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1、正文模块一数控铣床基础知识模块二 数控铣削加工工艺模块三 典型零件工艺分析模块四 数控铣床编程基础知识模块五 数控铣削编程的固定循环模块六 坐标变换指令模块七 用户宏程序模块八 零件编程实例正文课题一：数控铣床概述课题二：数控机床的分类课题三：数控铣床的组成与工作原理课题四：数控铣床的坐标系模块一 数控铣床基础知识正文1.学习目标2.学习内容课题一：数控铣床概述正文1.学习目标1.了解数控铣床的产生。2.了解数控铣床的发展历程。3.了解数控铣床未来的发展趋势。4.掌握数字控制的概念。5.掌握数控机床的概念。6.了解先进的数控制造系统。正文一、数控铣床的产生二、数控系统的发展三、数控系统和数控铣
2、床的发展趋势四、基本概念2.学习内容正文一、数控铣床的产生机床的数控技术起源于美国，首先用于军工产业，这使数控技术获得迅速发展。1948年，美国帕森斯公司承担研究设计和加工直升飞机桨叶轮廓用检查样板的加工机床这一任务时，该公司经理帕森斯根据自己的设想，提出了革新这种样板加工机床的新方案，由此便产生了研制数控机床的最初萌芽。1949年，作为这一方案主要承包者的帕森斯公司，正式接受委托，在麻省理工学院伺服机构实验室的协助下，开始从事数控机床的研制工作。经过三年时间的研究，于1952年试制成功世界上第一台数控机床实验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床,数控装置的体积比机床
3、本体还要大，电路采用电子管元件。正文二、数控系统的发展(一)五代数控系统(二)两个阶段正文(一)五代数控系统1.电子管数控系统诞生于1952年，以美国麻省理工学院研制的基于电子管和继电器的机床数控装置为标志。2.晶体管数控系统1958年，美国凯奈屈列克公司在世界上首先研制成功带有自动换刀装置的加工中心机床。3.集成电路数控系统1965年，出现了商品化集成电路数控装置，不仅缩小了数控装置的体积，减少了功耗，并且使系统的可靠性进一步提高。正文(一)五代数控系统4.小型计算机数控系统1970年，美国芝加哥国际机床展览会上，第一次展出了采用小型计算机控制的计算机数控装置。5.微处理器数控系统1974年
4、，由于微型计算机性价比不断提高，使其迅速渗透到各行各业，很快取代了小型计算机系统，成为计算机数控系统的核心。正文1.电子管数控系统诞生于1952年，以美国麻省理工学院研制的基于电子管和继电器的机床数控装置为标志。正文2.晶体管数控系统1958年，美国凯奈屈列克公司在世界上首先研制成功带有自动换刀装置的加工中心机床。正文3.集成电路数控系统1965年，出现了商品化集成电路数控装置，不仅缩小了数控装置的体积，减少了功耗，并且使系统的可靠性进一步提高。正文4.小型计算机数控系统1970年，美国芝加哥国际机床展览会上，第一次展出了采用小型计算机控制的计算机数控装置。正文5.微处理器数控系统1974年，
5、由于微型计算机性价比不断提高，使其迅速渗透到各行各业，很快取代了小型计算机系统，成为计算机数控系统的核心。正文(二)两个阶段1.NC系统前三代数控系统是采用专用电子线路实现的硬件式数控系统，一般称为硬件数控系统，简称NC系统。2.CNC系统第四代和第五代数控系统是采用微处理器及大规模或超大规模集成电路组成的软件式数控系统，称为计算机数控系统，简称CNC系统。正文1.NC系统前三代数控系统是采用专用电子线路实现的硬件式数控系统，一般称为硬件数控系统，简称NC系统。正文2.CNC系统第四代和第五代数控系统是采用微处理器及大规模或超大规模集成电路组成的软件式数控系统，称为计算机数控系统，简称CNC系
6、统。正文三、数控系统和数控铣床的发展趋势(一)高速度、高精度、高可靠性(二)多功能化(三)网络化(四)小型化和多样化(五)智能化(六)开放性正文(一)高速度、高精度、高可靠性1.高速度速度和精度是数控系统的两项重要指标，直接关系到数控机床的加工效率和加工质量。2.高精度提高数控机床加工精度的途径，一是减小数控系统误差，二是采用补偿技术。3.高可靠性数控机床的可靠性，特别是在长时间无人操作环境下运行的数控系统的可靠性成为人们最关注的问题之一。正文1.高速度速度和精度是数控系统的两项重要指标，直接关系到数控机床的加工效率和加工质量。正文2.高精度提高数控机床加工精度的途径，一是减小数控系统误差，二
7、是采用补偿技术。正文3.高可靠性数控机床的可靠性，特别是在长时间无人操作环境下运行的数控系统的可靠性成为人们最关注的问题之一。正文(二)多功能化数控加工中心是典型的多功能化数控机床。这类数控机床一般配有机械手和刀具库,工件一经装夹，数控系统就能控制机床自动更换刀具，连续对工件的各个加工面自动地完成铣削、镗削、铰孔、扩孔及攻螺纹等多工序加工，把许多工序甚至许多不同的工艺过程都集中到一台设备上完成，从而可以避免多次装夹所造成的定位误差，减少设备台数、工夹具和操作人员，节省占地面积和辅助时间。为了提高效率，新型数控机床在控制系统和机床结构上也有所改革。正文(三)网络化为了适应一些先进的制造系统，一般
8、的数控系统都具有高速串行端口，可按照用户需要，同上一级计算机进行多种数据交换。高档的数控系统还具有DNC接口，可以实现几台数控机床之间的数据通信，也能够对几台数控机床进行分布式控制，有利于工厂管理层与现场设备层的信息交换，以促进企业信息网络集成化和管控一体化的实现。正文(四)小型化和多样化一些发达国家采用了三维安装方法，将电子元器件高密度安装，大大地缩小了占有空间；在显示部件方面，普遍装备采用新型薄膜技术的彩色液晶显示器；同时，普遍采用内装式PLC，使CNC与PLC有机地结合在一起。正文(五)智能化1.加工过程的智能化如建立智能工艺数据库，根据加工条件设定加工参数；采用自适应控制技术对误差进行
9、补偿；数控系统的学习功能等。2.人机界面智能化主要指编程和操作的智能化，如采用人机对话自动编程；应用图像识别和声音识别技术使机器学会辨认图样和按照自然语言进行加工。3.故障诊断智能化将人工智能技术引入，准确判断故障所在。正文1.加工过程的智能化如建立智能工艺数据库，根据加工条件设定加工参数；采用自适应控制技术对误差进行补偿；数控系统的学习功能等。正文2.人机界面智能化主要指编程和操作的智能化，如采用人机对话自动编程；应用图像识别和声音识别技术使机器学会辨认图样和按照自然语言进行加工。正文3.故障诊断智能化将人工智能技术引入，准确判断故障所在。正文(六)开放性早期的数控系统在硬件结构等方面都采取
10、了专用封闭的方式，各个厂家的数控系统产品之间互不兼容。这不但给系统维修和技术升级带来很大困难，而且也难以满足一些先进的制造企业对数控系统的要求。为了顺应计算机等技术的发展和建立现代制造系统的需要，人们提出了开放式数控系统的概念，并推出了开放式数控系统产品。正文四、基本概念(一)数字控制(二)数控机床(三)先进制造系统正文(一)数字控制机床数字控制的定义为：用数字数据的装置(简称数控装置)，在机床运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，该过程称为数字控制，简称数控。正文(二)数控机床1.NC机床使用NC数控系统实现控制的机床称为NC机床。2.CNC机床具有CNC系统的机床
11、称为CNC机床,如今人们提及的数控机床一般是指CNC机床。3.加工中心有些数控机床具有刀库、自动换刀装置，能在一次装夹中对工件的多个表面进行多工序加工，如进行钻孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、平面铣削、轮廓铣削等加工，这种新一代的数控机床称为加工中心，它代表着当今数控机床发展的主流，其结构如图1-1所示。正文1.NC机床使用NC数控系统实现控制的机床称为NC机床。正文2.CNC机床具有CNC系统的机床称为CNC机床,如今人们提及的数控机床一般是指CNC机床。正文3.加工中心有些数控机床具有刀库、自动换刀装置，能在一次装夹中对工件的多个表面进行多工序加工，如进行钻孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、平面铣削、轮廓铣
12、削等加工，这种新一代的数控机床称为加工中心，它代表着当今数控机床发展的主流，其结构如图1-1所示。正文(三)先进制造系统1.柔性制造单元(FMC)如果某加工中心增加了托盘自动交换装置、机械手和中央物料库(包含刀具、设备、材料和成品等)，便可实现长时间无人看管加工,这种形式的数控机床称为柔性制造单元,如图1-2所示。2.柔性制造系统(FMS)是由计算机集中控制和管理，数控机床和自动物料传输装置相结合，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，可自主完成多品种、中小批量生产任务的制造系统。正文(三)先进制造系统3.计算机集成制造系统(CIMS)CIMS不仅把技术系统和经营生产系统集成在一起，而且
13、把人(人的思想、理念及智能)也集成在一起，使整个企业的工作流程、物流和信息流都保持通畅和相互有机联系，所以CIMS是人、经营和技术三者集成的产物，其体系结构如图1-4所示。正文1.柔性制造单元(FMC)图1-1能进行五面加工的加工中心正文1.柔性制造单元(FMC)图1-2精密机械零件的柔性制造单元正文2.柔性制造系统(FMS)是由计算机集中控制和管理，数控机床和自动物料传输装置相结合，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，可自主完成多品种、中小批量生产任务的制造系统。正文3.计算机集成制造系统(CIMS)图1-3柔性制造系统的构成框图正文3.计算机集成制造系统(CIMS)图1-4CIMS
14、体系结构正文课题二：数控机床的分类1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.掌握各种数控铣床在数控机床分类中的位置。2.了解数控机床的各种分类及类型。3.掌握开环、闭环、半闭环数控机床的特点。4.了解位置、速度和转角检测元件的作用。正文2.学习内容1.按工艺用途分类。2.按加工路线分类。3.按伺服系统的类型分类4.按功能水平分类正文一、按工艺用途分类(一)普通类(二)加工中心(三)金属成形类(四)特种加工及其他类型正文(一)普通类1.立式数控铣床立式数控铣床(图1-5)是数控铣床中数量最多的一种，应用范围最广，适宜加工高度方向尺寸相对较小的工件。2.卧式数控铣床其主轴是水平设置的，结构比立式
15、数控铣床复杂，占地面积较大、价格较高，宜加工箱体类零件，如图1-6所示。3.龙门铣床 用于加工特大型零件,图1-7所示为数控龙门镗铣床。正文1.立式数控铣床图1-5立式数控铣床正文2.卧式数控铣床图1-6卧式数控铣床正文3.龙门铣床图1-7数控龙门镗铣床正文(二)加工中心加工中心的典型特征是有刀库和自动换刀装置。工件在一次安装后，可以进行多种工序加工。加工中心一般可分为立式加工中心、卧式加工中心和万能加工中心。正文(三)金属成形类如数控折弯机、数控弯管机、数控转头压力机等正文(四)特种加工及其他类型如数控线切割机床、数控电火花成形机床、数控激光加工机床等。正文二、按加工路线分类(一)点位控制(
16、二)直线控制(三)轮廓控制正文(一)点位控制点位控制数控机床只要求控制机床移动部件(刀具)从一点移动到另一点的准确位置，而不管移动过程的运动轨迹(路径和方向),如图1-8所示。各坐标轴之间的运动互不相关，可以单坐标分别移动，也可多个坐标同时移动，在移动过程中刀具不进行切削。数控钻床、数控镗床、数控冲床都是配备点位控制系统的典型数控机床。正文(二)直线控制图1-8数控机床的点位控制原理图正文(二)直线控制图1-9数控机床的直线控制原理图正文(三)轮廓控制1.两坐标联动两坐标联动指可以同时控制两条轴，即使两个轴坐标数值同时发生变化，同时控制XY坐标、XZ坐标和YA坐标时，可以加工如图1-11所示形
17、状的零件。2.两轴半坐标联动两轴半坐标联动是指两条轴连续控制，第三条轴定位或直线控制，从而实现三条主要轴X、Y、Z内的二维控制，其原理如图1-12所示。3.三坐标联动三坐标联动是指同时控制X、Y、Z三个坐标，使刀具在空间任意方向都可移动，因而能够进行三维立体加工，其原理如图1-13所示。正文(三)轮廓控制4.多坐标联动多坐标联动是指同时控制四条或四条以上坐标轴的运动。正文(三)轮廓控制图1-10数控机床的轮廓控制原理图正文1.两坐标联动图1-11两坐标联动轮廓加工正文2.两轴半坐标联动图1-12两轴半坐标联动轮廓加工正文3.三坐标联动图1-13三坐标联动轮廓加工正文4.多坐标联动多坐标联动是指
18、同时控制四条或四条以上坐标轴的运动。正文三、按伺服系统的类型分类(一)开环控制数控机床(二)闭环控制数控机床(三)半闭环控制数控机床正文(一)开环控制数控机床图1-14开环控制系统框图正文(二)闭环控制数控机床图1-15闭环控制系统框图正文(三)半闭环控制数控机床图1-16半闭环控制系统框图正文四、按功能水平分类(一)低档数控机床(二)中档数控机床(三)高档数控机床正文(一)低档数控机床这类数控机床又称经济型数控机床。在我国，是指由单板机、单片机和步进电动机组成的数控系统，以及功能简单、价格低廉的数控系统，主要应用于车床、线切割机床及旧机床的数控改造等。正文(二)中档数控机床中档数控机床功能较
19、多，但不过分追求齐全，以实用为准，它除具有数控系统基本功能外，一般还具有图形显示功能及面向用户的宏功能等。中档数控机床品种几乎覆盖了所有机床类别。正文(三)高档数控机床高档数控机床一般是能够加工复杂形状的多轴联动控制的数控机床。这类数控机床功能齐全，价格昂贵,主要应用于五轴联动数控铣床、重型数控机床、五面加工中心、车削中心和柔性加工单元等。正文课题三：数控铣床的组成与工作原理1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.了解数控铣床的特点。2.掌握数控铣床的应用场合。3.掌握数控铣床的工作原理。4.了解数控铣床的组成。正文1.学习内容一、数控铣床的特点二、数控机床的应用场合三、数控铣床的工作原理
20、四、数控铣床的组成正文一、数控铣床的特点(一)适应性强(二)加工精度高、质量好(三)生产率高(四)减轻劳动强度(五)良好的经济效益(六)有利于生产管理的现代化正文(一)适应性强数控铣床按照数控指令工作，更换加工对象只需更改数控加工程序，而不必制造、更换夹具或模具，因而生产准备周期短、灵活性强，为多品种、小批量生产和新产品研制提供了有利条件。正文(二)加工精度高、质量好数控铣床的加工是自动进行的，消除了操作者人为的误差，使同一批工件的尺寸一致性好，加工质量稳定。此外，数控铣床进给机构均可由数控系统进行位置补偿，从而保证数控铣床能够达到较高的加工精度和加工质量。正文(三)生产率高数控铣床可大大减少
21、零件加工所需的机动时间和辅助时间，从而保证有较高的加工效率。数控铣床主轴转速和进给量调节范围比普通机床大，每道工序均可选用最佳的切削用量。在加工中心机床上，工件往往只需进行一次装夹就能完成所有工序的加工，大大减少了半成品的周转时间，生产率的提高更为明显。此外，数控铣床能进行重复性操作，尺寸一致性好，减少了次品率和检验时间。正文(四)减轻劳动强度数控铣床的操作者一般只需装卸零件，并监督机床的运动过程即可，大大减轻了操作者的劳动强度，显著改善操作者的工作条件。正文(五)良好的经济效益虽然数控铣床价格昂贵，分摊到每个工件上的设备费用较大，但是使用数控铣床可节省许多其他费用,例如，工件加工前不用划线工
22、序;工件安装、调整、加工和检验所花费的时间少，特别是不需设计制造专用的工装夹具；加工精度稳定，废品率低，减少了调度环节等，所以总体成本下降，可获得良好的经济效益。正文(六)有利于生产管理的现代化现代数控系统具有统计零件加工工时、计算刀具损耗、自动检验加工工件质量及半成品管理等功能，这些功能都十分有利于生产管理的现代化，也为实现产品设计、制造和管理一体化奠定了基础。正文二、数控机床的应用场合(一)多品种、小批量生产的零件(二)结构比较复杂的零件(三)需要频繁改形的零件(四)其他场合正文(一)多品种、小批量生产的零件图1-17所示为三类机床的零件加工批量数与综合费用的关系。零件加工批量大时,选用数
23、控机床是不利的，而选择专用机床效率高、费用低。通常，采用数控机床加工的合理生产批量为10100件。正文(二)结构比较复杂的零件图1-17加工批量数与综合费用的关系正文(二)结构比较复杂的零件图1-18零件复杂程度与批量数的关系正文(三)需要频繁改形的零件当生产的产品不断更新时，使用数控机床只需更改相应数控加工程序即可，从而节省大量的工艺装备，使综合费用降低。正文(四)其他场合价值昂贵，不允许报废的关键零件；设计制造周期短的急需零件；批量较大、精度要求较高的零件。正文三、数控铣床的工作原理图1-19数控机床加工工件的基本过程正文四、数控铣床的组成(一)信息载体(二)数控装置(三)伺服系统(四)反
24、馈装置(五)机床本体正文四、数控铣床的组成图1-20数控铣床的组成正文(一)信息载体信息载体又称为控制介质，用于记录数控机床上加工一个零件所必需的各种信息(零件加工的位置数据和工艺参数等)，以控制机床的运动，实现零件的机械加工。早期的数控机床常用的信息载体有穿孔纸带、穿孔卡、磁带和磁盘等，通过相应的输入装置将信息输入到数控系统中。近年来，穿孔纸带及穿孔卡已经极少使用。现代的数控机床主要采用操作面板上的按钮和键盘直接输入加工信息，或通过串行接口将在计算机上编写完成的加工程序传送至数控系统。正文(二)数控装置数控装置是数控铣床的核心,其主要功能是接受加工信息，经计算机处理后控制机床的动作。数控装置
