思考题参考答案

任务1.1认识数控加工技术【思考与练习】1数控技术经过了哪6代发展?第一代电子管数控系统（1952），第二代晶体管数控系统（1959），第三代集成电路数控系统（1965），第四代小型计算机数控系统（1970），第五代微型计算机数控系统（1974），第六代基于PC的通用型CNC数控系统（20世纪九十年代后）2何谓CNC？由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出设备、计算机数字控制装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等部分组成。3简述数控加工工作过程。4在互联网上查询资料，举例国内外几种著名的数控系统。日本FANUC公司，德国西门子公司，日本三菱公司，广州数控，华中数控5数控机床主要由哪几部分组成？数控机床与普通机床想比有何特点？程序输入装置（2）数控装置（3）伺服系统（4）强电控制装置（5）检测装置（6）主机与普通机床相比，数控机床取代了手工操作，可由数控系统在程序控制下自动完成。6数控机床是如何进行分类的？按工艺方式分类按工艺方式分，最常用的数控机床可分为以下三类：金属切削类数控机床金属成型类数控机床数控特种加工及其他类型机床按伺服控制方式分类按伺服控制方式分，最常用的数控机床可分为以下三类：开环数控机床闭环数控机床半闭环数控机床按机床运动轨迹进行分类点位控制数控机床直线控制数控机床轮廓控制的数控机床7简述开环，闭环，半闭环数控机床的区别。开环数控机床这类数控机床采用开环进给伺服系统。其数控装置发出的指令信号是单向的，没有检测反馈装置对运动部件的实际位移量进行检测，不能进行运动误差的校正，因此步进电机的步距角误差、齿轮和丝杠组成的传动链误差都将直接影响加工零件的精度。闭环数控机床这类机床的位置检测装置安装在进给系统末段端的执行部件上，当数控系统发出位移指令后，经过伺服电动机、机械传动装置驱动移动部件，直线位置检测装置把检测到的位移量反馈到位置比较环节，与输入信号进行比较，将误差补偿到控制指令中再去控制伺服电动机。半闭环数控机床这类机床的检测元件装在驱动电机或传动丝杠的端部，可间接测量执行部件的实际位置或位移。这种系统的闭环环路内不包括机械传动环节，控制系统的调试十分方便，因此可以获得稳定的控制特性。由于采用高分辨率的测量元件，如脉冲编码器，因此可以获得比较满意的精度与速度。半闭环数控机床可以获得比开环系统更高的精度，但由于机械传动链的误差无法得到消除或校正，因此它的位移精度比闭环系统的要低。8数控加工的特点有哪些？适合于何种类型的零件加工1）生产效率高2）自动化程度高，劳动条件好3）生产准备工作复杂4）有利于实现现代化管理5）加工精度高，加工稳定可靠6）高柔性适合于复杂零件的加工9简述数控技术的发展趋势。现代数控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一体化、网络化和智能化等方向发展。1.2数控加工编程基础1数控编程的内容及步骤如何？2什么是手工编程？什么是自动编程？它们各有何特点？手工编程：指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图样分析、工艺处理、确定加工路线和工艺参数、几何计算、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成，对于点位加工和几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。但对轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零件，特别是空间复杂曲面零件，以及几何元素虽不复杂，但程序量很大的零件，计算及编写程序则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很难校对，采用手工编程是难以完成的。