第三章之二(上课) 数控机床加工及编程

1、数控基本编程指令数控基本编程指令 数控车床的程序编制数控车床的程序编制 数控镗铣床（加工中心）的程序编制数控镗铣床（加工中心）的程序编制 数控编程基础数控编程基础 数控机床夹具数控机床夹具 数控机床刀具数控机床刀具 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程 数控程序编制的内容一般包括：分析零件图样、制定数控加工工艺、数控程序编制的内容一般包括：分析零件图样、制定数控加工工艺、数学处理、编制程序清单、程序输入数控系统、程序调试及首件试切，数学处理、编制程序清单、程序输入数控系统、程序调试及首件试切，

2、如图如图3-1所示。所示。第一节第一节 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点 1.1 1.1 数控加工过程数控加工过程 图图3-1 数控程序编制的过程数控程序编制的过程 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程第一节第一节 数控加工的工艺特点数控加工的工艺特点 1.2 1.2 零件图纸的数控工艺分析零件图纸的数控工艺分析 数控工艺分析数控工艺分析 工装的设计和工装的设计和选择选择 选择合理的走选择合理的走刀路线刀路线 确定加工工艺确定加工工艺规程规程正确选择编程正确选择编程坐标系坐标系 第二节第二节 数控机床刀具数控机床刀具 2.1 2.1 数控刀具特点数控刀具特点 第三章第三章 数

3、控机床加工与编程数控机床加工与编程数控刀具数控刀具特点特点高强度、高刚性 高精度 高可靠性和耐用度 具有较完善的工具系统 能快速换刀 12345第二节第二节 数控机床刀具数控机床刀具 2.2 2.2 数控车床常用刀具数控车床常用刀具 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程 数控车床最常数控车床最常用的刀具是车刀。用的刀具是车刀。按加工表面特征按加工表面特征可分为外圆车刀、可分为外圆车刀、端面车刀、切断端面车刀、切断车刀、螺纹车刀车刀、螺纹车刀和内孔车刀等。和内孔车刀等。图图3-2所示为数控所示为数控车床常用车刀的车床常用车刀的类型和用途。类型和用途。图图3-2 3-2 数控车床常用

4、车刀的类型和用途数控车床常用车刀的类型和用途I车刀车刀使用最广的刀具；使用最广的刀具；II在车床上完成外圆、端面、切槽（断）和螺纹等加工；在车床上完成外圆、端面、切槽（断）和螺纹等加工；IIIIV切削运动是旋转运动，由工件切削运动是旋转运动，由工件完成；完成； V进给运动是直线运动，由车刀进给运动是直线运动，由车刀完成。完成。 一般为只有一条主切削刃的单刃刀具；一般为只有一条主切削刃的单刃刀具； 螺纹车刀螺纹车刀直头外圆车刀直头外圆车刀弯头外圆车刀弯头外圆车刀90外圆车刀外圆车刀宽刃外圆车刀宽刃外圆车刀内孔车刀内孔车刀端面车刀端面车刀切断车刀切断车刀1整体式高速钢车刀；整体式高速钢车刀；2焊接

5、式硬质合金车刀；焊接式硬质合金车刀；3机械夹固式硬质合金车刀；机械夹固式硬质合金车刀； I优点：优点：II缺点：缺点： i结构简单、紧凑；结构简单、紧凑； ii抗振性能好；抗振性能好；iii制造方便；制造方便； 将一定形状的硬质合金刀片，用黄铜、紫铜或其他焊料将一定形状的硬质合金刀片，用黄铜、紫铜或其他焊料，钎焊在普通结构钢刀杆上而成的。，钎焊在普通结构钢刀杆上而成的。 iv使用灵活。使用灵活。 i焊接和刃磨后常常产生内应力，易导焊接和刃磨后常常产生内应力，易导致裂纹；致裂纹； ii需要磨出断屑槽，减少了刀片的复磨需要磨出断屑槽，减少了刀片的复磨次数；次数；iiiiv不宜在重型车床上使用。不宜

