第五章数控机床手工编程

1、第五章 数控机床的手工编程 第一节第一节 手工编程的特点、方法与步骤手工编程的特点、方法与步骤 概念概念：分析零件图纸、制订工艺规程、计算刀具运动轨：分析零件图纸、制订工艺规程、计算刀具运动轨迹、编写零件加工程序清单、制作控制介质直到程序校迹、编写零件加工程序清单、制作控制介质直到程序校验，整个过程主要由人来完成，这种人工制备零件加工程验，整个过程主要由人来完成，这种人工制备零件加工程序的方法称为手工编程。序的方法称为手工编程。 对编程人员的要求高，不仅要熟悉数控代码和编程规对编程人员的要求高，不仅要熟悉数控代码和编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。则，而且还必须具备机械加

2、工工艺知识和数值计算能力。 用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为时间之比，平均约为 30：1。 一、一、 手工编程的概念及特点手工编程的概念及特点二、手工编程的方法与步骤二、手工编程的方法与步骤 数控编程是指从零件图纸到获数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。得数控加工程序的全部工作过程。编程工作主要包括：编程工作主要包括：（1）分析零件图样）分析零件图样（2）制定加工工艺方案）制定加工工艺方案 （3）图形的数学处理）图形的数学处理（4）编写零件的加工程序清单）编写零件的加工程序清单 （5）程序检验）程

3、序检验 与首件试切与首件试切分析零件图样分析零件图样制定工艺方案制定工艺方案图形的数学处理图形的数学处理编写程序清单编写程序清单程序校验程序校验修改修改第二节第二节 数控车床的手工编程数控车床的手工编程一、一、 数控车床的加工特点数控车床的加工特点 数控车床与普通车床在结构上类似，加工回转类零件，数控车床与普通车床在结构上类似，加工回转类零件，夹具多采用液压、气动和电动卡盘；区别在于进给系统，没夹具多采用液压、气动和电动卡盘；区别在于进给系统，没有传统的进给箱和交换齿轮，由伺服电机通过滚珠丝杠直接有传统的进给箱和交换齿轮，由伺服电机通过滚珠丝杠直接驱动溜板和刀架。驱动溜板和刀架。分类分类 按主

4、轴位置按主轴位置： 立式数控车床立式数控车床 主轴垂直于水平面，工作台为一个直径较主轴垂直于水平面，工作台为一个直径较大的圆形回转台。适合直径较大、长度较小零件。大的圆形回转台。适合直径较大、长度较小零件。5数控车削主要适合对象数控车削主要适合对象: 1.高精度回转零件高精度回转零件2.零件廓形复杂或难于控制尺寸的回转体零件零件廓形复杂或难于控制尺寸的回转体零件4.带特殊螺纹的回转零件带特殊螺纹的回转零件(导程不一样导程不一样) 3.表面形状复杂的回转体零件表面形状复杂的回转体零件表面形状复杂的回转体零件表面形状复杂的回转体零件 图：数控车床图：数控车床 卧式数控车床卧式数控车床 主轴平行于水

5、平面，导轨一般为水平式。主轴平行于水平面，导轨一般为水平式。也有倾斜式的，使机床的刚性更大，排屑更容易。也有倾斜式的，使机床的刚性更大，排屑更容易。 按加工零件类型按加工零件类型： 卡盘式数控车床卡盘式数控车床 没有尾座，适合车削盘类零件。没有尾座，适合车削盘类零件。 顶尖式数控车床顶尖式数控车床 配有尾座，适合车削长度较长的轴类配有尾座，适合车削长度较长的轴类零件。零件。 按刀架数量按刀架数量： 单刀架数控车床单刀架数控车床 配有各种形式的单刀架，如四工位自配有各种形式的单刀架，如四工位自动转位刀架或转塔式自动转位刀架。动转位刀架或转塔式自动转位刀架。 双刀架数控车床双刀架数控车床 配有双刀

6、架，适合多种功能结构的加配有双刀架，适合多种功能结构的加工。刀架分布可以是平行的，也可以是垂直的。工。刀架分布可以是平行的，也可以是垂直的。 按车床功能：按车床功能： 螺纹数控车床螺纹数控车床 、活塞数控车床和曲轴数控车床、活塞数控车床和曲轴数控车床 等。等。 二、数控车床的编程特点二、数控车床的编程特点 1）可以用绝对值）可以用绝对值(X,Z)或增量值或增量值(U,W)编程，也可以是二者编程，也可以是二者的混合。（的混合。（不用不用G90、G91） 2）由于）由于X向的坐标值是直径，向的坐标值是直径， 绝对值编程时，绝对值编程时，X以直径值以直径值表示；增量值编程时，以径向位移量的表示；增量

7、值编程时，以径向位移量的2倍编程。倍编程。 3）对于加工余量较大的毛坯，有不同形式的固定循环功）对于加工余量较大的毛坯，有不同形式的固定循环功能，以进行多次重复切削。能，以进行多次重复切削。 4）为了降低加工表面粗糙度值、提高刀具寿命，常把车）为了降低加工表面粗糙度值、提高刀具寿命，常把车刀的刀尖磨成一定数值的圆弧，故编程时要对刀具半径进行刀的刀尖磨成一定数值的圆弧，故编程时要对刀具半径进行补偿，或手工计算补偿量（实际生产常用直接对刀法）补偿，或手工计算补偿量（实际生产常用直接对刀法） 5）第三坐标指令）第三坐标指令I、K在不同的程序中作用不同：在圆弧在不同的程序中作用不同：在圆弧切削时表示圆

