数控铣床及加工中心工艺

课题十数控铣床(加工中心)全然操作教学目的:1.熟悉数控铣床〔加工中心〕仿真软件的各功能键的含义2.把握数控铣床〔加工中心〕仿真软件的全然操作重点:数控铣床〔加工中心〕仿真软件的各功能键的含义;数控铣床〔加工中心〕仿真软件的全然操作难点:数控铣床〔加工中心〕仿真软件的各功能键的含义;数控铣床〔加工中心〕仿真软件的全然操作一、旧课复习1、什么是机床坐标系、工件坐标系、机床零点、工件原点？2、单一固定循环有几种方式?3、外径、内径粗车循环指令G71有何特点?二、新课的教学内容(一)数控铣床〔加工中心〕仿真软件系统的进进和退出1、进进数控铣床〔加工中心〕仿真软件翻开电脑，双击VNUC图标，那么进进VNUC仿真系统，屏幕显示以如下面图10-1所示。

单击上方菜单里“选项〞选择机床和系统，选择三轴立铣或加工中心，再选华中世纪星数控铣仿真，即进进华中世纪星数控铣仿真操作。

2、退出数控铣床仿真软件单击屏幕右上方的菜单“文件〞，选择“退出〞那么退出数控铣仿真系统。

(二)数控铣床仿真软件的工作窗口数控铣仿真软件工作窗口分为:菜单区、工具栏区、机床显示区机床操作面板区、数控系统操作区。

1．菜单区菜单区包含:文件、显示、工艺流程、工具、选项、教学治理、体贴六大菜单。

图10-1华中世纪星数控铣机床操作面板2．工具栏区图10-2华中世纪星数控铣机床工具栏区3．常用工具条讲明〔1〕设定刀具〔如图10-3所示〕：输进刀具号→输进刀具名称→可选择端铣刀、球头刀、圆角刀、钻头、镗刀→可定义直径、刀杆长度、转速、进给率→选确定,即可添加到刀具治理库。

〔2〕添加到主轴〔如图10-3所示〕：在刀具数据库里选择所需刀具，如02刀→按住鼠标左键拉蓝机床刀库上→点安装→再点确定那么添加到刀架上图10-3刀具库添加〔3〕设定毛坯点击图标，那么弹出图10-4，点击新毛坯，出现10-5所示。

图10-4新毛坯的建立设置毛坯大小、材料、夹具。

图10-5设置毛坯的尺寸设置压板的形式图10-6设置压板的形式〔4〕工件测量：图10-7工件测量(三)数控铣床仿真软件全然操作在图10-1所示的右边是数控系统操作键盘，其上面为数控系统显示屏1．编辑键：替代键。

于从诸多风动机械零件实际加工中精选典型的案例，来介绍数控铣床加工工艺所涉及的工艺性分析、加工工艺、安装定位、刀具应用及典型零件加工的基础知识任务一数控铣削加工工艺任务目标◇会分析简单零件的加工工艺；◇会划分简单零件的加工工序；◇能确定零件定位及装夹方法；◇能确定简单零件的走刀路线；◇会选择合理的加工刀具和切削用量；◇会编写加工工艺卡；任务内容如果要加工下图所示活塞式空压机曲轴箱，数控铣床加工工艺准备工作步骤是什么？活塞式空压机曲轴箱一、加工工艺分析1.零件图的分析分析项目分析内容尺寸标注方法分析注意基准统一原则，减少累积误差。

