全套电子课件：数控加工基础(第二版)

第一章数控机床基础§1—1数控机床概述§1—2数控机床

的分类及常见数控机床简介§1—3数控机床坐标系

§1—1数控机床概述一、数控技术的基本概念二、数控机床的组成三、数控机床的工作过程四、数控机床的特点§1—1数控机床概述1．数字控制2．数控技术3．数控系统4．计算机数控系统5．数控机床一、数控技术的基本概念二、数控机床的组成§1—1数控机床概述§1—1数控机床概述数控车床外观图§1—1数控机床概述立式数控铣床外观图

控制介质—将零件加工信息传送到数控装置中的程序载体。1．控制介质移动硬盘U盘闪存卡§1—1数控机床概述

2．数控装置§1—1数控机床概述数控机床的核心。数控装置输入装置控制运算器输出装置伺服机构—数控机床的执行机构，由驱动装置和执行部件两大部分组成。

3．伺服系统伺服电动机

驱动装置

§1—1数控机床概述进给伺服系统主轴伺服系统伺服系统4．测量反馈装置§1—1数控机床概述实际位置速度参数测量元件电信号转换反馈CNC装置指令位置：安装在数控机床的工作台或丝杠上。纠正误差工作原理§1—1数控机床概述5．机床主体机床主体机械部件辅助装置床身主轴进给机构冷却润滑换刀夹紧三、数控机床的工作过程§1—1数控机床概述§1—1数控机床概述四、数控机床的特点1．加工零件适应性强，灵活性好2．加工精度高，产品质量稳定3．综合功能强，生产效率高4．自动化程度高，减轻工人劳动强度5．生产成本降低，经济效益好6．数字化生产，管理水平提高5．生产成本降低，经济效益好§1—2数控机床分类及常见数控机床简介一、数控机床的分类二、常见数控机床简介一、数控机床的分类1．按加工路线分类

（1）点位控制数控机床控制从一点到另一点位置的精确定位。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介（2）直线控制数控机床控制工作台以给定的速度，沿平行坐标轴方向进行直线切削加工运动。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介（3）轮廓控制数控机床控制加工过程中每一点的速度、方向和位移量，运动轨迹是任意的直线、圆弧、螺旋线等。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介2．按控制方式分类

（1）开环控制数控机床无检测反馈装置，不检测运动的实际位置，即没有位置反馈信号。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介根据有无检测装置分类开环控制闭环控制全闭环控制半闭环控制（2）全闭环控制数控机床

原理：安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介（3）半闭环控制数控机床

原理：采用转角位移检测元件，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介§1—2数控机床分类及常见数控机床简介3．按加工方式分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成形类数控机床（3）数控特种加工机床（4）其他类型的数控机床二、常见数控机床简介1．数控车床§1—2数控机床分类及常见数控机床简介

数控车床是一种用于完成车削加工的数控机床，主要用于旋转体工件的加工。2．数控铣床§1—2数控机床分类及常见数控机床简介

数控铣床是一种用于完成铣削加工或镗削加工的数控机床。3．加工中心§1—2数控机床分类及常见数控机床简介

加工中心带有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。4．数控磨床

数控磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的数控机床。

主要用途：加工高硬度、高精度表面。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介5．数控钻床

数控钻床主要具备钻孔、攻螺纹等功能，同时也具备简单的铣削功能，刀库可存放多种刀具。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介6．数控电火花成形机床

工作原理：是利用两个不同极性的电极在绝缘液体中产生放电现象，去除材料进而完成加工。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介7．数控线切割机床

工作原理与数控电火花成形机床一样，其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。§1—2数控机床分类及常见数控机床简介§1—3数控机床坐标系一、坐标系确定原则二、坐标轴的确定三、工件坐标系四、数控机床上的有关点§1—3数控机床坐标系

在数控机床上，应该如何描述机床的运动？一、坐标系确定原则1．刀具相对于静止工件而运动的原则2．标准坐标（机床坐标）系的规定§1—3数控机床坐标系3．运动方向的规定右手笛卡儿直角坐标系§1—3数控机床坐标系二、坐标轴的确定1．数控车床坐标系的确定（1）Z坐标Z坐标的运动由主要传递切削动力的主轴所决定。根据坐标系正方向的确定原则，刀具远离工件的方向为该轴的正方向。（2）X坐标对于数控车床而言，X坐标方向规定在工件的径向上且平行于车床的横导轨。规定刀具远离工件的方向为X轴的正方向。（3）Y坐标方向Y坐标垂直于X、Z坐标轴，依据右手笛卡儿直角坐标系确定。§1—3数控机床坐标系2．数控铣床/加工中心坐标系的确定（1）Z坐标Z坐标的运动由传递切削力的主轴所决定。（2）X坐标X坐标一般为水平方向，它垂直于Z轴且平行于工件的装卡。（3）Y坐标Y坐标垂直于X、Z坐标轴，根据右手迪卡儿坐标系来进行判别。§1—3数控机床坐标系（4）旋转轴方向旋转运动A、B、C相对应表示其轴线平行于X、Y、Z坐标轴的旋转运动。A、B、C正方向，相应地表示在X、Y、Z坐标正方向上按照右旋旋进的方向。

§1—3数控机床坐标系课堂练习绘制下图所示机床的机床坐标系。§1—3数控机床坐标系三、工件坐标系§1—3数控机床坐标系

为了使编程人员能够直接根据图样进行编程，通常在工件上选择确定一个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为工件坐标系或编程坐标系。

1．机床原点也称机床零点，即机床坐标系的原点，是指在机床上设置的一个固定点，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

