本文整理数控铣床/加工中心编程课程。与数控车床主要加工回转体不同，数控铣床（及带刀库、能自动换刀的加工中心）主要加工箱体、型腔、平面轮廓、立体轮廓和复杂曲面 （如模具、叶片），所用刀具、对刀方式和典型循环都与车床不同。本篇系统讲清五块内容：①数控铣削常用刀具（面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、球头刀、锥柄/直柄麻花钻）与"刀柄---拉钉---夹头"刀具系统；②铣床/加工中心上 G54 工件坐标系的意义和试切对刀法；③铣削轮廓编程要点（G17 平面、安全高度、下刀、G02/G03 判断、I/J 圆心）；④镜像（对称）加工指令 （华中系统 G11/G12/G13、FANUC 系统 G51.1/G50.1 与子程序 M98）及其易错点；⑤孔加工工艺链（中心钻---钻---扩---铰---镗）与孔加工固定循环 G73/G83/G81/G76/G87/G84 等，包括导入量、超越量、三平面、Z/R/Q/P/F/L 各参数和 G98/G99 的区别。文末附速查表、易错点、待核对项和主动回忆题（含答案要点）。
一、核心结论
- 数控铣床/加工中心主要加工箱体类零件、型腔、平面与立体轮廓以及模具、叶片等复杂曲面；加工中心 = 数控铣床 + 刀库与自动换刀，可在一次装夹中完成铣、钻、扩、铰、镗、攻丝等多工序。
- 常用铣刀及用途：
- 面铣刀（端铣刀）：加工大平面，注意主偏角，常用直径约 50～100 mm；
- 立铣刀（圆柱铣刀）：加工中心用得最多，加工凹槽、台阶面、一般平面和曲面；
- 键槽铣刀：两个刀齿、双刃过中心，可先沿 Z 向（轴向）短距离扎刀到深度再横向铣削，专用于铣键槽；
- 球头铣刀：刀刃过球心，可轴向进刀也可平面进刀，加工复杂曲面、圆弧沟槽和倒角；
- 锥柄/直柄麻花钻：钻孔，区别在锥柄或直柄。
- 刀具系统由刀柄、拉钉、夹头 三部分组成：刀柄通过拉钉拉紧在主轴上传递转速和扭矩，夹头把刀具夹紧在刀柄里。常见有弹簧夹头（ER）刀柄（装直柄刀，BT40/BT50）、莫氏锥柄刀柄（装锥柄钻头，莫氏 1～4 号）、自紧（自定心三爪）夹头刀柄（夹麻花钻）。正因为人工装刀时刀具伸出长度因人而异，才必须用 G43/G44 刀具长度补偿（H 代码）。
- G54 工件坐标系：在控制面板里记录"工件坐标系相对机床坐标系的零点偏移量"，程序中只写 G54、不写 X/Y/Z 偏移值；大批量生产时原点变化只需在面板改偏移量、不必改程序，且断电不丢失（优于车床 G50/G92 那种把坐标写在程序里、断电要重输的方式）。
- 铣床/加工中心用 G90 表示绝对坐标、G91 表示增量（相对）坐标（不像车床用 X/Y/Z 与 U/V/W 区分），不同设备代码略有差异，要特别注意不要混用。
- 铣轮廓要点：选 G17（XY 平面）、先到安全高度、慢速下刀（在工件外或留安全距离处下到切削深度，如下到 Z−2、上方留约 2 mm 安全距离，下刀进给取 F50 左右）、主轴正转 M03、开切削液 M08；G02/G03 顺逆从 Z 轴正方向向负方向看判断；圆弧优先用 I/J（圆心相对起点的增量）编程，镜像加工时尽量不用 R，以免镜像后出错。
- 镜像（对称）加工 ：
- 华中系统 G11 关于 Y 轴镜像、G12 关于 X 轴镜像、G13 关于原点镜像 ，格式为
G11 P_ Q_ （循环次数）（课本第 46 页）； - FANUC 系统用 G51.1 X0/Y0 打开镜像、G50.1 取消镜像 ，配合 M98 P____ 调用子程序；
- 镜像只对称坐标，不会自动改变走刀方向、G02/G03 顺逆和刀补；镜像前必须先 G00 抬刀到安全高度、G00 X0 Y0 回到对称中心，否则会出现深度叠加（−2 再 −2 变 −4）和形状错误。
- 华中系统 G11 关于 Y 轴镜像、G12 关于 X 轴镜像、G13 关于原点镜像 ，格式为
- 孔加工要按精度选择工艺链：中心钻定心 → 麻花钻钻孔 → 扩孔钻扩孔 → 铰孔或镗孔 。麻花钻横刃有一定长度、不易定心，故先由中心钻钻小坑引导；扩孔可修正孔的圆整度和垂直度（约 IT10、Ra3.2～6.3）；铰孔为半精加工、余量小、低速（约 IT6～9、Ra0.4～1.6），但不能纠正孔的圆度和位置误差；镗孔可粗镗、半精镗、精镗（精镗可达约 IT6、Ra0.1～0.4）。要达到 Ra1.6 通常必须铰或镗。
- 孔加工固定循环要明确导入量（R 点安全距离）和超越量：毛坯面导入量约 2～10 mm、已加工面约 2～5 mm；钻通孔时超越量约一个钻尖高度、镗约 1～3 mm、铰约 3～5 mm。
