西门子数控铣床及实例操作数控专业毕业论文

1、毕 业 论 文题 目 西门子数控铣床及实例操作 专 业 数控加工与维护工程 班 级 学 生 指导教师 西安工业大学函授部二 0 0 九 年摘 要在数控编程之前，编程员应了解所用数控机床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。根据零件形状尺寸及其技术要求，分析零件的加工工艺，选定合适的机床、刀具与夹具，确定合理的零件加工工艺路线、工步顺序以及切削用量等工艺参数，这些工作与普通机床加工零件时的编制工艺规程基本是相同的。 1.确定加工方案 此时应考虑数控机床使用的合理性及经济性，并充分发挥数控机床的功能。 2.工夹具的设计和选择 应特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧过程，以减少辅助时间。

2、使用组合夹具，生产准备周期短，夹具零件可以反复使用，经济效果好。此外，所用夹具应便于安装，便于协调工件和机床坐标系之间的尺寸关系。 3.选择合理的走刀路线 合理地选择走刀路线对于数控加工是很重要的。应考虑以下几个方面： (1)尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产效率。 (2)合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没有冲击。 (3)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求。 (4)保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面的干涉。 (5)有利于简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量。 4.选择合理的刀具 根据工件材料的性能、机床的加工能力、加工工序的类型、切削用量以及其它与加

3、工有关的因素来选择刀具，包括刀具的结构类型、材料牌号、几何参数。 5.确定合理的切削用量 在工艺处理中必须正确确定切削用量。刀位轨迹计算 在编写NC程序时，根据零件形状尺寸、加工工艺路线的要求和定义的走刀路径，在适当的工件坐标系上计算零件与刀具相对运动的轨迹的坐标值，以获得刀位数据，诸如几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、几何元素的交点或切点等坐标值，有时还需要根据这些数据计算刀具中心轨迹的坐标值，并按数控系统最小设定单位（如 0.001mm）将上述坐标值转换成相应的数字量，作为编程的参数。 在计算刀具加工轨迹前，正确选择编程原点和工件坐标系是极其重要的。工件坐标系是指在数控编程时，在工件上确定

4、的基准坐标系，其原点也是数控加工的对刀点。 工件坐标系的选择原则为: (1)所选的工件坐标系应使程序编制简单； (2)工件坐标系原点应选在容易找正、并在加工过程中便于检查的位置； (3)引起的加工误差小。编制或生成加工程序清单 根据制定的加工路线、刀具运动轨迹、切削用量、刀具号码、刀具补偿要求及辅助动作，按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求，编写或生成零件加工程序清单，并需要进行初步的人工检查，并进行反复修改。程序输入 在早期的数控机床上都配备光电读带机，作为加工程序输入设备，因此，对于大型的加工程序，可以制作加工程序纸带，作为控制信息介质。近年来，许多数控机床都采用磁盘、计算机通讯技

5、术等各种与计算机通用的程序输入方式，实现加工程序的输入，因此，只需要在普通计算机上输入编辑好加工程序，就可以直接传送到数控机床的数控系统中。当程序较简单时，也可以通过键盘人工直接输入到数控系统中。数控加工程序正确性校验 通常所编制的加工程序必须经过进一步的校验和试切削才能用于正式加工。当发现错误时，应分析错误的性质及其产生的原因，或修改程序单，或调整刀具补偿尺寸，直到符合图纸规定的精度要求为止。关键词 数控工艺 数控机床 编程 零件加工目 录第一章 数铣/加工中心及其加工工艺1.1 数控加工技术概述1.2 数控加工的工艺路线分析1.3 数控加工中刀具的选择与切削用量的确定1.4 数控加工中的夹

6、具简介1.5 数控加工中的常用量具第二章 数铣/加工中心编程基础2.1 数控机床的坐标系2.2 数控加工程序的格式2.3 数控机床程序编制的有关规定2.4 数控常用指令代码2.5 子程序的应用2.6 刀具补偿指令及其编程方法第三章 典型零件的加工3.1 零件图的加工结语致谢参考文献第一章 数铣/加工中心及其加工工艺1.1数控加工技术概述 1.1。1数控编程及其发展 数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实际的强烈需求，国内