数控车床的机床原点—一般设在卡盘端面与主轴中心线的交点处。

数控铣床的原点—一般设在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。四、数控机床上的有关点§1—3数控机床坐标系数控车床的机床原点数控铣床的机床原点§1—3数控机床坐标系2．机床参考点

机床参考点对机床原点的坐标是一个已知数。数控车床的参考点与机床原点

数控铣床：机床原点和机床参考点是重合的。

数控车床：机床参考点一般是离机床原点最远的极限点。§1—3数控机床坐标系

选择工件原点时，最好把工件原点放在零件图样上的尺寸能够方便地转换成坐标值的地方。3．工件原点§1—3数控机床坐标系§1—3数控机床坐标系4．刀具相关点（1）刀位点——刀具的定位基准点。钻头的刀位点车刀的刀位点圆柱铣刀的刀位点球头铣刀的刀位点（2）对刀点——数控加工中刀具相对工件运动的起点，程序也从该点开始执行，也称为起刀点或程序起点。车削零件的对刀点对刀点选择原则：

找正容易编程方便对刀误差小加工时检查方便、可靠§1—3数控机床坐标系（3）换刀点——换刀点是为数控车床、加工中心等多刀加工的机床而设置的，其设定的位置要根据工序内容而定。§1—3数控机床坐标系第二章数控机床编程基础§2—1数控加工工艺的制定§2—2数控加工程序及编制过程§2—3数控加工代码及程序格式

一、零件的工艺分析二、选择刀具和夹具三、确定加工路线四、确定切削用量五、填写数控加工工艺文件§2—1数控加工工艺的制定一、零件的工艺分析1．选择并决定进行数控加工的内容。

§2—1数控加工工艺的制定

编程尺寸的确定2．数控加工零件工艺性分析零件图形的数学处理和编程尺寸的计算

编程原点的选择零件图样分析§2—1数控加工工艺的制定二、选择刀具和夹具1．刀具的选择一般优先选用标准刀具，不用或少用特殊的非标准刀具，必要时也可以采用各种高生产率的复合刀具及一些专用刀具。2．夹具的选择一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能确定工件与机床坐标系的尺寸。三、确定加工路线§2—1数控加工工艺的制定

确定加工路线就是确定刀具刀位点运动的轨迹和方向。

1．对点位加工的数控机床，要考虑尽可能缩短加工路线，以减少空程时间，提高加工效率。

2．最终完工轮廓应由最后一刀连续加工而成。

§2—1数控加工工艺的制定最短加工路线的设计§2—1数控加工工艺的制定3．尽量避免在轮廓处接刀，对刀具的“切入”和“切出”要仔细设计。§2—1数控加工工艺的制定

4．铣削轮廓的加工路线要合理选择。铣凹槽的三种加工路线方案§2—1数控加工工艺的制定5．旋转体类零件的加工一般采用数控车床或数控磨床加工。四、确定切削用量§2—1数控加工工艺的制定1．影响切削用量的因素（1）工件材料（2）刀具材料（3）刀具几何角度（4）机床及夹具刚度2．切削用量的选择（1）背吃刀量的确定（2）主轴转速的确定（3）进给速度的确定五、填写数控加工工艺文件§2—1数控加工工艺的制定

1．数控加工工序卡

数控加工工序卡表达了加工工序内容，同时还要反映使用的辅具、刃具及切削用量等。数控加工工序卡见教材表2—1。

2．数控加工刀具卡

数控加工刀具卡是调刀人员调整刀具、操作人员进行刀具数据输入的主要依据。§2—1数控加工工艺的制定数控加工刀具卡零件图号零件名称材料数控刀具明细表程序编号车间使用设备刀号刀位号刀具名称刀具直径（mm）刀具长度（mm）刀补地址换刀方式加工部位设定补偿设定直径长度自动/手动编制审核批准年月日共页第页§2—2数控加工程序及编制过程一、数控加工程序的概念三、数控编程的步骤二、数控编程的方法

数控加工程序是按规定格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集。§2—2数控加工程序及其编制过程一、数控加工程序的概念二、数控编程的方法数控编程分类手工编程自动编程

1．手工编程

手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。§2—2数控加工程序及其编制过程自动编程2．自动编程

自动编程是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。数控语言自动编程图形交互自动编程（应用最普遍）语音提示自动编程§2—2数控加工程序及其编制过程三、数控编程的步骤§2—2数控加工程序及其编制过程

1．分析零件图样2．确定工艺过程3．计算加工轨迹尺寸4．编写程序5．程序输入6．程序校验与首件试切§2—3数控加工代码及程序格式一、字符

二、地址

三、程序字

四、程序段格式

五、数控加工程序的组成与结构一、字符§2—3数控加工代码及程序格式字母—它由大写26个英文字母组成。数字、小数点—它由0～9共10个阿拉伯数字及一个小数点组成。符号—由正号（＋）和负号（﹣）组成。功能字符—由程序开始/结束符、程序段结束符、跳过任选程序段符和空格符等组成。常规加工程序字符二、地址§2—3数控加工代码及程序格式三、程序字§2—3数控加工代码及程序格式程序段号准备功能字坐标尺寸字进给功能字程序字主轴功能字刀具功能字辅助功能字—常用的M指令见教材表2—4。§2—3数控加工代码及程序格式课堂练习

