1、數控銑床程序編制數控銑床是機床設備中應用非常廣泛的加工機床，它可以進行平面銑削、平面型腔銑削、外形輪廓銑削、三維及三維以上復雜型面銑削，還可進行鉆削、鏜削、螺紋切削等孔加工。加工中心、柔性制造單元等都是在數控銑床的基礎上產生和發展起來的。4.數1控銑床程序編制的基礎數控銑床具有豐富的加工功能和較寬的加工工藝范圍，面對的工藝性問題也較多。在開始編制銑削加工程序前，一定要仔細分析數控銑削加工工藝性，掌握銑削加工工藝裝備的特點，以保證充分發揮數控銑床的加工功能。數.控1銑床的主要功能各種類型數控銑床所配置的數控系統雖然各有不同，但各種數控系統的功能，除一些特殊功能不盡相同外，其主要功能基本相同。點位

2、控制功能此功能可以實現對相互位置精度要求很高的孔系加工。連續輪廓控制功能此功能可以實現直線、圓弧的插補功能及非圓曲線的加工。刀具半徑補償功能此功能可以根據零件圖樣的標注尺寸來編程，而不必考慮所用刀具的實際半徑尺寸，從而減少編程時的復雜數值計算。刀具長度補償功能此功能可以自動補償刀具的長短，以適應加工中對刀具長度尺寸調整的要求。比例及鏡像加工功能比例功能可將編好的加工程序按指定比例改變坐標值來執行。鏡像加工又稱軸對稱加工，如果一個零件的形狀關于坐標軸對稱，那么只要編出一個或兩個象限的程序，而其余象限的輪廓就可以通過鏡像加工來實現。旋轉功能該功能可將編好的加工程序在加工平面內旋轉任意角度來執行。、

3、子程序調用功能有些零件需要在不同的位置上重復加工同樣的輪廓形狀，將這一輪廓形狀的加工程序作為子程序，在需要的位置上重復調用，就可以完成對該零件的加工。8、宏程序功能該功能可用一個總指令代表實現某一功能的一系列指令，并能對變量進行運算，使程序更具靈活性和方便性。數.控2銑床的加工工藝范圍銑削加工是機械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面銑削和輪廓銑削，也可以對零件進行鉆、擴、鉸、鏜、锪加工及螺紋加工等。數控銑削主要適合于下列幾類零件的加工。1、平面類零件平面類零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類加工面可展開為平面。圖所示的三個零件均為平面類零件。其

4、中，曲線輪廓面垂直于水平面，可采用圓柱立銑刀加工。凸臺側面與水平面成一定角度，這類加工面可以采用專用的角度成型銑刀來加工。對于斜面，當工件尺寸不大時，可用斜板墊平后加工；當工件尺寸很大，斜面坡度又較小時，也常用行切加工法加工，這時會在加工面上留下進刀時的刀鋒殘留痕跡，要用鉗修方法加以清除。a）輪廓面Aa）輪廓面Ab）輪廓面Bc）輪廓面C圖4.1平面類零件、直紋曲面類零件直紋曲面類零件是指由直線依某種規律移動所產生的曲面類零件。如圖4.所2示零件的加工面就是一種直紋曲面，當直紋曲面從截面(1)至截面(2)變化時，其與水平面間的夾角從310均勻變化為232，從截面(2)到截面(3)時，又均勻變化為

5、120，最后到截面(4，)斜角均勻變化為0。直紋曲面類零件的加工面不能展開為平面。當采用四坐標或五坐標數控銑床加工直紋曲面類零件時，加工面與銑刀圓周接觸的瞬間為一條直線。這類零件也可在三坐標數控銑床上采用行切加工法實現近似加工。圖4.2直紋曲面3、立體曲面類零件加工面為空間曲面的零件稱為立體曲面類零件。這類零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點接觸，若采用其它刀具加工，易于產生干涉而銑傷鄰近表面。加工立體曲面類零件一般使用三坐標數控銑床，采用以下兩種加工方法。(1)行切加工法采用三坐標數控銑床進行二軸半坐標控制加工，即行切加工法。如圖4.所3示，球頭銑刀沿平面的曲

6、線進行直線插補加工，當一段曲線加工完后，沿方向進給再加工相鄰的另一曲線，如此依次用平面曲線來逼近整個曲面。相鄰兩曲線間的距離應根據表面粗糙度的要求及球頭銑刀的半徑選取。球頭銑刀的球半徑應盡可能選得大一些，以增加刀具剛度，提高散熱性，降低表面粗糙度值。加工凹圓弧時的銑刀球頭半徑必須小于被加工曲面的最小曲率半徑。7圖圖4.3行切加工法）三坐標聯動加工采用三坐標數控銑床三軸聯動加工，即進行空間直線插補。如半球形，可用行切加工法加工，也可用三坐標聯動的方法加工。這時數控銑床用X、三坐標聯動的空間直線插補，實也可用三坐標聯動的方法加工。這時數控銑床用X、三坐標聯動的空間直線插補，實現球面加工，如圖4.所

7、4示。數.控3銑床的工藝裝備數控銑床的工藝裝備較多，這里主要分析夾具和刀具。、夾具數控機床主要用于加工形狀復雜的零件，但所使用夾具的結構往往并不復雜，數控銑床夾具的選用可首先根據生產零件的批量來確定。對單件、小批量、工作量較大的模具加工來說，一般可直接在機床工作臺面上通過調整實現定位與夾緊，然后通過加工坐標系的設定來確定零件的位置。對有一定批量的零件來說，可選用結構較簡單的夾具。例如，加工圖4.所5示的凸輪零件的凸輪曲面時，可采用圖4.中6所示的凸輪夾具。其中，兩個定位銷3、5與定位塊4組成一面兩銷的六點定位，壓板6與夾緊螺母7實現夾緊。圖中：1-凸-輪零件，2-夾-具體，3-圓-柱定位銷，4

