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1、一、概述 （一）数控铣床及加工中心简介 1、数控铣床是一种用途广泛的机床，有立式、卧式及龙门铣3种。数控立式铣床第1页/共78页卧式数控铣床第2页/共78页龙门数控铣床第3页/共78页2、加工中心（Machining CenterMachining Center）是一种集成化的数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，有立式加工中心 、卧式加工中心 、龙门式加工中心、复合加工中心等。加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。加工中心的加工工艺范围如下4 4图所示。第4页/共78页加工中心的铣削加工图第5页/共78页加工中心的钻削加工图加
2、工中心的螺纹加工图第6页/共78页（二）适用于数控铣床及加工中心的加工种类1.平面轮廓加工需要两轴联动的数控铣床。平面轮廓加工第7页/共78页2.槽加工需要两轴联动的数控铣床。槽加工第8页/共78页3.空间曲面类零件加工需用三轴联动的数控铣床和加工中心以及球头铣刀。空间曲面零件加工第9页/共78页4.孔系加工孔系加工第10页/共78页（三）数控铣床编程原点的选择 铣削的编程原点，在X X、Y Y向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面或孔的中心线上，对于有对称部分的工件，可以选在对称面上，以便用镜像等指令来简化编程。Z Z向的编程原点，习惯选在工件上表面，这样当刀具切入工件后Z Z向尺寸字均为
3、负值。第11页/共78页二、数控铣床及加工中心的常用指令（一）快速定位和直线进给1.快速定位G00 X Y Z注意：G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。2.直线进给运动G01 X Y Z F（二）圆弧进给1.平面定义指令G17 指令XY平面；G02或G03 X Y I J(或R)FG18 指令ZX平面；G02或G03 X Z I K (或R)FG19 指令YZ平面；G02或G03 Y Z J K (或R)F。第12页/共78页I,J,K为圆心位置，其值为从圆弧始点向圆心看时，带正负的距离，以增量方式指定。R为圆弧半径。l顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察
4、，来判别圆弧的顺、逆时针方向。第13页/共78页R R表示法：用半径R R带有符号的数值来表示：ABAB180180 ：R R 0 R1000 R100；BABA180180 ：R R 0 R-1000 R-100整圆时只可用I J KI J K不可用R RI0I0、J0J0、K0K0可省略；I I、J J、K K与X X、Y Y、Z Z一一对应，否则会报警；I I、J J、K K和R R同时指定时，优先执行R.IR.I、J J、K K被忽略；ABABABABA AB BR100R100说明：nG00,G01,G02,G03G00,G01,G02,G03是同组续效指令。是同组续效指令。n本段终
5、点若与上一段终点位置相同，即起点与终本段终点若与上一段终点位置相同，即起点与终点最终没有相对位移，则可省略不写。点最终没有相对位移，则可省略不写。第14页/共78页1、圆弧a(180以下）：G90时：G54G90G02 X0 Y30.0 R30.0 F100;G91时：G91G02 X30.0 Y30.0 R30.0 F100;2、圆弧b(180以上）：G90时：G54G90G02 X0 Y30.0 R-30.0 F100;G91时：G91G02 X30.0 Y30.0 R-30.0 F100;OOX XY YR30R30R30R30终点终点始点始点a abR表示法程序第15页/共78页1、从
6、A点顺时针一周时：G90时：G54G90G02（X30.0 Y0）I-30.0（J0）F100；G91时：G91G02（X0 Y0）I-30.0（J0）F100；2、从B点逆时针一周时：G90时：G54G90G03（X0 Y-30.0）I0 J30.0 F100；G91时：G91G03（X0 Y0）I0 J30.0 F100；整圆切削程序OOX XY YR30R30A AB B第16页/共78页G04 G04 暂停指令功能：可使刀具作短时的无进给运动 编程格式：G04 X_ G04 X_ 或 G04 P_ G04 P_ 其中：X,PX,P其后的数值表示暂停的时间，单位为s s、ms ms 或者