8、心相对于圆弧起点的坐标位置，此时切削时表示圆心相对于圆弧起点的坐标位置，此时I、K方向方向的脉冲当量与的脉冲当量与Z向一致；但在自动循环指令中，向一致；但在自动循环指令中，I、K坐标表坐标表示每次循环的进刀量，示每次循环的进刀量，I方向的脉冲当量与方向的脉冲当量与X方向一样，为方向一样，为Z方向的一半，方向的一半，K方向的脉冲当量与方向的脉冲当量与Z方向一致。方向一致。 在机械制造中，为完成需要的在机械制造中，为完成需要的加工工序加工工序、装配工序装配工序及及检验工序检验工序等，使用着大量的夹具。等，使用着大量的夹具。 利用夹具，可以利用夹具，可以提高劳动生产率提高劳动生产率，提高加提高加工精

9、度工精度，减少废品减少废品；可以；可以扩大机床的工艺范扩大机床的工艺范围围，改善操作的劳动条件改善操作的劳动条件。 因此，夹具是机械制造中的一项重要的工因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。持这个位置不变。三、数控车床夹具三、数控车床夹具钻径向孔的零件工序图钻径向孔的零件工序图 1.尖形车刀尖形车刀 2.圆弧形车刀圆弧形车刀 3.成形车刀成形车刀四、数控车

10、床的刀具四、数控车床的刀具14刀15刀16刀17刀五、五、 刀具的补偿功能刀具的补偿功能 不同刀具的刀尖位置之间有差异，刀具安装有误差，不同刀具的刀尖位置之间有差异，刀具安装有误差，刀具的正常磨损及刀尖圆弧的存在等等，都是数控车床具刀具的正常磨损及刀尖圆弧的存在等等，都是数控车床具有补偿功能的实际原因。有补偿功能的实际原因。刀具补偿刀具补偿刀具的几何补偿刀具的几何补偿 （TXXXX实现）实现）刀尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿（G41、G42实现）实现）几何位置补偿几何位置补偿磨损补偿磨损补偿 1、刀具的位置补偿、刀具的位置补偿 刀具几何位置补偿是用于补偿各刀具安装好后，其刀刀具几何位置补偿是用

11、于补偿各刀具安装好后，其刀位点（如刀尖）与编程时理想刀具或基准刀具刀位点的位位点（如刀尖）与编程时理想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的。置偏移的。 通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车刀，对刀编程主要是以该车刀为准。刀，对刀编程主要是以该车刀为准。 补偿值输入到相应的存储器中。注意，当加工后外圆补偿值输入到相应的存储器中。注意，当加工后外圆直径增大时，输入的补偿量是负值，即在原数值基础上减直径增大时，输入的补偿量是负值，即在原数值基础上减去补偿去补偿 量，反之增加补偿量。轴向的补偿情况相同。量，反之增加补偿量。轴向的补偿情况相同。 刀具补偿功

12、能必须在一段执行程序中完成，而且程序刀具补偿功能必须在一段执行程序中完成，而且程序段中必须有段中必须有G00或或G01指令才有效。指令才有效。 图示212 2、刀具半径补偿（、刀具半径补偿（G40G40取消、取消、G41G41左偏、左偏、G42G42右偏右偏）相关知识：相关知识：尖形车刀尖形车刀都有都有较小较小的的刀尖圆弧刀尖圆弧。 刀尖圆弧刀尖圆弧能能提高刀具使用寿命提高刀具使用寿命和和降低表面粗糙度，降低表面粗糙度，但在加但在加工锥度和圆弧时，会使工件产生几何形状误差。工锥度和圆弧时，会使工件产生几何形状误差。切削外圆时切削外圆时，刀具与工件的实际接触点（刀尖）为，刀具与工件的实际接触点（

13、刀尖）为A A点点；切削端面时切削端面时，刀具与工件的实际接触点为，刀具与工件的实际接触点为B B点点。 车刀补偿车刀补偿 理论刀尖在切削理论刀尖在切削外圆和端面外圆和端面时不会时不会对加工精度造成影对加工精度造成影响。响。22 理论刀尖在切削外圆和端面时不会影响加工精度。理论刀尖在切削外圆和端面时不会影响加工精度。 但在加工但在加工锥面锥面、圆弧圆弧及及仿形面仿形面中，由于理论刀尖和实际刀尖中，由于理论刀尖和实际刀尖不一致，会产生不一致，会产生位置误差。位置误差。23 图示采用图示采用G41G41，将刀尖圆弧半径值（，将刀尖圆弧半径值（刀尖圆弧半径可通过估刀尖圆弧半径可通过估算或通过对刀仪测

14、量获得算或通过对刀仪测量获得）输入到数控系统中，通过）输入到数控系统中，通过半径补偿半径补偿指令指令，可以对，可以对加工误差加工误差进行进行补偿补偿。采用刀具半径补偿时：采用刀具半径补偿时：刀位点刀位点为为刀尖圆弧的刀尖圆弧的圆心圆心。G41 车刀补偿车刀形状很多，使用时要把代表车刀形状和位置的参数输车刀形状很多，使用时要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中。入到数据库中。 若刀尖方位码设为若刀尖方位码设为0或或9时，机床将以刀尖时，机床将以刀尖圆弧中心圆弧中心为为刀位刀位点点进行刀补计算处理；进行刀补计算处理； 当刀尖方位码设为当刀尖方位码设为18时，机床将以时，机床将以假想刀尖假想刀尖

