【正文】 制，價格高。X、Y、Z三軸中任意兩軸作插補聯(lián)動，第三軸作單獨的周期進刀。根據(jù)表面光潔度及刀頭不干涉相鄰表面的原則選取ΔX。用這種刀具加工曲面，不易干涉相鄰表面，計算比較簡單。但刀頭半徑應(yīng)小于曲面的最小曲率半徑。圖113所示為二軸聯(lián)動三坐標(biāo)行切法加工的刀心軌跡與切削點軌跡示意圖。在這種情況下，曲面的曲率變化時會導(dǎo)致球頭刀與曲面切削點的位置亦隨之改變，而切削點的連線ab是一條空間曲線，從而在曲面上形成扭曲的殘留溝紋。q 三軸聯(lián)動數(shù)控機床。用三坐標(biāo)聯(lián)動加工曲面時，通常亦用行切方法。三坐標(biāo)聯(lián)動加工常用于復(fù)雜曲面的精確加工（如精密鍛模）。q 四軸聯(lián)動數(shù)控機床。如圖115所示，側(cè)面為直紋扭曲面。為此，采用圓柱銑刀周邊切削，并用四坐標(biāo)銑床加工，即除三個直角坐標(biāo)運動外，為保證刀具與工件型面在全長始終貼合，刀具還應(yīng)繞O1（或O2）作擺角聯(lián)動。 圖 112 圖 113 圖 114 圖 115q 五軸聯(lián)動數(shù)控機床。螺旋槳是五坐標(biāo)加工的典型零件之一，其葉片形狀及加工原理如圖116所示。螺旋線AB用極坐標(biāo)加工方法并以折線段逼近。當(dāng)AB加工完后，刀具徑向位移ΔX（改變Ri），再加工相鄰的另一條葉型線，依次逐一加工，即可形成整個葉面。因此，為保證銑刀端面始終與曲面貼合，銑刀還應(yīng)作坐標(biāo)A和坐標(biāo)B形成θt和αt的擺角運動，在擺角的同時，還應(yīng)作直角坐標(biāo)的附加運動，以保證銑刀端面中心始終處于編程值位置上，所以需要Z、C、X、A、B五坐標(biāo)加工。圖 116q 加工中心。 數(shù)控機床的坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系是機床上固有的坐標(biāo)系，是機床加工運動的基本坐標(biāo)系。對于具體機床來說，有的是刀具移動工作臺（工件）不動，有的則是刀具不動而工作臺（工件）移動。同時，運動的正方向是增大工件和刀具之間距離的方向。一般情況下主軸的方向為Z坐標(biāo)，而工作臺的兩個運動方向分別為X、Y坐標(biāo)。刀具沿與地面垂直的方向上下運動，工作臺帶動工件在與刀具垂直的平面（即與地面平行的平面）內(nèi)運動。當(dāng)面對機床進行操作時，刀具相對工件的左右運動方向為X坐標(biāo)，并且刀具相對工件向右運動（即工作臺帶動工件向左運動）時為X坐標(biāo)的正方向。若以X39。、Z39。=x、y39。=z。機床坐標(biāo)系的原點也稱機床原點或零點，其位置在機床上是固定不變的。為了方便起見，在數(shù)控編程時往往采用工件上的局部坐標(biāo)系（稱為工件坐標(biāo)系），即以工件上的某一點（工件原點）為坐標(biāo)系原點進行編程。 圖 117 圖 118在加工時，工件安裝在機床上，這時只要測量工件原點相對機床原點的位置坐標(biāo)（稱為原點偏置），并將該坐標(biāo)值輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)則會自動將原點偏置加入到刀位點坐標(biāo)中，使刀位點在編程坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為機床坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，從而使刀具運動到正確的位置。 數(shù) 控 程 序數(shù)控編程技術(shù)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，即手工編程、APT語言編程和交互式圖形編程。經(jīng)過不斷的發(fā)展，APT編程能夠承擔(dān)復(fù)雜自由曲面加工的編程工作。目前已逐步為交互式圖形編程系統(tǒng)所取代。它是通過專用的計算機軟件來實現(xiàn)的。其具有速度快、精度高、直觀性好、使用簡便、便于檢查和修改等優(yōu)點，已成為目前國內(nèi)外先進的CAD/CAM軟件所普遍采用的數(shù)控編程方法，也是本書講授的主要內(nèi)容。