数控加工工艺

1、数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程数控铣削和加工中心的数控铣削和加工中心的加工工艺与编程加工工艺与编程数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程第一节第一节 数控铣削和加工中心的加工工艺数控铣削和加工中心的加工工艺 数控铣削和加工中心的主要加工对象 数控铣削和加工中心的加工工艺分析 数控铣削和加工中心加工工艺的设计 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 一、数控铣削和加工中心的主要加工对象（一）数控铣削加工的主要对象 1平面类零件2变斜角类零件3曲面类零件数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （二）加工中心加工的主要对象 1既有平面又有孔系的零件 （1）箱体类零件 一般都需进行孔系、轮廓、平面的多

2、工位加工，精度要求较高，工艺复杂，加工周期长，成本高，精度不易保证。几种常见箱体几种常见箱体类零件简图类零件简图a）组合机床主轴箱 b）分离式减速箱 c）车床进给箱d）泵壳 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （2）盘、套、板类零件 带有键槽，端面上有平面曲面和孔系，径向也常分布一些径向孔。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2结构形状复杂、普通机床难加工的零件 （2）整体叶轮类加工难点，通道狭窄，刀具很容易与加工表面和邻近曲面产生干涉 （1）凸轮类各种曲线的盘形凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮和端面凸轮 （3）模具类锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 3外

3、形不规则的异形零件 大多要点、线、面多工位混合加工，刚性较差，夹紧及切削变形难以控制，加工精度也难以保证，通常采取工序分散的原则加工，需用工装较多，周期较长。异形零件a)支架 b)拨叉 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 4加工精度要求较高的中小批量零件 针对加工中心加工精度高、尺寸稳定的特点，对加工精度要求较高的中小批量零件。 5加工周期性重复投产的零件 某些产品的市场需求具有周期性和季节性，采用加工中心首件试切完成后，程序和相关生产信息可保留下来，供以后反复使用，产品下次再投产时只要很少的准备时间就可开始生产，使生产周期大大缩短。 6新产品试制中的零件 新产品在定型之前，选择加工中心试制

4、，可省去许多用通用机床加工所需的试制工装。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程二、数控铣削和加工中心的加工工艺分析 （一）数控铣削的加工工艺分析 1零件图样尺寸的正确标注 加工程序以坐标点来编制，构成零件轮廓的几何元素的相互关系应明确，各种几何要素的条件要充分，无封闭尺寸等。2保证获得要求的加工精度 检查零件的加工要求是否可以得到保证。特别注意过薄的底板与肋板的厚度公差，由于加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动，薄板的厚度尺寸公差难以得到保证，表面粗糙度也将增大。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程3零件的结构工艺性分析 （1）工件的内腔与外形的几何类型和尺寸应尽量统一，减

5、少刀具规格和换刀次数，方便编程和提高数控机床加工效率。 （2）工件内槽的圆角半径R不应过小。 （3）工件槽底圆角半径r不宜过大。内槽结构工艺性对比 槽底圆角半径对加工工艺的影响 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 （二）加工中心的加工工艺分析 1零件的结构工艺性分析 （1）零件的切削加工量要小

6、，以便减少加工中心的切削加工时间，降低零件的加工成本。 （2）零件上光孔和螺纹孔的尺寸规格尽可能少，减少加工时钻头、铰刀及丝锥等刀具的数量，以防刀库容量不够。 （3）零件尺寸规格尽量标准化，以便采用标准刀具。 （4）零件的加工表面应具有加工的方便性和可行性。 （5）零件结构应具有足够的刚性，以减少夹紧变形和切削变形。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 2定位基准的选择 （1）选择设计基准作为定位基准； （2）一次装夹； （3）定位基准的选择要考虑完成尽可能多的加工内容。 （4）设计基准与定位基准确实难以重合时，应确定该零件设计基准的设计功能，确保加工精度。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与

7、编程三、数控铣削和加工中心加工工艺的设计 （一）加工方案的选择 1平面加工方法的选择 在数控铣床和加工中心上加工平面主要采用端铣刀和立铣刀加工。经粗铣的平面，尺寸精度可达IT1214（指两平面之间的尺寸），表面粗糙度Ra值可达12.525m；经粗、精铣的平面，尺寸精度可达IT79，表面粗糙度Ra值可达1.63.2m。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 2平面轮廓加工方法的选择 平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。平面轮廓铣削 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面。当工件尺寸不大时，可用斜垫板垫平后加工；当零

8、件尺寸很大，斜面斜度又较小时，常用行切法加工，但加工后，会在加工面上留下残留面积，需要用钳修方法加以清除。 3固定斜角平面加工方法的选择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

9、，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。 两轴半坐标行切法加工曲面 两轴半坐标行切法加工曲面的切削点轨迹 三轴联动行切法加工曲面的切削点轨迹 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （3）对像叶轮、螺旋桨这样的零件，因其叶片形状复杂，刀具容易与相邻表面发生干涉，常用

