第四章数控加工中心编程与加工实例

1、第四章 数控加工中心与操作第4节 数控加工中心编程与加工实例教师：李爽教师：李爽2014/10/282014/10/28一、 数控加工中心的编程基础二、 数控加工中心的编程指令 三、 数控加工中心的编程实例目 录一、数控加工中心的编程基础一、数控加工中心的编程基础 解决的问题：解决的问题： 1 1、工件在什么机床上加工？、工件在什么机床上加工？ 2 2、机床加工使用什么刀具？、机床加工使用什么刀具？ 3 3、加工工艺流程如何排列？、加工工艺流程如何排列？ 4 4、根据加工工艺如何编程？、根据加工工艺如何编程？加工中心：加工中心从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加

2、工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。 一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础1.1 数控加工中心的坐标系一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础机床零点和机床坐标系 机床零点 参考点 机床坐标系工件坐标系：编程人员在编程时建立的坐标系；加工坐标系：工件安装完毕由操作人员在工件上找出的坐标系（与工件坐标系重合）； 工件坐标系设定：G54G59；1.1 数控加工中心的坐标系一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础1.21.2、数控加工中心的主要功能及工艺范围、数控加工中心的主要功能及工艺范围（1 1）功能

3、）功能 1 1）点位控制点位控制加工；加工； 2 2）轮廓控制轮廓控制加工；加工； 3 3）刀具半径自动补偿刀具半径自动补偿加工；加工； 4 4）镜像功能镜像功能加工；加工； 5 5）固定循环固定循环：钻孔、镗孔、：钻孔、镗孔、铰削、铣削及攻螺纹； 6 6）模具高精度加工功能；）模具高精度加工功能； 7 7）大型复杂零件加工；）大型复杂零件加工； 8 8）自适应控制加工；）自适应控制加工； 一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础（2）工艺范围1既有平面又有孔系的零件 加工中心具有自动换刀装置，在一次安装中，可以完成零件上平面的铣削、孔系的钻削、镗削、铰削、铣削及攻螺纹等多工步加工。加工的

4、部位可以在一个平面上，也可以在不同的平面上。 1.21.2、加工中心的主要功能及工艺范围、加工中心的主要功能及工艺范围一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础 五面体加工中心一次安装可以完成除装夹面以外的五个面的加工。因此，既有平面又有孔系的零件是加工中心的首选加工对象，这类零件常见的有箱体类零件和盘、套、板类零件。1）箱体类零件 箱体类零件一般是指具有孔系和平面，内部有一定型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。如发动机缸体、变速箱体，机床的床头箱、主轴箱，齿轮泵壳体等。一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础2）盘、套、轴、板、壳体类零件 带有键槽、径向孔或端面有分布的孔系及曲面的

5、盘、套或轴类零件，如带法兰的轴套，带键槽或方头的轴类零件，具有较多孔加工的板类零件和各种壳体类零件等。 2结构形状复杂、普通机床难加工的零件 主要表面是由复杂曲线、曲面组成的零件，加工时，需要多坐标联动加工，这在普通机床上是难以甚至无法完成的，加工中心刀具可以自动更换，工艺范围更宽，是加工这类零件的最有效的设备。常见的典型零件有以下几类：一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础1）凸轮类 这类零件有各种曲线的盘形凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮和端面凸轮等。2）整体叶轮类 整体叶轮常见于航空发动机的压气机、空气压缩机、船舶水下推进器等，它除具有一般曲面加工的特点外，还存在许多特殊的加工难点，如通道

6、狭窄，刀具很容易与加工表面和邻近曲面产生干涉。一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础3）模具类 常见的模具有锻压模具、铸造模具、注塑模具及橡胶模具等。3外形不规则的异形零件 由于外形不规则，在普通机床上只能采取工序分散的原则加工，需用工装较多，周期较长。利用加工中心多工位点、线、面混合加工的特点，可以完成大部分甚至全部工序内容。一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础1.3、数控机床的工艺装备（夹具与刀具）（1）夹具：专用和通用；定位基准的选择 夹具的选择(装夹方案的确定)一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础定位基准的选择 零件上应有一个或几个共同的定位基准。该定位基准一方面

7、要能保证零件经多次装夹后其加工表面之间相互位置的正确性，如多棱体、复杂箱体等在卧式加工中心上完成四周加工后，要重新装夹加工剩余的加工表面，用同一基准定位可以避免由基准转换引起的误差；另一方面要满足加工中心工序集中的特点，即一次安装尽可能完成零件上较多表面的加工。 定位基准最好是零件上已有的面或孔，若没有合适的面或孔，也可专门设置工艺孔或工艺凸台等作定位基准。 选择定位基准时，应注意减少装夹次数，尽量做到在一次安装中能把零件上所有要加工表面都加工出来。一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础2装夹方案的确定 在零件的工艺分析中，已确定了零件在加工中心上加工的部位和加工时用的定位基准，因此，在

8、确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。此时，主要考虑以下几点：1）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开。2）必须保证最小的夹紧变形。3）装卸方便，辅助时间尽量短。4）对小型零件或工序不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工，以提高加工效率。5）夹具结构应力求简单。对批量小的零件应优先选用组合夹具。对形状简单的单件小批量生产的零件，可选用通用夹具。只有对批量较大，且周期性投产，加工精度要求较高的关键工序才设计专用夹具，以保证加工精度和提高装夹效率。6）夹具应便于与机床工作台面及工件定位面间的定位连接。一、加工中心的编程基础

