第四章数控铣床编程第四章数控铣床编程及加工一、数控铣床定义及应用场景范围数控铣床是机床设备中应用十分普遍的加工机床，它能够直接进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。第一节、数控铣床编程基础图4-1XK5032型数控铣床图4-2XD40型立式数控铣床二、数控铣床加工的特点＊1、零件加工的适应能力强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具、壳体类零件等。＊2、能加...
第四章数控铣床编程及加工一、数控铣床定义及应用场景范围数控铣床是机床设备中应用十分普遍的加工机床，它能够直接进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，如凸轮、样板、模具、螺旋槽等。还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。第一节、数控铣床编程基础图4-1XK5032型数控铣床图4-2XD40型立式数控铣床二、数控铣床加工的特点＊1、零件加工的适应能力强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具、壳体类零件等。＊2、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。＊3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工零件。＊4、加工精度高、加工质量稳定可靠。＊5、生产自动化程序高。＊6、生产效率高。＊7、属于断续切削方式，对刀具的要求比较高，拥有非常良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削下，要有红硬性。三、数控铣床编程时应注意的问题＊了解数控系统的功能及规格。不同的数控系统在编写数控加工程序时，在格式及指令上是不完全相同的。＊熟悉零件的加工工艺。＊合理选择刀具、夹具及切削用量、切削液。＊编程尽量使用子程序。＊程序零点的选择要使数据计算的简单。四、数控系统和铣削加工的基本功能1.点位控制功能此功能能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能轻松实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线.刀具半径补偿功能此功能能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能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能够最终靠镜像加工来实现。四、数控系统和铣削加工的基本功能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，就能够实现对该零件的加工。8.宏程序功能该功能可用一个总指令代
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。五、数控铣床所用刀具及其工艺特点图4.3刀具数控铣床和加工中心上使用的刀具主要有铣削用刀具和孔加工用刀具两大类。1、铣刀的种类和工艺特点①面铣刀用于面积较大的平面铣削和比较平坦的立体轮廓的多坐标加工.图4.5面铣刀加工图4.4圆柱铣刀加工②立铣刀图4.6图4.7立铣刀大多数都用在铣削面轮廓、槽面、台阶等。图4.8加工沟槽的铣刀角度铣刀键槽铣刀立铣刀三面刃铣刀键槽铣刀大多数都用在铣槽面、键槽等。③键槽铣刀④锯片铣刀图4.9锯片铣刀锯片铣刀大多数都用在大多数材料的切槽、切断、内外槽铣削、组合铣削、缺口试验槽加工、齿轮毛坯粗齿加工。⑤成型铣刀图4.10成型铣刀成型铣刀主要用为特定工件或者加工内容专门设计制造的，如角度面、凹槽、特形孔或台。2.孔加工刀具的类型①数控钻头图4.11图4.12②数控绞刀图4.13数控绞刀直柄机用铰刀锥柄机用铰刀手用铰刀可调节手用铰刀套式机用铰刀直柄莫氏圆锥铰刀手用1：50硬质合金锥柄机用铰刀铰刀可以加工圆柱形孔，锥度铰刀可以加工锥度孔。③镗刀图4.14镗刀图5.15精镗刀镗刀适合于各类型孔的加工④丝锥图4.16丝锥丝锥适用于高效率螺纹丝孔的加工⑤扩(锪)孔钻图4.17扩孔钻扩孔钻主要是在原有孔的基础上扩大孔的直径，为下一步孔的加工奠定基础。锪孔钻在加工沉头孔上应用较为广泛。⑥复合孔加工数控刀具图4.18复合刀具集合了钻头、铰刀、扩（锪）孔刀及挤压刀具的新结构、新技术。3.刀柄的种类和选用它适用于莫氏锥度刀杆的钻头、铣刀等。（1）莫氏锥度刀柄图4.19莫式锥度刀柄刀柄的种类（2）侧固式刀柄它采用侧向夹紧，适用于切削力大的加工，但一种尺寸的刀具需对应配备一种刀柄，规格较多。图4.20侧固式刀柄（3）ER弹簧夹头刀柄它采用ER型卡簧，夹紧力不大，适用于夹持直径在16mm以下的铣刀。