考点5 数控铣床（加工中心）编程知识《数控加工工艺与编程》四川省（对口招生）智能制造类 知识点讲解

四川省智能制造类对口高考复习讲义 《数控加工工艺与编程》 考点5 数控铣床（加工中心）编程知识 ■考纲要求 1.理解数控铣削编程指令与编程格式。 2.了解加工中心的常用代码。 3.能编写典型零件加工程序。 ■知识网络 一、知识树 图5-5-1 数控铣床（加工中心）编程基本知识树 一、重点知识梳理 （一）数控铣床、加工中心常用G、M指令 数控铣床、加工中心编程指令常用功能G代码、M代码的含义及格式见表5-5-1、表5-5-2所示。 表5-5-1 数控铣床、加工中心编程指令常用G代码及含义 序号 代码 含义 格式 1 G00 定位（快速移动） G00 X Y ； 2 G01 直线插补（切削进给） G01 X Y F ； 3 G02 圆弧插补/顺时针圆弧（CW） G17平面 G02 X Y R F ； G02 X Y I J F ； G18平面 G02 Z X R F ； G02 Z X I K F ； G19平面 G02 Z Y R F ； G02 Z Y J K F ； 4 G03 圆弧插补/逆时针圆弧（CCW） G17平面 G03 X Y R F ； G03 X Y I J F ； G18平面 G03 Z X R F ； G03 Z X I K F ； G19平面 G03 Z Y R F ； G03 Z Y J K F ； 5 G04 暂停、准备停止 G04 X ； 6 G17 X/Y 平面编程 G17 7 G18 Z/X 平面编程 G18 8 G19 Z/Y 平面编程 G19 9 G20 英制输入 G20 10 G21 公制输入 G21 11 G28 自动返回至参考点 G28 X Y Z 12 G29 从参考点移动（配合G28使用） G29 X Y Z 在使用G29之前一定是用过G28 例 G00 G91 G28 X0 Y0 Z0； G90 G29 X100 Y100 Z100； 13 G40 刀尖半径补偿取消 14 G41 刀尖半径左补偿 15 G42 刀尖半径右补偿 16 G43 刀具长度补偿（正向补偿） G43 H Z 17 G44 刀具长度补偿（负向补偿） G44 H Z 18 G49 取消刀具长度补偿 G49 H 19 G54 工件坐标系1选择 G54 20 G80 固定循环取消 G80 21 G81 钻孔循环 G81 X Y Z R F K ； 22 G83 深孔钻孔循环 G83 X Y Z R Q F K ； 23 G84 攻丝循环 G84 X Y Z R P Q F K ； 24 G90 绝对值编程 G90 25 G91 增量值编程 G91 26 G94 每分钟进给 (mm/min) G94 27 G95 每转进给（mm/rev） G95 28 G98 固定循环初始平面返回 G98(配合循环指令使用) 29 G99 固定循环R点平面返回 G99(配合循环指令使用) 30 G15 极坐标取消指令 G15 31 G16 极坐标指令 G16 32 G92 临时工作坐标设定 G92 X Y Z 33 G65 宏程序调用 G65 P L 34 G66 宏模态调用 G66 P L 表5-5-2 数控铣床、加工中心编程指令常用辅助M代码及含义 序号 代码 含义 1 M00 数控程序暂停 2 M01 数控程序选择停 3 M02 数控程序结束 4 M03 机床主轴正转 5 M04 机床主轴反转 6 M05 机床主轴停止转动 7 M06 机床自动换刀 8 M08 机床冷却液开 9 M09 机床冷却液开 10 M30 数控程序结束并返回到程序头 11 M98 调用子程序 12 M99 子程序结尾由子程序返回到主程序 表5-5-3 数控铣床、加工中心典型零件加工程序知识与技能概念汇总表 序号 名称 概念 1 程序结构 数控程序是由为使机床运转而给予数控装置的一系列指令的有序集合所构成的。靠这些指令使刀具按照直线或者圆弧及其他曲线运动，控制主轴的回转、停止、切削液的开关、自动换刀装置等。 一个完整的零件加工程序是由若干程序段组成，程序段是由若干字和“；”组成，每个字又由字符（字母和数字）组成，即字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程序。 2 程序名 单列一行，有两种形式，一种是以规定的英文字母（通常为O）为首，后面接若干位数字（通常为2位或者4位），如O0010，也可称为程序号；另一种是以英文字母、数字和符号“-”混合组成，比较灵活。程序名具体采用何种形式由数控系统决定。 3 程序主体 程序主体由多个程序段组成，程序段是数控程序中的一句，单列一行，用于指挥机床完成某一个或多个动作。 4 程序尾 在程序末尾（N160）一般有程序结束指令，如M30用于停止主轴、切削液和进给，并使控制系统复位。 5 平面加工 数控机床铣削平面可以分为对工件的水平面（XY）加工，对工件的正平面（XZ）加工和对工件的侧平面（YZ）加工。只要使用两轴半控制的数控铣床就能完成这样平面的铣削加工。 6 轮廓加工 轮廓加工涉及两个方面外轮廓加工和内轮廓加工。利用立铣刀沿轮廓曲线进行外形铣削的工艺过程。 7 孔加工 在铣床上加工孔的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、铣孔等加工方法，其工艺适应性都不尽相同。