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文檔簡介

1、數(shù)控車床加工技術(shù)訓(xùn)練,一、數(shù)控加工分類、特點(diǎn)及范圍 二、數(shù)控車床刀具與加工工藝 三、坐標(biāo)系知識 四、數(shù)控車床指令代碼 五、數(shù)控車床編程實(shí)例 附部分循環(huán)指令,數(shù)控車加工視頻,數(shù)控車銑加工視頻,數(shù)控系統(tǒng)簡介,日本富士通公司 FANUC數(shù)控系統(tǒng),德國西門子 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng),華中數(shù)控系統(tǒng) 廣州數(shù)控系統(tǒng) 航天數(shù)控系統(tǒng) 凱恩帝數(shù)控系統(tǒng) ,其它:西班牙FAGOR、 日本三菱、 美國A-B數(shù)控系統(tǒng) ,國外,國內(nèi),1.數(shù)控機(jī)床分類:,(1)按加工方式和工藝用途 分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床等。以及鏜銑加工中心(簡稱加工中心)等。,(2)按加工路線:點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制,(

2、3)按可控制聯(lián)動的坐標(biāo)軸:兩坐標(biāo)聯(lián)動、三坐標(biāo)聯(lián)動、兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動、多坐標(biāo)聯(lián)動,2.數(shù)控機(jī)床加工的主要特點(diǎn) (1)自動化程度高,具有很高的生產(chǎn)效率; (2) 加工精度高,質(zhì)量穩(wěn)定; (3) 易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò),容易實(shí)現(xiàn)群控。,(4)按伺服系統(tǒng)有無檢測裝置 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,3.加工工藝范圍 數(shù)控車床主要用于加工形狀復(fù)雜、精度要求高的軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。,二、數(shù)控車床、刀具與加工工藝,數(shù)控車基本結(jié)構(gòu)組成,數(shù)控車床上的各種加工方法,.數(shù)控車刀簡介,(1)外圓車刀,外圓車刀主偏角K=45,粗車以提高效率為主,兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。提高切削速度、加大進(jìn)給量和切削深度都能提

3、高生產(chǎn)率。其中切削速度對刀具壽命的影響最大,切削深度對刀具壽命的影響最小,所以考慮粗加工切削用量時(shí)首先應(yīng)選擇一個(gè)盡可能大的切削深度,以減少進(jìn)給次數(shù),其次選擇較大的進(jìn)給速度,最后在刀具使用壽命和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。 精車和半精車的切削用量要保證加工質(zhì)量,兼顧生產(chǎn)效率和刀具壽命。 精車和半精車的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求及粗車后留下的加工余量決定的,一般情況是一次去除余量。當(dāng)零件精度要求較高時(shí),通常留 0.20.4 mm(直徑值)的精車余量。 精車和半精車的切削深度較小,產(chǎn)生的切削力也較小,所以可在保證表面粗糙度的情況下適當(dāng)加大進(jìn)給量。,2.切削用量原則,(

4、1)最短的空行程路線 (2)粗加工(或半精加工)進(jìn)給路線,3.進(jìn)給路線與工藝,一、進(jìn)給路線的確定:,(3)精加工進(jìn)給路線 (4)特殊的進(jìn)給路線,完工輪廓的連續(xù)切削進(jìn)給路線。 在安排一刀或多刀進(jìn)行的精加工進(jìn)給路線時(shí),其零件的完工輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成 。 各部位精度要求不一致的精加工進(jìn)給路線。 若各部位精度相差不是很大時(shí),應(yīng)以最嚴(yán)的精度為準(zhǔn),連續(xù)走刀加工所有部位; 若各部位精度相差很大,則精度接近的表面安排同一把刀走刀路線內(nèi)加工,并先加工精度較低的部位,最后再單獨(dú)安排精度高的部位的走刀路線。,二、工藝設(shè)計(jì)實(shí)例,材料為45鋼,棒料直徑為40mm,棒料長度為120mm。,(1)刀具設(shè)置,(2)

5、工藝卡,1、機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床原點(diǎn)與參考點(diǎn),右手笛卡爾直角坐標(biāo)系,機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn),即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來,是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。,數(shù)控機(jī)床開機(jī)(或圖形模擬后)時(shí),必須確定機(jī)床原點(diǎn),而確定機(jī)床原點(diǎn)的方法就是刀架返回參考點(diǎn)的操作(即回零),三、坐標(biāo)系知識,Z軸:與主軸平行,刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎?。主軸和地面平行。 X軸:水平面內(nèi)并垂直于Z軸,刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎?。X方向?yàn)閺较颍叽绱蠖鄶?shù)應(yīng)為直徑。,2.編程坐標(biāo)系(工件坐標(biāo)系),編程坐標(biāo)系是編程員根據(jù)零件及加工工藝等建立的坐標(biāo)系。確定編程坐標(biāo)系時(shí)不必考慮毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置,盡量選

