1、课题一课题一数控铣床基础知识与基本操作数控铣床基础知识与基本操作课题二课题二数控铣削模具型芯数控铣削模具型芯课题三课题三数控铣削模具型芯数控铣削模具型芯课题一课题一数控铣床基础知识与基本操作数控铣床基础知识与基本操作一、数控铣床基础知识一、数控铣床基础知识1数控机床的知识数控机床的知识最早进行数控机床研制的是美国人。1948年美国帕森斯（Parsons）公司在研制加工直升飞机叶片轮廓样板时提出了数控机床的初始设想，1949年与美国麻省理工学院伺服机构实验室一起开始研制，于1952年，成功地研制出世界上第一台数控铣床（电子管式、直线插补和连续控制的三坐标立式数控铣床）。（1）数控的概念数控（Nu
2、merical Control，数控NC）是以数字化信号对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。目前，数控机床的控制系统基本采用了计算机数控（Computer Numerical Control，简称CNC）系统，它由硬件和软件两部分组成。（2）数控机床的概念数控机床是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。2数控铣床的知识数控铣床的知识（1）数控铣床的概念及分类用于完成铣削加工或镗削加工的数控机床称为数控铣床。图5-1-1 立式数控铣床 图5-1-2 卧式数控铣床（2）数控铣床组成数控铣床一般由机床本体、数控装置、驱动装置、辅助装置等几部分组成，如表5-1-1所示。（2）数控铣床组成（3）数
3、控铣床加工特点数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点：1）零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。2）能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。3）能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。4）加工精度高、加工质量稳定可靠。5）生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。6）生产效率高。7）从切削原理上讲，无论端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，
4、还要求有良好的红硬性。（4）应用场合1）多品种、小批量生产的零件。2）结构比较复杂的零件。3）需要频繁改形的零件。4）价值昂贵，不允许报废的关键零件。5）设计制造周期短的急需零件。（5）数控铣床工作过程图5-1-5 数控铣床工作过程 二、二、FANUC 0i-MBFANUC 0i-MB系统数控铣床面板功能系统数控铣床面板功能1FANUC 0i系统的操作面板图5-1-6 FANUC Oi 系统立式数控铣床操作面板 图5-1-8 屏幕显示画面图 图5-1-9 编辑面板图 图5-1-10 操作面板 2机床控制面板按钮功能介绍（1）电源开关1）机床电源开关 一般位于机床的背面，根据生产厂家的不同，也有
5、的在机床侧面。2）数控系统电源开关 向机床CNC系统供电。（2）急停键图5-1-11 急停键（3）模式选择按键图5-1-13 屏幕显示画面 表5-1-4 模式选择按键功能表 表5-1-5循环启动执行按键功能 表5-1-6主轴按键功能 表5-1-7 其他按键功能 表5-1-8 用户自定义键功能 三、数控机床的坐标系三、数控机床的坐标系1坐标系规定原则规定原则：（1）标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系。（2）规定：永远假定刀具相对于静止的工件而运动。（3）正方向规定；使刀具与工件距离增大的方向为运动的正方向。2坐标轴确定的方法及步骤图5-1-14 右手笛卡尔直角坐标系 图中大拇指的指向为X
6、轴的正方向，食指的指向为Y轴的正方向，中指的指向为Z轴的正方向。围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则确定。3机床原点、机床坐标系图5116 立式加工中心机床原点机床原点，是机床制造商设置在机床上的一个位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点，是确定工件在机床中的位置。机床坐标系建立在机床原点之上，是机床上固有的坐标系。机床坐标系的原点位置是在各坐标轴的正向最大极限处，如图5116所示。4工件原点、工件坐标系工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系。在选择工件零点的位置时应注意：（1）工件零点应选在零件图的尺寸基准