25、由硬件和软件两部分构成。硬件除计算机外，还包括显示器、键盘、操作面板等。显示器用于显示加工图形、坐标和相关文字信息；键盘用于输入操作命令，也可用于输入和编辑加工程序；操作面板(图1-21)供操作人员进行设置和修改操作方式，输入数据和起停控制等操作。软件分为系统软件和应用软件两大类。正文(三)伺服系统图1-21数控机床操作面板正文(三)伺服系统图1-22伺服电动机正文(三)伺服系统图1-23数控铣床机床本体1主轴气缸2主轴电动机3链式刀库4主轴箱5换刀机械手6主轴7立柱8工作台9床鞍10床身正文(四)反馈装置反馈有位置反馈和速度反馈等。反馈装置的作用是检测速度、位移或工件尺寸，并将信息反馈给数控
26、装置，数控装置对反馈回来的实际位移值与设定值进行比较，如有差值及时补偿。正文(五)机床本体机床本体指用于完成各种切削加工的机械部分，如图1-23所示，包括床身、立柱、工作台等机械部件。正文课题四：数控铣床的坐标系1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.掌握数控铣床坐标轴的命名标准与方向的确定。2.了解机床坐标系的作用。3.理解机床原点的概念。4.理解机床参考点的概念。正文2.学习任务1.运用所学知识判断数控铣床各坐标轴及确定其方向。2.对于一般零件如何建立工件坐标系。正文3.学习内容一、机床坐标轴命名标准与方向的确定二、机床原点、机床坐标系与机床参考点三、工件坐标系与工件原点正
27、文一、机床坐标轴命名标准与方向的确定(一)X、Y、Z轴命名标准(二)A、B、C轴命名标准(三)机床坐标轴运动方向命名原则(四)铣床坐标X、Y、Z轴的确定(五)附加运动坐标的规定正文(一)X、Y、Z轴命名标准图1-24右手笛卡儿直角坐标系手势正文(二)A、B、C轴命名标准图1-25右手螺旋定则手势正文(二)A、B、C轴命名标准图 1-26 A、B、C轴方向正文(三)机床坐标轴运动方向命名原则图1-27机床坐标轴运动方向正文(四)铣床坐标X、Y、Z轴的确定1.Z轴的确定2.X轴的确定3.Y轴的确定正文1.Z轴的确定(1)Z轴的运动是由传递切削力的主轴所决定的，与主轴轴线重合或平行的坐标轴即为Z轴。
28、(2)正方向为增加刀具和工件之间距离的方向，按照刀具相对运动而工件相对静止的机床坐标系运动方向命名原则，即为刀具远离工件的方向。正文图1-28立式铣床坐标系1.Z轴的确定正文2.X轴的确定(1)X轴的运动是水平的，它平行于工件的装夹面。(2)正方向的规定比较复杂，若Z轴是垂直的(立式铣床)，当从与刀具平行的主轴向立柱看时，X运动的正方向指向右方，如图1-28所示；若Z轴是水平的(卧式铣床)，当从与Z轴平行的主轴向工件看时(即从机床背面向工件看)，X运动的正方向指向右方，如图1-29所示；若对于落地龙门镗铣床，当从与Z轴平行的主轴向左侧立柱看时，X运动的正方向指向右方，如图1-30所示。正文图1
29、-29卧式铣床坐标系2.X轴的确定正文图1-30落地龙门镗铣床坐标系2.X轴的确定正文3.Y轴的确定(1)Y轴垂直于X、Z轴。(2)Y轴正方向根据X和Z轴的正方向，按照右手笛卡儿直角坐标系原则来判断。正文(五)附加运动坐标的规定如果在X、Y、Z主要坐标以外还有平行于它们的坐标，可分别指定为U、V、W。如果还有第三组运动，则分别指定为P、Q、R。正文二、机床原点、机床坐标系与机床参考点(一)机床原点(二)机床坐标系(三)机床参考点正文(一)机床原点机床原点又称为机械原点，它是机床坐标系的原点。该点是机床上的一个固定点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，一般设在各坐标轴的正向运动极限处，通常不允
30、许用户改变。它也是机床在运动控制中的基准点。正文(二)机床坐标系机床坐标系建立在机床原点之上，机床各坐标轴的命名标准与方向规定如前文所述，是机床上固有的坐标系。建立机床坐标系是为了确定刀具或工件在机床上的位置，确定机床运动部件的位置及其运动范围。在数控机床显示屏上常见的“机械坐标”就是指机床坐标系的坐标值。正文(三)机床参考点图1-31机床原点与参考点正文三、工件坐标系与工件原点(一)工件坐标系(二)工件原点正文(一)工件坐标系 机床坐标系的建立保证了刀具在机床上的正确运动，但由于程序的编制通常是针对某一工件，根据零件图样进行的，为了便于尺寸计算、检查，加工程序的坐标原点一般都与零件图样的尺寸
31、基准相一致。这种针对于某一工件，根据零件图样建立的坐标系称为工件坐标系，亦称编程坐标系。正文(二)工件原点 工件原点亦称编程原点，该点是指工件装夹完成后，选择工件上的某一点作为编程或工件加工的原点。 工件原点的选择应满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件，如在立式数控铣床上，Z方向的原点一般取在工件的上表面，XY平面原点的选择有两种情况：当工件对称时，一般以对称中心作为XY平面的原点；当工件不对称时，一般取工件上一角作为工件原点。正文模块二：数控铣削加工工艺课题一：数控铣削加工对象与内容课题二数控铣床零件加工的工艺分析课题三：数控铣削刀具及切削用量的选择课题四：数控铣床夹具课题五：数
32、控铣小加工工艺文件正文课题一：数控铣削加工对象与内容1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.了解数控铣削加工对象。2.掌握数控铣削适合加工的部位。3.了解数控铣削加工的内容。正文2.学习内容一、数控铣削加工的对象二、数控铣削加工的内容正文一、数控铣削加工的对象(一)平面类零件(二)直纹曲面类零件(三)立体曲面类零件正文(一)平面类零件图2-1平面类零件a)轮廓面ab)轮廓面bc)轮廓面c正文(二)直纹曲面类零件图2-2直纹曲面正文(三)立体曲面类零件1.行切加工法采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工，即行切加工法。2. 三坐标联动加工采用三坐标数控铣床三轴联动加工，即进行空间直线插补。
33、正文1.行切加工法采用三坐标数控铣床进行二轴半坐标控制加工，即行切加工法。正文2. 三坐标联动加工图2-3行切加工正文2. 三坐标联动加工图2-4三坐标联动加工正文二、数控铣削加工的内容(一)以下情况适宜采用数控铣削加工(二)下列加工内容一般不采用数控铣削加工正文(一)以下情况适宜采用数控铣削加工(1)由直线、圆弧、非圆曲线及列表曲线构成的内外轮廓。(2)空间曲线或曲面。(3)形状复杂，尺寸繁多，划线和检测比较困难的部位。(4)用普通机床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等。(5)有严格位置尺寸要求的孔或平面。(6)能够在一次装夹中铣削出多个部位的零件表面或零件形状。正文(二)下列加工
34、内容一般不采用数控铣削加工(1)需要进行长时间占机人工调整的粗加工内容。(2)毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。(3)简单的粗加工面。(4)必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高肋板小转接圆弧部位。正文课题二数控铣床零件加工的工艺分析1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.简述数控铣削加工的对象。2.简述适合数控铣削加工的内容。正文2.学习任务1.能看懂零件图，并进行合理的工艺分析。2.会确定合理的数控铣削加工路线。正文3.学习内容一、 零件图分析二、零件的结构工艺性分析三、数控铣削加工路线的拟定正文一、 零件图分析(一)尺寸标注方法分析(二)零件图的完整性与正确
35、性分析(三)零件技术要求分析(四)零件材料分析正文(一)尺寸标注方法分析图2-6统一基准标注方法正文(一)尺寸标注方法分析图2-7分散基准标注方法正文(二)零件图的完整性与正确性分析构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)和条件(如相切、相交、垂直和平行)是数控编程的重要依据。手工编程时要计算构成零件轮廓的每一个节点坐标；自动编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。如果某一条件不充分，则无法计算零件轮廓的节点坐标和表达零件轮廓的几何元素，导致无法进行编程，因此图样应当完整地表达构成零件轮廓的几何元素。正文(三)零件技术要求分析零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热
36、处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。正文(四)零件材料分析在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料,而且，材料选择应立足国内,不要轻易选用贵重或紧缺的材料。正文二、零件的结构工艺性分析(1)工件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具的规格和换刀的次数，方便编程和提高数控机床加工效率。(2)工件内槽及缘板间的过渡圆角半径不应过小。(3)铣削工件的槽底平面时，槽底圆角半径r不宜过大。正文图2-8内槽结构工艺性对比a)刀具直径小b)刀具直径大正文图2-9槽底平面圆角对加工工艺的影响正
37、文三、数控铣削加工路线的拟定(一)数控加工工艺流程的设计(二)进给路线的确定正文三、数控铣削加工路线的拟定图2-10工艺流程正文(一)数控加工工艺流程的设计1.工序的划分2.顺序的安排顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。正文(一)数控加工工艺流程的设计3.数控加工工序与普通工序的衔接数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾，因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，例如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；毛坯的热处理状态等，
38、这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。正文1.工序的划分(1)以一次安装、加工作为一道工序。(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。(3)以加工部位划分工序。(4)以粗、精加工划分工序。正文2.顺序的安排(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑。(2)先进行内腔加工，后进行外形加工。(3)以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。正文3.数控加工工序与普通工序的衔接数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾，因
39、此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，例如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。正文(二)进给路线的确定1.保证零件的加工精度和表面粗糙度要求2.应使进给路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率图2-18所示为正确选择钻孔加工路线的例子，通常先加工均布于同一圆周上的八个孔，再加工另一圆周上的孔，如图2-18a所示。3.最终轮廓一次进给完成为保证工件轮廓表面加工后的表面粗糙度要求，最终轮廓应安
40、排在最后一次进给中连续加工完成。正文(二)进给路线的确定4.选择使工件在加工后变形小的路线对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次进给加工到最后尺寸或对称去除余量法安排进给路线。正文1.保证零件的加工精度和表面粗糙度要求(1)当铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。(2)铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓外延，则应沿切线方向切入或切出。(3)用圆弧插补方式铣削外整圆时，如图2-14所示，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工。(4)对于孔的位置精度要求较高的零件，在精镗孔系时，镗孔路线一定要保证各孔的定位方向一致，即采用单向趋近定位点的方法，以避免传动系统反向间隙误差或测量系统的误差对定位
41、精度的影响。(5)铣削曲面时，常用球头铣刀采用“行切法”进行加工。正文(1)当铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。立铣刀侧刃铣削平面零件外轮廓时，应避免沿零件外轮廓的法向切入和切出，如图2-11所示，应沿着外轮廓曲线的切向延长线切入或切出，这样可避免刀具在切入或切出时产生的刀刃切痕，保证零件曲面的平滑过渡。正文(2)铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓外延，则应沿切线方向切入或切出。若内轮廓曲线不允许外延，如图2-12所示，刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入或切出，此时刀具的切入或切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时，如图2-13所示，为防止刀具施加刀偏时
42、在轮廓拐角处留下凹口(图2-13a)，刀具切入或切出点应远离拐角，如图2-13b所示。正文(3)用圆弧插补方式铣削外整圆时，如图2-14所示，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工。图2-11外轮廓加工时刀具的切入切出正文(3)用圆弧插补方式铣削外整圆时，如图2-14所示，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工。图2-12内轮廓加工时刀具的切入切出正文(3)用圆弧插补方式铣削外整圆时，如图2-14所示，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工。图2-13无交点内轮廓加工时刀具的切入切出正文(3)用圆弧插补方式铣削外整圆时，如图2-14所示，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工。图2-14外圆铣削正文(3)用圆弧插补方
43、式铣削外整圆时，如图2-14所示，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工。图2-15内圆铣削正文(4)对于孔的位置精度要求较高的零件图2-16孔系加工路线正文(5)铣削曲面时，常用球头铣刀采用“行切法”进行加工。图2-17曲面加工的走刀路线正文2.应使进给路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率图2-18钻孔加工路线的选择正文3.最终轮廓一次进给完成图2-19铣削内腔的三种进给路线a)路线1b)路线2c)路线3正文4.选择使工件在加工后变形小的路线对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次进给加工到最后尺寸或对称去除余量法安排进给路线。正文课题三：数控铣削刀具及切削用量的选择1.学习目标2.学习
44、任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解数控铣削刀具的类型及结构。2.掌握常用数控铣削刀具的牌号。3.会选用数控铣削刀具。4.会确定数控铣削用量。正文2.学习任务通过学习本课题知识，思考在加工如图2-5所示的零件时，应选择何种类型的刀具，各切削用量应当如何确定。正文3.学习内容一、数控铣削刀具二、铣削用量的选择三 主转速的确定正文一、数控铣削刀具(一)铣刀类型选择(二)铣刀结构的选择(三)铣刀角度的选择(四)铣刀的齿数(齿距)选择(五)铣刀直径的选择(六)铣刀的最大背吃刀量(七)刀片牌号的选择正文(一)铣刀类型选择(1)加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与工件轮廓在切削点相切，避免切削刃与工
45、件轮廓发生干涉，一般采用球头铣刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀。(2)铣较大平面时，为了提高生产效率和减小表面粗糙度值，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图2-22所示。(3)铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，如图2-23所示。(4)铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度,一般用两刃键槽铣刀，如图2-24所示。正文(一)铣刀类型选择(5)孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图2-25所示。正文(1)加工曲面类零件图2-21加工曲面类零件的铣刀正文(2)铣较大平面图2-22加工大平面的铣刀正文(3)铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，如图2-23所示。图2-23加工小平面或台阶面的
