 数控加工的工艺设计
工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作， 合理的工艺设计方案是数控编程的依据。编程人员必须首先 搞好工艺设计，然后再考虑编程。
数控加工工艺与普通加工工艺在原则上基本相同，但又 有其特点：
➢数控加工的工序内容复杂 ➢数控加工程序的编制复杂
编程原点（工件原点）：由编程人员在工件上根 据编程方便性自行设定的编制加工程序的原点。
——尽量选在零件的设计基准或工艺基准上
加工原点：
三、绝对坐标系和增量坐标系
G90 G00 X10 Y12 G01 X30 Y37 F100 ……
G91 G00 X10 Y12
G01 X20 Y25 F100
一、数控加工内容的选择
工艺内容明确而具体 对刀点、换刀点
通用机床无法加工的内容应作为优选内容； 通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容； 通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数 控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。
二、数控加工工艺性分析
尺寸标注应符合数控加工的特点 ✓宜用同一基准引注或坐标式尺寸
➢选择变化的进给速度； ➢自动编程系统自身的“超 程”保护功能； ➢利用机床“进给倍率”旋 纽手工控制。
五、数控加工工艺文件的编写
•数控加工工序卡 •数控加工走刀路线图
第二章 常用编程指令及数学处理
第一节 常用编程指令
➢G90、G91
N30 G90 G01 X40 Z-30 F500 N40 X60 Z-48 N30 G91 G01 X10 Z-30 F500 N40 X20 Z-18
顺序的安排
•上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间 穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑； •先内后外； •以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好 连续进行，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板 次数； •在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性 破坏较小的工序。
数控加工工序与普通工序的衔接
✓ 字：一套有规定次序的字符，可以作为一个信息单 元存储、传递和操作。
✓ 字长：一个字所含字符个数。 ✓ 常规加工程序中的字：
一个英文字母＋若干位10进制数字组成。
地址 符
顺序号字－地址符:N
✓ 作用：程序校对和检索修改；在加工轨迹图几何节点处标上 相应顺序号字，可直观检查程序；可作为条件转向的目标；可 进行程序段的复归操作。 ✓ 使用规则：数字为正整数；数字可以不连续；可只在部分程 序段中设顺序号，也可全设，也可全不设。
确定走刀路线
•走刀路线：在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动 的轨迹。 •走刀路线不仅包括了加工内容，也反映出加工顺序，是 编程的依据之一。
• 确定走刀路线的原则 1)应保证被加工工件的精度和表面粗糙度； 2)应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率； 3)在满足工件精度、表面粗糙度、生产率等要求的情况下，
加工程序的一般格式：
N140 M30 ％
第二节 数控机床的坐标系
一、坐标系及运动方向
基本原则：1、刀具相对于静止工件而运动
2、采用右手笛卡儿直角坐标系 3、坐标运动正方向是增大工件和刀具间距离的方向
先确定Z轴 → X轴 → 右手笛卡儿坐标系确定Y轴
Z轴：平行于主轴中心线
工件旋转的机床 → 工件径向
•钻孔：
•镗孔：
▪L/D≤5 ▪尽量采用对称的两刃或两刃以上的镗刀头
▪精镗宜采用微调镗刀。
▪选择镗刀主偏角接近90°，大于75°。
对刀点与换刀点的确定
•对刀点：是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。 •通过G54～G59设定加工坐标系，对刀点往往是零件的加工 原点。 •通过G92或G50设定加工坐标系，对刀点被认为是程序开始 运行的起点，又称“起刀点”。
零件加工工艺路线 结合数控加工特点灵活运用普通加工工艺的一般原则，将数 控加工工序穿插与零件加工的整个工艺过程中，使之与普通 工序良好衔接。
工序的划分
•以一次安装、加工作为一道工序
•以同一把刀具加工内容 作为一道工序 •以加工部位划分工序 •以粗、精加工划分工序
工步的划分
•先粗后精； •先面后孔； •按刀具集中。
•选择对刀点的原则是： 1)便于数学处理和简化程序编制； 2)在机床上容易找正； 3)在加工中便于检查； 4)有利于提高加工精度。