自动编程：自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。编程人员只需借助数控编程系统提供的各种功能对加工零件的几何参数、工艺参数及加工过程进行较简单的描述后，即可由计算机自动完成程序编程的全部过程。自动编程可以大大减轻编程人员的劳动强度，将编程效率提高几十倍甚至上百倍。同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。因此，除了少数情况下采用手工编程外，原则上都采用自动编程。3常用的数控功能指令有哪些（写出四个以上）？简述其功能。准备功能字G指令准备功能字的地址符是G，所以又称G指令，用来规定刀具和工件相对运动的插补方式、刀具补偿、坐标偏移等。刀具功能字T指令格式：T＿；T指令为刀具指令，在加工中心机床中，该指令用于自动换刀时选择所需的刀具。进给功能字F指令格式：F＿；F指令为刀具编程点的进给速度指令，由地址符F和4位以内的数字组成，表示刀具向工件进给的相对速度。主轴功能字S指令格式：S＿；S指令为主轴转速指令，用来指定主轴的转速，S后跟一串数字。有恒线速（单位为m/min）和恒转速（单位为r/min）两种指令方式。辅助功能字M指令辅助功能指令用于控制机床开关功能的指令，如指定主轴的启停、正反转、冷却液的开关、工件或刀具的夹紧与松开、刀具的更换等。4什么叫机床坐标系，如何确定数控车床与数控铣床的机床坐标系？数控机床的标准坐标系及其运动方向，在国际标准中有统一规定。为了确定机床的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这就是机床坐标系。机床坐标轴的确定先确定Z轴Z轴为传递切削力的主轴轴线，即平行于主轴轴线的坐标轴，刀具远离工件的方向为正方向。如车床、磨床等转动工件的轴为主轴，如图1-15所示；铣床、镗床和攻丝机床等转动刀具的轴为主轴，如图1-16所示。当机床有几个主轴时，选一个与工件装夹面垂直的主轴为Z轴；当机床无主轴时，选与工件装夹面垂直的方向为Z轴方向。再确定X轴X轴为水平方向且平行于工件的装夹面。工件旋转类机床，如车床、磨床等，刀具远离工件的方向为正方向。刀具旋转类机床，若Z轴水平，观察者沿刀具主轴后端向工件看，向右方向为正方向，如图1-16a）；若Z轴垂直，观察者面对刀具主轴向床身立柱看，向右方向为正方向，如图1-16b）。最后确定Y轴在确定了X、Z轴的正方向后，即可按右手螺旋法则定出Y轴正方向。5在数控编程中，如何选择一个合理的编程原点？编程原点一般按如下原则选取：工件原点应选在工件图样的尺寸基准上。这样可以直接用图纸标注的尺寸，作为编程点的坐标值，减少数据换算的工作量。能使工件方便地装夹、测量和检验。尽量选在尺寸精度、光洁度比较高的工件表面上，这样可以提高工件的加工精度和同一批零件的一致性。对于有对称几何形状的零件，工件原点最好选在对称中心点上。车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定在工件的左端面或右端面。铣床的工件原点，一般设在工件外轮廓的某一个角上或工件对称中心处，进刀深度方向上的零点，大多取在工件表面。对于形状较复杂的工件，有时为编程方便可根据需要通过相应的程序指令随时改变新的工件坐标原点；对于在一个工作台上装夹加工多个工件的情况，在机床功能允许的条件下，可分别设定编程原点独立地编程，再通过工件原点预置的方法在机床上分别设定各自的工件坐标系。6试述机床与原点、机床参考点和程序原点的区别和联系？机床原点machineorigin机床原点就是机床坐标系的原点，是机床的一个基准位置。它是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。机床参考点referencepoint机床参考点是用于对机床工作台（或滑板）与刀具相对运动的测量系统进行定标与控制的点，一般设定在各坐标轴正向行程极限点的位置上。该位置是在每个轴上用档块和限位开关精确地预先调整好的，它相对于机床原点的坐标是一个已知数，一个固定值。