46、铣刀正文(4)铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度,一般用两刃键槽铣刀，如图2-24所示。图2-24加工槽类的铣刀正文(5)孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图2-25所示。图2-25孔加工刀具a)钻头b)镗刀正文(二)铣刀结构的选择1.平装结构(刀片径向排列)平装结构铣刀(图2-26)的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片(刀片价格较低，可重磨)。2.立装结构(刀片切向排列)立装结构铣刀(图2-27)的刀片只用一个螺钉固定在刀槽上，结构简单，转位方便。正文1.平装结构(刀片径向排列)平装结构铣刀(图2-26)的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片(刀片价格较低，可重磨)。
47、图2-26平装结构铣刀正文2.立装结构(刀片切向排列)立装结构铣刀(图2-27)的刀片只用一个螺钉固定在刀槽上，结构简单，转位方便。图2-27立装结构面铣刀正文(三)铣刀角度的选择1.主偏角r主偏角为切削刃与切削平面的夹角，如图2-28所示。2.前角铣刀的前角可分为径向前角f (图2-29 a)和轴向前角p(图2-29 b)，径向前角f主要影响切削功率；轴向前角p则影响切屑的形成和轴向力的方向，当p为正值时切屑即飞离加工面。正文(三)铣刀角度的选择图2-28主偏角正文1.主偏角r图2-29前角a)径向前角b)轴向前角正文2.前角(1)双负前角。(2)双正前角。(3)正负前角(轴向正前角、径向负
48、前角)。正文(1)双负前角。双负前角的铣刀通常采用方形(或长方形)无后角的刀片，刀具切削刃多(一般为8个)，且强度高、抗冲击性好，适用于铸钢、铸铁的粗加工。由于切屑收缩比大，需要较大的切削力，因此要求机床具有较大的功率和较高的刚性。由于轴向前角为负值，切屑不能自动流出，当切削韧性材料时易出现积屑瘤和刀具振动。正文(2)双正前角。双正前角铣刀采用带有后角的刀片，这种铣刀楔角小，具有锋利的切削刃。由于切屑收缩比小，所耗切削功率较小，切屑成螺旋状排出，不易形成积屑瘤。这种铣刀最宜用于软材料和不锈钢、耐热钢等材料的切削加工。对于刚性差(如主轴悬伸较长的镗铣床)、功率小的机床和加工焊接结构件时，也应优先
49、选用双正前角铣刀。正文(3)正负前角(轴向正前角、径向负前角)。这种铣刀综合了双正前角和双负前角铣刀的优点，轴向正前角有利于切屑的形成和排出；径向负前角可提高刀刃强度，改善抗冲击性能。此种铣刀切削平稳，排屑顺利，金属切除率高，适用于大余量铣削加工。正文(四)铣刀的齿数(齿距)选择1.粗齿铣刀适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工，当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。2.中齿铣刀系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。3.密齿铣刀主要用于铸铁、铝合金和非铁金属的大进给速度切削加工。正文1.粗齿铣刀适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽
50、度较大的铣削加工，当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。正文2.中齿铣刀系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性正文3.密齿铣刀主要用于铸铁、铝合金和非铁金属的大进给速度切削加工。在专业化生产(如流水线加工)中，为充分利用设备功率和满足生产节奏要求，也常选用密齿铣刀(此时多为专用非标铣刀)。正文(五)铣刀直径的选择1.面铣刀选择面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内，也可将机床主轴直径作为选取的依据。2.立铣刀立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内,如为小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转速能否保证
51、刀具的最低切削速度(60m/min)。3.槽铣刀槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件的尺寸选择，并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内。正文1.面铣刀选择面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内，也可将机床主轴直径作为选取的依据。正文2.立铣刀立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内,如为小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转速能否保证刀具的最低切削速度(60m/min)。正文3.槽铣刀槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件的尺寸选择，并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内。正文(六)铣刀的最大背吃刀量不同系列的可转位面铣刀有不同的最大背吃
52、刀量。最大背吃刀量越大的刀具所用刀片的尺寸越大，价格也越高，因此从节约费用、降低成本的角度考虑，选择刀具时一般应按加工的最大余量和刀具的最大背吃刀量选择合适的规格。当然，还需要考虑机床的额定功率和刚性应能满足刀具使用最大背吃刀量时的需要。正文(七)刀片牌号的选择表 2-1P、M、K类合金切削用量的选择正文二、铣削用量的选择(一)粗加工时(二)精加工时切削用量的选择原则正文(一)粗加工时首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具使用寿命确定最佳的切削速度。正文(二)精加工时切削用量的选择原则1.背吃刀量的确定背吃刀量根据机床、工件和刀具的
53、刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。2.进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求及刀具、工件的材料性质选取。正文1.背吃刀量的确定背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。正文2.进给速度的确定(1)每齿进给量fz。(2)每转进给量f。(3) 单位时间进给速度vf。正文(1)每齿进给量fz。铣刀每转过一个刀齿时，铣刀在进给运动方向上相对于工件的位移量称为每齿进给量(mm/z)，它是
54、选择铣削进给速度的依据。每齿进给量的选择见表2-2。正文(2)每转进给量f。铣刀每转一转，铣刀与工件的相对位移量(mm/r)。正文(3) 单位时间进给速度vf。铣刀相对于工件的移动速度，即单位时间内的进给量(mm/min)。1)当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度,一般在100200mm/min范围内选取。2)在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。3)当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在2050mm/min范围内选取。4)刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以选择该机床数控系统设
55、定的最高进给速度。正文(3) 单位时间进给速度vf。表 2-2每齿进给量的选取(单位：mm/z)正文三、主轴转速的确定主轴转速应根据允许的切削速度(工件与刀具接触点的线速度)和工件(或刀具)直径来选择，其计算公式为n=1000v/D式中v切削速度(m/min)，由刀具的使用寿命决定； n主轴转速(r/min)； D刀具直径(mm)。 正文课题四：数控铣床夹具1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解数控铣床夹具的种类及特点。2.了解数控铣床对夹具的要求。3.掌握数控夹具的选择原则。正文2.学习任务图2-30凸轮零件图正文3.学习内容一、数控铣床常用夹具种类二、数控铣床对夹具的
56、基本要求三、数控铣削夹具的选用原则 四 数铣夹具实例正文一、数控铣床常用夹具种类(一)通用夹具(二)万能组合夹具(三)专用铣削夹具(四)多工位夹具(五)气动或液压夹具(六)真空夹具正文(一)通用夹具1.平口钳和压板平口钳具有较大的通用性和经济性，适用于尺寸较小的方形工件的装夹，数控铣床常用的平口钳如图2-31所示，常采用机械螺旋式、气动式或液压式夹紧方式。2. 卡盘和分度头卡盘(图2-33)可根据卡爪的数量分为二爪卡盘、三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、六爪卡盘等。正文1.平口钳和压板图2-31平口钳a)螺旋夹紧式通用平口钳b)液压式正弦规平口钳c)气动式精密平口钳d)液压式精密平口钳正文1.平口
57、钳和压板图2-32压板与平板正文2. 卡盘和分度头图2-33数控铣床常用卡盘a)液压式三爪自定心卡盘b)螺旋式三爪自定心卡盘c)气动式四爪单动卡盘正文2. 卡盘和分度头图2-34分度盘与分度头a)分度盘b)分度头正文(二)万能组合夹具图2-35组合夹具正文(三)专用铣削夹具特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在批量生产或科研时非要不可时采用。正文(四)多工位夹具该类夹具可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短准备时间，提高生产率，较适宜于中批量生产。正文(五)气动或液压夹具适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件,能减轻工人劳动强
58、度和提高生产率。但此类夹具结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。正文(六)真空夹具适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有的数控铣床(如壁板铣床)自身带有通用真空平台，在安装工件时，对形状规则的矩形毛坯，可直接用特制的橡胶条(有一定尺寸要求的空心或实心圆形截面)嵌入夹具的密封槽内，再将毛坯放上，开动真空泵，就可以将毛坯夹紧。对形状不规则的毛坯，用橡胶条已不太适宜，须在其周围抹上腻子(或橡皮泥)密封，这样做不但麻烦，而且占机时间长，效率低。为了克服这种缺点，可以采用特制的过渡真空平台，将其叠加在通用真空平台上使用。正文二、数控铣床对夹具的基本要求(1)为保持零件安装方位与机床坐标
59、系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能确保零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。(2)为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件尽量低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。正文二、数控铣床对夹具的基本要求(3)夹具的刚性与稳定性要好，尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计。正文三、数控铣削夹具的选用原则(一)生产批量小或科制用(二)小批或成批生产(三)生产批量较大正文(一)生产批量小或科制用广泛采用万能组合夹具，只有在组合夹具无法
60、解决工件的装夹时才可放弃正文(二)小批或成批生产可考虑采用专用夹具，但应尽量简单。正文(三)生产批量较大可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。正文四、数铣夹具实例图2-36凸轮夹具1凸轮零件2夹具体3圆柱定位销4定位块5菱形定位销6压板7夹紧螺母正文四、数铣夹具实例图2-37装夹示意图正文课题五 数控铣削加工工艺文件1 学习目标2 学习任务3. 学习内容正文1、学习目标1.了解数控加工工艺文件的重要性2.了解数控加工工艺文件内容3.会设计和制订数控铣削加工工艺文件正文2.学习任务通过所学内容，制定如图2-38所示零件的加工工序卡片。图2-38中级职业技能鉴定样例正文3.学习内容一、数控加工工艺
61、文件二、数控加工工艺分析实例正文一、数控加工工艺文件(一)数控加工工艺文件概述(二)数控编程任务书(三)数控加工工件安装和原点设定卡片(简称装夹图和零件设定卡)(四)数铣加工工序卡(五)数控刀具调整单(六)数控加工进给路线图(七)数控加工程序单正文(一)数控加工工艺文件概述数控加工工艺文件是数控加工与数控加工工艺内容的具体体现，它既是数控加工的依据、产品验收的依据，也是操作者遵守、执行的规程。数控加工工艺文件是对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其他技术问题。填写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。工厂中常用的数控加工工艺
62、文件包括数控加工编程任务书、数控加工工件安装和原点设定卡片(简称装夹图和零件设定卡)、数控加工工序卡片、数控加工刀具调整单、数控机床调整单、数控加工进给路线图、数控加工程序单等。正文(二)数控编程任务书表 2-4数控编程任务书正文(三)数控加工工件安装和原点设定卡片表 2-5工件安装和原点设定卡片正文(四)数铣加工工序卡数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，数铣加工工序卡主要用于反映使用的辅具、刀具规格、切削用量参数、切削液、加工工步等内容，它是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按已经确定的工步顺序填写,其一般格式见表2-6。正文(五)数控刀具调整单表2-6
63、数控加工工序卡正文(六)数控加工进给路线图在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为此必须设法告知操作者关于编程中的刀具运动路线(如从哪里下刀、在哪里抬刀、哪里是斜下刀等)。为简化进给路线图，一般可采用统一约定的符号来表示。不同的机床可以采用不同的图例与格式，表2-8为一种常用格式。正文(七)数控加工程序单数控加工程序单是编程人员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照机床特定的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数、位移数据的清单，以及手动数据输入(MDI)和制备控制介质、实现数控加工的主要依据。正文二、数铣加工工艺分析实例(一)零件精度分析(二)加工
64、步骤分析(三)数控加工工序卡(四)数控刀具明细表正文(一)零件精度分析1.尺寸精度本例中，精度要求较高的尺寸主要有：外圆直径920mm、600mm；四处长度尺寸160mm；深度尺寸8+003mm；孔径尺寸35H8、12H8等。2.形位精度本例主要的位置精度有:尺寸160mm相对于外轮廓的对称度要求；加工表面与底平面的平行度要求，孔的定位精度要求等。3.表面粗糙度所有轮廓铣削的表面粗糙度要求均为Ra3.2m，孔表面的表面粗糙度要求为Ra1.6m。正文1.尺寸精度本例中，精度要求较高的尺寸主要有：外圆直径920mm、600mm；四处长度尺寸160mm；深度尺寸8+003mm；孔径尺寸35H8、12
65、H8等。正文2.形位精度表2-7数控刀具卡片正文2.形位精度表 2-8数控加工进给路线图正文3.表面粗糙度所有轮廓铣削的表面粗糙度要求均为Ra3.2m，孔表面的表面粗糙度要求为Ra1.6m。正文(二)加工步骤分析(1)选用14mm高速钢立铣刀粗加工外形轮廓，保留0.3mm的精加工余量。(2)选用12mm硬质合金立铣刀精加工外形轮廓。(3)用A3中心钻对三个孔进行定位。(4)用11.8mm钻头钻孔(三个孔)。(5)选用14mm高速钢立铣刀对35mm的孔进行扩孔加工，保留0.3mm的精加工余量。(6)用12H8铰刀进行铰孔加工。(7)精镗加工35mm孔。(8)工件去毛刺、倒角并进行自检、自查与互检