6、擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。,3.機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系,工件坐標(biāo)系的設(shè)定方式: (1)G54G59。G54對應(yīng)一號工件坐標(biāo)系,以此類推。,M 表示機(jī)床原點(diǎn)-machine zero W 表示工件原點(diǎn)-workpiece zero 也就是編程原點(diǎn),G54G59在加工程序中出現(xiàn)時(shí),即選擇了相應(yīng)的加工坐標(biāo)系。,O2009; G54G90; M03S1000; T0100; G00Z50; M05; M30;,(2)刀補(bǔ)建立工件坐標(biāo)系: T,前兩位選擇刀具號,后兩位為刀具所對應(yīng)的補(bǔ)償號,OFFset setting,四、數(shù)控車床指令代碼,絕對尺寸指令和增量尺寸指令,絕對尺寸指編程時(shí)坐標(biāo)尺寸

7、值相對于坐標(biāo)原點(diǎn)給出??捎肎90指定或x、z表示,G01 X24 Z0 (P1) X30 Z-3 (P2) X30 Z-38 (P3) X58 Z-51 (P4),相對(增量)編程編程時(shí)坐標(biāo)尺寸值相對于前一位置給出。用G91或U、W表示。,G01 U-50 W-38; U6 W-3 ; W-35; U28 W-13;,一、常用G代碼指令,1、快速定位G00 控制刀具以點(diǎn)位控制的方式快速移動到目標(biāo)位置,其移動速度以機(jī)床設(shè)定最大速度移動,由機(jī)床參數(shù)來設(shè)定。不能進(jìn)行切削,一般用于切削前進(jìn)刀或切削后退刀,節(jié)省時(shí)間。 編程格式:G00 X(u) Z (w) 式中X、Z的值是快速點(diǎn)定位的終點(diǎn)坐標(biāo)值;U、W

8、表示目標(biāo)點(diǎn)相對于前一點(diǎn)的增量坐標(biāo)。,基本指令代碼,如圖:G00 X25 Z5;,2、直線插補(bǔ)G01 直線插補(bǔ),走直線,模態(tài)指令; 程序格式:G01 X(u) Z(w) F; 其中:X、Z的值是直線插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo)值 ; F是機(jī)床進(jìn)給速度。單位:mm/r或mm/min,如圖: G01 X25 Z-30 F0.1;,順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02 格式: G02 X Z RF ; G02 X Z IKF ; 方向:從垂直于該圓所在平面的坐標(biāo)軸的反向看 其中,X, Z,為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo),I, K,為圓心相對起點(diǎn)坐標(biāo),即圓心坐標(biāo)減起點(diǎn)坐標(biāo)。,3. 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02,如上圖: G02 X55 Z-45 R15

9、F100; 或 G02 X55 Z-45 I-15 K0F100;,4. 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03,格式: G03 X Z RF ; G03 X Z IKF ; 方向:從垂直于該圓所在平面的坐標(biāo)軸的反向看 其中,X, Z,為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo),I, K,為圓心相對起點(diǎn)坐標(biāo),即圓心坐標(biāo)減起點(diǎn)坐標(biāo)。,如上圖: G03 X55 Z-45 R15; 或 G03 X55 Z-45 I0 K-15;,圓心角正負(fù)的規(guī)定: 180時(shí),用“+R”表示; 180時(shí),用“-R”。 所以,R編程只適于非整圓的圓弧插補(bǔ)的情況,不適于整圓加工,5、封閉切削循環(huán)G73,復(fù)合固定循環(huán)。適于對鑄、鍛毛坯切削,對零件輪廓的單調(diào)性則沒有要求

10、。編程格式 G73 U(i) W(k) R(d)G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中: iX方向總退刀量(i毛坯X向最大加工余量); kZ方向總退刀量(可不設(shè),為0); d粗切次數(shù)(d=i/(12.5)); ns精加工形狀程序段中的開始程序段號; nf精加工形狀程序段中的結(jié)束程序段號; uX軸方向精加工余量(0.51); wZ軸方向的精加工余量(0.20.5);,固定循環(huán)指令,6.精加工循環(huán)(G70),外輪廓精加工循環(huán) 格式:G70 P Q F ; 其中: P 循環(huán)程序段起始號。 Q 循環(huán)程序段終止號 一般在粗加工循環(huán)G73后要跟精加工循環(huán)G7

