项目描述：
本项目以FANUC 0i系统为主兼顾其他常用系统，掌握用数控铣床加工零件的步骤和方法，其过程如下： ⑴ 根据零件图进行图纸分析和工艺分析：
理解零件加工技术要求，如零件的结构特点、材料性能、尺寸精度、形位精度、表面精度等。
确定加工方案：工件装夹方法、加工顺序、走刀路线、刀具和切削用量的合理选择，作出成本核算。 应用工艺编制的基本知识，制订符合技术规范的工艺文件，并评价、完善工艺方案。
⑵ 应用数控加工程序编制的基本知识，手工编制加工程序，并利用数控仿真软件进行仿真加工及程序检查。
⑶ 遵守操作规范，使用数控机床及相关工艺装备，完成典型综合零件的数控加工，养成良好的文明操作习惯，培养团队沟通和协作能力。
⑷ 使用测量工具，检测产品，进行评价，提出改进方案。
⑸ 整理工艺文件并存档。
基本任务 FANUC 0i系统数控铣床的编程与操作
任务1.1 FANUC 0i系统数控铣床的基本操作
先通过仿真软件的练习，掌握简单零件的编程和加工，熟悉数控铣床操作面板的结构、各功能键的作用，基本编程指令的运用、程序的输入和编辑方法、对刀和零件的加工方法，再在机床上进行零件的数控编程与操作。 1.1.1M、S、T、F指令及常用单一G指令
数控系统不同，其功能指令也不完全相同，下面是FANUC 0i系统数控铣床的编程指令。
一、辅助功能M指令（M功能）
辅助功能M指令是控制机床或系统得辅助功能动作，如主轴正反转、冷却液开停、程序结束等。M指令由字母M和其后的两位数字组成。表1-1为FANUC 0i系统数控铣床常用M指令。
表1-1 ANUC 0i系统数控铣床常用M指令
代码 | 意义 | 格式 |
M00 | 停止程序运行 | |
M01 | 选择性停止 | |
M02 | 结束程序运行 | |
M03 | 主轴正向转动开始 | |
石墨冷铁M04 | 主轴反向转动开始 | |
M05 | 主轴停止转动 | |
M06 | 换刀指令 | M06 T--（用于加工中心） |
M08 | 冷却液开启 | |
M09 | 冷却液关闭 | |
M30 | 结束程序运行且返回程序开头 | |
M98 | 子程序调用 | M98 Pxxnnnn或M98PnnnnLxx 调用程序号为Onnnn的程序xx次。 |
M99 | 子程序结束 | 子程序格式： Onnnn … … … M99 |
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二、主轴转速S指令（S橡胶硬度功能）吴寿山
S功能指令用于控制主轴转速。
编程格式 S_
S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。
1、恒线速控制
编程格式 G96 S_
S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。
2、恒线速取消
编程格式 G97 S马德保半球实验_
S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速。
例：G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。
三、刀具功能指令（T功能）
数控铣床无ATC（自动刀具交换装置），必须用人工换刀，所以T功能只能用于加工中心。
四、进给功能F指令（F功能）
F功能指令用于控制切削进给量，一般用每分钟进给速度V F表示。
编程格式G98 F_
F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min，是续效性指令。
V F＝fz×Z×n
其中： fz ：铣刀每齿的进给量（mm /齿）
Z：铣刀的刀刃数。
n：刀具的转速（ r / min )
例：某一两齿铣刀加工零件，G98 F100 表示进给量为100mm/min。
每转进给量
编程格式 G99 F_
F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。
例：G99 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r。
五、准备功能G指令
准备功能G指令是建立机床坐标系或控制机床数控系统工作方式的一种指令。 FANUC0i-T数控铣床常用G指令见表1-2。
表1-2 FANUC0i-T数控系统常用G代码
代码 | 分组 | 意义 | 格式 |
G00 | 01 | 快速进给、定位 | G00 X-- Y-- Z-- |
G01 | 直线插补 | G01 X-- Y-- Z-- |
G02 | 圆弧插补CW（顺时针） | XY平面内的圆弧： ZX平面的圆弧： YZ平面的圆弧： |
G03 | 圆弧插补CCW（逆时针） |
G04 | 00 | 暂停 | G04 [P|X] 单位秒，增量状态单位毫秒，无参数状态表示停止 |
G15 | 17 | 取消极坐标指令 | G15 取消极坐标方式 |
G16 | 极坐标指令 | Gxx Gyy G16 开始极坐标指令 G00 IP_ 极坐标指令 Gxx：极坐标指令的平面选择（G17，G18，G19） Gyy：G90指定工件坐标系的零点为极坐标的原点 G91指定当前位置作为极坐标的原点 IP：指定极坐标系选择平面的轴地址及其值 第1轴：极坐标半径 第2轴：极角 |
