數(shù)控銑削編程與加工（第四版） 課件全套 項目1-6 數(shù)控銑床加工中心的基本操作-配合零件的加工

數(shù)控銑削編程與加工項目一數(shù)控銑床/加工中心的基本操作1.典型數(shù)控銑床概述一、數(shù)控銑床/加工中心認知相關(guān)知識

（1）數(shù)控銑床的分類

1）按機床主軸的布局形式分類

分為立式數(shù)控銑床、臥式數(shù)控銑床和立臥兩用數(shù)控銑床，如圖1-1所示。(a)立式數(shù)控銑床(b)臥式數(shù)控銑床

(c)立臥兩用數(shù)控銑床圖1-1數(shù)控銑床按機床主軸的布局形式分類相關(guān)知識2）按采用的數(shù)控系統(tǒng)功能分類數(shù)控銑床按采用的數(shù)控系統(tǒng)功能可分為經(jīng)濟型數(shù)控銑床、全功能數(shù)控銑床和高速銑削數(shù)控銑床。

a.經(jīng)濟型數(shù)控銑床采用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的銑床，一般可以實現(xiàn)3軸聯(lián)動。該類數(shù)控銑床成本較低，功能簡單，精度不高，適合一般零件的加工。

b.全功能數(shù)控銑床全功能數(shù)控銑床一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制，數(shù)控系統(tǒng)功能完善，一般可以實現(xiàn)3軸以上聯(lián)動，如加工螺旋槽、葉片等空間零件，加工適應(yīng)性強，精度較高。

c.高速銑削數(shù)控銑床一般把主軸轉(zhuǎn)速在8000～40000r/min的數(shù)控銑床稱為高速銑削數(shù)控銑床，其進給速度可達10～30m/min。這種數(shù)控銑床采用全新的機床結(jié)構(gòu)（主體結(jié)構(gòu)及材料變化）、功能部件（電主軸、直線電機驅(qū)動進給）和功能強大的數(shù)控系統(tǒng)，并配以加工性能優(yōu)越的刀具系統(tǒng)，可對曲面進行高效率、高質(zhì)量的加工。相關(guān)知識

（2）數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)

數(shù)控銑床除銑床基礎(chǔ)部件外，還包括其他幾個主要部分：主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、刀架或自動換刀裝置、自動托盤交換裝置以及檢測裝置等。圖1-2數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)圖相關(guān)知識2．加工中心及自動換刀裝置

加工中心備有刀庫，并能自動更換刀具，對工件進行多工序加工，常用的加工中心如圖1-3所示。(a)立式加工中心(b)臥式加工中心相關(guān)知識

(c)龍門式加工中心圖1-3加工中心按機床主軸的布局形式分類相關(guān)知識

加工中心的自動換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機構(gòu)組成。刀庫種類很多，常見的有盤式和鏈?zhǔn)絻深悾ㄈ鐖D1-4），鏈?zhǔn)降稁齑娣诺毒叩娜萘枯^大。換刀機構(gòu)在機床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的換刀機構(gòu)是機械手；也有不帶機械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的，稱無臂式換刀裝置。為進一步縮短非切削時間，有的加工中心配有兩個自動交換工件的托板。當(dāng)裝有工件的工作臺在實施加工操作的同時，操作人員則可以在工作臺外的另一個托板上裝卸工件。機床完成加工循環(huán)后自動交換托板，使裝卸工件與切削加工的時間重合。相關(guān)知識(a)盤狀刀庫（b）鏈?zhǔn)降稁靾D1-4加工中心刀庫相關(guān)知識二、數(shù)控銑床/加工中心常用附件1．?dāng)?shù)控回轉(zhuǎn)工作臺

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺適用于數(shù)控銑床和立、臥式加工中心，使機床增加一個或兩個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的運動可以由獨立的控制裝置控制，也可以通過相應(yīng)的接口由主機的數(shù)控裝置控制。圖1-5所示為數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的典型機構(gòu)。圖1-5數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺相關(guān)知識2．?dāng)?shù)控分度頭數(shù)控分度頭與數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺在性能上有許多相似之處，有等分式和萬能式兩類。等分式只能完成指定的等分分度，萬能式可實現(xiàn)連續(xù)分度。圖1-6所示為數(shù)控分度頭的典型結(jié)構(gòu)。利用數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控分度頭可以構(gòu)成四坐標(biāo)或五坐標(biāo)加工中心。1-6數(shù)控分度頭相關(guān)知識三、刀具、刀柄及輔具

1．刀具刀具要根據(jù)被加工零件的材料、幾何形狀、表面質(zhì)量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量等，選擇剛性好、耐用度高的刀具，常見刀具如圖1-7所示。銑較大平面時，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀。銑小平面或臺階面時一般采用通用立銑刀。銑鍵槽時，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀。加工曲面類零件時，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀?？准庸r，采用麻花鉆、鏜刀。螺紋加工時采用螺紋銑刀或機用絲錐。圖1-7常見刀具相關(guān)知識目前刀具材料主要有高速鋼（分為W系列高速鋼和Mo系列高速鋼）、硬質(zhì)合金（分為鎢鈷類、鎢鈦鈷類和鎢鈦鉭（鈮）鈷類）、陶瓷（純氧化鋁類（白色陶瓷）和TiC添加類（黑色陶瓷））、立方碳化硼和聚晶金剛石。一般使用較多的是高速鋼（白鋼刀）和硬質(zhì)合金刀具，與其他幾類刀具相比，性價比較高。2．刀柄

相關(guān)知識圖1-8刀柄、夾簧、扳手加工中心刀柄是銑削必備的輔具，在刀柄上可安裝不同的刀具，如圖1-8所示。目前常用的有彈簧夾頭刀柄（裝夾直柄立銑刀、鍵槽銑刀、直柄麻花鉆等）和莫氏錐度刀柄（裝夾莫氏鉆夾頭和立銑刀等），彈簧夾頭刀柄常用的是BT40和BT50系列刀柄。

刀柄要和主機的主軸孔相對應(yīng)，刀柄是系列化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，其錐柄部分和機械手抓拿部分都已有相應(yīng)的國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，與刀柄相連的刀具裝夾部分也已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。如圖1-9所示為加工中心的典型刀柄。圖1-9加工中心刀柄

(b)相關(guān)知識3．輔具（1）鎖刀座刀柄裝入刀具，一般把刀柄放在如圖1-10所示的鎖刀座上，鎖刀座上的鍵對準(zhǔn)刀柄上的鍵槽，使刀柄無法轉(zhuǎn)動，然后用扳手鎖緊螺母。圖1-10鎖刀座與刀柄相關(guān)知識

（2）尋邊器尋邊器用于確定工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中的X、Y坐標(biāo)值，如圖1-11所示為光電式尋邊器，這種尋邊器輕輕接觸工件時，會發(fā)出響聲并亮起紅光，精度很高。相關(guān)知識圖1-11尋邊器相關(guān)知識

（3）Z軸設(shè)定器

Z軸設(shè)定器用于確定工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值，如圖1-12所示為Z軸設(shè)定器，這種Z軸設(shè)定器輕輕接觸工件時，會發(fā)出亮光，精度很高，Z軸設(shè)定器高度一般為50-100mm.。圖1-12Z軸設(shè)定器

圖1-13機外對刀儀相關(guān)知識

（4）機外對刀儀機外對刀儀是數(shù)控銑床和加工中心的重要附屬設(shè)備，利用機外對刀儀可將刀具預(yù)先在機床外校對好，測量刀具的半徑和長度，并進行記錄，然后將每把刀具的測量數(shù)據(jù)輸入機床的刀具補償表中，供加工中進行刀具補償時調(diào)用。圖1-13所示為一種典型的機外對刀儀結(jié)構(gòu)。四、數(shù)控銑床/加工中心坐標(biāo)系1．坐標(biāo)軸

