加工中心和电加工部分

1、加工中心加工中心 3.3数控电加工机床数控电加工机床 3.4本章小结本章小结3.5 加工中心是全功能型数控机床，通常带有加工中心是全功能型数控机床，通常带有刀库、自动换刀装置和回转工作台，可实现多轴刀库、自动换刀装置和回转工作台，可实现多轴联动控制。联动控制。 特点：加工过程中，数控系统根据程序控制特点：加工过程中，数控系统根据程序控制机床自动选择和更换刀具，由程序控制工作台的机床自动选择和更换刀具，由程序控制工作台的回转或分度，连续地对各加工表面自动地进行铣回转或分度，连续地对各加工表面自动地进行铣（车）、钻、扩、铰、镗、锪、攻螺纹等多种工（车）、钻、扩、铰、镗、锪、攻螺纹等多种工序的加工；

2、序的加工； 适用范围：加工凸轮、箱体、支架、盖板、适用范围：加工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零件。模具等各种复杂型面的零件。1. 按机床形态分按机床形态分（1）立式加工中心）立式加工中心 结构特点：主轴轴心线为垂直状态结构特点：主轴轴心线为垂直状态 常见结构形式如图所示：工作台为长方形，常见结构形式如图所示：工作台为长方形，无分度回转功能。无分度回转功能。 适用与加工盘、适用与加工盘、套、板类零件。套、板类零件。立式加工中心通常立式加工中心通常有三个直线运动坐标。有三个直线运动坐标。 立式加工中心特点：装夹方便，便于操作，立式加工中心特点：装夹方便，便于操作，易于观察加工情况，

3、调试程序容易，应用广泛。易于观察加工情况，调试程序容易，应用广泛。但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件。在加工型腔下凹的型面时，切屑不易排的零件。在加工型腔下凹的型面时，切屑不易排出，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响出，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺利进行。加工的顺利进行。（2）卧式加工中心）卧式加工中心 结构特点：主轴轴心线为水平状态结构特点：主轴轴心线为水平状态 常见结构形式常见结构形式如图所示：移动式如图所示：移动式立柱，工作台不升立柱，工作台不升降，降，T形床身。形床身。 卧式加工中心一般具有三轴联动，三四个运

4、卧式加工中心一般具有三轴联动，三四个运动坐标。常见的是三个直线坐标动坐标。常见的是三个直线坐标X、Y、Z联动和联动和一个回转坐标一个回转坐标B分度，它能够在一次装夹下完成分度，它能够在一次装夹下完成四个面的加工，最适合加工箱体类零件。四个面的加工，最适合加工箱体类零件。 卧式加工中心的特点：调试程序及试切时不卧式加工中心的特点：调试程序及试切时不便观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便，但加工时排屑容易，对加工有利。便，但加工时排屑容易，对加工有利。（3）龙门式加工中心）龙门式加工中心(如下图所示如下图所示) 龙门式加工中心主轴多为垂直设置。带有龙

5、门式加工中心主轴多为垂直设置。带有自动换刀装置，及可更换的主轴头附件。自动换刀装置，及可更换的主轴头附件。 （4）万能加工中心）万能加工中心 (又称五面加工中心又称五面加工中心 ) 常见两种形式常见两种形式(如下图所示如下图所示) 一种是主轴可以旋转一种是主轴可以旋转90(a)； 另一种是主轴不改变方向，而工作台带着工另一种是主轴不改变方向，而工作台带着工件旋转件旋转90(b)。（5）虚轴加工中心）虚轴加工中心(又称又称“并联运动机床并联运动机床” ) 虚轴机床的基本结构是由一个动平台、一虚轴机床的基本结构是由一个动平台、一个定平台和六根长度可变的连杆构成。动平台上个定平台和六根长度可变的连杆

6、构成。动平台上装有机床主轴和刀具，定平台（或者与定平台固装有机床主轴和刀具，定平台（或者与定平台固连的工作台）上安装工件，六根杆实际是六个滚连的工作台）上安装工件，六根杆实际是六个滚珠丝杠螺母副，它们将两个平台连在一起，同时珠丝杠螺母副，它们将两个平台连在一起，同时将伺服电动机的旋转运动转换为直线运动，从而将伺服电动机的旋转运动转换为直线运动，从而不断改变六根杆的长度，带动动平台产生六自由不断改变六根杆的长度，带动动平台产生六自由度的空间运动，使刀具在工件上加工出复杂地三度的空间运动，使刀具在工件上加工出复杂地三维曲面。由于这种机床上没有导轨、转台等表征维曲面。由于这种机床上没有导轨、转台等表

7、征坐标轴方向的实体构件，故称为虚轴机床坐标轴方向的实体构件，故称为虚轴机床 2. 按换刀形式分按换刀形式分 （1）带刀库、机械手的加工中心）带刀库、机械手的加工中心 换刀装置由刀库和机械手组成，换刀动作由换刀装置由刀库和机械手组成，换刀动作由机械手完成。这是加工中心采用最普遍的形式。机械手完成。这是加工中心采用最普遍的形式。 （2）无机械手的加工中心）无机械手的加工中心 换刀通过刀库和主轴箱的配合动作来完成。换刀通过刀库和主轴箱的配合动作来完成。多用于小型加工中心。多用于小型加工中心。 （3）转塔刀库式加工中心）转塔刀库式加工中心 一般在小型立式加工中心上采用转塔刀库一般在小型立式加工中心上采