9、一、加工中心的编程基础 （2）刀具：由专门的制造商供应； 加工中心的主轴转速较普通机床的主轴转加工中心的主轴转速较普通机床的主轴转速高速高12倍倍,某些特殊用途的加工中心，主轴转某些特殊用途的加工中心，主轴转速高达数万转速高达数万转/分钟，因此数控刀具的分钟，因此数控刀具的强度与耐强度与耐用度用度至关重要。目前至关重要。目前硬质合金、涂镀刀具硬质合金、涂镀刀具等已等已广泛用于加工中心，广泛用于加工中心，陶瓷刀具与立方氮化硼刀陶瓷刀具与立方氮化硼刀具具也开始在加工中心上运用。也开始在加工中心上运用。一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础1.4、加工中心的工艺性分析 对刀：使用寻边器或其它工

10、具确定工件在机床坐标系中的位置。一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础换刀点：换刀时，将刀具移动至远离工件的合适点。 自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。 当执行到 Txx 指令即选刀指令后，刀库自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备；1.4、加工中心的工艺性分析一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础 当执行到当执行到 M06 M06 指令时即开始自动换刀，把主指令时即开始自动换刀，把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴上。上。 选刀方式选刀方式顺序选刀方式顺序选刀方式任选方式：多用任选方式：多用

11、换刀方式换刀方式机械手换刀机械手换刀刀库刀库主轴运动换刀主轴运动换刀 一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础机械手装入刀具手动装入刀具由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点，故零件的加工工艺应尽可能符合这些特点，尽可能地在一次装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序加工。 由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点，故在工艺上可采用大的切削用量，以便在满足加工精度条件下尽量节省加工工时。 选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理的工艺方案，以实现高效率加工。 1.4、数控铣床的工艺性分析一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础1.4、数控铣床的工艺性分析一、加工中心的编程基础一、加工

12、中心的编程基础工艺方案确定原则工艺方案确定原则 1、确定采用加工中心的加工内容，确定工件的安装基面、加工基面、加工余量等。 2、以充分发挥加工中心效率为目的来安排加工工序。有些工序可选用其它机床。 3、对于复杂零件来说，由于加工过程中会产生热变形，淬火后会产生内应力，零件卡压后也会变形等多种原因，故全部工序很难在一次装夹后完成，这时可以考虑两次或多次。 4、当加工工件批量较大，工序又不太长时，可在工作台上一次安装多个工件同时加工，以减少换刀次数。 5、安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。建议参考以下工序顺序：铣大平面、粗镗孔、半粗镗孔、立铣刀加工、打中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工、铰、镗、精铣等

13、。 6、采用大流量的冷却方式 。一、加工中心的编程基础一、加工中心的编程基础二、加工中心的编程指令 加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制，以保证刀具进行复杂表面的加工。 加工中心主要功能 具有多种坐标控制和指令（如工件坐标系选择、坐标旋转、极坐标指令等），刀具长度与半径补偿，孔加工固定循环，镜向加工、宏功能，可以配备刚性攻牙功能等。 加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。加工中心所具有的这些丰富的功能，决定了加工中心程序编制的复杂性。二、

14、加工中心的编程指令1、程序的组成、程序的组成 一个完整的零件加工程序，它主要由程序名和若干程序段组成。程序名程序名 是该加工程序的标识；（以字母O和四位数字组成，如O0001；）程序段程序段 是一个完整的加工工步单元，它以N（程序段号）指令开头，LF 指令结尾；（由多个程序段组成） M02 （M30） 作为整个程序结束的指令，有些数控系统可能还规定了一个特定的程序开头和结束的符号，如% 、EM等。二、加工中心的编程指令程序段的格式 程序段的格式，是指一个程序段中指令字的排列顺序和书写规则，不同的数控系统往往有不同的程序段格式，格式不符合规定，数控系统就不能接受。 目前广泛采用的是地址符可变程序

15、段格式（或者称字地址程序段格式）， 格式：N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_ LF二、加工中心的编程指令每一个程序段的内容：NGFSTM；X.Y.Z.A.B.C.U.V.W.I.J.K.RH.D.程序段号准备功能尺寸字进给功能主轴转速功能刀具功能刀具补偿号辅助功能段结束符程序段的格式二、加工中心的编程指令 这种格式的特点： 程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟符号和数字。指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写 。不需要的指令字或者与上段相同的续效代码可以省略不写。 因此，这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等优点。二、加工中心的编程指令

16、常用地址码的含义如表所示：机能地址码意义程序号顺序号 准备机能 ONG 程序编号顺序编号机床动作方式指令坐标指令X.Y.Z A.B.C.U.V.W R I.J.K 坐标轴移动指令附加轴移动指令圆弧半径 圆弧中心坐标 进给机能主轴机能 刀具机能 FS T 进给速度指令主轴转速指令刀具编号指令 辅助机能 MB 接通、断开、启动、停止指令工作台分度指令 补偿暂停子程序调用重复 参数 H.DP.X I P.Q.R 刀具补偿指令暂停时间指令子程序号指定固定循环重复次数固定循环参数二、加工中心的编程指令 加工中心与数控铣床的编程方法、基本指令的含义和加工中心与数控铣床的编程方法、基本指令的含义和使用相同，

