数控车削加工工艺及加工程序编制.doc

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合 肥 通 用 职 业 技 术 学 院

毕 业 设 计 论 文

题 目： 数控车削加工工艺及加工程序编制

系 别: 数 控 与 材 料 工 程 系

专 业： 数 控 技 术

学 制： 三 年

姓 名: 李 鹏

学 号: 12110214

指导教师： 葛 婧

二O一四 年 五 月 十六 日

摘 要
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控技术及数控机床在当今机械制造业中起着重要地位。而现在机械产品的性能，结构，形状和材料的不断的改进，精度不断提高，生产类型由大批量生产向多品种小批量转化。对零件加工质量和精度要求越来越高。而数控技术是现代化加工设备的基础,又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术的支撑。发展先进制造技术必须以数控技术为基础。现代数控机床是综合应用了计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，集成了数控仿真,可以检查出代码的正确性，从而可以提高编程质量，减少出错率，加快编程速度，是典型的机电一体化产品,是完全新型的自动化机床；这显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志.数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,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，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品.文档为个人收集整理,来源于网络文档为个人收集整理，来源于网络

本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析,工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。

关键词 工艺分析,编程方案,进给路线，尺寸控制
目录
摘 要 ……………………………………………………（2）
第一章 数控加工技术概述………………………………（5）
1。1 数控技术……………………………………………… …（5）
第二章 数控加工工艺……………………………………（8）
2.1加工方法的选择 ……………………………………………（8)
2。2加工工序的编排原则 ………………………………………（9)
2。3工件的装夹………………………………………………… (9）
2。4对刀点和换刀点位置的确定………………………………（10）
2.5加工路线的确定……………………………………………（10)
2。6刀具及切削用量的选择……………………………………(11）
第三章 数控和加工程序的格式及编程方法 …………（15）
3.1 程序的结构……………… ………………………………(15)
3.2 程序的格 ……………………………………………… （16）
3。3主程序和子程序……………………………………………（16）
3。4常用的地址符及含义………………………………………（16）
3.5机床的常用编程指令………………………………………（17）
3.6 数控程序的编制方法及步骤 ……………………………（19）
第四章 具体零件加工 …………………………………（21)
4.1零件图工艺分析…………………………………………（22）
4。2确定工件的定位与装夹方案……………………………（22）
4.3确定走到顺序及走刀路线…………………………………（22）
4。4切削用量的选择……………………………………………（23）
4。5零件的具体加工程序………………………………………（23）
4.6数控加工工艺文件的填写…………………………………(27）
第五章 零件图加工步骤…………………………………(28）
5。1输入零件加工程序………………………………………………（28）
结论 ………………………………………………………(29)
致谢…………………………………………………………（30)
参考文献……………………………………………………（31）

第一章数控加工技术概述
1。1数控技术
数控技术是本世纪中期发展起来的机床控制技术，是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术。数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备。
这里先介绍“数控",“数控机床”,“数控系统"等基本概念.
（1）数控与数控车床
数控是数字控制的简称,英文为 Numerical Control，简称NC。数控(Numerical Control,NC 数字控制）是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术.它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础.数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展.
现在，数控技术也叫计算机数控技术(Computer Numerical Control )
数控机床（Numerical Control MACHINE TOOLS)技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。简单地说就是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际定义为：数控机床是一种有程序控制的机床.该系统能逻辑地处理具有特定代码和其他的符号编码指令规定的程序。
（2） 数控系统
数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System,早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（Hard NC)，1970年代以后,硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。
（3）计算机控制系统
计算机数控（Computerized numerical control,简称CNC）系统是用计算机控制加工功能,实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。
（4)数控加工
数控加工是根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件加工。是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

