机械设计制造编程、数控和PLC

1、机械设计与制造（CAD/CAE/CAPP/CAM）实用技能第一部分 数控加工编程原理（FANUC系统）实例1 在33mm的棒料上，一次装夹车削3个如图所示的工件，机床原点在右下角标记处主程序：O0050;N01 G54; /*选择工件坐标系1N02 G90 G98; /*设定绝对值编程、每分钟进给量N03 M03; /*主轴顺转N04 M98 P0051 L1; /*调用子程序0051一次N05 G55; N06 M98 P0051 L1;N07 G56; N08 M98 P0051 L1;N09 M05; /*主轴停止N10 M02; /*程序结束（不返回）子程序：O0051;N20 T01

2、01; /*选择01号外圆车刀，调用01号刀补N21 G00 X26 Z2; /*以工件原点（G54,G55,G56）为基点，快速定位到进给起点N22 G01 Z-24 F200; /*车直径26外圆N23 X30; /*车台阶面N24 Z-43; /*车直径30外圆N25 G00 X50 Z20; /*快速退刀至换刀点N26 T0100; /*取消01号刀刀补N27 T0202; /*选择切断刀N28 G00 X34 Z-40; /*定位到切断进给起点（进给起点不接触坯料）N29 G01 X-1 F200; （G01程序中必须含有F指令）N30 G00 X34; /*退刀N31 X50 Z2

3、0; /*快速退刀至换刀点N32 T0200;N33 M99; /*子程序结束，返回主程序运行程序前，设置零点偏置值（工件原点相对于机床原点的偏置）并输入数控系统：坐标轴G54G55G56X(两倍)-169.806-169.806-169.806Z（实际值）-375.537-418.537-461.537实例2 复合固定循环应用如图，进行成型粗车短轴，X方向退刀量为14mm，Z方向退刀量14mm，精车削预留量X方向预留量0.5mm，Z方向为0.25mm，分割次数为3，粗车进给率0.3mm/r，主轴转速180r/min。程序：O0600;N10 G50 X260 Z220; /*G50对刀N11

4、 G30 U0 W0 T0100 M03 M08; /*G30第二参考点返回（第二参考点也是机床上的固定点，它和机床参考点之间的距离由参数给定，第二参考点指令一般在机床中主要用于刀具交换）；粗车不用刀具补偿N12 G00 X220 Z160; /*快速定位到车削起始点CN14 G73 U14 W14 R3; /*退刀量分别为14mm（到B点）N16 G73 P18 Q28 U0.5 W0.25 F0.3 S180;N18 G00 X80 W-40; /*Z轴以C为基点，进给到精车起点N20 G01 W-20 F0.15 S600;N22 X120 W-10;N24 W-20 S400;N26

5、G02 X160 W-20 R20;N28 G01 X180 W-10 S280;N30 G30 U0 W0 T0202; /* G30第二参考点返回，换刀N32 G70 P18 Q28;N34 G30 U0 W0 M09;N36 M30; /*程序结束并返回/*精、粗车共用程序段N18N28,粗车中的F、S、T按G73中指定的为准，精车中的F、S、T按程序段N18N28中指定的为准；粗车中的刀尖补偿功能无效，精车中的刀尖补偿功能有效。实例3 螺纹车削复合循环（除第一次车削深度外，其余深度自动计算）如图所示零件轴上的一段直螺纹，螺纹高度3.68，导程为6，螺纹尾端倒角为1.1L，刀尖角为60，

6、第一次车削深度为1.8，最小车削深度为0.1，精车余量为0.2，精车削次数为1，螺纹车削前先精车外圆柱面。程序：O0022;N01 G50 X80 Z130; /*对刀N02 G30 U0 W0; /*返回第二参考点，选刀N03 G96 S200 T0101 M08 M03; /*G96设定主轴线速度N04 G00 X68 Z132;N05 G42 G01 Z130 F0.2; /* G42刀尖半径右补偿N06 X68 Z9 F0.2; N07 G40 G00 U10; /* G40刀尖半径补偿取消N08 G30 U0 W0; /*换刀N09 G97 S800 T0202 M08 M03; /