15、为为刀位点刀位点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理。根据相应的代码方位进行刀补计算处理。六、数控车床的编程指令六、数控车床的编程指令一一) )、 M M指令介绍指令介绍1 1、 CNCCNC内定的辅助功能内定的辅助功能（1 1）、程序暂停）、程序暂停M00M00（2 2）、程序结束）、程序结束M02M02（3 3）、程序结束并返回到零件程序头）、程序结束并返回到零件程序头M30M30（4 4）、子程序调用）、子程序调用M98M98、G65G65及从子程序返回及从子程序返回M99M99、子程序的格式、子程序的格式O OM99M99、调用子程序的格式、调用子程序的格式M98 P_ L_M98 P

16、_ L_，其中，其中P P为被调用的子程序号，为被调用的子程序号，L L为重复调用次数。为重复调用次数。2、 PLC设定的辅助功能设定的辅助功能（1）、主轴控制指令）、主轴控制指令M03、M04、M05M03启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针方向（从启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针方向（从Z轴轴正向朝正向朝Z轴负向看）旋转。轴负向看）旋转。M04启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转。启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转。M05使主轴停止旋转。使主轴停止旋转。M03、M04、M05可相互注销。可相互注销。（2）、冷却液打开、停止指令）、冷却液打开、停止指令M07、M08、M

17、09M07 、M08指令用于打开冷却液管道；指令用于打开冷却液管道；M09指令用于关闭冷指令用于关闭冷却液管道。却液管道。1 1G50G50坐标系设定或主轴最大速度设定坐标系设定或主轴最大速度设定格式：格式：G50 Xxx ZxxG50 Xxx Zxx 说明：说明：X X、Z Z刀位点在新设定的坐标系中的坐标值刀位点在新设定的坐标系中的坐标值。 G50G50用于用于在程序中在程序中设定新的设定新的编程坐标系。编程坐标系。 大多数系统使用大多数系统使用G92G92指令作为预置寄存指令来指令作为预置寄存指令来设定坐标系设定坐标系。 G50G50也用于恒线速度加工中也用于恒线速度加工中限制主轴最高转

18、速：限制主轴最高转速：G50 SxxG50 Sxx。2 2G96G96恒线切削速度控制恒线切削速度控制格式：格式：G96 SxxG96 Sxx说明：说明：S S线速度值（线速度值（m/minm/min）。 G96 S150 G96 S150 切削速度切削速度150m/min150m/min； G97 S800 G97 S800 主轴转速主轴转速800r/min800r/min。 本系统用本系统用G50G50指令指令限制主轴最高转速限制主轴最高转速，格式为：，格式为：G50 SxxG50 Sxx。 G97G97指令指令（开机默认值）取消恒线速度功能。（开机默认值）取消恒线速度功能。二二)、G指令

19、介绍指令介绍（ 以以FANUC系统为例系统为例）3 3G98/G99G98/G99每分钟进给量（每分钟进给量（mm/minmm/min）/ /每转进给量（每转进给量（mm/rmm/r）格式：格式：G98 Fxx /G99 Fxx G98 Fxx /G99 Fxx （开机默认值开机默认值）说明：说明：F F进给速度进给速度。 G98 F200 G98 F200；进给速度；进给速度200mm/min200mm/min； G99 F1.5 G99 F1.5；进给量；进给量 1.5mm/r1.5mm/r；4 4G92G92圆轴、圆锥螺纹循环指令圆轴、圆锥螺纹循环指令格式：格式：G92 X(U)xx Z

20、(W)xx Ixx FxxG92 X(U)xx Z(W)xx Ixx Fxx说明：说明：X(U)X(U)、Z(W)Z(W)终点终点( (对角点对角点) )坐标坐标， I I锥螺纹起点和终点的半径差；锥螺纹起点和终点的半径差； F F螺纹导程。螺纹导程。ZX编程示例编程示例（例（例4-5,4-5,螺纹加工螺纹加工, ,如图如图4-8)4-8)：O4005O4005N110 T0303N110 T0303N120 G0 X28N120 G0 X28Z5Z5S350 M3 S350 M3 ；刀具定位；刀具定位N130 N130 G92G92 X19.4 Z-23 X19.4 Z-23F1.5 F1.

21、5 ；螺纹加工；螺纹加工N140 X19N140 X19 ；逐层进刀；逐层进刀N150 X18.6N150 X18.6N160 X18.2N160 X18.2N170 X18N170 X18N180 X17.9N180 X17.9N190 X17.8N190 X17.8ZX程序示例程序示例（例（例4646）： O4006O4006 N10 T0303 N10 T0303 ；外螺纹车刀；外螺纹车刀 N20 G0 X25N20 G0 X25Z5Z5S300 M3S300 M3 N30 N30 G92G92 X19.6 Z-20. R-2.5 F1.5 X19.6 Z-20. R-2.5 F1.5

22、N40 X19.4 N40 X19.4 N50 X19. N50 X19. ZX5 5G70G70精车固定循环精车固定循环（1 1）格式：）格式：G70 PG70 P（nsns）Q Q（nfnf）（2 2）说明：）说明： G70G70指令用于指令用于G71G71、G72G72、G73G73指令粗车工件后的精车循环。指令粗车工件后的精车循环。 在在G70G70状态下，在指定的精车描述程序段中的状态下，在指定的精车描述程序段中的F F、S S、T T有效；有效； 若不指定，则维持粗车指定的若不指定，则维持粗车指定的F F、S S、T T状态。状态。 G70G70到到 G73G73中中nsns到到n