這是因為：（1）手工編程是自動編程的基礎(chǔ)，自動編程中許多核心的經(jīng)驗都是來源于手工編程。（2）掌握手工編程有助于提高程序的可靠性。（3）在某些特殊情況下無法實現(xiàn)自動編程，需要采用手工方式進行?？窟@些指令使刀具按直線或者圓弧及其他曲線運動，控制主軸的回轉(zhuǎn)、停止、切削液的開關(guān)、自動換刀裝置和工作臺自動交換裝置的動作等。而字是由地址符和數(shù)值所構(gòu)成的，如：X（地址符）（數(shù)值）Y（地址符）（數(shù)值）。圖119所示是一個數(shù)控程序結(jié)構(gòu)示意圖。一般為“%”、“$”等，不同的數(shù)控機床起始符可能不同，應(yīng)根據(jù)具體的數(shù)控機床說明使用。（2）程序名。另一種是以英文字母、數(shù)字和符號“－”混合組成，比較靈活。（3）程序主體。每個程序段又由若干個程序字（word）組成，每個程序字表示一個功能指令，因此又成為功能字，它由字首及隨后的若干個數(shù)字組成（如X100）。一般字的長度和順序不固定。（4）程序結(jié)束符。 數(shù)控指令數(shù)控程序的指令由一系列的程序字組成，而程序字通常由地址（address）和數(shù)值（number）兩部分組成，地址通常是某個大寫字母。表 11 功 能地 址意 義程序號：(ISO)，O (EIA)程序序號順序號N順序號準(zhǔn)備功能G動作模式（直線、圓弧等）尺寸字X、Y、Z坐標(biāo)移動指令A(yù)、B、C、U、V、W附加軸移動指令R圓弧半徑I、J、K圓弧中心坐標(biāo)進給功能F進給速率主軸旋轉(zhuǎn)功能S主軸轉(zhuǎn)速刀具功能T刀具號、刀具補償號輔助功能M輔助裝置的接通和斷開補償號H、D補償序號暫停P、X暫停時間子程序號指定P子程序序號子程序重復(fù)次數(shù)L重復(fù)次數(shù)參數(shù)P、Q、R固定循環(huán)數(shù)控程序中的每一個指令都有一定的固定格式，使用不同的數(shù)控機床的指令格式也不同，因此需要按照該數(shù)控機床的指令格式來編寫數(shù)控指令。這也是一般數(shù)控機床的最小移動量。例如表中X軸可以移動177。因此在編制數(shù)控程序時，一定要參照數(shù)控機床的使用說明書。177。177。1．順序號字順序號字也稱程序段號。需要注意的是，數(shù)控程序是按程序段的排列次序執(zhí)行的，與順序段號的大小次序無關(guān)，即程序段號實際上只是程序段的名稱，而不是程序段執(zhí)行的先后次序。它是控制機床運動的主要功能類別。（1）G00：快速點定位，即刀具快速移動到指定坐標(biāo)，用于刀具在非切削狀態(tài)下的快速移動，其移動速度取決于機床本身的技術(shù)參數(shù)。如刀具以250mm/min的速度直線插補運動到點（100，100，100）的指令格式為：G01 F250（3）G0G03：順時針和逆時針圓弧插補，即刀具以指定的速度以圓弧運動到指定的位置。其中R值的正負(fù)影響切削圓弧的角度，R值為正時，刀位起點到刀位終點的角度小于或等于180176。另一種為向量格式，使用參數(shù)I、J、K給出圓心坐標(biāo)，并以相對于起始點的坐標(biāo)增量表示。（4）G90、G91：絕對指令/增量指令。而G91則指定NC程序中每一個刀位點的坐標(biāo)都是以其相對于前一個刀位點的坐標(biāo)增量來表示的。用半徑為R的刀具切削工件時，刀軌必須始終與切削輪廓有一個距離為R的偏置，在手工編程中進行這種偏置計算往往十分麻煩。在G4G42指令中，刀具半徑是用其后的D指令指定。（6）G5G92：加工坐標(biāo)系設(shè)置指令。當(dāng)數(shù)控程序中出現(xiàn)該指令時，數(shù)控系統(tǒng)即根據(jù)其中存放的偏移量確定加工坐標(biāo)系。它表示刀具當(dāng)前位置（一般為程序起點位置）處于加工坐標(biāo)系的（20，30，40）處，這樣就等于通過刀具當(dāng)前位置確定了加工坐標(biāo)系的原點位置。