.数控机床编程与操作第3章加工中心的编程与操作

1、数控机床编程与操作第数控机床编程与操作第3 3章加章加工中心的编程与操作工中心的编程与操作 加工中心的认知与操作加工中心的认知与操作任务任务1端盖的编程与加工端盖的编程与加工 任务任务2盖板的编程与加工盖板的编程与加工 任务任务3 曲面零件的编程与加工曲面零件的编程与加工任务任务4 凸台槽孔板的编程与加工凸台槽孔板的编程与加工任务任务52卧式加工中心卧式加工中心三、知识准备三、知识准备3龙门式加工中心龙门式加工中心三、知识准备三、知识准备三、知识准备三、知识准备4复合加工中心复合加工中心2.按加工范围分类按加工范围分类1车削加工中心车削加工中心2镗铣加工中心镗铣加工中心3钻削加工中心钻削加工中

2、心三、知识准备三、知识准备二数控加工中心的根本结构二数控加工中心的根本结构1.加工中心的结构布局加工中心的结构布局1控制系统控制系统2进给伺服系统进给伺服系统3根底部件根底部件 4主轴部件主轴部件 5自动刀具交换装置自动刀具交换装置ATC 6辅助装置辅助装置三、知识准备三、知识准备2.加工中心的自动换刀装置加工中心的自动换刀装置ATC1刀库的功能刀库的功能2刀库的类型刀库的类型圆盘式刀库圆盘式刀库链式刀库链式刀库三、知识准备三、知识准备三、知识准备三、知识准备图3-5 圆盘式刀库 图3-6 单环链式刀库 三、知识准备三、知识准备图3-7 多环链式刀库 图3-8 折叠链式刀库 3刀库的容量刀库的

3、容量 钻削加工：用钻削加工：用10把刀具就能完成把刀具就能完成80%的工件加的工件加工，用工，用20把刀具就能完成把刀具就能完成90%的工件加工；的工件加工； 铣削加工：只需铣削加工：只需4把铣刀就可以完成把铣刀就可以完成90%的铣的铣削工艺；削工艺； 车削加工：只需车削加工：只需10把刀具即可完成把刀具即可完成90%的工艺的工艺加工。加工。 大局部超过大局部超过80%的工件完成其全部加工只的工件完成其全部加工只需需40把左右刀具就足够了。因此从使用角度出把左右刀具就足够了。因此从使用角度出发，刀库的容量一般为发，刀库的容量一般为1040把。把。 三、知识准备三、知识准备3换刀过程换刀过程1选

4、刀选刀顺序选刀顺序选刀任意选刀任意选刀2换刀换刀无机械手换刀无机械手换刀机械手换刀机械手换刀 三、知识准备三、知识准备三、知识准备三、知识准备图3-11 钩刀机械手的换刀过程三、知识准备三、知识准备三数控加工中心的特点三数控加工中心的特点1. 加工中心的特点加工中心的特点1加工精度高加工精度高2精度稳定精度稳定3加工效率高加工效率高4外表质量好外表质量好三、知识准备三、知识准备2. 加工中心的主要加工对象加工中心的主要加工对象1 箱体类零件加工箱体类零件加工图3-12 箱体类零件 三、知识准备三、知识准备2 复杂曲面加工复杂曲面加工 图3-13 复杂曲面 三、知识准备三、知识准备3异形件加工异

5、形件加工4盘、套、板类零件加工盘、套、板类零件加工5特殊加工特殊加工 4.加工中心的操作面板加工中心的操作面板一数控加工中心的对刀一数控加工中心的对刀1“方式选择方式选择选择选择手轮手轮方式。方式。2调整调整“快进快进/手轮倍率手轮倍率。3“主轴进给保持翻开主轴进给保持翻开。旋转手轮分别移动到工件台和主轴。旋转手轮分别移动到工件台和主轴。四、任务实施四、任务实施1对对Z轴。轴。 “轴向选择：选轴向选择：选Z轴。轴。 使刀具与工件上外表接触。使刀具与工件上外表接触。 记下记下Z轴机械坐标值例如轴机械坐标值例如Z138.687；四、任务实施四、任务实施2对对Y轴。轴。 “轴向选择：选轴向选择：选Y

6、轴。轴。 旋转手轮，使刀具与工件旋转手轮，使刀具与工件Y原点所在侧面原点所在侧面接触。接触。 记下主轴机械坐标值例如记下主轴机械坐标值例如Y253.386。四、任务实施四、任务实施3对对X轴。轴。 “轴向选择；选轴向选择；选X轴。轴。 旋转手轮，使刀具与工件旋转手轮，使刀具与工件X原点所在侧面原点所在侧面接触。接触。 记下主轴机械坐标值例如记下主轴机械坐标值例如X511.6884按下按下OFFSET键，再按键，再按“坐标系对应坐标系对应软键，把光标移到软键，把光标移到“01G54，输入，输入X坐坐标加半径值、标加半径值、Y坐标减去刀具半径后的数值坐标减去刀具半径后的数值。四、任务实施四、任务实

7、施二参数设置二参数设置1.刀具直接补偿的设定刀具直接补偿的设定1按按OFFSET SETTING键假设干次键假设干次，出现如图，出现如图3-18所示画面；所示画面；2按按光标移动光标移动键，将光标移至需要设键，将光标移至需要设定刀补的相应位置；定刀补的相应位置；3输入补偿量；输入补偿量；4按按INPUT键。键。四、任务实施四、任务实施2.刀具测量补偿的设定刀具测量补偿的设定1“方式选择旋至方式选择旋至“手轮或手轮或“JOG方式方式2安装基准刀具。安装基准刀具。3Z向对刀。用手动操作移动基准刀具向对刀。用手动操作移动基准刀具使其与工件上的一个指定点接触。使其与工件上的一个指定点接触。4按按POS