7、是刀具、工件的转数，视具体数控系统而定。用途：用于车削环槽、锪平面、钻孔等光整加工 用作时间匹配，对于那些动作较长或者为了使某一操作有足够的时间可靠的完成，可在程序中插入该指令。第17页/共78页例1 用数控铣床加工图中所示的轮廓ABCDEA。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序(忽略深度)。A10101010O工O机YYXXBCR103040O1O2DR1030E20 机床原点，起刀点编程原点例1图第18页/共78页1.绝对坐标程序 G92 X-10 Y-10N01 G90 G17 G00 X10 Y10 LFN02 G01 X30 F100 LFN03 G03 X40 Y20 I0 J
8、10 LFN04 G02 X30 Y30 I0 J10 LFN05 G01 X10 Y20 LFN06 Y10 LFN07 G00 X-10 Y-10 M02 LF G92 X-10 Y-10：设定机床坐标系与工件编程坐标系的关系，给出机床坐标原点O机相对编程原点O工的坐标值。A10101010O工O机YYXXBCR1030 40O1O2DR1030E20 例1图第19页/共78页 2.相对坐标程序N01 G91 G17 G00 X20 Y20 LFN02 G01 X20 F100 LFN03 G03 X10 Y10 I0 J10 LFN04 G02 X-10 Y10 I0 J10 LFN05
9、 G01 X-20 Y-10 LFN06 Y-10 LFN07 G00 X-20 Y-20 M02 LFA10101010O工O机YYXXBCR1030 40O1O2DR1030E20 第20页/共78页（三）刀具半径补偿指令 数控程序是按刀具的中心编制的，在进行零件轮廓加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓通常应让开一个刀具半径的距离，即所谓的刀具偏置或刀具半径补偿。1.基本概念2.指令 G40是取消刀具半径补偿功能。G41是刀具半径左补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的左侧。G42是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧。第21页/共78页刀具左补偿3）可以
10、使粗加工的程序简化。刀具右补偿刀具半径补偿功能的作用：1）在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按零件轮廓编程，只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补偿地址中即可。2）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数即可。第22页/共78页 刀补指令的程序段格式：1）G00G01 G41G42 D X Y F 2）G00G01 G40 X Y 1）中的D为刀具半径补偿地址，地址中存放的是刀具半径的补偿量，D 加数值是刀补号；X Y为由非刀补状态进入刀具半径补偿状态的起始位置。2）中的X Y为由刀补状态过渡到非刀补状态的终点位置，这里的X Y即为刀具中心的位置。刀
11、具半径补偿用法之一由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，要为后续加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。第23页/共78页 1）只能在G00或G01指令下建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态。2）在建立刀补时，必须有连续两段的平面位移指令。这是因为，在建立刀补时，控制系统要连续读人两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时刀具中心的偏置位置。否则，将无法正确建立刀补状态。注意：第24页/共78页按绝对方式编程程序02（OFFSET ABS）N1 G54G90G17G00S300M03；N2 G41X20.0Y10.0D