应根据零件内结构尺寸以及技术要求的不同，选择相应的工艺方法。 8 螺纹加工 利用螺纹铣刀或丝锥对工件表面的外轮廓或内轮廓进行螺纹铣削加工的工艺过程。 9 坐标原则 机床相对运动的规定。无论机床在实际加工中是工件运动还是刀具运动，在确定编程坐标时，一般看作是工件相对静止，而刀具运动这一原则可以保证编程人员在不确定机床加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，都可以根据图纸或数模进行手工或自动数控编程。 10 右手笛卡尔坐标系 在空间直角坐标系中，让右手拇指指向X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指指向Z轴的正方向，则称这个坐标系为右手直角坐标系即右手笛卡尔坐标系。 11 右手螺旋法则 围绕坐标轴X、Y、Z旋转的运动，分别用A.B.C表示。它们的正方向用右手螺旋法则判定 12 机床坐标系 机床坐标系又称机械坐标系，用以确定工件、刀具等在机床中的位置，是机床运动部件的进给运动坐标系，其坐标轴及运动方向按标准规定，是机床上的固有坐标系。 13 加工坐标系 工件坐标系是编程时使用的坐标系，所以又称为编程坐标系、加工坐标系。 三、相关知识梳理 （一）数控铣床与加工中心的区别 加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库和自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。 （二）数控铣床（加工中心）的坐标系 1.坐标原则 在数控编程时，为了描述机床的运动，简化程序编制的方法及保证记录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化，目前国际上数控机床的坐标轴和运动方向均已实现标准化。掌握机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系等概念，是具备人工设置机床加工坐标系的基础。 2.机床相对运动的规定 无论机床在实际加工中是工件运动还是刀具运动，在确定编程坐标时，一般看作是工件相对静止，而刀具运动这一原则可以保证编程人员在不确定机床加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，都可以根据图纸或数模进行手工或自动数控编程。 3.机床坐标系的规定 为了确定机床的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就是机床坐标系。数控机床上的标准坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系。在确定机床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴，最后确定其他轴。机床某一零件运动的正方向，是指增大工件和刀具之间距离的方向。 Z轴：Z轴的方向是由传递切削力的主轴确定的，与主轴轴线平行的坐标轴即是Z轴，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向；如果主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。 X轴：X轴是水平轴，平行于工件的装夹面，且垂直于Z轴。这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。 Y轴：Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴。Y运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判断。旋转坐标轴：围绕坐标轴X、Y、Z旋转的运动，分别用A.B.C表示。它们的正方向用右手螺旋法则判定。 （三）程序结构 数控程序是由为使机床运转而给予数控装置的一系列指令的有序集合所构成的。靠这些指令使刀具按照直线或者圆弧及其它曲线运动，控制主轴的回转、停止、切削液的开关、自动换刀装置等。一个完整的零件加工程序是由若干程序段组成，程序段是由若干字和“；”组成，每个字又由字符（字母和数字）组成，即字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程序。FANUC系统程序，一般情况下，一个基本的数控程序由下面几个部分组成： 1.程序名。单列一行，有两种形式，一种是以规定的英文字母（通常为o）为首，后面通常为4位数字，如o0010，也可称为程序号。 2.程序主体。由多个程序段组成，程序段是数控程序中的一句，单列一行，用于指挥机床完成某一个或多个动作。如上述第一个程序段表示使用G54工件坐标系，刀具快速定位（G00）到X50、Y0处。 3.程序结束。一般有程序结束指令，如M30用于停止主轴、切削液和进给，并使控制系统复位。 （四）刀具长度补偿指令（G43、G44、G49） 1.刀具长度补偿功能的执行过程 典型的指令格式为G43 Z_H_；或G44 Z_H_。其中G43指令加补偿值，也叫正向补偿，即把编程的Z值加上H代码的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。