每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重新启动时，都应该先让各轴回参考点，进行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。工件原点programorigin在对零件图形进行编程计算时，为了编程方便，需要在零件图样上的适当位置建立编程坐标系，其坐标原点即为程序原点。而要把程序应用到机床上，程序原点应该对应工件毛坯的特定位置，其在机床坐标系中的坐标是多少，必须让机床的数控系统知道，而这一操作是通过对刀来实现的。编程坐标系在机床上就表现为工件坐标系，坐标原点就称之为工件原点。对刀操作的目的是为了建立工件坐标系与机床坐标系的关系。7什么是工件坐标系，如何确定工件坐标系？工件坐标系是固定于工件上的笛卡尔坐标系，是编程人员在编制程序时用来确定刀具和程序起点的，该坐标系的原点可使用人员根据具体情况确定，但坐标轴的方向应与机床坐标系一致并且与之有确定的尺寸关系。

可通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。8举例说明程序的基本格式。数控程序的结构一个完整的程序由程序名、程序主体和程序结束指令三部分组成。下面是一个完整的数控加工程序，该程序程序名为O1010，以程序结束指令M30结束。O1010；“程序名”G54G90G99S630M03；G00Z50M08；X0Y0；G81X10Y10Z-15R5F90；X50；“程序主体”Y30；X10；G80；G00Z30M09；M05；M30；“程序结束”程序名：每个独立的程序都有一个自己的程序名。FANUC系统的程序名由O和1~4位数字表示；SIEMENS系统的程序名用%和字母或数字混合组成。程序主体：由若干程序段组成，每个程序段由若干个代码组成，每个代码则由字母（地址符）和数字（有些数字还带有符号）组成。主体最后程序段一般用M05停主轴。程序结束：程序结束指令编在程序最后一行，一般用M02、M30表示。程序段末尾的“；”为程序段结束符号。一个程序段代表一个完整的加工工步或动作。9简述程序指令的类型。准备功能字G指令准备功能字的地址符是G，所以又称G指令，用来规定刀具和工件相对运动的插补方式、刀具补偿、坐标偏移等。G指令由字母“G”和其后两位数字组成，从G00到G99有100种，JB/T3208-1999标准规定如表1-2所示。G指令是程序的主要内容，一般位于程序段中坐标数字的指令前。刀具功能字T指令格式：T＿；T指令为刀具指令，在加工中心机床中，该指令用于自动换刀时选择所需的刀具。在车床中，常为T后跟4位数，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号，如T0101表示调用01号刀具，刀具的偏置量存放在01号寄存器中。在铣、镗床中T后常跟两位数，用于表示刀具号，刀补号则用D代码表示。如T15D17表示调用15号刀具，刀具的偏置量存放在17号寄存器中。T、D控制字可写在同一行，也可分开写。进给功能字F指令格式：F＿；F指令为刀具编程点的进给速度指令，由地址符F和4位以内的数字组成，表示刀具向工件进给的相对速度。F指令为续效指令，一经设定后如未被重新指定，则先前所设定的进给速度继续有效。进给速度单位一般有如下两种表示方法：一种为mm/min；当进给速度与主轴转速有关（如车螺纹）时，单位为mm/r。如F100表示进给速度是100mm/min。这种方法较为直观，目前大多数数控机床都采用此方法。主轴功能字S指令格式：S＿；S指令为主轴转速指令，用来指定主轴的转速，S后跟一串数字。有恒线速（单位为m/min）和恒转速（单位为r/min）两种指令方式。具体方式由G功能字指定。辅助功能字M指令辅助功能指令用于控制机床开关功能的指令，如指定主轴的启停、正反转、冷却液的开关、工件或刀具的夹紧与松开、刀具的更换等。辅助功能由指令地址符M和后面的两位数字组成，从M00～M99共100种。M指令也有续效指令与非续效指令。