8、键假设干次，直到显示具有键假设干次，直到显示具有相对坐标的现在位置画面。相对坐标的现在位置画面。四、任务实施四、任务实施5按地址键按地址键Z，按软键，按软键起源起源，将相对，将相对坐标系中闪亮的坐标系中闪亮的Z轴的相对坐标值复位为轴的相对坐标值复位为“0；6按下功能键按下功能键OFFSET SETTING键假键假设干次，出现如图设干次，出现如图3-18所示刀具补偿画面所示刀具补偿画面。7按屏幕下方右侧按屏幕下方右侧扩展扩展软键，出现如图软键，出现如图3-20所示画面。所示画面。四、任务实施四、任务实施8安装要测量的刀具，手动操作移动对刀安装要测量的刀具，手动操作移动对刀，使其于基准刀同一对刀点

9、位置接触。两，使其于基准刀同一对刀点位置接触。两把刀的长度差显示在屏幕画面的相对坐标把刀的长度差显示在屏幕画面的相对坐标系中。系中。9按按光标移动光标移动键，将光标移至需要设定键，将光标移至需要设定刀补的相应位置。刀补的相应位置。10按地址键按地址键Z。11按软键按软键C.输入输入，Z轴的相对坐标被输轴的相对坐标被输入，并被显示为刀具长度偏置补偿。入，并被显示为刀具长度偏置补偿。四、任务实施四、任务实施3.刀具长度补偿对刀举例刀具长度补偿对刀举例四、任务实施四、任务实施 五、检查评估五、检查评估图3-21 刀具长度补偿对刀示意图1.任务描述任务描述 如图如图3-22所示为一端盖零件图，生产所示

10、为一端盖零件图，生产类型为单件或小批量生产，无热处理工艺类型为单件或小批量生产，无热处理工艺要求。下面以该端盖为例，试正确设定工要求。下面以该端盖为例，试正确设定工件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，正确编制数控加的刀具和切削工艺参数，正确编制数控加工程序并完成零件的加工。工程序并完成零件的加工。图3-22 端盖2.知识目标：知识目标：1掌握孔系类零件的装夹方法；掌握孔系类零件的装夹方法；2掌握刀具、切削用量的选择方法；掌握刀具、切削用量的选择方法；3掌握加工方案的选择；掌握加工方案的选择；4掌握常用指令掌握常用指令G81、G82、G8

11、5、G80、G73的格式及用法。的格式及用法。5稳固稳固G17、G18、G19的格式及用法。的格式及用法。一、任务引入一、任务引入3.技能目标：技能目标：1能分析和制定零件的加工工艺。能分析和制定零件的加工工艺。2掌握所学数控编程指令字的含义，正掌握所学数控编程指令字的含义，正确编制零件的加工程序。确编制零件的加工程序。3正确装夹工件、合理选择刀具及切削正确装夹工件、合理选择刀具及切削用量。用量。4能在数控机床上完成零件的加工。能在数控机床上完成零件的加工。一、任务引入一、任务引入 该零件底平面、两侧面和该零件底平面、两侧面和40H8型腔型腔已在前面工序加工完成。本工序加工端已在前面工序加工完

12、成。本工序加工端盖的盖的4个沉头螺栓孔和个沉头螺栓孔和2个销孔，零件材个销孔，零件材料为料为HT150。2个销孔的加工精度较高，个销孔的加工精度较高，外表粗糙度为外表粗糙度为Ra1.6，其余，其余4个沉头螺钉个沉头螺钉孔为孔为Ra6.3。加工时注意保证精度要求和。加工时注意保证精度要求和钻孔方法和刀具。本零件主要用钻孔方法和刀具。本零件主要用G81、G85等指令加工。通过学习本节内容，等指令加工。通过学习本节内容，使学生掌握简单孔系类零件的数控加工使学生掌握简单孔系类零件的数控加工工艺知识，及常用指令格式、用法等。工艺知识，及常用指令格式、用法等。二、任务分析二、任务分析一孔加工方法的选择一孔

13、加工方法的选择1.在加工直径小于在加工直径小于30mm且没有预孔的毛坯孔且没有预孔的毛坯孔时，为了保证钻孔加工的定位精度，可选时，为了保证钻孔加工的定位精度，可选择在钻孔前先将孔口端面铣平或采用打中择在钻孔前先将孔口端面铣平或采用打中心孔的加工方法。心孔的加工方法。2.对于表中的扩孔及粗镗加工，也可采用立对于表中的扩孔及粗镗加工，也可采用立铣刀铣孔的加工方法。铣刀铣孔的加工方法。3.在加工螺纹孔时，先加工出螺纹底孔，对在加工螺纹孔时，先加工出螺纹底孔，对于直径在于直径在M6以下的螺纹，通常不在加工中以下的螺纹，通常不在加工中心上加工；对于直径在心上加工；对于直径在M6M20的螺纹，的螺纹，通常

14、采用攻螺纹的加工方法；而对于直径通常采用攻螺纹的加工方法；而对于直径在在M20以上的螺纹，可采用螺纹镗刀镗削以上的螺纹，可采用螺纹镗刀镗削加工。加工。三、相关知识三、相关知识 三、相关知识三、相关知识二孔加工刀具与切削用量的选择二孔加工刀具与切削用量的选择1. 孔加工刀具的选择孔加工刀具的选择1中心钻中心钻 图3-23 中心钻 三、相关知识三、相关知识2麻花钻麻花钻 图3-24 麻花钻 三、相关知识三、相关知识3锪钻锪钻 图3-25 锪钻 三、相关知识三、相关知识4镗削刀具镗削刀具 5铰削刀具铰削刀具6螺纹加工刀具螺纹加工刀具图3-26 铰削刀具三、相关知识三、相关知识2孔加工切削用量的选择孔

