1 . 刀位點(diǎn)

刀位點(diǎn)對(duì)于端銑刀、立銑刀和鉆頭來(lái)說(shuō)，是指它們的底面中心；對(duì)于球頭銑刀，是指球頭球心；對(duì)圓弧車(chē)刀，刀位點(diǎn)在圓弧圓心上；對(duì)尖頭車(chē)刀和鏜刀，刀位點(diǎn)在刀尖；對(duì)于數(shù)控線(xiàn)切割來(lái)說(shuō)，刀位點(diǎn)則是線(xiàn)電極軸心與工件表面的交點(diǎn)。

注：球形銑刀的刀位點(diǎn)在銑刀軸線(xiàn)上，刀刃上不同的點(diǎn)切削時(shí)，所表現(xiàn)出的刀具半徑不一樣。

數(shù)控加工程序控制刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)際上是控制刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.  位置補(bǔ)償

刀具位置補(bǔ)償包括刀具半徑和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。

由于刀具總有一定的刀具半徑（如銑刀半徑）或刀尖部分有一定的圓弧半徑（為方便起見(jiàn)，以后統(tǒng)稱(chēng)刀具半徑），所以在零件輪廓加工過(guò)程中刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡并不是零件的實(shí)際輪廓，而用戶(hù)通常又希望按工件輪廓軌跡編寫(xiě)工件加工程序，這樣刀位點(diǎn)必須偏移零件輪廓一個(gè)刀具半徑，這種偏移稱(chēng)為刀具半徑補(bǔ)償。

加工外輪廓表面和內(nèi)輪廓表面時(shí)刀具半徑補(bǔ)償如圖2.8所示。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)毒咧行能壽E在編程軌跡前進(jìn)方向左邊時(shí)，稱(chēng)為左刀具補(bǔ)償；反之稱(chēng)為右刀具補(bǔ)償。

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，是為了使刀具頂端到達(dá)編程位置而進(jìn)行的刀具位置補(bǔ)償。當(dāng)采用不同尺寸的刀具加工同一輪廓尺寸的零件，或同一名義尺寸的刀具因換刀重調(diào)、磨損引起尺寸變化時(shí)，為了編程方便和不改變已編制好的程序，利用數(shù)控系統(tǒng)的刀具位置補(bǔ)償功能，只需要將刀具尺寸變化值輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)就可以自動(dòng)地對(duì)刀具尺寸變化進(jìn)行補(bǔ)償。

2.4  數(shù)控加工工藝分析

1.  加工方法的選擇

數(shù)控車(chē)床適合于加工圓柱形、圓錐形、各種成形回轉(zhuǎn)表面、螺紋以及各種盤(pán)類(lèi)工件，并可進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鏜孔加工；

立式數(shù)控銑鏜床或立式加工中心適合加工箱體、箱蓋、蓋板、殼體、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體工件，以及模具的內(nèi)、外型腔等；

臥式數(shù)控銑鏜床或臥式加工中心適合于加工復(fù)雜的箱體、泵體、閥體、殼體等工件；多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床還能加工各種復(fù)雜曲面、葉輪、模具等工件。

2.  加工工序的編排原則

在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，其加工工序一般按如下原則編排：

1、  按工序集中劃分工序的原則

2、  按粗、精加工劃分工序的原則

3、  按刀具劃分工序的原則

4、  按加工部位劃分工序的原則

數(shù)控加工工序順序的安排可參考下列原則：

1）同一定位裝夾方式或用同一把刀具的工序，最好相鄰連接完成，這樣可避免因重復(fù)定位而造成誤差和減少工夾、換刀等輔助時(shí)間。

2）如一次裝夾進(jìn)行多道加工工序時(shí)，則應(yīng)考慮把對(duì)工件剛度削弱較小的工序安排在先，以減小加工變形。

3）上道工序應(yīng)不影響下道工序的定位與裝夾。

4）先內(nèi)型腔加工工序，后外形加工工序。

2.4.3  工件的裝夾

2.4.4  對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)位置的確定

在數(shù)控加工中，還要注意對(duì)刀的問(wèn)題，也就是對(duì)刀點(diǎn)的問(wèn)題。對(duì)刀點(diǎn)是加工零件時(shí)刀具相對(duì)于零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，因?yàn)閿?shù)控加工程序是從這一點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行的，所以對(duì)刀點(diǎn)也稱(chēng)為起刀點(diǎn)。

選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則是：

1)      便于數(shù)學(xué)處理（基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算）和使程序編制簡(jiǎn)單。

2)      在機(jī)床上容易找正。

3)      加工過(guò)程中便于測(cè)量檢查。

4)      引起的加工誤差小。

2.4.5  加工路線(xiàn)的確定

編程時(shí)，確定加工路線(xiàn)的原則主要有以下幾點(diǎn)：

1、  應(yīng)盡量縮短加工路線(xiàn)，減少空刀時(shí)間以提高加工效率。

2、  能夠使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，簡(jiǎn)化程序，減少編程工作量。

3、  使被加工工件具有良好的加工精度和表面質(zhì)量（如表面粗糙度）。

4、  確定軸向移動(dòng)尺寸時(shí)，應(yīng)考慮刀具的引入長(zhǎng)度和超越長(zhǎng)度。

2.4.6  刀具及切削用量的選擇

1．刀具及其輔具的選擇

2．刀具的配備

2.5  數(shù)控加工程序的格式及編程方法

1．  程序的結(jié)構(gòu)

無(wú)論是主程序還是子程序，每一個(gè)程序都是由程序號(hào)、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。程序的內(nèi)容則由若干程序段組成，程序段是由若干程序字組成，每個(gè)程序字又由地址符和帶符號(hào)或不帶符號(hào)的數(shù)值組成，程序字是程序指令中的最小有效單位。

2．  程序的格式

固定順序，表格順序，字地址格式。

N順序號(hào)　G準(zhǔn)備功能　X±坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)尺寸　Y±坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)尺寸　Z±坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)尺寸　F進(jìn)給速度　S主軸轉(zhuǎn)速　M輔助功能　附加指令　

N10　G　　 　　02　　Z　　　－　 10 　　　F　　　100

程序段號(hào)　地址符號(hào)　數(shù)字　地址符號(hào)　符號(hào)　數(shù)字　地址符號(hào)　數(shù)字

3．  主程序和子程序

子程序是可以用適當(dāng)?shù)臋C(jī)床控制指令調(diào)用的一段加工程序。主程序可以多次調(diào)用同一個(gè)或不同的子程序、子程序也可以調(diào)用另外的子程序，稱(chēng)為子程序嵌套，可嵌套的次數(shù)，不同的系統(tǒng)有不同的規(guī)定。

4．  常用地址符及其含義

5．  數(shù)控程序的編制方法及步驟

數(shù)控編程的方法有手工編程和自動(dòng)編程。

手工編程是從工件的圖樣分析、工藝過(guò)程的確定、數(shù)值計(jì)算到編寫(xiě)加工程序單、制作控制介質(zhì)、程序的校驗(yàn)和修改等都是由人手工完成的。

計(jì)算機(jī)輔助編程是大部分或全部編程工作都由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的一種編程方法。

小結(jié)：次課程講述了什么是數(shù)控加工編程和編程的基礎(chǔ)知識(shí)，要求理解掌握數(shù)控加工程序的概念、組成、手工編程、坐標(biāo)系的建立、程序的組成。

作業(yè)：一、什么是數(shù)控加工編程？

      二、數(shù)控加工程序的內(nèi)容

     三、手動(dòng)編程的概念和工作步驟及其特點(diǎn)

     四、自動(dòng)編程

第3章  數(shù)控機(jī)床的操作

教學(xué)目標(biāo)：熟悉數(shù)控機(jī)床的控制面板、操作方法及刀補(bǔ)。

重點(diǎn) ：控制面板、操作方法及刀具補(bǔ)償設(shè)置

3.1  數(shù)控車(chē)床的操作

3.1.1  數(shù)控車(chē)床控制面板及操作面板

1、  方式譯碼開(kāi)關(guān)

2、  CRT/MDI控制面板

3、  機(jī)床操作面板

3.1.2              回參考點(diǎn)及手動(dòng)操作

1、回參考點(diǎn)操作

程序運(yùn)行前，先對(duì)機(jī)床進(jìn)行參考點(diǎn)返回操作，即將刀架返回機(jī)床參考點(diǎn)。有手動(dòng)參考點(diǎn)返回和自動(dòng)參考點(diǎn)返回兩種方法，通常情況下，在開(kāi)機(jī)時(shí)采用手動(dòng)參考點(diǎn)返回方法.

