数控铣培训教材(ppt96页)

1、任务二 认识刀具、对刀、手动铣平面（牛刀小试）一、 任务目标1、工件装夹（平口钳及装夹图片）（1课时）2、认识铣刀刀柄、键槽铣刀和立铣刀，学习如何装刀卸刀（1课时）3、讲试切法对刀及练习（寻边器介绍）（2课时）4、手动铣平面操作练习（3课时）二、 相关知识（知识要点）1、 工件的装夹平口钳安装于铣床工作台上，用百分表校正（钳口与X轴方向平行）。将坯料装入平口钳中，下用垫铁，工件露出约钳口，放平且夹紧。如图2-1所示图21 平口钳校正（a）工件装夹（b）2、 数控立铣刀的种类和用途种类：1）两刃立铣刀 2）三刃立铣刀 3）多刃立铣刀用途: 1）两刃立铣刀 粗铣轮廓、凹槽等表面，可沿铣刀轴线方向进

2、给加工（垂直下刀）；2）三刃和多刃立铣刀 精铣轮廓、凹槽等表面，一般不能沿铣刀轴线方向进给加工。键槽铣刀、立铣刀按结构不同有整体式和可转位式。图22整体式立铣刀 图23可转位式立铣刀3、 数控铣刀刀柄 数控铣床使用的刀具是通过刀柄与主轴相连的，刀柄与主轴的配合锥面一般采用7：24的锥度。目前国际和国家标准规定的BT-40和BT-50系列为常用的刀柄和拉钉，以下是几种常用的刀柄。图24 弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉1）弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉如图2-4所示，用于装夹各种直柄立铣刀、键槽铣刀、直柄麻花钻等。卡簧装入数控刀柄前端夹持数控铣刀；拉钉拧紧在数控刀柄尾部的螺纹孔中，用于拉紧主轴上。2）莫氏锥度

3、刀柄如图2-5所示。莫氏锥度刀柄有莫氏2号、3号、4号等，可装夹相应的莫氏钻夹头、铣刀、攻螺纹夹头等。图2-5 莫氏锥度刀柄4、卸刀座 卸刀座是用于铣刀从铣刀柄上装卸的位置，如图2-6。1、 平口钳平口钳用于装夹工件，并用螺钉固定在工作台上，如图2-7。图26卸刀座 图27 平口钳2、 “试切法”对刀及检验方法1）. 刀具装夹 把10mm键槽铣（立铣刀）、810mm卡簧，装入铣刀刀柄，再把铣刀刀柄连同铣刀装入铣床主轴。2）.对刀操作一般来讲，在机床加工过程中，通常使用的有两个坐标系：一个是机床坐标系；另外一个是工件坐标系。对刀的目的是为了确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，也即确定对

4、刀点相对工件坐标原点的空间位置关系。将对刀数据输入到相应的工件坐标系设定存储单元, 对刀操作分为 X 、Y 向和 Z 向对刀。根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，目前常用的对刀方法主要有两种：即简易对刀法(如试切对刀法、寻边器对刀、Z 向设定器对刀等)和对刀仪自动对刀法。 使用G54G59等零点偏置指令，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系零点上。本次对刀，工件坐标系在工件左下角上表面处，通过对刀将偏置距离测出并输入存储到G54中，步骤如下：（1）MDI方式下输入“S500 M3；”指令，按 键，使主轴转动，或手动方式下按主轴正转按钮，使主轴转动；（2）X轴对刀 手动（JOG）方式下移动刀具让

5、刀具刚好接触工件左侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下： 按 键。出现如图2-8所示画面； 图2-8 OFFSET界面 图2-9 坐标系界面 按 “坐标系”软键，出现如图2-9所示画面； 光标移至G54的X轴数据； 输入刀具在工件坐标系的X轴坐标值，此处为X-5，按 “操作”软键，再按“测量”软键，完成X轴对刀。（3）Y轴对刀 手动方式下，移动刀具让刀具刚好接触工件前侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下： 按 键。出现如图2-8所示画面； 按 “坐标系”软键，出现如图2-9所示画面； 光标移至G54的Y轴数据。 输入刀具在工件坐标系的Y轴坐标值，此处为Y-5，按 “操作

6、”软键，再按“测量”软键，完成Y轴对刀。（4) Z轴对刀。手动方式下移动刀具刚好接触工件上表面，进行面板操作。步骤如下： 按 键。出现如图2-8所示画面； 按 “坐标系”软键，出现如图2-9所示画面；3.“对刀”检验 按 键，使机床运行于MDI（手动输入）工作方式 按 键； 按“MDI”软键，自动出现加工程序名称“O0000”； 输入测试程序“G90 G00 G54 X0. Y0. Z10.”（或“G90 G01 G54 X0. Y0. Z10. F5000”） 按 键，运行测试程序； 程序运行结束后，观察刀具是否处于工件左下角工件原点上方10处，如“是”则对刀正确；如“不是”则对刀操作不正确