8、用转塔刀库形式，主要以加工孔为主。形式，主要以加工孔为主。ZH5120型立式钻削型立式钻削加工中心就是转塔刀库式加工中心。加工中心就是转塔刀库式加工中心。 3. 按加工精度分按加工精度分 （1）普通加工中心）普通加工中心 分辨率为分辨率为1m，最大进给速度为，最大进给速度为1525m/min，定位精度定位精度10m左右。左右。 （2）高精度加工中心）高精度加工中心 分辨率为分辨率为0.1m，最大进给速度为，最大进给速度为15100m/min，定位精度为定位精度为2m左右。介于左右。介于210m之间的，以之间的，以5m较多，称为精密级加工中心。较多，称为精密级加工中心。4. 按数控系统功能分按数

9、控系统功能分 根据数控系统控制功能的不同：分为三轴二联根据数控系统控制功能的不同：分为三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等类型。三轴、四轴是指加工中心具有的运五联动等类型。三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数。同时可控轴数越多，加工中心的加工和适坐标数。同时可控轴数越多，加工中心的加工和适应能力越强。应能力越强。5. 按工作台的数量和功能分按工作台的数量和功能分 单工作台、双工作台及多工作台加工中心。多单工作台、双工作台及多工作台加工中心。

10、多工作台加工中心有两个以上可更换的工作台，通过工作台加工中心有两个以上可更换的工作台，通过运送轨道可把加工完的工件连同工作台（托盘）一运送轨道可把加工完的工件连同工作台（托盘）一起移出加工部位，然后把装有待加工工件的工作台起移出加工部位，然后把装有待加工工件的工作台（托盘）送到加工部位。（托盘）送到加工部位。1. 加工中心的主要加工对象加工中心的主要加工对象 （1）既有平面又有孔系的零件）既有平面又有孔系的零件 箱体类零件箱体类零件 ；盘、套、板类零件盘、套、板类零件 （2）结构形状复杂、普通机床难加工的零件）结构形状复杂、普通机床难加工的零件 凸轮类；凸轮类； 整体叶轮类；整体叶轮类； 模具

11、类模具类 ； （3）外形不规则的异形零件）外形不规则的异形零件 （4）周期性投产的零件）周期性投产的零件 （5）加工精度要求较高的中小批量零件）加工精度要求较高的中小批量零件 （6）新产品试制中的零件）新产品试制中的零件 2. 加工中心的基本组成：加工中心的基本组成： （1）基础部件）基础部件 它是加工中心的基础结构，它是加工中心的基础结构，由床身、立柱、工作台等组成，由床身、立柱、工作台等组成， （2）主轴部件）主轴部件 由主轴箱、主轴电动机、主由主轴箱、主轴电动机、主轴、主轴轴承等零件组成。轴、主轴轴承等零件组成。 （3）数控系统）数控系统 单台加工中心的数控部分由单台加工中心的数控部分由

12、CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及装置、可编程序控制器、伺服驱动装置以及电机等部分组成。电机等部分组成。 （4）自动换刀系统）自动换刀系统 （5）自动托盘交换系统）自动托盘交换系统 （6）辅助装置）辅助装置 包括润滑、冷却、排屑、防包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动、检测系统等部分。护、液压、气动、检测系统等部分。 以以FUNAC-6M系统的系统的JCS-018A立式加立式加工中心为例。工中心为例。1. 数控系统的功能数控系统的功能 见表见表3-133-16； 要求：了解该系统的基本性能；熟记常要求：了解该系统的基本性能；熟记常用的用的G、M功能码。功能码。2. 有关坐标系的指令

13、有关坐标系的指令（1）建立工件坐标系指令）建立工件坐标系指令G54（G54G59） 与数控铣床相同，可用与数控铣床相同，可用G54（G54G59）指令）指令进行设定。进行设定。 指令格式：（指令格式：（G90）G54； （G90）G54 G00 X Y Z ； 其中：其中：X Y Z 为刀具移动到工件坐标系里为刀具移动到工件坐标系里的位置。的位置。（2）建立工件极坐标指令）建立工件极坐标指令G15、G16 指令格式：指令格式：G16； G15； 其中：其中：G16为建立极坐标系指令；为建立极坐标系指令；G15为取消为取消极坐标系指令。极坐标系指令。 当指定当指定XY平面时（平面时（G17），）

14、，+X轴为极轴，程轴为极轴，程序中指定序中指定X为极径，指定为极径，指定Y为极角；当指定为极角；当指定XZ平面平面时（时（G19），），+Y轴为极轴，程序中指定轴为极轴，程序中指定Y为极径，为极径，指定指定Z为极角。为极角。3. 返回参考点（机床零点）指令返回参考点（机床零点）指令 （1）自动返回参考点指令）自动返回参考点指令G28 在加工中进行自动换刀时，一般执行自动返在加工中进行自动换刀时，一般执行自动返回参考点指令回参考点指令G28，可使各轴快速返回参考点定位。，可使各轴快速返回参考点定位。使用使用G28指令时，必须先取消刀具半径补偿，而指令时，必须先取消刀具半径补偿，而G28指令包含撤

15、消刀具长度补偿、主轴停止、切削指令包含撤消刀具长度补偿、主轴停止、切削液关闭等功能。液关闭等功能。 指令格式：指令格式：G28 X Y Z ； 其中：其中：G28为自动返回参考点指令，为自动返回参考点指令，X Y Z 为中间点坐标值。为中间点坐标值。（2）从参考点返回指令）从参考点返回指令G29 执行该指令时，各轴快速移动到执行该指令时，各轴快速移动到G28指定的中指定的中间点，再移动到返回点（间点，再移动到返回点（G29指定的指定的X、Y、 Z）上）上定位。如果在定位。如果在G29指令前没有指定中间点，则执行指令前没有指定中间点，则执行G29时，各轴经程序零点，移动到返回点上定位。时，各轴经

