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                                                                                                              什么是数控铣床 

1.绪论 1.绪论

随着科学技术的迅猛发展，科学技术的机械部分的要求越来越高精度。随之 而来的是机械加工的快速发展，需求是进一步创造的唯一动力，机械加工向着高 精度、高效率的方向取得了长足的进步。数控编程技术就是在这种情况下发展起 来的。数控编程技术和数控机床的出现使机械加工向着更高的精度和效率发展。 数控机床具有方便编程，可与计算机联接使用，高效率，高精度等特点。数 控机床就是为了解决单件、小批量，特别是高精度、复杂型面零件加工的自动化 并保证质量要求而产生的。数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加 工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所 以其结构也与普通铣床有很大区别。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部分组成。在学习中我掌握了数控铣床坐标子 程序编程的基础和常识、刀补方法编程、极坐标和极坐标的平移和旋转、子程序 的调用等知识，还通过在实际操作中对其有了深刻了解。
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2.数控铣床安全操作规程 2.数控铣床安全操作规程
数控机床操作工四会基本功 1. 会使用。 操作工学会数控操作规程，熟悉设备机构性能，传动装置懂
得工工艺和工装工具在数控机床的试用方法。 2. 会维修。 洁良好。 3. 会检查。 了解设备易损零件部位，知道完好检查项目标准和方法，并 能正确执行数控机床维修和润滑规定，按时清扫保持设备清
能按规定进行日常检查。 4. 会排除故障。 熟悉设备特点，能鉴别设备正常与异常现象，懂得其零
件部件拆装注意事项，会做一般故障调整式协同维修人员进行排除。 5. 数控机床、操作人员必须熟悉机床使用说明书与有关资料，如主要技术 参数，传动原理，主要结构，润滑部位及维护保养等知识。 6. 开机前，应对机床进行全面细致的检查，确认无误后方可操作。 7. 通电后，检查各开关按钮和按键是否正常，灵活，有无异常现象。 8. 检查电压、油压是否正常，有手动润滑的部位先要润滑。 9. 各坐标助手都回零 （机床原点） 依次为先 Z 方向， X 方向， Y 方向。 ， 再 后 10. 程序输入后应仔细核对，其中包括代码地址、数值、正负号、小数点及 语法。 11．正确测量和计算工件坐标子、并对所得结果进行检查。 12. 输入工件坐标子并对坐标、坐标值，正负号及小数点进行认真核对。
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3.数控铣床简介

3.1 数控铣床的分类 1. 按主轴的位置分类 1) 数控立式铣床 数控立式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 床数控系绕控制的坐标数量来看，目前 3 坐标数控立铣仍占大多数；一般可进行 3 坐标联动加工，但也有部分机床只能进行 3 个坐标中的任意两个坐标联动加工 (常称为 2.5 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 4 坐标和 5 坐标数控立铣。 2) 卧式数控铣床 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”。 3) 立卧两用数控铣床 目前，这类数控铣床已不多见，由于这类铣床的主轴方向可以更换，能达到在 一台机床上既可以进行立式加工，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 户只需买一台这样的机床就行了。 2. 数控铣床按构造上分类 1) 工作台升降式数控铣床
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这类数控铣床采用工作台移动、升降，而主轴不动的方式。小型数控铣床 一般采用此种方式。 3) 龙门式数控铣床 这类数控铣床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。 3.2 数控铣床的功能 1、点位控制功能 此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。 2、连续轮廓控制功能 此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。 3、刀具半径补偿功能 此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程， 而不必考虑所用刀具的实际半 径尺寸，从而减少编程时的复杂数值计算。 4、刀具长度补偿功能 此功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要 求。 5、比例及镜像加工功能 比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。 镜像加工又称 轴对称加工，如果一个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象 限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现。 6、旋转功能 该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。 7、子程序调用功能 有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状， 将这一轮廓形状的 加工程序作为子程序， 在需要的位置上重复调用， 就可以完成对该零件的加工。
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8、宏程序功能 该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令， 并能对变量进行运 算，使程序更具灵活性和方便性。 3.3 数控机床刀具的选择 数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要 求、热处理状态、切削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀具。
4.数控铣床的编程 4.数控铣床的编程 数控铣床
4.1G 代码和 M 代码功能表