6、在重型车床上使用。刀杆不能重复使用；刀杆不能重复使用；1整体式高速钢车刀；整体式高速钢车刀；2焊接式硬质合金车刀；焊接式硬质合金车刀；3机械夹固式硬质合金车刀；机械夹固式硬质合金车刀； I优点：优点：II缺点：缺点： i不经焊接，避免内应力和裂纹；不经焊接，避免内应力和裂纹；ii刀杆可重复利用；刀杆可重复利用； iii刀片刃磨次数增加，刀片利用率高；刀片刃磨次数增加，刀片利用率高； （直接夹固式）将硬质合金刀片用机械夹固方式平（直接夹固式）将硬质合金刀片用机械夹固方式平装或立装在刀杆上而成的。装或立装在刀杆上而成的。iv可用于重型车床。可用于重型车床。i无法避免刃磨或重磨产生的内应力和裂纹。无

7、法避免刃磨或重磨产生的内应力和裂纹。 1整体式高速钢车刀；整体式高速钢车刀；2焊接式硬质合金车刀；焊接式硬质合金车刀；3机械夹固式硬质合金车刀；机械夹固式硬质合金车刀； I优点：优点：i无需刃磨；无需刃磨；ii减少刃磨、换刀、调减少刃磨、换刀、调刀所需的辅助时间，刀所需的辅助时间，提高了生产效率；提高了生产效率； 机夹可转位式硬质合金车刀机夹可转位式硬质合金车刀 1可转位刀片夹固结构的设计要求：可转位刀片夹固结构的设计要求：2满足设计要求的途径：满足设计要求的途径： I换刀后，刀片位置要能保持足够的精度，误差应该在零件加工精度允许范换刀后，刀片位置要能保持足够的精度，误差应该在零件加工精度允许

8、范围之内；围之内； II换刀方便、迅速；换刀方便、迅速；III刀片夹紧要可靠。刀片夹紧要可靠。 I刀片的制造精度保证一定的精度；刀片的制造精度保证一定的精度；II严格控制刀杆上刀槽的加工精度；严格控制刀杆上刀槽的加工精度； III合理设计夹紧机构。合理设计夹紧机构。 3常见的夹紧结构：常见的夹紧结构：I楔销式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i夹紧力大，零件少，形状简单，制造容易；夹紧力大，零件少，形状简单，制造容易； ii刀尖位置精度差，刀头结构尺寸较大，切削刀尖位置精度差，刀头结构尺寸较大，切削热可能引起刀片碎裂。热可能引起刀片碎裂。3常见的夹紧

9、结构：常见的夹紧结构：I楔销式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i形状简单，零件少，制造容易，刀头结形状简单，零件少，制造容易，刀头结构尺寸较小，刀片装卸和转位方便；构尺寸较小，刀片装卸和转位方便；ii偏心量的大小不易确定。偏心量的大小不易确定。3常见的夹紧结构：常见的夹紧结构：I楔销式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i定位精度较高，夹紧可靠，刀定位精度较高，夹紧可靠，刀头尺寸较小，刀片装卸灵活；头尺寸较小，刀片装卸灵活； ii结构复杂，制造较困难。结构复杂，制造较困难。 3常见的夹紧结构：常见的夹紧结构

10、：I楔销式：楔销式：II偏心销式：偏心销式： III杠杆式：杠杆式：IV上压式：上压式：i用于不带孔的转位刀片，夹紧稳定用于不带孔的转位刀片，夹紧稳定可靠，装夹方便，制造容易；可靠，装夹方便，制造容易； ii刀头尺寸较大。刀头尺寸较大。 车刀是由刀头(切削部分)和刀体(夹持部分)所组成。车刀的切削部分是由三面、二刃、一尖所组成，即一点二线三面。 前刀面：切削时，切屑流出所经过的表面。前刀面：切削时，切屑流出所经过的表面。主后刀面：切削时，与工件加工表面相对的表面。主后刀面：切削时，与工件加工表面相对的表面。副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表面。副后刀面：切削时，与工件已加工表面相对的表