- 固定循环围绕三个平面 动作：初始平面 → R 点平面（安全平面，G99 返回此平面）→ 孔底平面；G98 返回初始平面、G99 返回 R 点平面。常用循环：G81 普通钻孔、G73 高速深孔往复排屑钻、G83 深孔钻（间歇抬刀排屑）、G76 精镗（主轴定向停止、刀尖反向让刀 Q 防划伤）、G87 反（背）镗、G74/G84 攻丝（进给 F = 导程 × 转速）；G80 取消固定循环（G00/G01/G02/G03 也能取消），固定循环为模态指令。
二、知识结构
- 数控铣床与加工中心
- 加工对象：箱体、型腔、平面/立体轮廓、复杂曲面
- 刀具
- 面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、球头刀、麻花钻（锥柄/直柄）
- 刀具系统
- 刀柄、拉钉、夹头；ER 弹簧夹头、莫氏锥柄、自紧三爪
- 装刀长度因人而异 → G43/G44 长度补偿（H）
- 坐标系与对刀
- G54 零点偏移、控制面板输入、批量改原点、断电不丢
- 试切对刀法（X 边、Y 边、上表面 Z；X/Y 加半径、Z 直接接触）
- G90 绝对 / G91 增量
- 铣轮廓
- G17、安全高度、慢速下刀、M03/M08、G02/G03、I/J 优先
- 镜像加工
- 华中 G11/G12/G13（P/Q）；FANUC G51.1/G50.1 + M98
- 只对称坐标；先抬刀、回中心；模态继承
- 孔加工工艺
- 中心钻→钻→扩→铰/镗；各工序 IT、Ra 与适用范围
- 导入量、超越量
- 孔加工固定循环
- 三平面、G98/G99、动作顺序
- G81/G73/G83/G76/G87/G74/G84；X/Y/Z/R/Q/P/F/L；G80
- 孔加工工序例题：中心钻→钻→扩→铰，三把刀与程序开头规范
三、详细笔记
3.1 数控铣床与加工中心的加工对象
- 数控铣床 特别适合加工箱体类零件（变速箱体、泵体等）以及型腔、平面轮廓、立体轮廓；加工中心因带刀库、能自动换刀，可在一次装夹中连续完成铣平面、铣轮廓、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝等，尤其适合模具、叶片等需要多种刀具、多道工序的复杂曲面零件。
- 与车床相比，铣床的刀具以旋转为主运动、工件（或刀具）作进给，刀具种类更多，编程时要处理平面选择、下刀方式、刀具半径/长度补偿和大量孔加工循环。
3.2 数控铣削常用刀具
- 面铣刀（端铣刀） ：主要用于加工大平面（端面），刀盘上装有多个刀齿，加工时要注意主偏角对切削力方向和表面质量的影响；课堂给出的常用直径约 50～100 mm（5～10 cm）。
- 立铣刀（圆柱立铣刀）：加工中心上使用最多的刀具，用于铣凹槽、台阶面、一般平面以及曲面；圆周刃和端面刃都参与切削（具体刃数以刀具样本为准，常见 3、4 刃）。
- 键槽铣刀 ：专门铣键槽，只有两个刀齿、双刃过中心，端面刃一直延伸到中心，因此可以像钻头一样先沿 Z 向（轴向）作短距离进给"扎"到槽深，再沿横向铣削成形；普通立铣刀端面中心处无切削能力，一般不能直接垂直扎刀。
- 球头铣刀（球头刀）：端部为球形、刀刃过球心，既能轴向进刀又能平面进刀，主要用于加工复杂曲面、圆弧沟槽和倒角，是三维曲面精加工的主要刀具。
- 麻花钻（锥柄/直柄） ：用于钻孔，按柄部分为锥柄麻花钻 和直柄麻花钻；直柄钻头一般装在弹簧夹头或自紧夹头里，锥柄钻头装在莫氏锥柄刀柄里。
选用要点：加工大平面优先面铣刀；一般凹槽、台阶、轮廓用立铣刀；要垂直下刀铣封闭键槽用键槽铣刀；复杂曲面、圆角用球头刀；钻孔用麻花钻，但在钻孔前一般先用中心钻打定位坑。
3.3 刀柄、拉钉与夹头（刀具系统）
- 加工中心的刀具不是直接装到主轴上，而是通过一套刀具系统连接，由刀柄、拉钉、夹头 三部分组成：
- 刀柄：上端锥面与主轴锥孔配合；
- 拉钉（拉头）：装在刀柄尾部，主轴内的拉紧机构通过拉钉把刀柄牢牢拉紧，从而传递主轴的转速和扭矩；
- 夹头：装在刀柄下端，把铣刀/钻头的柄夹紧。
- 常见刀柄/夹头形式：
- 弹簧夹头刀柄（ER 刀柄） ：配弹簧筒夹装直柄刀具（直柄立铣刀、钻头等），常用 BT40、BT50 等系列（锥度规格）；
- 莫氏锥柄刀柄 ：装锥柄钻头等莫氏锥柄刀具，按锥度号分为莫氏 1～4 号等；锥柄靠锥面摩擦自锁传递扭矩，装卸时常借助斜铁撞击；
- 自紧（自定心）夹头刀柄：结构类似三爪自定心卡盘，三爪同步收拢夹紧，多用于夹持较大规格的麻花钻钻孔，装夹方便、夹紧力大。