7、，需查找原因，重新对刀。4、 其他寻边器对刀图2-10 机械寻变器图2-11光电寻边器三、 手轮方式铣上表面（操作练习）任务三 直线零件加工练习（一）（王者归来）一、任务目标1、理解G01、G00指令的含义2、了解数控程序的格式3、了解数控编程规则4、学习槽类零件铣削编程和加工操作二、任务导入1、零件图纸“王”字零件如图31所示。该零件为槽类零件由4条直线槽组成。图31直线槽铣削加工零件图12、零件工艺分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min6mm键槽铣刀游标卡尺 深度尺2

8、2001000三、相关知识（知识要点）1、G00指令快速定位格式：G00 X_ Y_ Z_ ； 功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的移动速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。注意：（1）该指令只是快速定位到目标点，无运动轨迹的要求。其运动轨迹因控制系统不同而不同。（2）快速移动的速度由系统内部参数确定，与进给速度F无关。（3）G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。2、G01指令直线插补格式：G01 X _ Y_ Z_ F_ ；功能：该指令使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。

9、 运行速度由F指定。例如F100 表示工件每分钟移动100mm。 四、扩展知识：1、程序结构及程序段格式零件加工程序的主体由若干个程序段组成。程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一段程序。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写和打印时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。程序结构程序段格式/ NO3 G02 X55 Y55 I0 J55 F100 S800 T04 M03；上例详细格式分类说明如下：N03为程序段序号；G02表示加工的轨迹为顺时针圆弧；X55、Y55表示所加工圆弧的终点坐标；I

10、0、J55表示所加工圆弧的圆心坐标；F100为加工进给速度；S800为主轴转速；T04为所使用刀具的刀号；M03为辅助功能指令；/为跳步选择指令。跳步选择指令的作用是:在程序不变的前提下，操作者可以对程序中的有跳步选择指令的程序段作出执行或不执行的选择。选择的方法，通常是通过操作面板上的跳步选择开关扳向ON或OFF，来实现不执行或执行有“/”的程序段。特点：1）程序段中各信息字的排列不分顺序；2）数据符的位数可少不可多；3）模态指令只能被同组的其他指令取代或取消，否则继续有效，并可以省略。2、 程序编制的基本步骤图4-3 程序编制的基本步骤、分析零件图 首先要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、

11、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工，同时要明确浇灌能够的内容和要求。、工艺处理 在分析零件图的基础上进行工艺分析，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工线路（如对刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量等）等工艺参数。、数值计算 耕根据零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状比较简单的零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，如果数控装置无刀具补偿功能，还要计算刀

12、具中心的运动轨迹坐标。对于形状比较复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值，这种数值计算要用计算机来完成。、编写加工程序单 根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。、制作控制介质 把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。、程序校验与首件试切 编写的程序和制备好的控制介质，必须经过校验和试刀才能正式使用。效验的方法是直接将控制介质

13、上的内容输入到数控系统中让机床空转，一检验机床的运动轨迹是否正确。在有CRT图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便，但这些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此，还需要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正，直至达到零件图纸的要求。2、注意事项1、华中数控系统程序的第一行应有“%”字样的文字，且数字长度不宜过长。2、调试程序时，在自动方式下，一定要按下“程序较验”键，确保机床锁住不动，再按“循环启动”键，开始进行图形模拟加工。3、初学者对刀后应进行校验，以保证安全无误。常用的G M指令代码按不同功能

14、可划分为准备功能G指令代码、辅助功能M指令代码和F、S、T指令3大类。3 F、S和T指令F是控制刀具位移速度的进给率指令，为模态指令，如图3-2所示，但快速定位G00的速度不受其控制。在铣削加工中，F的单位一般为mm/min(每分钟进给量)。3-2刀具进给注：模态指令是一组可相互注销的指令，一旦被执行则一直有效，直至被同一组的其他指令注销为止；非模态指令只在所在的程序段中有效，程序段结束时被注销。S功能用以指定主轴转速，单位为r/min，S是模态指令，但S功能只有在主轴速度可调节时才有效。T是刀具功能指令，后跟两位数字指示更换刀具的编号。T指令为非模态指令，在加工中心执行T指令，则刀库转动来选

15、择所需要的刀具，然后等待直到M06代码指令作用时自动完成换刀。T指令同时可调入刀补寄存器中的刀补值(刀具长度和刀具半径)。4、辅助功能M代码辅助功能M指令代码，由地址字M后跟12位数字组成，即M00M99。主要用来设置数控铣床电控装置单纯的开/关动作，以及控制加工程序的执行走向。各M代码的功能如表所示。M指令代码及其功能 M指令代码功 能M指令代码功 能M00程序停止M06换刀M01程序选择性停止M08冷却液开启M02程序结束M09冷却液关闭M03主轴正转M30程序结束，返回开头M04主轴反转M98调用子程序M05主轴停止M99子程序结束（1）暂停代码M00当CNC执行到M00代码时，将暂停执

16、行当前的程序，以方便操作者进行刀具的更换、工件的尺寸测量、工件调装头或手动变速等操作。暂停时机床的主轴进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持不变。若继续执行后续程序，只需要重新按下操作面板上的【启动】按钮即可。（2） 程序结束代码M02M02用于主程序的最后一个程序段中，表示程序结束。当CNC执行到M02代码时，机床的主轴、进给及冷却液全部停止。使用M02的程序结束后，若要重新执行就必须重新调用该程序。（3） 程序结束并返回到零件程序头代码M30M30和M02功能基本相同，只是M30代码还具有控制返回零件程序头的功能。使用M30的程序结束后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的【启动