(5）数控程序
数控程序或零件是输入数控系统中的，使数控机床执行一个确定加工任务的具有特定代码和编程的一系列指令。在零件加工过程中引入数字控制技术后,刀具的运动轨迹完全按照数控系统的指令移动,这些不同指令的组合称为数控程序。在数控加工过程中，刀具切削的基本原理同常规的机械加工没有本质上的区别，但数控程序的引入使得数控加工与常规的机械加工过程有着显著的区别。由于数控程序的使用,使得数控加工过程同机械加工技术、计算机应用技术以及数字计算紧密地结合在一起，从而能够完成各种复杂形状零件的机械加工。
数控加工指令中，刀具运动位置是以运动功能（G指令）、坐标点的方式给出的。刀具的运动轨迹是以一系列与零件轮廓相关的坐标数据点给出的，这些数据点控制着加工过程中刀具移动的位置，依据机床运动的组合形成不同形式的加工轮廓。
数据点是通过直角坐标系表述的。根据工件形状和定位装夹方式设定加工坐标系，编程数值计算包括工件轮廓的基点和节点坐标的计算.
所谓基点是指组成工件轮廓的各几何元素之间的连接点，如二维平面轮廓中的两直线交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧与圆弧之间的交点或切点等。对于平面轮廓是直线和圆以外的非圆曲线，如渐开线、样条曲线等，在数控程序设计时要采用直线或圆弧逼近它们，即将这些曲线按等间距或等弧长分割成许多小段,用直线或圆弧逼近这些小段，从而取代非圆曲线。逼近直线或圆弧小段与曲线的交点或切点称为节点。节点的计算很复杂，手工计算繁琐、效率低，通常借助计算机进行节点计算。
（6)数控编程是指生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程.数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一,通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法.总之，它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程个人收集整理，勿做商业用途文档为个人收集整理,来源于网络
第二章数控加工工艺
2.1加工方法的选择
加工方法的选择应以满足加工精度和表面粗糙度的要求为原则。由于获得同一级加工精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸和热处理要求等全面考虑。例如，加工it7级精度的孔,采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求,如果加工箱体类零件的孔，一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削加工。一般小尺寸箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。此外还应考虑生产率和经济性的要求，以及生产设备的实际情况.

1。加工方案的确定原则
　　零件上比较精密的尺寸及表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些加工部位仅仅根据质量要求选择相应的加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成型的加工方案。
确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的，it7级精度的孔，最终的加工方法选择精铰孔时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。

2.平面类零件斜面轮廓加工方案的选择
在加工过程中，工件按表面轮廓可分为平面类零件和曲面类零件.其中平面类零件中的斜面轮廓，有固定斜角的外形轮廓和变斜角的外形轮廓两种，一个有固定斜角的斜面可以采用不同的刀具进行加工。在实际加工中，应根据零件的尺寸精度、倾斜角的大小、刀具的形状、零件的安装定位方法、编程的难易程度等因素，选择一个较好的加工方案.
具有变斜角的外形轮廓，若单纯从技术上考虑，最好的加工方案是采用多坐标联动的数控机床，这样不但生产效率高，而且加工质量也好。但是这种机床设备投资大，生产费用高，一般中小企业几乎无力购买，因此应考虑其他可能的加工方案。例如可在两轴半坐标控制的数控铣床上用锥形铣刀或鼓形铣刀，采用多次行切的方法进行加工，为提高零件的表面加工质量，对少量的加工残痕可用手工修磨。
此外，还要考虑机床选择的合理性。例如，单纯铣轮廓表面或铣槽的简单中小型零件，选择数控铣床进行加工较好；而大型非圆曲线、曲面的加工或者是不仅需要铣削而且有孔系加工的零件，在数控镗铣加工中心上加工较好。

2.2加工工序的编排原则
在控机床上加工时，其加工工序应一般按如下原则编排.
（1）按工序集中划分工序的原则.
（2)按粗、精加工划分工序的原则。
（3)按刀具划分工序的原则。
(4）按加工部位划分工序的原则.
数控加工工序顺序的安排可参考下列原则.
（1）同一定位装夹方式或用同一把刀具的工序，最好相邻连接完成，这样可避免因重复定位而造成误差和减少装夹、换刀等辅助时间。
(2）如果一次装夹进行多道加工工时，则应考虑把对工件刚度削弱较小的工序安排在先，以减小加工变形。
（3）上道工序应不影响下道工序的定位与装夹。
（4）先内型腔加工工序，后外型腔加工工序。