指出下列符号的含义。

N100：G01：

X36.0：F0.2：

F100：T0303：

S500：M30：§2—3数控加工代码及程序格式四、程序段格式1234567891011N

G

X

U

Y

V

Z

W

I

J

K

R

F

S

T

M

LF顺序号准备功能坐标尺寸字进给功能主轴功能

刀具功能辅助功能结束符号五、数控加工程序的组成与结构§2—3数控加工代码及程序格式1．加工程序的组成

数控加工程序注释O9999；程序名N0010G92X100Z50；N0020S300M03；N0030G00X40Z0；……N0120M05；程序内容N0130M30；程序结束§2—3数控加工代码及程序格式2．加工程序的结构对功能较强的数控系统，加工程序可分为主程序和子程序。主程序子程序O2001；主程序名N10G92X100.0Z50.0；N20S800M03T0101；…N80M98P2002L2；调用子程序…N200M30；程序结束O2002；子程序名N10G01U－12.F0.1；N20G04X1.0；N30G01U12.F0.2；N40M99；程序返回§2—3数控加工代码及程序格式

FANUC0i系统子程序调用格式格式字地址含义注意事项举例说明格式一M98P××××L××××；①地址P后的四位数字为子程序名②地址L后的四位数字为重复调用次数，取值范围1～9999①子程序名及调用次数前的0可省略②子程序调用一次可省略L及其后的数字①“M98P200L3；”表示调用子程序O200三次②“M98P200；”表示调用子程序O200一次格式二M98P××××××××；

地址P后的前四位数字为重复调用次数，后四位数字为子程序名

调用次数前的0可省略，但子程序名前的0不可省略①“M98P30200；”表示调用子程序O200三次②“M98P200；”表示调用子程序O200一次课堂练习查阅本书附录，识读下列程序的含义。O0001；N10G97G99M03S500T0101；N20G00X52.0Z2.0；N30G01X46.0F0.2；N40G01Z－30.0F0.15；N50G01X52.0；N60G00X100.0Z50.0；N70M30；§2—3数控加工代码及程序格式第三章数控车床加工基础§3—1数控车床编程基础§3—2固定循环功能§3—3综合零件编程实例§3—4数控车床的操作§3—1数控车床编程基础一、数控车床编程基础知识二、常用准备功能指令介绍三、刀具圆弧半径补偿一、数控车床编程基础知识

1．直径编程和半径编程§3—1数控车床编程基础

（1）用直径指定时称为直径编程。（2）用半径指定时称为半径编程。2．小数点编程§3—1数控车床编程基础绝对值编程：X70.0Z40.0；增量值编程：U40.0W-60.0；混合编程：X70.0W-60.0；或U40.0Z40.0；

3．绝对值编程、增量值编程和混合编程§3—1数控车床编程基础

1．快速点定位指令（G00）（1）指令格式

G00X（U）

Z（W）

；二、常用准备功能指令介绍G00指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。§3—1数控车床编程基础

（2）示例如图所示，要求刀具快速从A点移动到B点，编程格式如下：1）绝对值编程G00X50.0Z80.0；2）增量值编程G00U-40.0W-40.0；§3—1数控车床编程基础

2．直线插补指令（G01）

G01指令是直线插补指令，规定刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的进给速度做任意斜率的直线运动。

（1）指令格式

G01X（U）__Z（W）__F__；

§3—1数控车床编程基础

（2）示例用G01编写，从A→B→C的刀具轨迹。1）绝对值编程为：G01X25.0F0.3；A→BG01Z13.0；B→C2）增量值编程为：G01U-25.0F0.3；A→BG01W-22.0；B→C课堂练习试用G00、G01编写下图零件的精加工程序。§3—1数控车床编程基础

3．圆弧插补指令（G02/G03）

§3—1数控车床编程基础a）顺时针圆弧插补（G02）b）逆时针圆弧插补（G03）

圆弧插补指令使刀具相对工件以指定的速度从当前点向终点进行圆弧插补。G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补。（1）指令格式§3—1数控车床编程基础程序字指定内容含义G02进给方向顺时针圆弧插补G03逆时针圆弧插补X

Z_

终点位置圆弧终点的绝对坐标值U

W_

圆弧终点相对于圆弧起点的增量坐标值I

K_

圆心坐标圆心在X轴、Z轴方向上相对于圆弧起点的增量坐标值R_

圆弧半径圆弧半径F_

进给速度沿圆弧的进给速度圆弧插补指令各程序字的含义

（2）圆心坐标的确定圆心坐标I、K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X、Z轴上的投影。§3—1数控车床编程基础I

=10－20=－10mmK

=20－40=－20mm

（3）圆弧半径的确定圆弧半径R有正值与负值之分。通常情况下，在数控车床上所加工的圆弧的圆心角小于180°。§3—1数控车床编程基础

（4）示例编制圆弧精加工程序。§3—1数控车床编程基础课堂练习试用G02或G03编制下图零件的精加工程序。§3—1数控车床编程基础

4．螺纹插补指令（G32）

（1）指令格式

G32X（U）

Z（W）

F

；

§3—1数控车床编程基础

编制螺纹加工程序时，为何设置升速进刀段和降速退刀段？

§3—1数控车床编程基础

（2）示例如图所示圆柱螺纹M30×1.5，δ1＝2mm，δ2＝2mm，编写该螺纹的加工程序。§3—1数控车床编程基础课堂练习试用G32编写下图所示零件的螺纹加工程序。§3—1数控车床编程基础三、刀具圆弧半径补偿

1．刀具圆弧半径补偿的目的

当使用带有刀尖圆弧半径的刀具加工锥面和圆弧面时，必须将假设的刀尖点的路径作适当的修正，使切削加工出来的工件能获得正确的尺寸，这种修正方法称为刀具圆弧半径补偿。假想刀尖示意图

