数控编程与加工课件

数控技术概述1.1绪论1、数控技术的基本概念数控技术是一种在生产过程中以数字量的编程来实现机械或其他工业设备工作的自动控制技术数控设备的工作原理：工作（加工控制）要求数控程序数控设备工作（加工控制）结果2、数控机床的组成（1）加工程序控制机床自动加工的工作指令（2）输入装置光电阅读机、录音机、软盘驱动器（3）数控系统组成：主控制系统、运算器、存储器、输入输出接口（4）伺服驱动系统数控系统和机床本体间的传动联系环节（5）机床本体

（6）辅助控制装置

3、数控系统的组成（1）数控系统硬件组成电池电源交流电源直流电源2）控制系统3）独立单元1）电源系统1）由系统制造者编制的基本芯片、基本系统程序、加工循环、测量循环等组成。2）由机床制造厂编制的针对具体机床用的NC机床数据、PLC机床数据。

3）由用户编制的加工主程序、加工子程序、刀补参数等（2）数控系统软件配置1.2数控加工的特点与适应性1、数控加工的特点（1）加工精度高，质量稳定（2）生产效率高（3）对加工对象的适应性强（4）自动化程度高，劳动强度低（5）便于实现现代化管理数控机床最适用于加工以下零件：（1）多品种、小批量零件；（2）形状复杂、精度要求较高，在普通机床上无法加工或难以加工的零件；（3）需要多次更改设计后才能定型的零件；（4）价格昂贵，不允许报废的零件；（5）需要最小生产周期的零件。2、数控加工的适应性1.3数控机床的分类1、按工艺用途分（1）金属切削类（2）金属成型类（3）特种加工类（4）其它类2、按功能档次分（1）低档数控机床（2）中档数控机床（3）高档数控机床1.4数控加工技术的发展1952年麻省理工学院第一台三坐标数控铣床诞生1、数控机床的发展概况电子电路微处理器集成电路晶体管数控系统的发展：

向高精度、高速度、高可靠性、高智能化以及高通信功能等方向发展。2、数控技术的发展方向3、机械制造系统的发展现代化生产系统主要有：柔性制造单元FMC（FlexibleManufacturingCell）柔性制造系统FMS（FlexibleManufacturingSystem）计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegral

ManufactuingSystem）

数控车床的程序编制

数控车床的工艺范围:轴类、盘类等回转体零件内外圆柱面、圆锥面成形表面、螺纹和端面车槽、钻孔、扩孔、铰孔3.1数控车床程序编制的基础

讨论三个问题：数控车床的工艺装备对刀方法数控车床的编程特点3.1.1数控车床的工艺装备

1、数控车床可转位刀具特点要求特

点目

的精度高可靠性高采用M级或更高精度等级的刀片；多采用精密级的刀杆；用带微调装置的刀杆在机外预调好。保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度。采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的车刀；

采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构和夹紧可靠的其他结构。断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑；适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削过程中夹紧不得有松动的要求。换刀迅速刀片材料刀杆截形采用车削工具系统；采用快换小刀夹。迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率。刀片较多采用涂层刀片。满足生产节拍要求，提高加工效率。刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆。刀杆与刀架系统匹配。2、数控车床刀具的选刀过程如图所示(1)机床影响因素1）机床类型：数控车床、车削中心2）刀具附件：刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄3）主轴功率4）工件夹持方式(2)选择刀杆刀杆类型、尺寸刀杆类型外圆加工刀杆内孔加工刀杆柄部截面形状刀杆尺寸柄部直径D柄部长度l1主偏角选用刀杆时，要考虑以下几个因素：1）夹持方式2）切削层截面形状，即切削深度和进给量3）刀柄的悬伸(3)刀片夹紧系统1）杠杆式夹紧系统特点为：定位精度高,切屑流畅,操作简便2）螺钉夹紧系统特点：适用于小孔径内孔以及长悬伸加工(4)选择刀片形状(5)工件影响因素1）工件形状：稳定性2）工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型3）毛坯类型：锻件、铸件等4）工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等5）表面质量6）加工精度7）切削深度8）进给量9）刀具耐用度(6)选定刀具1）选定刀片材料2）选定刀具3.1.2对刀

1、一般对刀2、机外对刀仪对刀3、自动对刀3.1.3数控车床的编程特点

1、加工坐标系

机床坐标系的坐标方向一致逆时针为＋C向顺时针为－C向原点选在便于测量或对刀的基准位置X轴径向Z轴轴向C轴从机床尾架向主轴看数控车床坐标系

2、直径编程方式与零件图样中的尺寸标注一致可避免尺寸换算过程中可能造成的错误直径编程

3、进刀和退刀方式进刀时，快速走刀接近工件，再改用切削进给切削起始点的确定切削起点的确定：与工件毛坯余量大小有关以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。3.2数控车床的基本编程方法