8、-定-位塊，5-菱-形定位銷，6-壓-板，7-夾-緊螺母。jEO口小尊什比打圖4.5jEO口小尊什比打圖4.5凸輪零件圖圖4.6凸輪夾具、刀具數控銑床上所采用的刀具要根據被加工零件的材料、幾何形狀、表面質量要求、熱處理狀態、切削性能及加工余量等，選擇剛性好、耐用度高的刀具。常見刀具見圖圖4.7常見刀具(1)銑刀類型選擇被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據加工曲面類零件時，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點相切，而避免刀刃與工件輪廓發生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀,如圖4.所8示。圖4.8加工曲面類銑刀銑較大平面時，為了提高生產效率和提高加工表面粗

9、糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀，如圖4.所9示。圖4.9加工大平面銑刀)銑小平面或臺階面時一般采用通用銑刀，如圖4.1所0示。圖4.10加工臺階面銑刀)銑鍵槽時，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀，如圖4.1所1示。圖4.11加工槽類銑刀）孔加工時，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具，如圖4.1所2示。鉆頭鏜刀圖4.12孔加工刀具（2）銑刀結構選擇銑刀一般由刀片、定位元件、夾緊元件和刀體組成。由于刀片在刀體上有多種定位與夾緊方式，刀片定位元件的結構又有不同類型，因此銑刀的結構形式有多種，分類方法也較多。選用時，主要可根據刀片排列方式。刀片排列方式可分為平裝結構和立裝結構兩大類。）平裝結構（

10、刀片徑向排列圖4.13平裝結構銑刀平裝結構銑刀（如圖4.1所3示）的刀體結構工藝性好，容易加工，并可采用無孔刀片（刀片價格較低，可重磨）。由于需要夾緊元件，刀片的一部分被覆蓋，容屑空間較小，且在切削力方向上的硬質合金截面較小，故平裝結構的銑刀一般用于輕型和中量型的銑削加工。2）立裝結構（刀片切向排列）圖4.14立裝結構銑刀立裝結構銑刀（如圖4.1所4示）的刀片只用一個螺釘固定在刀槽上，結構簡單，轉位方便。雖然刀具零件較少，但刀體的加工難度較大，一般需用五坐標加工中心進行加工。由于刀片采用切削力夾緊，夾緊力隨切削力的增大而增大，因此可省去夾緊元件，增大了容屑空間。由于刀片切向安裝，在切削力方向的

11、硬質合金截面較大，因而可進行大切深、大走刀量切削，這種銑刀適用于重型和中量型的銑削加工。銑）刀角度的選擇銑刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角等。為滿足不同的加工需要，有多種角度組合型式。各種角度中最主要的是主偏角和前角（制造廠的產品樣本中對刀具的主偏角和前角一般都有明確說明）。主偏角主偏角為切削刃與切削圖4.15主偏角平面的夾角，如圖4圖4.15主偏角銑刀的主偏角有90、88、75、70、60、45等幾種。主偏角對徑向切削力和切削深度影響很大。徑向切削力的大小直接影響切削功率和刀具的抗振性能。銑刀的主偏角越小，其徑向切削力越小抗振性也越好，但切削深度也隨之減小。a）徑向前角b）軸向前

12、角圖4.16前角a）徑向前角b）軸向前角圖4.16前角加工帶凸肩的平面時，也可選用88主偏角的銑刀，較之90主偏角銑刀，其切削性能有定改善。6075主偏角，適用于平面銑削的粗加工。由于徑向切削力明顯減小特別是60時），其抗振性有較大改善，切削平穩、輕快，在平面加工中應優先選用。75主偏角銑刀為通用型刀具，適用范圍較廣；60主偏角銑刀主要用于鏜銑床、加工中心上的粗銑和半精銑加工。45主偏角，此類銑刀的徑向切削力大幅度減小，約等于軸向切削力，切削載荷分布在較長的切削刃上，具有很好的抗振性，適用于鏜銑床主軸懸伸較長的加工場合。用該類刀具加工平面時，刀片破損率低，耐用度高；在加工鑄鐵件時，工件邊緣不易

13、產生崩刃。前角Y銑刀的前角可分解為徑向前角Y圖46和軸向前角Y圖46,徑向前角Y主要影響切削功率；軸向前角Y則影響切屑的形成和軸向力的方向，當Y為正值時切屑即飛離加工面。徑向前角Y和軸向前角Y正負的判別見圖4。6常用的前角組合形式如下：雙負前角雙負前角的銑刀通常均采用方形（或長方形,無后角的刀片，刀具切削刃多（一般為8個,，且強度高、抗沖擊性好，適用于鑄鋼、鑄鐵的粗加工。由于切屑收縮比大，需要較大的切削力，因此要求機床具有較大功率和較高剛性。由于軸向前角為負值，切屑不能自動流出，當切削韌性材料時易出現積屑瘤和刀具振動。凡能采用雙負前角刀具加工時建議優先選用雙負前角銑刀，以便充分利用和節省刀片。

14、當采用雙正前角銑刀產生崩刃（即沖擊載荷大,時，在機床允許的條件下亦應優先選用雙負前角銑刀。雙正前角雙正前角銑刀采用帶有后角的刀片，這種銑刀楔角小，具有鋒利的切削刃。由于切屑收縮比小，所耗切削功率較小，切屑成螺旋狀排出，不易形成積屑瘤。這種銑刀最宜用于軟材料和不銹鋼、耐熱鋼等材料的切削加工。對于剛性差（如主軸懸伸較長的鏜銑床,、功率小的機床和加工焊接結構件時，也應優先選用雙正前角銑刀。正負前角（軸向正前角、徑向負前角,這種銑刀綜合了雙正前角和雙負前角銑刀的優點，軸向正前角有利于切屑的形成和排出；徑向負前角可提高刀刃強度，改善抗沖擊性能。此種銑刀切削平穩，排屑順利，金屬切除率高，適用于大余量銑削加

