《数控加工技术》-数控加工技术

数控加工技术概述CNC系统构成手工数控编程的过程

图样分析数值计算程序编制程序检验试切加工程序修改加工数控机床机械结构的特点

1．高刚度

高速和重负荷条件下工作，减少中的变形和振动。

2．高灵敏度

导轨部件通常用滚动导轨、塑料导轨、静压导轨等，以减少摩擦力，使其在低速运动时无爬行现象。

3．高抗振性

在高速重切削情况下减少振动，以保证零件的高精度和高的表面质量。

4．热变形小

5．高精度保持性

6．高可靠性

7．模块化

8．机电一体化

数控机床主传动系统的主轴变速方式

1．无级变速

数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。

2．分段无级变速

(1)带有变速齿轮的主传动加工中心

这是大中型数控机床较常采用的配置方式，

(2)通过带传动的主传动加工中心这种传动主要用在转速较高、变速范围不大的机床,常用的是同步齿形带。

(3)用两个电动机分别驱动主轴

这是上述两种方式的混合传动，具有上述两种性能，高速时由一个电动机通过带传动，低速时，由另一个电动机通过齿轮传动，

3．内置电动机主轴变速

这种主传动是电动机直接带动主轴旋转。因而大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出转矩小，电动机发热对主轴的精度影响较大。

普通车床CA6140的传动系统数控机床进给传动系统数控机床进给传动系统为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，对数控机床的进给传动系统提出了如下要求。

1．减少摩擦阻力

2．减少运动惯量

3．高的传动精度与定位精度

4．宽的进给调速范围

5．响应速度要快

6．无间隙传动

7．稳定性好、寿命长

8．使用维护方便

进给系统分为开环、闭环和半闭环三类，它们的主要区别在于是否采用了位置和速度检测反馈元件。

1．开环控制数控机床

2．闭环控制数控机床

3．半闭环控制数控机床

开环控制数控机床半闭环控制数控机床闭环控制数控机床滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动能相互转换的传动装置。

滚珠丝杠螺母副的特点是：

1)传动效率高，摩擦小。传动效率：0．92—0．96，比常规的丝杠螺母副提高3—4倍。功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的1／4—1／3。

2)给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空程死区，定位精度高，刚度好。

3)运动平稳，无爬行现象，传动精度高。

4)有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，

5）磨损小，使用寿命长。

6）制造工艺复杂，滚珠丝杠个螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求值也小，故制造成本高。

7）不能自锁特别是对于垂直丝杠，

东芝事件

1983年早春的一个深夜，由苏联海运公司开到日本的万吨货轮“老共产党员”号，从日本芝浦码头出港，运走了数十箱“九余度推进器电脑工作母机”的部件。按照日本人的说法，苏联人购买这些母机的用途，除了使潜艇的推进性能改善之外，还能使当时正在建造中的新型航空母舰的推进器得到改进。这就是轰动一时的“东芝公司违反巴统输出事件”。这次事件的后果是严重的：美国海军第一次丧失对苏联海军舰艇的水声探测优势，直到今天，美国海军仍没有绝对把握去发现新型的俄罗斯潜艇。

巴黎统筹委员会（CoordinatingCommitteeforExporttoCommunistCountries）是对社会主义国家实行禁运和贸易限制的国际组织。正式名称：输出管制统筹委员会。简称巴统。1948年由美国发起，1949年11月正式成立。总部设在巴黎。1994年4月1日宣布正式解散。基点计算、刀位点计算、辅助计算数值计算数控加工手工编程的过程图样分析程序编制程序检验试切加工程序修改加工工件坐标系设定节点计算公差处理数控编程的数值计算编程原点公差处理数控编程的数值计算基点计算、刀位点计算、辅助计算数控加工程序的结构字符与代码

程序字

程序段

加工程序

坐标尺寸:X\Y\Z顺序号:N0020准备功能:G02主轴控制:S1000进给控制:F200辅助功能:M03NGXFSTMN10G01X50Y30F100S500T0101M03字母数字符号刀具功能:T01011.编程方式（G90/G91）

绝对尺寸指机床运动部件（车床上，刀具为运动部件）的坐标尺寸值相对于工件坐标系原点来确定，它与工件坐标系建在何处有关；

增量尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置来确定，它与工件坐标系建在何处无关。2.快速定位指令G00快速点位指令的功能是控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置。