7、外都对数控编程技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。下面就对数控编程及其发展作一些介绍。1.1。2数控编程的基本概念 数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点（cutterlocationpoint简称CL点）。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。1.1。3数控编程技术的发展概况 为了解决数控加工中的程序编制问题，50年代，MIT设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言，称为APT（AutomaticallyProgrammedTool）。其后，APT几经发展，形成了诸如APTII、APTIII（立体切削用）

8、、APT（算法改进，增加多坐标曲面加工编程功能）、APTAC（Advancedcontouring）(增加切削数据库管理系统)和APT/SS（SculpturedSurface）(增加雕塑曲面加工编程功能)等先进版。 采用APT语言编制数控程序具有程序简炼，走刀控制灵活等优点，使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级，上升到面向几何元素.APT仍有许多不便之处：采用语言定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接；不容易作到高度的自动化，集成化。 针对APT语言的缺点，19

9、78年，法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化的系统，称为为CATIA。随后很快出现了象EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Pro/Engineering，MasterCAM及NPU/GNCP等系统，这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示，交互设计、修改及刀具轨迹生成，走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了CAD和CAM向一体化方向发展。到了80年代，在CAD/CAM一体化概念的基础上，逐步形成了计算机集成制造系统（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前，为了适应CIMS及CE发展的需要，数控编程系统正向集成化和智能化夫发展。 在集成化方面，以开发符合

10、STEP（StandardfortheExchangeofProductModelData）标准的参数化特征造型系统为主，目前已进行了大量卓有成效的工作，是国内外开发的热点；在智能化方面，工作刚刚开始，还有待我们去努力。12数控加工的工艺路线分 理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的23倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法， 由于生产规模的差异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的加工方案。 121加工

11、工序划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种。 1保证精度的原则 数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。 2 提高生产效率的原则 数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来

12、加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。 实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。 122加工路线的确定 在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。 下面举例分析数控机床加工零件时常用的加工路线。 123车圆锥的加工路线分析 数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为D，

13、小径为d ，锥长为L，车圆锥的加工； 阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距S要作精确的计算，可有相似三角形得； 此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短； 相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距S，同样由相似三角形可计算得；按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。 斜线加工路线，只需确定了每次背吃刀量ap，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。 124车圆弧的加工路线分析 应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需

14、要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。 车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。 车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量ap后，对90圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。 车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。

15、由几何关系CD=OC-OD= -R=0.414R，此为车锥时的最大切削余量，即车锥时，加工路线不能超过AB线。可得AC=BC=0.586R，这样可确定出车锥时的起点和终点。当R不太大时，可取AC=BC=0.5R。此方法数值计算较繁，刀具切削路线短。 125车螺纹时轴向进给距离的分析 车螺纹时，刀具沿螺纹方向的进给应与工件主轴旋转保持严格的速比关系。考虑到刀具从停止状态到达指定的进给速度或从指定的进给速度降至零，驱动系统必有一个过渡过程，沿轴向进给的加工路线长度，除保证加工螺纹长度外，还应增加1（5mm）的刀具引入距离和2（2mm）的刀具切出距离，这样来保证切削螺纹时，在升速完成后使刀具接触工件

16、，刀具离开工件后再降速。 126轮廓铣削加工路线的分析 对于连续铣削轮廓，特别是加工圆弧时，要注意安排好刀具的切入、切出，要尽量避免交接处重复加工，否则会出现明显的界限痕迹。用圆弧插补方式铣削外整圆时，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，不要在切点处直接退刀，而让刀具多运动一段距离，最好沿切线方向，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面相碰撞，造成工件报废。铣削内圆弧时，也要遵守从切向切入的原则，安排切入、切出过渡圆弧，若刀具从工件坐标原点出发，其加工路线为12345，这样，来提高内孔表面的加工精度和质量。 127位置精度要求高的孔加工路线的分析 对于位置精度要求精度较高的孔系加工