15、工。公司的切向布齒重切削銑刀就是采用軸向正前角、徑向負前角結構的銑刀。（4,銑刀的齒數（齒距,選擇銑刀齒數多，可提高生產效率，但受容屑空間、刀齒強度、機床功率及剛性等的限制，不同直徑的銑刀的齒數均有相應規定。為滿足不同用戶的需要，同一直徑的銑刀一般有粗齒、中齒、密齒三種類型。粗齒銑刀適用于普通機床的大余量粗加工和軟材料或切削寬度較大的銑削加工；當機床功率較小時，為使切削穩定，也常選用粗齒銑刀。中齒銑刀系通用系列，使用范圍廣泛，具有較高的金屬切除率和切削穩定性。密齒銑刀主要用于鑄鐵、鋁合金和有色金屬的大進給速度切削加工。在專業化生產（如流水線加工）中，為充分利用設備功率和滿足生產節奏要求，也常選

16、用密齒銑刀（此時多為專用非標銑刀）。為防止工藝系統出現共振，使切削平穩，還有一種不等分齒距銑刀。如公司的系列銑刀均采用了不等分齒距技術。在鑄鋼、鑄鐵件的大余量粗加工中建議優先選用不等分齒距的銑刀。（5銑）刀直徑的選擇銑刀直徑的選用視產品及生產批量的不同差異較大，刀具直徑的選用主要取決于設備的規格和工件的加工尺寸。1）平面銑刀選擇平面銑刀直徑時主要需考慮刀具所需功率應在機床功率范圍之內，也可將機床主軸直徑作為選取的依據。平面銑刀直徑可按=（為主軸直徑）選取。在批量生產時，也可按工件切削寬度的1.倍6選擇刀具直徑。2）立銑刀立銑刀直徑的選擇主要應考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機床額定

17、功率范圍以內。如系小直徑立銑刀，則應主要考慮機床的最高轉數能否達到刀具的最低切削速度/3）槽銑刀槽銑刀的直徑和寬度應根據加工工件尺寸選擇，并保證其切削功率在機床允許的功率范圍之內。（6）銑刀的最大切削深度不同系列的可轉位面銑刀有不同的最大切削深度。最大切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越大，價格也越高，因此從節約費用、降低成本的角度考慮，選擇刀具時一般應按加工的最大余量和刀具的最大切削深度選擇合適的規格。當然，還需要考慮機床的額定功率和剛性應能滿足刀具使用最大切削深度時的需要。（7）刀片牌號的選擇合理選擇刀片硬質合金牌號的主要依據是被加工材料的性能和硬質合金的性能。一般選用銑刀時，可按刀具制造廠

18、提供加工的材料及加工條件，來配備相應牌號的硬質合金刀片。由于各廠生產的同類用途硬質合金的成份及性能各不相同，硬質合金牌號的表示方法也不同，為方便用戶，國際標準化組織規定，切削加工用硬質合金按其排屑類型和被加工材料分為三大類：類、類和類。根據被加工材料及適用的加工條件，每大類中又分為若干組，用兩位阿拉伯數字表示，每類中數字越大，其耐磨性越低、韌性越高。類合金包括金屬陶瓷用于加工產生長切屑的金屬材料，如鋼、鑄鋼、可鍛鑄鐵、不銹鋼、耐熱鋼等。其中，組號越大，則可選用越大的進給量和切削深度，而切削速度則應越小。類合金用于加工產生長切屑和短切屑的黑色金屬或有色金屬，如鋼、鑄鋼、奧氏體不銹鋼、耐熱鋼、可鍛

19、鑄鐵、合金鑄鐵等。其中，組號越大，則可選用越大的進給量和切削深度，而切削速度則應越小。類合金用于加工產生短切屑的黑色金屬、有色金屬及非金屬材料，如鑄鐵、鋁合金、銅合金、塑料、硬膠木等。其中，組號越大，則可選用越大的進給量和切削深度，而切削速度則應越小。上述三類牌號的選擇原則表4.所1示：P01P05P10P15P20P25P30P40P50M10M20M30M40K01K10K20K30K40進給量背吃刀量切削速度.類合金切削用量的選擇各廠生產的硬質合金雖然有各自編制的牌號，但都有對應國際標準的分類號，選用十分方便。4.1數.控4銑削的工藝性分析數控銑削加工工藝性分析是編程前的重要工藝準備工作

20、之一，根據加工實踐，數控銑削加工工藝分析所要解決的主要問題大致可歸納為以下幾個方面。、選擇并確定數控銑削加工部位及工序內容在選擇數控銑削加工內容時，應充分發揮數控銑床的優勢和關鍵作用。主要選擇的加工內容有：（1）工件上的曲線輪廓，特別是由數學表達式給出的非圓曲線與列表曲線等曲線輪廓，如圖4.1所7示的正弦曲線。（2）已給出數學模型的空間曲面,如圖4.1所8示的球面。圖4.18球面圖4.17Y=SIN(X)曲線圖4.18球面（3）形狀復雜、尺寸繁多、劃線與檢測困難的部位；（4）用通用銑床加工時難以觀察、測量和控制進給的內外凹槽；（5）以尺寸協調的高精度孔和面；（6）能在一次安裝中順帶銑出來的簡單

21、表面或形狀；（7）用數控銑削方式加工后，能成倍提高生產率，大大減輕勞動強度的一般加工內容。零件圖樣的工藝性分析根據數控銑削加工的特點，對零件圖樣進行工藝性分析時，應主要分析與考慮以下一些問題。（1）零件圖樣尺寸的正確標注由于加工程序是以準確的坐標點來編制的，因此，各圖形幾何元素間的相互關系（如相切、相交、垂直和平行等）應明確，各種幾何元素的條件要充分，應無引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如，零件在用同一把銑刀、同一個刀具半徑補償值編程加工時，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，如在圖4.1中9，就很難同時保證各處尺寸在尺寸圖4.零1件9尺寸公差帶的調整公差范圍內。這時一般采取的方

22、法是：兼顧各處尺寸公差，在編程計算時，改變輪廓尺寸并移動公差帶，改為對稱公差，采用同一把銑刀和同一個刀具半徑補償值加工，對圖4.1中括號內的尺寸，其公差帶均作了相應改變，計算與編程時用括號內尺寸來進行。（2）統一內壁圓弧的尺寸加工輪廓上內壁圓弧的尺寸往往限制刀具的尺寸。）內壁轉接圓弧半徑通常，當時，則屬工藝性較差。如圖所示，當工件的被加工輪廓高度較小，內壁轉接圓弧半徑較大時，則可采用刀具切削刃長度較小，直徑較大的銑刀加工。這樣，底面的走刀次數較少，表面質量較好，因此，工藝性較好。反之如圖4.，2銑1削工藝性則較差。通常，當時，則屬工藝性較差。圖4.20R較大時圖4.20R較大時圖4.21R較小

