《數(shù)控銑床加工中心加工工藝與編程（第2版）》中職全套教學(xué)課件

數(shù)控銑床／加工中心加工工藝與編程（第二版）全套可編輯PPT課件目錄模塊一

數(shù)控機(jī)床程序編制與操作基礎(chǔ)模塊二

零件輪廓的銑削加工

模塊三

固定循環(huán)編程與孔加工模塊四中級綜合練習(xí)模塊五坐標(biāo)變換編程模塊六宏程序編程模塊七高級綜合練習(xí)模塊一數(shù)控機(jī)床程序編制與操作基礎(chǔ)任務(wù)一認(rèn)識數(shù)控機(jī)床及其操作面板任務(wù)二數(shù)控機(jī)床的手動操作數(shù)控加工程序輸入與編輯任務(wù)三3任務(wù)一認(rèn)識數(shù)控機(jī)床及其操作面板4知識點(diǎn)◎數(shù)控機(jī)床的分類與組成?！驍?shù)控機(jī)床操作面板上各功能按鈕的含義與用途。技能點(diǎn)◎正確使用數(shù)控機(jī)床操作面板各功能按鈕。5一、任務(wù)描述掌握如圖所示FANUC0i系統(tǒng)加工中心操作面板各按鈕的功能，并對每一功能進(jìn)行標(biāo)注。6FANUC0i系統(tǒng)加工中心操作面板二、任務(wù)分析該任務(wù)是數(shù)控機(jī)床操作的首要任務(wù)，為了完成該項(xiàng)任務(wù)，必須了解數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)、操作面板各功能按鈕等方面的知識。由于數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家眾多，即使是同一種數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床操作面板也不盡相同。因此，在本任務(wù)的學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)盡可能進(jìn)行現(xiàn)場參觀，加強(qiáng)感性認(rèn)識，做到舉一反三、融會貫通。7三、知識鏈接1．認(rèn)識數(shù)控機(jī)床（1）數(shù)控機(jī)床的分類數(shù)控機(jī)床是指采用數(shù)字控制技術(shù)按給定的運(yùn)行軌跡進(jìn)行自動加工的機(jī)電一體化加工設(shè)備。按照機(jī)床主軸的方向分類，數(shù)控機(jī)床可分為臥式數(shù)控機(jī)床（主軸位于水平方向）和立式數(shù)控機(jī)床（主軸位于鉛垂方向）。按照加工用途分類，數(shù)控機(jī)床主要有以下幾種類型。81）數(shù)控銑床。用于完成銑削加工或鏜削加工的數(shù)控機(jī)床稱為數(shù)控銑床。2）加工中心。通常所說的加工中心是指帶有刀庫（帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車床除外）和刀具自動交換裝置（AutomaticToolChanger，即ATC）的數(shù)控機(jī)床。9立式數(shù)控銑床臥式加工中心3）數(shù)控車床。數(shù)控車床是用于完成車削加工的數(shù)控機(jī)床。通常情況下也將以車削加工為主并輔以銑削加工的數(shù)控車削中心歸類為數(shù)控車床。10經(jīng)濟(jì)型臥式數(shù)控車床4）數(shù)控鉆床。數(shù)控鉆床主要用于完成鉆孔、攻螺紋等加工，有時(shí)也可完成簡單的銑削加工。數(shù)控鉆床是一種采用點(diǎn)位控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，即控制刀具從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的位置，而不控制刀具運(yùn)行軌跡。11立式數(shù)控鉆床5）數(shù)控電火花成形機(jī)床。數(shù)控電火花成形機(jī)床（即電脈沖機(jī)床）是一種特種加工機(jī)床，它利用兩個(gè)不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生的電腐蝕來對工件進(jìn)行加工，以達(dá)到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求，對于形狀復(fù)雜的模具及難加工材料的加工有其特殊優(yōu)勢。12數(shù)控電火花成形機(jī)床6）數(shù)控線切割機(jī)床。數(shù)控線切割機(jī)床如圖所示，其工作原理與數(shù)控電火花成形機(jī)床相同，但其電極是電極絲（鉬絲、銅絲等）和工件。7）其他數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床除以上幾種常見類型外，還有數(shù)控磨床、數(shù)控沖床、數(shù)控激光加工機(jī)床、數(shù)控超聲波加工機(jī)床等多種。13數(shù)控線切割機(jī)床（2）數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床由機(jī)床主體、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。如圖所示為某立式加工中心的組成。14某立式加工中心的組成1—工作臺2—刀庫3—換刀裝置4—伺服電動機(jī)5—主軸6—導(dǎo)軌7—床身8—數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床主體部分主要由床身、主軸、工作臺、導(dǎo)軌、刀庫、換刀裝置等組成。數(shù)控系統(tǒng)由輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置等組成，其作用是接收加工程序等各種外來信息，并經(jīng)處理和分配后向伺服系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行命令。伺服系統(tǒng)位于數(shù)控裝置與機(jī)床主體之間，主要由伺服電動機(jī)、伺服電路等組成，它的作用是根據(jù)數(shù)控裝置的輸出信號，經(jīng)放大轉(zhuǎn)換后驅(qū)動伺服電動機(jī)，帶動機(jī)床運(yùn)動部件按約定的速度和位置運(yùn)動。15（3）數(shù)控銑床/加工中心數(shù)控系統(tǒng)介紹1）FANUC數(shù)控系統(tǒng)。FANUC數(shù)控系統(tǒng)由日本公司開發(fā)研制，該數(shù)控系統(tǒng)在我國應(yīng)用廣泛。2）SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)。SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)由德國公司開發(fā)研制，該數(shù)控系統(tǒng)在我國的應(yīng)用也相當(dāng)普遍。目前，我國市場上常用的SIEMENS系統(tǒng)有SIEMENS840D/C、SIEMENS810T/M、SIEMENS802D/C/S等型號。除SIEMENS802S系統(tǒng)采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動外，其他型號系統(tǒng)均采用伺服電動機(jī)驅(qū)動。1617SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)銑床操作面板3）國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。自20世紀(jì)80年代初開始，我國數(shù)控系統(tǒng)研制與生產(chǎn)得到了飛速發(fā)展。4）其他系統(tǒng)。除了以上三類主流數(shù)控系統(tǒng)外，國內(nèi)使用較多的數(shù)控系統(tǒng)還有日本三菱數(shù)控系統(tǒng)、法國施耐德數(shù)控系統(tǒng)和美國A-B數(shù)控系統(tǒng)等。2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)操作面板功能介紹數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)廠家眾多，同一數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床的操作面板也各不相同，但由于數(shù)控系統(tǒng)的功能相同，因此操作方法基本相同。（1）機(jī)床操作面板按鈕及其功能介紹1）電源開關(guān)①機(jī)床總電源開關(guān)。機(jī)床總電源開關(guān)如圖所示，一般位于機(jī)床的背面。使用機(jī)床時(shí)，必須首先將總電源開關(guān)扳到“ON”位置。18機(jī)床總電源開關(guān)②機(jī)床電源開。按下如圖所示按鈕“POWERON”，向機(jī)床潤滑、冷卻系統(tǒng)機(jī)械部分供電。③機(jī)床電源關(guān)閉。按下如圖所示按鈕“POWEROFF”，機(jī)床電源關(guān)閉。④數(shù)控系統(tǒng)電源開。按下如圖所示按鈕“NCON”，向機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)部分供電。19系統(tǒng)電源開關(guān)2）緊急停止按鈕及機(jī)床報(bào)警指示燈①緊急停止按鈕。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，按下緊急停止按鈕“E-STOP”，機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)裝置處于急停狀態(tài)，此時(shí)在CRT顯示器上出現(xiàn)“EMG”字樣，機(jī)床報(bào)警指示燈亮。②機(jī)床報(bào)警指示燈。當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)各種報(bào)警時(shí)該指示燈變亮，報(bào)警消除后該指示燈即熄滅。203）模式選擇按鈕。如圖所示，模式選擇按鈕共有八個(gè)，用以選擇機(jī)床操作的模式。這類按鈕均為單選按鈕，即只能選擇其中的一個(gè)。①自動執(zhí)行（AUTO）。按下此按鈕后，可自動執(zhí)行程序。在這種模式下，按下如圖所示的按鈕之一，數(shù)控機(jī)床又有以下六種不同的運(yùn)行形式。21模式選擇按鈕自動模式下的運(yùn)行形式選擇按鈕22自動模式下的運(yùn)行形式②編輯（EDIT）。按下此按鈕，可以對儲存在內(nèi)存中的程序數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯操作。③手動數(shù)據(jù)輸入（MDI）。在此狀態(tài)下，可以輸入單一的命令或幾段命令并立即按下循環(huán)啟動按鈕使機(jī)床執(zhí)行動作，以滿足工作需要。④在線加工（DNC）。在此狀態(tài)下，可以實(shí)現(xiàn)自動加工程序的在線加工。通過計(jì)算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的連接，可以使機(jī)床直接執(zhí)行計(jì)算機(jī)等外部輸入/輸出設(shè)備中存儲的程序。23⑤手動返回參考點(diǎn)（REF）。在此狀態(tài)下，可以執(zhí)行返回參考點(diǎn)的操作，當(dāng)相應(yīng)軸返回參考點(diǎn)后，對應(yīng)軸的返回參考點(diǎn)指示燈變亮，如圖所示。⑥手動連續(xù)進(jìn)給（JOG）。手動連續(xù)進(jìn)給有兩種形式，即手動切削連續(xù)進(jìn)給和手動快速進(jìn)給。24返回參考點(diǎn)指示燈⑦增量進(jìn)給（INC）。增量進(jìn)給操作時(shí)，先選擇進(jìn)給軸，再選擇增量步長，按下方向選擇按鈕，刀具向相應(yīng)方向移動一定距離。當(dāng)選擇“×1”增量步長時(shí)，表示每按一次方向選擇按鈕，刀具移動距離為0.001mm。同樣，選擇“×1000”則表示每按一次方向選擇按鈕，刀具移動距離為1mm。25軸選擇按鈕和方向選擇按鈕快速進(jìn)給速度和增量步長選擇按鈕⑧手輪進(jìn)給操作（HANDLE）。在手輪進(jìn)給方式中，可以通過旋轉(zhuǎn)掛在機(jī)床上的手搖脈沖發(fā)生器使刀具進(jìn)行增量移動，如圖所示。手搖脈沖發(fā)生器每旋轉(zhuǎn)一個(gè)刻度時(shí)刀具的移動量與增量進(jìn)給的移動量相同，因此在搖動手搖脈沖發(fā)生器前要選擇好增量步長。旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器時(shí)，順時(shí)針方向?yàn)榈毒哒较蜻M(jìn)給，逆時(shí)針方向?yàn)榈毒哓?fù)方向進(jìn)給。26手搖脈沖發(fā)生器4）循環(huán)執(zhí)行按鈕①循環(huán)啟動（CYCLESTART）。在自動運(yùn)行狀態(tài)下按下循環(huán)啟動按鈕，機(jī)床自動運(yùn)行程序。②循環(huán)停止（CYCLESTOP）。