17、，特别要注意孔的加工顺序的安排，安排不当时，就有可能将沿坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。在该零件上加工的六个尺寸相同的孔，有两种加工路线。当路线加工时，由于5、6孔与1、2、3、4孔定位方向相反，在Y方向反向间隙会使定位误差增加，而影响5、6孔与其它孔的位置精度。路线加工完4孔后，往上移动一段距离到P点，然后再折回来加工5、6孔，这样方向一致，可避免反向间隙的引入，提高5、6孔与其它孔的位置精度。 128铣削曲面的加工路线的分析 铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定。对于边界敞开的曲面加

18、工，可采用两种加工路线。对于发动机大叶片，每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。当采用加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便于加工后检验，叶形的准确度高，但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的，没有其他表面限制，所以曲面边界可以延伸，球头刀应由边界外开始加工。 以上通过分析了数控加工中常用的加工路线，实际生产中，加工路线的确定要根据零件的具体结构特点，综合考虑，灵活运用。而确定加工路线的总原则是：在保证零件加工精度和表面质量的条件下，尽量缩短加工路线，以提高生产率。13数控加工中心刀具的选择与切削用量的确定13.1数控加工常用刀具的种类及

19、特点数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调

20、、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%40%，金属切除量占总数的80%90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。13.2数控加工刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原

21、则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，

22、因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄

23、（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。13.3数控加工切削用量的确定合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济

24、性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般L的取值范围为：L=（0.60.9）d。切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrN

25、i2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。式中，d为刀具或工件直径（mm）。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。进给速度vF 。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF可选择得大些。在加工过程中，vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控

26、编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。14数控加工中的夹具简介14.1数控车床夹具数控车床夹具主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘等。三爪自定心卡盘如图3-37所示，可自动定心，装夹方便，应用较广，但它夹紧力较小，不便于夹持外形不规则的工件。 四爪单动卡盘如图3-38所示，其四个爪都可单独移动，安装工件时需找正，夹紧力大，适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大的工件

27、。通常用花盘装夹不对称和形状复杂的工件，装夹工件时需反复校正和平衡。 14.2数控铣床夹具数控铣床常用夹具是平口钳，先把平口钳固定在工作台上，找正钳口，再把工件装夹在平口钳上，这种方式装夹方便，应用广泛，适于装夹形状规则的小型工件。14.3加工中心夹具数控回转工作台是各类数控铣床和加工中心的理想配套附件，有立式工作台、卧式工作台和立卧两用回转工作台等不同类型产品。立卧回转工作台在使用过程中可分别以立式和水平两种方式安装于主机工作台上。工作台工作时，利用主机的控制系统或专门配套的控制系统，完成与主机相协调的各种必须的分度回转运动。为了扩大加工范围，提高生产效率，加工中心除了沿X、Y、Z三个坐标轴

28、的直线进给运动之外；往往还带有A、B、C三个回转坐标轴的圆周进给运动。数控回转工作台作为机床的一个旋转坐标轴由数控装置控制，并且可以与其他坐标联动，使主轴上的刀具能加工到工件除安装面及顶面以外的周边。回转工作台除了用来进行各种圆弧加工或与直线坐标进给联动进行曲面加工以外，还可以实现精确的自动分度。因此回转工作台已成为加工中心一个不可缺少的部件。除以上通用夹具外，数控机床夹具主要采用拼装夹具、组合夹具、可调夹具和数控夹具。15 数控加工中常用量具1.5.1、游标卡尺 最常用的通用量具，可用于测量工件内外尺寸、宽度、厚度、深度和孔距等。 1.5.2、外径千分尺 外径千分尺是利用螺旋副测微原理制成的

29、量具，主要用于各种外尺寸和形位偏差的测量。 1.5.3、内径千分尺 内径千分尺主要用于测量内径，也可用于测量槽宽和两个内端面之间的距离。 1.5.4、万能游标角度尺 角度尺主要用于各种锥面的测量，精度较低。 1.5.5、表面粗糙度工艺样板 车削表面粗糙度工艺样板是以其工作面粗糙度为标准，将被测工件表面与之比较，从而大致判断工件加工表面的粗糙度等级。 1.5.6、螺纹检测量具 （1）螺纹千分尺可用来检测螺纹中径 （2）三针也可用来检测螺纹中径，比螺纹千分尺精度更高 （3）螺纹环规可用来检验外螺纹合格与否，根据不同精度选用不同等级的环规 （4）螺纹塞规可用来检验内螺纹合格与否，根据不同精度选用不同