- 为什么必须用刀具长度补偿 G43/G44（H 代码） ：用弹簧夹头装刀时，刀具从夹头中伸出多长主要靠人工控制，不同人、每次装夹伸出长度可能相差几毫米（如露出 5 mm 或 6 mm）。如果程序按固定长度编写，装刀长度一变，Z 向加工深度就错。因此每把刀都要通过对刀把实际长度差写入对应的长度补偿地址（H01、H02......），程序用 G43（正向长度补偿）/G44（负向长度补偿）H__ 调用；换刀或不用时用 G49 取消长度补偿。
3.4 G54 工件坐标系与试切对刀法
（1）G54 的意义（在铣床上重点展开）
- G54～G59 是可设定的工件坐标系，其本质是在数控系统中记录"工件坐标系原点相对机床坐标系原点的偏移量 "。功能与车床上把坐标系建立在程序里的 G50/G92 类似，但用法不同：
- 程序中只写 G54，不写 X/Y/Z 的偏移数值；
- 偏移数值在控制面板（偏移/坐标系设定界面）手动输入，即"工件零点偏移量"；
- 优点一：大批量生产中，若工件原点位置变化（换夹具、毛坯批次变化），只需在面板修改偏移量，程序不用改；
- 优点二：偏移量保存在系统中，断电后不会丢失；而把坐标写在程序里（如车床 G50/G92）一旦断电或重新对刀，往往要重新输入。
（2）试切对刀法确定零点偏移
- 让主轴正转，用刀具轻触工件各边来确定工件原点在机床坐标系中的位置：
- 试切工件 X 方向一侧，记下此时机床坐标 X₁；
- 试切 Y 方向一侧，记下机床坐标 Y₁；
- 试切工件上表面确定 Z，刀具刚接触上表面即可，记下机床坐标 Z；
- 数据处理：
- X、Y 方向由于刀具本身有半径，刀具接触的是刀刃外侧，需要在试切坐标基础上加上（或减去）一个刀具半径才能换算到工件侧边/中心的坐标；
- Z 方向刀具直接接触上表面，若把工件原点取在上表面，则直接用接触时的机床坐标作为 Z 偏移（注意符号）。
- 对刀得到的偏移值输入 G54 对应地址，即完成工件坐标系建立。
3.5 G90 绝对坐标与 G91 增量坐标
- 铣床/加工中心恢复使用 G90（绝对方式，坐标值相对工件原点）和 G91（增量方式，坐标值相对当前点）；这与车床不同------车床是用地址字母 X/Y/Z（绝对）和 U/V/W（增量）来区分，同一程序段还能混用。
- 不同厂家系统（FANUC、华中、西门子）代码和约定略有差别，编程和考试时要先看清是哪种系统，避免把车床的 U/V/W 习惯带到铣床上。
3.6 铣削轮廓编程要点
以平面轮廓（如爱心、对称图形）为例：
- 平面选择 ：XY 平面轮廓用 G17（对应 G02/G03 在 XY 平面插补，Z 为下刀方向）；G18 为 ZX 平面、G19 为 YZ 平面。
- 安全高度与定位：先在安全高度上用 G00 快速定位到下刀点上方（下刀点尽量选在工件外或留有安全距离处）。
- 慢速下刀 ：Z 向不能用 G00 直接扎到切削深度。通常先快速到距毛坯上表面约 2～5 mm，再以较小进给（课堂取 F50 左右 ）工进下到切削深度（例如下到 Z−2，即切深 2 mm，上方留约 2 mm 安全距离再工进）。
- 主轴正转 M03 S__ 、需要时开切削液 M08，然后再按轮廓 G01/G02/G03 进给。
- G02/G03 顺逆判断 ：在 G17（XY）平面内，从 Z 轴正方向向负方向看，顺时针为 G02、逆时针为 G03；不同机床 Z 轴正方向朝向不同（立式/卧式、刀架位置），判断时先确定 Z 正方向。
- 圆弧编程优先用 I/J ：I、J 是圆心相对圆弧起点在 X、Y 方向的增量坐标。能用 I/J 就尽量少用 R，尤其在做镜像加工时，R 圆弧在镜像后容易因方向/符号处理而出错，I/J 表达更稳妥。
3.7 镜像（对称）加工指令
当零件轮廓关于某轴或原点对称时，只需编写一个象限（区域）的子程序，其余对称部分用镜像指令"翻转"得到，可大幅减少编程量。
（1）华中（国产）系统
- G11：关于 Y 轴镜像；G12：关于 X 轴镜像；G13：关于原点镜像（同时关于 X、Y 轴）。
- 一般格式（课本第 46 页）：
G11 P__ Q__ （循环次数），其中 P 为被镜像程序（子程序）的开始段号、Q 为结束段号；G12、G13 同理。
（2）FANUC 系统
- 用 G51.1 X__ Y__ 打开可编程镜像（指定镜像对称轴/中心，如 X0、Y0），用 G50.1 取消镜像；
- 镜像的那段轮廓通常写成子程序，由主程序用 M98 P____ 调用（P 后为子程序号，如 M98 P0100 调用 O0100 子程序），加工完用 M99 返回主程序。
（3）镜像加工的关键规律与易错点
-
镜像指令只对坐标做对称翻转，不会自动改变刀具路径方向、G02/G03 的顺逆，也不会自动处理刀具补偿；因此镜像后顺逆圆弧、刀补方向是否仍正确要人工核对（这也是推荐用 I/J 而不用 R 的原因之一）。
-
每次镜像前必须：
- 先用 G00 把 Z 轴抬到安全高度，不能带着切削深度平移；