实际上真正的刀尖是不存在的，这里所说的刀尖只是一“假想刀尖”。刀尖圆弧和刀尖§3—1数控车床编程基础§3—1数控车床编程基础刀尖圆弧对加工的影响

§3—1数控车床编程基础

2．刀具圆弧半径补偿指令后置刀架刀具圆弧半径补偿前置刀架刀具圆弧半径补偿§3—1数控车床编程基础

3．刀具圆弧半径补偿的过程刀具圆弧半径补偿的过程分为三步：（1）刀补的建立（2）刀补的进行（3）刀补的取消§3—1数控车床编程基础

4．刀具方位的确定假想刀尖方位共有9种，如图所示。后置刀架前置刀架§3—2固定循环功能一、单一形状固定循环二、复合固定循环§3—2固定循环功能一、单一形状固定循环

1．内外圆车削循环（G90）

（1）内外圆柱面车削循环

1）指令格式

G90X（U）__Z（W）__F__；

§3—2固定循环功能2）示例加工如图所示的零件，编写加工程序。§3—2固定循环功能课堂练习试用G90编制图所示零件的加工程序。§3—2固定循环功能

（2）内外圆锥面车削循环

1）指令格式

G90X（U）__Z（W）__R__F__；

§3—2固定循环功能

2）示例加工如图所示零件，试用G90编写加工程序。§3—2固定循环功能

2．端面车削循环（G94）（1）圆柱端面车削循环

1）指令格式

G94X（U）__Z（W）__F__；

§3—2固定循环功能2）示例加工如下图所示零件，试用G94编写加工程序。

§3—2数控车床编程基础

指令格式

G94X（U）__Z（W）__R__F__；

（2）圆锥端面车削循环§3—2固定循环功能3．螺纹车削循环（G92）（1）指令格式

G92X（U）__Z（W）__R__F__；

§3—2固定循环功能

（2）示例加工如图所示的M30×2—6g普通圆柱螺纹，试用G92指令编制加工程序。§3—2固定循环功能课堂练习试用G92编制下图所示螺纹的加工程序。二、复合固定循环

§3—2固定循环功能

1．精加工复合固定循环（G70）

采用复合固定循环G71、G72、G73指令进行粗车后，用G70指令可进行精车循环车削。

指令格式

G70P（ns）Q（nf）；

§3—2固定循环功能

2．内外圆复合固定粗车循环（G71）（1）指令格式

G71U（Δd）R（e）；

G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F_S_T_；§3—2固定循环功能

（2）示例如图所示为棒料毛坯的加工示意图。§3—2固定循环功能

3．端面复合固定粗车循环（G72）端面粗车循环适用于Z向余量小、X向余量大的棒料粗加工。（1）指令格式

G72W（Δd）R（e）；

G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F

S

T

；

§3—2固定循环功能

（2）示例

如图所示为棒料毛坯的加工示意图。§3—2固定循环功能

4．形状复合固定粗车循环（G73）

G73指令适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的毛坯件的粗车。（1）指令格式

G73U（Δi）W（Δk）R（Δd）；

G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F_S_T_；

§3—2固定循环功能

（2）示例试用G73指令编写加工程序。§3—2固定循环功能础

5．镗孔与深孔钻削复合固定循环（G74）该指令可实现端面深孔和镗孔加工，Z向切进一定的深度，再反向退刀一定的距离，实现断屑。（1）指令格式

G74R(e)；

G74X(U)_Z(W)_P(Δi)Q(Δk)R(Δd)F_；

§3—2固定循环功能G74加工路线图§3—2固定循环功能

（2）示例在数控车床上加工如图所示直径为5mm、深为50mm的深孔，试用G74指令编制加工程序。§3—2固定循环功能

6．内外圆切槽复合固定循环（G75）（1）指令格式

G75R(e)；

G75X(U)_Z(W)_P(Δi)Q(Δk)R(Δd)；

§3—2固定循环功能

（2）示例加工如图所示槽，材料为45钢，选用刀具为4mm切槽刀，试编写加工程序。§3—2固定循环功能

7．螺纹复合固定切削循环（G76）

G76指令用于多次自动循环切削螺纹。（1）指令格式

G76P(m)(r)(a)Q(Δdmin)R(d)；

G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(Δd)F

；

§3—2固定循环功能§3—2数控车床编程基础

（2）示例用G76指令加工螺纹，零件如图所示。§3—3综合零件编程实例

一、实例一二、实例二三、实例三§3—3综合零件编程实例

一、实例一试编制如图所示零件的加工程序。§3—3综合零件编程实例

1．图样分析2．工艺分析3．相关工艺卡片的填写数控加工刀具卡数控加工工艺卡§3—3综合零件编程实例

4．程序编制（1）建立工件坐标系（2）左边基点的坐标值基点坐标值（X，Z）基点坐标值（X，Z）O（0，0）6（30.0，－47.0）1（14.0，－7.0）7（30.0，－55.0）2（16.0，－7.0）8（38.0，－55.0）3（19.74，－9.0）9（30.0，－65.0）4（16.0，－27.0）10（38.0，－65.0）5（25.0，－27.0）11（38.0，－75.0）§3—3综合零件编程实例

二、实例二

分析如图所示零件加工工艺，试编制其加工程序。§3—3综合零件编程实例

1．确定加工工艺图样分析、确定装夹方式及工艺路线、填写相关工艺卡片数控加工刀具卡数控加工工艺卡§3—3综合零件编程实例

2.相关计算螺纹大经：d大＝D－0.13P＝30－0.13×1.5≈29.8mm螺纹小径：d小＝D－2×0.6495P＝30－2×0.6495×1.5＝28.05mm3.程序编制编制零件右端加工程序。编制零件左端加工程序。§3—3综合零件编程实例

