加工中心的程序编制-数控机床
数控铣床的程序编制
前角
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
双负前角 双负前角的铣刀通常均采用方形(或长方形)无后 角的刀片，刀具切削刃多(一般为8个)，且强度高、抗冲击 性好，适用于铸钢、铸铁的粗加工。由于切屑收缩比大，需 要较大的切削力，因此要求机床具有较大功率和较高刚性。 由于轴向前角为负值，切屑不能自动流出，当切削韧性材料 时易出现积屑瘤和刀具振动。
3） 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。
加工台阶面铣刀
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
4） 铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。
加工槽类铣刀
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具。 4.铣刀结构选择 1)平装结构(刀片径向排列)
平装结构铣刀
正负前角(轴向正前角、径向负前角) 这种铣刀综合了 双正前角和双负前角铣刀的优点，轴向正前角有利于切屑的 形成和排出；径向负前角可提高刀刃强度，改善抗冲击性能。 此种铣刀切削平稳，排屑顺利，金属切除率高，适用于大余 量铣削加工。WALTER公司的切向布齿重切削铣刀F2265就 是采用轴向正前角、径向负前角结构的铣刀。
槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择，并保证 其切削功率在机床允许的功率范围之内
第4章 数控铣床和加工中心的程序编制
8.铣刀的最大切削深度 不同系列的可转位面铣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，价格也越高，因此从 节约费用、降低成本的角度考虑，选择刀具时一般应按加工的 最大余量和刀具的最大切削深度选择合适的规格。当然，还需 要考虑机床的额定功率和刚性应能满足刀具使用最大切削深度 时的需要。 9.刀片牌号的选择
数控铣床和加工中心 加工：只需把工件的 基准面A加工好，可 在一次装夹中完成铣 端面、镗
数控加工程序的编制
第三章数控加工程序的编制本章教学重点及难点：数控车床、数控铣床编程的特点；固定循环指令的应用。
§3.1数控车床的程序编制说明：（1）数控车床主要加工轴类零件和法兰类零件，使用四爪卡盘和专用夹具也能加工出较复杂的回转零件。
（2）车削加工时，装在数控车床上的工件随同主轴一起作回转运动，数控车床的刀架在X轴和Z轴组成的平面内运动，主要加工回转零件的端面、内孔和外圆。
（3）由于数控车床配置的数控系统不同，使用的指令在定义和功能上有一定的差异，但其基本功能和编程方法还是相同的。
（4）前置刀架与后置刀架：是数控车床刀架布置的两种形式。
前置刀架位于Z轴的前面，与传统卧式车床刀架的布置形式一样，刀架导轨为水平导轨，使用四工位电动刀架；后置刀架位于Z轴的后面，刀架的导轨位置与正平面倾斜，这样的结构形式便于观察刀具的切削过程、切屑容易排除；且后置空间大，可以设计更多工位的刀架；一般全功能的数控车床都设计为后置刀架。
一、数控车床的编程特点（1）可以采用绝对值编程、增量值编程，或二者的混用。
在采用增量值编程时，有些数控车床不用G91指令，而是在运动轨迹的起点建立起平行于X、Z 轴的增量坐标系U、W。
如：N01 G91 G01 X-20 Z-18 (半径编程)相当于：N01 G01 U-20 W-18N01 G91 G01 X-40 Z-18 (直径编程)相当于：N01 G01 U-40 W-18有些数控车床编程时，绝对坐标指令直接用X、Z 来指定数值；而增量坐标指令直接用U、W来指定数值。
如：N01 G01 X30 W-18 (直径编程)（2）直径编程和半径编程由于零件的回转尺寸（径向尺寸）在图纸上标注及测量时，一般都用直径值表示，因此数控车削加工常用直径编程。
直径编程时，若用G90绝对值编程时，则X值以直径值表示；若用G91相对值编程时，则X 值以实际增量的两倍表示。
半径编程时，若用G90绝对值编程时，则X值以半径值表示；若用G91相对值编程时，则X 值即为实际增量值。
零件加工程序的编制
工件原点
Y轴 Z轴
X轴
Z轴偏置量
Y 轴 偏 置 量
X轴偏置量
机床原点
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
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二 坐标系
➢设定工件坐标系指令：G54 G55 G56 G57 G58 G59 G59.1 G59.2 G59.3
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二 坐标系
图2-8 设定工件坐标系举例
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二 坐标系
图2-9 机床坐标关系
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二 数控机床的编程方法
自动编程： 定义：编程人员根据零件图纸的要求，按照某个自动编程 系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算 机，编程系统将能根据数控系统的类型输出数控加工程序。 适用： ① 形状复杂的零件 ② 虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数 千个孔的零件） ③ 虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲 线轮廓的计算）
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一 数控机床程序编制的内容和步骤
铣内圆轮廓，路线为1→A→2→3（偏心圆）→B→4（工件轮廓）→B→5 （偏心圆）→C→6→1。
非圆曲线平面轮廓的铣削同样要切入和切出延伸。
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一 数控机床程序编制的内容和步骤
铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铣刀可沿 零件轮廓的法线方向切入和切出，并将其切入、切出点选在零件轮 廓两几何元素的交点处。