30、等级的塞规 （5）工具显微镜可检测螺纹的各参数，并可测得各参数具体数值第二章 数铣/加工中心编程基础21 机床坐标系2.1.1机床坐标系XYZ是生产厂家在机床上设定的坐标系，其原点是机床上的一个固定点，作为数控机床运动部件的运动参考点，在一般数控车床中，如图1所示，原点为卡盘端面与主轴轴线的交点；在一般数控立铣床中，原点为运动部件在X、Y、Z三根坐标轴反方向运动的极限位置的交点，即在此状态下的工作台左前角上。图1数控车床坐标系的原点2.1.2 工件坐标系 设定工件坐标系XpYpZp目的是为了编程方便。设置工件坐标系原点的原则尽可能选择在工件的设计基准和工艺基准上，工件坐标系的坐标轴方向与机床坐

31、标系的坐标轴方向保持一致。在数控车床中，如图2所示，原点Op点一般设定在工件的右端面与主轴轴线的交点上。在数控铣床中，如图3所示，Z轴的原点一般设定在工件的上表面，对于非对称工件，X、Y轴的原点一般设定在工件的左前角上；对于对称工件，X、Y轴的原点一般设定在工件对称轴的交点上。图2数控车床工件坐标系的原点 图3数控铣床工件坐标系的原点2.2数控加工程序的格式2.2.1程序结构程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一段程序。零件加工程序的主体由若干个程序段组成。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写和打印时，

32、每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。2.2.2程序格式常规加工程序由开始符(单列一段)、程序名(单列一段)、程序主体和程序结束指令(一般单列一段)组成。程序的最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在ISO代码中是%，在EIA代码中是ER。程序结束指令可用M02(程序结来)或M30（纸带结束）。现在的数控机床一般都使用存储式的程序运行，此时M02与M30的共同点是:在完成了所在程序段其它所有指令之后，用以停止主轴、冷却液和进给，并使控制系统复位。M02与M30在有些机床(系统)上使用时是完全等效的，而在另一些机床(系统)上使用有如下不同：用M02结束程序场合，自

33、动运行结束后光标停在程序结束处；而用M3O结束程序运行场合，自动运行结束后光标和屏幕显示能自动返回到程序开头处，一按启动钮就可以再次运行程序。虽然M02与M30允许与其它程序字合用一个程序段，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。程序名位于程序主体之前、程序开始符之后，它一般独占一行。程序名有两种形式:一种是以规定的英文字(多用O)打头、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，常见的是两位和四位两种。这种形式的程序名也可称作程序号。另一种形式是，程序名由英文字、数字或英文、数字混合组成，中间还可以加入“”号。这种形式使用户命名程序比较灵活，例如在LC30型数控车

34、床上加工零件图号为215的法兰第三道工序的程序，可命名为LC30-FIANGE-215-3，这就给使用、存储和检索等带来很大方便。程序名用哪种形式是由数控系统决定的。 % O1001 N0 G92 X0 Y0 Z0 N5 G91 G00 X50 Y35 S500 MO3 N10 G43 Z-25 T01.01 N15 G01 G007 Z-12 N20 G00 Z12 N25 X40 N30 G01 Z-17 N35 G00 G44 Z42 M05 N40 G90 X0 Y0 N45 M30 %2.2.3程序段格式程序段中字、字符和数据的安排形式的规则称为程序段格式(block format)

35、。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。这两种程序段格式己经过时，目前国内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，程序字长是不固定的，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。数控机床的编程说明书中用详细格式来分类规定程序编制的细节：程序编制所用字符、程序段中程序字的顺序及字长等。例如: / NO3 G02 X+053 Y+053 I0 J+053 F031 S04 T04 M03 LF上例详细格式分