表 1 M 代码 代码 M00 M01 M02 M03 M04 M05 功能 程序停止 选择停止 程序结束 主轴正传 主轴反转 主轴停止转动 代码 M07 M08 M09 M30 M98 M99 功能 冷却液 1 开 冷却液 2 开 冷却液关 程序结束 子程序调用 子程序结束
表 2 G 代码 代码 功能 快速点 定位 代码 功能 XY 平面 选择 代码 功能 减螺距 切削 代码 功能 增量尺 寸 代码 功能 恒线速 度
G00
G17
G35
G91
G96
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G01
直线插 补
G18
ZX 平面 选择
G40
取消刀 补（刀 偏）
G92
预置寄 存
G97
每分钟 转数
G02
顺时圆 弧插补
G19
YZ 平面 选择
G53
取消直 线偏移
G93
时间倒 数，进 给率
G03
逆时 圆弧插 补
G33
等螺距 切削
G80
取消固 定循环
G94
每分钟 进给
G04
暂停
G34
增螺距 切削
G90
绝对尺 寸
G95
主轴每 转进给
4.2 加工坐标系的建立

为了描述点在平面和空间中的位置， 首先需要定义一个确定方向和相对位 置的坐标系，数控机床的坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系。它规定直角 坐标 X、Y、Z 三个坐标轴的正方向用右手法则判定，围绕各坐标轴的旋转 轴 A、B、C 的正方向用右手螺旋法则判定。数控加工采用的是空间三维坐 标系， 三维坐标系是在二维即平面坐标系的基础上增加了一个垂直方向的 轴，通常称之为 Z 轴，为平行于机床主轴的坐标轴，如图 1 所示。
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图 1 数控铣床的坐标系
（1）建立加工坐标系的步骤 为了在数控设备上加工零件，首先需要确定工件在机床上的位置，因此， 必须建立一个与加工零件相关的坐标系， 虽然数控设备的优势在于允许或 者机床上、或者工件上、或者夹具上的任何位置都可以作为数控编程的零 点而建立坐标系，但最佳的解决方案选择既简单又方便定位的位置，这样 操作者通过按控制面板上的几个按钮就可以完成建立加工坐标系了。 具体 操作可以简单的定义为以下几个步骤： ① 根据数控编程坐标系或加工坐标系确定零件坐标系的位置和坐标轴的 方向。 ② 利用零件和夹具上定位面建立加工坐标系。 ③ 校正加工坐标系，通过校正加工坐标系，使建立的加工坐标系满足数 控加工的要求。 （2）建立加工坐标系的要素 几何元素点、线、面对找正和校正加工坐标系非常有用，一个关键的因素 是可以确定零件和夹具上的特征位置，进而确定加工坐标系的位置。在实 际操作中，零件和夹具上的定位面、定位孔等经常作为找正和校正加工坐 标系的主要手段， 这主要基于通过简单的几何运算就可以将机床坐标系和 零件坐标系联系起来。以下是建立加工坐标系的三个要素。 ① 确定坐标平面：选择和找正定位面确定工作平面的方向和位置。 ② 确定坐标轴方向：平移或旋转所测量的元素作为方向矢量确定加工坐 标系的坐标轴方向，旋转元素需垂直于已找正的元素。这控制着轴线相对 于工作平面的旋转定位。 ③ 确定坐标系原点：作为定义 X、Y、Z 坐标轴的原点或零点。 4.3 走刀路线的确定