17、】按钮即可。（4） 子程序调用及返回代码M98、M99M98用来调用子程序；M99用来结束子程序，执行M99使控制返回到主程序。在子程序开头必须用规定的子程序号，以作为调用入口地址。在子程序的结尾用M99，以控制执行完该子程序后返回主程序。（5） 主轴控制代码M03、M04和M05M03主轴启动，并以顺时针方向旋转；M04主轴启动，并以逆时针方向旋转；M05主轴停止旋转。（6） 换刀代码M06M06用于具有刀具库的数控铣床或加工中心，用以换刀。通常与刀具功能T指令一起使用。如T01 M06是更换调用01号刀具，数控系统收到指令后，将原来的刀具换走，而将01号刀具自动安装在主轴上。（7）冷却液开

18、停代码M08和M09M08代码打开冷却液管道；M09代码关闭冷却液管道。其中M09为默认功能。五、参考程序（王字图纸）O0006%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100G00 X-32 Y30G00 Z5G01 Z-2 F50G01 X32 Y30 F200G01 Z5G00 X-32 Y0G01 Z-2 F50G01 X32 Y0 F200G01 Z5G00 X-32 Y-30G01 Z-2 F50G01 X32 Y-30 F200G01 Z5 G00 X0 Y30G01 Z-2 F50G01 X0 Y-30 F200G01 Z5G00 Z100M05M30六、注意事项1、华中

19、数控系统程序的第一行应有“%”字样的文字，且数字长度不宜过长。2、调试程序时，在自动方式下，一定要按下“程序较验”键，确保机床锁住不动，再按“循环启动”键，开始进行图形模拟加工。3、初学者对刀后应进行校验，以保证安全无误。七、作业“W”字零件如图33所示，试编写数控加工程序。图33直线槽铣削加工零件图2任务四 直线零件加工练习二（直来直去）一、任务目标1、数控加工工艺规程卡片（工艺卡片、刀具卡片等）2、游标卡尺介绍、切削用量介绍3、掌握G01、G00指令的正确使用4、凸台零件铣削编程和加工操作练习二、任务导入1、零件图纸凸台零件如图41所示。图41正方形凸台加工零件图12、零件工艺分析零件主体

20、为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min12mm立铣刀游标卡尺 深度尺220010004、加工路线：如图42所示。012345图42正方形凸台的铣削走刀路线三、相关知识（知识要点）1、游标卡尺游标卡尺是利用游标原理对两测量面相对移动分隔的距离进行读数的测量器具。游标卡尺（简称卡尺）与千分尺、百分表都是最常用的长度测量器具。图9-3游标卡尺的结构游标卡尺的结构见图9-3，游标卡尺的主体是一个刻有刻度的尺身，称主尺，沿着主尺滑动的尺框上装有游标。游标卡尺可以测量工件的内、外尺寸（如长度、宽

21、度、厚度、内径和外径），孔距、高度和深度等。优点是，使用方便、用途广泛，测量范围大，结构简单和价格低廉等。1）游标卡尺的读数原理和读数方法游标卡尺的读数值有0.1、三种，其中的卡尺应用最普遍。下面介绍游标卡尺的读数原理和读数方法，游标有50格刻线与主尺49格刻线宽度相同，游标的每格宽度为49/50=0.98，则游标读数值是1.00-0.98=0.02mm,因此为该游标卡尺的读数值。游标卡尺读数的三个步骤：（1）先读整数看游标零线的左边，尺身上最靠近的一条刻线的数值，读出被测尺寸的整数部分；（2）再读小数看游标零线的右边，数出游标第几条刻线与尺身刻线对齐，读出被测尺寸的小数部分（即游标读数值乘其

22、对齐刻线的顺序数）；（3）得出被测尺寸把上面两次读数的整数部分和小数部分相加，就是卡尺的所测尺寸。3）游标卡尺使用注意事项（1）测量前要进行检查。游标卡尺使用前要进行检验，若卡尺出现问题，势必影响测量结果，甚至造成整批工件的报废。首先要检查外观，要保证无锈蚀、无伤痕和无毛刺，要保证清洁。然后检查零线是否对齐，将卡尺的两个量爪合拢，看是否有漏光现象。如果贴合不严，需进行修理。若贴合严密，再检查零位，看游标零件是否与尺身零线对齐、游标的尾刻线是否与尺身的相应刻线对齐。另外检查游标在主尺上滑动是否平稳、灵活，不要太紧或太松，如图2-14所示。图9-4游标卡尺的使用（2）读数时，要看准游标的哪条刻线与

23、尺身刻线正好对齐。如果游标上没有一条刻线与尺身刻线完全对齐时，可找出对得比较齐的那条刻线作为游标的读数。（3）测量时，要平着拿卡尺，朝着光亮的方向读，使量爪轻轻接触零件表面，量爪位置要摆正，视线要垂直于所读的刻线，防止读数误差。2、机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡产品名称零件名称零件图号材料名称及牌号毛坯种类或材料规格45钢 工时4工序号工序名称工序简要内容设备名称及型号夹具量具刀具3、数控加工工序卡片数控加工工序卡零件名称零件图号夹具名称设备名称及型号 材料名称及牌号硬度工序名称工序号工步号工步内容切削用量刀具量具Vfnf名称名称1参赛选手签名共 页第 页4、 数控刀具卡片数控铣刀具卡零