10、五坐标联动加工。曲面的五坐标联动加工 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 6孔加工 （1）直径大于30mm的已铸出或锻出毛坯孔的孔加工：粗镗半精镗孔口倒角精镗加工方案，孔径较大的可采用立铣刀粗铣精铣 （2）直径小于30mm的无毛坯孔的孔：锪平端面打中心孔钻扩孔口倒角铰；有同轴度要求：锪平端面打中心孔钻半精镗孔口倒角精镗（或铰） 7螺纹加工 直径在M6M20mm之间的螺纹，采用攻螺纹方法加工。直径在M6mm以下的螺纹，完成底孔加工，通过其他手段攻螺纹。直径在M20mm以上的螺纹，采用镗刀片镗削加工。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（二）工序的划分 为了减少工件加工中的周转时间，提高数控铣

11、床的利用率，保证加工精度要求，在数控铣削工序划分的时候，应尽量使工序集中。当数控铣床的数量比较多，同时有相应的设备技术措施保证工件的定位精度时，为了更合理地均匀机床的负荷，协调生产组织，也可以将加工内容适当分散。 加工中心主要从精度和效率两方面考虑，通常按工序集中原则划分加工工序。 数控铣削和加工中心工序划分的具体方法可参照第三章第四节中的内容。 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

12、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（四）加工路线的确定 1铣削外轮廓的加工路线 铣削平面零件外轮廓，一般采用立铣刀侧刃进行切削。刀具切入零件时，应沿切削起始点延伸线或切线方向逐渐切入零件，以免在零件的轮廓上切入处产生刻痕，以保证零件表面平滑过渡。刀具离开零件时，也应沿切削终点延伸线或切线方向逐渐切离零件。铣削外轮廓的加工路线 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2铣削内轮廓的加工路线 铣削封闭的内轮廓表面时，因内轮廓曲线不允许外延，此时刀具可以沿一过渡圆弧切入和切出零件轮廓，可提高内轮

13、廓表面的加工精度和质量。 铣削内轮廓的加工路线 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 3铣削型腔的加工路线 型腔是指以封闭曲线为边界的平底凹槽。加工采用平底立铣刀，且刀具圆角半径应符合型腔的图纸要求。 加工型腔三种加工路线方案：行切法、环切法、行切法。 行切法和环切法的共同点：不留死角，不伤轮廓，减少重复走刀的搭接量。不同点：行切法加工路线比环切法短，行切法表面粗糙度较差，环切法需要逐次向外扩展轮廓线，刀位点计算稍复杂。铣内槽的三种加工路线 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程4铣削曲面的加工路线加工工艺复杂，合理选择的加工路线。 铣削曲面的两种加工路线 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程

14、5减少刀具空行程的加工路线 尽量缩短加工路线，减少刀具空行程的时间，以节省加工时间，提高生产效率。最短加工路线设计 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 6位置精度要求高的孔加工路线 对点位控制机床，只要求定位精度高，定位过程尽可能快，而刀具相对于工件的运动路线无关紧要。因此，这类机床应按空行程最短来安排加工路线。但对位置精度要求较高的孔系加工，在安排孔加工顺序时，还应注意各孔定位方向的一致，即采用单向趋近定位的方法，以避免将机床进给机构的反向间隙带入而影响孔的位置精度。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 7完工轮廓的连续切削加工路线 在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，为保证零件轮廓表

15、面加工后的粗糙度要求，零件的最终轮廓应安排一次走刀连续加工而成。最后一次走刀加工时，尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力变化而造成弹性变形，致使光滑轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 8孔加工时刀具在Z向的加工路线 刀具在Z向的加工路线分为快速移动路线和工作进给路线。孔加工时刀具Z向进给路线示例a）单孔加工 b）多孔加工 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 9铣削加工时刀具在Z向的加工路线 铣削加工时刀具在Z向快速移动进给常采用下列加工路线。 （1）铣削开口不通槽 （2）铣削封闭槽 （3）铣削轮廓及通槽铣削加工时刀具Z

16、向加工路线 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （五）夹具的选择 在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性。常用数控铣削夹具 万能组合夹具。适合于小批量生产。气动或液压夹具。适用于生产批量较大、不宜采用其他夹具的工件。专用铣削夹具。多工位夹具。适用于中批量生产。也经常采用平口虎钳、分度头和三爪自定心卡盘等通用夹具。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（六）刀具的选择 1工具柄部 采用7：24圆锥柄结构 。不会自锁，换刀方便，有较高的定心精度和较高的刚度。在不带刀库的工具柄部；在带刀库的工具柄部，自动换刀机床用7：24圆锥工具柄部简图数控加工工艺与编程数控加工工艺与