7、*G97设定主轴转速N10 G00 X80 Z130; /*定位到对刀点N11 G76 P01（精车次数） 11 （螺纹尾端倒角） 60（刀具角度） Q100 (最小车削深度) R200（精车余量）;N12 G76 X60.64 Z25 P3680（螺纹深度） Q1800（第一次车削深度）F6; /*在上述两个程序段中，P,Q,R地址后的数值应以无小数点的形式表示！N13 G30 U0 W0 M09;N14 M30;实例4 轴类零件车削综合由毛坯尺寸为72mm120mm的铝棒料车削如图所示的工件步骤： 确定装夹方式：由于轴的长度不是很长，采用工件的左端面和72的外圆面作为定位基准，使用普通三爪

8、卡盘夹紧。取工件的右端面中心为工件坐标原点，对刀点选在（150，60）处。 确定数控加工刀具 确定加工工序 合理选择切削用量 编写加工程序：O0026；N01 G50 X150 Z60; /*对刀N02 S450 M03 T0101;N03 G00 X74 Z0 M08;N04 G01 X-1 F0.25; /*车端面N05 G00 X80 Z5; /*退刀（与X74 Z0比较）N06 X150 Z60;N07 T0100 M01; /*程序选择停止N08 T0202 M03;N09 S650;N10 G00 X74 Z5;N11 G71 P13 Q27 U0.5 W0.1（精车预留量）D2

9、F0.3 S650; /*调用粗车循环N12 G42 G00 X15 Z0.5;N13 G01 X20 Z-2 F0.15; /*车第一个倒角N14 Z-15.2; /*车螺纹外径N15 X18 Z-20; /*车退刀槽斜面N16 Z-25; /*车退刀槽N17 X29; /*车台阶面N18 X35 Z-28; /*车第二个倒角N19 Z-42;N20 G02 X50 Z-50 R8;N21 G01 Z-60;N22 X60.7 Z-80;N23 X66;N24 X70 Z-82;N25 Z-94;N26 X74; /*退刀N27 G40; /*取消刀补N28 G00 X150 Z60; N2

10、9 M01; /*主轴停N30 T0303 M03; （T02为粗车刀，T03为精车刀）N31 S650;N32 G70 P13 Q27;N33 G00 X150 Z60;N34 T0300 M01;N35 T0404 M03 S600;N36 G00 X20 Z5;N37 G92 X19 Z-22.5 F1.5; /*车削螺纹循环N38 X18.6;N39 X18.2;N40 X18.052;N41 G00 X150 Z60;N42 T0400 M01;N43 T0505 M03 S600;N44 G00 X74 Z-94 M08;N45 G01 X-1 F0.1; /*切断N46 G00

11、X150 Z60 M09 T0500;N47 M30;（%C； %d； %； %p； %O给文字添加上划线；“%u给文字添加下划线；输入不对称公差：如上差+0.1,下差-0.2,输+0.1-0.2,选中它们,点工具栏里的b/a堆叠按钮即可；斜杠（/）用于定义分数形式） 实例5 盘类零件数控车削步骤： 确定装夹方式：由于零件壁厚较大，采用工件左端面和外圆作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧，并且一次装夹完成全部加工。取工件的右端面中心为工件坐标系原点，对刀点选在（200，200）处。 确定加工刀具 确定加工工序 合理选择切削用量 编写加工程序：方法1：粗车外轮廓精车外轮廓粗镗内孔精镗内孔O0001;

12、 N01 G50 X200 Z200;N02 S400 M03 T0101;N03 G00 X62 Z0 M08;N04 G01 X0 F0.15;N05 G00 Z1;N06 X200 Z200 T0100;N07 T0202;N08 G00 X64 Z2;N09 G71 P10 Q16 U0.4 W0.1 D1.5 F0.3 S400; /*粗车外轮廓循环，刀T02N10 G42 G00 X46.8 Z0; N11 G01 X50 Z-6;N12 X54;N13 X56 W-1;N14 Z-20;N15 X62 Z-23; /*令刀具完全切出工件N16 G40 G00 X65;N17 X2