三、实例三

分析如图所示零件加工工艺，试编制其加工程序。§3—3综合零件编程实例

图样分析、工艺分析、相关工艺卡片的填写数控加工刀具卡数控加工工艺卡1．确定加工工艺§3—3综合零件编程实例

2．程序编制（1）粗加工右端面及轮廓（2）粗精加工左轮廓及内孔（3）精加工右端轮廓§3—4数控车床的操作一、系统控制面板二、机床操作面板三、数控车床的手动操作四、手动数据输入（MDI）操作五、对刀操作六、数控程序处理七、自动加工方式§3—4数控车床的操作一、系统控制面板§3—4数控车床的操作§3—4数控车床的操作二、机床操作面板§3—4数控车床的操作按下控制面板上的电源启动按钮打开机床总电源开关开启急停按钮1．开机和关机操作（1）机床的启动三、数控车床的手动操作§3—4数控车床的操作按下控制面板上的电源关闭按钮关掉机床电源总开关（2）机床的关停按下急停按钮§3—4数控车床的操作1234选择小的快速移动倍率按住回参考点相应的进给轴按钮对其他轴也执行同样的操作

2．回参考点操作按下回参考点模式按钮§3—4数控车床的操作

3．手动进给（JOG进给）操作（1）按下JOG模式按钮，若指示灯亮，系统进入手动进给模式。（2）按住选定进给轴移动按钮，刀具沿选定坐标轴及选定方向及按参数设定的进给速度移动，按钮一释放机床就停止移动。（3）手动进给速度可由进给速度倍率旋钮调整。（4）若在按下进给轴和方向选择开关期间，按下了快速移动按钮，刀具将按快速移动速度运动。在快速移动期间，快速移动倍率按钮有效。

4．手轮进给操作

（1）按下手轮模式按钮，若指示灯亮，系统进入手轮进给操作模式。（2）选择一个机床要移动的轴。（3）选择合适的手轮进给倍率。（4）旋转手摇脉冲发生器，机床沿选择轴移动。§3—4数控车床的操作

5．刀架的转位操作

在JOG或手轮模式下，按手动换刀按钮，则回转刀架上的刀台逆时针转动一个刀位。

6．主轴手动操作

按手动操作按钮CW、CCW、STOP控制主轴正转、反转、停止。调节主轴转速修调开关，对主轴转速进行倍率修调。§3—4数控车床的操作

7．数控车床的安全功能操作（1）急停按钮操作

1）紧急情况时，应立即按下急停按钮。

2）机床被锁住，电动机电源被切断。

3）当清除故障因素后，可旋转急停按钮进行解锁。（2）超程释放操作选择JOG/手轮模式按下超程解除按钮按住与超程方向相反的进给轴按钮按复位键即可。§3—4数控车床的操作四、手动数据输入（MDI）操作§3—4数控车床的操作1．按下MDI模式按钮，若指示灯亮，系统进入手动数据输入模式。

2．按下系统功能键，液晶屏幕左下角显示“MDI”字样。3．输入要运行的程序段。4．按下循环启动键，数控车床自动运行该程序段。§3—4数控车床的操作§3—4数控车床的操作五、对刀操作

1．T指令对刀

（1）在手动方式中试切端面，沿X轴正方向退刀，不要移动Z轴，停止主轴。

（2）测量工件坐标系的零点至端面的距离β（或0）。a）沿X轴负方向试切端面b）沿X轴正方向退刀（3）按MDI键盘中的OFFSET/SETTING键，按[补正]和[形状]软键，进入刀具偏置参数窗口。（4）移动光标键，选择与刀具号对应的刀补参数，输入Zβ（或0）。按[测量]软键，Z向刀具偏置参数会自动存入。§3—4数控车床的操作刀具偏置参数窗口（5）试切工件外圆，沿Z方向上退刀，不要移动X轴。停止主轴，测量被车削部分的直径D，输入XD。按[测量]软键，X向刀具偏置参数即自动存入。§3—4数控车床的操作a）沿Z轴负方向试车削外圆b）沿Z轴正方向退刀刀具偏置参数窗口加工视频

§3—4数控车床的操作2．输入车床刀具补偿参数（1）输入磨耗量补偿参数（2）输入形状补偿参数（3）输入刀具半径和方位号刀具磨耗量的设定输入刀具半径和方位号§3—4数控车床的操作六、数控程序处理

1．编辑程序（1）移动光标（2）插入字符（3）删除输入域中的数据（4）删除字符（5）查找（6）替换

2．数据程序管理（1）选择一个数控程序（2）删除一个数控程序（3）新建一个数控程序（4）删除全部数控程序七、自动加工方式

1．自动/连续方式（1）自动加工（2）中断运行

2．自动/单段方式

3．检查运行轨迹§3—4数控车床的操作第四章数控铣床/加工中心加工基础

§4－1数控铣床/加工中心编程基础§4－2子程序与坐标变换

§4－3孔加工固定循环功能§4—4综合零件编程实例§4—5数控铣床/加工中心的操作§4—1数控铣床/加工中心编程基础一、坐标系的设定二、FANUC0i系统常用准备功能指令三、加工中心的编程指令格式：G92X__Y__Z__；

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

一、坐标系的设定1．使用G92建立工件坐标系

式中X、Y、Z为绝对坐标值。2．使用G54～G59建立工件坐标系设定过程：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值→将这些值通过机床面板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