24、件材料设备名称设备型号零件图号刀具序号刀具名称刀片材料牌号刀具参数刀补地址直径长度直径长度5、 切削用量（三要素）1）、铣削速度铣削时铣刀切削刃上选定点在主运动中的线速度，通常以切削刃上离铣刀轴线距离最大的点在1min内所经过的路程表示，单位为m/min。vc铣削速度，m/min d铣刀直径，mm n铣刀（或铣床主轴）转速，r/min 2）、进给量铣刀在进给运动方向上相对工件的单位位移量。 （1）每转进给量 f 和每齿进给量 fz （2）进给速度vf vf=fn=fzzn n铣刀（或铣床主轴）转速，r/min z铣刀齿数 3）、背吃刀量与铣削宽度（1）铣削深度ap在平行于铣刀轴线方向上测得的切

25、削层尺寸，单位为mm。（2）铣削宽度ae在垂直于铣刀轴线方向、工件进给方向上测得的切削层尺寸，单位mm。 4）、切削用量的选择（1）在工艺系统刚性允许时，应首先选择一个尽可能大的 ap ，其次选择一个较大的f，最后在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的Vc （2）ap的选择 ：主要根据加工余量和工艺系统的刚度确定：a 粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除； b当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧）时，可适当降低，使切削力减小；c精加工时，应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低的方法，逐步提高加工精度和表面质量；

26、d一般精加工时，取；半精加工时，取5）、进给量f的选择原则（1）粗加工时，f主要受刀杆、刀片和机床、工件等强度、刚度所承受的切削力限制，一般根据刚度来选。工艺系统刚度好时，可用大些的f；反之，适当降低f； （2）精加工、半精加工时，f应根据工件的Ra要求选。Ra要求小的，取较小的f，但又不能过小，因为f过小，切削厚度过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。若刀具的刀尖圆弧半径愈大，则f可选较大值6）、Vc的选择 主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选 （1）刀具材料好，可选得高些； （2）Ra值要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的Vc ，高速钢刀取小Vc5 mmin ，硬质合金取较高的Vc=130

27、160 m/min； （3）表面有硬皮或断续切削时，应适当降低；（4）工艺系统刚性差的，应减小Vc四、参考程序O0006%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100G00 X-50 Y-50G00 Z5G01 Z-2 F50G01 X-36 Y-50 F200X-36 Y36X36 Y36X36 Y-36X-50 Y36G01 Z5G00 Z100M05M30五、作业凸台零件如图44所示，试编写数控加工程序。图44 凸台加工零件图2任务五 圆弧槽铣削加工（外方内圆）一、任务目标1、了解G02 G03指令的含义2、学习环形槽零件的编程和加工操作二、任务导入1、零件图纸“O”字零件如图5

28、1所示。该零件为槽类零件由4个圆弧槽和两条直线槽组成。图51 “O”字槽零件加工2、零件工艺分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min10mm键槽铣刀游标卡尺 深度尺22001000三、相关知识（知识要点）1、G02、G03指令圆弧插补指令 该指令能使刀具沿着圆弧运动，切出圆弧轮廓。G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。图52顺、逆方向判别在X-Y平面G17 G02 / G03

29、 X_ Y_ ( I_ J_ ) / R_ F_ ；在 X-Z平面G18 G02 / G03 X_ Z_ ( I_ K_ ) / R_ F_ ；在 Y-Z平面G19 G02 / G03 Y_ Z_ ( J_ K_ ) / R_ F_ ；序号数据内容指 令含 义1平面选择G17指定X-Y平面上的圆弧插补G18指定X-Z平面上的圆弧插补G19指定Y-Z平面上的圆弧插补2圆弧方向G02顺时针方向的圆弧插补G03逆时针方向的圆弧插补3终点位置G90 模态X、Y、Z中的两轴指令当前工件坐标系中终点位置的坐标值G91 模态X、Y、Z中的两轴指令从起点到终点的距离(有方向的)4起点到圆心的距离I、J、K中的

30、两轴指令从起点到圆心的距离(有方向的)圆弧半径R圆弧半径5进给率F沿圆弧运动的速度在这里，我们所讲的圆弧的方向，对于X-Y平面来说，是由Z轴的正向往Z轴的负向看X-Y平面所看到的圆弧方向，同样，对于X-Z平面或Y-Z平面来说，观测的方向则应该是从Y轴或X轴的正向到Y轴或X轴的负向（适用于右手坐标）系如下图所示）。图53 圆弧的方向圆弧的终点由地址X、Y和Z来确定。在G90模态，即绝对值模态下，地址X、Y、Z给出了圆弧终点在当前坐标系中的坐标值；在G91模态，即增量值模态下，地址X、Y、Z给出的则是在各坐标轴方向上当前刀具所在点到终点的距离。在X方向，地址I给定了当前刀具所在点到圆心的距离，在Y

