项目一数控铣床基础知识
数控铣床加工基础知识
1.数控铣床的分类自从工业革命以来，机床工业发生了翻天覆地的变化。
大多数人了解的是铣床、车床和钻床，也就是所说的普通机床，这些设备通过技术工人操作手轮移动刀架使刀具沿正确的方向走刀到零件所加工的位置。
普通机床需要通过接受过较长时间的专业培训并且具有一定操作技能的操作者在具备一定条件的环境下才能加工出高质量的零件。
相对来说，普通设备的加工效率较低，成本较高。
数控设备在相当多的领域已经完全或逐渐取代了普通设备，与普通机床不同，数控机床加工零件的过程完全自动地进行，加工过程中人工不能干预。
因此，首先必须将所要加工件的全部信息，包括工艺过程、刀具运动轨迹及走刀方向、位移量、工艺参数(主轴转速、进给量、切削深度)以及辅助动作(换刀、变速、冷却、夹紧、松开)等，按加工顺序采用标准或规定的程序指令编写出正确的数控加工程序，然后输入到数控设备的控制系统中，随后控制系统按数控程序的要求控制数控机床对零件进行加工。
所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作过程。
数控编程可分为手工编程和自动编程两种方式。
数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、轮廓铣削、平面铣削、平面型腔铣削及空间三维复杂型面的铣削加工。
加工中心、柔性加工单元是在数控铣床的基础上产生和发展起来的，其主要加工方式也是铣加工方式。
数控铣床可按通用铣床的分类方法分为以下3类：(1)数控立式铣床数控立式铣床主轴轴线垂直于水平面，这种铣床占数控铣床的大多数，应用范围也最广。
目前三坐标数控立式铣床占数控铣床的大多数，一般可进行三轴联动加工。
(2)卧式数控铣床卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面。
为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转台或万能数控转台的方式来实现四轴和五轴联动加工。
这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在一次装夹中通过转台改变零件的加工位置也就是通常所说的工位，进行多个位置或工作面的加工。
数控机床基础知识
（3）轮廓控制系统（Contour Control）是对两个或两个以上
的坐标轴同时进行连续控制，并能对机床移动部件的位移和 速度进行严格的控制，即要控制加工的轨迹，加工出要求的 轮廓。其运动轨迹是任意斜率的直线、圆弧、螺旋线等。
3.按照伺服系统控制分类 （1）开环控制系统
优点：价格便宜，动态性能好 缺点：无位置反馈，精度差
说明：开环控制系统是没有位置反馈装置的数控系统，系
统无法得知机床的实际运动轨迹与位置。
（2）半闭环控制系统
优点：稳定性好，成本低，维修方便 缺点：相对闭环系统精度差
说明：半闭环控制系统不是直接检测工作台的位移量，而是采
用转动角位移检测元件，测出丝杠转角，推算出工作台的实际
位置
（3）闭环控制系统
ห้องสมุดไป่ตู้
优点：控制精度高 缺点：调式复杂、维修困难、价格高
2. 按运动方式分类
（1）点位控制系统（Positioning Control）只控制刀具从一点 到另一点的位置，而不控制移动轨迹，在移动过程中刀具不 进行切削加工。
刀具的三种路径 （1） （2） （3）
（2）直线控制系统（Straight-line Control）是控制刀具或机床
工作台以给定的速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位置 到另一个位置的精确移动，并且在移动过程中进行直线切削加 工。
• PLC
驱动 装置
• 进给驱动 • 主轴驱动
例如：FANUC 0i TD/MD 系统组成
四、现代数控系统发展
1、智能化
自动编程、刀具补偿、工艺参数自动生成、运动参数补偿 人机界面、故障诊断分析、自动优化、自适应控制
2、开放式
数控系统的开发可以在同一平台上运行通过增加或裁 剪数控功能，形成系列化
数控铣床编程基础知识
F_
即在原G02、G03指令格式程序段后部再增加一个与加工平面相垂 直的第三轴移动指令，这样在进行圆弧进给的同时还进行第三轴方 向的进给，其合成轨迹就是一空间螺旋线。 X 、Y 、Z为投影圆弧终点,第3坐标是与选定平面垂直的轴终点.
