1、第一章 数控机床基础知识 11 数控与数控机床12 数控机床的分类和常见数控机床简介13 数控机床的加工特点一、数控与数控机床的概念二、数控机床的组成三、数控机床的工作原理四、数控机床的坐标系11 数控与数控机床 一、数控与数控机床的概念 数控数控数字控制（Numerical Control，简称NC），是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号进行控制的一种方法。数控机床数控机床（Numerical Control Tool）是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。二、数控机床的组成l 控制介质l 数控装置l 伺服机构l 辅助控制装置
2、l 检测装置l 机床本体 控制介质控制介质将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体。1控制介质移动硬盘 U盘 磁盘 数控装置数控装置数控机床的核心。它由输入装置（如键盘）、控制运算器和输出装置（如显示器）等构成。接受控制介质上的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，进行规定的、有序的运动。2数控装置 伺服机构伺服机构数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部分组成。它接受数控装置的指令信息，并按指令信息的要求控制执行部件的进给速度、方向和位移。脉冲当量脉冲当量每一脉冲使机床移动部件产生的位移量。常用的脉冲当量为0.001mm0.01m
3、m。3伺服机构 常用的位移执行机构有功率步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机。伺服电动机 驱动装置 辅助控制装置辅助控制装置介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。作用作用：接受数控装置输出的主运动变速、刀具选择和交换、辅助动作等指令信息，经过必要的编译、逻辑判断、功率放大后，直接驱动相应的电气、液压和机械部件，以完成各种规定的动作。4辅助控制装置可编程控制器（PLC）作用作用：检测数控机床各个坐标轴的实际位移量，经反馈系统输入到机床的数控装置中。数控装置将反馈回来的实际位移量与设定值进行比较，控制伺服机构按指令设定值运动。常用检测元件常用检测元件：直线光栅、光电编码器、圆光
4、栅、绝对编码尺等。5检测反馈装置直线光栅 光电编码器 机床本体机床本体数控机床的主体，用于完成各种切削加工的机械部分，包括主运动部件、进给运动执行部件（如工作台、滑板及其传动部件）和床身、立柱、支承部件等。6机床本体三、数控机床的工作原理四、数控机床的坐标系1机床坐标系 （1）机床相对运动的规定机床相对运动的规定：工件静止，刀具运动。（2）机床坐标系的规定机床坐标系的规定：确定机床上运动的位移和运动的方向，该坐标系也称为标准坐标系标准坐标系。立式数控铣床 右手笛卡尔直角坐标系：（3）运动方向的规定：将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向 （4）坐标轴方向的确定 Z坐标坐标运动方向是由
5、传递切削动力的主轴所决定，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。机床有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向；主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方向；机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向。X坐标坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。1）工件旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。2）刀具做旋转运动，分两种情况：Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。Y坐标坐标在确定X、Z坐标的正方向后，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。数控铣床工作台的移动数
6、控铣床工作台的移动数控车床坐标轴的移动数控车床坐标轴的移动机床原点机床原点也称机床零点机床零点，即机床坐标系的原点，是指在机床上设置的一个固定点，它在机床装配、调试时就已确定下来，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。（5）机床原点数控车床的机床原点 数控铣床的机床原点（6）机床参考点 机床参考点机床参考点用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。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：机床参考点是离机床原点最远的极