11、面。主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主主切削刃：前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主要的切削工。要的切削工。副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。副切削刃：前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形或成一小段直线称过渡刃或成一小段直线称过渡刃。 1-副切削刃副切削刃2-前刀面前刀面 3-刀头刀头4-刀体刀体5-主切削刃主切削刃6-主后刀面主后刀面7-副后刀面副后刀面 8-刀尖刀尖 车削前必须把选好的

12、车刀正确安装在方刀架上，车刀安装的车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。安装车刀时应好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。安装车刀时应注意下列几点：注意下列几点： 车刀刀尖应与工件轴线等高： 车刀不能伸出太长： 垫刀片选择合理： 车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。车刀位置装正后，应交替拧紧刀架螺丝。 铣削加工铣削加工-铣刀铣刀一、铣刀的类型及应用一、铣刀的类型及应用 铣刀铣刀1.1.按用途不同可分为按用途不同可分为 圆柱铣刀圆柱铣刀表面上有直线或螺旋线切削刃，无副表面上有直线或螺旋线切削刃，无副刃，一般整体高速钢，也可镶焊硬质合金刀片。用刃，

13、一般整体高速钢，也可镶焊硬质合金刀片。用于卧式铣床上加工不大的平面。于卧式铣床上加工不大的平面。圆柱铣刀圆柱铣刀 面铣刀（端铣刀）面铣刀（端铣刀）主刃分布在圆柱式圆锥表面主刃分布在圆柱式圆锥表面上，端面为副刃，可做成高速钢和硬质合金两类。上，端面为副刃，可做成高速钢和硬质合金两类。用于卧式，立式铣床上加工台阶和大平面。效率高，用于卧式，立式铣床上加工台阶和大平面。效率高，适用于大批大量生产。适用于大批大量生产。面铣刀面铣刀 立铣刀立铣刀由由3 3-4-4个刀齿组成，圆柱面上为主刃，个刀齿组成，圆柱面上为主刃，端面为副刃，只能径向进给。主要用于立式铣床端面为副刃，只能径向进给。主要用于立式铣床加

14、工凹台阶面。小平面，也可用靠槽加工成形面。加工凹台阶面。小平面，也可用靠槽加工成形面。立铣刀立铣刀 盘铣刀盘铣刀：两面刃，加工台阶面；三面刃（可分为：两面刃，加工台阶面；三面刃（可分为直齿、错齿和镶齿三种）直齿、错齿和镶齿三种） ，加工槽；槽铣刀，加工，加工槽；槽铣刀，加工凹槽，卧式铣床凹槽，卧式铣床盘铣刀盘铣刀槽铣刀槽铣刀T形槽铣刀形槽铣刀燕尾槽铣刀燕尾槽铣刀锯片铣刀：锯片铣刀：切断、加工窄槽，用于卧式铣床。切断、加工窄槽，用于卧式铣床。锯片铣刀锯片铣刀 圆柱面、端面都有刃，可圆柱面、端面都有刃，可径向也可轴向进给。加工时，径向也可轴向进给。加工时，先轴向进给达到槽深，然后沿先轴向进给达到槽

15、深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。键槽方向铣出键槽全长。键槽铣刀键槽铣刀卧式铣床上铣半圆键槽卧式铣床上铣半圆键槽铣对称铣对称V V形槽形槽角度铣刀角度铣刀铣不对称铣不对称V V形槽形槽单角铣刀单角铣刀双角铣刀双角铣刀成形铣刀用于加工成形表面，其刀齿廓形根据被加工工件的廓形来确定。成形铣刀成形铣刀圆弧成形铣刀圆弧成形铣刀齿轮成形铣刀齿轮成形铣刀 模具铣刀模具铣刀是由立铣刀演变而成的是由立铣刀演变而成的 ，主要，主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。按工作部用于加工模具型腔或凸模成形表面。按工作部分外形可分为锥形平头、圆柱形球头、圆锥形分外形可分为锥形平头、圆柱形球头、圆锥形球头三种。球头三种。模具铣