2、手動(dòng)操作

3.1.3              對(duì)刀及刀具補(bǔ)償設(shè)置

1．對(duì)刀

在數(shù)控車(chē)削工藝中，刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡是自始至終要控制的，所以“對(duì)刀”是很有學(xué)問(wèn)的一項(xiàng)工作，必須掌握它。

(1)試切對(duì)刀。用G50  X  Z設(shè)定工件坐標(biāo)系，則在執(zhí)行此程序段之前必須先進(jìn)行對(duì)刀，通過(guò)調(diào)整機(jī)床，將刀尖放在程序所要求的起刀點(diǎn)位置（X、Z）上.

2．刀具補(bǔ)償

(1)    直接輸入刀具偏置值。

(2)    偏置量的計(jì)數(shù)器輸入。

3.2  數(shù)控銑床的操作

1．  數(shù)控銑床控制面板及操作面板

2．  手動(dòng)操作

手動(dòng)操作主要包括手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸，手動(dòng)控制主軸，機(jī)床鎖住、Z軸鎖住，刀具松緊、冷卻液?jiǎn)⑼！C(jī)床手動(dòng)操作主要由手持單元和機(jī)床控制面板共同完成，

3．  MDI操作

4．  坐標(biāo)系數(shù)據(jù)設(shè)置

MDI輸入坐標(biāo)系數(shù)據(jù)的操作

5．  刀具庫(kù)及刀具參數(shù)的輸入

1、刀庫(kù)表

2、刀具表

在MDI功能子菜單下按F2鍵，進(jìn)行刀具設(shè)置，圖形顯示窗口將出現(xiàn)刀具數(shù)據(jù)，。在輸入刀具數(shù)據(jù)時(shí)，其操作步驟同刀具庫(kù)數(shù)據(jù)的設(shè)置相同，可以參考刀具庫(kù)數(shù)據(jù)的設(shè)置方式進(jìn)行。

3.3  加工中心的操作

3.3.1  加工中心控制面板及操作面板

1、控制面板及操作面板各功能鍵

XK714G型加工中心的數(shù)控系統(tǒng)采用了　802S/C系統(tǒng)，

2、屏幕顯示

3.3.2  參數(shù)設(shè)定

參數(shù)的設(shè)定包括刀具參數(shù)及刀具補(bǔ)償參數(shù)、零點(diǎn)偏置等參數(shù)的設(shè)定。

下面簡(jiǎn)單介紹參數(shù)的設(shè)定步驟。

(1)      刀具參數(shù)及刀具補(bǔ)償參數(shù)

打開(kāi)軟鍵功能中的參數(shù)欄后，按刀具補(bǔ)償軟鍵，屏幕上顯示出刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)。按軟鍵<<T或>>T選擇刀具號(hào)，>>D或<<D選擇刀沿號(hào)，離開(kāi)此窗口后，所設(shè)定的狀態(tài)不會(huì)改變。

刀具補(bǔ)償分為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。在設(shè)定時(shí)，移動(dòng)光標(biāo)到所要設(shè)定或修改的區(qū)域后輸入數(shù)值，再按輸入鍵確認(rèn)。

(2)      零點(diǎn)偏置

在回參考點(diǎn)之后，實(shí)際值存儲(chǔ)器以及實(shí)際值的顯示均以機(jī)床零點(diǎn)為基準(zhǔn)，而工件的加工程序則是以工件零點(diǎn)為基準(zhǔn)的，機(jī)床零點(diǎn)與工件零點(diǎn)之間所存在的差值就是零點(diǎn)的偏移量，這個(gè)偏移量就是我們要設(shè)定的零點(diǎn)偏置參數(shù)。

通過(guò)選擇軟鍵“參數(shù)”和“零點(diǎn)偏移”后，在屏幕上出現(xiàn)零點(diǎn)偏置窗口。使用光標(biāo)移動(dòng)鍵將光標(biāo)移動(dòng)到待修改的范圍后輸入數(shù)值，零點(diǎn)偏置就設(shè)定好了。

利用“測(cè)量”軟鍵功能還可以根據(jù)機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)計(jì)算出零點(diǎn)偏移量。具體方法是把刀具運(yùn)行到所選擇的零點(diǎn)位置，按軟鍵“計(jì)算”鍵計(jì)算出偏移量，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)將計(jì)算出的偏移量登記到操作者所選定的相應(yīng)的區(qū)域中。按軟鍵“確認(rèn)”鍵可以關(guān)閉此窗口。

3.3.3  操作要點(diǎn)

開(kāi)機(jī)后，必須執(zhí)行手動(dòng)返回參考點(diǎn)的操作。否則機(jī)床不執(zhí)行任何指令動(dòng)作。

在操作時(shí)，首先選擇機(jī)床的工作方式。再根據(jù)所選擇的工作方式，確定下一步的操作內(nèi)容。

調(diào)試加工程序進(jìn)行試切時(shí)，一般選擇比較小的進(jìn)給倍率。如5%，10%等。

進(jìn)行加工之前，必須在NC上通過(guò)參數(shù)的輸入和修改對(duì)機(jī)床、刀具進(jìn)行調(diào)整。如輸入刀具參數(shù)及刀具補(bǔ)償參數(shù)、輸入或修改零點(diǎn)偏置、輸入設(shè)定數(shù)據(jù)。

3.4  小結(jié)：

本次課講述了數(shù)控加工中心編程的有關(guān)知識(shí)，要求理解立式加工中心的坐標(biāo)系及有關(guān)尺寸的傳遞，編程的坐標(biāo)系及數(shù)值輸入方式，與切削用量有關(guān)的指令，換刀和刀具管理、程序的結(jié)構(gòu)。講述了數(shù)控加工中心統(tǒng)編程中的一些指令要求理解掌握基本運(yùn)動(dòng)指令，了解基本運(yùn)動(dòng)指令的延伸。

第4章  數(shù)控編程常用指令

目標(biāo)：掌握數(shù)控編程常用指令準(zhǔn)備功能G代碼，輔助功能M代碼及主軸功能S、進(jìn)給功能F、刀具功能T代碼的使用格式，各代碼所表述的意義以及在編程的過(guò)程中要注意的事項(xiàng)。

重點(diǎn)•難點(diǎn)：G代碼、M代碼、F、S、T功能代碼的使用格式.