相应的G44指令减去预设的补偿值，也叫负向补偿。 当指令G43时，实际执行的Z坐标值Z’=Z_+(H_)； 当指令G44时，实际执行的Z坐标值为Z’=Z_-(H_)； 这个运算不受G90绝对值指令或G91增量值指令状态的影响。偏值寄存器中可预设正值或负值，因此有如下等同情况。 （1）指令G43、H设正值等同于指令G44、H设负值的效果； （2）指令G43、H设负值等同于指令G44、H设正值的效果 2.利用刀具长度补偿功能简化编程 利用NC处理刀具长度补偿功能的原理，可以简化编程。在编制加工程序时，忽略不同刀具长度对编程的影响，可以只以一把假想长度的标准刀具进行编程，这个假想长度的标准刀具进行编程，这个假想长度也可以是0，以简化编程中不必要的计算，在正式加工前再把实际刀具长度与标准刀具长度的差值作为该刀具的长度补偿值设置到其所使用的H代码地址内。 试切时在零件或夹具上垂直于Z轴（平行于X、Y轴）的平面族内选择一个Z0平面，该平面是刀具长度补偿后编辑的Z坐标0点。一般以达到图纸尺寸的零件上的一个平面或台阶作为Z0平面，也叫对刀基准面。如果是切削毛坯，需先用一把铣刀通过试切建立这个平面。如下所示，钻头T1、镗刀T2、铣刀T3是Z轴在机床零件点时的位置，标准刀具是前端抵至Z0平面的位置。 根据机床的实际配置，对刀有两种情况。 （1）有机外对刀仪 一般以对刀仪校验棒作为标准刀具，把它装进主轴，Z轴回到机床零点，然后以手动方式使标准刀具的前端（一般是钢球）抵至Z0平面，可以用塞尺确定。 ①把此时机床坐标系的Z轴值（负值）减去标准刀具的长度（正值），注意是负值时的绝对值相加，把这个值（负值)设置为该工件坐标系的Z值。接着在对刀仪上测出所有加工刀具的长度，即主轴端面至刀尖的距离，然后把这些值（正值）分别作为每把刀的刀具长度补偿值。 ②直接把此时机床坐标系的Z轴值（负值）设置为该工件坐标系的Z值。接着在对刀仪上测出所有加工刀具与标准刀具的长度之差，比标准刀具长的记为正值，比标准刀具短的记为负值，然后把这些值分别作为每把刀的刀具长度补偿值。 （2）无对刀仪的机床 一般采用前述的指令G43、H只设负值的方式。分别把加工刀具装进主轴，Z轴回到机床零点，然后以手动方式使刀具的前端抵至Z0平面。把此时机床坐标系的Z轴值（负值）直接作为每把刀的刀具长度补偿值。同时该工件坐标系的Z值永远置0.这种对刀过程，对大部分数控系统，在刀具偏置页面下就可以显示当时的Z坐标值，可以直接把该值输入到补偿地址。应注意这时显示的Z坐标值一般是相对值，一定要切换到机床坐标系，否则很容易造成事故。 有的操作者用一个对刀块确认刀具的前端抵至Z0平面，这样在输入补偿值或输入工件坐标系Z值时换算对刀块的厚度，也容易因加减搞错和漏加漏减造成事故。 不同刀具的对刀点 根据使用经验，为使程序调整简单，钻头、铣刀、镗刀等刀具以刀尖对刀。但是对倒角刀具，比如锪钻、倒角镗刀、倒角立铣刀等以被倒角的孔口接触刀刃作为对刀点，这样可以简化倒角角度与Z轴进给长度的换算。 （五）刀具半径补偿指令（G40、G41、G42） 1.刀具半径补偿定义 在编制轮廓切削加工程序的场合，一般以工件的轮廓尺寸作为刀具轨迹进行编程，而实际的刀具运动轨迹则与工件轮廓有一偏移量（即刀具半径），如图5-5-2所示。数控系统的这种编程功能称为刀具半径补偿功能。通过运用刀具补偿功能来编程，可以实现简化编程的目的。可以利用同一加工程序，只需对刀具半径补偿量做相应的设置就可以进行零件的粗加工、半精加工及精加工。 图5-5-2 刀具半径补偿示意图 2.指令格式 G41 X___ Y___ Z___ D___ F___；（刀具半径左补偿） G42 X___ Y___ Z___ D___ F___；（刀具半径右补偿） 一般FANUC系统D___用于存放刀具半径补偿值的存储位置。对SINUMERIK系统，在引入长度补偿时会预调入刀具半径补偿量，执行G41或G42后会激活，所以这儿的“D___”可以不写。 3.指令说明 G41与G42的判断方法是：处在补偿平面外另一根轴的正方向，沿刀具的移动方向看，当刀具处在切削轮廓左侧时，称为刀具半径左补偿；当刀具处在切削轮廓的右侧时，称为刀具半径右补偿。如图8-6-5所示。 地址D所对应的在偏置存储器中存入的偏置值通常指刀具半径值。和刀具长度补偿一样，刀具刀号与刀具偏置存储器号可以相同，也可以不同，一般情况下，为防止出错，最好采用相同的刀具号与刀具偏置号。 G41、G42为模态指令，可以在程序中保持连续有效。G41、G42的撤消可以使用G40进行。 4.刀具半径补偿过程 刀具半径补偿的过程如图5-5-3所示，共分三步，即刀补的建立、刀补的进行和刀补的取消。 图5-5-3刀具半径补偿过程 （1）刀补建立 刀补的建立指刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。该过程的实现必须有G00或G01功能才有效。 （2）刀补进行 在G41或G42程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。 在补偿模式下，数控系统要预读两段程序，找出当前程序段刀位点轨迹与下程序段刀位点轨迹的交点，以确保机床把下一个工件轮廓向外补偿一个偏置量。 （3）刀补取消 刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消。 