格式：G00X（U）

Z（W）

其中：

X、Z—刀具要到达的目标点的绝对值坐标；

U、W—刀具的目标点相对于前一点的增量坐标。3．直线插补指令G01

直线插补指令的功能是刀具以程序中设定的进给速度，从某一点出发，直线移动到目标点。

格式：G01X（U）

Z（W）

F

3．圆弧插补指令G02、G033．圆弧插补指令G02、G033．圆弧插补指令G02、G033．圆弧插补指令G02、G034.常用M指令M00：程序暂停，可用NC启动命令（CYCLESTART）使程序继续运行；

M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；

M03：主轴顺时针旋转；

M04：主轴逆时针旋转；

M05：主轴旋转停止；

M08：冷却液开；

M09：冷却液关；

M30：程序停止，程序复位到起始位置。5.进给速度指令6.主轴速度控制指令7.刀具控制指令

如何确定一个合理的工件坐标系？简述数控设备的组成以及各部分的作用。3.数控机床加工程序的编制方法有哪些？它们分别有什么特点？4.简述数控机床加工程序的手工编制步骤。5.指令G01与G00有什么区别？6.圆弧插补指令G02与G03如何判别？7.什么叫基点？什么叫节点？它们在零件轮廓上的数目如何确定？8.用可转位面铣刀铣削碳钢表面，已知刀具规格为φ80mm，刀刃数5齿，查阅工艺手册，选取切削速度为160m/min，每齿进给量为0.10mm/z，求加工时的主轴转速和刀具进给速度的值。1.数控加工内容的确定适合数控加工的内容：

(1)普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。

(2)普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点内容。

(3)普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容。相比之下，不宜选择数控加工的内容：

(1)占机调整时间长。

(2)加工部位分散，需要多次装夹、设置原点。

(3)按某些特定的制造依据加工的型面轮廓。如获取数据困难，程序编制困难。

(4)必须按专用工装的加工内容，因其采集编程用的数据困难，协调效果不一定理想。数控车削加工的主要对象是：精度要求高的回转体零件；表面粗糙度要求高的回转体零件；轮廓形状特别复杂的零件；带特殊螺纹的回转体零件等。2.数控加工工序的划分1）数控加工工序划分原则数控加工工序划分通常需要遵循以下原则：（1）工序集中的原则（2）先粗后精的原则（3）基准先行的原则（4）先面后孔的原则2）数控加工工序划分方法具体划分数控加工工序时可按照以下几种方法划分：（1）按加工设备划分（2）按粗、精加工方式划分（3）按所用刀具划分工序3.对刀点

对刀点是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。程序一般从该点开始执行，所以对刀点也叫做“程序起点”或“起刀点”。对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具或机床上，但必须与工件的定位基准（相当于工件坐标系）又明确的关系，而当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对刀点的选择原则如下：（1）对刀点应使程序编制简单；（2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置；（3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置；（4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。4.换刀点

换刀点是指刀架转位换刀时的位置。换刀点往往设在工件的外部，并留有一定的安全量，以防止换刀时碰伤零件、刀具、夹具和其他部件。

3.加工路线1）加工路线的定义加工路线是指数控机床在加工过程中刀具的刀位点相对于被加工零件的运动轨迹与方向。确定加工路线就是确定刀具运动轨迹和方向。

2）加工路线的确定原则：（1）保证零件的加工精度和表面粗糙度

；（2）寻求最短加工路线，减少刀具空行程，提高加工效率

；（3）最终轮廓一次连续走刀完成

；（4）选择切入切出方式；

（5）选择使工件在加工后变形小的路线

。练习单一固定循环指令介绍O0008G90G54X100Z200T0101;S400M03;G00X45.0Z72.0;G90X38.0Z20.0F30.0;X30.0;G00X100Z200T0100T0202G00X35.0Z75.0;G94X15.0Z65.0R−13.33F30.0;G94X15.0Z60.0R−13.33;G94X15.0Z55.0R−13.33;G94X15.0Z50.0R−13.33;M02螺纹加工指令介绍（一）螺纹加工范围螺纹加工指令介绍（一）螺纹切削基本指令