7、上，这便于坐标值的计算，并减少错误。（2）工件零点尽量选在精度较高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度。（3）对于对称零件，工件零点设在对称中心上。（4）对于一般零件，工件零点设在工件轮廓的某一角上。（5）Z轴方向上的零点，一般设在工件上表面。四、数控铣床编程的概念1数控编程的定义（1）数控编程数控编程是指从确定零件加工工艺路线到制成控制介质的整个过程。（2）数控程序数控程序是指数控系统可以识别的指令。（3）程序单程序单是指记录工艺路线、刀具轨迹、工艺参数等并按一定格式组成的代码。2数控编程的步骤3数控编程的种类数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。（1）手工编程从分析图样、确定工艺过程、
8、数值计算、编写零件加工程序单、制备控制介质到程序校验都是由手工完成的，这种编程方法叫手工编程。（2）自动编程CAD/CAM自动编程是利用CAD/CAM技术进行零件设计、分析和造型，并通过后置处理，自动生成加工程序，经过程序校验和修改后，形成加工程序。这种方法适应面广、效率高、程序质量好，目前正被广应用。4数控程序结构与格式（1）程序的结构一个完整的程序由程序名、程序内容和程序结束三部分组成。（2）程序段格式零件的加工程序是由程序段组成的，每个程序段由若干个程序字组成，每个字是控制系统的具体指令，它是由表示地址的英语字母、特殊文字和数字集合而成。程序段格式是指在一个程序段中，字、字符、数据的排列
9、、书写方式和顺序。现目前广泛使用是字地址程序段格式，它是由程序段号、数据字和程序段结束组成。5数控系统常用功能数控系统常用功能有准备功能（G功能）、辅助功能（M功能）和其他功能（F、S、T功能等）三种，这些功能是编程的基础。（1）准备功能（2）辅助功能准备功能又称G功能或G指令，G功能是使数控机床做好某种操作准备指令，用地址G和两位数字来表示，从G00G99共100种。辅助功能又称M功能或M指令，用地址码M和后面两位数字表示。从M00M99共100种。（3）其他功能1）程序段号程序段号用以识别程序段的编号。用地址码N和后面的若干位数字来表示。例如：N20表示该语句的语句号为20。2）坐标功能坐
10、标功能字由地址码、“+”、“-”符号及绝对值（或增量）的数值构成。尺寸字的地址码有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K、D和H等。例如：X20 Y-40 尺寸字的“+”可省略。3）进给功能进给功能（F功能）表示刀具相对于零件的运动速度。每分钟进给G94 刀具进给量单位为mm/min，由指令G94来指令，F后的数值为大于零的常数。例如：G94 G01 X20.0 Y30.0 F120；表示刀具的进给速度为120mm/min。每转进给G95 刀具进给单位为mm/r，由指令G95来指令，与每分钟进给一样，F后的数值也为大于零的常数。例如：G95 G01 X20.0 Y30.0
11、F0.2；表示刀具的进给速度为0.2mm/r。4）主轴转速功能字用以控制主轴转速的功能称为主轴功能（S功能），由地址码S和在其后面的一组数字组成，单位为r/min。例如：S800表示主轴转速为800 r/min。5）刀具功能字 刀具功能（T功能）是指系统进行选刀或换刀的功能指令，由地址码T和一组数字组成。刀具功能字的数字是指定的刀号。数字的位数由所用系统决定。例如：T08表示第八号刀。6）程序段结束 程序段由程序段号N开始，程序段结束符号写在每一程序段之后，用来表示程序段的结束。常用结束符号“；”或“*”，本教材中用符号“；”表示程序段结束，由键EOB输入。6常用功能指令的属性（1）指令分组所
12、谓指令分组，就是将系统中不能同时执行的指令分为一组，并以编号区别。例如指令G00、G01、G02、G03就属于同组指令，其分组编号为01组。（2）模态指令模态指令（又称续效指令）表示该指令在程序段中一经指定，在接下来的程序段中将一直有效，直到出现同组的另一个指令时，该指令才失效，例如常用的G00、G01、G02、G03及F、S、T等指令。（3）开机默认指令在数控系统中每一组的指令，都有其中一个指令作为开机默认指令，此指令在开机或系统复位时可以自动生效。常见的开机默认指令有G17、G40、G90、G94、G54等。五、数控刀柄与刀具1数控刀柄数控铣床/加工中心使用的刀具通过刀柄与主轴相连，刀柄通