11、0。,二、M功能(輔助功能)指令,輔助功能字由M地址符及隨后的兩位數(shù)字組成,所以也稱 為M功能或M指令。它用來指令數(shù)控機(jī)床的輔助動作及其狀態(tài)。,M指令功能: M03:主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 M04:主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 M05:主軸停止。 M08:冷卻液開。 M09:冷卻液停。 M30:程序結(jié)束,并回到程序頭。 M98:子程序調(diào)用。格式:M98 P;P可8位, 前四位表示調(diào)用次數(shù),后四位表示子程序名。 M99:子程序返回。,1.F功能:用于指定進(jìn)給速度,有每轉(zhuǎn)進(jìn)給和每分鐘進(jìn)給兩種。 (1)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 編程格式 G99 F F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,單位為mm/r 例:G99 F0.2 表示進(jìn)給

12、量為0.2 mm/r (2)每分鐘進(jìn)給量 編程格式G98 F F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量,單位為mm/min 例:G98 F100 表示進(jìn)給量為100mm/min,三、F、S、T功能,2.S功能:指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速,它有恒線速度和恒轉(zhuǎn)速兩種指令。 (1)最高轉(zhuǎn)速限制 編程格式 G50 S S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速:r/min。例:G50 S1000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為1000r/min (2)恒線速控制 編程格式 G96 S S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度:m/min。 例:G96 S150 表示切削線速度控制在150 m/min。 (3)恒轉(zhuǎn)速控制 編程格式 G97 S S后面

13、的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速,單位為r/min。,圖恒線速切削方式,A:n=1000150(40)=1193 r/minB:n=1000150(60)=795r/minC:n=1000150(70)=682 r/min,3.T功能 用來指定程序中使用的刀具。 指令格式:T ,前兩位代表刀具號,后兩位代表刀具補(bǔ)償號。 例如:T0202指選擇2號刀具,用2號刀具補(bǔ)償??梢酝ㄟ^刀具半徑補(bǔ)償建立刀具的坐標(biāo)系 或可采用G54G59建立坐標(biāo)系,此時(shí)寫成T0200.,FANUC 0i mateTC 系統(tǒng)數(shù)控車床編程實(shí)例,1.編制圖所示零件的加工程序,材料為45鋼,棒料直徑為75mm,棒料長度為180mm。,以上圖為例

14、編制車床封閉循環(huán)加工程序,設(shè)毛胚料為直徑為75mm的棒料。 設(shè)定精加工余量 U+0.5,W+=0.5,循環(huán)次數(shù)R25 則X向:U=(75-0-0.5)/2=37.25, Z向可給少量的值,或?yàn)榱?,為零時(shí)可不寫。每次循環(huán)X向進(jìn)給值為37.25/25=1.49 O6666; /FANUC系統(tǒng)程序名稱 N10 G54 G98; /建立坐標(biāo)系,F(xiàn)-mm/min N20 M03 S1000; /主軸打開 N30 T0100; /換刀 N40 G00 X80 Z10; /快速移動到起始位置 N50 G73 U37.25 W0 R25 F100; /粗車循環(huán) N60 G73 U0.5 W0 P70 Q170

15、; N70 G00 X0 Z10; /快速移動 N80 G01 Z0; /加工直線 N90 G03 X40 Z-20 R20; /加工圓弧 N100 G01 Z-28; /加工直線 N110 X56 Z-36;,N115 Z-48; N120 G02 X40 Z-56 R8; N130 G01 Z-120; N140 X56 Z-132; N150 G02 X72 Z-140 R8; N160 G01 Z-148; N170 G00 X76; /快速回退到安全點(diǎn) N180 G70 P70 Q170; /精車循環(huán) N190 G00 Z50; /快速回到起始點(diǎn) N200 M05; /主軸停 N21

16、0 M30; /程序全部停止并返回到程序頭。,2.編制圖所示零件的加工程序,材料為45鋼,棒料直徑為40mm,棒料長度為120mm。,1、刀具設(shè)置 機(jī)夾車刀(硬質(zhì)合金右轉(zhuǎn)位刀片)為1號刀,寬4mm的硬質(zhì)合金切槽刀為2號刀,600硬質(zhì)合金機(jī)夾螺紋刀為3號刀。 2、工藝路線 1)棒料伸出卡盤外約85mm,找正后夾緊。 2)用1號刀,采用G71進(jìn)行輪廓循環(huán)粗加工。 3)用1號刀,采用G70進(jìn)行輪廓精加工。 4)用2號刀,采用G75進(jìn)行切槽循環(huán)加工。 5)用3號刀,采用G76進(jìn)行螺紋循環(huán)切削。 6)用2 號刀切下零件。 3、相關(guān)計(jì)算 螺紋總切深:h=0.6495P=0.6495*1.5=0.974mm