16、刀模具铣刀铣刀的类型及应用铣刀的类型及应用按结构不按结构不同可分为同可分为整体式整体式焊接式焊接式装配式（机夹装配式（机夹-焊接式）焊接式）可转位式可转位式整体式整体式焊接式焊接式装配式（机夹装配式（机夹-焊接式）焊接式）可转位式铣刀可转位式铣刀第三节第三节 数控机床夹具数控机床夹具 3.1 3.1 数控机床夹具要求及选用方法数控机床夹具要求及选用方法 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程数控机床常用的夹具有三类：数控机床常用的夹具有三类：通用通用夹具、组合夹具夹具、组合夹具和和专用夹具专用夹具。通用。通用夹具一般作为机床自带的附件被提夹具一般作为机床自带的附件被提供，使用时经过

17、简单操作就能适应供，使用时经过简单操作就能适应多种工件的装夹。组合夹具是由一多种工件的装夹。组合夹具是由一套预先制造好的标准组件组装而成套预先制造好的标准组件组装而成的专用夹具。专用夹具是为某一特的专用夹具。专用夹具是为某一特定工件的特定工序专门设计制造的，定工件的特定工序专门设计制造的，其结构紧凑、操作方便、快速、省其结构紧凑、操作方便、快速、省力，生产效率高，特别是在成批大力，生产效率高，特别是在成批大量生产中优势明显。量生产中优势明显。 图图3-6 孔用组合夹具图孔用组合夹具图第三节第三节 数控机床夹具数控机床夹具 3.2 3.2 数控车床常用夹具数控车床常用夹具 第三章第三章 数控机床

18、加工与编程数控机床加工与编程可自动定心，装夹方便，应用较广，但夹紧力小，不便于加持外形不规则的工件 三爪自定心卡盘 数控车床常用夹具数控车床常用夹具 四爪单动卡盘 花盘 主要用于装夹不对称和形状复杂的工件，装夹工件时需反复校正和平衡 四个爪都可单独移动，安装工件时需找正，夹紧力大，适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大工件 第三节第三节 数控机床夹具数控机床夹具 3.3 3.3 数控铣床、加工中心常用夹具数控铣床、加工中心常用夹具 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程数控铣床常用夹具是平口钳、液压平口钳、卡盘等，平口钳固定在工作台上，使用时先找正钳口，再把工件装夹在台

19、虎钳上，这种方式装夹方便，应用广泛，适于装夹形状规则的小型工件。组组合合夹夹具具一、组合夹具一、组合夹具 组合夹具组合夹具 组合夹具组合夹具是机床夹具中一种标准化、系列是机床夹具中一种标准化、系列化、通用化程度很高的的化、通用化程度很高的的柔性化夹具柔性化夹具。它由一。它由一套预先制造好的各种不同几何形状、不同尺寸套预先制造好的各种不同几何形状、不同尺寸规格、有完全互换性和高耐磨性的标准元件及规格、有完全互换性和高耐磨性的标准元件及合件组成。合件组成。 与专用夹具相比具有如下特点：与专用夹具相比具有如下特点：（1 1）万能性好，适用范围广。）万能性好，适用范围广。 （2 2）组合夹具把专用夹具

20、的设计制造、使用、）组合夹具把专用夹具的设计制造、使用、报废的单项过程变为组装、拆卸、清洗、入库、报废的单项过程变为组装、拆卸、清洗、入库、再组装的循环过程，可大幅度缩短设计制造周再组装的循环过程，可大幅度缩短设计制造周期，节省工时和材料，降低生产成本。期，节省工时和材料，降低生产成本。（3 3）可以减少夹具库房面积，有利管理）可以减少夹具库房面积，有利管理 。组组合合夹夹具具 专用夹具是为某一特定的工件的特定工序专门设计制造的，其结构紧凑、操作方便、快捷省力、生产效率高，特别是在成批大量生产中优势明显。 但其设计制作周期长，成本较高，具有专一性。 （1）通用夹具 ：且具有一定通用性的夹具，如