- 用 G00 X0 Y0 回到对称中心（原点），再进行下一次镜像。
- 若不抬刀、不回中心直接镜像，容易出现深度叠加（本应 Z−2，结果在 −2 基础上再下 −2 变成 −4）和轮廓错位、形状错误------这是爱心例题中最典型的错误。
-
四区域对称图形例题：第一象限手写子程序，第二象限关于 Y 轴镜像、第三象限关于原点镜像、第四象限关于 X 轴镜像。原本要手写约 12 行的四段轮廓，用 3 行镜像指令即可完成。
-
主程序与子程序之间模态代码相互继承 ：子程序中用到的 F、G 代码等模态可能沿用主程序或上一次调用的状态，因此在子程序（或每次调用）中应重新明确指定进给 F、主轴、刀补等，避免模态继承造成错误。
3.8 孔加工工艺链：中心钻---钻---扩---铰---镗
孔加工不是"一把钻头钻到底"，要按孔径精度、表面质量和生产批量选择工序。
（1）为什么先打中心孔（定心）
- 麻花钻端部有横刃，横刃有一定长度且不通过中心，刚接触毛坯时轴向力大、钻头容易跑偏、不易定心，造成孔轴线偏斜。
- 因此在钻孔前先用中心钻 在孔位处钻一个小锥坑引导钻头（课堂给的坑深约 2～3 mm，也有说 3～5 mm，以教材为准）；中心钻直径小、转速要高，一般不低于 1000 r/min。
（2）钻孔------麻花钻
- 中心孔引导后用麻花钻钻孔，得到孔的基本尺寸和深度；钻头两主切削刃切削、横刃定心，钻削排屑和散热条件较差。
（3）扩孔------扩孔钻
- 对已有孔（铸出、锻出或钻出的孔）用扩孔钻 扩大；扩孔钻一般有 3～4 个刀齿，导向性好、切削平稳。
- 扩孔余量一般较小（课堂给约 0.2～4 mm 范围，以教材/手册为准）；
- 扩孔能修正孔的圆整度和孔轴线垂直度 ，经济精度约 IT10 、表面粗糙度约 Ra3.2～6.3 μm，可作为铰孔/镗孔前的半精加工，也可作为要求不高孔的终加工。
（4）铰孔------铰刀
- 铰孔是对钻孔/扩孔后的孔进行半精加工/精加工，加工余量小、切削速度低（低速、充分冷却润滑）；
- 经济精度约 IT6～IT9 、表面粗糙度约 Ra0.4～1.6 μm；
- 铰刀刀齿多、导向好，但铰孔是"顺着已有孔"加工，不能纠正孔的圆度误差和位置（轴线）误差------孔本来是歪的、圆度不好，铰后仍然歪、圆度问题仍在，这些要靠前道扩孔/镗孔保证。
（5）镗孔------镗刀
- 镗孔用镗刀对已有孔进行切削，能纠正孔的位置误差和形状误差 （镗杆可调整刀尖回转半径，按机床走刀保证位置），分粗镗、半精镗、精镗：
- 粗镗：约 Ra6.3～12.5 μm、IT10～IT13；
- 半精镗：约 Ra1.6～6.3 μm；
- 精镗：约 Ra0.1～0.4 μm、IT6 左右；
- 镗刀有单刃和双刃（浮动镗刀）等；精镗时为避免退刀划伤已加工表面，固定循环中用 G76（主轴定向、让刀）。
（6）典型工艺链与精度选择
- 一般顺序：中心钻定心 → 麻花钻钻孔 → 扩孔钻扩孔（修正圆整度/垂直度）→ 铰孔或镗孔达到最终精度。
- 课堂结论：孔最终要达到 Ra1.6 μm 量级，光靠钻、扩做不到，必须安排铰孔或镗孔；要纠正孔的位置误差应选镗孔，孔径适中、位置已由前道保证、追求小粗糙度可选铰孔。
- 各工序具体余量（粗铰、精铰余量等）课堂未给全，以切削用量手册/教材为准。
3.9 孔加工固定循环（G73/G83/G81/G76/G87/G84 等）
孔加工的动作（快速接近→工进加工→孔底动作→退回）对很多孔是重复的，固定循环把这些动作浓缩到一条指令里。
（1）导入量与超越量
- 导入量（安全距离，R 点距工件表面的距离） ：刀具从快速进给转为工作进给时距工件表面的距离。毛坯面取约 2～10 mm ，已加工表面取约 2～5 mm。
- 超越量（切出量） ：加工通孔时刀具要超出孔底一定距离，保证整个孔截面都加工到：
- 钻孔：约超出一个钻尖高度（约为 0.3 倍孔径，以教材为准）；
- 镗孔：约 1～3 mm；
- 铰孔：约 3～5 mm。
（2）三个平面与 G98/G99
- 初始平面：循环开始前刀具所在的安全高度平面；
- R 点平面（安全平面）：快速进给终点、转为工进的平面；
- 孔底平面：加工到最终深度的平面。
- 标准动作顺序：在初始平面定位到孔位（X、Y）→ 快速下降到 R 点平面 → 以进给速度加工到孔底（Z）→ 在孔底完成规定动作（暂停、主轴反转/定向、让刀等）→ 退回。
- G98：加工完返回初始平面（孔间有凸台/障碍、需要较高安全高度时用）；
- G99：加工完返回 R 点平面（同一平面上连续加工多个孔、孔间无障碍时用，减少空行程）。
（3）指令格式与参数
- 一般形式：