在自動運(yùn)行狀態(tài)下按下該按鈕，程序運(yùn)行及刀具運(yùn)動將處于暫停狀態(tài)，其他指令如主軸轉(zhuǎn)速、冷卻狀態(tài)等保持不變。再次按下循環(huán)啟動按鈕，機(jī)床重新進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)。③單段運(yùn)行（SINGLEBLOCK）。當(dāng)按下單段運(yùn)行按鈕時(shí)，每按下一次循環(huán)啟動按鈕，機(jī)床將執(zhí)行一段程序后暫停；再次按下循環(huán)啟動按鈕，機(jī)床再次執(zhí)行一段程序后暫停，如此重復(fù)。27循環(huán)執(zhí)行按鈕5）主軸功能按鈕①主軸正轉(zhuǎn)（CW）。在“HANDLE”模式或“JOG”模式下，按下該按鈕，主軸將順時(shí)針轉(zhuǎn)動。②主軸反轉(zhuǎn)（CCW）。在“HANDLE”模式或“JOG”模式下，按下該按鈕，主軸將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。③主軸停轉(zhuǎn)（STOP）。在“HANDLE”模式或“JOG”模式下，按下該按鈕，主軸將停止轉(zhuǎn)動。28主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停轉(zhuǎn)功能按鈕④主軸轉(zhuǎn)速倍率調(diào)整。在主軸旋轉(zhuǎn)過程中，可以通過主軸轉(zhuǎn)速倍率調(diào)整旋鈕對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行50%～120%的調(diào)速。同樣，在程序執(zhí)行過程中，也可對程序中指定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。⑤主軸高擋、主軸低擋。有些型號的機(jī)床，設(shè)置了主軸高擋、主軸低擋按鈕，如圖所示。按下該按鈕后，將執(zhí)行主軸轉(zhuǎn)速高、低擋的切換。29主軸轉(zhuǎn)速倍率調(diào)整旋鈕主軸高擋、主軸低擋按鈕6）其他功能①程序保護(hù)開關(guān)（PROG-PROTECT）。如圖所示，當(dāng)該旋鈕處于“ON”位置時(shí)，即使在“EDIT”狀態(tài)下也不能對數(shù)控加工程序進(jìn)行編輯操作。只有當(dāng)該旋鈕處于“OFF”位置時(shí)，并在“EDIT”狀態(tài)下才能對數(shù)控加工程序進(jìn)行編輯操作。30程序保護(hù)開關(guān)②超程解除按鈕。當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)超程報(bào)警時(shí)，按下該按鈕不要松開，可使超程軸的限位擋塊松開，然后用手搖脈沖發(fā)生器反向移動該軸，可使超程報(bào)警解除。31超程解除按鈕7）用戶自定義按鈕①冷卻潤滑。機(jī)床水冷。按下該按鈕，切削液打開，可對工件及刀具進(jìn)行冷卻。再次按下該按鈕，切削液關(guān)閉。機(jī)床氣冷。按下該按鈕，冷卻氣體打開，可對工件及刀具進(jìn)行冷卻。再次按下該按鈕，冷卻氣體關(guān)閉。潤滑點(diǎn)動。按下該按鈕，將對機(jī)床進(jìn)行點(diǎn)動潤滑一次。32用戶自定義按鈕②刀具的松開與夾緊。刀具的松開與夾緊按鈕，用于手動換刀過程中的裝刀與卸刀。③機(jī)床照明。按下此按鈕，機(jī)床照明燈亮。④排屑正轉(zhuǎn)、排屑反轉(zhuǎn)。按下此按鈕，啟動排屑電動機(jī)對機(jī)床進(jìn)行自動排屑操作。33（2）MDI功能鍵及其功能介紹下圖中各MDI功能鍵及其功能見下表。34FANUC0i系統(tǒng)加工中心操作面板35MDI功能鍵及其功能36MDI功能鍵及其功能（3）CRT顯示器下的軟鍵功能在CRT顯示器下有一排軟鍵，這一排軟鍵的功能根據(jù)CRT顯示器中對應(yīng)的提示來指定。任務(wù)二數(shù)控機(jī)床的手動操作37知識點(diǎn)◎數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的建立方法?！驍?shù)控機(jī)床手動對刀的方法?！蛴肎54指令設(shè)定工件坐標(biāo)系的方法?！驍?shù)控機(jī)床安全操作規(guī)程。技能點(diǎn)◎數(shù)控機(jī)床開、關(guān)機(jī)操作，手動回參考點(diǎn)操作。◎手輪進(jìn)給操作和手動進(jìn)給操作?！?qū)Φ恫僮骷霸O(shè)定工件坐標(biāo)系操作?！蚴謩鱼娤骷庸げ僮鳌?8一、任務(wù)描述通過手動操作方式加工如圖所示工件的槽（工件的裝夾與找正由教師完成），毛坯材料為蠟塊。39數(shù)控機(jī)床手動操作任務(wù)圖二、任務(wù)分析為了完成該項(xiàng)任務(wù)，需掌握建立機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系等理論知識和數(shù)控機(jī)床開關(guān)機(jī)、回參考點(diǎn)、對刀等操作技能，同時(shí)應(yīng)了解數(shù)控機(jī)床安全操作規(guī)程?！咎崾尽坑捎谥行⌒蛿?shù)控銑床工作臺在XY平面內(nèi)移動方向與坐標(biāo)軸的方向相反，因此，在手動進(jìn)給前一定要判斷好刀具的移動方向及手搖脈沖發(fā)生器的旋向，不可采用“試一試”的方法進(jìn)給。40三、知識鏈接1．機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系（1）機(jī)床坐標(biāo)系1）機(jī)床坐標(biāo)系的定義。在數(shù)控機(jī)床上加工工件，機(jī)床動作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制的。為了確定機(jī)床的運(yùn)動方向和移動距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就稱為機(jī)床坐標(biāo)系，也稱為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。2）機(jī)床坐標(biāo)系中的規(guī)定。數(shù)控銑床的加工動作主要分刀具動作和工件動作兩部分。因此，在確定機(jī)床坐標(biāo)系時(shí)，永遠(yuǎn)假定刀具相對于靜止的工件而運(yùn)動。413）機(jī)床坐標(biāo)系的確定。42立式銑床機(jī)床坐標(biāo)系臥式銑床機(jī)床坐標(biāo)系（2）機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)1）機(jī)床原點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)（也稱為機(jī)床零點(diǎn)）是機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，用以確定機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已設(shè)置好，一般情況下不允許用戶進(jìn)行更改。機(jī)床原點(diǎn)又是數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)一般設(shè)在刀具遠(yuǎn)離工件的極限點(diǎn)處，即坐標(biāo)軸正方向的極限點(diǎn)處。432）機(jī)床參考點(diǎn)。對于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床，開機(jī)第一步總是首先進(jìn)行返回機(jī)床參考點(diǎn)（即機(jī)床回零）操作。開機(jī)回參考點(diǎn)的目的就是建立機(jī)床坐標(biāo)系，并確定機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該坐標(biāo)系一經(jīng)建立，只要機(jī)床不斷電，將永遠(yuǎn)保持不變，并且不能通過編程對它進(jìn)行修改。機(jī)床參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床上一個(gè)特殊位置的點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的距離由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，如果其值為零，表示機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)重合；如果其值不為零，則機(jī)床開機(jī)回零后顯示的機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值即是系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定的距離值。44（3）工件坐標(biāo)系、工件原點(diǎn)1）工件坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系的建立保證了刀具在機(jī)床上的正確運(yùn)動。由于加工程序的編制通常是針對某一工件的圖樣進(jìn)行的，因此為了便于尺寸計(jì)算、檢查，加工程序的坐標(biāo)系原點(diǎn)一般都與零件圖樣的尺寸基準(zhǔn)相一致。這種針對某一工件，根據(jù)零件圖樣建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系（也稱為編程坐標(biāo)系）。2）工件原點(diǎn)。工件原點(diǎn)也稱為編程原點(diǎn)，該點(diǎn)是指工件裝夾完成后，選擇工件上的某一點(diǎn)作為編程或工件加工的原點(diǎn)。453）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的設(shè)定。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)通常通過零點(diǎn)偏置的方法來進(jìn)行設(shè)定，其設(shè)定過程為：選擇裝夾后工件的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，找出該點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值，將這些值通過機(jī)床操作面板輸入機(jī)床偏置存儲器參數(shù)（這種參數(shù)有G54～G59共計(jì)六個(gè)）中，從而將機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)偏移至工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。找出工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的過程稱為對刀。46工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定2．?dāng)?shù)控機(jī)床安全操作規(guī)程（1）操作前的安全準(zhǔn)備1）加工零件前，一定要先檢查機(jī)床是否運(yùn)行正常。2）在操作機(jī)床前，仔細(xì)檢查輸入的數(shù)據(jù)，以免引起誤操作。3）確保指定的進(jìn)給速度與操作所要求的進(jìn)給速度相適應(yīng)。4）當(dāng)使用刀具補(bǔ)償時(shí)，仔細(xì)檢查補(bǔ)償方向與補(bǔ)償量。5）數(shù)控系統(tǒng)與可編程控制器參數(shù)都是機(jī)床廠設(shè)置的，通常不需要修改，如果必須修改參數(shù)，在修改前應(yīng)確保對參數(shù)有深入、全面的了解。6）機(jī)床通電后，數(shù)控系統(tǒng)裝置尚未出現(xiàn)位置顯示或報(bào)警畫面前，不要碰MDI面板上的任何鍵。MDI面板上的有些鍵專門用于維護(hù)和特殊操作，在開機(jī)的同時(shí)按下這些鍵，可能使機(jī)床數(shù)據(jù)丟失等。47（2）操作過程中的安全操作1）手動操作。當(dāng)手動操作機(jī)床時(shí)，要確定刀具和工件的當(dāng)前位置并保證正確指定了運(yùn)動軸、方向和進(jìn)給速度。2）手動返回參考點(diǎn)。機(jī)床通電后，應(yīng)先執(zhí)行手動返回參考點(diǎn)操作。否則，機(jī)床的運(yùn)動將不可預(yù)料。3）手輪進(jìn)給。在手輪進(jìn)給時(shí)，一定要選擇正確的手輪進(jìn)給倍率，過大的手輪進(jìn)給倍率容易使刀具或機(jī)床損壞。4）確認(rèn)工件坐標(biāo)系。手動干預(yù)、機(jī)床鎖住或鏡像操作都可能移動工件坐標(biāo)系，用程序控制機(jī)床前要先確認(rèn)工件坐標(biāo)系。5）空運(yùn)行。通常應(yīng)使用機(jī)床空運(yùn)行來確認(rèn)機(jī)床運(yùn)行的正確性。48（3）與編程相關(guān)的安全操作1）坐標(biāo)系的設(shè)定。