16、程序零点，移动到返回点上定位。通常通常G28和和G29配合使用，使机床换刀后直接返回配合使用，使机床换刀后直接返回加工点，而不必计算中间点和参考点之间的实际距加工点，而不必计算中间点和参考点之间的实际距离。离。 指令格式：指令格式：G29 X Y Z ； 其中：其中：G29为从参考点返回指令；为从参考点返回指令；X Y Z 为返回点坐标值。为返回点坐标值。（3）准停校验指令）准停校验指令G09 含有含有G09指令的程序段在终点处进给指令的程序段在终点处进给速度减速到零，然后执行下一个程序段，速度减速到零，然后执行下一个程序段，用此指令可使被加工零件在尖角处形成尖用此指令可使被加工零件在尖角处形

17、成尖锐的棱角。锐的棱角。G09指令为非模态指令，仅在指令为非模态指令，仅在本程序段有效。本程序段有效。4. 刀具补偿功能刀具补偿功能 程序中的刀具运动轨迹都是刀具中心的轨迹。程序中的刀具运动轨迹都是刀具中心的轨迹。在轮廓、端面或孔的加工中，由于使用的刀具直在轮廓、端面或孔的加工中，由于使用的刀具直径和长度不同，对同一个零件，会编写出不同的径和长度不同，对同一个零件，会编写出不同的程序。如果刀具磨损了又必须修改程序。这种方程序。如果刀具磨损了又必须修改程序。这种方法显然不符合实际加工的要求。刀具补偿功能可法显然不符合实际加工的要求。刀具补偿功能可以解决这一问题。编程时，只需按零件图的尺寸以解决这

18、一问题。编程时，只需按零件图的尺寸编程，使用刀具补偿功能，并在数控系统的编程，使用刀具补偿功能，并在数控系统的“刀刀具参数设定具参数设定”页面上输入相应的刀具参数，执行页面上输入相应的刀具参数，执行程序时，刀具中心根据给定的数据自动补偿，保程序时，刀具中心根据给定的数据自动补偿，保证用不同尺寸的刀具加工出相同尺寸的零件。当证用不同尺寸的刀具加工出相同尺寸的零件。当刀具磨损后，只需要修改相应的刀具参数而不必刀具磨损后，只需要修改相应的刀具参数而不必修改程序。修改程序。 刀具补偿分刀具半径补偿和刀具长度补偿。刀具补偿分刀具半径补偿和刀具长度补偿。 （1）刀具半径补偿功能）刀具半径补偿功能 指令格式

19、：指令格式：G41（G42） G01 X Y D ； G40 G00（G01） X Y ； 注意：注意： 1) G41：刀具半径左补偿；：刀具半径左补偿； G42：刀具半径右补偿。：刀具半径右补偿。 2)判断左、右补偿的方法：判断左、右补偿的方法： 沿刀具运动方向看，刀具在轮廓的左边为左补沿刀具运动方向看，刀具在轮廓的左边为左补偿；刀具在轮廓的右边为右补偿。偿；刀具在轮廓的右边为右补偿。 3)X Y ：建立：建立/撤消刀具半径补偿时的终点坐撤消刀具半径补偿时的终点坐标值；标值； D ：刀具半径补偿量的存储器地址字，在存储：刀具半径补偿量的存储器地址字，在存储器中存有刀具半径补偿值。从器中存有刀

20、具半径补偿值。从D00到到D99，除，除D00必必须置须置0外，其余的均存放刀具半径补偿值。外，其余的均存放刀具半径补偿值。D00表示表示撤消刀补。撤消刀补。 4)刀具半径补偿只限于在两维平面内使用；撤刀具半径补偿只限于在两维平面内使用；撤消刀补可用消刀补可用G40指令，也可直接用轴移动指令指令，也可直接用轴移动指令G01（G00）X Y D00实现。实现。 5)G41(G42)状态下，只能用状态下，只能用G01控制轴的移动；控制轴的移动； G41(G42)和和G40必须成对使用，在必须成对使用，在G41(G42)和和G40指令之间的程序段不能有任何一个刀具不移指令之间的程序段不能有任何一个刀

21、具不移动的指令；动的指令； 在在XY平面执行刀具半径补偿时，不能出现连平面执行刀具半径补偿时，不能出现连续两个续两个Z轴移动的指令，否则轴移动的指令，否则G41（G42）指令无）指令无效。效。 刀具半径补偿的过程刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程可分为三个阶段：建立刀刀具半径补偿的过程可分为三个阶段：建立刀补、实现刀补、撤消刀补。补、实现刀补、撤消刀补。 刀具半径补偿状态的转换刀具半径补偿状态的转换 刀具半径补偿从刀具半径补偿从G41转换到转换到G42或从或从G42转换到转换到G41，通常需要经过撤消刀具半径补偿状态，即，通常需要经过撤消刀具半径补偿状态，即G40程序段。本系统在程序段。本

22、系统在G01和和G00状态下，可以直接转换。状态下，可以直接转换。 刀具半径补偿量的改变刀具半径补偿量的改变 改变刀具半径补偿量通常要在撤消刀具半径补改变刀具半径补偿量通常要在撤消刀具半径补偿状态下或换刀时进行。本系统在偿状态下或换刀时进行。本系统在G01或或G00状态下状态下可以直接进行。可以直接进行。 刀具半径补偿量的正负与刀具中心轨迹的位置刀具半径补偿量的正负与刀具中心轨迹的位置关系关系 当刀具半径补偿值为负值时当刀具半径补偿值为负值时G41和和G42可以互可以互相取代。利用这一特点，可用同一个程序加工模相取代。利用这一特点，可用同一个程序加工模具的凹凸两模。具的凹凸两模。 利用刀具半径