4.1  概述

4.2  與坐標(biāo)和坐標(biāo)系有關(guān)的指令

1．工件坐標(biāo)系設(shè)定指令

G92指令用來(lái)設(shè)定刀具在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，屬于模態(tài)指令，其設(shè)定值在重新設(shè)定之前一致有效。

程序段格式為：G92 X Y Z　　

X、Y、Z為刀位點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的初始位置。例如：

G92　X25.0　Z350.0；設(shè)定工件坐標(biāo)系為X1O1Z1；

G92　X25.0　Z10.0；設(shè)定工件坐標(biāo)系為X2O2Z2。

以上兩程序段所設(shè)定的工件坐標(biāo)系,工件坐標(biāo)系建立以后，程序內(nèi)所有用絕對(duì)值指定的坐標(biāo)值，均為這個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

必須注意的是，數(shù)控機(jī)床在執(zhí)行G92指令時(shí)并不動(dòng)作，只是顯示器上的坐標(biāo)值發(fā)生了變化。

2．工件坐標(biāo)系選擇指令

工件坐標(biāo)系選擇指令有G54、G55、G56、G57、G58、G59。均為模態(tài)指令。

程序段格式為：

G54

加工之前，通過(guò)MDI(手動(dòng)鍵盤(pán)輸入)方式設(shè)定這6個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，系統(tǒng)則將它們分別存儲(chǔ)在6個(gè)寄存器中。程序中出現(xiàn)G54～G59中某一指令時(shí)，就相應(yīng)地選擇了這6個(gè)坐標(biāo)系中的一個(gè)。

如用MDI方式將工件坐標(biāo)系1的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中設(shè)定為X10.0 Y20.0 Z15.0，程序中用G54設(shè)定坐標(biāo)，就相當(dāng)于執(zhí)行程序段G92 X10.0 Y20.0 Z15.0。

G54為缺省值。

3．局部坐標(biāo)設(shè)定指令

局部坐標(biāo)設(shè)定指令為G52。屬于非模態(tài)指令，僅在本程序段中有效。

程序段格式為：G52 X Y Z A B C

X、Y、Z為局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的有向距離，A、B、C是相對(duì)于X、Y、Z三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)。

G52指令可以在G54～G59指定的工件坐標(biāo)系中設(shè)定局部坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系建立以后，絕對(duì)值方式編程的移動(dòng)指令就是在該局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。

4．直接機(jī)床坐標(biāo)系編程指令

直接機(jī)床坐標(biāo)系編程指令G53，屬于非模態(tài)指令，只在本程序段中有效。在含有G53指令的程序段中，利用絕對(duì)值編程的移動(dòng)指令的坐標(biāo)位置是相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系的。

5．坐標(biāo)平面選擇指令

G17、G18、G19指令功能為指定坐標(biāo)平面，都是模態(tài)指令，相互之間可以注銷(xiāo)。G17、G18、G19分別指定空間坐標(biāo)系中的XY平面、ZX平面和YZ平面，作用是讓機(jī)床在指定坐標(biāo)平面上進(jìn)行插補(bǔ)加工和加工補(bǔ)償。

對(duì)于三坐標(biāo)數(shù)控銑床和銑鏜加工中心，開(kāi)機(jī)后數(shù)控裝置自動(dòng)將機(jī)床設(shè)置成G17狀態(tài)，如果在XY坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行輪廓加工，就不需要由程序設(shè)定G17。同樣，數(shù)控車(chē)床總是在XZ坐標(biāo)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在程序中也不需要用G18指令指定。

要說(shuō)明的是，移動(dòng)指令和平面選擇指令無(wú)關(guān)，例如選擇了XY平面之后，Z軸仍舊可以移動(dòng)。

6．絕對(duì)值編程指令與增量值編程指令

絕對(duì)值編程指令是G90，增量值編程指令是G91，它們是一對(duì)模態(tài)指令。G90出現(xiàn)后，其后的所有坐標(biāo)值都是絕對(duì)坐標(biāo)，當(dāng)G91出現(xiàn)以后，G91以后的坐標(biāo)值則為相對(duì)坐標(biāo)，直到下一個(gè)G90出現(xiàn)，坐標(biāo)又改回到絕對(duì)坐標(biāo)。G90為缺省值。

4.3運(yùn)動(dòng)路徑控制指令

4.3.1 單位設(shè)定指令

與單位有關(guān)的指令主要有尺寸單位設(shè)定指令和進(jìn)給速度單位設(shè)定指令。

1．尺寸單位設(shè)定指令

尺寸單位設(shè)定指令有G20、G21。其中G20表示英制尺寸，G21表示公制尺寸。G21為缺省值。

注：

1) 有些系統(tǒng)要求這2個(gè)代碼必須在程序的開(kāi)頭坐標(biāo)系設(shè)定之前用單獨(dú)的程序段指令，一經(jīng)指定，不允許在程序的中途切換。

2) 有些系統(tǒng)的公制/英制尺寸不采用G21/G20編程，如SIMENS和FAGOR系統(tǒng)采用G71/G70代碼。

2．進(jìn)給速度單位的設(shè)定指令

進(jìn)給速度單位的設(shè)定指令是G94、G95。均為模態(tài)指令，G94為缺省值。

程序段格式為：

G94 F；或G95 F

G94設(shè)定每分鐘進(jìn)給量，單位依G20、G21的設(shè)定分別為in/min、mm/min。

G95設(shè)定每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位依G20、G21的設(shè)定分別為in/r、mm/r。要說(shuō)明的是這個(gè)功能必須在主軸裝有編碼器時(shí)才能使用。

3．半徑和直徑編程

半徑和直徑編程指令分別為G22和G23。注意，華中數(shù)控世紀(jì)星HNC-21/22T系統(tǒng)的直徑/半徑編程采用G36/G37代碼。

4.3.2 快速定位指令

G00為快速定位指令，該指令的功能是要求刀具以點(diǎn)位控制方式從刀具所在位置以各軸設(shè)定的最高允許速度移動(dòng)到指定位置，屬于模態(tài)指令。它只實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，并保證在指定的位置停止。

程序段格式為：

G00　X　　Y　　Z　　

X Y Z為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。

快速點(diǎn)定位的移動(dòng)速度不能用程序指令設(shè)定，而是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的速度來(lái)執(zhí)行。若在快速點(diǎn)定位程序段前設(shè)定了進(jìn)給速度F，指令F對(duì)G00程序段無(wú)效。        快速點(diǎn)定位對(duì)刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有嚴(yán)格的精度要求，其執(zhí)行過(guò)程是刀具由起始點(diǎn)開(kāi)始加速移動(dòng)至最大速度，然后保持快速移動(dòng)，最后減速到達(dá)終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速點(diǎn)定位，這樣可以提高數(shù)控機(jī)床的定位精度。

4.3.3 方向定位指令

方向定位指令G60與G00的功能相似，它們都是快速地進(jìn)行定位。只不過(guò)G60定位的方式不同，它先快速到達(dá)一個(gè)中間點(diǎn)，然后再以一固定速度移到定位點(diǎn)。至于這個(gè)中間點(diǎn)在定位點(diǎn)的哪一側(cè)，距定位點(diǎn)有多遠(yuǎn)是由機(jī)床的控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的。該指令為非模態(tài)指令，僅在本程序段中有效。

程序段格式為：

G60 X Y Z

其中X、Y、Z為定位終點(diǎn)。

在G90狀態(tài)下定位點(diǎn)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91狀態(tài)下為終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的偏移量。

