数控加工中心铣削知识

1、 掌握FANUC系统的钻、扩、铰、镗等孔类、平面铣削、含直线插补、圆弧插补二维轮廓等加工程序的编制。能在FANUC系统的数控铣与加工中心上加工平面、型腔、曲面、孔系、槽类等工件；熟练掌握程序输入与编辑、对刀、程序调试与运行、刀具管理等操作功能。目目 录录目目 录录目目 录录1. FS0系列2. FS10/11/12系列3. FS15系列4. FS16/ FS18系列5. FS21/ FS210系列1. FANUC系统加工中心的准备功能（表4-1）概述表4-1 FANUC数控系统的准备功能表表4-1 FANUC数控系统的准备功能表（续）表4-1 FANUC数控系统的准备功能表（续）表4-1 FA

2、NUC数控系统的准备功能表（续）表4-1 FANUC数控系统的准备功能表（续）表4-1 FANUC数控系统的准备功能表（续）（2）直线插补（G01） 书写格式：G01 X_ Y_ Z_ C/R_ F_ E_ S_ B_ M_；（3）英米制转换（G20G21） 书写格式：G20/G21（4）存储行程极限2. FANUC系统加工中心的基本指令简介（1）快速点定位（G00）G00 X_ Y_ Z_ S_ B_ M_；经常使用的格式：G00 X_ Y_ Z_ ；1）限制区用参数设定 G22； G23；2）限制区不用参数设定G22 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_；（5）圆弧插补（G02、G03）YZ

3、平面圆弧为G19 G02/G03 Y_ Z_1）书写格式：XY平面圆弧为G17 G02/G03 X_ Y_;_RFIJZX平面圆弧为G18 G02/G03 X_ Z_;_RFJK_;_RFIK2）圆心编程。表4-2 圆心编程指令及其说明 3）半径编程。用R指定圆弧插补时，圆心可能有两个位置，这两个位置由R后面值的符号区分，圆弧所含弧度不大于时，R为正值；大于时，R为负值。 若编程对象为以C为圆心的圆弧时：G17 G02 X_ Y_ R+R1； 若编程对象为以D为圆心的圆弧时： G17 G02 X_ Y_ R-R2； 其中R1、R2为半径值。图4-5 圆心编程图4-6 半径编程4）整圆的编程。绝

4、对值编程：G90 G02 I-20.0；增量值编程：G91 G02 I-20.0；（6）任意角度倒棱角C、倒圆弧R 直线插补（G01）及圆弧插补（G02、G03）程序段最后附加C则自动插入倒棱，附加R则自动插入倒圆。图4-9 自动倒棱角图4-10 自动倒圆弧角图4-11 出现报警的情况1. FANUC系统加工中心的辅助功能（表4-3）概述表4-3 FANUC数控系统的辅助功能M代码及其功能2.主要辅助功能简介图4-12 主轴正、反转a）主轴正转 b）主轴反转（6）M05主轴停止。（7）M06换刀。（8）M08 切削液开。（9）M09 切削液关。（10）M30程序结束并返回。（1）M00程序暂停

5、。（2）M01程序选择停止。（3）M02程序结束。（4）M03主轴正转。（5）M04主轴反转。1.孔加工指令表4-4 孔加工指令2.固定循环动作的组成表4-5 固定循环动作说明图4-13 固定循环动作的组成3.固定循环的代码组成（1）数据格式代码G90G91。（2）返回点代码G98（返回初始点）/G99（返回R点）。（3）孔加工方式代码G73G89。4.固定循环指令组的书写格式（表4-6）表4-6 固定循环指令组的书写格式表4-6 固定循环指令组的书写格式（续） 1.高速深孔往复排屑钻G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_；2.攻左旋螺纹G74 X_ Y_ Z_ R_ F_ P_；图4-1