G90/G91 G98/G99 G73～G89 X__ Y__ Z__ R__ Q__ P__ F__ L__ - 参数含义：
- X、Y：孔的位置坐标；
- Z：孔底坐标（最终深度）；
- R：R 点平面坐标（安全高度）；
- Q：在 G73/G83 中为每次切削深度（间歇进给量，便于排屑）；在 G76/G87 中为孔底让刀量（偏移量）；
- P：刀具在孔底的暂停时间（毫秒）；
- F：进给速度（攻丝时为导程与转速的乘积，见下）；
- L：固定循环重复次数（用于等距多孔）。
（4）常用固定循环
- G81 普通钻孔循环：快进到 R 点 → 工进钻到孔底 → 快速退回，用于一般浅孔钻孔、中心孔。
- G73 高速深孔往复排屑钻（间歇进给）：钻削过程中反复小幅退刀排屑、不完全退回，效率较高，用于较深孔。
- G83 深孔钻循环（啄钻）：钻一段就抬到 R 点（或一定高度）充分排屑、冷却，再快速进到上次深度上方继续钻，排屑更充分，用于深孔。Q 为每次钻深。
- G76 精镗循环 ：镗到孔底后主轴定向停止（M19 类动作）、使刀尖朝指定方向，再让刀 Q（刀尖反向偏移一个小量）后退刀，避免退刀时刀尖划伤已加工孔壁，保证精镗表面质量。
- G87 反镗（背镗）循环：用于从孔的背侧反向镗削（让刀穿过已有孔后再张开镗削背面台阶孔），孔底动作含让刀、主轴转动等。
- G74 / G84 攻丝循环 ：分别用于左/右旋螺纹攻丝，攻丝时进给与主轴转速严格同步，F = 导程 × 主轴转速（单头螺纹导程 = 螺距），不能随意给进给。
- G80：取消固定循环 ；此外 G00、G01、G02、G03 等也会取消固定循环。固定循环指令是模态的，一旦指定，对后续孔位持续有效，直到被取消。
- 使用注意：进入固定循环前应先让主轴转动；刀具长度补偿等应在到达 R 点平面前就建立好。
3.10 孔加工工序例题（中心钻→钻→扩→铰）
以一个要求达到 Ra1.6 的孔为例，安排三道工序、三把刀：中心钻（定心）→ 麻花钻（钻孔）→ 扩孔钻（扩孔修正）→ 铰刀（铰孔到 Ra0.4～1.6），程序按刀具分段。
每把刀（每道工序）程序开头的规范写法（保险、防止状态不明）：
- M06 T01：先换第 1 把刀（重新运行时不知道当前是哪把刀，明确换刀最稳妥）；
- G49：取消可能残留的刀具长度补偿；
- 用 G00 把 Z 抬到安全高度；
- G43 H01：建立本刀的长度补偿（H 号与刀号对应），且应在到达 R 点平面前建立；
- 给定 G17（XY 平面）、G54（工件坐标系）、G90（绝对方式）；
- 主轴正转 M03 S__、开切削液 M08，定位到孔位后用 G99/G98 + G81/G83/G85 等循环加工；
- 加工完用 G80 取消循环、G49 取消长度补偿、抬刀，再 M06 T02 换下一把刀，重复上述流程。
四、例题、案例与方法小结
4.1 平面轮廓（爱心）铣削
- G17、G54、G90；安全高度定位到工件外下刀点；快速到毛坯上方约 2 mm，再 F50 工进下到 Z−2；M03/M08；直线用 G01、圆弧优先 I/J 用 G02/G03（从 Z 正方向看判顺逆）；加工完抬刀回安全高度。
4.2 四象限对称轮廓用镜像加工
- 编写第一象限子程序 → G11（Y 轴）镜像得第二象限 → G13（原点）镜像得第三象限 → G12（X 轴）镜像得第四象限；每次镜像前先 G00 抬 Z、G00 X0 Y0 回中心；FANUC 用 G51.1/G50.1 配合 M98 调用。3 行镜像替代约 12 行手写。
4.3 Ra1.6 孔的工艺链
- 中心钻定心（≥1000 r/min）→ 麻花钻钻孔（通孔留钻尖超越量）→ 扩孔钻扩孔（修正圆整度/垂直度，IT10、Ra3.2～6.3）→ 铰孔（低速、IT6～9、Ra0.4～1.6）；若孔位置精度差则改用镗孔（精镗 IT6、Ra0.1～0.4，用 G76 让刀退刀）。
4.4 固定循环参数判读
- 例：
G99 G83 X20 Y30 Z-40 R5 Q5 P100 F80- G99 加工完返回 R 点平面；G83 深孔啄钻；孔位 (20,30)；孔底 Z−40；R 点在 Z5；每次钻深 Q5；孔底暂停 100 ms；进给 F80。
五、术语、公式与关键表达速查表
| 项目 | 要点 |
|---|---|
| 加工中心 | 数控铣床 + 刀库 + 自动换刀，一次装夹完成铣/钻/扩/铰/镗/攻丝 |
| 面铣刀 | 加工大平面，注意主偏角，直径约 50～100 mm |
| 立铣刀 | 最常用，凹槽、台阶、平面、曲面 |
| 键槽铣刀 | 2 刃过中心，可 Z 向扎刀后横铣键槽 |
| 球头刀 | 刃过球心，复杂曲面、圆弧沟槽、倒角 |