图4.21ER卡簧（4）钻夹头式刀柄它有整体式和分离式两种，用于装夹直径在13mm以下的中心钻、直柄麻花钻等。图4.22钻夹头式刀柄五、加工编程前的工艺处理1、工件坐标系的确定工件坐标系的确定及原点的设置：应与设计坐标系重合，方便测量，方便计算。对于铣削（加工中心）加工零件时，开始段和结束段采用快速移动定位，节省空刀时间。起刀点和退刀点必须离开零件表面一定的安全高度，避免撞刀。通常在安全高度之上完成刀具长度补偿。安全高度不能设得太小，也不能设得太大。如安全高度定为50mm。2、安全高度的确定加工外轮廓时，立铣刀从安全高度下降到切削高度，应离开工件毛坯边缘一定距离，不能直接下刀切削到工件，以免发生危险。对于型腔的粗铣加工，立铣刀应从工艺孔进刀，再横向进行型腔加工。进刀段、退刀段通常沿轮廓的切线方向。通常在此建立或取消刀具半径补偿，因此，可把此段设为直线、进刀/退刀方式的确定4、顺铣和逆铣对加工的影响在铣削加工中，采用顺铣还是逆铣方式是影响加工表面粗糙度的主要的因素之一。铣削方式的选择应视零件图样的加工要求，工件材料的性质、特点以及机床、刀具等条件考虑。通常，由于数字控制机床传动采用滚珠丝杠结构，其进给传动间隙很小，顺铣的工艺性就优于逆铣。在铣削加工零件轮廓时应尽量采用顺铣加工方式；同时，为降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料，尽量采用顺铣加工；但如果零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬而且余量一般较大，这时采用逆铣较为合理。六、切削用量的选择1、从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。背吃刀量αp为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。侧吃刀量αe为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。2．切削用量的确定切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量和进给量。对于不同的加工方法，要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。粗加工时，考虑经济性和加工成本，通常选择较大的背吃刀量和进给量，采用较低的切削速度；半精加工和精加工时，通常选择较小的背吃刀量和进给量，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。具体数值应根据机床说明
、切削用量手册并结合经验而定。主轴转速n(r/min)主要根据允许的切削速度c(m/min)选取。式中：vc————切削速度，由刀具的耐用度决定；D——工件或刀具直径(mm)。主轴转速n要根据计算值在机床说明书里面选取
值，并填入程序单中。在选用夹具时，常常要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性。常用数控铣削夹具万能组合夹具。适合于小批量生产。气动或液压夹具。适用于生产批量较大、不宜采用其他夹具的工件。专用铣削夹具。多工位夹具。适用于中批量生产。也常常采取平口虎钳、分度头和三爪自定心卡盘等通用夹具。七、数字控制机床常用夹具及装夹方式通用夹具（1）机用虎钳（2）三爪卡盘1、夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求。2、夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工。3、夹具的定位要可靠，定位元件应具有较高的定位精度，定位部位应便于清屑，无切屑积留。4对刚度小的工件，应保证最小的夹紧变形。（3）直接在数控铣床工作台上安装图4.23压紧点的选择（4）利用角铁和V形铁装夹工件图4.25角铁装夹工件图4.24V铁装夹工件（5）组合夹具装夹工件图4-26新型数控夹具体八、数控系统功能1.G功能（1）刀补、圆弧平面选择：G17、G18、G19（2）返回参考点：G28X_Y_Z_；式中X_Y_Z_为中间点的坐标值，用于加工中心回参考点结束程序或换刀，可自动取消刀具长度补偿。（3）刀具半径补偿：G41/G42D_（4）刀具长度补偿：G43/G44Z_Hxx。Z坐标值为刀补后刀位点移动到的坐标值。相当于G43/G44HxxG00Z_（5）取消刀具长度补偿：G49或G43/G44H00（6）工件坐标系的设置：G54~G59，通常按约定选用G54。（7）固定循环：G73、G74、G76、G80~G86用于孔加工。（8）绝对坐标/增量坐标指令：G90/G91都用相同字母X_Y_Z_（9）每分/每转进给：G94/G95（10）固定循环返回起始点/返回R点：G98/G99（11）坐标变换指令（包括极坐标编程、比例缩放和镜像、坐标系旋转等）2.M功能M06，M98，M99在同一程序段中若有两个M代码出现时，虽其动作不相冲突，但以排列在最后面的代码有效，前面M代码被忽略而不执行。