6、4 G73循环图4-15 G74循环3.精镗G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_；图4-16 G76循环4.钻（G81）G81 X_ Y_ Z_ R_ F_；图4-17 G81循环5.钻孔（G82）G82 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_；图4-18 G82循环 6.深孔排屑钻（G83）G83 X_ Y_ Z_ Q_ R_ F_；图4-19 G83循环7.攻右旋螺纹G84 X_ Y_ Z_ R_ F_ P_；图4-20 G84循环8.镗削（G85）G85 X_ Y_ Z_ R_ F_；图4-21 G85循环9.镗削G88 X_ Y_ Z_ R_ P_ F_；图4-22 G88循环

7、10.镗削（G86）G86 X_ Y_ Z_ R_ F_；图4-23 G86循环11.背镗（G87）图4-24 G87循环12.镗削（G89）图4-25 G89循环 取消固定循环（G73、G74、G76、G81G89），以后执行其他指令，R点、Z点也取消（即增量指令R=0、Z=0），其他孔加工信息也全部取消。 1）在固定循环指定前，必须用辅助机能（M码）使主轴旋转。 2）如果程序段包含X、Y、Z、R等信息，固定循环钻孔。如果程序段不包含X、Y、Z、R等信息，不执行钻孔。但是当指定G04X；不钻孔。 3）在钻孔的程序段，指定钻孔信息Q、P，即在X、Y、Z、R等信息的程序段中指定它。如果在不执行钻

8、孔的程序段中指定这些信息，不保存为模态信息。 4）当主轴旋转控制使用在固定循环（G74、G84、G86）时，必须在每个钻孔动作间插入一个暂停指令（G04）使时间延长。此时，不用K指定重复次数，如图426所示。图4-26 G04在孔的固定循环中的应用 5）如前述，固定循环也可用G00G03（01组G代码）取消。 6）固定循环指令和辅助功能在同一程序段中，在定位前执行M功能。 7）在固定循环模式中刀具半径补偿无效。 8）在固定循环模式指定刀具长度补偿（G43、G44、G49）时，当刀具位于R点时（动作2）生效。 9）操作注意事项 在单步进给模式执行固定循环时，在图413的动作1、2、6结束时停止。

9、所以钻1个孔必须起动3次。在动作1及2结束时，进给暂停灯会亮。在动作6结束后有重复次数时，进给暂停，如果没有重复次数，进给停止。 在固定循环G74、G84的动作3至5之间使用进给暂停时，进给暂停灯立刻会亮，继续运行到动作6后停止。如果在动作6时再度使用进给暂停，会立刻停止。 在固定循环G74、G84的动作中，进给倍率调整假设为100。图4-27 重复次数的使用1.概述图4-28 子程序调用2. 子程序的嵌套3.子程序调用图4-29 子程序嵌套方式图4-30 子程序重复调用_;_IJKR格式：G170203GGX_ Y_ Z_2.等导程螺纹切削（G33）G33 LP_ F_ Q_；_;_JKIR

10、G170203GGX_ Y_ Z_;_IKJRG170203GGX_ Y_ Z_图4-32 长度方向导程示意图图4-33 螺纹切削实例N20 G90 X100.0 Y0 S45.0 M03；N21 Z200.0；N22 G33 Z120.0 F5.0；N23 M19；N24 G00 X105.0；N25 Z200.0 M00；N26 X100.0 M03 S45.0；N27 G04 X2.0；N28 G33 Z120.0 F5.0；1.机床操作面板图4-34 FANUC 0i（铣床）操作面板（1）电源1）NC电源接通（绿色按钮）。2）NC断电按钮（红色按钮）。（2）方式选择键（3）程序运行控制

11、开关（4）机床主轴手动控制开关（5）手动移动机床各轴按钮（6）增量（点动）进给选择按钮（7）进给（F）倍率选择旋钮 （8）主轴倍率选择旋钮（9）手脉（手摇脉冲发生器）（10） 单步执行开关（11） 程序段跳读自动方式（12） 程序选择停止（13） 机床空运行（14） 手动示教。（15） 冷却液开关（16） 在刀库中选刀（17） 程序编辑锁定开关 置于“ ”位置（18） 程序重启动（19） 机床锁定开关（20） M00程序停止（21） 紧急停止旋钮。2. FANUC 0i数控系统操作（1）按键介绍（2）编辑键（3）页面切换键（4）翻页按钮（PAGE）（5）光标移动（CURSOR）（6）输入键图4