7、限点。数控铣床机床回零数控铣床机床回零数控车床机床回零数控车床机床回零 编程坐标系编程坐标系也称工件坐标系工件坐标系，是编程人员根据零件 图样及加工工艺等建立的坐标系。编程原点：选择在零件的设计基准或工艺基准上。各轴的方向：与所使用的数控机床相应坐标轴方向一致。2编程坐标系3对刀点和换刀点 对刀点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，也称为起刀点起刀点或程序起点程序起点。车削零件的对刀点对刀点选择原则：l 找正容易l 编程方便l 对刀误差小l 加工时检查方便、可靠刀位点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12 数控机床的分类和
8、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按控制运动的方式分类 （1）点位控制数控机床 只控制从一点到另一点位置的精确定位，而不控制移动轨迹，在移动和定位过程中不进行任何加工。控制运动的方式控制运动的方式（2）直线控制数控机床 机床移动部件不仅要实现由一个位置到另一个位置的精确定位，而且要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。主要有：l 简易数控车床 l 数控磨床 l 数控镗铣床（3）轮廓控制数控机床 对两个或两个以上坐标轴同时进行控制。它不仅要控制机床移动部件的起点和终点，而且要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
9、直线、圆弧、螺旋线等。主要有：l 数控车床 l 数控铣床 l 加工中心2按伺服系统的特点分类（1）开环控制数控机床 控制系统不带反馈装置。数控装置发出的脉冲指令通过步进驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角，再经过传动系统带动工作台或刀架移动。进 给脉冲工 作台步进电 动机驱动线路步进电 动机（2）闭环控制数控机床 在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用比较的差值对机床进行控制，直至差值消除为止，使移动部件按照实际需要的位移量运动。直线位 移检测装 置工作台伺服电动 机放 大电 路指 令值位 置反馈比较器（3）半闭环控制数控
10、机床 在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测装置，通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，与输入的指令位移值进行比较，用比较的差值对机床进行控制。3按数控机床的性能分类（1）低档数控机床（2）中档数控机床（3）高档数控机床二、常见数控机床简介1数控车床 数控车床数控车床具有两轴联动功能，Z轴是与主轴方向平行的运动轴，X轴是在水平面内与主轴方向垂直的运动轴。2数控铣床 数控铣床数控铣床适于加工三维复杂曲面，在汽车、航空航天、模具等行业被广泛采用,可分为数控立式铣床、数控卧式铣床、数控仿形铣床等。3加工中心 数控加工中心数控加工中心具有自动刀具交换装置，
11、并能进行多种工序加工的数控机床。4数控磨床 数控磨床数控磨床主要用于加工高硬度、高精度表面。可分为数控平面磨床、数控内圆磨床、数控轮廓磨床等。5数控钻床 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,可分为数控立式钻床和数控卧式钻床。6 数控电火花成形机床 数控电火花成形机床数控电火花成形机床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。7数控线切割机床 数控线切割机床数控线切割机床工作原理同电火花成形机床，其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。13 数控机床的加工特点 一、加工精度高二、对加工对象的适应性强三、自动化程度高
12、四、生产效率高五、良好的经济效益六、有利于现代化管理思考与练习1.简述数控、数控机床的概念。2.数控机床由哪些部分组成？各有什么作用？3.简述数控机床的工作过程。4.数控机床的X、Y、Z坐标轴及其正方向是如何规定的？5.数控机床的机床原点、编程原点、参考点有什么区别？6.点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床各有何特点？7.开环、闭环、半闭环控制数控机床各有何特点？8.数控机床的加工特点是什么？第二章第二章 数控加工工艺设数控加工工艺设计计 21 数控加工工艺概述 22 数控加工工艺分析 23 数控加工刀具系统24 工件的安装与夹具的选择一、确定数控加工的内容 二、数控加工工艺文件 21 数控加