13、00 Z200 T0200;N18 T0404; N19 G00 X64 Z2;N20 G70 P10 Q16; /*精车外轮廓，刀T04N21 G00 X200 Z200 T0400;N22 T0303; N23 G71 P21 Q30 U-0.4 W0.1 D1.5 F0.2 S400; /*粗镗内孔循环，刀T03 N24 G42 G00 X32;N25 G01 Z0 F0.08;N26 G02 X24 Z-4 R4;N27 G01 Z-15;N28 X14; (直径为15mm孔，由于左端有夹具不能车削)N29 Z17; /*退刀N30 G40 G00 X64 Z2 ;N31 G00 X2

14、00 Z200 T0300;N32 T0505; N33 G00 X12 Z2;N34 G70 P21 Q30; /*精镗内孔，刀T05N35 G00 X200 Z200 T0500;N36 M09;N37 M05;N38 M30;方法2：粗车外轮廓粗镗内孔精车外轮廓精镗内孔O0002; N01 G50 X200 Z200;N02 S400 M03 T0101;N03 G00 X62 Z0 M08;N04 G01 X0 F0.15;N05 G00 Z1;N06 X200 Z200 T0100;N07 T0202;N08 G00 X64 Z2;N09 G71 P10 Q16 U0.4 W0.1

15、D1.5 F0.3 S400; /*粗车外轮廓循环，刀T02N10 G42 G00 X46.8 Z0; N11 G01 X50 Z-6;N12 X54;N13 X56 W-1;N14 Z-20;N15 X62 Z-23; N16 G40 G00 X65;N17 X200 Z200 T0200;N18 T0303; N19 G00 X12 Z2;N20 G71 P21 Q26 U-0.4 W0.1 D1.5 F0.2 S400; /*粗镗内孔循环，刀T03 N21 G42 G00 X32;N22 G01 Z0 F0.08;N23 G02 X24 Z-4 R4;N24 G01 Z-15;N25 X

16、14; N26 Z17; N27 G40 G00 X200 Z200 T0300;N28 T0404N29 G00 X64 Z2;N30 G70 P10 Q16; /*精镗内孔，刀T04 N31 G00 X200 Z200 T0400;N32 T0505; N33 X12 Z2;N34 G70 P21 Q26; /*精镗内孔，刀T05N35 G00 X200 Z200 T0500;N36 M09;N37 M05;N38 M30;实例6 孔加工固定循环如图，工件要加工3种类型的孔：6个直径为10mm的通孔、4个直径为20mm的沉孔、3个直径为50的通孔。使用刀具分别为T01、T02、T03，Z轴

17、主轴端面作为编程起始点，使用刀具长度正补偿G43，3把刀的长度补偿值存入H01、H02、H03中。工件坐标系原点：X、Y轴在机床参考点，Z轴在初始平面，用G92设置工件坐标系。程序：O3530;N01 G92 X0 Y0 Z0; /* 设置工件坐标系原点，X、Y轴在机床参考点，Z轴在距工件顶面40mm处N02 G90 G00 Z200;N03 T01 M06;N04 G43 Z0 H01;N05 S600 M03;N06 G99(返回R点平面) G81（定点钻） X100 Y-150（钻孔位置） Z-123 R-77（孔数据） F120; /*钻小孔N07 Y-210;N08 G98 Y-27

18、0; /*返回初始面N09 G99 X560;N10 Y-210;N11 G98 Y-150;N12 G00 X0 Y0 M05;N13 G49 Z200; /*刀具长度补偿取消N14 T02 M06;N15 G43 Z0 H02;N16 S300 M03;N17 G99 G82 X180 Y-180 Z-110 R-77 P300 F70; /*钻7号沉孔，孔底停300ms,返R面N18 G98 Y-240;N19 G99 X480;N20 G98 Y-180;N21 G00 X0 Y0 M05;N22 G49 Z200;N23 T03 M06;N24 G43 Z0 H03;N25 S200