Δ c为圆整误差，它表示在编程中，因数据处理、小数圆整而 产生的误差，为减小误差值，一般采用“累计进位法”代替传统的四舍 五入法，可避免产生累积误差。
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一 数控机床程序编制的内容和步骤
(二)数学处理 先建立一个工件坐标系，根据图纸的要求，计
算出刀具的运动轨迹。 (三)编写零件程序清单
加工路线和工艺参数确定后，编写程序清单。 (四)程序输入
数控机床的加工程序编制
顺序号又称程序段号或程序段序号。位于程序 段之首，由地址符N和后续2～4数字组成。
顺序号的作用：对程序的校对和检索修改；作为 条件转向的目标，即作为转向目的程序段的名称。有 顺序号的程序段可以进展复归操作，指加工可以从程 序的中间开场，或回到程序中断处开场。
顺序号的使用规那么：为正整数，编程时将第 一程序段冠以N10,以后以间隔10递增，以便于修改。
这种从零件图分析到制成控制介质的全部过程， 称为数控加工的程序编制。
数控加工的过程演示如下：加工动画
数控加工流程：
2〕数控程序样本：
O10 N10 G55 G90 G01 Z40 F2000 N20 M03 S500 N30 G01 X-50 Y0 N40 G01 Z-5 F100 N50 G01 G42 X-10 Y0 H01 N60 G01 X60 Y0 N70 G03 X80 Y20 R20 … N80 M05 N90 M30
3〕尺寸字 尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位
置。表示时间暂停的指令也包含在内。其中，用的 较多的尺寸地址符号有3组：
第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用 于指令到达点的直线坐标尺寸；
第二组 A，B，C，D，E 用于指令到达点的的 角度坐标尺寸；
第三组 I，J，K 用于指令零件圆弧轮廓的圆心 坐标尺寸。
对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长 度补偿和刀尖半径补偿用。T后面的数字分2位、4 位、6位。对于4位数字来说，如：
T XX
XX
当前刀具号 刀补地址号
7〕辅助功能字 辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3
位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控 机床辅助装置的开关动作，常用M00～M99见表1 －2。
数控铣加工中心程序的编制教案
干个指令字组成。指令字代表某一信息单元，每个指令字又由字母、数字、
符号组成。如：
O1234；
程序编号
N1 G90G54G00X0Y0；
程序段
N2 S800M03；
程序段
N3 Z100.0
程序段
N4 Z5.0；
程序段
N5 G01Z-10.0F100；
程序段
N6 G41X5.0Y5.0 D1 F200；
家对使用的编号的位数和数值范围将不同，通常用 4 位数字表示，即
“0001”~“9999”,但“8000”~“9999”已被生产厂家使用，不能作为编程号
使用，故编程号为“0001”~“7999”，并在数字前必须给出标识符号“O”。
第二行是一些准备工作，告知数控机床程序编制的方式、工件所在位置、
选用的坐标系等。N1 代表程序段号（简称顺序号），机床加工时并不起作
G90G00Z100.0；/*刀具首先快速移到 Z=100.0mm 高度的位置
X0.Y0.；
/*刀具接着快速定位到工件原点的上方
G00 指令一般在需要将主轴和刀具快速移动时使用，可以同时控制 1~3
轴，即可在 X 或 Y 轴方向移动，也可以在空间作三轴联动快速移动。而刀
具的移动速度又数控系统内部参数设定，在数控机床出厂前已设置完毕，
g代码的说明代码功能g00定位快速进给g43取消刀具长度补偿g01直线插补切削进给g44刀具长度正偏置刀具延长g02圆弧插补顺时针g49刀具长度负偏置刀具缩短g03圆弧插补逆时针g54g59工作坐标系g17xy平面选择g80固定循环取消g18zx平面选择g81钻孔固定循环g19yz平面选择g83深孔钻孔固定循环g40取消刀具半径补偿g90绝对坐标编程方式g41刀具半径左补偿g91相对坐标编程方式g42刀具半径右补偿注
数控钻铣加工中心编程方法及步骤【教程】
数控铣削(加工中心)编程概述加工中心是具有刀库，能够自动换刀的镗铣类机床。
加工中心除自动换刀之外与数控铣床基本一致。
一、数控铣床（加工中心）的加工特点加工中心是一种工艺围较广的数控加工机床，能实现三轴或三轴以上的联动控制，进行铣削（平面、轮廓、三维复杂型面）、镗削、钻削和螺纹加工。
加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。
加工中心特别适合单件、中小批量的生产，其加工对象主要是形状复杂、、工序较多、精度要求高，一般机床难以加工或需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调整才能完成加工的零件。
二、数控铣床（加工中心）的编程特点1.数控铣床（加工中心）可用绝对值编程或增量值（相对坐标）编程，分别用G90/G91指定。
2.手工编程只能用于简单编程，对复杂的编程广泛采用自动编程。
三、数控铣床（加工中心）的选择加工中心分立式、卧式和复合；三轴或多轴。
最常见的是三轴立式加工中心。
立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、壳体类零件，形状复杂的平面或立体零件、以及模具的、外型腔等，应用围广泛。
卧式加工中心的主轴轴线与工作台台面平行，它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转台，在工件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工，适用于加工箱体、泵体、壳体等零件加工。
复合加工中心主要是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可90°改变角度，因而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。
四、数控铣床（加工中心）刀具加工中心对刀具的基本要：✓良好的切削性能能承受高速切削和强力切削并且性能稳定；✓较高的精度刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度；✓配备完善的工具系统满足多刀连续加工的要求。
加工中心的刀具主要有：立铣刀、面铣刀、球头刀、环形刀（牛鼻刀）、钻头、镗刀等。