2.3工件的装夹
1.定位安装的基本原则
在数控机床上加工零件时,定位安装的基本原则是合理选择定位基准和夹紧方案。在选择时应注意以下几点：
1）力求设计、工艺和编程计算的基准统一。
2）尽量减少装夹次数,尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。
3）避免采用占机人工调整式加工方案,以充分发挥数控机床的效能。 2.选择夹具的基本原则
1）是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;
2）是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。
3.除此之外，还要考虑以下几点:
1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以缩短生产准备时间、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）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。
4） 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）。

2.4 对刀点和换刀点位置的确定
在编程时，应正确地选择“对刀点”和“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点"。对刀点可选在工件上,也可选在工件外面(如选在夹具上或机床上)。但必须与零件的定位基准有一定的关系.对刀点和换刀点若对刀精度要求不高时，可直接选用零件上或夹具上的某些表面作为对刀面.若对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的工件，可选孔的中心作为对刀点。刀具的位置则以此孔来找正,使“刀位点”与“对刀点”重合.所谓“刀位点"是指车刀、镗刀的刀尖；钻头的钻尖；立铣刀、端铣刀刀头底面的中心，球头铣刀的球头中心。对刀点即是程序的起点又是程序的终点。因此在成批生产中要考虑对刀点的重复精度，该精度可用对刀点相距机床原点的坐标值（x0,y0）来校核。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点（如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的）,也可以是任意的一点（如车床）。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。其设定值可用实际测量方法或计算确定。本文为互联网收集，请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源于网络
同时选择对刀点应遵循以下原则：
（1）便于数学处理（基点和节点的计算）和使程序编制简单.
（2）在机床上容易找正.
（3）加工过程中便于测量检查.
（4）引起的加工误差小。

2。5加工路线的确定
编程时，确定加工路线的原则主要有以下几点.
(1）应尽量缩短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率.
（2）能够使数值计算简单，程序段数量少，简化程序，减少编程工作量。
（3)能使加工工件具有良好的加工精度和表面质量（如表面粗糙度)。
（4）确定轴向移动尺寸时,应考虑刀具的引入长度和超越长度。

2.6刀具及切削用量的选择
刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容,它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展,使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能,特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。
　　现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能,这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等,编程人员只要设置了有关的参数,就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此,数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。
（1）数控加工常用刀具的种类及特点
　　数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄.刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法.根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等.根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具;②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等.从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。
　　数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点:
　　⑴刚性好（尤其是粗加工刀具）,精度高,抗振及热变形小；
　　⑵互换性好，便于快速换刀；
　　⑶寿命高，切削性能稳定、可靠；
　　⑷刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间；
　　⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；
　　⑹系列化,标准化，以利于编程和刀具管理。
（2）数控加工刀具的选择
　　刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄.刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
　　选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
　　在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此,为保证加工精度,切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。
　　在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸.目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄(四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。
　　在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。
（3）数控加工切削用量的确定
　　合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本.具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定.
　　①切削深度t.在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度,一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。
　 ②切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比.个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理，勿做商业用途
经济型数控加工中，一般L的取值范围为：L=(0。6~0.9)d。
　　③切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施,但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大,刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。
　　④主轴转速n(r/min）。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：
V c=πn d/1000
　　式中:V c为切削线速度，有刀具的寿命决定；
d为刀具或工件直径(mm).
　　数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
　　⑤进给速度VF。VF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。VF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，VF可选择得大些。在加工过程中，VF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。以下是具体的确定原则;
1)在保证质量的前提下，选较高的进给速度。
2）切断深孔加工时高速钢刀具选低速。
3)精加工和表面粗糙度要求较高时进给率取小些，一般在20～50mm/min的范围内选取.
4）空程回零时取大些，并与主轴转速适应。
5)最大进给量则受机床刚度和进给系统的性能限制.
6）最后由机床说明书、工艺手册结合实践具体确定.
随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率,充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平.
第三章 数控和加工程序的格式及编程方法
3。1 程序的结构
数控加工中，为使机床运行而送到CNC的一组指令称为程序.每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成，如图1所示。程序的内容则由若干程序段组成，程序段是由若干字组成，每个字又由字母和数字组成，如图2所示。即字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程序。