66、。正文(三)数控加工工序卡表2-9数控加工工序卡正文(四)数控刀具明细表表2-10数控刀具明细表正文模块三：典型零件工艺分析课题一：普通外轮廓铣削加工课题二：槽型零件的数控铣削加工课题三：工件上多个想同轮廓的加工课题四：数控铣削综合实例正文课题一：普通外轮廓铣削加工1.学习目标学习目标2.学习任务学习任务3.学习内容学习内容正文1.学习目标1.熟悉普通外轮廓铣削加工的工艺设计步骤。2.学会外轮廓铣削加工中加工路线的确定方法。正文2.学习任务掌握普通平面外轮廓铣削加工工艺的安排。正文3.学习内容一、平面凸台铣削加工实例二、平面凸轮轮廓的数控铣削加工实例正文一、平面凸台铣削加工实例(一)零件(二)
67、工艺设计(三)数据处理确定编程数据点正文(一)零件 如图3-1所示凸模，需要完成成形部位即凸台的精加工，已经完成了粗加工，加工余量不大。正文(二)工艺设计1.工件坐标系原点以工件对称中心作为X、Y坐标原点，以圆柱顶面即工件最高面为Z轴原点。2.工件装夹采用平口台虎钳装夹。3.刀具选择采用10mm立铣刀。4.切削用量进给速度vf可根据表2-2及式(2-1)进行确定。5.刀补号长度补偿号取H01，半径补偿号取D01。正文(二)工艺设计6.确定工件加工方式及进给路线由于组成该轮廓的几何要素比较简单，是一段圆弧和直线，因此在加工过程中仅需注意刀具相对工件的切入切出，为保证工件表面质量，避免产生接刀痕，
68、应沿零件轮廓切线方向切入。正文1.工件坐标系原点以工件对称中心作为X、Y坐标原点，以圆柱顶面即工件最高面为Z轴原点。正文2.工件装夹采用平口台虎钳装夹。(1)平口台虎钳的装夹。(2)工件在平口台虎钳上的装夹。(3)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。正文(1)平口台虎钳的装夹。平口台虎钳装夹在工作台上，找正平口台虎钳的固定钳口，使固定钳口与工作台的一个导轨的进给方向平行，即以固定钳口为基准，校正台虎钳在工作台上的位置，使平口台虎钳在机床上定位，用T形螺钉把平口台虎钳夹紧在工作台上。正文(2)工件在平口台虎钳上的装夹。平口台虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工
69、件装夹在钳口中央(不要放在钳口一侧，以防夹持不稳)，工件的侧面靠在固定钳口上，底面由平行垫铁支承，工件不宜高出钳口过多，以防在切削时受切削力的影响产生振动。正文(3)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。应采用适当的夹紧力夹紧工件，夹紧力不宜过大，以防造成工件变形，也不宜过小，以防引起松动。正文3.刀具选择采用10mm立铣刀。正文4.切削用量进给速度vf可根据表2-2及式(2-1)进行确定。在粗加工时，主要目的为去余量，进给速度可取较大值(150200mm/min)；精加工时，为保证加工精
70、度，进给速度可取小值(3050 mm/min)。主轴转速n可根据式2-2确定。正文5.刀补号长度补偿号取H01，半径补偿号取D01。正文6.确定工件加工方式及进给路线由于组成该轮廓的几何要素比较简单，是一段圆弧和直线，因此在加工过程中仅需注意刀具相对工件的切入切出，为保证工件表面质量，避免产生接刀痕，应沿零件轮廓切线方向切入。正文(三)数据处理确定编程数据点图3-2平面凸轮正文二、平面凸轮轮廓的数控铣削加工实例(一)零件(二)工艺设计(三)数值处理确定编程数据点正文(一)零件平面凸轮如图3-2所示，材质为45号钢，已经调质处理。工件平面部分及两小孔已经加工到规定尺寸，曲面轮廓粗铣，留加工余量为
71、2mm，现要求数控铣削精加工曲面轮廓。正文(二)工艺设计1.工件坐标系原点凸轮设计基准在工件15mm孔中心，所以工件原点定位在15mm孔轴线处与工件上表面的交点。2.工件装夹一般大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。3.刀具选择采用12mm高速钢立铣刀。4.切削用量进给速度vf ，根据表2-2及式(2-1)进行确定。5.刀补号长度补偿号取H01，半径补偿号取D01。正文(二)工艺设计6.确定工件加工方式及进给路线该零件已经粗加工完毕，且仅需对工件外轮廓进行铣削，可先进行半精铣，为精加工留0.30.5mm余量，最后一刀完成铣削。正文1.工件坐标系原点凸轮设计基准在工件
72、15mm孔中心，所以工件原点定位在15mm孔轴线处与工件上表面的交点。正文2.工件装夹一般大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上，然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。正文3.刀具选择采用12mm高速钢立铣刀。正文4.切削用量进给速度vf ，根据表2-2及式(2-1)进行确定。粗加工时，主要目的为去余量，进给速度可取较大值150200mm/min；精加工时，为保证加工精度，进给速度可取小值3050 mm/min。主轴转速n可根据式(2-2)确定。正文5.刀补号长度补偿号取H01，半径补偿号取D01。正文6.确定工件加工方式及进给路线图3-3凸轮装夹示意图1开口垫圈2带螺纹圆柱销3压紧螺母4带螺纹削边销5垫
73、圈6工件7垫块正文6.确定工件加工方式及进给路线图3-4平面凸轮加工轨迹正文6.确定工件加工方式及进给路线图3-5平面凸轮零件正文(三)数值处理确定编程数据点A(-40.138，-26.323);B(48，0)；C(0，36)；D(-23.547，8.4)；E(-24.993，-0.61)；F(-31.899，-10.365)；G(-34.866，-11.329)。正文课题二：槽型零件的数控铣削加工1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.熟悉圆腔类零件的装夹。2.掌握圆槽类零件的加工方法。3.掌握方形槽类零件的加工方法。4.掌握槽类零件加工路线的安排。正文2.学习任务掌握常见的
74、圆槽与矩形槽加工路线的确定方法。正文3.学习内容一、圆腔的数控铣削实例二、矩形槽数控铣削实例正文一、圆腔的数控铣削实例(一)零件(二)工艺处理正文(一)零件图3-6圆形腔铣削路线正文(一)零件图3-7挖圆形腔零件图正文(二)工艺处理1.工件坐标系原点由于该工件为对称图形，因此以工件上表面与其回转中心线交点为加工坐标系原点。2.工件装夹采用三爪自定心卡盘装夹工件。3.刀具选择15mm高速钢立铣刀。4.确定切削用量进给速度vf，根据表2-2及式(2-1)进行确定。5.刀补号长度补偿号取H01，半径补偿号取D01。6.确定工件加工方式及进给路线在此工件中刀具从圆心上方开始，采用螺旋进给的方式，由工件
75、上表面2mm处开始切削，一次Z向切深为1.0mm。正文1.工件坐标系原点由于该工件为对称图形，因此以工件上表面与其回转中心线交点为加工坐标系原点。正文2.工件装夹(1)用T形螺钉把三爪自定心卡盘夹紧在工作台上。(2)三爪自定心卡盘是定心夹紧装置。(3)为保证在加工过程中，工件精度达到要求，必须确保工件的定位基准面保持水平，这就需要操作人员在夹紧操作中进行测量，对夹紧力大小进行调整。(4)若需要保证外圆表面的精度，卡爪可改用“软爪”。正文3.刀具选择15mm高速钢立铣刀。正文4.确定切削用量进给速度vf，根据表2-2及式(2-1)进行确定。在粗加工时，主要为去余量，进给速度可取较大值(15020
76、0mm/min);精加工时，为保证加工精度，进给速度可取小值(3050mm/min)。主轴转速n可根据式(2-2)确定。正文5.刀补号长度补偿号取H01，半径补偿号取D01。正文6.确定工件加工方式及进给路线在此工件中刀具从圆心上方开始，采用螺旋进给的方式，由工件上表面2mm处开始切削，一次Z向切深为1.0mm。正文二、矩形槽数控铣削实例(一)零件(二)工艺处理(三)数值处理确定编程数据点正文二、矩形槽数控铣削实例图3-8铣削矩形槽进给路线正文(一)零件图3-9矩形槽零件图正文(二)工艺处理1.工件坐标系原点取工件的对称中心作为工件坐标系X、Y的原点，工件上表面作为Z向原点。2.工件装夹3.刀
77、具选择粗加工采用20mm立铣刀，精加工采用10mm键槽铣刀。4.切削用量进给速度vf ，根据表2-2及式(2-1)进行确定。5.确定加工方式及进给路线粗加工深度方向采用层切法，分三层切削加工,每层中的加工采用环切法,侧面留0.5mm的精加工余量。正文1.工件坐标系原点取工件的对称中心作为工件坐标系X、Y的原点，工件上表面作为Z向原点。正文2.工件装夹(1)平口台虎钳的装夹。(2)工件在平口台虎钳上的装夹。(3)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。正文(1)平口台虎钳的装夹。平口台虎钳装夹在工作台上，找正平口台虎钳的固定钳口，使固定钳口与工作台的一个导轨的进给
78、方向平行，即以固定钳口为基准，校正台虎钳在工作台上的位置，使平口台虎钳在机床上定位，用T形螺钉把平口台虎钳夹紧在工作台上。正文(2)工件在平口台虎钳上的装夹。平口台虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工件装夹在钳口中央(不要放在钳口一侧，以防夹持不稳)，工件的侧面靠在固定钳口上，底面由平行垫铁支承，工件不宜高出钳口过多，以防在切削时受切削力的影响产生振动。正文(3)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。应采用适当的夹紧力夹紧工件，夹紧力不宜过大，以防造成工件变形，也不宜过小，以防引起松动。正文3.刀具选择粗加
79、工采用20mm立铣刀，精加工采用10mm键槽铣刀。正文4.切削用量进给速度vf ，根据表2-2及式(2-1)进行确定。粗加工时，主要为去余量，进给速度可取较大值(150200mm/min);精加工时，为保证加工精度，进给速度可取小值(3050 mm/min)。主轴转速n可根据式(2-2)确定。正文5.确定加工方式及进给路线粗加工深度方向采用层切法，分三层切削加工,每层中的加工采用环切法,侧面留0.5mm的精加工余量。正文(三)数值处理确定编程数据点本工件轮廓比较规则，不涉及复杂计算,只需做简单计算，找出内轮廓圆角处各直线和圆弧的切点即可。正文课题三：工件上多个想同轮廓的加工1.学习目标2.学习
80、任务3.学习内容正文1.学习目标1.熟悉圆腔类零件的装夹。2.掌握圆槽类零件的加工方法。3.掌握方形槽类零件的加工方法。4.掌握槽类零件加工路线的安排。正文2.学习任务采用不同的方法解决相同轮廓的铣削。正文3. 学习内容一、镜像加工相同零件实例二、极坐标旋转加工对称零件实例正文一、镜像加工相同零件实例(一)零件(二)工艺处理正文(一)零件图3-10零件图正文(二)工艺处理1.工件坐标系原点由于工件属于对称轮廓，X、Y平面的原点取在工件对称中心，Z向原点取工件上表面。2.工件装夹3.刀具选择采用10mm高速钢立铣刀。4.切削用量进给速度vf根据表2-2及式(2-1)进行确定。5.确定加工方式及进
81、给路线该零件特殊之处在于四个三角形的外轮廓尺寸相同，并且相互对称，故仅需对某一个编程即可，然后利用数控系统中的镜像指令加工其余三个轮廓即可。正文1.工件坐标系原点由于工件属于对称轮廓，X、Y平面的原点取在工件对称中心，Z向原点取工件上表面。正文2.工件装夹(1)平口台虎钳的装夹。(2)工件在平口台虎钳上的装夹。(3)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。正文(1)平口台虎钳的装夹。平口台虎钳装夹在工作台上，找正平口台虎钳的固定钳口，使固定钳口与工作台的一个导轨的进给方向平行，即以固定钳口为基准，校正台虎钳在工作台上的位置，使平口台虎钳在机床上定位，用T形螺钉把
82、平口台虎钳夹紧在工作台上。正文(2)工件在平口台虎钳上的装夹。平口台虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工件装夹在钳口中央(不要放在钳口一侧，以防夹持不稳)，工件的侧面靠在固定钳口上，底面由平行垫铁支承，工件不宜高出钳口过多，以防在切削时受切削力的影响产生振动。正文(3)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。应采用适当的夹紧力夹紧工件，夹紧力不宜过大，以防造成工件变形，也不宜过小，以防引起松动。正文3.刀具选择采用10mm高速钢立铣刀。正文4.切削用量进给速度vf根据表2-2及式(2-1)进
83、行确定。进给速度vf ，根据表2-2及式(2-1)进行确定。粗加工时，主要为去余量，进给速度可取较大值(150200mm/min)；精加工时，为保证加工精度，进给速度可取小值(3050mm/min)。主轴转速n可根据式(2-2)确定。正文5.确定加工方式及进给路线该零件特殊之处在于四个三角形的外轮廓尺寸相同，并且相互对称，故仅需对某一个编程即可，然后利用数控系统中的镜像指令加工其余三个轮廓即可。正文二、极坐标旋转加工对称零件实例(一)零件(二)工艺处理(三)数值处理及确定数据点正文(一)零件图3-11模具型腔正文(二)工艺处理1.工件坐标系原点取工件的对称中心作为工件坐标系X、Y的原点，工件上
84、表面作为Z向原点。2.采用平口台虎钳装夹应注意以下几点。3.刀具选择使用10mm键槽铣刀，槽宽度由刀具直径保证。4.切削用量进给速度vf ，根据表2-2及式(2-1)进行确定。正文(二)工艺处理5.确定加工方式及进给路线该零件的四个键槽均对称分布，且键槽的中心线与坐标系的角度关系清楚，可在加工过程中利用数控系统的极坐标编程指令，通过半径和角度的找点方式对该工件编程。正文1.工件坐标系原点取工件的对称中心作为工件坐标系X、Y的原点，工件上表面作为Z向原点。正文2.采用平口台虎钳装夹(1)平口台虎钳的装夹。(2)工件在平口台虎钳上的装夹。(3)将工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳口的
85、上表面，工件要装平，并用百分表找正。(4)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。正文(1)平口台虎钳的装夹。平口台虎钳装夹在工作台上，找正平口台虎钳的固定钳口，使固定钳口与工作台的一个导轨的进给方向平行，即以固定钳口为基准，校正台虎钳在工作台上的位置，使平口台虎钳在机床上定位，用T形螺钉把平口台虎钳夹紧在工作台上。正文(2)工件在平口台虎钳上的装夹。平口台虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工件装夹在钳口中央(不要放在钳口一侧，以防夹持不稳)，工件的侧面靠在固定钳口上，底面由平行垫铁支承，工件不宜高出钳口过多，以防在切削时受切削力的影响产生振动。正文(3)将工件
86、装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳口的上表面，工件要装平，并用百分表找正。将工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳口的上表面，工件要装平，并用百分表找正。正文(4)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。应采用适当的夹紧力夹紧工件，夹紧力不宜过大，以防造成工件变形，也不宜过小，以防引起松动。正文3.刀具选择使用10mm键槽铣刀，槽宽度由刀具直径保证。正文4.切削用量进给速度vf ，根据表2-2及式(2-1)进行确定。粗加工时，主要为去余量，进给速度可取较大值(150200
87、mm/min)；精加工时，为保证加工精度，进给速度可取小值(3050mm/min)。主轴转速n可根据式(2-2)确定。正文5.确定加工方式及进给路线该零件的四个键槽均对称分布，且键槽的中心线与坐标系的角度关系清楚，可在加工过程中利用数控系统的极坐标编程指令，通过半径和角度的找点方式对该工件编程。正文(三)数值处理及确定数据点各点均容易求得，在找坐标点的过程中应当注意槽宽由铣刀直径保证，编程人员只需寻找刀具中心的位置点即可。正文课题四：数控铣削综合实例1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.会分析综合类零件。2.掌握各种类型零件轮廓的工艺路线安排。正文2.学习任务本节中列举了一些
88、数控中级工的竞赛试题，通过前面的学习，本节将对数控铣削综合零件做工艺分析。正文3.学习内容一、综合实例一二、综合实例二正文一、综合实例一(一)零件(二)工艺处理(三)数值处理及确定数据点正文(一)零件图3-12型腔模零件图正文(二)工艺处理1.零件图样分析本例零件为平面轮廓，材料为45钢，大致可归为由四个轮廓组成，分别是深度为6mm的台阶面、深度为10mm的台阶面、直径为30mm的圆槽、内切圆直径为40mm的六边形槽。2.工件坐标系原点取毛坯的对称中心作为工件坐标系X、Y的原点，工件上表面作为Z向原点。3.采用夹具机用平口台虎钳。4.刀具选择选用16mm立铣刀和12mm立铣刀。正文(二)工艺处
89、理5.切削用量在零件加工过程中，各切削用量的确定取决于零件的加工精度及表面质量、工件材料、刀具的材料及形状等因素。6.确定加工方式及进给路线进给路线包括铣削平面进给和加工槽型轮廓的进给两部分内容。正文1.零件图样分析本例零件为平面轮廓，材料为45钢，大致可归为由四个轮廓组成，分别是深度为6mm的台阶面、深度为10mm的台阶面、直径为30mm的圆槽、内切圆直径为40mm的六边形槽。正文2.工件坐标系原点取毛坯的对称中心作为工件坐标系X、Y的原点，工件上表面作为Z向原点。正文3.采用夹具(1)平口台虎钳的装夹。(2)工件在平口台虎钳上的装夹。(3)将工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳
90、口的上表面，工件要装平，并用百分表找正。(4)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。正文(1)平口台虎钳的装夹。平口台虎钳装夹在工作台上，找正平口台虎钳的固定钳口，使固定钳口与工作台的一个导轨的进给方向平行，即以固定钳口为基准，校正台虎钳在工作台上的位置，使平口台虎钳在机床上定位，用T形螺钉把平口台虎钳夹紧在工作台上。正文(2)工件在平口台虎钳上的装夹。平口台虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工件装夹在钳口中央(不要放在钳口一侧，以防夹持不稳)，工件的侧面靠在固定钳口上，底面由平行垫铁支承，工件不宜高出钳口过多，以防在切削时受切削力的影响产生振动。正文(3)将
91、工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳口的上表面，工件要装平，并用百分表找正。将工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳口的上表面，工件要装平，并用百分表找正正文(4)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。应采用适当的夹紧力夹紧工件，夹紧力不宜过大，以防造成工件变形，也不宜过小，以防引起松动。正文4.刀具选择选用16mm立铣刀和12mm立铣刀。正文5.切削用量(1)进给速度。(2)主轴转速。正文(1)进给速度。为提高生产率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，一
92、般取100200mm/min，当进行切深时，应选用较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。在本例中，XY平面内的进给速度取150mm/min，Z向的进给速度取50mm/min。精加工时，为保证加工精度要求和表面粗糙度要求，应选用较小的进给速度，一般在2050mm/min的范围内选取，本例加工取50mm/min。正文(2)主轴转速。根据式(2-2)及常用切削速度的选用原则，主轴转速可取1000r/min。正文6.确定加工方式及进给路线进给路线包括铣削平面进给和加工槽型轮廓的进给两部分内容。加工顺序根据先面后孔原则，采用先加工两个台阶面，再加工圆槽和六边形槽的顺序。加工这些零件轮廓时
93、均采用逐层铣削的方式，分数次完成，最后进行孔加工。加工孔时，先用中心钻定位，再进行钻削，最后扩孔。加工圆槽可由圆心开始采用螺旋下刀的方式进行铣削。由图可知，六边形圆槽的边角处均用R6mm圆弧过渡，在加工过程中，为方便编程，可直接利用铣刀的半径来保证，刀具在加工零件轮廓时，只需用直线过渡即可。正文(三)数值处理及确定数据点该零件外轮廓台阶的组成几何元素之间关系清楚、条件充分，编程时，所需基点坐标很容易求得。由于在加工六边形内轮廓时可直接用铣刀的半径加工直线轨迹过渡，这时需要计算各R6mm的圆心点位置(各位置点的计算方法，详见下篇)。正文二、综合实例二(一)零件(二)工艺处理(三)数值处理及确定数
94、据点正文(一)零件图3-13型腔模正文(二)工艺处理1.零件图样分析本例零件是一种平面轮廓，材料为45钢，组成轮廓的线条比较简单，包括直线、圆弧，并无复杂曲线。2.工件坐标系原点根据图样形状及数控系统的特点，应采用两个编程原点，加工外围台阶轮廓时，取工件的对称中心为X、Y轴的原点；加工最上方的凸台时，取凸台最下角作为X、Y轴的原点，坐标系逆时针旋转20。3.采用夹具4.刀具选择选用16mm立铣刀和12mm立铣刀。正文(二)工艺处理5.切削用量在零件加工过程中，各切削用量的确定取决于零件的加工精度及表面质量、工件材料、刀具的材料及形状等因素。6.确定加工方式及进给路线进给路线包括铣削平面进给和加
95、工半封闭型槽轮廓的进给两部分内容。正文1.零件图样分析本例零件是一种平面轮廓，材料为45钢，组成轮廓的线条比较简单，包括直线、圆弧，并无复杂曲线。正文2.工件坐标系原点根据图样形状及数控系统的特点，应采用两个编程原点，加工外围台阶轮廓时，取工件的对称中心为X、Y轴的原点；加工最上方的凸台时，取凸台最下角作为X、Y轴的原点，坐标系逆时针旋转20。正文3.采用夹具(1)平口台虎钳的装夹。(2)工件在平口台虎钳上的装夹。(3)将工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳口的上表面，工件要装平，并用百分表找正。(4)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。正文(1
96、)平口台虎钳的装夹。平口台虎钳装夹在工作台上，找正平口台虎钳的固定钳口，使固定钳口与工作台的一个导轨的进给方向平行，即以固定钳口为基准，校正台虎钳在工作台上的位置，使平口台虎钳在机床上定位，用T形螺钉把平口台虎钳夹紧在工作台上。正文(2)工件在平口台虎钳上的装夹。平口台虎钳的固定钳口是夹具的定位表面。将工件装夹在钳口中央(不要放在钳口一侧，以防夹持不稳)，工件的侧面靠在固定钳口上，底面由平行垫铁支承，工件不宜高出钳口过多，以防在切削时受切削力的影响产生振动。正文(3)将工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工部分应高出钳口的上表面，工件要装平，并用百分表找正。将工件装在平口台虎钳的中间，工件被加工
97、部分应高出钳口的上表面，工件要装平，并用百分表找正。正文(4)平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。平口台虎钳夹紧后，为了保证定位可靠，应确保工件的底面与平行垫铁可靠贴合。应采用适当的夹紧力夹紧工件，夹紧力不宜过大，以防造成工件变形，也不宜过小，以防引起松动。正文4.刀具选择选用16mm立铣刀和12mm立铣刀。正文5.切削用量(1)进给速度。(2)主轴转速。正文(1)进给速度。粗加工时，为提高生产率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，一般取100200mm/min，当进行切深时，应选用较低的进给速度，一般在2050mm/min范围内选取。XY平面内
98、进给速度取150mm/min，Z向进给速度取50mm/min。精加工时，为保证加工精度要求和表面粗糙度要求，应选用较小的进给速度，一般在2050mm/min的范围内选取，本例加工取50mm/min。正文(2)主轴转速。根据式(2-2)及常用切削速度的选用原则，主轴转速可取1000mm/min。正文6.确定加工方式及进给路线进给路线包括铣削平面进给和加工半封闭型槽轮廓的进给两部分内容。正文(三)数值处理及确定数据点该轮廓的组成几何元素之间关系清楚、条件充分，编程时，所需基点坐标很容易求得。正文正文模块四：数控铣床编程基础知识课题一：概述课题二：数控铣床编程的格式课题三：数控铣床编程常用准备功能指
99、令介绍课题四：刀具的补偿课题五：刀具的补偿（半径补偿）课题六：子程序的编制及应用正文课题一：概述1.学习目标1.学习内容正文1.学习目标1.了解数控铣床的功能。2.了解数控编程的内容与步骤。3.掌握数控编程的方法。正文2. 学习内容一、数控铣床的功能二、数控编程的内容及步骤三、数控编程的方法正文一、数控铣床的功能(一)点位控制功能(二)连续轮廓控制功能(三)刀具补偿功能(四)固定循环功能(五)特殊功能正文一、数控铣床的功能图4-1立式数控铣床正文一、数控铣床的功能图4-2卧式数控铣床正文(一)点位控制功能数控铣床的这一功能可以进行只需要作点位控制的钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等加工。正文(二)
100、连续轮廓控制功能这一功能可以实现对刀具运动轨迹的连续轮廓控制，加工出由直线和圆弧两种几何要素构成的平面轮廓工件。对非圆曲线构成的平面轮廓，在经过直线或圆弧逼近后也可以用该功能加工。除此之外，使用该功能还可以加工一些空间曲面。正文(三)刀具补偿功能 这一功能可以让操作者在编程时很方便地按工件实际轮廓形状和尺寸进行编程计算。还可以利用改变刀具补偿值的方法实现零件的粗精加工。正文(四)固定循环功能这一功能主要用于孔加工，尤其在加工许多相同的孔时，应用固定循环功能可以大大地简化程序。正文(五)特殊功能数控铣床加工工艺与编程大多数数控铣床都具备有镜像加工、比例缩放、极坐标编程等特殊编程指令，以提高编程效
101、率，简化程序。正文二、数控编程的内容及步骤(一)分析零件图(二)工艺处理(三)数学处理(四)编写程序单(五)程序输入(六)程序检验和试切正文二、数控编程的内容及步骤图4-3编制数控程序的过程正文(一)分析零件图通过看图样，确定哪些加工表面采用数控加工，及加工精度和技术要求，从而确定数控加工工序内容。正文(二)工艺处理通过零件的工艺分析，确定加工中所需的工艺信息，包括选择加工方案，确定加工路线，选择定位与夹紧方式，选择刀具等。正文(三)数学处理根据进给路线计算刀具轨迹坐标，实现用空间坐标系描述刀具的运动。正文(四)编写程序单 把工艺信息和数学处理的结果，用规定的指令代码和程序格式，编写成数控程序
102、单。正文(五)程序输入 将编制好的数控程序输入到数控机床的数控系统中。正文(六)程序检验和试切1.程序的检验利用数控系统的相关功能，在数控机床上运行程序，通过刀具运动轨迹检查程序。2.程序的试切程序的试切是通过在数控机床上加工实际零件检查程序的正确性和合理性。正文1.程序的检验(1)静态校验。(2)动态校验。正文(1)静态校验。利用数控系统的“程序校验”功能运行程序，在机床不动的情况下，通过显示屏显示零件加工轨迹来检查程序的正确性。正文(2)动态校验。利用数控系统的“空运行”功能运行程序，在不安装工件的情况下，控制机床按编程轨迹运动，同时在显示屏上显示加工轨迹。正文2.程序的试切程序的试切是通
103、过在数控机床上加工实际零件检查程序的正确性和合理性。用试切法不仅能检查程序的正确性，还可检查加工精度是否符合要求。正文三、数控编程的方法(一)手工编程(二)自动编程正文(一)手工编程手工编程是指数控编程的步骤，即分析零件图、工艺处理、数学处理、编写程序单、程序输入、程序检验均由手工完成。其优点是不需要计算机、编程软件等辅助设备，只需要有合格的编程人员即可完成，编程快速及时；缺点是手工编程工作量大，容易出错，且很难校对，不能进行复杂曲面编程。手工编程比较适合批量大，形状简单，计算方便，程序段不多的零件。正文(二)自动编程(1)扎实掌握基础知识，包括数控编程及数控机床相关知识。(2)丰富的工艺经验
104、，并将之融入程序。(3)经过大量的编程和加工操作练习。(4)熟练运用一种CAD/CAM软件。正文课题二 数控铣床编程的格式1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.掌握一个完整程序的组成部分。2.了解程序字的含义。3.掌握字地址程序段的格式。4.掌握程序字中常用地址符的含义。正文2.学习任务根据所学内容，试说明“N20 G90 G01 X100. Y30. Z45. F200;”程序段中各地址字所表示的含义。正文3 学习内容一、程序的组成二、程序段的组成正文一、程序的组成(一)程序名(二)程序内容(三)程序结束正文(一)程序名为了区分存储器中的程序，数控机床里的每一个程序都要有一
105、个程序编号，一般以字母“O”、“P”或“%”开头，随机床而异，后面紧跟若干位数字组成。数字的最多允许位数由说明书规定，常见的是四位(00019999)，数字前面的0可以省略不写。FANUC系统通常以字母“O”开头，如：O0003可写作O3。这种形式的程序名也可称作程序号。程序名位于程序的开头，需要单独占用一行。正文(二)程序内容程序内容部分是整个程序的核心，由许多程序段组成，程序段之间以程序段结束符相隔(如上例中的“；”)。程序内容用以指定加工顺序、刀具运动轨迹及机床的各种辅助动作。正文(三)程序结束一般以“M02”或“M30”指令作为主程序的结束标志。虽然“M02”与“M30”允许与其他程序
106、字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段，或者只与顺序号共用一个程序段，如上面程序的“N80 M30；”。正文二、程序段的组成(一)程序字(二)程序段格式正文(一)程序字就像一篇文章由许多句子组成一样，一个程序由许多程序段组成，每条程序段相当于一个句子，由一个或许多程序字构成。程序字是组成程序的基本单元，通常由一个地址(用字母表示)和数值组成，正号或负号可以放在数值的前面，即字地址数值(例如程序字 G01)正文(二)程序段格式所谓程序段格式，是指程序段的书写规则。数控历史上曾经用过固定顺序格式和分隔符(HT或TAB)程序段格式，这两种程序段格式除在线切割机床中还能见到外，已经很少使用，目前国内
107、外都广泛采用字地址可变程序段格式，又称为字地址格式。在这种格式中，程序段的长短是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许程序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列。字地址程序段格式如下：NGXYZFSTM； 程序准备进给主轴刀具辅助结束 段号功能尺寸字功能功能功能功能标记正文三、各程序字说明(一)顺序号(二)准备功能(简称G功能)(三)坐标功能字 (又称为尺寸字)(四)进给功能(F功能)(五)主轴功能(S功能)(六)刀具功能(T功能)(七) 辅助功能(八)程序段结束正文三、各程序字说明
108、表4-1常用地址符含义正文三、各程序字说明表4-1常用地址符含义正文(一)顺序号顺序号由地址N和后面的若干数字(通常为四位，数字前面的零可省略不写)表示，如N10、N300等。顺序号的主要作用是便于程序的检索和校核，及作为跳转指令的目标位置。应该注意，程序的执行次序与程序段顺序号无关，只与程序段输入的顺序有关，因此顺序号可以只在需要的部分设置，其余顺序号可省略。正文(二)准备功能(简称G功能)表4-2ISO标准对准备功能的规定正文(二)准备功能(简称G功能)表4-2ISO标准对准备功能的规定正文(三)坐标功能字 (又称为尺寸字)1.数值单位旋转轴坐标的单位为度(deg)。2.小数点编程可以用系
109、统参数来设定机床是否采用小数点编程。正文1.数值单位旋转轴坐标的单位为度(deg)。对于直线坐标轴尺寸有两种单位：公制和英制，多数系统用G指令来选择正文2.小数点编程可以用系统参数来设定机床是否采用小数点编程。若采用非小数点编程方式，则尺寸地址后面的数值可以加小数点也可以不加，二者是等同的，数值的单位是mm(英制单位为inch)或度；而采用小数点编程方式，数值后面的小数点是不可以省略的，若没有小数点，数值的单位则为机床的最小输入增量单位，即脉冲当量(现在一般机床为0.001mm)正文(四)进给功能(F功能)1.进给速度进给运动单位时间的位移量，用G94指令指定刀具每分钟的进给速度，如：G94
110、G01 F100;(刀具的进给速度为100mm/min)。2.进给量工件或加工工具每转、每齿或每行一段进给运动的位移量，用G95指令指定主轴每转一转刀具的进给量，如：G95 G01 F0.3;(刀具的进给量为0.3mm/r)。正文1.进给速度进给运动单位时间的位移量，用G94指令指定刀具每分钟的进给速度，如：G94 G01 F100;(刀具的进给速度为100mm/min)。正文2.进给量工件或加工工具每转、每齿或每行一段进给运动的位移量，用G95指令指定主轴每转一转刀具的进给量，如：G95 G01 F0.3;(刀具的进给量为0.3mm/r)。正文(五)主轴功能(S功能)1.主轴转速S表示机床主
111、轴的转速，单位为r/min,用G97指令指定。2.切削速度在加工中，有时为了保证工件的表面质量，采用恒切削速度编程，S表示切削点的线速度，单位为m/min，用G96指令指定。正文1.主轴转速S表示机床主轴的转速，单位为r/min,用G97指令指定。正文2.切削速度在加工中，有时为了保证工件的表面质量，采用恒切削速度编程，S表示切削点的线速度，单位为m/min，用G96指令指定。正文(六)刀具功能(T功能)1.无臂式换刀方式刀具库靠向主轴，先卸下主轴上的刀具，再旋转至欲换的刀具，上升装上主轴。2.有臂式换刀方式有臂式换刀方式大都配合链条型刀具库且是无固定刀号式(即1号刀不一定插回1号刀具库内，其
112、刀具库上的刀号与设定的刀号由控制器的PLC管理)。正文1.无臂式换刀方式刀具库靠向主轴，先卸下主轴上的刀具，再旋转至欲换的刀具，上升装上主轴。正文2.有臂式换刀方式有臂式换刀方式大都配合链条型刀具库且是无固定刀号式(即1号刀不一定插回1号刀具库内，其刀具库上的刀号与设定的刀号由控制器的PLC管理)。正文(七) 辅助功能1.M00程序停止执行M00指令之后，程序自动运行停止，同时所有模态信息保持不变，当按下控制面板上的循环启动键，可继续执行下面的程序段。2.M01程序选择停止M01指令的功能与M00相似，但与M00指令不同的是：只有在操作面板上预先按下“选择停止开关”，当程序执行M01指令之后才
