1、第一章编程基础第一章编程基础第第1 1章章 数控加工编程基础数控加工编程基础1.1 概述概述1.2 编程基础编程基础1.3 数控加工常用刀具数控加工常用刀具一、数控系统及数控机床一、数控系统及数控机床二、数控加工原理二、数控加工原理三、数控机床的坐标系三、数控机床的坐标系1.1 概述概述应用数控技术对其运动和辅助动作进行自动控制的机床。数控编程与加工技术数控编程与加工技术一、数控系统及数控机床一、数控系统及数控机床用数字化信号对机构的运动过程进行控制。实现数字控制相关功能的软、硬件模块的集成。以计算机为核心的数控系统1、数字控制、数字控制2、数控系统、数控系统3、计算机数控系统、计算机数控系统
2、4、数控机床、数控机床二、数控加工原理二、数控加工原理数控编程与加工技术数控编程与加工技术1、数控加工过程、数控加工过程2、数据转换与控制过程、数据转换与控制过程译码刀补运算插补计算PLC控制相对于每个移动坐标轴的旋转运动坐标轴为A、B、C轴（旋转轴）。旋转运动坐标轴A、B、C的正方向用右手螺旋定则来判定。数控编程与加工技术数控编程与加工技术1、机床坐标系、机床坐标系机床上固有的，用来确定工件坐标系的基本坐标系。基本坐标轴为X、Y、Z轴（移动轴）基本坐标轴X、Y、Z的关系及其正方向用右手直角定则来判定。三、数控机床的坐标系三、数控机床的坐标系主轴旋转方向：从主轴后端向前端（装刀具或工件端）看，
3、顺时针旋转为主轴正旋转方向。数控编程与加工技术数控编程与加工技术1）、ISO2001标准的有关规定标准的有关规定(1)工件不动，刀具相对于静止的工件运动。(2)增大工件与刀具之间距离的方向为机床某一运动的正方向。2）、）、坐标轴的判定方法坐标轴的判定方法Z轴：平行于机床主轴轴线的坐标轴。数控卧式升降台铣床的X轴2、坐标轴及其运动方、坐标轴及其运动方向向旋转运动A、B、C轴Y轴：与Z、X轴垂直的坐标轴。数控卧式升降台铣床的Z轴数控车床的Z轴数控立式升降台铣床的Z轴X轴：平行于工件装夹平面的坐标轴。数控车床的X轴数控立式升降台铣床的X轴3、工件坐标系、工件坐标系数控编程与加工技术数控编程与加工技术
4、 建立在零件图上，编程使用的坐标系，又称为编程坐标系。4、坐标原点、坐标原点1、机床坐标系原点、机床坐标系原点 机床参考点也称基准点，是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个固定点，与机床原点有确定的尺寸联系，用“R”表示。3、工件原点、工件原点 机床坐标系原点也称机械原点或零点，用“M”表示。2、机床参考点、机床参考点 件原点工件原点即工件坐标系原点，也称程序原点或编程原点，用“W”表示。它是编程时定义在工件上的几何基准点。5、工件坐标系的设定、工件坐标系的设定数控编程与加工技术数控编程与加工技术1）、采用、采用G92指令设置工件坐标系指令设置工件坐标
5、系 以工件原点为基准，测量刀具起始点的坐标值，并把这个坐标值通过G92指令存到系统的存储器中，作为零件所有加工尺寸的基准点。因此，在每个程序的开头，都要设定工件原点的偏置值，其格式如下：N0010 G92 Xa Yb Zc 在机床坐标系中设置工件坐标系 加工零件G92 X_ Y_ Z_ G92指令不使机床运动，其指定的坐标值只是设定了工件原点在机床坐标系中的位置，刀具并不产生运动。其中X，Y，Z的值为工件原点与刀具当前位置A的距离。2）、采用、采用G54G59指令设置工件坐标系指令设置工件坐标系数控编程与加工技术数控编程与加工技术 使用G54G59指令，可以在机床行程范围内设置6个工件坐标系。