（1）Z坐標(biāo)

Z坐標(biāo)的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，根據(jù)坐標(biāo)系方向的命名原則，在鉆、鏜、銑加工中，切入工件的方向為Z軸的負方向（如圖1-14）。

(a)立式(b)臥式圖1-14坐標(biāo)系相關(guān)知識（2）X坐標(biāo)

X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。對立式銑床/加工中心，Z坐標(biāo)垂直，觀察者面對刀具主軸向立柱看時，+X運動方向指向右方（如圖1-14a）。對臥式銑床/加工中心，Z坐標(biāo)水平，觀察者沿刀具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方(如圖1-14b)。（3）Y坐標(biāo)在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手笛卡爾直角坐標(biāo)系來確定Y坐標(biāo)的方向（如圖1-14）。相關(guān)知識

圖1-15旋轉(zhuǎn)軸

（4）旋轉(zhuǎn)軸圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向為X、Y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向（如圖1-15）相關(guān)知識2．機床原點和參考點

（1）機床原點數(shù)控銑床/加工中心的機床原點一般設(shè)在刀具遠離工件的極限點處，即坐標(biāo)正方向的極限點處（如圖1-16所示）。圖1-16機床原點

相關(guān)知識

（2）機床參考點機床參考點是數(shù)控機床上一個特殊位置的點，該點一般位于靠近機床原點的位置。機床參考點與機床原點的距離由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。如果其值為零，則表示機床參考點和機床原為重合；如果其值不為零，則機床開機回零后顯示的機床坐標(biāo)系的值即為系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定的距離值。3．編程坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系編程人員首先根據(jù)零件圖樣及加工工藝建立編程坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系的原點稱為編程原點）。當(dāng)工件裝夾后，加工人員通過對刀將編程原點轉(zhuǎn)換為工件原點，從而確定工件坐標(biāo)系。數(shù)控銑床/加工中心Z軸方向的工件原點，一般放在工件的上表面，如圖1-16所示。而對于XY方向的工件原點，當(dāng)工件對稱時，一般取工件的對稱中心作為XY方向的原點；當(dāng)工件不對稱時，一般取工件的交角處作為工件原點。相關(guān)知識五、工件常見安裝方式1．用機用平口鉗安裝工件機用平口鉗是一種通用夾具，如圖1-17所示，圖1-17機用平口鉗相關(guān)知識2．用組合壓板安裝工件3．用卡盤安裝4．用組合夾具安裝工件圖1-21組合夾具相關(guān)知識

圖1-19組合壓板安裝工件的方法圖1-20卡盤項目實施一、銑削類工件的裝夾

銑削類工件在機用平口鉗上進行裝夾，如圖1-22所示，其具體步驟如下：1.把工件放入平口鉗鉗口內(nèi)，并在工件的下面墊上比工件窄、厚度適當(dāng)且精度要求較高的等高墊塊。2.為使工件靠緊在墊塊上，應(yīng)用銅錘或木錘輕輕地敲擊工件，直到用手不能推動等高墊塊為止，最后將工件夾緊。

3.工件應(yīng)當(dāng)緊固在平口鉗鉗口中間的位置，并使工件加工部位最低處高出鉗口頂面,避免加工時出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。圖1-22機用平口鉗的使用二、選用和安裝常用銑削刀具1）銑削刀具的選擇應(yīng)遵循的原則2）根據(jù)工件加工表面的特點和尺寸選擇刀具類型。根據(jù)工件材料和加工要求選擇刀具材料和尺寸。3）根據(jù)加工條件選擇刀柄。項目實施2.刀具應(yīng)正確安裝在彈簧夾頭刀柄上將刀柄放入卸刀座（圖1-10）并鎖緊。根據(jù)刀具直徑尺寸選擇相應(yīng)的夾簧（圖1-8），清潔夾簧工作表面。將夾簧按入鎖緊螺母中。將銑刀刀具裝入夾簧孔中，并根據(jù)加工深度控制刀具伸出長度（如刀具直徑小，為保證加工時的剛度，刀具盡可能伸出長度短一些）。用扳手順時針鎖緊螺母，從而確保正確刀具安裝在彈簧夾頭刀柄中。項目實施3.主軸裝、卸刀方法1）裝刀a清潔刀柄錐面和主軸錐孔b左手握住刀柄，將刀柄上的鍵槽對準(zhǔn)主軸的端面鍵，垂直伸入到主軸內(nèi)，不可以傾斜。c右手按換刀按鈕，直到把刀柄“夾緊”在主軸上。d轉(zhuǎn)動主軸，檢查刀柄是否正確安裝。2）卸刀

左手握住刀柄,右手按換刀按鈕，等主軸夾頭松開后，左手取出刀柄。項目實施六、機床日常維護保養(yǎng)1.氣壓系統(tǒng)每日開機前檢查氣源是否達到0.5MPa，檢查氣路氣水分離罐中是否有積水，若有應(yīng)及時放掉。檢查儲油罐是否有油，若油量不足，請及時補充；若耗油過快或過慢可適當(dāng)調(diào)節(jié)此油罐上調(diào)節(jié)旋鈕。機床在正常使用情況下，該油罐中油每兩月左右添加一次。

2．潤滑系統(tǒng)每日開機前檢查自動潤滑泵中潤滑油是否足夠，如有必要及時補充。開機后，用手按潤滑泵上強制打油按鈕不放，檢查壓力表指示油壓是否達到5～10MPa壓力。若壓力過低，可能潤滑油路油管破裂或潤滑泵自身有問題，請及時維修。相關(guān)知識3．切削液沖刷裝置每日開機前檢查切削液水箱液位是否正常，不足及時補充。每日工作結(jié)束時，應(yīng)將機床切屑沖刷干凈，將集屑槽中切屑清空。至少每半年應(yīng)將水箱徹底清理一次。切削液更換周期依據(jù)切削液廠商提供數(shù)據(jù)，定期更換。4．自動換刀裝置對于加工中心每日運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意換刀動作是否正常順當(dāng)，有無卡刀現(xiàn)象或異響。若有問題應(yīng)及時維修。對于機械手換刀型機床，應(yīng)定期檢查刀庫旋轉(zhuǎn)機構(gòu)油箱中是否要加油。至少每三個月應(yīng)在機械臂鎖緊銷、刀套上下機構(gòu)等處，加入適當(dāng)?shù)臐櫥?；對于盤式刀庫至少每三個月在刀庫旋轉(zhuǎn)凸輪機構(gòu)、刀庫左右移動氣缸活塞處加入適當(dāng)?shù)臐櫥Ｏ嚓P(guān)知識拓展知識一、數(shù)控銑削加工工藝1．?dāng)?shù)控銑削加工的主要對象（1）平面類零件平面類零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類加工面可展開為平面，如圖1-50所示。圖1-50平面類零件

采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進行二軸半加工，即行切加工法。如圖1-51所示，球頭銑刀沿XY平面的曲線進行直線插補加工，當(dāng)一段曲線加工完后，沿X方向進給ΔX再加工相鄰的另一曲線，如此依次用平面曲線來逼近整個曲面。這種加工常用于不太復(fù)雜的空間曲面的加工。

1)行切加工法

（2）曲面類零件加工立體曲面類零件一般使用三坐標(biāo)數(shù)控銑床，常采用以下兩種加工方法。圖1-51行切加工法拓展知識拓展知識2）三坐標(biāo)聯(lián)動加工三坐標(biāo)聯(lián)動加工常用于較復(fù)雜空間曲面的加工。這時，數(shù)控機床用X、Y、Z三坐標(biāo)聯(lián)動的空間直線插補，實現(xiàn)曲面加工。