零件图的完整性与正确性分析几何图素条件要求充分。

零件技术要求分析尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、热处理等都会影响工艺方案。

同时考虑安装、刀具、切削用量。

零件材料分析材料影响价格、切削用量、工艺方案。

零件图形的数学处理计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。

尺寸链的计算。

2.零件的结构工艺性分析（1）采用统一的几何类型和尺寸，减少换刀，提高效率，减少成本。

（2）零件的工艺结构设计应确保能采用较大直径的刀具进行加工。

采用大直径铣刀加工，能减少加工次数，提高表面加工质量。

内槽圆角影响刀具的选择，应大些，如图5-1所示。

图5-1知识链接（3）当铣刀直径D一定时，圆角半径r越大，铣刀端刃铣削平面的面积就越小，铣刀端刃铣削平面的能力就越差，效率越低，工艺性也越差。

所以槽底圆角半径r不宜太大，如图5-2所示。

（4）统一基准定位，减少定位误差。

（5）减少刀具数量，降低成本和减少定位误差。

图5-2（6）审查与分析定位基准的可靠性。

（7）对于薄壁件、刚性差的零件，注意加强零件加工部位的刚性，防止变形的产生。

（8）分析毛坯余量的大小及均匀性。

二、数控加工工艺过程设计1.加工工序的划分（1）刀具集中分序法按所用刀具划分工序，用同一把刀具加工完所有可以加工的部位,再用第二、三把刀完成它们可以完成的其他部位。

编程时一般选择工件上的某一点作为程序原点，并以这个原点作
为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，这个新的坐标系就是工作坐标系 （编程坐标系）。 编程原点选择原则： 原则1：编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。 原则2：尽量选择便于对刀的位置。
工作坐标系的设定： 方法一 ：在机床坐标系中直接设定加工原点。 编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的交点上。 方法二：通过刀具起始点来设定加工坐标系。 加工坐标系的原点可设定在相对于刀具起始点的某一符合加工要求的空
上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向， 这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。
在铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用
机床坐标系来描述。
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定： （1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代 表Y坐标，中指代表Z坐标。 （2）大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向 为Z坐标的正方向。 （3）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则， 大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐 标A、B、C的正向。
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系 决定。
笛卡儿坐标系只表明了六个坐标之间的关系，而对于数控机床坐标方向 的判断则有如下规定：
原则一：刀具相对于静止的工件坐标而运动： 原则二：坐标正方向判断顺序先Z后X再Y。
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床
机床回零操作应注意以下几点：
（1）、当机床工作台或主轴当前位置接近机床零点或处于超程状态时，此 时应采用手动模式，将机床工作台或主轴移至各轴行程中间位置，否则 无法完成回零操作。

前角
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
双负前角 双负前角的铣刀通常均采用方形(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功率和较高刚性。 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。
3） 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。
加工台阶面铣刀
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
4） 铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。
加工槽类铣刀
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具。 4.铣刀结构选择 1)平装结构(刀片径向排列)
平装结构铣刀
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。WALTER公司的切向布齿重切削铣刀F2265就 是采用轴向正前角、径向负前角结构的铣刀。
槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择，并保证 其切削功率在机床允许的功率范围之内
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
8.铣刀的最大切削深度 不同系列的可转位面铣刀有不同的最大切削深度。最大切
削深度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切削深度选择合适的规格。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切削深度 时的需要。 9.刀片牌号的选择
数控铣床和加工中心 加工：只需把工件的 基准面A加工好，可 在一次装夹中完成铣 端面、镗

（1）准备功能及辅助功能 （2）机床坐标系及工件坐标系
1.机床坐标系 机床上固有的坐标系。机床坐标系的原点由设计厂家在设
计机床时确定。 一般情况下，铣床原点的位置可在启动机床后，使机床三
个坐标轴的坐标依次运动到其正方向的极限位置确定，机 床三个坐标轴所达到的这个位置就是机床坐标系原点 2.工件坐标系 工件坐标系原点在工件上或在夹具的某一点上，由编程人 员设定，其位置随工件和夹具在机床工作台上的安装位置 而定，所以又叫浮动原点或编程原点，一般在程序开头设 置。
序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面 进行加工。 为了便于分析和描述较复杂的工序；在工序内又细分为工 步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则： 1) 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成全部加工 表面，按先粗后精加工分开进行。 2) 对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。 3) 某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划 分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。 总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技 术要求等情况综合考虑。
参考平面
R
工件上表面
主轴顺时针转动 Z
主轴逆时针转动
G85：镗孔循环
• 指令格式：G85 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_ LF • G85与G84相同，只是在孔底主轴不反转
G98 初始平面
工件平面
G99 参考平面 Z点
G86：镗削循环
指令格式：G86 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_ LF 和G81相同，只是在孔底主轴停，然后用快速返回
二、数控加工零件的工艺性分析
1. 零件图的几何尺寸标注及轮廓的几何要素 （1）要彻底读董图样 （2）要分析透零件的加工工艺性 （3）研究分析零件的精度 （4）研究分析零件的刚性 （5）研究分析零件的定位基准 （6）研究零件的毛坯和材料