23、fnf间的程序段间的程序段不能调用子程序不能调用子程序。 当当G70G70循环结束时，刀具返回到起点，并读下一个程序段。循环结束时，刀具返回到起点，并读下一个程序段。 关于关于 G70G70的详细应用请参见的详细应用请参见 G71G71、G72G72和和 G73G73部分。部分。32Ce45AABdu/2wC为粗车循环的起点，为粗车循环的起点，A是毛坯外径与轮廓端面的交点是毛坯外径与轮廓端面的交点 6.轴向轮廓切削循环轴向轮廓切削循环（ G71 ）多重复合循环多重复合循环 l格式格式:uG71 U（ d） R（e）；）；uG71 P（ns）Q（nf）U（ u）W（ w）F_ S_ T_ ；l说

24、明说明： U R 粗车进刀、退刀量粗车进刀、退刀量 U W 精车精车X，Z进刀量进刀量 P Q 等价一对括号等价一对括号3311052854020 201020 30302102304565140150ZXO起 点终 点 例：切削深度为例：切削深度为5mm，退刀量为，退刀量为1mm，X向精车余量为向精车余量为2mm，Z向精车余量为向精车余量为2mm。毛坯为。毛坯为150的棒料。的棒料。 34N20 G00 Xl70.0 Z180.0 S750 T0202 M03；N30 G71 U5.0 R1.0； N35 G71 P40 Q100 U4.0 W2.0 F0.3 S500；N40 G00 X4

25、5.0 S750；N50 G01 Z140.0 F0.1；N60 X65.0 Z110；N70 Z90.0；N80 X140.0 Z80.0；N90 Z60.0；N100 Xl50.0 Z40.0； 11052854 02 0 2 01 02 0 3 03 021 02 3 04565140150ZXO起 点终 点35G72 U（ d） R（e）；）；G72 P（ns）Q（nf）U（ u）W（ w）F_S_T_；N（ns）N（nf） 7.径向轮廓切削循环径向轮廓切削循环（ G72 ）多重复合循环多重复合循环 CABA4 5 deu/2w格式格式:G72 U（ d） R（e）；）；G72 P(n

26、s) Q(nf) U( u) W( w) F_ S_ T_ ；说明说明：U R 粗车进刀、退刀量粗车进刀、退刀量 U W 精车精车X，Z进刀量进刀量 P Q 等价一对括号等价一对括号361601208040刀 具 当 前 位 置1O1 9 00 . 2 52 02 01 01 01 06 011088ZX例：例：假设粗车深度为假设粗车深度为1mm，退刀量为，退刀量为0.3mm，X向精车余量为向精车余量为0.5mm，Z向精车余量为向精车余量为0.25mm。毛坯为。毛坯为160的棒料。的棒料。 37N40 G00 X176.0 Z130.25；N50 G72 U1.0 R0.3；N60 G72 P

27、70 Q120 U1.0 Z0.25 F0.3 S500；N70 G00 Z56.0 S600；N80 G01 X120.0 Z70.0 F0.15；N90 W10.0；N100 X80.0 Wl0.0；N110 W20.0；N120 X36.0 W22.0； 1601208040刀 具 当 前 位 置1O1900.2520201010106011088ZX388. 成形车削循环成形车削循环G73 G73 U（ i） W（ k） R（ d）；）；G73 P（ns） Q（nf） U（ u） W（ w）F_S_T_；N（ns）N（nf） i i为沿为沿X X轴方向的退刀量（半径编程）轴方向的退刀量

28、（半径编程） k k为沿为沿Z Z轴方向的退刀量轴方向的退刀量； d d为重复加工次数为重复加工次数k+wwi+u/2u/2wu/2DCAAB39ZX1101 4 .2 514.25130140.251 04 02 2 00 .2 52 0刀 具 当 前 位 置车 削 起 始 点801201601804 01 01 44 0R 2 0O例：加工如图所示的零件，假设粗车例：加工如图所示的零件，假设粗车X向退刀量向退刀量14mm，Z向退刀向退刀量为量为14mm，三次进刀，三次进刀， X向精车余量为向精车余量为0.5mm，Z向精车余量向精车余量为为0.25mm。毛坯为。毛坯为180的棒料。的棒料。

29、40N20 G00 X220 Z160N30 G73 U14.0 W14.0 R3；N40 G73 P50 Q100 U0.5W0.25 F0.3 S180；N50 G00 X80.0W-40.0；N60 G01 W-20.0 F0.15 S600；N70 X120.0 W-10.0；N80 W-20.0 S400；N90 G02 X160.0W-20.0 R20.0；N100 G01 X180.0W-10.0 S280；N110 G70 P50 Q100；N120 G00 X260.0 Z220.0；N130 M30； ZX1101 4 .2 514.25130140.251 04 02 2

30、 00 .2 52 0刀 具 当 前 位 置车 削 起 始 点801201601804 0 1 01 44 0R 2 0O例例 子程序应用如图子程序应用如图4 41313所示，仅切槽：所示，仅切槽： O4008O4008 ；主程序主程序 N10 T0404N10 T0404 ；刀宽；刀宽4mm4mm外切槽刀，右刀位点外切槽刀，右刀位点 N20 G0 X31N20 G0 X31Z-10Z-10S350 M3 M8S350 M3 M8 ；第一槽起始位置；第一槽起始位置 N30 N30 M98 P4108M98 P4108 ；凋用子程序切第一个槽；凋用子程序切第一个槽 M40 G0 W-19M40

