数控实验及能力训练指导书

数控加工与编程能力训练指导书（试用）系部：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化主编：参编：2019年11月7日

目录TOC\o"1-2"\h\u第一部分刀具对刀操作 第一部分刀具对刀操作项目一：数控车床G54对刀操作1.1实验内容与要求运用G54代码，对工件进行对刀操作。（G54的功能为坐标系的设定）将默认的车床坐标系通过G54指令，选择工件坐标系，从而方便之后的对刀与数控切削。1.2项目操作步骤进入操作界面后，将刀具回参考点。点击刀具管理将外圆车刀添加至一号刀架。手动使用刀具切削一个端面，记下此时坐标系的Z值。点击MDI,选择MDI运行功能。输入代码G54后点击坐标系功能将此时的Z值-395.833输入。手动切削工件外圆。停下主轴，测量工件外圆直径记作φ。回到坐标系功能中输入X=X-φ=-195.858-64.142=-260。MDI运行下，输入x82，z0。单段模式下，选择循环启动。更换工件，循环启动，对刀成功。1.3结果展示图1完成对刀操作图2更换工件对刀成功

项目二：数控车床多刀具对刀操作2.1实验内容与要求使用刀偏表，对不同的刀具进行刀具补偿，从而实现多刀具的对刀。在车床的日常工作中，经常会使用到很多把刀，而G54指令只能对一把刀进行操作，为方便日常工作，刀偏表中刀具的补偿使得数控对刀更加方便。2.2项目操作步骤1、进入操作界面后，将刀具回参考点。2、点击刀具管理将外圆车刀添加至一号刀架，将外圆精车刀天加至二号刀架。3、在使用G54指令后，输入G00来取消G54设定的坐标系。4、输入T0100，对一号刀使用零号刀补。（零号刀补为无任何补偿）5、手动操作车床对工件切削一个端面，原路退出在刀偏表一号试切长度中输入0，此时Z偏置会自动矫正，图中为-400.248；操作车床切削工件外圆，测量工件直径d后在刀偏表一号试切直径输入d=72.232，X偏置为-260。6、MDI下输入X82,Z0，T0101。单端模式下循环启动检验对刀成功与否。7、将刀具远离工件输入T0200，对二号刀使用零号刀补。8、手动操作车床将刀具移动到刚好接触工件，在刀偏表二号试切长度中输入0，此时Z偏置会自动矫正，图中为-416.888；操作车床切削工件外圆，测量工件直径d后在刀偏表二号试切直径输入d=39.796，自动生成X偏置为-260。9、MDI下输入X82,Z0，T0202。单端模式下循环启动检验对刀成功与否。10、之后的多把刀具均参照步骤4,5来进行多刀具对刀。2.3结果展示图一一号刀补图二二号刀补图三切换工件一号刀使用刀补后完成对刀图四切换工件二号刀使用刀补后完成对刀

项目三：数控机床G54多刀具对刀3.1实验内容与要求使用G54确定坐标系之后，通过填补刀补表来实现G54下的多刀具对刀。3.2操作流程1、一号刀在G54条件下对刀。手动切削端面，记下此时Z的值Z=--404.709,；切削外圆，记下此时的直径d=60.042。在MDI坐标系中输入Z-404.709,X=X-d=-260。之后MDI运行输入X82Z0,单端模式，循环启动，检查对刀成功。2、二号刀使用刀偏表进行对刀，MDI下输入T0200，二号刀使用零号刀补进行对刀。3、手动操作二号刀刚好接到刀工件，此时刀偏表试切长度输入0，Z偏置自动生成，图中为-16.744；切削外圆，记下此时的直径d=56.408，在刀偏表试切直径中输入56.408，X偏置自动生成0。4、之后MDI运行输入X82Z0,T0202单端模式，循环启动，检查对刀成功。3.3结果展示图1一号刀G54坐标系图2一号刀G54对刀成功图3二号刀刀补表图4二号刀MDI运行对刀成功图5三号四号刀刀补表图6三号刀对刀成功（割刀）图7四号刀对刀成功（螺纹刀）

第二部分数控车削部分项目一：数控车床加工——车端面1.1基础知识工艺知识：车端面互作用保证端面平整零件的一致性车削路线要求矩形路线编程知识：程序结构程序头——O0001程序段——坐标系设定工艺设定路径设定程序尾——M02,M30结束符程序代码F进给功率 G准备功能指令M辅助路线 S主轴功能——S1000(转速)1.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具选择外圆车刀选择毛坯（直径80长度200）再通过G54对刀项目四：创建程序，程序名为Y917.1,编写程序前3行基础参数的设置设置X82Z2为起刀点,走一个矩形路线最后结束程序