17、加工坐标系的设置方法也一样。因而，下面将使用相同，加工坐标系的设置方法也一样。因而，下面将主要介绍加工中心的特有指令、加工固定循环功能、主要介绍加工中心的特有指令、加工固定循环功能、B类类宏程序应用等内容。宏程序应用等内容。固定循环固定循环在前面章节介绍的常用加工指令中，每一个在前面章节介绍的常用加工指令中，每一个G G指令一般都指令一般都对应机床的一个动作，它需要用一个程序段来实现。由于对应机床的一个动作，它需要用一个程序段来实现。由于数控加工中，某些孔加工动作循环已经典型化；同时为了数控加工中，某些孔加工动作循环已经典型化；同时为了发挥一次装卡多工序加工的优势，加工中心的系统设计有发挥一次

18、装卡多工序加工的优势，加工中心的系统设计有固定循环功能。固定循环功能。二、加工中心的编程指令 例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等一系列典型的加工动作，这样就可以预先编好程序，存储在内存中，并可用一个G 代码程序段调用，称为固定循环固定循环。二、加工中心的编程指令 1固定循环的动作组成固定循环的动作组成 如图6-7所示，固定循环一般由下述6个基本操作动作组成： AB刀具快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)； BR刀具沿Z方向快速运动到参考平面R； RE孔加工过程(如钻孔、镗孔、攻螺纹等)； E点，孔底动作(如进给暂停、主轴停止、主轴准停、刀具偏移等)； ER刀

19、具快速退回到参考平面R； RB刀具快速退回到初始平面B。 R点点AB(X，Y)E 固定循环动作固定循环动作二、加工中心的编程指令 3个面：个面：（1）初始平面：初始平面：是为安全下刀而设定的平面。当使用同一把刀具是为安全下刀而设定的平面。当使用同一把刀具加工若干个孔时，空间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完成后，加工若干个孔时，空间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完成后，应使用应使用G98功能使刀具返回到初始平面的初始点。功能使刀具返回到初始平面的初始点。（2） R参考平面：参考平面：刀具下刀时自快刀具下刀时自快进转为工进的高度平面，距工件表面进转为工进的高度平面，距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸

20、的变化，的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取一般可取25mm。使用。使用G99时，刀具时，刀具将返回到该平面上的将返回到该平面上的R点。点。（3）孔底平面：孔底平面：加工盲孔时孔底平加工盲孔时孔底平面就是孔底，加工通孔时一般刀具还面就是孔底，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，钻削加要伸出工件底平面一段距离，钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。二、加工中心的编程指令说明：说明：（1 1）图中实线表示切削进给，虚线表）图中实线表示切削进给，虚线表示快速运动。示快速运动。R R平面为在孔口时，平面为在孔口时，快速运动与进给运动的转换位置；快速运

21、动与进给运动的转换位置；（2 2）固定循环一般只能使用在）固定循环一般只能使用在XYXY平面平面上，上，Z Z坐标仅作孔加工的进给；坐标仅作孔加工的进给；（3 3）上述动作的程序段中进给率由）上述动作的程序段中进给率由F F决定，动作的进给率按固定循决定，动作的进给率按固定循环规定决定；环规定决定；（4 4）在固定循环中，刀具长度补偿）在固定循环中，刀具长度补偿（G43G43、G44G44、G49G49）有效，它们在）有效，它们在上述动作中执行。上述动作中执行。二、加工中心的编程指令 2固定循环的代码组成固定循环的代码组成 （1）FANCU系统中，组成一个固定循环，要用到以下三组系统中，组成一

22、个固定循环，要用到以下三组G代码：代码： 数据格式代码：数据格式代码：G90、G91； 返回代码：返回代码：G98（返回初始平面）、（返回初始平面）、G99（返回（返回R点）如点）如下下图所图所示；示； 孔加工方式孔加工方式代码：代码：G73G89。（a a）G90 G90 （b b）G91G91固定循环的数据格式固定循环的数据格式R平面平面Z点点Z=0ZRR平面平面Z点点RZ二、加工中心的编程指令 （2）固定循环指令组的格式）固定循环指令组的格式 格式：格式： G X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ L_9190GG9190GG9899GGG代码加工行程孔底动作返回行程用途G73继续进

23、给快速进给高速深孔G74切削进给主轴正转切削进给攻左螺纹G76切削进给主轴定向、刀具移位快速进给精镗G80-取消操作G81切削进给快速进给钻孔G82切削进给暂停快速进给钻孔G83继续进给快速进给深孔排屑钻G84切削进给主轴反转切削进给攻右螺纹G85切削进给切削进给镗削G86切削进给主轴停止切削进给镗削G87切削进给刀具移位、主轴启动快速进给背镗G88切削进给暂停、主轴停止手动操作后快速返回镗削G89切削进给暂停切削进给镗削 G是指孔加工方式，对应于下表固定循环指令； X、Y为孔位数据，指定孔在X-Y平面的坐标位置（增量或绝对值）；刀具以快速进给的方式到达该位置。 返回点平面选择，G98指令返回