17、编程 A型拉钉 B型拉钉 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 2工具系统 与刀具柄相连接的刀具装夹部分是用来装夹铣刀、镗刀、钻头、扩铰刀及丝锥等加工刀具的。由于在加工中心上要适应多种形式零件不同部位的加工，故刀具装夹部分的结构、形式、尺寸也是多种多样的。能够装夹多种加工刀具的标准化、系列化和通用化的装夹机构序列产品称为工具系统。工具系统可分为整体式结构和模块式结构两大类。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （1）整体式结构 整体式结构的镗铣类工具系统中，每把工具的锥柄与夹持刀具的工作部分连成一体。优点是结构简单，使用方便、可靠，更换迅速等。缺点是所用的刀柄规格品种和数量较多，给生产、使用和

18、管理带来不便。 T S G 8 2 工工 具具 系系 统统数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程代码代码代码的意义代码的意义代码代码代码的意义代码的意义代码代码代码的意义代码的意义J装接长刀柄用锥柄KJ用于装扩铰刀TF浮动镗刀Q弹簧夹头BS倍速夹头TK可调镗刀KH7:24锥柄快换夹头H倒锪端面刀X用于装铣削刀具Z(J)用于装钻夹头(莫氏锥度加注J)T镗孔刀具XS装三面刃铣刀MW装无扁尾莫氏锥柄刀具TZ直角镗刀XM装面铣刀M装扁尾莫氏锥柄刀具TQW倾斜式微调镗刀XDZ装直角端铣刀G攻螺纹夹头TQC倾斜式粗镗刀XD装端铣刀C切内槽工具TZC直角形粗镗刀TSG82工具系统的代码和意义工具系统的代码和意

19、义 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （ 2）模块式结构 模块式结构把工具的柄部和装夹工作部分分开，制成各种系列化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组装成一套不同用途、不同规格的模块式工具。这样既方便了制造，也便于使用和保管，大大减少了用户的工具储备。目前，模块式工具系统已成为数控加工刀具发展的方向。 T M G 工工 具具 系系 统统数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 3加工刀具及其选择 孔加工刀具包括：麻花钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀及丝锥等。孔加工刀具的尺寸包括直径尺寸和长度尺寸。孔加工刀具的直径尺寸一般根据被加工孔直径确定。在加工中心上，刀具长度一般是指主轴端面到刀尖的距离，其选择

20、原则是：在满足各个部位加工要求的前提下，尽可能减小刀具长度，以提高工艺系统刚性。 （1）钻头直径D应满足L/D5（L为钻孔深度）的条件。对钻孔深度与直径比大于5倍以上的深孔，采用固定循环程序，多次自动进退，以利冷却和排屑。 （2）钻孔前先用中心钻钻一中心孔或用一直径较大的短钻头划窝引正，然后钻孔，这样，既可解决钻孔引正问题，还可以代替孔口倒角。 （3）镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削，以平衡径向力，减少镗削振动。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （七）切削用量的选择 铣削加工切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量，为保证刀具的寿命，铣削用量的选择方法是：先选取背吃刀量

21、和侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。 1背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣） 背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时，ap为切削层深度；而圆周铣时，ap为被加工表面的宽度。侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端铣时，ae为被加工表面的宽度；而圆周铣时，ae为切削层深度。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。 （1）在工件表面粗糙度值要求为Ra=12.525m时，如果圆周铣削的加工余量小于5mm，端铣的加工余量小于6mm，则粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚

22、性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。 （2）在工件表面粗糙度值要求为Ra=3.212.5m时，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量选取同前。粗铣后留0.51.0mm余量，在半精铣时切除。 （3）在工件表面粗糙度值要求为Ra=0.83.2m时，可分粗铣、半精铣和精铣三步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取1.52mm；精铣时圆周铣侧吃刀量取0.30.5mm，面铣刀背吃刀量取0.51mm。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2进给速度 铣削加工的进给量是指刀具转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；进给速度是单位时间内工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量。进给速度vf（m

23、m/min）与刀具转速n（r/min）、刀具齿数Z及每齿进给量fZ（mm/z）的关系为vf=fn=ZfZn 每齿进给量的选取主要取决于零件的表面粗糙度、加工精度、刀具及工件材料等因素。工件刚性差或刀具强度低时，应取小值。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 3切削速度 根据已选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可用经验公式计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查表选取。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（八）顺铣和逆铣的选择 逆铣：铣刀切入工件时切削速度方向与工件的进给方向相反； 顺铣：铣刀切出工件时切削速度方向与工件的进给方向相同。 当工件表面无硬皮，机

24、床进给机构无间隙时，选用顺铣。精铣时，尤其是铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应采用顺铣。当工件表面有硬皮，机床进给机构有间隙时，选用逆铣。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程第二节第二节 数控铣床和加工中心的程序编制数控铣床和加工中心的程序编制 一、数控铣床和加工中心的编程要点一、数控铣床和加工中心的编程要点 加工如图所示的板，零件尺寸为100mm100mm20mm，材料为铝材。假设选择尺寸约105mm105mm25mm的毛坯来加工。 1 零件图分析 两次装夹2确定工件的装夹方式 采用虎钳进行装夹3确定数控加工刀具及 加工工序卡数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程数控加工工序卡数控加工工序卡 零