6、例如：采用G54G56指令设置3个工件坐标系。首先设置G54G56原点偏置寄存器：零件1：G54 X12.0 Y8.0 Z0 零件2：G55 X24.0 Y27.0 Z0 零件3：G56 X42.0 Y10.0 Z0 用G54G59指令设置工件坐标系时，首先将G54G59的坐标值设置在原点偏置寄存器中，编程时再用G54G59指令调用。N0100 G56 在机床坐标系中 设置第三个工件坐标系 加工第三个零件 N0070 G55 在机床坐标系中 设置第二个工件坐标系 加工第二个零件 N0010 G54 在机床坐标系中 设置第一个工件坐标系 加工第一个零件 然后再调用：3）、）、采用采用G50指令设
7、置工件坐标系指令设置工件坐标系数控编程与加工技术数控编程与加工技术 （2）Z轴的坐标零点可以根据图纸的技术要求和加工的方便性，选择在工件的左、右端面或其它位置。但必须与编程原点相一致。在数控车床中，通常用G50指令设置工件坐标系。这种设置工件坐标系的格式与G92指令相同。G50 Xa Zc式中 a，c刀尖与工件坐标系原点的距离，也是刀具出发点的坐标值。用G50指令所建立的坐标系，是一个与刀尖当前位置有直接关系的工件坐标系。这个坐标系有如下特点：（1）X轴的坐标零点在主轴回转中心线上。数控编程与加工技术数控编程与加工技术三种设置工件坐标系方法的指令与参数见下表 采用工件原点偏置的方法设置工件坐标
8、系，还可以实现零件的空运行试切加工，方法是：将程序原点向刀柄方向偏移，使刀具在加工过程中离开工件一个安全距离，在运行时不与工件相接触，以免发生撞刀事故。工件坐标系的三种设置方法及参数6、绝对坐标编程及增量坐标编程、绝对坐标编程及增量坐标编程数控编程与加工技术数控编程与加工技术1）、绝对坐标编程、绝对坐标编程 绝对坐标编程在程序段中用G90指令来设定，该指令表示后续程序中的所有编程尺寸，都是按绝对坐标值给定的。在坐标系中，所有点的坐标，都是以某一固定点为坐标原点给出的，即以固定的坐标原点为起点，计算各点的坐标值，这样的坐标系称为绝对坐标系。利用绝对坐标系确定刀具（或工件）运动轨迹坐标值的编程方法
9、，称为绝对坐标编程。如图所示，A，B，C三点的坐标是以固定的坐标原点O计算的，其值为：XA=20，YA=10；XB=10，YB=40；XC=30，YC=30。2）、增量坐标编程、增量坐标编程数控编程与加工技术数控编程与加工技术 在坐标系中，刀具（或工件）运动轨迹的坐标值是以前一个位置为零点计算的，这样的坐标系称为增量坐标系，又称为相对坐标系。利用增量坐标系确定刀具（或工件）运动轨迹坐标值的编程方法，称为增量坐标编程，如图所示，B，C两点的坐标均是相对于前一点计算的，其值为：UB=-10，VB=30；UC=20，VC=-10。增量坐标值与刀具（或工件）的运动方向有关，当刀具运动的方向与机床坐标系
10、正方向相同时为正，反之为负。增量坐标编程在程序段中用G91指令来设定，该指令表示后续程序中的所有编程尺寸，都是按增量坐标值给定的。有的数控系统在程序段中不用G91指令设定增量坐标编程，直接用U，V，W给定刀具（或工件）运动轨迹在X，Y，Z方向的增量坐标值。数控编程与加工技术数控编程与加工技术 编程时采用哪种方式都是可行的，但却有方便与否之区别。例如，当孔的加工尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对坐标编程方式是方便的。如果孔的加工尺寸是以各孔之间的距离给定时，采用增量坐标编程则是方便的。1.2 编程基础编程基础数控编程与加工技术数控编程与加工技术一、数控编程的步骤一、数控编程的步骤1、分析零件图样