13、过拉钉固在主轴上，由刀柄夹持铣刀传递转速、转矩。刀柄与主轴的配合锥面一般采用7：24的锥度。因为这种锥柄不自锁，换刀比较方便，且与直柄相比有高的定心精度和刚性，如图5119所示。图5119 7 24 ISO锥柄固定在锥柄尾部与主轴内拉紧机构相配备的拉钉也已标准化，分为A型和B型，如图5120所示，装配时首先要将拉钉旋紧在刀柄尾部，主轴内拉紧机构通过滚珠与拉钉的配合来定位刀具。装配拉钉时要注意清理拉钉与刀柄的表面，防止夹杂铁屑杂物。a）A型拉钉 b）B型拉钉图5120 ISO拉钉2面铣刀面铣刀的形状如图5124所示，它适用于加工平面，尤其适合加工大面积平面。图5424 面铣刀加工图3立铣刀立铣刀
14、主要用于加工沟槽、台阶面、平面和二维轮廓（如平面凸轮的轮廓）等表面。主切削刃在圆柱面上,端面上的的切削刃是副刀刃，如图5125所示，没有中心刃，工作时不能沿着铣刀的轴向作进给运动。图5125 立铣刀4键槽铣刀键槽铣刀有两个刀齿，如图5-1-26所示，圆柱面上和端面上都有切削刃，兼有钻头和立铣刀的功能。图5-1-26 键槽铣刀5模具铣刀模具铣刀是由立铣刀发展而成的，其直径在463mm范围内。主要用于加工三维的模具型腔或凸凹模成形表面。通常有以下三种类型：圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀及圆锥形球头立铣刀。如图5127所示。图5127 高速钢模具铣刀六、技能训练（一）认识数控铣床1参观数控铣床/加工
15、中心实训车间数控铣床/加工中心实训车间如图5-1-29所示。图5-1-29 数控铣床/加工中心实训车间2认识数控铣床/加工中心各组成部分（1）数控铣床/加工中心的组成图5-1-30 立式数控铣床/加工中心图5-1-31 结构图（2）机床电器部分（3）机床冷却润滑装置3认识数控系统本教材主要讲解FANUC数控系统的编程与操作。（二）操作数控铣床1机床开机操作（1）检查机床状态是否正常；（2）接通机床电源；（3）接通系统电源，检查CRT画面显示内容；（4）检查面板上的指示灯是否正常。（5）检查风扇电机运转是否正常；接通数控系统电源后，系统软件自动运行。启动完毕后，CRT画面显示“EMG”报警画面，
16、此时应松开急停键，再按面板上的复位键，机床将复位。2手动返回参考点操作返回参考点操作是为了建立机床坐标系，步骤如下：（1）模式按键选择“REF”工件方式；（2）分别选择返回参考点的坐标轴，顺序为Z轴、X轴、Y轴，移动速度由倍率开关调整；（3）按下坐标轴的“”方向键不松开，直至相应坐标轴返回参考点的指示灯亮。如图5-1-35所示。图5-1-35 X、Y、Z轴参考点灯亮3手动进给和手摇进给操作（1）手动（JOG）进给操作在手动（JOG）方式中，按下操作面板上的进给轴及其方向选择开关，会使刀具沿着所选轴的所选方向连续移动。手动（JOG）进给的步骤：1）按下模式按键中的手动（JOG）进给选择开关。2）
17、分别选择移动轴（“Z”轴、“X”轴或“Y”轴）以及运动方向（“”方向或“”方向），坐标轴则按相应的方向及速度移动。3）手动的移动速度分为切削进给和快速进给。切削进给是通过进给倍率旋钮进行控制，顺时针旋转时进给速度逐步增加，逆时针旋转时则逐步减小；快速进给是在按下方向键（“”方向或“”方向）的同时按下方向键中间的快速移动键，则进给轴按指定方向快速移动。在快速移动过程中，快速移动倍率开关有效。（2）手摇（HANDLE）进给操作在手摇进给方式中，刀具可以通过旋转机床操作面板上的手摇脉冲发生器微量移动。使用手摇进给轴选择开关选择要移动的轴。如图5-1-36所示。图5-1-36 手轮脉冲进给方式4MDI
18、运行方式（手动输入）在MDI方式中，通过MDI面板，可以编制最多10行的程序并被执行，MDI运行程序格式和通常程序一样。MDI运行适用于简单的程序操作。MDI操作步骤：1）按下模式按键中的MDI方式选择开关；2）按下MDI操作面板上的“PRGRM”功能键，选择程序屏幕，自动加入程序号“0000”；3）用通常的程序编辑操作编制一个要执行的程序。在MDI方式编制程序，可以用插入、修改、删除、字检索地址检索和程序检索等操作；4）为了执行程序，需要将光标移动到程序头。（从中间点启动执行也是可以的）按下操作面板上的循环起动按钮，程序便启动运行。当执行程序结束语句（M02或M30）后，运行结束。5机床关机