（3）其他在普通銑床難加工的零件

1）形狀復(fù)雜，尺寸繁多，劃線與檢測均較困難，在普通銑床上加工又難以觀察和控制的零件。

2）高精度零件,即尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等要求較高的零件。

3）一致性要求好的零件。在批量生產(chǎn)中，由于數(shù)控銑床本身的定位精度和重復(fù)定位精度都較高，能夠避免在普通銑床加工中，因人為因素而造成的多種誤差。2．?dāng)?shù)控銑削工藝的制定（1）零件工藝性分析

1）零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注。由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點來編制的，因此，各圖形幾何元素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確，各種幾何元素的條件要充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。

2）零件的內(nèi)腔和外表最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)率提高。

（2）加工工序順序的安排在數(shù)控銑床及加工中心上加工零件，工序比較集中，在一次裝夾中，盡可能完成全部工序。根據(jù)數(shù)控機床的特點，為保證加工精度，降低生產(chǎn)成本，延長使用壽命，通常把零件的粗加工，特別是基準(zhǔn)面、定位面的加工在普通機床上進行。零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序（包括表面處理、清洗和檢驗等），這些工序的加工順序直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。工序順序的安排通常要考慮如下原則：

1）基面先行原則

2）先粗后精原則

3）先主后次原則

4）先面后孔原則拓展知識

（3）進給路線的確定在數(shù)控銑削中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為進給路線。進給路線不僅包括了加工內(nèi)容，也反映出加工順序。確定進給路線的原則有：加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度；b.應(yīng)使加工路線最短，以減少空運行時間，提高加工效率；c.在滿足工件精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率等要求的前提下，盡量簡化數(shù)學(xué)處理時的數(shù)值計算工作量，以簡化編程工作；d.當(dāng)某段進給路線重復(fù)使用時，為簡化編程、縮短程序長度，應(yīng)使用子程序。拓展知識

銑削曲面時，常用球頭刀采用“行切法”進行加工。如圖1-52所示，對于發(fā)動機大葉片，當(dāng)采用圖（a）所示的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度；當(dāng)采用圖（b）所示的加工方案時，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗，葉形的準(zhǔn)確度高。圖1-52曲面加工進給路線拓展知識

（4）切削用量的選擇從刀具耐用度的角度考慮，切削用量選擇的次序是：根據(jù)側(cè)吃刀量ae先選大背吃刀量ap（如圖1-53），再選大的進給量F，最后再選大的銑削速度υc（最后轉(zhuǎn)換為主軸轉(zhuǎn)速n）。1）背吃刀量ap的選擇當(dāng)側(cè)吃刀量ae＜d/2（d為銑刀直徑）時，取ap=（1/3～1/2）d；當(dāng)側(cè)吃刀量d/2≤ae＜d時，取ap=（1/4～1/3）d；當(dāng)側(cè)吃刀量ae=d（即滿刀切削）時，取ap=（1/5～1/4）d。當(dāng)機床的剛性較好，且刀具的直徑較大時，ap可取得更大。拓展知識

圖1-53銑刀的側(cè)吃刀量ae和背吃刀量ap拓展知識2）進給量F的選擇粗銑時銑削力大，根據(jù)刀具形狀、材料以及被加工工件材質(zhì)的不同，在強度剛度許可的條件下，進給量應(yīng)盡量取大；精銑時為了減小工藝系統(tǒng)的彈性變形，減小已加工表面的粗糙度值，一般采用較小的進給量示。進給速度F與銑刀每齒進給量f、銑刀齒數(shù)z及主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）的關(guān)系為：F=fz（mm/r）或F=nfz（mm/min）。3）銑削速度υc的選擇在背吃刀量和進給量選好后，應(yīng)在保證合理的刀具耐用度、機床功率等因素的前提下確定。主軸轉(zhuǎn)速與銑削速度及銑刀直徑的關(guān)系為：拓展知識式中：n為主軸轉(zhuǎn)速，r/min；υc為切削速度，m/mm；d為工件直徑，mm。數(shù)控銑削編程與加工項目二槽類零件的加工項目任務(wù)一直槽的加工

如圖2-1所示，已知毛坯規(guī)格為120mm×120mm×10mm的45鋼，要求編制直槽的零件加工程序并完成零件的加工。圖2-1直槽（任務(wù)一）相關(guān)知識一、槽加工的工藝1.刀具選擇對于封閉的直溝槽一般采用兩刃鍵槽銑刀加工，如圖2-2所示。鍵槽銑刀的圓柱面和端面均有切削刃，且端面刃延至刀具中心。鍵槽銑刀加工時，不必預(yù)先鉆孔，可以先軸向加工到槽深，再沿槽的方向銑削，鍵槽銑刀尺寸精度較高，其直徑的基本偏差有d8和e8兩種。

圖2-2鍵槽銑刀（任務(wù)一）

2.槽的銑削方法

槽的銑削可采用軌跡法或型腔法。軌跡法實際是成型銑削，刀具沿槽的方向運動的軌跡就是槽的形狀，其尺寸由刀具的尺寸決定，如圖2-3所示。為保證加工精度，可以把槽看成細長的型腔，進行型腔加工如圖2-4所示。圖2-3軌跡法加工2-4型腔法加工（任務(wù)一）相關(guān)知識二、工件坐標(biāo)系的設(shè)定指令格式：G54/G55/G56/G57/G58/G59說明：（1）G54—G59指令可以分別用來選擇相應(yīng)的工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系是通過CRT/MDI方式設(shè)置的。在電源接通并返回參考點后，系統(tǒng)自動選擇G54坐標(biāo)系。(2)G54—G59為模態(tài)指令，可相互取消。（3）在加工比較復(fù)雜的零件時，為編程方便，可用G54——G59指令對不同的加工部位設(shè)定不同的工件坐標(biāo)系，但這些工件坐標(biāo)系原點的值，在參數(shù)設(shè)置方式下應(yīng)輸入到相應(yīng)的位置。（任務(wù)一）相關(guān)知識圖2-5利用工件坐標(biāo)系編程相關(guān)知識例：如圖2-5所示，使用工件坐標(biāo)系編程，要求刀具從當(dāng)前點移動到A點，再從A點移動到B點。程序：G54G00G90X30Y40(到達A點)

G55G00X20Y20(到達B點)（任務(wù)一）三、基本編程指令1．絕對編程和增量編程指令指令格式：G90/G91

說明：（1）G90絕對編程方式下，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于編程原點。（2）G91增量編程方式下，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于前一位置而言，該值等于軸移動的距離。（3）機床剛開機時默認G90狀態(tài)。（4）G90和G91都是模態(tài)（續(xù)效）指令相關(guān)知識（任務(wù)一）2．點位控制和直線插補指令指令格式：G00X（U）-Y（V）-Z（W）-G01X（U）-Y（V）-Z（W）-F-說明：（1）在G00時，刀具以點位控制方式快速移動到目標(biāo)位置，其移動速度由系統(tǒng)來設(shè)定。因此要注意刀具在運動過程中是否與工件及夾具發(fā)生干涉。（2）在G01時，刀具以指定的F進給速度移動到目標(biāo)位置。（3）G00、G01、F都是模態(tài)（續(xù)效）指令，在程序的第一個G01后必須規(guī)定一個F值，F(xiàn)值一直有效，直到指定新值。相關(guān)知識（任務(wù)一）XY平面：G17G02X(U)-Y(V)-I-J-F-G03R-ZX平面：G18G02X(U)-Z(W)-I-K-F-G03R-YZ平面：G19G02Y(V)-Z(W)-J-K-F-G03R-3．圓弧編程指令指令格式：說明：G17/G18/G19表示圓弧加工所在平面，為模態(tài)指令。G17設(shè)定為XY平面，G18設(shè)定為ZX平面，G19設(shè)定為YZ平面，多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)默認為XY平面。相關(guān)知識