Z 10 终点
G91时：G91 G03 X-30.0 Y30.0 R30.0 Z10 F100 G90时：G90 G03 X0 Y30.0 R30.0 Z10 F100 G92 X30 Y-50 Z30 G01 Y0 F200 G03 X0 Y30 R30 Z10 G00 Z30 X30Y-50 M30 G91时: G91 G19 G02 Y30 Z-30 R30 X10 F100 G90时：G90 G19 G02 Y30 Z0.0 R30.0 X10 F100
I、J、K分别表示X（U），Y（V），Z（W）轴圆心的坐 标减去圆弧起点的坐标，如图21所示
G17 G18 G19
Y O X 终点 ( X, Y)
G 02 G 03
X _ Y _ X _ Z _ Y _ Z _
I _ J _ I _ K _ J _ K _ R_
数控铣床编程
1、工件坐标系选择G54-G59
G 54 G 55 格式： G 56 G 57 G 58 G 59
Z
Z
。。。
G54 工件坐标系 G54 原点 Y G59 原点 G59 工件坐标系 Y
X 工件零点偏置 机床原点 X
图 11 工件坐标系选择(G54~G59)
7、编程轨迹
Y
X
O233; T02 M06; G55; M03 S350; G00 X0 Y0; G00 Z20; G00 X-50.Y-70.M08; G00 Z5.; G01 Z-5;F100; G41 G01 X-50.Y-50.D02; G01 Y-15.; G03 X-50.Y15. R25.; G01 X-50.Y30.; G01 X-30. Y40.; G00 Z100.; G01 X30.Y40.; G40 G00 X0Y0 G01 X50.Y30.; M09; G01 X50.Y15.; M30; G03 X50.Y-15. R25.; G01 X50.Y-25.; G02 X35.Y-40.R15.; G01 X-60.Y-40.;
电子课件-《数控铣床加工中心编程与操作(华中系统)》第二版-A02-3941-3
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
程序号 程序结束
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（1）程序号 华中系统用地址符%及后续的四位数字表示程序号，取 值范围为%0000～%9999。 在书写程序号时应注意： 1）程序号必须写在程序的最前面，并单独占一行。 2）%0000和%8000以后的程序号，在系统中有特殊的用 途，因此应尽量避免在普通数控加工程序中使用。 3）数字前的零可以省略不写。如%0001可以省略为%1。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（2）程序内容 程序内容是整个程序的核心，由许多程序段组成。它包含 了所有的加工信息，如加工轨迹、主轴和切削液开关等。 （3）程序结束 程序的结束在数控系统中由M代码来表示，写在程序的最 后一行。用M02或M30来指定。使用M02作为程序的结束，数 控程序运行到M02指令时，整个程序运行结束，光标停留在此 位置。使用M30指令作为程序的结束，数控程序运行到M30指 令时，整个程序结束，并且光标回到程序头。
（2）确定加工工艺
根据图样分析拟定加工方案，确定机床、夹具和刀具， 选择适合的对刀点和换刀点，确定合理的切削用量及设定 最佳的加工路线。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（3）数值处理
在编写程序前，还需要根据确定的编程原点对一些加 工轨迹中未知的基点（即图素之间交点或切点）的坐标进 行计算，为编程做好准备。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（完整版）数控铣床编程与操作教案