13、工工艺概述 一、确定数控加工的内容 1普通机床无法加工的内容。2普通机床难加工，质量也难以保证的内容。3普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容。二、数控加工工艺文件 1数控加工编程任务书2数控加工工序卡3数控加工刀具明细表4数控加工程序单22 数控加工工艺分析 一、分析零件图样二、工序的划分三、加工顺序的安排四、加工路线的确定 五、切削用量的选择一、分析零件图样 1分析构成零件轮廓的几何条件 2分析尺寸公差要求 3分析形状和位置公差要求 4分析表面粗糙度要求 5分析其他要求直线段逼近曲线段直线段逼近曲线段二、工序的划分 1按先面后孔的原则划分工序 2按粗、精加工划分工序 3按所用刀具
14、划分工序 4按定位方式划分工序三、加工顺序的安排 1上道工序的加工不能影响下道工序。2先内后外原则。3以相同安装方式或用同一刀具加工的工序，应连续进行，以减少重复定位及换刀次数。4同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。四、加工路线的确定 1.加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。2.在保证加工精度的前提下，应尽量缩短加工路线，以减少空行程时间，提高生产效率。最短加工路线最短加工路线 3.最终轮廓一次走刀完成。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。行切法环切法先行切后环切 4.在数控铣床上铣削外轮廓时，为防止刀具在切入、切
15、出时产生刀痕，铣刀的切入和切出点应沿工件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出工件表面，以保证工件轮廓的光滑过渡。5.镗孔加工时，若位置精度要求较高时，加工路线的定位方向应保持一致。6.加工路线应尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作。五、切削用量的选择 1主轴转速的确定 2背吃刀量的确定 3进给速度的确定 1000/()nvD23 数控加工刀具系统 一、数控车削刀具二、数控镗铣刀具 一、数控车削刀具1常规车削刀具（1）尖形车刀（2）圆弧形车刀（3）成形车刀 2机夹可转位车刀可转位机夹外圆车刀 可转位机夹内孔车刀 二、数控镗铣刀具 1整体式数控刀具系统 刀体采用整体式结构与机床的连接、定
16、位，采用7:24锥柄，该系统的整体刚性较强、结构稳定。整体式镗铣类刀具系统 2模块式数控刀具系统 将整体式刀杆分解成刀柄模块、中间联接模块（连接杆）、刀头模块三个主要部分，然后通过各种连接结构，在保证刀杆连接精度、刚性的前提下，将这三部分连接成一整体。模块式数控刀具系统 24 工件的安装与夹具的选择 一、工件的定位 二、工件安装的基本原则三、机床夹具的种类四、选择夹具的原则 一、工件的定位1基准及其种类 设计基准设计基准在零件的设计图样上所采用的基准 工艺基准工艺基准在加工、测量、装配等工艺过程中所使用的基准。包括：（1）定位基准用于确定工件在机床或夹具上的正确位置所依据的基准。（2）测量基准
17、用于检验已加工表面的尺寸及各表面之间的位置精度所依据的基准。（3）装配基准零件装配时用于确定它在机器中所处位置的基准。2定位基准的选择 （1）粗基准的选择粗基准的选择：尽量选择不加工表面或能牢固、可靠地进行装夹的表面，并注意粗基准不宜重复使用。（2）精基准的选择精基准的选择：尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准，并尽量与测量基准重合，其基准重合是保证零件加工质量最理想的工艺手段。二、工件安装的基本原则 1工件的定位基准与设计基准一致，防止过定位。2减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后就能加工出全部待加工表面。3防止夹紧工件引起变形，夹紧力应靠近主要支承点，力求靠近切削部位。4避免采用占机人
18、工调整时间长的方案，以充分发挥数控机床的效能。三、机床夹具的种类 1通用夹具2专用夹具 3组合夹具4随行夹具1通用夹具 已经标准化，机床上一般附有通用夹具。通用夹具适应性较强，使用时无需调整，或稍加调整就可以用于多种工件的装夹。三爪卡盘平口钳2专用夹具 针对某一工件的某道工序专门设计和制造的。利用专用夹具加工工件，既可保证精度，又可提高生产效率。由于专用夹具费用较高，生产准备周期长，且不能适应产品的变化，因此主要用于产品固定的大批量生产中。3组合夹具 由预先制造好的成套标准元件组装而成的专用夹具。当更换产品时，组合夹具可根据工件的加工要求，重新组装成新的夹具。孔系组合夹具组装示意图槽系组合夹具
