2023学年完整公开课版数控第四章

第四章数控铣床、加工中心加工基础§4－1数控铣床、加工中心加工的对象§4－2数控铣床、加工中心加工的工艺制定§4－3数控铣床及加工中心的编程基础§4－4编程实例§4－1数控铣床、加工中心加工的对象一、数控铣床加工的主要对象二、加工中心加工的主要对象一、数控铣床加工的主要对象1．平面类零件

平面类零件——加工面平行或垂直于水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件。轮廓面A垂直于水平面侧面B与水平面成一定角度斜面2．变斜角类零件

变斜角零件——加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件。飞机变斜角梁缘条3．曲面类零件

曲面类零件——加工面为空间曲面的零件，如模具、叶片、螺旋桨等。4．复杂零件

复杂零件——对形状复杂，尺寸繁多，划线与检测均较困难，在普通铣床上加工时难以观察和控制的零件。5．高精度零件

高精度零件——尺寸精度、形位精度和表面粗糙度要求较高的零件。6．一致性要求好的零件

数控铣床容易保证成批零件的一致性，使其加工精度得到提高，质量更加稳定。二、加工中心加工的主要对象1．既有平面又有孔系的零件箱体类零件盘、套、板类零件2．结构形状复杂，普通机床难加工的零件

主要表面是由复杂曲线、曲面组成的零件，加工需要多坐标联动加工，这在普通机床上是难以完成的，加工中心是加工这类零件的最有效的设备。3．外表不规则的异形零件

异形零件——支架、拨叉类外形不规则的零件，大多要点、线、面多工位混合加工。4．周期性投产的零件

用加工中心加工零件时，所需工时主要包括基本时间和准备时间，准备时间占很大比例。5．加工精度要求较高的中小批量零件

对加工精度要求较高的中小批量零件，选择加工中心加工，容易获得所要求的尺寸精度和形状位置精度，并得到很好的互换性。6．新产品试制中的零件

在新产品定型之前，需经反复试验和改进，选择加工中心试制，可省去许多用通用机床加工所需的试制工装。§4－2数控铣床、加工中心加工的工艺制定一、数控铣床、加工中心加工工艺的内容二、加工中心加工工艺分析举例一、数控铣床、加工中心加工工艺的内容1．分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求。

2．确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。

3．加工工序的设计。

4．数控加工程序的调整。二、加工中心加工工艺分析举例1．零件图样分析2．确定加工方案3．确定装夹方案4．选择刀具及切削用量平面轮廓的铣削§4－3数控铣床及加工中心的编程基础一、坐标系二、常用准备功能指令三、刀具功能指令四、固定循环功能五、加工中心的编程FANUC－0M数控系统为例功能文字码含义程序号O；ISO/EIA表示程序名代号（1～9999）程序段号N表示程序段代号（1～9999）准备功能G确定移动方式等坐标字X、Y、Z、A、B、C坐标轴移动指令（±99999.999mm）R圆弧半径（±99999.999mm）I、J、K圆弧圆心坐标（±99999.999mm）常用文字码及其含义功能文字码含义进给功能F表示进给速度（1～1000mm/min）主轴功能S表示主轴转速（1～9999mm/min）刀具功能T表示刀具号（1～99）辅助功能M辅助装置的开、关动作或状态偏移号H、D偏移代号（0～99）暂停P或X暂停时间子程序号及调用次数P调用子程序号及重复调用次数一、坐标系

数控铣床类机床中，坐标系如何建立取决于机床的类型。立式升降台铣床卧式升降台铣床二、常用准备功能指令1．绝对值指令G90和增量值指令G91

绝对坐标编程：刀具运动过程的刀具位置坐标以一个固定的工件原点为基准，即刀具运动的位置坐标是指刀具相对于工件坐标系坐标原点的编程。在程序中用G90指定。

增量坐标编程：也称相对坐标编程。刀具运动的位置坐标以刀具起点为基准，即表示刀具终点相对于刀具起点坐标值的增量。在程序中用G91指定。G90与G91编程示例2．工件坐标系零点偏置指令G54～G59