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

1．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

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

二、FANUC0i系统常用准备功能指令2．绝对坐标与增量坐标指令（G90/G91）

绝对坐标指令（G90）：程序中坐标功能字后面的坐标以原点作为基准，表示刀具终点的绝对坐标。

增量坐标指令（G91）：程序中坐标功能字后面的坐标以刀具起始点作为标准，表示刀具终点相对于刀具起始点坐标值的增量。

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

3．快速点定位指令（G00）

指令格式：G00X__Y__Z__

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

式中，X、Y、Z是快速进给的终点。

4．直线插补指令（G01）指令格式：G01X__Y__Z__F__；

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

式中，X、Y、Z是刀具目标点的坐标值。

5．圆弧插补指令（G02/G03）采用G90编程时，X、Y、Z为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；采用G91编程时，X、Y、Z为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

指令格式：1）XY平面圆弧2）ZX平面圆弧3）YZ平面圆弧

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

不同平面G02/G03的判别顺时针和逆时针圆弧插补的判断方法是：观察者逆着垂直于插补平面的第三轴观看圆弧的运动轨迹，若为顺时针转动则是顺时针插补，若为逆时针转动则是逆时针插补。6．程序暂停指令（G04）指令格式：G04X＿；或G04P＿；

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

式中，X后面可用带小数点的数，单位为s（秒）；P后面的数字不允许用小数点，单位ms（毫秒）。

7．返回参考点指令（G27、G28、G29）

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

G27X＿Y＿Z＿；

X、Y、Z为参考点在工件坐标系中的坐标值。G28X＿Y＿Z＿；

X、Y、Z为返回过程中经过的中间点。G29X＿Y＿Z＿；

X、Y、Z为从参考点返回后刀具所达到的终点坐标。G28与G29的动作过程8．刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）刀具半径左补偿刀具半径右补偿

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

指令格式

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

1）建立刀具半径补偿指令G17G41/G42G00/G01X__Y__D__；G18G41/G42G00/G01X__Z__D__；G19G41/G42G00/G01Y__Z__D__；2）取消刀具半径补偿指令G40G00/G01X__Y__；G40G00/G01X__Z__；G40G00/G01Y__Z__；

9．刀具长度补偿指令（G43、G44、G49）指令格式：G43G00/G01Z

H

；G44G00/G01Z

H

；G49；

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

执行G43时：Z实际值＝Z指令值＋（H××）执行G44时：Z实际值＝Z指令值－（H××）

式中，G43为刀具长度正补偿，G44为刀具长度负补偿，G49为刀具长度补偿取消；Z值为刀具移动量；H为刀具长度补偿值设定代码。

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

a）刀具长度正补偿b）刀具长度负补偿三、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：M06；

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

2．加工中心常用换刀程序方法一：…N60G28Z0T03M06；…方法二：N10G01X＿Y＿Z＿T02；……N80

G91

G28

Z0

M06；N90

G01X＿Y＿Z＿T03；…

§4—1数控铣床/加工中心编程基础

§4—2子程序与坐标变换一、子程序二、坐标变换§4—2子程序与坐标变换一、子程序1.子程序的概念在系统中调用程序的程序称为主程序；被调用的程序称为子程序。

2.子程序的格式§4—2子程序与坐标变换3.子程序的调用如果省略了重复次数，则认为重复次数为1次。如，M98P1002表示调用调用子程序1002一次；M98P51002表示号码为1002的子程序连续调用5次。主程序可以调用子程序，同时子程序也可调用另一个子程序，即子程序的嵌套。§4—2子程序与坐标变换4.编程实例§4—2子程序与坐标变换（1）工艺分析1）选择刀具

2）确定切削用量3）确定刀具路径（2）程序编制（2）程序编制（2）程序编制§4—2子程序与坐标变换二、坐标变换指令1.极坐标指令G16、G15（1）指令格式G16；极坐标指令G15；极坐标指令取消（2）说明1）极坐标指令以极坐标半径和极坐标角度来确定点的坐标。2）设置G15，则可以取消极坐标方式，使坐标值返回到用直角坐标输入。§4—2子程序与坐标变换

（3）极坐标系的原点

极坐标原点指定方式有两种，一种是以工件坐标系的零点作为极坐标系的原点，另一种是以当前位置作为极坐标系的原点。§4—2子程序与坐标变换（4）示例1）G90方式确定极坐标点编程加工路线如图4－22所示，刀具快速定位到“1点”后，由“1点”到“2点”建立刀具半径左补偿，然后依次到达“3点”→“4点”→“5点”→“6点”→“7点”→“8点”→“9点”，最后由“9点”到“1点”取消刀具半径左补偿。§4—2子程序与坐标变换2）G91方式确定极点编程§4—2子程序与坐标变换2.比例缩放G51、G50G51既可在指定平面上缩放，也可在空间上进行比例缩放，运行该指令时各个坐标值以（X、Y、Z）指定的位置为中心，按P或I、J、K（使用I、J、K方式指定缩放比例时，小数点编程不能用于指定比例）规定的缩放的比例进行缩放。§4—2子程序与坐标变换示例刀具在“1点”下刀，由“1点”到“2点”建立刀具左补偿，然后依次经过“3点”→“4点”→“5点”→“6点”，最后由“6点”到“1点”取消刀具补偿。§4—2子程序与坐标变换3.可编程镜像1）在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有圆弧指令，则顺圆弧指令（G02）镜像后改变为逆圆弧指令（G03）。反之，G03变为G02。2）在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有刀具半径补偿指令，则半径补偿的偏置方向反向，即G41变成G42，反之，G42变为G41。3）在指令平面内执行镜像指令时，如果程序中有坐标系旋转指令，则坐标系旋转方向相反。即顺时针变为逆时针，反之，逆时针变为顺时针。4）在使用镜像指令时，由于数控铣床的Z轴一般安装有刀具，所以，Z轴一般不进行镜像。§4—2子程序与坐标变换示例刀具在编程原点下刀，由原点到“1点”建立刀具左补偿，由“1点”到“2点”圆弧切入，然后依次经过“3点”→“4点”→“5点”→“6点”→“2点”，由“2点”到“7点”圆弧切出，最后由“7点”到原点取消刀具左补偿。§4—2子程序与坐标变换4.坐标系旋转（1）指令格式G17G68X＿Y＿R＿；G18G68X＿Z＿R＿；G19G68Y＿Z＿R＿；……G69；1）数控系统处理的顺序是程序镜像→比例缩放→坐标系旋转→刀具半径补偿。所以在应用这些功能时，应按顺序指定。取消时，按相反顺序。如果在坐标系旋转指令前有比例缩放指令，则在比例缩放过程中不缩放旋转角度。2）在坐标系旋转前指定的刀具补偿，在坐标系旋转生效后，刀具的长度、半径补偿或刀具位置仍然被使用。3）在坐标系旋转方式中，G28指令和G54、G92指令不能指定。§4—2子程序与坐标变换示例刀具在“1点”下刀，由“1点”到“2点”建立刀具左补偿，由“2点”到“3点”直线切入，然后依次经过“4点”→“5点”→“3点”，由“3点”到“2点”直线切出，最后由“2点”到“1点”取消刀具补偿。§4—3孔加工固定循环功能一、孔加工固定循环指令二、各孔加工固定循环指令说明三、示例