23、补偿功能实现加工精度的调整利用刀具半径补偿功能实现加工精度的调整 可对可对D存储器中的数据进行修正而不必修改程存储器中的数据进行修正而不必修改程序，实现零件加工的精度调整；序，实现零件加工的精度调整； 另外，也可利用此功能，用一个程序实现零另外，也可利用此功能，用一个程序实现零件的粗、精加工；件的粗、精加工； 粗加工刀补量刀具半径粗加工刀补量刀具半径R精加工余量精加工余量（2）刀具长度补偿指令）刀具长度补偿指令 通常在通常在G17的情况下，刀具长度补偿只用于的情况下，刀具长度补偿只用于Z轴的补偿，而对轴的补偿，而对X、Y无效。无效。 指令格式：指令格式：G43（G44） Z H ； G49；

24、注意：注意： 1)G43、G44分别为刀具长度正补偿和刀具分别为刀具长度正补偿和刀具长度负补偿。长度负补偿。 2)Z为补偿后刀位点所在的坐标位置；为补偿后刀位点所在的坐标位置； 3)H为刀具长度补偿存储器的地址字，在该为刀具长度补偿存储器的地址字，在该存储器里存放刀具长度补偿值。可用存储器里存放刀具长度补偿值。可用H00H99表示，表示，H00内必须置内必须置0，表示撤消刀补。，表示撤消刀补。 4)执行执行G43指令时，指令时，Z的实际移动值的实际移动值 = Z的指的指令值令值+ H中的值；中的值； 5)执行执行G44指令时，指令时，Z的实际移动值的实际移动值 = Z的指的指令值令值H中的值。

25、中的值。 6)取消刀具长度补偿指令，可用取消刀具长度补偿指令，可用G49，也可，也可用用G43（G44） H00。 7)刀具长度补偿不能同时在两个或两个以上的刀具长度补偿不能同时在两个或两个以上的坐标轴上进行；坐标轴上进行； 每一个补偿号可写入一个补偿量，同一把刀可每一个补偿号可写入一个补偿量，同一把刀可用几个刀补号写入几个补偿量，用这种方法可在一用几个刀补号写入几个补偿量，用这种方法可在一个子程序里对零件进行分层切削。个子程序里对零件进行分层切削。 例如图例如图3-79所示为不同指令下刀具的实际位置，所示为不同指令下刀具的实际位置，其中其中G90 G54 G00 Z0；程序段中没有刀具长度补

26、；程序段中没有刀具长度补偿指令，将造成严重事故。偿指令，将造成严重事故。图图3-79 不同指令下刀具的实际位置不同指令下刀具的实际位置5. 换刀指令换刀指令 加工中心的换刀动作：刀库选刀、主轴换刀。加工中心的换刀动作：刀库选刀、主轴换刀。 换刀动作必须在主轴准停的情况下进行，换刀换刀动作必须在主轴准停的情况下进行，换刀完毕后，启动主轴执行下面的程序段。选刀动作可完毕后，启动主轴执行下面的程序段。选刀动作可与机床加工同步进行，即利用切削时间选刀。与机床加工同步进行，即利用切削时间选刀。 指令格式：指令格式：T； 刀库选刀刀库选刀 M06； 主轴换刀主轴换刀 其中，其中，T是在刀库中所选的刀号。执

27、行是在刀库中所选的刀号。执行M06指令后，自动将所选的刀具与主轴上的刀具进行更指令后，自动将所选的刀具与主轴上的刀具进行更换；换刀前，先撤消刀补，后用换；换刀前，先撤消刀补，后用G28指令返回参考指令返回参考点，避免换刀时主轴与零件发生碰撞。点，避免换刀时主轴与零件发生碰撞。6. 孔加工程序的编制孔加工程序的编制 加工中心孔加工程序和数控铣床加工程序类似，加工中心孔加工程序和数控铣床加工程序类似，参看参看3.2节中有关固定循环的内容。加工中心常用的节中有关固定循环的内容。加工中心常用的固定循环功能表见表固定循环功能表见表3-17。 注意：注意： 1)固定循环前，必须用固定循环前，必须用M代码规

28、定主轴转动；代码规定主轴转动； 2)在固定循环指令中，必须有在固定循环指令中，必须有X、Y、Z（包括（包括R）的位置数据，否则固定循环不执行；）的位置数据，否则固定循环不执行； 3)在固定循环指令中，在固定循环指令中，G43、G44仍起刀具长仍起刀具长度补偿作用。度补偿作用。 例例1：试编制：试编制如图如图3-80所示零件的加工程序。所示零件的加工程序。 该零件要加工三种类型的孔，六个该零件要加工三种类型的孔，六个10mm的通孔、三个的通孔、三个90mm的通孔和四个的通孔和四个20mm的沉孔，分别采用刀具的沉孔，分别采用刀具T11、T15、T31，其刀具长度补偿值分别存入，其刀具长度补偿值分别

29、存入H11、H15、H31存储器中。存储器中。图图3-80 刀具长度补偿及固定循环指令应用实例刀具长度补偿及固定循环指令应用实例O0050N0010 G90 G54；N0020 G28 T11；N0025 M06；N0030 G00 X0 Y0；N0040 G43 Z0 H11 S300 M03；N0050 G99 G81 X400.0 Y -350.0 Z -153.0 R -97.0 F120；钻；钻16号孔号孔N0060 Y -550.0；N0070 G98 Y -750.0；N0080 G99 X1200.0；N0090 Y-550.0；N0100 G98 Y -350.0；N0110

30、 G00 X0 Y0 M05；N0120 G49 Z250.0；N0125 G28 T15；N0130 M06；N0140 G43 Z0 H15 S200 M03；N0150 G99 G82 X550.0 Y -450.0 Z -130.0 R -97.0 P300 F70；钻；钻710号孔号孔N0160 G98 Y -650.0；N0170 G99 X1050.0；N0180 G98 Y -450.0；N0190 G00 X0 Y0 M05；N0200 G49 Z250.0；N0210 G28 T31；N0220 M06；N0230 G43 Z0 H31 S100 M03；N0240 G85

