数控铣床入门知识

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1、入门知识本课题主要讲述的内容：1. 数控铣床安全操作规程2. 数控铣削在工业生产中的地位及加工范围3. 编程基础知识（一）： 机床的坐标轴及运动代号； 基本指令； 加工程序编制初步； 实训目的：1. 了解掌握数控铣床的安全操作及基本指令和基础编程知识2. 了解掌握机床坐标轴的判别方式和动运代号，运动方向。一、安全文明生产（一） 文明生产1. 严格遵守车间记律，准时上下班；2. 操作结束要清扫机床和清洁量具；3. 下班前要清扫工场、清点和清洁量具、清点和清洁刀具、清理整齐工件和毛坯；4. 废品工件加工、折断的刀具必须回收，不得丢弃和藏幂；5. 严禁不文明行为。（二） 安全生产1. 严禁在工场追逐

2、、打闹、快速奔跑；2. 严禁着拖鞋、高跟鞋，严禁着不符合工作服要求的服装（如宽大的、衣领或套袖上 有装饰带的），头发长的同学必须戴帽子，头发必须盘在帽子内；3. 操作机床严格按照老师规定的步骤执行；4. 一台机床只能单人操作！同组其他同学在旁边只能观察操作过程、口头指出错误， 严禁动手！唯一的例外是：发生紧急情况时，可代操作者拍按“急停”按钮！5. 发生事故要及时停机，并马上报告老师处理；严禁私自处理！严禁隐瞒不报！6. 对刀时要及时调整“进给倍率”旋钮（按键）：刀具远离工件时（大于50mm）,可 用较大倍率；靠近工件时（5010mm）,必须用较小倍率（10%20%）；准备切到工件时（110m

3、m）,必须选用12%倍率档！7. 加工工件过程：检查平口钳装夹是否牢靠一正确装夹工件一对刀、设置坐标偏置一 登录程序f检查程序f提高坐标偏置（如G54）中的Z坐标偏置100mm （即+Z方向）一 正确设置刀具补偿一选择“空运行”、“单段”之后，自动运行程序；观察走刀轨迹是否正确。 若正确，则取消“空运行”、恢复坐标偏置、保留“单段”一开始加工；8. 切削前必须确认已经取消“空运行”、调整“进给倍率”旋钮（按键）到较低档、坐 标偏置正确、“单段”已经选用。切入工件后可取消“单段”、调整“进给倍率”到100%或 适当倍率；9. 加工过程必须值守在机床操作位；10. 严格遵守学校颁布的数控铣床安全操

4、作规程。二、数控铣削简介（一）NC技术NC（Numerical Contro 1）技术就是：用数值和符号构成的数字信息自动控制机床的运转。 与传统机床依靠操作者操纵手柄进行加工相比，数控机床是依靠NC系统发出的控制信息以 脉冲的方式来控制机床各轴的运动进行零件的轮廓形状加工的。因此，进行准确控制加工复 杂的二维、三维零件在数控机床上利用2轴、3轴乃至4轴、5轴联动，能够轻而易举的实 现，在传统机床上是很难操作的，并且对操作者的经验技术要求较高。传统机械加工要求操 作者始终专注于机床的运动、及时作出合适的手柄操纵；数控机械加工首件验证合格后，加 工过程几乎不再需要干预，解脱操作者的束缚，可用于准

5、备其他的生产准备工作，节约人力 资源，提高生产效益。数控加工技术得到迅速普及、迅速提高的。目前，在役的数控机床一 般为 CNC（Computer Numerical Control）数控机床。数控加工技术从产生至今，已经在机械加工领域广泛应用：如数控车床、数控镗铣床、 数控磨床、数控冲床、数控切割机、数控电火花（线切割）机、数控激光加工机床等等，数 控车削、数控镗铣削、数控电火花线切割是目前数控加工的主力。数控机床是柔性生产线、 无人值守车间的基本构成单位。（二）数控铣床主要功能 不同档次的数控铣床的功能有较大的差别，但都应具备以下主要功能：1. 直线插补：数控铣削加工的最基本功能之一。2.