11、、分析零件图样2、确定工艺过程、确定工艺过程3、图形的数学处理、图形的数学处理4、编写程序单及程序的输入、编写程序单及程序的输入5、程序校验与首件试切、程序校验与首件试切 根据零件图样，分析零件的形状、尺寸、精度要求、毛坯形式、材料与热处理技术要求，选择合适的数控机床。确定工件的装卡、定位方式。选择合理的加工顺序和走刀路线，避免发生刀具与非加工表面的干涉。合理选择刀具及其切削参数，提高生产效率。根据零件的几何尺寸、工艺路线及设定的工件坐标系，计算零件粗、精加工的运动轨迹。根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的工艺参数及辅助动作，按照数控系统规定的功能指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序
12、。通过手工输入或通信传输的方式输入机床的数控系统。利用空运行功能，观察刀具的运动轨迹和坐标值的变化，检验数控程序。数控编程与加工技术数控编程与加工技术二、数控编程方法二、数控编程方法1、手工编程、手工编程2、自动编程自动编程 从零件图样分析、确定工艺过程、图形的数学处理、编写程序单及程序的输入到程序的较验等各步骤主要由人工完成的编程过程。自动编程是利用计算机软件编制数控加工程序的过程。典型的自动编程有两种：APT软件编程和CAD/CAM软件编程。数控编程与加工技术数控编程与加工技术三、数控编程格式及常用指令三、数控编程格式及常用指令1、程序的组成、程序的组成一个完整的程序由程序号、程序内容和程
13、序结束三部分组成。如图所示零件的加工程序：O0001N0010 G90 G92 X0 Y0 Z0；N0020 G42 G01 X10.0 Y10.0 D5.0 F80；N0030 X30.0；N0040 G03 X40.0 Y20.0 R10.0；N0050 G02 X30.0 Y30.0 R10.0；N0060 G01 X10.0 Y20.0；N0070 Y10.0；N0080 G00 G40 X0 Y0；N0090 M30；（1）程序号 由程序号地址符和数字表示。如：O0001O程序号地址符；0001程序的编号。程序号地址符一般常用O、P、%等。（2）程序内容 程序内容是整个程序的核心，它
14、由若干程序段组成。（3）程序结束 程序结束是以M02或M30作为整个程序的结束指令。数控编程与加工技术数控编程与加工技术2、程序段的格式、程序段的格式（1）程序段号 由地址符N和后面的若干位数字构成。程序段号的主要作用是便于程序的校对和检索修改，还可用于程序的转移。程序执行的顺序和程序输入的顺序有关，而与程序段号的大小无关。在程序段号之前，输入斜线符“/”，在程序的执行过程中会跳过不执行。（2）程序字 程序字通常由地址符、数字和符号组成。（3）程序段结束符 用“LF”、“NL”、“CR”、“；”、“”表示，也有些数控系统的程序段不设结束符，直接回车即可。功 能地 址 符意 义程序号O，P程序编
15、号，子程序号的指定程序段号N程序段顺序号准备功能G机床动作方式指令坐标字X，Y，Z坐标轴的移动地址I，J，K圆心坐标地址进给速度F进给速度的指令主轴功能S主轴转速指令刀具功能T刀具编号指令辅助功能M机床开/关指令 B工作台回转（分度）指令字地址可变程序段格式由程序段号、程序字和程序段结束符组成。数控编程与加工技术数控编程与加工技术3、准备功能指令、准备功能指令 G指令由地址符G和后面的两位数字组成，常用的从G00G99，有些数控系统的准备功能指令已扩大到G150。我国JB320883标准规定的部分准备功能G指令见下表 准备功能指令也称准备功能字，用地址符G 表示，所以又称为G指令或G代码，它是