如果沒有設(shè)置正確的坐標(biāo)系，盡管指令是正確的，機(jī)床可能并不按操作者想象的動作運(yùn)動。2）公、英制的轉(zhuǎn)換。在編程過程中，一定要注意公、英制的轉(zhuǎn)換，使用的單位制式一定要與機(jī)床當(dāng)前使用的單位制式相同。3）回轉(zhuǎn)軸的功能。當(dāng)編制極坐標(biāo)插補(bǔ)或在法線（垂直）方向控制程序時(shí)，要特別注意旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不能過高。4）刀具補(bǔ)償功能。在補(bǔ)償功能模式下，發(fā)出基于機(jī)床坐標(biāo)系的運(yùn)動命令或返回參考點(diǎn)命令，補(bǔ)償就會暫時(shí)取消，這可能會導(dǎo)致機(jī)床產(chǎn)生預(yù)想不到的運(yùn)動。49任務(wù)三數(shù)控加工程序輸入與編輯50知識點(diǎn)◎數(shù)控編程的定義、分類、步驟、特點(diǎn)與要求?！驍?shù)控編程常用功能指令。◎數(shù)控加工程序與程序段格式?！驍?shù)控加工程序手工輸入與編輯方法。◎數(shù)控加工程序在數(shù)控機(jī)床上的校驗(yàn)方法。技能點(diǎn)◎數(shù)控加工程序的手工輸入與編輯?！驍?shù)控加工程序校驗(yàn)與數(shù)控機(jī)床圖形顯示功能操作。51一、任務(wù)描述將下列數(shù)控銑床加工程序手工輸入數(shù)控裝置，并進(jìn)行程序校驗(yàn)。52二、任務(wù)分析數(shù)控加工中，每一任務(wù)都涉及程序的輸入與編輯。要完成該項(xiàng)任務(wù)，需掌握數(shù)控編程、數(shù)控程序及程序段格式、數(shù)控系統(tǒng)常用功能等理論知識以及數(shù)控加工程序的編輯、校驗(yàn)等操作技能。本任務(wù)的教學(xué)重點(diǎn)是數(shù)控加工程序的輸入。如果學(xué)校有數(shù)控仿真設(shè)備，本任務(wù)的操作可在數(shù)控仿真設(shè)備上完成。53三、知識鏈接1．?dāng)?shù)控編程（1）數(shù)控編程的定義為了使數(shù)控機(jī)床能根據(jù)零件加工的要求進(jìn)行動作，必須將這些要求以機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能識別的指令形式告知數(shù)控系統(tǒng)，這種數(shù)控系統(tǒng)可以識別的指令稱為程序，制作程序的過程稱為數(shù)控編程。54數(shù)控編程的過程不僅指編寫數(shù)控加工指令代碼的過程，它包括從零件分析到編寫加工指令代碼，再到制成控制介質(zhì)以及完成程序校核的全過程。在編程時(shí)首先要進(jìn)行零件加工工藝分析，確定加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具運(yùn)行軌跡、位移量、切削用量（切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量）以及各項(xiàng)輔助功能（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、切削液開關(guān)等）；然后根據(jù)數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序格式編寫數(shù)控加工程序單；再把數(shù)控加工程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)（如移動存儲器、硬盤）上，檢查無誤后采用手工輸入方式或計(jì)算機(jī)傳輸方式輸入數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，用來控制機(jī)床加工零件。55（2）數(shù)控編程的分類數(shù)控編程可分為手工編程和自動編程兩種方式。1）手工編程。手工編程是指編制加工程序的全過程，即圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫數(shù)控加工程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)等都由手工來完成。2）自動編程。自動編程是指用計(jì)算機(jī)編制數(shù)控加工程序的過程。56（3）手工編程的步驟手工編程的步驟如圖所示。1）分析零件圖樣。主要進(jìn)行零件輪廓分析，零件尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度、技術(shù)要求分析，以及零件材料、熱處理等要求分析。57手工編程的步驟2）確定加工工藝。選擇加工方案，確定加工路線，選擇定位與夾緊方式，選擇刀具，選擇各項(xiàng)切削參數(shù)，選擇對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)等。3）數(shù)值計(jì)算。選擇編程坐標(biāo)系原點(diǎn)，對零件輪廓上各基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)值計(jì)算，為編寫數(shù)控加工程序單做好準(zhǔn)備。4）編寫數(shù)控加工程序單。根據(jù)數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令及程序格式編寫數(shù)控加工程序單。5）制作控制介質(zhì)。簡單的數(shù)控加工程序可直接通過鍵盤手工輸入。當(dāng)需要自動輸入加工程序時(shí)，必須預(yù)先制作控制介質(zhì)，采用計(jì)算機(jī)傳輸進(jìn)行自動輸入。6）校驗(yàn)程序。加工程序必須經(jīng)過校驗(yàn)并確認(rèn)無誤后才能使用。58（4）數(shù)控銑床/加工中心編程特點(diǎn)1）為了方便編程中的數(shù)值計(jì)算，在數(shù)控銑床/加工中心編程中廣泛采用刀具半徑補(bǔ)償方式來進(jìn)行編程。2）為適應(yīng)數(shù)控銑床/加工中心的加工需要，對于常見的鏜孔、鉆孔切削加工動作，可以通過采用數(shù)控系統(tǒng)本身具備的固定循環(huán)功能來實(shí)現(xiàn)，以簡化編程。3）大多數(shù)數(shù)控銑床與加工中心都具備鏡像加工、比例縮放等特殊編程功能以及極坐標(biāo)編程功能，以提高編程效率，簡化程序。594）根據(jù)加工批量的大小，決定加工中心采用自動換刀還是手動換刀。對于單件或很小批量的工件加工，一般采用手動換刀；而對于批量大于10件且刀具更換頻繁的工件加工，一般采用自動換刀。5）數(shù)控銑床與加工中心廣泛采用子程序編程的方法。編程時(shí)盡量將不同工序內(nèi)容的程序分別安排到不同的子程序中，以便于對每一獨(dú)立的工序進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)試，也便于因加工順序不合理而重新調(diào)整加工程序。主程序主要用于完成換刀及子程序的調(diào)用等工作。602．?dāng)?shù)控加工程序的格式每一種數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)本身的特點(diǎn)與編程的需要，都規(guī)定有一定的程序格式。因此，編程人員必須嚴(yán)格按照機(jī)床（系統(tǒng)）說明書規(guī)定的格式進(jìn)行編程。各數(shù)控系統(tǒng)程序的基本格式是相同的。（1）程序的組成一個(gè)完整的程序由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束組成，如下所示。611）程序號（又稱為程序名）。每一個(gè)存儲在系統(tǒng)存儲器中的程序都需要指定一個(gè)代號以相互區(qū)別，這種用于區(qū)別加工程序的代號稱為程序號。因?yàn)槌绦蛱柺羌庸こ绦蜷_始部分的識別標(biāo)記，所以同一數(shù)控系統(tǒng)中的程序號不能重復(fù)。2）程序內(nèi)容。程序內(nèi)容是整個(gè)加工程序的核心，它由許多程序段組成，每個(gè)程序段由一個(gè)或多個(gè)指令字構(gòu)成，它表示數(shù)控機(jī)床除程序結(jié)束外的全部動作。3）程序結(jié)束。程序結(jié)束由程序結(jié)束指令構(gòu)成，它必須寫在程序的最后。62（2）程序段的組成1）程序段的基本格式。程序段格式是指在一個(gè)程序段中，字、字符、數(shù)據(jù)的排列、書寫方式和順序。2）程序段號與程序段結(jié)束。程序段由程序段號N××開始，以程序段結(jié)束標(biāo)記“CR”（或“LF”）結(jié)束，實(shí)際使用時(shí)，常用符號“；”或“*”表示“CR”（或“LF”），本書中一律以符號“；”表示程序段結(jié)束。633）程序的斜杠跳躍。有時(shí)在程序段的前面編有“/”符號，該符號稱為斜杠跳躍符號，該程序段稱為可跳躍程序段。4）程序段注釋。為了方便檢查、閱讀數(shù)控加工程序，在許多數(shù)控系統(tǒng)中允許對程序段進(jìn)行注釋，注釋可以作為對操作者的提示顯示在CRT顯示器上，但注釋對機(jī)床動作沒有絲毫影響。FANUC系統(tǒng)的程序注釋用“（）”括起來，而且必須放在程序段的最后，不允許將注釋插在地址符和數(shù)字之間。如以下程序段所示：643．?dāng)?shù)控系統(tǒng)常用功能（1）準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能又稱G功能或G指令，是數(shù)控機(jī)床完成某些準(zhǔn)備動作的指令。從G00～G99雖有100種G指令，但并不是每種指令都有實(shí)際意義，有些指令在國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）及我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中并沒有指定功能，即“不指定”，這些指令主要用于將來修改其標(biāo)準(zhǔn)時(shí)指定新的功能。還有一些指令，即使在修改標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也永不指定其功能，即“永不指定”，這些指令可由機(jī)床設(shè)計(jì)者根據(jù)需要自行規(guī)定其功能，但必須在機(jī)床的出廠說明書中予以說明。65（2）輔助功能輔助功能又稱M功能或M指令。它由地址符M和后面的兩位數(shù)字組成，從M00～M99共100種。輔助功能主要控制機(jī)床或系統(tǒng)的各種輔助動作，如機(jī)床或系統(tǒng)的電源開、關(guān)，切削液的開、關(guān)，主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)，以及程序的結(jié)束等。因數(shù)控系統(tǒng)及機(jī)床生產(chǎn)廠家的不同，其G或M指令的功能也不盡相同，甚至有些指令與ISO標(biāo)準(zhǔn)指令的含義也不相同。因此，一方面迫切希望對數(shù)控指令的使用貫徹標(biāo)準(zhǔn)化；另一方面在進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)，一定要嚴(yán)格按照機(jī)床說明書的規(guī)定進(jìn)行。66（3）其他功能1）坐標(biāo)功能。坐標(biāo)功能字（又稱尺寸功能字）用來設(shè)定機(jī)床各坐標(biāo)的位移量。2）刀具功能。刀具功能是指系統(tǒng)進(jìn)行選（轉(zhuǎn)）刀或換刀的功能指令，也稱為T功能。刀具功能用地址符T及后面的一組數(shù)字表示。①T4位數(shù)法。4位數(shù)的前2位數(shù)用于指定刀具號，后2位數(shù)用于指定刀具補(bǔ)償存儲器號。②T2位數(shù)法。該指令僅指定了刀具號，刀具補(bǔ)償存儲器號則由其他指令（如D或H指令）指定。673）進(jìn)給功能。用來指定刀具相對于工件運(yùn)動速度的功能稱為進(jìn)給功能，由地址符F和其后面的數(shù)字組成。根據(jù)加工的需要，進(jìn)給功能分為每分鐘進(jìn)給和每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，并以其對應(yīng)的功能字進(jìn)行轉(zhuǎn)換。①每分鐘進(jìn)給。直線運(yùn)動的單位為mm/min。數(shù)控銑床的每分鐘進(jìn)給通過G94指令來指定，其值為大于零的常數(shù)。②每轉(zhuǎn)進(jìn)給。在加工公制螺紋過程中，常使用每轉(zhuǎn)進(jìn)給來指定進(jìn)給速度（該進(jìn)給速度即表示螺紋的螺距或?qū)С蹋?，其單位為mm/r，通過G95指令來指定。684）主軸功能。用以控制主軸轉(zhuǎn)速的功能稱為主軸功能，亦稱為S功能，由地址符S及其后面的一組數(shù)字組成。根據(jù)加工的需要，主軸轉(zhuǎn)速分為轉(zhuǎn)速n和恒線速度v兩種。①轉(zhuǎn)速n。