加工中心的程序编制-数控机床

第三章数控加工程序的编制本章教学重点及难点：数控车床、数控铣床编程的特点；固定循环指令的应用。

§3.1数控车床的程序编制说明：（1）数控车床主要加工轴类零件和法兰类零件，使用四爪卡盘和专用夹具也能加工出较复杂的回转零件。

（2）车削加工时，装在数控车床上的工件随同主轴一起作回转运动，数控车床的刀架在X轴和Z轴组成的平面内运动，主要加工回转零件的端面、内孔和外圆。

（3）由于数控车床配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。

（4）前置刀架与后置刀架：是数控车床刀架布置的两种形式。

前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架；后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜，这样的结构形式便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除；且后置空间大，可以设计更多工位的刀架；一般全功能的数控车床都设计为后置刀架。

一、数控车床的编程特点（1）可以采用绝对值编程、增量值编程，或二者的混用。

在采用增量值编程时，有些数控车床不用G91指令，而是在运动轨迹的起点建立起平行于X、Z 轴的增量坐标系U、W。

如：N01 G91 G01 X-20 Z-18 (半径编程)相当于：N01 G01 U-20 W-18N01 G91 G01 X-40 Z-18 (直径编程)相当于：N01 G01 U-40 W-18有些数控车床编程时，绝对坐标指令直接用X、Z 来指定数值；而增量坐标指令直接用U、W来指定数值。

如：N01 G01 X30 W-18 (直径编程)（2）直径编程和半径编程由于零件的回转尺寸（径向尺寸）在图纸上标注及测量时，一般都用直径值表示，因此数控车削加工常用直径编程。

直径编程时，若用G90绝对值编程时，则X值以直径值表示；若用G91相对值编程时，则X 值以实际增量的两倍表示。

半径编程时，若用G90绝对值编程时，则X值以半径值表示；若用G91相对值编程时，则X 值即为实际增量值。

数控铣削(加工中心)编程概述加工中心是具有刀库，能够自动换刀的镗铣类机床。

加工中心除自动换刀之外与数控铣床基本一致。

一、数控铣床（加工中心）的加工特点加工中心是一种工艺围较广的数控加工机床，能实现三轴或三轴以上的联动控制，进行铣削（平面、轮廓、三维复杂型面）、镗削、钻削和螺纹加工。

加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。

加工中心特别适合单件、中小批量的生产，其加工对象主要是形状复杂、、工序较多、精度要求高，一般机床难以加工或需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调整才能完成加工的零件。

二、数控铣床（加工中心）的编程特点1.数控铣床（加工中心）可用绝对值编程或增量值（相对坐标）编程，分别用G90/G91指定。

2.手工编程只能用于简单编程，对复杂的编程广泛采用自动编程。

三、数控铣床（加工中心）的选择加工中心分立式、卧式和复合；三轴或多轴。

最常见的是三轴立式加工中心。

立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、壳体类零件，形状复杂的平面或立体零件、以及模具的、外型腔等，应用围广泛。

卧式加工中心的主轴轴线与工作台台面平行，它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转台，在工件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工，适用于加工箱体、泵体、壳体等零件加工。

复合加工中心主要是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可90°改变角度，因而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。

四、数控铣床（加工中心）刀具加工中心对刀具的基本要：✓良好的切削性能能承受高速切削和强力切削并且性能稳定；✓较高的精度刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度；✓配备完善的工具系统满足多刀连续加工的要求。

加工中心的刀具主要有：立铣刀、面铣刀、球头刀、环形刀（牛鼻刀）、钻头、镗刀等。

面铣刀常用于端铣较大的平面；立铣刀的端刃切削效果差，不能作轴向进给；球头刀常用于精加工曲面，刀具半径需要小于凹曲面半径。

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。

第六章加工中心的编程第一节加工中心编程概述加工中心(Machiningenter)简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。

加工中心最初是从数控铣床发展而来的。

与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。

但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。

一、加工中心编程的特点加工中心是将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床。

立式加工中心主轴轴线(z轴)是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心主轴轴线(z轴)是水平的，一般配备容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。

由于加工中心机床具有上述功能，故数控加工程序编制中，从加工工序的确定，刀具的选择，加工路线的安排，到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂一些。

加工中心编程具有以下特点：1)首先应进行合理的工艺分析。

由于零件加工工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工与精加工、周密合理地安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和提高生产效率；2)根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。

一般，对于加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。

但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时，把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整时间。

3)自动换刀要留出足够的换刀空间。

有些刀具直径较大或尺寸较长，自动换刀时要注意避免发生撞刀事故。

4)为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。