注：M代码分为前指令码和后指令码，前指令码和同一程序段中的移动指令同时执行，后指令码在同段的移动指令完后才执行。（1）进给功能字F进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。一般只用每分钟进给。它为续效代码。（2）主轴转速功能字S主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。（3）刀具功能字T刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。3.F、S、T功能一、数字控制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、用户宏程序第二节、数字控制机床编程基础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1、坐标系统1）基本坐标轴数字控制机床的坐标轴和方向的命名制订了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X，Y，Z表示，常称基本坐标轴。一、数控编程基本知识2）旋转轴围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如图1所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A，+B，+C方向。一、数控编程基本知识基本轴与旋转轴的方向：+X=-X′,+Y=-Y′,+Z=-Z′，+A=-A′,+B=-B′,+C=-C′同样两者运动的负方向也彼此相反。一、数控编程基本知识+X+X+Y’+Z+Y+Z+Y+C+Z’+A+B+C+X+Y+Z+A+B+X’图1机床坐标轴一、数控编程基本知识3）附加坐标轴：在基本的线性坐标轴X，Y，Z之外的附加线性坐标轴指定为U，V，W和P，Q，R。这些附加坐标轴的运动方向，可按决定基本坐标轴运动方向的方法来决定。一、数控编程基本知识CJK6032坐标轴Z+X+++一、数字控制机床编程基础ZJK-7532立式铣床轴的定义一、数控编程基本知识+Y+X图2华中I型ZJK7532铣床坐标系统+Z数控立铣的机床坐标系数控铣床坐标系统复习数控卧铣的机床坐标系+X+Z+Y2、机床参考点、机床零点、机床坐标系机床参考点：为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个固定的机械的机床参考点（测量起点），（该点系统不能确定其位置）机床零点：通过已知参考点（已知点）、系统设置的参考点与机床零点的关系可确定一固定的机床零点，也称为机床坐标系的原点。（该点系统能确定其位置）。机床坐标系：以机床原点为原点，机床坐标轴为轴，建立的坐标系即机床坐标系。（该坐标系是机床位置控制的参照系）一、数控编程基本知识3、工件坐标系、程序原点定义：工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一点为原点（也称程序原点），建立一个坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。一、数控编程基本知识一、数控编程基本知识o)(编程原点工件原点Y+X+Y+oX+图4一、数控编程基本知识工件坐标系的原点要选择便于测量或对刀，同时要便于编程中坐标值的计算。工件坐标原点选择原则：（1）工件坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，便于坐标值的计算。（2）对称的零件，工件坐标原点应设在对称中心上，便于对刀。（3）Z轴零点，一般设在工件最高表面。（4）对于一般零件，通常设在工件外轮廓的某一角上。（5）毛坯材料通常把坐标原点设在工件上表面中心处。2-1、G指令(准备功能)二、数控铣床基本编程指令2-2、M指令(或辅助功能)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：G90GXYZG91GXYZG90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。G90、G91为模态功能，G90为缺省值。区别:图8中给出了刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时两种不同指令的区别。图8两种指令方式二、数控铣床基本编程指令注意：铣床中X轴不再是直径.2、坐标系设定G92格式：G92X_Y_Z_其中，X、Y、Z、为坐标原点（程序原点）到刀具起点（对刀点）的有向距离。建立：G92指令通过设定刀具起点相对于坐标原点的位置建立坐标系。此坐标系一旦建立起来，后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。