数控车削加工内容：内外圆柱面的车削加工端面车削加工钻孔加工螺纹加工复杂外形轮廓回转面的车削加工3.2.1F功能

F功能指令：控制切削进给量,有两种使用方法。1、每转进给量

编程格式G95F~例：G95F0.2表示进给量为0.2mm/r主轴每转进给量，单位为mm/rF后面的数字表示2、每分钟进给量编程格式G94F~F后面的数字表示例：G94F100表示每分钟进给量，单位为mm/min进给量为100mm/min3.2.2S功能S功能指令：控制主轴转速编程格式：S～S后面的数字表示主轴转速，单位为r/minS后面的数字表示1、最高转速限制

编程格式G50S～最高转速：r/min例：G50S3000表示：最高转速限制为3000r/min在具有恒线速功能的机床上：2、恒线速控制编程格式G96S～S后面的数字表示恒定的线速度：m/min例：G96S150表示：切削点线速度控制在150m/min在恒线速度情况下，转速的计算：A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/minB：n=1000×150÷(π×60)=795r/minC：n=1000×150÷(π×70)=682r/minabc3、恒线速取消编程格式G97S～S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速如S未指定，将保留G96的最终值例：G97S3000表示恒线速控制取消后主轴转速3000r/min3.2.3T功能T功能指令：选择刀具编程格式T～若T后面两位数则表示若T后面四位数字所选择的刀具号码前两位是刀具号后两位是刀具长度补偿号，或是刀尖圆弧半径补偿号例：T0303表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300表示取消刀具补偿3.2.4M功能(辅助功能)M00：程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE

START）使程序继续运行M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效M03：主轴顺时针旋转

M04：主轴逆时针旋转

M05：主轴旋转停止

M08：冷却液开

M09：冷却液关

M30：程序停止，程序复位到起始位置3.2.5加工坐标系设置编程格式G50X～Z～X、Z的值：起刀点相对于加工原点的位置例：按图设置加工坐标的程序段如下G50X128.7Z375.13.2.6倒角、倒圆编程1、45°倒角编程格式：G01Z(W)～I±～I的正负根据倒角是向X轴正向还是负向由轴向切削向端面切削倒角由端面切削向轴向切削倒角编程格式：G01X(U)～K±～K的正负根据倒角是向Z轴正向还是负向Z轴向X轴X轴向Z轴+x2、任意角度倒角直线进给程序段尾部加上C～C的数值是从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点或与终点之间的距离，如图：例：G01X50C10

X100Z-100L1L2oab3、倒圆角编程格式：G01Z(W)～R±r圆弧倒角情况如图所示编程格式：G01X(U)～R±r圆弧倒角情况如图所示4、任意角度倒圆角若程序为G01X50R10F0.2

X100Z-100则加工情况如图所示例：加工图中所示零件的轮廓，程序如下：G00X10Z22G01Z10R5F0.2X38K-4Z0abcdef3.2.7刀尖圆弧自动补偿功能G40--取消刀具半径补偿，按程序路径进给G41--左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给G42--右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给例：应用刀尖圆弧自动补偿功能加工如图所示零件：刀尖位置编码：3N10G50X200Z175T0101N20M03S1500N30G00G42X58Z10M08N40G96S200N50G01Z0F1.5N60X70F0.2N70X78Z-4N80X83N90X85Z-5N100G02X91Z-18R3F0.15N110G01X94N120X97Z-19.5N130X100N140G00G40G97X200Z175S1000N150M303.2.8单一固定循环1、圆柱面或圆锥面切削循环圆柱面切削循环圆锥面切削循环（1）圆柱面切削循环编程格式G90X(U)～Z(W)～F～X、Z--圆柱面切削的终点坐标值

U、W--圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量例：应用圆柱面切削循环功能加工如图所示零件N10G50X200Z200T0101N20M03S1000N30G00X55Z4M08N40G01G96Z2F2.5S150N50G90X45Z-25F0.2N60X40N70X35N80G00X200Z200N90M30（2）圆锥面切削循环编程格式G90X(U)～Z(W)～I～F～X、Z-圆锥面切削的终点坐标值U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标I-圆锥面切削的起点相对于终点的半径差如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，I值为负，反之为正例：应用圆锥面切削循环功能加工如图所示零件……G01X65Z2G90X60Z-35I-5F0.2X50G00X100Z200……2、端面切削循环（1）平面端面切削循环编程格式G94X(U)～Z(W)～F～X、Z-端面切削的终点坐标值

