【正文】 件原點(diǎn)選在工件圖樣的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，以利于編程。數(shù)控車床上加工工件時(shí)，工件原點(diǎn)一般設(shè)在主軸中心線與工件右端面(或左端面)的交點(diǎn)處，如圖441(a)所示。(a) (b) 圖441 工件原點(diǎn)設(shè)置(a) 數(shù)控車床 (b) 數(shù)控銑床 (5) 對(duì)刀與對(duì)刀點(diǎn)在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置。在數(shù)控車床上，常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀。其選擇原則是：①所選的對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單；②對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置；③對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在加工過程中檢查方便、可靠的位置；④對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。(6) 換刀點(diǎn)換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中要自動(dòng)換刀，在編程時(shí)應(yīng)考慮選擇合適的換刀位置。我國制定的有關(guān)準(zhǔn)備功能G代碼和輔助功能M代碼的標(biāo)準(zhǔn)，與國際上使用的ISO標(biāo)準(zhǔn)基本一致。表46 表示地址符的英文字母的含義功 能地 址 字 母意 義程序號(hào)O、P程序編號(hào)，子程序號(hào)的指定程序段號(hào)N程序段順序編號(hào)準(zhǔn)備功能G指令動(dòng)作的方式坐標(biāo)字X、Y、Z坐標(biāo)軸的移動(dòng)指令A(yù)、B、C；U、V、W附加軸的移動(dòng)指令I(lǐng)、J、K圓弧圓心坐標(biāo)進(jìn)給速度F進(jìn)給速度的指令主軸功能S主軸轉(zhuǎn)速指令（r國標(biāo)中規(guī)定G代碼由字母G及其后面的二位數(shù)字組成，從G00~G99共100種代碼。見表48。以下提供了常用文件格式，文件格式可根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況自行設(shè)計(jì)。如果工序加工內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，也可采用表411數(shù)控加工工藝卡片的形式。表47 G 代 碼G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G功能字FANUC系統(tǒng)SIEMENS系統(tǒng)G00快速移動(dòng)點(diǎn)定位快速移動(dòng)點(diǎn)定位G65用戶宏指令—G01直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)G70精加工循環(huán)英制G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G71外圓粗切循環(huán)米制G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G72端面粗切循環(huán)—G04暫停暫停G73封閉切削循環(huán)—G05—通過中間點(diǎn)圓弧插補(bǔ)G74深孔鉆循環(huán)—G17XY平面選擇XY平面選擇G75外徑切槽循環(huán)—G18ZX平面選擇ZX平面選擇G76復(fù)合螺紋切削循環(huán)—G19YZ平面選擇YZ平面選擇G80撤銷固定循環(huán)撤銷固定循環(huán)G32螺紋切削—G81定點(diǎn)鉆孔循環(huán)固定循環(huán)G33—恒螺距螺紋切削G90絕對(duì)值編程絕對(duì)尺寸G40刀具補(bǔ)償注銷刀具補(bǔ)償注銷G91增量值編程增量尺寸G41刀具補(bǔ)償——左刀具補(bǔ)償——左G92螺紋切削循環(huán)主軸轉(zhuǎn)速極限G42刀具補(bǔ)償——右刀具補(bǔ)償——右G94每分鐘進(jìn)給量直線進(jìn)給率G43刀具長度補(bǔ)償——正—G95每轉(zhuǎn)進(jìn)給量旋轉(zhuǎn)進(jìn)給率G44刀具長度補(bǔ)償——負(fù)—G96恒線速控制恒線速度G49刀具長度補(bǔ)償注銷—G97恒線速取消注銷G96G50主軸最高轉(zhuǎn)速限制—G98返回起始平面—G54～G59加工坐標(biāo)系設(shè)定零點(diǎn)偏置G99返回R平面—表48 M 代 碼M 功 能 字含 義M00程序停止M01計(jì)劃停止M02程序停止M03主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)M04主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)M05主軸旋轉(zhuǎn)停止M06換刀M072號(hào)冷卻液開M081號(hào)冷卻液開M09冷卻液關(guān)M30程序停止并返回開始處M98調(diào)用子程序M99返回子程序2．?dāng)?shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡很相似，所不同的是：工序簡(jiǎn)圖中應(yīng)注明編程原點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)，要有編程說明及切削參數(shù)的選擇等，它是操作人員進(jìn)行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性工藝資料。這些技術(shù)文件是對(duì)數(shù)控加工的具體說明，目的是讓操作者更明確加工程序的內(nèi)容、裝夾方式、各個(gè)加工部位所選用的刀具及其他技術(shù)問題。(3) 輔助功能M代碼輔助功能M代碼用于指定主軸的旋轉(zhuǎn)方向、啟動(dòng)、停止、冷卻液的開關(guān)，刀具的更換等各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)。G代碼分為模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼。程序段由程序段號(hào)、地址、數(shù)字、符號(hào)等組成。為防止換刀時(shí)碰傷零件、刀具或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。對(duì)刀點(diǎn)往往與工件原點(diǎn)重合。對(duì)刀點(diǎn)是指通過對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床的裝備不同，所采用的對(duì)刀方法也不同。