二、数控铣床基本编程指令3、工件坐标系选择G54-G59格式：二、数控铣床基本编程指令如图所示，使用工件坐标系编程：要求刀具从当前点移动到A点，再从A点移动到B点。使用该组指令前，先用MDI方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值。注意：4、坐标平面选择G17，G18，G19格式：G17G18G19该指令选择一个平面，在此平面中进行圆弧插补和刀具半径补偿。G17选择XY平面，G18选择ZX平面，G19选择YZ平面。移动指令与平面选择无关。例如在规定了G17Z_时，Z轴照样会移动。G17、G18、G19为模态功能，可相互注销，G17为缺省值。二、数控铣床基本编程指令XYZG17G18G19二、相关的单位的设定(本课件以FANUC系统为例）1、尺寸单位选择G20，G21，G22格式：G20G21G22本系统采用3种尺寸输入制式：英制由G20指定，公制由G21指定，脉冲当量由G22指定，缺省时采用公制。3种制式下线性轴、旋转轴的尺寸单位如表4所示。二、数控铣床基本编程指令 线)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2、进给速度单位的设定G94、G95格式：G94[F_]G95[F_]G94为每分钟进给，F的单位依G20/G21/G22的设定而分别为mm/min，in/min或脉冲当量/min。此外，G94F_可以指定旋转轴的速度，旋转轴的速度单位为度/min或脉冲当量/min。G95为每转进给，在F之后，直接指定刀具在主轴转一转的进给量，单位依G20/G21/G22的设定而分别为mm/r，in/r或脉冲当量/r。这个功能必须在主轴装有编码器时才能用。G94、G95为模态功能，可相互注销，G94为缺省值。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：G00X_Y_Z_其中，X、Y、Z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2、线X_Y_Z_F_其中，X、Y、Z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。二、数控铣床基本编程指令图11G00、G01指令的使用3、圆弧进给指令G02，G03圆弧进给格式：其中用G17代码进行XY平面的指定，省略时就被默认为是G17，但当在ZX（G18）和YZ（G19）平面上编程时，平面指定代码不能省略。二、数控铣床基本编程指令F_二、数控铣床基本编程指令起点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所示二、数控铣床基本编程指令圆心终点(X,Y)起点JIOXY圆心终点(Y,Z)KJOYZ圆心终点(X,Z)起点IKOZX图21I、J、K的选择F_园弧插补需要注意的几点：1、当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，2、当圆弧圆心角大于180°时,R为负值，3、整圆编程时不能够正常的使用R，只能用I、J、K；4、F为编程的两个轴的合成进给速度。二、数控铣床基本编程指令1.螺旋线进给格式：螺旋线插补的进给速度F为合成运动速度。三、数控铣床常用编程指令F_______ZYZXYX如图所示零件以φ30的孔定位精铣外轮廓暂不考虑刀具补偿外轮廓铣削示例4、回参考点控制指令1）、自动返回到参考点G28格式：G28X_Y_Z_其中，X、Y、Z为指令的终点位置该指令的终点称之为“中间点”，而非参考点。在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。由该指令指定的轴能自动地定位到参考点上。三、数控铣床常用编程指令2）、自动从参考点返回G29格式：G29X_Y_Z_其中，X、Y、Z为指令的定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中的坐标；在G91时为终点相对于中间点的位移量。由此功能可使刀具从参考点经由一个中间点而定位于指定点。通常该指令紧跟在一个G28指令之后。用G29的程序段的动作，可使所有被指令的轴以快速进给经由以前用G28指令定义的中间点，然后再到达指定点。G29指令仅在其被规定的程序段中有效。三、数控铣床常用编程指令5、刀具补偿的概念一、数控铣床刀具补偿的含义在数控铣床上，由于程序所控制的刀具刀位点的轨迹和实际刀具切削刃口切削出的形状并不重合，它们在尺寸大小上存在一个刀具半径和刀具长短的差别，为此就应该要依据实际加工的形状尺寸算出刀具刀位点的轨迹坐标，据此来控制加工。三、数控铣床常用编程指令二、数控铣床刀具补偿类型刀具半径补偿:补偿刀具半径对工件轮廓尺寸的影响.刀具长度补偿:补偿刀具长度方向尺寸的变化.三、刀具补偿的方法人工预刀补：人工计算刀补量进行编程机床自动刀补：数控系统具有刀具补偿功能。