数控铣削编程基础知识
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技 能
掌握数控铣床编程指令格式
目 标
掌握数控铣床对刀的操作方法
知识准备
在金属切削原理中，将刀具与工件的相对运动称为切削运动， 根据其在切削过程中起的作用切削运动分为主运动和进给运动。
主运动使刀具切削刃及其毗邻的刀具表面切入工件材料，使被 切削层转变成切屑，从而形成工件新表面，即产生切屑的运动。通 常，主运动的速度较高，功率消耗较大，在铣削时刀具的回转运动 为主运动。
标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴X、Y、Z的关系 及其正方向用右手直角定则判定。拇指为X轴，食指为Y轴，中指为Z轴， 围绕X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、 +B、 +C分别用右手螺 旋定则判定，拇指为X、Y、Z的正向，四指弯曲的方向为对应的A、B、C 的正向。
n 拇指为x轴 n 食指为Y轴 n 中指为z轴
ISO标准规定：
（1）不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具 运动。 （2）机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴， 最后按右手定则判定Y轴。
（3）增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向
（4）机床主轴旋转运动的正方向是按照右手螺旋法则判定。
三、坐标轴运动方向的确定
1、Z坐标轴 （1）Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标 轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。 （2）若机床没有主轴（龙门数控刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹面。 （3）若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为 主轴，并以它确定Z坐标轴。
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
二、数控机床坐标系确定原则
1、刀具相对静止工件而运动的原则 假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知
道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机 床的加工过程。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。
2、标准坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系
立式数控铣床的坐标方向为：
Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方 向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔 坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。
卧式升降台铣床的坐标方向为：
Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的 平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。
(2)机床原点 现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床一经设计和制 造出来便被确定下来。所以，机床原点是机床坐标中固有的点不能随意改变。 机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。一般取 在X、Y、Z三个直线坐标轴正方向的极限位置。
机床起动时，通常要 进行机动或手动回零。所 谓回零，就是指运动部件 回到各轴正向极限位置。 这个极限位置就是机床原 点（零点）。
4、旋转运动 旋转运动A、B、C相应地表示其 轴线平行于X、Y、Z的旋转运动，其 正方向按照右旋螺纹旋转的方向。
立式5轴数控铣床的坐标轴
卧式5轴数控铣床的坐标轴
四、机床坐标系与工件坐标系
1、机床坐标系与机床原点、机床参考点
(1)机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标 系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。
1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标， 食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。 2) 大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指 的指向为Z坐标的正方向。 3) 围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋 定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转 方向即为旋转坐标A、B、C的正向 。
2．工件坐标系与工件坐标系原点
(1)工件坐标系
编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。
工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。
2、X坐标轴
（1）X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工 件定位平面内的运动的主要坐标。
（2）对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径 向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的 正方向。 （3）对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床）， 当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的 （立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。
铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。 可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高。
一、数控机床坐标系的作用
数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及 运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标 系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。
进给运动配合主运动依次或连续切除工件，同时形成具有所需 几何特性的已加工表面，在铣削加工时，刀具相对于工件的移动为 进给运动。在数控机床中，进给运动往往是多方向的复合运动，而 这种复合运动则需要各坐标轴具有联合运动功能，称为坐标联动。 通常机床根据联动轴数多少可分为：二坐标、三坐标、四坐标、五 坐标机床。
任务三 数控铣削编程
基础知识
任务描述
技能目标
拓展训练
知识准备
任务实施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 任务描述
本任务主要是训练学生掌握数控铣削编程的基础知识 以及数控铣削加工对刀的基本方法。如图3－11所示，工 件尺寸60mm×60mm×30mm，材料：硬铝。采用寻边器法和 试切法对刀。
图3－11 零件图
技能目标
掌握数控铣床坐标系的设定原则
（4）对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削 方向，并以该方向为正方向。
3、Y坐标轴
根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。 注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组、第三组平行于它们的 运动，可分别将它们坐标定为U、V、W和P、Q、R。
