数控铣床入门基础知识材料

入门知识

本课题主要讲述的内容：

1. 数控铳床安全操作规程

2. 数控铳削在工业生产中的地位及加工范围

3. 编程基础知识（一）:

①机床的坐标轴及运动代号；

②基本指令；

③加工程序编制初步；

实训目的：

1?了解掌握数控铳床的安全操作及基本指令和基础编程知识。

2. 了解掌握机床坐标轴的判别方式和动运代号，运动方向。

、安全文明生产

（一）文明生产

1. 严格遵守车间记律，准时上下班；

2. 操作结束要清扫机床和清洁量具；

3. 下班前要清扫工场、清点和清洁量具、清点和清洁刀具、清理整齐工件和毛坯；

4. 废品工件加工、折断的刀具必须回收，不得丢弃和藏幕；

5. 严禁不文明行为。

（二）安全生产

1. 严禁在工场追逐、打闹、快速奔跑；

2. 严禁着拖鞋、高跟鞋，严禁着不符合工作服要求的服装（如宽大的、衣领或套袖上有装饰带的），头发长的同学必须戴帽子，头发必须盘在帽子内；

3. 操作机床严格按照老师规定的步骤执行；

4. 一台机床只能单人操作！同组其他同学在旁边只能观察操作过程、口头指出错误，严禁动手！唯一的例外是：发生紧急情况时，可代操作者拍按“急停”按钮！

5. 发生事故要及时停机，并马上报告老师处理；严禁私自处理！严禁隐瞒不报！

6. 对刀时要及时调整“进给倍率”旋钮（按键）：刀具远离工件时（大于50mm），可

用较大倍率；靠近工件时（50?10mm）,必须用较小倍率（10%?20%）；准备切到工件时

（1?10mm）,必须选用1?2 %倍率档！

7. 加工工件过程：检查平口钳装夹是否牢靠T正确装夹工件T对刀、设置坐标偏置T

登录程序T检查程序T提高坐标偏置（如G54）中的Z坐标偏置100mm （即+Z方向）T

正确设置刀具补偿T选择“空运行”、“单段”之后，自动运行程序；观察走刀轨迹是否正确。若正确，则取消“空运行”、恢复坐标偏置、保留“单段” T开始加工；

8. 切削前必须确认已经取消“空运行”、调整“进给倍率”旋钮（按键）到较低档、坐

标偏置正确、“单段”已经选用。切入工件后可取消“单段”、调整“进给倍率”到100%或

适当倍率；

9. 加工过程必须值守在机床操作位；

10. 严格遵守学校颁布的《数控铳床安全操作规程》。

二、数控铣削简介

（一） NC技术

NC（Numerical Control）技术就是：用数值和符号构成的数字信息自动控制机床的运转。与传统机床依靠操作者操纵手柄进行加工相比，数控机床是依靠NC系统发出的控制信息以

脉冲的方式来控制机床各轴的运动进行零件的轮廓形状加工的。因此，进行准确控制加工复

杂的二维、三维零件在数控机床上利用2轴、3轴乃至4轴、5轴联动，能够轻而易举的实

现，在传统机床上是很难操作的，并且对操作者的经验技术要求较高。传统机械加工要求操

作者始终专注于机床的运动、及时作出合适的手柄操纵；数控机械加工首件验证合格后，加工过程几乎不再需要干预，解脱操作者的束缚，可用于准备其他的生产准备工作，节约人力资源，提高生产效益。数控加工技术得到迅速普及、迅速提高的。目前，在役的数控机床一般为CNC（Computer Numerical Control）数控机床。

数控加工技术从产生至今，已经在机械加工领域广泛应用：如数控车床、数控镗铳床、数控磨床、数控冲床、数控切割机、数控电火花（线切割）机、数控激光加工机床等等，数控车削、数控镗铳削、数控电火花线切割是目前数控加工的主力。数控机床是柔性生产线、无人值守车间的基本构成单位。

（二）数控铳床主要功能

不同档次的数控铳床的功能有较大的差别，但都应具备以下主要功能：

1. 直线插补：数控铳削加工的最基本功能之一。

2. 圆弧插补：数控铳削加工的最基本功能之一。

3. 固定循环：固定循环是指系统开发者所开发的、系统本身的有机组成、参数化的应

用于简化编程的加工子程序，并以固定指令格式应用，主要用于实现一些具有典型性的需要多次重复的加工动作，如各种孔、螺纹、沟槽等的加工。使用固定循环可以有效地简化程序的编制。