31、 G99 X800.0 Y -350.0 Z -153.0 R -47.0 F50；镗；镗11号孔号孔N0250 G91 Y200.0 L2； 镗镗12、13号孔号孔N0260 G00 X0 Y0 M05；N0270 G49 Z250.；N0280 M30；7. 子程序子程序 为了避免反复书写相同的程序，可将重复的程为了避免反复书写相同的程序，可将重复的程序段单独编成序段单独编成“子程序子程序”存储起来，需要时通过一存储起来，需要时通过一定的指令格式调用。定的指令格式调用。 子程序可多次调用和嵌套。子程序可多次调用和嵌套。 指令格式：指令格式： 调用子程序指令调用子程序指令 M98 P L ；

32、 其中：其中： P为调用子程序；为调用子程序； P为子程序号，用四位数字表示；为子程序号，用四位数字表示； L为重复调用子程序的次数，用两位数字表为重复调用子程序的次数，用两位数字表示。示。 建立子程序指令建立子程序指令O M99； 其中：其中：O为子程序号；为子程序号； M99为子程序结束，并返回主程序为子程序结束，并返回主程序M98 P 的下一个程序段，继续执行主程序。的下一个程序段，继续执行主程序。 说明：若子程序用说明：若子程序用“M99 P ”结束，表示执结束，表示执行完子程序后，返回主程序中由行完子程序后，返回主程序中由P指定的程序段；指定的程序段；若在主程序中插入若在主程序中插入

33、“M99”程序段，则执行完该指令程序段，则执行完该指令后，将返回主程序的起点；若在主程序中插入后，将返回主程序的起点；若在主程序中插入“/M99 P ”程序段，则执行完该指令后，将返程序段，则执行完该指令后，将返回主程序中地址回主程序中地址P指定的程序段。指定的程序段。8. 编程实例编程实例 例例2：编制：编制图图3-81所示零件的加工程序。选用所示零件的加工程序。选用刀具刀具T01为为50mm面铣刀，加工零件的顶面，刀长面铣刀，加工零件的顶面，刀长补偿号补偿号H01；T02为为20mm立铣刀，用于加工零件立铣刀，用于加工零件的四周轮廓，刀长补偿号的四周轮廓，刀长补偿号H02，刀具半径补偿号，

34、刀具半径补偿号D02；T03为为6mm钻头，加工钻头，加工6个个6mm的孔，刀的孔，刀长补偿号长补偿号H03；T04为为14mm钻头，加工钻头，加工2个个14mm的孔，刀长补偿号的孔，刀长补偿号H04。图图3-81 加工中心编程实例加工中心编程实例O0060N01 G90 G54； G28 T01； M06； G43 G00 Z5. H01 S1000 M03； X30.0 Y -26.0 M08； G01 Z0 F150； 铣削顶面铣削顶面 Y80.0； Z5.0； G00 X0 Y0 M09 M05； G49 Z200.0； G28 T02；N02 M06； G43 G00 Z5.0 H0

35、2 S1000 M03； X -35.0 Y -35.0 M08； G41 X0 Y0 D02； G01 Z -26.0 F100； 铣铣50mm60mm长方体四周长方体四周 Y50.0； X60.0； Y0； X0； G00 G40 X -35.0 Y -35.0； Z -7.5； G41 X19.0 Y -12.0 D02； G01 Y62.0 F100； 铣铣22mm50mm长方体两侧面长方体两侧面 Z -15.0； Y -12.0；G00 G40 X -35.0 Y -35.0； Z -7.5； G42 X51.0 D02； G01 Y62.0 F100； Z -15.0； Y -12

36、.0； Z5.0； G00 X0 Y0 M09 M05； G49 Z200.0； G28 T03；N03 M06； G43 G00 Z10.0 H03 S800 M03 M08； G99 G73 X12.0 Y40.0 Z -41.0 R -12.0 Q6 F100； 钻钻1号孔号孔 Y25.0； 钻钻2号孔号孔 G98 Y10.0； 钻钻3号孔号孔 G00 Z10.0； G99 G73 X48.0 Y40.0 Z -41.0 R -12.0 Q6 F100； 钻钻4号孔号孔 Y25.0； 钻钻5号孔号孔 G98 Y10.0； 钻钻6号孔号孔 G00 Z10.0； X0 Y0； G49 Z20

37、0.0 M09 M05； G28 T04；N04 M06； G43 Z10.0 H04 S500 M03 M08； G99 G83 X30.0 Y33.0 Z -41.0 R5.0 Q7 F80； 钻钻7号孔号孔 Y17.0； 钻钻8号孔号孔 G00 X0 Y0 M09 M05； G49 Z200.0； M30； 加工中心的操作与数控铣床的操作类加工中心的操作与数控铣床的操作类似，操作者首先要熟悉机床、加工范围、似，操作者首先要熟悉机床、加工范围、工艺问题及程序格式等情况。以工艺问题及程序格式等情况。以FANUC 6M 系统的系统的JCS-018A立式加工中心的操作立式加工中心的操作为例。为例

38、。1. JCS-018A加工中心的操作面板加工中心的操作面板2. JCS-018A加工中心操作的基本内容及步骤加工中心操作的基本内容及步骤（1）工件坐标系原点的测量）工件坐标系原点的测量(常用方法常用方法) 用标准刀对刀用标准刀对刀 标准刀是刀库中的任一把刀，刀具直径为标准刀是刀库中的任一把刀，刀具直径为D，刀具长度为刀具长度为L，毛坯余量为，毛坯余量为。对刀时，先装夹好零。对刀时，先装夹好零件和标准刀具，使机床回零后，手动操作机床，使件和标准刀具，使机床回零后，手动操作机床，使刀具沿刀具沿Z向趋近向趋近C表面并恰好碰到。当刀具恰好碰表面并恰好碰到。当刀具恰好碰到到C面时，记下面时，记下CRT