23、時）內壁與底面轉接圓弧半徑如圖，銑刀直徑一定時，工件的內壁與底面轉接圓弧半徑越小，銑刀與銑削平面接觸的最大直徑也越大，銑刀端刃銑削平面的面積越大，則加工平面的能力越強，因而，銑削工藝性越好。反之，工藝性越差,如圖4.2所3示。當底面銑削面積大，轉接圓弧半徑也較大時，只能先用一把較小的銑刀加工，再用符合要求的刀具加工，分兩次完成切削。總之，一個零件上內壁轉接圓弧半徑尺寸的大小和一致性，影響著加工能力、加工質量和換刀次數等。因此，轉接圓弧半徑尺寸大小要力求合理，半徑尺寸盡可能一致，至少要力求半徑尺寸分組靠攏，以改善銑削工藝性。圖4.22r較小圖4.23r較大3、保證基準統一的原則有些工件需要在銑削

24、完一面后，再重新安裝銑削另一面，由于數控銑削時，不能使用通用銑床加工時常用的試切方法來接刀，因此，最好采用統一基準定位。4、分析零件的變形情況銑削工件在加工時的變形，將影響加工質量。這時，可采用常規方法如粗、精加工分開及對稱去余量法等，也可采用熱處理的方法，如對鋼件進行調質處理，對鑄鋁件進行退火處理等。加工薄板時，切削力及薄板的彈性退讓極易產生切削面的振動，使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度難以保證，這時，應考慮合適的工件裝夾方式。總之，加工工藝取決于產品零件的結構形狀，尺寸和技術要求等。在表4.中2給出了改進零件結構提高工藝性的一些實例。表4.改2進零件結構提高工藝性結果銑力口工提高工結構藝性方

25、法改進前改進后統一圓弧尺寸選擇合適的圓弧半徑R和r提高生產效率減少編程時間，簡化編程合理改進凸臺分布表4.改2進零件結構提高工藝性結果銑力口工提高工結構藝性方法改進前改進后統一圓弧尺寸選擇合適的圓弧半徑R和r提高生產效率減少編程時間，簡化編程合理改進凸臺分布減少加工勞動量改進內壁形狀減少刀具數和更換刀具次數，減少輔助時間可采用較高剛性刀具用兩面對稱結構在加工和不加工表面間加入過渡減少加工勞動量5、零件的加工路線（1）銑削輪廓表面在銑削輪廓表面時一般采用立銑刀側面刃口進行切削。對于二維輪廓加工，通常采用的加工路線為：1）從起刀點下刀到下刀點2）沿切向切入工件；3）輪廓切削；4）刀具向上抬刀，退離

26、工件；5）返回起刀點。（2）順銑和逆銑對加工影響在銑削加工中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時切削力的水平分力的方向與進給運動方向相反，順銑時切削力的水平分力的方向與進給運動的方向相同。銑削方式的選擇應視零件圖樣的加工要求，工件材料的性質、特點以及機床、刀具等條件綜合考慮。通常，由于數控機床傳動采用滾珠絲杠結構，其進給傳動間隙很小，順銑的工藝性就優于逆銑。如圖所示為采用順銑切削方式精銑外輪廓圖所示為采用逆銑切削方式精銑型腔輪廓圖所示為順、逆銑時的切削區域。a)順銑切切入和退刀區b)逆銑a)順銑切切入和退刀區圖4.24順銑和逆銑切削方式同時，為了降低表面粗糙度值，提

27、高刀具耐用度，對于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，盡量采用順銑加工。但如果零件毛坯為黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而且余量一般較大，這時采用逆銑較為合理。4.數2控銑床程序編制的基本方法在這一部分中，將以立式數控銑床為基礎，介紹數控銑床程序編制的基本方法。立式數控銑床所配置的是數控系統。該系統的主要特點是：軸控制功能強，其基本可控制軸數為、三軸，擴展后可聯動控制軸數為四軸；編程代碼通用性強，編程方便，可靠性高。常用文字碼及其含義見表4.。3表4.常3用文字碼及其含義功能文字碼含義程序號O：ISO/:EIA表示程序名代號(19999)程序段號N表示程序段代號(19999)準備機能G確定移動方式等準

28、備功能坐標字X、Y、Z、A、C坐標軸移動指令(99999.999mm)R圓弧半徑(99999.999mm)I、J、K圓弧圓心坐標(99999.999mm)進給功能F表示進給速度(11000mm/min)主軸功能S表示主軸轉速(09999r/min)刀具功能T表示刀具號(099)輔助功能M冷卻液開、關控制等輔助功能(099)偏移號H表示偏移代號(099)暫停P、X表示暫停時間(099999.999s)子程序號及子程序調用次數P子程序的標定及子程序重復調用次數設定(19999)宏程序變量P、Q、R變量代號4.2加.工1坐標系的建立設置加工坐標系編程格式：指令是將加工原點設定在相對于刀具起始點的某一

29、空間點上。若程序格式為G92XaYbZc則將加工原點設定到距刀具起始點距離為，的位置上。例：其確立的加工原點在距離刀具起始點-的位置上如圖所示。選擇機床坐標系編程格式：；指令使刀具快速定位到機床坐標系中的指定位置上，式中、后的值為機床坐標系中的坐標值，其尺寸均為負值。例：則執行后刀具在機床坐標系中的位置如圖4.2所6示。圖4.25G92設置加工坐標系圖4.25G92設置加工坐標系圖4.26G53選擇機床坐標系選擇號加工坐標系圖4.27圖4.27設置加工坐標系這些指令可以分別用來選擇相應的加工坐標系。編程格式：；該指令執行后，所有坐標值指定的坐標尺寸都是選定的工件加工坐標系中的位置。號工件加工坐