113、停止，若不按下“选择停止开关”，M01则不起作用，会继续运行后面的程序。正文(七) 辅助功能3.M02、M30程序结束M02表示主程序的结束，指令执行后，主轴、进给和冷却液全部停止，数控系统处于复位状态。4.M03、M04、M05主轴控制M03指令控制主轴正转，M04指令控制主轴反转，M05指令控制主轴停止。5.M06换刀常用于加工中心刀库的自动换刀。6.M07、M08、M09冷却液控制M07指令用于开启雾状冷却液，M08指令用于开启液状冷却液，M09指令关闭冷却液。正文(七) 辅助功能7.M98、M99子程序调用M98指令用于调用子程序，M99指令用于结束子程序并返回上层程序。正文1.M00
114、程序停止执行M00指令之后，程序自动运行停止，同时所有模态信息保持不变，当按下控制面板上的循环启动键，可继续执行下面的程序段。正文2.M01程序选择停止M01指令的功能与M00相似，但与M00指令不同的是：只有在操作面板上预先按下“选择停止开关”，当程序执行M01指令之后才停止，若不按下“选择停止开关”，M01则不起作用，会继续运行后面的程序。正文3.M02、M30程序结束M02表示主程序的结束，指令执行后，主轴、进给和冷却液全部停止，数控系统处于复位状态。正文4.M03、M04、M05主轴控制M03指令控制主轴正转，M04指令控制主轴反转，M05指令控制主轴停止。正文5.M06换刀常用于加工
115、中心刀库的自动换刀。正文6.M07、M08、M09冷却液控制M07指令用于开启雾状冷却液，M08指令用于开启液状冷却液，M09指令关闭冷却液。正文7.M98、M99子程序调用M98指令用于调用子程序，M99指令用于结束子程序并返回上层程序。正文(八)程序段结束在每一个程序段后，应有一个程序段结束标记。当用EIR标准代码时，结束符为“CR”；用ISO标准代码时，结束符为“NL”或“LF”，在实际使用时，常用符号“；”、“*”、“”表示程序段结束。正文课题三：数控铣床编程常用准备功能指令介绍1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1. 掌握模态代码与非模态代码的特点。2. 掌握G90、
116、G91指令的编程方法。3.掌握G00、G01、G02、G03的走刀轨迹及应用。4.了解G27、G28、G29指令的用法。5.掌握G54G59与G92指令设立坐标系的区别，掌握设立局部坐标系指令G52的用法。6.掌握常用的M指令。正文2.学习任务1.根据所学内容，完成如图4-4所示刀具轨迹的编程。2.完成下列程序刀具中心运动轨迹的绘制。O0001;G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S600;G01 X10. Y10. F80;Y40.;G03 X25. Y55. R-10.;G01 X40.;Y10.;X10.;G00 X0 Y0;G91 G28 Z0 ;正文3.学习内容一、常用代码的
117、属性二、常用准备功能指令的含义正文图4- 4刀具轨迹正文一、常用代码的属性(一)代码分组(二)模态代码与非模态代码正文(一)代码分组将系统中不能同时执行的指令分为一组称为代码分组，如G00、G01、G02、G03为同组代码。同组代码可以相互取代，因此在同一个程序段中，应避免出现两个或两个以上的同组代码，否则将以最后输入的代码为有效，或机床出现报警。如“G00 G01 X150.0 Y100.0；”就是不规范的程序段。不同组的代码可以出现在同一个程序段中，且互不影响。如“G21 G94 G01 X52.0 Y10.0 F100;”是规范的程序段，所有指令均为不同组代码。正文(二)模态代码与非模态
118、代码1.模态代码又称续效代码，是指该代码一经在一个程序段中指定，在接下来的程序段中一直有效，直到同组的其他代码出现，它才失效，如：F、S、T代码与大部分的G代码和M代码。2.非模态代码3.开机默认代码数控系统从每一组指令中选出一个作为开机默认代码，此代码在开机或系统复位时会自动生效，如：G01、G17、G40、G54、G90、G97等。正文1.模态代码又称续效代码，是指该代码一经在一个程序段中指定，在接下来的程序段中一直有效，直到同组的其他代码出现，它才失效，如：F、S、T代码与大部分的G代码和M代码。正文2.非模态代码又称非续效代码或一次性代码，只在本程序段有效，如G04、M00等指令正文3
119、.开机默认代码数控系统从每一组指令中选出一个作为开机默认代码，此代码在开机或系统复位时会自动生效，如：G01、G17、G40、G54、G90、G97等。正文二、常用准备功能指令的含义(一)绝对坐标指令G90与增量坐标指令G91(二)快速点定位指令G00(三)直线插补指令G01(四)坐标平面选择指令G17、G18、G19(五)圆弧插补指令G02、G03(六)暂停指令G04(七)返回参考点指令G27、G28、G29(八)工件坐标系选择指令G54G59(九)工件坐标系设定指令G92(十)局部坐标系G52正文(一)绝对坐标指令G90与增量坐标指令G911.绝对坐标指令G90用G90指定绝对坐标编程，刀
120、具运动过程中的位置坐标是以程序原点为基准，即目标点的位置是以当前工件坐标系中的绝对坐标值确定的。2.增量坐标指令G91用G91指定增量坐标编程，刀具的位置坐标是刀具运动终点相对于刀具起点的坐标增量。正文1.绝对坐标指令G90用G90指定绝对坐标编程，刀具运动过程中的位置坐标是以程序原点为基准，即目标点的位置是以当前工件坐标系中的绝对坐标值确定的。正文2.增量坐标指令G91图4-5G90、G91指令示例正文(二)快速点定位指令G00该指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置。G00为模态指令，指令格式为：G00 X Y Z;其中，X、Y、Z指定刀具目标点坐标，可以用绝对坐标或增量坐标方式指
121、定。G00移动速度不用程序设定，进给速度F对G00指令无效，它是由系统参数来设定的，可以通过机床操作面板调节速度。正文(三)直线插补指令G01图4-6G01指令示例正文(四)坐标平面选择指令G17、G18、G19图4-7平面选择指令(G17、G18、G19指令)正文(五)圆弧插补指令G02、G031.圆弧方向的判别根据右手笛卡儿直角坐标系，判断出和圆弧所在平面垂直的另一坐标轴正方向，然后逆着该坐标轴的正向向负向看刀具的轨迹，顺时针方向用G02，逆时针方向用G03。2.I、J、K的数值已知圆弧起点和终点坐标，可以通过指定圆弧半径R或圆心位置(I、J、K)的方法确定此圆弧位置。3.半径编程当采用半
122、径R指令编程时，对于同一半径，有两段圆弧的可能，如图示的圆弧1和圆弧2。正文(五)圆弧插补指令G02、G034.特殊情况当加工整圆时，不能用R指令，只能用I、J、K方式指定，因为此时用R指令有无穷多个圆符合要求。正文(五)圆弧插补指令G02、G03图4-8圆弧方向判别(G02、G03指令)正文1.圆弧方向的判别根据右手笛卡儿直角坐标系，判断出和圆弧所在平面垂直的另一坐标轴正方向，然后逆着该坐标轴的正向向负向看刀具的轨迹，顺时针方向用G02，逆时针方向用G03。正文2.I、J、K的数值已知圆弧起点和终点坐标，可以通过指定圆弧半径R或圆心位置(I、J、K)的方法确定此圆弧位置。正文3.半径编程当采
123、用半径R指令编程时，对于同一半径，有两段圆弧的可能，如图示的圆弧1和圆弧2。正文4.特殊情况图4-9半径的正负判断正文4.特殊情况图4-10整圆加工正文(六)暂停指令G04该指令可使机床做短暂的无进给光整加工或空运转，一般用于镗平面、锪孔等场合。G04为非模态指令，指令格式为：G04 X；(数值加小数点单位为s，不加小数点单位为ms)或G04 P；(数值只能为整数，单位为ms)正文(七)返回参考点指令G27、G28、G291.返回参考点校验指令G27该指令检查刀具是否已经正确地返回程序中指定的参考点。2.自动返回参考点指令G28使刀具以快速移动速度经过中间点返回到参考点。3.从参考点返回指令G
124、29该指令使刀具从参考点出发，经过G28指令所设定的中间点，到达指定坐标位置。正文1.返回参考点校验指令G27(1)使用G27指令的前提是机床在通电后已返回过参考点。(2)不能在刀具补偿的情况下使用G27指令，必须先用G40或G49指令将刀具补偿取消后，才可使用G27指令。正文2.自动返回参考点指令G28使刀具以快速移动速度经过中间点返回到参考点。指令格式为：G28 X Y Z;其中，X、Y、Z指定中间点的坐标，可以用绝对坐标或增量坐标方式指定，例如：G90 G28 X100.0 Y50.0 Z150.0；(使刀具先快速定位到中间点(100，50，150)处，再返回机床参考点)G91 G28
125、X0 Y0 Z0；(使刀具不经过中间点直接返回参考点)G91 G28 Z0；(刀具只返回Z轴参考点)正文3.从参考点返回指令G29图4-11G27、G28、G29指令示例正文(八)工件坐标系选择指令G54G59一般用机床操作面板可设定6个工件坐标系，这些坐标系的坐标原点在机床坐标系中的位置(即相对于机床原点的偏移量)，可预先通过手动数据输入(MDI)方式输入到机床存储器中，编程中再指定选择哪个工件坐标系。用G54G59指令设定工件坐标系，也称为工件坐标系的零点偏置。G54G59指令为同组模态指令。正文(九)工件坐标系设定指令G92(1)设定工件坐标系的方法不同：G54G59指令是在加工前设定好
126、的，而G92指令是在程序中设定坐标系的。(2)执行G92指令时机床不动作，而G54G59指令可与G00、G01指令组合，使刀具在选定的坐标系中移动。(3)G54G59指令建立的坐标系即使断电也不会消失，而采用G92指令设立的坐标系，通常不具有记忆功能，因此对于批量加工，多采用G54G59指令建立坐标系，G92指令往往用于单件加工和一些旧数控系统中。正文(九)工件坐标系设定指令G92图4-12G54G59指令示例正文(九)工件坐标系设定指令G92图4-13G92指令示例正文(十)局部坐标系G52当在工件坐标系中编制程序时，为了方便编程，可以设定工件坐标的子坐标系，该子坐标系称为局部坐标系。G52
127、指令同时影响G54G59指令指定的坐标系。指令格式为：G52 X Y Z; 正文(十)局部坐标系G52图4-14G92指令偏移原工件坐标系正文(十)局部坐标系G52图4-15G52指令正文课题四：刀具的补偿1.学习目标2.学习内容正文1学习目标1. 掌握刀具补偿的原理。2. 掌握刀具长度补偿指令。3. 掌握刀具长度补偿的具体使用。4. 理解刀具长度补偿的实际应用。5. 学会计算刀具的实际移动距离。正文2. 学习内容一、刀具补偿原理二、刀具长度补偿正文一、刀具补偿原理操作者在对工件编程的过程中，为编程方便，一般不考虑刀具的长度与半径，通常把刀具假想成一个点(刀位点)，编程时认为点在加工工件。因此
128、，如果只考虑刀位点与编程轨迹重合，仅对工件轮廓编程就可以了，但在实际加工中刀具的长度与半径确实存在，这样在加工中势必造成很大的误差，所以需要操作者在编程时加入刀具补偿指令，使数控机床根据所给定的补偿值，对刀具的运动进行自动的调整和计算，最终确保加工轮廓与实际编程轨迹相一致。刀位点是指数控加工中，用来表示刀具特征的点。例如在我们常用的刀具中，立铣刀、面铣刀的刀位点指刀具底面中心；钻头的刀位点指钻尖；球头铣刀的刀位点指球头中心。正文二、刀具长度补偿(一)刀具补偿指令格式(二)指令说明(三)关于刀具长度补偿的使用(四)刀具长度补偿的应用正文(一)刀具补偿指令格式刀具补偿指令的格式如下：G43 Z H
129、；G44 Z H；G49；正文(二)指令说明(1)G43：刀具长度正补偿。(2)G44：刀具长度负补偿。(3)G49：刀具长度补偿取消，或用“G43/G44 H00”也可取消。(4)Z：目标点的位置。(5)H：刀具长度补偿值的寄存器地址(一般用两位数字表示)。正文(三)关于刀具长度补偿的使用 在刀具补偿原理中已经表明，在编程过程中，若Z向的移动不加刀具长度补偿指令，直接给出刀具的终点位置，数控系统是不考虑刀具长度的，机床主轴下端面到达程序中指定的位置，这势必会使刀具多运动一段距离，甚至造成过切、撞刀等现象。正文图4-18刀具长度补偿正文(四)刀具长度补偿的应用 根据G54指令的含义，编程人员在
130、设置工件坐标系Z向的位置时应当输入-200.0，然后再根据刀具长度、所选用偏置指令不同设置H值。如编程程序段为“G43 H01；”，则H01当中的数值应当为60.0，编程程序段为“G44 H03；”，则H03当中的数值应当设置为-80.0，这时，工件坐标系Z向的设定和刀具长度补偿设定是分开来进行的。另外，还可以将刀具长度偏置工作与工件坐标系Z向零点的设置工作合二为一，即用G54G59指令设定工件坐标系时，仅在X、Y方向设定工件坐标系原点的位置，而Z方向不设置，为Z0。Z方向刀位点与工件坐标系Z0平面之间的差值全部通过刀具长度补偿值来解决。采用此种方法在一定程度上减少了编程人员工作量。正文(四)
131、刀具长度补偿的应用图4-19刀具长度补偿应用正文课题五：刀具的补偿（半径补偿）1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1. 知道什么是刀具半径补偿。2. 掌握刀具半径补偿指令的格式。3. 掌握判断刀具半径左/右补偿的方法。4. 掌握刀具半径补偿在实际使用中应当注意的问题。5. 掌握刀具半径补偿在实际使用中的应用方法。6. 学会使用刀具半径补偿编程。正文2.学习内容一、刀具半径补偿的概念二、刀具半径补偿指令及格式三、刀具半径左/右补偿的判别方法四、刀具半径补偿的过程五、关于刀具半径补偿在使用中的几点说明六、G41、G42与顺逆铣的关系七、刀具半径补偿在实际中的应用正文图4-20刀具半径补偿正文一
132、、刀具半径补偿的概念 用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓，但在编程时程序控制的是刀具中心，这样在实际加工中势必会产生极大的加工误差，导致工件产生过切。如图4-20所示，在加工工件外轮廓时，刀具中心要向工件的外侧偏移一段距离；在加工内轮廓时，刀具中心要向工件内侧偏移一段距离，这个偏移就是所谓的刀具半径补偿，或称刀具中心偏移。正文二、刀具半径补偿指令及格式(一)刀具半径补偿建立(二)刀具半径补偿取消正文(一)刀具半径补偿建立(1)G17、G18、G19：平面选择，一般数控机床的刀具半径补偿只限于在二维平面内进行，所以需要选择偏置平面(本书仅要求掌握在G17平面内的刀
133、具半径补偿)。(2)G00、G01：建立和取消刀补必须和G00、G01指令组合完成。(3)G41：刀具半径左补偿。(4)G42：刀具半径右补偿。(5)X Y Z：建立或取消刀具半径补偿所到的目标点的位置。正文(一)刀具半径补偿建立(6)D ：刀具半径补偿值寄存器地址,一般用D00D99表示。正文(二)刀具半径补偿取消取消刀具半径补偿的格式为：G01G00G40 X Y Z；G40或者D00指令用于取消刀具半径补偿。正文三、刀具半径左/右补偿的判别方法(1)先用右手直角笛卡儿坐标系判断不属于补偿平面的另一坐标轴的正方向。(2)在其正方向，沿刀具运动方向看去(假定工件不动)，刀具位于切削轮廓左侧，
134、用刀具半径左补偿G41指令，如图4-21所示，刀具位于切削轮廓右侧，用刀具半径右补偿G42指令，如图4-22所示。正文(1) 右手直角笛卡儿坐标系先用右手直角笛卡儿坐标系判断不属于补偿平面的另一坐标轴的正方向。正文(2)在其正方向，沿刀具运动方向看去图4-21刀具半径左补偿正文(2)在其正方向，沿刀具运动方向看去图4-22刀具半径右补偿正文四、刀具半径补偿的过程(一)建立刀补(二)执行刀补(三)取消刀补正文(一)建立刀补图4-23刀具半径补偿的建立正文(二)执行刀补在G41或G42程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心运动轨迹始终与编程轨迹相距一个偏移量，直到刀补取消。正文(三)取消刀补图4
135、-24刀具半径补偿的取消正文五、关于刀具半径补偿在使用中的几点说明(1)G40、G41、G42指令属于同组模态代码，其中数控机床默认G40。(2)刀具半径补偿的建立和取消只能在G00或G01模式下才有效。(3)为保证安全进刀，建议在实际加工过程中，最好采用在G01运动方式下建立和取消刀补。(4)刀具补偿状态，从G41转换到G42或从G42转换到G41，通常都需要经过刀补取消程序，即G40程序段。正文五、关于刀具半径补偿在使用中的几点说明(5)在刀具补偿方式下，一般不允许存在两段以上的非补偿平面内移动指令，否则刀具会出现过切等危险动作，因为在补偿模式下，机床要预读两段程序，来确定下一目的点的位置
136、。(6)建立和取消刀补时，X轴、Y轴移动量应大于刀具的半径，否则会过切。正文六、G41、G42与顺逆铣的关系(一)G41相当于顺铣(二)G42相当于逆铣正文(一)G41相当于顺铣图4-25顺铣与逆铣a)G41相当于顺铣b)G42相当于逆铣正文(二)G42相当于逆铣铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向与工件进给方向相反，称为逆铣。G42指令是在相对于刀具前进方向右侧进行补偿，当主轴正转时，相当于逆铣，如图4-25b所示。正文七、刀具半径补偿在实际中的应用(一)直接按零件图样所给尺寸编程(二)实现零件不同工序加工(三)利用刀具半径补偿值加工内外相同轮廓正文(一)直接按零件图样所给尺寸编程在编程时可
137、以不考虑刀具的半径,直接按图样所给尺寸编程，即假设刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的。在实际加工时输入刀具的半径补偿值，数控系统即可自动计算出刀具中心的实际运动轨迹。正文(二)实现零件不同工序加工通过改变刀具的半径补偿值，就能实现使用同一把刀具、同一个加工程序完成对一个零件的粗、精加工。如图4-26所示，r为刀具半径，为精加工余量，在粗加工过程中，将刀具半径补偿值设定为r+(切削时刀具中心位置如图左侧所示)，这样刀具中心就偏出了+r。粗加工完成后，所形成的工件轮廓的加工尺寸要比实际轮廓尺寸每边都大一段距离。在进行精加工时，程序与刀具均不改变，仅将刀具半径补偿值改为r(切削时刀具中心位置如图右侧