19、组装示意图1基础件2支承件3定位件4导向件5夹紧件6紧固件7其他件8合件4随行夹具 自动生产线上使用的一种专用夹具。它除了担负工件的安装任务外，还担负沿自动线运输工件的任务。在多工位自动线上有许多相同的随行夹具，随被加工工件有规律地从一个工位移到下一工位。四、选择夹具的原则 1尽量采用标准夹具、组合夹具，必要时才设计专用夹具。2夹具要开敞，加工部位开阔，夹具的定位、夹紧机构元件不能影响加工中的进给。3装卸零件要快速、方便、可靠，以缩短辅助时间。4夹具应具备足够的强度和刚度，尤其在切削用量较大时，应能保证零件的加工精度。5有条件时，应多采用气动或液压夹具、多工位夹具。思考与练习 1确定数控加工内
20、容和工序时，一般按什么顺序进行考虑？2数控加工的工艺文件主要有哪些方面的内容？3数控加工的工艺分析主要包括哪些内容？4数控加工顺序的安排应遵循哪些原则？5确定加工路线时，应注意哪些问题？6数控车削刀具主要有哪些类型？7模块式数控刀具有什么优点？8工件的安装应注意哪些事项？第三章 数控车床加工基础 31 数控车削加工的对象 32 数控车削加工工艺制定 33 数控车削的编程基础 34 编程实例 一、精度要求高的回转体零件 二、表面粗糙度要求高的回转体零件 三、表面形状复杂的回转体零件四、带特殊螺纹的回转体零件31 数控车削加工的对象 一、精度要求高的回转体零件轴承内圈示意图 三台液压半自动车床和一
21、台液压仿形车床加工：多次装夹，造成较大的壁厚差，达不到图样要求。数控车床：一次装夹即可完成滚道和内孔的车削，壁厚差大为减小，加工质量稳定。二、表面粗糙度要求高的回转体零件 在材质、精车余量已定的情况下，表面粗糙度取决于进给量和切削速度。普通车床普通车床：车削锥面和端面时，由于转速恒定不变，致使车削后的表面粗糙度不一致，只有某一直径处的粗糙度值最小。数控车床数控车床：使用恒线速切削功能，可选用最佳线速度来切削锥面和端面，使车削表面的表面粗糙度值既小又一致。还适合于车削各部位表面粗糙度要求不同的零件。三、表面形状复杂的回转体零件壳体零件内腔成形面 具有直线和圆弧插补功能，可车削由任意直线和圆弧组成
22、的形状复杂的回转体零件。四、带特殊螺纹的回转体零件 普通车床普通车床：车削的螺纹有限，一台车床只能限定加工若干种导程的螺纹。数控车床数控车床：能车削任何等导程的直、锥和端面螺纹，变导程的螺纹，以及要求等导程与变导程之间平滑过渡的螺纹。一、数控车削加工工艺的内容 二、数控车削加工工艺分析举例 32 数控车削加工工艺制定 一、数控车削加工工艺的内容 1分析被加工零件的图样，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、数控车削加工工艺分析举例 1图样分析 2确定装夹方案 3确定加工顺序及进给路线 4刀具选择5切削用量选择螺纹小轴一、
23、准备功能二、辅助功能三、N、F、T、S功能四、程序段格式五、常用准备功能指令介绍 六、固定循环功能指令七、子程序的使用33 数控车削的编程基础 数控机床是严格按照从外部输入的程序来自动地对工件进行加工的，不同的系统，其指令或指令的含义有所不同，编程的方法也不同。广州数控设备厂GSK980T数控系统一、准备功能 准备功能准备功能又称G功能或G代码，是建立机床或控制数控系统工作方式的一种指令。序号代码组别功能1G0001快速点定位2G01直线插补（直线切削）3G02顺时针圆弧插补4G03逆时针圆弧插补5G0400暂停、延时6G28自动返回参考点7G3201螺纹切削8G5000坐标系设定或主轴最大速
24、度设定9G6500宏程序调用10G7000精车固定循环11G71外圆粗车循环12G72端面粗车循环13G73仿形粗车循环14G74端面深孔加工循环15G75外圆、内孔切槽循环16G76复合螺纹切削循环17G9001单一外圆、内圆车削循环18G92单一螺纹车削循环19G94单一端面车削循环20G9602恒线速度控制有效21G97取消恒线速度控制22G9803每分钟进给23G99每转进给二、辅助功能 辅助功能辅助功能又称M功能，主要用来表示机床操作时的各种辅助动作及其状态。M00（程序暂停）M01（程序有条件暂停）M03（主轴正转）M04（主轴反转）M05（主轴停）M08（切削液开）M09（切削液
25、关）M98（调用子程序）M99（子程序结束，返回主程序）M30（结束程序，并且跳转到程序首）三、N、F、T、S功能 1N功能 程序段号用字母N和后面的四位数字来表示。2F功能 进给功能进给功能表示进给速度，进给速度用字母F和其后面的若干位数字来表示。每分钟进给（每分钟进给（G98）：）：系统在执行了一条含有G98的程序段后，再遇到F指令时，便认为F所指定的进给速度单位为mm/min。每转进给（每转进给（G99）：）：系统处于G99状态，则认为F所指定的进给速度单位为mm/r。3T功能（也称刀具功能）刀具功能刀具功能包括换刀和刀具位置补偿功能。换刀功能：采用绝对刀号自动换刀。刀具位置补偿功能：对