30、標系是通過方式設置的。例：在圖中，用在參數設置方式下設置了兩個加工坐標系：這時，建立了原點在。的加工坐標系和原點在。的加工坐標系。若執行下述程序段：則刀尖點的運動軌跡如圖中所示。4、注意事項()與的區別設置加工坐標系的方法是一樣的，但在實際情況下，機床廠家為了用戶的不同需要，在使用中有以下區別：利用設置機床原點的情況下，進行回參考點操作時機床坐標值顯示為的設定值，且符號均為正；利用設置加工坐標系的情況下，進行回參考點操作時機床坐標值顯示零值。()與的區別指令與指令都是用于設定工件加工坐標系的，但在使用中是有區別的。指令是通過程序來設定、選用加工坐標系的，它所設定的加工坐標系原點與當前刀具所在的

31、位置有關，這一加工原點在機床坐標系中的位置是隨當前刀具位置的不同而改變的。()的修改指令是通過在設置參數方式下設定工件加工坐標系的，一旦設定，加工原點在機床坐標系中的位置是不變的，它與刀具的當前位置無關，除非再通過方式修改。(4)應用范圍本課程所例加工坐標系的設置方法，僅是系統中常用的方法之一，其余不一一例舉。其它數控系統的設置方法應按隨機說明書執行。、常見錯誤當執行程序段“”時，常會認為是刀具在運行程序后到達點上1其實，指令程序段只是設定加工坐標系，并不產生任何動作，這時刀具已在加工坐標系中的點上1指令程序段可以和0指令組合，如時，運動部件在選定的加工坐標系中進行移動。程序段運行后，無論刀具

32、當前點在哪里，它都會移動到加工坐標系中的點上14.2刀.具2半徑補償功能G、40G4、1G42數控機床在實際加工過程中是通過控制刀具中心軌跡來實現切削加工任務的。在編程過程中，為了避免復雜的數值計算，一般按零件的實際輪廓來編寫數控程序，但刀具具有一定的半徑尺寸，如果不考慮刀具半徑尺寸，那么加工出來的實際輪廓就會與圖紙所要求的輪廓相差一個刀具半徑值。因此，采用刀具半徑補償功能來解決這一問題。1、刀具半徑補償功能的定義及編程格式刀具半徑補償功能的定義及編程格式在本課程前面已討論過，這里不詳述。在針對具體零件編程中，要注意正確選擇、，以保證順銑和逆銑的加工要求。2、刀具半徑補償設置方法（1）參數設置

33、在機床控制面板上，按鍵，進入界面，在所指定的寄存器號內輸入刀具半徑值即可。（2）宏指令圖4.2零8件圖樣用宏指令設定。以0的刀具為例，其設定程序為:圖4.2零8件圖樣3、應用舉例使用半徑為的刀具加工如圖所示的零件，加工深度為，加工程序編制如下：O10進入號加工坐標系/主軸啟動到達，坐標起始點到達坐標起始點建立右偏刀具半徑補償G01X60Y0到切到入輪廓切削輪廓切削輪廓G01X0Y40到切到削輪廓切出輪廓撤消刀具半徑補償坐標退刀M05到主到軸停M30到程到序停設置5=，=，=5=。、練習與思考2所8示（即將上利用刀具半徑補償功能指令編寫型腔輪廓加工程序，型腔輪廓如圖述例題的外輪廓加工，改為型腔內

34、輪廓加工）。2所8示（即將上的0程序曲中用的0程序曲中用HR醬也圖4.2坐9標系的旋轉該指令可使編程圖形按照指定旋轉中心及旋轉方向旋轉一定的角度，表示開始坐標系旋轉，用于撤消旋轉功能。1、基本編程方法編程格式：Y式中：、Y旋轉中心的坐標值可以是、Y、中的任意兩個，它們由當前平面選擇指令1中的一個確定）當、Y省略時，指令認為當前的位置即為旋轉中心。旋-轉角度，逆時針旋轉定義為正方向，順時針旋轉定義為負方向。當程序在絕對方式下時，程序段后的第一個程序段必須使用絕對方式移動指令，才能確定旋轉中心。如果這一程序段為增量方式移動指令，那么系統將以當前位置為旋轉中心，按給定的角度旋轉坐標。現以圖為例，應用

35、旋轉指令的程序為：建立圖Y所示的加工坐標系開始以點（7）為旋轉中心，逆時針旋轉的旋轉按原加工坐標系描述運動，到達（，）點若按括號內程序段運行，將以（，）的當前點為旋轉中心旋轉N4，G91向、進1給，到（/1/，、，）Y順圓進給逆圓進給回到（，）點撤消旋轉功能，回到（，）點M，2結/束/2、坐標系旋轉功能與刀具半徑補償功能的關系旋轉平面一定要包含在刀具半徑補償平面內。以圖4.3為，例：N20G68G90X10Y10R-30N30G90G42G00X10Y10F1N40G91X20N50G03Y10I-10J5N60G01X-20N20G68G90X10Y10R-30N30G90G42G00X10

36、Y10F1N40G91X20N50G03Y10I-10J5N60G01X-20N70Y-10N80G40G90X0Y0N90G69M30當選用半徑為的立銑刀時，設置:01。5生阮軍旋轉前的編程蛇廓坐標季旋轉及學在補償后的墉程輪廓里標原旋轉后的埸程輪廊圖4（坐標旋轉與刀具半徑補償在比例模式時，再執行坐標旋轉指令，旋轉中心坐標也執行比例操作，但旋轉角度不受影響，這時各指令的排列順序如下：G51G68G41/G42G40G69G50子4程序調用編程時，為了簡化程序的編制，當一個工件上有相同的加工內容時，常用調子程序的方法進行編程。調用子程序的程序叫做主程序。子程序的編號與一般程序基本相同，只是程序結