圓弧順逆方向的判別：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標(biāo)軸，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03，如圖2-6所示。圖2-6圓弧方向判別相關(guān)知識（3)X(U)、Y(V)、Z(W)是指圓弧插補的終點坐標(biāo)值。(4)I、J、K是指圓弧起點到圓心的增量坐標(biāo)，與G90，G91無關(guān)。I、J、K是矢量值，并且I0、J0、K0可以省略，但I、J、K不能同時為零。（5）R為指定圓弧半徑，當(dāng)圓弧的圓心角≤180o時，R值為正；當(dāng)圓弧的圓心角＞1800時，R值為負。（6）整圓編程。但圓弧起點和終點相同且圓心用I、J、K指定時，即可進行3600整圓編程。注意：如果圓心I、J、K和半徑R同時指定，由地址R指定的圓弧優(yōu)先，其余被忽略。（任務(wù)一）相關(guān)知識項目實施一、制定零件加工工藝1.零件結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析（1）零件主體加工結(jié)構(gòu)為一“口”形直槽。（2）零件尺寸要求不高。2.零件加工工藝及工裝分析（1）零件用平口虎鉗裝夾，注意零件安裝在鉗口中間，伸出鉗口4mm左右，以免刀具與鉗口干涉。（2）加工方法：在一次裝夾中完成直槽加工。（3）刀具選擇：φ10mm鍵槽銑刀。（任務(wù)一）表2-1直槽零件數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡片工序號工序內(nèi)容單位零件名稱零件圖號材料夾具名稱使用設(shè)備直槽2-145#鋼平口虎鉗數(shù)控銑床工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速(r.min-1)進給速度(mm.min-1)背吃刀量mm備注1銑槽T01Φ10鍵槽銑刀10001003編制審核批準(zhǔn)第頁共頁（任務(wù)一）項目實施3.數(shù)控加工工序卡填寫如表2-1所示的數(shù)控加工工序卡。二、編制數(shù)控加工程序選取圖2-1所示的工件上表面中心為編程原點，程序如表2-2所示。表2-2FANUC0i數(shù)控加工程序順序號程序注釋O0001程序名N10G54G90G17建立工件坐標(biāo)系N20MO3S1000

N30G00X-40Y-40A點定位N40Z5

N50G01Z-3F100

N60Y40B點定位N70X30C點定位N80G02X40Y30R10D點定位N90G01Y-30E點定位N100G02X30Y-40R10F點定位N110G01X-40A點定位N120G00Z100

N130M05

N140M30

（任務(wù)一）項目實施三、FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑床加工1．選擇機床、數(shù)控系統(tǒng)并開機。2．機床各軸回參考點。3．安裝工件。4．安裝刀具并對刀。5．輸入加工程序，并檢查調(diào)試。6．手動移動刀具退至距離工件較遠處。7．自動加工。8．測量工件，優(yōu)化程序，對工件進行誤差與質(zhì)量分析。（任務(wù)一）項目實施項目任務(wù)二圓弧槽的加工

如圖2-7所示，已知毛坯規(guī)格為120mm×120mm×10mm的鋁件，要求編制同形件的零件加工程序并完成零件的加工。圖2-7雕刻件（任務(wù)二）相關(guān)知識一、子程序的格式格式：Oxxxx

（子程序號，由1—4位數(shù)字組成）……M99

（子程序程序結(jié)束字，可不必作為一個獨立的程序段）說明：子程序號與主程序基本相同。只是程序結(jié)束字用M99表示，表示子程序結(jié)束并返回。（任務(wù)二）二、子程序的調(diào)用指令M98P△△△△

××××

被調(diào)用的子程序號重復(fù)調(diào)用次數(shù)（省略時為調(diào)用一次）

例：M98P30023表示調(diào)用3次程序名為O0023的子程序。說明：在FANUC0i系統(tǒng)中，子程序還可以調(diào)用另一個子程序，嵌套深度為4級。（任務(wù)二）相關(guān)知識

例：如圖2-8所示，試用子程序編制“奧運五環(huán)”（切深5mm）。圖2-8奧運五環(huán)（任務(wù)二）相關(guān)知識表2-4“奧運五環(huán)”零件數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡片工序號工序內(nèi)容單位零件名稱零件圖號材料夾具名稱使用設(shè)備奧運五環(huán)2-8鋁平口虎鉗數(shù)控銑床工步號程序號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)進給速度f/(mm/min)背吃刀量ap

/mm備注1O0002主程序T01Φ10鍵槽銑刀100020052O0022子程序T01Φ10鍵槽銑刀10002005編制審核批準(zhǔn)第頁共頁（任務(wù)二）相關(guān)知識表2-5“奧運五環(huán)”數(shù)控銑削加工程序順序號程序注釋O0002主程序名N10G54G90G17建立工件坐標(biāo)系N20M03S1000

N30G90G00X-50Y0Z10

N40M98P0022調(diào)用圓子程序N50G90G00X50Y0

N60M98P0022調(diào)用圓子程序N70G90G00X0Y0

N80M98P0022調(diào)用圓子程序N90G90G00X-25Y-15

N100M98P0022調(diào)用圓子程序N110G90G00X25Y-15

N120M98P0022調(diào)用圓子程序N130M05

N140M30

（任務(wù)二）相關(guān)知識O0022子程序名N10G91G00X-20

N20G01Z-15F200

N30G02X0Y0I20J0

N40G90G00Z10

N50M99子程序結(jié)束（任務(wù)二）相關(guān)知識二、縮放鏡像指令1．沿所有軸以相同比例縮放指令格式：G51X-Y-Z-P-…G50說明：（1）X、Y、Z表示比例中心坐標(biāo)。（2）P表示比例系數(shù)，最小輸入量為0.001，比例系數(shù)的范圍為：0.001～999.999。該指令以后的移動指令，從比例中心點開始，實際移動量為原數(shù)值的P倍。P值對偏移量無影響。2．沿各軸以不同比例縮放指令格式：G51X-Y-Z-I-J-K-…G50（任務(wù)二）相關(guān)知識說明：（1）X、Y、Z表示比例中心坐標(biāo)(絕對方式)。（2）I、J、K表示對應(yīng)X、Y、Z軸的比例系數(shù)，在±0.001～±9.999范圍內(nèi)。系統(tǒng)一般設(shè)定I、J、K不能帶小數(shù)點，即比例為1時，應(yīng)輸入1000。（3）當(dāng)各軸用不同比例縮放，縮放比例為“-1”時可獲得鏡像加工功能。注意：（1）對于圓弧，各軸指定不同的縮放比例，刀具也不會走出橢圓軌跡；（2）具有刀具補償時，要先進行縮放，才可進行刀具半徑補償和刀具長度補償。（任務(wù)二）相關(guān)知識例：如圖2-9所示，試用縮放鏡像指令編程。圖2-9“北回”示意圖（任務(wù)二）相關(guān)知識

圖形分析：零件輪廓較為對稱，以零件對稱中心作為G54工件原點，G55的坐標(biāo)為（-80，0），G56的坐標(biāo)為（80，0），G54、G55、G56在加工前已在機床中設(shè)置完參數(shù)。圖案由“北”和“回”兩個小圖案組成，“北”可由相對于Y軸鏡像功能加工，“回”可由圖形縮放功能加工。數(shù)控銑削加工程序如表2-6所示。表2-6“北回”的數(shù)控銑削加工程序順序號程序注釋N10O0001主程序名N20G54G90G17安全指令N30M03S1000