19、 M03;N26 G99 G85 X330 Y-150 Z-123 R-37 F50; /*镗孔N27 Y-210;N28 G98 Y-270;N29 G00 X0 Y0 M05;N30 G49 Z0;N31 M30;实例7 编制如图心形凸轮零件的加工程序，毛坯加工余量上下底面为5mm，其余2mm。步骤： 工艺分析，确定定位基准：首先以顶面为基准加工底面、安装孔、定位孔；然后以两孔和底面定位，一次装夹将所有表面和轮廓全部加工完成。 工件装夹方案确定 确定工件坐标系、对刀位置和对刀方法：根据工艺分析，工件坐标原点设在安装孔的轴线上，且在工件安装后（两次安装）的上表面处；对刀位置与工件坐标原点重合

20、，采用手工对刀。 数值计算：根据已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出构成凸轮轮廓几何元素的交点坐标（0，31.633）（-13.019，-26.820）（-33.825，-4.072）（-17.275，43.715）（-9.966，42.66）（9.966，42.66）（17.275，43.715）（33.825，-4.072）（13.019，-26.820） 编制程序O8798;N01 G90 G17 G40 G49 G80 G54;/*绝对坐标编程、XY平面选择、刀具半径和长度补偿取消、钻孔固定循环取消、第一坐标系设置N02 T01 M06;N03 S220 M03;N04 G00 X

21、-50 Y-40 Z20; /*第一次装夹后，Z轴原点位于剖视图的左端面和安装孔轴线交点，X正向为左，Y正向向上N05 G43 G01 Z5（Z为补偿轴的终点坐标） F44 H01;/* G43 Z5 H1;(如H1中的补偿值为3，则实际刀具的位置为5+3=8）N06 M08;N07 G01 Z-2 F44; /*粗加工底面，以下为走刀路线N08 X50 Y-40;N09 X50 Y-10;N10 X-50 Y-10;N11 X-50 Y20;N12 X50 Y20;N13 X50 Y50;N14 X-50 Y50;N15 X-50 Y80;N16 X50 Y80;N17 G00 Z20;N1

22、8 G01 Z-4.5 F44; N19 X50 Y-40;N20 X50 Y-10;N21 X-50 Y-10;N22 X-50 Y20;N23 X50 Y20;N24 X50 Y50;N25 X-50 Y50;N26 X-50 Y80;N27 X50 Y80;N28 G00 Z20;N29 S500 M03;N30 G43 G01 Z5 F44 H02; /*精加工底面N31 X-50 Y-40;N32 G01 Z-5;N33 X50 Y-40;N34 X50 Y-10;N35 X-50 Y-10;N36 X-50 Y20;N37 X50 Y20;N38 X50 Y50;N39 X-50

23、Y50;N40 X-50 Y80;N41 X50 Y80;N42 M05;N43 M09;N44 G49 G00 Z20;N45 T02 M06;N46 S900 M03;N47 G43 G00 Z5 H03; N48 M08;N49 G98（返回起始平面） G81 X0 Y0 Z-2 R3 F80; /*定点钻循环N50 X0 Y30;N51 G80;N52 G49 G00 Z20;N53 M05;N54 M09;N55 T03 M06;N56 S450 M03;N57 G43 G00 Z30 H04;N58 M08;N59 G98 G83 X0 Y0 Z-42 R2 Q5（指定每次的切削量

24、） F45;/*深孔钻循环（排屑）N60 G80;N61 G49 G00 Z20;N62 M05;N63 M09;N64 T04 M06; N65 S450 M03;N66 G43 G00 Z30 H05;N67 M08;N68 G98 G83 X0 Y30 Z-23 R2 Q F45;N69 G80;N70 G49 G00 Z20;N71 M05;N72 M09;N73 T05 M06; /*铰孔循环N74 S30 M03;N75 G43 G00 Z30 H06;N76 M08;N77 G98 G81（也作铰孔） X0 Y0 Z-42 R2 Q F10;N78 G80;N79 G49 G00