刀补的取消用G40来执行，要特别注意的是，G40必须与G41或G42成对使用。 5.刀具半径补偿注意事项 a）平滑轮廓时的过渡段 b）有交角轮廓时的过渡段 图5-5-4 内、外轮廓刀具半径补偿时的切入、切出（图中都为顺铣） 在刀具半径补偿过程中要注意以下几个方面的问题： （1）半径补偿模式的建立与取消程序段只能在G00或G01移动指令模式下才有效。 （2）为保证刀补建立与刀补取消时刀具与工件的安全，通常采用G01运动方式来建立或取消刀补。如果采用G00运动方式来建立或取消刀补，则要采取先建立刀补再下刀和先退刀再取消刀补的编程加工方法。 （3）为了保证切削轮廓的完整性、平滑性，特别在采用子程序分层切削时，注意不要造成欠切或过切的现象。内、外轮廓的走刀方式见图8-6-7。具体为：用G41或G42指令进行刀具半径补偿→走过渡段→轮廓切削→走过渡段→用G40指令取消刀具半径补偿。 （4）切入点应选择那些在XY平面内最左（或右）、最上（或下）的点（如圆弧的象限点等）或相交的点。 （5）在刀具补偿模式下，一般不允许存在连续两段以上的非补偿平面内移动指令，否则刀具也会出现过切等危险动作。 非补偿平面移动指令通常指：只有G、M、S、F、T代码的程序段（如G90；M05等）；程序暂停程序段（如G04 X10.0；等）；G17（G18、G19）平面内的Z（Y、X）轴移动指令等。 （六）常用固定循环代码及用法 1.G80——撤销固定循环 使用G80指令后，固定循环被取消；孔加工数据全部清除，R点和Z点也被取消。从G80的下一程序段开始执行一般G指令。 用法：G80可自成一行，也可与G28一起使用，如：G80 G28 G91 X0 Y0 Z0。 注意：G80、G01～G03等代码均可以取消固定循环。 2.G81——定点钻孔循环（中心钻） 格式： G81钻孔动作循环，用作正常钻孔。切削进给执行到底孔，然后刀具从孔底快速移动退回。包括X、Y坐标定位，快进，工进和快速返回等动作。 当G81指令和M代码在同一程序段中指定时，在第一定位动作的同时执行M代码。然后系统处理下一个动作。当指定重复次数K时，只对第一个孔执行M代码，对第二或以后的孔不执行M代码。在固定循环方式中，刀具偏置被忽略。 G81指令动作循环如图5-5-5所示。注意如果Z的移动量为零，该指令不执行。 图5-5-5 G81指令运动轨迹 3.深孔钻孔指令G83 在数控加工中常遇到孔的加工，如定位销孔、螺纹底孔、挖槽加工预钻孔等。采用立式加工中心和数控铣床进行孔加工是最普通的加工方法。但深孔加工，则较为困难，在深孔加工中除合理选择切削用量外，还需解决三个主要问题：排屑、冷却钻头和使加工周期最小化。大多数的数控系统都提供了深孔加工指令。FANUC系统提供了G73和G83两个指令：G73为高速深孔往复排屑钻指令，G83为深孔往复排屑钻指令。 G83——排屑钻孔循环 格式： 其中 X、Y——孔在XY平面上的位置坐标 Z——钻孔深度 R——循环起点 F——切削进给率 Q——为每次切削进给的切削深度；必须用增量值指定，且为正值，负值被忽略。 G73指令动作循环见图5-5-6所示。 注意：如果Z、Q的移动量为零，该指令不执行。 图5-5-6 G73指令运动轨迹 4.攻丝循环指令 G84——攻右旋螺纹 格式：； G84循环指令为右旋螺纹攻螺纹指令，用于加工右旋螺纹。执行该指令时，主轴正转，在G17平面快速定位后快速移至R点，执行攻螺纹指令到达孔底，然后再主轴反转退回到R点，主轴恢复正转，完成攻螺纹动作。该指令的动作示意图见5-5-7所示。在G84指定的攻螺纹循环中，进给率调整无效，即使使用进给暂停，在返回动作结束之前不会停止。 图5-5-7 G84指令运动轨迹 （七）轮廓铣削加工编程举例 应用数控铣床完成图5-5-8零件外轮廓的铣削，工件材料为LY12。 图5-5-8 圆弧轮廓加工实例 1.加工方案 使用台虎钳装夹，伸出钳口高度高于加工深度。粗精铣采用同一个程序（改变切削用量与刀具）。 2.加工路线 粗铣轮廓，单边预留0.2精铣余量；精铣轮廓至要求尺寸。 3.工艺卡 工序 刀具规格型号 Ap（mm） Vc m/min（n r/min） F（mm/min） 粗加工 HSS Φ8立铣刀 5 75（约3000） 800 精加工 硬质合金Φ8立铣刀 5 95（约3800） 500 4.加工程序与注释 加工程序 注释 O0001； 程序名 G15G17G21G40G49G69G80； 选择铣削平面、公制、取消相关代码 M03S3000； 主轴正转3000r/min G54G90G00X0Y-30； 选G54坐标系使用绝对坐标，快速移动起始点 Z100； Z至安全高度 Z2 M08； Z至观察高度、切削液开 G01Z-5F500； 切削加工速度 Z至铣削深度 G41D01Y-20； 半径补偿左刀补 X-17； 坐标移动至（-17，-20） G2X-20Y-17R3； 圆弧插补坐标移动至（-20，-17）圆弧半径R3 G1Y20，C5； 直线插补坐标移动至（-20，20）倒角C5 X-6； 坐标移动至圆弧起点（-6，20） G3X6R6； 圆弧插补坐标移动至（6，20）圆弧半径R6 G1X15； 坐标移动至（20，20）倒角C2 G2X20Y15R5； 圆弧插补坐标移动至（20，15）圆弧半径R5 G1Y-14； 坐标移动至（20，-14） G2X14Y-20R6； 圆弧插补坐标移动至（14，-20）圆弧半径R6 G1X0； 坐标移动至（0，-20） G40X0Y-30； 取消刀具半径补偿 G0Z100； Z提至100安全高度 M05； 主轴停止 M09； 切削液关 M30； 程序结束 （八）整圆铣削加工编程举例 应用数控铣床完成图5-5-9零件外轮廓的铣削，工件材料为LY12。 