12、-35 FANUC 0i（铣床）编程面板1.手动返回机床参考点2.手动操作（1）开始操作的流程（2）手动移动机床轴的方法有三种 1）快速移动，这种方法用于较长距离的工作台移动。 2）增量移动，这种方法用于微量调整，如用在对基准操作中。3.刀具数据的设定与补偿4.工件坐标系的设定 （1）X、Y轴坐标值的测量。（3） 手动顺序图4-38 找X轴坐标图4-39 找Y轴坐标（3）工件坐标系的输入（4）输入零件原点参数（2）测量Z轴坐标图4-40 Z轴坐标的测量1.选择一个程序（以选择O7为例）（1）按程序号搜索（2）选择模式AUTO位置（3）删除一个程序（4）删除全部程序（5）搜索一个指定的代码（6）

13、编辑数控程序（删除、插入、替换操作）2.程序的输入（1）通过操作面板手工输入数控程序（2）从计算机输入一个程序1.试运行程序2.单步运行3.启动程序加工零件4.自动运行的停止5.自动运行的再启动1.图形模拟加工2.工作参数的设定3.位置显示4.镜像功能5.零件坐标系（绝对坐标系）位置（图444） 如图4-45所示的某模板，其材料为45钢，表面基本平整。需要做上表面的平面加工，加工表面有一定的精度和表面粗糙度要求。图4-45 模板平面的数控加工例例1 平面加工（1）零件图分析（2）工艺分析 该模板的平面加工选用可转位硬质合金面铣刀，刀具直径为120mm，刀具镶有8片八角形刀片，使用该刀具可以获得

14、较高的切削效率和表面加工质量。 为方便加工，确定该工件的下刀点在工件右下角，用铣刀试切上表面，碰到后向X轴正方向移动，移出工件区域，从该位置开始加工。O0005N0010 S800 M03；N0015 G43 G00 Z0 H01；N0020 G91 G01 Z-0.05 F500；N0030 X-1300.0；N0040 Y100.0；N0050 X1300.0；N0060 Y100.0；N0070 X-1300.0；N0080 Y100.0；N0090 X1300.0；（3）编写加工程序N0100 Y100.0；N0110 X-1300.0；N0120 Y100.0；N0130 X1300

15、.0；N0140 Y100.0；N0150 X-1300.0；N0160 Y100.0；N0170 X1300.0；N0180 G49 G00 Z100.0；N0190 M05；N0200 M30； 模板平面的平面度误差可用百分表检测，具体方法为：平面加工完成后，用百分表移动检测被测平面的两条对角线，百分表的最大与最小读数之差即为平面度误差，应小于0.2mm。（4）零件检查例例3 型腔的加工（1）零件图分析 图4-49a为某内轮廓型腔零件图，要求对该型腔进行粗、精加工。图4-49 内轮廓型腔的数控加工 1）装夹定位：采用机用平口虎钳。 2）加工路线：粗加工分四层切削加工，底面和侧面各留0.5m

16、m的精加工余量，粗加工从中心工艺孔垂直进刀，向周边扩展，如图4-49b所示，所以，应在腔槽中心钻好f20mm工艺孔。 3）加工刀具：粗加工采用20mm的立铣刀，精加工采用10mm的键槽铣刀。（2）工艺分析O0008N10 T01 M06；N20 G54 G90；N30 G43 G00 Z40.0 S275 M03 H01；N35 G00 X0.0 Y0.0；N40 M08；（3）确定加工坐标原点根据零件图，可设置程序原点为工件的下表面中心。（4）编写加工程序N50 G01 Z25.0 F20；N60 M98 P0030；N70 Z20.0 F20；N80 M98 P0030；N90 Z15.0

17、 F20；N100 M98 P0030；N110 Z10.5 F20；N120 M98 P0030；N130 G00 Z40.0；N135 G49 Z300.0N137 G28 Z305.0N140 T02 M06；N145 G43 G90 G00 Z40.0 H02N150 S500 M03；N160 M08；N170 G01 Z10.0 F20；N180 X-11.0 Y1.0 F100；N190 Y-1.0；N200 X11.0；N210 Y1.0；N220 X-11.0；N230 X-19.0 Y9.0；N240 Y-9.0；N250 X19.0；N260 Y9.0；N270 X-19