21、三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。 （2）组合夹具 ：组合夹具是一种模块化的夹具，并已商品化。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具，夹具用毕即可拆卸，留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有可减少专用夹具数量等优点；因此组合夹具在单件、中小批多品

22、种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。 （3）专用夹具 ：专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程 数控程序编制的内容一般包括：分析零件图样、制定数数控程序编制的内容一般包括：分析零件图样、制定数控加工工艺、数学处理、编制程序清单、程序输入数控系控加工工艺、数学处理、编制程序清单、程序输入数控系统

23、、程序调试及首件试切，如图统、程序调试及首件试切，如图3-1所示。所示。1.1 1.1 数控加工过程数控加工过程 图图3-1 数控程序编制的过程数控程序编制的过程 3.4.1 3.4.1 程序与编程程序与编程 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程数控程序是由一系列机床数控装置能辨识的指令有序结合而数控程序是由一系列机床数控装置能辨识的指令有序结合而构成的，构成的，可分为程序名、程序段和程序结束三部分可分为程序名、程序段和程序结束三部分。 3.4.2 3.4.2 程序组成与结构程序组成与结构 程序段是由程序字组成，程序字是由地址字、符号等组成。程序段是由程序字组成，程序字是由地址字

24、、符号等组成。 P553.4.3 3.4.3 程序主要功能字程序主要功能字 进给功能进给功能 准备功能准备功能 尺寸字尺寸字 刀具功能刀具功能 主轴转速功能主轴转速功能 辅助功能辅助功能 O6666;O6666;N010 G50X0.Z0.S1500T0100;N010 G50X0.Z0.S1500T0100;N015 G96S150M03;N015 G96S150M03;N020 G00G00X55.Z0.T0101;N020 G00G00X55.Z0.T0101;N025 G01X-1.6F0.5;N025 G01X-1.6F0.5;N030 G00X55.Z3.0;N030 G00X55

25、.Z3.0;N035 G90X45.Z-26.F0.4;N035 G90X45.Z-26.F0.4;N040 X40;N040 X40;N045 X37;N045 X37;N050 G90X30.Z-12.F0.4;N050 G90X30.Z-12.F0.4;N055 X27.0;N055 X27.0;N060 G00X150.Z150.T0100;N060 G00X150.Z150.T0100;N065 G00X55.Z3.T0202;N065 G00X55.Z3.T0202;N070 M05;N070 M05;N075 M30;N075 M30;% %程序段程序段程序名程序名程序结程序结束

26、束1.1.2 1.1.2 字与字的功能字与字的功能1 1、字符与代码、字符与代码 字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。字母、标点符号、数学运算符等。2 2、字、字 在数控加工程序中，在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列的字符字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。如：如：“X2500”是一个字，是一

27、个字，X为地址符，数字为地址符，数字“2500”为为地址中的内容。地址中的内容。 3 3、字的功能、字的功能 组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以以FANUC-0MFANUC-0M数控系统的规范为主来介绍的。数控系统的规范为主来介绍的。（1 1）顺序号字）顺序号字N N顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字之首，由顺序号字N和后续数字组成。和后续数字组成。（2 2）准备功能字）准备功能字G G 准备功能字的地址符是准备功能字的地址符是G G，又称为又称为G G

28、功能或功能或G G指令，是用指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。常见准备功能字：常见准备功能字：P56P56 （3 3）尺寸字）尺寸字 尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。 其中，第一组其中，第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于确定用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C，D，E 用于确定终用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组点的角度坐标尺寸；第三组 I，J，K 用于确定圆弧轮廓的圆用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中，还可以用心坐标尺

29、寸。在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、指令暂停时间、用用R指令圆弧的半径等。指令圆弧的半径等。（4 4）进给功能字）进给功能字F F进给功能字的地址符是进给功能字的地址符是F F，又称为又称为F F功能或功能或F F指令，用于指指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，定切削的进给速度。对于车床，F F可分为每分钟进给和主轴每可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F F指指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。 （5 5）主轴转速功能字）主轴转速功能字S S