（完整版）数控铣床编程与操作教案⽬录项⽬⼀数控铣床基础操作与编程 (2)任务⼀数控铣床基础知识 (2)⼆、设备 (2)数控铣床若⼲ (2)三、任务内容及要求 (2)1、任务内容 (2)数控外形结构如图⽰ (3)2、要求 (3)（1）了解数控铣床的特点 (3)（2）了解数控铣床的结构 (3)四、任务实施步骤 (3)略................................................................ 错误! 未定义书签。
五、相关知识 (3)任务⼆数控铣床编程基础知识 (5)5、数控编程格式及内容 (7)7、数控系统的准备功能和辅助功能 (8)任务三⼑具半径补偿（G41 、G42 、G40） (9)任务四⼑具长度补偿（G43 、G44 、G49） (12)任务五铣床⼑具、装夹设备 (14)任务六数控铣床⼿动操作与试切削 (17)⼀、任务⽬标 (17)【知识⽬标】 (17)项⽬⼆平⾯图形加⼯ (19)任务⼀直线图形加⼯ (19)任务⼆圆弧图形加⼯ (23)⼆、设备 (23)1、数控铣床若⼲ (23)2、⼯具和⼑具：寻边器，机⽤虎钳、①6⽴铳⼑、平⾏垫铁、塑胶榔头等。
233、量具：千分尺、游标卡尺234、⽑坯: 120x80x14 铝合⾦23三、任务内容和要求 (23)1、任务内容 (23)（1）学习验证程序的各个环节。
(23)2）练习G02、G03 圆弧插补指令及应⽤⼑具半径补偿与⼯件外轮廓加⼯。
........... 2 3 2、要求 (23)学⽣以⼩组为单位，教师以项⽬教学⽅法形式组织教学。
23四、任务实施步骤 (23)1、加⼯准备232、回参考点、对⼑。
233、空运⾏234、零件⾃动加⼯⽅法235、零件加⼯及评分标准 (23)6、加⼯结束，清理机床 (23)五、相关知识 (23)1、编程指令 (23)任务三⼀般形状图形加⼯及数控仿真 (27)2、掌握⼯件原点处于不同位置时对⼑⽅法。
公共基础知识数控铣床基础知识概述
《数控铣床基础知识综合性概述》一、引言数控铣床作为现代制造业中不可或缺的关键设备，以其高精度、高效率和高自动化程度的特点，在机械加工、航空航天、汽车制造、模具加工等众多领域发挥着至关重要的作用。
了解数控铣床的基础知识，对于从事相关行业的技术人员和对现代制造技术感兴趣的人士来说，具有重要的现实意义。
本文将从数控铣床的基本概念、发展历程、核心理论、重要实践以及未来趋势等方面进行全面深入的阐述与分析。
二、数控铣床的基本概念（一）定义与组成数控铣床是一种通过数字控制技术实现自动化加工的机床。
它主要由机床本体、数控系统、驱动系统、辅助装置等部分组成。
机床本体包括床身、立柱、工作台、主轴箱等机械结构，为加工提供基础支撑和运动平台。
数控系统是数控铣床的核心控制部分，负责接收加工指令、进行数据处理和控制机床的运动。
驱动系统包括主轴驱动和进给驱动，分别实现主轴的旋转运动和工作台、刀具的进给运动。
辅助装置包括自动换刀装置、冷却系统、排屑系统等，为加工过程提供必要的辅助功能。
（二）工作原理数控铣床的工作原理是将加工零件的几何信息和工艺信息用数控代码表示，通过输入装置输入到数控系统中。
数控系统对这些代码进行处理和运算，生成控制信号，控制驱动系统使机床的各个运动部件按照预定的轨迹和速度进行运动，从而实现对零件的加工。
在加工过程中，数控系统还可以实时监测机床的运行状态，进行误差补偿和故障诊断，保证加工的精度和可靠性。
（三）分类1. 按控制方式分类可分为点位控制数控铣床、直线控制数控铣床和轮廓控制数控铣床。
点位控制数控铣床主要用于加工平面内的孔系，其运动轨迹是由各个定位点组成的。
直线控制数控铣床除了能控制两个坐标轴的联动外，还可以控制第三个坐标轴作直线运动，用于加工平面轮廓。
轮廓控制数控铣床能够对两个或两个以上的坐标轴进行联动控制，实现复杂曲面的加工。
2. 按主轴布局形式分类可分为立式数控铣床、卧式数控铣床和龙门式数控铣床。
数控铣床教案
项目一第一节一、教课设计头课题：数控铣床的基本知识讲课上课课时上课数控加工实训室班级2地址时间教课方教课方法：多媒体协助、类法教具：数控机床比剖析与教具知识目标能力（技术）目标1 、认识数控铣床的构造分1、能够认识数控铣床类。
2、能够知识数控铣床基本操作规程。
教课2、理解数控铣床能达成的工3、能够知识数控铣床的养护知识。
目标作3、懂得数控铣床基本操作规程与与养护知识感情目标：培育学生察看能力和着手能力。