G32X（U）

Z（W）

F

其中：

X、Z——螺纹切削的终点绝对坐标；

X值省略时为圆柱螺纹切削，

Z值省略时为端面螺纹切削，X、Z均不省略时则为圆锥螺纹切削；

U、W——螺纹切削的终点相对于起点的增量坐标；

F——螺纹导程。

注意事项：

(1）切削螺纹时，主轴转速要保持不变，一定要用恒转速指令而不能用恒线速指令。最大速度限制由控制系统监控。

(2)在加工螺纹时，面板上的进给速度倍率、主轴速度倍率开关无效。

(3)由于伺服系统本身具有滞后特性，故在螺纹切削时要考虑足够的切入距离δ1和切出距离δ2，如图所示。

(4）螺纹加工中的背吃刀量大小和进刀次数会直接影响螺纹的加工质量和效率，一般按经验或参照表选择。且切深逐渐减小

（5）右旋/左旋螺纹:由主轴旋向来确定,右/左旋螺纹螺纹加工指令介绍（一）表1普通螺纹进给次数和背吃刀量大小参考表普通螺纹牙型高度：0.6495×P(P为螺纹螺距)螺距11.51.752.02.53.03.5牙型高度0.6490.9741.1371.2991.6241.9492.273进给次数和背吃刀量0.70.80.90.91.01.01.50.40.60.70.70.70.80.70.20.40.40.50.60.60.60.160.20.40.40.50.60.080.10.40.40.40.150.30.40.20.20.10.15注：表中的背吃刀量为直径值。

螺纹加工指令介绍（一）螺纹加工举例螺纹加工指令介绍（一）加工如图所示的螺纹零件，已知螺纹外径已加工到φ29.8mm

习题与测验（一）毛坯：Φ70×150㎜的棒料，45钢练习与思考题简述哪些加工内容适合在数控机床上加工？简述什么是数控加工的走刀路线？设计数控加工走刀路线需要考虑哪些因素？什么是对刀点？什么是换刀点？如何选择对刀点和换刀点？习题与测验（一）习题与测验（一）习题与测验（一）复合循环（一）复合循环（一）复合循环（一）复合循环（一）格式：G71U（△d）R（e）

G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）

NS(ns)

…F（f）S（s）

NF(nf)其中：△d——背吃刀量；e——退刀量；ns——精加工轮廓程序段中开始段的段号；nf——精加工轮廓程序段中结束段的段号；△u——留给X轴方向的精加工余量；（直径值）△w——留给Z轴方向的精加工余量；f、s、t——粗车时的进给量、主轴转速及所用刀具。复合循环（一）径向粗车复合循环指令G72格式：G71W（△d）

R（e）

G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）

NS(ns)…F（f）S（s）

NF(nf)数控技术应用复合循环（一）

精加工循环的功能是当程序完成粗车循环时，采用此指令可完成零件的精加工程序，使尺寸达到图纸要求。

格式：G70P（ns）Q（nf）其中：

ns——精加工轮廓程序段中开始段的段号；

nf——精加工轮廓程序段中结束段的段号。注意：(1)必须先由G71循环程序完成粗加工后，再用G70进行精加工。(2）精加工时，G71程序段中的F、S、T指令无效，只有在ns→nf程序段中的F、S、T才有效。(3)在ns→nf精加工程序段中，不能调用子程序。精加工指令G70复合循环（二）

仿形加工指令G73复合循环（二）

仿形加工指令G73格式：G73U（△i）W（△k）R（d）

G73P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）其中：

△i——X轴方向上退刀量（半径值）；△k——Z轴方向上退刀量；

d——粗加工切削次数。第二行指令的格式与含义与G71完全相同。说明：

(1）△i、△k为第一次车削时退离零件轮廓的距离，确定该值时应以毛坯的粗加工余量大小来计算，可按下列公式确定：△i（X轴退刀距离）=X轴粗加工余量-每一次背吃刀量△k（Z轴退刀距离）=Z轴粗加工余量-每一次背吃刀量

(2）G73循环的每一刀走刀路线都是与零件的轮廓是相同的形状，所以它对零件轮廓的单调性是没有要求的。

(3)G73完成的也是零件的粗加工程序，精加工同样采用G70完成。

复合循环（二）

螺纹切削复合循环G76复合循环（二）

螺纹切削复合循环G76格式：G76P（m）（r）（α）Q（△dmin）R（d）

G76X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（△d）F（l）其中：m——精加工车削次数，必须用两位数字表示；

r——螺纹末端倒角量，必须用两位数字表示；

α——螺纹刀尖角；△dmin——最小背吃刀量，该数值不可用小数点方式表示；

d——精加工余量；

X、Z——最后一刀螺纹终点的绝对坐标值；

U、W——最后一刀螺纹终点相对于循环起点的增量坐标值；

i——螺纹切削起点与切削终点的半径差。加工圆锥螺纹时，当X向切削起点绝对坐标小于终点绝对坐标时，i为负，反之为正；加工圆柱螺纹时，i=0；

k——螺纹的牙型高度；△d——第一刀背吃刀量，该数值不可用小数点方式表示；

l——螺纹的导程。

零件图

零件图

零件图

零件图轴类零件程序编制（二）

参考程序（G71）O1;G54G00X100Z100T0101;G00X45Z60M3S800;G71U3R1;G71P10Q20

U0.6W0.2F0.2;N10G00G42X0Z60;G01Z56F0.1S1200;G03X18Z47R9;G1Z41;X21;X24Z39.5;Z31;X28;X34Z23;Z13;G02X42Z9R4;G1Z-5;N20X50G40;G00X100Z100T0202;X45Z60;G70P10Q20;G00X100Z100T0303;X60Z-5;G1X-0.5F0.1;G00X60;X100Z100T0000;M30;套类零件程序编制（一）