图1 程序构成 图2 程序段构成
数控加工中零件加工程序的组成形式，随数控系统功能的强弱而略有不同。对功能较强的数控系统加工程序可分为主程序和子程序，其结构如图3所示。

图3 主程序和子程序

3。2程序的格式
数控机床有三种程序段格式:固定顺序、表格顺序、子地址格式。
1）程序开始符、结束符
　　程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是％，EIA代码中是EP，书写时要单列段。
2)程序名
　　程序名有两种形式：一种是英文字母O（％或P）和1～4位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字多字符混合组成的程序名（如TEST1 等)。一般要求单列一段。
3)程序主体
　　程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。
4）程序结束
　　程序结束可以用M02或M30指令。一般要求单列一段。
　　加工程序的一般格式举例：
　　％ 开始符
　　O1234 程序名
　　N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 程序主体
　　N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08
　　N30 X80。0
　　……
　　N200 M30 程序结束
％ 结束符

3。3主程序和子程序
主程序即加工程序，子程序是相对主程序的一段程序，必须由主程序去调用，调用形式又分有条件调用，无条件调用两类；当一个子程序中又调用了另一个子程序，即为子程序嵌套调用，对于可嵌套的次数,不同的系统有不同的规定。

3。4常用的地址符及含义
数控机床常用的地址符及其含义如下表所示：

机能
地址符
说明
程序号
O或P或%
程序编号地址
程序段号
N
程序段顺序编号地址

坐标字
X，Y,Z:V，U，W：P,Q，R：
A，B，C，D,E，
R：
I，J，K
直线坐标轴

旋转坐标轴
圆弧半径
圆弧中心坐标
准备功能
G
指令动作方式
辅助功能
M，B
开关功能，工作台分度等
补偿值
H或D
补偿值地址
暂停
P或X或F
暂停时间
重复次数
L或H
子程序或循环程序的循环次数
切削用量
S或V
F
主轴转速或切削速度
进给量或进给速度
刀具号
T
刀库中刀具编号

3.5 机床的常用编程指令
1。G功能
G00 快速移动
G01 直线插补
G02 顺时针圆弧插补
G03 逆时针圆弧插补
G04 暂停，精确停止
G17 选择XY平面
G18 选择ZX平面
G19 选择YZ平面
G20 英制
G21 公制
G28 返回参考点
G40 取消刀具半径补偿
G41 刀具半径左补偿
G42 刀具半径右补偿
G43 刀具长度正向补偿
G44 刀具长度负向补偿
G49 取消刀具长度补偿
G54-——G59 工件坐标系
G73 深孔转削固定循环
G74 反螺纹攻丝固定循环
G76 精镗固定循环
G80 取消固定循环
G81 钻削固定循环
G82 钻削固定循环
G83 深孔钻削固定循环
G84 攻丝固定循环
G85 镗削固定循环
G86 镗削固定循环
G87 反镗固定循环
G88 镗削固定循环
G89 镗削固定循环
G90 绝对指令编程
G91 增量指令编程
G98 固定循环返回初始点
G99 固定循环返回R点
2。M功能
M00 程序停止
M01 有条件停止
M02 程序结束
M03 主轴正转
M04 主轴反转
M05 主轴停止
M06 换刀
M08 冷却液开
M09 冷却液关
M30 程序结束并返回程序头
M98 调用子程序
M99 子程序结束返回／重复执行
3. F功能：
F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法：F后面的数字表示的是主轴每转进给量,单位为mm/r；F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min.
4. S功能：
S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。S后面的数字表示的是最高转速：r/min.S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。
5. T功能：
T功能指令用于选择加工所用刀具。T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号。

3。6数控程序的编制方法及步骤
数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程.
1、分析零件图样和工艺处理
根据图样对零件的几何形状尺寸，技术要求进行分析，明确加工的内容及要求，决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。 同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力，正确选择对刀点,切入方式,尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。
2、数学处理
编程前，根据零件的几何特征，先建立一个工件坐标系，根据零件图纸的要求，制定加工路线，在建立的工件坐标系上,首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
3、编写零件程序清单
加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指定代码及程序段格式，编写零件程序清单。
4、程序输入
5、程序校验与首件试切
如图1所示，编程工作主要包括：