要点要点：数控铣床的操作流程和安全养护知识难点难点：数控铣床的构造、工作范围及分类一、训练任务能力训任务 1：划分数控铣床的构造部分。
练任务任务 2：懂得数控铣床的作用。
及事例任务 3：学会正确操作数控铣床。
任务 4：学会数控铣床的养护。
参照资数控铣（加工中心）实训与考级料FANUC-oi 华中世纪星数控系统操作说明书二、教课过程步骤内容引入（问题）准备（问题）告知（教学内容、目的）项目引入（任务项目）操练（掌握初步或基本能力）教课方教课手学生活时间分教课内容法段动配经过观看数控机床的视多媒体解说观看、3频引入数控铣床。
协助大家知道视频中加工零件的机床叫什吗那么我告诉大家它就是加工中心，假如把加工中心的刀库换掉或许不用其自动换刀的功能的话他就是数控铣床。
在视屏中我们看到了他强盛的功能，大家此刻是不是特别急迫的想认识它呢这一节我们学习数控铣多媒体解说观看3床的基本知识。
协助观看数控铣床的图片引多媒体解说观看2入。
协助1、数控铣床的构成（ 1）数控机床依据其用观看途能够分为数控车床、数控铣解说多媒体床、数控磨床、数控镗床、数思虑50控电火化机床、数控线切割机类比协助床等不一样种类。
常有的构造形议论式有立式、卧式、龙门式三种。
（ 2）数控铣床的构造数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大多数构成：○1主轴箱包含主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
数控机床的基本知识
模块一 数控机床的基本知识
数控机床拓展项目 项目一 数控加工地位
“考克斯报告”
1999年的考克斯报告，专门提到中国把从美国进口的16台 二手四、五轴联动数控机床用于军工生产，要求对我加强禁 运。
胡锦涛：对美中国无意追求贸易顺差
模块一 数控机床的基本知识
2002年，我国机床市场消费额达59亿美元，成为 世界第一。 我国数控机床总量供给能力不凡，产品品种无重 要缺门空白，数控机床进入成熟期。但与先进国家相 比尚有30-50年的差距。 机床数控化率<10%，数控机床应用水平较低。
项目四 数控机床的分类
一、按加工工艺分
二、按控制刀具与工件相对运动方式分 三、按伺服装置的功能水平分类
四、按联动轴数分
五、按控制系统的功能水平分类
模块一 数控机床的基本知识－分类（一）
模块一 数控机床的基本知识－分类（一）
立式综合切削中心机
卧式综合切削中心机
模块一 数控机床的基本知识－分类（一）
图1-3 各种机床的加工批量与成本的关系
模块一 数控机床基本知识－构成与工作原理
项目三 数控机床的工作原理及构成
程 序 载 输 入 装 数 控 辅助控制装置 装 本 零 伺服驱动装置 机 床 加 工
加 工 图 纸
零 件 加 工 程 序
体
置
置
检测反馈装置
体
件
注：机床本体：机床主运动，进给运动，辅助运动
模块一 数控机床的基本知识
项目二 数控机床发展方向
一、高速、高效
MOV1 高速铣削
模块一 数控机床的基本知识
二、多功能 三、智能化 四、高精度 五、高可靠性 六、柔性化
模块一 数控机床的基本知识
数控铣编程
线性轴
旋转轴
英制(G20)
英寸
度
公制(G21)
毫米
度
脉冲当量(G22)
移动轴脉冲当量
旋转轴脉冲当量
表4 尺寸输入制式及其单位
这3个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令。 G20，G21，G22不能在程序的中途切换。
二、数控铣床基本编程指令
二、数控铣床基本编程指令
三、进给控制指令 1、快速定位指令G00 格式：G00 X_Y_Z_A_ 其中，X、Y、Z、A为快速定位终点， G90时为终点在工件坐标系中的坐标； G91时为终点相对于起点的位移量。 G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。
二、数控铣床基本编程指令
二、数控铣床基本编程指令
一、有关坐标和坐标系的指令 1、绝对值编程G90与相对值编程G91 格式： G90 G X Y Z G91 G X Y Z G90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序原 点的。 G91为相对值编程，每个轴上的编程值是相对于前一位 置而言的，该值等于沿轴移动的距离。