10什么是模态、非模态指令？举例说明。模态指令是指该指令一经在一个程序段中指定，便保持有效到被以后的程序段中出现同组类的另一代码所替代（如F指令）；非模态指令是指该指令只在当前程序段有效，如果下一程序段还需要使用此功能则还需要重新书写，如G01为模态指令，可被同组的其他G指令（G00、G02、G03等）取代。2.1数控车床的基本操作1数控系统控制控制面板上有哪些主要控制功能?答：程序编辑，参数设置2如何进行对刀和对刀验证操作？试切对刀及对刀验证步骤Z向对刀启动主轴，采用手轮方式让刀具车削端面，然后停止刀具移动按键进入参数设定页面，按“形状”选择1号刀具存储位置并在输入区域输入“Z0”按软键，工件原点在机床坐标系中的Z坐标就自动计算好了X向对刀启动主轴，采用手轮方式让刀具车削外圆面把刀具沿+Z方向移开，主轴停转之后，测量工件直径，比如Ф19.30按键进入参数设定页面，按“形状”。选择1号刀具存储位置并在输入区域输入“X19.30”按软键，工件原点在机床坐标系中的X坐标就自动计算好了对刀验证利用MDI功能输入一段运动指令如：T0101；G00X21Z0目测观察机床刀具运行位置。如果运行位置正确则对刀操作无误3如果以工件右端面为中心作为编程原点，应如何对切槽刀（前置刀架）Z向对刀启动主轴，采用手轮方式让刀具车削端面，然后停止刀具移动按键进入参数设定页面，按“形状”选择1号刀具存储位置并在输入区域输入“Z0”按软键，工件原点在机床坐标系中的Z坐标就自动计算好了X向对刀启动主轴，采用手轮方式让刀具车削外圆面把刀具沿+Z方向移开，主轴停转之后，测量工件直径，比如Ф19.30按键进入参数设定页面，按“形状”。选择1号刀具存储位置并在输入区域输入“X19.30”按软键，工件原点在机床坐标系中的X坐标就自动计算好了4如何设置主轴转速为1200r/min在MDI模式下输入“M03S1200;insert”2.2阶梯轴零件的编程与加工1思考题（1）G00、G01指令格式如何？使用二者有何区别？答：G00X(U)Z(W)G01X(U)Z(W)FG00为快速定位无F，G01为直线插补要有F值。（2）G98X20Z15F50与G90X20Z15F0.3各有什么区别？答：G98X20Z15F50表示进给速度为50mm/minG90X20Z15F0.3表示进给速度为0.3mm/r（3）G90与G94各适合加工什么类型的零件答：G90加工圆柱面或圆锥面G94加工端面2练习题完成图2-26，2-27，2-28所示零件的编程与加工图2-26零件图O0226；M03S600T0101G00X64Z0G90X60Z-30R-7.5F0.1X56X52X48X44X40G00X100Z100M30图2-27零件图O0227M03S600T0101G00X61Z2G90X55Z-8F0.1X50X45X40X35X30X25X20G00X100Z100M30图2-28零件图O0228M03S600T0101G00X62Z2G94X20Z0R11.5F0.1Z-2Z-4Z-6Z-8Z-9G00X100Z100M302.3成型曲面的编程与加工1思考题（1）轴类零件中圆弧的顺、逆时针是如何判断的答：沿与圆弧所在平面（如XZ平面）相垂直的另一坐标轴的负方向（如-Y方向）看去，顺时针为G02，逆时针为G03，如图2-30所示。图2-30圆弧顺、逆与刀架的关系（2）什么是刀具半径补偿？使用刀具半径补偿指令应注意哪些问题答：为了避免少切或过切现象的产生，使刀尖会自动偏离工件轮廓一个刀尖半径值，即为刀具半径补偿。刀尖半径补偿注意事项=1\*GB3①刀尖半径补偿建立与取消程序段，只能在G00或G01移动指令模式下才有效。=2\*GB3②为保证刀补建立与刀补取消时刀具与工件的安全，通常采用G01运动方式来建立或取消刀补。如果采用G00运动方式来建立或取消刀补，则要确定刀具不与工件发生碰撞。=3\*GB3③为了避免过切或欠切，建立刀尖半径补偿或取消刀尖半径补偿的程序段，最好在工件轮廓线以外，且移动距离应大于一个刀尖半径值。