4. 刀具补偿：一般包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具位置补偿功能等。

刀具半径补偿一一平面轮廓加工

刀具长度补偿一一设置刀具长度

5. 镜向、旋转、缩放、平移：

通过机床数控系统对加工程序进行镜向、旋转、缩放、平移处理，简化程序编制。

6. 自动加、减速控制：

机床在刀具改变运动方向时自动调整进给速度，保持良好的加工状态，避免造成刀具变形、工件表面受损、加工过程速度不稳等情形。

7. 数据输入输出及DNC功能：

数控铳床一般通过RS232C接口进行数据的输入及输出，包括加工程序和机床参数等。当执行的加工程序超过存储空间时，就应当采用DNC加工，即外部计算机直接控制数控

铳床进行加工。

8. 子程序功能：

对于需要多次重复的加工动作或加工区域，可以将其编成子程序，在主程序需要的时候

调用它，并且可以实现子程序的多级嵌套，以简化程序的编写。

9. 自诊断功能：

自诊断是数控系统在运转中的自我诊断，它是数控系统的一项重要功能，对数控机床的

维修、程序的调试等具有重要的作用。

10. 用户宏功能：

在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能，这种有变量的程

序称为宏程序。利用宏程序编程，可进一步提高、扩展数控铳床的使用性能。

（三）数控铳床主要加工内容

数控铳床目前主要应用于模具行业、小批零件加工、产品试制，减少甚至不用专用的工

具、夹具、量具以及专用刀具，主要加工内容：

1. 平面类零件：

型面为平面或可展成平面的零件称为平面类零件，这一类零件的加工特点是：一般用两

坐标联动就可以加工，其数控铳削相对比较简单。

2. 曲面类零件：

型面为空间的、不能展成平面的零件称为曲面类零件，其加工特点是：任何方式的加工，

铳刀与零件表面始终是点接触。

3. 变斜角类零件：

型面不能展成平面、但又存在有直素线的零件称为变斜角类零件，其加工特点是：周铳时，零件的被加工表面与铳刀柱面接触处可以是一条直线。

4. 孔及螺纹：

采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铳都有镗、钻、铰功能。

三、编程基础知识（一）

（一）基本指令介绍

1. 机床的坐标轴及运动代号

数控机床坐标轴命名遵循ISO标准：立式数控铳床的主轴运动方向定义为Z轴,刀具离

开工件的方向为+Z向，面向机床，以右手直角笛卡儿坐标系判定X、Y坐标轴：大拇指代

表X轴，食指代表Y轴，中指代表Z轴，各手指的指向代表对应轴运动的“+ ”向如图1-1所示；绕X轴的旋转为A，绕Y轴的旋转为B,绕Z轴的旋转为C,以右手螺旋法则判定运动的“ +、-”向。坐标指令书写格式：X___ Y___ Z___ A___ B___ C___ 各坐标（地址）

后的“ ”表示对应轴的运动方向和目标。

2. 基本指令：

（1）编程平面指令：

坐标平面规定如图1-2示，分述如下：

图1-1 右手直角笛卡尔坐标系图图1-2编程平面与坐标轴

G17――之后的程序都是以XY平面为切削平面，本指令为模态指令。G18――之后的程序都是以XZ平面为切削平面，本指令为模态指令。

G19――之后的程序都是以YZ平面为切削平面，本指令为模态指令。

数控系统一般默认在XY平面编程，所以在程序中可以不用指定G17。

（2）坐标系指令：

①可设定偏置G54、G55、G56、G57 （、G58、G59）:

指定程序自动执行加工零件时，编程坐标系原点在机械坐标系中的位置：工件编程原点偏离机床原点的方向和距离。都为模态指令。任意一个坐标系指令作用和效果都是相同的，编程时设置编程原点不必考虑工件在机床中的的装夹位置。加工时，通过对刀方式找到工件

装夹在机械坐标系中的位置，然后把这一位置设定于相应的寄存器，设定完成。

以上坐标系指令的坐标原点在断电、重新上电后不变。

②可编程偏置G92 :

指定程序自动执行加工零件时，编程坐标系原点在加工中的位置：刀具当前点（执行

G92程序段时，刀具所处的位置）偏离工件编程原点的方向和距离，为模态指令。

程序将不能循环加工。

在图1-3中明确表达了，G92时通过刀具当前位置（执行G92程序段时的为置）、

G92X___Y___Z___所指定的数值和方向来确定加工坐标系的坐标原点的。

（3）数值类型指令：

①绝对和相对：

绝对坐标方式G90 :坐标值是刀具运动终点相对于编程坐标系原点的距离和方向，为模态指令。

相对坐标方式G91 :坐标值是刀具运动终点相对于刀具运动起点的距离和方向，为模态指令。

采用G91、G90编程都可以，一般由图样的标注方式确定，这样可以减少尺寸链的换算，

方便坐标的计算。

绝对和相对编程方式编程举例：如图1-4示

绝对坐标方式G90相对坐标方式G91从A点切削到B点G01 X20 Y15 F100G01 X15 Y7 F100

从B点切削到A点G01 X5 Y8 F100G01 X-15 Y-7 F100该坐标系指令在断电、重新上上电后消失；程序必须在G92程序段起点处结束，否则

图1-3 G92设定加工原点