一、数控机床编程基本知识 二、数控铣床基本编程指令 三、数控铣床常用编程指令 四、数控铣床编程实例 五、简化编程指令 六、宏指令编程 七、例题
数控机床编程基础
1、机床坐标轴 2、机床原点、参考点、机床坐标系 3、工件原点和工件坐标 4、绝对、增量编程 5、直径、半径编程 6、程序格式
一、数控编程基本知识
二、数控铣床基本编程指令
3、线性进给指令G01 格式： G01 X _Y_Z_A_F_ 其中，X、Y、Z、A、为终点， G90时为终点在工件坐标系中的坐标； G91时为终点相对于起点的位移量。 G01和F都是模态代码，G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。
数控铣床实训内容
数控铣床实训内容
数控铣床实训内容
一、实训前准备
1. 学习数控铣床的相关知识，了解数控铣床的结构、工作原理和操作
方法。
2. 熟悉数控铣床的编程语言，了解G代码和M代码的含义和使用方法。
3. 准备好所需的刀具、夹具、工件等材料和设备。
4. 对数控铣床进行检查和保养，确保其正常运行。
二、实训内容
1. 数控铣床基础操作
（1）开机操作：按照正确的开机顺序启动设备，并进行各项设置。
（2）手动操作：通过手动操作按钮，进行轴向移动、进给、快速移动
等基础操作。
（3）自动操作：编写程序并进行自动加工，包括单程序加工和多程序加工。
2. 数控铣削加工实验
（1）面铣加工：通过面铣刀具对平面进行加工，熟练掌握面铣刀具的选择和使用方法。
（2）立铣加工：通过立铣刀具对立面进行加工，熟练掌握立铣刀具的选择和使用方法。
（3）钻孔加工：通过钻头对孔进行加工，熟练掌握钻孔的操作方法。
（4）螺纹加工：通过螺纹刀具对螺纹进行加工，熟练掌握螺纹刀具的选择和使用方法。
3. 数控编程实验
（1）手动编程：通过手动编程方式编写程序，并进行自动加工。
（2）CAM软件编程：通过CAM软件生成程序，并进行自动加工。
4. 数控铣床维护与保养
（1）日常维护：定期清洁设备、检查润滑系统等，确保设备正常运行。
（2）故障排除：对设备出现的故障进行排查和修复。
三、实训后总结
1. 总结所学知识和技能，反思实训过程中的不足和问题，并提出改进
意见。
2. 总结实训过程中遇到的困难和解决方法，以及对未来职业发展的规划。
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认识数控铣 床
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认识数控铣 削刀具
分析数控铣 削加工工艺 选择铣削用
量 制定工艺文
件
数控铣床加工工艺与编程——数控铣床基础知识
知识链接
一、数控铣床的常见类型 1. 按主轴的位置不同分类 （1）立式数控铣床（图1-1）
图 1-1 立式数控铣床
图 1-2 卧式数控铣床
任务一 认识数控铣床
01 一、数控铣床基础知识
任务三 认识数控铣削刀具 分析数控铣削加工工艺 选择铣削用量 制定工艺文件
数控铣床加工工艺与编程——数控铣床基础知识
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任务一 认识数控铣床
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数控铣床加工工艺与编程——数控铣床基础知识
任务引入
数控铣床是用计算机数字信号对机床运动（如主轴变速、 进刀与退刀、开机与停机、选择刀具、打开或关闭切削液等） 及其加工过程进行控制，从而实现自动化加工的铣床。数控铣 床以铣削加工为主，并辅有镗削加工，因此又称数控镗铣床。 本任务要求通过认识XKA714型数控铣床，了解数控铣床的加 工范围，掌握数控床身铣床的主要组成及主要技术参数等。
更广，功能更全，选择加工对象的余
地更大，且给用户带来不少方便。特
别是生产批量小，品种较多，又需要
立、卧两种方式加工时，用户只需买
图 1-3 立卧两用数控铣床
一台这样的机床就行了。