31、G0 W-19 ；第二个槽起点；第二个槽起点 N50 N50 M98 P4108M98 P4108 N60 G0 W-12N60 G0 W-12 ；第三个槽起点；第三个槽起点 N70 N70 M98 P4108M98 P4108 N80 G28 U20N80 G28 U20W0W0 ；回零；回零 N90 M30N90 M30 O4108O4108 ；切槽；切槽子程序子程序 N10 G1 X20N10 G1 X20F0.08F0.08 N20 G4 X1 N20 G4 X1 N30 G1 X31N30 G1 X31F0.3 F0.3 N40 N40 M99M99ZX代 码功 能模 态组 别G00

32、点定位模态G01直线插补模态G02顺时针圆弧插补模态G03逆时针圆弧插补模态G04暂停指令非模态G10补偿值设定模态G20英制格式输入模态G21米制格式输入模态代 码功 能模 态组 别G28返回参考原点模态G29从参考点返回切削点模态G32螺纹切削模态G40刀具补偿注销模态G41刀具左补偿模态G42刀具右补偿模态G50工件坐标系设定模态G70精车循环模态代 码功 能模 态组 别G71粗车外圆循环设定模态G72粗车端面循环设定模态G74Z向深孔钻循环模态G90单一形状固定循环模态G92螺纹切削循环模态G96恒速切削控制模态G98进给速度按分钟模态G99进给速度按每转模态代 码功 能模 态备注M0

33、3主轴顺时针方向旋转模态从主轴M04主轴逆时针方向旋转模态尾向前M05主轴停止模态M08冷却液开模态M09冷却液关模态M30程序结束非模态M98调用子程序M99程序结束返回主程序例：考虑刀尖半径补偿O1111N1 G92 X40.0 Z10.0N2 T0101N3 M03 S400N4 G00 X40.0 Z5.0N5 G00 X0.0N6 G42 G01 Z0 F60 (加刀补加刀补)N7 G03 X24.0 Z-24 R15N8 G02 X26.0 Z-31.0 R5N9 G40 G00 X30 (取消刀补取消刀补)N10 G00 X45 Z5N11 M30COD（24，-24）七：数控车

34、床编程实例七：数控车床编程实例第三节第三节 数控铣床的手工编程数控铣床的手工编程 数控铣床进行铣削加工主要是以零件的数控铣床进行铣削加工主要是以零件的平面、曲面平面、曲面为主，还能加工孔、内圆柱面和螺纹面为主，还能加工孔、内圆柱面和螺纹面。它可以使它可以使各个加工表面的形状及位置获得很高的精度。各个加工表面的形状及位置获得很高的精度。 一、平面类零件一、平面类零件 如图如图4-1所示，零件的被所示，零件的被加工表面平行、垂直于加工表面平行、垂直于水平面或加工面与水平水平面或加工面与水平面的夹角为定角的零件，面的夹角为定角的零件，称为平面类零件。称为平面类零件。 对于平面垂直于坐标轴的面，其加工

35、方法与普通铣床的对于平面垂直于坐标轴的面，其加工方法与普通铣床的加工方法一样。对斜面的加工方法可采用：加工方法一样。对斜面的加工方法可采用： 将斜面垫平加工，这是在零件不大或夹具容易实现将斜面垫平加工，这是在零件不大或夹具容易实现零件的加工情况下进行。零件的加工情况下进行。 用行切法加工，如图用行切法加工，如图4-2所示，这所示，这样会留有行与行之间的残留余量，最样会留有行与行之间的残留余量，最后要由钳工修锉平整，飞机上的整体后要由钳工修锉平整，飞机上的整体壁板零件经常用这个方法加工。壁板零件经常用这个方法加工。 用五坐标数控铣床的主轴摆角后加用五坐标数控铣床的主轴摆角后加工，不留残留余量，效

36、果最好，如图工，不留残留余量，效果最好，如图4-3所示。所示。 对于斜面是正面台和斜肋板的对于斜面是正面台和斜肋板的表面，可采用成形铣刀加工；也可用表面，可采用成形铣刀加工；也可用五坐标数控铣床加工，但不经济。五坐标数控铣床加工，但不经济。 二、变斜角类零件二、变斜角类零件零件被加工表面与水平面夹角呈连续变化的零件，称为变斜角零件被加工表面与水平面夹角呈连续变化的零件，称为变斜角类零件。这类零件一般为飞机上的零部件，如飞机的大梁、桁类零件。这类零件一般为飞机上的零部件，如飞机的大梁、桁架框等。以及与之相对应的检验夹具和装配支架上的零件。架框等。以及与之相对应的检验夹具和装配支架上的零件。 如图

37、如图4-4所示为一种变斜角零件，所示为一种变斜角零件，该零件共分为三段，从第肋到该零件共分为三段，从第肋到第肋的斜角第肋的斜角a由由310均匀变到均匀变到232，从第肋到第肋再均，从第肋到第肋再均匀变为匀变为120，从第肋到第，从第肋到第肋均匀变为肋均匀变为0。 变斜角零件不能展开成为平面，在加工中被加工面与铣刀的圆周变斜角零件不能展开成为平面，在加工中被加工面与铣刀的圆周母线瞬间接触。用五坐标数控铣床进行主轴摆角加工，也可用三母线瞬间接触。用五坐标数控铣床进行主轴摆角加工，也可用三坐标数控铣床进行行切法加工。坐标数控铣床进行行切法加工。 对曲率变化较小的对曲率变化较小的变斜角面，用变斜角面，