4.3.4 線(xiàn)性進(jìn)給指令

線(xiàn)性進(jìn)給指令G01指令即直線(xiàn)插補(bǔ)指令，該指令的功能是指令刀具相對(duì)于工件以直線(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算聯(lián)動(dòng)方式，按程序段中規(guī)定的進(jìn)給速度F，由某坐標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)到另一坐標(biāo)點(diǎn)，插補(bǔ)加工出任意斜率的直線(xiàn)。

機(jī)床在執(zhí)行G01指令時(shí)，在該程序段中必須具有或在該程序段前已經(jīng)有F指令，如無(wú)F指令則認(rèn)為進(jìn)給速度為零。G01和F均為模態(tài)代碼。

直線(xiàn)插補(bǔ)指令G01，一般作為直線(xiàn)輪廓的切削加工運(yùn)動(dòng)指令，有時(shí)也用作很短距離的空行程運(yùn)動(dòng)指令，以防止G00指令在短距離高速運(yùn)動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的慣性過(guò)沖現(xiàn)象。

4.3.5  圓弧進(jìn)給及螺旋線(xiàn)進(jìn)給指令

1．圓弧插補(bǔ)指令

G02、G03為圓弧插補(bǔ)指令，該指令的功能是使機(jī)床在給定的坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。圓弧插補(bǔ)指令首先要指定圓弧插補(bǔ)的平面，插補(bǔ)平面由G17、G18、G19選定。圓弧插補(bǔ)有兩種方式，一是順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，一是逆時(shí)針插補(bǔ)。編程格式有兩種，一是I、J、K格式，另一種是R格式。

在G90方式下，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)是絕對(duì)坐標(biāo)尺寸；在G91方式下，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量值。I、J表示圓弧圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)在X、Y方向上的增量坐標(biāo)。即I表示圓弧起點(diǎn)到圓心的距離在X軸上的投影；J表示圓弧起點(diǎn)到圓心的距離在Y軸上的投影；K表示圓弧起點(diǎn)到圓心的距離在Z軸上的投影。I、J、K的方向與X、Y、Z軸的正負(fù)方向相對(duì)應(yīng)。要注意的是I、J、K的值屬于X、Y、Z方向上的坐標(biāo)增量，與G90和G91方式無(wú)關(guān)。

I、J、K為零時(shí)可以省略，但不能同時(shí)為零，否則刀具原地不動(dòng)或系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤信息。

為了討論的方便，在這里我們不考慮刀具半徑對(duì)編程軌跡的影響，編程時(shí)假定刀具中心與工件輪廓軌跡重合。實(shí)際加工時(shí)，刀具中心與工件輪廓軌跡間總是相差一個(gè)刀具半徑的，這就要用到刀具半徑補(bǔ)償功能。

在使用半徑編程時(shí)，按幾何作圖會(huì)出現(xiàn)兩段起點(diǎn)和半徑都相同的圓弧，其中一段圓弧的圓心角α＞180º，另一段圓弧的圓心角α＜180º。編程時(shí)規(guī)定用R表示圓心角小于180º的圓弧，用R-表示圓心角大于180º的圓弧，正好180º時(shí)，正負(fù)均可。0

在實(shí)際加工中，往往要求在工件上加工出一個(gè)整圓輪廓。整圓的起點(diǎn)和終點(diǎn)重合，用R編程無(wú)法定義，所以只能用圓心坐標(biāo)編程，從起點(diǎn)開(kāi)始順時(shí)針切削，整圓程序段如下：

G90　G17　G02　X80　Y50　I-35　J0　F120

2．螺旋線(xiàn)進(jìn)給指令

以XY平面為例，程序段格式為：

G17 G02/G03 X Y I J Z F或G17 G02/G03 X Y R Z F

4.3.6 暫停指令

G04為暫停指令，該指令的功能是使刀具作短暫的無(wú)進(jìn)給加工(主軸仍然在轉(zhuǎn)動(dòng))， 經(jīng)過(guò)指令的暫停時(shí)間后再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，以獲得平整而光滑的表面。G04指令為非模態(tài)指令。

4.4輔助功能及其它功能指令

4.4.1 輔助功能指令

輔助功能M代碼是控制機(jī)床或系統(tǒng)的輔助功能動(dòng)作的，如冷卻泵的開(kāi)、關(guān)；主軸的正反轉(zhuǎn)；程序結(jié)束等。屬于工藝性指令。M功能指令也有模態(tài)指令和非模態(tài)指令，這類(lèi)指令與機(jī)床的插補(bǔ)運(yùn)算無(wú)關(guān)。

輔助功能M指令由地址符M和其后兩位數(shù)字組成。從M00到M99共100個(gè)，詳見(jiàn)表4.2。下面介紹幾個(gè)常用的M功能指令。

1．M00——程序停止指令

M00指令實(shí)際上是一個(gè)暫停指令。功能是執(zhí)行此指令后，機(jī)床停止一切操作。即主軸停轉(zhuǎn)、切削液關(guān)閉、進(jìn)給停止。但模態(tài)信息全部被保存，在按下控制面板上的啟動(dòng)指令后，機(jī)床重新啟動(dòng)，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。

該指令主要用于工件在加工過(guò)程中需停機(jī)檢查、測(cè)量零件、手工換刀或交接班等。

2．M01——計(jì)劃停止指令

M01指令的功能與M00相似，不同的是，M01只有在預(yù)先按下控制面板上“選擇停止開(kāi)關(guān)”按鈕的情況下，程序才會(huì)停止。如果不按下“選擇停止開(kāi)關(guān)”按鈕，程序執(zhí)行到M01時(shí)不會(huì)停止，而是繼續(xù)執(zhí)行下面的程序。M01停止之后，按啟動(dòng)按鈕可以繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。

該指令主要用于加工工件抽樣檢查，清理切屑等。

3．M02——程序結(jié)束指令

M02指令的功能是程序全部結(jié)束。此時(shí)主軸停轉(zhuǎn)、切削液關(guān)閉，數(shù)控裝置和機(jī)床復(fù)位。該指令寫(xiě)在程序的最后一段。

4．M03、M04、M05——主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止指令

M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)。所謂主軸正轉(zhuǎn)，是從主軸向Z軸正向看，主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；反之，則為反轉(zhuǎn)。M05表示主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。M03、M04、M05均為模態(tài)指令。要說(shuō)明的是有些系統(tǒng)(如華中數(shù)控系統(tǒng)CJK6032數(shù)控車(chē)床)不允許M03和M05程序段之間寫(xiě)入M04，否則在執(zhí)行到M04時(shí)，主軸立即反轉(zhuǎn)，進(jìn)給停止，此時(shí)按“主軸停”按鈕也不能使主軸停止。

5．M06——自動(dòng)換刀指令

M06為手動(dòng)或自動(dòng)換刀指令。當(dāng)執(zhí)行M06指令時(shí)，進(jìn)給停止，但主軸、切削液不停。M06指令不包括刀具選擇功能，常用于加工中心等換刀前的準(zhǔn)備工作。

6．M07、M08、M09——冷卻液開(kāi)關(guān)指令

M07、M08、M09指令用于冷卻裝置的啟動(dòng)和關(guān)閉。屬于模態(tài)指令。

M09表示關(guān)閉冷卻液開(kāi)關(guān)，并注銷(xiāo)M07、M08、M50及M51（M50、M51為3號(hào)、4號(hào)冷卻液開(kāi)）。且是缺省值。

7．M30——程序結(jié)束指令

M30指令與M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自動(dòng)返回程序起始位置，為加工下一個(gè)工件作好準(zhǔn)備。