26、编程时假想 刀具（一般为基准刀具）与实际加工使用刀具位置的差别进行补偿的功能，分为刀具形状补偿和刀具磨损补偿。刀具功能用字母T和其后的四位数字表示。前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。每一刀具加工结束后必须取消其刀具位置补偿。T功能示例功能示例4S功能 主轴功能主轴功能主要表示主轴转速或主轴线速度，用字母S和其后面的数字表示。恒线速度控制恒线速度控制（G96）：系统以恒线速度切削。主轴转速控制主轴转速控制（G97）：取消恒线速度控制的指令。主轴最高转速限定主轴最高转速限定（G50）：除有坐标系设定功能外，还有主轴最高转速设定的功能，即用S指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。四、程序段格式1程序
27、段格式 采用绝对值编程用符号X、Z表示，采用增量值编程用符号U、W表示。本系统编程，X、U坐标值均使用直径值。2程序名的指定 本系统程序名采用字母O后跟四位数字的格式。子程序名遵循同样的命名规则。五、常用准备功能指令介绍 1工件坐标系设定指令G50 2快速定位G00 3直线移动G014圆弧插补 G02、G03 5暂停 G04 6自动返回参考点G287螺纹切削G32常用准备功能指令常用准备功能指令六、固定循环功能指令 1内、外径粗车循环 2螺纹切削循环 3端面切削循环 内、外径粗车循环内、外径粗车循环螺纹切削循环螺纹切削循环端面切削循环端面切削循环七、子程序的使用 1调用子程序 M98 M98
28、P 2子程序的格式 子程序与主程序的格式都是由程序号、程序内容和程序结束语句组成，主要区别是程序的结束指令不同，子程序的结束指令为M99。子程序的调用过程子程序的调用过程34 编程实例1相关数值计算2数控编程思考与练习 1数控车削的主要加工对象是什么？2数控车床为什么比普通车床的加工范围宽？3数控车削加工工艺包括哪些内容？4什么是机床坐标系、工件坐标系？机床原点和工件原点有何不同？5解释G02、G03指令中各个地址字的意义。6顺圆弧和逆圆弧的判别方法。7解释G90、G92和G94指令中各个地址字的意义。8仔细阅读数控车削编程实例，在读懂其程序内容的前提下，进一步体会其编程的思路及过程。第四章第
29、四章 数控铣床、加工中心加工基础数控铣床、加工中心加工基础 41 数控铣床、加工中心加工的对象 42 数控铣床、加工中心加工的工艺制定 43 数控铣床及加工中心的编程基础 44 编程实例 41 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 曲面类零件曲面类零件加工面为空间曲面的零件，
30、如模具、叶片、螺旋桨等。4复杂零件 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 异形零件异形零件支架、拨叉类
31、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。42 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
32、。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43 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FANUC0M数控系统为例数控系统为例功能功能文字码文字码含义含义程序号O；ISO/EIA表示程序名代号（19999）程序段号N表示程序段代号（19999）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）
33、I、J、K圆弧圆心坐标（99999.999mm）常用文字码及其含义常用文字码及其含义 功能功能文文 字字 码码含义含义进给功能F表示进给速度（11000mm/min）主轴功能S表示主轴转速（19999mm/min）刀具功能T表示刀具号（199）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（099）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
34、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与与G91编程示例编程示例2工件坐标系零点偏置指令G54G59 实质实质：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）G54 G00 X0 Y0；G55 G00 X0 Y0；G57 G0
35、0 X0 Y0；G58 G00 X0 Y0；3工件坐标系设定指令G92格式：G92 X_ Y_ Z_；X_ Y_ Z_为刀具当前位置相对于工件原点的坐标值。程序程序：G92 X30.0 Y30.0 Z20.0；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：G00 X_ Y_ Z_6直线插补指令G01 格式：G01 X_ Y_ Z_ F_X_ Y_
36、 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/G03G17 G02/G03 X Y I J(或R)FG18 G02/G03 X Z I K(或R)FG19 G02/G03 Y 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：G04 X2.0 或 G04 P2000 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
37、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/G44 Z 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/G42XYD（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 FANUC0M数控铣床、加工中心系统配
38、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/G91 G98/G99 G XY 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
39、指令。XY：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：N10G91G28Z0T02N20M06方法二：N10 G01 XYZT02N80G91G28Z0M06N90G01 XYZT0
40、344 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加工中心的主要加工对象。3数铣与加工中心有什么区别？4数铣、加工中心加工工艺分析的步骤。5数控机床中各坐标轴是如何规定的？试按笛卡尔坐标系确定数控车床坐标系中Y坐标轴的位置及方向。6解释固定循环指令中的地址字R、P、Q的含义。7加工中心的选刀和换刀程序段是怎样安排的。8仔细阅读数控铣及加工中心的编程实例，在读懂其程序内容的前提下，进一步体会其编程的思路及过程。第五章第五章 电火花加工电火花加工 51 数控线切割加工概述 52 数控线切割加工工艺制定 53
41、数控线切割加工编程基础 54 电火花成形加工概述 51 数控线切割加工概述 一、电加工的定义二、数控线切割机床的组成及加工原理 一、电加工的定义 电加工电加工利用电的各种效应（如电能、电化学能、电热能、电磁能、电光能等）进行金属材料加工的一种方式。l 电蚀加工（电火花成形加工和线切割加工）l 电子束加工l 电化学加工（电抛光等）l 电热加工（导电磨削、电热整平）狭义：直接利用电能（放电）。狭义：直接利用电能（放电）。二、数控线切割机床的组成及加工原理 1数控线切割机床的组成（1）主机（2）脉冲电源（3）数控和伺服系统 2数控线切割机床的加工原理 1工作液2导轮3线电极4工件 52 数控线切割加
42、工工艺制定 模具线切割加工的工艺准备和工艺过程 一、工件的准备和处理 二、工件的装夹三、线电极的选择四、穿丝孔和电极丝切入位置的选择五、确定半径补偿值六、电参数的选择七、工作液的选配一、工件的准备和处理 零件材料由图样给定 模具坯件在加工前已进行锻造和热处理，可能会在加工中出现剩余应力，产生变形，影响加工精度，故应释放应力 加工前要进行定位基准面的加工以及进行消磁和去除表面氧化层的处理二、工件的装夹1悬臂式装夹 2两端支撑方式装夹3桥式支撑方式装夹 4板式支撑方式装夹 1悬臂式装夹2两端支撑方式装夹3桥式支撑方式装夹4板式支撑方式装夹三、线电极的选择四、穿丝孔和电极丝切入位置的选择 穿丝孔是电
43、极丝相对工件运动的起点，同时也是程序执行的起点，一般选在工件上的基准点处。凹模 凸模 五、确定半径补偿值 编程时都必须视线电极中心为“刀位点”，并考虑到放电间隙的大小等因素，才能保证零件的加工尺寸。凹模 凸模 六、电参数的选择 要求获得较好的表面粗糙度时，所选用的电参数要小 若要求获得较高的切割速度，脉冲参数要选大一些，但过大的电流易引起断丝 一般通过试切割或按经验进行选择 七、工作液的选配 1慢速走丝线切割加工，目前普遍使用去离子水。2快速走丝线切割加工最常用的是乳化液。影响：切割速度切割速度、表面粗糙度表面粗糙度、加工精度加工精度。常用的工作液主要有乳化液乳化液和去离子水去离子水。53 数