17、。,O3310 ;程序名 G54G98 ;選G54為工件坐標(biāo)系,每分進(jìn)給,米制編程 M03S800 ;主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為800r/min T0100 ;換1號外圓刀 G0X41Z2 ;刀具快速定位 G71U1.5R0.5;外圓粗車循環(huán),給定加工參數(shù) G71P100Q200U0.5W0F100; N100G1X0 ;粗車循環(huán)開始 Z0 ;刀具到達(dá)精車輪廓起點(diǎn) G3X18Z-9R9 ;逆圓進(jìn)給加工SR19球頭 G2X22Z-13R5 ;順圓進(jìn)給加工R5圓弧 G1X26Z-23 ;直線進(jìn)給加工圓錐 X29.8Z-25 ;加工倒角 Z-56 ;車削螺紋部分圓柱 X32 ;車削凹槽處的臺階端面 Z-66

18、;車削32外圓 X38 ;車削臺階 N200Z-76 ;車削38外圓,粗車循環(huán)結(jié)束,G71粗車循環(huán)結(jié)果,/G0X100 ;刀具沿徑向快退,“/”為程序跳躍符號 /Z200 ;刀具沿軸向快退 /M5 ;主軸停 /M0 ;程序暫停,用于測量粗加工后的零件 M3S1200 ;啟動主軸,轉(zhuǎn)速1200r/min /T0100 ;重新調(diào)用1號外圓刀,加刀補(bǔ) /G0X41Z2 ;刀具快速定位 G70P100Q200F50 ;從N100到N200對外圓精車循環(huán) G0X100 ;沿徑向退刀 Z200 ;沿軸向退刀 /M5 ;主軸停 /M0 ;程序暫停,用于測量精加工后的零件 M3S600 ;啟動主軸,轉(zhuǎn)速600

19、r/min G55; T0200 ;調(diào)用2號切槽刀,加刀補(bǔ) G0X33Z-52 ;刀具快速到達(dá)切槽起點(diǎn) G75R0.1 ;指定徑向退刀量,G75切槽循環(huán)結(jié)果,G75X26Z-56P500Q3500R0F50 ;指定槽底、槽寬及加工參數(shù) G0X40 ;切槽完畢后,沿徑向快速退出 Z-50 ;沿軸向移動 G1X30F50 ;以50mm/min進(jìn)給到螺紋圓柱 X25Z-52 ;倒角 G0X100 ;沿徑向退刀 Z200 ;沿軸向退刀 /M3S600 ;啟動主軸,轉(zhuǎn)速600r/min G56 T0300 ;調(diào)用2號螺紋刀,加刀補(bǔ) G0X31Z-20 ;刀具快速到達(dá)螺紋切削起點(diǎn),有導(dǎo)入量 G76P201

20、60Q80R0.1 ;螺紋循環(huán)參數(shù)設(shè)置 G76X28.052Z-50R0P974Q400F1.5 ;螺紋循環(huán)參數(shù)設(shè)置 G0X100 ;沿徑向退刀 Z200 ;沿軸向退刀 /M5 ;主軸停 /M0 ;程序暫停,用于測量螺紋加工后的零件,/M3S600 ;啟動主軸,轉(zhuǎn)速600r/min G55 T0200 ;調(diào)用2號切槽刀,加刀補(bǔ) G0X42Z-75 ;快速到達(dá)切斷位置 G1X0F30 ;切斷 X42F100 ;沿徑向進(jìn)給退出 G0X100 ;沿徑向退刀 Z200 ;沿軸向退刀 M05 ;主軸停 M30 ;程序結(jié)束 % ;程序結(jié)束符,G32 X(U)_Z(W)_R_ E_P_ F_ X、Z:絕對編