=4\*GB3④使用G41、G42后，必须要用G40取消原补偿状态，才能再次使用G41、G42。=5\*GB3⑤在使用G41、G42指令时，不允许有两句连续的非移动指令，否则会出错。非移动指令包括：M代码、S代码、暂停指令G04等。⑥刀尖半径补偿指令使用前，需通过机床数控系统的操作面板向系统存储器中输入刀尖半径补偿的相关参数：刀尖圆弧半径R和假想刀尖位置T，作为刀尖半径补偿的依据。刀尖圆弧半径粗加工一般取0.8mm，半精加工取0.4mm，精加工取0.2mm。若粗、精加工采用同一把刀，刀尖半径取0.4mm。例如，数控车床刀架形式为前置刀架，1号刀位为外圆车刀，刀尖圆弧半径为0.2mm，刀尖位置号为3号，参数设置如图2-40所示。图2-40刀尖半径补偿的参数设置（3）G71、G72、G73指令分别适合加工那种类型的轴类零件答：G71外圆粗切循环是一种复合固定循环，适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工。G72轴端面的粗车端面粗切循环是一种复合固定循环。端面粗切循环适于Z向余量小，X向余量大的棒料粗加工。G73封闭切削循环适于对铸、锻毛坯切削，并且毛坯轮廓形状与零件轮廓基本接近，对零件轮廓的单调性则没有要求。2练习题选用合适的指令编写如图2-50、2-51、2-52的零件数控加工程序。图2-50零件图O0250M03S600T0101G00X43Z2G71U1R1G71P60Q200U0.2W0.1F0.1N60G00X0G01Z0G03X12Z-12R12F0.1G01X30W-20X40Z-38N200G00X100Z50M05M30图2-51零件图O0251N010M03S600T0101N020G0X165Z2N030G72W1R1N040G72P50Q200U0.2W0.1F0.1N050G00Z-40N060G01X100N070Z-27G01X70N080N080G03X60Z-22R5N090G01X45Z-10N100Z0N200X165N210G0Z50N220M30图2-52零件图O0252N010M03S500N020T0101N030G0X30Z2N040G71U1R1N050G71P60Q200U0.2W0.1F0.1N060G0X6N070G01Z0N080G03X12Z-3R3N090G01Z-6N100X24Z-12N110Z-16N120G03X20Z-25R25N130G02X20Z-45R25N140G01X24Z-59N150X26N160X28Z-60N200Z-65N210G0X100N220Z100N230M302.4切槽、切段的编程与加工1思考题（1）暂停指令的指令格式是什么？一般用于什么场合答：指令格式=1\*GB3①格式1：G04P；P表示暂停时间，单位为ms（毫秒），不允许使用小数点；=2\*GB3②格式2：G04X；X表示暂停时间，单位为s（秒），不允许使用小数点。适用场合：切槽或钻孔（2）子程序调用的格式是什么？请解释式中的参数含义M98P□□□□

式中，P后可指定8位数字，前四位□□□□数为子程序调用次数，后四位数

表示子程序号。（3）切槽加工中应注意哪些事项在切槽工序中，一般在槽底停留几秒钟保证槽底的表面粗糙度。2在选定切槽加工进给速度时，一定要略小些2练习题完成如图2-61的零件加工，工件外径尺寸已加工完毕，槽宽为3mm。图2-61零件图O00261M03S400T0101G00X0Z5G74R0.3G74Z-20Q12000F0.1G00Z100T0202G00X36Z0M98P030015G00Z-36G75R0.3G75X25Z-42P1500Q1500F0.08G00X100Z100M05M30子程序P0015G00W-9G01U-6F0.1G04X3G00X36M992.5螺纹车削的编程与加工完成图2-71所示轴类零件的车削加工，零件材料为硬铝2A12，毛坯为Φ30×100的铝棒，单件小批量生产。