项目二：数控车床加工——外圆车削2.1基础知识工艺知识：外圆精车的作用：精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度多线路径切削三要素：切削深度（背吃力量）——ap切削量——V进给量速度（实际切削）——F（铣床F100mm/min车床F0.1mm/r）2.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具选择外圆车刀选择毛坯（直径80长度200）再通过G54对刀创建程序，程序名为Y917.2,编写程序（在项目一的基础上进行下列的操作）根据所需要的要求进行计算，编写程序，完整程序为：

项目三：数控车床加工——粗车外圆3.1基础知识工艺知识：粗车外圆的作用：粗车目的是尽快的从工件上切去大部分余量，使工件接近最后的形状尺寸分层切削路线编程知识： 程序流程G00——G01——G01——G00 G90/G91刀位点、起刀点和换刀点的区别刀位点：指加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点起刀点：指刀具相对于被加工零件的起始点换刀点：用来更换刀具，选择时要避免和工件及夹具发生干涉对刀点设置的原则:便于数值计算和简化程序编制,易于找正并在加工过程中便于检查,引起的加工误差小3.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具选择外圆车刀选择毛坯（直径30长度200）再通过G54对刀创建程序，程序名为Y917.3,在项目四的基础上编写程序根据要求，编写程序，具体程序如下4行程序为一刀项目四：数控车床加工——G80/G81的切削循环4.1基础知识编程知识：G80外圆车削（X_Z_F_）G81端面车削工艺知识：G80/G81的特点：一次走刀，走四部应用范围：端面粗车外圆粗车4.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具选择外圆车刀选择毛坯（直径30长度200）再通过G54对刀4行程序为一刀创建程序，程序名为Y917.4,在项目四的基础上编写程序,具体程序如下G80和G811行相当于之前的4行程序（程序编写考虑只起点终点）项目五：数控车床加工——车外圆槽5.1基础知识使用的刀具是：割刀、车槽刀车槽刀两刃尖编程和工艺G00/G01F0.1（F尽可能的小）路径直进直出5.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具选择割刀，并且刀宽度设置为4选择毛坯（直径80长度200）再通过G54对刀创建程序，程序名为Y917.5备注：深度为76根据要求，编写程序，具体程序如下刀是4mm所以-30，-27，-24有一小段覆盖这样的话效果比较好

项目六：G02/G03应用6.1基础知识数控车床坐标：右手笛卡尔坐标系G02（顺方向）/G03（逆方向）使用的场合：大于0小于360——360的整圆度不能用大于180的情况例如：270度程序里-90使用方法1：X_Z_R_（R轴正方向向负方向看所见即所得,反之则相反）使用方法2:确定3个参数,起点、终点、半径，会出现两条圆弧熟练地应用笛卡尔坐标系6.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具，1号刀选择外圆车刀，2号刀选择外圆精车刀选择毛坯（直径80长度200）再通过G54对1号刀，再通过刀偏表对2号刀创建程序，程序名为Y923.0根据要求，编写程序，具体程序如下：准备程序换刀点是X100Z50削端面粗车削精车削结束程序创建程序，程序名为Y923.2,材料换成（直径28长度150）根据要求，编写程序，具体程序如下：项目七：G32螺纹加工7.1基础知识螺纹基础知识（P44）螺纹牙型：1.三角形2.梯形3.锯齿形螺纹直径：1.大径2.中径3.小径导程和螺距：螺距：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离导程：同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离线数：单线螺纹：沿一条螺旋线所形成的螺纹多线螺纹：沿两条或两条以上，且在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹工艺知识切入长度：2——5mm，对大螺纹距螺纹可适当取大值切出长度：0.5——1mmM30的螺纹（大径30）挤压变大，所以一般加工29.7槽深要比牙深要深切削距离，进给距离，一般加工时要加退刀槽编程知识G32X_Z_F_导程/螺距G82X_Z_F_导程/螺距7.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具，1号刀选择外圆车刀，2号刀选择割刀（宽度为3），3号刀选择螺纹刀（宽度为3），选择毛坯（直径45长度200）再通过G54对1号刀，再通过刀偏表对2号刀和3号刀创建程序，程序名为Y923.3根据要求，编写程序，具体程序如下

项目八：G82螺纹指令应用实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具，1号刀选择外圆车刀，2号刀选择割刀（宽度为3），3号刀选择螺纹刀（宽度为3），选择毛坯（直径30长度200）再通过G54对1号刀，再通过刀偏表对2号刀和3号刀创建程序，程序名为Y923.3根据要求，编写程序，具体程序如下