19、操作操作步骤如下：（1）检查操作面板上的循环启动灯是否关闭；（2）检查数控机床的移动部件是否都已停止；（3）如有外部输入/输出设备接到机床上，先关外部设备的电源；（4）检查完毕后，按下急停键，再按下“POWER OFF”键，关机床电源，切断总电源。（三）程序输入与编辑1程序编辑操作（1）建立一个新程序1）按下模式按键中“EDIT”键；2）按下功能键“PROG”；3）输入程序号（如0011），按下“INSERT”键完成程序号的插入；4）按下“EOB”键，表示程序段结束。（2）调用存储器中储存的程序1）按下模式按键中“EDIT”键；2）按下功能键“PROG”；3）输入程序号（如0011），按下光标
20、向下移动键即可完成程序0011的调用。（3）删除程序1）按下模式按键中“EDIT”键；2）按下功能键“PROG”；3）输入程序号（如0011），按下功能键“DELETE”键即可完成单个程序0011的删除。如果要删除所有程序，输入“9999”后按下“DELETE”键即可完成删除存储器中所有程序。2程序段编辑操作（1）程序段输入1）按下模式按键中“EDIT”键；2）按下功能键“PROG”，输入程序号（0011）；3）输入程序字“G90 G40”，按下“EOB”键；4）按下“INSERT”键即可完成程序段的“G90 G40；”的插入；5）以后的程序段输入方法都一样。（2）程序段删除1）按下模式按键中
21、“EDIT”键；2）按下功能键“PROG”，输入程序号（0011）；3）用光标移动键检索或扫描到将要删除的程序段地址N，按下功能键“EOB”；4）按下功能键“DELETE”，将当前光标所在的程序段删除。3程序字编辑操作（1）查寻程序字在“EDIT”模式下，按下光标向下、向下、向左及向右移动键，光标将在屏幕上相应的移动。按下“PAGE UP”和“PAGE DOWN”键，光标将向前或向后翻页显示。（2）跳到程序开头在“EDIT”模式下，按下“RESET”键即可使光标跳到程序开头。（3）插入程序字在“EDIT”模式下，将光标移动到要插入位置前的程序字，输入要插入的程序字，按下“INSERT”键即可完
22、成程序字的插入。（4）程序字的替换在“EDIT”模式下，将光标移动到要被替换的程序字，输入要替换的程序字，按下“ALTER”键即可完成程序字的替换。（5）程序字的删除在“EDIT”模式下，将光标移动到要删除的程序字，按下“DELETE”键即可完成程序字的删除。（6）输入过程中的程序字删除在程序输入过程中，如发现当前字符输入错误，则按下“CAN”键，即可删除当前输入的字符。（四）程序的校对1机床锁住和辅助功能锁住校对机床锁住有两种类型，一是将所有轴的锁住，二是将指定轴锁住。一般情况下，建议选用前者，这样比较安全。操作步骤如下：（1）在“EDIT”模式下，按下“PROG”键，调用程序“0011”；
23、（2）切换到“AUTO”模式，按下“MC LOCK”键；（3）按下“CYCLE START”循环启动键，进行机床锁住检查程序。2图形显示校对图形显示功能可以显示自动运行期间的刀具移动轨迹，操作者可通过观察屏幕显示出的轨迹来检查加工过程，显示的图形可以进行放大及复原。其操作步骤如下：（1）在“EDIT”模式下，按下“PROG”键，调用程序“0011”；（2）切换到“AUTO”模式，按下“MC LOCK”键；（3）按下MDI面板上的“CUSTOM GRAPH”键，按下屏幕显示软键“G.PRM”；（4）按下“CYCLE START”循环启动键，此时在屏幕上出现刀具的运动轨迹。（五）对刀操作机床坐标系
24、是机床出厂后已经确定不变的，但工件在机床加工尺寸范围内的安装位置却是任意的，若需确定工件在机床坐标系中的位置，就要靠对刀。简单地说，对刀就是告诉机床工件装夹在工作台的什么地方，这要通过确定工件坐标系在机床坐标系中的位置来实现。对刀的准确程度将直接影响加工精度，因此，对刀操作一定要仔细，对刀方法一定要与零件加工精度要求相适应。当零件加工精度要求高时，可采用千分表找正对刀。用这种方法对刀，每次需要的时间较长，效率较低。目前很多加工中心采用了光学或电子装置等新方法来减少对刀时间和提高对刀精度。1采用碰刀或试切方式对刀如果对刀精度要求不高，为方便操作，可以采用加工时所使用的刀具直接进行碰刀（或试切）对
25、刀，其操作步骤如下：在手动或手摇模式下，将所用铣刀装到主轴上并使主轴中速旋转。移动铣刀沿X（或Y）方向靠近被测边，直到铣刀周刃轻微接触到工件表面听到刀刃与工件的摩擦声（但没有切屑）。保持X、Y坐标不变，将铣刀沿Z向退离工件。将机床相对坐标X置零，并沿X向工件方向移动刀具半径的距离。将此时机床坐标系下的X值输入系统偏置寄存器中，该值就是被测边的X坐标。2采用杠杆百分表（或千分表）对刀其操作步骤如下。在“HANDLE”模式下，用磁性表座将杠杆百分表吸在机床主轴端面上并利用手动转动机床主轴；手动操作使旋转的表头依X、Y、Z的顺序逐渐靠近侧壁（或圆柱面）；移动Z轴，使表头压住被测表面，指针转动约0.1