零件图轴类零件程序编制（一）

零件图数控车床循环编程车削循环功能：

就是通过对零件的轮廓进行定义，只需按照指令格式设定相关参数，数控系统就会根据参数计算出粗车的走刀路径，自动完成从粗加工到精加工的全部过程。通过车削循环，可以将一个坯件加工成任意一个自由编程的轮廓。在该轮廓中可以包含底切单元。该循环可以在纵向加工和平面加工中内外加工轮廓。可自由选择工艺（粗加工、精加工、综合加工）。粗加工轮廓时，由最大编程的切削深度产生轴向平行的切削，在达到一个切削点后，立即用轮廓产生的余角以与轮廓平行的方式同时切削。直至粗加工到编程的精加工余量。精加工方向与粗加工方向相同。刀具半径补偿由循环自动选择并撤消选择。四川工程职业技术学院数控教研室编程练习编程练习数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。

XYZZYX1.平面加工2.二维轮廓加工刀具的选择走刀路线的选择铣削外圆走刀路线3.二维型腔加工型腔区域的加工轮廓的加工4.曲面的加工

曲面加工在飞机、模具等制造行业应用普遍，可以在三坐标、四坐标或五坐标数控机床上完成。4.曲面的加工4.曲面的加工铣刀的基本要求刚性好精度高耐用度高安装调试方便铣刀的种类面铣刀：圆周和端面都有切削刃，圆周表面的切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃。用于较大平面加工高速钢面铣刀硬质合金面铣刀：整体焊接式、机加焊接式、可转位式粗铣是铣刀直径小，精铣时铣刀直径大。面铣刀的选择刀体的选择（直径和齿数）

铣刀的刀体价格比较贵，应慎重。比如一把直径为100mm的面铣刀刀体价格可能要超过600美元，所以应慎重选择，以能达到真正适合具体的加工需要。铣刀的齿数（齿距）的大小将决定铣削时同时参与切削的刀齿数目，影响到切削的平稳性和对机床切率的要求。比如一把直径为100mm的面铣刀，粗齿铣刀只有6个齿，而密齿铣刀却可有8个齿。

粗齿铣刀可以减低对机床功率的要求。所以，当主轴孔规格较小时，或者在进行重负荷粗铣时，可以用粗齿铣刀有效地进行铣削加工。

粗齿铣刀多用于粗加工，因为它有较大的容屑槽。如果容屑槽不够大，将会造成卷屑困难或切屑与刀体、工件摩擦加剧。在同样进给速度下，粗齿铣刀每齿切削负荷较密齿铣刀要大。面铣刀的选择刀片的选择粗加工最好选用压制的刀片，降低加工成本。压制刀片的尺寸精度及刃口锋利程度比磨制刀片差，但是压制刀片的刃口强度较好，粗加工时耐冲击并能承受较大的切深和进给量。压制的刀片有时前刀面上有卷屑槽，可减小切削力，同时还可减小与工件、切屑的摩擦，降低功率需求。但是压制的刀片表面不像磨制刀片那么紧密，尺寸精度较差，在铣刀刀体上各刀尖高度相差较多。由于压制刀片便宜，所以在生产上得到广泛应用。对于精铣，最好选用磨制刀片。这种刀片具有较好的尺寸精度，所以刀刃在铣削中的定位精度较高，可得到较好的加工精度及表面粗糙度。另外，精加工所用的磨制铣刀片发展趋势是磨出卷屑槽，形成大的正前角切削刃，允许刀片在小进给、小切深上切削。(而没有尖锐前角的硬质合金刀片，当采用小进给、小切深加工时，刀尖会摩擦工件，刀具寿命短。)磨过的大前角刀片，可以用来铣削粘性的材料(如不锈钢)。通过锋利刀刃的剪切作用，减少了刀片与工件材料之间的摩擦，并且切屑能较快地从刀片前面离开。面铣刀的选择刀片的冷却和涂层平面铣削是否要冷却，存在争议。当用一个大直径面铣刀铣削时，冷却液难以喷到整个铣刀。特别是铣削属于断续加工。刀片在频繁地切入、切出，实际上冷却液达不到刀尖，而是刀尖切入时被加热，切出时被冷却。这种很快地加热、冷却，极易引起热裂纹。如果刀片出现裂纹，在切削时从刀片座中落下，刀体将会受到严重的损坏。现代的刀具涂层能使温度裂纹产生的概率大大降低，更加促进了干式切削的发展。特别是TiAlN涂层刀具很适合于干式切削。因为当切入金属时，切削的热量使TiAlN表面发生化学变化，产生了更硬的物质。干式切削的优点是，操作者可以看清切屑实际的形状和颜色，为操作者提供了评定切削过程的信息，由于工件的化学成分不同，发出的信息也不一样：当加工碳钢时，形成暗褐色切屑，说明采用切削速度适当；当速度进一步提高，褐色切屑将变成蓝色。如果切屑变黑，表明切削温度过高，此时应降低切削速度。不锈钢的导热率较低，其热量不能很好地传至切屑，所以加工不锈钢应选用适当的切削速度，使切屑带有淡淡的棕褐色。如果切屑变成深褐色，表明其切削速度已达最高限度。有时，为避免刀瘤，加工不锈钢切削热又是需要的。另外，冷却液会使切屑冷却太快而熔合在刀片上，导致刀具寿命降低。