18、.0；N280 X-27.0 Y17.0；N290 Y-17.0；N300 X27.0；N310 Y17.0；N320 X-27.0；N330 X-34.0 Y25.0；N340 G03 X-35.0 Y24.0 I0.0 J-1.0；N350 G01 Y-24.0；N360 G03 X-34.0 Y-25.0 I1.0 J0.0；N370 G01 X34.0；N380 G03 X35.0 Y-24.0 I0.0 J1.0；N390 G01 Y24.0；N400 G03 X34.0 Y25.0 I-1.0 J0.0；N410 G01 X-35.0；N420 G00 X-30.0 Y10.0；N

19、430 G00 Z40.0；N435 G49 Z300.0;N437 G28 Z305.0;N440 M05；N450 M30；O0030；N10 X-17.5 Y7.5 F60；N20 Y-7.5；N30 X17.5；N40 Y7.5；N50 X-17.5；N60 X-29.5 Y19.5；N70 Y-19.5；N80 X29.5；N90 Y19.5；N100 X-29.5；N110 X0Y0；例例4 外轮廓加工实例（如图4-50所示） 刀具：T02为f20mm的立铣刀，长度补偿号为H12，半径补偿号为D22。 说明：两个f30mm的孔用来装夹工件。 O0070 N0010 G17 G21

20、G49 G40 G54 G90 T02； N0020 M06 ； N0030 M03 S800； N0040 G43 G00 Z5.0 H12； N0050 G00 X-50.0 Y-50.0； N0060 G01 Z-20.0 F300； N0070 M98 P1010； N0080 G01 Z-43.0 F300； N0090 M98 P1010； N0100 G49 G00 Z300.0； N0110 G28 Z300.0；N0120 M30；01010N0010 G42 G01 X-30.0 Y0.0 F300 D22 M08；N0020 X100.0；N0030 G02 X300.0

21、 Y0.0 R100.0；N0040 G01 X400.0；N0050 Y300.0；N0060 G03 X0.0 Y300.0 R200.0；N0070 G01 Y-30.0；N0080 G40 G01 X-50.0 Y-50.0；N0090 M09；N0100 M99；例例8 孔系的加工（图4-54） 材料为40Cr。刀具：T01号为20mm的钻头，长度补偿号为H01；T02号为 f17.5mm的钻头，长度补偿号为H02；T03号为图4-54 孔系的加工M20的丝锥，长度补偿号为H03；T04号为f20mm的键槽铣刀，长度补偿号为H04。说明：由于特殊工艺要求，要求3号孔先钻再铣。编程如下

22、：O0020N0010 G17 G21 G40 G49 G90 G80 G54 T02；N0020 M06；N0030 M03 S800；N0040 G00 X20.0 Y80.0 T03；N0050 G43 G00 Z3.0 H02 M08；N0060 G01 Z-24.0 F300；N0070 G01 Z3.0；N0080 G00 X85.0 Y60.0；N0090 G01 Z-10.0 F280；N0100 G01 Z3.0 M09；N0105 G49 G00 Z300.0；N0110 G28 Z303.0 M06；N0120 M03 S200；N0130 G29 X20.0 Y80.0

23、；N0135 G43 G00 Z30.0 H03 M08；N0140 G01 Z-24.0 F500；N0150 M05；N0160 G04 P3000；N0170 M04 S200；N0180 G01 Z3.0 F500 M09 T04；N0185 G49 G00 Z300.0；N0190 G28 Z300.0 M06；N0200 M03 S800；N0210 G29 X85.0 Y60.0；N0215 G43 G00 Z3.0 H04 M08；N0220 G01 Z-10.0 F300 T01；N0230 G04 X3.5；N0240 G00 Z3.0 M09；N0245 G49 G00