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走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工件的的运动轨迹和方向。走刀路 线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。确定走刀路 线的一般原则是： （1）保证零件的加工精度和表面粗糙度； （2）方便数值计算，减少编程工作量； （3）缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间； （4）尽量减少程序段数。 另外，在选择走刀路线时还要充分注意以下几种情况： （1）避免引入反向间隙误差。数控机床在反向运动时会出现反向间隙，如果在 走刀路线中将反向间隙带入，就会影响刀具的定位精度，增加工件的定位误差。 （2）切入切出路径。在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削，由 于主轴系统和刀具的刚度变化，当沿法向切入工件时，会在切入处产生刀痕，所 以应尽量避免沿法向切入工件。当铣切外表面轮廓形状时，应安排刀具沿零件轮 廓曲线的切向切入工件，并且在其延长线上加入一段外延距离，以保证零件轮廓 的光滑过渡。同样，在切出零件轮廓时也应从工件曲线的切向延长线上切出。 （3）采用顺铣加工方式 在铣削加工中，若铣刀的走刀方向与在切削点的切削速度方向相反，称为逆铣， 其铣削厚度是由零开始增大反之则称为顺铣，其铣削厚度由最大减到零，由于采 用顺铣方式时，零件的表面精度和加工精度较高，并且可以减少机床的“颤 振”，所以在铣削加工零件轮廓时应尽量采用顺铣加工方式。 加 工 如 图 1 所 示 零 件 ， 工 件 材 料 为 45 号 钢 ， 毛 皮 尺 寸 为 175mmX130mmX6.35mm。工件坐标系原点（Xo,Yo）定在距毛皮左边和底边均 65mm 处，其 Zo 定在毛坯上，采用φ10mm 柄铣刀，主轴转速 S=1250r/min，进给速度 f=150mm/min。轮廓加工轨迹如图 1—1 所示，编写零件的价格程序。
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图 1 典型加工零件
图 2 加工走刀图
解：如下所示加工程序

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O1111 N0010 G90 G21 G40 G80
；程序号 ；采用绝对尺寸指令，米制，注销刀具 采用绝对尺寸指令，米制， 指令 半径 偿和固定循环功能
N0020 G91 G28 X0 Y0 Z0 XN0030 G92 X-200 Y200 Z0 N0040 G00 G90 X0 Y0 S1250 M03 正转 N0050 G43 Z5 H01 N0060 M08 ZN0070 G01 Z-10 F150 -10 处 N0080 G41 D01 X51
；刀具移至参考点 ；设定工件坐标系原点坐标 ；刀具快速移至点 2，主轴以 1250r/min
；刀具沿 Z 轴快速定位至 5mm 处 ；开冷却液 ；刀具沿 Z 轴以 150mm/min 直线插补至
D01， ；刀具半径补偿有效，补偿盗号 D01，直 刀具半径补偿有效， 线插补至点 3
IN0090 G03 X29 Y42 I-51 J0 N0100 G01 Y89.5 IN0110 G03 X23Y95.5 I-6 J0 XN0120 G01 X-23 XJN0130 G03 X-29 Y89.5 I0 J-6 N0140 G01 Y42 JN0150 G03 X51Y0 I29 J-42 N0160 G01 X0
；逆时针圆弧插补至点 4 ；直线插补至点 5 ；逆时针插补至点 6 ；直线插补至点 7 ；逆时针插补至点 8 ；直线插补至点 9 ；逆时针插补至点 10 ；直线插补至点 11
N0170 G00 Z5 N0180 M05 N0190 M00 N0200 S1250 M03 N0210 G06 X72.0Y108
；沿 Z 轴快速定位至 5mm 处 ；主轴停止 ；程序暂停 ；主轴正转 ；快速定位到点 12

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ZN0220 G01 Z-10 F150 N0230 X225 XJN0240 G02 X-41.5 Y89 I0 J-19 N0250 G01 Y48
；沿 Z 轴下刀 ；直线插补至点 14 直线插补至点 ；顺时针圆弧插补至点 15 ；直线插补至点 16
XIJN0260 G02 X-41.5 Y48 I-41.5 J-48 ；顺时针圆弧插补至点 7 N0270 G01 Y89 XN0280 G02 X-22.5 Y108 I19 J0 N0290 G40 G01 Y110.5 N0300 G49 G00 G90 Z20 M05 停转 N0310 M09 N0320 G91 G28 X0 Y0 Z0 N0330 M06 N0340 M30 ；关冷却液 ；返回参考点 ；换刀 ；程序结束 ；直线插补至点 18 ；顺时针圆弧插补至点 3 ；直线插补至点 19 ；刀具沿 Z 轴快速定位至 20mm 处，主轴
4.4 刀具半径补偿功能 在数控铣床上进行工件轮廓的数控铣削加工时，由于存在刀具半径，使得刀具 中心轨迹与工件轮廓(即编程轨迹)不重合。 如果数控系统不具备刀具半径自动补 偿功能，则只能按刀心轨迹，即在编程时给出刀具的中心轨迹进行编程，其计算 相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计 算刀心轨迹，并修改程序。这样既复杂繁锁，又不易保证加工精度。当数控系统 具备刀具半径补偿功能时，数控程序只需按工件轮廓编写，加工时数控系统会自 动计算刀心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。 对于刀具长度来讲，使用不同长度的刀具要加工同一深度的加工面，也需要在 刀具长度方向进行补偿。 刀具半径补偿方向的判定：沿刀具运动方向看，刀具在被切零件轮廓边左侧 即为刀具半径左补偿，用 G41；否则，便为右补偿，用 G42 指令。 1．刀具半径左侧补偿 G41 编程格式： G41 G00(G01) X_ Y_ D__； G40 G00(G01) X_ Y_ ； 2．端面切削循环指令(G94) 指令格式：G94 X(U)_ Z(W)_ F_ ； 其中 X(U)_ Z(W)_ 仍为车削循环中车削进给路线的终点坐标。