面铣刀的选择顺铣和逆铣大多数平面铣削都是在带有丝杠或滚珠丝杠的轻型机床上用逆铣方式来完成。但是，应尽量采用顺铣，这样会取得更好的加工效果。因为逆铣时，刀片切入前产生强烈摩擦，造成加工表面硬化，使下一个刀齿难以切入。当顺铣时，应使铣削宽度大约等于2/3铣刀直径，这可保证刀刃一开始就能立即切入工件，几乎没有摩擦。如果小于1/2铣刀直径，则刀片又开始“摩擦”工件，因为切入时切削厚度变小，每齿进给量也将因径向切削宽度的变窄而减小。“摩擦”的结果使刀具寿命缩短，对于硬质合金刀具，增加每齿进给量和减小切削深度是比较有利的。所以粗铣时，若径向切削宽度小于铣刀半径时，增加走刀量，其刀具寿命将会提高，加工时间随之缩短。当然，精铣需要工件表面光洁，所以应限制走刀量。

面铣刀的选择铣削效率的评价面铣工作效率可以用多种方式衡量，一种是通过确定每分钟金属切除量，即：WOC(切削宽度)×DOC(切削深度)×FR(走刀量)。如：3(WOC)×0.150英寸(DOC)×3.5英寸/minFR=15.75立方英寸/分。金属切除率表示的是切下的金属体积，所用的机床功率能否达到这个切除率要取决于被加工金属的硬度。另外一种是直接计算铣削所需动率。它等于：金属切除率×材料硬度系数。如：铝硬度系数约为0.3，则所需功率为15.75×0.3=4.725(马力)；4140钢硬度系数约为0.7，所需功率为15.75×0.7=11(马力)，硬度系数可查有关手册、资料等

立铣刀：圆周和端面都有切削刃，圆周表面的切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃。用于加工台阶、凹槽以及平面轮廓有高速钢立铣刀和硬质合金立铣刀粗齿立铣刀螺旋角β=40°~45°刀齿数Z=3~4;细齿立铣刀螺旋角β=30°~35°刀齿数Z=5~8.立铣刀一般有直柄（￠25以下有直柄和削平柄之分）、莫式锥柄、7：24锥柄、和套式结构模具铣刀：键槽铣刀：鼓形铣刀：成型铣刀：加工中心的刀库型式

鼓轮式刀库鼓轮式刀库结构简单，紧凑，应用较多。一般存放刀具不超过32把径向取刀形式；轴向取刀形式；径向布置形式；角度布置形式链式刀库链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的数控机床换刀机械手的换刀过程机械手换刀动作分解：①主轴箱回到换刀点，同时实现“主轴准停”。②机械手抓住主轴上和刀库上的刀具，如图(a)所示。③活塞杆推动机械手下行，从主轴和刀库上取出刀具，如图(b)所示。④机械手回转180°，交换刀具位置，如图(c)所示⑤将更换后的刀具装入主轴和刀库，如图(d)所示。⑥机械手放开主轴和刀库上的刀具后复位。限位开关发出“换刀完毕”的信号，主轴自由，可以开始加工或使其他程序动作。刀库移动-主轴升降式（立式）主轴移动式换刀过程（卧式）一般的铣削加工过程a）顺铣法b）逆铣法G代码列表代码功能组别代码功能组别★G00快速定位01★G54选择第1工件坐标系14G01直线插补G55选择第2工件坐标系G02顺时针圆弧插补CWG68坐标系旋转16G03逆时针圆弧插补CCW★G69坐标系旋转取消G04延时暂停00G73高速排屑钻孔循环09G09准确停止G76精镗循环★G17选择XY平面02★G80固定循环取消G18选择XZ平面G81钻孔循环G19选择YZ平面G82钻孔循环（孔底暂停）G20英寸输入（英制单位）06G83排屑钻孔循环G21毫米输入（公制单位）G84攻右螺纹循环★G27返回参考点检测00G85镗孔循环G28返回参考点G86镗孔循环G29从参考点返回G89镗孔循环G30返回第2、3、4参考点★G90绝对坐标编程03G33螺纹切削01G91增量坐标编程★G40刀具半径补偿取消07G92设定工件坐标系00G41左侧刀具半径补偿★G94每分钟进给05G42右侧刀具半径补偿G95每转进给G43正向刀具长度补偿08★G98固定循环返回到初始点10G44负向刀具长度补偿G99固定循环返回到R点★G49刀具长度补偿取消G92指令例图G54编程例图走刀轨迹图刀具半径补偿问题