图5-5-9 整圆加工实例 1.加工路线 粗铣轮廓，单边预留0.2精铣余量；精铣轮廓至要求尺寸。 2.工艺卡 工序 刀具规格型号 Ap（mm） Vc，m/min（n，r/min） F（mm/min） 粗加工 HSS Φ8立铣刀 5 75（约3000） 800 精加工 硬质合金 Φ8立铣刀 5 95（约3800） 500 3.加工程序与注释： 加工程序 注释 O0001； 程序名 G15G17G21G40G49G69G80； 选择铣削平面、公制、取消相关代码 M03S3000； 主轴正转3000r/min G54G90G00X0Y-30； 选G54坐标系使用绝对坐标，快速移动起始点 Z100； Z至安全高度 Z2 M08； Z至观察高度、切削液开 G01Z-5F500； 切削加工速度 Z至铣削深度 G41D01Y-20； 半径补偿左刀补 G2J20； 圆弧整圆加工 G40X0Y-30； 取消刀具半径补偿 G0Z100； Z提至100安全高度 M05； 主轴停止 M09； 切削液关 M30； 程序结束 （九）孔加工举例 完成图5.5.10所示的5-ф8mm深为50mm的孔加工。 图5-5-10 孔加工实例 1.零件图分析 该零件为孔类零件，所加工的孔均为深孔。材料为45钢，应选用深孔钻削循环指令G83编程，刀具选用直径8mm的钻头。 2.夹具的选择 零件外形为规则的方形，适宜平口钳装夹。 3.钻孔加工路线 对钻孔加工来说，只要求定位精度较高，定位过程尽可能快，而刀具相对于工件的运动路线无关紧要。因此，应按空程最短来安排加工路线。 4.加工程序与注释： 加工程序 注释 O0001； 程序名 G15 G17 G21 G40 G49 G69 G80； 选择铣削平面、公制、取消相关代码 M03 S800； 主轴启动 G54 G90 G00 X0 Y0； 选择G54坐标系，定位到坐标原点X0、Y0 G00 Z100； 移动至零件基准平面上方100mm处 G98 G83 X0 Y0 Z-50 R2 Q5 F50； 启用G83钻孔循环指令，每次钻削深度5mm，点位1#号点钻削 X40 Y0 Z-50； 2#号点位钻削 X0 Y40 Z-50； 3#点位钻削 X-40 Y0 Z-50； 4#点位钻削 X0 Y-40 Z-50； 5#点位钻削 G01 Z100 F2000； 返回Z向安全高度100 M05； 主轴停 M30； 程序结束并返回起点 上述程序中，G54坐标原点设置在工件中心表面X0、Y0、Z0，选择深孔钻G83指令加工方式进行孔加工，并以G98确定每一孔加工完后，回到R平面。设定孔口表面的Z向坐标为0，R平面的坐标为2，每次切深量Q为5，系统设定退刀排屑量d为2。 G83指令为模态指令，编程中后续连续使用可以省略。 5.攻螺纹 完成如图5.5.11所示的4-M8深为10mm的螺纹加工。 图5-5-11 攻螺纹实例 （1）工艺安排 先计算M8小径直径，用麻花钻钻孔，孔深度为15mm即可，孔的深度要能满足螺纹深度10mm。孔深较浅，可选用G81指令钻孔，攻丝指令选用G84。 （2）夹具的选择 零件外形为规则的方形，选用平口钳装夹。 （3）刀具选择 选择直径6.8的麻花钻钻螺纹底孔；选择M8丝锥攻螺纹。 （4）加工程序 ①工序一 用G81钻孔程序与注释 加工程序 注释 O0001； 程序名 G15 G17 G21 G40 G49 G69 G80； 选择铣削平面、公制、取消相关代码 M03 S800； 主轴启动 G54 G90 G00 X0 Y0； 选择G54坐标系，定位到坐标原点X0、Y0 G0 Z100 移动至零件基准平面上方100mm处 G98 G81 X-25 Y-15 Z-15 R2 F50 启用G81钻孔循环指令，钻削深度15mm，点位1号#点钻削 X-25 Y15 2#号点位钻削 X25 Y15 3#点位钻削 X25 Y-15 4#点位钻削 G80 取消固定循环 G01 Z100 F2000 ； 返回Z向安全高度100 M05； 主轴停 M30； 程序结束并返回起点 ②工序二 用G84攻螺纹程序与注释 加工程序 注释 O0001； 程序名 G15 G17 G21 G40 G49 G69 G80； 选择铣削平面、公制、取消相关代码 M03 S100； 主轴启动 G54 G90 G00 X0 Y0； 选择G54坐标系，定位到坐标原点X0、Y0 G0 Z100 移动至零件基准平面上方100mm处 G98 G84 X-25 Y-15 Z-12 R2 F125 1号点位攻丝，攻丝深度12mm，F=P（螺距）*S（转速） X-25 Y15 2号点位攻丝 X25 Y15 3号点位攻丝 X25 Y-15 4号点位攻丝 G01 Z100 F2000； 返回Z向安全高度100mm G80 取消固定循环 M05； 主轴停 M30； 程序结束并返回起点 ■真题练习 一、单选题（下面选项中只有一个答案是正确的，每题2分） 1.程序中指定了（ ）时，刀具半径补偿被撤销。 A.G40 B.G41 C.G42 D.G49 2.数控机床进行第二切削液开的指令为（ ）。 