25、件名称零件名称板板数量（件）数量（件）1 1日期日期20062006年年1 1月月零件材料零件材料铝铝尺寸单位尺寸单位mmmm工作者工作者零件规格零件规格10010020备注备注工序工序名称名称工艺要求工艺要求1 1下料下料10510525板料一块板料一块2 2数控铣数控铣工步工步工步工步内容内容刀具号刀具号 刀具类型刀具类型刀具直径刀具直径/mm主轴主轴转速转速/rmin-1进给速度进给速度/mmmin-11 1铣上铣上表面表面T01T01面铣刀面铣刀8018508002 2铣周铣周边轮边轮廓廓T02T02键槽铣刀键槽铣刀2012505003 3翻转零件翻转零件定位夹紧找正定位夹紧找正4 4

26、数控铣数控铣工步工步工步工步内容内容刀具号刀具号 刀具类型刀具类型刀具直径刀具直径/mm主轴主轴转速转速/rmin-1进给速度进给速度/mmmin-1数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程%100程序号程序号N010 G54 ；工件坐标系设定工件坐标系设定N020 T01；调用调用1 1号刀号刀N030 M06；刀具停在换刀点刀具停在换刀点N040 M03 S1850 F800； 主轴正转主轴正转N050 G00 X145 Y15； 横向快进至进刀点横向快进至进刀点N060 Z5；垂直快进至工件上表面进刀点垂直快进至工件上表面进刀点N070 G01 Z0 M08；直线插补下刀，打开切削液直线插补

27、下刀，打开切削液N080 X-45；横向进给第一刀，切削上表面横向进给第一刀，切削上表面N090 G00 Z5；N100 X145 Y85；垂直抬刀垂直抬刀再定位再定位N110 G01 Z0；直线插补下刀直线插补下刀4.编写程序编写程序数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程N120 X-45N130 Z5 M09N135 G00 Z100；横向进给第二刀，切削上表面；横向进给第二刀，切削上表面；抬刀，关闭切削液；抬刀，关闭切削液；快速抬刀；快速抬刀N140 M05N150 T02N160 M06N170 S1250 M03 F500N180 G00 X-15 Y-15 N190 Z5N200 G

28、01 Z-20 M08N210 X-10N220 Y110N230 X110N240 Y-10N250 X-15N260 Z5 M09 N270 G00 Z100N280 M30；主轴停转；主轴停转 ；调用；调用2号刀号刀；将；将2号刀抓到主轴上，停在换刀点号刀抓到主轴上，停在换刀点；主轴正转；主轴正转；横向快进至进刀点；横向快进至进刀点；垂直快进至工件上表面进刀点；垂直快进至工件上表面进刀点；直线插补下刀，；直线插补下刀， 打开切削液打开切削液；横向进给第一刀；横向进给第一刀；纵向进给第一刀，切削左侧轮廓面；纵向进给第一刀，切削左侧轮廓面；横向进给第二刀，切削后侧轮廓面；横向进给第二刀，切削

29、后侧轮廓面；纵向进给第二刀，切削右侧轮廓面；纵向进给第二刀，切削右侧轮廓面；横向进给第三刀，切削前侧轮廓面；横向进给第三刀，切削前侧轮廓面；抬刀，关闭冷却液；抬刀，关闭冷却液；快速退刀；快速退刀；程序结束，机床复位；程序结束，机床复位数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 工步工步1的加工路径的加工路径 工步工步2的加工路径的加工路径 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 由上述过程可以了解到，编写一个零件的加工程序之前，需要制定装夹方式，选择合适刀具，计划加工顺序，确定加工路径，最后再用NC语言表达各操作步骤中的加工内容。所以一个零件的编程一般只是一个NC程序开发中的一小部分工作。 由于零件的

30、形状各种各样，所以不可能按同样的方法设计每一个程序，但下面这些过程在大多数情况下是适用的。 （1）准备工件图 （2）指定加工顺序 （3）建立加工流程表 （4）用编程语言翻译加工工序 （5）各工序全都组合在一个程序中。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程按照本实例中的加工流程，程序一般格式如下： 1准备程序段（1）程序号；（2）工件编程坐标系建立；（3）刀具数据；（4）主轴旋转方向与转速 ；（5）快速定位。 2加工程序段 （1）根据具体加工要求编写一系列程序段； （2）其他辅助编程方法，如主程序和子程序。 3结束程序段（1）刀具快速回退，G00 Z100；（2）主轴停转，M05；（3）程序结束