8．M98、M99——子程序調(diào)用與返回指令

M98為調(diào)用子程序指令，M99為子程序結(jié)束并返回到主程序的指令。

4.4.2 刀具功能指令

刀具功能也稱(chēng)為T(mén)功能，表示選擇刀具和刀補(bǔ)號(hào)。一般具有自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床上都有此功能。

刀具功能指令的編程格式因數(shù)控系統(tǒng)不同而不完全一樣，主要有兩種格式：

 “T”指令編程

刀具功能用地址符T加4位數(shù)字表示，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀補(bǔ)號(hào)。刀補(bǔ)號(hào)即刀具參數(shù)補(bǔ)償號(hào)，一把刀具可以有多個(gè)刀補(bǔ)號(hào)。如果后兩位數(shù)為00，則表示刀具補(bǔ)償取消。

T后接兩位數(shù)字，表示刀號(hào)，選擇刀具；D后面也是接兩位數(shù)，表示刀補(bǔ)號(hào)。

定義這兩個(gè)參數(shù)時(shí)，其編程的順序?yàn)門(mén)、D。“T”和“D”可以編寫(xiě)在一起，也可以單獨(dú)編寫(xiě)，例如，T5D8表示選擇5號(hào)刀，采用刀具偏置表8號(hào)的偏置尺寸；如果在前面程序段中寫(xiě)T5，后面程序段中寫(xiě)入D8，則仍然表示選擇5號(hào)刀，采用刀具偏置表8號(hào)的偏置尺寸。如果選用了D0，則表示取消刀具補(bǔ)償。

4.4.3 進(jìn)給功能指令

進(jìn)給功能也稱(chēng)F功能，表示進(jìn)給速度，屬于模態(tài)代碼。在G01、G02、G03和循環(huán)指令程序段中，必須要有F指令，或者在這些程序段之前已經(jīng)寫(xiě)入了F指令。如果沒(méi)有F指令，不同的系統(tǒng)處理方法不一樣，有的系統(tǒng)顯示出錯(cuò)，有的系統(tǒng)自動(dòng)取軸參數(shù)中各軸“最高允許速度”的最小設(shè)置值。快速點(diǎn)定位G00指令的快速移動(dòng)速度與F指令無(wú)關(guān)。

根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)不同，F(xiàn)功能的表示方法也不一定相同。進(jìn)給功能用地址符F和其后一位到五位數(shù)字表示，通常用F后跟三位數(shù)字（F×××）表示。進(jìn)給功能的單位一般為mm/min，當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時(shí)（如車(chē)削螺紋），單位為mm/r。

1．切向進(jìn)給速度的恒定控制  F指令設(shè)定的是各軸進(jìn)給速度的合成速度，目的在于使切削過(guò)程的切向進(jìn)給速度始終與指令速度一樣。系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)F指令的切向進(jìn)給速度控制各軸的進(jìn)給速度。

2．進(jìn)給量設(shè)定  一般用G94表示進(jìn)給速度，單位是mm/min，用G95表示進(jìn)給量，單位是mm/r。G94和G95都是模態(tài)代碼，G94為缺省值。在華中數(shù)控系統(tǒng)中，用G98、G99指令設(shè)定F指令的進(jìn)給量，單位分別為每分鐘進(jìn)給量(mm/min)和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)。G98和G99都是模態(tài)代碼，G98為缺省值。

3．進(jìn)給速度的調(diào)整  F指令給定的進(jìn)給速度可通過(guò)“進(jìn)給修調(diào)”形狀調(diào)整。注意，“進(jìn)給修調(diào)”在螺紋加工時(shí)無(wú)效。

4．快速移動(dòng)速度  各軸的快速移動(dòng)速度是在軸參數(shù)中設(shè)定的“最高允許速度”，可用“進(jìn)給修調(diào)”形狀調(diào)整，與F指令的進(jìn)給速度無(wú)關(guān)。

4.4.4 主軸轉(zhuǎn)速功能指令

S功能，表示主軸轉(zhuǎn)速或速度，模態(tài)代碼。主軸轉(zhuǎn)速功能用地址符S加二到四位數(shù)字表示。用G97和G96分別指令單位為r/min或m/min，通常使用G97(r/min)。例如：

G96　S300　　　　；主軸轉(zhuǎn)速為300m/min

G97　S1500　　　 ；主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min

4.5  不同數(shù)控系統(tǒng)功能的比較

同一G代碼，不同數(shù)控系統(tǒng)所代表的含義不完全一樣。因此在此特別提醒在實(shí)際使用時(shí)，一定要參照所用數(shù)控機(jī)床的編程使用說(shuō)明書(shū)。

第5章  數(shù)控車(chē)床編程

目標(biāo)：掌握數(shù)控車(chē)床的加工對(duì)象及編程要點(diǎn)；數(shù)控車(chē)床的刀具補(bǔ)償；數(shù)控車(chē)床固定循環(huán)。

重點(diǎn)•難點(diǎn)：編程要點(diǎn)刀具補(bǔ)償與固定循環(huán).

5.1　概述

1.　數(shù)控車(chē)削加工的對(duì)象

數(shù)控車(chē)床主要用于軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)回轉(zhuǎn)體工件的加工，能自動(dòng)完全內(nèi)外圓面、柱面、錐面、圓弧、螺紋等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工，適合復(fù)雜形狀工件的加工。與常規(guī)車(chē)床相比，數(shù)控車(chē)床還適合加工工件。

2.  數(shù)控車(chē)床編程要點(diǎn)

數(shù)控車(chē)床的編程具有如下特點(diǎn)：

5.2　數(shù)控車(chē)床的刀具補(bǔ)償

5.2.1　刀具位置補(bǔ)償

在實(shí)際加工工件時(shí)，使用一把刀具一般不能滿(mǎn)足工件的加工要求，通常要使用多把刀具進(jìn)行加工。作為基準(zhǔn)刀的1號(hào)刀刀尖點(diǎn)的進(jìn)給軌跡如圖5.1所示(圖中各刀具無(wú)刀位偏差)。其它刀具的刀尖點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)刀刀尖的偏移量（即刀位偏差）.在程序里使用M06指令使刀架轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換刀，T指令則使非基準(zhǔn)刀刀尖點(diǎn)從偏離位置移動(dòng)到基準(zhǔn)刀的刀尖點(diǎn)位置（A點(diǎn)）然后再按編程軌跡進(jìn)給刀具在加工過(guò)程中出現(xiàn)的磨損也要進(jìn)行位置補(bǔ)償。

5.2.2　刀尖半徑補(bǔ)償

刀尖半徑補(bǔ)償?shù)哪康木褪菫榱私鉀Q刀尖圓弧可能引起的加工誤差。

在車(chē)端面時(shí)，刀尖圓弧的實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)的Z坐標(biāo)值相同；車(chē)外圓柱表面和內(nèi)圓柱孔時(shí)，實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)的X坐標(biāo)值相同。因此，車(chē)端面和內(nèi)外圓柱表面時(shí)不需要對(duì)刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償。

當(dāng)加工軌跡與機(jī)床軸線(xiàn)不平行（斜線(xiàn)或圓弧時(shí)），則實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)之間在X、Z軸方向都存在位置偏差，

為使系統(tǒng)能正確計(jì)算出刀具中心的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，除要給出刀尖圓弧半徑R以外，還要給出刀具的理想刀尖位置號(hào)T。

5.2.3 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)

刀尖圓弧半徑補(bǔ)償及其補(bǔ)償方向是由G40、G41、G42指令實(shí)現(xiàn)的。

刀尖半徑補(bǔ)償指令的程序段格式為：

G40(G41/G42) G01(G00) X Z F

G40：取削刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，也可用T××00取消刀補(bǔ)；

G41：刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償（左刀補(bǔ)）。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件左側(cè)，

G42：刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償（右刀補(bǔ)）。順著刀具運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件右側(cè).