U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标例：应用端面切削循环功能加工图中所示零件……G00X85Z5G94X30Z-5F0.2Z-10Z-15……（2）锥面端面切削循环编程格式G94X(U)～Z(W)～K～F～X、Z-端面切削的终点坐标U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标K-端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量当起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为正例：应用端面切削循环功能加工如图所示零件……G94X20Z0K-5F0.2Z-5Z-10……3.2.9复合固定循环1、外圆粗切循环适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工编程格式：G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)G71U(△d)R(e)△d-背吃刀量e--退刀量ns--精加工轮廓程序段中开始程序段的段号nf--精加工轮廓程序段中结束程序段的段△u--X轴向精加工余量△w--Z轴向精加工余量f、s、t--F、S、T代码例：按图所示尺寸编写外圆粗切循环加工程序N10G50X200Z140T0101N20G00G42X120Z10M08N30G96S120N40G71U2R0.5N50G71P60Q120U2W2F0.25N60G00X40//nsN70G01Z-30F0.15N80X60Z-60N90Z-80N100X100Z-90N110Z-110N120X120Z-130//nfN130G00X125N140X200Z140N150M02注意：1、ns→nf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也对粗车循环无效。2、零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减少；X轴、Z轴方向非单调时，ns→nf程序段中第一条指令必须在X、Z向同时有运动2、端面粗切循环编程格式G72U(△d)R(e)G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)△d-背吃刀量e-退刀量ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号△u-X轴向精加工余量△w-Z轴向精加工余量f、s、t-F、S、T代码例：按图所示尺寸编写端面粗切循加工程序N10G50X200Z200T0101N20M03S800N30G90G00G41X176Z2M08N40G96S120N50G72U3R0.5N60G72P70Q120U2W0.5F0.2N70G00X160Z60//nsN80G01X120Z70F0.15N90Z80N100X80Z90N110Z110N120X36Z132//nfN130G00G40X200Z200N140M303、精加工循环编程格式G70P(ns)Q(nf)ns-精加工轮廓程序段中开始程序段的段号nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号编程格式G74R(e)G74Z(W)Q(△k)Fe--退刀量Z(W)--钻削深度∆k--每次钻削长度（不加符号）3.2.10深孔钻循环3.2.11外径切槽循环G75X(U)P(△i)F~编程格式G75R(e)e-退刀量X(U)-槽深△i-每次循环切削量3.2.12螺纹切削指令基本螺纹切削方法：圆柱螺纹切削圆锥螺纹切削1、基本螺纹切削指令编程格式G32X(U)~Z(W)~F~X省略时为圆柱螺纹切削Z省略时为端面螺纹切削X、Z均不省略时为锥螺纹切削螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2

X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值F-螺纹导程例：试编写如图所示螺纹的加工程序。（螺纹导程4mm，升速进刀段δ1=3mm，降速退刀段δ2=1.5mm，螺纹深度2.165mm）……G00U-62G32W-74.5F4G00U62W74.5U-64G32W-74.5G00U64W74.5……程序：2、螺纹切削循环指令编程格式G92X(U)~Z(W)~I~F~X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值

I-螺纹部分半径之差即螺纹切削起始点与切削终点的半径差加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。加工圆柱螺纹时，I=03.3数控车削加工综合举例

3.3.1确定工序和装夹方式下面以图中所示的零件来分析数控车削工艺制订和加工程序的编制。工序：分粗精加工两道工序完成加工夹紧方式：通用三爪卡盘。编程原点：零件左端面3.3.2设计和选择工艺装备1、选择刀具（1）刀杆选择（2）工件材料（3）加工条件（4）刀具材料（5）刀片选择选择刀杆型号PDJNR/L2525M1145钢粗加工：WAP10精加工：WAK10粗加工：DNMG110408-NM7精加工：DNMG110408-NS42、决定切削用量粗加工切削深度3mm，进给量0.4mm/r查切削用量表切削速度320m/min精加工切削深度0.5mm，进给量0.1mm/r查切削用量表切削速度400m/minN1G50X200Z150T0101N2M03S600N3G00X101Z0N4G95G01Z32F0.1N5G71U1.5R1N6G71P7Q25

N7G00X99Z0.1N8G01X100Z-0.4F0.1N9Z-10N10X109N11X110Z-10.5N12Z-203.3.3程序编制

N13X119N14X120Z-20.5N15Z-30N16X110Z-50N17Z-65N18X129N19X130Z-65.5N20Z-75N21G02X131.111Z-105.714R25(I20K-15)N22G03X140Z-118.284R20(I-15.555K-12.571)N23G01Z-125N24X145Z-130N25X150F0.35N26G00U80W218N27T0202N28G70P10Q20N29G00U80W218N30M30数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行：平面铣削平面型腔铣削外形轮廓铣削三维复杂型面铣削钻削、镗削、螺纹切削等孔加工

数控铣床程序编制各种平面立体曲面4.1数控铣床程序编制的基础1、点位控制功能用于孔系加工2、连续轮廓控制功能直线、圆弧及非圆曲线的插补功能3、刀具半径补偿功能根据零件图样的标注尺寸来编程不必考虑所用刀具的实际半径尺寸4.1.1数控铣床的主要功能5、比例及镜像加工功能又称轴对称加工6、旋转功能将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行