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如车削锥面时，其指令格式为：G90 X(U)_ Z(W)_R_F_ ； 其中 R 为圆锥面切削起点相对终点在 Z 轴方向的坐标增量，有正负之别。 动作形式见下图：
2．刀具半径右侧补偿 G42 编程格式： G42 G00(G01) X_ Y_ D__； G40 G00(G01) X_ Y_ ； 3．刀具半径补偿的工作过程 刀具半径补偿的过程分为三步： 1)刀补建立，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； 2)刀补进行， 执行有 G41、 G42 指令的程序段后， 刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量； 3)刀补取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹要过渡到与编程重合的过程。图 3-31 为刀补的 建立与取消过程。 4．刀具长度补偿指令 编程格式 G43(G44) G00(G01) Z_ H___； G49 G00(G01) Z_ ； 其中，G43 为刀具长度正补偿，G44 为刀具长度负补偿，H___中的两位数字，表示刀具长 度补偿值所存放的地址， 或者说是刀具长度补偿值在刀具参数表中的编号； G49 为取消刀具长度
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补偿。无论是绝对坐标还是增量坐标形式编程，在用 G43 时，用已存放在刀具参数表中的数值 与 Z 坐标相加，用 G44 时，用已存放在刀具参数表中的数值与 Z 坐标相减。
5 子程序的调用及实例说明
1. 子程序的概念 在一个加工程序中， 如果其中有些加工内容完全相同或相似， 为了简化程序， 可以把这些重复的程序段单独列出，并按一定的格式编写成子程序。主程序在执 行过程中如果需要某一子程序，通过调用指令来调用该子程序，子程序执行完后 又返回到主程序，继续执行后面的程序段。 1）子程序的嵌套 为了进一步简化程序，可以让子程序调用另一个子程序， 这种程序的结构称为子程序嵌套。在编程中使用较多的是二重嵌套，其程序的执 行情况如图 4-32 所示。 图 4-32 子程序的嵌套 2）子程序的应用 ① 零件上若干处具有相同的轮廓形状,在这种情况下， 只要编写一个加工该 轮廓形状的子程序，然后用主程序多次调用该子程序的方法完成对工件的加工。 ② 加工中反复出现具有相同轨迹的走刀路线,如果相同轨迹的走刀路线出 现在某个加工区域或在这个区域的各个层面上， 采用子程序编写加工程序比较方 便，在程序中常用增量值确定切入深度。 ③ 在加工较复杂的零件时，往往包含许多独立的工序，有时工序之间需要 适当的调整，为了优化加工程序，把每一个独立的工序编成一个子程序，这样形 成了模块式的程序结构，便于对加工顺序的调整，主程序中只有换刀和调用子程 序等指令。 2. 调用子程序Ｍ98 指令 指令格式 ： M98 P__ 指令功能 ： 调用子程序 指令说明：P__为要调用的子程序号。××××为重复调用子程序的次数， 若只调用一次子程序可省略不写，系统允许重复调用次数为 1～9999 次。 3. 子程序结束 M99 指令 指令格式 ：M99 指令功能 ：子程序运行结束，返回主程序 指令说明 ： （1）执行到子程序结束 M99 指令后，返回至主程序，继续执行 M98 P_×× ××程序段下面的主程序； （2）若子程序结束指令用 M99 P_格式时，表示执行完子程序后，返回到主 程序中由 P_指定的程序段；