30、主轴转速功能字的地址符是主轴转速功能字的地址符是S S，又称为又称为S S功能或功能或S S指令，用于指令，用于指定主轴转速。单位为指定主轴转速。单位为r/minr/min。（6 6）刀具功能字）刀具功能字T T刀具功能字的地址符是刀具功能字的地址符是T T，又称为又称为T T功能或功能或T T指令，用于指定指令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。（7 7）辅助功能字）辅助功能字M M 辅助功能字的地址符是辅助功能字的地址符是M M，后续数字一般为后

31、续数字一般为1 13 3位正整数，位正整数，又称为又称为M M功能或功能或M M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作。附表：准备附表：准备M M功能字含义表功能字含义表 P57 P57 1.1.31.1.3程序格式程序格式1 1、程序段格式、程序段格式 一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例：程序段中的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例：N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02N30 G01 X88.1

32、 Y30.2 F500 S3000 T02 M03 M03 M08 M08; ;N N40 X90;40 X90; 在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：移动目标：终点坐标值移动目标：终点坐标值X X、Y Y、Z Z； 沿怎样的轨迹移动：准备功能字沿怎样的轨迹移动：准备功能字G G；进给速度：进给功能字进给速度：进给功能字F F； 切削速度：主轴转速功能字切削速度：主轴转速功能字S S；使用刀具：刀具功能字使用刀具：刀具功能字T T； 机床辅助动作：辅助功能字机床辅助动作：辅助功能字M M。N40 X90（本程序段省略了续效字本程序段省略了续效字“G0

33、1，Y30.2，F500，S3000，T02，M03 , M08”，但它们的功能仍然有效）但它们的功能仍然有效）第五节第五节 数控基本编程指令数控基本编程指令 5.1 5.1 坐标系建立与选择坐标系建立与选择 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程机床坐标系 图3-13 坐标轴确定 数控机床的坐标系数控机床的坐标系（1 1）机床坐标系的规定）机床坐标系的规定 标准机床坐标系中标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。标系决定。 在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控在数控机床上，机床的动作是由数控装置

34、来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。系。 例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。坐标系来描述。 标准机床坐标系中标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：直角坐标系决定： 1 1）伸出右

35、手的大拇指、食指和中指，并互为）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为9090。则大拇指。则大拇指代表代表X X坐标，食指代表坐标，食指代表Y Y坐标，中指代表坐标，中指代表Z Z坐标。坐标。 2)2)大拇指的指向为大拇指的指向为X X坐标的正方向，食指的指向为坐标的正方向，食指的指向为Y Y坐标的正方坐标的正方向，中指的指向为向，中指的指向为Z Z坐标的正方向。坐标的正方向。3)3)围绕围绕X X、Y Y、Z Z坐标旋转的旋转坐标分别用坐标旋转的旋转坐标分别用A A、B B、C C表示，根据表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为右手螺旋定则，大拇指的指向为X X、Y Y、Z Z坐标中任意轴的正

36、向，坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A A、B B、C C的正向。的正向。 （2 2）运动方向的规定）运动方向的规定 增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，下增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，下图为数控车床及铣床运动的正方向。图为数控车床及铣床运动的正方向。 、坐标轴方向的确定、坐标轴方向的确定 （1 1）Z Z坐标坐标 Z Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z Z坐标，坐标，Z Z坐标的正向为刀具坐标的正向

37、为刀具离开工件的方向。离开工件的方向。 （2 2）X X坐标坐标 X X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X X轴轴的方向时，要考虑两种情况：的方向时，要考虑两种情况：1 1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X X坐标的正坐标的正方向。方向。 2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况： Z坐标水平时，坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；运动方向指向右方；Z坐标坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱

38、看时，垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右运动方向指向右方。方。 下图所示为数控车床的下图所示为数控车床的X坐标。坐标。 （3 3）Y Y坐标坐标 在确定在确定X X、Z Z坐标的正方向后，可以用根据坐标的正方向后，可以用根据X X和和Z Z坐标的方坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定向，按照右手直角坐标系来确定Y Y坐标的方向。坐标的方向。 3 3、机床原点的设置、机床原点的设置 机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是