轉(zhuǎn)速n的單位是r/min，用G97指令來指定，其值為大于零的常數(shù)。②恒線速度v。在加工某些非圓柱體表面時(shí)，為了保證工件的表面質(zhì)量，主軸需要滿足其線速度恒定不變的要求而自動實(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速，這種速度稱為恒線速度。恒線速度的單位為m/min，用G96指令來指定。③主軸的啟、停。在程序中，主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)由M03、M04、M05指令進(jìn)行控制。其中，M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)，M05表示主軸停轉(zhuǎn)。69（4）常用功能指令的屬性1）指令分組。所謂指令分組，就是將系統(tǒng)中不能同時(shí)執(zhí)行的指令分為一組，并以編號區(qū)別。2）模態(tài)/非模態(tài)指令。模態(tài)指令（又稱為續(xù)效指令）表示該指令在某個(gè)程序段中一經(jīng)指定，在接下來的程序段中將持續(xù)有效，直到出現(xiàn)同組的另一個(gè)指令時(shí)該指令才失效，如常用的G00、G01、G02、G03及F、S、T等指令。3）開機(jī)默認(rèn)指令。為了避免編程人員遺漏指令，數(shù)控系統(tǒng)對每一組的指令，都選取其中的一個(gè)作為開機(jī)默認(rèn)指令，此指令在開機(jī)或系統(tǒng)復(fù)位時(shí)可以自動生效。70謝謝Thanks71模塊二零件輪廓的銑削加工任務(wù)一平面槽銑削加工任務(wù)二外輪廓銑削加工子程序的編程與外輪廓銑削加工任務(wù)三72組合件加工任務(wù)四任務(wù)一平面槽銑削加工73知識點(diǎn)◎數(shù)控加工內(nèi)容、特點(diǎn)、對象及數(shù)控編程規(guī)則?！驍?shù)控編程常用指令的含義。◎數(shù)控加工程序開始與程序結(jié)束的基本格式。◎數(shù)控編程方法。技能點(diǎn)◎數(shù)控刀具的安裝?！蚝唵瘟慵臄?shù)控銑床加工?！驍?shù)控機(jī)床的自動運(yùn)行操作。74一、任務(wù)描述試在數(shù)控銑床上加工如圖所示平面槽（毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為80mm×92mm×30mm）。75平面槽銑削加工任務(wù)圖二、任務(wù)分析由于平面槽的輪廓軌跡即為刀具刀位點(diǎn)的運(yùn)行軌跡。因此，在完成該任務(wù)的編程過程中，不采用刀具半徑補(bǔ)償功能，只用掌握數(shù)控編程規(guī)則、常用指令的指令格式等理論知識。此外，由于數(shù)控加工內(nèi)容不同，導(dǎo)致數(shù)控加工程序各不相同，但不同數(shù)控加工程序的程序開始與程序結(jié)束是基本相同的。因此，掌握程序開始與程序結(jié)束的基本格式，會給以后的編程帶來方便。在完成該任務(wù)的過程中，需掌握數(shù)控加工工藝知識和刀具安裝、機(jī)床自動運(yùn)行等操作技能。76三、知識鏈接1．?dāng)?shù)控加工（1）數(shù)控加工的概念數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上自動加工零件的一種工藝手段。數(shù)控加工的實(shí)質(zhì)：數(shù)控機(jī)床按照事先編制好的加工程序并通過數(shù)字控制加工過程自動地對工件進(jìn)行加工。77（2）數(shù)控加工的內(nèi)容一般來說，數(shù)控加工流程如圖所示，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。78數(shù)控加工流程1）分析零件圖樣，確定加工方案。對所要加工零件的技術(shù)要求進(jìn)行分析，選擇合適的加工方案，再根據(jù)加工方案選擇合適的數(shù)控機(jī)床。2）裝夾工件。根據(jù)工件的加工要求，選擇合理的定位基準(zhǔn)，并根據(jù)工件批量、精度及加工成本選擇合適的夾具，完成工件的裝夾與找正。3）選擇并安裝刀具。根據(jù)工件的加工工藝性與結(jié)構(gòu)工藝性，選擇合適的刀具材料與刀具種類，完成刀具的安裝與對刀，并將對刀所得參數(shù)正確設(shè)定在數(shù)控系統(tǒng)中。794）編制數(shù)控加工程序。根據(jù)工件的加工要求，對工件進(jìn)行編程，并經(jīng)初步校驗(yàn)后將程序通過控制介質(zhì)或手動方式輸入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。5）試運(yùn)行、試切削并校驗(yàn)數(shù)控加工程序。對所輸入的程序進(jìn)行試運(yùn)行，并進(jìn)行首件工件的試切削。試切削一方面用來對加工程序進(jìn)行最后的校驗(yàn)，另一方面用來校驗(yàn)工件的加工精度。6）數(shù)控加工。當(dāng)試切的首件工件經(jīng)檢驗(yàn)合格并確認(rèn)程序正確無誤后，便可進(jìn)入數(shù)控加工階段。7）驗(yàn)收工件。工件入庫前先進(jìn)行檢驗(yàn)，并通過質(zhì)量分析找出誤差產(chǎn)生的原因，得出糾正誤差的方法。80（3）數(shù)控加工的特點(diǎn)數(shù)控加工與普通機(jī)床加工相比，具有加工精度高、產(chǎn)品質(zhì)量一致性好、生產(chǎn)率高、加工范圍廣和有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是初始投資大，加工成本高，首件加工編程、調(diào)試程序和試加工時(shí)間長。81（4）數(shù)控加工零件的選擇要求1）適合類。根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)并綜合考慮數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益，數(shù)控機(jī)床通常比較適宜加工具有以下特點(diǎn)的零件。①多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制的零件。②輪廓形狀復(fù)雜，對加工精度要求較高的零件。③用普通機(jī)床加工時(shí)需要有昂貴的工藝裝備（工具、夾具和模具）的零件。④需要多次改型的零件。⑤價(jià)格昂貴，加工中不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。⑥需要短生產(chǎn)周期的急需零件。822）不適合類。采用數(shù)控機(jī)床加工以下幾類零件，其生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性無明顯改善，甚至可能得不償失，因此它們不適宜在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。①裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件。②加工余量極不穩(wěn)定的零件，主要針對無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的數(shù)控機(jī)床。③必須用特定的工藝裝備協(xié)助加工的零件。83（5）數(shù)控加工對象1）數(shù)控銑床加工對象。根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)，適合數(shù)控銑床加工的主要對象有以下幾類。84變斜角類零件平面類零件曲面類零件2）加工中心加工對象①既有平面又有孔系的零件。既有平面又有孔系的零件主要是指箱體類零件和盤、套、板類零件，如圖所示。85既有平面又有孔系的零件a）箱體類零件b）盤、套類零件②結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、普通機(jī)床難加工的零件。結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件是指主要表面由復(fù)雜曲線、曲面組成的零件。加工這類零件時(shí)，通常需采用加工中心進(jìn)行多軸聯(lián)動加工。常見的典型零件有凸輪類零件、整體葉輪類零件和模具類零件等，如圖所示。86結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜零件a）凸輪類零件b）整體葉輪類零件c）模具類零件③外形不規(guī)則的異形零件。異形零件是指支架、撥叉類外形不規(guī)則的零件，如圖所示。異形零件大多采用點(diǎn)、線、面多工位混合加工。對于這類零件，由于外形不規(guī)則，在普通機(jī)床上只能按照工序分散的原則加工，使用的工裝較多，加工周期較長；而利用加工中心點(diǎn)、線、面多工位混合加工，可以完成大部分甚至全部工序內(nèi)容。④其他類零件。加工中心除常用于加工以上特征的零件外，還較適宜加工周期性投產(chǎn)、加工精度要求較高的中小批量零件和新產(chǎn)品試制中的零件等。87異形零件2．?dāng)?shù)控編程規(guī)則（1）小數(shù)點(diǎn)編程數(shù)控編程時(shí)，數(shù)字單位（以公制為例）分為兩種，一種以毫米（mm）為單位，另一種以脈沖當(dāng)量即機(jī)床的最小輸入單位為單位?，F(xiàn)在大多數(shù)機(jī)床的脈沖當(dāng)量為0.001mm。（2）公、英制編程指令G21、G20坐標(biāo)功能字是使用公制還是英制，多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)用準(zhǔn)備功能字來選擇，如FANUC系統(tǒng)采用G21、G20指令來進(jìn)行公、英制的切換，而SIEMENS系統(tǒng)和A-B系統(tǒng)則采用G71、G70指令來進(jìn)行公、英制的切換。其中，G21指令或G71指令表示公制，而G20指令或G70指令表示英制。88（3）平面選擇指令G17、G18、G19當(dāng)機(jī)床坐標(biāo)系及工件坐標(biāo)系確定后，對應(yīng)地就確定了三個(gè)坐標(biāo)平面，即XY平面、ZX平面和YZ平面，如圖所示。89平面選擇指令（4）絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)指令G90、G911）絕對坐標(biāo)指令。ISO代碼中，絕對坐標(biāo)指令用G90來表示。程序中坐標(biāo)功能字后面的坐標(biāo)以原點(diǎn)作為基準(zhǔn)，表示刀具終點(diǎn)的絕對坐標(biāo)。2）增量坐標(biāo)指令。ISO代碼中，增量坐標(biāo)（也稱為相對坐標(biāo)）指令用G91來表示。程序中坐標(biāo)功能字后面的坐標(biāo)以刀具起點(diǎn)作為基準(zhǔn)，表示刀具終點(diǎn)相對于刀具起點(diǎn)坐標(biāo)的增量。903．常用編程指令含義（1）快速點(diǎn)定位指令G00該指令控制刀具以點(diǎn)定位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速定位到指定點(diǎn)。（2）直線插補(bǔ)指令G01G01指令是直線插補(bǔ)指令，它控制刀具在兩坐標(biāo)或三坐標(biāo)軸間以聯(lián)動插補(bǔ)的方式按指定的進(jìn)給速度做任意斜率的直線運(yùn)動。91（3）圓弧插補(bǔ)指令G02、G03圓弧插補(bǔ)指令的指令格式如下：G02表示順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，G03表示逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。（4）暫停指令G04G04暫停指令可使刀具做短時(shí)間無進(jìn)給加工或機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)，從而減小加工表面的表面粗糙度值。因此，G04指令一般用于鏜平面、锪孔等的光整加工。92（5）返回參考點(diǎn)指令G27、G28、G29對于機(jī)床返回參考點(diǎn)動作，除可采用手動返回參考點(diǎn)操作外，還可以通過編程指令來自動實(shí)現(xiàn)。常見的與返回參考點(diǎn)相關(guān)的編程指令主要有G27、G28、G29，這三種指令均為非模態(tài)指令。1）返回參考點(diǎn)校驗(yàn)指令G27。返回參考點(diǎn)校驗(yàn)指令G27用于檢查刀具是否正確返回到程序中指定的參考點(diǎn)位置。執(zhí)行該指令時(shí)，如果刀具通過快速點(diǎn)定位指令G00正確定位到參考點(diǎn)上，則對應(yīng)軸的返回參考點(diǎn)指示燈亮，否則機(jī)床系統(tǒng)將報(bào)警。932）自動返回參考點(diǎn)指令G28。執(zhí)行這條指令時(shí)，可以使刀具以點(diǎn)位方式經(jīng)中間點(diǎn)返回到參考點(diǎn)，中間點(diǎn)的位置由該指令后的X