铣刀的刀位点（刀具零点）通常是定在刀具中心上，若编程时直接按图纸上的零件轮廓线进行，又不考虑刀具半径补偿，则将是刀具中心(刀位点)行走轨迹和图纸上的零件轮廓轨迹重合，这样由刀具圆周刃口所切削出来的实际轮廓尺寸，就必然大于或小于图纸上的零件轮廓尺寸一个刀具半径值，因而造成过切或少切现象。刀具半径补偿作用和意义

现代数控机床的控制系统都提供自动刀具半径补偿的功能，只需要直接按零件图纸上的轮廓轨迹进行编程，在程序的适当位置加上刀补开始及刀补解除的指令。这样无论刀具半径大小如何变换，无论刀位点定在何处，加工时都只需要使用同一个程序或稍作修改，并按照实际情况将当前刀具半径值输入到刀补数据库中。在加工运行时，控制系统将根据程序中的刀补指令自动进行相应的刀具偏置，确保刀具刃口切削出符合要求的轮廓。利用自动刀补的方法，可大大简化计算及编程工作，并且还可以利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗、精加工的目的。刀具半径补偿的方法刀具半径补偿指令共有G41、G42、G40三个。其使用程序格式为：

G90(G91)G17G00(G01)G41(G42)X

Y

D

G90(G91)G18G00(G01)G41(G42)X

Z

D

G90(G91)G19G00(G01)G41(G42)Y

Z

D

G90(G91)G17G00(G01)G40X

Y

G90(G91)G18G00(G01)G40X

Z

G90(G91)G19G00(G01)G40Y

Z刀具半径补偿执行按刀具中心轨迹编程

刀具半径补偿

刀具半径建立过程

O0002；G90G17G40G49G80G21;G54G00X0Y0M03M03；G43Z50H01;G01ZF400;G41X20.0Y10.0D01；建立刀补G01Y50.0F200；

X50.0；

Y20.0；

X10.0；G00G40X0Y0；解除刀补M30；刀具长度补偿问题

使用刀具长度补偿功能，可以在当实际使用刀具与编程时估计的刀具长度有出入时，或刀具磨损后刀具长度变短时，不需重新改动程序或重新进行对刀调整，仅只需改变刀具数据库中刀具长度补偿量即可。刀具长度补偿指令的使用格式如下：G43(G44)G00(G01)Z

H

G49G00(G01)Z

取消刀具长度补偿

子程序及应用

子程序的概念在一个加工程序中的若干位置，如果包含有一连串在写法上完全相同或相似的内容，为了简化程序，可以把这些重复的程序段单独列出，并按一定的格式编写成子程序。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，可以通过调用指令来调用该程序，子程序执行后又可以返回主程序，继续执行后面的程序段。

子程序的应用原则

(1)零件上有若干处相同的轮廓形状。在这种情况下只编写一个子程序，然后用主程序调用该子程序就可以了。

(2)加工中反复出现有相同轨迹的走刀路线。被加工的零件需要刀具在某一区域内分层或分行反复走刀，走刀轨迹总是出现某一特定的形状，采用子程序比较方便，此时通常要以增量方式编程。

(3)程序的内容具有相对的独立性。在加工较复杂的零件时，往往包含许多独立的工序，有时工序之间的调整也是容许的，为了优化加工顺序，把每一个的工序编成一个独立子程序，主程序中只需加入换刀和调用子程序等指令即可。M98P