图1 数控程序编制的内容及步骤
第四章具体零件加工
4.1零件图工艺分析

如图所示零件便面由柱面，圆锥面，顺圆弧,逆圆弧及外螺纹构成，外螺纹绞复杂其中多个直径尺寸由较高的精度,表面粗糙，零件图尺寸编注完整，符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整,零件材料为45钢,毛胚为直径60mm＊122mm
（1） 刀具选择：
（1） 选用φ5mm中心钻钻削中心孔.
(2) 粗车及平端面选用90°硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´=35°.
（3） 为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60°外螺纹车刀,刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm .
4.2确定工件的定位与装夹方案
工件的定位与基准应与设计基准保持一致,应防止过定位,对与箱体工件最好选择“一面两销”作为定位基准，定位基准在数控机床上要仔细找正。
由于这个工件是个实心轴，末端要镗一个30的锥孔，因轴的长度不是很长，所以采用工件的右端面和48的外圆作定位基准,使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标的原点，对刀点在（100。1000）处.
在数控车床上工件定位安装的基本原则与普通机床相同.工件的装夹方法影响工件的加工精度和效率,为了充分发挥数控机床的工作特点，在装夹工件时,应考虑以下几种因素：
1。尽可能采用通用夹具，必须时才设计制造专用夹具;
2。结构设计要满足精度要求；
3.易于定位和装夹;
4。易于切削的清理；
5。抵抗切削力由足够的刚度;
4.3确定走刀顺序及走到路线
走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。加工路线的合理选择是非常重要的，因为它与零件的加工精度和表面质量密却相关。在确定走刀路线是主要考虑下列几点:
　1） 保证零件的加工精度要求。
　2） 方便数值计算，减少编程工作量。
　3) 寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率.
4） 尽量减少程序段数。
5）保证工件轮廓表面加工后的粗糙度的要求,最终轮廓应安排最后一走刀连续加工出来。
6） 刀具的进退刀（切入与切出)路线也要认真考虑,以尽量减少在轮廓处停刀（切削力突然变化造成弹性变形）而留下刀痕，也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。
加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。顺序一般应按下列原则进行:　　（1)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
（2)先进行内形内腔加工序,后进行外形加工工序。
（3）以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行,以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。
（4）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小的工序。
切削加工顺序的安排：
①先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。
②先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工.由于次要表面加工工作量小,又常与主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行.
③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件,先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便.
④基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工（有时包括精加工），然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工。
4.4切削用量的选择
根据零件的结构特点，外轮廓用采用90度的外圆车刀，轮廓粗加工时留1mm的精车余量,粗加工时选主轴转速为s=600r/min,进给速度V f=150mm/min;精加工选主轴转速s=1000r/min;进给速度V f=50mm/min。
4。5零件的具体加工程序
O0001 零件左端
T0101 M03 S600 G0X100 Z100； 主轴正转，换1号刀
G00 X52 Z0；
G01 X-1 F0。2； 车端面
G00 X100 Z100；
T0505;
G00 X19 Z2；
循环起点
G71 U1 R1； T0101 M03 S600 G0X100 Z100；
G00X52 Z0；
G01 X-1 F0.2；
G00 X100 Z100；
T0505；
G00 X19 Z2；
R1； 内孔粗加工循环
G71 P45 Q80 U—0。5 W0.1 F0。3；
内孔粗加工循环
G71 P45 Q80 U—0。5 W0。1 F0.3;
N45 G0 X32；
G01 Z0 F0。1;
X30 Z-1；
Z—9；
X26 Z-16;
Z-24；
X20；
Z—29；
G00X100 Z100； 返回换刀点
M05;
M00; 暂停，测量，补偿
M03 S1000 T0505；
G00 X19 Z2；
G70 P45 Q80； 内孔精加工循环
GO0 X100 Z100； 返回换刀点
M05；
M00；
M03 S600 T0202； 换2号刀车外圆
G00 X52 Z2； 循环