26、mm；逐步降低手动脉冲发生器的X、Y移动量，使表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内，如0.02mm，此时可认为主轴的旋转中心与被测孔中心重合；记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，此X、Y坐标值即为G54指令建立工件坐标系时的偏置值；Z坐标值的设定，要将表座取下装上刀柄来测量；3采用寻边器对刀常用的寻边器分为两种，使用时将其夹持在主轴上，其轴线与主轴轴线重合，采用手动进给，缓慢地将标准钢球与工件靠近，在钢球与工件定位基准面接触的瞬间，由机床、工件、电子感应器组成的电路接通，指示灯亮，从而确定其基准面的位置。4采用机外对刀仪对刀加工中心机外对刀仪如图5143所示。图5143 机外对刀仪
27、5刀具Z向对刀刀具Z向对刀数据与刀具在刀柄上的装夹长度及工件坐标系的Z向零点位置有关，它确定工件坐标系的零点在机床坐标系中的位置。可以采用刀具直接碰刀对刀，也可利用如图5144所示的Z向设定器进行精确对刀，其工作原理与寻边器相同。对刀时也是将刀具的端刃与工件表面或Z向设定器的测头接触，利用机床坐标的显示来确定对刀值。当使用Z向设定器对刀时，要将Z向设定器的高度考虑进去。图5144 Z向设定器图5145 Z向设定器操作示意图课题二课题二 数控铣削模具型芯数控铣削模具型芯一、数控铣床常用编程指令（一）数控编程规则1小数点编程对于数字的输入，有些系统可省略小数点，有些系统则可以通过系统参数来设定是否
28、可以省略小数点，而大部分系统小数点则不可省略。对于不可省略小数点编程的系统，比如本教材介绍的FANUC 0i数控系统，当使用小数点进行编程时，以毫米（mm）（英制为英寸；角度为度）为输入单位，而当不用小数点编程时，数字是以微米（um）为输入单位。以下地址可以指定小数点：X、Y、Z、U、V、W、A、B、C、I、J、K、Q、R和F。例：G91 G01 X60.0 F100；（表示刀具向X轴正方向移动了60mm）G91 G01 X60 F100；（表示刀具向X轴正方向移动了0.06mm）2公、英制编程G21，G20坐标功能字是使用公制还是英制，大部分数控系统是使用准备功能指令来选择的，本教材介绍的F
29、ANUC 0i系统中，是采用的G21和G20指令来进行公、英制切换。格式：G20G21说明：G20表示英制输入方式；G21表示公制输入方式；G20和G21属于同组代码，系统默认是G21。3绝对坐标与增量坐标G90、G91（1）绝对坐标G90格式：G90说明：G90表示绝对坐标；程序中绝对坐标功能字后面的坐标是以工件坐标原点作为基准的，表示刀具终点的绝对坐标。该坐标系称为绝对坐标系。例：如图所示刀具轨迹OAB，用G90编程为G90 G01 X40.0 Y30.0 F80；X20.0 Y50.0；G90 G01 X40.0 Y30.0 F80；X20.0 Y50.0；（2）增量坐标G91格式：G9
30、1说明：G91表示增量坐标；程序中增量坐标功能字后面的坐标是以刀具起点坐标作为基准的，表示刀具终点坐标相对刀具起点坐标的增量，该坐标系称为增量坐标系。其计算公式为：增量坐标值终点坐标值起点坐标值例：如图所示刀具轨迹OAB，用G91编程为G91 G01 X40.0 Y30.0 F80；X-20.0 Y20.04平面选择指令G17、G18、G19当机床坐标系及工件坐标系确定后，对应地就确定了三个坐标平面，如图523所示，可分别用G17，G18，G19指令选择加工平面。格式：G17 G18 G19说明：G17表示XY平面；G18表示ZX平面；G19表示YZ平面；G17、G18、G19属于同组代码，系
31、统默认是G17。5返回参考点指令G27、G28、G29（1）返回参考点检验指令G27返回参考点检验G27是检查刀具是否已经正确地返回到程序中指定的参考点的功能。G27指令，刀具以快速移动速度定位。格式：G27 X Y Z 说明：X Y Z ：指定参考点的指令（绝对值/增量值指令）（2）返回参考点指令G28参考点是机床上的一个固定点，用参考点返回功能刀具可以容易地移动到该位置。G28指令，各轴以快速移动速度定位到中间点。因此，为了安全，在执行该指令之前，应该清除刀具半径补偿和刀具长度补偿。中间点的坐标储存在CNC中，每次只存储G28程序段中指令轴的坐标值。格式：G28 X Y Z 说明：X Y