31、和Z方向，当前刀具所在点到圆心的距离分别由地址J和K来给定，I、J、K的值的符号由它们的方向来确定。用半径法编写圆弧加工程序时应注意，在使用同一半径R的情况下，从起点A到终点B的圆弧可能有两个（下图），即圆弧a与圆弧b，编程时它们的起始点及半径都一样，为区分二者，规定圆弧所对应的圆心角小于180时（圆弧段a）用“R”表示半径，圆心角大于180时（圆弧段b）用“-R”表示半径。圆心角等于180时用“R”或“-R”均可。 图54 圆弧半径正负判定四、参考程序O0005%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100X-25 Y0Z5G01 Z-2 F50G03 X25Y0 R25 F200G

32、03 X-25Y0 R25 G01 Z5G00 Z100M30五、任务扩展六、注意事项七、作业丰田车标零件如图55所示，试编写数控加工程序。图55 丰田车标零件任务六 直线圆弧槽综合加工（自圆其说）一、任务目标1、掌握G00、G01、G02、G03指令的正确使用2、掌握槽类零件铣削编程和加工操作二、任务导入1、零件图纸：Lexus汽车图标零件如图61所示。试编写数控加工程序。图61 直线圆弧槽零件12、零件工艺分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min8mm键槽铣刀游标卡尺

33、深度尺22001000三、相关知识（知识要点）三角函数计算法简称三角计算法。在手工编程工作中，因为这种方法比较容易被掌握，所以应用十分广泛，是进行数学处理时应重点掌握的方法之一。 三角计算法主要应用三角函数关系式及部分定理，现将有关定理的表达式列出如下：1、对于直角三角形勾股定理：+ = = 式中、- 分别为直角三角形的边长，其中为斜边。2、基点的计算基点就是构成零件轮廓的各相邻几何元素之间的交点或切点。如两直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧与二次曲线的交点或切点等等，均属基点。一般来说，基点的坐标根据图纸给定的尺寸，利用一般的解析几何或三角函数关系不难求得。 一零件轮廓如下图所示，其中

34、A、B、C、D、E、F为基点， A、B、C、D、可直接由图中所设工件坐标系中得知，而E点是直线DE与EF的交点，F是直线EF与圆弧AF的切点。分析可知，OF与X轴的夹角为30，EF与X轴夹角为120，则FX = 20 cos30=17.321 FY = 20 sin30= 10 EY = 30 EX = FX -（EY - FY ）/ tg60= 5.774 图62 零件轮廓图四、参考程序O0006%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100Z5G01 Z-2 F50G02 X28.78 Y14.05 R44.75 F200G02 X8.77 Y23.14 R44.75 G01 X-

35、11.67 Y-6G01 X33.07 Y-6G01 Z5G00 Z100M30五、任务扩展六、注意事项1、注意下刀点的选择一定要正确2、Z轴进给加工的时候，进给量不要过快3、零件在加工的时候，注意观察刀具加工情况七、作业大众汽车图标零件如图32所示，试编写数控加工程序。加工步骤如下：选择刀具设计工艺路线 选择进刀点及进刀方式 选择切削用量 确定走刀路线及计算节点 编写程序 装夹工件 对刀 加工过程注意事项 图63 直线圆弧槽零件2任务七 刀具半径补偿指令（一）（移东补西）一、任务目标1、理解刀具半径补偿的条件，应用场合2、掌握运用刀具半径补偿进行编程加工3、了解半径补偿时加工路线的设计二、任

36、务导入1、零件图纸凸台零件如图71所示。试编写数控加工程序。图71 凸台零件12、零件工艺分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min12mm键槽铣刀游标卡尺 深度尺220010004、加工路线及数值计算：如图72所示。01234560图72凸台零件的铣削走刀路线三、相关知识之前我们做轮廓编程加工时，由于刀具中心轨迹是按照实际程序坐标值运动，我们需要在被加工轮廓上偏移出被选刀具的半径值，再计算出实际刀具中心运动轨迹。这样在轮廓尺寸复杂时编程计算变得十分麻烦，为此我们引入了刀具补

37、偿的概念。即在轮廓加工时，不必求出刀具中心的运动轨迹，只需在程序中给出刀具半径补偿指令，并在机床面板上输入半径补偿值，就可以直接按照零件轮廓实际尺寸编程，数控系统会自动地计算出刀具中心的运动轨迹，并按这个轨迹进行运动。1、指令格式建立刀具补偿指令: G00 /G01 G41/G42 D_ X_ Y_ F_ 取消补偿格式： G00 G/01 G40 X_ Y_ 2、刀具半径补偿的判定G41 -刀具半径左补偿。 是指沿着刀具运动方向向前看（假设工件不动）刀具位于被加工轮廓的左边。G42 -刀具半径右补偿。 是指沿着刀具运动方向向前看（假设工件不动）刀具位于被加工轮廓的右边。G40 -刀具半径补偿撤

38、消。D- - 刀具半径补偿寄存器地址字，用于设定补偿值的大小，在实际加工中将半径补偿值设定不同的值，即可实现利用同一程序完成粗、精加工。注：顺铣相当于鸡刨地，逆铣相当于猪拱地 3、刀具半径补偿功能指令的作用：（1）在编程时不需考虑刀具半径值可直接按照图纸的尺寸编程；（2）可以用同一程序完成粗精加工等工序；（3）刀具在加工中或磨损,会产生变化,变化可以用刀补指令修正(补偿)。四、参考程序O0007%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100X-50 Y-50Z5G01 Z-2 F50G01 G41 X-30 Y-50 D01 F200X-30 Y30 X0 Y30G02 X30 Y0