四、刀具半径补偿功能1、刀具半径补偿的作用在数控铣床上进行轮廓铣削时，由于刀具半径的存在，刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。人工计算刀具中心轨迹编程，计算相当复杂，且刀具直径变化时必须重新计算，修改程序。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。分为三步：1、刀补的建立：在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。2、刀补进行：刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。3、刀补取消：刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。2、刀具半径补偿的过程3、刀具半径补偿指令G41，G42，G40X—Y—X—Z—Y—Z—D—G17G18G19G41G42G00G01执行刀补X—Y—X—Z—Y—Z—G40G00G01取消刀补X、Y、Z值是建立补偿直线段的终点坐标值；D为刀补号地址，用D00～D99来指定，它用来调用内存中刀具半径补偿的数值。刀具半径补偿格式：在进行刀具半径补偿前，必须用G17或G18、G19指定补偿是在哪个平面上进行。G40是取消刀具半径补偿功能。G41是在相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左刀补，如图31（a）所示。G42是在相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右刀补，如图31（b）所示。G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。三、数控铣床常用编程指令三、数控铣床常用编程指令4、刀具半径补偿应用利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不一样大小的刀具补偿半径值而逐步减少切削余量的方法来达到粗、精加工的目的。例.见图所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时刀具距离工件表面50mm，切削深度为10mm.三、数控铣床常用编程指令五、刀具长度补偿刀具长度补偿指令通常用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置量，这样当刀具在长度方向的尺寸发生明显的变化时（如钻头刃磨后），可以在不改变程序的情况下，通过改变偏置量，加工出所要求的零件尺寸。1.刀具长度补偿指令（G43、G44、G49)指令说明:(1)刀具长度补偿指刀具在Z方向的实际位移比程序给定值增加或减少一个偏置值；(2)G43指令为刀具长度正补偿(Z实际值=Z指令值＋H_中的偏置值)；(3)G44指令为刀具长度负补偿(Z实际值=Z指令值－H_中的偏置值)；指令格式:G43（G44）GOO/G01Z__H__;G49G00/G01Z__;(4)格式中的Z值是指程序中的指令值，即目标点坐标；(5)H为刀具长度补偿代码，后面两位数字是刀具长度补偿寄存器的地址符。H01指01号寄存器，在该寄存器中存放对应刀具长度的补偿值;(6)G49指令为取消刀具长度补偿；6、其他指令1、子程序调用指令:M98、M99为了简化程序的编制,当一个工件上有相同的加工内容时,常调用子程序进行编程.在主程序中用”M98P_”来调用子程序,P后指定的数字为子程序,子程序的程序结构与主程序基本一致,区别仅在于子程序用”M99”作为结束符.当主程序中有调用子程序的命令时,系统自动找到子程序,并开始执行.当子程序执行完成后,返回主程序,继续执行主程序中的后续程序段.2、子程序的编程格式编程格式Oxxxx(或Pxxxx或%xxxx)调用格式1）M98PxxxxxxxxP后面的前4位为重复调用的次数，省略时为调用一次；后4位为子程序号。2）M99子程序结束指令例如：M98P12345678；表示：调用子程序O5678共1234次。返回图4-32子程序嵌套O0001N10…︰M98P20;N50…：M30;O0020N10…︰M98P30;N50…：M99;O0030N10…︰M98P50;N50…：M99;O0050N10…︰M98P60;N50…：M99;O0060N10…︰N50…：M99;主程序子程序子程序子程序子程序一级嵌套二级嵌套三级嵌套四级嵌套4、说明子程序必须在主程序结束指令后建立。子程序的内容与一般程序编制方法相同。子程序的作用如同一个固定循环，供主程序调用。M99表明子程序结束，并返回主程序，所以该指令必须在一个子程序的最后设置。但不一定要单独使用一个程序段，也可以放在最后一段程序的最后。例：编写下图数控加工程序。加工路线：粗铣凸台（刀具半径补偿值26.5mm）→半精铣凸台（刀具半径补偿值17mm）→半精铣凸台（刀具半径补偿值8mm）→精铣凸台（刀具半径补偿值6mm）→钻、铣4-φ12孔。