37、束字為99表示子程序結束，并返回到調用子程序的主程序中。調用子程序的編程格式984式中：P表示子程序調用情況。P后共有8位數字，前四位為調用次數，省略時為調用一次；后四位為所調用的子程序號。例：如圖4.3所1示,在一塊平板上加圖4.3零1件圖樣工個邊長為的等邊三角形，圖4.3零1件圖樣每邊的槽深為，工件上表面為向零點。其程序的編制就可以采用調用子程序的方式來實現（編程時不考慮刀具補償）。主程序：進入工件加工坐標系主軸啟動Z3快進到工件表面上方到三角形上頂點調號切削子程序切削三角形到三角形上頂點調號切削子程序切削三角形到三角形上頂點調號切削子程序切削三角形到三角形上頂點調號切削子程序切削三角形到

38、三角形上頂點調號切削子程序切削三角形到三角形上頂點調號切削子程序切削三角形抬刀主0軸5停/程3序0結束/子程序：在三角形上頂點切入（深）切削三角形切削三角形切削三角形抬刀子程序結束設置:=，=，=切設置比.例切及鏡向功能圖4.32各軸按相同比例編程圖4.33圖4.32各軸按相同比例編程圖4.33各軸以不同比例編程nacoIda圖.nacoIda圖.鏡像功能尺寸按指定比例縮小或放大；也可讓圖形按指定規律產生TOC o 1-5 h z鏡像變換。60-知-為比例編程指令；為撤消比例編程指令。、0均為模式代碼。1、各軸按相同比例編程行編程格式：1G50式中：XY比例中心坐標絕對方式）比例系數，最小輸入

39、量為0.001,比例系數的范圍為：0.001999.999。該指令以后的移動指令，從比例中心點開始，實際移動量為原數值的倍。值對偏移量無影響。例如，在圖.中，1為原編程圖形，1為比例編程后的圖形，0為比例中心。2、各軸以不同比例編程各個軸可以按不同比例來縮小或放大,當給定的比例系數為-1時,可獲得鏡像加工功能。編程格式：G50式中：XY比例中4坐標;、K對應、軸的比例系數，在、K對應、軸的比例系數，在0.0019.999范圍內。本系統設定、不能帶小數點，比例為時，應輸入，并在程序中都應輸入，不能省略。比例系數與圖形的關系見圖。其中：:軸系數；/軸系數；O比例中心。3、鏡像功能再舉一例來說明鏡像

40、功能的應用。見圖，其中槽深為，比例系數取為或0設刀具起始點在點，程序如下：子程序：到三角形左頂點N20G01Z-2F100切入工件/切削三角形一邊切削三角形第二邊切削三角形第三邊向上抬刀子程序結束主程序：建立加工坐標系選擇絕對方式N40G5調用1X5000號0子/程/序切削1以#三角形為比例中心，以比例為1比例為+1開始鏡向調用1X5000號0子/程/序切削2以三#角形為比例中心,以0比例為1比例為開始鏡向N80G5調用1X5000號0子/程/序切削其Y50以以X15三#角形為比例中心,以0比例為1比例為開始鏡向調用00號0子/程/序切削4#三角形取消鏡向程序結束4、設定比例方式參數（）在操作

41、面板上選擇方式；（）按下按鈕，進入設置頁面，其中：X為設定X軸鏡像，當X置時，X軸鏡像有效；當X置“0時，X軸鏡像無效。Y為設定Y軸鏡像，當Y置時，Y軸鏡像有效；當Y置0時，Y軸鏡像無效。類宏功能應用用戶宏功能是提高數控機床性能的一種特殊功能。使用中，通常把能完成某一功能的一系列指令像子程序一樣存入存儲器，然后用一個總指令代表它們，使用時只需給出這個總指令就能執行其功能。用戶宏功能主體是一系列指令，相當于子程序體。既可以由機床生產廠提供，也可以由機床用戶自己編制。宏指令是代表一系列指令的總指令，相當于子程序調用指令。用戶宏功能的最大特點是，可以對變量進行運算，使程序應用更加靈活、方便。用戶宏功

42、能有、兩類。這里主要介紹類宏功能，類宏功能請參見本課程的類宏程序介紹。1、變量在常規的主程序和子程序內，總是將一個具體的數值賦給一個地址。為了使程序更具通用性、更加靈活，在宏程序中設置了變量，即將變量賦給一個地址。（1變）量的表示變量可以用“#”號和跟隨其后的變量序號來表示：#=12例：#5，#1，09#50。1（2變）量的引用將跟隨在一個地址后的數值用一個變量來代替，即引入了變量。例：對于#0若#0=（時，則為；0對于#,若#=00（時，貝U為00對于#,若#=0時，則為03（3變）量的類型0系統的變量分為公共變量和系統變量兩類。1）公共變量公共變量是在主程序和主程序調用的各用戶宏程序內公用

43、的變量。也就是說，在一個宏指令中的與在另一個宏指令中的是相同的。公共變量的序號為：10&1；100。其中10t1公共變量在電源斷電后即清零，重新開機時被設置為“0”；00公1共變量即使斷電后，它們的值也保持不變，因此也稱為保持型變量。2）系統變量系統變量定義為：有固定用途的變量，它的值決定系統的狀態。系統變量包括刀具偏置變量，接口的輸入/輸出信號變量，位置信息變量等。系統變量的序號與系統的某種狀態有嚴格的對應關系。例如，刀具偏置變量序號為#010#9，9這些值可以用變量替換的方法加以改變，在序號1099中，不用作刀偏量的變量可用作保持型公共變量#5000#5。31接口輸入信號#10000#10

44、15，#103。2通過閱讀這些系統變量，可以知道各輸入口的情況。當變量值為“1”時，說明接點閉合；當變量值為“0”時，表明接點斷開。這些變量的數值不能被替換。閱讀變量#103，2所有輸入信號一次讀入。2宏指令宏指令可以實現豐富的宏功能，包括算術運算、邏輯運算等處理功能。一般形式：G65HmP#iQ#jR#k式中：宏程序功能，數值范圍019運算結果存放處的變量名；被操作的第一個變量，也可以是一個常數；被操作的第二個變量，也可以是一個常數。例如，當程序功能為加法運算時：程序10010110含義為100=10+10TOC o 1-5 h z程序含義為=+程序含義為=+3、宏功能指令（1）算術運算指令