6、圆弧插补：数控铣削加工的最基本功能之一。3. 固定循环：固定循环是指系统开发者所开发的、系统本身的有机组成、参数化的应 用于简化编程的加工子程序，并以固定指令格式应用，主要用于实现一些具有典型性的需要 多次重复的加工动作，如各种孔、螺纹、沟槽等的加工。使用固定循环可以有效地简化程序 的编制。4. 刀具补偿：一般包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具位置补偿功能等。 刀具半径补偿平面轮廓加工 刀具长度补偿设置刀具长度5. 镜向、旋转、缩放、平移： 通过机床数控系统对加工程序进行镜向、旋转、缩放、平移处理，简化程序编制。6. 自动加、减速控制：机床在刀具改变运动方向时自动调整进给速度，保持良好的加工

7、状态，避免造成刀具变 形、工件表面受损、加工过程速度不稳等情形。7. 数据输入输出及 DNC 功能：数控铣床一般通过 RS232C 接口进行数据的输入及输出，包括加工程序和机床参数等。 当执行的加工程序超过存储空间时，就应当采用 DNC 加工，即外部计算机直接控制数控 铣床进行加工。8. 子程序功能： 对于需要多次重复的加工动作或加工区域，可以将其编成子程序，在主程序需要的时候调用它，并且可以实现子程序的多级嵌套，以简化程序的编写。9. 自诊断功能：自诊断是数控系统在运转中的自我诊断，它是数控系统的一项重要功能，对数控机床的 维修、程序的调试等具有重要的作用。10. 用户宏功能：在程序中使用变

8、量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能，这种有变量的程 序称为宏程序。利用宏程序编程，可进一步提高、扩展数控铣床的使用性能。（三） 数控铣床主要加工内容 数控铣床目前主要应用于模具行业、小批零件加工、产品试制，减少甚至不用专用的工 具、夹具、量具以及专用刀具，主要加工内容：1. 平面类零件： 型面为平面或可展成平面的零件称为平面类零件，这一类零件的加工特点是：一般用两 坐标联动就可以加工，其数控铣削相对比较简单。2. 曲面类零件： 型面为空间的、不能展成平面的零件称为曲面类零件，其加工特点是：任何方式的加工， 铣刀与零件表面始终是点接触。3. 变斜角类零件： 型面不能展成平面、但又存在

9、有直素线的零件称为变斜角类零件，其加工特点是：周铣 时，零件的被加工表面与铣刀柱面接触处可以是一条直线。4. 孔及螺纹：采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铣都有镗、钻、铰功能。三、编程基础知识（一）（一） 基本指令介绍1. 机床的坐标轴及运动代号图 1 -1 右手直角笛卡尔坐标系图数控机床坐标轴命名遵循ISO标准：立式数控铳床的主轴运动方向定义为Z轴,刀具离 开工件的方向为+Z向，面向机床，以右手直角笛卡儿坐标系判定X、Y坐标轴：大拇指代 表X轴，食指代表Y轴，中指代表Z轴，各手指的指向代表对应轴运动的“+”向如图1-1 所示；绕X轴的旋转为A,绕Y轴的旋转为B,绕Z轴的旋转为

10、C,以右手螺旋法则判定 运动的“+、 -”向。坐标指令书写格式： X_ Y_ Z_ A_ B_ C_ 各坐标（地址） 后的“_”表示对应轴的运动方向和目标。2. 基本指令：（1）编程平面指令：坐标平面规定如图 1-2 示，分述如下G17之后的程序都是以XY平面为切削平面，本指令为模态指令。G18之后的程序都是以XZ平面为切削平面，本指令为模态指令。G19之后的程序都是以YZ平面为切削平面，本指令为模态指令。数控系统一般默认在XY平面编程，所以在程序中可以不用指定G17。（2）坐标系指令： 可设定偏置 G54、G55、G56、G57（、G58、G59）：指定程序自动执行加工零件时，编程坐标系原点