•“刀位点”：刀具的定位基准点。 •“换刀点”是指多刀机床在加工 过程中换刀时的位置
切削用量的确定
•加工圆弧段时，切削点的实际进给速度≠刀具中心进给速度。 •轮廓加工中注意进给速度的“超程”、“欠程”现象。
•建立工序间的相互状态要求。
四、数控加工工序设计
数控工序设计的主要任务：
•本工序加工内容（走刀路线、工步顺序）的确定； •定位夹紧方式及夹具选择； •数控刀具的选择； •切削用量的选择； •对刀点、换刀点的确定。
•数控加工工艺十分严密，工序设计中必须注意加工过程 中的每一个细节； •对图形进行数学处理、计算和编程时，力求准确无误。
•执行G92指令，机床不产生 任何运动； •设定的加工原点与当前刀具 位置有关，随刀具起始点的 位置不同而改变，必须保证 起刀点位置与程序中G92指 令中的坐标值一致，重复加 工时应特别注意；
G92 X150 Z20
•也可用CRT/MDI输入参数方式通过G54～G59设定加工坐标系。
➢坐标平面选择指令G17、G18、G19
•数控编程（ ≈40% ）
数控编程步骤和内容；坐标系及原点；刀补；G指令和 M指令；固定循环指令；子程序
第一章 数控编程基础
数控加工程序的编制是数控加工中的重要一环，在数控加工
与数控机床之间起着纽带作用。
O10
G55 G90 G01 Z40 F2000
M03 S500
G01 X-50 Y0
G01 Z-5 F100
理论部分考试内容：
•机械加工基础（≈26.6%）
机械制图、公差与配合；金属切削刀具、夹具；金属 材料及热处理
•数控加工基础（≈6.7%）
数控加工基本原理；数控机床分类特点、应用范围； 数控系统软、硬件组成及功能
•数控加工工艺（ ≈26.7% ）
数控铣加工对象；数控铣工艺分析；数控铣工艺路线设计； 加工工艺参数确定
主轴转速功能字：S
刀具功能字：T
辅助功能字：M
％
四、程序段格式
O10
程序段格式：程序段中的N字10、G字55符G和90数G据00 Z40
的排列形式。
✓ 固定顺序格式
N20 M03 S500 N30 X-50 Y0 N40 G01 Z-5 F100
✓分隔符程序段格式
N50 G01 G42 X-10 Y0 H01
X轴：
刀具旋转的机床
Z轴水平 → 从主轴向工件看，向右
为+X
单立柱→ 从主轴向立柱
Z轴垂直
看，向右为+X 龙门式→ 从主轴向左侧
立柱看，向右为+X
举例：
例题：
1、数控机床坐标系采用（ ）判定X、Y、Z的正方向， 工具ISO标准，在编程时采用（ ）的规则。
A.右手法则；刀具相对静止而工件运动 B.右手法则；工件相对静止而刀具运动 C.左手法则；工件随工作台运动 D.左手法则；刀具随主轴运动
•G90、G91是一对模态指令，在同一程序段中只能用一种； •无论是绝对尺寸还是增量尺寸，同一轴向的尺寸字的地址符要 相同。 •有些系统可直接用地址符来区分：X、Y、Z——绝对尺寸
U、V、W——相对尺寸
➢预置寄存指令G92(G50)
功能：使用G92指令用来确定起刀点与编程原点的相对位置关 系，从而建立加工坐标系。 指令格式：G92 X_ Y_ Z_； G92 X150 Z100
尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作。
•为保证零件表面质量，应减少接刀、停刀刀痕
✓应尽量减少在轮廓切削中停刀； ✓避免沿法向切入工件； ✓最终轮廓应在一次走刀中连续加工出来； ✓尽量采用顺铣，提高零件表面质量和刀具耐用度。
•寻求最逗走刀路线，减少空刀时间以提高加工效率；但不能 忽略必要的辅助尺寸（刀具引入量和超出量）以及对位置精 度的影响。
功能：用来指定平面直线和圆弧插补、刀具补偿平面。 指令格式：G17；（设置加工平面为XY，数控铣床默认平面）
夹具的选择
1)当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具 和其它通用夹具，以缩短准备时间、节省生产费用； 2)在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单； 3)夹具要开敞，加工部位开阔，夹具的定位、夹紧机构元件 不能影响加工中的进给(如产生碰撞等)； 4)装卸零件要快速、方便、可靠，以缩短辅助时间，批量较 大时应考虑采用气动或液压夹具、多工位夹具。
数控工艺员培训
数 控 工艺员培训
(数控技术基础)
主讲：周利平
数控工艺员考试模块
•理论考试（30%；考试时间40min； 题型：选择+判断）
•CAM考试（40%；考试时间2h； 3个零件的造型、生成加工轨迹及G代码）
•实际加工操作（30%；考试时间2h； 1个零件的完整加工过程）
各部分均 ≥60%
刀具的选择
•刀具刚性要好 •刀具耐用度要高
•刀具精度要高 ➢刀具参数选择：
•铣刀： ▪铣内凹轮廓：
r=(0.8~0.9)Rmin 铣外凸轮廓时，r尽量大
采用先进的刀具材料 优选刀具参数 尽可能采用机夹可转位刀片
▪零件加工高度：H≤(1/4~1/6)r
▪为保证平底两次走刀路线搭接，编程半径取： 0.95(r-rε)
准备功能字：G00～G99，前置“0”可省略；