12、01；N3 G01Y50.0F100；N4 X50.0；N5 Y20.0；N6 X10.0；N7 G00G40X0Y0M05；N8 M30；刀具补偿的动作及实例OOON71020304050N2与 D01对应的补偿量acbdN4N5N6N3ABCY1020304050快速进给切削进给编程路径刀补动作X第25页/共78页03（OFFSET Z-NG）N1 G91G17G00S300M03；N2 G41X20.0Y10.0D01；N4 Z-98.0；N5 G01Z-12.0F100；N6 Y40.0；N7 X30.0；N8 Y-30.0；N9 X-40.0；N10 G00Z110.0M05；N11
13、 G40X-10.0Y-20.0；N12 M30；刀具半径补偿（过切）OOO1020304050N2P1AbY1020304050进刀超差XaN6过切第26页/共78页04（OFFSET Z-OK）N1 G91G17G00S300M03；N2 G41X20.0Y9.0D01；N3 Y1.0;N4 Z-98.0；N5 G01Z-12.0F100；N6 Y40.0；N7 X30.0；N8 Y-30.0；N9 X-40.0;N10 G00Z110.0M05；N11 G40X-10.0Y-20.0；N12 M30；刀具半径补偿实例消除超差的方法第27页/共78页 例2 图中所示加工路线为实际零件轮廓，
14、刀具初始位置为(0,0,200)，工件坐标系原点在工件上表面处，用 10的立铣刀精铣厚为5mm的工件。YX40-4080-80R60-20R40O-40例2图 编程如下：N01 G90 G92 X0 Y0 Z200；设置刀具起始位置N02 G00 X50Y-40；刀具快速平移到下刀位置第28页/共78页N03 Z2；快速降至安全平面N04 S800 M03 M08；打开冷却、起动主轴N05 G01 Z-5F50；慢速工进至切削深度N06 G41 D01 X40F150；至此切削点进入刀具半径补偿状态YX40-4080-80R60-20R40O-40例2图第29页/共78页N07 X-80；直线
15、进给N08 Y-20；直线进给N09 G02 X-40Y20R40F100；顺时针圆弧减速进给N010 G03 X20Y80R60；逆时针圆弧减速进给N011 G01 X40F150；直线加速进给N012 Y-45；直线进给YX40-4080-80R60-20R40O-40例2图第30页/共78页YX40-4080-80R60-20R40O-40例2图N013 M09 M05；关闭冷却、主轴停转N014 G00 Z200；快速抬刀N015 G40 X0 Y0；取消刀补、刀具归位N016 M02；程序结束第31页/共78页（四）刀具长度补偿的建立、执行与撤消 使用刀具长度补偿指令，在编程时就不必
16、考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。加工时，用MDI方式输入刀具的长度尺寸，即可正确加工。当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时，只要修正刀具长度补偿量，而不必调整程序或刀具。刀具长度补偿可使刀具在Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值，即 实际位移量=程序给定值补偿值，其中程序给定值和补偿值都可正可负。G43：刀具长度正补偿及H代码；G43 Z_ H_ 即将Z坐标给定值与H代码中长度补偿的量相加（），按其结果进行Z轴运动。G44：刀具长度负补偿及H代码；G44 Z_ H _ 即将Z坐标给定值与H中长度补偿的量相减（），按 其结果进行Z轴运动。G49或 G40取消刀具长
17、度补偿。第32页/共78页刀具长度补偿设定第33页/共78页第34页/共78页各种不同的刀柄第35页/共78页第36页/共78页第37页/共78页 例3 铣如图所示的三条槽，槽深均为2mm，试用刀具补偿指令编程。选择 8铣刀为1号，刀具长度补偿设为0，6铣刀为2号，刀具长度补偿为2mm。2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿第38页/共78页O1000N001 G54G00 X20 Y20 Z2 T01；01号刀至A点N002 S1500 M03；主轴正转1500r/minN003 G01 Z-2 F150；刀具Z向至槽底 X80；铣槽N004 G00 Z1