实质：设置工件坐标系原点在机床坐标系中的绝对坐标值。

设定过程：选择装夹后的工件上的编程原点→找出该点在机床坐标系中的绝对坐标值→将这些值通过机床面板操作输入机床偏置存储器参数中。工件坐标系与机床坐标系的关系G90（绝对坐标编程）G54G00X0Y0；G55G00X0Y0；G57G00X0Y0；G58G00X0Y0；3．工件坐标系设定指令G92格式：G92X__Y__Z__；X__Y__Z__为刀具当前位置相对于工件原点的坐标值。程序：G92X30.0Y30.0Z20.0；表示设定刀具当前位置的工件坐标系的绝对坐标值为（30，30，20），从而反推得出工件原点和工件坐标系。4．坐标平面选择指令G17、G18、G19

坐标平面选择指令是用来选择圆弧插补的平面和刀具补偿平面的。G17表示XY平面指定G18表示XZ平面指定G19表示YZ平面指定5．快速点定位指令G00格式：G00X__Y__Z__6．直线插补指令G01格式：G01X__Y__Z__F__X__Y__Z__为目标点坐标，G00不用指定移动速度，其移动速度由机床系统参数设定。X__Y__Z__为目标点坐标；F__为刀具切削的进给速度。7．圆弧插补指令G02/G03G17G02/G03X＿Y＿I＿J＿(或R)F＿G18G02/G03X＿Z＿I＿K＿(或R)F＿G19G02/G03Y＿Z＿J＿K＿(或R)F＿G02和G03用于指定圆弧插补。其中，G02表示顺时针圆弧插补；G03表示逆时针圆弧插补。程序格式分别为：8．暂停功能G04格式：G04X2.0或G04P2000

地址X后面用小数点进行编程，单位为s，如X2.0表示暂停时间为2s。地址P后面不允许带小数点，单位为ms，如P2000表示暂停时间为2s。三、刀具功能指令1．刀具长度补偿指令G43、G44、G49格式：G43/G44Z＿H＿G43为刀具长度正补偿指令

G44为刀具长度负补偿指令

Z为目标点的坐标值

H为刀具长度补偿值的寄存地址刀具长度补偿2．刀具半径补偿G41、G42、G40刀具半径左补偿刀具半径右补偿（1）刀具半径左补偿指令G41和右补偿指令G42（2）取消刀具半径补偿指令G40格式：G00（或G01）G41/G42

X＿Y＿D＿（F＿）；

X、Y表示刀具移至终点的坐标值

D为刀具半径补偿值的寄存地址字

最后一段刀具半径补偿轨迹加工完成后，用G40指令取消刀具半径补偿。四、固定循环功能FANUC－0M数控铣床、加工中心系统配备了固定循环功能，主要用于孔加工，包括钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等。一个程序段可以完成一个孔的全部动作（如钻孔进给、退刀、孔底暂停等）。1．孔加工动作动作1（AB段）

G17平面快速定位；动作2（BR段）

Z向快速进给到R点；动作3（RZ段）

Z轴切削进给，进行孔加工；动作4（Z点）孔底部动作；动作5（ZR段）

Z轴退刀至R点；动作6（RB段）

Z轴快速回到起始位置；孔加工固定循环2．固定循环的编程程序格式：

G90/G91G98/G99G××X＿Y＿Z＿R＿Q＿P＿F＿G90：绝对值编程。 G91：增量值编程。

G98：刀具返回时到达起始平面。

G99：刀具返回时到达R点平面。

G××：孔加工方式，对应于固定循环指令。

X＿Y＿：孔在XY平面内的位置。

Z＿：孔底平面的位置。 R＿：R点平面所在位置。

Q＿：当有间歇进给时，刀具每次加工深度；精镗或反镗孔循环中的退刀量。

P＿：指定刀具在孔底的暂停时间，数字不加小数点，以ms作为时单位。

F＿：进给速度。

【例】加工孔，Z轴开始点距工件表面100mm外，切削深度为20mm。绝对方式编程，工件表面作为G54的零点。例题：钻孔五、加工中心的编程1．加工中心的选刀与换刀（1）选刀指令格式：T××（2）换刀指令格式：M062．加工中心常用换刀程序方法一：N10

G91

G28

Z0

T02N20

M06方法二：N10G01X＿Y＿Z＿T02……N80

G91

G28

Z0

M06N90

G01X＿Y＿Z＿T03…§4－4编程实例一、数控铣床编程实例二、加工中心编程实例一、数控铣床编程实例二、加工中心编程实例思考与练习1．数控铣削的主要加工对象。

2．加工