N40G55G90G00X0Y0Z10調(diào)G55坐標(biāo)系N50M98PO002調(diào)用子程序N60G51X0Y0I-1000J1000建立Y軸鏡像N70M98P0002調(diào)用子程序（任務(wù)二）相關(guān)知識N80G50

N90G56G90G00X0Y0Z10調(diào)G56坐標(biāo)系N100M98P0003調(diào)用子程序N110G51X0Y0P0.6縮放0.6倍N120M98P0003調(diào)子程序N130G50取消縮放功能N140M05

N150M30

O0002子程序名N10G00X20Y65

N20G01Z-5F150

N30Y-65F200

N40X70

N50G00Z5

（任務(wù)二）相關(guān)知識N60X20Y0

N70G01Z-5F150

N80G01X50F200

N90G00Z5

N100M99子程序結(jié)束O0003子程序名N10G00X-70Y-65

N20G01Z-5F150

N30Y65F200

N40X70

N50Y-65

N60X-70

N70G00Z5

N80M99子程序結(jié)束（任務(wù)二）相關(guān)知識三、旋轉(zhuǎn)指令指令格式：G68X

Y

R

…G69說明：（1）X、Y表示旋轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)值(可以是X、Y、Z中的任意兩個，它們由當(dāng)前平面選擇指令G17、G18、G19中的一個確定)。當(dāng)X、Y省略時，G68指令認為當(dāng)前的位置即為旋轉(zhuǎn)中心。（2）R--旋轉(zhuǎn)角度，逆時針旋轉(zhuǎn)定義為正方向，順時針旋轉(zhuǎn)定義為負方向。（任務(wù)二）相關(guān)知識

圖2-10“三菱”示意圖（任務(wù)二）相關(guān)知識例：如圖2-10所示，試用旋轉(zhuǎn)指令編程。表2-7“三菱”的數(shù)控銑削加工程序順序號程序注釋N10O0001主程序名N20G17G40G49G80安全指令N30M03S1000

N40G54G90G00X0Y0Z10建立G54坐標(biāo)系N50M98P0011調(diào)子程序N60G68X0Y0R-120順時針旋轉(zhuǎn)120°N70M98P0011調(diào)子程序N80G68X0Y0R120逆時針旋轉(zhuǎn)120°N90M98P0011調(diào)子程序（任務(wù)二）相關(guān)知識N100G69

M05

M30

N10O0011子程序名N20G01Z-5F150

N30G01X14Y25F200

N40X0Y50

N50X-14Y25

N60X0Y0

N70G00Z10

N80M99子程序結(jié)束（任務(wù)二）相關(guān)知識項目實施一、制定零件加工工藝1.零件主體加工內(nèi)容由8個花瓣和兩個三角形組成。2.零件用平口虎鉗裝夾。3.加工方法：在一次裝夾中完成所有加工。4.采用φ2mm立銑刀進行雕刻。（任務(wù)二）項目實施5.數(shù)控加工工序卡如表2-8所示。數(shù)控加工工序卡片工序號工序內(nèi)容單位零件名稱零件圖號材料夾具名稱使用設(shè)備雕刻件2-7鋁平口虎鉗數(shù)控銑床工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)進給速度f/(mm/min)背吃刀量ap

/mm備注1銑雕刻件T01Φ2立銑刀1600402編制審核批準(zhǔn)第頁共頁表2-8雕刻件數(shù)控加工工序卡（任務(wù)二）二、編制數(shù)控加工程序選取圖2-7所示的工件上表面中心為編程原點，F(xiàn)ANNUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑削加工程序如表2-9所示。表2-9FANUC0i數(shù)控加工程序順序號程序注釋O0003主程序N10G17G40G49G80安全指令N20M03S1600N30G54G90G00X0Y0建立G54工件坐標(biāo)系N40G0Z5N50M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣1N60G68X0Y0R45旋轉(zhuǎn)450N70M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣2N80G68R45旋轉(zhuǎn)450N90M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣3（任務(wù)二）項目實施N100G68R45旋轉(zhuǎn)450N110M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣4N120G68R45旋轉(zhuǎn)450N130M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣5N140G68R45旋轉(zhuǎn)450N150M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣6N160G68R45旋轉(zhuǎn)450N170M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣7N180G68R45旋轉(zhuǎn)450N190M98P0011調(diào)用子程序，加工花瓣8N200G69G90取消旋轉(zhuǎn)N210G55G90G00X0Y0建立G55工件坐標(biāo)系（任務(wù)二）項目實施N220M98P0012調(diào)用O0012子程序，加工左下角形體N230G56G90G00X0YO建立G56工件坐標(biāo)系N240G51X0Y0P2放大2倍N250M98P0012調(diào)用O0012子程序，加工右上角形體N260G50取消比例縮放N270M05N280M30（任務(wù)二）項目實施O0011子程序名N10G91G01X20Y0F40N20Z-10N30G03X20Y0R10N40G03X-10Y0R5N50G02X-10Y0R5N60G00Z10N70G00X-20Y0N80M99O0012子程序名N10G01Z-2N20G01X10F40N30Y10N40X0Y0N50Z5N60M99（任務(wù)二）項目實施三、FANUC0iM系統(tǒng)數(shù)控銑床加工1．選擇機床、數(shù)控系統(tǒng)并開機。2．機床各軸回參考點。3．安裝工件。4．安裝刀具并對刀。5．輸入加工程序，并檢查調(diào)試。6．手動移動刀具退至距離工件較遠處。7．自動加工。8．測量工件，優(yōu)化程序，對工件進行誤差與質(zhì)量分析。（任務(wù)二）項目實施拓展知識一、SINUMERIK828D系統(tǒng)的基本編程1.SINUMERIK828D系統(tǒng)程序命名原則

SINUMERIK828D系統(tǒng)的主程序名開始的兩個符號必須是字母，或者是一條下劃線和一個字母。其后的符號可以是字母,數(shù)字或下劃線，最多為24個字符。例：LINGJ52子程序名與主程序名的選取方法一樣，例：LRAHMEN7。另外，在子程序中還可以使用地址字L…，其后的值可以有7位(只能為整數(shù))。SINUMERIK828D系統(tǒng)的主程序后綴名.MPF，子程序后綴名.SPF拓展知識一、SINUMERIK828D系統(tǒng)的基本編程

在NC程序中使用G指令G54-G57和G505-G599來激活可設(shè)定的零點偏移。2.設(shè)置工件坐標(biāo)系

G54：第一可設(shè)定零點偏移G55：第二可設(shè)定零點偏移G56：第三可設(shè)定零點偏移G57：第四可設(shè)定零點偏移G500：取消可設(shè)定零點偏置—模態(tài)有效3.米制編程和英制編程指令指令格式：G71/G70說明：G71為米制編程方式，G70為英制編程方式。4.絕對編程和增量編程指令指令格式：G90/G91說明：G90絕對編程方式下，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于編程原點；G91相對編程方式下，每個編程坐標(biāo)軸上的編程值是相對于前一位置而言，該值等于軸移動的距離。5.快速運行和直線插補指令指令格式：G0X-Y-Z-G1X-Y-Z-F-說明：G0為快速運行指令，G1為直線插補指令。拓展知識6.圓弧編程指令指令格式：G2/G3X-Y-Z-I-J-K-；