15、加工切削用量的选择1铰孔切削用量铰孔切削用量 铰孔时的切削用量主要铰孔时的切削用量主要应考虑背吃刀量、进给量和主轴转速。应考虑背吃刀量、进给量和主轴转速。2镗孔切削用量镗孔切削用量 当采用高速钢镗刀时，当采用高速钢镗刀时，切削用量一般为：切削用量一般为： 粗镗粗镗 ， , ； 精镗精镗 ， , ；mm25 . 0pzmmfz/12 . 0min/4015cmmm5 . 01 . 0pzmmfz/5 . 005. 0min/4015cm三、相关知识三、相关知识三固定循环功能指令三固定循环功能指令1.固定循环的根本动作固定循环的根本动作1动作组成动作组成图3-27 固定循环的根本动作三、相关知识三

16、、相关知识2动作说明动作说明 不同的固定循环其动作可能不同，有的没有不同的固定循环其动作可能不同，有的没有孔底动作，有的不退回到初始平面而只退回到孔底动作，有的不退回到初始平面而只退回到R点平面。点平面。 刀具返回位置的选择是通过两个刀具返回位置的选择是通过两个G代码来控代码来控制的：制的：G98是返回初始点，是返回初始点，G99是返回是返回R点。点。 初始点是为平安下刀而规定的点，它到零件初始点是为平安下刀而规定的点，它到零件外表的距离可以任意设定为一个平安的高度。外表的距离可以任意设定为一个平安的高度。 三、相关知识三、相关知识 R点又叫参考点点又叫参考点 ，是刀具下刀时由快，是刀具下刀时

17、由快速移动转为切削进给的转换点即是引速移动转为切削进给的转换点即是引入距离。入距离。 孔加工循环与平面选择指令孔加工循环与平面选择指令G17、G18、G19无关，即不管选择了哪个平无关，即不管选择了哪个平面，孔加工都是在面，孔加工都是在XY平面上定位，并在平面上定位，并在Z轴方向上完成加工。轴方向上完成加工。2.固定循环指令固定循环指令 指令格式：指令格式： G90 G98 G X Y Z R Q P F K G91 G99 1数据表达形式代码数据表达形式代码G90/G91 即使用即使用绝对值方式绝对值方式G90或增量值方式或增量值方式G91来编程，这一选择主要会影响孔的来编程，这一选择主要会

18、影响孔的XY值、值、R值和值和Z值值三、相关知识三、相关知识2刀具返回方式方法代码刀具返回方式方法代码G98/G99 G98为返回初始点，为返回初始点，G99为返回为返回R点。点。3孔加工方式代码孔加工方式代码G 为为G73、G74、G76和和G81G89指令中之一。指令中之一。4孔位数据孔位数据X、Y指定孔在指定孔在XY平面的坐平面的坐标位置，可以是绝对值或增量值。增量值标位置，可以是绝对值或增量值。增量值方式下孔的方式下孔的XY位置是相对于前一孔位置是相对于前一孔XY位位置的距离。置的距离。三、相关知识三、相关知识5孔加工数据孔加工数据它包含以下内容：它包含以下内容： Z：孔底的位置。使用

19、：孔底的位置。使用G90时为孔底的时为孔底的Z坐标值，使用坐标值，使用G91时是时是R点到孔底的距离点到孔底的距离 R：R平面的位置。使用平面的位置。使用G90时是时是R点坐点坐标值，使用标值，使用G91时是初始点到时是初始点到R点的距离点的距离三、相关知识三、相关知识 Q：Q有两种含义：使用有两种含义：使用G73、G83时，时，用来指定每次进给的深度；使用用来指定每次进给的深度；使用G76、G87时，用来指定刀具的位移量。时，用来指定刀具的位移量。 P：刀具在孔底的暂停时间，单位为：刀具在孔底的暂停时间，单位为ms，不带小数点。不带小数点。 F：指定切削进给速度。：指定切削进给速度。6K指定

20、固定循环的重复次数，该参数指定固定循环的重复次数，该参数仅在增量编程中使用。仅在增量编程中使用。三、相关知识三、相关知识3固定循环指令介绍固定循环指令介绍1钻孔循环指令钻孔循环指令G81与锪孔循环指与锪孔循环指令令G82 指令格式：指令格式： G81 X Y Z R F ； G82 X Y Z R P F ；三、相关知识三、相关知识三、相关知识三、相关知识2高速深孔啄钻循环指令高速深孔啄钻循环指令G73与深与深孔啄钻循环指令孔啄钻循环指令G83 指令格式：指令格式： G83 X Y Z R Q F ； G73 X Y Z R Q F ； 其中，其中，Q为每次进给的深度。为每次进给的深度。三、相

21、关知识三、相关知识4固定循环的取消固定循环的取消 当不再使用固定循环指令时，应将当不再使用固定循环指令时，应将其取消，使系统恢复到通常的加工状态其取消，使系统恢复到通常的加工状态如如G00、G01等。使用等。使用G80指令或指令或01组的组的G代码均可取消任何有效的固定循代码均可取消任何有效的固定循环环 尽管不用尽管不用G80指令，用指令，用01组的组的G代码代码也可以取消循环，但该做法很不可取，也可以取消循环，但该做法很不可取，应该尽量防止。应该尽量防止。一加工工艺与程序设计一加工工艺与程序设计1零件的装夹零件的装夹 以已加工过的底面为定位基准，用平口以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧

22、工件两侧面，并固定于铣床工作钳夹紧工件两侧面，并固定于铣床工作台上。如果该零件为中大批量生产，台上。如果该零件为中大批量生产，可利用专用夹具进行装夹。由于底面和可利用专用夹具进行装夹。由于底面和内腔已在前面工序加工完毕，本工序内腔已在前面工序加工完毕，本工序可以可以内腔和底面为定位面，侧面加防内腔和底面为定位面，侧面加防转销限制六个自由度，用压板夹紧。转销限制六个自由度，用压板夹紧。四、任务实施四、任务实施四、任务实施四、任务实施2刀具选择刀具选择 根据孔的尺寸及精度要求，选择刀具。根据孔的尺寸及精度要求，选择刀具。 3确定加工工艺与切削用量确定加工工艺与切削用量1钻中心孔钻中心孔 所有孔都首

23、先打中心孔，所有孔都首先打中心孔，以保证钻孔时，不会产生斜歪现象。以保证钻孔时，不会产生斜歪现象。2钻孔钻孔 用用9钻头钻出钻头钻出49孔和孔和210H7孔的底孔。孔的底孔。四、任务实施四、任务实施3扩孔扩孔 用用9.8钻头扩钻头扩210H7孔。孔。4锪孔锪孔 用用15槽铣刀锪出槽铣刀锪出415沉沉5铰孔铰孔 用用10铰刀加工出铰刀加工出210H7孔孔。4程序的设计程序的设计 编写程序，见表编写程序，见表3-5、3-6、3-7、3-8、3-9。四、任务实施四、任务实施二端盖的加工二端盖的加工1工件与刀具的安装工件与刀具的安装 以已加工过的底面为定位基准，用平口以已加工过的底面为定位基准，用平口

24、钳夹紧工件两侧面，并固定于铣床工作钳夹紧工件两侧面，并固定于铣床工作台上。台上。2对刀并输入刀补值对刀并输入刀补值四、任务实施四、任务实施3数控加工与精度控制数控加工与精度控制1加工加工 首件加工应单段运行，通过机床首件加工应单段运行，通过机床控制面板上的控制面板上的“倍率选择按钮修正加工倍率选择按钮修正加工参数，然后自动运行加工，当程序暂停时参数，然后自动运行加工，当程序暂停时可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。2精度控制精度控制 加工过程中，各尺寸精度都加工过程中，各尺寸精度都要保证在公差范围之内，如出现误差可采要保证在公差范围之内，如出现误差可采用刀补

25、修正法进行修正。用刀补修正法进行修正。四、任务实施四、任务实施4零件检测零件检测1修整工件，去毛刺等。修整工件，去毛刺等。2尺寸精度检测：用游标卡尺测量孔径尺寸精度检测：用游标卡尺测量孔径、孔距精度高时，可用千分尺配合圆、孔距精度高时，可用千分尺配合圆柱测量；柱测量；10H7的销孔用塞规或内经的销孔用塞规或内经百分表测量；百分表还用于测量跳动、百分表测量；百分表还用于测量跳动、垂直度等。垂直度等。3外表质量检测：用粗糙度样板比照检外表质量检测：用粗糙度样板比照检测零件加工外表质量。测零件加工外表质量。五、检查评估五、检查评估一、任务引入一、任务引入图3-33 盖板一、任务引入一、任务引入2.知

26、识目标：知识目标：1镗孔的关键技术；镗孔的关键技术；2攻螺纹的加工工艺；攻螺纹的加工工艺；3FANUC 0i系统的加工中心编程指令。系统的加工中心编程指令。3.技能目标：技能目标：1镗孔的关键技术；镗孔的关键技术；2合理选择加工指令。合理选择加工指令。3能在加工中心上完成零件的加工。能在加工中心上完成零件的加工。二、任务分析二、任务分析 该零件主要涉及钻孔、锪孔、攻螺纹和该零件主要涉及钻孔、锪孔、攻螺纹和镗孔加工，因此，在编程过程中需要掌握镗孔加工，因此，在编程过程中需要掌握孔加工固定循环编程方法、镗孔的方法及孔加工固定循环编程方法、镗孔的方法及攻螺纹的加工工艺。通过学习本节内容，攻螺纹的加工

27、工艺。通过学习本节内容，使学生稳固固定循环指令，掌握镗孔及攻使学生稳固固定循环指令，掌握镗孔及攻螺纹的编程方法等。螺纹的编程方法等。三、相关知识三、相关知识一镗孔的关键技术一镗孔的关键技术1. 镗刀杆的刚度问题解决方法镗刀杆的刚度问题解决方法1选择截面积大的刀杆选择截面积大的刀杆 2尽可能缩短刀杆的伸出长度尽可能缩短刀杆的伸出长度 3选择适宜的切削角度选择适宜的切削角度 三、相关知识三、相关知识2.排屑问题的解决方法排屑问题的解决方法 主要是控制切屑流出方向。精镗孔主要是控制切屑流出方向。精镗孔时，要求切屑流向待加工外表前排屑时，要求切屑流向待加工外表前排屑。为此，采用正刃倾角的镗刀；加工。为

28、此，采用正刃倾角的镗刀；加工盲孔时，应采用负的刃倾角，使切屑从盲孔时，应采用负的刃倾角，使切屑从孔口排出。孔口排出。 三、相关知识三、相关知识二镗孔尺寸的控制方法二镗孔尺寸的控制方法1粗镗孔尺寸的控制方法粗镗孔尺寸的控制方法孔径尺寸的控制通过调整镗刀刀尖位置孔径尺寸的控制通过调整镗刀刀尖位置来进行来进行2精镗孔尺寸的控制方法精镗孔尺寸的控制方法 精镗孔尺寸控制较为方便，通常采用如精镗孔尺寸控制较为方便，通常采用如下两种方法来控制：一种是试切削调整下两种方法来控制：一种是试切削调整法，先用粗调好的精镗刀在孔口试切，法，先用粗调好的精镗刀在孔口试切，根据试切后的尺寸调节带刻度的螺母，根据试切后的尺