39、R30G01 X30 Y-30X-50 Y-30G40 G01 X-50 Y-50G01 Z5G00 Z100M30五、任务扩展六、注意事项（1）刀具半径补偿的建立和取消必须使用G00或G01指令，不得使用G02、G03等指令；（2）程序结束之前，必须取消刀具半径补偿，即G40必须与G41、G42成对使用；（3）在使用刀具半径补偿时，如果出现连续两段以上没有移动指令或存在非指定平面轴的移动指令段，则有可能出现过切现象；七、作业1、凸台零件2如图74所示，试编写数控加工程序。图72 凸台零件22、凸台零件3如图75所示，试编写数控加工程序。图73 凸台零件3任务八 刀具半径补偿指令（二） （ 粗

40、中有细 ）一、任务目标1、了解顺、逆铣的特点及其与左右刀补的关系2、了解工序划分的原则3、理解半径补偿时加工路线的设计二、任务导入1、零件图纸六边形凸台零件如图81所示。试编写数控加工程序。图81 六边形凸台零件2、零件工艺分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min12mm键槽铣刀游标卡尺 深度尺220010004、加工路线及数值计算：如图132所示。0123456780图132月形凸台零件的铣削走刀路线三、相关知识1、刀具顺铣和逆铣的利和弊顺铣的功率消耗要比逆铣时小，在同等

41、切削条件下，顺铣功率消耗要低5%15%，同时顺铣也更加有利于排屑。一般应尽量采用顺铣法加工，以提高被加工零件表面的光洁度（降低粗糙度），保证尺寸精度。但是在切削面上有硬质层、积渣、工件表面凹凸不平较显著时，如加工锻造毛坯，应采用逆铣法。 顺铣时，切削由厚变薄，刀齿从未加工表面切入，对铣刀的使用有利。逆铣时，当铣刀刀齿接触工件后不能马上切入金属层，而是在工件表面滑动一小段距离，在滑动过程中，由于强烈的磨擦，就会产生大量的热量，同时在待加工表面易形成硬化层，降低了刀具的耐用度，影响工件表面光洁度，给切削带来不利。另外，逆铣时，由于刀齿由下往上（或由内往外）切削，且从表面硬质层开始切入，刀齿受很大的

42、冲击负荷，铣刀变钝较快，但刀齿切入过程中没有滑移现象。 逆铣和顺铣，因为切入工件时的切削厚度不同，刀齿和工件的接触长度不同，所以铣刀磨损程度不同，实践表明：顺铣时，铣刀耐用度比逆铣时提高23倍，表面粗糙度也可降低。但顺铣不宜用于铣削带硬皮的工件。2、加工阶段的划分1）加工阶段阶段主要任务目的粗加工切除毛坯上大部分多余的金属使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，提高生产率半精加工使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量；并可完成一些次要素表面加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等为主要表面的精加工(如精车、精磨)做好准备精加工保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求全面保证加工质量光整加工对零

43、件上精度和表面粗糙度要求很高(IT6级以上，表面粗糙度为Ram以下)的表面，需进行光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度3、划分加工阶段的意义（1）保证加工质量（2）便于及时发现毛坯缺陷（3）便于安排热处理工序（4）合理使用设备4、工序的划分1)工序集中原则每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少优点：a 有利于保证工件各加工面之间的位置精度；b 有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；c 可减小生产面积，并有利于管理。2)工序分散原则将工件的加工分散在较多的工序内进行，

44、每道工序的加工内容很少使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高3) 工序集中与工序分散的应用(1)传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）(2)多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用工序集中方式3)由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，加之加工中心等先进设备的采用，工序集中将越来越成为生产的主流方式5、数控铣削加工工序的划分原则(1）按所用刀具划分(2）按安装次数划分(3）按粗、精加工划分(4）按加工部位划分(5) 加工顺序

45、的安排: a先粗后精b先近后远c内外交叉原则对既有内表面(内型腔)又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。d基面先行原则应优先加工用作精基准的表面。这是因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。e先主后次原则应先加工零件的主要工作表面、装配基面，从而及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。f先面后孔原则箱体、支架类零件的平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸。四、参考程序O0008%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100X-0 Y-50Z5G01 Z

46、-2 F50G01 G41 X0 Y-31.18 D01 F200X-18 Y-31.18 X-36 Y0X-18 Y31.18 X36 Y0G40 G01 X-50 Y-50G01 Z5G00 Z100M30五、任务扩展六、注意事项七、作业1、八边形凸台零件如图82所示，试编写数控加工程序。图82 八边形凸台零件2、五边形圆台零件如图83所示，试编写数控加工程序。图83 五边形圆台任务九 刀具半径补偿指令（三）（精益求精）一、任务目标1、掌握内轮廓的加工方法2、学会外径千分尺的使用3、掌握复杂内轮廓加工的加工路线设计4、熟练掌握刀具半径补偿的应用二、任务导入1、零件图纸 ：十字槽零件如图91