5
5
数控铣及加工中心加工工艺
工作范围
纵向长度:
X
400 mm
高
横向长度:
Y
450 mm
速
垂直高度:
加
工作主轴
30'000 min-1
数 控
工
中 心
工作主轴
42'000 min-1
铣
主
、
要
工作主轴
60'000 min-1
Z
350 mm
S6
12.5 kW
S1
10.0 kW
S6
13.0 kW
S1
10.0 kW
的
工步2：粗精铣表面2型面；
制
工步3：精铣表面1型面。
定
18
数控铣床及加工中心加工工艺
常用对刀方式
对刀是确定工件在机床上的位置， 也即是确定工件坐标系与机床坐
数
Y
控
铣
X
及
加
标系的相互位置关系。对刀过程 一般是从各坐标方向分别进行， 它可理解为通过找正刀具与一个 在工件坐标系中有确定位置的点 (即对刀点)来实现。
工
求达到的精度及表面粗糙度相适应。
中
在数控镗铣床及加工中心上可铣削平面、平面轮廓及曲面。
心
孔加工的方法有钻削、扩削、铰削、铣削和镗削等；
加 工
螺纹的加工可采用攻螺纹、铣螺纹等方法。
工
艺
的
制
定
23
数控铣及加工中心加工工艺
平面轮廓加工
数
刀具的选择
控
铣
、
加 工 中
铣削平面类零件周边轮廓一般采用立铣刀。刀具的尺寸应满足： 刀具半径R小于朝轮廓内侧弯曲的最小曲率半径ρmin， 一般 可取R=(0.8～0.9) ρmin；

刀具参数补偿指令
➢刀具半径补偿 ➢刀具长度补偿
1、刀具半径补偿
1刀具半径补偿的方法 G41——刀具半径左补偿 G42——刀具半径右补偿 G40——取消刀具半径补偿
注意：正确选择G41 和G42;以保证顺铣和逆 铣的加工要求
2;建立、取消刀具半径补偿指令格式：
建立格式：
取消格式：
注意：1、G41/42只能与G00或 G01一起使用;且刀具必须移动
第二章
- 程序结构 - 辅助功能指令M-codes - 计算转速和进给
程序结构
程序号‘O’
OXXXX 代表程序号
O0001 ~ O7999 ----- 用户区域 O8000 ~ O8999 ----- 用户区域程序可以写保护 O9000 ~ O9999 ----- 厂家区域程序写保护
O0001
O0002
要任何手工的计算& UG\Master CAM
通信的方式
DNC 连接 Direct Numeric Control
- 通过软件采用RS 232 串口线可以将程序 从计算机端传送到机床端 .
- 如果NC控制器的内存不足时;采用这种方 式可以边传边做&
- 但是这种传送方式稳定性不好;很容易发 生断线;而且传送端口很容易烧坏&
注意：2、D为刀具半径补偿号 码;一般补偿量应为正值;若为负值; 则G41和G42正好互换&
刀补功能在模具加工中的应用
刀具半径补偿过程中的刀心轨迹
• 外轮廓加工→ • 内轮廓加工↓
注意：铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于 刀具半径;否则补偿时会产生干涉;系统会报警;停止执行&
4;刀具半径补偿的建立
RS 232 cable