；（M98P

L

；）…M99；子程序指令主程序子程序O1111…M98P3333；…M30；O3333……M99；子程序的应用实例与技巧

1.分层切深零件外轮廓

示例：用直径为20mm的立铣刀，加工图示零件。要求每次最大切削深度不超过10mm。O1000;主程序G90G54G0X-50Y-50Z100;G0G43Z10H01M3S800;G1Z0F200;M98P41010;G0Z10;G49;M30;O1010;子程序G91G01Z-10F200M08;G90G41X0Y-30F200D01;Y300;G2X400Y300R200;G1X400Y0;X300;G3X100R100;G1X-30;G40X-50Y-50;M09;M99子程序的应用实例与技巧

2.分层切深加工槽

示例：用直径为8mm的立铣刀，加工长方形槽，刀心轨迹如图所示，槽深6mm，要求每次切削的深度不超过2mm。子程序的应用实例与技巧

3.分行切宽粗加工型腔

示例：用直径为8mm的立铣刀，粗铣如图所示的型腔。

分析：(1)确定工艺路线如图所示刀心轨迹A-B-C-D-E-F-G作为一个循环单元，反复循环多次；(2)计算刀心轨迹坐标、循环次数及步进量如图所示。设循环次数为n，Y方向的步进距为y，步进方向槽宽为B，刀具直径为d，则各参数关系如下：循环1次，铣出槽宽y+d；循环2次，铣出槽宽3y+d；循环3次，铣出槽宽5y+d；循环n次，铣出槽宽B=(2n-1)y+d。根据图样要求，将B=50、d=8代入B=(2n-1)y+d，取n=4，得Y＝6，刀心轨迹有1mm重叠，方案可行。子程序的应用实例与技巧

4.加工多工序零件

示例：用直径为5mm的立铣刀，加工图所示的零件，方槽的深度为6mm，圆槽的深度为4mm，要求每次切削的深度不超过2mm，试用子程序编程。

分析：将两工序的加工轨迹编成子程序，然后用主程序分别调用。

O1000;G92X0Y0Z20;G0X40Y0Z2M3S800;M98P00031010;G00Z2;X15Y0;M98P00022020;G00Z2;X0Y0;M30;O1010;G91G1Z-2F200;G90X0Y-40;X-40Y0;X0Y40;X40Y0;M99;O2020;G91G1Z-2F200;G90G2X15Y0I-15;M99练习O100;主程序G90G54G00X-50Y0Z100M03S800;M98P200L3;G90G00X-50Y60;M98P200L3;G90G00Z100;X0Y0;M30;O200;子程序G91G00X50;G00Z-100;G41X20Y10D01;G1Z-10F100;Y40;X30;Y-30;X-40;G00Z110;G40X-10Y-20;M99;如图所示，在长170mm，宽100mm的矩形平面上加工6个一样的槽,深度为5mm，加工起点S，刀具T1，直径为Φ8mm，考虑刀具半径补偿。

习题及测验

主程序：O30;N30G54G90G00X15Y-20S1000M03;N40G00G43Z5H1;N50M98P60;N60X95Y-20;N70M98P60;N80X95Y-50;N90M98P60;N100X15Y-50;N110M98P60;N120X15Y-80;N130M98P60;N140X95Y-80;N150M98P60;N160G90G00G53Z0D0;N170M05;N180M30;子程序O60（采用常量方式）N05G91G01Z-8F80;N10X60F100;N15Z-2F80;N20X-60F100;N25G41X5D1;N30G03X-5Y-5I-5J0;N35G01X60;N40G03X0Y10I0J5;N45G01X-60;N50G03X5Y-5I0J-5;N55G00G40X-5;N60G90

Z5;N65M99;例：用直径为20mm的立铣刀，加工如图所示零件。要求每次最大切削深度不超过10mm。

零件厚度为40mm，根据加工要求，每次切削深度为10mm，分4次切削加工，在这四次切深过程中，刀具在XY平面上的运动轨迹完全一致，故把其切削过程编写成子程序，通过主程序四次调用该子程序完成零件的切削加工。

O7007； 90G80G40G49G17G21；G54； T01M06； G00X-50.0Y-50.0S800；G43H01Z50.0M03； G01Z-10.0F150.0； M98P1010； G01Z-20.0F300； M98P1010； G01Z-30.0F300； M98P1010； G01Z-43.0F300； M98P1010； G91G28Z0M05；G90G00X0Y0； M30； O1010； G42G01X-30.0Y0F300D02； X100.0； G02X300.0R100.0； G01X400.0； Y300.0； G03X0R200.0； G01Y-30.0； G40G01X-50.0Y-50.0； M99； 子程序主程序孔加工固定循环的基本动作