A.M07 B.M08 C.M09 D.M10 5.普通数控铣床加装（ ）后就成为数控加工中心。 A.刀库和准停装置 B.刀库和换刀装置 C.换刀装置和准停装置 D.上述结果均不正确 6.数控机床的旋转轴之一A轴是绕（ ）直线轴旋转的轴。 A.X轴 B.Y轴 C.Z轴 D.W轴 5.FANUC系统中，程序段G51 X0 Y0 P1000中，P指令是（ ）。 A.子程序号 B.缩放比例 C.暂停时间 D.循环参数 6.加工程序中平面设定可用（ ）。 A.G17 、G18、G19 B.G16、G17、G18 C.G18、G19、G20 D.G20、G21、G22 7.在加工圆弧格式G02 X_Y_I_J_ 中，下列说法正确的是（ ）。 A.X、Y值为起点坐标 B.X、Y值为终点坐标 C.I、J值为圆心点坐标 D.I、J值为圆心点坐标相对于终点的增量 8.某直线控制数控机床加工的起始坐标为（0，0），接着分别是（0，5）；（5，5）； （5，0）；（0，0），则加工的零件形状是（ ）。 A.边长为5的平行四边形 B.边长为5的正方形 C.边长为10的正方形 9.G91 G00 X30.0 Y-20.0 表示（ ）。 A.刀具按进给速度移至机床坐标系 X=30 mm , Y=-20 mm 点 B.刀具快速移至机床坐标系 X=30 mm , Y=-20 mm 点 C.刀具快速向X正方向移动30mm,Y负方向移动20 mm D.编程错误 10.G00指令与下列的（ ）指令不是同一组的。 A.G01 B.G02 C.G90 D.G03 11.在XY平面上，某圆弧圆心为(0，0)，半径为80，如果需要刀具从(80、0)沿该圆弧到达(0，80)点程序指令为（ ）。 A.G02 XO Y80 I80 F300 B.G03 XO Y80 I-80 J0 F300 C.G02 X8O Y0 J80 F300 D.G03 X80 Y0 J-80 I0 F300 12.程序段G00 G01 G02 G03 X50.0 Y70.0 R30.0 F70；最终执行（ ）指令。 A、G00 B.G01 C.G02 D.G03 13.加工中心在铣削加工一个XY平面上的圆弧时，圆弧起点在（30，0），终点在（-30，0），半径为50，圆弧起点到终点的旋转方向为顺时针，则铣削圆弧的指令为（ ）。 A.G18 G90 G02 X-30.0 Y0 R50.0 F50 B.G17 G90 G03 X-300.0 Y0 R-50.0 F50 C.G17 G90 G02 X-30.0 Y0 R50.0 F50 D.G18 G90 G02 X30.0 Y0 R50.0 F50 14.在（50，50）坐标点，钻一个深10mm的孔，Z轴坐标零点位于零件表面上，则指令为（ ）。 A.G85 X50.0 Y50.0 Z-10.0 R0 F50 B.G81 X50.0 Y50.0 Z-10.0 R0 F50 C.G81 X50.0 Y50.0 Z-10.0 R5.0 F50 D.G83 X50.0 Y50.0 Z-10.0 R5.0 F50 15.用于指令动作方式的准备功能的指令代码是（ ）。 A.F 代码 B.G 代码 C.T 代码 16.在G00程序段中，（ ）值将不起作用。 A.X B.S C.F D.T 17.孔加工循环结束后，刀具返回参考平面的指令为（ ）。 A.G96 B.G97 C.G98 D.G99 18.刀尖半径左补偿方向的规定是:沿垂直于圆弧所在平面轴的负方向（ ）。 A.沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧 B.沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧 C.沿工件运动方向看，刀具位于工件左侧 D.沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧 19.钻镗循环的深孔加工时需采用间歇进给的方法，每次提刀退回安全平面的应是（ ）。 A.G73 B.G83 C.G74 D.G84 20.在G54中设置的数值是（ ）。 A.工件坐标系的原点相对机床坐标系原点偏移量 B.刀具的长度偏差值 C.工件坐标系的原点 D.工件坐标系原点相对对刀点的偏移量 21.G91 G00 X50.0 Y-20.0表示（ ）。 A.刀具按进给速度移至机床坐标系X=50mm，Y=-20mm 点 B.刀具快速移至机床坐标系X=50mm，Y=-20mm 点 C.刀具快速向X正方向移动50mm，Y负方向移动20mm D.编程错误 22.在数控铣床中，如果当前刀具刀位点在机床坐标系中的坐标现显示为（150，-100，-80），若用MDI功能执行指令G92X100.0Y100.0Z100.0后，屏幕上显示的工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标将是（ ）。 A.（250，0，20） B.（50，-200，-180） C.（100，100，100） D.（200，200，200） 23.材料是钢，欲加工一个尺寸为6F8深度为3mm的键槽，键槽侧面表面粗糙度为Ra1.6，最好采用（ ）。 A.Φ6键槽铣刀一次加工完成 B.Φ6键槽铣刀分粗精加工两遍完成 C.Φ5键槽铣刀沿中线直一刀然后精加工两侧面 D.