图1-1 数控铣床
图1-2 加工中心
第一节 数控铣床（加工中心）的组成和工作原理 一 、数控铣床（加工中心）的 数控铣床（加工中心）大体由输入装臵、数 控装臵、伺服系统、检测及其辅助装臵和机床本 体等组成。 1、输入装臵 数控程序编制后需要存储在一定的介质上， 按目前的控制介质大致分为纸介质和电磁介质， 相应地通过不同方法输入到数控装臵中去。纸带 输入方法，即在专用的纸带上穿孔，用不同孔的 位臵组成数控代码，再通过纸带阅读机将代表不 同含义的信息读入。手动输入是将数控程序通过 数控机床上的键盘输入，程序内容将存储在数控 系统的存储器内，使用时可以随时调用。
伺服系统接收数控装臵输出的各种信号，经 过分配、放大、转换等功能，驱动各运动部件， 完成零件的切削加工。 4、检测装臵 位臵检测、速度反馈装臵根据系统要求不断 测定运动部件的位臵或速度，转换成电信号传 输到数控装臵中，与目标信号进行比较、运算， 进行控制。 5、运动部件 由包括床身、主轴箱、工作台、进给机构等 组成的机械部件，伺服电机驱动运动部件运动， 完成工件与刀具之间的相对运动。
基础篇 数控铣床（加工中心）的编程 第一章 数控铣床（加工中心）概述
数控铣床是主要采用铣削方式加工零件的 数控机床，它能够进行外形轮廓铣削、平面 或曲面型腔铣削及三维复杂型面的铣削，如 凸轮、模具、叶片等，另外数控铣床还具有 孔加工的功能，通过特定的功能指令可进行 一系列孔的加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗 孔和攻丝等，如图1-1所示。
第二节 数控铣床（加工中心）的分类和特点 数控机床加工与普通机床有着一定的区别： １）工序集中 数控机床一般带有可以自动换 刀的刀架、刀库，换刀过程由程序控制自动进行 ，因此，工序比较集中，减少机床占地面积，节 约厂房，同时减少或没有中间环节（如半成品的 中间检测、暂存搬运等），既省时间又省人力。 ２）自动化程度高 数控机床加工时，不需人 工控制刀具，自动化程度高，对操作工人的要求 降低。数控操作工在数控机床上加工出的零件比 普通工在传统机床上加工出的零件精度高，而且 省时、省力，降低了工人的劳动强度。

技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
数控铣工 加工中心操作工(高级) 加工中心操作工(高级)
国家职业资格培训教材编审委员会 编 沈建峰 虞 俊 主编
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第二章 数控铣床/ 数控铣床/加工中心 的加工工艺
依据劳动和社会保障部 制定的《国家职业标准》 制定的《国家职业标准》要求编写
第二章
数控铣床/ 数控铣床/加工中心的加工工艺
培训学习目标
掌握数控铣床/ 掌握数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟 定方法；了解数控铣床/加工中心的刀具系统； 定方法；了解数控铣床/加工中心的刀具系统； 了解数控铣床/加工中心的夹具系统； 了解数控铣床/加工中心的夹具系统；掌握数控 铣床/加工中心工艺文件的编写方法。 铣床/加工中心工艺文件的编写方法。
第二章 数控铣床∕加工中心的加工工艺
第二节
数控铣床/加工中心用刀具系统
二、刀具的材料
1.常用刀具材料
常用的数控刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合 金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等。其中，高速钢、硬质合 金和涂层硬质合金在数控铣削刀具中应用最广。 2.刀具材料性能比较
1.孔加工方法的选择
在加工中心上，常用于加工孔的方法有钻孔、扩孔、铰孔、 粗/精镗孔及攻螺纹等。 表 2-1
第二章 数控铣床∕加工中心的加工工艺
第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定
2.平面类轮廓加工方法的选择
所谓两周半联动是指X、Y、Z三轴中任意二轴作联动插补，第 三轴作单独周期性进给的一种联动方式。
第二章 数控铣床∕加工中心的加工工艺
第一节 数控铣床/加工中心加工工艺路线的拟定
3.轮廓铣削加工路线 采用立铣刀侧刃铣削轮廓类零件时，为减少接刀痕迹，保 证零件表面质量，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线延长 线的切向切入和切出（图2-9中A-B-C-B-D）零件表面，而不应 沿零件轮廓曲线法向直接切入零件，以避免加工表面产生刀痕， 保证零件轮廓光滑。 铣削内轮廓表面时，如果切入和切出无法外延，切入与切 出应尽量采用圆弧过渡（图2-10）。在无法实现时铣刀可沿零 件轮廓的法线方向切入和切出，但须将其切入、切出点选在零 件轮廓两几何元素的交点处。