4、刀具长度补偿功能可以自动补偿刀具的长短7、子程序调用功能用于在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状8、宏程序功能

用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令对变量进行运算4.1.2数控铣床的工艺装备

1、夹具（1）单件、小批量生产：直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧（2）批量生产：可选用结构较简单的夹具例如：(凸轮零件图)（凸轮零件夹具）选择刀具的依据：被加工零件的材料几何形状表面质量要求热处理状态切削性能加工余量2、刀具常见刀具被加工面的几何形状是选择刀具类型的主要依据1）曲面类零件一般采用球头刀加工曲面类铣刀（1）铣刀类型选择刀片镶嵌式盘形铣刀加工大平面铣刀2）较大平面采用通用铣刀加工台阶面铣刀3）小平面或台阶面4）键槽两刃键槽铣刀5）孔加工钻头、镗刀孔加工刀具立装结构（2）铣刀结构选择刀具的组成：刀片、定位元件、夹紧元件、刀体根据刀片排列方式可将刀具分为：平装结构（结构工艺性好，容易加工一般用于轻型和中量型的铣削加工）（加工难度较大适用于重型和中量型的铣削加工。）

平装结构铣刀立装结构铣刀工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一可分为以下几个方面：1、选择适合在数控铣床上加工的部位及工序内容（1）工件上的曲线轮廓Y=SIN(X)曲线4.1.3数控铣削的工艺性分析（2）空间曲面球面（3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位（4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽（5）以尺寸协调的高精度孔和面（6）能在一次安装中铣出来的简单表面或形状（7）用数控铣削方式加工后，能成倍提高生产率，大大减轻劳动强度的一般加工内容2、零件图样的工艺性分析（1）零件图样尺寸的正确标注移动公差带，改为对称公差零件尺寸公差带的调整（2）内壁圆弧的尺寸R较大时R较小时1）内壁转接圆弧半径R2）内壁与底面转接圆弧半径rr较小r较大3、保证基准统一的原则定位基准尽量统一4、分析零件的变形情况粗精加工分开合理的装夹5、零件的结构工艺性（见图）铣加工提高工艺性方法结构改进前改进后结果改进内壁形状统一圆弧尺寸可采用较高刚性刀具减少刀具数和更换刀具次数，减少辅助时间选择合适的圆弧半径R和r用两面对称结构提高生产效率减少编程时间，简化编程减少加工劳动量合理改进凸台分布改进结构形状减少加工劳动量减少加工劳动量改进尺寸比例可用较高刚度刀具加工，提高生产率在加工和不加工表面间加入过渡减少加工劳动量改进零件几何形状斜面筋代替阶梯筋，节约材料4.2数控铣床程序编制的基本方法

FANUC-0MC数控系统的主要特点：轴控制功能强编程代码通用性强编程方便可靠性高常用文字码及其含义: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)准备机能G确定移动方式等准备功能坐标字X、Y、Z、A、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)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(0～9999r/min)刀具功能T表示刀具号(0～99)辅助功能M冷却液开、关控制等辅助功能(0～99)偏移号H表示偏移代号(0～99)暂停P、X表示暂停时间(0～99999.999s)子程序号及子程序调用次数P子程序的标定及子程序重复调用次数设定(1～9999)宏程序变量P、Q、R变量代号4.2.1加工坐标系的建立

1、G92--设置加工坐标系编程格式：G92X～Y～Z～将加工原点设定在相对于刀具起始点的某一空间点上例：G92X20Y10Z10其确立的加工原点在距离刀具起始点X=-20，Y=-10，Z=-10的位置上G92设置加工坐标系2、G53--选择机床坐标系编程格式：G53G90X～Y～Z～使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值例：G53G90X-100Y-100Z-20

则执行后刀具在机床坐标系中的位置如图所示G53选择机床坐标系选择相应的加工坐标系编程格式：G54G90G00(G01)X～Y～Z～(F～)指令执行后，选择G54指定的工件坐标系1～6号工件加工坐标系通过CRT/MDI方式设置例：如图，设置了两个加工坐标系：

G54：X-50Y-50Z-10

G55：X-100Y-100Z-20

3、G54、G55、G56、G57、G58、G59选择1～6号加工坐标系设置加工坐标系这时，若执行下述程序段：N10G53G90X0Y0Z0N20G54G90G01X50Y0Z0F100N30G55G90G01X100Y0Z0F100则刀尖点的运动轨迹如图中OAB所示4、注意事项（1）G54与G55～G59的区别相同点：设置加工坐标系的方法一样区别：G54设置机床原点回参考点操作时机床坐标值显示为设定值符号均为正G55～G59设置加工坐标系回参考点操作时机床坐标值显示零值（2）G92与G54～G59的区别相同点：都用于设定工件加工坐标系区别：G92指令通过程序来设定、选用加工坐标系（3）G54～G59的修改只能通过MDI方式修改。（4）应用范围本课程所例加工坐标系的设置方法以FANUC系统为例4.2.2刀具半径补偿功能G40、G41、G42