29、寸调节带刻度的螺母，然后进行精镗。第二种方法是机外调整然后进行精镗。第二种方法是机外调整法，将精镗刀在机外对刀仪上对刀并调法，将精镗刀在机外对刀仪上对刀并调整至要求尺寸，再将精镗刀装入主轴进整至要求尺寸，再将精镗刀装入主轴进行加工。行加工。三、相关知识三、相关知识三攻螺纹的加工工艺三攻螺纹的加工工艺1.攻螺纹前的工艺要求攻螺纹前的工艺要求1确定底孔直径确定底孔直径 2确定不通孔底孔长度确定不通孔底孔长度 3确定螺纹轴向起点和终点尺寸确定螺纹轴向起点和终点尺寸三、相关知识三、相关知识四四FANUC 0i系统的加工中心编程指令系统的加工中心编程指令1.刀具功能刀具功能1刀具选择指令刀具选择指令T指

30、令指令2刀具交换指令刀具交换指令M063自动换刀程序的编制自动换刀程序的编制三、相关知识三、相关知识2.主轴定向停止指令主轴定向停止指令M18、M19图3-34 M19指令作用 三、相关知识三、相关知识3.刀具补偿功能刀具补偿功能1刀具长度补偿刀具长度补偿 刀具长度补偿在加工中心的应用与意义刀具长度补偿在加工中心的应用与意义 刀具长度补偿值的获取方法刀具长度补偿值的获取方法2刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令 刀具长度补偿的建立刀具长度补偿的建立 刀具长度补偿的取消刀具长度补偿的取消 三、相关知识三、相关知识4.固定循环指令固定循环指令1镗削循环镗削循环粗镗孔循环指令粗镗孔循环指令 常用的粗镗孔

31、循环指令常用的粗镗孔循环指令有有G85、G86、G88、G89四种。四种。 指令格式：指令格式： G85 X Y Z R F ； G86 X Y Z R F ； G88 X Y Z R P F ； G89 X Y Z R P F ；三、相关知识三、相关知识精镗孔循环指令精镗孔循环指令G76 指令格式：指令格式： G76 X Y Z R Q P F ； 式中式中:Q为刀具在孔底的位移量需为正为刀具在孔底的位移量需为正值，负号将被忽略。值，负号将被忽略。三、相关知识三、相关知识背镗镗孔循环指令背镗镗孔循环指令G87 指令格式：指令格式： G87 X Y Z R Q P F ； 式中，式中，Q为刀具

32、在孔底的位移量需为正为刀具在孔底的位移量需为正值，负号将被忽略。值，负号将被忽略。三、相关知识三、相关知识3攻螺纹循环内螺纹攻螺纹循环内螺纹 攻左旋螺纹循环指令为攻左旋螺纹循环指令为G74，攻右旋螺纹，攻右旋螺纹循环指令为循环指令为G84，如图，如图3-43所示。所示。 G74 X Y Z R P F ； G84 X Y Z R P F ；三、相关知识三、相关知识5使用固定循环的几点说明使用固定循环的几点说明1G73G76、G81G89是模态指令，是模态指令，一旦指定便一直有效，直到出现其他孔加一旦指定便一直有效，直到出现其他孔加工循环指令或取消固定循环时才失效。工循环指令或取消固定循环时才失

33、效。2固定循环中的参数固定循环中的参数X、Y、Z、R、Q、P、F都是模态的，当变更固定循环方式时都是模态的，当变更固定循环方式时，不变的参数不必重复指令。只有在取消，不变的参数不必重复指令。只有在取消固定循环时，才去除固定循环时，才去除F以外的所有加工数以外的所有加工数据。据。三、相关知识三、相关知识3假设程序段中不包含任何一轴假设程序段中不包含任何一轴X、Y、Z的移动指令，那么不执行钻孔动作的移动指令，那么不执行钻孔动作。4在指定固定循环之前，必须用辅助功在指定固定循环之前，必须用辅助功能能M代码代码M03或或M04使主轴旋转。使主轴旋转。5固定循环指令不能和固定循环指令不能和M代码如代码如

34、M05或或M09等同在一个程序段中，因为等同在一个程序段中，因为M代代码在执行完循环指令的第一个动作码在执行完循环指令的第一个动作XY轴向定位后，即被执行。轴向定位后，即被执行。三、相关知识三、相关知识6使用具有主轴自动起动的固定循环指使用具有主轴自动起动的固定循环指令令G74、G84、G86时，如果连续加时，如果连续加工的孔间距较小或者从初始点到工的孔间距较小或者从初始点到R点之间点之间的距离较短，那么应合使用的距离较短，那么应合使用G04暂停指令暂停指令进行延时，其目的是为了防止在进入孔加进行延时，其目的是为了防止在进入孔加工动作时，主轴尚未到达指定的转速。工动作时，主轴尚未到达指定的转速

35、。7在固定循环中，刀具半径补偿指令在固定循环中，刀具半径补偿指令G41、G42无效，刀具长度补偿指令无效，刀具长度补偿指令G43、G44在刀具至在刀具至R点时生效。点时生效。 一加工工艺与程序设计一加工工艺与程序设计 1.工艺分析工艺分析 根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况， 确定工艺方案及加工路线。确定工艺方案及加工路线。 以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件前后两侧面，并固定于铣床工作台上。紧工件前后两侧面，并固定于铣床工作台上。因工件的加工部位主要是孔，以工件的对称中因工件的加工部位主要是孔，以工件的对