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（3）若在主程序中插入 M99 程序段，则执行完该指令后返回到主程序的起 点。 （4） 若在主程序中插入 M99 程序段，当程序跳步选择开关为“OFF”时， 则返回到主程序的起点；当程序跳步选择开关为“ON”时，则跳过 M99 程序段， 执行其下面的程序段； （5） 若在主程序中插入 M99 P__程序段，当程序跳步选择开关为“OFF” 时，则返回到主程序中由 P_指定的程序段；当程序跳步选择开关为“ON”时， 则跳过该程序段，执行其下面的程序段。 4. 子程序的格式 O（或：）×××× …… M99 格式说明：其中 O（或：）××××为子程序号，“O”是 EIA 代码，“：”是 ISO 代码。
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O0023 G55G90G17G00X0Y0 择 XY 平面 M03M08S600 X-20.Y-52. Z2. G01Z-3.F60 D01M98P0022 F48D02M98P0022 G01Z-6 F60D01M98P0022 F48D02M98P0022 G01Z-8 F60D01M98P0022 F48D02M98P0022 G28Z0 G28X0Y0 M09M30 % O0022 G02G42X-4.96Y-37.68R13.34 G03X0.Y38.R-38 X-10.05Y31.48R11. G01X-20.09Y8.96

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坐标系设定；绝对坐标编程； 坐标系设定；绝对坐标编程；选 为插补平面 主轴正转， 主轴正转，600r/min，冷却液开 ， 快速进给 直线进给， 直线进给，60mm/min 粗加工， 粗加工，调用子程序 精加工， 精加工， Z 轴方向进给 粗加工 精加工 Z 轴方向进给 粗加工 精加工
冷却液关， 冷却液关，程序结束
子程序 刀具半径补偿，右补 刀具半径补偿，
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G03X-21.09Y-6.26R22. G01X-14.07Y-29.9 G03X-4.96Y-37.68R11. G02X6.6Y-52.R13.34 G01X24.68Y-40. G03X24.68Y40.R47. G01X-15.2Y40. X-25.Y0 X-21.15Y-40. G40X-20.Y-52. M99

%
取消刀补 子程序结束
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O0025 G56G90G17G00X0Y0 XY 平面 M03M08S600 18.7YX-18.7Y-77.55 Z2. G01Z-2.F60 G01ZD03M98P0026 F48D04M98P0026 G01ZG01Z-4. F60D03M98P0026 F48D04M98P0026 G28Z0 G28X0Y0 M09M30 M09M30 % O0026 G42X6.YG42X6.Y-49.64R28.12 G03X21.99YG03X21.99Y-44.91R50

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坐标系设定；绝对坐标编程； 坐标系设定；绝对坐标编程；选择 为插补平面 主轴转，600r/min， 主轴转，600r/min，冷却液开
直线进给 60mm/min 子程序调用， 子程序调用，粗加工 精加工， 精加工，48mm/min 粗加工 精加工
冷却液关， 冷却液关，程序结束
子程序调用， 子程序调用，使用右刀补
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G02X44.91YG02X44.91Y-21.99R36.5 G03X49.64YG03X49.64Y-6.R50. G01X25.YG01X25.Y-6. G02X25.Y6.R6. G01X49.64 G03X44.91Y21.99R50 G02X21.99Y44.91R36.5 G03X6.Y49.64R50 G01Y25. G01Y25. G02XG02X-6.R6. G01Y49.64 G03XG03X-21.99Y44.91R50. G02XG02X-44.91Y21.99R36.5 G03XG03X-49.64Y6.R50. G01XG01X-25. G02YG02Y-6.R6. G01XG01X-49.64 G03X-44.91YG03X-44.91Y-21.99R50. G02X-21.99Y-44.91R36.5 G02X-21.99YG03X-6.YG03X-6.Y-49.64R50. G01YG01Y-25. G02X6.R6. G01YG01Y-49.64 Y-77.55 X28.84YX28.84Y-50. G02X50YG02X50Y-28.84R28.5 G01Y28.84 G01Y28.84 G02X28.84Y50R28.5 G01X-28.84 G01XG02XG02X-50.Y28.84R28.5 G01YG01Y-28.84 G02X-28.84YG02X-28.84Y-50.R28.5 G01X6.YG01X6.Y-77.55 X37.15YX37.15Y-50. G02X50.YG02X50.Y-37.15R20.5 G01Y37.15 G02X37.15Y50.R20.5 G01XG01X-37.15 G02X-50.Y37.15R20.5 G02XG01YG01Y-37.15 G02X-37.15YG02X-37.15Y-50.R20.5 G01X6.YG01X6.Y-77.55