31、，M30。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程二、通常出现在二、通常出现在NC程序开头的指令程序开头的指令 1零点偏置（也称零补偿）指令G54G57 调用：G54或G55或G56或G57 解释：调用，可设定零点偏置。 功能：使工件零点与基本坐标系原点相联系，将工件零点平移到X、Y、Z所规定的坐标处。 补充提示：G54G57一般写在程序开头，可以用机床数据设定，在操作员控制面板或通用接口，将对刀得到的零点偏置数值输入到机床内部控制零点偏置的表中以备调用；G54一般是机床的默认状态，当程序中没有该指令语句时，机床也会直接调用G54中的坐标值；G54为独立程序段，通常本段不得出现其他指令，G54以

32、后的程序段将执行G54建立的新坐标系；G54本身并非移动指令，只是具备记忆坐标偏置的功能。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 2绝对/增量尺寸指令G90/G91 调用：G90或G91 解释：G90为绝对尺寸，尺寸参考有效坐标系原点；G91为增量尺寸，尺寸参考靠近的末点。 功能：G90/G91指令用于指定坐标系作接近设定点运动。 补充提示：G90一般为机床默认状态，在本程序中被省略，两个指令都是模态的。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程N50 G90N60 G00 X0 Y0 Z10N70 G01 X30 Y30N80 Z-5N90 X110 Y75N100 Z10N110 M30N50 G

33、90N60 G00 X0 Y0 Z10N70 G91 G01 X30 Y30N80 Z-15N85 X80 Y45N90 Z15N95 G90N100 M30数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程3米/英制测量，G70/G71 调用：G70或G71 解释：G70为英制测量，G71为米制测量。 功能：根据生产图中的尺寸，可以交替使用米、英制测量，编制工件的几何尺寸。 补充提示：在国内，G71一般为机床默认状态，也可以用机床数据设定，在本程序中被省略；所有其它参数，如进给率、刀具补偿或零点偏置都按机床数据指定的测量制解释。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 4选择工作平面，G17G19 调用：G

34、17或G18或G19 解释：G17选择X/Y平面为工作平面，G18选择Z/X平面为工作平面，选择Y/Z平面为工作平面，见表6-4所示。 功能：对工作平面的说明，指定在该平面上加工轮廓；对刀具半径补偿的平面、补偿的横进给方向、循环插补的平面等功能起作用，即当使用上述功能时，要对工作平面进行说明。 补充提示：建议在程序的开头处指定工作平面；G17（X/Y平面）往往是系统默认设定值，有必要指明控制器的工作平面，以便校正刀具长度和补偿。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程XY/Z平面平面G19YZ/X平面平面G18ZX/Y平面平面G17进给轴进给轴/刀具轴刀具轴坐标平面坐标平面/工作平面工作平面平面选

35、择平面选择/G功能代码功能代码工作平面选择工作平面选择 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程三、控制主轴的指令三、控制主轴的指令 1刀具调用指令T 编程格式：TM06 解释：T，调用刀；“”刀具或加工所用刀具的刀库位置，刀/刀库位置号为1，2，；M06，换刀。 功能：编制T字，直接换刀或选择刀库位置操作发生；M06手动和自动换刀指令，不包括刀具选择，可以自动关闭冷却液和主轴。 补充提示：随着刀具的调用，刀库在换刀位置定位，真正换刀用M06启动；相应用D号存储的刀具长度补偿值（见后面“刀具补偿”内容）必须激活；工作平面应随刀具调用编程，从而保证了长度补偿分配给校正轴。数控加工工艺与编程数控加工工

36、艺与编程 2进给率F 编程格式：G94或G95；F 解释：G94，按mm/min或inch/min或degrees/min计量的进给率；G95，按mm/rev或inch/rev计量的进给率；F，按G94，G95指定的单位计的进给值。 功能：可使用以上指令对参与加工过程的各轴，在NC程序中设定进给率；路径进给一般由参与运动的所有几何轴的各速度成份组成，参考点为铣刀中心点或车刀刃。 补充提示：进给F的测量单位，可用G94或G95指令指定，同时依照机床数据中的系统设定值，输入按毫米或英寸计。进给参数不受G70/G71的影响。路径轴进给用地址F规定，每个NC程序段可编制一个F值，进给F只对路径轴起作用

37、并一直有效，直到新进给率编程为止。这些指令都是模态的。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 3主轴速度S 编程格式：S 解释：主轴速度S。 功能：规定的速度S适合用于标准主轴。 补充提示：通常称T、F、S为在G（准备功能）代码和M（辅助功能）代码之外的其他功能代码；均为模态指令。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程四、四、M功能（辅助功能代码）功能（辅助功能代码） 编程格式：M，“”值为整数。 功能：可用M功能激活机床上转换操作这样的功能，例如：“冷却液通ON/断OFF”。永久性功能已经由控制器制造商分派给某些M功能 M00：编程停止。 M05：主轴停止。 M01：任意停止。 M19：主轴