| 麻花钻 | 锥柄/直柄，钻孔；横刃不定心需先打中心孔 |
| 刀具系统 | 刀柄 + 拉钉 + 夹头；BT40/BT50、莫氏 1～4 号 |
| ER 弹簧夹头 | 装直柄刀；装刀长度因人而异 |
| 自紧三爪夹头 | 夹麻花钻，夹紧力大、装夹方便 |
| 长度补偿 | G43 正/G44 负，H 代码；G49 取消 |
| G54 | 记录工件/机床坐标系零点偏移，面板输入、断电不丢、批量改原点不改程序 |
| 试切对刀 | 试切 X 边、Y 边、上表面 Z；X/Y 加刀具半径、Z 直接接触 |
| 坐标方式 | 铣床 G90 绝对、G91 增量（车床用 XYZ/UVW） |
| 平面选择 | G17 XY、G18 ZX、G19 YZ |
| 下刀 | 安全高度→快速到上方约 2 mm→F50 工进到切深（如 Z−2） |
| G02/G03 | 从 Z 正方向向负方向看，顺 G02、逆 G03；圆弧优先 I/J |
| 华中镜像 | G11 关于 Y、G12 关于 X、G13 关于原点；G11 P_Q_ |
| FANUC 镜像 | G51.1 X0/Y0 开、G50.1 取消；M98 P 调子程序、M99 返回 |
| 镜像易错 | 只对称坐标、不改顺逆刀补；先抬 Z、回 X0Y0，防深度叠加 |
| 中心钻 | 钻定位坑约 2～3 mm，转速 ≥1000 r/min |
| 扩孔 | 3～4 刃、导向好、余量约 0.2～4 mm，IT10、Ra3.2～6.3，修正圆度/垂直度 |
| 铰孔 | 半精/精加工、余量小、低速，IT6～9、Ra0.4～1.6，不能纠正圆度和位置 |
| 镗孔 | 可纠正位置误差；粗 Ra6.3～12.5/IT10～13、半精 Ra1.6～6.3、精 Ra0.1～0.4/IT6 |
| Ra1.6 | 须铰或镗 |
| 导入量（R 距离） | 毛坯面 2～10 mm、已加工面 2～5 mm |
| 超越量 | 钻≈钻尖高（约 0.3D）、镗 1～3、铰 3～5 mm |
| 三平面 | 初始平面、R 点平面、孔底平面 |
| G98/G99 | G98 回初始平面、G99 回 R 点平面 |
| G81 | 普通钻孔/中心孔 |
| G73 | 高速深孔往复排屑钻（间歇进给） |
| G83 | 深孔啄钻，抬刀排屑，Q 每次钻深 |
| G76 | 精镗，主轴定向 + 让刀 Q，防划伤 |
| G87 | 反镗/背镗 |
| G74/G84 | 攻丝（左/右），F = 导程 × 转速 |
| 固定循环参数 | X/Y 孔位、Z 孔底、R、Q 切深/让刀、P 孔底暂停(ms)、F、L 次数 |
| 取消循环 | G80；G00/G01/G02/G03 也取消；固定循环为模态 |
| 程序开头 | M06 T01、G49、抬安全高度、G43 H01、G17/G54/G90、M03/M08 |
六、课堂任务与复习安排
- 认识并能区分面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、球头刀、锥柄/直柄麻花钻，说明各自用途和能否轴向扎刀。
- 说清刀柄、拉钉、夹头的作用，以及为什么必须用 G43/G44 长度补偿。
- 会用试切对刀法确定 G54 偏移量（X/Y 为什么要加刀具半径、Z 为什么直接接触）。
- 能写出一个对称轮廓的镜像加工程序（华中 G11/G12/G13 或 FANUC G51.1/G50.1 + M98），并说明镜像前为什么要抬刀、回中心。
- 给定孔的精度/Ra 要求，能排出"中心钻---钻---扩---铰/镗"工艺链并选循环指令（G81/G73/G83/G76/G87/G84）。
- 能解释导入量、超越量、三平面、G98/G99、Q/P/F/L 的含义。
七、待核对与疑问
| 问题 | 原因 | 建议核对方式 |
|---|---|---|
| 中心钻定位坑深度（2～3 mm 还是 3～5 mm） | 课堂口述有两种说法 | 对照课本/工艺手册 |
| 扩孔余量 0.2～4 mm、粗铰/精铰余量具体数值 | 口语给值不全、含混 | 查机械加工工艺手册（按孔径） |
| 钻通孔超越量"钻尖高度"的具体系数（约 0.3D） | 课堂只说"一个钻尖高度" | 查教材固定循环章节图表 |
| 各工序 IT、Ra 数值（扩 IT10/Ra3.2～6.3、铰 IT6～9/Ra0.4～1.6、镗分级） | 口述数字多 | 对照教材典型表面加工方案表 |
| 华中 G11/G12/G13 格式中 P、Q 与循环次数的确切写法 | 课本第 46 页，板演从简 | 查华中系统说明书及课本 46 页 |