主程序O0006；G40G49G80G90；G54G00X-55.0Y-50.0；M03S500；G43G00Z50.0H01；Z5.0；G01Z-6.0F100；G41G01X-20.0Y-40.0D01M08；M98P1111；G41G01X-20.0Y-40.0D02M08；M98P1111；G41G01X-20.0Y-40.0D03M08；M98P1111；G41G01X-20.0Y-40.0D04M08；M98P1111；G00Z10.0；G99G81X30.0Y30.0Z-23.0R5.0F40；Y-30.0；X-30.0Y30.0；Y-30.0；G80G49G00Z120.0M09；M05；M30；子程序O1111；G01Y10.F100；G02X-10.Y20.R10.；G01X10.0；G02X20.0Y10.0R10.；G01Y-10.0；G02X10.0Y-20.R10.；G01X-10.G02X-20.Y-10.R10.0；G03X-40.0Y10.R20.；G40G01Y-42.M09；M99； 工作任务数控铣削下图所示零件,毛坯100x80x40，材料#45。工作任务数控铣削下图所示零件,毛坯100x80x40，材料#45。工艺
确定工艺方案因零件表面对粗糙度并未要求，因此分为粗、精加工。起刀点的选择：观察三个图形之间的距离为35mm，第一个图形的起刀点可以在相同的距离，这样做才能够编制一个型腔的子程序，可以调用三次，从而使加工工程变得简单。程序编制程序编制O0021;（子程序）G91G01X35F100;Z-7;G41X10D01;G1Y23;G3X-7Y7R7;G1X-6;G3X-7Y-7R7;G1Y-46;G3X7Y-7R7;G1X6;G3X7Y7R7;G1Y25;G40X-10Y-2;G0Z7;M99;程序编制程序编制O0020;（主程序）G54G90G17G40;S600M3;G0X-70Y0Z100;Z10;G1Z2.5F80;M98P30021;G90G0Z2;S1000;G0X-70;M98P30021;G90G0Z100;M30;图形不变，切削深度为15mm，如何编程？思考题例.见下图所示，用Φ8的刀具，加工距离工件上表面3mm深的凸模四、数控铣床编程实例R103020R10R20R20（五）固定循环指令钻孔、攻螺纹、镗孔、深孔钻削、拉镗等加工工序时，因为所需完成的顺序动作是重复的。所以编写程序时把这部分的动作编写成固定循环功能指令。固定循环指令程序段格式为：G98（G99）G73～G89XYZRQ_PFK；指令说明:(1)在G90或G91指令中，Z坐标值有不同的定义。(2)G98指令表示刀具返回到初始点平面，G99指令表示刀具返回到R点平面，如图取消固定循环指令：G80孔加工循环的平面固定循环的动作在孔加工过程中，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。（3）X__Y__指定加工孔的位置；Z__指定孔底平面的位置；R__指定R点平面的位置；Q__在G73或G83指令中定义每次进刀加工深度，在G76或G87指令中定义位移量，Q值为增量值，与G90或G91指令的选择无关；P__指定刀具在孔底的暂停时间，用整数表示，单位为ms；F__指定孔加工切削进给速度。该指令为模态指令，即使取消了固定循环，在其后的加工程序中仍然有效;K__指定孔加工的重复加工次数，执行一次L1可以省略。如果程序中选G90指令，刀具在原来孔的位置上重复加工，若选择G91指令，则用一个程序段对分布在一条直线上的若干个等距孔来加工。L指令仅在被指定的程段中有效。1.钻孔循环指令2.镗孔循环指令3.攻丝循环指令1.钻孔循环指令①高速深孔往复排屑钻G73指令:G73X_Y_Z_R_Q_F_;用于深孔钻削，Z轴方向的间断进给有利于深孔工艺流程中断屑与排屑。指令Q为每一次进给的加工深度（增量值且为正值），图示中退刀距离d由数控系统内部设定。其动作如右图所示：③深孔往复排屑钻G83指令：G83X_Y_Z_R_Q_F_孔加工动作如右图所示。与G73指令略有不同的是每次刀具间歇进给后回退至R点平面，这种退刀方式排屑畅通，适宜加工深孔。②钻孔G81指令与锪孔G82指令G81的指令格式为：G81X_Y_Z_R_F_;G82的指令格式为：G82X_Y_Z_R_P_F_;G82与G81指令相比,唯一不同之处是G82指令在孔底增加了暂停，因而适用于锪孔或镗阶梯孔，提高了孔台阶表面的加工质量，而G81指令只用于一般要求的钻孔。G81加工动作如右图：2.镗孔循环指令①精镗孔G76指令：G76X_Y_Z_R_Q_P_F_;孔加工动作如右图所示。在孔底主轴定向停止后，刀头按地址Q所指定的偏移量移动，然后提刀。采用这种镗孔方式能高精度、高效率地完成孔加工而不损伤工件表面。②镗孔循环指令G86：G86X_Y_Z_R_F_G86在到达孔底位置后，主轴停止，并快速退出。