16、使数控机床做好某种运动方式准备的指令。G指令根据功能定义分成若干个组，同一程序段中同组G指令只能使用一个，若指定两个以上时，则只有最后一个有效。G指令分模态指令和非模态指令两种。模态指令是指G指令一经使用一直有效，直到被同组的其它G指令取代为止。非模态G 指令只有在被指定的程序段中才有效。G指令(1)功 能（2）功能保持到被注消或取代（3）功能仅在所在程序段内有效（4）G指令（1）功 能（2）功能保持到被注消或取代（3）功能仅在所在程序段内有效（4）G00快速点定位aG54原点沿X轴偏移fG01直线插补aG55原点沿Y轴偏移fG02顺圆弧插补aG56原点沿Z轴偏移fG03逆圆弧插补aG57原点
17、沿XY轴偏移fG04暂停*G58原点沿XZ轴偏移f数控编程与加工技术数控编程与加工技术4、辅助功能指令、辅助功能指令 M指令还规定了M功能在一个程序段中起作用的时间。例如：M03、M04主轴转向指令与程序段中运动指令同时开始起作用；M00、M01、M02等与程序有关的指令，在程序段运动指令执行完毕后才开始起作用。辅助功能指令也称为辅助功能字，用地址符M表示，所以又称为M指令或M代码。M指令是用来指定数控机床加工时的辅助动作及状态，如：主轴的启停、正反转，冷却液的开、关，刀具的更换，工件的夹紧与松开等。M指令由地址符M和后面的两位数字组成，常用的从M00M99。我国JB320838标准规定的部分
18、M指令功能，见下表。M指令也分为模态指令和非模态指令，其意义与G指令中的相同。M指指令令功功 能能功功 能能 开开 始始功能保持功能保持到被注销到被注销或被取代或被取代功能仅在功能仅在所在的程所在的程序段有效序段有效与程序段指与程序段指令同时开始令同时开始（前作用）（前作用）在程序段指在程序段指令之后开始令之后开始（后作用）（后作用）M00程序停止程序停止*M01计划停止计划停止*M02程序结束程序结束*M03主轴顺时针方向旋转主轴顺时针方向旋转*M04主轴逆时针方向旋转主轴逆时针方向旋转*M05主轴停止主轴停止*数控编程与加工技术数控编程与加工技术5、其他功能指令、其他功能指令 指定法：即F
19、后面的数字直接表示进给速度的大小，单位一般为mm/min。对于数控车床或加工螺纹时，单位也可设置为mm/r。（1）进给功能指令 用地址符F表示，也称F指令或F代码。F指令是模态指令，其功能是指令切削进给速度。代码法：即F后面有二位数字，这些数字表示数控机床进给速度数列的序号，进给速度数列可以是算术级数，也可以是几何级数。指定法：是用S后面的数值表示主轴的转速值。（2）主轴转速指令 用地址符S表示，也称S指令或S代码。S指令是模态指令，其功能是指令主轴转速或速度，单位为r/min或m/min。代码法：采用S后面跟12位数字代码，每个代码与主轴的某一转速相对应，其转速值可从床头箱上的转速表中查得。
20、T指令由地址符T和后面的数字代码组成，不同的数控系统有不同的指定方法和含义。如T12可表示选用第1号刀具和第2号刀具的补偿值，也可表示选用第12号刀具和第12号补偿值。（3）刀具功能指令 用地址符T表示，也称T 指令或T 代码。T指令主要用来选择刀具，也可用来选择刀具的长度补偿和半径补偿。数控编程与加工技术数控编程与加工技术3、辅助计算、辅助计算2、刀具中心轨迹的计算、刀具中心轨迹的计算1、基点和节点的坐标计算、基点和节点的坐标计算四、程序编制中的数值计算四、程序编制中的数值计算 通常构成零件的各基本几何元素间的交点或切点称为基点。如两直线的交点、直线与圆弧或圆弧与圆弧的交点或切点、圆弧与其它