1、刀具半径补偿设置方法（1）参数设置在机床控制面板上，按OFFSET键，进入WEAR界面，在所指定的寄存器号内输入刀具半径值即可（2）宏指令以φ20的刀具为例，其设定程序为：G65H01P#100Q10G01G41/G42X～Y～H#100(D#100)F～

......3、应用举例使用半径为R5mm的刀具加工如图4.28所示的零件，加工深度为5mm零件图样

加工程序编制如下：O10G55G90G01Z40F2000//进入2号加工坐标系M03S500//主轴启动G01X-50Y0//到达X，Y坐标起始点G01Z-5F100//到达Z坐标起始点G01G42X-10Y0H01//建立右偏刀具半径补偿G01X60Y0//切入轮廓G03X80Y20R20//切削轮廓G03X40Y60R40//切削轮廓G01X0Y40//切削轮廓G01X0Y-10//切出轮廓G01G40X0Y-40//撤消刀具半径补偿G01Z40F2000//Z坐标退刀M05//主轴停M30//程序停设置G55：X＝-400，Y＝-150，Z＝-50；H01＝5。4.2.3坐标系旋转功能-G68、G69

G68:开始坐标系旋转G69:撤消旋转功能。1、基本编程方法编程格式：G68X～Y～R～......G69X、Y―旋转中心的坐标值X、Y省略时，认为当前的位置即为旋转中心。

R―旋转角度顺时针旋转定义为负方向逆时针旋转定义为正方向例题：N10G92X-5Y-5//建立图4.29所示的加工坐标系N20G68G90X7Y3R60//开始以点（7，3）为旋转中心,

逆时针旋转60°的旋转N30G90G01X0Y0F200//按原加工坐标系描述运动，到达（0，0）点(G91X5Y5)//若按括号内程序段运行，将以

（-5，-5）的当前点为旋转中心旋转60°N40G91X10//X向进给到（10，0）N50G02Y10R10//顺圆进给N60G03X-10I-5J-5//逆圆进给N70G01Y-10//回到（0，0）点N80G69G90X-5Y-5//撤消旋转功能，回到（-5，-5）点M02//结束3、坐标系旋转功能与刀具半径补偿功能的关系旋转平面一定要包含在刀具半径补偿平面内2、与比例编程方式的关系旋转中心坐标执行比例操作旋转角度不受影响各指令的排列顺序如下：G51……G68……G41/G42……G40……G69……G50……N10G92X0Y0N20G68G90X10Y10R-30

N30G90G42G00X10Y10F100H01

N40G91X20

N50G03Y10I-10J5

N60G01X-20

N70Y-10

N80G40G90X0Y0

N90G69M30例：坐标旋转与刀具半径补偿当选用半径为R5的立铣刀时，设置：H01=54.2.4子程序调用

调用子程序的编程格式M98P～P―表示子程序调用情况P后共有8位数字前四位为调用次数，省略时为调用一次后四位为所调用的子程序号例：如图所示,在一块平板上加工6个边长为10mm的等边三角形，每边的槽深为-2mm，工件上表面为Z向零点。零件图样主程序：O10N10G54G90G01Z40F2000//进入工件加工坐标系N20M03S800//主轴启动N30G00Z3//快进到工件表面上方N40G01X0Y8.66//到1#三角形上顶点N50M98P20//调20号切削子程序切削三角形N60G90G01X30Y8.66//到2#三角形上顶点N70M98P20//调20号切削子程序切削三角形N80G90G01X60Y8.66//到3#三角形上顶点N90M98P20//调20号切削子程序切削三角形N100G90G01X0Y-21.34//到4#三角形上顶点N110M98P20//调20号切削子程序切削三角形N120G90G01X30Y-21.34//到5#三角形上顶点N130M98P20//调20号切削子程序切削三角形N140G90G01X60Y-21.34//到6#三角形上顶点N150M98P20//调20号切削子程序切削三角形N160G90G01Z40F2000//抬刀N170M05//主轴停N180M30//程序结束O20N10G91G01Z-2F100//在三角形上顶点切入（深）2mmN20G01X-5Y-8.66//切削三角形N30G01X10Y0//切削三角形N40G01X5Y8.66//切削三角形N50G01Z5F2000//抬刀N60M99//子程序结束设置G54：X＝-400，Y＝-100，Z＝-50子程序：4.3数控铣削加工综合举例