39、上上Z坐标值，该值就是刀具参坐标值，该值就是刀具参考点沿考点沿Z向在机床坐标系中的坐标值，算出参数向在机床坐标系中的坐标值，算出参数Z0 。则则Z0 = -Z+L。 依次操作机床，使刀具沿依次操作机床，使刀具沿X向趋近向趋近A侧面，沿侧面，沿Y向趋近向趋近B侧面，得出侧面，得出CRT上相应的坐标值上相应的坐标值X和和Y，如图如图3-84所示。则所示。则X0 = -X - D/2 - ，Y0 = -Y - D/2 - 。将算出的。将算出的X0、Y0、Z0 输入到工输入到工件坐标系设定页件坐标系设定页面相应的存储器（面相应的存储器（G54 G59）中，工件坐标系）中，工件坐标系原点原点Op在机床坐

40、标系在机床坐标系中的位置就确定了。中的位置就确定了。图图3-84 用标准刀对刀用标准刀对刀 用标准检验心轴对刀用标准检验心轴对刀 零件夹好后，在主轴中放置一标准检验心轴。零件夹好后，在主轴中放置一标准检验心轴。机床回零后，分别移动机床回零后，分别移动X轴、轴、Y轴，使夹具定位面与轴，使夹具定位面与心轴接近，记录下心轴接近，记录下CRT上相应坐标值上相应坐标值X、Y、Z，再，再用块规准确测出心轴与定位支承面之间的距离，如用块规准确测出心轴与定位支承面之间的距离，如图图3-85所示。则工件坐标系原点坐标为所示。则工件坐标系原点坐标为 ：X0 = - -X + + D/ /2 + H+ HY0 =

41、- -Y - - D/ /2 - H- HZ0 = - -Z + + T + H+ H图图3-85 用标准心轴对刀用标准心轴对刀 加工同轴孔时，工件坐标系原点的加工同轴孔时，工件坐标系原点的测量测量 在卧式加工中心上，经常会碰到同轴在卧式加工中心上，经常会碰到同轴孔的加工问题，此时工件坐标系原点的测孔的加工问题，此时工件坐标系原点的测量方法量方法如图如图3-86所示。这种方法不仅简单，所示。这种方法不仅简单，而且能提高孔的同轴精度。而且能提高孔的同轴精度。 图图3-86 同轴孔加工时坐标系的确定同轴孔加工时坐标系的确定（2）刀具参数的测量）刀具参数的测量 具体的测量方法有试切对刀测量、机外对刀

42、具体的测量方法有试切对刀测量、机外对刀仪测量、仪测量、ATC对刀测量和自动对刀测量等多种方对刀测量和自动对刀测量等多种方法。法。 （3）在主轴和刀库上装刀）在主轴和刀库上装刀 主轴箱上有一个主轴刀具松开、夹紧的按钮，主轴箱上有一个主轴刀具松开、夹紧的按钮，用来装取刀具；用来装取刀具； 刀库一侧，有一个刀库回转按钮，每按一次，刀库一侧，有一个刀库回转按钮，每按一次，仅能控制刀库顺时针转过一个刀位。仅能控制刀库顺时针转过一个刀位。 装刀时，按动刀库转位按钮，依次插入所有装刀时，按动刀库转位按钮，依次插入所有刀具。刀具。（4）刀库（）刀库（ATC）的操作及刀号表的设定）的操作及刀号表的设定 加工中心

43、上的刀库有自动运行和手动操作两加工中心上的刀库有自动运行和手动操作两种情况。在对刀、装刀、测量和输入刀具参数等种情况。在对刀、装刀、测量和输入刀具参数等情况下，需用手动操作和情况下，需用手动操作和MDI方式操作刀库。方式操作刀库。 刀具编号操作步骤为：先使刀库返回参考点，刀具编号操作步骤为：先使刀库返回参考点，使用刀库转位按钮，按顺序将使用刀库转位按钮，按顺序将1号刀插入号刀插入1号刀套，号刀套，2号刀插入号刀插入2号刀套，直到号刀套，直到16号刀插入号刀插入16号刀套，号刀套，再次执行刀库返回参考点操作。再次执行刀库返回参考点操作。（5）数控程序的输入、编辑和检索）数控程序的输入、编辑和检索

44、 机床操作面板上有一个存储器保护钥匙开关机床操作面板上有一个存储器保护钥匙开关“MEMORY PROTECT”，将，将“MEMORY PROTECT”置于置于“ON”位置，可进行程序的输位置，可进行程序的输入、编辑等操作。进行其它操作时，应将此开关入、编辑等操作。进行其它操作时，应将此开关置于置于“OFF”位置。输入、编辑和检索存储器内位置。输入、编辑和检索存储器内程序时，可参照程序时，可参照图图3-87的操作过程。的操作过程。6）加工中心的工艺文件及生产管理文件）加工中心的工艺文件及生产管理文件 “EDIT”方式设光标已位于某字之下:该地址被检索:删除的字到该顺序号的程序段新程序号:建立一个

45、新程序INSRT键入数字DELET0输入程序段该程序段被输入，按此顺序依次输入全部程序段INSRTEOB程序号:选择一个已有的程序键入前面（后面）字键入前面（后面）的地址键入（若干个）字键入正确的字:该字被修改:该数字被追加:该字被删除:删除的字到本段结束处DELETINSRTINSRTEOBALTERPRGRM顺序号NDELET:该（若干个）字被插入:该字被检索图图3-87 程序编辑的操作过程程序编辑的操作过程 电火花加工（电火花加工（Electrical Discharge Machining，简称，简称EDM），是一种直接利用电能和热能进行加工的），是一种直接利用电能和热能进行加工的新工