36、类说明如下：N03为程序段序号；G02表示加工的轨迹为顺时针圆弧；X+053、Y+053表示所加工圆弧的终点坐标；I0、J+053表示所加工圆弧的圆心坐标；F031为加工进给速度；S04为主轴转速；T04为所使用刀具的刀号；M03为辅助功能指令；LF程序段结束指令；/为跳步选择指令。跳步选择指令的作用是:在程序不变的前提下，操作者可以对程序中的有跳步选择指令的程序段作出执行或不执行的选择。选择的方法，通常是通过操作面板上的跳步选择开关扳向ON或OFF，来实现不执行或执行有“/”的程序段。2.2.4主程序与子程序编制加工程序有时会遇到这种情况：一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序要使用

37、它。我们可以把这组程序段摘出来，命名后单独储存，这组程序段就是子程序。子程序是可由适当的机床控制指令调用的一段加工程序，它在加工中一般具有独立意义。调用第一层子程序的指令所在的加工程序叫做主程序。调子程序的指令也是一个程序段，它一般由子程序调用指令、子程序名称和调用次数等组成，具体规则和格式随系统而别，例如同样是“调用55号子程序一次”，FANUC系统用“M98 P55。”，而美国A-B公司系统用“P55x”。子程序可以嵌套，即一层套一层。上一层与下一层的关系，跟主程序与第一层子程序的关系相同。最多可以套多少层，由具体的数控系统决定。子程序的形式和组成与主程序大体相同：第一行是子程序号(名)，

38、最后一行则是“子程序结束”指令，它们之间是子程序主体。不过，主程序结束指令作用是结束主程序、让数控系统复位，其指令已经标准化，各系统都用M02或M30；而子程序结束指令作用是结束子程序、返回主程序或上一层子程序，其指令各系统不统一，如FANUC系统用M99、西门子系统用M17，美国AB公司的系统用M02等。 在数控加工程序中可以使用用户宏(程序)。所谓宏程序就是含有变量的子程序，在程序中调用宏程序的指令称为用户宏指令，系统可以使用用户宏程序的功能叫做用户宏功能。执行时只需写出用户宏命令，就可以执行其用户宏功能。 用户宏的最大特征是： 可以在用户宏中使用变量； 可以使用演算式、转向语句及多种函数

39、 可以用用户宏命令对变量进行赋值。 数控机床采用成组技术进行零件的加工，可扩大批量、减少编程量、提高经济效益。在成组加工中，将零件进行分类，对这一类零件编制加工程序，而不需要对每一个零件都编一个程序。在加工同一类零件只是尺寸不同时，使用用户宏的主要方便之处是可以用变量代替具体数值，到实际加工时，只需将此零件的实际尺寸数值用用户宏命令赋与变量即可。2.3数控机床程序编制的有关规定众所周知，使用数控机床的目的是要有效地高质量地加工出合格的零件来，所谓合格的零件必须是符合图纸要求的产品。而机床怎么会知道图纸的要求呢？这必须由人来告诉它。人又是以何种方式、以什么规则和约定告诉给机床的呢？这就必须制定出

40、数控机床程序编制的规则来。换言之，我们必须把零件的图纸尺寸、工艺路线、切削参数等内容，用数控机床能够接受的数字及文字代码来表示，再根据代码的规定形式制成输入介质（如穿孔带、磁带、卡片等），然后将输入介质所记载的信息输入到数控装置中去，从而才能自动控制机床进行加工。这种从零件图到制成输入介质的过程叫做数控机床的程序编制。数控机床的程序编制分为手工编程和自动编程两种。手工编程的一般步骤包括工艺处理、运动轨迹的坐标计算、填写程序单、制备输入介质和程序校核等。自动编程过程也是按上述步骤进行的，只不过其中的大部分工作是由计算机或自动编程器来完成的。根据输入方式的不同，自动编程分为语言输入、图形输入和语音

41、输入三种方式。自动编程语言常见的有APT，SKC1，ZCX1等。为了使机床能够接收所编制的程序，必须有相应的规定。下面分别叙述这些概念。2.3.1穿孔带和代码数控机床的信息读入方式有两种：一是手动输入方式；二是自动输入方式。因此作为数控机床信息载体的控制介质也有两类：一类是自动输入时的穿孔带、穿孔卡片、磁带、磁盘等；另一类是控制台手动输入时的键盘、波段开关、手动数据输入（MDI）等等。穿孔带由于有机械的固定代码孔，不易受环境（如磁场）的影响，便于长期保存和重复使用，且程序的存储量大，故至今仍是许多数控机床主要的常用的信息输入方式。2.3.2程序段格式在编制数控机床程序时，首先要根据机床的脉冲当