表 13G代碼功 能G代碼功 能G00☆快速定位（快速進給）G01☆直線插補（切削進給）G02順時針（CW）圓弧插補G03逆時針（CCW）圓弧插補G04暫停、正確停止G09正確停止G10資料設(shè)定G11資料設(shè)定模式取消G15極坐標(biāo)指令取消G16極坐標(biāo)指令G17☆XY平面選擇G18ZX平面選擇G19YZ平面選擇G20英制輸入G21公制輸入G22☆行程檢查功能打開（ON）G23行程檢查功能關(guān)閉（OFF）G27機械原點復(fù)位檢查G28機械原點復(fù)位G29從參考原點復(fù)位G30第二原點復(fù)位G31跳躍功能G33螺紋切削G39轉(zhuǎn)角補正圓弧切削G40☆刀具半徑補償取消G41刀具半徑左補償G42刀具半徑右補償G43刀具長度正補償G44刀具長度負(fù)補償G49☆刀具長度補償取消G52局部坐標(biāo)系設(shè)定G53機械坐標(biāo)系選擇續(xù)表G代碼功 能G代碼功 能G54☆第一工件坐標(biāo)設(shè)置G55第二工件坐標(biāo)設(shè)置G56第三工件坐標(biāo)設(shè)置G57第四工件坐標(biāo)設(shè)置G58第五工件坐標(biāo)設(shè)置G59第六工件坐標(biāo)設(shè)置G65宏程序調(diào)用G66宏程序調(diào)用模態(tài)G67宏程序調(diào)用取消G73高速深孔鉆孔循環(huán)G74左旋攻螺紋循環(huán)G76精鏜孔循環(huán)G80☆固定循環(huán)取消G81鉆孔循環(huán)、鉆鏜孔G82鉆孔循環(huán)、反鏜孔G83深孔鉆孔循環(huán)G84攻螺紋循環(huán)G85粗鏜孔循環(huán)G86鏜孔循環(huán)G87反鏜孔循環(huán)G90☆絕對指令G91☆增量指令G92坐標(biāo)系設(shè)定G98固定循環(huán)中起始點復(fù)位G99固定循環(huán)中R點復(fù)位注：☆記號G碼在電源開時是這個G碼狀態(tài)。它用來指令數(shù)控機床的輔助裝置的接通和斷開（即開關(guān)動作），表示機床各種輔助動作及其狀態(tài)。（1）M0M30：程序結(jié)束。（3）M0M09：冷卻液開、關(guān)。表 14M代碼功 能M代碼功 能M00程序停止M01計劃停止M02程序結(jié)束M03主軸順時針旋轉(zhuǎn)M04主軸逆時針旋轉(zhuǎn)M05主軸停止旋轉(zhuǎn)M06換刀M08冷卻液開M09冷卻液關(guān)M30程序結(jié)束并返回M74錯誤檢測功能打開M75錯誤檢測功能關(guān)閉M98子程序調(diào)用M99子程序調(diào)用返回4．其他功能字（1）尺寸字：也叫尺寸指令，主要用來指令刀位點坐標(biāo)位置。（2）進給功能字：以字符F開頭，因此又稱為F指令，用于指定刀具插補運動（即切削運動）的速度，稱為進給速度，單位是毫米/分鐘（mm/min）。用于指定主軸的轉(zhuǎn)速，以其后的數(shù)字給出，單位是轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）。用于指定加工時采用的刀具號，該指令在加工中心上使用。數(shù)控手工編程的主要內(nèi)容包括分析零件圖樣、確定加工過程、數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、程序檢查、輸入程序和工件試切。同時還應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的性能，正確選擇對刀點及進刀方式，盡量減少加工輔助時間。對于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標(biāo)值。3．編寫零件程序單加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序段格式，逐段編寫零件程序?，F(xiàn)代數(shù)控機床主要利用鍵盤將程序輸入計算機中；通信控制的數(shù)控機床，程序可以由計算機接口傳送。校驗的方法是將程序內(nèi)容輸入到數(shù)控裝置中，機床空刀運轉(zhuǎn)，若是平面工件，可以用筆代刀，以坐標(biāo)紙代替工件，畫出加工路線，以檢查機床的運動軌跡是否正確。但這些過程只能檢驗出運動是否正確，不能檢查被加工零件的精度，因此必須進行零件的首件試切。下面是一個簡單的手工編程實例，程序如表15所示，圖紙如圖120所示。但由于數(shù)控機床本身自動化程度較高，控制方式不同，設(shè)備費用也高，使數(shù)控加工工藝相應(yīng)形成了以下幾個特點：1．