46、艺。它是在一定的介质中，新工艺。它是在一定的介质中， 使工具和工件使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属熔解、气化而蚀除材料，瞬时产生的高温把金属熔解、气化而蚀除材料，以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。的加工方法。 放电过程可见到火花，故称为电火花加工。放电过程可见到火花，故称为电火花加工。 类类别别工艺类型工艺类型特特 点点用用 途途1电火花成电火花成形加工形加工 1） 工具和工件间工具和工件间主要只有一个相对的主要只有一个相对的伺服进给运动伺服进给

47、运动 2） 工具为成形电工具为成形电极，与被加工表面有极，与被加工表面有相同的截面或形状相同的截面或形状 1） 型腔加工；加工各型腔加工；加工各类型腔模及各种复杂的类型腔模及各种复杂的型腔零件型腔零件 2） 穿孔加工：加工各穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及冶金模、各种异形孔及微孔等微孔等2电火花线电火花线切割加工切割加工 1） 工具电极为顺工具电极为顺电极丝轴线移动着的电极丝轴线移动着的线状电极线状电极 2） 工具与工件在工具与工件在两个水平方向同时有两个水平方向同时有相对伺服进给运动相对伺服进给运动 1） 切割各种冲模和切割各种冲模和具有直纹面的零

48、件具有直纹面的零件2） 下料、截割和窄缝下料、截割和窄缝加工加工3电火花磨电火花磨削和镗削削和镗削 1）工具与工件有相）工具与工件有相对的旋转运动对的旋转运动 2）工具与工件间有）工具与工件间有径向和轴向的进给运径向和轴向的进给运动动1）加工高精度、良好）加工高精度、良好表面粗糙度的小孔，如表面粗糙度的小孔，如拉丝模、挤压模、微型拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等轴承内环、钻套等 2） 加工外圆、小模数加工外圆、小模数滚刀等滚刀等电火花加工工艺方法分类电火花加工工艺方法分类4电火花同电火花同步共轭回步共轭回转加工转加工 1） 成形工具与工成形工具与工件均做旋转运动，但件均做旋转运动，但二者角

49、速度相等或成二者角速度相等或成整倍数，相对应接近整倍数，相对应接近的放电点可有切向相的放电点可有切向相对运动速度对运动速度 2） 工具相对工件工具相对工件可做纵、横进给运动可做纵、横进给运动 以同步回转、展成回转、以同步回转、展成回转、倍角速度回转等不同方倍角速度回转等不同方式，加工各种复杂型面式，加工各种复杂型面的零件，如高精度的异的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规，形齿轮，精密螺纹环规，高精度、高对称度、良高精度、高对称度、良好表面粗糙度的内、外好表面粗糙度的内、外回转体表面回转体表面5电火花高电火花高速小孔加速小孔加工工 1） 采用细管采用细管（0. .3mm）电极，）电极，管内冲

50、入高压水工作管内冲入高压水工作液液 2） 细管电极旋转细管电极旋转 3） 穿孔速度很高穿孔速度很高（60mm/min）1） 线切割预穿丝孔线切割预穿丝孔2） 深径比很大的小孔深径比很大的小孔，如喷嘴等，如喷嘴等6电火花表电火花表面强化、面强化、刻字刻字 1） 工具在工件表工具在工件表面上振动面上振动 2） 工具相对工件工具相对工件移动移动 1） 模具、刀具、量具模具、刀具、量具刃口表面强化和镀覆刃口表面强化和镀覆 2） 电火花刻字、打印电火花刻字、打印记记电火花加工工艺方法分类电火花加工工艺方法分类(续续)1. 工艺分析工艺分析 目的：明确加工要求，确定工艺基准选择定目的：明确加工要求，确定工

51、艺基准选择定位方式，从而制定合理的加工路线，加工出符合位方式，从而制定合理的加工路线，加工出符合要求的零件。要求的零件。 （1）分析零件图）分析零件图 根据零件加工精度、表面粗糙度的要求，合根据零件加工精度、表面粗糙度的要求，合理确定线切割加工的有关工艺参数；理确定线切割加工的有关工艺参数； 分析零件形状及材料热处理后的状态，注意分析零件形状及材料热处理后的状态，注意分析加工中容易发生变形的部位及变形情况。分析加工中容易发生变形的部位及变形情况。（2）选择主要定位基准）选择主要定位基准 分析选择主要定位基准，保证将工件正确、分析选择主要定位基准，保证将工件正确、可靠地安装在机床或夹具上；可靠地

52、安装在机床或夹具上； 另外，合理选择电极丝的定位基准，用来将另外，合理选择电极丝的定位基准，用来将电极丝调整到正确位置。电极丝调整到正确位置。（3）改善工件的变形）改善工件的变形 为了保证零件加工精度，减小应力变形的为了保证零件加工精度，减小应力变形的影响，合理选择起割点与切割路径，尽量避免破影响，合理选择起割点与切割路径，尽量避免破坏工件或毛坯的结构刚性。坏工件或毛坯的结构刚性。（4）穿丝孔位置的确定）穿丝孔位置的确定 切割凸模类零件时，为避免将毛坯外形切断引切割凸模类零件时，为避免将毛坯外形切断引起变形，通常从毛坯内部朝外形方向预制穿丝孔，起变形，通常从毛坯内部朝外形方向预制穿丝孔，位置可

53、选在加工轨迹的拐角处以简化编程；位置可选在加工轨迹的拐角处以简化编程； 切割凹槽类和孔类零件时，将穿丝孔设置在工切割凹槽类和孔类零件时，将穿丝孔设置在工件对称中心，便于编程计算和电极丝定位，但切入件对称中心，便于编程计算和电极丝定位，但切入时空走轨迹较长，不适合大型工件；时空走轨迹较长，不适合大型工件； 加工大型凹模零件时，穿丝孔应设置在靠近加加工大型凹模零件时，穿丝孔应设置在靠近加工轨迹的边角处或选在已知坐标点上，可使编程运工轨迹的边角处或选在已知坐标点上，可使编程运算简单，缩短切入时的空走轨迹，同时应沿加工轨算简单，缩短切入时的空走轨迹，同时应沿加工轨迹多设置几个穿丝孔，以便发生断丝时能就