21、二次曲线的交点或切点等。通常将构成零件轮廓的曲线，按数控系统插补功能的要求，在满足允许编程误差的条件下，用连续的直线段或圆弧段来逼近零件轮廓曲线，这些逼近线段的交点或切点称为节点。对于没有刀具半径补偿功能的数控机床，编程时，应按刀具中心轨迹计算基点和节点坐标，作为编程输入的坐标数据。对于具有刀具半径补偿功能的数控机床，只要在编程中加入刀具半径补偿的有关指令，就可以直接按零件轮廓形状，计算各基点和节点坐标，作为编程时的坐标数据。辅助计算包括增量计算和辅助程序段的数值计算数控编程与加工技术数控编程与加工技术 编程原点的选择，一般要考虑以下几方面因素。五、数控车削中编程原点的选择五、数控车削中编程原
22、点的选择5、在毛坯上编程原点容易准确地确定，且加工余量均匀。一是尽可能使编程尺寸换算简便，使一些点的坐标值与零件图上的尺寸值相同；二是尽可能使对刀方便和准确；三是尽可能使编程原点在毛坯上的位置容易确定，加工余量均匀。编程原点的确定原则为：1、编程原点应与零件的设计基准和工艺基准尽量重合，避免产生误差及不必要的尺寸换算。2、容易找正、对刀，对刀误差小。3、编程方便。4、对称零件的编程原点应选在零件的对称中心。数控编程与加工技术数控编程与加工技术4、换刀点、换刀点3、对刀参考点、对刀参考点2、对刀点、对刀点1、刀位点、刀位点六、数控车削加工中的几个特殊点六、数控车削加工中的几个特殊点 刀位点是在编
23、制加工程序时用来表示刀具位置的坐标点，一般是刀具上的一点。尖形车刀的刀位点为理想的刀尖点，刀尖带圆弧的车刀，刀位点在圆弧中心；钻头的刀位点为钻尖。对刀点是用来确定刀具与工件相对位置的点，是确定工件坐标系与机床坐标系关系的点，如图所示的A点。在数控机床上加工零件时，对刀点是刀具相对于零件运动的起点，因为数控加工程序是从这一点开始执行的，所以对刀点也称为起刀点。对刀就是将刀位点置于对刀点上，以便建立工件坐标系。对刀参考点是用来表示刀架或刀盘在机床坐标系内的位置，即CRT上显示的坐标值表示的点，也称刀架中心或刀具参考点，如图所示的B点。数控车床回参考点时，应使刀架中心与机床参考点重合。所谓换刀点，就
24、是数控程序中指定用于换刀的位置。数控编程与加工技术数控编程与加工技术2、圆弧参数计算误差的处理、圆弧参数计算误差的处理1、图形尺寸的调整、图形尺寸的调整七、数控铣削中编程尺寸的确定七、数控铣削中编程尺寸的确定 在实际加工中，零件各处尺寸的公差带不一定相同，若用同一把铣刀，同一个刀具补偿值编程加工，很难保证各处尺寸在其公差范围内。因此，对于带有公差的尺寸，应对公差带作适当的变动，如图所示，将基本尺寸换算成公差中值尺寸（图中扩号内的尺寸），计算与编程时用括号内的尺寸来进行。允3222RJI 利用零件图中的尺寸计算圆弧参数（圆弧起点、终点、圆心坐标）时，有时会产生误差。当误差超过一定限度时，数控系统
25、会拒绝执行该圆弧指令发出警报。因此，在圆弧参数计算之后，要注意校验I、J或K值的误差，一般应满足下式要求：其中 允数控系统允许的最大圆弧插补误差；R圆弧半径。数控编程与加工技术数控编程与加工技术1、基本概念、基本概念八、进刀与退刀的工艺处理八、进刀与退刀的工艺处理(1)程序起始点：是指程序开始时，刀尖点初始的位置。(3)进刀点：是指在曲面开始切削时，刀具与曲面的接触点。(2)程序返回点：是指程序执行完毕时，刀尖点返回后的位置。(4)退刀点：是指曲面切削完毕后，刀具与曲面的接触点。(5)起始平面：程序开始时刀尖的初始位置所在的Z平面。(6)返回平面：程序结束时刀尖所在的Z平面。(7)进刀平面：刀