24、到初始平面B点，G99指令返回到R点平面。 孔加工数据 Z指定孔底的坐标值。指定孔底的坐标值。在增量方式时，是R平面到孔底的距离；在绝对值方式时，是孔底的Z坐标值； R在增量方式中，在增量方式中，R值为从初始平面（值为从初始平面（B）到）到R点的点的增量增量。在绝对值方式中。在绝对值方式中R值为值为绝对值绝对值。此段动作是快速进。此段动作是快速进给；给； Q在G73、G83方式中，用来指定每次加工的深每次加工的深度度，以及在G76、G87方式中，用来指定刀具的位移量；刀具的位移量； P规定在孔底的暂停时间，规定在孔底的暂停时间，用整数表示，以ms为单位； F进进给速度，给速度，以mm/min为

25、单位； L重复次数，重复次数，用L的值来规定固定循环的重复次数，执行一次可不写L1，如果是L0，则系统存贮加工数据，但不执行加工。 上述孔加工数据，不一定全部都写，根据需要可省去若干地址和数据。二、加工中心的编程指令 G73G89是模态指令，因此，多孔加工时该指令只需指定一次，以后的程序段只给出孔的位置即可。 固定循环的中间过程中如果各有G80，则参数均被取消。此外，G00、G01、G02、G03也起撤销固定循环指令的作用。 例如，要钻出孔位在（50，30）、（60，10）、（-10，10）的孔，孔深为Z=-20.0mm，程序如下： N1 G90 G99 G81 X50.0 Y30.0 Z-2

26、0.0 R5.0 F80； N2 X60.0 Y10.0； N3 X-10.0； N4 G80；二、加工中心的编程指令 （3）各种加工方式说明）各种加工方式说明 1）高速深孔钻削循环（G73） 对于孔深大于5倍直径孔的加工由于是深孔加工，不利于断屑、排屑，故采用G73高速深孔钻削循环，实现间断进给（如下图所示）。初始平面初始平面参考平面参考平面工件表面工件表面RQQQZddG99G98深孔加工循环G73二、加工中心的编程指令每次进给深度为Q（用增量表示，根据具体情况由编程者给值），到达E点的最后一次进给深度是进刀若干个Q 之后的剩余量，小于或等于Q；退刀距离为为d，d是NC系统内部设定的。 例

27、如下图所示，加工4个直径为5mm通孔G73深孔加工1207540XY程序：程序：N01 G90 G00 X0.Y0. Z100.；N02 G98 G73 X120. Y-75. Z-46. R2. Q8. F60；N03 Y75.；N04 X-120.；N05 Y-75.；N06 G80 G00 Z200.；二、加工中心的编程指令 2）左旋螺纹攻丝循环（G74） G74指令用于切削左旋螺纹孔，加工循环工作过程见图a。 3）精密镗孔循环（G76） G76指令用于精镗孔加工。图b所示为G76精镗循环的工作过程示意图，图中P 表示暂停； 表示刀具移动。a.G74左旋螺纹循环初始平面初始平面参考平面参

28、考平面工件表面工件表面主轴逆时针转动主轴逆时针转动主轴顺时针转动主轴顺时针转动RZG99G98主轴顺时针主轴顺时针初始平面初始平面R参考平面参考平面工件上表面工件上表面PZQ b.G76精密镗孔加工循环 4）钻削循环（G81） G81钻孔动作循环， G81也称为定位钻，指令动作循环如下图a所示。 5）钻、镗阶梯孔循环（G82） G82 指令除了要在孔底暂停外，其他动作与G81相同，如下图b所示。暂停时间由地址P给出。G82 指令主要用于加工盲孔，以提高孔深精度。a.G81钻孔循环b.G82钻、镗孔循环工件上表面工件上表面参考平面参考平面ZRG99G98初始平面初始平面工件上表面工件上表面参考平

29、面参考平面ZRG99G 98初始平面初始平面P 6）深孔加工循环（G83） G83加工示意图见下图a。其中Q和d与G73相同，G83与G73的区别是：G83指令在每次进刀Q距离后返回R点，这样对深孔钻削时排屑有利。 7）右旋螺纹攻丝循环（G84） G84指令用于切削左旋螺纹孔。主轴正转转进刀，反转退刀，正好与G74指令中的主轴转向相反，其它运动均与G74指令相同，也称为正攻丝循环，如下图b所示。图a.G83深孔加工循环图b. G84右旋螺纹循环QQQ参考平面参考平面工件平面工件平面初始平面初始平面G98G99ddRZ初始平面初始平面参考平面参考平面工件表面工件表面主轴逆时针转动主轴逆时针转动主

30、轴顺时针转动主轴顺时针转动RZG99G98 8）镗孔循环（G85） G85与G81类似，但返回行程中，从ZR段移动速度与切削进给段相同，如下图a所示。 9）镗孔循环（G86） G86指令进给到孔底后,在E点使主轴停止，然后返回到R点（G99）或初始点（G98）后主轴再重新启动，如下图b所示。图a.G85镗孔循环图b.G86镗孔循环初始平面初始平面参考平面参考平面G99G98Z工件平面工件平面R主轴停转主轴停转Z点点R点点G99主轴正转自动启动主轴正转自动启动参考平面参考平面初始平面初始平面G98主轴正转自动启动主轴正转自动启动工件表面工件表面 10）镗孔/反镗循环（G87） 根据参数设定值的不