G17 | 02 | XY平面 | G17选择XY平面； G18选择XZ平面； G19选择YZ平面。 |
G18 | ZX平面 |
G19 | YZ平面 |
G20 | 06 | 英制输入 | | 大蒜剥皮器
G21 | 米制输入 | |
G28 | 00 | 回归参考点 | G28 X-- Y-- Z--（X-- Y-- Z—是中间点坐标） |
G29 | 由参考点回归 | G29 X-- Y-- Z--（X-- Y-- Z—是从参考点返回目标点坐标） |
G40 | 07 | 刀具半径补偿取消 | G40 |
G41 | 左半径补偿 | |
G42 | 右半径补偿 |
G43 | 08 | 刀具长度补偿+ | |
G44 | 刀具长度补偿－ |
G49 | 刀具长度补偿取消 | G49 |
G50 | 11 | 取消缩放 | G50 缩放取消 |
G51 | 比例缩放 | G51 X_Y_Z_P_：缩放开始 X_Y_Z_：比例缩放中心坐标的绝对值指令 P_：缩放比例 G51 X_Y_Z_I_J_K_：缩放开始 X_Y_Z_：比例缩放中心坐标值的绝对值指令 I_J_K_：X，Y，Z各轴对应的缩放比例 |
G52 | 00 | 设定局部坐标系 | G52 IP_：设定局部坐标系 G52 IP0：取消局部坐标系 IP：局部坐标系原点 |
G53 | 机械坐标系选择 | G53 X-- Y-- Z-- |
G54 | 14 | 选择工作坐标系1 | GXX |
G55 | 选择工作坐标系2 |
G56 | 选择工作坐标系3 |
G57 | 选择工作坐标系4 |
G58 | 选择工作坐标系5 |
G59 | 选择工作坐标系6 |
G68 | 16 | 坐标系旋转 | （G17/G18/G19）G68 a_ b_R_：坐标系开始旋转 G17/G18/G19：平面选择，在其上包含旋转的形状 a_ b_：与指令坐标平面相应的X，Y，Z中的两个轴的绝对指令，在G68后面指定旋转中心 R_：角度位移，正值表示逆时针旋转。根据指令的G代码（G90或G91）确定绝对值或增量值 最小输入增量单位：0.001deg 有效数据范围：-360.000到360.000 |
G69 | 取消坐标轴旋转 | G69：坐标轴旋转取消指令 |
G73 | 09 | 深孔钻削固定循环 | G73 X-- Y-- Z-- R-- Q-- F-- |
G74 | 左螺纹攻螺纹固定循环 | G74 X-- Y-- Z-- R-- P-- F-- |
G76 | 精镗固定循环 | G76 X-- Y-- Z-- R-- Q-- F-- |
G90 | 03 | 绝对方式指定 | GXX |
G91 | 相对方式指定 |
G92 | 00 | 工作坐标系的变更 | G92 X-- Y-- Z-- |
G98 | 10 | 返回固定循环初始点 | GXX |
G99 | 返回固定循环R点 |
G80 | 09 | 固定循环取消 | |
G81 | 钻削固定循环、钻中心孔 | G81 X-- Y-- Z-- R-- F-- |
G82 | 钻削固定循环、锪孔 | G82 X-- Y-- Z -- R-- P-- F-- |
G83 | 深孔钻削固定循环 | G83 X-- Y-- Z -- R-- Q-- F-- |
G84 | 攻螺纹固定循环 | G84 X-- Y-- Z-- R-- F-- |
G85 | 镗削固定循环 | G85 X-- Y-- Z-- R-- F-- |
G86 | 退刀形镗削固定循环 | G86 X-- Y-- Z -- R-- P-- F-- |
G88 | 镗削固定循环 | G88 X-- Y-- Z -- R-- P-- F-- |
G89 | 镗削固定循环 | G89 X-- Y-- Z -- R-- P-- F-- |
agps | | | |
常用单一G指令介绍如下。
1、工件坐标系设定指令
工作坐标系设定指令是规定工作坐标系原点的指令，工件坐标系原点又称编程零点。数控编程时，必须先建立工件坐标系，用来确定刀具刀位点在坐标系中的坐标值。
为了编程时描述机床的运动，简化程序的编制方法，数控机床的坐标轴和运动方向均已标准化。我国JB3051-82数控机床坐标和运动方向的命名标准，与ISO841等效。该标准的主要内容同项目1数控车床的规定，数控机床坐标系
图1.1-1数控铣床坐标系（机床原点与工件原点）
坐标的表示方法：绝对坐标和增量坐标
绝对坐标：G90,X___Z___
增量坐标: G91,X__Z__或者U__W__
编程时可以使用混合坐标。
⑴ G92
编程格式
G92 X（α）_ Y（β）_ Z（γ）_；
式中，α、β、γ分别为刀尖的起始点距工件原点在X向、Y向和Z向的尺寸。执行G92指令时，机床不动作，即X、Y、Z轴均不移动，系统内部对（α，β，γ）进行记忆，CRT显示器上的坐标值发生了变化，这就相当于在系统内部建立了以工件原点为坐标原点的工作坐标系，如图1.1-2所示。
图1.1-2 工件坐标系的建立
注意事项