(4) 絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)是指所有點(diǎn)的坐標(biāo)值都是相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)量的；相對(duì)坐標(biāo)又叫增量坐標(biāo)，是指運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)值是以前一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)作為起點(diǎn)來計(jì)量的。③工件原點(diǎn)最好選在工件的對(duì)稱中心上。也有些數(shù)控機(jī)床的機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)重合。當(dāng)回零操作完成后，顯示器即顯示出機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，表明機(jī)床坐標(biāo)系已自動(dòng)建立。(2) 機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定和控制。該點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定的點(diǎn)，其位置是由機(jī)床設(shè)計(jì)和制造單位確定的，通常不允許用戶改變。又稱為編程坐標(biāo)系或工作坐標(biāo)系。X軸 X軸一般平行于工件裝夾面且與Z軸垂直。根據(jù)右手螺旋定則，分別以大拇指指向+X、+Y、+Z方向，其余四指則分別指向+A、+B、+C軸的旋轉(zhuǎn)方向。(1) 機(jī)床坐標(biāo)系與運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榱舜_定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系就叫機(jī)床坐標(biāo)系，也叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。(2) 在加工時(shí)，必須正確輸人程序，不得擅自更改程序。(5) 熟悉被加工件的加工程序和編程原點(diǎn)。表45 數(shù)控加工工藝守則項(xiàng) 目要 求 內(nèi) 容加工前的準(zhǔn)備(1) 操作者必須根據(jù)機(jī)床使用說明書熟悉機(jī)床的性能、加工范圍和精度，并要熟練地掌握機(jī)床及其數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)各部分的作用及操作方法。②機(jī)床特性 切削用量受機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率和機(jī)床剛性的限制，必須在機(jī)床說明書規(guī)定的范圍內(nèi)選取。主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)機(jī)床和刀具允許的切削速度來確定；背吃刀量主要受機(jī)床剛度的制約，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能加大背吃刀量；進(jìn)給量要根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來選。立方氮化硼刀片一般適用加工硬度＞450HBS的冷硬鑄鐵、合金結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、高速鋼、軸承鋼以及硬度≥350HBS的鎳基合金、鈷基合金和高鈷粉末冶金零件。陶瓷刀具在下列情況下使用效果欠佳：短零件的加工；沖擊大的斷續(xù)切削和重切削；鈹、鎂、鋁和鈦等的單質(zhì)材料及其合金的加工(易產(chǎn)生親合力，導(dǎo)致切削刃剝落或崩刃)。①根據(jù)數(shù)控加工對(duì)刀具的要求，選擇刀具材料的一般原則是盡可能選用硬質(zhì)合金刀具。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。(3) 夾具的選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。 (a) (b) (c) 圖437 封閉內(nèi)輪廓加工走刀路線(a) 行切法 (b) 環(huán)切法 (c) 先行切再環(huán)切(2) 工件的定位與夾緊方案的確定工件的定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定，應(yīng)遵循前面所述有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則與工件夾緊的基本要求。加工時(shí)不留死角，在減少每次進(jìn)給重疊量的情況下，走刀路線較短，但兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留有殘余高度，影響表面粗糙度。按照一般習(xí)慣，總是先加工均布于同一圓周上的一圈孔后，再加工另一圈孔，如圖436(a)所示，這不是最好的走刀路線。按圖(c)所示路線加工時(shí)，加工完4孔后往上多移動(dòng)一段距離至P點(diǎn)，然后折回來在6孔處進(jìn)行定位加工，從而，使各孔的加工進(jìn)給方向一致，避免反向間隙的引入，提高了6孔與其它孔的位置精度。加工位置精度要求較高的孔系時(shí)，應(yīng)特別注意安排孔的加工順序。數(shù)控機(jī)床一般采用滾珠絲杠傳動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)間隙很小，并且順銑優(yōu)點(diǎn)多于逆銑，所以應(yīng)盡可能采用順銑。(1) 確定走刀路線和工步順序走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序。數(shù)控工序前后一般都穿插其它普通工序，若銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾。l φ12孔口倒角。l 精銑頂面。l 鉆3φ6的孔至尺寸。下面通過一個(gè)實(shí)例來說明這些原則的應(yīng)用：如圖434所示零件，可以先在普通機(jī)床上把底面和四個(gè)輪廓面加工好(“基面先行”)，其余的頂面、孔及溝槽安排在立式加工中心上完成(工序集中原則)，加工中心工序按“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”等原則可以劃分為如下15個(gè)工步：l 粗銑頂面。③為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的內(nèi)在缺陷，精度要求較高的主要表面的粗加工一般應(yīng)安排在次要表面粗加工之前；大表面加工時(shí)，因內(nèi)應(yīng)力和熱變形對(duì)工件影響較大，一般也需先加工。(2) 加工順序的安排加工順序安排得合理與否，將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。