图2-71零件图O0271M03S620T0101G00X30Z5G71U1R1G71P50Q20U0.2W0.1F0.2N50G42GG01Z0G03X16Z-3R12F0.1G01Z-25X20Z-35Z-50X22G03X28Z-35R3G01Z-64X26Z-65N200G40GG50S2000G96S150G00Z5G70P50Q200G00X100Z50T0202G00X20Z-25G01X12F0.1G00X100Z50G92S600T0303G00X18Z0G92X15.2Z-23H1.5X14.6X14.2X14.04G00X100Z50M05M302.6套类零件的编程与加工如图2-74所示，已知毛坯直径为Φ82mm，请先进行加工工艺分析，然后使用G71指令编写该零件的数控加工程序。图2-74零件图O0274M03S800T0101G00X85Z2G71U1R1G71P70Q200U0.2W0.2F0.1N70G01X50Z0F0.1Z-30X80Z-80N200G00X100Z150T0202G00X0Z5G01Z-100G00Z100T0303G00X0Z5G71U1R1G71P300Q400U0.2W0.2F0.1N300G01X30Z0F0.1G01Z-40X16Z-80N400G01X0G00Z5G70P300Q400G00X0Z100T0101G00X80Z5G70P70Q200G00X100Z100T0404G00X85Z-30G01X42G00X100Z100M05M30完成图2-75所示零件的编程与加工。图2-75零件图O0275M03S800T0101G00X75Z2G71U1R1G71P70Q200U0.2W0.2F0.1N70G01X60Z0F0.1Z-12X70Z-30N200G00X100Z100T0202G00X0Z5G01Z-40G00Z100T0303G00X0Z5G71U1R1G71P300Q400U0.2W0.2F0.1N300G01X48Z0F0.1Z-17N400G01X0G00Z5G70P300Q400G00X0Z100T0101G00X75Z5G70P70Q200G00X100Z100T0404G00X0Z-17G01X50F0.01G01X0Z100M05M30模块3数控铣削编程加工任务3.1数控铣床的基本操作思考与练习：1.数控系统面板上有哪些主要控制功能？名称功能说明数字/字母键，用于输入数据到输入区域，系统自动判别取字母还是取数字。字母和数字键通过键切换输入，如：O→P，7→A位置显示，有三种方式，用PAGE按钮选择程序显示与编辑页面参数输入，进入坐标系设置页面或进入刀具补偿参数页面切换键，在键盘上的某些键具有两个功能，按下<SHIFT>键可以在这两个功能之间进行切换取消键，消除输入区内的数据输入键，当按下一个字母键或者数字键时，再按该键，则数据被输入到缓冲区并显示在屏幕上系统参数页面显示报警信息等图形参数设置页面，使用该功能可以进行图形模拟替换键，用输入的数据替换光标所在的数据插入键，把输入区的数据插入到当前光标之后的位置删除键，删除光标所在的数据，或者删除一个或全部程序往前翻页键往后翻页键光标移动键帮助键复位键，按下这个键可以使CNC复位或者取消报警等回车换行键，结束一行程序的输入并且换行软键，根据不同的画面，软键有不同的功能。软键功能显示在屏幕的底端2.如何进行对刀和对刀验证操作？试切对刀方法一：如图3-7所示，刀具在X方向与工件左侧面贴合时，机床显示的刀具中心的X向机械坐标值为-250.400，根据图中尺寸可以得出工件原点的X向机械坐标值就为（-250.400+5+50）=-195.400。计算好后，直接将-195.400输入G54中的X位置。Y方向刀具与工件前侧面贴合时，机床显示的刀具中心的Y向机械坐标值为-100.500，可以得出工件原点的Y向机械坐标值就为（-100.500+5+50）=-45.500。计算好后，将-45.500输入G54中的Y位置。在Z方向刀具与工件贴合时直接记录Z向机械坐标值（如-120.000），然后将该值直接输入G54中的Z位置。