31、同，可有固定循环1和2两种不同的动作。 固定循环1见下图。G87循环1 镗孔循环工件上表面工件上表面参考平面参考平面ZRG99主轴启动主轴启动G98主轴启动主轴启动初始平面初始平面主轴停止主轴停止手动返回手动返回二、加工中心的编程指令 G87固定循环2见下图。 G87循环2 反镗循环主轴定向停主轴定向停刀具刀具qR点点E点点Q主轴正转主轴正转P主轴正转主轴正转二、加工中心的编程指令 11）镗孔循环（G88）如下图a所示。 12）镗孔循环（G89）如下图b所示。图a. G88镗孔循环 图b. G89镗孔循环Z点点P主轴停转主轴停转G99主轴正转主轴正转R点点G98主轴正转主轴正转初始平面初始平面

32、参考平面参考平面工件平面工件平面PZ点点R点点初始平面初始平面G99G98参考平面参考平面工件平面工件平面 13）取消固定循环指令（G80） 该指令能取消固定循环，同时R点和Z点也被取消。二、加工中心的编程指令 （4）使用固定循环时应注意以下几点： 1）在固定循环指令前应使用M03或M04指令使主轴回转。 2）在固定循环程序段中，X、Y、Z、R 数据应至少指令一个才能进行孔加工。 3）在使用控制主轴回转的固定循环(G74、 G84、 G86)中，如果连续加工一些孔间距比较小，或者初始平面到R点平面的距离比较短的孔时，会出现在进入孔的切削动作前，主轴还没有达到正常转速的情况。遇到这种情况时，应在

33、各孔的加工动作之间插入G04指令，以获得时间。二、加工中心的编程指令 4）当用G00G03指令注销固定循环时，若G00G03指令和固定循环出现在同一程序段，则按后出现的指令运行 5）固定循环中重复次数的使用方法。 在固定循环指令最后，用L地址指定重复次数。在增量方式（G91）中，如果有孔间距相同的若干个相同孔，采用重复次数来编程是很方便的。 6）在固定循环程序段中，如果指定了M，则在最初定位时送出M信号，等待M信号完成后，才能进行孔加工循环。 二、加工中心的编程指令 采用重复次数来编程时，要采用G91、G99方式。 当指令为G81X50.0Z-20.0R-10.0L6F200时，其运动轨迹如下

34、图所示。 如果是在绝对值方式中，则不能钻出6个孔，仅仅在第一个孔处往复钻6次，结果还是一个孔。重复次数的使用二、加工中心的编程指令 固定循环指令应用举例 （5）固定循环应用举例，如下图所示。参考点350100100100100400150250250150321781112139106542505050302033T11T15T31返回位置返回位置初始平面初始平面200190150钻孔16： 10mm；钻孔710 20mm；镗孔1113 95mm；二、加工中心的编程指令表固定循环加工程序程 序说 明O1003程序号N01 G92 X0 Y0 Z0；设定工件坐标系N02 G90 G00 Z250

35、.0 T11 M06换刀N03 G43 Z0 H11；初始平面，刀具补偿N04 S30 M03；主轴正转N05 G99 G81 X400.0 Y-350.0 Z-153.0 R-97.0 F120；钻#1孔，返回R平面N06 Y-550.0；钻#2，返回R平面N07 G98 Y-750.0；钻#3，返回初始平面N08 G99 X1200.0；钻#4，返回R平面N09 Y-550.0；钻#5，返回R平面N10 G98 Y-350.0钻#6，返回初始平面N11 G00 X0 Y0 M05；回起刀点，主轴停N12 G49 Z250.0 T15 M06；刀具补偿取消，换刀N13 G43 Z0 H15；

36、初始平面，刀具补偿N14 S20 M03；主轴正转32178111213910654二、加工中心的编程指令续表 固定循环加工程序程 序说 明N15 G99 G82 X550.0 Y-450.0 Z-130.0 R-97.0 P300 F70；钻#7，返回R平面N16 G98 Y-650.0；钻#8，返回初始平面N17 G99 X1050.0；钻#9，返回R平面N18 G98 Y-450.0；钻#10，返回初始平面N19 G00 X0 Y0 M05；返回起刀点。主轴停N20 G49 Z250.0 T31 M06；刀具补偿取消，换刀N21 G43 Z0 H31；初始平面，刀具补偿N22 S10 M

37、03；主轴正转N23 G85 G99 X800.0 Y-350.0 Z-153.0 R-47.0 F50；钻#11，返回R平面N24 G91 Y-200.0 L2钻#12、#13，返回R平面N25 G28 X0 Y0 M05；返回参考点，主轴停N26 G49 Z0；刀具长度补偿取消N27 M02； 程序停32178111213910654二、加工中心的编程指令练习：试采用固定循练习：试采用固定循环方式加工图示各环方式加工图示各孔，工件材料为孔，工件材料为HT300HT300，使用刀具，使用刀具T01T01为镗孔刀，为镗孔刀，T02T02为直径为直径13mm13mm钻头，钻头，T03T03为锪钻

38、。工件坐为锪钻。工件坐标系设置：标系设置：Z Z0 0在工在工件上表面，件上表面，X X0 0、Y Y0 0零件的对称中心位零件的对称中心位置。置。二、加工中心的编程指令O0057 N10 T01 M06N15 G90 G00 G54 X0 Y0 T02N20 G43 H01 Z10.0 S400 M03 F40N25 G98 G85 X0 Y0 R3.0 Z-45.0N30 G80 G28 G49 Z0 M06N35 G00 X-60 Y50 T03N40 G43 H02 G00 Z10.0 S600 M03N45 G98 G73 X-60.0 Y0 R-15.0 Z-48.0 Q4.0 F