一般來說，在一次安裝中不允許將工件的 圖433 凸輪零件圖某一表面粗、精不分地加工至精度要求后再加工工件的其它表面。②按所用刀具劃分工序 以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。(1) 工序的劃分在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序。然后將所有工步內(nèi)容按一定原則排列成先后順序。當(dāng)r大到一定程度時(shí)，甚至必須用球頭銑刀加工，這是應(yīng)該盡量避免的。反之，工藝性較差。(2) 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析①零件的內(nèi)腔與外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，方便編程，提高生產(chǎn)效益。為工件定位、安裝和夾具設(shè)計(jì)提供依據(jù)。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。此外，在選擇數(shù)控加工內(nèi)容時(shí)，還要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等因素，要盡量合理使用數(shù)控機(jī)床，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率及綜合經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)都明顯提高的目的，要防止將數(shù)控機(jī)床降格為普通機(jī)床使用。(3) 普通機(jī)床加工效率低，工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚有加工能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。1．?dāng)?shù)控加工內(nèi)容的選擇當(dāng)選擇并決定對(duì)某個(gè)零件進(jìn)行數(shù)控加工后，并非其全部加工內(nèi)容都采用數(shù)控加工，數(shù)控加工可能只是零件加工工序中的一部分。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容數(shù)控加工前對(duì)工件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)是必不可少的準(zhǔn)備工作。但是，無論是采用何種自動(dòng)編程方法，都需要有相應(yīng)配套的硬件和軟件。合格的編程員首先應(yīng)該是一個(gè)很好的工藝員，應(yīng)熟練地掌握工藝分析、工藝設(shè)計(jì)和切削用量的選擇，能正確地選擇刀輔具并提出零件的裝夾方案，了解數(shù)控機(jī)床的性能和特點(diǎn)，熟悉程序編制方法和程序的輸入方式。任何一種數(shù)控機(jī)床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機(jī)床就不能工作。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式(數(shù)控語言或符號(hào))編制的。隨著數(shù)控技術(shù)的普及，多品種中小批量生產(chǎn)中，越來越多地使用加工中心機(jī)床，從發(fā)展趨勢(shì)來看，傾向于采用工序集中的方法來組織生產(chǎn)。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，只能工序集中，在一臺(tái)普通機(jī)床上加工出盡量多的表面；大批大量生產(chǎn)時(shí)，既可以采用多刀、多軸等高效、自動(dòng)機(jī)床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。其主要特點(diǎn)是： ①可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)率高；②減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力；③減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度；④采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。正確地安排輔助工序是十分重要的。對(duì)一些性能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。為了消除殘余應(yīng)力，在工藝過程中需安排時(shí)效處理。①退火與正火 退火或正火的目的是為了消除組織的不均勻，細(xì)化晶粒，改善金屬的加工性能。所以，第一道工序一般是進(jìn)行定位面的粗加工和半精加工(有時(shí)包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進(jìn)行。應(yīng)當(dāng)指出：加工階段的劃分不是絕對(duì)的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。劃分加工階段后，可避免以精干粗，可以充分發(fā)揮機(jī)床的性能，延長使用壽命。常用的加工方法有金剛車(鏜)、研磨、珩磨、超精加工、鏡面磨、拋光及無屑加工等。 (2) 半精加工階段——完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準(zhǔn)備。又如為保證質(zhì)量可靠和穩(wěn)定，保證較高的成品率，在大批大量生產(chǎn)中采用珩磨和超精加工工藝加工較精密零件。(3) 生產(chǎn)類型 選擇加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。在選擇時(shí)，一般先根據(jù)表面的精度和粗糙度要求選定最終加工方法，然后再確定精加工前準(zhǔn)備工序的加工方法，即確定加工方案。在擬定工藝路線時(shí)，除了首先考慮定位基準(zhǔn)的選擇外，還應(yīng)當(dāng)考慮各表面加工方法的選擇，工序集中與分散的程度，加工階段的劃分和工序先后順序的安排等問題。㎜有基準(zhǔn)不重合誤差，且定位銷細(xì)長，剛性較差，所以也不好。㎜的工序基準(zhǔn)是孔φ32H7的中心線，而定位基準(zhǔn)是K面，定位尺寸為6177。根據(jù)精基準(zhǔn)選擇原則，可以有三種不同的方案： (1)底面限制三個(gè)自由度，K面限制兩個(gè)自由度 此方案加工兩孔采用了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。第四道工序鉆、擴(kuò)、鉸φ16H9孔。加工要求為尺寸32177。當(dāng)毛坯誤差較大時(shí)，采用劃線的方法能同時(shí)兼顧到幾個(gè)不加工面對(duì)加工面的位置要求。因此，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，權(quán)衡利弊，保證