18、00；刀具上提100mm X20 Y40 M05；刀具移至B点2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿图第39页/共78页2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿N005 M06 T02；换02号刀N006 S1500 M03；主轴正转1500r/minN007 G43 G01 H01 Z2 F400；刀具长度补偿2mm，移至C点N008 Z-2 F150；Z向进刀至槽底 X80；X向进给槽长N009 G00 Z2；抬刀第40页/共78页2080100204060100XYO866OEBCADXZY刀具长度补偿N0010 G0
19、0 X20 Y60 ；刀具移至D点 N0011 G01 Z-2 F150；Z向进刀至槽底N0012 X80；X向进给槽长N0013 G00 Z100；抬刀N0014 G49（G40）X20 Y20；取消刀具补偿，移至E点N0015 M02；程序结束第41页/共78页 例4 编制如图所示零件的程序，零件上4个方槽的尺寸、形状相同，槽深2mm，槽宽10.2mm，未注圆角半径为R5，设起刀点为(0,0,200)。Y3050205018015302030110例4图XOXYZO第42页/共78页Y3050205018015302030110例4图XOXYZOO1 (MAIN_PROGRAMM)N01
20、G90 G92 X0 Y0 Z200；设置起刀点的位置N02 G00 X30.Y15.Z5.；快速移至第一切削点上方N03 G91 S600 M03；相对坐标，主轴正转600r/minN04 M98 P10；调用子程序10第43页/共78页Y3050205018015302030110例4图XOXYZOO10 (SUB_PROGRAMM)N1 G01 Z-7.F50；N2 X50.F150；N3 Y30.；N4 X-50.；N5 Y-30.；N6 G00 Z7；N7 M99；第44页/共78页Y3050205018015302030110例4图XOXYZON05 G00 X70.；N06 M9
21、8 P10；N07 G00 X-70.Y50.；N08 M98 P10；N09 G00 X70.；N010 M98 P10；N011 M05；N012 G90 G00 X0 Y0 Z200；N013 M02；第45页/共78页小节 由上面的程序可知，子程序是从子程序名(O10)开始，以M99指令结束，并返回主程序的下一段程序。其余部分的编写与主程序完全相同。由于采用子程序，使编程大大地简化了，因此，在我们的编程中要学会善于运用子程序来简化编程工作。第46页/共78页（六）镜像指令 在加工某些对称图形时，为了避免反复编制类似的程序段，缩短加工程序，可采用镜像加工功能。1）FANUC 11-MEA
22、-4系统的镜像指令代码为：M21：关于X轴的镜像(对称于Y轴)M22：关于Y轴的镜像(对称于X轴)M23：取消镜像。2）DIN 66052系统镜像指令代码为：M91：关于x轴镜像 M92：关于Y轴镜像 M93：关于原点镜像 M90：取消镜像功能 该系统子程序调用格式为：G25 L(子程序代码两位数字)(调用次数两位)。第47页/共78页 例5 精铣如图所示的4个形状相同、高5mm的凸起。设工件坐标原点位于工件上表面对称中心，刀具起始位置在工件坐标系(0,0,100)处，A(6.84,18.794,0),B(17.101,46.985,0),C(46.985,17.101,0),D(18.794
23、,6.84,0)XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例5图第48页/共78页XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例5图O1 (MAIN-PROGRAMM)N01 G90 G92 X0 Y0 Z100.；设置起刀点N02 G00 Z1.；刀具移至点(0,0,1)N03 S200 M03；主轴正转200r/minN04 G01 Z-5.F50；刀具切入至底第49页/共78页XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例5图N05 M98 P10 加工块1O10 (SUB-PROGRAMM)N1 G01 G41 D01 X6.84 Y18.794