39、40N50 X60.0N55 G80 G28 G49 Z0 M06N60 G00 X-60.0 Y0N65 G43 H04 Z10.0 S350 M03N70 G98 G82 X-60.0 Y0 R-15.0 Z-32.0 P200 F25N75 X60.0N80 G80 G28 G49 Z0 M05N85 G91 G28 X0 Y0 M30编写程序如下： G09指令指令 说明：含有G09 指令的程序段在继续执行下个程序段前，准确停止在本程序段的终点，并且进给速度减速到零，然后再执行下一程序段。该功能可使加工零件在尖角处形成尖锐的棱角。G09 为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效。如下图示

40、例。G09编程程序：%0009N01 G92 X0 Y0 Z10;N02 G91 G01 Z-10 M03 F200;N03 X50 Y20;N04 G01 G09 Y80 F300;N05 G09 X100;N06 G09 Y-100;N07 Z20 M05;N08 M30;二、加工中心的编程指令 跳步指令跳步指令 格式：G31 应用场合：加工停止位置由跳过信号指定，如磨削加工，工件尺寸测量等，如图示例。G31应用示例G31 G91 X100.0 F100.0； Y50.0；G31 G90 X200.0 F100.0； X300.0 Y280.0；10050Y YX X跳过信号输入跳过信号输

41、入Y Y跳过信号输入跳过信号输入280100 200 300 x二、加工中心的编程指令 极坐标极坐标 （1）FANUC 系统 G15；极坐标系指令取消；G16；极坐标系指令。 极坐标平面选择用G17、G18、G19指定。 1）XY平面G17时，+X轴为极轴，程序中坐标字X指令极径，Y指令极角。 2）ZX平面G18时，+Z轴为极轴，程序中坐标字Z指令极径，X指令极角。 3）YZ平面G19时，+Y轴为极轴，程序中坐标字Y指令极径，Z指令极角。 例如，如图所示，钻孔循环。 极坐标的应用+Y+X15030R90N01 G17 G90 G16； 极坐标指令XY平面N02 G81 X100.0 Y30.0

42、 Z-20.0 R-5.0 F200.0； 直径100mm，极 角30 N03 X100.0 Y150.0 极径100 mm，极角150N04 X100.0 Y270.0； 极径100mm，极角270N05 G15 G80； 极坐标取消 2）SIEMENS系统 G10：极坐标编程的快速运动 G11：极坐标编程的直线插补 格式： X、Y极坐标中心点M的坐标值； P矢径； A孔中心点或直线交点与点群中心点连线的水平夹角，单位为度； F进给，G11必须指定。 对于中心对称分布的零件，采用极坐标编程十分方便，看如下两例。_11109190FAPYXGGGG二、加工中心的编程指令 例1外形铣削编程举例

43、对于如下图所示的外形轮廓零件的铣削加工，采用极坐标编程，其数控程序及其说明如下表所示。图 极坐标编程轮廓加工程 序说 明N10 G90 G01 X70 Y35；从当前位置直线插补运动到点P1N20 G11 X50 Y35 P20 A60；G11为极坐标直线插补编程指令；P20表示极坐标半径为20mm；A60表示极坐标转动角度为60；X50、Y35表示极坐标编程坐标原点；此程序段表示用极坐标直线插补运动到P2;N30 A120；极坐标直线插补运动到P3点N40 A180；极坐标直线插补运动到P4点N50 A240；极坐标直线插补运动到P5点N60 A300；极坐标直线插补运动到P6点N70 A3

44、60；极坐标直线插补运动到P1点表 极坐标铣削加工程序二、加工中心的编程指令 例2孔加工编程举例 对于如下图所示的中心对称分布的孔加工，采用极坐标编程，其数控程序及其说明如下表所示。 极坐标编程孔加工极坐标编程孔加工 极坐标铣削加工程序程 序说 明N10 G90 G81 X70 Y35；G81钻孔循环，在P1点钻孔N20 G10 X50 Y35 P20 A60；G10为极坐标快速运动编程指令；表示用G10运动到点P2，并在点P2处钻孔N30 A120；在点P3处钻孔N40 A180；在点P4处钻孔N50 A240；在点P5处钻孔N60 A300；在点P6处钻孔二、加工中心的编程指令 螺旋切削螺

45、旋切削 螺旋切削是选择功能。用该功能铣削圆凹槽时，可以在圆弧插补的同时，使刀具作轴向移动，而不必先钻孔再铣圆凹槽。F_ _ Y_ X_0302191817RKJIGGGGG螺旋切削指令与圆弧插补指令基本相同： G02、G03：螺旋线的旋向，其定义同圆弧； I、J、K：圆弧圆心在相应平面上对于螺旋线起点的坐标； R：螺旋线相应平面上的投影半径； 、：螺旋线轴向移动坐标字指令 为XY圆弧插补平面螺旋线终点的轴向坐标值（Z轴为螺旋线轴线方向）。 为ZX圆弧插补平面螺旋线终点的轴向坐标值（Y轴为螺旋线轴线方向）。 为YZ 圆弧插补平面螺旋线终点的轴向坐标值（X轴为螺旋线轴线方向）。 F：螺旋线轴向进给