输完之后使用MDI方式验证一次。图3-7X、Y轴试切对刀图方法二：使用上述方法需要手动推算数据，容易产生错误。使用数控系统提供的功能可以方便准确地计算出工件原点在机床坐标系中的坐标值。该方法主要原理是：刀具与工件贴合时，根据工件及刀具尺寸可以得出目前刀位点在工件坐标系中的坐标位置，然后将该位置告诉数控系统，数控系统通过功能就可以自动计算出工件原点在机床坐标系中的坐标值。如：刀具半径值为5mm，工件原点取在左上角，对刀具体操作步骤见表3-3。表3-3试切对刀及对刀验证步骤三个方向对刀整体示意图X方向：刀具自左至右，向工件左侧逐渐靠近Y方向：刀具自前向后，向工件前侧面逐渐靠近Z方向：刀具由上而下，向工件上方逐渐靠近X向对刀首先启动主轴，采用手轮方式让刀具轻碰工件左侧，然后停止刀具移动按键进入参数设定页面，按“坐标系”选择G54存储位置并在输入区域输入“X-5”按软键，工件原点在机床坐标系中的X坐标就自动计算好了Y向对刀启动主轴，采用手轮方式让刀具轻碰工件前侧面按键进入参数设定页面，按“坐标系”。选择G54存储位置输入“Y-5”按软键，工件原点在机床坐标系中的Y坐标就自动计算好了Z向对刀启动主轴，采用手轮方式让刀具轻碰工件上表面按键进入参数设定页面，按“坐标系”。选择G54存储位置输入“Z0”按软键，工件原点在机床坐标系中的Z坐标就自动计算好了对刀验证利用MDI功能输入一段运动指令如：G54G00X0Y0Z50目测观察机床刀具运行位置。如果运行位置正确则对刀操作无误3.操作一台数控铣床有哪些注意事项？（1）在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进行其他运行方式，以保证各轴坐标的正确性。（2）会参考点时应确保安全，在机床运行方向上不会发生碰撞，一般应选择Z轴先回参考点，将刀具抬起。（3）在回参考点过程中，如出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。4.简述工件装夹步骤。（1）找正台虎钳（2）准备毛胚（3）锁紧虎钳5.简述刀具装夹步骤（1）准备锁刀座（2）松(紧)夹头螺母（3）选择合适的刀具及夹头（4）装刀（5）刀具装入主轴任务3.2平面直槽的编程与加工思考与练习：1.思考题（1）G00，G01指令格式如何？使用二者有何区别？G00指令格式G00X_Y_Z_；其中：X、Y、Z的值是快速点定位的终点坐标值。G01指令格式G01X_Y_Z_F_；G01为模态指令，可被同组的其他G指令（G00、G02、G03等）取代。（2）G90X20Y15与G91X20Y15有什么区别？G90X20Y15是绝对编程走到编程原点坐标下的X20Y15位置；G91X20Y15是相对编程在现在的位置上向X正方向走20，Y正方向走15。（3）G54~G59指令有什么含义？比较一下他们和G92之间的区别？G54~G59指六个共建坐标系零点偏置。G92是螺纹切屑循环。（4）如何预置G54～G59的值？这6个预定的工件坐标系原点在机床坐标系中的值（零点偏移值）可用MDI方式输入，系统自动记忆。工件坐标系一旦选定，后续程序段中的坐标值均为在此工件坐标系中的值。若在工作台上同时加工多个相同工件或一个较复杂的工件时，可以设定不同的工件坐标系，以简化编程。2.练习题（1）完成如图3-21所示零件的编程与加工（毛胚85x45x20)图3-21零件图O0321G54G90GM03S1000;G43H01G00Z50;G00Z5;X5Y35;G01Z-5F50;G01X25;Y5Z5;X25;G00Z5;X30Y35;G01Z-5F50;X40Y20;Y5;G00Z5;X50Y35;G01Z-5;X40Y20;G00Z5;X55Y35;G01Z-5;X75Y5;G00Z5;X75Y35;G01Z-5;X55Y5;G01Z5;G49G00Z200;M05;M30;（2）完成如图3-22所示零件的编程与加工（毛胚100x100x20)图3-22零件图00322G54G90GT01M06;G43H01Z5;G01Z-2F50;G01X89;Y79;X67;Y49;X34;Y79;X12;Y22;G00Z5;G49G00Z200;M05;M30;任务3.3平面弧形槽的编程与加工思考与练习：1.