工藝的內(nèi)容十分具體在用通用機床加工時，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與順序安排、刀具的幾何形狀、走刀路線及切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的實踐經(jīng)驗和習(xí)慣自行考慮而決定的，一般無須工藝人員在設(shè)計工藝規(guī)程時進行過多的規(guī)定。也就是說，本來是由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調(diào)整來處理的許多具體工藝問題和細節(jié)，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設(shè)計和安排的內(nèi)容。它不能像通用機床在加工時可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題，比較靈活自由地適時進行人為調(diào)整。比如說，數(shù)控機床在做鏜盲孔加工時，它就不知道孔中是否已擠滿了切屑，是否需要退一下刀，而是一直鏜到結(jié)束為止。同時，在對圖形進行數(shù)學(xué)處理、計算和編程時，都要力求準(zhǔn)確無誤，以使數(shù)控加工順利進行。3．注重加工的適應(yīng)性要根據(jù)數(shù)控加工的特點，正確選擇加工方法和加工內(nèi)容。為了既能充分發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)點，又能達到較好的經(jīng)濟效益，在選擇加工方法和對象時要特別慎重，甚至有時還要在基本不改變工件原有性能的前提下，對其形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)等作適應(yīng)數(shù)控加工的修改。在進行數(shù)控加工的工藝性分析時，編程人員應(yīng)根據(jù)所掌握的數(shù)控加工基本特點及所用數(shù)控機床的功能和實際工作經(jīng)驗，力求把這一前期準(zhǔn)備工作做得更仔細、更扎實一些，以便為下面要進行的工作鋪平道路，減少失誤和返工、不留遺患。因此在進行編程前做好工藝分析規(guī)劃是十分必要的。因此只有在工藝設(shè)計方案確定以后，編程才有依據(jù)。工藝設(shè)計不好，往往要成倍增加工作量，有時甚至要推倒重來。因此，編程人員一定要先把工藝設(shè)計做好，不要先急于考慮編程。（2）零件圖樣的數(shù)控加工分析。（4）數(shù)控加工工序設(shè)計。數(shù)控加工專用技術(shù)文件不僅是進行數(shù)控加工和產(chǎn)品驗收的依據(jù)，也是需要操作者遵守和執(zhí)行的規(guī)程，同時還為產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)積累了必要的工藝資料，并進行了技術(shù)儲備。編寫數(shù)控加工工藝文件也是數(shù)控加工工藝設(shè)計的內(nèi)容之一。一般來講，數(shù)控銑床的工藝文件應(yīng) 包括：（1）編程任務(wù)書。（3）數(shù)控機床調(diào)整單。（5）數(shù)控加工進給路線圖。其中以數(shù)控加工工序卡片和數(shù)控刀具卡片最為重要。為了加強技術(shù)文件管理，數(shù)控加工工藝文件也應(yīng)向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展。 工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點，加工工序的劃分一般可按下列方法進行：（1）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。此外，程序太長會增加出錯率、查錯與檢索困難。（2）以加工部分劃分工序。（3）以粗、精加工劃分工序。綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、機床的功能、零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活