46、速度为：圆弧的弧长螺旋线的升高F 例：使用G03对图6-47所示的的螺旋线编程。 AB 为一螺旋线，起点A 的坐标为（30，0，0），终点B 的坐标为（0，30，10）；圆弧插补平面为XY 面，圆弧 是AB 在XY 平面上的投影， 的坐标值是（0，30，0），从A点到 是逆时针方向。在加工AB 螺旋线前，要把刀具移到螺旋线起点A 处，则加工程序编写如下： 螺旋线编程G91 编程时：G91 G17 F300；G03 XA-30 Y30 R30 Z10；G90 编程时：G90 G17 F300；G03 X0 Y30 R30 Z10； 注意，螺旋线轴向进给速度不许超过各种限制，在决定进给速度指令F时

47、要遵守机床编程手册的规定；在螺旋切削指令的程序段中不能使刀具补偿。二、加工中心的编程指令 假想轴切削假想轴切削 格式： 设定轴为假想轴。 假想轴取消。 注意： G07 为模态指令； 若一轴设为虚轴，则此轴只参加计算，不运动； 虚轴仅对自动操作有效，对手动操作无效； 在螺旋线插补指令功能前，用G07 将参加圆弧插补的某一轴指定为虚轴，则螺旋线插补变为正弦线插补。；、或007WVUCBAZYXG；、或107WVUCBAZYXG二、加工中心的编程指令 例：使用G03、G07 对图a所示的关于Y Z 平面上的正弦线编程。正弦线在XY 平面上的投影如图b所示。 图a、正弦线插补编程 图b、正弦线在平面的

48、投影 程序：N01 G92 X0 Y0 Z50； （设定工件坐标系） N02 G01 Z0 F200 M03 N03 G07 X0 （设定X 轴为虚轴） N04 G03 X0 Y.0 I0 J5.0 Z20.0 F100； （正弦线插补功能） N05 G07 X1 （设定X 轴为实轴） N06 G01 Z50 N07 M30二、加工中心的编程指令 主子程序主子程序 主子程序概念在前面章节作了详细的介绍，本节以孔加工为例做介绍。 例：如下图图所示零件，进行打中心孔、钻孔、攻螺纹等加工。主程序为O0003；钻中心孔、钻孔、倒角、攻螺纹和钻孔位置子程序分别为O0100、O0200、O0300、O04

49、00和O0500号。工件坐标系的原点为W，固定循环的初始平面为Z=250mm，R点平面为Z=2mm，钻通孔钻头伸出量为2mm，中心孔的孔深为1.5mm，倒角深度为1mm，其它尺寸见图。孔加工零件图4321W80XYXZ228.515M10W刀具：T01（中心钻）T02（8.5钻头）T03（倒角钻头）T04（M10丝锥）二、加工中心的编程指令主子程序孔加工程序表4321W80XYXZ228.515M10W程 序说 明O0003主程序N10 G54 G90 G00X0 Y0 Z250.0选择工件坐标系，快进到换刀点N15 T01 M06换上01号刀具中心钻N20 S1500 M03 M08启动主轴

50、，开冷却液N25 M98 P0100在四个孔中心孔位置打中心孔N30 T02 M06换02号刀具8.5钻头N35 S1000 M03 M08启动主轴，开冷却液N40 M98 P0200钻四个孔N45 T03 M06换03号刀具倒角N50 S1500 M03 M08启动主轴，开冷却液N55 M98 P0300给每个孔倒角N60 T04 M06换04号刀具M10丝锥N65 S200 M03 M08启动主轴，开冷却液N70 M98 P0400对四个孔攻丝N75 G28返回参考点主程序结束N80 M30主程序结束二、加工中心的编程指令 主子程序孔加工程序续表14321W80XYXZ228.515M10

51、W程 序说 明O0100钻中心孔子程序N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F10.0钻中心孔循环，钻第1个孔的中心孔N90 M98 P0500调用孔位置子程序（二级调用），钻2、3、4孔的中心孔N95 M99O0200钻孔子程序N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0钻第1个孔N105 M98 P0500调用孔位置子程序，钻2、3、4孔N110 M99O0300倒角子程序N115 G99G81X-40.0Y0.R2.0Z-1.0F20.0第1个孔倒角N120 M98P0500调用孔位置子程序， 对2、3、4孔倒角N125 M99二、加工中心的编程指令主

52、子程序孔加工程序续表24321W80XYXZ228.515M10W程 序说 明O0400攻丝子程序N130 G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0攻第1个孔N135 M98 P0500用孔位置子程序， 对2、3、4孔攻丝N140 M99O0500位置子程序N150 X0 Y40.0第2个孔的位置N155 X40.0 Y0第3个孔的位置N160 X0.0 Y-40.0第4个孔的位置N165 M99二、加工中心的编程指令 练习1加工如下图题图1所示零件的一系列光孔和螺纹孔。 （1）加工工艺过程为：钻深度为2mm的中心孔钻孔在螺纹孔位置倒角，深度1.5mm攻螺纹； （2）加工过程