任务1 平面加工
（4）公英制转换指令
G21公制编程单位mm G20英制编程单位in（inch的缩写，1in=25.4mm）
任务1 平面加工
8、与插补有关的指令详解
（1）快速点定位G00（模态指令） 作用：控制刀具以点位控制方式从刀具所设在点快速移
单向多次粗加工 单向多次精加工 双向多次粗加工 双向多次精加工
任务1 平面加工
7、程序初始化指令详解 （1）绝对尺寸指令G90和增量尺寸指令G91
1）绝对编程G90 （默认值）（模态指令）
坐标值以原点作为基准，表示刀具终点的绝对坐标。
2）增量编程G91 （模态指令）
坐标值以刀具起点作为基准，表示刀具终点相对于刀 具起点坐标值的增量值。
任务1 平面加工
3、平面铣削刀具及选用
（1）类型选择
直柄
粗齿：（3-4）
立铣：中心无切削刃 结构 锥柄 齿数 细齿：（5-8）
套式
密齿：10-20（多套式）
面铣：一般为硬质合金可转位机夹式铣刀
任务1 平面加工
3、平面铣削刀具及选用
（2）直径选择 刀宽=材料宽度×1.3～1.6 面铣时避免全齿切削
任务1 平面加工
2、平面铣削方法
一般情况下，铣平面时，端铣的生产效率和铣削 质量都比周铣高，所以平面铣削应尽量选用端铣方法。 一般大面积的平面铣削使用面铣刀，在小面积平面铣 削时也可使用立铣刀端铣。
任务1 平面加工
3、平面铣削刀具及选用
主要有圆柱形铣刀、端铣刀、三面刃铣刀、立铣刀等多 种，一般大面积的平面铣削使用面铣刀，在小面积平面铣削 也可使用立铣刀端铣。
任务1 平面加工
3） G54、G55、G56、G57、G58、G59选择1～6号加工坐 标系

主轴摆角加工固定斜角平面 a）主轴垂直端刃加工 b）主轴摆角后侧刃加工 c）主轴摆角后端刃加工 d）主轴水平侧刃加工
《数控加工工艺与编程》 数控加工工艺与编程》
4．变斜角面加工方法的选择 （1）曲率变化小，选用X、Y、Z和A四坐标联动的数控 铣床，采用立铣刀以插补方式摆角加工。 （2）曲率变化大，用四坐标联动加工难以满足加工要求， 最好用X、Y、Z、A和B（或C转轴）的五坐标联动数控铣床， 以圆弧插补方式摆角加工。 （3）采用三坐标数控铣床两坐标联动，利用球头铣刀和 鼓形铣刀，以直线或圆弧插补方式进行分层铣削加工。
《数控加工工艺与编程》 数控加工工艺与编程》
（ 4）应采用统一的基准定位。在数控铣削加工中若 没有统一的定位基准，则会因工件的二次装夹而造成加 工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调现象。如果没有 基准孔，则应专门设置工艺孔作为定位基准，若无法制 出工艺孔，最起码也要用精加工表面作为统一基准，以 减少二次装夹产生的误差。
《数控加工工艺与编程》 数控加工工艺与编程》
（三）加工顺序的安排 遵循一般工艺原则：“基准先行，先粗后精，先主后次， 先面后孔”。 此外，使用多把刀具还应考虑： （1）减少换刀次数，节省辅助时间。 （2）每道工序尽量减少刀具的空行程移动量，按最短路 线安排加工表面的加工顺序。 “粗铣大平面—粗镗孔、半精镗孔—立铣刀加工—加 工中心孔—钻孔—攻螺纹—平面和孔精加工（精铣、铰、镗 等）”
《数控加工工艺与编程》 数控加工工艺与编程》
数控铣床加工变斜角面 a）四坐标联动 b）五坐标联动
用鼓形铣刀分层铣削变斜角面
《数控加工工艺与编程》 数控加工工艺与编程》
5．曲面轮廓加工方法的选择 （1）对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的精加工，常用两轴 半坐标行切法加工。 （2）对曲率变化较大和精度要求较高的曲面的精加工，常用三坐 标联动的行切法加工。