面铣刀常用于端铣较大的平面；立铣刀的端刃切削效果差，不能作轴向进给；球头刀常用于精加工曲面，刀具半径需要小于凹曲面半径。
数控加工的程序编制
第2章 数控加工的程序编制1．概述2.1.1 数控编程的基本概念在数控机床上加工零件时，一般首先需要编写零件加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、进给速度等)，然后将零件加工程序输入数控装置，经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工。
当变更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。
这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。
要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须的。
制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程（NC programming），它是数控加工中的一项极为重要的工作。
2.1.2 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类，一类是手工编程；另一类是自动编程。
手工编程1.手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。
对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。
但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很难校对。
据资料统计，对于复杂零件，特别是曲面零件加工，用手工编程时，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比，平均约为30：1。
数控机床不能开动的原因中，有20～30％是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。
因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，采用手工编程已不能满足要求，而必须采用自动编程方法。
2. 自动编程进行复杂零件加工时，刀位轨迹的计算工作量非常大，有些时候，甚至是不现实的。
数控编程——第六章 加工中心的编程
第六章加工中心的编程第一节加工中心编程概述加工中心(Machiningenter)简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
加工中心最初是从数控铣床发展而来的。
与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。
但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。
一、加工中心编程的特点加工中心是将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床。
立式加工中心主轴轴线(z轴)是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心主轴轴线(z轴)是水平的，一般配备容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。
由于加工中心机床具有上述功能，故数控加工程序编制中，从加工工序的确定，刀具的选择，加工路线的安排，到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂一些。
加工中心编程具有以下特点：1)首先应进行合理的工艺分析。
由于零件加工工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工与精加工、周密合理地安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和提高生产效率；2)根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。
一般，对于加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。
但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时，把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整时间。
3)自动换刀要留出足够的换刀空间。
有些刀具直径较大或尺寸较长，自动换刀时要注意避免发生撞刀事故。
4)为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。
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5.3 FANUC Oi-MB数控系统的程序指令
固定循环指令 刀具补偿指令 尖角过渡指令
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一、固定循环指令
指令 G73 G74 G76 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G89 G80
钻削（-Z） 间歇进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给 间歇进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给
复合加工中心：指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或 主轴可旋转90°，即既有立式加工中心的功能，又有卧式 加工中心的功能。
一类是靠主轴旋转90°，实现立、卧加工模式的切换；
另一类靠数控回转台绕X轴旋转90°，实现两种加工功 能。
复合加工中心能在工件一次装夹后，完成除安装面外其 他五个面的加工，降低了工件二次安装引起的形位误差， 大大提高了加工精度和效率。
立式加工中心：一般无分度回转功能。主要适用于加工板 类、框类、壳体类、模具等单面加工的零件。
卧式加工中心：通常带有可分度的数控回转工作台。在工 件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工， 更加适用于箱体类、壳体类零件加工。