38、定向停止。 M02：主程序结束。 M06：换刀。 M30：程序结束。 M07：2号冷却液开。 M17：子程序结束。 M08：1号冷却液开。 M03：主轴右转。 M09：冷却液关。 M04：主轴左转。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程五、编制路径指令五、编制路径指令 1快速移动G00 编程格式：G00 XYZ或 G00 AP=RP=； 解释：X、Y、Z笛卡尔坐标端点，也可以采用极坐标，AP=极坐标端点，就极角而言；RP=极坐标端点，就极半径而言。 功能：可利用快速横向运动，快速固定刀具位置，快速靠近启动位置或换刀点，退回刀具等。 2直线插补G01 编程格式：G01 XYZF或G01 AP=

39、RP= F 解释：X、Y、Z笛卡儿坐标端点，与G00类似，同样可以采用极坐标，AP=极坐标端点，就极角而言；RP=极坐标端点，就极半径而言，F进给率按毫米/分钟（mm/min）执行。 功能：刀具沿着与空间任何取向的轴并列的直线移动。直线插补能够加工三维面、槽等。刀具按F速率进给，沿直线从当前起点向编程终点移动。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程3圆弧插补G02/G03编程格式：有多种格式如下： G02/G03 XYZIJK；G02/G03 XYZCR=；G02/G03 AP=RP=；G02/G03 AR=IJK； G02/G03 AR=XYZ；圆弧插补功能 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编

40、程圆弧插补需要指定工作面 G17：X/Y平面上加工G18：X/Z平面上加工G19：Y/Z平面上加工圆弧插补需要指定工作面数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程如图所示:N085 G90；N090 G00 X+55 Y+35 Z+2；N095 G01 Z-5；N100 G02 X+95 Y+75 I+30 J+10；I、J、K格式编程圆弧插补指令圆弧插补指令I、J格式格式 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程如图所示:N085 G90；N090 G00 X-55 Y0 Z+2；N095 G01 Z-5；N100 G02 X0 Y40 CR=40；或者N100 G02 X0 Y40 CR=-40；C

41、R=格式编程圆弧插补指令圆弧插补指令CR=格式格式 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 加工如图板状零件，最大外形尺寸150mm100mm20mm，材料为铝材。假设选择尺寸约为155mm105mm25mm的毛坯来加工。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程1.零件图分析2.确定工件的装夹方式3.确定数控加工刀具及加工工序卡零件名称板状零件数量（件）1日期零件材料铝尺寸单位mm工作者零件规格15010020备注工序名称工艺要求1下料15510525板料一块2数控铣工步工步内容刀具号 刀具类型刀具直径/mm主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-11铣上表面T01面铣刀8018508002铣

42、周边轮廓T02键槽铣刀2012505003粗铣凸台轮廓 T02D1 键槽铣刀2011505004精铣凸台轮廓 T02D2 键槽铣刀201250500数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程4.编写工程序 %200；N005 G54；N010 T01；N015 M06；N020 M03 S1850 F800；N025 G00 X-50 Y15；N030 Z5；N035 G01 Z0 M08；N040 X200；N045 Y85；N050 X-50 ；N055 G00 Z100 M09；N060 T02；N065 M06；N070 M03 S1250 F500；N075 G00 X-20 Y-20；N

43、080 Z5；N085 G01 Z-20 M08 ；N090 G41 X0 F500；N095 Y100；N100 X150；N105 Y0；数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程N110 X0N115 G40 X-20N120 G00 Z10 M09 N135 S1150 F500N140 G00 X-20 Y-20N145 Z5N150 G01 Z-5 M08N155 G41 D1 G01 X0 Y0 N160 X28.084 Y10.264N165 X10.787 Y57.787N170 G02 X13.735 Y72.954 CR=15N175 G01 X29.405 Y90.357N1

44、80 G02 X48.327 Y88.955 CR=12N185 G03 X82.321 Y90 CR=20N190 G02 X90.981 Y95 CR=10N195 G01 X135 Y95N200 G02 X140.67 Y60.938 CR=25N205 G03 X140.67 Y44.063 CR=15N210 G02 X120 Y5 CR=25N215 G01 X100.981 Y5N220 G02 X92.321 Y20 CR=10N225 G03 X57.679 Y20 CR=-20N230 G02 X49.019 Y5 CR=10数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程N235

45、G01 X35.602 Y5N240 G02 X28.084 Y10.264 CR=8N245 G01 X10.787 Y57.787N250 G40 G01 X-20N255 G00 Z10 M09N260 S1250 F500重复N140N255N265 M05N270 M30 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程六、刀具补偿 对刀具的控制是以刀架参考点为基准的，零件加工程序给出零件轮廓轨迹，但实际上加工是要用刀具的尖点来实现的，这样需要在刀架的参考点与加工刀具的刀尖之间进行位置偏置，数控系统的刀具补偿就可以解决这个问题。 刀架的参考点与加工刀具的刀尖之间的位置偏置分别在刀具的轴向和径向，