47、所示。试编写数控加工程序。图91 十字槽零件2、零件工艺分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min12mm键槽铣刀游标卡尺 深度尺220010004、加工路线及数值计算：如图92。012345167891060图92十字槽零件的铣削走刀路线三、相关知识（常用测量仪器）1、外径千分尺千分尺类测量器具是利用螺旋副运动原理进行测量和读数的一种测微量具，测量准确度高，按性能可分为一般外径千分尺(如图2-15)、数显外径千分尺(如图2-16)、尖头外径千分尺(如图2-17)等。图9-5

48、一般外径千分尺图外径千分尺使用普遍，是一种体积小、坚固耐用、测量准确度较高，使用方便、调整容易的一种精密测量器具。 图9-6数显外径千分尺 图9-7尖头外径千分尺外径千分尺可以测量工件的各种外形尺寸，如长度、厚度、外径以及凸肩厚度、板厚或壁厚等。外径千分尺分度值一般为0.01mm,测量精度可达百分之一毫米，也称为百分尺，但国家标准中称为千分尺。1）外径千分尺的读数原理和读数方法外径千分尺测微螺杆的螺距为0.5mm,微分筒圆锥面上一圈的刻度是50格。当微分筒旋转一周时，带动测微螺杆沿轴向移动一个螺距，即0.5mm,若微分筒转过1格，则带动测微螺杆沿轴向移动因此外径千分尺的读数值是。读数时，可分三

49、个步骤：（1）先读整数 微分筒的边缘（或称锥面的端面）作为整数毫米的读数指示线，在固定套管上读出整数。固定套管上露出来的刻线数值，就是被测尺寸的毫米整数和半毫米数。（2）再读小数 固定套管上的纵刻线作为不足半毫米小数部分的读数指示线，在微分筒上找到与固定套管中线对齐的圆锥面刻线，将此刻线的序号乘以，就是小于的小数部分的读数。（3）得出被测尺寸 把上面两次读数相加，就是被测尺寸。2）、外径千分尺的使用方法（1）减少温度的影响 使用千分尺时，要用手握住隔热装置。若用手直接拿着尺架去测量工件，会引起测量尺寸的改变。（2）保持测力恒定 测量时，当两个测量面将要接触被测表面，就不要旋转微分筒，只旋转测力

50、装置的转帽，等到棘轮发出“卡、卡”响声后，再进行读数。不允许猛力转动测力装置。退尺时，要旋转微分筒，不要旋转测力装置，以防拧松测力装置，影响零位。（3）正确操作方法 测量较大工件时，最好把工件放在V形铁或平台上，采用双手操作法，左手工艺拿住尺架的隔热装置，右手用两指旋转测力装置的转帽。测量小工件时，先把千分尺调整到稍大于被测尺寸之后，用左手拿住工件，采用右手单独操作法，用右手的小指和无名指夹住尺架，食指和拇指旋转测力装置或微分筒。（4）减少磨损和变形 不允许测量带有研磨剂的表面、粗糙表面和带毛刺的边缘表面等。当测量面接触被测表面之后，不允许用力转动微分筒。否则会使测微螺杆、尺架等发生变形。（5

51、）应经常保持清洁，轻拿轻放，不要摔碰。3）、内径千分尺（1）、内径千分尺的结构 如图218是由测微头（或称微分头如图219）和各种尺寸的接长杆组成。图98内径千分尺的结构图图99测微头（2）、内径千分尺使用方法1）校对零位 在使用内径千分尺之前，也要象外径千分尺那样进行各方面检查。在检查零位时，要把测微头放在校对卡板两个测量面之间，若与校对卡板的实际尺寸相符，说明零位“准”。2）测量孔径 先将内径千分尺调整到比被测孔径略小一点，然后把它放进被测孔内，左手拿住固定套管或接长杆套管，把固定测头轻轻地压在被测孔壁上不动，然后用右手慢慢转动微分筒，同时还要让活动测头沿着被测件的孔壁，在轴向和圆周方向上

52、细心地摆动，直到在轴向找出最大值为止，才能得出准确的测量结果。3）测量两平行平面间距离 测量方法与测量孔径时大致相同，一边转动微分筒，一边使活动测头在被测面的上，下、左、右摆动，找出最小值，才是被测平面间的最短距离。4）正确使用接长杆 接长杆的数量越少越好，可减少累积误差。把最长的接在前头，最短的接在最后。5）其它注意问题 不允许把内径千分尺用力压进被测件内，以避免过早磨损，避免接长杆弯曲变形。四、参考程序O0009%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100X0 Y0Z5G01 Z-2 F50G01 G41 X9 Y0 D01 F200X9 Y27 X-9 Y27G03 X-9 Y

53、27 R9G01 X-9 Y-27G03 X-9 Y27 R9G01 X9 Y0X-27 Y9G03 X-27Y-9 R9G01 X27 Y-9G03 X27 Y9 R9G01 X0 Y9G40 G01 X0 Y0G01 Z5G00 Z100M30五、任务扩展六、注意事项七、作业1、梅花型芯零件如图92所示，试编写数控加工程序。图92 梅花型芯零件任务十 提高练习（熟能生巧）一、任务目标1、能够利用刀具半径补偿进行粗、精加工2、零件的定位与夹紧知识3、掌握内外轮廓的编程加工4、能够进行数控加工误差产生原因分析二、任务导入1、零件图纸扇型零件如图101所示。试编写数控加工程序。图101 扇型零件