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X45.94YX45.94Y-50. G02X50.YG02X50.Y-45.94R12.5 G01Y45.94 G02X45.94Y50R12.5 G01XG01X-45.94 G02XG02X-50.Y45.94R12.5 G01YG01Y-45.94 G02X-45.94YG02X-45.94Y-50.R12.5 G01G40X-18.74Y-77.55 G01G40X- 18.74YM99
取消刀补 子程序结束
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6 孔加工固定循环

1. 孔加工固定循环的运动与动作 对工件孔加工时， 根据刀具的运动位置可以分为四个平面 （如图 4-21 所示） ： 初始平面、R 平面、工件平面和孔底平面。在孔加工过程中，刀具的运动由 6 个 动作组成： 动作 1—快速定位至初始点 X，Y 表示了初始点在初始平面中的位置； 动作 2—快速定位至 R 点 刀具自初始点快速进给到 R 点； 动作 3—孔加工 以切削进给的方式执行孔加工的动作； 动作 4—在孔底的相应动作 包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作； 动作 5—返回到 R 点 继续孔加工时刀具返回到 R 点平面； 动作 6—快速返回到初始点 孔加工完成后返回初始点平面。 为了保证孔加工的加工质量，有的孔加工固定循环指令需要主轴准停、刀具 移位。图 4-22 表示了在孔加工固定循环中刀具的运动与动作，图中的虚线表示 快速进给，实线表示切削进给。
图 4-21
孔加工循环的平面 的动作
图 4-22
固定循环
1）初始平面 初始平面是为安全操作而设定的定位刀具的平面。 初始平面到零件表面的距 离可以任意设定。若使用同一把刀具加工若干个孔，当孔间存在障碍需要跳跃或 全部孔加工完成时，用 G98 指令使刀具返回到初始平面;否则，在中间加工过程 中可用 G99 指令使刀具返回到 R 点平面，这样缩短加工辅助时间。 2）R 点平面 R 点平面又叫 R 参考平面。这个平面表示刀具从快进转为工进的转折位置， R 点平面距工件表面的距离主要考虑工件表面形状的变化，一般可取 2-5mm。 3）孔底平面 Z 表示孔底平面的位置，加工通孔时刀具伸出工件孔底平面一段距离，保证 通孔全部加工到位，钻削盲孔时应考虑钻头钻尖对孔深的影响。 2. 选择加工平面及孔加工轴线 选择加工平面及孔加工轴线 选择加工平面有 G17、G18 和 G19 三条指令，对应 XOY、XOZ 和 YOZ 三个加工 平面，以及对应孔加工轴线分别为 Z 轴、Y 轴和 X 轴。立式数控铣床孔加工时，
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只能在 XOY 平面内使用 Z 轴作为孔加工轴线，与平面选择指令无关。下面主要讨 论立式数控铣床孔加工固定循环指令。 3. 孔加工固定循环指令格式 指令格式: G90 G99 G73～G89 X__ Y__ Z__ R__ Q__ P__ F__ L__ G91 G98 指令功能: 孔加工固定循环
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7.数控铣床技术发展趋势 7.数控铣床技术发展趋势

智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势。 21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控 系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自 适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前 馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化 编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还 有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。 目 前许多国家对开放式数控系统进行研究。 数控系统开放化已经成为数控系统的未 来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面 向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能） ，形成系 列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不 同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放 式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库 以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。 数控装备的网 络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新 的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控 机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机。
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结束语

目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开 放化、 并联驱动化、 网络化、 极端化、 绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。 数控技术也随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工 业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。 中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优 势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控 产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技 术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差 距。
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致谢辞

非常感谢老师们在我大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给自己的指导， 从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，她们给了我耐心的指 导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文，他们放弃了自己的休息时间，他们 的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向她们表示我诚挚的谢意。 机电学院的各位老师给了我很大帮助和启示，使我学到更多的知识，从而顺 利的完成毕业论文。在此一并表示衷心的感谢。祝愿他们身体健康，工作顺利， 事业上取得更大成功。 最后，向在百忙之中抽身来评阅我的论文的梁艳老师致以最衷心的感谢！由 于时间仓促，水平有限，论文中难免有不完善之处，真诚地希望老师对我的论文 提出宝贵意见！ 谢谢！
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参考文献

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