44、控线切割加工编程基础 一、3B格式程序编制二、4B格式程序编制三、ISO代码格式程序编制一、3B格式程序编制1分隔符号 B2X、Y 坐标值3计数长度J 4计数方向G5加工指令Z 1分隔符号 B 因为X、Y、J均为数字，用分隔符号（B）将其隔开，以免混淆。2X、Y 坐标值 X、Y坐标值通常以6位数表示，最小位数的单位为m，前置“0”可省略 直线插补程序段，其X、Y值为直线终点相对于起点的增量坐标值；圆弧插补程序段，其X、Y值却为该圆弧起点相对该圆心的增量坐标值 当X或Y为零时，均可不写，但分隔符号必须保留 斜线插补程序段，X、Y坐标值按相同比例缩放 X、Y坐标值前均不带“十”“”符号3计数长度J
45、 “J”不是地址字，也不进行输入，它与格式中的“G”和“Z”一样，仅表示规定内容的意义；格式中的分隔符号“B”必须进行输入。对于直线插补程序段，J为该直线（斜线）在进给距离较长坐标轴（即计数方向轴）上的位移量 对于圆弧插补程序段，J为该圆弧在计数方向坐标轴上投影长度（绝对值）的总和，也等于该圆弧在计数方向坐标轴上从起点到终点间工作台移动的总距离 计数长度值通常规定以6位数表示，最小位数的单位为m，其前置“0”一般不可省略 4计数方向G GX、GY表示确定“直线或圆弧在X轴上或Y轴上之投影长度值”的方向。规定计数方向的目的，是为了保证轮廓终点插补运动的准确性。选取X方向进给总长度进行计数，称为计
46、X，用GX表示 选取Y方向进给总长度进行计数，称为计Y，用GY表示直线的计数方向 圆弧的计数方向 5加工指令Zl SR：顺圆弧指令l NR：逆圆弧指令l 数字：圆弧起点所在的象限 直线在四个象限及坐标轴上的指令规定 【例51】填写如图所示直线插补程序段（不考虑割缝宽度）。解题过程解题过程 【例52】填写如图所示圆弧插补程序段（不考虑割缝宽度，基点坐标计算略）。解题过程解题过程二、4B格式程序编制 与3B格式数控系统相比，4B格式数控系统带有间隙自动补偿功能，加工时直接按零件轮廓编程，数控系统使电极丝相对零件轮廓自动实现间隙补偿。1圆弧半径RD表示凸圆弧，DD表示凹圆弧。2.曲线形式D或DD R
47、通常为圆形尺寸己知的圆弧半径，因4D格式不能处理尖角的自动间隙补偿，若加工图形出现尖角时，取圆弧半径R大于间隙补偿量R的圆弧过渡。三、ISO代码格式程序编制1程序段格式顺序号（字）准备功能（字）尺寸（字）尺寸（字）辅助功能（字）回车符 N G X Y M 程序名若干个程序段程序结束指令 程序段2 ISO代码的程序编制（1）G92加工坐标系设置指令（2）G00快速定位指令（3）G01 直线插补指令（4）G02、G03 圆弧插补指令（5）坐标方式指令（6）补偿指令（7）M代码54 电火花成形加工概述 一、数控电火花成形加工机床的组成及加工原理二、电火花成形加工的特点及适用范围 一、数控电火花成形加
48、工机床的组成及加工原理 1工件2脉冲电源3伺服进给调节装置4电极5工作液6过滤器7液泵二、电火花成形加工的特点及适用范围 1.电火花成形加工的特点 电火花加工电火花加工又称为放电加工或电蚀加工，是利用在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用对工件进行加工的一种工艺方法。脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件 加工过程中工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，不足以引起工件的变形和位移 直接利用电能和热能来去除金属材料，因此可以用软的工具电极加工硬的工件 一般只能用于加工金属等导电材料，只有在特定条件下才能加
49、工半导体和非导电体材料 加工速度一般较慢，效率较低，且最小角部半径有限制 2.电火花成形加工的适用范围（1）高硬脆材料（2）各种导电材料的复杂表面（3）微细结构和形状（4）高精度加工（5）高表面质量加工思考与练习 1 什么叫电加工？电加工有何特点？2简述数控线切割机床和电火花成形机床的加工原理。3线切割机床和电火花成形机床各有哪些加工特点及应用范围？4数控线切割机床的快速走丝与慢速走丝方式有什么不同？5如何选配电线切割加工机床中的工作液？6线切割加工机床中对加工有重要影响的参数有哪些？如何选择电参数？第六章第六章 自动编程简介自动编程简介 61 自动编程简介 62 自动编程的方法及应用61 自
50、动编程简介 一、自动编程的概念二、计算机辅助编程的一般原理三、自动编程的发展及类型一、自动编程的概念 自动编程自动编程又称为计算机辅助编程，利用通用电子计算机（含外围设备或编程器）和相应的前置、后置处理软件，对零件源程序或CAD图形进行处理，以得到数控加工程序（单）和控制介质的一种编程方式。旋转单叶双曲面二、计算机辅助编程的一般原理三、自动编程的发展及类型1图形交互自动编程系统2数控图形编程系统3语音数控自动编程（VNC）系统62 自动编程的方法及应用一、基于CAD/CAM的数控自动编程的基本步骤 二、典型的CAD/CAM软件 一、基于CAD/CAM的数控自动编程的基本步骤二、典型的CAD/C