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5.1 加工中心概述
一、加工中心
龙门式加工中心：其形状与龙门铣床相似，主轴多为垂直 设置，带有可更换的主轴头附件，能够一机多用，尤其适 用于加工大型复杂工件。
一、自动换刀方法 转塔刀架：
一般在小型立式加工中心上采用转塔 刀架。
刀具应预先按调整要求安装于相应的 孔位中。在换刀时，转塔头根据换刀 指令，先使转塔刀架与传动机构脱开， 接着使转塔刀架转位，然后接通主轴 运动。
转塔刀架的换刀没有装卸刀具和选取 刀具的动作。
转塔刀架一般有8工位、12工位和16 工位，刀库容量有限。
第五章 加工中心的程序编制
内容 5.1 加工中心概述 5.2 加工中心的程序编制基础 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的程序指令及应用 5.4 加工中心程编举例
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5.1 加工中心概述
一、加工中心
加工中心（Machining Center，MC）是具有刀库和自动换刀 装置的数控机床，又称为自动换刀数控机床。可在工件一次装夹 中通过自动换刀，连续地对工件各加工表面自动进行铣、钻、扩、 铰、镗、攻丝等多种加工操作。因此，加工中心适用于加工凸轮、 箱体、支架、盖板、模具等各种复杂形状的零件。
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ห้องสมุดไป่ตู้
5.2 换刀程序编制
换刀方式 定距换刀：只有当机床主轴处
于换刀点位置时才能换刀。
跟踪换刀：机床主轴处于任意 位置时，机械手都可以执行换刀 动作。
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定距换刀
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5.2 换刀程序编制
换刀程序 换刀指令： M06
不同的数控机床，换刀程序的编制方法可能不同。 例：立式加工中心VB610的换刀程序（定距换刀）如下：
G00 G91 G30 X0 Y0 Z0 T01 ; M06; G00 G90 G54 X-150.0 Y-35.0 S400.0; G43 Z0 H01 M13 T02; … G91 G30 X0 Y0 Z0; M06;
回换刀点，选T01刀具 换上T01刀具 点定位 用T01刀具加工，选T02刀具
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5.1 加工中心
三、加工特点 工序集中：一次装夹，可加工多个表面。如钻、锪、铰、镗、 攻丝、铣。加工效率高，加工精度高。 自动换刀
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5
5.2 加工中心的程序编制基础
一、自动换刀方法 自动换刀装置的形式有两种： 转塔刀架：由转塔刀架自动转位实现换刀。
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5.2 加工中心的程序编制基础
复合加工中心结构复杂、造价高。
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5.1 加工中心
二、加工中心的加工对象
加工中心适宜于加工形状复杂、加工内容多、精度要求较高 的零件。这类零件若用普通机床加工则需要使用多种类型的机床 和较多的工艺准备，并且需要多次装夹和调整才能完成加工。
箱体类零件：一般需要进行多工位孔系及平面加工，如铣、 钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等，因此需要多把刀具。
钻孔，打中心孔 钻孔，锪孔 钻深孔 攻丝 镗孔 镗孔
精镗孔（背镗） 镗孔 镗孔
取消固定循环
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5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令
一、固定循环指令
固定循环过程： 动作1：X轴和Y轴的定位（旋转轴）； 动作2：快速移动到R点； 动作3：孔加工； 动作4：在孔底的动作； 动作5：返回到R点； 动作6：快速移动到初始点。
盘、套、轴、板、壳体类零件：加工部位集中在单一端面 上的零件宜选择立式加工中心，加工部位不在同一方向表 面上的零件可选择卧式加工中心。
异形件：外形不规则，大都需要点、线、面多工位混合加 工，如各种样板、靠模等均属此类。
带复杂曲面的零件
加工精度要求较高的中小批量零件：容易获得所要求的尺 寸精度和形状位置精度，并可得到很好的互换性。
——
在孔底的动作 ——
停刀→主轴正转 主轴定向停止
—— 停刀 —— 停刀→主轴反转 —— 主轴停止 主轴正转 停刀→主轴停止 停刀
退刀（+Z） 快速移动 切削进给 快速移动 快速移动 快速移动 快速移动 切削进给 切削进给 快速移动 快速移动 手动移动 切削进给
——
——
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应用 高速钻削深孔
左旋攻丝 精镗孔
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5.2 加工中心的程序编制基础
一、自动换刀方法 自动换刀装置的形式有两种： 机械手－刀库自动换刀装置：
选刀：根据程序中的刀具指令从刀库中 选出所指定的刀具，并把它送到换刀位 置。
换刀：根据程序中的换刀指令卸下主轴 上的刀具，装上下一加工用的刀具（即 选刀机构选出的刀具），并将换下的刀 具送回刀库。
一般选刀和换刀分开进行。通常利用切 削加工时间选刀。换刀完毕启动主轴后， 方可进行下面程序段的加工。
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5.2 加工中心的程序编制基础
常见的刀具库
轮盘式或履带式刀库
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5.2 加工中心的程序编制基础
二、换刀程序的编制 对于任何数控机床，其加工程序编制的内容和步骤是一样的。 但由于加工中心使用刀具数目较多，加工中途要自动换刀， 而换刀动作由程序指令预先规定。所以换刀程序编制是加工中 心程序编制的特点之一。 转塔刀架：换刀程序编制简单 机械手－刀库：复杂 针对“机械手－刀库”讲解换刀程序编制。