26、具快速接近被加工表面时的平面。(8)退刀平面：刀具完成一项切削加工后，以切削进给速度离开工件表面510mm，转为快速返回安全平面，这个速度转换时刀尖所在的平面。(9)安全平面：刀具完成一项切削任务后，沿Z轴方向返回一段距离，这时刀尖所在的Z平面。数控编程与加工技术数控编程与加工技术2、选择程序起始点、返回点、进刀点和退刀点的原则、选择程序起始点、返回点、进刀点和退刀点的原则（1）选择程序起始点、返回点的原则 起始点和返回点的X、Y坐标值最好为零，Z坐标定义在高出被加工零件的最高点50100mm左右的位置，如图所示。粗加工时，进刀点选择在曲面内最高角点，这样可使切削余量最小，进刀时，不易损坏刀具
27、。（2）选择进刀点的原则 选择退刀点时，主要考虑曲面加工的连续性和尽量缩短加工时间，提高机床的有效工作时间。（3）选择退刀点的原则 精加工时，进刀点选择在曲面内曲率比较平缓的角点，这样可使刀具所受弯矩较小，不易折断刀具。数控编程与加工技术数控编程与加工技术3、加工路线的确定、加工路线的确定（1）孔加工路线的确定对于孔的位置精度要求较高的零件，孔加工的路线一定要注意孔的定位基准一致，即采用单向趋近定位的方法，以避免传动系统反向间隙误差对定位精度的影响。图（a）产生位置误差。图（b）避免了因反向间隙而造成的位置误差。在孔系零件的加工中，应减少刀具空行程时间或切削进给时间，使走刀路线最短，提高加工效
28、率，如图所示。选择图（b）所示的钻孔加工路线比图（a）所示的加工路线短，节省加工时间。加工路线应保证工件的精度和表面粗糙度，且效率较高；数值计算简便，减少编程工作量；加工路线最短，减少程序段和空刀时间。加工路线确定的原则：数控编程与加工技术数控编程与加工技术 加工外圆弧时，刀具要沿切线方向进刀，加工完毕后，不要在切点处直接退刀，要沿切线方向多走一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件相碰，或在切点处留下退刀痕迹。（2）内、外圆加工路线的确定 加工内圆弧时，刀具应按照与零件内表面相切的圆弧轨迹进刀和退刀，这样可以提高圆弧内表面的加工精度和表面质量。刀具切入和切出时，应远离矩形拐角，防止因刀具补偿时在
29、拐角处留下凹口。（3）矩形槽加工路线的确定数控编程与加工技术数控编程与加工技术（4）外轮廓加工路线的确定 当采用立铣刀侧刃切削外轮廓时，刀具应沿外轮廓曲线延长线的切向进刀，不要沿零件外轮廓曲线的法向进刀，以免在切入处产生刀痕而影响表面质量。零件加工完毕退刀时，也要沿零件轮廓延长线的切向逐渐远离工件，保证零件外轮廓曲线的光滑过渡，铣削封闭的内轮廓表面时，要沿轮廓延长线的切向进刀和退刀。若内轮廓曲线不能外延时，可沿内轮廓曲线的法向进刀和退刀，进、退刀点应尽量选择在内轮廓曲线两几何元素的交点处。（5）内轮廓加工路线的确定 这是数控加工中最常用的进、退刀方式。它定义简单，动作快捷，但是在工件表面的进、
30、退刀位置易留下驻刀痕迹，影响工件表面加工精度和质量。（6）刀具沿轴向进刀和退刀（7）沿螺旋线或斜线进刀 当多层切削时，刀具从上一层的高度沿螺旋线或斜线的方向逐渐切至下一层的高度，然后在这一高度上进行切削，直至切削完毕。一、数控刀具的种类一、数控刀具的种类二、数控刀具的特点二、数控刀具的特点三、工具系统三、工具系统四、数控刀具的选择四、数控刀具的选择1.3 数控加工常用刀具数控加工常用刀具数控编程与加工技术数控编程与加工技术1、按数控刀具的结构分、按数控刀具的结构分一、数控刀具的种类一、数控刀具的种类具有强力夹紧，可逆攻丝功能的刀具。（1）整体式刀具 由整块材料根据不同用途磨削而成的刀具。（2）