36、称中心心60孔轴线和工件的上外表的交点为工孔轴线和工件的上外表的交点为工件原点，建立工件坐标系。件原点，建立工件坐标系。四、任务实施四、任务实施四、任务实施四、任务实施2选择刀具选择刀具 该零件材料为该零件材料为HT200,孔的尺寸精度和外表孔的尺寸精度和外表粗糙度要求较高，选择见刀具卡片粗糙度要求较高，选择见刀具卡片 3确定加工工艺及切削用量确定加工工艺及切削用量 以工件的对称中心以工件的对称中心60孔轴线和工件的孔轴线和工件的上外表的交点为工件原点，工艺路线安排如上外表的交点为工件原点，工艺路线安排如下：下：1钻中心孔：为保证孔的位置精度要求，钻中心孔：为保证孔的位置精度要求，均对所有孔均

37、对所有孔A3中心钻钻中心孔；中心钻钻中心孔；2412H7通孔通孔:10mm钻头钻孔钻头钻孔11.8mm钻头扩孔钻头扩孔12mm铰刀铰孔；铰刀铰孔；四、任务实施四、任务实施3M16：14mm钻头钻孔钻头钻孔40mm锪钻锪钻倒角倒角M16攻螺纹；攻螺纹；416阶梯孔：阶梯孔：10mm钻头钻孔钻头钻孔11.8mm钻头扩孔钻头扩孔16立铣刀铣孔。立铣刀铣孔。560孔：孔：28mm镗刀粗精镗镗刀粗精镗四、任务实施四、任务实施四、任务实施四、任务实施4程序设计程序设计以工件的对称中心以工件的对称中心60孔轴线和工件孔轴线和工件的上外表的交点为工件原点，进行程序的上外表的交点为工件原点，进行程序设计设计,见

38、表见表3-15。四、任务实施四、任务实施二零件加工二零件加工1.工件与刀具的安装工件与刀具的安装 以已加工过的底面为定位基准，用平口以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件前后两侧面，并固定于铣床钳夹紧工件前后两侧面，并固定于铣床工作台上。工作台上。2.对刀并输入刀补值对刀并输入刀补值四、任务实施四、任务实施3.数控加工与精度控制数控加工与精度控制1加工加工 首件加工应单段运行，通过机床控制面首件加工应单段运行，通过机床控制面板上的板上的“倍率选择按钮修正加工参数，倍率选择按钮修正加工参数，然后自动运行加工，当程序暂停时可以然后自动运行加工，当程序暂停时可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。

39、对加工尺寸检测，以保证精度要求。2精度控制精度控制 加工过程中，各尺寸精度都要保证在公加工过程中，各尺寸精度都要保证在公差范围之内，如出现误差可采用刀补修差范围之内，如出现误差可采用刀补修正法进行修正。正法进行修正。四、任务实施四、任务实施 五、检查评估五、检查评估4.零件检测零件检测1修整工件，去毛刺等。修整工件，去毛刺等。2尺寸精度检测：用游标卡尺测量孔径、尺寸精度检测：用游标卡尺测量孔径、孔距精度高时，可用千分尺配合圆柱测孔距精度高时，可用千分尺配合圆柱测量；量；12H8的销孔用塞规或内经百分表的销孔用塞规或内经百分表测量；测量；16游标卡尺；游标卡尺；60H7用内经百分用内经百分表等。

40、表等。3外表质量检测：用粗糙度样板比照检测外表质量检测：用粗糙度样板比照检测零件加工外表质量。零件加工外表质量。1任务描述任务描述 简单的曲面类零件可在数控铣床上加工，简单的曲面类零件可在数控铣床上加工，加工的部位主要是加工的部位主要是SR20的半圆球。如图的半圆球。如图3-44所示。下面以半球体为例，试正确设定工件所示。下面以半球体为例，试正确设定工件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的刀坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，正确编制数控加工程序具和切削工艺参数，正确编制数控加工程序并完成零件的加工。并完成零件的加工。一、任务引入一、任务引入图3-44 曲面零件2知识目标：

41、知识目标：1掌握掌握A、B类宏程序的根本格式；类宏程序的根本格式；2掌握掌握A、B类宏程序使用方法。类宏程序使用方法。3技能目标：技能目标：1能够使用能够使用A类宏程序对简单曲面进行类宏程序对简单曲面进行编程；编程；2能够灵活使用宏程序。能够灵活使用宏程序。3能在数控机床上完成曲面零件的加工能在数控机床上完成曲面零件的加工一、任务引入一、任务引入 由于该零件为规那么曲面类零件，根由于该零件为规那么曲面类零件，根据这类零件的加工方法，在一般数控铣据这类零件的加工方法，在一般数控铣床上无法采用简单的编程指令进行加工床上无法采用简单的编程指令进行加工。因此，该工件采用宏程序进行编程，。因此，该工件采

42、用宏程序进行编程，为了学习的循序渐进本任务采用为了学习的循序渐进本任务采用A类宏程类宏程序进行编程。试在数控铣床上加工如图序进行编程。试在数控铣床上加工如图3-44所示的曲面零件。所示的曲面零件。二、任务分析二、任务分析一一A类宏程序类宏程序1.变量变量1局部变量。局部变量局部变量。局部变量(#1#33)是在是在宏程序中局部使用的变量宏程序中局部使用的变量 2公共变量。公共变量公共变量。公共变量(#100#149、#500#549)贯穿于整个程序过程。贯穿于整个程序过程。 3系统变量。系统变量是指有固定用系统变量。系统变量是指有固定用途的变量，它的值决定系统的状态。途的变量，它的值决定系统的状

