第5章 数控钻镗床与加工中心编程

数控复习资料第一章数控机床概述一、名词解释：1、NC：数字控制简称数控，在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种自动化技术。

2、CNC：计算机数控，使用专用计算机通过控制程序来实现部分或全部基本控制功能，并能通过接口与各种输入/输出设备建立联系的一种自动化技术。

3、可编程控制器（PLC）：是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。

4、CAD：计算机辅助设计5、CAE：计算机辅助工程6、FMS：柔性制造系统7、FMC：柔性制造单元8、插补：指数据密化的过程，对输入数控系统的有限坐标点（例如起点、终点），计算机根据曲线的特征，运用一定的计算方法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的坐标数据，以满足加工精度的要求。

9、基准脉冲插补：又称脉冲增量插补或行程标量插补，适用于以步进电动机为驱动装置的开环数控系统。

其特点是每次插补结束后产生一个行程增量，以脉冲的方式输出到步进电动机，驱动坐标轴运动。

10、数据采样插补：又称数字增量插补或时间标量插补，适用于交、直流伺服电动机驱动的闭环（或半闭环）控制系统。

这类插补算法的特点是插补运算分两步进行。

首先为粗插补，第二步为精插补，即在粗插补的基础上再做数据点的密化。

11、逐点比较插补法：又称代数运算法、醉步法，它是一种最早的插补算法，其原理是：CNC系统在控制加工过程中，能逐点计算和判别刀具的运动轨迹与给定轨迹的偏差，并根据偏差控制进给轴向给定轮廓方向靠近，使加工轮廓逼近给定轮廓曲线。

