数控铣床与加工中心编程及加工（第二版）

项目一　数控铣床与加工中心的基本操作1
任务一　认识数控铣床和加工中心与5S 管理  2
学习目标  2
任务描述  2
任务分析  2
知识准备  2
一、数控相关术语  2
二、数控铣床和加工中心简介  3
三、数控铣床（加工中心）的组成  4
四、数控铣床（加工中心）的分类  5
五、数控铣床的型号  8
六、数控机床的特点  9
七、数控铣床（加工中心）的加工对象  10
八、不适合数控铣床（加工中心） 加工的对象  12
九、数控铣床、加工中心的安全操作规程  12
十、数控铣床、加工中心的日常维护及保养  12
十一、数控系统日常维护及保养  13
十二、操作者的安全注意事项  13
十三、现场管理 5S  14
任务实施  16
任务总结  16
任务评价  16
思考与练习  17
任务二　认识数控铣床面板的功能  17
学习目标  17
任务描述  17
任务分析  17
知识准备  18
一、FANUC（法那克） 0-i MD 系统数控铣床（加工中心）面板功能介绍  18
二、数控铣床与加工中心的开机、关机步骤  22
三、开机后的手动回原点操作  23
四、数控铣床（加工中心） 的机床坐标系  23
任务实施  25
任务总结  25
任务评价  26
思考与练习  26
任务三　数控铣床手动试切削  26
学习目标  26
任务描述  27
任务分析  27
知识准备  27
一、铣刀种类、用途与刀具材料及性能  27
二、数控刀柄、平口钳、卸刀座等工艺装备  29
三、数控铣削用量  30
四、数控铣削用量的选择方法  31
五、数控编程时，如何计算 n 与 vf  31
任务实施  32
一、手动（JOG）操作与试切削  32
二、切削用量的确定  32
三、切削加工  33
四、加工结束  33
任务总结  33
任务评价  34
思考与练习  34
任务四　数控铣床程序的输入与编辑  34
学习目标  34
任务描述  35
任务分析  35
知识准备  35
一、数控程序结构  35
二、程序段组成  36
三、G 代码简介  37
四、字地址可变程序段格式  37
五、辅助功能简介  38
六、刀具功能  38
七、法那克系统新数控程序的输入  38
八、程序的查找与打开  39
九、程序的复制步骤  40
十、程序的删除步骤  40
十一、字或字符的查找  40
十二、字的插入步骤  41
十三、程序字的替换步骤  41
十四、字的删除步骤  41
十五、程序编辑操作注意事项  41
任务实施  41
任务总结  41
任务评价  42
思考与练习  42
任务五　数控铣床的 MDI 操作  43
学习目标  43
任务描述  43
任务分析  43
知识准备  43
一、G90、G91 指令（模态指令，03 组 G 代码）  43
二、G20、 G21（06 组 G 代码）  44
三、快速定位指令G00（模态指令，01 组）  44
四、直线插补指令G01（模态指令，01 组）  46
五、进给速度功能指令  46
六、主轴转速功能指令  47
七、主轴正、反转、停转指令  47
任务实施  47
任务总结  48
任务评价  48
思考与练习  48

项目二　平面图形加工49
任务一　直线图形加工  49
学习目标  49
任务描述  50
任务分析  51
知识准备  51
一、工件坐标系  51
二、参考点（机床原点、工件原点、刀位点）  52
三、对刀的基本知识  53
四、对刀实质与 G54～G59、 G53  54
五、试切对刀法的操作步骤  55
六、对刀正确性的 MDI 验证方法  56
七、数控程序编制的步骤和工作内容概述  57
任务实施  59
任务总结  62
任务评价  63
思考与练习  64
任务二　圆弧图形加工  64
学习目标  64
任务描述  65
任务分析  65
知识准备  66
一、圆弧插补指令G02、G03 与平面选择指令 G17、 G18、 G19  66
二、圆弧方向的判定方法  68
三、G02、 G03 使用注意事项  68
任务实施  69
任务总结  71
任务评价  72
思考与练习  72