53、中，换刀点确定在X=0，Y=0，Z=100处； （3）使用固定循环加工，安全平面在Z=50处，R平面离工件3mm； （4）程序中按照下表确定刀具编号、切削用量； （5）考虑Z向加工过程的刀具长度补偿（不考虑补偿量）。刀具编号规格转速S(rmin)进给量F(mmmin)中心钻T0l50010钻孔刀T0254505钻孔刀T03650010攻丝刀T04630062.4、用户宏功能程序 相当于由操作者自己编制的加工子程序，使用中只要关注程序的变量即可。1、变量 宏功能的最大特点是可以使用变量。（1）变量的表示 变量可以用“#”号和紧跟其后的变量序号来表示：# 5，# 109，# 501（2）变量的引用

54、 将跟随在一个地址字后面的数值用一个变量来代替，即引入了变量，变量用方括号引用。例如：对于F# 103，若 # 103=50 时，则为 F50； 对于Z-# 110，若 # 110=100 时，则为 Z-100； 对于G# 130，若 # 130=3 时，则为 G03；二、加工中心的编程指令（3）变量的类型 公共变量：分为全局变量和局部变量。全局变量是在主程序和主程序调用的各用户宏程序内都有效的变量。公共变量的序号为：# 0# 49当前局部变量有（可以在子程序中使用）# 50# 199 全局变量# 200# 249 0层局部变量# 250# 299 1层局部变量# 300# 349 2层局部变

55、量# 350# 399 3层局部变量# 400# 449 4层局部变量# 450# 499 5层局部变量# 500# 549 6层局部变量 系统变量 # 600# 699 刀具长度寄存器 H0H99# 700# 799 刀具半径寄存器 D0D99# 800# 899 刀具寿命寄存器# 1000# 1008 机床当前位置# 1010# 1018 编程当前位置# 1020# 1028 编程工件位置 2常量PI： 圆周率 314159265358979TRUE： 条件成立(真)FALSE： 条件不成立(假) 3运算符 （1）算术运算符： +， -， * ，/（2）条件运算符： EQ（），NE（），G

56、T（），GE（），LT（），LE（） （3）逻辑运算符： AND，OR，NOT （4）函数：SIN，COS，TAN，ATAN，ATAN2，ABS，INT，SIGN，SQRT，EXP 4语句表达式 （1）赋值语句。即把常数或表达式的值送给一个宏变量。 例如：#2 = 175/SQRT2 * COS55 * PI/180 #3 = 124.0（2）条件判别语句 IFELSEENDIF。（3）循环语句 WHILEENDW。 编程应用举例编程应用举例 1例1：如左图示：毛坯为100mm80mm27mm的方形坯料，材料45钢，且底面和四个轮廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工顶面、孔及沟槽。三、加工

57、中心的编程实例1、加工部位分析分析加工顶面；加工顶面；加工加工3232孔；孔；加工加工6060沉孔及沟槽；沉孔及沟槽；加工加工4 4M8M87H7H螺孔；螺孔；加工加工2 2 12 12孔；孔；加工加工3 3 6 6孔孔三、加工中心的编程实例2、工步设计1）粗铣顶面 T1端面铣刀1252）钻32、 12孔中心孔 T2中心钻23）钻32、 12孔至11.5 T3麻花钻11.54）扩32孔至30 T4麻花钻305）钻36孔至尺寸 T5麻花钻66）粗铣60沉孔及沟槽 T6立铣刀18，2刃7）钻4M8底孔至6.8 T7麻花钻6.88）镗32孔至31.7 T8镗刀31.79）精铣顶面 T1端面铣刀125

58、三、加工中心的编程实例 10）铰12孔至尺寸 T9铰刀12 11）精镗32孔至尺寸 T10微调精镗刀32 12）精铣60沉孔及沟槽至尺寸T11立铣刀18， 4刃 13） 12孔口倒角 倒角刀20 14） 36、M8孔口倒角 麻花钻11.5 15）攻4M8螺纹 T12丝锥M8三、加工中心的编程实例3、装夹4.走刀路线与编程工步工步1 1：粗铣顶面：粗铣顶面 O1011;N3 G17 G90 G40 G80 G49 G21;G91 G28 Z0.;N5 M06 T01;N8 G90 G54 G00 X120. Y0.;N9 M03 S240;N10 G43 Z100. H01;N11 Z0.5;N

59、12 G01 X-120. F300;N13 G00 Z100. M05;N14 G91 G28 Z0. M05;/ M00；4.走刀路线与编程工步工步2 2：钻：钻3232、 1212孔中心孔孔中心孔 N16 M06 T02;N19 G90 G54 G00 X0. Y0.;N20 M03 S1000;N21 G43 Z100. H02;N22 G99 G81 Z-5. R5. F100;N23 X-36. Y26.;N24 G98 X36. Y-26.;N25 G80 G91 G28 Z0. M05;/ M00;4.走刀路线与编程工步工步3 3：钻：钻3232和和 1212孔至孔至11.51

60、1.5N27 M06 T03;N30 G90 G54 G00 X0. Y0.;N31 M03 S550; N32 G43 Z100. H03;N33 G99 G81 Z-30. R5. F110;N34 X-36. Y26.;N35 G98 X36. Y-26.;N36 G80 G91 G28 Z0. M05;/ M00;4.走刀路线与编程工步工步4 4：扩：扩3232孔至孔至3030N38 M06 T04;N41 G90 G54 G00 X0. Y0.;N42 M03 S280;N43 G43 Z100. H04;N44 G98 G81 Z-35. R5.0 F85;N45 G80 G91