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数控铣床/加工中心编程与操作实例教学大纲一、大纲说明1．课程的性质和任务本课程是一门传授数控铣床、加工中心相关理论和技能知识的专业课。主要内容包括：数控铣床（SIEMENS系统）编程与操作实例、加工中心（FANUC系统）编程与操作实例、华中系统数控机床编程与操作实例。数控铣床/加工中心编程与操作实例2．教学的基本要求1）了解数控铣床、加工中心的分类及特点；掌握机床坐标系和工作坐标系的建立原则和方法。2）掌握数控铣床、加工中心的常用指令。3）掌握固定循环的应用。4）掌握参数方程（SIEMENS系统）、宏程序（FANUC系统）的格式及应用。5）掌握数控铣床、加工中心的操作。6）运用数控编程的知识，进行零件加工工艺分析，完成典型零件的加工程序编制。3．教学中应注意问题1）本课程实践性较强，讲课时应注重理论、实际的结合。本课程适合采用一体化教学。2）注意培养学生掌握解决实际问题的能力。数控铣床/加工中心编程与操作实例二、学时分配章节内容理论学时实训学时第一章SIEMENS系统数控铣床编程与操作实例4412第一节数控铣床及坐标系2第二节SIEMENS系统数控铣床常用指令8第三节常用指令的综合应用8第四节典型零件的加工126第五节参数编程的应用8第六节SIEMENS系统铣床的操作66第二章FANUC系统加工中心编程与操作实例4410第一节加工中心概述2第二节FANUC系统加工中心常用指令8第三节常用指令的综合应用8第四节典型零件的加工126第五节宏程序的应用8第六节FANUC系统加工中心的操作64第三章华中系统数控铣削编程与操作实例228第一节HNC－21M的编程指令体系6第二节常用指令的综合运用104第三节华中（HNC-21/22M）系统的操作64总计11030数控铣床/加工中心编程与操作实例第一章SIEMENS系统数控铣床编程与操作实例教学要求：1．了解数控铣床的分类及特点；掌握机床坐标系和工作坐标系的建立原则和方法。2．掌握数控铣床常用指令。3．掌握固定循环的应用。4．掌握参数方程（SIEMENS系统）的格式及应用。5．掌握数控铣床的操作。6．运用数控编程的知识，进行零件加工工艺分析，完成典型零件的加工程序编制。数控铣床/加工中心编程与操作实例教学内容：数控铣床及坐标系SIEMENS系统数控铣床常用指令常用指令的综合应用典型零件加工参数编程的应用SIEMENS系统数控铣床的操作数控铣床/加工中心编程与操作实例第一节数控铣床及坐标系一、数控铣床概述1．数控铣床按主轴位置不同分类（1）立式数控铣床（2）卧式数控铣床（3）立卧两用数控铣床2．数控铣床按系统功能不同分类（1）经济型数控铣床（2）全功能数控铣床（3）高速数控铣床数控铣床/加工中心编程与操作实例二、数控铣床和加工中心的坐标系（1）Z坐标轴在机床坐标系中，规定传递切削动力的主轴为Z坐标轴。（2）X坐标轴如果Z坐标是水平（卧式）的，当从主要刀具的主轴向工件看时，向右的方向为X的正方向；如果Z坐标是垂直（立式）的，当从主要刀具的主轴向立柱看时，X的正方向指向右边。（3）Y坐标轴Y坐标轴根据Z和X坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定1.机床坐标系的确定数控铣床/加工中心编程与操作实例2．机床原点（机械原点）机床原点一般设置在机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。3．机床参考点一般来说，加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。数控铣床/加工中心编程与操作实例二、工作坐标系工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，设置时一般用G92或G54～G59等指令。编程人员以工件图样上某点为工作坐标系的原点，称工作原点。工作原点一般设在工件的设计工艺基准处，便于尺寸计算。