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決定。3）自動從參考點(diǎn)返回指令G29。執(zhí)行這條指令時(shí)，可以使刀具從參考點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過一個(gè)中間點(diǎn)到達(dá)這個(gè)指令后面X

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Z

坐標(biāo)所指定的位置。G29指令所指定的中間點(diǎn)坐標(biāo)與G28指令所指定的中間點(diǎn)坐標(biāo)為同一坐標(biāo)，因此，這條指令只能出現(xiàn)在G28指令的后面。94（6）工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移及取消指令G54～G59、G53通過對刀設(shè)定的工件坐標(biāo)系，在編程時(shí)可通過工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移指令G54～G59在程序中得到體現(xiàn)。工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移指令可通過G53指令來取消。工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移指令取消后，程序中使用的坐標(biāo)系為機(jī)床坐標(biāo)系。通過對刀操作及對機(jī)床操作面板的操作，輸入不同的零點(diǎn)偏移數(shù)值，可以設(shè)定G54～G59共六個(gè)不同的工件坐標(biāo)系。在編程及加工過程中，可以通過G54～G59指令對不同的工件坐標(biāo)系進(jìn)行選擇，如圖所示。9596工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移指令（7）M指令不同的機(jī)床生產(chǎn)廠家對部分M指令定義了不同的功能；但對于多數(shù)常用的M指令，在所有機(jī)床上都具有通用性，這些常用M指令見下表。97常用M指令1）M00指令。執(zhí)行M00指令后，機(jī)床所有動作均被切斷，以便進(jìn)行手動操作，如精度的檢測等；重新按循環(huán)啟動按鈕后，再繼續(xù)執(zhí)行M00指令后面的程序。該指令常用于粗加工與精加工之間精度檢測時(shí)的暫停。2）M01指令。M01指令的執(zhí)行過程和M00相似，不同的是只有按下機(jī)床操作面板上的“選擇停止”開關(guān)后，該指令才有效，否則機(jī)床繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。該指令常用于檢查工件的某些關(guān)鍵尺寸。3）M02指令。M02為程序結(jié)束指令，執(zhí)行該指令后表示本加工程序內(nèi)所有內(nèi)容均已完成，但程序結(jié)束后機(jī)床CRT顯示器上的執(zhí)行光標(biāo)不返回程序開始段。984）M30指令。在老式的數(shù)控機(jī)床上，M30表示紙帶結(jié)束。5）M03、M04、M05指令。M03指令用于主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（俗稱正轉(zhuǎn)），M04指令用于主軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（俗稱反轉(zhuǎn)），主軸停轉(zhuǎn)用M05指令表示。6）M06指令。M06為刀具交換指令。通過該指令可實(shí)現(xiàn)主軸上的刀具與刀庫中的刀具交換的動作。7）M08、M09指令。切削液開用M08指令表示，切削液關(guān)用M09指令表示。8）M98、M99指令。在FANUC系統(tǒng)中，M98規(guī)定為子程序調(diào)用指令，調(diào)用子程序結(jié)束后返回主程序時(shí)用M99指令。994．?dāng)?shù)控加工程序的開始與結(jié)束針對不同的數(shù)控系統(tǒng)，其程序開始和程序結(jié)束是相對固定的，包括一些機(jī)床信息，如機(jī)床回零、工件零點(diǎn)設(shè)定、主軸啟動、切削液開啟等功能。因此，數(shù)控加工程序的開始和結(jié)束可編寫成相對固定的格式。1005．?dāng)?shù)控銑床/加工中心用刀柄系統(tǒng)（1）刀柄切削刀具通過刀柄與數(shù)控銑床/加工中心主軸連接，其強(qiáng)度、剛度、耐磨性、制造精度以及夾緊力等對加工有直接影響。刀柄及其尾部供主軸內(nèi)拉緊機(jī)構(gòu)用的拉釘已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，使用的標(biāo)準(zhǔn)有國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）和中國、美國、德國、日本等國的國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)刀柄柄部形式及所采用國家標(biāo)準(zhǔn)的不同，我國使用的刀柄常分成BT、JT（帶機(jī)械手夾持槽）、ST（不帶機(jī)械手夾持槽）和CAT等幾種系列，這幾種系列的刀柄除局部槽的形狀不同外，其余結(jié)構(gòu)基本相同。101數(shù)控銑床/加工中心刀柄一般采用7∶24錐面與主軸錐孔配合定位。根據(jù)錐柄大端直徑的不同，刀柄又分成40、45、50（個(gè)別的還有30和35）等幾種不同的錐度號，如BT/JT/ST50和BT/JT/ST40分別代表大端直徑為69.85mm和44.45mm的7∶24錐柄。數(shù)控銑床/加工中心常用刀柄的類型及其夾持刀具見下表。102103數(shù)控銑床/加工中心常用刀柄的類型及其夾持刀具104數(shù)控銑床/加工中心常用刀柄的類型及其夾持刀具105數(shù)控銑床/加工中心常用刀柄的類型及其夾持刀具（2）拉釘拉釘如圖所示，其尺寸也已標(biāo)準(zhǔn)化，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國標(biāo)規(guī)定了A型和B型兩種形式的拉釘，其中，A型拉釘用于不帶鋼球的拉緊裝置，B型拉釘用于帶鋼球的拉緊裝置。刀柄及拉釘?shù)木唧w尺寸可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。106拉釘（3）彈簧夾頭及中間模塊彈簧夾頭有兩種，即ER彈簧夾頭和KM彈簧夾頭。其中，ER彈簧夾頭的夾緊力較小，適用于切削力較小的場合；KM彈簧夾頭的夾緊力較大，適用于強(qiáng)力銑削。107彈簧夾頭a）ER彈簧夾頭b）KM彈簧夾頭6．手工編程中的數(shù)值計(jì)算（1）基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的概念1）基點(diǎn)。一個(gè)零件的輪廓往往是由許多不同的幾何元素組成的，如線段、圓弧、二次曲線以及其他公式曲線等。108零件輪廓中的基點(diǎn)2）節(jié)點(diǎn)。當(dāng)采用不具備非圓曲線插補(bǔ)功能的數(shù)控機(jī)床加工非圓曲線輪廓的零件時(shí)，在加工程序的編制過程中，常常需要用線段或圓弧近似代替非圓曲線，稱為擬合處理。擬合線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)就稱為節(jié)點(diǎn)。109零件輪廓中的節(jié)點(diǎn)（2）基點(diǎn)計(jì)算方法1）列方程求解法?；c(diǎn)計(jì)算的主要內(nèi)容為線段和圓弧的端點(diǎn)、交點(diǎn)、切點(diǎn)的計(jì)算。2）三角函數(shù)計(jì)算法。三角函數(shù)計(jì)算法簡稱三角計(jì)算法，在手工編程中，是進(jìn)行數(shù)學(xué)處理時(shí)應(yīng)重點(diǎn)掌握的方法之一。3）CAD繪圖分析法。采用CAD繪圖分析法可以避免大量復(fù)雜的人工計(jì)算，操作方便，基點(diǎn)分析精度高，出錯(cuò)概率低。110任務(wù)二外輪廓銑削加工111知識點(diǎn)◎刀具半徑補(bǔ)償及其編程方法。◎外輪廓銑削刀具知識。技能點(diǎn)◎采用刀具半徑補(bǔ)償方式編寫數(shù)控加工程序?！蜻x擇刀具及相應(yīng)的銑削用量?！蚍治龉ぜ砻娲植诙燃捌溆绊懸蛩??！蛟O(shè)定刀具半徑補(bǔ)償參數(shù)。112一、任務(wù)描述試編寫如圖所示工件外輪廓的加工程序，毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為100mm×80mm×30mm，在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工（工時(shí)定額3h）。113外輪廓銑削任務(wù)圖二、任務(wù)分析在進(jìn)行該任務(wù)的編程時(shí)，由于工件輪廓的軌跡與刀具刀位點(diǎn)的軌跡不一致，因此需采用刀具半徑補(bǔ)償方式進(jìn)行編程。為了保證加工質(zhì)量，在加工過程中需選用合適的刀具（包括刀具類型、刀具材料）、銑削用量及切削液。114三、知識鏈接1．刀具補(bǔ)償功能（1）概念及分類在數(shù)控編程過程中，為了編程方便，通常將數(shù)控刀具假想成一個(gè)點(diǎn)。在編程時(shí)一般不考慮刀具的長度與半徑，而只考慮刀位點(diǎn)與編程軌跡重合。在實(shí)際加工過程中，由于刀具半徑與刀具長度各不相同，在加工中勢必造成很大的加工誤差。因此，實(shí)際加工時(shí)必須通過刀具補(bǔ)償指令，使數(shù)控機(jī)床根據(jù)實(shí)際使用的刀具尺寸自動調(diào)整各坐標(biāo)軸的移動量，確保實(shí)際輪廓和編程軌跡完全一致。數(shù)控機(jī)床的這種根據(jù)實(shí)際刀具尺寸自動改變坐標(biāo)軸位置，使實(shí)際輪廓和編程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補(bǔ)償功能。數(shù)控銑床的刀具補(bǔ)償功能分為刀具半徑補(bǔ)償功能和刀具長度補(bǔ)償功能。115（2）刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)是指加工和編制程序時(shí)用于表示刀具特征的點(diǎn)，也是對刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。車刀與鏜刀的刀位點(diǎn)通常為刀具的刀尖；麻花鉆的刀位點(diǎn)通常為鉆尖；立銑刀、面銑刀和鉸刀的刀位點(diǎn)為刀具底面的中心；球頭銑刀的刀位點(diǎn)為球頭中心，如圖所示。116數(shù)控刀具的刀位點(diǎn)（3）刀具半徑補(bǔ)償1）刀具半徑補(bǔ)償功能。在編制數(shù)控銑床外輪廓銑削加工程序時(shí)，一般以工件的輪廓尺寸作為刀具運(yùn)行軌跡進(jìn)行編程，而實(shí)際的刀具運(yùn)行軌跡與工件輪廓間有一偏移量（即刀具半徑），在編程中通過刀具半徑補(bǔ)償功能來調(diào)整坐標(biāo)軸移動量，可使刀具運(yùn)行軌跡與工件輪廓一致。因此，運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能來編程可以達(dá)到簡化編程的目的。根據(jù)刀具半徑補(bǔ)償在工件拐角處過渡方式的不同，刀具半徑補(bǔ)償通常分為B型刀具半徑補(bǔ)償和C型刀具半徑補(bǔ)償兩種。117B型刀具半徑補(bǔ)償在工件輪廓的拐角處采用圓弧過渡，這樣在外拐角處刀具切削刃始終與工件尖角接觸，刀具的刀尖始終處于切削狀態(tài)。C型刀具半徑補(bǔ)償采用了較為復(fù)雜的刀偏計(jì)算，計(jì)算出拐角處的交點(diǎn)，使刀具在工件輪廓拐角處采用了直線過渡的方式，從而徹底解決了B型刀具半徑補(bǔ)償存在的不足。118刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓战沁^渡方式a）B型刀具半徑補(bǔ)償b）C型刀具半徑補(bǔ)償2）刀具半徑補(bǔ)償指令格式。G41為刀具半徑左補(bǔ)償指令，G42為刀具半徑右補(bǔ)償指令。G41指令與G42指令的判別方法是：處在補(bǔ)償平面外另一坐標(biāo)軸的正向，沿刀具的移動方向看，當(dāng)?shù)毒咛幵谇邢鬏喞淖髠?cè)時(shí)，稱為刀具半徑左補(bǔ)償；當(dāng)?shù)毒咛幵诠ぜ挠覀?cè)時(shí)，稱為刀具半徑右補(bǔ)償。D值用于指定刀具偏置存儲器號。在地址符D所對應(yīng)的偏置存儲器中存入相應(yīng)的偏置值，其值通常為刀具半徑值。1193）刀具半徑補(bǔ)償過程。刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分三步，即刀補(bǔ)建立、刀補(bǔ)執(zhí)行和刀補(bǔ)取消。120刀具半徑補(bǔ)償過程①刀補(bǔ)建立。刀補(bǔ)建立是指刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí)，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置值的過程。該過程的實(shí)現(xiàn)必須有G00或G01功能才有效。②刀補(bǔ)執(zhí)行。在G41指令或G42指令程序段后，程序進(jìn)入補(bǔ)償模式，此時(shí)刀具中心與編程軌跡始終相距一個(gè)偏置值，直到刀具半徑補(bǔ)償取消。③刀補(bǔ)取消。刀具離開工件，刀具中心運(yùn)行軌跡過渡到與編程軌跡重合的過程稱為刀補(bǔ)取消，如上圖中的EO段。1214）刀具半徑補(bǔ)償注意事項(xiàng)。在刀具半徑補(bǔ)償過程中要注意以下幾個(gè)方面的問題。①刀具半徑補(bǔ)償模式的建立與取消程序段只能在G00或G01移動指令模式下才有效。②為保證刀補(bǔ)建立與刀補(bǔ)取消時(shí)刀具與工件的安全，通常采用G01運(yùn)動方式來建立或取消刀補(bǔ)。③為了便于計(jì)算坐標(biāo)，可采用切向切入方式或法向切入方式來建立或取消刀補(bǔ)。④刀具半徑補(bǔ)償建立與取消程序段的起始位置與終點(diǎn)位置最好與補(bǔ)償方向在同一側(cè)，以防止在刀具半徑補(bǔ)償建立與取消過程中刀具產(chǎn)生過切現(xiàn)象。⑤在刀具半徑補(bǔ)償模式下，一般不允許存在連續(xù)兩段以上的非補(bǔ)償平面內(nèi)移動指令，否則刀具也會出現(xiàn)過切等危險(xiǎn)動作。1225）刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。刀具半徑補(bǔ)償功能除了可直接按輪廓編程、簡化編程工作外，在實(shí)際加工中還有許多其他方面的應(yīng)用。①用同一個(gè)程序?qū)α慵M(jìn)行粗、精加工。②用同一個(gè)程序加工同一公稱尺寸的凹、凸型面。1236）刀具半徑補(bǔ)償編程實(shí)例。例