24、F200 移至A点建刀补N2 X17.101 Y46.985 加工AB段N3 G02 X46.985 Y17.101 I-17.101 J-46.985加工BC段第50页/共78页XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例5图N4 G01 X18.794 Y6.84 加工CD段N5 G03 X0 Y20.I-18.794 J-6.84 加工DA段N6 G00 G40 X0 Y0 加工块2N7 M99 N06 M21 M98 P10 X轴镜像、加工块2第51页/共78页XYBACD1234 100 40XYZ1234ABCD例5图N07 M22 M98 P10 Y轴镜像、加工块3
25、N08 M23 取消镜像N09 M22 M98 P10 Y轴镜像、加工块4N010 M23 取消镜像N011 G90 G00 Z100N012 M05N013 M02第52页/共78页 在用NCNC机床上加工零件。有一些典型加工工序，如钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻丝、深孔钻削、切螺纹等，所完成的动作循环十分典型。将这些动作预先编好程序并存储在存储器中，并用相应的G G代码来指令。固定循环中的G G代码所指令的动作程序，要比一般G G代码所指令的动作要多得多，因此使用固定循环功能，可以大大简化程序编制。三、数控钻镗加工编制（孔加工固定循环）第53页/共78页（一）孔加工固定循环指令 数控钻镗床编程
26、时，数值计算比较简单，程序中只需要给出被加工孔的中心位置、孔的深度以及孔在加工过程中刀具的几个关键位置即可。第54页/共78页其中要注意：固定循环结束时，需要用G80G80取消，而如果其间出现任何0101组的G G代码，则孔加工方式会自动取消。因此用0101组的G G代码取消固定循环其效果与G80G80是完全一样的 1、固定循环指令调用格式 常用的孔加工固定循环指令有13个：G73、G74、G76、G80、G81G89，其中G80为取消固定循环指令，其调用格式为：G98/G99 G _X _Y _Z _R _P _Q _L _F _第55页/共78页1）.G98 表示自动抬高至初始平面高度。孔
27、连续加工动作图 (a)G98 (b)G99工件面工件面初始平面初始平面R安全平面R安全平面ZZ2）G99 表示自动抬高至安全平面高度。第56页/共78页 G98/G99 G X Y Z R P Q L FG为G73、G74、G76、G81 G89中的任一个代码。X Y是孔中心位置坐标。Z 是孔底位置或孔的深度。R 是安全平面高度。P 刀具在孔底停留时间。用于G76、G82、G88、G89。Q 深孔加工(G73、G83)时，每次下钻的进给深度；或 镗孔(G76、G87)时，刀具的横向偏移量。Q的值永远为正值。L 为子程序调用次数，L0时，只记忆加工参数，不执 行加工。只调用一次时，L1可以省略。
28、F 为钻孔的进给速度。第57页/共78页2、固定循环指令简介1）浅孔加工指令 浅孔加工包括用中心钻打定位孔、用钻头打浅孔、用锪刀锪沉头孔等，指令有G81、G82两个。(1)G81 主要用于定位孔和一般孔加工。指令为：G81 X Y Z R F快速进给初始点初始点G81的动作图切削进给切削进给R点Z点R点Z点G98G98G99G99第58页/共78页当前位置G81浅孔加工固定循环图初始平面安全平面第59页/共78页例1 编制如图所示的4个 10mm浅孔的数控加工程序。工件坐标系原点定于工件上表面对称中心，选用 10的钻头，起始位置位于工件坐标系(0,0,200)处。例1 图 105 50 564
29、10601212R3第60页/共78页Z例1图 105 90 56410YXYXON1 G90 G92 X0 Y0 Z200N2 S500 M03 M08N3 G00 Z20N4 G99 G81 X45Z-14R3F60第61页/共78页N5 X0 Y45.N6 X-45.Y0N7 G98 X0 Y-45.N8 G80 M09 M05N9 G00 Y0 Z200.N10 M02Z例1图 105 50 56410YXYXO第62页/共78页 (2)G82 主要用于锪孔。所用刀具为锪刀或锪钻，是一种专用刀具，用于对已加工的孔刮平端面或切出圆柱形或锥形沉头孔。G82 X Y Z R P F 例2 如