数控铣床/加工中心编程与操作实例第二节SINMENS系统数控铣床常用指令一、常用指令1．平面选择G17～G192．绝对坐标和相对坐标G90和G91指令分别对应着绝对坐标和相对坐标。3.极坐标，极点定义（G110、G111、G112）极坐标参数极坐标半径RP＝……极坐标半径是指该点到极点的距离。极坐标角度AP＝……极角是指与所在平面中的横坐标之间的夹角（比如G17中的X轴）该角度可以是正角，也可以是负角。数控铣床/加工中心编程与操作实例4.可编程的零点偏置（TRANS和ATRANS）编程TRANSXYZ；可编程的偏移，清除所有有关偏移、旋转、比例系数、镜像的指令。ATRANSXYZ；可编程的偏移,附加于当前的指令。TRANS；不带数值，清除所有有关偏移、旋转、比例系数、镜像的指令。TRANS/ATRANS指令要求一个独立的程序段。编程举例N20TRANSX20.Y15.；可编程零点偏移N30L10；子程序调用，其中包含带偏移的几何量…N70TRANS；取消偏移…数控铣床/加工中心编程与操作实例5.可编程旋转（ROT和AROT）在当前的平面G17或G18或G19中执行旋转，值为RPL=..,单位是（º）编程举例N10G17__；X/Y平面N20TRANSX20Y10；可编程的偏置N30L10；调用子程序，含有待偏移的几何量N40TRANSX30Y26；新的偏移N50AROTRPL=45；附加旋转45ºN60L10；调用子程序N70TRANS；删除偏移和旋转…数控铣床/加工中心编程与操作实例6.可编程的比例缩放（SCALE、ASCALE）编程举例N10G17；X/Y平面N20L10；编程的轮廓—原尺寸N30SCALEX2Y2；X轴和Y轴方向的轮廓放大2倍N40L10N50ATRANSX2.5Y18；值也按比例放大N60L10；轮廓放大和偏置7.可编程的镜像（MIRROR、AMIRROR）编程举例…N10G17；X/Y平面,Z垂直于该平面N20L10；编程的轮廓,带G41N30MIRRORX0；在X轴上改变方向加工N40L10；镜像的轮廓N50MIRRORY0；在Y轴上改变方向加工N60L10N70AMIRRORX0；在Y轴镜像的基础上X轴再镜像N80L10；轮廓镜像两次加工N90MIRROR；取消镜像功能…数控铣床/加工中心编程与操作实例8．可设定的零点偏置（G54~G59/G500/G53/G153）9.可编程的工作区域限制（G25、G26、WALIMON、WALIMOF10.快速点定位G00指令指令格式：G00X＿Y＿Z＿；11.带进给率的直线插补G01指令指令格式：G01X＿Y＿Z＿F＿；注：F＿进给速度，初始状态为㎜/min。编程：G01XYZF；直角坐标系G01AP=RP=F；极角坐标系G01AP=RP=ZF；柱面坐标系（三维）说明：另外还可以使用角度ANG=进行线性编程数控铣床/加工中心编程与操作实例编程举例（见图1-17）图1-17N5G00G90G54X40Y48Z5S500M03；刀具快速移动到P1三轴同时运动，主轴转速=500r/min，顺时针旋转N10G01Z-12F100；进刀到Z-12mm，进给速度为100mm/minN15X20Y18Z-10；刀具在空中沿直线运行到P2N20G00Z100；快速移动抬刀N25M05N30M30；程序结束数控铣床/加工中心编程与操作实例12.圆弧插补：G02、G03功能G02——顺时针方向圆弧插补；G03——逆时针方向圆弧插补。图1-19用G02/G03圆弧编程的方法（举例：X/Y轴）数控铣床/加工中心编程与操作实例编程G02/G03XYIJ；圆弧终点和圆心G02/G03CR=XY；半径和圆弧终点G02/G03AR=IJ；圆心角和圆心G02/G03AR=XY；圆心角和圆弧终点G02/G03AR=RP；极坐标和极点圆弧CR=-中的负号说明圆弧段大于半圆；CR=+中的正号说明圆弧段小于或等于半圆13.螺旋插补（G2/G3、TURN）14.回参考点（G74）编程举例：N10G74X1=0Y1=0Z1=0；说明：程序段中X1、Y1和Z1（在此=0）后编程的数值不识别，必须写入。数控铣床/加工中心编程与操作实例15．