其工艺流程如下图所示：①攻左牙循环指令G74：G74X_Y_Z_R_F_;用主轴逆时针旋转执行攻丝。当到达孔底时，为了退回，主轴顺时针旋转。该循环加工一个反螺纹。其加工动作如右图所示：3.攻丝循环指令②攻丝循环指令G84:G84X_Y_Z_R_P_F_;与钻孔加工不同的是攻螺纹结束后的返回过程不是快速运动，而是以进给速度反转退出。F要根据丝锥的螺距p和主轴的转速n进行计算F=pn。加工动作如右图所示：③反镗孔G87指令：G87X_Y_Z_R_Q_P_F_刀具运动到起始点B(X，Y)后，主轴准停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，然后快速运动到孔底位置，接着沿刀尖正方向偏移回E点，主轴正转，刀具向上进给运动，到R点，再主轴准停，刀具沿刀尖的反方向偏移Q值，快退，接着沿刀尖正方向偏移到B点，主轴正转，本加工循环结束，继续执行下一段程序。反镗上图所示孔的加工程序：G54X0Y0Z100;G90G00X0Y0;G43Z5H03;S350M03;G87G98Z-30.0R-43.0Q3.0P2000F50;G00G49Z0;M05M30;2、比例缩放功能指令G51,G50格式:G51X_Y_Z_P_;G50;其中:G51为激活缩放功能;X,Y,Z指定图形缩放中心的绝对坐标值;P指定缩放比例;G50为取消缩放.该功能可使原编程图形按指定比例缩小或放大.使用缩放指令可实现同一程序加工出形状相同，尺寸不同的工件。主程序%0007G92X0Y0Z25.0G90G00Z5.0M03G01Z-18.0F100M98P100G01Z-28.0G51X15.0Y15.0P2M98P100G50G00Z25.0M05M30缩放指令编程使用缩放指令可实现同一程序加工出形状相同，尺寸不同的工件。子程序%100G41G00X10.0Y4.0D01G01Y30.0X20.0G03X30.0Y20.0R10.0G01Y10.0X5.0G40G00X0Y0M99返回上层例:加工如图所示的三角形ABC,顶点为(30,40),B(70,40),C(50,80)及三角形A’B’C’,定点在A’(10,30),B’(90,30),C’(50,110).三角形A’B’C’是三角形ABC的2倍,缩放中心在D(50,50),槽宽为6mm,槽深为2mm,编写该加工程序.解:选择Φ6mm的高速钢刀,加工路线确定为先加工三角形ABC,再用缩放功能加工三角形A’B’C’,加工程序如下:主程序:O4578G90G80G40G49;G54G00X30.0Y40.0;M03S1200;G43Z50.0H01;Z5.0;G01Z-2.0F120;M98P1111;G00Z5.0;G00X10.0Y30.0;G01Z-2.0;G51X50.0Y50.0P2;M98P1111;G50;G49G00Z100.0M05;M30;子程序:O1111G01X70.0Y40.0F120;X50.0Y80.0;X30.0Y40.0;M99;3、可编程镜像功能指令Ｇ51.1,Ｇ50.1格式:G51.1IP_;…G50.1IP_;其中:G51.1激活可编程镜像功能,”IP”用在G51.1段中为指定镜像对称点位置或对称轴.例:编写加工如图所示零件的加工程序.铣削深度2mm.主程序O0005；G90G54G00X0Y0S500M03；Z100.0；M98P0500；G51.1X0；M98P0500；G51.1Y0；M98P0500；G50.1X0；M98P0500；G50.1Y0；M05；M30；子程序：O0500；Z5.0；G41X20.0Y10.0D01；G01Z-10.0F50；Y40.0；G03X40.0Y60.0R20.0；G01X50，；G02X60.0Y50.0R10.0；G01Y30.0；G02X50.0Y20.0R10.0；G01X10.0；G00G40X0Y0；Z100.0M05；M99；4、坐标系旋转指令（G68，G69）指令格式：G68X_Y_R_;坐标系开始旋转．．．G69;坐标系旋转取消指令指令说明：X,Y表示旋转中心坐标，R表示角度位移，正值为逆时针旋转。例：使用旋转功能编制如图所示轮廓的加工程序：设刀具起点距工件上表面50mm，切削深度5mm。Ｏ0068主程序N10G54G90G49G80G17M03S1500;N15G43G00Z100H01;N20M98P2000;加工①N25G68X0Y0R45；旋转45°N30M98P2000；加工②N40G69;N60G68X0Y0R90；旋转90°N70M98P2000；加工③N20G69；取消旋转N80G49G00Z100M05;N90M30;子程序（①的加工程序）Ｏ2000N100G00Z5;N105G01X20Y0F80;N110G01Z-2F100;N120G02X30Y0R5;N130G03X40Y0R5;N140X20Y0R10;N145G00Z5;N150M99;谢谢
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