X、Z為建立或取削刀具圓弧半徑補(bǔ)償程序段中，刀具移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)。

G40、G41、G42指令不能與G02、G03、G71、G72、G73、G76指令出現(xiàn)在同一程序段。G01程序段有倒角控制功能時(shí)也不能進(jìn)行刀具補(bǔ)償。在調(diào)用新刀具前，必須用G40取消刀補(bǔ)。

G40、G41、G42指令為模態(tài)指令，G40為缺省值。要改變刀尖半徑補(bǔ)償方向，必須先用G40指令解除原來(lái)的左刀補(bǔ)或右刀補(bǔ)狀態(tài)。再用G41或G42指令重新設(shè)定，否則補(bǔ)償會(huì)不正常。

當(dāng)?shù)毒吣p、重新刃磨或更換新刀具后，刀尖半徑發(fā)生變化，這時(shí)只需在刀具偏置輸入界面中改變刀具參數(shù)的R值，而不需修改已編好的加工程序。利用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，還可以用同一把刀尖半徑為R的刀具按相同的編程軌跡分別進(jìn)行粗、精加工。設(shè)精加工余量為△，則粗加工的刀具半徑補(bǔ)償量為R＋△，精加工的補(bǔ)償量為R。

5.3　固定循環(huán)

數(shù)控車(chē)床的固定循環(huán)一般分為簡(jiǎn)單固定循環(huán)和復(fù)合固定循環(huán)。

5.3.1　簡(jiǎn)單固定循環(huán)

簡(jiǎn)單固定循環(huán)程序段可完成“切入-切削-退刀-返回”這四種常見(jiàn)的加工順序動(dòng)作。

1、內(nèi)(外)徑切削循環(huán)G80

(1) 圓柱面內(nèi)(外)徑切削循環(huán)

使用G80指令車(chē)削圓柱面時(shí)，R表示快速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)表示進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，U、W表示增量值。

程序段格式為：

G80 X Z F

 (2) 圓錐面內(nèi)(外)徑切削循環(huán)

程序段格式為

G80 X Z I F

2、端面切削循環(huán)G81

(1) 端平面切削循環(huán)

(2) 端錐面切削循環(huán)

G81與G80的區(qū)別只是切削方向的不同，G81的切削方向是X軸方向，主要適用于X向進(jìn)給量大于Z向進(jìn)給量的情況，例如圓盤(pán)類(lèi)工件。G80的切削方向是Z軸方向，主要適用于Z向進(jìn)給量大于X向進(jìn)給量的情況.

5.3.2　復(fù)合固定循環(huán)

復(fù)合循環(huán)有三類(lèi)：內(nèi)(外)徑粗車(chē)復(fù)合循環(huán)G71、端面粗車(chē)復(fù)合循環(huán)G72、封閉輪廓復(fù)合循環(huán)G73。

1、內(nèi)(外)徑粗車(chē)復(fù)合循環(huán)G71

程序段格式：

G71 U(△d) R(e) P(ns) Q(nf) X(△u) Z(△w) F S T 

2、端面粗車(chē)復(fù)合循環(huán)G72

程序段格式：

G72 U(△d) R(e) P(ns) Q(nf) X(△u) Z(△w) F S T 

G72指令與G71指令的區(qū)別僅在于切削方向平行于X軸，在ns程序段中不能有X方向的移動(dòng)指令，其它相同。

3、封閉輪廓復(fù)合循環(huán)G73

程序段格式：

G73 U(△i) W(△k)R(d) P(ns) Q(nf) X(△u) Z(△w) F S T 

G73適用于已初成形毛坯的粗加工。

5.3.3　螺紋切削循環(huán)

1、螺紋切削G32

程序段格式：

G32 X(U) Z(W) R E P F

G32指令能加工圓柱螺紋、錐螺紋和端面螺紋。程序段中地址X省略為圓柱螺紋車(chē)削，地址Z省略為端面螺紋車(chē)削，地址X、Z都不省略為圓錐螺紋車(chē)削。F為螺紋導(dǎo)程。對(duì)于圓錐螺紋，當(dāng)斜角 ≦45°時(shí)，螺紋導(dǎo)程在Z軸方向指定，斜角 ＜45°時(shí)，在X軸方向指定。

2、螺紋切削循環(huán)G82

程序段格式：

G82 X(U) Z(W) R E C P F

其中：C—螺紋頭數(shù)，為0或1時(shí)切削單頭螺紋；

P—單頭螺紋時(shí)，為主軸基準(zhǔn)脈沖處距離切削起始點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)角(缺省值為0)；多頭螺紋切削時(shí)，為相鄰螺紋頭的切削起始點(diǎn)之間對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角。

其余同G32。

程序段格式：

G82 X(U) Z(W) I R E C P F

I—螺紋起點(diǎn)B與螺紋終點(diǎn)C的半徑差。其符號(hào)為差的符號(hào)(無(wú)論是絕對(duì)值編程還是增量值編程) ；

其余同直螺紋切削循環(huán)。

3、螺紋車(chē)削復(fù)合循環(huán)G76

程序段格式為：

G76 C(c)R(r)E(e)A(a)X(x)Z(z)I(i)K(k)U(d)V(△dmin)Q(ap1)P(p)F(l)

編程實(shí)例

（1）加工內(nèi)容：

（2）工件坐標(biāo)系：

（3）換刀點(diǎn)：

（4）公差處理：

2、工藝處理

（1）工步和走刀路線(xiàn)的確定，按加工過(guò)程確定走刀路線(xiàn)如下：

（2）刀具的選擇和切削用量的確定，根據(jù)加工內(nèi)容確定所用刀具

 3、數(shù)值計(jì)算

 4、編程

第6章  數(shù)控銑床編程

目標(biāo)：掌握數(shù)控銑床加工程序的編制方法；數(shù)控銑加工的特點(diǎn)；刀具補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置及其他指令代碼；固定循環(huán)代碼。

重點(diǎn)•難點(diǎn)： 編程方法、刀具補(bǔ)償與固定循環(huán).

6.1　數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)

1）數(shù)控銑床加工的對(duì)象

數(shù)控銑床主要用于加工平面和曲面輪廓的零件，還可以加工復(fù)雜型面的零件，如凸輪、樣板、模具、螺旋槽等。同時(shí)也可以對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪和鏜孔加工。

數(shù)控銑削機(jī)床的加工對(duì)象與數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)配置有很大關(guān)系。

立式結(jié)構(gòu)的銑床一般適應(yīng)用于加工盤(pán)、套、板類(lèi)零件，一次裝夾后，可對(duì)上表面進(jìn)行銑、鉆、擴(kuò)、鏜、锪、攻螺紋等工序以及側(cè)面的輪廓加工；

臥式結(jié)構(gòu)的銑床一般都帶有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，一次裝平后可完成除安裝面和頂面以外的其余四個(gè)面的各種工序加工，適宜于箱體類(lèi)零件加工；

萬(wàn)能式數(shù)控銑床，主軸可以旋轉(zhuǎn)90°或工作臺(tái)帶著工件旋轉(zhuǎn)90°，一次裝夾后可以完成對(duì)工件五個(gè)表面的加工；