54、近重新迹多设置几个穿丝孔，以便发生断丝时能就近重新穿丝。穿丝。 总之，应根据具体情况确定穿丝孔的位置。总之，应根据具体情况确定穿丝孔的位置。 2. 3B指令编程指令编程 3B指令是一种使用分隔符的程序段格式，见指令是一种使用分隔符的程序段格式，见下表下表 。 其中：其中：B为分隔符号，表示一个程序段的开为分隔符号，表示一个程序段的开始，并用来分隔始，并用来分隔X、Y、J三个坐标值。每个程序段三个坐标值。每个程序段使用三次分隔符使用三次分隔符B，故称为，故称为3B程序段格式，或程序段格式，或3B加加工指令；工指令；BXBYBJGZ分隔符分隔符X坐标值坐标值分隔符分隔符Y坐标值坐标值分隔符分隔符计

55、数长度计数长度计数方向计数方向加工指令加工指令 X、Y为坐标值，单位是为坐标值，单位是m，m以下的数值以下的数值四舍五入。四舍五入。 对于直线：对于直线：X、Y是直线终点相对于直线始点的是直线终点相对于直线始点的坐标值；坐标值； 对于圆弧：将坐标原点移至圆心，对于圆弧：将坐标原点移至圆心，X、Y是圆弧是圆弧终点的坐标值；终点的坐标值； 对于平行于对于平行于X轴或轴或Y轴的直线，轴的直线，X或或Y值为零，但值为零，但需用指令规定的方式，确定走向，即需用指令规定的方式，确定走向，即X轴正向用轴正向用L1，Y轴正向用轴正向用L2，X轴负向用轴负向用L3，Y轴负向用轴负向用L4。 J为计数长度，用于控

56、制加工总长，它等于加为计数长度，用于控制加工总长，它等于加工线段在选定的坐标轴上的投影长度。对于跨越象工线段在选定的坐标轴上的投影长度。对于跨越象限的圆弧，只需求出各段投影长度的总和。图限的圆弧，只需求出各段投影长度的总和。图3-87说明了计数长度说明了计数长度的计算；的计算； 图图3-87 圆弧计数长度的计算圆弧计数长度的计算 G为计数方向。有为计数方向。有GX和和GY两种，表示计数两种，表示计数长度长度J是取是取X轴还是轴还是Y轴上的投影。轴上的投影。 对于直线，取投影长度较大的坐标轴方向为计对于直线，取投影长度较大的坐标轴方向为计数方向；数方向； 对于圆弧应视终点在什么范围而定。如图对于

57、圆弧应视终点在什么范围而定。如图3-88所示，当终点落在阴影区时取所示，当终点落在阴影区时取GX；否则取；否则取GY。 图图3-88 计数方向的选择计数方向的选择 Z为加工指令，共有为加工指令，共有12种，如图种，如图3-89所示。所示。 直线：直线：L1、L2、L3、L4； 顺时针圆弧：顺时针圆弧：SR1、SR2、SR3、SR4； 逆时针圆弧：逆时针圆弧：NR1、NR2、NR3、NR4。 图中箭头指向为插补切割方向。图中箭头指向为插补切割方向。图图3-89 加工指令加工指令 例例1：图：图3-90中的凸模图形由三段直线与两段圆弧中的凸模图形由三段直线与两段圆弧组成，应编制组成，应编制5个程序

58、段；个程序段； 此外，要增加钼丝从工件外部切入到轮廓线的此外，要增加钼丝从工件外部切入到轮廓线的引入程序段和从原引入路径退出的引出程序段。引入程序段和从原引入路径退出的引出程序段。 加工程序如下。其中加工程序如下。其中D为停机码，当整个工件为停机码，当整个工件加工完毕后，发加工完毕后，发“停机停机”命命令。令。图图3-90 凸模凸模 B0 B0 B5000 GY L2 加工加工abB0 B0 B10000 GY L2 bcB20000 B10000 B20000 GX L1 cdB10000 B0 B10000 GX NR3 deB10000 B0 B10000 GX SR4 efB0 B0

59、B20000 GX L3 fbB0 B0 B5000 GY L4 baD3. ISO指令编程指令编程 数控线切割机床用可变地址程序段格式编程，数控线切割机床用可变地址程序段格式编程，其准备功能中的其准备功能中的G01、G02、G03指令和一些辅助指令和一些辅助功能，如功能，如M00、M02等指令与其它数控机床相同。等指令与其它数控机床相同。注意：注意： 程序中的坐标值都是增量值，单位是程序中的坐标值都是增量值，单位是m； G02、G03指令均为圆心编程格式；指令均为圆心编程格式； G92指令是用来设置加工起始点坐标的。指令是用来设置加工起始点坐标的。指令格式：指令格式： G92 X Y；其中：

60、其中：X、Y为加工起点在编程坐标系中的坐标值，为加工起点在编程坐标系中的坐标值，单位是单位是m。例如，例如，G92 X5000 Y5000； 表示加工起点在编程坐标系中表示加工起点在编程坐标系中X5mm、Y5mm的位置上。的位置上。例例2：图：图3-91凹模采用凹模采用ISO指令编程指令编程,加工起点加工起点为（为（0，30），顺时针方向切割。），顺时针方向切割。 图图3-91 凹模凹模 G92 X0 Y30000；G01 X0 Y10000；G02 X10000 Y -10000 I0 J -10000；G01 X0 Y -20000；G01 X20000 Y0；G02 X0 Y -2000