一、凸轮的数控铣削工艺分析及程序编制平面凸轮如图所示1、工艺分析2、加工调整3、数学处理根据数值计算，可画出凸轮加工走刀路线图如表所示符号

含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切⊙→

4、编写加工程序凸轮加工的程序及程序说明如下：N10G54X0Y0Z40//进入加工坐标系N20G90G00G17X-73．8Y20//由起刀点到加工开始点N30G00Z0//下刀至零件上表面N40G01Z-16F200//下刀至零件下表面以下1mmN50G42G01X-63．8Y10F80H01//开始刀具半径补偿N60G01X-63．8Y0//切入零件至A点N70G03X-9．96Y-63．02R63．8//切削ABN80G02X-5．57Y-63．76R175//切削BCN90G03X63．99Y-0．28R64//切削CDN100G03X63．72Y0．03R0．3//切削DEN110G02X44．79Y19．6R21//切削EFN120G03X14．79Y59．18R46//切削FGN130G03X-55．26Y25．05R61//切削GHN140G02X-63．02Y9．97R175//切削HIN150G03X-63．80Y0R63．8//切削IAN160G01X-63．80Y-10//切削零件N170G01G40X-73．8Y-20//取消刀具补偿N180G00Z40//Z向抬刀N190G00X0Y0M02//返回加工坐标系原点，结束参数设置：H01＝10；G54：X＝-400，Y＝-100，Z＝-80。加工中心(MachiningCenter)的定义：由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床影响加工中心应用效果的编程特点、工艺及工装、机床功能等因素。本章均以配置FANUC-0i数控系统的XH714加工中心为例展开讨论。本模块的教学内容：

加工中心的程序编制5.1加工中心程序编制的基础高效、高精度数控机床一次装夹中便可完成多道工序的加工备有刀具库，并且有自动换刀功能程序编制的复杂性。加工中心的特点：5.1.1加工中心的主要功能1、各种加工固定循环功能2、刀具半径自动补偿功能3、刀具长度自动补偿功能4、加工过程图形显示功能5、人机对话功能6、故障自动诊断功能7、离线编程等功能9、三轴或三轴以上的联动控制功能10、可用于模具加工5.1.2加工中心的工艺及工艺装备

工艺范围：铣削钻削螺纹加工镗削加工1、工艺性分析（1）选择加工内容加工中心适合加工：形状复杂工序较多精度要求较高的零件（2）检查零件图样基准要统一零件加工的基准统一（3）分析零件的技术要求（4）审查零件的结构工艺性2、工艺过程设计

主要考虑的问题：精度效率1、先面后孔2、先基准后其它3、先粗后精原则：零件图样错误路线正确路线3、零件的装夹（1）定位基准的选择遵循六点定位原则（2）夹具的选用定位基准要准确可靠（3）零件的夹紧

保证夹紧可靠，并尽量减少夹紧变形。4、刀具的选择加工中心对刀具的基本要求：(1)良好的切削性能(2)较高的精度(3)配备完善的工具系统5.1.3加工中心编程的特点换刀子程序如下：

O9000N10G90//选择绝对方式N20G53Z-124.8//主轴Z向移动到换刀点位置（即与刀库在Z方向上相应）N30M06//刀库旋转至其上空刀位对准主轴，主轴准停N40M28//刀库前移，使空刀位上刀夹夹住主轴上刀柄

N50M11//主轴放松刀柄N60G53Z-9.3//主轴Z向向上，回设定的安全位置（主轴与刀柄分离）N70M32//刀库旋转，选择将要换上的刀具N80G53Z-124.8//主轴Z向向下至换刀点位置（刀柄插入主轴孔）N90M10//主轴夹紧刀柄N100M29//刀库向后退回N110M99//换刀子程序结束，返回主程序。5.2FANUC系统固定循环功能固定循环功能：它规定对于一些典型孔加工中的固定、连续的动作，用一个G指令表达，即用固定循环指令来选择孔加工方式。主要用于：钻孔、攻螺纹和镗孔等6、返回到起始点。六个基本动作：1、在XY平面定位2、快速移动到R平面3、孔的切削加工4、孔底动作5、返回到R平面固定循环的基本动作其中G90/G91：绝对坐标编程或增量坐标编程

G98：返回起始点

G99：返回R平面

G73～G89：孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等

X、Y：孔的位置坐标

Z：孔底坐标；

R：安全面（R面）的坐标。编程格式：G90/G91G98/G99G73～G89X～Y～Z～R～Q～P～F～K～

Q：每次切削深度；

P：孔底的暂停时间；

F：切削进给速度；

K：规定重复加工次数。

固定循环由G80或01组G代码撤消。a)G73(G98)b)G73(G99)5.2.1高速深孔钻循环指令G73其中：Q—增量值，指定每次切削深度d—为排屑退刀量例：对图所示的5-ф8mm深为50mm的孔进行加工O40