如圖所示，選用φ16mm鍵槽銑刀在80mm×80mm×20mm的毛坯上加工60mm×60mm×5mm的外輪廓，試編寫數(shù)控加工程序。124刀具半徑補(bǔ)償編程實(shí)例a）平面圖b）實(shí)體圖與刀具運(yùn)行軌跡數(shù)控加工程序如下：1252．?dāng)?shù)控銑床外輪廓銑削用刀具（1）數(shù)控銑床用刀具材料常用的數(shù)控刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等。其中，高速鋼、硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金在數(shù)控銑削刀具中應(yīng)用最廣。（2）常用外輪廓銑削刀具常用外輪廓銑削刀具主要有面銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、模具銑刀等。1263.銑削用量的合理選擇銑削用量包括銑削速度、進(jìn)給量、銑削深度及銑削寬度等。合理選擇銑削用量，對提高生產(chǎn)率、改善表面質(zhì)量和加工精度都有著重要的作用。（1）銑削速度vc銑削速度是指在銑削過程中，銑刀的線速度。vc（m/min）的計(jì)算公式為：式中D——銑刀的直徑，mm；

n——銑刀的轉(zhuǎn)速，r/min。銑削速度在銑床上是以主軸的轉(zhuǎn)速來調(diào)整的，但對銑刀使用壽命等因素的影響是以銑削速度來考慮的。127銑削速度vc可在下表推薦的范圍內(nèi)選擇，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行試切后加以調(diào)整。128銑削速度vc值的選擇（2）進(jìn)給量銑刀是多刃刀具，因此，進(jìn)給量有以下幾種不同的表達(dá)方式。1）每齒進(jìn)給量fz。銑刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)刀齒時(shí)在進(jìn)給運(yùn)動方向上相對于工件的位移量稱為每齒進(jìn)給量（mm/z），它是選擇銑削進(jìn)給速度的依據(jù)。2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f。銑刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)與工件的相對位移（mm/r）。3）進(jìn)給速度vf。銑刀相對于工件的移動速度，即單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)給量（mm/min）。129（3）銑削深度ap與銑削寬度ae銑削深度不同于車削時(shí)的背吃刀量，不是待加工表面與已加工表面的垂直距離，而是指平行于銑刀軸線測得的銑削層尺寸。銑削深度ap的選擇見下表。銑削寬度是指垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸。130銑削深度ap的選擇