24、Z300.0；N0250 G28 Z303.0 M06；N0260 M03 S800；N0270 G00 X45.0 Y40.0；N0280 G43 G00 Z3.0 H01 M08；N0290 G01 Z-12.0 F300：N0300 G01 Z3.0 M09；N0305 G49 G00 Z300.0；N0310 G28 Z300.0 M05；N0320 M30；零件检查 1）用游标卡尺或20H9的塞规检测两孔的直径f mm。 2）用深度游标卡尺检测孔的深度尺寸10+0.100mm。 3）位置尺寸的检测（以2号孔的检查为例）： 用游标卡尺分别测量2号孔到基准面A和B的尺寸。该尺寸应符合（4

25、50.01）mm、（400.01）mm的要求。 将标准心轴装入2号孔内，用深度游标卡尺或深度千分尺分别测量心轴上素线与基准面A的距离和心轴侧素线至基准面B的距离，就很容易地得到2号孔的位置尺寸。 3号孔的检查与2号孔一样，就不再赘述了。 4）位置度误差的检查： 将标准心轴装入2、3号孔内，用百分表测量心轴上素线至基准面A与侧素线至基准面B的距离，在20mm的长度上允差为0.025mm。0.052020例例11 方槽加工实例 零件如图4-57所示，刀具T01为f8mm的键槽铣刀，长度补偿号为H01，半径补偿号为D01，每次Z轴方向的切深为2.5mm。 程序编写如下： O0100 N0010 G5

26、4 G90 G17 G21 G49 G40 T01； N0020 M06； N0030 M03 S800； N0040 G90 G00 X-4.5 Y-10.0 M08； N0050 G43 G01 Z0 H01； N0060 M98 P110 L4； N0070 G49 G90 G00 Z300.0 M05； N0090 X0 Y0 M09； N0100 M30； O0110 N0010 G91 G01 Z-2.5 F80；N0020 M98 P120 L4；N0030 G00 X-76.0 M99；O0120N0010 G91 G00 X19.0；N0020 G41 G01 X4.5 D0

27、1 F80；N0030 Y75.0；N0050 X-9.0；N0060 Y-75.0；N0070 G40 G01 X4.5 M99；零件检查 1）用游标卡尺或综合样板检测直角槽的宽度9mm及间距尺寸10mm。 2）用游标卡尺或壁厚千分尺，也可以用杠杆百分表检测直角槽与基准面A的平行度误差。 3）槽侧到定位面尺寸10mm，可用游标卡尺或壁厚千分尺检测。 4）槽深尺寸10+0.050mm可用深度游标卡尺检测。1.螺纹加工图4-62 螺纹加工 例例16 如图462所示，孔径已加工完成，使用可调式镗刀，配合G33指令切削M601.5的内螺纹。 程序如下： O5008； G90 G00 G17 G40

28、G49； G54 X0 Y0； M03 S400； G43 Z10.0 H01； G33 Z-45.0 F1.5； M19； G00 X-5.0； Z10.0； X0M00；M03；G04 X2.0；G33 Z-45.0 F1.5；M19；G00 X-5.0；Z10.0；X0 M00；M03；G04 X2.0；G33 Z-45.0 F1.5；M19；G00 X-5.0；Z10.0G28 G91 Z0；M30；2. 加工中心综合零件的加工 下面以图4-63所示零件为例，介绍其在立式加工中心上加工的程序编制方法。已知该零件的毛坯为100mm80mm27mm的方形坯料，材料为45钢，且底面和四个轮廓面均已加工好，要求在FANUC 0i-MC系统立式加工中心上加工顶面、孔及沟槽。图4-63 零件简图3.工艺方案制定 该零件在加工中心工序前已将轮廓和底面加工完成，在加工中心上加工的内容是： 加工顶面； 加工f32mm孔； 加工f60mm沉孔及沟槽； 加工3f6mm及2f12mm孔； 加工4M87H螺孔。 如图4-64所示，根据该零件的结构和加工特点，选择机用虎钳把工件装夹在机床工作台上。图4-64 工件装夹简图6.绘制数控加工进给路线图 在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动中与夹具、工件等发生意外的碰撞，为此，必须设法告诉操作者程序中的刀具进给图4-6