32、Z ：指定中间点位置的指令（绝对值/增量值指令）例：G90 G28 X0 Y0 Z0；(刀具先快速定位到中间点X0、Y0、Z0，然后快速返回X、Y、Z轴的参考点)G91 G28 X0 Y0 Z0；（刀具在当前位置不动，直接返回X、Y、Z轴的参考点）返回参考点过程中设定中间点的目的是为了防止刀具在返回参考点过程中与工件或夹具发生碰撞。（3）从参考点返回指令G29在一般情况下，在G28指令后，执行这条指令，可以使用刀具从参考点出发，经过一个中间点到达由这个指令后面X_Y_Z_坐标值所指令的位置。中间点的坐标由前面的G28所规定，因此这条指令应与G28指令一起使用。格式：G29 X Y Z 说明：X
33、 Y Z ：指定从参考点返回的目标点的指令（绝对值/增量值指令）1快速点定位G00（或G0）格式：G00 X_ Y_ Z_说明：X、Y、Z：定位终点坐标。（二）基本G指令G00指定刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点。G00指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分别设定，不能用地址F指定。例：如图所示，使用G00编程：要求刀具从A点快速定位到B点。2直线插补G01（或G1）格式：G01 X _Y_Z_ F_；说明：X、Y、Z：直线插补的终点；在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。F：进给量。G01指令刀具以
34、联动的方式，按F规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线移动到程序段指令的终点。例：如图所示，使用G01编程：要求从A点直线插补到B点。3圆弧插补G02/G03（或G2/G3）说明：G02：顺时针圆弧插补；G03：逆时针圆弧插补；如图所示。X、Y、Z：圆弧终点，在G90时为圆弧终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量；I、J、K：圆弧圆心点相对于圆弧起点的增量值(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，如图528所示)，在G90/G91时都是以增量方式指定；R：圆弧半径，当圆弧圆心角小于180时，R为正值，否则R为负值F：被编程的两个轴的合成进给速度。G02和G03均为模
35、态指令。例：使用G02对下图所示图弧a和图弧b编程。例：使用G02/G03对下图所示的整圆编程。注意：（1）圆弧顺逆时针的判断方法是沿圆弧所在平面（如XY平面）的另一个坐标的负方向（-Z）看见，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03；（2）整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K；（3）同时编入R与I、J、K时，R有效。（三）常用M指令1M00指令执行M00指令后，机床所有动作均被停止，以便进行一些操作，如精度检测，除切屑等，重新按循环启动按键后，再继续执行M00指令后面的程序。2M01指令M01指令的执行过程和M00指令相似，不同的是只有按下机床控制面板上的“选择停止”开关后，该指令才有效，
36、否则机床继续执行后面的程序。3M02指令M02指令表示程序结束，该指令执行后，表示本加工程序内所有内容均已完成，但程序结束后，光标不返回程序开始处。4M30指令M30指令用于程序结束指令，与M02的执行过程相似。不同之处在于当程序内容结束后，随即关闭数控机床所有动作，此时，光标自动返回程序开始处，为下一个工件加工作好准备。5M98、M99指令在FANUC 0i系统中，M98用于子程序调用指令，M99用于子程序结束指令。6M03、M04、M05指令M03指令用于设定主轴顺时针旋转（即正转），M04指令用于主轴逆时针旋转（即反转），主轴停转用M05指令表示。7M06指令M06指令用于刀具交换指令。
37、通过M06指令可实现机床的自动换刀。M06指令要配合T指令使用。例如：M06 T12；表示换12刀。8M08、M09指令M08表示切削液开指令，M09表示切削液关指令。二、刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）1刀具补偿功能的概念数控机床根据实际刀具尺寸，自动改变坐标轴位置，使实际加工轮廓与编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。刀具半径补偿分为刀具半径左补偿（左刀补）和刀具半径右补偿（右刀补）。其判断的方法为：沿刀具进给的方向观察，当刀具中心在零件加工轮廓左侧时，称为刀具左刀补，由指令G41建立；当刀具中心在零件加工轮廓右侧时，称为刀具右刀补，由指令G42建立；取消刀具半径补偿由指令G