42、量确定坐标值，然后根据其程序段格式编制数控程序。所谓程序段，就是指为了完成某一动作要求所需的功能“字”的组合。“字”是表示某一功能的一组代码符号，如X2500为一个字，表示X向尺寸为2500；F20为一个字，表示进给速度为20。程序段格式是指一个程序段中各字的排列顺序及其表达形式。常用的程序段格式有三种，即固定顺序程序段格式、带有分隔符的固定顺序程序段格式和字地址程序段格式。由于程序段是由功能“字”组成的，因此，以下先介绍常用功能字，然后再介绍程序段格式。2.3.3 常用功能字一个程序段中，除了由地址符N为首的三位数组成的序号字（N）外，常用的功能字有：准备功能字G；坐标功能字X，Y，Z；辅助

43、功能字M；进给功能字F；主轴转速功能字S和刀具功能字T等。2.3.4 准备功能字。 准备功能字以地址符G为首，后跟二位数字(G00-G99)。 ISO1056 标准对准备功能G的规定见表13。我国的标准为JB320883，其规定ISO10561975(E)等效。 这些准备功能包括：坐标移动或定位方法的指定；插补方式的指定；平面的选择；螺纹、攻丝、固定循环等加工的指定；对主轴或进给速度的说明；刀具补偿或刀具偏置的指定等。 当设计一个机床数控系统时，要在标准规定的G功能中选择一部分与本系统相适应的准备功能，作为硬件设计及程序编制的依据。标准中那些“不指定”的准备功能，必要时可用来规定为本系统特殊的

44、准备功能。表 1 3 ISO 标准对准备功能 G 的规定 代 码 功 能 说 明 代 码 功 能 说 明 G00 点定位 G57 XY 平面直线位移 G01 直线插补 G58 XZ 平面直线位移 G02 顺时针圆弧插补 G59 YZ 平面直线位移 G03 逆时针圆弧插补 G60 准确定位（精） 按规定公差定位 G04 暂停 执行本段程序前暂停一段时间 G61 准确定位（中） 按规定公差定位 G05 不指定 G62 准确定位（粗） 按规定之较大公差定位 G06 抛物线插补 G63 攻丝 G07 不指定 G64-G67 不指定 G08 自动加速 G68 内角刀具偏置 G09 自动减速 G69 外角

45、刀具偏置 G10-G16 不指定 G70-G79 不指定 G17 选择 XY 平面 G80 取消固定循环 取消 G81- G89 的固定循环G18 选择 ZX 平面 G81 钻孔循环 G19 选择 YZ 平面 G82 钻或扩孔循环 G20-G32 不指定 G83 钻深孔循环 G33 切削等螺距旋纹 G84 攻丝循环 G34 切削增螺距旋纹 G85 镗孔循环 1 G35 切削减螺距旋纹 G86 镗孔循环 2 G36-G39 不指定 G87 镗孔循环 3 G40 取消刀具补偿 G88 镗孔循环 4 G41 刀具补偿 - 左侧 按运动方向看， 刀具在工件左侧 G89 镗孔循环 5 G42 刀具补偿

46、- 右侧 按运动方向看， 刀具在工件右侧 G90 绝对值输入方式 G43 正补偿 刀补值加给给定坐标值 G91 增量值输入方式 G44 负补偿 刀补值从给定坐标值减 G92 预制寄存 修改尺寸字 不产生运动 G45 用于刀具补偿 G93 按时间倒数给定进给速度 G46-G52 用于刀具补偿 G94 进给速度 （mm/min） G53 直线位移功能取消 G95 进给速度（mm/r（主轴） G54 X 轴直线位移 G96 主轴恒线速度（ m/min ） G55 Y 轴直线位移 G97 主轴转速（ r/min ） 取消 G96 的指定 G56 Z 轴直线位移 G98-G99 不指定 2.3.5 坐标