11、在机械坐标系中的位置：工件编程原点 偏离机床原点的方向和距离。都为模态指令。任意一个坐标系指令作用和效果都是相同的 编程时设置编程原点不必考虑工件在机床中的的装夹位置。加工时，通过对刀方式找到工件 装夹在机械坐标系中的位置，然后把这一位置设定于相应的寄存器，设定完成。以上坐标系指令的坐标原点在断电、重新上电后不变。 可编程偏置 G92：指定程序自动执行加工零件时，编程坐标系原点在加工中的位置：刀具当前点（执行 G92 程序段时，刀具所处的位置）偏离工件编程原点的方向和距离，为模态指令。该坐标系指令在断电、重新上上电后消失；程序必须在 G92 程序段起点处结束，否则 程序将不能循环加工。图 1

12、-3 G92 设定加工原点在图 1-3 中明确表达了， G92 时通过刀具当前位置（执行 G92 程序段时的为置）、 G92X_Y_Z_ 所指定的数值和方向来确定加工坐标系的坐标原点的。（3）数值类型指令： 绝对和相对：绝对坐标方式G90：坐标值是刀具运动终点相对于编程坐标系原点的距离和方向，为模 态指令。相对坐标方式G91：坐标值是刀具运动终点相对于刀具运动起点的距离和方向，为模态 指令。采用G91、G90编程都可以，一般由图样的标注方式确定，这样可以减少尺寸链的换算, 方便坐标的计算。绝对和相对编程方式编程举例：如图 1-4 示绝对坐标方式G90相对坐标方式G91从A点切削到B点G01 X

13、20 Y15 F100G01 X15 Y7 F100从B点切削到A点G01 X5 Y8 F100G01 X-15 Y-7 F100从C点切削到D点G01 X-12 Y-17 F100G01 X-15 Y-7 F100从D点切削到C点G01 X-2 Y-5 F100G01 X15 Y7 F100 公制和英制：FANUC：公制G21、英制G20,为模态指令。国产机床一般默认为公制，所以编程时一般可以不在程序中指定G71、G21。(4) 进给指令F:指令进给速度的大小。有两种方式：每分钟进给量G94、主轴每转进给量G95。 这两个都为模态指令，其中F及其指令的数值在重新指令后才改变。(5) 主轴转速

14、指令：S:指令主轴转速的大小，一般是不能带小数点的。与M04 (反转)、M03 (正转) 结合使用， M05 为主轴停止转动。这四个都为模态指令，其中 S 及其指令的数值在重新指 令后才改变。(6) 快速定位指令：G00 X Y Z:以系统内定的移动速度，刀具快速移动到“X Y Z” 点。如图1-5示，G00有两种刀具路径：第一，先顺着正方体的空间对角线三轴联合移动， 接着以正方形的对角线双轴联合移动，最后单轴移动；第二，从起点到终点的空间直线三轴 联合移动。采用哪一种路径，在系统参数中设定，加工的NC程序是不能控制的。为模态指 令。为了确保安全、避免浪费过多的时间在考虑G00路径与工件(或毛

15、坯)、夹具的安全关 系，禁止编程时采用三轴联动进行快速定位！GOO X45 Y3O Z2O的走刀路径图 1 - 5 G00 的走刀路径（7）基本切削指令： 直线插补指令：X_ Y_ Z_”为走刀的终点坐标；刀具顺着起点到G01 X_ Y_ Z_ F终点的（空间、二维、单轴）直线进行切削；必须指令或已经指令了 “F” ；为模态指 令。 圆弧插补指令：顺圆弧G02、逆圆弧G03：判定方法是，顺着垂直于圆弧平面的轴，从“+”方向往方向观察，如果刀具顺时针方向切削，采用G02 ；如果刀具逆时针方向切削，采用G03，如 图 1 - 6 所示。编程格式如下：G02G02G19G18G02G17G03图 1 -6 顺、逆圆弧的判断半径编程： FANUC G02（G03） X_ Y_ Z_ R_被加工圆弧的圆心角180时，半径R赋值为无符号数；360 圆心角180时,半径R_赋值为带“-”号的数，这是为了避免如图1-7所是的歧义；圆心角=360。时，不 能用半径编程因为已知圆上的一