45、（表4.4）表4.4算術運算指令G碼H碼功能定義G65H01定義，替換#i=#jG65H02加#i=#j+#kG65H03減#i=#j-#kG65H04乘#i=#jx#kG65H05除#i=#j/#kG65H21平方根=VG65H22絕對值#i=l#jlG65H23求余#i=#j-trunc(#j/#k)#kTrunc；丟棄小于1的分數部分G65H24BCD碼f二進制碼#i=BIN(#j)G65H25二進制碼fBCD碼#i=BCD(#j)G65H26復合乘/除#i=(#ix#j):#kG65H27復合平方根1#i=V#j2+#k2G65H28復合平方根2#i=V#j2-#k2）變量的定義和替換

46、=TOC o 1-5 h z編程格式G65H01P#iQ#j例；=;二）加法=+編程格式例；=+）減法=編程格式例；=）乘法#=#jX#k編程格式0#j#k例0#101#102#1O3=#102X#103）除法#=#j#k編程格式0#j#k例0#101#102#10/#102#103）平方根#=#j編程格式21#j例21#101；#10201=J#102）絕對值#=|#j|編程格式22#j例G65H22P#101；Q（#1#01201=|#102|）復合平方根1#=#j2*k2編程格式G65H27P#iQ#jR#k例2#101#102#003、,#1022*1032）復合平方根2#=#jj2#

47、k2編程格式2#j#k例2#101#102#103/#1022W1032（2）邏輯運算指令（表4.5）表4.5邏輯運算指令G碼H碼功能定義G65H11邏輯“或”#i=#jOR#kG65H12邏輯“與”#i=#jAND#kG65H13異或#i=#jXOR#k1）邏輯或#i=#jOR#k編程格式G65H11P#iQ#jR#k例G65H11P#101Q#102R#103；（#101=#102OR#103）邏輯與=編程格式例G65H12P#1（3）三角函數指令（表4.6）表4.6三角函數指令G碼H碼功能定義G65H31正弦#i=#jSIN(#k)G65H32余弦#i=#jCOS(#k)G65H33正切

48、#i=#jTAN(#k)G65H34反正切#i=ATAN(#j/#k)1)正弦函數#i=#jxSIN(#k)編程格式G65H31P#iQ#jR#k(單位：度)例G65H31P#101Q#102R#103；(#101=#102xSIN(#103)2)余弦函數#i=#jxCOS(#k)編程格式G65H32P#iQ#jR#k(單位：度)例G65H32P#101Q#102R#103；(#101=#102xCOS(#103)3)正切函數#i=#jxTAN#k編程格式G65H33P#iQ#jR#k(單位：度)例G65H33P#101Q#102R#103；(#101=#102xTAN(#103)4)反正切#

49、i=ATAN(#j/#k)編程格式G65H34P#iQ#jR#k(單位：度，0吆#j#k,GOTOnG65H84條件轉移4IF#j）編程格式G65H83PnQ#jR#k（n為程序段號）例G65H83P1000Q#101R#102當#101#102,轉移到N1000程序段；若#101#102，執行下一程序段。5）條件轉移4#jLT#k（）編程格式G65H84PnQ#jR#k（n為程序段號）例G65H84P1000Q#101R#102當#101#102,轉移到N1000；若#101#102,執行下一程序段。6）條件轉移5#jGE#k（）編程格式G65H85PnQ#jR#k（n為程序段號）例G65H

50、85P1000Q#101R#102當#101#102，轉移到N1000；若#101#102,執行下一程序段。4、使用注意為保證宏程序的正常運行，在使用用戶宏程序的過程中，應注意以下幾點；()由規定的碼不影響偏移量的任何選擇；()如果用于各算術運算的或未被指定，則作為處理；(3)在分支轉移目標地址中，如果序號為正值，則檢索過程是先向大程序號查找，如果序號為負值，則檢索過程是先向小程序號查找。(4)轉移目標序號可以是變量。、用戶宏程序應用舉例例1用宏程序和子程序功能順序加工圓周等分孔。設圓心在點，它在機床坐標系中的坐標為，在半徑為的圓周上均勻地鉆幾個等分孔，起始角度為a，孔數為n以零件00上表面為

51、向零點。見圖3時0，圖4.35等分孔計算方法使用以下保持型變量：時0，圖4.35等分孔計算方法0半徑r0起始角度a；:孔數，當時，按逆時針方向加工，當按順時針方向加工；0孔底坐標值；0平面坐標值；0進給量。使用以下變量進行操作運算：0表示第步鉆第孔的記數器；0記數器的最終值為的絕對值)0第個孔的角度位置e的值；#103：第i個孔的坐標值；#104：第i個孔的坐標值；用用戶宏程序編制的鉆孔子程序如下：O9010N110G65H01P#100Q0/#100=0N120G65H22P#101Q#504/#101=|#504|N130G65H04P#102Q#100R360/#102=#100X360

52、N140G65H05P#102Q#102R#504/#102=#102/#504N150/nG65H02#102#503#102/#102=#503當前孔角度位置0=ai(36o0Xi)N160G65H32P#103Q#502R#102/#103=#502XCOS(#102)當前孔的坐標N170G65H31P#104Q#502#10/#104=#502XSIN(#102)當前孔的坐標N180G90G00X#103Y#104/定位到當前孔（返回開始平面）N190G00Z#506快速進到平面N200G01Z#505F#507/加工當前孔N210G00Z#506快速退到平面N220G65H02P#1

53、00Q#100R1/#100=#100+1孔計數N230G65H84P-130Q#100當010/#10時，向上返回到130程序段N240子/程序結束調用上述子程序的主程序如下：O0010N10G54G90G00X0Y0ZN20M98P9010N30Z20N40G00G90X0Y0N5030程序結束設置54=400=100=變量#500#50可在程序中賦值，20/進入加工坐標系/調用鉆孔子程序，加工圓周等分孔/抬刀/返回加工坐標系零點5。0也可由方式設定。例2：根據以下數據，用用戶宏程序功能加工圓周等分孔。如圖4.36：在半徑為50mm的圓周上均勻地鉆8個0。的等分孔，第一個孔的起始點角度為3

54、00設圓心為O點，以零件的上表面為Z向零點。首先在MDI方式中，設定以下變量的值:#502：半徑r為50；#503:起始角度a為30；#504:孔數n為8；#505:孔底Z坐標值為一20；#506：R平面Z坐標值為5；#507：F進給量為50。加工程序為：O6100N10G54G90G00X0Y0Z20N20M98P9010N30G00G90X0Y0N40Z20N50M30設置G54：X=-400,Y=-100,Z=-50。、思考如圖4.3所7示在邊長為10毫0米的正方形上鉆8個孔，正方形的中心作為點，向零點設在工件的上表面，孔深為35毫米，采用用戶宏程序編寫其加工程序。圖4.3例7題圖圖4.