43、态。 三、相关知识三、相关知识2.用户宏程序的格式及调用用户宏程序的格式及调用1宏程序格式一种与子程序调用方法相宏程序格式一种与子程序调用方法相同同2另一种用指令另一种用指令G65进行调用进行调用3.宏程序的运算和转移指令宏程序的运算和转移指令 1宏程序的运算指令宏程序的运算指令2条件转移指令条件转移指令三、相关知识三、相关知识三、相关知识三、相关知识二二B类宏程序类宏程序1.变量变量1变量的表示变量的表示 B类宏程序除可采用类宏程序除可采用A类宏程序的变量表类宏程序的变量表示方法外，还可以用表达式进行表示，示方法外，还可以用表达式进行表示，但其表达式必须全部写入方括号但其表达式必须全部写入方

44、括号“中中，程序中的圆括号，程序中的圆括号“仅用于注释。仅用于注释。三、相关知识三、相关知识2变量的引用变量的引用 引用变量也可以采用表达式。引用变量也可以采用表达式。2.变量的赋值变量的赋值1直接赋值直接赋值 变量可以在操作面板上用变量可以在操作面板上用MDI方式直接方式直接赋值，也可在程序中以等式方式赋值，赋值，也可在程序中以等式方式赋值，但等号左边不能用表达式。但等号左边不能用表达式。 三、相关知识三、相关知识2引数赋值引数赋值 宏程序以子程序方式出现，所用的变量宏程序以子程序方式出现，所用的变量可在宏程序调用时赋值。可在宏程序调用时赋值。3.运算指令运算指令 B类宏程序的运算指令与类宏

45、程序的运算指令与A类宏程序的运类宏程序的运算指令有很大的区别，它的运算类似于算指令有很大的区别，它的运算类似于数学运算，仍用各种数学符号来表示。数学运算，仍用各种数学符号来表示。 三、相关知识三、相关知识1函数函数SIN、COS等的角度单位是度，分和等的角度单位是度，分和秒要换算成秒要换算成0。如。如9030应表示为应表示为90.50，3018应表示为应表示为30.30。2宏程序数学计算的次序依次为：函数运宏程序数学计算的次序依次为：函数运算算(SIN、COS、ATAN等等)，乘和除运算，乘和除运算(、AND等等)，加和减运算，加和减运算+、-、OR、XOR等等)。图2-50 比例缩放编程三、

46、相关知识三、相关知识3函数中的括号。括号用于改变运算次函数中的括号。括号用于改变运算次序，函数中的括号允许嵌套使用，但最序，函数中的括号允许嵌套使用，但最多只允许嵌套多只允许嵌套5层。层。4宏程序中的上、下取整运算。宏程序中的上、下取整运算。CNC处理数值运算时，假设操作产生的整数处理数值运算时，假设操作产生的整数大于原数时为上取整，反之那么为下取大于原数时为上取整，反之那么为下取整。整。三、相关知识三、相关知识4.控制指令控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。控制指令起到控制程序流向的作用。1分支语句分支语句格式一格式一GOTOn； 格式二格式二IF条件表达式条件表达式GOTOn；三、相关

47、知识三、相关知识2循环指令循环指令 循环指令格式为循环指令格式为a： WHlLE条件表达式条件表达式DOm(m=l、2、3)； ； ENDm；三、相关知识三、相关知识 5.实例实例技术要求：孔均布式为外圆均布60个，以后每圈直径减小10mm,均布数减小6个。图3-45 加工任务图三、相关知识三、相关知识1用三爪卡盘装夹工件。用三爪卡盘装夹工件。2选择刀具选择刀具3mm高速钢钻头。高速钢钻头。3选择铣削用量选择铣削用量 切削用量推荐值如下：加工主轴转速为切削用量推荐值如下：加工主轴转速为1700r/min；进给速度为；进给速度为150mm/min。 三、相关知识三、相关知识4编制数控加工程序编制

48、数控加工程序 以工件上外表为以工件上外表为Z0，平面对称中心为工件编程原，平面对称中心为工件编程原点。点。 加工的孔深度一致，用每圈孔的数量作为自变量，加工的孔深度一致，用每圈孔的数量作为自变量，用孔数表示孔与孔角度的大小，通过角度表示该用孔数表示孔与孔角度的大小，通过角度表示该圈孔圈孔X、Y坐标值；然后改变孔的数量和孔分布大坐标值；然后改变孔的数量和孔分布大圆的直径，表示出变化后的孔的圆的直径，表示出变化后的孔的X、Y坐标值，用坐标值，用孔的数量判断宏程序是否结束。孔的数量判断宏程序是否结束。 #1为孔系外圆半径；为孔系外圆半径； #2为每圈孔的数量；为每圈孔的数量；四、任务实施四、任务实施

49、一加工工艺与程序的设计一加工工艺与程序的设计1零件的装夹零件的装夹 以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件两侧面，并固定于铣床工作台上。紧工件两侧面，并固定于铣床工作台上。2刀具选择刀具选择 根据曲面精度要求，选择刀具。根据曲面精度要求，选择刀具。 四、任务实施四、任务实施3确定加工工艺与切削用量确定加工工艺与切削用量1选择铣削用量选择铣削用量 切削用量推荐值如下：粗加工主轴转速切削用量推荐值如下：粗加工主轴转速为为700r/min；进给速度为；进给速度为200mm/min；精加工主轴转速为精加工主轴转速为1000r/min；进给速度；进给速度为为1