二、数控铣床基本编程指令
3、工件坐标系选择G54-G59
G54 G55 格式：GG5567 G58 G59
Z G54 原点
G54 工件坐标系 Y
Z 。。。
G59 工件坐标系
G59 原点
Y
X 工件零点偏置 X 机床原点
图 11 工件坐标系选择(G54~G59)
第十三页，编辑于星期五：九点 十五分。
刀具半径左补偿
刀具半径右补偿
代码 组 号
G43 10 G44 G49
G50 04 G51
G52 00 G53
G54 11 G55 G56 G57 G58 G59
G60 00 G61 12 G64
G65 00 G68 05 G69
意义
刀具长度正向补偿 刀具长度负向补偿 刀具长度补偿取消 缩放关 缩放开 局部坐标系设定 直接机床坐标系编程 选择坐标系 1 选择坐标系 2 选择坐标系 3 选择坐标系 4 选择坐标系 5 选择坐标系 6 单方向定位 精确停止效验方式 连续加工方式 子程序调用 旋转变换 旋转取消
三、进给控制指令
1、快速定位指令G00
• 格式：G00 X_Y_Z_A_
其中，X、Y、Z、A为快速定位终点，
G90时为终点在工件坐标系中的坐标；
G91时为终点相对于起点的位移量。 G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。
第二十页，编辑于星期五：九点 十五分。
二、数控铣床基本编程指令
二、数控铣床基本编程指令
二、有关单位的设定(本课件以FANUC系统为例） 1、尺寸单位选择G20，G21，G22
• 格式： G20 G21 G22
本系统采用3种尺寸输入制式：英制由G20指定，公制由G21指定， 脉冲当量由G22指定，缺省时采用公制。

任务1 钻孔加工
4）固定循环的两种返回方式
注意： G98返回初始平面。 G99返回安全平面。
任务1 钻孔加工
固定循环的两种返回方式动画演示
任务1 钻孔加工
G98、G99两种返回方式的应用区别
任务1 钻孔加工
（2）G81、G82钻孔循环指令详解 1）G81、G82指令格式： G81 X Y Z R F K ; G82 X Y Z R P F K ;
任务1 钻孔加工
2、孔加工路线及余量的确定
（3）孔加工时各工序间余量确定
加工工序
加工直径 （毫米）
工序特点
扩孔
10~20 20~50
钻孔后扩孔 粗扩后精扩 钻孔后扩孔 粗扩后精扩
10~20
铰孔
20~30 30~50
50~80
80~100
半精镗
20~80 80~150
精镗
<30 30~130
>130
任务1 钻孔加工 相关知识：
1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具 2、孔加工路线及余量的确定 3、钻孔加工固定循环指令
任务1 钻孔加工
1、孔加工方法选择及常见孔加工刀具
序号 1 2 3 4 5 6 7
8
9
加工方案
钻 钻—铰 钻—粗铰（扩）—精铰
钻—扩 钻—扩—铰 钻—扩—粗铰—精铰
粗镗(扩孔) 粗镗(扩孔) —半精镗
暂停、主轴正转 主轴准停 — — 暂停 —
暂停、主轴正转 —
主轴停 主轴正转 暂停、主轴停
暂停
退刀动作 快速进给 快速进给 快速进给
— 快速进给 快速进给 快速进给 切削进给 切削进给 快速进给 快速进给 手动进给 切削进给
用途 高速深孔加工 攻左旋螺纹