39、数控机床进行加工运动的基准参考点。床进行加工运动的基准参考点。（1 1）数控车床的原点）数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在在X、Z坐标的正方向极限位置上。坐标的正方向极限位置上。 4 4、机床参考点、机床参考点 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。 机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位机床参考点的位置是由机床制造厂家在每

40、个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。机床原点的坐标是一个已知数。 通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。下图下图为数为数控车床的参考点与机床原点。控车床的参考点与机床原点。 工件（编程）坐标系工件（编程）坐标系 工件工件( (编程编程) )坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标

41、系。建立的坐标系。 编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。如工件毛坯在机床上的实际装夹位置。如下图下图所示，其中所示，其中O O2 2即为编即为编程坐标系原点。程坐标系原点。 编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点坐标系的原点, ,一旦建立就一直有效。一旦建立就一直有效。1 1、编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上；、编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上；2 2、编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相

42、应的、编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的 坐标轴方向一致，如坐标轴方向一致，如下图下图所示为车削零件的编程原点。所示为车削零件的编程原点。 加工开始时要建立工件坐标系。加工开始时要建立工件坐标系。 工件坐标系设定工件坐标系设定 （1）G92-设定工件坐标系设定工件坐标系 该指令将工件坐标系原点设定在相对于该指令将工件坐标系原点设定在相对于起刀点的某一空间点上。起刀点的某一空间点上。这一指令通常出现在程序的第一段，设定工这一指令通常出现在程序的第一段，设定工件坐标系，也可用在程序中重新设定工件坐标系。件坐标系，也可用在程序中重新设定工件坐标系。指令格式：指令格式：G92 X Y

43、Z式中，式中，X，Y，Z尺寸字是指定起刀点相对于工件原点的位置尺寸字是指定起刀点相对于工件原点的位置若刀具起刀点为若刀具起刀点为 A 点，则设定该工件坐标系程序段为：点，则设定该工件坐标系程序段为：G92 X40 Y50若刀具起刀点为若刀具起刀点为 B 点，则设定该工件坐标系程序段为：点，则设定该工件坐标系程序段为：G92 X20 Y20（注意：用这种方法设置的原点是随（注意：用这种方法设置的原点是随 刀具起刀点位置的变化而变化）刀具起刀点位置的变化而变化）（2）G54-G59 选择工件坐标系选择工件坐标系参考点机床坐标系参考坐标系工件坐标系车床卡盘工 件刀补Z值刀补X值=2L车刀第五节第五节

44、 数控基本编程指令数控基本编程指令 5.2 5.2 绝对、增量编程方式绝对、增量编程方式 第三章第三章 数控机床加工与编程数控机床加工与编程5.3 5.3 基本移动指令基本移动指令 绝对尺寸指令 增量尺寸指令 G00快速点定位指令 G01直线插补指令 G02顺时针圆弧插补 G03逆时针圆弧插补 5.4 5.4 刀具补偿功能指令刀具补偿功能指令 G41 G42刀具半径补偿 常用编程指令常用编程指令1 1、绝对尺寸指令和增量尺寸指令、绝对尺寸指令和增量尺寸指令G90G90指定尺寸值为绝对尺寸。指定尺寸值为绝对尺寸。G91G91指定尺寸值为增量尺寸。指定尺寸值为增量尺寸。绝对尺寸指机床运动部件的坐标

45、尺寸值相对于坐标原点给出。绝对尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出。 增量尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出。增量尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出。 在越来越多机床中X X、Y Y、Z Z表示绝对编程U U、V V、WW 表示增量编程允许同一程序段中二者混合使用绝对绝对: G01 X100.0 Z50.0; 相对相对: G01 U60.0 W-100.0;混用混用: G01 X100.0 W-100.0; 或或 G01 U60.0 Z50.0; 直线直线AB ,可用：可用： 2、快速定位快速定位G00G00： 刀具按系统设置的速度快速移动的指令刀具按系

