Pro/EngineerWildfire2.0中文版

數控加工教程

時代科技韓東第一章

數控加工基礎

2005年12月1日PROE數控加工講稿1.1數控加工概論

數控加工技術是制造工業現代化的重要基礎，是自動控制在生產中的應用，它是一個國家工業現代化水平高低的重要標志。數控加工原理如圖1-1所示。

圖1-1數控加工原理1.1數控加工概論先進的制造技術有快速原型法、虛擬制造技術、柔性制造單元以及柔性制造系統等。其中快速原型法和虛擬制造技術被稱為未來制造業的兩大支柱技術。快速原型法：它是國外20世紀80年代中后期發展起來的一種新技術，它綜合運用了CAD技術、數控技術、激光加工技術和材料技術，它實現了從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統技術。虛擬制造技術：以計算機支持的仿真技術和虛擬現實技術為前提，首先對企業的全部生產、經營活動進行建模，然后在計算機上求得系統的最佳運行參數，最后再在現實生活中進行運行。

進行自動編程時其具體過程為：

(1)根據零件圖建立加工模型特征。

(2)設置被加工零件的材料，工件的形狀與尺寸。(3)設置加工機床參數，確定加工零件的定位基準面、加工坐標系和編程原點。(4)選擇加工方式，確定刀具的初始位置、下刀位置和安全高度。(5)設置加工參數（如進給速度、機床主軸轉速等）。(6)進行加工仿真，修改刀具路徑。(7)后期處理生成NC代碼。(8)根據不同的數控系統對NC做適當的修改，將正確的NC代碼輸入數控系統，驅動數控機床。1.2數控機床坐標系規定原則：數控機床坐標系是一個右手笛卡兒坐標系，用右手螺旋法則判定。工件運動坐標系和刀具運動坐標系。坐標軸的確定方法及步驟

Z軸：一般產生切削力的主軸線為Z軸。X軸：一般位于平行工件裝夾面的水平面內。Y軸：根據已確定的X、Z軸用右手笛卡兒坐標系確定。A、B、C軸：此三軸為回轉進給運動坐標。

機床坐標系：其坐標系和運動方向視機床的種類和結構而定。工件坐標系：該坐標系是編程時用來定義工件形狀和刀具相對工件運動的坐標系。

1.3數控加工工藝基礎數控加工工藝內容包括：

對零件圖進行分析，明確數控加工的內容及技術要求，并選擇適當的數控機床；

具體設計加工工序，選擇刀具、夾具及切削用量；處理特殊的工藝問題，如對刀點、換刀點確定，加工路線確定，刀具補償，分配加工誤差等；編寫加工程序，并效驗與修改；

首件試加工以進一步修改加工程序，并對現場問題進行處理；編制數控加工工藝技術文件，如數控加工工序卡、刀具卡、程序說明卡等。

1.3數控加工工藝基礎數控加工工藝源于傳統的加工工藝，在進行數控加工工序安排時，同樣要遵循普通機械加工工藝的基本原則，即：基面先行。

先粗后精。先主后次。先面后孔。刀具集中。

在試加工成功后，就要進行編制數控加工工藝技術文件。主要包括數控加工工序卡、數控加工刀具卡、機床調整單和數控加工程序單等。1.4常用編程指令

G指令：用來規定刀具和工件的相對運動軌跡（即插補功能）、機床坐標系、坐標平面、刀具補償和坐標偏置等多種加工操作。

G90——絕對坐標系指令G91——相對坐標系指令G92——工件坐標系指令G00——快速定位指令G01——直線插補指令G02、G03——圓弧插補指令G02：順時針圓弧插補指令