46、即长度方向和半径方向加工中心刀库与刀具 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 1长度补偿 刀具长度补偿值确定了所用刀具之间的长度差别。通过对刀仪、对刀块等仪器和工具，或者使用塞尺等方法测出刀架参考点到刀刃的间距，如果刀具磨损了，可以将磨损值一起输入到刀具长度补偿存储器中，以备调用。 刀具长度补偿 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2半径补偿 在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径，刀具中心的运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓。轮廓和刀具轨迹是不一致的，铣刀或刀尖中心必须在与轮廓等距的路径上移动。 刀具半径补偿 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程3刀具半径补偿指令G40，G41，G42

47、编程格式：G00（G01） G41（G42） X Y Z； 或G41（G42） G00（G01） X Y Z； G40 G00（G01） X Y Z；左补偿与右补偿 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程编程示例：N10 G0 Z100退至换刀点退至换刀点N20 G17 T01 M06N30 G00 X0 Y0 Z1S300 D1N40 G01 Z-7 F500N50 G41 X20 Y20N60 Y40N70 X40 Y70N80 X80 Y50N90 Y20N100 X20N110 G40 G00 X0 Y0 Z100N115 M30 换刀换刀调用刀具补偿值调用刀具补偿值激活刀具半径补偿铣轮

48、廓激活刀具半径补偿铣轮廓撤销补偿，同时退刀撤销补偿，同时退刀程序结束程序结束数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 补充提示:（1）刀具半径补偿由补偿开始、补偿进行、补偿撤销三个步骤组成，要注意补偿开始点和撤消点的位置，本示例中均为点（X0，Y0），通常补偿开始点与第一个补偿点（或撤消点与最后一个补偿点）间的距离大于刀具半径，以保证补偿的正常进行，并且不会损伤到加工的轮廓。刀具半径补偿的过程 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 为了保证轮廓在补偿开始和撤销处的加工完好，刀具半径补偿开始与撤销时常增加一段刀具路径，一段直线或一段圆弧，使补偿在刀具进入加工轮廓前就已经建立，刀具能够切向切入轮廓，不

49、会在轮廓上留下进退刀痕。 刀具半径补偿开始与撤销常采用的方式 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程（2）通常刀具半径补偿不从圆弧开始，即刀具半径补偿指令后一般跟直线插补或快速进给指令，如G41G01/G00。（3）选择刀具时要注意刀具的半径必须小于轮廓最小凹圆弧的半径。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （4）G41/G42是模态的，需要确定工作面，控制器根据平面信息进行检测，以确定补偿的轴向。如果加工在X/Y平面进行，那么刀具半径补偿在X/Y平面进行，刀具长度补偿在Z向进行。 刀具半径补偿需要确定工作平面 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 4刀具补偿号D 编程格式：D； 解释：D为刀具

50、补偿号，“”为整数，从19，D0表示无补偿有效，带不同刀具补偿块的1-9号刀尖可以配置给专门的刀具。调用D时，专用刀尖的刀具长度补偿被激活。D0编程时，刀具补偿无效。如果无D字编程，机床数据系统设定的值对换刀有效。补充提示： （1）一个D号只有在相应的T号被激活时才被激活。换刀之后，系统设定值为D1。 （2）程序中可以不带T或D号，程序执行时，将采用机床数据中原本设定的T和D。 （3）可以指派9个补偿块，即D号从D1至D9给一个T号。这样允许使用为一把刀定义的不同刀尖，这些可根据需要在NC程序段中调用。可以使用不同的补偿值。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 （4）补偿号D在补偿方式中可以更

51、换，修改的刀具半径，从新D号编程的那个块中有效激活。编程示例：N10 T01N11 G00 XZN50 T04 D2N70 G00 ZD1；刀1和相关的D1激活；刀具长度补偿在这里被计算；从T04装入刀具4，D2激活；刀4的D1激活，补偿改变，只更换刀尖数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程七、暂停 编程格式：G04 F或G04 S（用一个单独的NC程序段编程）； 解释：G04表示激活暂停指令，F表示停留时间按时间单位秒计，S表示停留时间按刀具所转圈数计。 功能：可用G04中断两个NC程序段。 编程示例：N10G01F200Z-5S300M03；N20 G04 F3；N30 X40 Y10；N4

52、0 G04 S30；N50 X；进给F，主轴速度S（秒）停留时间3秒停留30转，主轴转速为300相当于r/min，相当于停留6秒进给率和主轴速度继续有效数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程八、子程序 1子程序的结构L200.SPF N10 G00 XYZN20 N80 M17；子程序名；子程序结束子程序内容数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 2子程序的调用 任何主程序中都可以调用和执行子程序，子程序可以嵌套子程序，从主程序最多可调用11个嵌套子程序。例如：主程序%28调用子程序L123，循环执行5次结束，用P5表示循环数；字程序L123又调用嵌套子程序L124，循环执行9次结束，用P9表示循