138、所示)，这样，零件加工完成后，就得到实际加工轮廓。图中，P1为粗加工时刀具中心的位置，P2为精加工时刀具中心的位置。正文(三)利用刀具半径补偿值加工内外相同轮廓图4-26改变刀具半径补偿值进行粗、精加工正文(三)利用刀具半径补偿值加工内外相同轮廓图4-27偏移量正负与刀具轨迹的关系正文七、刀具半径补偿在实际中的应用图4-28零件图正文课题六：子程序的编制及应用1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解什么是子程序。2.掌握子程序如何调用。3.了解M99指令的各种用法。4.掌握子程序在使用中应当注意的问题。5.掌握子程序在实际使用当中的技巧。正文2.学习任务完成如图4-30所示
139、零件加工程序的编制正文3.学习内容一、子程序的概念二、子程序调用的格式三、子程序的执行四、子程序嵌套五、子程序调用的特殊用法六、子程序的应用七、使用子程序的一些注意事项正文图4-30零件示例正文一、子程序的概念若一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个程序中都要使用，为了简化程序，可以把这组程序段抽出来，按规定的格式写成一个新的程序单独存储，以供另外的程序调用，这种程序就称为子程序。主程序执行过程中如果需要使用某一个子程序，可以通过一定格式的子程序调用指令来调用该子程序，执行完后返回到主程序，继续执行后面的程序段。正文二、子程序调用的格式(一)子程序的编程格式(二)子程序的调用格式正文(一)子
140、程序的编程格式子程序的编程格式如下： M99 ；子程序的开头及程序内容部分与主程序基本相同，但结束标志不同。主程序结尾用M02或M30指令，而子程序的结尾用M99指令。对于M99指令，可以不必单写一行，如“G00 X100.0 Y100.0 M99;”也是可以的。正文三、子程序的执行图4-31子程序执行过程正文四、子程序嵌套图4-32子程序嵌套正文五、子程序调用的特殊用法(一)子程序返回到主程序的某一程序段(二)在主程序中使用M99指令正文(一)子程序返回到主程序的某一程序段当子程序结束时，如果用P指定一个顺序号n，则子程序将返回到主程序中顺序号为n的程序段，如图4-33所示。正文(二)在主程
141、序中使用M99指令图4-33子程序返回到主程序的某一程序段正文(二)在主程序中使用M99指令图4-34在主程序中使用M99正文六、子程序的应用(一)零件上有若干处相同的轮廓形状(二)加工中反复出现有相同轨迹的进给路线(三)程序的内容具有相对的独立性正文(一)零件上有若干处相同的轮廓形状在这种情况下只编写一个子程序，然后用主程序调用该子程序就可以了。正文(二)加工中反复出现有相同轨迹的进给路线图4-35子程序调用正文(三)程序的内容具有相对的独立性在加工较复杂的零件时，往往包含许多独立的工序，有时工序之间的调整也是容许的，为了优化加工顺序，把每一个工序编成一个独立子程序，主程序中只需加入换刀和调
142、用子程序等指令即可。正文七、使用子程序的一些注意事项(1)注意主程序与子程序之间模态代码的转换。(2)在G41、G42状态下尽量不要调用子程序，或者返回主程序。正文模块五：数控铣削编程的固定循环课题一：孔加工固定循环简介课题二：钻孔循环指令课题三：镗孔循环指令课题四：攻内螺纹课题五：孔加工编程实例正文课题一：孔加工固定循环简介1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.了解孔加工固定循环种类。2.掌握孔加工固定循环的动作顺序。正文2.学习内容一、孔加工动作二、固定循环动作中涉及的一些基本概念三、固定循环代码正文一、孔加工动作1. 动作1X、Y轴定位，使刀具快速定位到孔加工的位置。2. 动作2快
143、速运动到R点(参考点)，刀具自初始点快速进给到R点。3. 动作3孔加工，以切削进给的方式执行孔加工的动作。4. 动作4在孔底的动作，包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作。5. 动作5退回到R点(参考点)。6. 动作6快速返回到初始点。正文一、孔加工动作图5-1孔加工固定循环的动作构成正文表5-1FANUC-0系统的固定循环功能正文表5-1FANUC-0系统的固定循环功能正文二、固定循环动作中涉及的一些基本概念1.初始平面(G98)2.R点平面(G99)3.孔底平面正文1.初始平面(G98)数控铣床加工工艺与编程初始平面是为了安全进给而规定的一个平面。初始平面到零件表面的距离可以在安全高度的范围内
144、任意设定，当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工结束时才使用G98指令，这项功能使刀具返回到初始平面上的初始点。正文2.R点平面(G99)图5-2固定循环中各平面正文3.孔底平面加工不通孔时孔底平面就是孔底的Z轴高度，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，主要是保证全部孔深都加工到尺寸，钻削时还应考虑钻头的钻尖对孔深的影响(如图5-2所示的Z点)。孔加工循环与平面选择指令(G17、G18或G19)无关，即无论选择了哪个平面进行孔加工都是在XY平面上定位，并在Z轴方向上钻孔。正文三、固定循环代码1.数据形式2.返回点平面(G98、G99)3.孔加工方式(G73
145、G89)正文1.数据形式固定循环指令中地址R与地址Z的数据指定与G90或G91方式的选择有关，如图5-3所示为G90或G91方式的坐标计算方法。选择G90方式时地址R与地址Z一律取其终点坐标值，选择G91方式时地址R指初始点到R点的距离，地址Z指R点到孔底平面上Z点的距离。正文2.返回点平面(G98、G99) 由G98指令或G99指令决定刀具在返回时到达的平面。如果指令为G98，则从该程序段开始刀具返回时将回到初始平面，如果指令为G99，则返回到R点平面。正文3.孔加工方式(G73G89)图5-3G90和G91的坐标计算正文课题二：钻孔循环指令1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目
146、标1.掌握麻花钻的钻孔指令格式。2.掌握循环指令加工浅孔、深孔的方法。正文2.学习任务完成如图5-4所示10mm钻孔的循环程序的编制正文3.学习内容一、浅孔加工指令二、深孔加工指令正文一、浅孔加工指令(一)G81指令(二)G82指令正文(一)G81指令图5- 4钻孔零件正文(一)G81指令图5-5G81与G82指令a)G99 G81动作图b)G98 G82动作图正文(一)G81指令图5-6不通孔加工示例正文(二)G82指令 G82指令主要用于锪孔，所用刀具为锪刀或锪钻，是专用刀具，用于对已加工的孔刮平端面或切出圆柱形、锥形沉头孔，指令格式为：G82 X Y Z R P F；其加工过程与G81指
147、令类似，唯一不同的是，刀具在进给加工至深度Z后，会暂停P秒，然后再快速退刀正文二、深孔加工指令(一)G73指令(二)G83指令正文(一)G73指令 G73为高速深孔加工指令，其格式为：G73 X Y Z R Q F；其固定循环指令动作如图5-7 a所示，高速深孔加工采用间歇进给，有利于断屑、排屑。每次进给钻孔的深度为Q，一般取310mm，末次背吃刀量Q，d为间歇进给的抬刀量，由机床内部设定，一般为0.21mm(可通过人工设定加以改变)。正文(二)G83指令G83为一般深孔加工指令，其格式为：G83 X Y Z R Q F；其固定循环指令动作如图5-7 b所示。G83指令与G73指令的区别在于：
148、G73指令每次以进给速度钻出Q深度后，会快速抬高Q+d，再由此以进给速度钻孔至第二个Q深度，依次重复，直至完成整个深孔的加工；而G83指令则是在每次进给钻进一个Q深度后，均快速退刀至安全平面高度，然后快速下降至前一个Q深度之上d处，再以进给速度钻孔至下一个Q深度。正文(二)G83指令图5-7深孔加工固定循环指令动作a)高速深孔加工b)一般深孔加工正文(二)G83指令图5-8通孔加工示例正文课题三：镗孔循环指令1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.熟悉各类镗刀的用途。2.掌握镗孔工艺参数的选择。3.掌握镗孔循环指令及使用。正文2.学习任务完成如图5-4所示的40mm孔的粗、精镗
149、削。正文3.学习内容一、G85、G86、 G88、G89粗镗循环指二、G76精镗循环指令三、G87背镗循环指令正文一、G85、G86、 G88、G89粗镗循环指令图5-9粗镗孔动作图a)G98 G85b)G99 G86c)G99 G88d)G98 G89正文二、G76精镗循环指令图5-10精镗循环指令G76a)循环动作b)Q值孔底动作正文三、G87背镗循环指令G87为背镗(又称反镗)循环指令，其指令参数格式为： G87 X Y Z R Q F；孔定位后，主轴定向停止，然后向刀尖相反方向位移，用快速进给至孔底(R点)定位，在此位置，主轴返回前面的位移量，回到孔中心，主轴正传，沿Z轴正方向加工到Z
150、点。在此位置，主轴再次定向停止，然后向刀尖相反方向位移，刀具从孔中退出。刀具返回到初始平面，再返回一个位移量，回到孔中心，主轴正传，进行下一个程序段动作。孔底的位移量和位移方向与G76指令完全相同。如图5-11b所示。由于刀具先到孔深向外加工，因此，刀具返回时，不能返回到R点平面，即本指令不使用G99指令,只使用G98指令。G87指令循环动作如图5-11a所示。正文三、G87背镗循环指令图5-11背镗循环指令G87a)循环动作b)Q值孔底动作正文课题四：攻内螺纹1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解丝锥的种类及选用。2.掌握攻内螺纹前底孔直径的确定方法。3.掌握攻内螺纹加
151、工循环指令。正文2.学习任务试在如图5-4所示10mm孔钻削后的基础上，完成公称直径为12mm左旋内螺纹的加工。正文3.学习内容一、螺纹加工指令二、使用固定循环指令的注意事项正文一、螺纹加工指令(一)G74指令(二)G84指令(三)刚性攻螺纹正文(一)G74指令G74为左旋螺纹加工指令，指令参数格式为：G74 X Y Z R F；其固定循环动作如图5-13a所示，丝锥在初始平面快速平移至孔中心“X Y”处，然后快速下降至安全平面“R”高度，反转启动主轴，以进给速度“F”切入至“Z”处，主轴停止，再正转启动主轴，并以进给速度退刀至“R”平面，主轴停转，之后快速抬刀至初始平面。在攻螺纹期间不执行进
152、给倍率功能。编程时要求根据主轴转速计算进给速度F，公式为进给速度=主轴转速进给量(导程/转)正文(二)G84指令图5-13攻螺纹循环a)G98 G74循环动作图b)G98 G84循环动作图正文(三)刚性攻螺纹(1)在攻螺纹程序段之前指定“M29 S ”指令。(2)在包含攻螺纹程序段中指定“M29 S ”指令。(3)在系统中通过将参数NO.5200#0(G84)设为1，指定G84做刚性攻螺纹指令，则G84指令成为刚性攻螺纹专用指令。正文二、使用固定循环指令的注意事项(一)固定循环指令的长效性(二)孔中心位置的确定(三)固定循环指令的重复调用(四)其他注意事项正文(一)固定循环指令的长效性G73、
153、G74、G76、G81G89等固定循环指令均具有长效延续性能，在未出现G80指令(取消固定循环指令)及同组的准备功能代码G00、G01、G02、G03时，其固定循环指令一直有效。固定循环指令中的参数除L 外也均有长效延续性能。如果加工的是一组相同孔径、相同孔深的孔，仅需给出新孔位置“X、Y”的变化值，而其他参数“Z、R、Q、P、F”均无需重复给出，一旦取消固定循环指令，其参数的有效性也随之结束。“X、Y、Z”恢复至三轴联动的轮廓位置控制状态。正文(二)孔中心位置的确定在调用固定循环指令时，如其参数设有“X、Y”，则孔中心位置为调用固定循环指令时刀具中心所处的位置。如果在此位置不进行孔加工操作，
154、可在指令中插入“L0”，其功能是仅设置加工参数，不进行实际加工。后续程序段一旦给出孔中心的位置，将用“L0”中设置的参数进行孔加工。正文(三)固定循环指令的重复调用图5-14固定循环指令的重复调用正文(四)其他注意事项固定循环方式中，刀具半径补偿机能无效，长度补偿仍起作用。正文课题五：孔加工编程实例1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.了解比例缩放功能。2.掌握比例缩放的参数使用。正文2.学习内容【例】编写如图5-16所示螺纹孔的加工程序(设Z轴开始点距工作表面100mm，钻削深度为20mm)。正文图5-15钻孔循环正文经分析，编写程序如下：O0001；N10 G91 G00 S300
155、M03； (相对坐标编程)N20 G99 G81 X10.0 Y-10.0 Z-22.0 R-98.0 F200； (用G99指令抬刀到R点)N30 G99 G81 Y30.0 Z-22.0 R-98.0；N40 G99 G81 X10.0 Y-10.0 Z-22.0 R-98.0；N50 G99 G81 X10.0 Z-22.0 R-98.0；N60 G98 G81 X10.0 Y20.0 Z-22.0 R-98.0； (G98指令刀具返回初始点)N70 G80 X-40.0 Y-30.0 M05； (G80指令取消固定循环)正文模块六：坐标变换指令课题一：比例缩放功能课题二：可编程镜像功能
156、课题三：坐标系旋转功能课题四：极坐标编程正文课题一：比例缩放功能1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解比例缩放功能2.掌握比例缩放的参数使用正文2.学习任务试对如图6-1所示零件编程，之后完成如图6-2所示零件的加工。图6-1编程零件图6-2加工零件正文3.学习内容一、沿各轴以相同的比例放大或缩小二、各轴比例因子单独指定三、对圆弧插补(G02、G03)的比例缩放四、比例缩放功能使用时的注意事项正文图6-1编程零件正文图6-2加工零件正文一、沿各轴以相同的比例放大或缩小图6-3比例缩放功能正文二、各轴比例因子单独指定图6-4各轴以不同比例编程正文三、对圆弧插补(G02、G0
157、3)的比例缩放(一)当各轴的缩放比例不同且圆弧插补采用半径R编程时(二)当各轴的缩放比例不同且插补圆弧用参数I、J、K编程时正文(一)当各轴的缩放比例不同且圆弧插补采用半径R编程时图6-5缩放系数不等，用R指定圆弧正文(一)当各轴的缩放比例不同且圆弧插补采用半径R编程时图6-6缩放系数不等，用I、J、K指定圆弧正文(二)当各轴的缩放比例不同且插补圆弧用参数I、J、K编程时如图6-6所示，对各轴指定不同的比例系数，并用参数I、J和K指定圆弧插补，此时刀具在加工完圆弧后会多走一段直线。正文四、比例缩放功能使用时的注意事项(1)在单独程序中使用G51指令，比例缩放之后必须用G50取消。(2)如不指定
158、参数P而是把参数设定值用作比例系数，在使用G51指令时，就把设定值作为此比例系数，任何其他指令不能改变这个值。(3)无论比例缩放是否有效，都可以用参数设定各轴的比例系数。(4)比例缩放对纸带(DNC)运行、存储器运行或MDI操作有效，对手动操作无效。(5)比例缩放无效的情况。正文四、比例缩放功能使用时的注意事项(6)关于回参考点和坐标系的指令。(7)比例缩放结果按四舍五入圆整后，有可能使移动变为零，此时，程序段被视为无运动程序段，若用刀具半径补偿将影响刀具的运动。正文课题二：可编程镜像功能1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1. 学习目标1.了解可编程镜像的功能。2.掌握可编程镜像的参数使
159、用。正文2. 学习任务图6-7镜像功能示例，完成如图6-7所示零件程序的编制过程正文3.学习内容一、指令格式二、镜像编程实例三、镜像编程说明正文图6-7镜像功能示例正文一、指令格式(一)格式一(二)格式二正文(一)格式一第一种指令格式如下：G17 G51.1 X Y；G50.1 X Y；其中的参数X、Y用于指定对称轴或对称点。当G51.1指令后仅有一个坐标参数时，该镜像以某一坐标轴为镜像轴，例如指令：G51.1 X30.0；该指令表示以某一轴线为对称轴，该轴线与Y轴相平行，与X轴在X=30.0处相交。当G51.1指令后有两个坐标参数时，该镜像以某一点作为对称点进行镜像，例如对称点为(10.0，
160、10.0)的镜像指令是G51.1 X10.0 Y10.0；取消镜像的指令为：G50.1 X Y；正文(二)格式二第二种指令格式为：G17 G51 X Y I J；G50；使用此种格式时，指令中的参数I、J一定是负值，如果其值为正值，则该指令变成了缩放指令。另外，如果参数I、J为负且不等于-1,则执行该指令时,既进行镜像又进行缩放。例如下面两个程序段：G17 G51 X10.0 Y10.0 I-1.0 J-1.0；G17 G51 X10.0 Y10.0 I-2.0 J-1.5；正文二、镜像编程实例【例】如图6-7所示，其中比例系数取为 +1000或-1000。设刀具起始点在O点，程序如下：O10