30、图所示，工件上 5的通孔已加工完毕，需用锪刀加工4个直径为 7，深度为3mm的沉头孔，试编写加工程序。设锪刀的初始位置为(0,0,200)。48 364-74-539例2图第63页/共78页例2图XYZN1 G90 G92 X0 Y0 Z200N2 G00 Z10N3 S300 M03 M08N4 G99 G82 X18Z-3R3P1000 F40N5 X0 Y18.N6 X-18Y0N7 G98 X0 Y-18N8 G80 M09 M05N9 G00 X0 Y0 Z200N10 M02第64页/共78页2）深孔加工指令 深孔加工固定指令有两个G73和G83，分高速深孔加工和一般深孔加工。(1
31、)G73 为高速深孔加工指令。通过Z轴方向的间断进给可以较容易实现断屑和排屑。G73 X Y Z R Q F 每次进给钻孔深度为Q，一般取310mm。d为排屑退刀量，由机床内部设定，一般为0.2 1mm。切削进给Z Z点点快速进给初始点初始点R R点点G73的动作图Z点QddQQQQQR点G98G99第65页/共78页QQQQRddddG73深孔加工固定循环图G99G98第66页/共78页(2)G83 为一般深孔加工指令。用于加工深孔、细长孔，即长径比较达的孔，易冷却、排屑。与G73略有不同的是每次刀具间歇进给后返回R点平面。G83 X Y Z R Q F切削进给快速进给初始点R点Z点QQQd
32、dR点Z点QQQddG98G99G83的动作图第67页/共78页QQQQRddddG83深孔加工固定循环图G99G98第68页/共78页3）螺纹加工指令 螺纹加工指令有两个：G74和G84。它们分别用于左螺纹加工和右螺纹攻丝加工。(1)G74 为左螺纹攻丝加工指令。G74 X Y Z R FG74螺纹加工固定循环图初始平面R安全平面反转下主轴停正转升G98 返回R安全平面。G99 返回初始平面。第69页/共78页(2)G84 为右螺纹攻丝加工指令。G84 X Y Z R F 与G74不同的是，在快速降至安全平面R后，正转起动主轴，丝锥攻入孔底后停转，再反转退刀。其中：F=St 即转速r/min
33、螺距mm R 应选择在工件表面7mm以上 例3 如图所示，零件上5个M201.5的螺纹底孔已打好，零件厚为10mm，通丝，试编写右螺纹加工程序。508050805-M201.5例3图第70页/共78页XYZ例3图丝锥起始位置在(0,0,200)处。加工程序如下：N1 G90 G92 X0 Y0 Z200.N2 G00 Z30.M03 S200N3 G99 G84 X0 Y0 Z-20.R8.F300（转速螺距）N4 X25.Y25N 5 X-25.第71页/共78页XYX例3图N6 Y-25N7 X25N8 G80 G00 X0 Y0 Z200N9 M02第72页/共78页 4）镗孔加工指令
34、镗孔是用镗刀将工件上的孔扩大，用来提高孔精度和表面粗糙度。镗孔加工分粗镗、精镗和背镗几种情况。(1)G85、G86、G88、G89为粗镗循环指令。G85 X Y Z R F初始平面R安全平面镗孔加工固定循环图 G86参数格式与G85相同，与G85不同的是：当镗孔至孔底后，主轴停转，快速返回安全平面(G99时)或初始平面(G98时)后，主轴重新起动。第73页/共78页G88 X Y Z R P F 其固定循环动作与G86类似。不同的是，刀具在镗孔至孔底后，暂停P秒，然后主轴停止转动。退刀是在手动方式下进行。G89 X Y Z R P F 其固定循环动作与G85的唯一差别是，在镗孔至孔底时暂停P秒
35、。(2)G76 为精镗循环指令。精镗循环与粗镗循环的区别是：刀具镗至孔底后，主轴定向停止，并反刀尖方向偏移，使刀具在退出时刀尖不致划伤精加工孔的表面。G76 X Y Z R Q P FQ反刀尖方向快速偏移。第74页/共78页初始平面R安全平面精镗固定循环图第75页/共78页(3)G87 为背镗(又称反镗)循环指令。RF(a)一般加工RF(b)反镗固定循环镗孔加工方法比较图G87 X Y Z R Q P F3、使用固定循环指令注意事项1)固定循环指令是模态变量第76页/共78页2)孔中心位置的确定 在调用固定循环指令时，其参数没有X、Y时，孔中心位置为调用固定循环指令时刀心所处的位置。3)固定循环指令的重复调用G91 G99 G81 X Y Z R L调用次数 F L参数不宜在加工螺纹的G74或G84指令中出现。R为安全平面高度相对起刀点的坐标。第77页/共78页感谢您的观看。第78页/共78页