第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
5）对刀设定工件坐标系。安装寻边器，确定坯料下表面的中心为 工件零点，设定零点偏置。首先用寻边器对刀，确定X、Y向的零 偏值，将X、Y向的零偏值输入到工件坐标系G54中；然后将加工所 用刀具装上主轴，再将Z轴设定器安放在工件的上表面上，确定Z向 的零偏值，输入到工件坐标系G54中。 6）设置刀具补偿值。设置刀具长度补偿值H。 7）输入加工程序。将编写好的加工程序通过机床操作面板输入到 数控系统的内存中。具体操作如下：选择编辑方式→打开程序保护 开关→按“PRGRM”按钮显示程序列表→输入内存中没有的程序名 →通过键盘把程序输入内存或通过PCIN传输软件将事先输进计算机 的程序传入内存，并检验程序是否正确。
第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
3）参考程序：数控加工程序单见表3-33。
第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
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第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
（2）工、量、刃具选择
第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
（3）合理选择切削用量
第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
2.参考程序编制 （1）工件坐标系建立： 根据工件坐标系建立原则，在φ40mm圆台中心建立工件 坐标系，Z轴原点设在顶面上，圆台中心设为坐标系原 点。 （2）基点坐标计算 如图3-100所示各基点的坐标值见表3-17。
第三章 数控铣床与加工中心编程与操作
5）钻M16的底孔、倒角、攻螺纹。M16螺纹孔为保证垂 直度，采用钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹的加工方 案，钻M16的底孔、倒角、攻螺纹进给路线如图3-111所 示。

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程序段格式
1
2
3
4
5
6
7
8
顺 序 号
准 备 功 能
坐 标 字
进 给 功 能
主 轴 功 能
刀 具 功 能
辅 助 功 能
结 束 符 号
.
Fanuc数控系统
坐标系统
坐标系的确定原则
刀具相对于静止的工件而运动 标准坐标系的确定
右手笛卡尔直角坐标系
.
坐标轴的确定及步骤
Z轴——产生切削力的主轴轴线为Z轴，刀 具远离工件的方向为正。
自动编程适合于曲线轮廓、三维曲面、多轴加工的复 杂型面的零件的加工。
.
程序的基本结构
O1；
程序号
N10G54G17G40G49G90；
第一程序段
N20 M3 S300；第二程序段
N30 G0 Z30.0；
N40 X-60.0 Y0；
N50 Z5.0；
N60 G1 Z-5.0 F80；
N70 G1 G42 X-50.0 Y10.0 D1；
.
工艺特点
主要加工对象
立式数控铣床/加工中心一般适用于加工平面凸 轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及 模具的内、外形腔等。卧式数控铣床/加工中心 适用于加工箱体、泵体、壳体等零件。
.
加工工序的划分
刀具集中分序法 粗、精加工分序法 按加工部位分序法
.
加工路线的确定
1、尽量减少进、退刀时间和其它辅助时间。 2、铣削零件轮廓时，尽量采用顺铣(顺铣
.
编程坐标系的建立原则
编程零点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于 坐标值的计算，并减少错误和编程错误。
编程零点尽量选在精度较高的工件表面，以提高 被加工零件的加工精度。