龍門(mén)式銑床適用于大型零件的加工。

2）數(shù)控銑床加工的特點(diǎn)

數(shù)控銑削加工除了具有普通銑床加工的特點(diǎn)外，還有如下特點(diǎn)：

1、  零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好，能加工輪廓形狀特別復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，如模具類(lèi)零件、殼體類(lèi)零件等。

2、  能加工普通機(jī)床無(wú)法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線(xiàn)零件以及三維空間曲面類(lèi)零件。

3、  能加工一次裝夾定位后，需進(jìn)行多道工序加工的零件。

4、  加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

5、  生產(chǎn)自動(dòng)化程序高，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。有利于生產(chǎn)管理自動(dòng)化。

6、  生產(chǎn)效率高。

7、  從切削原理上講，無(wú)論是端銑或是周銑都屬于斷續(xù)切削方式，而不像車(chē)削那樣連續(xù)切削，因此對(duì)刀具的要求較高，具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干式切削狀況下，還要求有良好的紅硬性。

3） 數(shù)控銑床編程時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

了解數(shù)控系統(tǒng)的功能及規(guī)格。不同的數(shù)控系統(tǒng)在編寫(xiě)數(shù)控加工程序時(shí)，在格式及指令上是不完全相同的。

熟悉零件的加工工藝。

合理選擇刀具、夾具及切削用量、切削液。

編程盡量使用子程序。

程序零點(diǎn)的選擇要使數(shù)據(jù)計(jì)算的簡(jiǎn)單。

6.2  數(shù)控銑加工的刀具補(bǔ)償及其他功能指令

6.2.1  刀具半徑補(bǔ)償 G40，G41，G42

G40，G41，G42是模態(tài)代碼，它們可以互相注銷(xiāo)。

6.2.2  刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G43、G44、G49

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令格式如下：

格式：G43(G44)  Z  H

Z為補(bǔ)償軸的終點(diǎn)值，H為刀具長(zhǎng)度偏移量的存儲(chǔ)器地址。

把編程時(shí)假定的理想刀具長(zhǎng)度與實(shí)際使用的刀具長(zhǎng)度之差作為偏置設(shè)定在偏置存儲(chǔ)器中，該指令不改變程序就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Z軸(或X、Y軸)運(yùn)動(dòng)指令的終點(diǎn)位置進(jìn)行正向或負(fù)向補(bǔ)償。

G43指令，實(shí)現(xiàn)正向偏置；G44指令，實(shí)現(xiàn)負(fù)向偏置。無(wú)論是絕對(duì)指令還是增量指令，由H代碼指定的已存入偏置存儲(chǔ)器中的偏置值在G43時(shí)加，在G44時(shí)則是從Z軸(或X、Y軸)運(yùn)動(dòng)指令的終點(diǎn)坐標(biāo)值中減去。計(jì)算后的坐標(biāo)值成為終點(diǎn)。

取消長(zhǎng)度補(bǔ)償指令格式：

G49 Z(或X或Y)

它和指令G44/G43 Z H00的功能是一樣。G43、G44、G49為模態(tài)指令，它們可以相互注銷(xiāo)。

由于偏置號(hào)的改變而造成偏置值的改變時(shí)，新的偏置值并不加到舊偏置值上。如：H01的偏置值為20.0，H02的偏置值為30.0時(shí)

G90 G43 Z100.0 H01      Z將達(dá)到120.0

G90 G43 Z100.0 H02      Z將達(dá)到130.0

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償同時(shí)只能加在一個(gè)軸上，下面的指令將出現(xiàn)報(bào)警。在必須進(jìn)行刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償軸的切換時(shí)，要取消一次刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。

G43 Z H

G43 X H

6.2.3  其他功能指令

1、段間過(guò)渡方式指令G09，G61，G64。

(1)準(zhǔn)停檢驗(yàn)指令G09，G61，G64。

格式：G09；

一個(gè)包括G09的程序段在繼續(xù)執(zhí)行下個(gè)程序段前，準(zhǔn)確停止在本程序段的終點(diǎn)。該功能用于加工尖銳的棱角。G09僅在其被規(guī)定的程序段中有效。

(2)精確停止檢驗(yàn)G61。

格式：G61。

在G61后的各程序段的移動(dòng)指令都要準(zhǔn)確停止在該程序段的終點(diǎn)，再繼續(xù)執(zhí)行下個(gè)程序段。編輯輪廓與實(shí)際輪廓相符。

G61與G09的區(qū)別在于G61為模態(tài)指令。G61可由G64注銷(xiāo)。

(3)連續(xù)切削方式G64。

格式：G64：

2、簡(jiǎn)化編程的指令

(1）鏡像功能指令G24，G25。

格式：G24 X   Y   Z

      M98 P 

      G25 X  Y  Z

(2）縮放功能指令G50、G51

格式：G51 X   Y   Z   P

      M98P

G50

縮放不能用于補(bǔ)償量，并且對(duì)A、B、C、U、V、W軸無(wú)效。

(3）旋轉(zhuǎn)變換指令G68，G69

G68為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)功能指令，G69為取消坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)功能指令。

在XY平面：

格式：G68 X Y P

G69；

6.3  固定循環(huán)

6.3.1 概述

孔加工固定循環(huán)指令有G73，G74，G76，G80～G89,通常由下述6個(gè)動(dòng)作構(gòu)成，

固定循環(huán)的程序格式包括數(shù)據(jù)表達(dá)形式、返回點(diǎn)平面、孔加工方式、孔位置數(shù)據(jù)、孔加工數(shù)據(jù)和循環(huán)次數(shù)。其中數(shù)據(jù)表達(dá)形式可以用絕對(duì)坐標(biāo)G90和增量坐G91表示。    

固定循環(huán)的程序格式：

G98（或G99）G73(或G74或G76或G80～G89)X Y Z R Q P I J K F L

式中第一個(gè)G代碼（G98或G99）指定返回點(diǎn)平面，G98為返回初始平面，G99為返回R點(diǎn)平面。第二個(gè)G代碼為孔加工方式，即固定循環(huán)代碼G73，G74，G76和G81～G89中的任一個(gè)。固定循環(huán)的數(shù)據(jù)表達(dá)形式可以用絕對(duì)坐標(biāo)（G90）和相對(duì)坐標(biāo)（G91）表示，數(shù)據(jù)形式（G90或G91）在程序開(kāi)始時(shí)就已指定，因此，在固定循環(huán)程序格式中可不寫(xiě)出。X、Y為孔位數(shù)據(jù)，指被加工孔的位置；Z為R點(diǎn)到孔底的距離（G91時(shí)）或孔底坐標(biāo)（G90時(shí)）；R為初始點(diǎn)到R點(diǎn)的距離（G91時(shí)）或R點(diǎn)的坐標(biāo)值（G90時(shí)）；Q指定每次進(jìn)給深度（G73或G83時(shí)）或指定刀具位移增量（G76或G87時(shí)）；P指定刀具在孔底的暫停時(shí)間；I、J指定刀尖向反方向的移動(dòng)量；K指定每次退刀（G76或G87時(shí)）刀具位移增量；F為切削進(jìn)給速度；L指定固定循環(huán)的次數(shù)。G73、G74、G76和G81～G89、Z、R、P、F、Q、I、J都是模態(tài)指令。G80、G01～G03等代碼可以取消循環(huán)固定循環(huán)。

在固定循環(huán)中，定位速度由前面的指令速度決定。

6.3.2 鉆孔循環(huán)