Φ5键槽铣刀顺铣一圈一次完成 24.铣削加工时，为了减小工件表面粗糙度Ra的值，应该采用( )。 A.顺铣 B.逆铣 C.顺铣和逆铣都一样 D.依被加工表面材料决定 25.采用固定循环编程可以（ ）。 A.加快切削速度，提高加工质量 B.缩短程序的长度，减少程序所占的内存 C.减少换刀次数，提高切削速度 D.减少吃刀深度，保证加工质量 26.位置精度较高的孔系加工时，特别要注意孔的加工顺序的安排，主要是考虑到（ ）。 A.坐标轴的反向间隙 B.刀具的耐用度 C.控制振动 D.加工表面质量 27.在数控铣床上用φ20铣刀执行下列程序后，其加工圆弧的直径尺寸是（ ）。 N1 G90 G17 G41 X18.0 Y24.0 M03 H06 N2 G02 X74.0 Y32.0 R40.0 F180（刀具半径补偿偏置值是φ20.2） A.φ80.2 B. φ80.4 C.φ79.8 D.φ80 28.G91 G01 X3.0 Y4.0 F100执行后，刀具移动了（ ）mm。 A.1 B.3 C.5 D.0.75 29.执行下列程序的轨迹图形是（ ）。 G90 G00 X200.0 Y40.0； G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300； A.是半径R60的1/4圆 B.是半径R60的1/2圆 C.是半径R60的3/4圆 D.是半径R40的1/2圆 30.下列功能中不能实现多段预读控制的是（ ）。 A.空运行 B.固定循环 C.圆弧插补 D.工作坐标系 二、多选题（下面选项中有两个以上答案是正确的，每题2分） 1.ISO标准指令中，数控插补包括（ ）。 A.直线插补 B.抛物线插补 C.圆弧插补 D.椭圆插补 E.开线插补 2.铣削力的来源主要有（ ）等方面。 A.铣削层金属弹性变形 B.切屑塑性变形 C.工件表面金属弹性变形 D. 铣刀与切屑的摩擦 E.铣刀与工件的摩擦 F.铣刀变形 G.工件温度上升 3.铣削发展的主要方向是（ ）。 A.微型加工 B.数控加工 C.大型工件加工 D.强力铣削 E.阶梯铣削 F.多轴铣削 G. 精密铣削 4.下列说法中正确的是（ ）。 A.数控机床是在20世纪50年代诞生的 B.数控机床是在日本诞生的 C.NC是指网络控制 D.数控机床是在美国诞生的 E.开环控制系统用于经济型数控机床上 5.采用简化编程功能，不能（ ）。 A.加快切削速度，提高加工质量 B.大大简化程序，减少程序所占内存 C.减少换刀次数，提高切削速度 D.减少吃刀深度，保证加工质量 E.减少零件装夹次数，提高加工质量 6.下列属于国内典型数控系统的是（ ）。 A.FANUC系统 B.HNC系统 C.SIEMENS系统 D.GSK系统 E.FAGOR系统 7.按铣刀的结构分类，可分为（ ）。 A.整体铣刀 B.立铣刀 C.镶齿铣刀 D.球头铣刀 E.机夹式铣刀 8.左偏刀具半径补偿适用于（ ）。 A.逆向铣削外轮廓 B.顺向铣削内轮廓 C.沿进给方向看刀具在工件左侧的铣削 D.沿进给方向看刀具在工件右侧的铣削 E.沿进给方向看工件在刀具右侧的铣削 9.在数控机床上，直线型检测元件有（ ）。 A.感应同步器 B.光栅 C.脉冲编码器 D.磁栅 E.激光干涉仪 10.适合铣床加工的零件形状有（ ）。 A.孔 B.平面 C.回转体类零件 D.曲面 E.槽 三、判断题（正确的画“✓”，错误的画“×”，每题2分） 1.( )每一指令脉冲信号使机床移动部件产生的位移量称脉冲当量。 2.( )在镜像功能有效后，刀具在任何位置都可以实现镜像指令。 3.( )钻中心孔时不宜选择较高的机床主轴转速。 4.( )CNC系统中,用软件实现插补运算比硬件插补器运算速度快。 5.( )加工中心机床属于轮廓控制的数控机床。 6.( )程序中使用机床暂停指令的只有M00。 7.( )使用G28回Z轴参考点时就取消半径刀补，保留长度刀补。 8.( )程序G01X0Y10.与程序G01X10.Y10.代表的路径是不同的。 9.( )非模态码只在指令它的程序段中有效。 10.( )数控铣床只有一个参考点。 11.( )G92坐标系在开关机后保持不变。 12.( )G54坐标系在开关机后保持不变。 13.( )G43与G44的刀具长度偏置补偿方向是一致的。 14.( )G90、G01、G17、G40、G80均为准备功能。 15.( )程序段G96S500与G97S500的主轴转速相同。 16.( )用G92设定工件坐标系时，起刀点与工件坐标系的位置无关。 17.( )暂停指令G04不是模态指令。 四、填空题（将最适当的词语或答案填写在横线上，每题2分） 1.常用的数控代码有 和 两种。 2.在G41或G42指令的起始程序段中，刀具相邻轨迹间的夹角不能小于 。 3.当代数控系统中都具备储存螺距误差补偿功能，该补偿功能的作用是 。 4.G功能指令分若干组（指令群），有 指令和 指令之分。 5.数控铣削所用刀柄锥度是 。 6.数控机床常用的位移执行机构的电机有 电机、 电机和 电机。 7.刀具号和刀套号 方式有利于ATC缩短换刀、选刀时间。 8.弹簧夹头刀柄比侧固式刀柄装夹 好，侧固式刀柄比弹簧夹头刀柄装夹 好。 9.根据输出信号方式的不同，软件插补方法可分为 和 两类。 10.自动换刀装置根据其组成结构可以分为 自动换刀装置 自动换刀装置 自动换刀装置。 五、编程题（每题20分） 1.