孔加工固定循环指令书写格式为：【G90/G91】【G98/G99】【G73～G89】X～Y～Z～R～Q～P～F～K～；其中：X，Y—指定加工孔的位置，（与G90或G91指令的选择有关）；R—指定R点平面的位置（与G90或G91指令的选择有关）；Z—指定孔底平面的位置（与G90或G91指令的选择有关）；Q—在G73或G83指令中定义每次进刀加工深度，在G76或G87指令中定义位移量，Q值为正值，与G90或G91指令的选择无关；P—指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，以ms作为时间单位；F—指定孔加工切削进给速度。该指令为模态指令，即使取消了固定循环，在其后的加工程序中仍然有效;K—指定孔加工的重复加工次数，执行一次K1可以省略。如果程序中选G90指令，刀具在原来孔的位置上重复加工，如果选择G91指令，则用一个程序段对分布在一条直线上的若干个等距孔进行加工。K指令仅在被指定的程段中有效。孔加工循环的通用格式表达了孔加工所有可能的运动，这些动作应由孔加工循环格式中相应的指令字描述，指令中Z、R、Q、P等指令都是模态指令。加工2×M10×1.5螺纹通孔，在立式加工中心上加工工序为：①φ3中心钻引钻；②φ8.5麻花钻钻孔；③φ25锪钻倒角；④M10丝锥攻螺纹。切削用量见表，试编制加工程序。刀具号长度补偿号刀具名称切削速度/(m·min－1)进给量/(mm·r-1)T01H01φ3.15麻花钻200.2T02H02φ8.5麻花钻200.2T03H03φ25倒角刀120.2T04H04M10丝锥81.5如图所示的端盖，材料HT200，毛坯尺寸长×宽×高为80mm×60mm×20mm，试分析该零件的数控铣削加工工艺，并完成程序编制。

机械加工工艺过程序号工序名称工序内容设备及工装1铸铸造毛坯：HT200，长×宽×高为80mm×60mm×20mm

2划照顾各部，划全线

3铣①按线找正，粗铣工件上表面留0.5mm余量；②粗、精铣下表面普通铣床、平口钳4数控铣①精铣上表面保证工件高度尺寸②加工孔2×φ20H7及内、外轮廓数控铣床一面两销专用夹具5检验

装夹方案加工部位数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称盖板零件图号0002程序编号工步号刀具号刀具名称刀柄型号刀具补偿值mm备注直径mm长度mm1T01FM45-100SD12BT40—XM32—75φ100502T02中心钻φ3mmBT40—Z12—45φ33T03麻花钻φ9.8mmBT40—Z12—45φ9.84T04扩孔钻φ19.8mmBT40—MW2—64φ19.85T05φ20H7×40×103-45BT40—ER32-60φ20H7776T06ZE20.38.4-45BT40—ER32-60φ20102编制审核批准共页第1页数控加工工序卡片工厂名称产品名称或代号零件名称零件图号端盖0003工序号程序编号夹具名称使用设备车间4平口虎钳和一面两销KVC650

工步号工步内容刀具号刀具规格mm背吃刀量mm备注1精铣上表面T01φ1002501000.52钻中心孔T02φ3150075-3钻2×φ20H7底孔T03φ9.8500304.94扩2×φ20H7孔至φ19.8T04φ19.8300409.95铰2×φ20H7孔至尺寸T05φ20H71000800.16粗铣内轮廓T06φ207004037精铣内轮廓T06φ20900250.58粗铣外轮廓T06φ207004069精铣外轮廓T06φ209002512自编制审核

批准

共1页第数控电火花线切割介绍加工原理电火花线切割加工的基本原理是利用移动的细小金属导线（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电，通过计算机进给控制系统,配合一定浓度的水基乳化液进行冷却排屑，就可以对工件进行图形加工。电火花线切割加工时，在电极丝和工件上加高频脉冲电源，使电极丝和工件之间脉冲放电，产生高温使金属熔化或气化，从而得到需要的工件。数控电火花线切割介绍分类：项目高速走丝电火花线切割机床低速走丝电火花线切割机床走丝速度约6~11m/s约0.015~0.25m/s走丝方向往复运动单向运动放电间隙约0.01mm约0.02~0.05mm切割速度20~160mm2/min20~240mm2/min工作液线切割乳化液、水基工作液去离子水加工精度0.005~0.015mm0.002~0.005mm表面粗糙度Ra3.2~1.6μm1.6~0.8μm电极丝材料、规格φ0.06~φ0.25mm的钼丝或钨钼合金φ0.07~φ0.3mm的铜、钨、钼丝，常用φ0.2铜丝电极丝损耗约0.005mm（加工104mm2）不计重复精度±0.01mm±0.002mm高速走丝和低