161、0； (主程序)N10 G54 G90 G00 X60.0 Y40.0； (建立加工坐标系)N30 M98 P2000； (调用2000号子程序切削三角形)N30 G51 X60.0 Y40.0 I-1000 J1000； (以“X60 Y40”为比例中心，以X比例为-1、Y比例为+1开始镜像)N40 M98 P2000； (调用2000号子程序切削三角形)N50 G51 X60.0 Y40.0 I-1000 J-1000； (以“X60 Y40”为比例中心，以X比例为-1、Y比例为-1开始镜像)N60 M98 P2000； (调用2000号子程序切削三角形)N70 G51 X60.0 Y40
162、.0 I1000 J-1000； (以“X60 Y40”为比例中心，以X比例为+1、Y比例为-1开始镜像)N80 M98 P2000； (调用2000号子程序切削三角形)N30 Y70.0； (切削三角形第二边)N40 X70.0 Y50.0； (切削三角形第三边)N50 G40 G00 X60.0 Y40.0； (定位于镜像中心)N60 M99； (子程序结束)正文三、镜像编程说明(1)在指定平面内执行镜像指令时，如果程序中有圆弧指令，则圆弧的旋转方向相反，即G02变成G03，相应的G03变成G02。(2)在指定平面内执行镜像指令时，如果程序中有刀具半径补偿指令，则刀具半径补偿偏置方向相反，
163、即G41变成G42，相应的G42变成G41。(3)在指定平面内执行镜像指令时，如果程序中有坐标旋转指令，则坐标系旋转方向相反，即顺时针变成逆时针，相应的逆时针变成顺时针。正文三、镜像编程说明(4)CNC数据处理的顺序是从程序镜像到比例缩放到坐标旋转，所以在指定这些指令时，应按顺序指定，取消时，按相反顺序。(5)可编程镜像方式中，镜像指令与返回参考点指令(G27G30)和改变坐标系指令(G54G59、G92)不能指定。(6)使用镜像功能时，由于数控镗铣床的Z轴一般装有刀具，所以Z轴一般不进行镜像加工。正文课题三：坐标系旋转功能1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解坐标系旋转
164、的作用。2.掌握坐标系旋转的应用及参数。正文2.学习任务图6-8坐标系旋转示例完成如图6-8所示零件程序的编制。正文3.学习内容一、坐标系旋转指令格式二、坐标系旋转编程示例三、坐标系旋转编程说明四、坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系五、坐标系旋转功能与比例编程方式的关系正文图6-8坐标系旋转示例正文一、坐标系旋转指令格式坐标系旋转指令的格式为：G17 G68 X Y R;或G18 G68 X Z R;G19 G68 Y Z R; G69 ；该指令的使用中应注意以下几点： (1)G68指令用于建立旋转；G69指令用于取消旋转。 (2)参数X、Y、Z用于指定旋转中心的坐标值。 (3)参数R用于
165、指定旋转角度，单位是度()，0R360，旋转角度的零度方向为第一坐标轴的正方向，逆时针方向为角度的正方向，不足1的用小数点表示，如1054表示为10.9。正文二、坐标系旋转编程示例【例】使用旋转功能编制如图6-8所示轮廓的加工程序。设刀具起点距工件上表面50mm，加工深度5mm。本例程序如下：O0007； (主程序) N10 G92 X0 Y0 Z50.0； N15 G90 G17 M03 S600;N20 G43 Z-5.0 H02；N25 M98 P200； (加工) N30 G68 X0 Y0 R45.0 ； (旋转45) N40 M98 P200；N90 M30； (取消旋转) O20
166、0； (子程序的加工程序) N100 G41 G01 X20.0 Y-5.0 D02 F300；N105 Y0； N110 G02 X40.0 I10.0； N140 G01 Y-6.0； N145 G40 X0 Y0； G68、G69为模态指令，可相互注销，G69为缺省值。正文三、坐标系旋转编程说明(1)在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀补(刀具半径补偿、长度补偿)；在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。(2)当程序在绝对方式下时，G68程序段后的第一个程序段必须使用绝对方式移动指令，才能确定旋转中心。(3)CNC数据处理的顺序是从程序镜像到比例缩放到坐标旋转到刀具半径补偿C方式，所以在指定这些
167、指令时，应按顺序指定，取消时，按相反顺序。正文三、坐标系旋转编程说明(4)坐标系旋转方式中，返回参考点指令(G27G30)和改变坐标系指令(G54G59、G92)不能指定。正文四、坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系图6-9刀具半径补偿和坐标系旋转正文五、坐标系旋转功能与比例编程方式的关系在比例模式时，执行坐标旋转指令的同时，旋转中心坐标也执行比例操作，但旋转角度不受影响，这时各指令的排列顺序如下：G51G68G41/G42G40G69G50。正文课题四：极坐标编程1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.了解极坐标编程的作用。2.掌握极坐标编程的应用及参数。3.掌握极坐标编程
168、的方法。正文2.学习任务完成如图6-10所示正多边形零件的程序编制。正文3.学习内容一、极坐标概述及指令二、极坐标原点三、极坐标的应用正文一、极坐标概述及指令(一)极坐标半径(二)极坐标角度正文(一)极坐标半径图6-10极坐标编程示例正文(二)极坐标角度图6-11极坐标指令正文二、极坐标原点图6-12G90方式确定极坐标原点正文二、极坐标原点图6-13G91方式确定极坐标原点正文三、极坐标的应用图6-14极坐标加工孔采用极坐标编程可以大大减少编程时的计算工作量，因此在编程中得到广泛应用。通常情况下，圆周分布的孔类零件(如法兰类零件，如图6-14所示)及图样尺寸以半径与角度形式标示的零件(如铣正
169、多边形的外形，如图6-10所示)，采用极坐标编程较为合适。正文三、极坐标的应用图6-14极坐标加工孔正文模块七：用户宏程序课题一：变量的引入课题二：宏程序运算指令课题三：宏程序编程实例正文课题一：变量的引入1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.掌握宏程序的变量表达和指令方式。2.掌握宏程序变量的赋值方式。正文2.学习任务 根据所学知识，描述“G65 P0100 A10.0 D65.0 C-28.0 I-33.0 J41.0 K55.0 I45.0；”程序段所表达的含义。正文3.学习内容一、变量二、变量的赋值正文一、变量(一)变量的表示(二)变量的引用(三)变量的类型正文(一)
170、变量的表示一个变量由#符号和变量组成，形式为#n(n=1、2、3)，例如#50，#120等。 B类宏程序还可以用表达式表示，但表达式必须封闭在方括号“”中，例如#1，设#1=5，则#1=#5；#2+#3-10，设#2=8、#3=6，则#2+#3-10=#4。正文(二)变量的引用将跟随在地址后的数值用变量来代替，即为引入变量，例如G00 X#80 Y-#50 F#30;当#80=20.0、#50=60.0、#30=40.0时，上段程序即表示为：G00 X20. Y60. F40.;引用变量可以用表达式表示，例如：G01 X#100-40.0 Y- #101 F#101+#103；当#100=10
171、0.0、#101=50.0、#103=150.0时，上段程序即表示为：G01 X60.0 Y- 50.0 F200；正文(三)变量的类型表7-1变量的类型正文二、变量的赋值(一)直接赋值(二)引数赋值正文(一)直接赋值变量可以在操作面板上用MDI方式直接赋值，也可以在程序中以等式方式赋值，但是等号左面不能用表达式，例如:#100=10.0； #101=20.0+30.0;正文(二)引数赋值1.引数赋值2.引数赋值3.引数、的混用在G65程序段的引数中，可以同时用表7-2、表7-3中的两组引数赋值。正文1.引数赋值表7-2变量赋值方法I正文2.引数赋值表7-3变量赋值方法正文2.引数赋值表7-3
172、变量赋值方法正文3.引数、的混用在G65程序段的引数中，可以同时用表7-2、表7-3中的两组引数赋值。在G65程序段的引数中，可以同时用表7-2、表7-3中的两组引数赋值。但当对同一个变量，、两组的引数都被赋值时，只是后一引数赋值有效正文课题二：宏程序运算指令1.学习目标2.学习任务3.学习内容正文1.学习目标1.理解宏程序的运算指令。2.理解宏程序的条件运算符。3.了解宏程序的控制指令。正文2.学习任务利用所学内容计算：当#1=40、#2=10、#3=2、#4=60、#5=-8、#6=12时，下式中#15为多少？#15=COS#1-#2+#3#4-SORT#5+#6正文3.学习内容一、运算指
173、令二、条件式运算符三、控制指令四、宏程序举例正文一、运算指令(1)函数SIN、COS等的角度单位是度、分和秒，要换算成带小数点的度，如6030要表示成60.5，而3018要表示成30.3。(2)宏程序数学计算的次序依次为：函数运算(SIN、COS、ATAN等)，乘和除运算(、/、AND等)，加和减运算(+、-、OR、XOR等)，例如程序段：(3)函数中的括号用于改变运算次序，函数中的括号允许嵌套使用，但最多只允许嵌套5级，例如：正文一、运算指令(4)CNC处理数值运算，当操作后产生的整数绝对值大于原数的绝对值时为上去整，当小于原数的绝对值时为下取整。正文一、运算指令表7- 4常用运算指令正文一
174、、运算指令表7- 4常用运算指令正文二、条件式运算符表7-5条件式运算符种类正文三、控制指令(一)无条件转移(GOTO语句)(二)条件转移(IF语句)(三)循环语句(WHILE语句)正文(一)无条件转移(GOTO语句) 转移到标有顺序号N的程序段,可用表达式指定顺序号，编程格式为：GOTO N； (N：顺序号，199999)例如：GOTO 1；GOTO 10；正文(二)条件转移(IF语句)(1)当指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号N的程序段；当指定的条件表达式不满足时，执行下个程序段。(2)如果条件表达式满足，执行预先设定的宏程序语句，且只执行一个宏程序语句，编程格式为：正文(1)当指定
175、的条件表达式满足时，转移到标有顺序号N的程序段；当指定的条件表达式不满足时，执行下个程序段。编程格式为：IF条件表达式GOTO N;正文(2)如果条件表达式满足，执行预先设定的宏程序语句，且只执行一个宏程序语句，编程格式为：编程格式为：IF条件表达式THEN 宏程序语句；正文(三)循环语句(WHILE语句)(1)标号1到3可以根据要求多次使用。(2)循环可以从里到外嵌套3级。(3)控制可以转到循环的外面。正文(1)标号1到3可以根据要求多次使用。WHILE条件表达式DO 1； ；END 1；;WHILE条件表达式DO 1； ；END 1；正文(2)循环可以从里到外嵌套3级。WHILE条件表达式
176、DO 1； WHILE条件表达式DO 2； WHILE条件表达式DO 3； ；END 3；END 2；END 1；正文(3)控制可以转到循环的外面。WHILE条件表达式DO 1； IF 条件表达式GOTO 2；END 1；N2；正文四、宏程序举例【例】用宏程序编写如图7-1所示的椭圆加工程序。O1234；(主程序号) M6 T1； (调用刀具) G54 G90； (调用工件坐标系) G00 G43 H1 Z50.0； (加入刀具长度补偿，Z向快速定位) M03 S800； (主轴正转,给定转速) X30.0 Y0； (刀具定位) Z2.0； (快速定位至工件上表面) G01 Z-5.0 F50
177、； (刀具工进到切削层高度) #1=0； (设定角度变量) N1 #2=30.0COS #1 ； (设定变量Z轴坐标) #3=15.0SIN #1 ； (设定变量X轴坐标)IF #1 LT 361GOTO 1； (指定循环条件) G00 Z50； (刀具到达安全位置) G49 Z0； (取消刀具长度补偿) M30； (程序结束)正文课题三：宏程序编程实例1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.了解宏程序的计算技巧。2.知道例题的编程思路。3.了解宏程序的编程过程。正文图7-2螺旋线的加工2.学习内容正文【例1】用宏程序编写如图7-2所示工件的加工程序。此例为利用数控铣床或加工中心进行加工练
178、习时去除工件表面金属层的典型例题。加工此曲线时，刀具的轨迹为每180刀具走一个半圆，并且相对于X轴，上半圆和下半圆的圆心位置不同，前者为(X0，Y0)点，后者为(X5.0，Y0)点，因此只要确定每半圆刀具的轨迹半径和圆心位置即可。编程时使用以下变量进行运算： #1：上半圆半径。 #2：下半圆弧终点坐标。 #3：下半圆半径。 本例程序如下： O1000 ； (主程序号) G54 G98； (调用工件坐标系) M03 S1000； (主轴正转,给定转速) G00 G43 H1 Z50.0； (加入刀具长度补偿，Z向快速定位) X0 Y0； (刀具定位)2.学习内容正文 Z5.0； (快速定位至工件
179、上表面) G01 Z-2.0 F50； (刀具工进到切削层高度) G01 X5.0 Y0 F100； (刀具到达起始点) #1=5.0； (设定半径变量) N10 #2=#1+5.0； (下半圆弧终点坐标计算) #3=#2-2.5； (下半圆半径计算) G03 X-#1 Y0 I-#1 J0； (加工上半圆) G03 X#2 Y0 I#3 J0； (加工下半圆) #1=#1+5.0； (变量运算) IF #1 LE 43 GOTO 10； (指定循环条件) G01 Y30.0； (刀具远离工件) G00 Z50.0； (刀具到达安全位置) X50.0 Y50.0； (刀具远离工件) M05；
180、(主轴停转) M30； (程序结束)2.学习内容正文课题一：平面外轮廓铣削课题二：槽型轮廓铣削课题三：相同轮廓铣削模块八：零件编程实例正文1.学习目标2.学习内容课题一：平面外轮廓铣削正文1.学会对零件外轮廓采用圆弧切入的方法及编程。2. 掌握采用子程序的调用实现分层切削加工外轮廓。1.学习目标正文2.学习内容 【例】加工如图8-1所示某凸模，需要做成形部位即凸台的精加工，已经完成了粗加工，加工余量不大。本例主程序如下：O0001;(主程序)G90 G54 G00 X45.Y0.；(设定工件坐标系，定位到下刀点)G43 H01 Z100.;(快速到安全高度)S500 M03;(启动主轴)Z5.
181、0;(定位到工件上表面，准备加工)G01 Z0 F50.;(插补至工件上表面)M98 P100 L3;(调用子程序，分3层切削)G00 Z30.;(快速回到安全高度)G91 G28 Z0;(主轴回参考点)M05;(主轴停转)M30;(程序结束)台阶子程序如下：O0100;(子程序)G91 Z-2.0;(一次Z向下刀2mm)正文2.学习内容G41 G01 X45.Y20.D01;(通过G01加入刀具半径左补偿)G03 X25.Y0 R20.;(用一段R20mm的1/4圆弧切向切入)G01 Y-24.5;G02 X25. Y24.5 R-35.;(铣圆弧轮廓)G01 Y0 ;G03 X45.Y-2
182、0.R20.;(用一段R20mm的1/4圆弧切向切出)G40 Y0;(取消刀具半径补偿)M99;(子程序结束)正文图8-1凸模平面轮廓正文课题二：槽型轮廓铣削1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.掌握圆腔类零件的铣削编程。2.掌握方形槽类零件的铣削编程。3.掌握分层切削的技巧。正文2.学习内容【例】如图8-5所示零件为5012mm圆形腔，材料为45钢，工件外圆及上下表面已加工完毕，现需要加工一圆腔。本例的编程思路为：(在本书上篇中，已经对该零件轮廓加工工艺路线进行过详细分析)该零件轮廓采用环切法，螺旋进给，分层切削的加工方式。 本例主程序如下：O0003;(主程序)G90 G54 G00
183、 X6.0 Y0 ;(设定工件坐标系，快速定位到下刀点)G43 H01 Z30.0;(加刀具长度补偿，快速到安全高度)S800 M03;(启动主轴)Z2.0;(快速定位至R平面)G01 Z0 F60.(插补到工件上表面)M98 P100 L12;(调用子程序O100,执行12次(层切)G00 Z30.;(快速回到安全高度)X0 Y0;(回到工件坐标系G17平面原点)正文G91 G28 Z0;(返回参考点)M05;(主轴停)M30;(程序结束)铣削圆槽的子程序为：O100;(圆槽子程序)G91 G02 I-6.0 Z-1.0;(层间螺旋进给1mm)G90 G02 I-6.0;(铣整圆)G01 X
184、17.5;(径向切入,行间距为11.5mm)G02 I-17.5;(铣整圆)G01 X6.0;(在G17平面上刀具回到下刀点位置)M99;(子程序结束)正文图 8-5型腔零件图正文课题三：相同轮廓铣削1.学习目标1.学习内容正文1.学习目标1.掌握相同零件的加工技巧。2.掌握FANUC系统镜像编程。3.学会键槽类零件的编程技巧。正文2.学习内容正文2.学习内容正文2.学习内容正文2.学习内容正文课题四：综合编程1.学习目标2.学习内容正文1.学习目标1.学会安排零件的编程顺序。2.会根据零件形状的不同，采用不同的编程方法。正文2.学习内容正文2.学习内容正文2.学习内容正文2.学习内容正文2.学习内容正文2.学习内容