| FANUC G51.1/G50.1、M98 子程序号位数与 I/J 镜像处理 | 课堂对比讲解、未逐字写格式 | 查 FANUC 编程说明书 |
| G76/G87 中主轴定向、让刀方向与 Q 值 | 动作较复杂、口述 | 结合机床说明书与固定循环图解 |
| 攻丝 F = 导程 × 转速 中 G94/G95 单位差异 | 与进给模式有关 | 按系统进给设定核对 |
| 面铣刀直径范围、立铣刀刃数、莫氏锥柄号数 | 举例性质 | 以刀具样本/教材为准 |
说明：本文依据 2026 年 9 月 29 日上午数控铣床/加工中心课课堂录音（约 107 分钟）及其语音转写整理。转写为口语化文本，部分指令格式、公差等级、表面粗糙度和余量数值为同音或口述记录，凡含糊处均标注以教材/手册为准；镜像指令涉及华中与 FANUC 两套系统，考试或上机时以指定系统说明书为准。
八、复习与主动回忆
复习清单
- 列表对比五种铣刀/钻头的用途和能否轴向进刀。
- 画出"刀柄---拉钉---夹头---主轴"连接关系，说明长度补偿由来。
- 默写 G54 试切对刀步骤和 X/Y/Z 数据处理。
- 写出华中、FANUC 两套镜像指令并各画一个对称加工流程。
- 默写孔加工工艺链及各工序 IT、Ra，说明铰孔为何不能纠正位置误差。
- 默写固定循环三平面、G98/G99 和 G81/G73/G83/G76/G87/G84 的用途及 Z/R/Q/P/F/L 含义。
主动回忆题
- 数控铣床/加工中心主要加工哪些类型的零件？加工中心比数控铣床多了什么？
- 面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、球头刀各用于什么场合？
- 键槽铣刀为什么能沿 Z 向直接扎刀？普通立铣刀为什么一般不行？
- 球头刀为什么适合加工复杂曲面？
- 刀具系统由哪三部分组成？拉钉起什么作用？
- ER 弹簧夹头刀柄、莫氏锥柄刀柄、自紧三爪夹头刀柄分别装什么刀？
- 为什么加工中心必须用刀具长度补偿 G43/G44？用哪个地址存长度差？怎么取消？
- G54 里存的是什么？程序里为什么只写 G54 不写偏移值？
- 用 G54 相比把坐标写进程序（车床 G50/G92）有哪两个好处？
- 简述试切对刀法，为什么 X、Y 要加刀具半径而 Z 不用？
- 铣床用什么指令区分绝对/增量坐标？与车床有何不同？
- 铣 XY 平面轮廓用 G 多少？下刀为什么要慢速（F50）而不能 G00 直接扎下？
- G17 平面里 G02/G03 的顺逆怎么判断？
- 为什么镜像加工时圆弧优先用 I/J 而不用 R？
- 华中系统 G11、G12、G13 分别关于什么对称？格式里 P、Q 指什么？
- FANUC 系统打开/取消镜像用什么指令？怎样调用子程序？
- 镜像指令会不会自动改变 G02/G03 和刀补方向？为什么？
- 每次镜像前为什么要先抬 Z 轴、再 G00 X0 Y0 回中心？不这样会怎样？
- 四象限对称零件用镜像能省多少编程量？主/子程序间的模态 F 为什么要重新指定？
- 钻孔前为什么先用中心钻打定位坑？中心钻转速一般多少？
- 扩孔钻有几个刀齿？扩孔能达到的 IT 和 Ra 大约是多少？能修正什么？
- 铰孔能达到的 IT、Ra 是多少？为什么铰孔不能纠正孔的圆度和位置误差？
- 镗孔分哪几级？精镗能达到多少 Ra、IT？镗孔相对铰孔最大的优势是什么？
- 孔要达到 Ra1.6，一般要安排什么工序？
- 什么是导入量（R 点安全距离）？毛坯面和已加工面各取多少？
- 钻、镗、铰通孔的超越量各约多少？为什么要留超越量？
- 固定循环的三个平面是什么？G98 和 G99 各返回哪个平面？
- 说出 G81、G73、G83、G76、G87、G74/G84 各自的用途。
- G76 精镗在孔底为什么要主轴定向并让刀 Q？
- 攻丝循环的进给 F 怎么确定？
- 固定循环格式中 X/Y、Z、R、Q、P、F、L 各表示什么？Q 在 G83 和 G76 中含义有何不同？
- 用什么指令取消固定循环？固定循环是模态还是一次性指令？
- 写出孔加工每把刀程序开头的规范动作（M06/G49/G43/G17/G54/G90 等），为什么要这样写？
答案要点
- 箱体、型腔、平面轮廓、立体轮廓和模具叶片等复杂曲面；加工中心比数控铣床多了刀库和自动换刀，能一次装夹完成铣、钻、扩、铰、镗、攻丝等多工序。
- 面铣刀加工大平面；立铣刀加工凹槽、台阶、平面和曲面，最常用；键槽铣刀铣键槽、可垂直扎刀；球头刀加工复杂曲面、圆弧沟槽和倒角；麻花钻钻孔。
- 键槽铣刀只有两个刀齿且双刃过中心，端面刃延伸到中心，能承受轴向进给先扎到深度再横铣；普通立铣刀端面中心处无切削刃，不能有效轴向钻削。
- 球头刀刀刃过球心、端部为球形，可轴向也可平面进刀，球面上各点切削连续，能逼近并加工三维曲面、圆角和沟槽。
- 刀柄、拉钉、夹头；拉钉装在刀柄尾部，被主轴拉紧机构拉住，把刀柄锥面紧贴主轴锥孔并传递转速、扭矩。
- ER 弹簧夹头（BT40/BT50）装直柄刀；莫氏锥柄刀柄装锥柄钻头（莫氏 1～4 号）；自紧（自定心三爪）夹头刀柄夹麻花钻（尤其较大钻头）。
- 人工装刀时刀具伸出长度每次不同，若程序按固定长度编写，Z 向深度会出错；用对刀把实际长度差存入 H 地址，程序用 G43/G44 H__ 补偿，G49 取消。
- 存的是工件坐标系原点相对机床坐标系原点的零点偏移量；偏移值在控制面板输入，程序只调用 G54，故不写 X/Y/Z 偏移值。
- 一是批量生产原点变化时只改面板偏移量、不用改程序；二是偏移量断电不丢失，而写在程序里的坐标断电/重新对刀后往往要重输。
- 主轴正转分别试切 X 边、Y 边、上表面并记录机床坐标；X、Y 方向刀具接触的是刀刃外侧，需加/减一个刀具半径才是工件侧边或中心位置，Z 方向刀具直接接触上表面、原点取在上表面时无需加半径。
- G90 绝对、G91 增量；车床是用 X/Y/Z 表绝对、U/V/W 表增量且可同段混用，铣床不用 U/V/W 区分。
- G17；G00 速度快，直接扎到切削深度会撞刀、崩刃或切深错误，应先快速到毛坯上方约 2 mm，再以 F50 左右工进下到 Z−2。
- 在 XY 平面内从 Z 轴正方向向负方向看，顺时针 G02、逆时针 G03，先确定机床 Z 正方向。
- 镜像只翻转坐标，R 圆弧镜像后方向、符号处理容易出错；I/J 是圆心相对起点的增量，镜像关系更明确、更不易错。
- G11 关于 Y 轴、G12 关于 X 轴、G13 关于原点；P 为镜像程序开始段号、Q 为结束段号（后可接循环次数）。
- G51.1 X0/Y0 打开镜像、G50.1 取消；用 M98 P____ 调用子程序（如 M98 P0100 调 O0100），子程序以 M99 返回。
- 不会，镜像只对称坐标值，走刀方向、G02/G03 顺逆、刀补方向都不自动改变，需人工核对并在程序中处理。
- 防止带着切深平移或在错误位置继续下刀；不抬刀、不回中心会造成深度叠加（−2 再 −2＝−4）和轮廓错位、形状错误。
- 四段轮廓原需约 12 行，镜像约 3 行即可；主/子程序模态相互继承，F 等若不在子程序重新指定会沿用上一次状态导致进给错误。
- 麻花钻横刃有长度、不通过中心，刚接触时易跑偏、不定心，中心钻先钻小锥坑引导钻头；转速一般不低于 1000 r/min。
- 一般 3～4 个刀齿，导向好、切削平稳；约 IT10、Ra3.2～6.3 μm；能修正孔的圆整度和轴线垂直度。
- 约 IT6～IT9、Ra0.4～1.6 μm；铰刀顺着已有孔加工、导向但不能改变孔的位置和原有圆度，孔歪或不圆铰后依然存在。
- 粗镗（Ra6.3～12.5、IT10～13）、半精镗（Ra1.6～6.3）、精镗（Ra0.1～0.4、IT6 左右）；镗孔能通过机床走刀纠正孔的位置误差，这是铰孔做不到的。
- 钻、扩只能到较粗的 Ra，达到 Ra1.6 必须安排铰孔或镗孔。
- 刀具由快速转工进时距工件表面的安全距离（R 点高度）；毛坯面约 2～10 mm、已加工面约 2～5 mm。
- 钻孔约一个钻尖高度（约 0.3D）、镗孔约 1～3 mm、铰孔约 3～5 mm；留超越量才能保证通孔整个截面（含出口端）都加工到尺寸。
- 初始平面、R 点（安全）平面、孔底平面；G98 返回初始平面，G99 返回 R 点平面。
- G81 普通钻孔/中心孔；G73 高速深孔往复排屑钻；G83 深孔啄钻（抬刀排屑）；G76 精镗（定向让刀）；G87 反镗/背镗；G74/G84 左/右旋攻丝。
- 精镗后若直接退刀，刀尖会划伤已加工孔壁；孔底主轴定向停转、刀尖朝让刀方向偏移 Q 后再退，保证表面质量。
- 攻丝进给与转速同步，F = 导程 × 主轴转速（单头螺纹导程等于螺距）。
- X/Y 孔位、Z 孔底、R R 点平面、Q 在 G73/G83 为每次切深、在 G76/G87 为让刀量、P 孔底暂停毫秒、F 进给（攻丝为导程×转速）、L 重复次数。
- G80 取消，G00/G01/G02/G03 也能取消；固定循环是模态指令，指定后对后续孔持续有效直到取消。
- M06 T01 明确换第一把刀 → G49 取消旧长度补偿 → G00 抬到安全高度 → G43 H01 建立本刀长度补偿（到 R 平面前建立）→ G17/G54/G90 设定平面、坐标系和绝对方式 → M03/M08 启动主轴和切削液；这样可避免重新运行时刀号、刀补、坐标状态不明而撞刀或切错深度。