38、40建立。2刀具半径补偿指令（1）刀具半径补偿开始：格式：G41/G42 D G00/G01 X Y F ；G41：为左侧刀具半径补偿；G42：为右侧刀具半径补偿；D ：为指定刀具半径补偿值的代码；X Y ：为指令坐标轴的移动量；（2）刀具半径补偿取消：格式：G40 G00/G01 X Y F G40：刀具半径补偿取消X Y ：指令坐标轴移动量三、钻孔、攻螺纹循环加工指令1钻孔指令（1）钻孔G81和锪孔G82 程序格式：G81 X Y Z R F；G82 X Y Z R P F；说明：X、Y表示孔位坐标（G90）或加工起点到孔位的距离（G91）；Z表示孔底坐标（G90）或点到孔底的增量距离（G
39、91）；R表示R点的坐标（G90）或初始点到R点的增量距离（G91）；F表示切削进给速度；G8l指令的动作循环为，X、Y坐标定位、快速进给、切削进给和快速返回等动作。如图5-2-12所示。G82与G81动作相似，唯一不同之处是G82在孔底增加了暂停，因而适用于盲孔、锪孔或镗阶梯孔的加工，以提高孔底表面加工精度，而G81 只适用于一般孔的加工。（2）高速深孔往复排屑钻G73 程序格式：G73 X Y Z R Q F；说明：X、Y表示孔位坐标（G90）或加工起点到孔位的距离（G91）；Z表示孔底坐标（G90）或点到孔底的增量距离（G91）；R表示R点的坐标（G90）或初始点到R点的增量距离（G91
40、）；Q表示每次的背吃刀量；F表示切削进给速度；G73指令用于深孔加工，该固定循环用于Z轴方向的间歇进给，使深孔加工时可以较容易地实现断屑和排屑，减少退刀量，进行高效率的加工。Q值为每次的背吃刀量（增量值且用正值表示），必须保证Qd，退刀用快速，退刀量“d”由参数设定。（3）深孔往复排屑钻G83程序格式：G83 X Y Z R Q F；说明：X、Y表示孔位坐标（G90）或加工起点到孔位的距离（G91）；Z表示孔底坐标（G90）或点到孔底的增量距离（G91）；R表示R点的坐标（G90）或初始点到R点的增量距离（G91）；Q表示每次的背吃刀量；F表示切削进给速度；G83指令同样用于深孔加工，孔加工动
41、作如图5-2-13所示，与G73略有不同的是每次刀具间歇进给后退至R点平面，此处的“d”表示刀具间歇进给每次下降时由快进转为工进的那一点至前一次切削进给下降的点之间的距离，距离由参数来设定。（4）攻螺纹（攻丝）指令G84/G74程序格式：G84 X Y Z R F；G74 X Y Z R F；说明：G84表示攻右旋螺纹；G74表示攻左旋螺纹；X、Y表示孔位坐标（G90）或加工起点到孔位的距离（G91）；Z表示孔底坐标（G90）或点到孔底的增量距离（G91）；R表示R点的坐标（G90）或初始点到R点的增量距离（G91）；F表示切削进给速度；G84指令使主轴从R点至Z点时，刀具正向进给，主轴正转，
42、到孔底时主轴反转，返回到R点平面后主轴恢复正转。如图5-2-14所示。G74指令使主轴攻螺纹时反转，到孔底正转，返回到R点时恢复反转。与钻孔加工不同的是攻螺纹结束后的返回过程不是快速运动而是进给速度反转退出。攻螺纹过程要求主轴转速与进给速度成严格的比例比系，因此，编程时要求根据主轴转速计算进给速度，计算公式如下：F=N P上式中：F为进给速度，N为主轴转速，P为螺纹导程（单线为螺距）。四、技能训练1.零件图及技术要求模具型芯零件图、立体图及技术要求如图5-2-15所示。2工艺准备（1）读图看懂零件图样，了解图样上有关加工部位的尺寸标注、精度要求、表面形状与位置精度和表面粗糙度要求，以及其他方面
43、的技术要求。该零件形状较简单，主要加工内容是圆柱、矩形台阶及攻螺纹加工。（2）检查毛坯对照零件图样检查毛坯尺寸90mm90mm20mm和形状，了解毛坯的余量。（3）工艺分析1）工艺安排：本课题首先应粗、精铣坯料上表面，然后用键槽铣刀粗、精铣两台阶面；螺纹孔采用钻中心孔、钻孔及攻螺纹工艺加工，如图5216所示。零件加工选用平口钳装夹零件。其具体工艺路线安排如下：粗、精铣坯料上表面，粗铣余量根据毛坯情况由程序控制也可手动加工；用20mm键槽铣刀粗铣圆柱台阶及矩形台阶，留精铣余量0.2mm；用12mm键槽铣刀精铣圆柱台阶及矩形台阶，达到图样精度要求；用中心钻钻2M12的中心孔；用10.3mm钻头钻2
44、M12的底孔；用M12丝锥攻2M12的螺纹孔；2）加工刀具：根据零件的外形和加工的要求，选择刀具为T1号刀为80盘铣刀，T2号刀为20键槽铣刀，T3号刀为12键槽铣刀，T4号刀为中心钻，T5号为10.3钻头，T7为M12丝锥。切削用量的选择见表521所示数控加工刀具卡片。表521数控加工刀具卡片（4）填写工序卡片（1）根据以上分析，该零件的数控加工工序卡，见下表。3编写加工程序（1）确定工件坐标系选择零件两对称轴的交点为工件坐标系X、Y零点，工件上表面为Z轴零点，建立工件坐标系。如表522所示。（2）确定基点坐标在编制程序之前要计算每一个基点坐标的数值。如表322所示，经简单计算得到基点坐标，