（1）选用通用夹具虎钳装夹工件，工件上点。
（3）在刀具库中选择Φ20平底铣刀粗加工， 10平底铣刀精加工。
4. 加工程序
O0001 G54G0G90X0.Y45.S800M3 G43Z100.H1 M8 Z3. G1Z0.F300. X60Z-1.5 X0Z-3. G41Y60. D1F500. X-60. G2X-80.Y40.R20. G1Y-40. G2X-60.Y-60.R20. G1X60. G2X80.Y-40.R20. G1Y40. G2X60.Y60.R20. G1X0 G1Z10. G40 X0Y45 Z-3.
说明：
⑴、子程序必须有一程序号码，且以M99作为子程序的 结束指令。P__后最多可以跟六位数字，前四位表示 调用次数，后两位表示调用子程序号，若调用一次则 可直接给出子程序号主程序。调用同一子程序执行加 工，最多可执行99次，且子程序亦可再调用另一子程 序执行加工，最多可调用4层子程序（不同的系统其 执行的次数及层次可能不同）。
加工主程序 刀具移动至起刀点，主轴正转，转速2000r/min 切削液开 刀具移动到临削点 Z向切削至-3mm 开始进行槽加工
加工完毕，抬刀 主轴停转 Z向返回参考点，关闭切削液 X.Y向返回参考点 程序结束
（三）、刀具半径补偿指令
G41刀具半径左补偿 G42刀具半径右补偿 G40取消补偿 判断方法：沿刀具移动方向看，刀具在被加工表面左侧为左补偿，右侧 为右补偿，顺铣为左补偿，逆铣为右补偿。
加工主程序 刀具移动至起刀点，主轴正转，转速2000r/min 切削液开 刀具移动到临削点 Z向切削至-3mm 开始进行槽加工
加工完毕，抬刀 主轴停转 Z向返回参考点，关闭切削液 X.Y向返回参考点 程序结束
5. 相对值坐标加工程序

《数控铣床/加工中心加工工艺与编程（第二版）习题册》参考答案模块一数控机床编程与操作基础任务一认识数控机床及其操作面板一、填空题1．刀库刀具自动交换装置2．钼丝钨钼合金丝3．铣削镗削4．选择机床操作AUTO5．程序编辑手轮进给方式DNC二、选择题三、判断题四、简答题1．数控系统的输入/输出装置接受加工程序等各种外来信息，由数控装置进行处理和分配，向驱动机构发出执行命令。

伺服系统根据数控装置输出信号，经放大转换后驱动执行电机，带动机床运动部件按约定的速度和位置进行运动。

2．日本的FANUC数控系统：FANUC 0-MD、FANUC 0i-MA；德国的SIEMENS数控系统：SIEMENS 802D/C/S 、SIEMENS 840D/C；中国的华中数控系统：HNC-21M；北京航天数控系统：CASNUC 2100；美国的A-B数控系统；日本的三菱数控系统。

3．按数控机床的主轴位置分为：卧式机床、立式机床；按数控机床的用途分：数控铣床、加工中心、数控车床、数控钻床；数控电火花成形机床、数控线切割机床、数控激光加工机床；数控磨床、数控镗床、数控钻床。

任务二数控机床的手动操作1．对刀2．X轴的正Y轴的正Z轴的正3．机械偏心式寻边器电子式寻边器机械式Z向对刀器机外对刀仪4．机床坐标系传递切削力的主轴轴线5．Y6．机床参考点和机床原点不重合二、选择题三、判断题四、简答题1．FANUC 0i-Mate-TC（1）选择模式按钮“HANDLE”；（2）按下“超程解除”按钮不松开，同时按下“RESET”键，消除报警画面；（3）不松开“超程解除”按钮，让机床朝超程的反向进给，退出超行程位置。

2．（1）手动返回参考点，注意机床返回参考点前工作台、主轴位置是否恰当。

（2）利用“HANDLE”“JOG”驱动机床时，注意进给倍率的位置。

（3）避免机床接近极限位置，以免超程。

五、计算题略。

任务三数控程序输入与编辑一、填空题1．手工编程自动编程2．零件造型生成刀具轨迹后置处理生成加工程序3．1号4号4．模态指令非模态指令5．/6．尺寸功能字进给功能字刀具功能字辅助功能字三、判断题四、简答题1．（1）分析零件图样；（2）确定加工工艺；（3）数值计算；（4）编写加工程序单；（5）制作控制介质；（6）程序校验。