47、功能字。坐标功能字(又称为尺寸字)用来设定机床各坐标之位移量。它一般使用 X，Y，Z ，U ，V ，W ，P ，Q ，R ，A ，B ，C ，D ，E 等地址符为首，在地址符后紧跟着“+”(正)或“”(负)及一串数字， 该数字一般以系统脉冲当量为单位，不使用小数点。一个程序段中有多个尺寸字时，一般按上述地址符顺序排列。2.3.6 进给功能字。进给功能字用来指定刀具相对工件运动的速度。其单位一般为 mm/min。当进给速度与主轴转速有关时，如车螺纹、攻丝等，使用的单位为mm/r。进给功能字以地址符“ F”为首，其后跟一串数字代码。具体有以下几种指定方法 ： 三位数代码法：F后跟三位数字，第一位为

48、进给速度的整数位加上“3”，后二位是进给速度的前二位有效数字。如 1728mm/min的进给速度用F717指定；15.25mm/min的进给速度用F515指定；0.1537mm/min 的进给速度用 F315 指定等。 二位数代码法：对于F后跟的二位数字代码，规定了与00-99相对应的速度表，除00与99外，数字代码由01向98递增时，速度是按等比关系上升的。比例系数为10的20次方根( 1.12)，即相邻的后一速度比前一速度增加约12%。如 F20为10mm/min，F21为11.2 mm/min，F54为50 mm/min，F55为560mm/min等。 F00-F99的进给速度对照关系见

49、表14。代 码 速 度 代 码 速 度 代 码 速 度 代 码 速 度 代 码 速 度 00 停 20 10.0 40 100 60 1000 80 10000 01 1.12 21 11.2 41 112 61 1120 81 11200 02 1.25 22 12.5 42 125 62 1250 82 12500 03 1.40 23 14.0 43 140 63 1400 83 14000 04 1.60 24 16.0 44 160 64 1600 84 16000 05 1.80 25 18.0 45 180 65 1800 85 18000 06 2.00 26 20.0 46

50、200 66 2000 86 20000 07 2.24 27 22.4 47 224 67 2240 87 22400 08 2.50 28 25.0 48 250 68 2500 88 25000 09 2.80 29 28.0 49 280 69 2800 89 28000 10 3.15 30 31.5 50 315 70 3150 90 31500 11 3.55 31 35.5 51 355 71 3550 91 35500 12 4.00 32 40.0 52 400 72 4000 92 40000 13 4.50 33 45.0 53 450 73 4500 93 45000

51、 14 5.00 34 50.0 54 500 74 4500 94 50000 15 5.60 35 56.0 55 560 75 5600 95 56000 16 6.30 36 63.0 56 630 76 6300 96 63000 17 7.10 37 71.0 57 710 77 7100 97 71000 18 8.00 38 80.0 58 800 78 8000 98 80000 19 9.00 39 90.0 59 900 79 9000 99 高速 一位数代码法：对于速度挡较少的数控机床可用F后跟一位数字，即0-9来对应10种预定的速度。 直接指定法：像尺寸字中的坐标位移

52、量一样，在 F 后面按照预定的单位直接写上要求的进给速度。 2.3.7 主轴速度功能字。主轴速度功能字用来指定主轴速度，单位为r/min，它以地址符S为首，后跟一串数字。它与F为首的进给功能字一样可采用三位、二位、一位数字代码法或直接指定法。数字的意义、分挡办法及对照表与进给功能字通用。只是单位改为r/min。2.3.8刀具功能字。当系统具有换刀功能时，刀具功能字用以选择替换的刀具。刀具功能字以地址符T为首，其后一般跟二位数字，代表刀具的编号。2.3.9 辅助功能字。辅助功能字以地址符M为首，其后跟二位数字(M00-M99)。ISO1056标准对辅助功能M的规定见表15。此表等效于我国标准JB320883中关于M功能的规定。这些辅助功能包括：指定主轴的转向与启停；指定系统冷却液的开与停；指定机械的夹紧与松开；指定工作台等的固定直线与角位移；说