50、00mm/min。四、任务实施四、任务实施2精加工余量及精加工余量及Z向分层切削确实定向分层切削确实定 加工球面时为精加工，所以加工余加工球面时为精加工，所以加工余量不能太大，且在精加工球面前应进行量不能太大，且在精加工球面前应进行去除余料的加工，去余量采用去除余料的加工，去余量采用Z轴方向的轴方向的分层切削，加工出直径分层切削，加工出直径40的圆柱。的圆柱。 精加工采用精加工采用A类宏程序加工，加工时类宏程序加工，加工时从从X轴处切入，加工一圆周轨迹后刀具在轴处切入，加工一圆周轨迹后刀具在球面角度增加球面角度增加0.5，通过变量运算下个，通过变量运算下个圆周轨迹的位置，如此循环，直到对应圆周

51、轨迹的位置，如此循环，直到对应角度增量增加到角度增量增加到90即半球加工完毕。即半球加工完毕。四、任务实施四、任务实施3以零件对称中心线与上面交点为工件以零件对称中心线与上面交点为工件坐标系原点。坐标系原点。 铣削圆柱面铣削圆柱面 用用10立铣刀铣削立铣刀铣削40圆柱圆柱面。面。 铣削半圆球铣削半圆球 用用16球头立铣刀铣削半圆球头立铣刀铣削半圆球。球。四、任务实施四、任务实施4程序的设计程序的设计 编写程序，见表编写程序，见表3-25。二曲面零件的加工二曲面零件的加工1工件与刀具的安装工件与刀具的安装 以已加工过的底面为定位基准，用平口以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件两侧面，并固

52、定于铣床工作钳夹紧工件两侧面，并固定于铣床工作台上。台上。2对刀并输入刀补值对刀并输入刀补值四、任务实施四、任务实施3数控加工与精度控制数控加工与精度控制1加工加工 首件加工应单段运行，通过机首件加工应单段运行，通过机床控制面板上的床控制面板上的“倍率选择按钮修正加倍率选择按钮修正加工参数，然后自动运行加工，当程序暂工参数，然后自动运行加工，当程序暂停时可以对加工尺寸检测，以保证精度停时可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。要求。2精度控制精度控制 加工过程中，各尺寸精度加工过程中，各尺寸精度都要保证在公差范围之内，如出现误差都要保证在公差范围之内，如出现误差可采用刀补修正法进行修正。可采用刀补

53、修正法进行修正。四、任务实施四、任务实施4零件检测零件检测1修整工件，去毛刺等。修整工件，去毛刺等。2尺寸精度检测：用游标卡尺测量半圆尺寸精度检测：用游标卡尺测量半圆球直径。球直径。3外表质量检测：用粗糙度样板比照检外表质量检测：用粗糙度样板比照检测零件加工外表质量。测零件加工外表质量。五、检查评估五、检查评估一、任务引入一、任务引入图3-46 凸台槽孔板一、任务引入一、任务引入2.知识目标：知识目标：1能够根据零件图纸的要求，正确分析能够根据零件图纸的要求，正确分析和制定加工工艺。和制定加工工艺。2掌握相关的计算，正确计算坐标点的掌握相关的计算，正确计算坐标点的坐标值。坐标值。3会选择适宜的

54、编程指令编写零件的加会选择适宜的编程指令编写零件的加工程序。工程序。一、任务引入一、任务引入3.技能目标：技能目标：1掌握工件的装夹方法、刀具及切削用掌握工件的装夹方法、刀具及切削用量的选择。量的选择。2能在数控机床上完成零件的加工过程能在数控机床上完成零件的加工过程3能正确测量零件尺寸。能正确测量零件尺寸。二、任务分析二、任务分析 该零件主要涉及钻该零件主要涉及钻-扩扩-铰孔、铣槽、铣铰孔、铣槽、铣削外轮廓，因此，在编程过程中需要掌削外轮廓，因此，在编程过程中需要掌握孔加工固定循环编程方法、孔的方法握孔加工固定循环编程方法、孔的方法及外轮廓的加工工艺、六边形坐标点的及外轮廓的加工工艺、六边形

55、坐标点的计算。通过学习本节内容，使学生稳固计算。通过学习本节内容，使学生稳固固定循环指令，掌握孔、槽及轮廓的编固定循环指令，掌握孔、槽及轮廓的编程方法等。程方法等。三、相关知识三、相关知识1.编程指令的选择编程指令的选择1快速定位指令快速定位指令 G00 X Z 。2直线插补指令直线插补指令 G01 X Z F 。3圆弧插补指令圆弧插补指令 G02G03 X Z R F 。三、相关知识三、相关知识4钻孔循环指令钻孔循环指令G81 G81 X Y Z R F ； G81 X Y Z R P F ；5深孔啄钻循环指令深孔啄钻循环指令G83 G83 X Y Z R Q F ；6子程序调用指令子程序调

56、用指令 M98 P 。三、相关知识三、相关知识2.相关计算相关计算图3-47六边形计算示意图 四、任务实施四、任务实施一加工工艺与程序设计一加工工艺与程序设计1.工艺分析工艺分析 根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况确定工艺方案及加工路线。确定工艺方案及加工路线。 以已加工过的底面为定位基准，用平口钳以已加工过的底面为定位基准，用平口钳夹紧工件两侧面，并固定于工作台上。因夹紧工件两侧面，并固定于工作台上。因工件的加工部位主要有六边形、腰形槽和工件的加工部位主要有六边形、腰形槽和孔，以工件的对称中心和工件的上外表的孔，以工件的对称中心和工件的上外表的交点为工件原点，建立工件坐标系。交点为工件原点，建立工件坐标系。四、任务实施四、任务实施2选择刀具选择刀具 为了减少换刀次数，六边形轮廓和腰形为了减少换刀次数，六边形轮廓和腰形槽都选用槽都选用16的立铣刀；的立铣刀；10的孔选用中的孔选用中心钻、麻花钻、铰刀。心钻、麻花钻、铰刀。 四、任务实施四、任务实施3确定加工工艺及切削用量确定加工工艺及切削用量 1外轮廓