§4—3孔加工固定循环功能一、孔加工固定循环指令G代码加工运动（Z轴运动）孔底动作返回运动（Z轴运动）应用钻孔指令G81切削进给——快速移动普通钻孔循环G82切削进给暂停快速移动钻孔、锪镗循环G83间歇切削进给——快速移动深孔钻削循环G73间歇切削进给——快速移动高速深孔钻削循环攻螺纹指令G84切削进给暂停，主轴反转切削进给攻右旋螺纹循环G74切削进给暂停，主轴正转切削进给攻左旋螺纹循环镗孔指令G76切削进给主轴定向，让刀快速移动精镗循环G85切削进给——切削进给铰孔、粗镗循环G86切削进给主轴停快速移动镗削循环G87切削进给主轴正转快速移动反镗削循环G88切削进给暂停，主轴停手动或快速镗削循环G89切削进给暂停切削进给铰孔、粗镗循环G80——————取消固定循环1．固定循环的动作组成

§4—3孔加工固定循环功能固定循环动作分解2．孔加工固定循环指令格式

§4—3孔加工固定循环功能指令格式：G98/G99G73~G89X__Y__Z__R__Q__P__F__K__；返回初始平面的两种方式二、各孔加工固定循环指令说明1．钻孔和锪孔指令（G81、G82）（1）指令格式：G81X__Y__Z__R__F__K__；G82X__Y__Z__R__P__F__；

§4—3孔加工固定循环功能G81/G82指令循环动作§4—3孔加工固定循环功能（2）应用2．深孔钻循环（G73、G83）（1）指令格式：G73X

Y

Z

R

Q

F

；（断屑深孔加工）G83X

Y

Z

R

Q

F

；（排屑深孔加工）

§4—3孔加工固定循环功能G73、G83指令循环动作

§4—3孔加工固定循环功能（2）应用3．粗镗孔循环（G85、G86、G88、G89）（1）指令格式：G85X

Y

Z

R

F

；G86X

Y

Z

R

P

F

；G88X

Y

Z

R

P

F

；G89X

Y

Z

R

P

F

；

§4—3孔加工固定循环功能

§4—3孔加工固定循环功能（2）应用4．精镗孔循环（G76、G87）（1）指令格式G76X

Y

Z

R

Q

P

F

；G87X

Y

Z

R

Q

F

；

§4—3孔加工固定循环功能

§4—3孔加工固定循环功能（2）应用O0004；……G90G00X0Y0；Z20.0G98G76X0Y-60.0Z-40.0R-17.0Q1000P1000F60；（精镗孔）G80M09；G91G28Z0；

M30；5.攻左旋螺纹与攻右旋螺纹循环（G74、G84）（1）指令格式G74X

Y

Z

R

P

F

；

（攻左旋螺纹）G84X

Y

Z

R

P

F

；

（攻右旋螺纹）

§4—3孔加工固定循环功能

§4—3孔加工固定循环功能（2）应用6．取消固定循环指令（G80）取消固定循环可用G80指令，也可用G00、G01、G02、G03指令。

§4—3孔加工固定循环功能加工如图所示零件上的4个φ12H7和1个φ14H7的孔。

§4—3孔加工固定循环功能三、示例§4—4综合零件编程实例

实例一实例二实例三§4—4综合零件编程实例

实例一1．图样分析该零件为轮廓和孔复合类零件，需要加工2×ɸ12mm通孔和上表面5mm厚的轮廓。两个孔的中心位置可由零件外形尺寸80mm、73mm及两中心尺寸30mm确定。上表面轮廓主要由5个直线段和3个圆弧段轮廓组成，R12mm圆弧的圆心角为180°，R10mm圆弧的圆心角为90°。5个直线段端点坐标和3个圆弧段的圆心坐标都可通过图中标注的尺寸求出。§4—4综合零件编程实例

2．确定加工方案轮廓加工路线（1）铣削外轮廓。（2）钻孔。（3）扩孔。§4—4综合零件编程实例

3．确定装夹方案以零件底平面定位，采用机床用平口虎钳装夹。4.相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡§4—4综合零件编程实例