38、用x、y、z和和A四坐标联动的数控四坐标联动的数控铣床加工，如图铣床加工，如图4-5所所示为用立铣刀直线插示为用立铣刀直线插补方式加工的情况。补方式加工的情况。 对曲率变化较大的变斜角面，用对曲率变化较大的变斜角面，用x、y、z和和A、B五坐标联动的数控铣床加工，如图五坐标联动的数控铣床加工，如图4-6所示。也可以用鼓形铣刀采用三坐标方式铣所示。也可以用鼓形铣刀采用三坐标方式铣削加工，所留刀痕用钳工修锉抛光去除，削加工，所留刀痕用钳工修锉抛光去除，如图如图4-7所示。所示。 三、曲面类零件三、曲面类零件零件被加工表面为空间曲面的零件，称为曲零件被加工表面为空间曲面的零件，称为曲面类零件。曲面可

39、以是公式曲面，如抛物面、面类零件。曲面可以是公式曲面，如抛物面、双曲面等，也可以是列表曲面，如图双曲面等，也可以是列表曲面，如图4-8所示。所示。曲面类零件的被加工表面不能展开为曲面类零件的被加工表面不能展开为平面；铣削加工时，被加工表面与铣平面；铣削加工时，被加工表面与铣刀始终是点对点相接触。用三坐标数刀始终是点对点相接触。用三坐标数控铣床加工时，一般采用行切法用球控铣床加工时，一般采用行切法用球头铣刀铣削加工，如图头铣刀铣削加工，如图4-9所示。所示。 四、孔类零件四、孔类零件孔类零件上都有多组不同类型的孔，一般有通孔、盲孔、螺纹孔类零件上都有多组不同类型的孔，一般有通孔、盲孔、螺纹孔、台

40、阶孔、深孔等。在数控铣床上加工的孔类零件，一般是孔、台阶孔、深孔等。在数控铣床上加工的孔类零件，一般是孔的位置要求较高的零件，如圆周分布孔，行列均布孔等，如孔的位置要求较高的零件，如圆周分布孔，行列均布孔等，如图图4-10所示。所示。其加工方法一般为钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔、攻螺纹等其加工方法一般为钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔、攻螺纹等。二、常用刀具二、常用刀具 在铣削运动铣削的主运动是铣刀的旋转运动。在铣削运动铣削的主运动是铣刀的旋转运动。工件或铣刀的移动为进给运动，可加工平面、台阶工件或铣刀的移动为进给运动，可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等面、沟槽、成形面等典型的铣削运动盘形铣刀盘形

41、铣刀 T T形铣刀形铣刀燕尾槽铣刀燕尾槽铣刀指状铣刀指状铣刀模具铣刀模具铣刀 锯片铣刀锯片铣刀1 1、圆柱铣刀、圆柱铣刀 它一般都是用高速钢制成它一般都是用高速钢制成整体整体的，的，螺旋形切削刃分布在圆柱表面上，没螺旋形切削刃分布在圆柱表面上，没有副切削刃，螺旋形的刀齿切削时是有副切削刃，螺旋形的刀齿切削时是逐渐切入和脱离工件的，所以切削过逐渐切入和脱离工件的，所以切削过程较平稳。主要用于卧式铣床上加工程较平稳。主要用于卧式铣床上加工宽度小于铣刀长度的狭长平面。宽度小于铣刀长度的狭长平面。2、面铣刀、面铣刀 主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上，端主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上，端面切削刃为副切削刃

42、，铣刀的轴线垂直于被面切削刃为副切削刃，铣刀的轴线垂直于被加工表面。按刀齿材料可分为高速钢和硬质加工表面。按刀齿材料可分为高速钢和硬质合金两大类，多制成套式镶齿结构。主要用合金两大类，多制成套式镶齿结构。主要用在立式铣床或卧式铣床上加工台阶面和平面，在立式铣床或卧式铣床上加工台阶面和平面，特别适合较大平面的加工，主偏角为特别适合较大平面的加工，主偏角为9090的的面铣刀可铣底部较宽的台阶面。用面铣刀加面铣刀可铣底部较宽的台阶面。用面铣刀加工平面，同时参加切削的刀齿较多，又有副工平面，同时参加切削的刀齿较多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小，切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小，因

43、此可以用较大的切削用量。因此可以用较大的切削用量。面铣刀面铣刀3、立铣刀、立铣刀 一般由一般由3 34 4个刀齿个刀齿组成，圆柱面上的切削组成，圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃，工作分布着副切削刃，工作时不能沿铣刀轴线方向时不能沿铣刀轴线方向作进给运动。它主要用作进给运动。它主要用于加工凹槽，台阶面以于加工凹槽，台阶面以及利用靠模加工成形面。及利用靠模加工成形面。4、键槽铣刀、键槽铣刀 它的外形与立铣它的外形与立铣刀相似，不同的是它刀相似，不同的是它在圆周上只有两个螺在圆周上只有两个螺旋刀齿，其端面刀齿旋刀齿，其端面刀齿的刀刃延伸至中心，的刀刃延伸至中心，因

44、此在铣两端不通的因此在铣两端不通的键槽时，可以作适量键槽时，可以作适量的轴向进给。它主要的轴向进给。它主要用于加工闭式圆头键用于加工闭式圆头键槽，使用时，要作多槽，使用时，要作多次垂直进给和纵向进次垂直进给和纵向进给才能完成键盘槽加给才能完成键盘槽加工。工。例：例：G21G21G92 X200 Z300G92 X200 Z300G00 X50 Z3G00 X50 Z3指令指令G92G92、G00G00中中X X、Z Z的值为公制单位值。的值为公制单位值。G20G20G92 X200 Z300G92 X200 Z300G00 X50 Z3G00 X50 Z3表示指令表示指令G92G92、G00G