31、镶嵌式刀具 将刀片以焊接或机夹的方式镶嵌在刀体上的刀具。（3）减振式刀具 当刀具的工作臂较长时，为了减小刀具在切削时的振动所采用的一种特殊结构的刀具。（4）内冷式刀具 切削液通过主轴传递到刀体内部，由喷嘴喷射到刀具切削部位的刀具。（5）特殊式刀具数控编程与加工技术数控编程与加工技术4、按数控机床的工具系统分、按数控机床的工具系统分3、按数控刀具的切削工艺分、按数控刀具的切削工艺分2、按数控刀具的材料分、按数控刀具的材料分（1）高速钢刀具（2）硬质合金刀具（3）陶瓷刀具（4）立方氮化硼刀具有立铣刀、端铣刀和成形铣刀等。（1）车削刀具有外圆车刀、端面车刀和成形车刀等。（2）镗削刀具有单刃镗刀、双刃
32、镗刀和多刃组合镗刀等。（3）钻削刀具有普通麻花钻、浅孔钻和喷吸钻等。（4）铣削刀具（2）模块式工具系统（1）整体式工具系统（5）聚晶金刚石刀具数控编程与加工技术数控编程与加工技术二、数控刀具的特点二、数控刀具的特点 要适应数控机床的发展趋势，高速度、高效率、高刚度和大功率。因此，数控刀具必须优质高效，具有承受高速切削和强力切削的性能。1切削效率高切削效率高 刀具的可靠性直接关系到零件的加工质量，因此，刀具不能因切削条件有所变化而出现故障，必须具有较高的工作可靠性。2精度高精度高 数控刀具的精度、刚度和重复定位精度要求较高，刀柄与快换夹头间或与机床主轴锥孔间的连接定位精度、刀具的形状精度也要求高
33、，以满足精密零件的加工需要。3可靠性高可靠性高 数控刀具不但切削性能好，而且耐用度要高，性能稳定，尽量避免同一零件加工过程中换刀刃磨。4耐用度高耐用度高5刀具尺寸能够预调刀具尺寸能够预调 为了达到较高的定位精度，刀具的结构能使刀具预调尺寸。6换刀速度快换刀速度快 人工换刀时采用快换夹头，具有刀库装置的实现自动换刀。数控编程与加工技术数控编程与加工技术 采用模块式工具系统，可以较好地适应多品种零件的生产需要，有效的减少工具储备。7具有完善的工具系统具有完善的工具系统 刀具管理系统可以对刀库中所有刀具自动识别，并储存刀具尺寸、位置、切削时间等信息，还可实现刀具的更换、运送、刃磨和尺寸预调等功能。8
34、具有刀具管理系统具有刀具管理系统1车削类工具系统车削类工具系统 三、工具系统三、工具系统 转塔式刀架有立式和卧式两种结构型式。它设有多刀位自动定位装置，通过塔头的旋转、分度和定位来实现刀具的自动更换，转塔式卧式转台刀架的工具系统。刀具安装后的相关尺寸是程序编制的重要数据，刀盘上每一把刀具与刀盘基面在X向和Z向的距离都应准确测量并标示出来，供坐标计算使用。2镗铣类工具系统镗铣类工具系统 镗铣类工具系统，一般由与机床主轴连接的锥柄、连杆和刀具组成。它们经组合后可以实现钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝等加工工艺。数控编程与加工技术数控编程与加工技术（1）整体式工具系统 整体式工具系统是把锥柄和连杆制成一