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（2） 主轴头升降式数控铣床
主轴头升降式数控铣床采用的是工作台纵向和横向移动， 且主轴沿垂向溜板上下运动；主轴头升降式数控铣床在精度保 持、承载重量、系统构成等方面具有很多优点，已成为数控铣 床的主流。
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立式数控铣床
立式数控铣床在数量上一直占据数控铣床的大多数，应用范 围也最广。从机床数控系统控制的坐标数量来看，目前三坐标数 控立铣仍占大多数；一般可进行三坐标联动加工，但也有部分机 床只能进行三个坐标中的任意两个坐标联动加工(常称为二轴半坐 标加工)。此外，还有机床主轴可以绕X、Y、Z坐标轴中的其中一 个或两个轴作数控摆角运动的四坐标和五坐标数控立铣。
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1.平面类零件 平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工
面与水平面的夹角为一定值的零件，这类加工面可展开为平 面。
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二、数控铣床的特点 数控铣床是在普通铣床的基础上发展起来的，两者的加
工工艺基本相同，外形和机械结构也有些相似，但与普通 铣床相比，数控铣床还具有以下几个优点： ①加工精度高，具有稳定的加工质量； ②可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
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（3） 立卧两用数控铣床（图 1-3）
这类铣床的主轴方又可以进行卧式加工，而同时具
备上述两类机床的功能，其使用范围
2.按构造不同分类 （1) 工作台升降式数控铣床
工作台升降式数控铣床采用的是工作台移动、升降， 而主轴不动的方式。小型数控铣床一般采用此种方式。
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（3） 龙门式数控铣床（图 1-4）
龙门式数控铣床的主轴可以在 龙门架的横向与垂向溜板上运动， 而龙门架则沿床身作纵向运动。大 型数控铣床，因要考虑到扩大行程 ，缩小占地面积及刚性等技术上的 问题，往往采用龙门架移动式。
图 1-4龙门式数控铣床
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数控铣床的特点(续)
③加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生 产准备时间； ④机床精度高、刚性强,可选择有利的加工用量，生产率高 （为普通机床的 3～5 倍）； ⑤机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。
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三、数控铣床的加工范围
铣削加工是机械加工中最常用的方法之一，它主要包 括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗 、锪加工及螺纹加工等。数控铣削主要适合于下列几类零件 的加工。
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数控铣床加工工艺与编程——数控铣床基础知识
（2） 卧式数控铣床（图 1-2） 与通用卧式铣床相同，其主轴轴线平行于水平面。为了
扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控 转盘或万能数控转盘的方法来实现4、5坐标加工。这样，不 但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来，而且可以实现 在一次安装中，通过转盘改变工位，进行“四面加工”。