46、统设置的速度快速移动的指令 编程格式：编程格式：G00G00Y Y ； 注意事项：注意事项： （1 1）G00G00运动轨迹通常不是直线（点位控制）运动轨迹通常不是直线（点位控制） （2 2）G00G00状态时状态时F F无效无效 （3 3）G00G00编程时应防止撞刀编程时应防止撞刀AB工件工件卡盘卡盘XZ0C 3 3、直线插补指令、直线插补指令G01G01： 用于加工直线轮廓的插补指令用于加工直线轮廓的插补指令 ( (插补：在所需的路径或轮廓线上的两个已知点之间，根据某一数学函数，确定其多个中间点的位置坐标值的运算过程。） 编程格式：编程格式：G01G01； G01 G01 运动轨迹严格执

47、行两点成一线的运动轨迹严格执行两点成一线的 直线运动。（直线控制）直线运动。（直线控制）XZ0卡盘卡盘工件AB 3 3、圆弧插补指令、圆弧插补指令G02G02为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。为按指定进给速度的顺时针圆弧插补。G03G03为按指定进为按指定进给速度的逆时针圆弧插补。给速度的逆时针圆弧插补。圆弧顺逆方向的判别：圆弧顺逆方向的判别：沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由沿着不在圆弧平面内的坐标轴，由正方向向负方向看，顺时针方向正方向向负方向看，顺时针方向G02G02，逆时针方向逆时针方向G03G03，如如下图下图所示。所示。 编程格式：编程格式： G02 G02Z Z； 或或 G02 G0

48、2Z ZI I K K_； 其中其中 I=X( I=X(圆心圆心)-X()-X(圆弧起点圆弧起点) ) K= Z( K= Z(圆心圆心)-Z()-Z(圆弧起点圆弧起点) )1 1、I I、J J、K K是指圆弧起点到圆心的增量坐标是指圆弧起点到圆心的增量坐标2 2、R R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角180180o o时，时，R R 值为正，值为正，当圆弧的圆心角当圆弧的圆心角1801800 0时，时，R R值为负。值为负。 3 3、整圆编程时只能使用、整圆编程时只能使用 I I、J J、K K 编程编程顺时针顺时针工件工件AB 编程格式：编程格式： G03 G0

49、3Z Z； 或或G03G03Z ZI I K K； 其中其中 I=X( I=X(圆心圆心)-X()-X(圆弧起点圆弧起点) ) K= Z( K= Z(圆心圆心)-Z()-Z(圆弧起点圆弧起点) )1 1、I I、J J、K K是指圆弧起点到圆心的增量坐标是指圆弧起点到圆心的增量坐标2 2、R R为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角为指定圆弧半径，当圆弧的圆心角180180o o时，时，R R 值为正，值为正，当圆弧的圆心角当圆弧的圆心角1801800 0时，时，R R值为负。值为负。 3 3、整圆编程时只能使用、整圆编程时只能使用 I I、J J、K K 编程编程逆时针逆时针工件工件AB编程注意事项

50、1、X X值指定问题：值指定问题：（1 1）直径编程：）直径编程：X X轴坐标值就是图纸上给出的轴坐标值就是图纸上给出的 直径值。直径值。（2 2）半径编程：）半径编程：X X轴坐标值就是离开零件中心轴坐标值就是离开零件中心 大小的距离。大小的距离。2 2、数控系统问题：、数控系统问题： FANUC 0i FANUC 0i 系统与系统与SINMENS 802CSINMENS 802C系统编程有差系统编程有差异异 1、分析零件图样、分析零件图样 2 2、确定工艺过程、确定工艺过程 3 3、数值计算、数值计算 4 4、编写零件加工程序、编写零件加工程序 5 5、程序输入、程序输入 6 6、程序校验、首件试切、程序校验、首件试切数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤 编程须知：编程须知： 1、1号外圆刀 ，直经编程 2、用FANUC系统编程 3、材料为20 铝棒 O2005 ； 文件名 N10 G50 X0 Z10； (系统要求） N15 T0101 M03