N10G56G90G1Z60F2000//选择2号加工坐标系，到Z向起始点

N20M03S600//主轴启动

N30G98G73X0Y0Z-50R30Q5F50//选择高速深孔钻方式加工1号孔

N40G73X40Y0Z-50R30Q5F50//选择高速深孔钻方式加工2号孔

N50G73X0Y40Z-50R30Q5F50//选择高速深孔钻方式加工3号孔

N60G73X-40Y0Z-50R30Q5F50//选择高速深孔钻方式加工4号孔

N70G73X0Y-40Z-50R30Q5F50//选择高速深孔钻方式加工5号孔

N80G01Z60F2000//返回Z向起始点

N90M05//主轴停

N100M30//程序结束并返回起点

加工坐标系设置：G56X=-400，Y=-150，Z=-50。

1、G84（右旋螺纹加工循环指令）螺纹加工循环

a)G84(G98)b)G84(G99)5.2.2螺纹加工循环指令（攻螺纹加工）2、G74（左旋螺纹加工循环指令）主轴反转进刀，正转退刀，正好与G84指令中的主轴转向相反5.2.3精镗循环指令G76G76精镗循环的加工过程包括以下几个步骤：

1、在X、Y平面内快速定位

2、快速运动到R平面

3、向下按指定的进给速度精镗孔

4、孔底主轴准停

5、镗刀偏移

6、从孔内快速退刀G76精镗循环的工作过程示意图：a)G76(G98)b)G76(G99)精镗循环的加工

5.2.4应用举例

零件图样1、分析零件图样，进行工艺处理选择刀具、确定加工坐标系原点、确定加工路线、主轴转数、进给速度刀具图2、加工调整对刀，确定刀补3、数学处理确定孔位坐标、快进尺寸和工作进给尺寸值、Z值、R平面4、编写零件加工程序

N10G54G90G00X0Y0Z30//进入加工坐标系

N20T01M98P9000//换用T01号刀具

N30G43G00Z5H01//T01号刀具长度补偿

N40S600M03//主轴起动

N50G99G81X40Y-35Z-63R-27F120//加工#1孔（回R平面）

N60Y-75//加工#2孔（回R平面）

N70G98Y-115//加工#3孔（回起始平面）

N80G99X300//加工#4孔（回R平面）

N90Y-75//加工#5孔（回R平面）

N100G98Y-35//加工#6孔（回起始平面）

N110G49Z20//Z向抬刀，撤消刀补

N120G00X500Y0//回换刀点，

N130T02M98P9000//换用T02号刀

N140G43Z5H02//T02刀具长度补偿

N150S600M03//主轴起动

N160G99G81X70Y-55Z-50R-27F120//加工#7孔（回R

平面）

N170G98Y-95//加工#8孔（回起始平面）

N180G99X270//加工#9孔（回R平面）

N190G98Y-55//加工#10孔（回起始平面）

N200G49Z20//Z向抬刀，撤消刀补

N210G00X500Y0//回换刀点

N220M98P9000//换用T03号刀具

N230G43Z5H03//T03号刀具长度补偿

N240S300M03//主轴起动

N250G76G99X170Y-35//加工#11孔（回平面）

Z-65R3F50N260G98Y-115//加工#12孔（回起始平面）

N270G49Z30//撤消刀补

N280M30//程序停参数设置：

H01=0，H02=-10，H03=-50；

G54：X=-600，Y=-80，Z=-35。5.3SIEMENS系统固定循环功能5.3.1主要参数参数含义R101起始平面R102安全间隙R103参考平面R104最后钻深（绝对值）R105钻底停留时间R106螺距R107钻削进给量R108退刀进给量调用格式

LCYC82功能：刀具以编程的主轴转速和进给速度钻孔，到达最后钻深后，可实现孔底停留，退刀时以快速退刀。循环过程如图：5.3.2钻削循环参数：R101R102R103R104R105例：用钻削循环LCYC82加工图所示孔，孔底停留时间2秒，安全间隙4mm，试编制程序N10G0G17G90F100T2D2S500M3N20X24Y15N30R101=110R102=4R103=102R104=75R105=2N40LCYC82N50M2调用格式LCYC85功能：刀具以编程的主轴转速和进给速度镗孔，到达最后镗深后，可实现孔底停留，进刀及退刀时分别以参数指定速度退刀。如图所示。5.3.3镗削循环参数：R101R102R103R104R105R107R108例：用镗削循环LCYC85加工图所示孔，无孔底停留时间，安全间隙2mm，试编写程序。N10G0G18G90F1000T2D2S500M3N20X50Y105Z70N30R101=105R102=2R103=102R104=77R105=0R107=200R108=100N40LCYC85N50M2调用格式LCYC60功能：加工线性排列孔如图所示，孔加工循环类型用参数R115指定，如表所示。线性孔排列钻削功能5.3.4线性孔排列钻削参数含义R115孔加工循环号：如82（LCYC82）R116横坐标参考点R117纵坐标参考点R118第一个孔到参考点的距离R119钻孔的个数R120平面中孔排列直线的角度R121孔间距线性孔排列钻削循环中使用参数表例：用钻削循环LCYC82加工图所示孔，孔底停留时间2秒，安全间隙4mm。N10G0G18G90F100T2D2S500M3N20X50Y110Z50N30R101=105R102=4R103=102R104=22R105=2N40R115=82R116=30R117=20R118=20R119=0R120=0R121=20N50LCYC60N60M2