25、 Z20;N80 M05;N81 M09;N82 T06 M06; N83 S30 M03;N84 G43 G00 Z30 H07;N85 M08;N86 G98 G81 X0 Y30 Z-23 R2 Q F10;N87 G80;N88 G49 G00 Z20;N89 M05;N90 M09;N91 M30;装夹变换.N101 G54 G49 G90 G80 G40 G17;N102 T07 M06;N103 S290 M03;N104 G00 X60 Y-50; /*第二次装夹后，Z轴原点位于剖视图的右端面和安装孔轴线交点，X正向为右，Y正向向上N105 G43 G00 Z20 H08;N1

26、06 M08;N107 G01 Z-45 F44;N108 G41 G01 X60 Y-31.633 F44 D08; /*半径补偿N109 G01 X0 Y-31.633;N110 G02 X-13.019 Y-26.820 R20; /*粗铣外轮廓N111 G02 X-33.825 Y-4.072 R127.5;N112 G02 X-17.275 Y43.715 R30;N113 G02 X-9.9660 Y42.660 R10;N114 G03 X9.9660 Y42.660 R20;N115 G02 X17.275 Y43.715 R10;N116 G02 X33.825 Y-4.07

27、2 R30;N117 G02 X13.019 Y-26.820 R127.5；N118 G02 X0 Y-31.633 R20;N119 G01 X-40 Y-31.633；N120 G49 G00 Z50;N121 G00 X60 Y-50;N122 G43 G00 Z20 H08;N221 G40 G01 X-60 Y-50; /*精铣外轮廓N222 G49 G00 Z50;N223 S500 M03;N224 G00 X60 Y-50;N225 G43 G00 Z20 H08;N226 G01 Z-45 F60;N227 G41 G01 X60 Y-31.633 F44 D09;N228

28、 G01 X0 Y-31.633;N229 G02 X-13.019 Y-26.820 R20; N230 G02 X-33.825 Y-4.072 R127.5;N231 G02 X-17.275 Y43.715 R30;N232 G02 X-9.9660 Y42.660 R10;N233 G03 X9.9660 Y42.660 R20;N234 G02 X17.275 Y43.715 R10;N235 G02 X33.825 Y-4.072 R30;N236 G02 X13.019 Y-26.820 R127.5；N237 G02 X0 Y-31.633 R20;N238 G01 X-40

29、 Y-31.633；N239 G40 G01 X-60 Y-50;N240 G49 G00 Z50;N241 M05;N242 M09;N300 T08 M06; /*铣上面N301 S220 M03;N302 G43 G00 Z30 H09;N303 M08;N304 G01 X-20 Y0 F44;N305 G01 Z-2;N306 G01 X20 Y0;N307 G01 Z-4.5;N308 G01 X-20 Y0;N309 S500 M03;N310 G01 Z-5;N311 G01 X20 Y0;N312 G49 G00 Z50;N313 G00 X0 Y0;N314 T09 M06

30、;N315 S220 M03;N316 G43 G00 Z30 H10;N317 M08;N318 G01 Z-2; /*倒角（图中未显示）N319 G49 G00 Z50;N320 M05;N321 M09;N322 M30;实例8 壳类零件加工如图所示，在数控加工之前已完成底面和直径为80的孔，要求在加工中心上铣上表面、槽和4个螺纹孔。步骤： 工艺分析a. 确定定位基准，选择夹紧方案，采用螺钉和压板，压板压在直径为80的孔上，旋紧螺母将工件夹紧；b. 工艺顺序安排c. 确定工艺参数 确定编程原点：选择直径为80的孔轴线和工件上表面的交点 数值计算：铣上表面和槽的编程轨迹为内腔轮廓线，各基点

31、坐标为（0，70）（66，70）（100.04，8.946）（57.01，-60.527）（40，-70）（-40，-70）（-57.01，-60.527）（-100.04，8.946）（-66，70）；4个圆弧的圆心坐标（66，30）（40，-50）（-40，-50）（-66，30） 编写加工程序：内腔轮廓轨迹子程序O0010;N010 G01 X66 Y70;N020 G02 X100.04 Y8.946 I0 J-40（圆心相对圆弧起点的增量）;N030 G01 X57.01 Y-60.527;N040 G02 X40 Y-70 I-17.01 J10.527；N050 G01 X-40