mm4．切削液的選用（1）切削液的作用切削液的主要作用是潤滑、冷卻、清洗和防銹。由于各種切削液的性能不同，其在加工中所起的作用也各不相同。（2）切削液的種類切削液主要分為水基切削液和油基切削液兩類。水基切削液主要成分是水、化學(xué)合成水和乳化液，冷卻能力強(qiáng)。油基切削液主要成分是各種礦物油、動物油、植物油或由它們組成的復(fù)合油，并可添加各種添加劑，因此其潤滑性能突出。131（3）切削液的選擇粗加工或半精加工時(shí)，切削熱量大，因此，切削液的作用應(yīng)以冷卻散熱為主。精加工時(shí)，為了獲得良好的已加工表面質(zhì)量，切削液的作用應(yīng)以潤滑為主。（4）切削液的使用方法使用切削液普遍采用澆注法。對于深孔加工、難加工材料的加工以及高速或強(qiáng)力切削加工，應(yīng)采用高壓冷卻法。切削時(shí)切削液工作壓力為1～10MPa，流量為50～150L/min。132任務(wù)三子程序的編程與外輪廓銑削加工133知識點(diǎn)◎子程序的概念、格式和編程方法?！蜉喞謱忧邢鞯姆椒?。◎精加工余量的確定方法?！驍?shù)控銑床/加工中心常用夾具。技能點(diǎn)◎運(yùn)用子程序編寫數(shù)控銑床加工程序?！蚬ぜ跈C(jī)用虎鉗中的裝夾與找正?！虺叽缇鹊臋z驗(yàn)與誤差分析。134一、任務(wù)描述試編寫如圖所示工件（毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為80mm×80mm×35mm）的加工程序，并在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。135運(yùn)用子程序銑削加工外輪廓任務(wù)圖二、任務(wù)分析由于工件外形由四個(gè)不同的輪廓組成，且每個(gè)輪廓相互獨(dú)立，所以完成該任務(wù)的數(shù)控編程時(shí)，采用子程序編程較為合適。在編寫子程序時(shí)，要特別注意刀具半徑補(bǔ)償在子程序中的編程方法。為了保證該工件的加工質(zhì)量，加工前需選用合適的夾具進(jìn)行裝夾并進(jìn)行仔細(xì)找正，加工時(shí)應(yīng)選用合適的精加工余量，加工后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量分析，找出產(chǎn)生誤差的原因。136三、知識鏈接1．編程中的子程序（1）子程序的定義機(jī)床的加工程序可以分為主程序和子程序兩種。所謂主程序是一個(gè)完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主體部分，它和被加工零件或加工要求一一對應(yīng)，不同的零件或不同的加工要求，都只有唯一的主程序。137在編制加工程序時(shí)，有時(shí)會遇到一組程序段在一個(gè)程序中多次出現(xiàn)，或者在幾個(gè)程序中都要使用的情況，這組程序段就可以作為固定程序，并單獨(dú)加以命名，稱為子程序。子程序通常不可以作為獨(dú)立的加工程序使用，它只能被調(diào)用實(shí)現(xiàn)加工中的局部動作。子程序執(zhí)行結(jié)束后，能自動返回到調(diào)用它的主程序中。138（2）子程序的格式在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，子程序和主程序并無本質(zhì)的區(qū)別。子程序和主程序在程序號及程序內(nèi)容方面基本相同，但結(jié)束標(biāo)記不同。主程序用M02指令或M30指令表示主程序結(jié)束；子程序則用M99指令表示子程序結(jié)束，并實(shí)現(xiàn)自動返回主程序功能。（3）子程序的調(diào)用在FANUC系統(tǒng)中，子程序的調(diào)用可通過輔助功能代碼M98指令進(jìn)行，且在調(diào)用格式中將子程序的程序號地址符改為P。139（4）子程序的嵌套為了進(jìn)一步簡化程序，可以讓子程序調(diào)用另一個(gè)子程序，這一功能稱為子程序的嵌套。當(dāng)主程序調(diào)用子程序時(shí)，該子程序被認(rèn)為是一級子程序。系統(tǒng)不同，其子程序的嵌套級數(shù)也不相同，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)子程序四級嵌套，如圖所示。140子程序的嵌套（5）子程序調(diào)用的特殊用法1）子程序返回到主程序某一程序段。如果在子程序返回程序段中加上Pn，則子程序在返回主程序時(shí)將返回到主程序中順序號為“n”的那個(gè)程序段。2）自動返回到程序頭。如果在主程序中執(zhí)行M99指令，則程序?qū)⒎祷氐街鞒绦虻拈_頭并繼續(xù)執(zhí)行程序。3）強(qiáng)制改變子程序重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)。用“M99L××；”指令可強(qiáng)制改變子程序重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)，其中，“L××”表示子程序調(diào)用的次數(shù)。141（6）子程序的應(yīng)用1）零件的分層切削。當(dāng)零件在某個(gè)方向上的總切削深度比較大時(shí)，可通過調(diào)用子程序采用分層切削的方式來編寫該輪廓的加工程序。2）同平面內(nèi)多個(gè)相同輪廓的加工。在數(shù)控編程時(shí)，只編寫其中一個(gè)輪廓的加工程序，然后用主程序調(diào)用。3）程序的優(yōu)化。加工中心加工工件時(shí)往往包含許多獨(dú)立的工序，編程時(shí)，可把每一個(gè)獨(dú)立的工序編成一個(gè)子程序，主程序只有換刀和調(diào)用子程序的命令，從而達(dá)到優(yōu)化程序的目的。（7）使用子程序的注意事項(xiàng)1）注意主程序與子程序間模式代碼的變換。2）在半徑補(bǔ)償模式中的程序不能被分支。1422．精加工余量的確定（1）精加工余量的概念精加工余量是指精加工過程中所切去的金屬層厚度。通常情況下，精加工余量由精加工一次切削去除。加工余量有單邊余量和雙邊余量之分。輪廓和平面的加工余量指單邊余量，它等于實(shí)際切削的金屬層厚度。而對于一些內(nèi)圓和外圓等回轉(zhuǎn)體表面，加工余量有時(shí)指雙邊余量，即以直徑方向計(jì)算，實(shí)際切削的金屬層厚度為加工余量的一半。143（2）影響精加工余量的因素精加工余量的大小對零件的最終加工質(zhì)量有直接影響。選取的精加工余量不能過大，也不能過小。余量過大會增加切削力、切削熱的產(chǎn)生，進(jìn)而影響加工精度和加工表面質(zhì)量；余量過小則不能消除上一道工序（或工步）留下的各種誤差、表面缺陷和本工序的裝夾誤差，容易造成廢品。因此，應(yīng)根據(jù)影響余量大小的因素合理地確定精加工余量。影響精加工余量大小的因素主要有兩個(gè)，即上一道工序（或工步）的各種誤差、表面缺陷和本工序的裝夾誤差。144（3）精加工余量的確定方法1）經(jīng)驗(yàn)估算法。此方法是憑工藝人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估算精加工余量。為避免因余量不足而產(chǎn)生廢品，所估余量一般偏大，僅用于單件、小批量生產(chǎn)。2）查表修正法。將工廠生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的有關(guān)精加工余量的資料制成表格，并匯編成手冊，確定精加工余量時(shí)，可先從手冊中查得所需數(shù)據(jù)，然后結(jié)合工廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正。這種方法目前應(yīng)用廣泛。3）分析計(jì)算法。采用此方法確定精加工余量時(shí)，需運(yùn)用計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對影響精加工余量的各種因素進(jìn)行綜合分析和計(jì)算來確定精加工余量。用這種方法確定精加工余量比較經(jīng)濟(jì)合理，但必須有比較全面、可靠的試驗(yàn)資料。1453．?dāng)?shù)控銑床夾具（1）機(jī)床夾具的分類1）通用夾具。車床上的卡盤、頂尖和數(shù)控銑床上的機(jī)用虎鉗、分度頭等均屬于通用夾具。這類夾具已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。其特點(diǎn)是通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單，裝夾工件時(shí)無須調(diào)整或稍加調(diào)整即可，主要用于單件、小批量生產(chǎn)。2）專用夾具。專用夾具是專為某個(gè)零件的某道工序設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、操作迅速且方便。但這類夾具設(shè)計(jì)和制造的工作量大、周期長、投資大，只有在大批量生產(chǎn)中才能充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1463）成組夾具。成組夾具是隨著成組加工技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。它是根據(jù)成組加工工藝，把工件按形狀、尺寸和工藝的共性分組，針對每組相近工件而專門設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是使用對象明確、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便。4）組合夾具。組合夾具是由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而成的專用夾具。它具有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，用完后可拆卸存放，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少了加工成本。因此，組合夾具既適用于單件及中、小批量生產(chǎn)，又適用于大批量生產(chǎn)。147（2）數(shù)控銑床/加工中心常用夾具介紹1）機(jī)用虎鉗和壓板。機(jī)用虎鉗具有較好的通用性和經(jīng)濟(jì)性，適用于尺寸較小的方形工件的裝夾。常用的機(jī)用虎鉗如圖所示，一般采用機(jī)械螺旋式、氣動式或液壓式夾緊方式。148機(jī)用虎鉗2）卡盤和分度頭。如圖所示，卡盤根據(jù)卡爪的數(shù)量分為二爪卡盤、三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤和六爪卡盤等類型。3）夾具的選擇。數(shù)控銑床/加工中心上夾具的選擇要根據(jù)零件精度等級、零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、產(chǎn)品批量及機(jī)床精度等情況綜合考慮。選擇順序：首先考慮通用夾具，其次考慮組合夾具，最后考慮專用夾具和成組夾具。149壓板與T形螺母a）壓板b）T形螺母任務(wù)四組合件加工150知識點(diǎn)◎數(shù)控加工工藝分析方法。◎數(shù)控銑床加工零件結(jié)構(gòu)工藝性分析方法。◎組合件工藝分析及編程方法?！驇缀尉扰c配合精度分析。技能點(diǎn)◎卡盤(三爪自定心卡盤、分度頭)的裝夾與找正。◎選擇合適的加工路線編制數(shù)控銑床加工程序。151一、任務(wù)描述試在數(shù)控銑床上加工如圖所示組合件，已知工件毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸件1為80mm×80mm×20mm，件2為φ60mm×30mm（工時(shí)定額5h）。152組合件加工a）件1與件2零件圖b）件1與件2裝配示意圖153組合件加工a）件1與件2零件圖b）件1與件2裝配示意圖二、任務(wù)分析件1為方形工件，采用平口鉗裝夾。件2為圓柱形工件，采用三爪自定心卡盤進(jìn)行裝夾，加工過程中要注意工件需在三爪自定心卡盤上找正。此外，由于該組合件涉及內(nèi)、外輪廓的加工，在加工過程中要注意選擇合適的加工路線，并進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)工藝性分析。154三、知識鏈接1．?dāng)?shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝是數(shù)控加工方法和數(shù)控加工過程的總稱。（1）數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)1）工藝內(nèi)容明確而具體。數(shù)控加工工藝與普通加工工藝相比，在工藝文件的內(nèi)容和格式上都有很大的區(qū)別。許多在普通加工工藝中不必考慮而由操作人員在操作過程中靈活掌握并調(diào)整的問題（如工序內(nèi)工步的安排，對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及加工路線的確定等），在編制數(shù)控加工工藝文件時(shí)必須詳細(xì)列出。1552）工藝要求準(zhǔn)確而嚴(yán)密。數(shù)控機(jī)床雖然自動化程度高，但自適應(yīng)性差，不能像普通加工時(shí)那樣可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行人為的調(diào)整。所以，數(shù)控加工的工藝文件必須保證加工過程中的每一細(xì)節(jié)準(zhǔn)確無誤。3）工藝裝備先進(jìn)。為了滿足數(shù)控加工高質(zhì)量、高效率和高柔性的要求，數(shù)控加工中廣泛采用先進(jìn)的數(shù)控刀具、組合刀具等工藝裝備。4）工序集中。數(shù)控加工大多采用工序集中的原則來安排加工工序，從而縮短了生產(chǎn)周期，減少了設(shè)備投入，提高了經(jīng)濟(jì)效益。156（2）數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容1）選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件。2）分析被加工零件的圖樣，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求。3）確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。4）進(jìn)行加工工序設(shè)計(jì)。5）編制數(shù)控加工程序，選取對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償值，確定加工路線。6）分配數(shù)控加工中的允差。7）處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令。1572．?dāng)?shù)控銑床加工零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指根據(jù)加工工藝特點(diǎn)對零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，也就是說零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會影響或決定加工工藝性的好壞。本書僅從數(shù)控加工的可行性、方便性和經(jīng)濟(jì)性方面加以分析。（1）正確標(biāo)注零件圖樣尺寸由于數(shù)控加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行編制的，因此，各圖形幾何要素的相互關(guān)系應(yīng)明確，各幾何要素的條件要充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸。158（2）保證基準(zhǔn)統(tǒng)一在數(shù)控加工的零件圖樣上，最好以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，給保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性帶來了方便。（3）零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性1）零件的內(nèi)腔與外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少所使用刀具的種數(shù)和換刀次數(shù)，從而簡化編程并提高生產(chǎn)率。2）輪廓最小內(nèi)圓弧或外輪廓的內(nèi)凹圓弧的半徑R限制了刀具的直徑，因此，圓弧半徑R不能取得過小。3）銑削槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不能過大。159（4）分析零件的變形情況對于零件在數(shù)控銑床加工過程中的變形問題，可在加工前采取適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕ㄈ缯{(diào)質(zhì)、退火等）來解決，也可采取粗、精加工分開或?qū)ΨQ去除加工余量等常規(guī)方法來解決。（5）毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性對于毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性要求，首先應(yīng)保證毛坯的加工余量充足且盡量均勻；其次應(yīng)保證毛坯在加工時(shí)定位與裝夾的可靠性和方便性，以便在一次裝夾過程中加工出盡量多的表面。對于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺、工藝凸耳等輔助基準(zhǔn)。1603．加工路線的確定（1）確定加工路線的原則在數(shù)控加工中，刀具的刀位點(diǎn)相對于零件運(yùn)動的軌跡稱為加工路線。加工路線的確定與工件的加工精度和表面粗糙度直接相關(guān)。確定加工路線的原則如下：1）應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度要求，且加工效率較高。2）使數(shù)值計(jì)算簡便，以減少編程工作量。3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時(shí)間。4）應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等具體情況確定加工路線。161（2）輪廓銑削加工路線的確定1）切入、切出方法選擇。采用立銑刀側(cè)刃銑削輪廓類零件時(shí)，為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)選在零件輪廓曲線的切線上，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生刀痕，保證零件輪廓光滑。162外輪廓切入、切出2）凹槽切削方法選擇。凹槽切削方法有三種，即行切法，環(huán)切法和先行切、后環(huán)切法，如圖所示。三種方法中，行切法最差，先行切、后環(huán)切法最好。163凹槽切削方法a）行切法b）環(huán)切法c）先行切、后環(huán)切法3）輪廓銑削加工應(yīng)避免刀具的進(jìn)給停頓。在輪廓加工過程中，在工件、刀具、夾具、機(jī)床系統(tǒng)彈性變形平衡的狀態(tài)下，進(jìn)給停頓時(shí)切削力減小，會改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會在進(jìn)給停頓處的零件表面上留下刀痕，因此在輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓。4）順銑與逆銑。根據(jù)刀具的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向間的相互關(guān)系，數(shù)控銑削分為順銑和逆銑，如圖所示。164順銑與逆銑a）逆銑b）順銑謝謝Thanks165模塊三固定循環(huán)編程與孔加工任務(wù)一鉆孔、锪孔、鉸孔加工任務(wù)二鏜孔與攻螺紋加工166任務(wù)一鉆孔、锪孔、鉸孔加工167知識點(diǎn)◎數(shù)控加工固定循環(huán)的基本概念?！蚩准庸す潭ㄑh(huán)的基本指令格式。◎鉆孔、锪孔、鉸孔循環(huán)的指令格式?！蚩准庸ぢ肪€的確定方法。技能點(diǎn)◎孔加工方法的選擇。◎孔加工刀具的選擇?！蚩准庸す潭ㄑh(huán)程序的編制。◎孔的測量與孔加工精度及誤差分析。168一、任務(wù)描述試在數(shù)控銑床上完成如圖所示工件定位銷孔、螺栓孔和方孔預(yù)鉆孔的加工（工件材料為45鋼，其余輪廓加工均已完成，工時(shí)定額3h）。169鉆孔、锪孔、鉸孔加工任務(wù)圖二、任務(wù)分析該任務(wù)主要涉及鉆孔、锪孔和鉸孔加工，因此在編程過程中，需掌握孔加工固定循環(huán)編程方法以及孔加工工藝等理論知識。在編寫孔加工固定循環(huán)指令時(shí)，要注意避免刀具以G00方式進(jìn)刀與退刀過程中與夾具或工件發(fā)生干涉。孔加工過程中，某些因素會導(dǎo)致孔加工精度降低。因此，在加工前應(yīng)了解引起孔加工精度降低的常見因素，并在加工過程中加以避免，以達(dá)到事半功倍的效果。170三、知識鏈接1．?dāng)?shù)控銑床/加工中心的固定循環(huán)在數(shù)控銑床/加工中心上進(jìn)行孔加工時(shí)，通常采用系統(tǒng)配備的固定循環(huán)功能進(jìn)行編程。通過使用固定循環(huán)指令，可以在一個(gè)程序段內(nèi)完成孔加工的全部動作（孔加工進(jìn)給、孔底暫停、退刀等），從而大大減少編程的工作量。FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控銑床/加工中心的固定循環(huán)指令見下表。171172孔加工固定循環(huán)指令（1）孔加工固定循環(huán)1）孔加工固定循環(huán)動作?？准庸す潭ㄑh(huán)動作如圖所示，通常有以下六個(gè)動作。①動作1：（圖中AB段）XY（G17）平面快速定位。②動作2：（BR段）Z向快速進(jìn)給到R點(diǎn)。③動作3：（RZ段）Z軸切削進(jìn)給，進(jìn)行孔加工。④動作4：（Z點(diǎn)）孔底部的動作。⑤動作5：（ZR段）Z軸退刀。⑥動作6：（RB段）Z軸快速回到起始位置。173孔加工固定循環(huán)動作2）孔加工固定循環(huán)編程格式?？准庸す潭ㄑh(huán)的通用編程格式如下：G73～G89X