使用此种工件坐标系设定指令，要求程序结束时刀具也一定要返回到α、β和γ的位置，否则会引起加工误差，一般适合机床制造厂进行新机床调试试铣时使用。
(2) 工件坐标系选择G54~G59
说明：
G54~G59 是系统预定的6 个工件坐标系(如图1.1-3) 可根据需要任意选用这6个预定工件坐标系的原点，在机床坐标系中的值(工件零点偏置值)可用MDI 方式输入，系统自动记忆，
工件坐标系一旦选定后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对此工件坐标系原点的值，G54~G59 为模态功能可相互注销，G54 为缺省值。
图1.1-3 工件坐标系选择（G54-G59）
例1.1-1 如图1.1-4 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。
图1.1-4 使用工件坐标系编程
注意
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。
(3) 直接机床坐标系编程G53
说明
G53 是机床坐标系编程，在含有G53 的程序段中绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。G53 指令为非模态指令。
2、快速线性移动指令G00
用于快速定位刀具，没有对工件进行加工，可以在几个轴上同时执行快速移动，由此产生一线性轨迹。
⑴ 编程格式 G00 X（U）_ Y（V）_ Z（W）_；
式中，X（U）_ Y（V）_Z（W）_为刀具移动的目标点坐标，其中X、Y、Z为绝对坐标形式，U、V、W为相对坐标形式。
3、带进给率的线性插补指令G01
直线插补指令是直线运动指令，它命令刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的给速度做任意斜率的直线运动，该指令是模态（续效）指令。
格式 G01 X（U）_ Y（V）_ Z（W）_F_
说明:
X（U）_ Y（V）_ Z（W）_线性进给终点在G90 时为终点在工件坐标系中的坐标在G91 时为终点相对于起点的位移量。F_ 合成进给速度，也是模态指令。
G01 是模态代码可由G00 G02 G03 或G33 功能注销。
4、圆弧进给G02/G03
说明：
G02 顺时针圆弧插补(如图1.1-5 所示)
G03 逆时针圆弧插补(如图1.1-5 所示)
G17 XY 平面的圆弧，G18 ZX 平面的圆弧，G19 YZ 平面的圆弧。
X, Y, Z 圆弧终点在G90 时为圆弧终点在工件坐标系中的坐标，在G91 时为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量。
I, J, K 圆心相对于圆弧起点的偏移值(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标) 。在G90/G91时都是以增量方式指定R 圆弧半径，当圆弧圆心角小于180 时R 为正值，否则R 为负值。F
为两个轴的合成进给速度。
图1.1-5不同平面的G02与G03选择
例1.1-2 使用G02 对图1.1-6 所示劣弧a 和优弧b 编程
图1.1-6 圆弧编程
例1.1-3 使用G02/G03 对图1.1-7 所示的整圆编程。
图1.1-7 整圆编程
注意
(1) 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向往负方向看到的回转方向；
(2) 整圆编程时不可以使用R 只能用I J K；
(3) 同时编入R 与I J K 时R 有效；
5、螺旋线进给G02/G03
说明：
X, Y, Z 中由G17/G18/G19 平面选定的两个坐标为螺旋线投影圆弧的终点意义同圆弧进给第3 坐标是与选定平面相垂直的轴终点其余参数的意义同圆弧进给该指令对另一个不在圆弧平面上的坐标轴施加运动指令对于任何小于360 的圆弧可附加任一数值的单轴指令。
例1.1-4 使用G03 对图1.1-8 所示的的螺旋线编程
图1.1-8 螺旋线编程
6、刀具半径补偿功能指令G40 G41 G42
G40 G41 G42 都是模态代码可相互注销。
注意：
(1) 刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；
(2) 刀具半径补偿的建立与取消只能用G00 或G01 指令不得是G02 或G03。
例1.1-5 考虑刀具半径补偿编制图1.1-9 所示零件的加工程序要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工，设加工开始时刀具距离工件上表面50mm，切削深度为10mm。
图1.1-9 刀具半径补偿编程
注意:
(1) 加工前应先用手动方式对刀将刀具移动到相对于编程原点 (−10 −10 50)的对刀点处；
(2) 图中带箭头的实线为编程轮廓不带箭头的虚线为刀具中心的实际路线。
7、刀具长度补偿G43 G44 G49
说明：
G17 刀具长度补偿轴为Z 轴，G18 刀具长度补偿轴为Y 轴，G19 刀具长度补偿轴为X 轴；