45、如下：A点(25.0，30.0)B点(30.0，25.0)（3）编制加工程序根据设定的工件坐标系和算得的基点，编制零件程序。1）矩形台阶加工程序表523 矩形台阶加工程序2）圆柱台阶加工程序表524 圆柱台阶加工程序3）孔加工程序表5-2-5 钻中心孔加工程序表5-2-6 钻2M12螺纹底孔程序表5-2-7 攻2M12螺纹程序4数控加工（1）加工前准备1）电源接通2）机床回零3）刀具、工具和毛坯准备（2）工件与刀具装夹1）将工件夹持在平口钳上，工件伸出钳口10mm，然后夹紧工件。2）刀具安装。（3）对刀与参数设置完成对刀，并正常输入各刀具半径及长度补偿参数。（4）程序调入与调试1）调入加工程序
46、。2）输入或检查刀具补偿参数。3）进行程序校验及加工轨迹仿真4）自动加工5加工工件质量检测6机床保养(1）清除切屑、擦拭机床，机床与环境保持清洁状态。(2）检查润滑油及冷却液的状态，及时添加或更换。(3）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。(4）打扫操作现场保持清洁状态。课题三课题三 数控铣削模具型芯数控铣削模具型芯一、型腔铣削知识1型腔的类型及各自的特点型腔加工的特点是粗加工时有大量余量要被切除，一般采用分层切削的方法。（1）简单型腔采用分层切削，把每一层入刀点统一到沿Z轴的一根轴线上，沿此轴预钻入刀孔，底面与侧面都要留有余量。精加工时，先加工底面，后加工侧面。（2）有岛屿类型腔有岛类型腔
47、是简单型腔底面上凸起一个小岛。粗加工时让刀具在内外轮廓中间区域中运动，并使底面、内轮廓、外轮廓留有均匀的余量。精加工时先加工底面，再加工两侧面。（3）有槽类型腔有槽类型腔是简单型腔底面下还有槽。它的加工方法是两简单型腔的组合，先粗加工各型腔，留余量，再统一精加工各表面。2内型腔加工路线如上图所示是铣削一型腔的3种进给路线。就走刀路线长度而言，其中图（b）最长，图（a）最短。但按图（a）的路线凹槽内壁表面的粗糙度最差。图（c）和图（b）都安排了一次连续铣削加工凹槽内壁表面的精加工走刀路线，可以满足凹槽内壁表面的加工精度和粗糙度的要求。最后安排一次连续加工轮廓表面的精加工走刀路线是必要的，而图（c
48、）的走刀路线总长度比图（b）短，所以比较之下图（c）的设计最好的加工路线。如上图所示是使用平底铣刀分两步加工凹槽，第一步切内腔，第二步切轮廓，刀具边缘部分的圆角半径应符合内槽的图标要求。二、槽铣削知识1轨迹法切削轨迹法切削实际上是进行成型切削。刀具按槽的形状沿单一轨迹运动，刀轨与刀具形状合称为槽的形状。槽的尺寸取决于刀具的尺寸。槽两侧表面，一面为顺铣，一面为逆铣，因此，两侧加工质量不同。精加工余量由半精加工刀具尺寸决定。2型腔法切削为克服轨迹法切削的缺点，可把槽看作细长的型腔，进行型腔加工。三、铰孔循环指令G85程序格式：G85 X Y Z R F；说明：X、Y表示孔位坐标（G90）或加工起点
49、到孔位的距离（G91）；Z表示孔底坐标（G90）或点到孔底的增量距离（G91）；R表示R点的坐标（G90）或初始点到R点的增量距离（G91）；F表示切削进给速度；这种加工方式，刀具是以切削进给方式加工到孔底，然后又以切削进给方式返回到R点平面，因此适用于铰孔，图所示5-3-3。四、技能训练1.零件图及技术要求模具型腔零件图、立体图及技术要求如右图所示。2工艺准备（1）读图看懂零件图样，了解图样上有关加工部位的尺寸标注、精度要求、表面形状与位置精度和表面粗糙度要求，以及其他方面的技术要求。该零件形状较简单，主要加工内容是型腔、槽及铰孔加工。（2）检查毛坯对照零件图样检查毛坯尺寸90mm90mm2
50、0mm和形状，了解毛坯的余量。（3）工艺分析1）工艺安排：本课题首先应粗、精铣坯料上表面，然后用键槽铣刀粗、精铣型腔及槽；铰孔采用钻中心孔、钻孔及铰孔的加工工艺保证精度，如图535所示。零件加工选用平口钳装夹零件。其具体工艺路线安排如下：粗、精铣坯料上表面，粗铣余量根据毛坯情况由程序控制也可手动加工；用20mm键槽铣刀粗铣型腔，留精铣余量0.2mm；用10mm键槽铣刀精铣型腔，达到图样精度要求；用6mm键槽铣刀粗、精铣槽，达到图样精度要求；用中心钻钻210H7的中心孔；用9.8mm钻头钻210H7的底孔；用10H7铰刀铰210H7的孔；图535 零件加工工艺安排2）加工刀具：根据零件的外形和加