32、；N060 G02 X-57.01 Y-60.527 I0 J20；N070 G01 X-100.04 Y8.946；N080 G02 X-66 Y70 I34.04 J20.054;N090 G01 X0.5; /*切过0.5mmN100 M99; /*返回主程序螺纹孔位置子程序O0020;N110 X65;N120 X125 Y65;N130 -125;N140 M99;主程序O800;N01 G54 G90 G17 G40 G49 G80;N02 G28 Z100; /*返回参考点换刀N03 T01 M06;N04 G00 X0 Y150;N05 G43 Z2 H01 S300 M03;

33、N06 G01 Z0 F60;N07 G41 G01 Y70 D11;N08 M98 P0010; /*铣上表面N09 G00 Z20;N10 G40 G49 Z200;N11 T02 M06;N12 G00 X-65 Y-95;N13 G43 Z20 H02 S1000 M03;N14 G99 G81 Z-2 R2 F60; /*定点钻循环N15 M98 P0020; /*调子程序，钻其余3孔N16 G80 G00 Z20;N17 G49 Z200;N18 T03 M06;N19 G00 G43 Z20 H03 S500 M03; N20 X-65 Y-95;N21 G99 G81 Z-23

34、 R2 F50; /*铰孔N22 M98 P0020;N23 G80 G00 Z20;N24 G49 Z200;N25 T04 M06;N26 G00 G43 Z20 H04 S500 M03;N27 X-65 Y-95;N28 G99 G82 Z-2 R2 P1(暂停) F50; /*孔倒角N29 M98 P0020;N30 G80 G00 Z20;N31 G49 Z200;N32 T05 M06;N33 G43 G00 Z20 H05 S60 M03;N34 X-65 Y-95;N35 G99 G84 Z-25 R5 F50; /*攻螺纹N36 M98 P0020;N37 G80 G00

35、Z20;N38 G49 Z200;N39 T06 M06;N40 G00 X0 Y150;N41 G43 Z2 H06 S300 M03;N42 G41 Y70 D16;N43 G01 Z-6 F30;N44 M98 P0010; /*铣削槽N45 G00 Z20;N46 G49 G40 Z200;N47 X0 Y0;N48 M30;附录： 数控加工编程，张伟，浙江科学技术出版社 G01可用于倒角与倒圆角； G41G44不能与圆弧切削指令G02,G03写在同一程序段内，但可与G00,G01一起； 在G74G76,G90G92等固定循环指令中不能用刀具补偿指令； G53使刀具快速定位到机床坐标系

36、的指定位置 G92与G54G59都是用于设定工件坐标系。G92所设定的工件坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，而G54G59一旦设定，工件原点在机床坐标系中的位置是不变的，与刀具的当前位置无关；G92指令后虽有坐标值，但不产生轴的移动， G54G59则可与G00、G01配合在指定的工件坐标系中移动；G92电源重启后无效，而G54G59与电源开关无关。 攻丝左旋G74，主轴顺时针旋转；攻丝右旋G84，主轴逆时针旋转； 车削为刀尖半径补偿G41、G42 铣削刀具长度补偿G(43、44) Z_ H_; （Z为补偿轴的终点坐标）G43把指定的刀具偏置值加到命令的Z坐标值上，G44把指定的刀具偏置值从命

37、令的Z坐标值上减去。刀具半径补偿G(17、18、19) G(41、42) X_ Y_ D_;（X、Y为补偿建立的终点坐标） G41 刀具按运动方向在左侧，相当与顺铣 对于四坐标和五坐标数控加工，F为进给率，即走完一个程序段所需时间的倒数 在铣加工中，G01与平面选择无关；G02、G03要进行平面选择第二部分 AutoCAD工程制图1 部分常用操作 设置背景颜色：工具选项显示颜色确定； 桌面显示快捷工具：工具栏位置右击AutoCAD勾选复选框； 图形显示刷新：对于编辑操作时留在显示区域中的点标记、杂散像素或如圆的显示不圆时，可以使用“视图”中的重画、重生成、全部重生成进行调整； 坐标点输入格式：“20，60”或“20，60”；极坐标输入“10080”（与X的夹角为80