如图完成内部型腔轮廓程序的编写。坐标原点设置在毛坯中心。 2.如图完成外部型腔轮廓的程序编写。坐标原点设置在毛坯中心。 3.如图完成外部型腔轮廓及M8螺纹的程序编写。坐标原点设置在毛坯中心。 考点5 真题练习 参考答案 一、单选题 1——5 ABBAC 6——10 ABBCC 11——15 BDCDB 15——20 CDDBA 21——25 CBCAB 25——30 ACCAB 二、多选题 1.AC 2.ABCDE 3.DG 4.ADE 5.ACDE 6.BD 7.ACE 8.CE 9.ABDE 10.ABDE 三、判断题 1——5 ABBBA 6——10 BBAAB 11——17 ABABBA 四、填空题 1.ＩＳＯ、 ＥＩＡ　 2.90° 3.提高精度 4.模态、非模态 5.7:24 6.直流伺服 、交流伺服、 步进 　　 7.随机变换 8. 同轴度 、可靠性 9.直线插补 、圆弧插补    10.转塔式、有机械手式 、无机械手式 五、编程题 1.内部型腔轮廓程序 O0001（内部型腔精铣程序） G90 G54 G0 X0. Y7.5 S6000 M3 G43 H2 Z50. Z20. Z10. G1 Z-5. F2000. G41 D2 Y11.5 F1000. X-5. Y13.5 G3 X-9. Y17.5 R4. G1 X-11.5 G3 X-17.5 Y11.5 R6. G1 Y9. G3 X-13.5 Y5. R4. G1 X-11.5 Y-5. X-13.5 G3 X-17.5 Y-9. R4. G1 Y-12.5 G3 X-12.5 Y-17.5 R5. G1 X-9. G3 X-5. Y-13.5 R4. G1 Y-11.5 X5. Y-13.5 G3 X9. Y-17.5 R4. G1 X13.5 G3 X17.5 Y-13.5 R4. G1 Y-6. G3 Y6. R6. G1 Y10.5 G3 X10.5 Y17.5 R7. G1 X9. G3 X5. Y13.5 R4. G1 Y11.5 X0. G40 Y7.5 G0 Z20. G90G0Z100. G91G28Y0. M30 2.外部轮廓精铣程序 O0002（外部轮廓精铣程序） G90 G54 G0 X0. Y18. S6000 M3 G43 H2 Z50. Z20. Z10. G1 Z-5. F2000. G41 D2 Y14. F1000. G3 X6. Y20. R6. G1 X15. G2 X20. Y15. R5. G1 Y-14. G3 X8. R6. X14. Y-20. R6. G1 X-17. G2 X-20. Y-17. R3. G1 Y15. X-15. Y20. X-6. G3 X0. Y14. R6. G40 G1 Y18. G0 Z20. G90 G0Z100. G91G28Y0. M30 3.外部型腔轮廓及M8螺纹的程序编写 O0003（外形轮廓精铣程序） G90 G54 G0 X0. Y-32. S6000 M3 G43 H3 Z50. Z20. Z10. G1 Z-6. F2000. G41 D3 Y-26. F1000. X-3. G2 X-6. Y-23. R3. G1 Y-14.25 G3 X-7.94 Y-10.29 R5. G2 X-10.81 Y-7.22 R13. G3 X-14.97 Y-5. R5. G1 X-30. G2 Y5. R5. G1 X-14.97 G3 X-10.81 Y7.22 R5. G2 X-7.94 Y10.29 R13. G3 X-6. Y14.25 R5. G1 Y23. X-3. Y26. X3. X6. Y23. Y14.248 G3 X7.94 Y10.29 R5. G2 X10.81 Y7.22 R13. G3 X14.97 Y5. R5. G1 X30. G2 Y-5. R5. G1 X14.97 G3 X10.81 Y-7.22 R5. G2 X7.94 Y-10.29 R13. G3 X6. Y-14.25 R5. G1 Y-23. G2 X3. Y-26. R3. G1 X0. G40 Y-32. G0 Z20. G90G0Z100. G91G28Y0. M30 O0004（图纸三铣孔程序） G90 G54 G0 X0. Y0. S6000 M3 G43 H1 Z50. Z20. Z10. G1 Z-4. F2000. G41 D1 X10. F1000. G3 X-10. R10. X10. R10. G40 G1 X0. G0 Z20. G90G0Z100. G91G28Y0. M30 O0005（图纸三铣孔程序） G90 G54 G0 X-32.5 Y32.5 S1000 M3 G43 H2 Z50. Z20. G98 G83 Z-33. R10. Q3. F100. X32.5 X0. Y0. G80 G90G0Z100. G91G28Y0. M30 O0006（图纸三铣攻丝程序） G90 G54 G0 X-32.5 Y-32.5 S100 M3 G43 H4 Z50. Z20. G98 G84 Z-31. R10. F125. X32.5 G80 G90G0Z100. G91G28Y0. M30 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $