M98 P；
G50；
其中，X、Y、Z為縮放中心坐標值；P為縮放比例。G51以給定點（X、Y、Z）為縮放中心，將圖形放大到原始圖形的P倍；如果省略（X、Y、Z），則以程序原點為縮放中心。在有刀具補償的情況下，先進行縮放，然後才進行刀具半徑補償和刀具長度補償。
例2-11使用縮放功能編製輪廓的加工程序。已知三角形ABC的頂點為A（10，30）、B（90，30）、C（50，110），三角形A′B′C′是縮放後的圖形，其中縮放中心為D（50，50），縮放係數為0.5倍，設刀具起點距工件上表麵50mm。
程序如下：
%0051；主程序
N10 G92 X0 Y0 Z60；
N20 G91 G17 M03 S600 F100;
N30 G43 G00 X50 Y50 Z-46 H01；
N40 #51=14；
N50 M98 P100
N60 #51=8
N70 G51 X50 Y50 P0.5；縮放中心（50，50），縮放係數0.5
N80 M98 P100；加工三角形A′B′C′
N90 G50；取消縮放
N100 G49 Z46;
N110 M05 M30;
%100；子程序（三角形ABC的加工程序）
G42 G00 X-44 Y-20 D01
Z［-#51］
G01 X84
X-40 Y80
X-44 Y88
Z［#51］
G40 G00 X44 Y28
M99
四、坐標旋轉G68、G69
格式：
G17 G68 XYP
G18 G68 XZP
G19 G68 YZP
M98 P；
G69；
G68為坐標旋轉功能指令，G69為取消坐標旋轉功能指令；X、Y、Z為旋轉中心的坐標值；P為旋轉角度，單位是°，0°≤R≤360°。
例2-12 旋轉變換功能程序：設刀具起點距工件上表麵50mm，背吃刀量5mm。
程序如下：
%0068；主程序
N10 G54 G90 G17 M03 S600；
N20 G43 Z-5.0 H02；
N30 M98 P200；加工①
N40 G68 X0 Y0 P45；旋轉45°
N50 M98 P200；加工②
N60 G69；取消旋轉
N70 G68 X0 Y0 P90；旋轉90°
N80 M98 P200；加工③
N90 G49 Z50.0；
N100 G69 M05 M30；取消旋轉
%0200子程序（①的加工程序）
N110 G41 G01 X20.0 Y-5.0 D02 F300；
N120 Y0；
N130 G02 X30 Y0 I5 J0；
N140 G03 X40 Y0 I5 J0；
N150 X20 Y0 I-10；
N160 G01 Y-6.0；
N170 G40 X0 Y0；
N180 M99；
第六節 孔的加工
孔加工固定循環指令有G73，G74，G76，G80～G89，通常由下述6 個動作構成。
① X、Y軸定位；
② 定位到R點（定位方式取決於上次是G00還是G01）；
③ 孔加工；
④ 在孔底的動作；
⑤ 退回到R點（參考點）；
⑥ 快速返回到初始點。
固定循環的數據表達形式可以用絕對坐標（G90）和相對坐標（G91）表示。
固定循環的程序格式包括數據形式、返回點平麵、孔加工方式、孔位置數據、孔加工數據和循環次數。數據形式（G90或G91）在程序開始時就已指定，因此，在固定循環程序格式中可不注出。
固定循環的程序格式如下：
G98
G99GXYZRQPIJKFL
說明：
G98：返回初始平麵；
G99：返回R點平麵；
G：固定循環代碼G73，G74，G76 和G81～G89之一；
X、Y：加工起點到孔位的距離（G91）或孔位坐標（G90）；
R：初始點到R點的距離（G91）或R點的坐標（G90）；
Z：R點到孔底的距離（G91）或孔底坐標（G90）；
Q：每次進給深度（G73/G83）；
I、J：刀具在軸反向位移增量（G76/G87）；
P：刀具在孔底的暫停時間；
F：切削進給速度；
L：固定循環的次數。
G73、G74、G76和G81～G89、Z、R、P、F、Q、I、J、K是模態指令。G80、G01～G03 等代碼可以取消固定循環。
一、鑽孔加工
1.高速深孔加工循環（G73）
格式：
G98
G99G73XYZRQPKFL
說明：
Q：每次進給深度；
k：每次退刀距離。
G73用於Z軸的間歇進給，使深孔加工時容易排屑，減少退刀量，可以進行高效率的加工。
G73指令動作循環。
注意：Z、K、Q移動量為零時，該指令不執行。
例2-13 用G73指令編製深孔加工程序：設刀具起點距工件上表麵42mm，距孔底80mm，在距工件上表麵2mm處（R點）由快進轉換為工進，每次進給深度10mm，每次退刀距離5mm。
%0073
G92 X0 Y0 Z80
G00 G90 G98 M03 S600
G73 X100 R40 P2 Q-10 K5 Z0 F200
G00 X0 Y0 Z80
M05
M30
2.鑽孔循環（中心鑽）（G81）
格式：
G98
G99G81XYZRFL
G81鑽孔動作循環，包括X，Y坐標定位、快進、工進和快速返回等動作。
G81指令動作循環。
注意：如果Z的移動量為零，該指令不執行。
例2-14 用G81指令編製鑽孔加工程序：設刀具起點距工件上表麵42mm，距孔底50mm，在距工件上表麵2mm處（R點）由快進轉換為工進。
%0081；
G92 X0 Y0 Z50；
G00 G90 M03 S600；
G99 G81 X100 R10 Z0 F200；
G90 G00 X0 Y0 Z50；
M05；
M30；
3. G82帶停頓的鑽孔循環
格式：
G98
G99G82XYZRPFL
G82指令除了要在孔底暫停外，其他動作與G81相同。暫停時間由地址P給出。
G82指令主要用於加工盲孔，以提高孔深精度。
注意：如果Z的移動量為零，該指令不執行。
4. G83深孔加工循環
格式：
G98
G99G83XYZRQPKFL
說明：
Q：每次進給深度；
k：每次退刀後，再次進給時，由快速進給轉換為切削進給時距上次加工麵的距離。
G83指令動作循環。
注意：Z、K、Q移動量為零時，該指令不執行。
例2-15 用G83 指令編製深孔加工程序：設刀具起點距工件上表麵42mm，距孔底80mm，在距工件上表麵2mm處（R點）由快進轉換為工進，每次進給深度10mm，每次退刀後，再由快速進給轉換為切削進給時距上次加工麵的距離5mm。
%0083
G92 X0 Y0 Z80
G00 G99 G91 F200
M03 S500
G83 X100 G90 R40 P2 Q-10 K5 Z0
G90 G00 X0 Y0 Z80
M05
M30
二、螺紋加工
1. G74：反攻絲循環
格式：
G98
G99G74XYZRPFL
G74攻反螺紋時主軸反轉，到孔底時主軸正轉，然後退回。
G74指令動作循環。
注意：
① 攻絲時速度倍率、進給保持均不起作用；
② R應選在距工件表麵7mm以上的地方；
③ 如果Z的移動量為零，該指令不執行。
例2-16 用G74指令編製反螺紋攻絲加工程序：設刀具起點距工件上表麵48mm，距孔底60mm，在距工件上表麵8mm處（R點）由快進轉換為工進。
%0074
G92 X0 Y0 Z60；
G91 G00 F200 M04 S500；
G98 G74 X100 R-40 P4 G90 Z0；
G00 X0 Y0 Z60；
M05；
M30；
2. G84：攻絲循環
格式：
G98
G99G84XYZRPFL
G84攻螺紋時從R點到Z點主軸正轉，在孔底暫停後，主軸反轉，然後退回。
G84指令動作循環。
注意：
① 攻絲時速度倍率、進給保持均不起作用；
② R應選在距工件表麵7mm以上的地方；
③ 如果Z的移動量為零，該指令不執行。
例2-17 用G84指令編製螺紋攻絲加工程序：設刀具起點距工件上表麵48mm，距孔底60mm，在距工件上表麵8mm處（R點）由快進轉換為工進。
%0084；
G92 X0 Y0 Z60；
G90 G00 F200 M03 S600；
G98 G84 X100 R20 P10 G91 Z-20；
G00 X0 Y0；
M05；
M30；
三、鏜孔加工
1. G76：精鏜循環
格式：
G98
G99G76XYZRPIJFL
說明：
I：X軸刀尖反向位移量；
J：Y軸刀尖反向位移量。
G76精鏜時，主軸在孔底定向停止後，向刀尖反方向移動，然後快速退刀。這種帶有讓刀的退刀不會劃傷已加工平麵，保證了鏜孔精度。
G76指令動作循環。
注意：如果Z的移動量為零，該指令不執行。
例2-18 使用G76指令編製精鏜加工程序：設刀具起點距工件上表麵42mm，距孔底50mm，在距工件上表麵2mm處（R點）由快進轉換為工進。
%0076；
G92 X0 Y0 Z50；
G00 G91 G99 M03 S600；
G76 X100 R-40 P2 I-6 Z-10 F200；
G00 X0 Y0 Z40；
M05；
M30；
2. G85：鏜孔循環
G85 指令與G84 指令相同，但在孔底時主軸不反轉。
3. G86：鏜孔循環
G86 指令與G81 相同，但在孔底時主軸停止，然後快速退回。
注意：
① 如果Z的移動位置為零，該指令不執行；
② 調用此指令之後，主軸將保持正轉。
4. G87：反鏜循環
格式：
G98
G99G87XYZRPIJFL
說明：
I：X軸刀尖反向位移量；
J：Y軸刀尖反向位移量。
G87指令動作循環。描述如下：
① 在X、Y軸定位；
② 主軸定向停止；
③ 在X、Y方向分別向刀尖的反方向移動I、J值；
④ 定位到R點（孔底）；
⑤ 在X、Y方向分別向刀尖方向移動I、J值；
⑥ 主軸正轉；
⑦ 在Z軸正方向上加工至Z點；
⑧ 在X、Y方向分別向刀尖反方向移動I、J值；
⑨ 返回到初始點（隻能用G98）
注意：如果Z的移動量為零，該指令不執行。
例2-19 用G87指令編製反鏜加工程序：設刀具起點距工件上表麵40mm，距孔底（R點）80mm。
%0087；
G92 X0 Y0 Z80；
G00 G91 G98 F300；
G87 X50 Y50 I-5 G90 R0 P2 Z40；
G00 X0 Y0 Z80 M05；
M30；
5. G88：鏜孔循環
格式：
G98
G99G88XYZRPFL
G88指令動作循環。描述如下：
① 在X、Y軸定位；
② 定位到R點；
③ 在Z軸方向上加工至Z點（孔底）；
④ 暫停後主軸停止；
⑤ 轉換為手動狀態，手動將刀具從孔中退出；
⑥ 返回到初始平麵；
⑦ 主軸正轉。
注意：如果Z的移動量為零，該指令不執行。
例2-20 用G88指令編製鏜孔加工程序：設刀具起點距R點40mm，距孔底80mm。
%0088；
G92 X0 Y0 Z80；
M03 S600；
G90 G00 G98 F200；
G88 X60 Y80 R40 P2 Z0；
G00 X0 Y0 M05；
M30
6. G89：鏜孔循環
G89指令與G86指令相同，但在孔底有暫停。
注意：如果Z的移動量為零，G89指令不執行。
7. G80：取消固定循環
該指令能取消固定循環，同時R點和Z點也被取消。
使用固定循環時應注意以下幾點：
① 在固定循環指令前應使用M03 或M04 指令使主軸回轉；
② 在固定循環程序段中，X,Y,Z,R數據應至少指令一個才能進行孔加工；
③ 在使用控製主軸回轉的固定循環（G74、G84、G86）中，如果連續加工一些孔間距比較小，或者初平麵到R點平麵的距離比較短的孔時，會出現在進入孔的切削動作前時，主軸還沒有達到正常轉速的情況，遇到這種情況時，應在各孔的加工動作之間插入G04指令，以獲得時間；
④ 當用G00～G03指令注銷固定循環時，若G00～G03指令和固定循環出現在同一程序段，按後出現的指令運行；
⑤ 在固定循環程序段中，如果指定了M，則在最初定位時送出M信號，等待M信號完成，才能進行孔加工循環。
例2-21 使用孔循環指令編製的孔。設刀具起點距工作表麵100mm，切削深度為10mm。
先用G81鑽孔
%1000；
G92 X0 Y0 Z0；
G91 G00 M03 S600；
G99 G81 X40 Y40 G90 R-98 Z-110 F200；
G91 X40 L3；
Y50；
X-40 L3；
G90 G80 X0 Y0 Z0 M05；
M30；
再用G84攻絲
%2000；
G92 X0 Y0 Z0；
G91 G00 M03 S600；
G99 G84 X40 Y40 G90 R-93 Z-110 F100；
G91 X40 L3；
Y50；
X-40 L3；
G90 G80 X0 Y0 Z0 M05；
M30
第七節 宏指令編程
HNC-21M為用戶配備了強有力的類似於高級語言的宏程序功能，用戶可以使用變量進行算術運算、邏輯運算和函數的混合運算，此外宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調用語句，利於編製各種複雜的零件加工程序，減少乃至免除手工編程時進行繁瑣的數值計算，以及精簡程序量。
一、宏變量及常量
1.宏變量
#0～#49當前局部變量
#50～#99全局變量
#100～#199刀補號 100～199的補償值
#200～#2490層局部變量
#250～#2991層局部變量
#300～#3492層局部變量
#350～#3993層局部變量
#400～#4494層局部變量
#450～#4995層局部變量
#500～#5496層局部變量
#550～#5997層局部變量
#600～#699刀具長度寄存器H0～H99
#700～#799刀具半徑寄存器D0～D99
#800～#899刀具壽命寄存器
#1195～#1199為固定循環使用
2.常量
PI：圓周率π
TRUE：真（條件成立）
FALSE：假（條件不成立）
二、宏變量的運算
1.算術運算
2.邏輯運算
3.函數
三、變量賦值
1.賦值
把常數（或表達式）的值送給一個宏變量稱為賦值。
格式：宏變量=常數（或表達式）
如：#1＝10，則表示變量#1的值是10。
#2=175/SQRT［2］*COS［55*PI/180］
2.賦值規則
① 賦值號兩邊內容不能隨意互換，左邊隻能是變量，右邊隻能是表達式。
② 一個賦值語句隻能給一個變量賦值。
③ 可以多次向同一個變量賦值，新變量值取代原變量值。
④ 賦值語句具有運算功能，它的一般形式為：變量＝表達式。
⑤ 在賦值運算中，表達式可以是變量自身與其他數據的運算結果。
⑥ 賦值表達式的運算順序與數學運算順序相同。
⑧ 不能用變量代表的地址符有：0、N、：、/。
四、分支和循環語句
1.無條件分支GOTO語句
控製轉移（分支）到順序號n所在位置。順序號可用表達式指定。
格式：GOTO n;
n—（轉移到的程序段）順序號
例：GOTO1;
GOTO#10;
2.條件分支IF語句
在IF後指定一條件，當條件滿足時，轉移到順序號為n的程序段，不滿足則執行下一程序段。
格式：IF［表達式］GOTOn;
·
·
·
Nn…;
條件表達式由兩變量或一變量一常數中間夾比較運算符組成，條件表達式必須包含在一對方括號內。條件表達式可直接用變量代替。
例2-22 求1～10的和。
%9500;
#1=0;和
#2=1；加數
N1 IF［#2 GT 10］GOTO2;相加條件
#1=#1+#2;相加
#2=#2+1;下一加數
GOTO1返回1
N2 M30;結束
3.循環WHILE語句
在WHILE後指定一條件表達式，當條件滿足時，執行DO到END之間的程序，（然後返回到WHILE重新判斷條件,）不滿足則執行END後的下一程序段。
格式：WHILE［條件表達式］；
·
·
·
ENDW；
例2-23 編製橢圓加工程序，橢圓長半軸長為20mm，短半軸長為10mm。
橢圓表達式為：X=a*COSα；Y=b*SINα
程序如下：
%0011
#0=5；定義刀具半徑R值
#1=20；定義a值
#2=10；定義b值
#3=0；定義步距角α的初值，單位為度
N10 G92 X0 Y0 Z10；
N20 G00 X［#0+#1］ Y［#0+#2］；
N30 G01 Z0；
N40 G41 X［#1］；
N50 WHILE #3 GE ［-360］
N60 G01 X［#1*COS［#3*PI/180］］ Y［#2*SIN［#3*PI/180］］；
N70 #3=#3-5；
ENDW；
G01 G91 Y［#0］；
G00 Z10；
M30；
例2-24 用Φ盞8球頭銑刀加工R5的倒圓曲麵，程序如下。
%0001
G92 X-30 Y-30 Z25；
#0=5；倒圓半徑
#1=4；球心半徑
#2=180；步距角γ的初值。單位為度
WHILE #2 GT 90；
#101=ABS［［#0+#1］*COS［#2*PI/180］］-#0；計算半徑偏移量ΔD
G01 G41 X-20 D101
Y15
G02 X-15 Y20 R5
G01 X15
G02 X20 Y15 R5；
G01 Y-15；
G02 X15 Y-20 R5；
G01 X-15；
G02 X-20 Y-15 R5；
G01 X-30；
G40 Y-30；
#2=#2-10
G01 Z［25+［#0+#1］*SIN［#2*PI/180］］；計算25+ΔZ
ENDW；
M30；
例2-25 在圓周上鑽、鏜均勻分布的孔。在半徑為R的圓周上均勻分布n個孔。
（1）數學建模n個孔均勻分布，則第i個孔與編程坐標係X軸夾角為
αi=360/n×（i-1）（1≤i≤n）
第i個孔的孔中心在編程坐標係中X、Y值分別如下：
Xi=Rcosαi
Yi=Rsinαi
（2）變量設置
（3）宏程序
%0020；
G54；
#1=50；
#2=6；
#3=1；
#5=3.14159/180；
#6=-20；
#7=5；
while#3LE#2；
#4=360/#2*［#3-1］*#5；
#10=#1*COS （#4）；
#11=#1* SIN （#4）；
G90G98G81X［#10］Y［#10］Z［#6］R［#7］F100；
#3=#3+1；
ENDW；
G80；取消固定循環
G91G28Z0；退刀
M05；
M30
本章項目實操 數控銑床編程能力綜合訓練
綜合訓練一：變速凸輪上、下平麵已經加工完，外圓周麵已經粗加工，尚有餘量4mm，現在數控銑床上粗銑、精銑凸輪外圓周的輪廓。編製數控程序。
（１）工件坐標係原點凸輪外圓周麵的設計基準在工件孔的中心，所以工件原點定在Φ盞32毛坯孔中心的上表麵。
（２）工件裝夾采用螺釘、壓板夾緊。Ｔ形螺釘穿過工件上Φ盞32孔，采用螺母和壓板首先輕夾工件，找正工件坯料Ｘ、Ｙ軸，然後把工件夾緊在工作台上。
（３）刀具選擇采用Φ盞10的立銑刀。
（４）加工程序安全高度為70mm；Ｒ點高度為2mm；經計算可以得到Ｃ、Ｄ點坐標：Ｃ（-7.5，29.407），Ｄ（0，38.73）。
若改變刀具半徑補償值，則可實現徑向多刀切削。采用Φ盞10mm的刀具，主程序在兩次調用同一子程序時，每次采用不同的刀具半徑偏置量，就可取得不同的側吃刀量，從而完成兩次切削。本題精銑餘量為0.2mm，則粗銑時，刀補號D01內存偏置量為“刀具半徑+精銑餘量”，即10mm/2+0.2mm＝5.2mm。
5.2mm存入D01偏置號中，這樣，運行程序時刀具中心軌跡相對編程軌跡偏移5.2mm，銑削後留下精銑餘量0.2mm。
精銑時，重新設置偏移量，將5.0mm存入刀補號D01中。刀具中心軌跡相對編程軌跡偏移量等於半徑5mm，可以把餘量0.2mm切除，加工到設計尺寸。刀補值與側吃刀量。
（５）數控加工程序如下
00307；程序名（主程序）
N05 G54 G17 G00 X0 Y0 Z200 S1000 M03；設定工件坐標係，啟動主軸
N10 G90 G00 Z70；絕對值編程，快速到安全高度
N15 G10 P01 R5.2；輸入補償量，5.2mm存入D01
N20 X-40 Y80；在安全高度上，快速到下刀點
N25 M98 P0020；調用子程序00020，執行一次（粗銑外形）
N30 G00 Z70；快速到安全高度
N35 G10 P01 R5.0；輸入補償量，5.0mm存入D01
N40 G00 X-40 Y80；快速定位到下刀點
N45 M98 P0020；調用子程序00020，執行一次（精銑外形）
N50 G00 Z70 M05；快速到安全高度，主軸停轉
N55 X0 Y0 Z200；回到程序始點
N60 M30；程序結束
00020；子程序號
N100 Z2；快速下刀，到Ｒ點高度
N105 G01 Z-16 F150；慢速下刀，進給速度為150mm/min
N110 G41 Z20 Y75 G01 F100；建立刀具左補償
N115 X0；直線進刀
N120 G02 X0 Y30 R52；切削圓弧AB
N125 G02 X-7.5 Y29.047 R30；切削圓弧BC
N130 G03 X0 Y38.73 R10；切削圓弧CD
N135 G01 Y75；切削直線DA
N140 G03 X-20 Y95 I-20 J0；沿1/4圓弧軌跡退刀
N145 G40 G01 X-40 Y100；取消刀具半徑補償
N150 Z2；退到慢速下刀高度
N155 M99；子程序結束，返回到主程序
綜合訓練二：毛坯為120mm×60mm×10mm板材，5mm深的外輪廓已粗加工過，周邊留2mm餘量，要求加工出的外輪廓及Φ盞20mm的孔。工件材料為硬鋁。
1.確定工藝方案及加工路線
（1）以底麵為定位基準，兩側用壓板壓緊，固定於銑床工作台上。
（2）工步順序
① 鑽孔Φ盞20mm。
② 按O′→A→B→C→D→E→F→G線路銑削輪廓。
2.選擇刀具
現采用Φ盞20mm的鑽頭，鑽削Φ盞20mm孔；Φ盞8mm的平底立銑刀用於輪廓的銑削並把該刀具的直徑輸入刀具參數表中。
3.確定切削用量
切削用量的具體數值應根據該機床性能、相關的手冊並結合實際經驗確定，詳見加工程序。
4.確定工件坐標係和對刀點
在XOY平麵內確定以O點為工件原點，Z方向以工件表麵為工件原點，建立工件坐標係。采用手動對刀方法把O點作為對刀點。
5.編程
按所選用機床規定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下。
（1）加工Φ盞20mm孔程序（手工安裝好Φ盞20mm鑽頭）
%1001
N10 G54；建立工件坐標係
N20 G00 X40 Y30；快速定位到孔中心上方
N30 G43 Z100 H01 S100 M03 M08；建立刀具長度補償，主軸正轉
N40 G98 G81 Z-15 R15 F120；鑽孔循環
N50 G80 G49 Z50；取消長度補償
N60 M05 M09；
N70 M30；
（2）銑輪廓程序（手工安裝好Φ盞8mm立銑刀）
%1002
N10 G54；
N20 G90 G00 X-20 Y-10；
N30 G43 Z100 H01 S1000 M03
N40 G01 Z-6 F100；
N50 G01 G41 D01 X5 Y-10 F150；
N60 G01 Y35；
N70 G91 G01 X10 Y10；
N80 X11.8 Y0；
N90 G02 X30.5 Y-5 R20；
N100 G03 X17.3 Y-10 R20；
N110 G01 X10.4 Y0；
N120 X0 Y-25；
N130 X-85 Y0；
N140 G90 G40 G01 X0 Y0；
N150 G00 G49 Z100；
N160 M05 M30；
思考題與習題
1.數控銑削加工的適用對象是什麼？走刀路線如何確定？
2.數控銑削刀具有哪些種類與如何選擇？
3.平麵曲線零件，試用直線插補指令和圓弧插補指令，按絕對坐標編程與增量坐標編程方式分別編寫其數控銑削加工程序。
（1）已知毛坯材料為45#鋼，毛坯100mm×80mm×40mm，編寫其數控加工程序。
（2）已知毛坯材料為45#鋼，毛坯100mm×80mm×40mm，編寫其數控加工程序。
（3）已知毛坯材料為45#鋼，毛坯Φ盞50mm×55mm的材料，編寫其數控加工程序。
4.工件材料為45號鋼，已經調質處理。加工部位為工件上表麵兩平底偏心槽，槽深10mm。編寫其數控銑削加工程序。
5.毛坯材料為LY2,毛坯尺寸為150mm×200mm×25mm，其他型麵已精加工，隻需完成孔的加工。編寫其數控銑削加工程序。