1、高速深孔加工循環(huán) G73

值為每次的進(jìn)給深度，退刀用快速，其值K為每次的退刀量。

2、鉆孔循環(huán)(鉆中心孔) G81

G81指令的循環(huán),包括X、Y坐標(biāo)定位、快進(jìn)、工進(jìn)和快速返回等動(dòng)作。

注：如果Z的移動(dòng)位置為零，該指令不執(zhí)行。

3、帶停頓的鉆孔循環(huán) G82

除了要在孔底暫停外，該指令其它動(dòng)作與G81相同。暫停時(shí)間由地址P給出。此指令主要用于加工盲孔，以提高孔深精度。

4、深孔加工循環(huán) G83

深孔加工指令G83的循環(huán)，每次進(jìn)刀量用地址Q(chēng)給出，其值q為增量值。

2、鏜孔循環(huán) G86

G86指令與G81相同，但在孔底時(shí)主軸停止，然后快速退回。

6.3.4 攻螺紋

6.3.5 取消固定循環(huán)

取消固定循環(huán)G80。該指令能取消固定循環(huán)，同時(shí)R點(diǎn)和Z點(diǎn)也被取消。

注：

①在固定循環(huán)中，定位速度由前面的指令決定。

②固定循環(huán)指令前應(yīng)使用M03或M04指令使主軸回轉(zhuǎn)。

③各固定循環(huán)指令中的參數(shù)均為非模態(tài)值，因此每句指令的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)寫(xiě)全。在固定循環(huán)程序段中，X、Y、Z、R數(shù)據(jù)應(yīng)至少指令一個(gè)才能進(jìn)行孔加工。

④控制主軸回轉(zhuǎn)的固定循環(huán)（G74、G84、G86）中，如果連續(xù)加工一些孔間距較小，或者初始平面到R點(diǎn)平面的距離比較短的孔時(shí)，會(huì)出現(xiàn)在進(jìn)入孔的切削動(dòng)作前主軸還沒(méi)有達(dá)到正常轉(zhuǎn)速的情況，遇到這種情況時(shí)，應(yīng)在各孔的加工動(dòng)作之間插入G04指令，以獲得時(shí)間。

⑤用G00～G03指令之一注銷(xiāo)固定循環(huán)時(shí)，若G00～G03指令之一和固定循環(huán)出現(xiàn)在同一程序段，且程序格式為

G00 (G02，G03) G  X  Y  Z  R  Q  P  I  J  F  L時(shí)，按G00(或G02，G03)進(jìn)行X、Y移動(dòng)。

⑥在固定循環(huán)程序段中，如果指定了輔助功能M，則在最初定位時(shí)送出M信號(hào)，等待M信號(hào)完成，才能進(jìn)行加工循環(huán)。

⑦固定循環(huán)中定位方式取決于上次是G00還是G01，因此如果希望快速定位則在上一程序段或本程序段加G00。

6.4  數(shù)控銑加工編程實(shí)例

第7章  加工中心編程

目標(biāo)：掌握加工中心的特點(diǎn)、加工對(duì)象、換刀方法及程序編制。

重點(diǎn)•難點(diǎn)： 換刀方法與編程方法、換刀方法

7.1　加工中心的特點(diǎn)

1）加工中心的加工特點(diǎn)

加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，具有數(shù)控鏜、銑、鉆床的綜合功能。

加工中心具有良好的加工一致性和經(jīng)濟(jì)效益。與其它數(shù)控機(jī)床相比，具有以下特點(diǎn)：

1．加工工件復(fù)雜，工藝流程很長(zhǎng)時(shí)，能排除工藝流程中的人為干擾因素，具有較高的生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。

2．由于工序集中和具有自動(dòng)換刀裝置，工件在一次裝夾后能完成有精度要求的銑、鉆、鏜、擴(kuò)、鉸、攻絲等復(fù)合加工。

3．在具有自動(dòng)交換工作臺(tái)時(shí)，一個(gè)工件在加工時(shí)，另一個(gè)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)工件的裝夾，從而大大縮短輔助時(shí)間，提高加工效率。

4．刀具容量越大，加工范圍越廣，加工的柔性化程序越高。

2） 加工中心程序的編制特點(diǎn)

一般使用加工中心加工的工件形狀復(fù)雜、工序多，使用的刀具種類(lèi)也多，往往一次裝夾后要完成從粗加工、半精加工到精加工的全部過(guò)程。因此程序比較復(fù)雜。在編程時(shí)要考慮下述問(wèn)題。

1、  仔細(xì)地對(duì)圖紙進(jìn)行分析，確定合理的工藝路線(xiàn)。

2、  刀具的尺寸規(guī)格要選好，并將測(cè)出的實(shí)際尺寸填入刀具卡。

3、  確定合理的切削用量。主要是主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度等。

4、  應(yīng)留有足夠的自動(dòng)換刀空間，以避免與工件或夾具碰撞。換刀位置建議設(shè)置在機(jī)床原點(diǎn)。

5、  為便于檢查和調(diào)試程序，可將各工步的加工內(nèi)容安排到不同的子程序中，而主程序主要完成換刀和子程序的調(diào)用。這樣程序簡(jiǎn)單而且清晰。

6、  對(duì)編好的程序要進(jìn)行校驗(yàn)和試運(yùn)行，注意刀具、夾具或工件之間是否有干涉。在檢查M、S、T功能時(shí)，可以在Z軸鎖定狀態(tài)下進(jìn)行。

3） 加工中心的主要加工對(duì)象

適用于加工形狀復(fù)雜、工序多、精度要求高的工件。                                  7.1.4  加工中心的換刀形式

多采用刀庫(kù)式自動(dòng)換刀裝置。帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)由刀庫(kù)和刀具交換機(jī)構(gòu)組成，它是多工序數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最廣泛的換刀方法。

換刀過(guò)程較為復(fù)雜，首先把加工過(guò)程中需要使用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)的刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)整之后，按一定的方式放入刀庫(kù)，換刀時(shí)先在刀庫(kù)中進(jìn)行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫(kù)和主軸上取出刀具。在進(jìn)行刀具交換之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫(kù)。存放刀具的刀庫(kù)具有較大的容量，它既可安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可作為單獨(dú)部件安裝到機(jī)床以外。

1、刀庫(kù)的種類(lèi)

(1)直線(xiàn)刀庫(kù)。

(2)圓盤(pán)刀庫(kù)。

 (3)鏈?zhǔn)降稁?kù)。

(4)其他刀庫(kù)。

2、換刀方式

(1)無(wú)機(jī)械手換刀。

(2)機(jī)械手換刀。

7.2  加工中心的換刀程序

7.2.1  加工中心主軸的準(zhǔn)停

主軸準(zhǔn)停也叫主軸定向。在加工中心等數(shù)控機(jī)床上，由于有機(jī)械手自動(dòng)換刀，要求刀柄上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵上，因此主軸每次必須停在一個(gè)固定準(zhǔn)確的位置上，以利于機(jī)械手換刀。

主軸準(zhǔn)停裝置有機(jī)械式和電氣式兩種。

7.2.2  換刀程序

除換刀程序外，加工中心的編程方法和普通數(shù)控機(jī)床相同。

不同的數(shù)控系統(tǒng)，其換刀程序是不相同的，通常選刀和換刀分開(kāi)進(jìn)行。

實(shí)例

1、工藝分析

裝夾：

刀具：

工步：

切削參數(shù)：根據(jù)毛坯材料、刀具材料和機(jī)床特性，

2、數(shù)據(jù)計(jì)算

3、加工程序