45、00中中X X、Z Z的值为英制单位值。的值为英制单位值。三、常用指令三、常用指令（一）公制输入与英制输入（一）公制输入与英制输入（G21G21，G20G20） （二）（二）自动返回参考点自动返回参考点G27G27、G28G28、G29G29、G30G30 1.1.返回参考点校检（返回参考点校检（G27G27） 格式格式: : G27 X_ Y_ Z_G27 X_ Y_ Z_； 指令中指令中X_Y_Z_X_Y_Z_分别代表参考点在工件坐标系中的坐标值，分别代表参考点在工件坐标系中的坐标值，执行该指令后，如果执行该指令后，如果刀具定位到参考点上，则相应轴的参刀具定位到参考点上，则相应轴的参考点指

46、示灯就点亮。考点指示灯就点亮。 使用该指令注意以下几点：使用该指令注意以下几点： 不要求执行该指令时，在该指令前加上不要求执行该指令时，在该指令前加上“/ /”，以便不需，以便不需要校验时跳过该程序段。要校验时跳过该程序段。 若希望执行该程序段后让程序停止，应于该程序段后加若希望执行该程序段后让程序停止，应于该程序段后加上上M00M00或或M01M01，否则将不停止而继续执行后面的程序。，否则将不停止而继续执行后面的程序。 执行该指令前，执行该指令前，应先取消刀补应先取消刀补。在刀具补偿方式中使用在刀具补偿方式中使用该指令，刀具到达的位置将是加上补偿量的位置，此时刀该指令，刀具到达的位置将是加

47、上补偿量的位置，此时刀具将不能到达参考点具将不能到达参考点，因而参考点指示灯也不亮。因而参考点指示灯也不亮。 2.2.自动返回参考点（自动返回参考点（G28G28） 使刀具经中间点快速回到参考点，使刀具经中间点快速回到参考点，用于换刀用于换刀。中间点的坐。中间点的坐标为标为X_Y_Z_X_Y_Z_，可用绝对值或增量值。，可用绝对值或增量值。应先取消刀补应先取消刀补。 格式：格式：G28 X_ Y_ Z_G28 X_ Y_ Z_； 例：例： G90 G00 X100.0 Y200.0 Z300.0G90 G00 X100.0 Y200.0 Z300.0G28 X400.0 Y500.0 G28

48、X400.0 Y500.0 ( (中间点是中间点是400.0,500.0)400.0,500.0) G28 Z600.0 G28 Z600.0 ( (中间点中间点400.0400.0，500.0500.0，600.0)600.0) 3.3.自动从参考点返回（自动从参考点返回（G29G29） 使刀具从参考点经使刀具从参考点经G28G28指定的中间点到达由指定的中间点到达由G29G29指定的（指定的（X_Y_Z_X_Y_Z_）点。该指令与）点。该指令与G28G28指令成对使用。指令成对使用。应先取消刀补应先取消刀补。 在在G28G28之后，也可用之后，也可用G00G00取代取代G29G29。 格式

49、：格式：G29 X_ Y_ Z_G29 X_ Y_ Z_； 如图所示，加工后刀具已定位到如图所示，加工后刀具已定位到A A点，点， 取取B B点为中间点，点为中间点，C C点点为执行为执行G29G29时应到达的点，则程序如下：时应到达的点，则程序如下： G91 G28 X100. Y100.G91 G28 X100. Y100.；M06M06； G29 X300. Y-170. G29 X300. Y-170.； B B至至C C的增量值为的增量值为X300 X300 Y-170Y-170。 4.4.自动返回第二参考点（自动返回第二参考点（G30G30） 使刀具快速回到使刀具快速回到G30G3

50、0指定的指定的第二参考点第二参考点（X_Y_Z_X_Y_Z_），），用于换用于换刀刀。应先取消刀补应先取消刀补。 格式：格式：G30 X_ Y_ Z_G30 X_ Y_ Z_；651 1、G53G53指令指令格式：格式：（G90G90）G53 X_ Y_ Z_;G53 X_ Y_ Z_; G53 G53 选择机床坐标系编程，选择机床坐标系编程，G90G90时有效，非模态。时有效，非模态。 G00 G90 G53 X5.0 Y10.0 G00 G90 G53 X5.0 Y10.0； 表示将刀具快速移到机床坐标系的（表示将刀具快速移到机床坐标系的（5.05.0、10.010.0）坐）坐标点。标点。

51、（三）机床坐标系选择指令（三）机床坐标系选择指令G53G53和和 加工坐标系选择指令加工坐标系选择指令G54G54G59G592 2、用、用G54G54G59G59选择工件加工坐标系选择工件加工坐标系格式：格式：G54G54（G59G59）G90 G00G90 G00（G01G01）X X Y Y Z Z （F F ） （四）比例缩放和旋转变换指令（四）比例缩放和旋转变换指令1 1、比例缩放指令（、比例缩放指令（G50,G51G50,G51） G51X_Y_Z_P_G51X_Y_Z_P_；比例缩放开始；比例缩放开始；(G51X_Y_Z_I_J_K_(G51X_Y_Z_I_J_K_；) ) 比例

52、缩放有效比例缩放有效 G50 G50 ； 比例缩放取消。比例缩放取消。 YXP1P1P2P2P3P3P4P4P0G51 X0 Y0 P2G51 X0 Y0 P2G01 X100 Y200G01 X100 Y200 G01 X200 Y400 G01 X200 Y400G50G50G51 X0 Y0 I2 J3G51 X0 Y0 I2 J3G01 X100 Y200G01 X100 Y200 G01 X200 Y600 G01 X200 Y600G50G502 2、坐标旋转指令（、坐标旋转指令（G68,G69G68,G69）G68_R_G68_R_；坐标旋转开始坐标旋转开始 坐标系旋转方式坐标系