G04暂停编程：G4F；暂停时间（s）G4S；暂停主轴转数16．F进给率编程：F；每分钟的进给率进给率F的单位由G功能确定，即G94和G95。G94——直线进给率，单位mm/min；G95——旋转进给率，单位mm/r（只有主轴旋转才有意义）。17.S主轴转速/旋转方向M3——主轴正转M4——主轴反转M5——主轴停止数控铣床/加工中心编程与操作实例18.刀具补偿19．刀具T用T指令编程可以选择刀具。有两种方法来执行：一种是用T指令直接更换刀具，另一种是仅仅进行刀具的预选，换刀还必须由M06来执行。选择哪一种，必须在机床参数中确定。20.刀具补偿号D一个刀具可以匹配1～9几个不同补偿的数据组（用于多个切削刃）。用D及其相应的序号可以编制一个专门的切削刃。如果没有编写D指令，则D1自动生效；如果编程D0，则刀具补偿无效。数控铣床/加工中心编程与操作实例21．G41/G42/G40刀尖半径补偿功能（1）刀尖半径补偿若刀具在所选择的平面（G17～G19平面）中带刀具半径补偿工作。编程：G41G00/G01X_Y_；刀具半径左补偿G42G00/G01X_Y_；刀具半径右补偿判定：沿着刀具运动方向看，刀具在工件切削位置左侧称左补偿；刀具在工件切削位置右侧称右补偿。见图1-29。图1-29G41、G42的判定数控铣床/加工中心编程与操作实例（2）取消刀尖半径补偿（G40）用G40取消刀尖半径补偿（3）刀具半径补偿的作用刀具半径补偿除方便编程外还可以用改变刀补大小的方法，实现同一程序进行粗、精加工。粗加工刀补=刀具半径+精加工余量精加工刀补=刀具半径+修正量22.子程序子程序的结构与主程序的结构一样，子程序也是在最后一个程序段中用M2结束序运行，子程序结束后返回主程序。程序结束除了用M2指令外，还可以用RET指令结束子程序。数控铣床/加工中心编程与操作实例23.辅助功能M常用辅助功能M指令见表1-1。代码意义格式备注M00程序停止M00用M00停止程序的执行；按“启动”键加工继续执行M01程序有条件停止M01与M00一样，但仅在出现专门信号后才生效M02程序结束M02在程序的最后一段被写入M03主轴顺时针旋转M03M04主轴逆时针旋转M04M05主轴停转M05M06更换刀具M06在机床数据有效时用M6更换刀具，其他情况下用T指令进行数控铣床/加工中心编程与操作实例二、刀具下刀、进退刀方式的确定1.刀具下刀方式2.刀具的进退刀方式进退刀方式在铣削加工中是非常重要的，二维轮廓的铣削加工常见的进退刀方式有垂直进刀、侧向进刀和圆弧进刀方式。三、固定循环1．中心钻孔（CYCLE82）CYCLE82（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB），各参数意义如下：RTPReal返回平面（绝对坐标）RFPReal参考平面（绝对坐标）SDISReal安全高度（无正负符号输入）DPReal最后钻孔深度（绝对坐标）DPRReal相对于参考平面的最后钻孔深度（无正负号输入）DTBReal到达最后钻孔深度时的停顿时间（断屑）数控铣床/加工中心编程与操作实例编程举例如图1-37图1-37中心钻孔G54G17G90；工件基本坐标系设定T1D1；刀具选择G00X0Y0M03S800Z100Z50CYCLE82(20.,0,5.,-35.,35.,0.1)；调用钻孔循环M05M02数控铣床/加工中心编程与操作实例2.CYCLE83深孔钻削CYCLE83（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VARI），各参数意义如下：RTPReal返回平面（绝对坐标）RFPReal参考平面（绝对坐标）SDISReal安全高度（无符号输入）DPReal最后钻孔深度（绝对坐标）DPRReal相对参考平面的最后钻孔深度（无符号输入）FDEPReal第一次钻孔深度（绝对坐标）FDPRReal相对于参考平面的第一次钻孔深度（无符号输入）DAMReal递减量（无符号输入）DTBReal最后钻孔深度时的停顿时间（断屑）DTSReal起始点处和用于排屑的停顿时间FRFR