說明：用圓心和終點編程G2/G3X-Y-Z-CR=；

說明：用半徑和終點編程G2/G3I-J-K-AR=；

說明：用張角和圓心編程G2/G3X-Y-Z-AR=；

說明：用張角和終點編程說明：G2為順時針圓弧編程指令，G2為逆時針圓弧編程指令。7．工作平面指令指令格式：G17/G18/G19說明：G17指定XY平面，G18指定ZX平面，G19指定YZ平面。拓展知識8.螺旋線插補指令指令格式：G2/G3X-Y-Z-I-J-K-TURN=說明：用圓心和終點編程G2/G3AR=I-J-K-TURN=說明：用張角和圓心編程G2/G3AR=X-Y-Z-TURN=說明：用張角和終點編程

螺旋線插補是利用工作平面G17（G18或G19）上兩個坐標(biāo)軸的圓弧插補，加上垂直于該平面的另一坐標(biāo)運動構(gòu)成的三軸螺旋插補運動，如圖2-11所示。拓展知識

圖2-11螺旋插補示意

圖2-12圓臺零件拓展知識例2-5：用用SINUMERIK828D系統(tǒng)編制圖2-12所示的圓臺零件。以工件上表面中心為編程原點，采用φ10mm銑刀加工圓臺。編程時考慮刀具半徑5mm進行編程，參考程序如表2-11所示。表2-11圓臺零件的數(shù)控銑削加工程序順序號程序注釋YUANTAI.MPF程序名N10G54G90G17建立工件坐標(biāo)系N20M3S1000

N30G0Z10N40X25Y0下刀點N50G1Z0F100下刀至工件上表面N60X20刀具定位到（X20、YO、Z0）處N70G3X20YOZ-25I-20J0TURN=12螺旋銑削，循環(huán)圈數(shù)12圈N80G3I-20J0底面修平N90G1X20Y-20切向退刀N100G0Z50N110X0Y0N120M5N130M30拓展知識9.暫停指令指令格式：G4F-(S-)說明：1)G4必須在單獨的NC程序段中編程。

2)F表示暫停時間單位為s，S表示暫停主軸轉(zhuǎn)數(shù)

。3）只有在G4程序段中時，地址F和S才用于設(shè)定時間。G4程序段之前編程的F和S保留。拓展知識10.子程序（1）子程序結(jié)構(gòu)與主程序相似，除了用M17指令外，還可以用RET指令結(jié)束子程序，M17或RET要求占用一個獨立的程序段。（2）子程序調(diào)用在一個程序中(主程序或子程序)可以直接用程序名調(diào)用子程序，子程序調(diào)用要求占用一個獨立的程序段。例:N10L785；調(diào)用子程序L785（3）程序重復(fù)調(diào)用次數(shù)P…如果要求多次連續(xù)地執(zhí)行某一子程序，則在設(shè)置時必須在所調(diào)用子程序的程序名后地址P下寫入調(diào)用次數(shù)，最大次數(shù)可以為9999(P1…P9999)。例:N10L888P3；調(diào)用子程序L888，運行3次（4）嵌套深度SINUMERIK828D子程序不僅可以從主程序中調(diào)用，也可以從其它子程序中調(diào)用，子程序的嵌套深度可以為8層，最多可以有12個程序級別（包括主程序級別）。(5)子程序結(jié)束除了用M2指令外，還可以用RET指令結(jié)束子程序。RET要求占用一個獨立的程序段。拓展知識例：用SINUMERIK828D系統(tǒng)編制如圖2-10所示的品字零件程序。圖2-10品字拓展知識零件加工原點在左下方，該零件數(shù)控銑削加工程序如表2-13所示。表2-13SINUMERIK828D系統(tǒng)數(shù)控銑削加工程序順序號程序注釋AA.MPFN10G54G90G40G17N20M3S1000N30G0X50Y75定位第一個“口”字N40Z5N50L11調(diào)用輪廓加工子程序N60G0X27.5Y32定位第二個“口”字"N70L11調(diào)用輪廓加工子程序N80G0X72.5Y32定位第三個“口”字N90L11調(diào)用輪廓加工子程序N100G0Z100N110M5N120M30拓展知識L11.SPFN10G91N20G1X-12Y-12F200N30G1Z-10F120N40G1Y24N50X24N60Y-24N70X-24N80G0Z10N90G90N100RET拓展知識11.主軸轉(zhuǎn)速極限指令格式：G25S-說明：G25為主軸轉(zhuǎn)速下限，G26為主軸轉(zhuǎn)速上限。拓展知識12.可編程的零點偏移指令格式：

TRANSX-Y-Z-

說明：絕對零點偏移，將G54-G57、G505-G599坐標(biāo)系平移到X、Y指定位置。

ATRANSX-Y-Z-說明：相對零點偏移。

TRANS

說明：取消偏移。

TRANS/ATRANS說明：要求一個獨立的程序段

。13.可編程的旋轉(zhuǎn)指令格式：

ROTX-Y-Z-或ROTRPL=-

說明：繞G54-G57等建立的坐標(biāo)系的零點絕對旋轉(zhuǎn)。

AROTX-Y-Z-或AROTRPL=-說明：相對旋轉(zhuǎn)。

ROT

說明：取消旋轉(zhuǎn)。

ROT/AROT

說明：要求一個獨立的程序段。拓展知識

例2-7：SINUMERIK828D系統(tǒng)編制圖2-14所示的零件（假設(shè)僅編寫軌跡，不考慮刀具直徑尺寸）。圖2-14坐標(biāo)平移和旋轉(zhuǎn)拓展知識順序號程序注釋PYHXZ.MPF程序名N10G54G90G17建立工件坐標(biāo)系N20M3S1000

N30G0Z10N40TRANSX12Y8將G54偏移到（X12、Y8）處加工輪廓。N50L10N60TRANSN70TRANSX22Y25將G54偏移到（X22、Y25）處，并旋轉(zhuǎn)60°，加工輪廓。N80AROTRPL=60N90L10N100AROTN110TRANSN120ATRANSX20Y0將G54相對偏移到（X20、Y0）處，并旋轉(zhuǎn)45°，加工輪廓。N130AROTRPL=45N140L10N150AROTN160ATRANSN170G0Z50N180M5N190M30工件在不同位置上出現(xiàn)重復(fù)的形狀，且個別形狀旋轉(zhuǎn)，假設(shè)G54編程原點設(shè)置在（0,0）處，編程時可以先偏移再旋轉(zhuǎn)。參考程序如表2-13所示。表2-13零點偏移和旋轉(zhuǎn)零件的數(shù)控銑削加工程序拓展知識L10.SPF子程序名N10G0X0Y0子程序輪廓N20Z5N30G1Z-5F80N40G1X15N50X0Y10N60Y0N70G0Z50N80M2拓展知識13.可編程的比例指令格式：

SCALEX-Y-Z-

說明：通過G54-G57等建立的坐標(biāo)系設(shè)置的有效坐標(biāo)對縮放

ASCALEX-Y-Z-

說明：相對縮放

SCALE

說明：取消縮放

SCALE/ASCALE

說明：要求一個獨立的程序段拓展知識例2-8：如圖2-15所示，如將30mmx20mm的矩形框輪廓尺寸縮小0.5倍(15mmx10mm)，則程序為：

SCALEX0.5Y0.5圖2-1514.可編程的鏡像指令格式：

MIRRORX-Y-Z-說明：通過G54-G57等建立的坐標(biāo)系設(shè)置的有效坐標(biāo)絕對鏡像

AMIRRORX-Y-Z-說明：相對鏡像

MIRROR

說明：取消鏡像

MIRROR/AMIRROR

說明：要求一個獨立的程序段

例：用SINUMERIK828D系統(tǒng)編制圖2-16所示的零件。圖2-16可編程鏡像順序號程序注釋JX程序名N10G17建立工件坐標(biāo)系N20M3S1000