53、旋转方式G69 G69 ； 取消坐标系旋转指令取消坐标系旋转指令 其中：其中：_ _ -旋转中心的绝对坐标值，指定平面的二个轴；旋转中心的绝对坐标值，指定平面的二个轴； R R -旋转角度旋转角度 旋转角度（旋转角度（R R）（,）旋转中心旋转中心YX例：例：N1 G92 X0 Y0 G69 G01 ；设定坐标系、取消坐标旋转、设定G01运动；N2 G42 G90 X100.0 Y100.0 F1000 D01 ； 右刀补，运动到(100,100)；N3 G68 R-30000 ；坐标旋转.旋转中心：(100,100), 旋转角:30；N4 G91 X200.0 ； N5 G03 Y100.0

54、 I100.0 J50.0 ；N6 G01 X-200.0 ； N7 Y-100.0 ； N8 G69 G40 G90 X0 Y0 ; 取消坐标旋转，取消刀补，回到原点M30 ； 程序停止。 Y2001501000100200300X30u用用G92G92设置工件加工坐标系设置工件加工坐标系 指令格式：指令格式：G92 XG92 X Y Y Z Z ；例如指令：例如指令：G92 X30 Z25 G92 X30 Z25 u坐标平面选择指令（坐标平面选择指令（G17G17，G18G18，G19G19） G17 G17、G18G18、G19G19指令就是用来选择圆弧插补平面和刀具补偿平面，指令就是用

55、来选择圆弧插补平面和刀具补偿平面，对于数控铣床而言，通常都是在对于数控铣床而言，通常都是在XYXY坐标平面内进行轮廓加工。坐标平面内进行轮廓加工。G17G17、G18G18、G19G19均为模态指令，一般系统默认均为模态指令，一般系统默认G17G17为初始状态，表示选择在为初始状态，表示选择在XYXY平面内加工，平面内加工，G18G18表示选择在表示选择在XZXZ平面内加工，平面内加工，G19G19表示选择在表示选择在YZYZ平平面内加工。面内加工。u绝对尺寸指令（绝对尺寸指令（G90G90）和增量尺寸指令（）和增量尺寸指令（G91G91） 如右图所示，移动指令可以编程为：如右图所示，移动指令

56、可以编程为： G90 X42.0 Y72.0G90 X42.0 Y72.0；（绝对值编程绝对值编程） 或或 G9l X-56.0 Y40.0G9l X-56.0 Y40.0；（增量值编程）（增量值编程） u快速点定位指令（快速点定位指令（G00G00） 编程格式为：编程格式为：G00 X Y Z 如右图所示：如右图所示：采用绝对值编程方式，采用绝对值编程方式，G92 XO YOG92 XO YO；G90 G00 X180.0 Y80.0G90 G00 X180.0 Y80.0；X28O.0 Y4O.OX28O.0 Y4O.O；采用增量值编程方式，采用增量值编程方式，G91 G00 X180.0

57、 Y80.0G91 G00 X180.0 Y80.0； X100.0 Y-40.0X100.0 Y-40.0；u插补指令（插补指令（G01G01，G02G02，G03G03） 1.1.直线插补指令直线插补指令G01 G01 指令格式：指令格式：G01G01 X X Y Y Z Z F F ； 右图所示右图所示 ：N001 G92 XO YON001 G92 XO YO；N002 G90 G00 X25.0 Y40.0 N002 G90 G00 X25.0 Y40.0 S300 T01 M03 S300 T01 M03；N003 G01 X95.0 Y80.0 F100N003 G01 X95.

58、0 Y80.0 F100；N004 X160.0 Y60.0N004 X160.0 Y60.0；N005 X25.0 Y40.0N005 X25.0 Y40.0；N006 G00 XO YO M02N006 G00 XO YO M02； u圆弧插补指令（圆弧插补指令（G02G02，G03G03） 在在XYXY坐标平面上程序段格式：坐标平面上程序段格式： G17 G02G17 G02（G03G03）X X Y Y I I J J F F ；或或 G17 G02G17 G02（G03G03）X X Y Y R R F F ； 在在XZXZ坐标平面上程序段格式：坐标平面上程序段格式： G18 G02

59、G18 G02（G03G03）X X Z Z I I K K F F ；或或 G18 G02G18 G02（G03G03）X X Z Z R R F F ； 在在YZYZ坐标平面上程序段格式：坐标平面上程序段格式： G19 G02G19 G02（G03G03）Y Y Z Z J J K K F F ；或或 G19 G02G19 G02（G03G03）Y Y Z Z R R F F ； 例例1 1：用圆弧半径：用圆弧半径R R编程编程 G92 XO Y-15.0G92 XO Y-15.0； G90 G03 X15.0 YO R15.0 F100G90 G03 X15.0 YO R15.0 F10

60、0； G02 X55.0 YO R20.0 G02 X55.0 YO R20.0 ； G03 X80.O Y-25.0 R-25.0G03 X80.O Y-25.0 R-25.0；圆弧顺、逆方向判别圆弧顺、逆方向判别 例例2 2 使用分矢量使用分矢量I I、J J编程编程绝对值编程方式：绝对值编程方式：G92 X0 Y-15.0G92 X0 Y-15.0G90 G03 X15.0 Y0 I0 G90 G03 X15.0 Y0 I0 J15.0 F100 J15.0 F100； G02 X55.0 Y0 I20.0G02 X55.0 Y0 I20.0 J0 J0； G03 X80.0 Y-25.