54、2、零件工艺分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min12mm键槽铣刀游标卡尺 深度尺220010004）、加工路线及数值计算：如图102所示。0120 012310图102扇形零件的铣削走刀路线三、相关知识1零件的定位1）零件定位的原理2）六点定位原理3）限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制，不影响加工要求的自由度不必限制。 4） 常用定位方法与定位元件（1）平面定位支承钉常见的平面定位元件有支承钉和支承板两种用支承钉的平面定位方法：（2)

55、圆孔定位圆柱定位销圆孔定位常用定位销、心轴等来定位定位销分为圆柱销和圆锥销两种 圆柱销又可分为长销和短销 （3)外圆柱面定位V形块外圆柱面常用V形块来定位 V形块分为短V形块和长V形块 V形块具有自动对中的功能（4)圆锥孔定位定位套长套限制四个自由度，短套限制二个自由度 锥套限制三个自由度，半圆套长四、短二（5) 圆锥孔定位顶尖、锥度心轴5） 零件的定位形式（1) 工件完全定位 : 加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位 （2) 不完全定位 : 在满足加工要求的前提下，工件的六个自由度没有被完全限制的现象 . 不完全定位在生产中是允许出现的（3) 欠定位 根据加工要求应该限制的自由度而没有

56、限制的现象 . 将引起加工尺寸无法保证。欠定位在生产中是不允许出现的（4) 过定位 工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位 2、零件的夹紧1）对夹紧的基本要求： （1)、夹紧过程中，不能改变工件定位占据的正确位置。（2)、夹紧力大小合适。（3)、结构简单，制造维修易。（4)、操作方便，安全、省力。2）对夹紧力的方向的确定原则： （1）夹紧力应朝向工件的主要定位面。如挂图。（2）夹紧力应尽量与切削力、重力方向一致，以减少夹紧力。（3）夹紧力应指向工件刚性好的方向。3）、夹紧力作用点的确定原则：（1）作用点应在定位元件支承的范围内。挂图。（2）作用点应位于工件刚性好的部位。（3）作用点应尽量靠

57、近加工面。四、参考程序内轮廓：O00101%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100X0 Y0Z5G01 Z-2 F50G01 G41 X12.5 Y0 D01 F200G40 G01 X0 Y0G01 Z5G00 Z100M30外轮廓：O00102%1G54 G90 M03 S1000G00 Z100X0 Y-50Z5G01 Z-2 F50G01 G41 X0 Y-32 D01 F200X-32 Y0 G02 X32 Y0 R32G01 X0 Y-32G40 G01 X0 Y-50G01 Z5G00 Z100M30五、任务扩展六、注意事项1、对刀输入坐标值时，要验证几次，保证数值

58、准确。2、第一次刀具补偿设定时，要输入2倍的精加工余量，D02中的数值应为6.2；第二次刀具补偿设定时，要测量准确，计算好，并注意加入中间公差值。3、修改程序后，一定要仔细检查程序，并修改刀具补偿值。七、作业1、心形零件如图103所示，试编写数控加工程序。图103 心形零件2、内外轮廓零件如图104所示，试编写数控加工程序。图104 内外轮廓零件任务十一 子程序调用零件加工 （调兵遣将）一、任务目标1、掌握M98、M99指令的运用2、掌握G91指令的使用方法3、子程序调用时起点的选择二、任务导入1、零件图纸铣平面加工零件如图111所示。试编写数控加工程序。 图111 铣平面加工零件2、零件工艺

59、分析零件主体为8080的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。3、工量具及其切削用量刀具量具背吃刀量mm进给速度mm/min主轴转速r/min12mm键槽铣刀游标卡尺 深度尺5001200三、相关知识（知识要点）加工程序分为主程序和子程序，一般地，NC执行主程序的指令，但当执行到一条子程序调用指令时，NC转向执行子程序，在子程序中执行到返回指令M99时，再回到主程序。当我们的加工程序需要多次运行一段同样的轨迹时，可以将这段轨迹编成子程序存储在机床的程序存储器中，每次在程序中需要执行这段轨迹时便可以调用该子程序。当一个主程序调用一个子程序时，该子程序可以调用另一个子程序，这样

60、的情况，我们称之为子程序的两重嵌套。一般机床可以允许最多达四重的子程序嵌套。在调用子程序指令中，可以指令重复执行所调用的子程序，可以指令重复最多达999次。一个子程序应该具有如下格式：O； 子程序号； 子程序内容；M99； 返回主程序在程序的开始，应该有一个由地址O指定的子程序号，在程序的结尾，返回主程序的指令M99是必不可少的。2、指令格式：（1）调用子程序子指令M98 PXXXX LXXX 或 M98 PXXXX XXXXM98为调用子程序命令 P后面的数字前四位是调用子程序的次数，后四位是被调用的子程序号 L 为调用次数(L1可省略，最多为999次)四、参考程序O0006%1G54 G9