21、程時(shí),有效螺紋終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo); U、W:增量編程時(shí),有效螺紋終點(diǎn)相對于螺紋切削起點(diǎn)的位移量; F:螺紋導(dǎo)程,即主軸每轉(zhuǎn)一圈,刀具相對于工件的進(jìn)給量; R、E:螺紋切削的退尾量,R 表示 Z 向退尾量,E 為 X 向退尾量,R、 E: 在絕對或增量編程時(shí)都是以增量方式指定,其為正表示沿Z、 X 正向回退,為負(fù)表示沿Z、X負(fù)向回退。使用R、E可免去退刀槽。R、E可以省略,表示不用回退功能(此時(shí)必須有退刀槽)。 根據(jù)螺紋標(biāo)準(zhǔn)R 一般取2倍的螺距,E取螺紋的牙型高。 P:主軸基準(zhǔn)脈沖處距離螺紋切削起始點(diǎn)的主軸轉(zhuǎn)角。,G32運(yùn)動軌跡,單一固定循環(huán)指令單行程螺紋切削G32,螺紋切削參數(shù),螺紋車削

22、加工為成型車削,且切削進(jìn)給量較大,刀具強(qiáng)度較差,一般要求分?jǐn)?shù)次進(jìn)給 加工。下表為 常用螺紋切削的進(jìn)給次數(shù)與吃刀量,注: 1. 從螺紋粗加工到精加工,主軸的轉(zhuǎn)速必須保持一常 數(shù); 2. 在沒有停止主軸的情況下,停止螺紋的切削將非常 危險(xiǎn),因此螺紋切削時(shí)進(jìn)給保持功能無效,如果按 下進(jìn)給保持按鍵,刀具在加工完螺紋后停止運(yùn)動; 3. 在螺紋加工中不使用恒線速度控制功能; 4. 在螺紋加工軌跡中應(yīng)設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段和降 速退刀段,以消除伺服滯后造成的螺紋誤差。,外圓粗切循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。適用于外圓柱面需多次走刀才能完成的粗加工,加工過程如下圖所示。 編程格式: G71 U(d) R(e)G71

23、P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s)T(t) 式中: d背吃刀量(切削深度)(25); e 退刀量(13); ns精加工形狀程序段中的開始程序段號; nf精加工形狀程序段中的結(jié)束程序段號; uX軸方向精加工余量(0.20.5); wZ軸方向的精加工余量(0.20.5); F、S、T分別是進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、刀具號地址符。,復(fù)合循環(huán)指令-外圓粗切循環(huán)G71,% o3331; N10 G54 G98; N20 M03 S500 ; T0100; G00 X50. Z10. ; N30 G01 X46. Z3. F0.2 ; N40 G71 U3 R1 ; N50 G71 P

24、55 Q130 U0.4 W0.1 F0.3 ; N55 G00 X6. ; N60 G01 X10. Z-2. ; N70 Z-20. ; N80 G02 x20. z-25. R5. ; N90 G01 W-10. ; N100 G03 U14. W-7. R7. ; N110 G01 Z-52. ; N120 U10. W-10. ; N130 z-82. ; N145 G70 P55 Q130 F0.1 ; N150 G00 X50. ; N155 Z10. ; N160 M05 ; N170 M30 ; %,G71編程示例,端面粗切循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。端面粗切循環(huán)適于Z向余量小,

25、X向余量大的棒料粗加工,加工過程如下圖所示。 編程格式 G72 U(d) R(e) G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中: d背吃刀量; e 退刀量; ns精加工形狀程序段中的開始程序段號; nf精加工形狀程序段中的結(jié)束程序段號; uX軸方向精加工余量; wZ軸方向的精加工余量; F、S、T分別是進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、刀具號地址符。,復(fù)合循環(huán)指令-端面粗加工循環(huán)G72,G72編程示例 O3332;N10 G54 G98;N20 M03 S500 ;T0100;N20 G00 X80. Z10. ;N50 G72 W2. R1.;N55 G72 P6

26、0 Q180 U0.2 W0.5 F1; N60 G00 Z-60.; N70 G01 X74. ;Z-50.;N90 G01 X54. Z-40. F0.6;N100 Z-30.; N110 G02 U-8. W4. R4.;N120 G01 X30.; N130 Z-15.; N150 G03 U-4. W2. R2.;N160 Z-2.; N170 U-6. Z0; N180 G00 X80.; N185 G70 P55 Q180 F0.6; N190 G0 Z10.; N200 M05;N210 M30;,格式:G74 R(e); G74 X_ Z_ P(i) Q(k) R(d) F_; 式中: e 返回量; i X方向的移動量; k Z方向的切深量; d 孔底的退刀量; X X軸方向孔的深度; Z Z軸方向孔的深度;,端面(Z向)深孔切削循環(huán)指令G74,G75X向切槽循環(huán)指令 格式:G75 R(e); G75 X(U) Z(W) P(i) Q(k) R(d) F_ ; 式中: e 返回量; i X方向的移動量; k Z方向的切深量; d 孔底的退刀量; X X軸方向孔的深度; Z

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