55、36等分孔應用舉例4.3圖形的數學處理在程序編制前，對由直線、圓弧組成的平面輪廓進行銑削，所需的數學處理一般較簡單，但由于某些工藝條件限制，也會產生一些特殊情況需要處理。非圓曲線、空間曲線和曲面的輪廓銑削加工的數學處理比較復雜，這一部分將主要研究輪廓的數學處理問題。4.3兩.平1行銑削平面的數學處理在實際工作中，常會遇到這種情況，零件圖樣中某些部份看起來是一條簡單的直線輪廓，但由于銑削方法或銑削刀具等的問題會使按零件圖樣尺寸計算與編程的加工結果達不到設計要求。這時，必須根據加工的具體條件進行教學處理。兩平行銑削平面的階差小于底部轉接圓弧半徑時，如圖所示，和是兩平行銑削面，但其階差Ah小于底部轉

56、接圓弧半徑，此時若用端銑刀的底刃加工平面圖底刃銑削面，按圖中尺寸l編程，實際加工結果，只切削至點而保證不了尺寸l；若用端銑刀的側刃加工平面圖側刃銑削面，也只能銑削至點位置，也保證不了尺寸l。所以，必須對圖形進行偏移處理（或改變刀具運動軌跡），其方法如下：對于上述平行銑削面，因階差h為定值，很容易得到下列偏移計算公式：1、當用端銑刀的底刃加工時，其偏移量5座-獷-32此時的編程計算尺寸為：以2、當用端銑刀的側刃加工時，其偏移量此時/的編程計算尺寸為：1J：a）底刃銑削a）底刃銑削N面b）側刃銑削N面圖4.38兩平行底面階差小于轉接圓弧半徑4.3.2兩相交銑削平面的數學處理兩相交銑削平面的階差小于

57、底部轉接圓弧半徑時，相交銑削平面的情況比上述平行銑削面的情況要復雜一些，因為其差Ah不再是定值，而是變量。一般來說，當r較小而兩平面間夾角也很小的情況下，在加工允差范圍內按原圖編程加工也是可以的。但當r較大而兩平面夾角也較大的情況下，若不進行適當的偏移處理，就會產生如圖4.39a那樣的結果，加工后留下一塊材料，達不到零件圖樣對輪廓形狀的設計要求。若簡單地根據上面提出的平行銑削面偏移公式計算偏移量，僅平移運動軌跡，進行編程加工的話，其結果就會產生圖4.39b所示的情形，多銑去一塊材料而造成零件輪廓被銑傷，達不到設計要求。ab圖4.39相交銑削面階差小于轉接圓弧半徑對上述情況，可采用如圖4.40所

58、示辦法處理。在圖4.40中，我們設較低的平面N為XOY平面，建立相對坐標系。并設兩相交平面在直線輪廓上的任一點的階差為吃；銃刀底刃圓弧半徑為r(與零件圖樣中要求一致)；夕場從零變化至與r值相等時(當凡之時就不必偏移)的直線長度為；實際編程時作偏移運動的軌跡上的動點P在階差為&4時的坐標為(X,Y)o從圖4.40中可以看出，為了加工出圖樣規定的直線輪廓AB,銑刀必須按動點P(X,Y)的軌跡運動。圖4.40偏移運動軌跡圖得&將/一7_代入即得動點P（X，Y）的運動軌跡為爐尸+Y2/-2-1因此，在這一相對坐標系中，刀具的實際偏移運動軌跡為一個標準橢圓，其長軸為兩相交銑削面之階差從零變化至與底圓弧半

59、徑r相等時的線段長度，其短軸為底圓弧半徑r的數值。對這一橢圓運動軌跡可采用直線來逼近處理，實現加工要求。4.3.3空間曲面的數學處理1、銑削空間曲面的方法a）球頭銑刀銑削b）切削速度比較大，可達180,因此可切削很圖4.41球頭銑刀a）球頭銑刀銑削b）切削速度比較大，可達180,因此可切削很圖4.41球頭銑刀陡的曲面。球頭銑刀的半徑R較小，刀具干涉的可能性小。但這種刀具的缺點是，切削速度隨刀具與工件接觸點的變化而變化，且球頭銑刀端點的切削速度為零，如圖4.41b所示。當刀具中心軌跡為一平面折線時，只需數控銑床二坐標聯動，如圖4.42a所示,當一條平面折線加工完畢后，再在平面上移動一個行距S進行

60、第二條平面折線加工，即二軸半數控加工。顯然,這時刀具與被加工曲面的切點的連線為一空間折線。三坐標數控加工時,球頭銑刀與被加工曲面切點的連線為一平面折線,而刀具中心軌跡為一空間折線,所以數控銑床應是三坐標聯動的，如圖4.42b所示。切三坐標數控加工a）二軸半數控加工切三坐標數控加工圖4.42按球頭銑刀刀心軌跡編程加工曲面對于曲率變化較平緩的曲面零件，為編程方便，通常可按輪廓編程，而不采用刀具中心軌跡編程。如圖4.43所示，用一組平行于ZOY坐標平面并垂直于X軸的假想平面M1,M2.,將曲面分割為若干條窄條片（其寬度即為行距S），因假想平面與曲面的交線均為平面曲線，只要用數控銑床三坐標中的任意兩坐