N30G0Z10N40L11加工第一象限輪廓ⅠN50MIRRORX0Y軸鏡像，加工第二象限輪廓ⅡN60L11N70AMIRRORY0X軸鏡像，加工第三象限輪廓ⅢN80L11N90MIRRORY0X軸鏡像，加工第四象限輪廓ⅣN100L11N110G0Z50N120M5N130M30工件利用鏡像編程假設(shè)其子程序為L11，則主程序可參考表2-14所示。表2-14鏡像零件的數(shù)控銑削加工程序拓展知識二、零件數(shù)控加工回零（回參考點）2.對刀3.程序輸入4.加工零件拓展知識項目實踐

完成圖2-24所示零件的數(shù)控加工程序的編制，并對零件進行加工。一、實踐內(nèi)容

圖2-24直槽實踐題二、實踐步驟1.零件數(shù)控加工參考方案：（1）用中心鉆及麻花鉆在下刀點鉆預(yù)孔。（2）用Φ16鍵槽銑刀粗銑十字凹槽，留0.1mm精加工單邊余量。（3）用Φ8鍵槽銑刀粗銑四邊凹槽，留0.1mm精加工單邊余量。（4）用Φ16立銑刀精銑十字凹槽。（5）用Φ8立銑刀精銑四邊凹槽。2.確定切削用量，填寫工序卡。3.編寫零件程序4.加工操作5.零件精度檢測6.對工件進行誤差與質(zhì)量分析并優(yōu)化程序。項目實踐

7.槽類加工的注意事項下刀點位置都應(yīng)設(shè)在要加工的廢料部位。如果下刀點位于空料位置，可直接用G00下刀；若在料中，最好用鍵槽刀；若一次切深較多，宜先鉆引孔，然后用立銑刀或鍵槽刀從引孔處下刀。精修槽形邊界時，應(yīng)考慮刀具的引入、引出，盡可能地采用切向引入、引出。為保證槽底的質(zhì)量，宜在最后深度時對槽底作小余量的精修加工。從一個槽形加工完成到另一槽形，必須先做G00的抬刀操作，提到坯料表面安全處，再移動XY，移動過程中應(yīng)考慮可能的干涉情形。項目實踐

數(shù)控銑削編程與加工項目三輪廓類零件的加工項目任務(wù)一圖3-1八角凸模板

如圖3-1所示，已知毛坯規(guī)格為80mm×80mm×20mm，材料為45鋼，毛坯六面已加工，要求編制八角凸模板零件加工程序并完成零件的加工。（任務(wù)一）相關(guān)知識一、外輪廓加工的工藝1.輪廓加工方案的選擇輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，主要采用立銑刀加工，為保證加工面光滑，刀具應(yīng)沿輪廓線切線切入與切出。。粗銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可達IT11～IT13級，Ra6.3～25μm；精銑的尺寸精度和表面粗糙度一般可達IT8～IT10級，Ra1.6～6.3μm。2.順銑和逆銑的選擇輪廓銑削有順銑和逆銑兩種方式，如圖3-2所示，銑刀旋轉(zhuǎn)切入工件的方向與工件的進給方向相同時稱為順銑，相反時稱為逆銑。

圖3-2順銑和逆銑（任務(wù)一）

順銑與逆銑的選擇方法如下：（a）順銑有利于提高刀具的耐用度和工件裝夾的穩(wěn)定性，但容易引起工作臺竄動，甚至造成事故。順銑的加工范圍應(yīng)是無硬皮的工件表面。精加工時，銑削力較小，不容易引起工作臺竄動，多用順銑。同時順銑時無滑移現(xiàn)象，加工后的表面比逆銑好。對難加工材料的銑削，采用順銑可以減少切削變形，降低切削力和功率。（b）逆銑多用于粗加工，在銑床上加工有硬皮的鑄件、鍛件毛坯時，一般采用逆銑。（c）對于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料來說，建議采用順銑加工，以利于降低表面粗糙度值和提高刀具耐用度。相關(guān)知識（任務(wù)一）

3.刀具的選擇外輪廓（凸臺、臺階等）一般采用立銑刀加工（圖3-3），常用立銑刀有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。立銑刀是數(shù)控銑削中最常用的一種銑刀，其圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布著副切削刃，主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無切削刃，所以立銑刀工作時不能作軸向進給，端面刃主要用來加工與側(cè)面相垂直的底平面。圖3-3立銑刀（任務(wù)一）相關(guān)知識

4.切入切出點的確定

銑削外輪廓時，一般采用立銑刀側(cè)刃進行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，銑刀的切入和切出點應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，如圖3-4所示。對于連續(xù)銑削輪廓，特別是用圓弧插補方式銑削外整圓時，刀具應(yīng)從切向進入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點處直接退刀，而要讓刀具沿切線方向多運動一段距離（圖3-5），以免取消刀具補償時，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報廢。圖3-4刀具切入和切出時的外延

圖3-5銑削外圓進給路線（任務(wù)一）相關(guān)知識二、刀具半徑補償指令指令格式：G41/G42G01/G00X-Y-D-………G40G01/G00X-Y-說明：

（1）G41、G42分別指刀具半徑左補和右補（如圖3-6所示）；圖3-6刀具半徑補償相關(guān)知識（任務(wù)一）

（2）G40為取消刀具半徑補償。

（3）D為刀具半徑補償?shù)刂贰＠鼶01表示刀具半徑補正地址為01號，如D01=5，則表示補正值為5mm。D01的設(shè)置如圖3-7所示（在JOG方式OFFSET界面，番號001行，形狀D列）。圖3-7刀具半徑補償D01的設(shè)置相關(guān)知識（任務(wù)一）

（4）一般情況下，刀具半徑補償值為正值，但若取負值，則會引起G41和G42的相互轉(zhuǎn)化。例：直徑為10mm的刀具加工如圖3-8所示的零件，試用刀具半徑補償指令進行編程程序如表3-1所示。

圖3-8刀具半徑補償編程相關(guān)知識（任務(wù)一）表3-1刀具半徑補償編程順序號程序注釋N10G54G90G17G40建立加工坐標(biāo)系N20M03S1000

N30G00X-35Y-50A點定位N40G41G01X-35Y-40F100D01AB建立刀補N50Y35BC沿切線切入加工N70X30切削到D點N80G02X35Y30R5圓弧切削到E點N90G01Y-30切削到F點N100G02X30Y-35R5圓弧切削到G點N110G01X-40GH沿切線切出N120G40G00X-50Y-35HI取消刀補N130G00Z100抬刀N140M05

N150M30

相關(guān)知識（任務(wù)一）注意：（1）刀具只有在平面內(nèi)直線運動時，才可建立或取消刀具半徑補償，在圓弧運動時，不能建立或取消刀具半徑補償。（2）建立刀具半徑補償?shù)某绦蚨危话銘?yīng)在切入工件之前完成；取消刀具半徑補償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切出工件之后完成，否則都會引起過切現(xiàn)象。

(3)使用刀具半徑補償編程時，不必考慮刀具的半徑，直接按零件圖樣的尺寸進行編程。在加工時按圖3.4所示，在D01中直接輸入刀具半徑值5即可。

(4)刀具半徑補償建立段和取消段直線長度應(yīng)大于補正值（如本例應(yīng)大于5mm），否則在加工時系統(tǒng)會報警。（5）具有刀具補償時要先進行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)才可進行刀具半徑補償和刀具長度補償；在有縮放功能時，要先縮放后旋轉(zhuǎn)，各指令排列順序如下：