35、体，不同工作部分都具有相同结构的刀柄，以便与机床主轴相连。TSG82工具系统图，它表明了工具系统中各种工具的连接组合形式。TSG82工具系统编码标注举例：JT45-KH40-80JT45加工中心用7:：24锥度的45号锥柄刀杆；KH407：24锥度，40号锥孔快换夹头；80锥柄大端至螺母端的距离为80mm。它表示该辅具是一个加工中心用的锥度为7：24，45号锥柄，锥柄中有锥度为7：24，40号快换夹头锥柄孔，外锥大端至螺母尺寸为80mm。（2）模块式工具系统 模块式工具系统是把整体式刀具分解，制成主柄模块、中间模块和工作模块，然后通过各种连接结构，在保证刀杆连接精度、强度和刚度的前提下，将三个
36、模块连接成整体。数控编程与加工技术数控编程与加工技术四、数控刀具的选择四、数控刀具的选择 1数控车削刀具的选择数控车削刀具的选择（6）零件的生产批量和生产条件 （1）工件材料的类别 数控车床使用的刀具有焊接式和机夹式之分，选择机夹式刀具的关键是选择刀片，在选择刀片上要考虑以下几点：常用材料有：黑色金属、有色金属、复合材料、非金属材料等。（2）工件材料的性能 包括硬度、强度、韧性和内部组织状态等。（3）切削工艺类别 粗加工、精加工、内孔、外圆加工等。（4）零件的几何形状、加工余量和加工精度（5）要求刀片承受的切削用量数控编程与加工技术数控编程与加工技术2数控铣削刀具的选择数控铣削刀具的选择 数控
37、铣削刀具有面铣刀、立铣刀、球头铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀、键槽铣刀和模具铣刀等。选择数控铣刀时应注意以下几点：（1）加工较大的平面时，应选择面铣刀。DD2/sin12/sin21max 粗加工内轮廓时，铣刀最大直径Dmax可按下式计算。（2）立铣刀多用于加工凸台、凹槽和平面零件轮廓。尽量不用高速钢立铣刀加工毛坯面，防止刀具的磨损和崩刃。毛坯面可用硬质合金立铣刀加工。式中：D轮廓的最小凹圆角直径；圆角邻边夹角等分线上的精加工余量；1精加工余量；圆角两邻边的最小夹角。（3）曲面加工常用球头铣刀，但加工曲面较平坦的部位应采用环形铣刀。数控编程与加工技术数控编程与加工技术（6）加工变斜角零件选
38、择鼓形铣刀和锥形铣刀。（4）加工空间曲面、模具型腔或凸模成形表面等多选用模具铣刀。（5）加工封闭的键槽选择键槽铣刀。3加工中心刀具的选择加工中心刀具的选择（1）刀具的选择 钻孔刀具一般有普通麻花钻、浅孔钻、扩孔钻、喷吸钻等。加工30mm以下的孔时，多选择麻花钻。当加工直径d=2060mm，l/d3的浅孔时，可选择浅孔钻。当加工直径d=65180mm，5l/d100的深孔时，可选择喷吸钻。扩孔刀具的结构形式有高速钢整体式、镶齿套式、硬质合金可转位式等。镗孔刀具有单刃镗刀、双刃镗刀和微调镗刀等。微调镗刀的径向尺寸可以在一定范围内进行微调，调节方便且精度高。铰孔刀具有通用标准绞刀、硬质合金刀片单刃铰
39、刀和可调浮动铰刀等。数控编程与加工技术数控编程与加工技术（2）刀柄的选择刀柄是刃具与机床主轴连接的工具，是加工中心必备的辅具。GB/T10944自动换刀机床用7：24锥柄结构。拉钉国家标准（GB/T10945-1989）有A型和B型两种拉钉形式。A型拉钉用于不带刚球的拉紧装置 尽量采用标准刀的刀具模块，减少设计和加工的工作量，要根据零件加工的实际需要选择特殊刀柄。选择刀柄时应注意以下几点：要根据机床上典型零件的加工工艺选择刀柄，既要满足加工需要，又不能造成刀柄积压。刀柄配置的数量一般为刀库容量的23倍，以满足自动加工的要求。要使所选择的刀柄与机床主轴孔的规格相一致，刀柄抓拿部位要能适应机械手的形态位置要求，拉钉的形状、尺寸要与主轴的拉紧机构相匹配。要尽量选择加工效率较高的刀柄，提高刀柄的利用率。要根据生产需要，专门设计复合刀柄，提高生产效率，缩短生产周期。B型拉钉用于带刚球的拉紧装置 返返 回回本本 章章 结结 束束