（2）数控加工工艺卡5．编写程序

§4—4综合零件编程实例实例一加工视频

§4—4综合零件编程实例

实例二

分析如图所示的平面轮廓零件加工工艺，毛坯尺寸为120mm×80mm×24mm的块料，工件材料为硬铝。试编制其加工程序。§4—4综合零件编程实例

1．图样分析2．确定加工方案（1）用φ25mm麻花钻钻孔。（2）用φ16mm立铣刀铣带有倒角的矩形轮廓、正五边形轮廓，铣φ32mm孔。（3）用φ10mm麻花钻钻2×φ10mm孔。

3．确定装夹方案以零件底平面定位，采用机用台虎钳装夹。§4—4综合零件编程实例

4．相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡零件图号零件名称材料程序编号车间使用设备×××××××45钢××××数控中心数控铣床刀号刀具名称刀具直径（mm）刀具长度（mm）刀补地址换刀方式加工部位设定补偿直径长度T01麻花钻φ25实测H01钻φ25孔T02立铣刀φ16实测D01外轮廓T03麻花钻φ10实测H02钻φ10孔编制审核批准年月日共页第页§4—4综合零件编程实例

（2）数控加工工艺卡单位名称×××产品名称或代号零件名称零件图号××××××××工序号程序编号夹具名称使用设备车间001×××机用台虎钳加工中心数控工步

号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1钻孔T01φ2535030－自动2铣外轮廓T02φ1660080－自动3钻孔T03φ1035030－自动编制审核批准年月日共页第页§4—4综合零件编程实例

实例二加工视频

5．程序编制实例三§4—4综合零件编程实例1.图样分析该零件为内、外轮廓和孔复合类零件，需要加工3×ɸ10H7通孔和上表面8mm厚的内外轮廓。三个孔的中心位置可由零件尺寸(70±0.03)mm、mm确定。外轮廓为多个圆弧和圆弧、圆弧和直线相切的轮廓线组成，各切点坐标可以通过CAD绘图查询得知。内轮廓为倒圆角矩形，矩形的长为20mm、宽为18mm，圆角半径为R5mm。铣削平面对底面有平行度要求，为0.05mm。各加工面的表面粗糙度要求为Ra3.2μm。2.确定加工方案（1）选用ɸ12mm的立铣刀进行粗、精加工外轮廓，其加工轨迹路线如图4－50所示。（2）选用ɸ8mm的立铣刀进行粗、精加工工件内轮廓。（3）用B2.5mm中心钻钻三个ɸ10H7定位孔。（4）用ɸ9.8mm的麻花钻钻孔。（5）用ɸ10H7铰刀铰孔。§4—4综合零件编程实例3.工件的定位夹紧

根据加工要求选用精密平口钳作为夹具，首先找正平口钳钳口与坐标轴方向的平行度，然后进行工件装夹。工件装夹后，要找正工件上表面的平行度，然后找正工件中心，并将该点设为工件坐标系的原点。4.切削用量的选用（1）主轴转速（n）

（2）进给速度（f）（3）切削深度和切削宽度§4—4综合零件编程实例5.相关工艺卡片的填写§4—4综合零件编程实例

6．程序编制§4—4综合零件编程实例实例三加工视频

§4—5数控铣床/加工中心的操作一、系统控制面板二、机床操作面板三、数控铣床/加工中心的手动操作四、手动数据输入（MDI）操作五、对刀六、程序编辑与自动加工§4—5数控铣床/加工中心的操作一、系统控制面板FANUC0i数控铣床/加工中心系统控制面板§4—5数控铣床/加工中心的操作二、机床操作面板FANUC0i数控铣床/加工中心机床操作面板§4—5数控铣床/加工中心的操作三、数控铣床/加工中心的手动操作1．数控铣床/加工中心的开关和关机操作2．回参考点操作

3．JOG进给（手动连续进给）操作4．手轮进给操作§4—5数控铣床/加工中心的操作四、手动数据输入（MDI）操作1．将模式选择旋钮旋至MDI模式，系统进入MDI模式。在MDI键盘上按下程序键，进入编辑页面。

2．输入要运行的程序段。3．按下循环启动按钮，机床自动运行该程序段。五、对刀1．对刀方法常用：试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等2．对刀工具

常用：寻边器、Z轴设定器4．设置参数3．对刀操作§4—5数控铣床/加工中心的操作六、程序编辑与自动加工§4—5数控铣床/加工中心的操作FANUC0i数控铣床/加工中心数控系统程序编辑和自动加工操作与车床数控系统基本相同。第五章自动编程简介§5—1简式加工自动编程§5—2综合车削自动编程§5—3轮廓铣削自动编程§5—4曲面铣削自动编程§5—1简式加工自动编程一、零件图样二、MastercamX7工作界面简介三、加工准备四、规划刀具路径五、NC代码生成§5—1简式加工自动编程一、零件图样§5—1简式加工自动编程二、MastercamX7工作界面简介1.启动MastercamX7（1）通过桌面快捷图标启动（2）通过开始菜单启动

MastercamX7启动画面MastercamX7快捷图标§5—1简式加工自动编程2.认识MastercamX7软件窗口界面§5—1简式加工自动编程（1）标题栏（2）工具栏（3）下拉菜单（4）刀具路径管理器（5）系统提示区（6）状态栏（7）快捷菜单下拉菜单快捷菜单§5—1简式加工自动编程3.选择工作界面4.退出MastercamX7§5—1简式加工自动编程三、加工准备1.建立加工模型（1）绘制15mm的垂直线。（2）绘制30mm的水平线。（3）用相同的方法绘制出其他直线段。（4）绘制R5mm圆角。（5）绘制C2mm倒角。§5—1简式加工自动编程2.选择毛坯（1）单击[机床类型（M）]/[车床（L）]/[默认（D）]，选择默认的车床选项。（2）单击“素