G03：逆時針圓弧插補指令。

G17、G18、G19——坐標平面設定指令G17：選擇XY平面。G18：選擇XZ平面。G19：選擇YZ平面。

G41、G42、G40——刀具半徑補償指令刀具半徑左補償指令。刀具半徑右補償指令。取消刀具半徑補償指令。1.4常用編程指令

M指令：用于控制數控機床“開、關”功能指令，主要用于完成加工時的輔助動作。M00——程序暫停指令M02——程序結束指令

M03、M04、M05——主軸順時針方向旋轉、逆時針方向旋轉和主軸停止運轉指令。

M03：表示主軸以順時針方向旋轉。程序格式通常為：M03S_。M04：表示主軸以逆時針方向旋轉。程序格式通常為：M04S_。M05：表示機床主軸停止運轉。

M06——自動換刀指令M07、M09——切削液開關指令

M07：機床切削液打開。M09：機床切削液關閉。M30——程序結束并返回到程序的第一條語句，準備下一個工件的加工。1.4常用編程指令

F、S、T功能

F功能用于控制刀具移動時的進給速度S功能用于控制機床主軸的轉速T功能用來指定刀具的刀具號1.4常用編程指令

操作實例：加工如圖1-2所示的凸臺輪廓，其加工程序為：

圖1-2加工實例1.4常用編程指令

1.5Pro/ENGINEER數控加工專業術語

參考模型：即為設計模型，它可以是實體零件、裝配件以及鈑金件，如圖1-3所示。工件：即為工程上所說的毛坯，是加工操作的對象，如圖1-4所示。制造模型：一般由參考模型和工件組合而成，如圖1-5所示。1.6Pro/ENGINEER數控加工流程

Pro/ENGINEER數控加工流程與實際加工的邏輯思維相同，其加工流程圖如圖1-6所示。1.7Pro/ENGINEER制造模式的啟動與操作界面簡介

用戶在啟動Pro/ENGINEER的狀況下，選擇主菜單中【文件】/【新建】選項，打開【新建】對話框。在【類型】列表框中選擇【制造】選項，在名稱【名稱】文本框中輸入新建制造文件名稱，然后單擊按鈕便進入如圖1-7所示的制造用戶界面。

1.7Pro/ENGINEER制造模式的啟動與操作界面簡介標題欄：在標題欄中顯示了新建制造文件的名稱或打開文件的名稱，在文件名稱后顯示了Pro/Engineer所用的版本。主菜單：它由【文件】、【編輯】、【視圖】、【插入】、【分析】、【信息】、【應用程序】、【工具】、【窗口】和【幫助】組成。系統工具欄：它由文件管理、編輯管理、視圖顯示、模型顯示、基準顯示、加工參數設置和幫助七個部分組成。模型樹窗口：以先后順序以及特征的層次關系列出了加工模型上的所有特征和加工操作步驟，以供設計者查看或修改。提示欄：位于模型樹窗口的下面，它提示了所選操作的具體含義和步驟。1.7Pro/ENGINEER制造模式的啟動與操作界面簡介工作區：即Pro/E的設計繪圖區，它是整個窗口的主體部分，在工作區中設計者可以進行模型的各項操作，如：創建工件、設置加工退刀平面，設置加工坐標系等操作。過濾器：位于窗口的最右下角，通過過濾器用戶能夠方便的選取要進行設計的特征或幾何對象。菜單管理器：幾乎包含了數控加工的所有命令。菜單管理器采用了級聯式結構，當選擇某個菜單后將自動彈出下一級菜單，兩菜單用橫線隔開。1.8練習題1.簡述數控加工的原理并舉例說明現代數控加工的先進技術。2.如何判斷數控加工機床的坐標系，工件坐標系和機床坐標系有什么區別？3．什么叫參考模型、工件和制造模型？它們之間有何區別和作用？4．動手進入制造模式并練習使用各個按鈕和工具。1.9小結本章詳細介紹了數控加工概論、數控機床坐標系的確定、數控編程常用代碼、Pro/ENGINEER數控加工專業術語以及數控加工流程圖和Pro/ENGINEERWildfire2.0中文版的啟動和用戶界面簡介。通過數控加工前景的介紹使讀者了解了當前數控的發展方向和加工前景，在坐標系的介紹中詳細講解了數控機床坐標系的確定方法，同時也為以后章節的講解打下了堅實的基礎，數控編程中常用代碼中介紹數控編程的基本方法，讓