自动编程6.1Mastercam9.0基础知识6.1.1Mastercam的特点Mastercam是美国CNC公司开发一个完整的CAD

/CAM软件包CAD模块：可以构建2D平面图形、构建曲线、3D曲面、3D实体CAM模块：可以实现数控车床、铣床、加工中心、线切割机床的刀具路径生成、图形模拟和NC代码生成6.1.2Mastercam9.0的界面Mastercam9.0的工作窗口：6.1.3MasterCAM9.0的启动与退出1．利用桌面快捷方式启动MasterCAM9.0的相应模块2．利用程序组启动MasterCAM9.0的相应模块3．在MasterCAM9.0的文件夹中启动MasterCAM9.0的相应模块4．直接运行MasterCAM9.0的相应模块5.退出Mastercam9.0（1）File→NextMenu→Exit（2）系统打开对话框，确认退出，单击“是”按钮，则退出Mastercam9.0。（3）如果当前文件修改过而未存盘，则系统给出“确认关闭”的对话框，选择“是”按钮，则存储该文件并退出Mastercam9.0；选择“否”按钮，则不存盘退出。6.2MasterCAM的车削编程在本节中通过图示零件介绍MasterCAM的车端面、粗车、精车、切槽和螺纹切削过程1.设置工件（1）MainMenu→Toolpaths→Jobsetup弹出如下所示对话框6.2.1生成端面加工刀具路径ToolOffsets：设置刀具偏移FeedCalculation：设置工件材料ToopathConfiguration：设置刀具路径参数PostProcessor：设置后置处理程序（2）选择Boundaries设置工件毛坯弹出如下所示对话框1）通过Stock项目设置工件毛坯大小选择Parameters→Takefrom2point设置毛坯的左下角点为（-100，-310），右上角点为（100,10），生成虚线如图所示的毛坯2）通过Tailstock尾座顶尖的参数3）通过Chuck设置卡盘的参数4）通过Steadyrest设置辅助支撑的参数5）选择Ok，工件设置完成2.生成车端面刀具路径（1）MainMenu→Toolpaths→Face

系统弹出如下对话框（２）在Toolparameters参数对话框中选择刀具，并设置其他参数（３）选择对话框中的Faceparameters标签，并设置参数。如图所示。Faceparameters选项中各参数的含义如下：1）Entryamount刀具开始进刀时距工件表面的距离2）Roughstepover当选中Roughstepover输入框前面的复选框时，按该进刀量生成端面车削粗车刀具路径。3）Finishstepover当选中Fini9hstepover输入框前面的复选框时按该输入框设置的进刀量生成端面精车刀具路径4）Numberoffinish设置端面车削精车加工的次数。5）Overcutamount该输入框用于输入在生成刀具路径时，实际车削区域超出由矩形定义的加工区域的距离。6）Retractamount该输入框用于输入退刀量，当选中Rapidretract复选框时快速退刀。7）Stocktoleave该输入框用于输入加工后的预留量。8）Cutawayfromcenter当选中该复选框时，从距工件旋转轴较近的位置开始向外加工，否则从外向内加工（４）选择SelectPoint，确定加工区域（５）选择Ok，退出Face参数设置。生成如图所示的刀具路径6.2.2生成轮廓粗车加工刀具路径1.MainMenu→Toolpaths→Rough→Chain选取所加工的外圆柱表面，然后选择Done2.系统弹出Toolparameters参数对话框和Roughparameters参数对话框Toolparameters参数对话框3.选择对话框中的Roughparameters标签，并设置参数4.确定刀具路径6.2.3生成精车加工刀具路径1.MainMenu→Toolpaths→Finish→Chain。选择精加工的外圆柱表面，然后选择Done2.系统弹出Toolparameters参数对话框和Finishparameters参数对话框。在Toolparameters参数对话框中选择刀具，并设置其他参数3.选择对话框中的Finashparameters标签，并设置参数。4.确定，生成刀具路径1.MainMenu→Toolpaths→Groove→3line→Ok→选择欲加工的槽→Endhere→Done。系统将弹出如下所示的对话框。6.2.4切槽加工刀具路径2.Toolparameters参数对话框中选择刀具，并设置其他参数。3.Grooveshapeparameters参数对话框中设置槽的形状。4.Grooveroughparameters参数对话框中设置槽的粗加工参数。5.Groovefinishparameters参数对话框中设置的精加工参数。6.Ok。生成刀具路径如图6.2.5生成螺纹加工刀具路径1.MainMenu→Toolpaths→Nextmenu→Thread。系统将弹出如下的对话框2.在Toolparameters参数对话框中选择刀具，并设置其他参数3.在Threadshapeparameters参数对话框中定义螺纹参数。如图所示：各参数意义：（1）Lead用来设置螺纹的螺距（2）Includedangl