二、选择填空1、数控机床主要由机床本体、数控系统、驱动装置、辅助装置等几个部分组成。

2、数控系统是数控机床的控制核心。

3、机床数控系统是由加工指令程序、计算机控制装置、可编程逻辑控制器、主轴进给驱动装置、速度控制单元及位置检测装置等组成，其核心部分是计算机控制装置。

4、计算机控制装置由硬件和软件两部分组成。

硬件的主体是计算机，包括中央处理器、输入/输出部分和位置控制部分。

5.2.4应用举例使用刀具长度补偿功能和固定循环功能加工如图5.13所示零件上的12个孔。

1、分析零件图样，进行工艺处理该零件孔加工中，有通孔、盲孔，需钻、扩和镗加工，故选择钻头T01、扩孔刀T02和镗刀T03，加工坐标系Z 向原点在零件上表面处。

由于有三种孔径尺寸的加工，按照先小孔后大孔加工的原则，确定加工路线为：从编程原点开始，先加工6个φ6的孔，再加工4个φ10的孔，最后加工2个φ40的孔。

T01、T02的主轴转数S=600r/min ，进给速度F=120mm/min ；T03主轴转数S=300r/min ，进给速度F=50mm/min 。

2、加工调整 T01、T02和T03的刀具补偿号分别为H01、H02和H03。

对刀时，以T01刀为基准，按图5.13中的方法确定零件上表面为Z 向零点，则H01中刀具长度补偿值设置为零，该点在G53坐标系中的位置为Z-35。

对T02，因其刀具长度与T01相比为140-150=-10mm ，即缩短了10mm ，所以将H02的补偿值设为-10。

对T03同样计算，H03的补偿值设置为-50，如图5.14所示。

换刀时，采用O9000子程序实现换刀。

根据零件的装夹尺寸，设置加工原点G54：X=-600，Y=-80，Z=-35。

3、数学处理在多孔加工时，为了简化程序，采用固定循环指令。

这时的数学处理主要是按固定循图5.13 零件图样图5.14 刀具图环指令格式的要求，确定孔位坐标、快进尺寸和工作进给尺寸值等。

固定循环中的开始平面为Z=5，R点平面定为零件孔口表面+Z向3mm处。

4、编写零件加工程序N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z30 //进入加工坐标系N20 T01 M98 P9000 //换用T01号刀具N30 G43 G00 Z5 H01 //T01号刀具长度补偿N40 S600 M03 //主轴起动N50 G99 G81 X40 Y-35 Z-63 R-27 F120 //加工#1孔（回R平面）N60 Y-75 //加工#2孔（回R平面）N70 G98 Y-115 //加工#3孔（回起始平面）N80 G99 X300 //加工#4孔（回R平面）N90 Y-75 //加工#5孔（回R平面）N100 G98 Y-35 //加工#6孔（回起始平面）N110 G49 Z20 //Z向抬刀，撤消刀补N120 G00 X500 Y0 //回换刀点，N130 T02 M98 P9000 //换用T02号刀N140 G43 Z5 H02 //T02刀具长度补偿N150 S600 M03 //主轴起动N160 G99 G81 X70 Y-55 Z-50 R-27 F120 //加工#7孔（回R平面）N170 G98 Y-95 //加工#8孔（回起始平面）N180 G99 X270 //加工#9孔（回R平面）N190 G98 Y-55 //加工#10孔（回起始平面）N200 G49 Z20 //Z向抬刀，撤消刀补N210 G00 X500 Y0 //回换刀点T220 M98 P9000 //换用T03号刀具N230 G43 Z5 H03 //T03号刀具长度补偿N240 S300 M03 //主轴起动N250 G76 G99 X170 Y-35 Z-65 R3 F50 //加工#11孔（回R平面）N260 G98 Y-115 //加工#12孔（回起始平面）N270 G49 Z30 //撤消刀补N280 M30 //程序停参数设置：H01=0，H02=-10，H03=-50；G54：X=-600，Y=-80，Z=-35。

数控铣削(加工中心)编程概述加工中心是具有刀库，能够自动换刀的镗铣类机床。

加工中心除自动换刀之外与数控铣床基本一致。

一、数控铣床（加工中心）的加工特点加工中心是一种工艺围较广的数控加工机床，能实现三轴或三轴以上的联动控制，进行铣削（平面、轮廓、三维复杂型面）、镗削、钻削和螺纹加工。

加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。

加工中心特别适合单件、中小批量的生产，其加工对象主要是形状复杂、、工序较多、精度要求高，一般机床难以加工或需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调整才能完成加工的零件。

二、数控铣床（加工中心）的编程特点1.数控铣床（加工中心）可用绝对值编程或增量值（相对坐标）编程，分别用G90/G91指定。

2.手工编程只能用于简单编程，对复杂的编程广泛采用自动编程。

三、数控铣床（加工中心）的选择加工中心分立式、卧式和复合；三轴或多轴。

最常见的是三轴立式加工中心。

立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、壳体类零件，形状复杂的平面或立体零件、以及模具的、外型腔等，应用围广泛。

卧式加工中心的主轴轴线与工作台台面平行，它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转台，在工件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工，适用于加工箱体、泵体、壳体等零件加工。

复合加工中心主要是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可90°改变角度，因而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。

四、数控铣床（加工中心）刀具加工中心对刀具的基本要：✓良好的切削性能能承受高速切削和强力切削并且性能稳定；✓较高的精度刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度；✓配备完善的工具系统满足多刀连续加工的要求。

加工中心的刀具主要有：立铣刀、面铣刀、球头刀、环形刀（牛鼻刀）、钻头、镗刀等。

面铣刀常用于端铣较大的平面；立铣刀的端刃切削效果差，不能作轴向进给；球头刀常用于精加工曲面，刀具半径需要小于凹曲面半径。

数控镗床编程及加工工艺控制数控镗床是一种高精度、高效率的机床，广泛应用于制造业中。

今天，我们将介绍数控镗床编程及加工工艺控制方面的知识。

一、数控镗床编程基础知识1.数控编程语言数控编程语言一般分为ISO编程语言、EIA编程语言和ANSI 编程语言三种。

其中ISO编程语言多用于欧洲和印度，在中国使用的比较少；EIA编程语言是美国制定的标准，目前在中国市场上使用的比较普遍；ANSI编程语言是美国和欧洲广泛使用的数控编程语言。