Y

Z

R

Q

P

F

K

；參數(shù)說明如下：X

Y

：指定孔在XY平面內(nèi)的位置；Z

：孔底平面的位置；R

：R點(diǎn)平面所在位置；Q

：G73和G83深孔加工指令中刀具每次加工深度，或G76和G87精鏜孔指令中主軸準(zhǔn)停后刀具沿準(zhǔn)停反方向的讓刀量；P

：指定刀具在孔底的暫停時(shí)間，數(shù)字不加小數(shù)點(diǎn)，以ms作為時(shí)間單位；F

：孔加工切削進(jìn)給時(shí)的進(jìn)給速度；K

：指定孔加工固定循環(huán)的次數(shù)，該參數(shù)僅在增量編程中使用。1743）孔加工固定循環(huán)平面①初始平面。初始平面如圖所示，它是為安全下刀而規(guī)定的一個(gè)平面。初始平面可以設(shè)定在任意一個(gè)安全高度上。當(dāng)使用同一把刀具加工多個(gè)孔時(shí)，刀具在初始平面內(nèi)的任意移動將不會與夾具、工件凸臺等發(fā)生干涉。175孔加工固定循環(huán)平面②R點(diǎn)平面。R點(diǎn)平面又稱為R參考平面。這個(gè)平面是刀具下刀時(shí)由快速進(jìn)給（簡稱快進(jìn)）轉(zhuǎn)為切削進(jìn)給（簡稱工進(jìn)）的高度平面，距工件表面的距離主要考慮工件表面的尺寸變化，一般情況下取2～5mm，如上圖所示。③孔底平面。加工不通孔時(shí)，孔底平面就是孔底的Z軸高度平面。而加工通孔時(shí)，除要考慮孔底平面的位置外，還要考慮刀具超越量，以保證所有孔深都加工到尺寸要求。176（2）G98和G99指令方式1）G98指令方式。G98指令為系統(tǒng)默認(rèn)返回方式，表示返回初始平面，如圖所示。當(dāng)采用固定循環(huán)進(jìn)行孔系加工時(shí)，通常不必返回到初始平面。當(dāng)全部孔加工完成后或孔之間存在凸臺或夾具等干涉時(shí)，則需返回初始平面。2）G99指令方式。G99指令表示返回R點(diǎn)平面，如圖所示。在沒有凸臺等干涉情況下，加工孔系時(shí)，為了節(jié)省加工時(shí)間，刀具一般返回到R點(diǎn)平面。177G98和G99指令方式（3）G90和G91指令方式固定循環(huán)中R值和Z值數(shù)據(jù)的指定與G90和G91指令方式選擇有關(guān)，而Q值與G90和G91指令方式無關(guān)。1）G90指令方式。G90指令方式中，X、Y、Z和R值的取值均指工件坐標(biāo)系中絕對坐標(biāo)值，如圖所示。此時(shí)，R值一般為正值，而Z值一般為負(fù)值。2）G91指令方式。G91指令方式中，R值是指從初始平面到R點(diǎn)平面的增量值，而Z值是指從R點(diǎn)平面到孔底平面的增量值，如圖所示。此時(shí)，R值和Z值（G87例外）均為負(fù)值。178179G90和G91指令方式2．固定循環(huán)指令Ⅰ（1）鉆孔循環(huán)指令G81與锪孔循環(huán)指令G821）指令格式：G81X

Y

Z

R

F

；

G82X

Y

Z

R

P

F

；2）指令動作。G81指令常用于普通鉆孔，其加工動作如圖所示。180G81與G82指令編程實(shí)例（2）高速深孔鉆循環(huán)指令G73與深孔鉆循環(huán)指令G831）指令格式：G73X

Y

Z

R

Q

F

；

G83X

Y

Z

R

Q

F

；2）指令動作。如圖所示，G73指令通過刀具Z軸方向的間歇進(jìn)給實(shí)現(xiàn)斷屑動作。181G73與G83指令動作（3）鉸孔循環(huán)指令G851）指令格式：G85X

Y

Z

R

F

；2）指令動作。如圖所示，執(zhí)行G85指令時(shí)，刀具以切削進(jìn)給方式加工到孔底，然后以切削進(jìn)給方式返回到R點(diǎn)平面。該指令常用于鉸孔和擴(kuò)孔加工，也可用于粗鏜孔加工。182G85指令動作3．?dāng)?shù)控加工方法的選擇（1）確定加工方法的原則確定加工方法的原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法有多種，因而在