G51…G68…G41/G42…G40…G69…

G50…相關(guān)知識（任務(wù)一）刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用（1）應(yīng)用刀具半徑補償指令加工時，刀具中心始終與零件輪廓相距一個刀具半徑值。當(dāng)?shù)毒吣p時，刀具半徑變小，只需在刀具半徑補正D地址處輸入改變后的刀具半徑，不必修改程序即可。（2）應(yīng)用刀具半徑補償功能，可實現(xiàn)利用一把刀具、同一個程序?qū)α慵M行粗、精加工。如圖3-9，設(shè)粗加工余量為R+Δ，則把R+Δ值輸入到對應(yīng)的D地址中，即可進行粗加工。

設(shè)精加工余量為R，則把R值輸入到對應(yīng)的D地址中，即可進行精加工。圖3-9刀具半徑補償?shù)膽?yīng)用相關(guān)知識（任務(wù)一）

說明：實際加工時，通常把利用一把刀具、同一個程序，利用刀具半徑補償對零件進行粗、精加工的方法稱為偏置法加工。如圖3-10所示，程序不變，偏置距離作為刀具半徑補償值，每改變一次刀具半徑補償值，加工一次工件，這樣可以大大簡化編程工作量。對于零件中剩余的孤島可以采用其他方法加工。用偏置法加工時，偏置值的增量值應(yīng)小于刀具直徑，使刀具的兩次加工時能有重疊，如圖3-11所示。圖3-10偏置法加工

圖3-11偏置寬度(a太大b合適)（任務(wù)一）項目實施一、制定零件加工工藝1.零件結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析（1）零件加工內(nèi)容有正方形、圓柱體和八角形凸臺，尺寸要求較高；（2）零件需粗銑、半精銑和精銑；（任務(wù)一）2.零件加工工藝及工裝分析（1）零件用平口虎鉗裝夾，伸出鉗口12mm左右；（2）加工方法及刀具選擇：

1）粗銑采用φ20mm粗立銑刀粗銑正方形外輪廓，留0.50mm單邊余量；粗銑八角形凸臺，留0.50mm

單邊余量；粗銑圓柱體，留0.50mm單邊余量。

2）半精銑采用φ20mm精立銑刀半精銑八角形凸臺、圓柱體、正方形外輪廓，留0.10mm單邊余量.3）精銑采用φ20mm精立銑刀實測工件尺寸，調(diào)整刀具參數(shù)，精銑八角形凸臺、圓柱體、正方形外輪廓項目實施（任務(wù)一）3.數(shù)控加工工序卡填寫如表3-2所示的數(shù)控加工工序卡。

3-2八角凸模板零件數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡片工序號工序內(nèi)容單位零件名稱零件圖號材料夾具名稱使用設(shè)備八角凸模板3-145#鋼平口虎鉗數(shù)控銑床工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速(r.min-1)進給速度(mm.min-1)背吃刀量mm備注1粗銑T01Φ20粗立銑刀12008052半精銑T02Φ20精立銑刀15001000.13精銑T02Φ20精立銑刀1800120編制審核批準(zhǔn)第頁共頁項目實施（任務(wù)一）二、編制數(shù)控加工程序

如圖3-1所示的零件，選取工件上表面中心為編程原點，F(xiàn)ANNUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑削加工程序如表所示。項目實施（任務(wù)一）順序號程序注釋O0031程序名N10G54G90G00X0Y0建立G54工件坐標(biāo)系N20M03S1200N30G00Z30N40G00X-32.5Y-50N50Z5M08N60G01Z-5.25F80切深N70G41G01X-32.5Y-40D01F120調(diào)用刀具半徑補償銑削正方形外輪廓至粗銑D01=N80Y32.5N90X32.5N100Y-32.5N110X-40N120G40G00X-50Y-32.5取消刀具半徑補償N130G01Z-10.5F80切深N140G00X-32.5Y-50N150G41G01X-32.5Y-40D01F120調(diào)用刀具半徑補償銑削正方形外輪廓至粗銑D01=N160Y32.5N170X32.5N180Y-32.5N190X-40N200G40G00X-50Y-32.5取消刀具半徑補償N210G00Z10……順序號程序注釋O0032程序名N220G54G90G00X0Y0N230M03S1200N240G00X-33Y-50N250Z5N260G01Z-3.5F80切深N270G41G01X-22.5Y0D01F120調(diào)用刀具半徑補償銑削八角形凸臺至粗銑D01=N280G01X-15.908Y15.908N290X0Y22.5N300X15.908Y15.908N310X22.5Y0N320X15.908Y-15.908N330X0Y-22.5N340X-15.908Y-15.908N350X-22.5Y0N360G40G00X-33Y50取消刀具半徑補償N370G00Z10……粗銑、半精銑和精銑時使用同一個加工程序，只需調(diào)整刀具參數(shù)和切削參數(shù)?？煞?次調(diào)用相同的程序進行加工即可。粗銑D01=，半精銑D01=，精銑D01可根據(jù)測量后尺寸再確定。（任務(wù)一）項目實施順序號程序注釋O0033程序名N380G54G90G00X0Y0N390M03S1200N400X-33Y-50N410Z5N420G01Z-7F80切深N430G41G01X-22.5Y-40D01F120調(diào)用刀具半徑補償銑削圓柱體至粗銑D01=N440Y0N450G02I22.5J0N460G40G00X-22.5Y40取消刀具半徑補償N470Z100M09取消刀具長度補償N480M05N490M30粗銑、半精銑和精銑時使用同一個加工程序，只需調(diào)整刀具參數(shù)和切削參數(shù)。可分3次調(diào)用相同的程序進行加工即可。粗銑D01=，半精銑D01=，精銑D01可根據(jù)測量后尺寸再確定。（任務(wù)一）三、FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑床加工項目實施1．選擇機床、數(shù)控系統(tǒng)并開機。2．機床各軸回參考點。3．安裝工件。4．安裝刀具并對刀。5．輸入加工程序，并檢查調(diào)試。6．手動移動刀具退至距離工件較遠處。7．自動加工。8．測量工件，優(yōu)化程序，對工件進行誤差與質(zhì)量分析。（任務(wù)一）（任務(wù)二）如圖3-13所示，已知毛坯外形各基準(zhǔn)面已加工完畢，規(guī)格為110mm×110mm×20mm，材料為鋁，要求編制十字型腔零件加工程序并完成零件的加工。項目任務(wù)二圖3-13相關(guān)知識一、內(nèi)輪廓加工的工藝1.加工方法的選擇內(nèi)輪廓加工通常是在實體上加工，型腔有一定的深度，需正確選擇刀具和下刀方式。（1）小面積切削和零件加工精度要求不高時，一般采用鍵槽銑刀垂直下刀、并進行型腔切削。這種方法下刀速度不能過快，否則會引起震動，并損壞切削刃。（2）寬度大、深切削和零件加工精度要求較高時，一般先采用鉆頭（或鍵槽銑刀）垂直下刀，預(yù)鉆落刀工藝孔后，再換立銑刀加工型腔。這種方法需增加一把刀具，也增加換刀時間。實際加工時根據(jù)加工情況，還可采用立銑刀螺旋下刀或者斜插式下刀。（任務(wù)二）2.進給路線的選擇內(nèi)輪廓的型腔的進給路線有三種方法：行切法（圖3-14a）、環(huán)切法(圖3-14b)、“行切+環(huán)切”法(圖3-14c)。從進給路線的長短看，行切法要優(yōu)于環(huán)切法；但對于小面積型腔，環(huán)切法要優(yōu)于行切法；“行切+環(huán)切”法是先用行切法，最后換切一刀光整輪廓表面，這種方法對于大面積型腔效果較好。

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