2.数控编程代码格式数控编程代码一般由四部分组成：程序号、N代码、G代码和M代码。

程序号是一组唯一的数字，用于将程序编号；N代码通常用于描述程序的注释信息；G代码是定义加工功能的指令；M 代码则是设置辅助功能的指令。

3.数控编程指令在数控编程中，通常会使用以下指令：（1）加工指令（G代码）：包括直线插补指令、圆弧插补指令、钻孔指令、镗孔指令等。

（2）刀具半径补偿指令（D代码）：因为刀具半径存在偏差，因此需要进行补偿，在加工时使用D代码目标半径，表示需要把刀具半径向外偏移的距离。

（3）切削进给指令（F代码）：指定切削进给速度的加工指令。

（4）工作坐标系偏移指令（G92代码）：通常用于镗孔，以方便精确控制加工位置。

二、数控镗床加工工艺控制1.数控镗床加工工艺流程（1）加工准备：确定加工件的型号和规格，确定加工精度要求，检查设备的加工工艺准备情况。

（2）接工件：将工件装入夹具，然后使用G代码操作机床，以将夹具定位在机床工作区域内。

（3）加工程序编写：根据加工件的图纸，编写相应的加工程序。

（4）机床加工：通过数控编程控制机床完成加工工艺。

（5）加工质量检查：对加工后的产品进行质量检查，如包括精度、外观等质量因素在内。

2.加工工艺控制技术数控镗床加工工艺控制的主要技术包括以下几种：（1）加工速度控制：控制加工速度，保证加工精度。

（2）控制加工深度：根据加工件的要求，控制加工深度。

（3）切削力控制：根据加工对象的材料和硬度，控制切削力大小，通过更换切削刀具、改变切削角度等方式控制切削力。

数控钻床加工编程方法及操作一、数控钻床加工编程方法及操作步骤：1.确定工件的加工要求和图纸，了解工件的尺寸、材质和加工工艺等。

2.根据工件要求，在CAD软件中进行工件的三维建模。

3.运用CAM软件，将三维建模数据转换为数控机床可识别的G代码。

4.将G代码保存在U盘或其他存储介质中。

5.将存储介质插入数控钻床的编程口，启动数控钻床。

6.在数控钻床上输入程序号或文件名，加载G代码。

7.检查数控钻床参数的设置，如主轴转速、进给速度、切削冷却液开关等。

8.使用机床上的控制台或触摸屏，调整加工过程中的各项参数，如切削速度、进给量、刀具半径补偿等。

9.进行手动运行，检查刀具路径和加工过程，确保没有碰撞和误操作。

10.完成手动运行后，进行自动运行，开启自动加工模式。

11.实时监控并调整加工过程中的参数，保持加工质量。

12.完成加工后，打印或保存加工记录。

二、数控钻床加工编程方法及操作的注意事项：1.在进行数控钻床加工编程之前，需要熟悉数控钻床的操作、编程和安全规范等知识。

2.在编写G代码时，要注意准确描述刀具的路径、切削深度和补偿等参数。

3.在加载G代码之前，要确保数控钻床的参数设置正确，并进行必要的校正。

4.在操作数控钻床时，要细心观察切削情况和加工状态，及时调整参数以保证加工质量。

5.在手动运行和自动运行之前，要仔细检查刀具路径、工件夹持和切削液等，确保安全无误。

6.在加工过程中，要注意及时更换刀具和切削液，以保持切削效果和工具寿命。

7.加工完成后，要对加工过程进行总结和记录，以备后续参考和改进。

数控钻床是一种高精密的机床，通过上述的编程方法及操作步骤，可以实现各种工件的高效、精密加工。

但是需要注意的是，不同型号的数控钻床可能有略微不同的操作方式和参数设置，因此在具体操作时，需要参考数控钻床的操作手册和相关资料，以确保正确、安全地进行加工操作。

数控钻镗编程及实例
镗
数控钻镗固定循环指令编程
数控钻床是数字控制的以钻削为主的孔加工机床。

数控钻床按其布局形式及功能特点可划分为数控立式钻床、钻削中心、数控深孔钻床及其它大型数控钻床等。

可完成钻、扩、绞、攻丝等多道工序，适用于孔间距离有一定精度要求的零件的生产。

工作台可进行两座标移动，主轴可以是数控的也可以是非数控的。

也就是说，采用3轴数控系统或2轴数控系统。

数控立式钻床的数控系统一般是点位控制系统。

数控钻床的类型较多，其结构特点各异，数控系统也各不相同，功能
主要包括：孔加工循环、插补、刀具补偿、工件坐标系设定、宏程序等。

孔加工编程示例（基本指令编程）
钻镗固定循环指令
固定循环动作组成：
①X、Y轴快速定位到孔中心位置
②Z轴快速运行到靠近孔上方的安全高度平面R点(参考点)
③孔加工（工作进给）
④在孔底做需要的动作
⑤退回到安全平面高度或初始平面高度
⑥快速返回到初始点位置。

固定循环的动作示意图：
固定循环指令格式：（下页说明）
G90 /G91 G98/G99 G73～G89 G _X_Y_Z_R_Q_P_F_K_
应用举例。