坐标轴的确定方法：一般先确定Z坐标轴，因为它是传递主切 削动力的主要轴或方向，再按规定确定X坐标轴，最后用右手 法则确定Y坐标轴。
掌握数控铣床编程指令格式
目 标
掌握数控铣床对刀的操作方法
知识准备
在金属切削原理中，将刀具与工件的相对运动称为切削运动， 根据其在切削过程中起的作用切削运动分为主运动和进给运动。
主运动使刀具切削刃及其毗邻的刀具表面切入工件材料，使被 切削层转变成切屑，从而形成工件新表面，即产生切屑的运动。通 常，主运动的速度较高，功率消耗较大，在铣削时刀具的回转运动 为主运动。
标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴X、Y、Z的关系 及其正方向用右手直角定则判定。拇指为X轴，食指为Y轴，中指为Z轴， 围绕X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、 +B、 +C分别用右手螺 旋定则判定，拇指为X、Y、Z的正向，四指弯曲的方向为对应的A、B、C 的正向。
n 拇指为x轴 n 食指为Y轴 n 中指为z轴
ISO标准规定：
（1）不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具 运动。 （2）机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴， 最后按右手定则判定Y轴。
（3）增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向
（4）机床主轴旋转运动的正方向是按照右手螺旋法则判定。
三、坐标轴运动方向的确定
1、Z坐标轴 （1）Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标 轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。 （2）若机床没有主轴（龙门数控刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹面。 （3）若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为 主轴，并以它确定Z坐标轴。
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
二、数控机床坐标系确定原则
1、刀具相对静止工件而运动的原则 假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知
道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机 床的加工过程。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。
2、标准坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系
立式数控铣床的坐标方向为：
Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方 向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔 坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。
卧式升降台铣床的坐标方向为：
Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的 平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。
(2)机床原点 现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床一经设计和制 造出来便被确定下来。所以，机床原点是机床坐标中固有的点不能随意改变。 机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。一般取 在X、Y、Z三个直线坐标轴正方向的极限位置。
机床起动时，通常要 进行机动或手动回零。所 谓回零，就是指运动部件 回到各轴正向极限位置。 这个极限位置就是机床原 点（零点）。
4、旋转运动 旋转运动A、B、C相应地表示其 轴线平行于X、Y、Z的旋转运动，其 正方向按照右旋螺纹旋转的方向。
立式5轴数控铣床的坐标轴
卧式5轴数控铣床的坐标轴
四、机床坐标系与工件坐标系
1、机床坐标系与机床原点、机床参考点
(1)机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标 系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。
1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标， 食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。 2) 大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指 的指向为Z坐标的正方向。 3) 围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋 定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转 方向即为旋转坐标A、B、C的正向 。
2．工件坐标系与工件坐标系原点
(1)工件坐标系
编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。
工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。
2、X坐标轴
（1）X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工 件定位平面内的运动的主要坐标。
（2）对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径 向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的 正方向。 （3）对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床）， 当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的 （立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。
铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。 可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高。
一、数控机床坐标系的作用
数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及 运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标 系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。
进给运动配合主运动依次或连续切除工件，同时形成具有所需 几何特性的已加工表面，在铣削加工时，刀具相对于工件的移动为 进给运动。在数控机床中，进给运动往往是多方向的复合运动，而 这种复合运动则需要各坐标轴具有联合运动功能，称为坐标联动。 通常机床根据联动轴数多少可分为：二坐标、三坐标、四坐标、五 坐标机床。
任务三 数控铣削编程
基础知识
任务描述
技能目标
拓展训练
知识准备
任务实施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 任务描述
本任务主要是训练学生掌握数控铣削编程的基础知识 以及数控铣削加工对刀的基本方法。如图3－11所示，工 件尺寸60mm×60mm×30mm，材料：硬铝。采用寻边器法和 试切法对刀。
图3－11 零件图
技能目标
掌握数控铣床坐标系的设定原则
（4）对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削 方向，并以该方向为正方向。
3、Y坐标轴
根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。 注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组、第三组平行于它们的 运动，可分别将它们坐标定为U、V、W和P、Q、R。
坐标轴的确定方法：一般先确定Z坐标轴，因为它是传递主切 削动力的主要轴或方向，再按规定确定X坐标轴，最后用右手 法则确定Y坐标轴。