项目九：G71/G72加工指令应用9.1基础知识1、对刀知识：G54多刀对刀2、编程基础：G71适用于毛胚内径和外径的粗加工，加工方向与Z轴平行，其将多次重复动作的程序段用一个简短的程序来表示3、指令格式G71P_Q_U_W_F_S_T_U_W_表示X和Z精加工预留量和方向9.2实验步骤：准备工作：视图设置为俯视图，取消冷却液刀具管理——四方刀具（在机床操作、参数设置、机床参数）回参考点——点击按钮后，再点击，然后输入G00为了消除G54的影响添加刀具，1号刀选择外圆车刀，2号刀选择割刀（宽度为3），3号刀选择螺纹刀（宽度为3），选择毛坯（直径40长度150）再通过G54对1号刀，再通过刀偏表对2号刀和3号刀创建程序，程序名为Y923.4根据要求，编写程序，具体程序如下

第三部分数控铣削部分项目一：数控铣削对刀1.1基础知识：对刀知识对刀操作目的：确定程序原点在机床坐标系中的位置对刀点（起刀点、程序运行的起点）：数控铣削加工时刀具相对零件运动的起点，对刀点选定后，便确定了机床坐标系和工件坐标系之间的相互关系刀位点的概念：刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的，不同的刀具，刀位点不同，其可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的位置基准有一定的关系不同刀具的刀位点：圆柱铣刀，刀位点为刀刃底平面中心；对于钻头，刀位点为钻尖；对于球头铣刀，则为球心；对刀时应使对刀点与刀位点重合步骤：三个方向——XYZ计算半径偏量值——G54坐标值输入机床刀具表中刀具半径值1.2项目实践：设置毛坯（更换工件时一定要勾选更换工件，选择的毛胚参数为100*100*40）设置夹具（共有3种装夹方式，此处选平口钳装夹）设置刀具——选择半径为12的钻头G54对刀X方向的对刀（左视图）Y方向的对刀（右视图）Z方向的对刀（右视图）刀具表输入半径值——因刀具半径为12所以01号刀补为6刀具坐标测试——单段运行验证对刀的正确性

项目二：数控钻孔加工2.1基础知识：工艺知识通孔加工钻头顶角预留安全平面防止钻到平台，所以夹具选择平口钳装夹，并控制暂停的作用——增加表面的加工精度程序在执行到某一段后，需要暂停一段时间，进行某些人为的调整，这时用G04指令使程序暂停，暂停时间一到，继续执行下一段程序。G04的程序段里不能有其他指令。暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定G04P_:P后面的数字为整数，单位是msG04X（U）_:X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s编程知识：对刀安全平面设置走刀路线2.2项目实践：毛胚选择（根据要求选择100*100*25）夹具选择（选平口钳装夹）刀具选择（选择钻头）G54对刀编程运行

项目三：外轮廓数控加工3.1基础知识：工艺知识夹具选择走刀路线、切入切出刀具补偿——坐标要补上刀具的半径编程知识：G54应用G54～G59指令都是用于设定工件加工坐标系的G92应用G92指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。G90/G91应用G90指令规定在编程时按绝对值方式输入坐标，即移动指令终点的坐标值x、y、z都是以工件坐标系坐标原点(程序零点)为基准来计算。G91指令规定在编程时按增量值方式输入坐标，即移动指令终点的坐标值x、y、z都是以起始点为基准来计算，再根据终点相对于始点的方向判断正负，与坐标轴同向取正，反向取负。3.2实践操作：零件图分析：找出、加工部位、确定毛胚形成零件是一个100mm×100mm×15mm的立方体上加工出一个凸台确定装夹方案——平口钳装夹确定加工顺序与走刀路线选择刀具与切削用量刀具：φ20立铣刀切削用量（根据刀具材料、工件材料和加工精度确定）粗加工：主轴转速S=1000r/min进给速度F=100mm/min背吃刀量P=9.5mm切削深度为2mm精加工：主轴转速S=1500r/min进给速度F=80mm/min背吃刀量P=0.5mm切削深度为2mm编制加工工序卡、刀具卡编制程序、对刀、加工

项目四：内轮廓数控加工4.1基础知识：工艺知识切入切出走刀方式编程知识：G02/G03切入切出编程G40/G41/G42应用G01(G02、G03)G40X__Y__刀具半径补偿注销G01(G02、G03)G41D__X__Y__：左刀补，沿加工方向看刀具在左边G01(G02、G03)G42D__X__Y__：右刀补，沿加工方向看刀具在右边功能：编程时假定的理想刀具半径与实际使用的刀具半径之差作为偏置设定在偏置存储器D01～D99中。在实际使用的刀具选定后，将其与编程刀具半径的差值事先在偏置寄存器中设定，就可以实现用实际选定的刀具进行正确的加工，而不必对加工程序进行修改。使用这组指