53、环数；主程序结束。 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 加工板状零件，零件尺寸为100mm80mm20mm，材料为铝材。假设零件为半成品，100mm80mm20mm的外形尺寸已经加工到位，只是要加工四个形状一样的凸台，凸台高度为5mm 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程 1.零件图分析 该零件有四个形状一样的轮廓，可以采用子程序编程，为了实现在不同位置上子程序的调用，子程序需采用相对坐标值编程。 2.确定工件的装夹方式 本案例采用虎钳装夹，零件表面高出虎钳上表面5mm；设定工件上表面的对称中心为编程零点。 3.确定数控加工刀具及加工工序卡 根据零件形状特点，选用10 mm的键槽铣刀进行加工

54、。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程零件名称板数量（件）1日期零件材料铝尺寸单位mm工作者零件规格1008020备注工序名称工艺要求1下料1008020半成品板料一块2数控铣工步工步内容刀具号刀具类型刀具直径/mm主轴转速/rmin-1进给速度/mmmin-11铣凸台轮廓T01键槽铣刀102100500 数控加工工序卡数控加工工序卡 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程4.编写程序 %300；N010 G90 G54 ；N020 T01；N030 M06N040 S2100 M03 F500N050 G00 X0 Y0 Z5N060 L1N070 G00 X-50 Y0 N080 L1N09

55、0 G00 X-50 Y-40 Z5N100 L1N110 G00 X0 Y-40 Z5N120 L1N130 G01 Z-5N140 X-10 Y-10N250 G00 Z100N260 M30L1N005 G91N015 G01 Z-10 M08N025 G41 X5 Y5N035 Y30N045 X20N055 G02 X5 Y-5 CR=5N065 G03 X10 Y-10 CR=10N075 G02 X5 Y-5 CR=5N085 G01 Y-10N095 X-40N105 Z10 M09N115 G40 X-5 Y-5N125 G90 X0 Y0N135 M17数控加工工艺与编程数

56、控加工工艺与编程九、帧指令 帧是几何表达式的习惯用语，用来描述坐标系的平移或旋转这样的运算法则，可以将当前坐标系向目标坐标系转化。通常，针对一个具体指定的工件，NC程序中的位置数据就是当前工件坐标系中的坐标值，它描述了工件的几何形状，并且工件坐标系常常使用笛卡儿坐标系。但有时在一个程序中，却需要对原有工件坐标系进行重新定位、旋转或镜像等，帧指令可以实现这些操作。帧主要由以下运算法则组成，如图所示：平移：TRANS，ATRANS；旋转：ROT，AROT；刻度：SCALE，ASCALE；镜像：MIRROR，AMIRROR。数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程帧的四个运算法则 数控加工工艺与编程数控

57、加工工艺与编程1可编程零点偏置TRANS/ATRANS编程格式：TRANS XYZ/ATRANS XYZ；TRANAS（无轴参数）取消可编程零点偏置，适合所有 轴。功能：TRANS/ATRANS可用于编制规定轴方向所有路径轴和定位轴的平移（转换），这样可以利用不同的零点进行加工。例如：在不同的工件位置进行重复加工的过程。 可编程零点偏置TRANS /ATRANS数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程编程示例 L2N005 G90N015 G41 X5 Y5N025 G01 Z-5 M08N035 Y35N045 X25N055 G02 X30 Y30 CR=5%301N010 G90 G54 N

58、020 T01N030 M06N040 S2100 M03 F500N050 G00 X0 Y0 Z5N060 L2N070 TRANS X-50 Y0 N080 L2N090 TRANS X-50 Y-40 N100 L2N110 TRANS X0 Y-40 N120 L2N130 TRANSN140 G00 X0 Y0 N150 G01 Z-5N160 X-10 Y-10N270 G00 Z100N280 M30N065 G03 X40 Y20 CR=10N075 G02 X45 Y15 CR=5N085 G01 Y5N095 X5N105 Z5 M09N115 G40 X0 Y0N125

59、 M17数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程如果采用相对平移功能，相关程序段修改如下：N010 G90 G54N050 G00 X0 Y0 Z5N060 L2N070 ATRANS X-50 N080 L2N090 ATRANS Y-40 N100 L2N110 ATRANS Y-40 N120 L2N130 TRANS N280 M30；工件坐标系设定；快速定位；调用子程序一次；坐标系相对平移；调用子程序二次；坐标系相对平移；调用子程序三次；坐标系相对平移；调用子程序四次；取消可编程零点偏置；程序结束数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程2可编程转动ROT /AROT编程格式：ROT XYZ/

60、 AROT XYZ；ROT RPL=/ AROT RPL=；ROT（无参数）取消可编程转动。功能：可用ROT/AROT绕着每个几何轴X、Y、Z或通过选择工作面G17至G19上的RPL角，旋转工件坐标系。这样允许在一次设定中加工若干斜面、工件侧面以及被旋转的形状相同的轮廓。可编程转动ROT /AROT 数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程编程示例 %302N010 G90 G54 N020 T01N030 M06N040 S2100 M03 F500N050 G00 X0 Y0 Z5N060 L2N070 TRANS X0 Y-40N075 L2N080 TRANS X-50 Y-40N090