项目三　平面轮廓的加工74
任务一　铣削水平的平面  75
学习目标  75
任务描述  75
任务分析  75
知识准备  76
一、平面加工方案的确定  76
二、铣刀的选用  77
三、铣削方式的选择  77
四、平面铣削路径  78
五、子程序的结构及调用  78
任务实施  80
任务总结  86
任务评价  86
思考与练习  87
任务二　铣削平面轮廓零件  87
学习目标  87
任务描述  88
任务分析  88
知识准备  88
一、工艺性分析  88
二、工艺方案  89
三、数控加工工艺文件  90
四、刀具半径补偿指令——G41、G42、G40  91
五、刀具长度补偿指令——G43、G44、G49  94
六、多把刀具的对刀方法（使用刀具长度偏置编程）  95
七、换刀点位置的确定  98
八、刀具的磨损  98
任务实施  98
任务总结  103
任务评价  103
思考与练习  104
任务三　铣削内外相似轮廓  105
学习目标  105
任务描述  106
任务分析  106
知识准备  107
一、X 轴、Y 轴使用刚性靠棒或寻边器、Z 轴使用量块或Z 轴设定器的对刀方法  107
二、数控加工仿真软件中数控铣床的对刀方法  108
三、刀具半径偏置（补偿） 指令的使用说明  112
四、进给路线  115
五、在刀具偏置状态下， 圆弧插补进给速率调整  115
六、加工中心换刀指令  116
七、如何将数控铣床加工程序转化为加工中心程序  117
任务实施  117
任务总结  127
任务评价  128
思考与练习  129

项目四　孔加工131
任务一　利用定尺寸刀具加工孔  132
学习目标  132
任务描述  132
任务分析  132
知识准备  132
一、FANUC 0i 数控系统的孔加工固定循环指令  132
二、孔的加工方法与工艺方案的选择  139
三、常见定尺寸刀具  140
四、标准麻花钻的钻尖高度 h  142
五、孔加工 Z 向编程尺寸的确定 143
任务实施  143
任务总结  150
任务评价  151
思考与练习  151
任务二　铣孔  152
学习目标  152
任务描述  153
任务分析  153
知识准备  153
一、铣孔与镗孔的区别  153
二、铣孔的走刀路线与编程  154
三、局部坐标系概念  155
四、坐标系（可编程的） 偏移指令G52  155
五、利用夹具上的固定点对刀方法1（方法 2 见本项目的任务三）  156
任务实施  156
任务总结  160
任务评价  160
思考与练习  161
任务三　铣削普通螺纹  162
学习目标  162
任务描述  162
任务分析  163
知识准备  163
一、螺纹的切削加工（镗削）  163
二、螺纹的铣削加工  163
三、螺纹铣刀  165
四、普通螺纹铣削编程前的尺寸确定（或计算）与加工前的尺寸检查  165
五、利用夹具上的固定点对刀方法2（方法 1 见本项目的任务二）  165
任务实施  166
任务总结  169
任务评价  169
思考与练习  170

项目五　槽加工171
任务一　铣削窄槽  172
学习目标  172
任务描述  172
任务分析  173
知识准备  173
一、比例缩放功能 G51、G50  173
二、坐标系旋转指令 G68、G69  174
三、键槽铣削的铣削路径  176
四、直通槽与圆弧槽的铣削路径  177
任务实施  178
任务总结  184
任务评价  184
思考与练习  185
任务二　铣削型腔  186
学习目标  186
任务描述  186
任务分析  187
知识准备  187
一、型腔的铣削方法  187
二、槽底余料的去除  188
三、试切程序段的编写  189
任务实施  189
任务总结  195
任务评价  196
思考与练习  196

项目六　空间曲面零件加工198
任务　倒圆角  199
学习目标  199
任务描述  199
任务分析  199
知识准备  199
一、用户宏程序功能概述  199
二、用户宏程序功能 A  200
三、用户宏程序功能 B  201
四、数学模型的建立与宏程序 B 示例 207
任务实施  209
任务总结  218
任务评价  218
思考与练习  219

项目七　复杂零件加工221
任务　复杂零件的翻转加工  222
学习目标  222
任务描述  222
任务分析  223
知识准备  223
一、翻转加工  223
二、锥形铣刀的种类  223
三、平底锥铣刀的有效切削直径计算  223
四、加工误差产生的来源及减少加工误差的措施  224
五、立铣刀和可转位铣刀的常见问题及对策  225
六、极坐标指令（G15、 G16）  230
七、任意角度的倒角（C） 与拐角（R）  231
任务实施  234
任务总结  245
任务评价  246
思考与练习  247
综合训练题  247

附录254
附录1　FANUC 铣削G 代码一览表（用于数控铣床和加工中心）  254
附录2　FANUC 铣削 M 代码  257
附录3　数控铣床、加工中心切削用量参考资料  259
附录4　模态数据  266
附录5　“偏置存储类型——铣削” 与程序中的刀具偏置设定  269

参考文献275