思考题（1）分析圆弧插补指令的两种指令格式的区别？指令格式XY平面圆弧：G17G02(G03)X_Y_R(I_J_)F_；XZ平面圆弧：G18G02(G03)X_Z_R(I_K_)F_；YZ平面圆弧：G19G02(G03)Y_Z_R(J_K_)F_；指令说明G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。（2）数控铣床的圆弧插补编程有什么特点？圆弧的顺逆应如何判断？数控铣床的圆弧插补只能在某平面内进行，因此，若要在某平面内进行圆弧插补加工，必须用G17、G18、G19指令事先将该平面设置为当前加工平面，否则将会产生错误警告。空间圆弧曲面的加工，事实上都是转化为一段段的空间直线（或平面圆弧）而进行的。圆弧方向的判断：从垂直于圆弧加工平面的第三轴的正方向往负方向看，顺时针用G02，逆时针用G03。（3）用半径编程时，小于180度的圆弧和大于180度的圆弧编程是的区别？R：圆弧半径，当圆弧圆心角小于180°时，R为正值，否则R为负值。2.练习题（1）完成如图3-32所示零件轮廓的曲线的编程（切深5mm）。图3-32零件图(缺少尺寸）（2）完成如图3-33所示零件的编程与加工（毛胚80x50x20)。图3-33零件图O0333G54G90GT01M06;M03S800;G43H01Z5;G01Z-2F50;G03X8Y32.5R7.5F0.1;G01Y17.5;G03X23Y17.5R7.5;G00Z5;G00X33Y10;G01Z-2;Y40;X48Y10;Y40;G00Z5;G00X73Y32.5;G03X58Y32.5R7.5F0.1;G01Y17.5;G03X73Y17.5R7.5;G00Z10;G49Z100;M05;M30;（3）完成如图3-34所示零件的编程与加工（毛胚80x50x20，切深3mm）。图3-34零件图(缺少尺寸）任务3.4平面外轮廓件的编程与加工思考与练习：1.思考题（1）什么是刀具半径补偿？使用道具半径补偿指令应注意哪些问题？数控机床在加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，为了方便起见，用户总是按零件轮廓编制加工程序，因而为了加工所需的零件轮廓，在进行内轮廓加工时，刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值；在进行外轮廓加工时，刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。这种根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。刀具半径补偿注意事项：①刀具半径补偿模式的建立与取消程序段，只能在G00或G01移动指令模式下才有效。②为保证在刀补建立与刀补取消过程中刀具与工件的安全，通常采用G01运动方式来建立或取消刀补。如果采用G00运动方式来建立或取消刀补，则要采取先建立刀补再下刀和先退刀再取消刀补的编程加工方法。③为了便于计算坐标，采用切线切入方式或法线切入方式来建立或取消刀补。不便沿工件轮廓线方向切向或法向切入切出时，可根据情况增加一个圆弧辅助程序段。图3-38刀补建立时的起始与终点位置④为了防止在半径补偿建立与取消过程中刀具产生过切现象，如图3-38中的O→M，刀具半径补偿建立与取消程序段的起始位置与终点位置最好与补偿方向在同一侧，如图3-38中的O→A。⑤在刀具补偿模式下，一般不允许存在连续两段以上的非补偿平面内移动指令，否则刀具也会出现过切等危险动作。非补偿平面内移动指令通常指：只有G、M、S、F、T代码的程序段（如G90、M05等），程序暂停程序段（如G04等），G17平面内的Z轴移动指令、G18平面内的Y轴移动指令、G19平面内的X轴移动指令等。⑥从左向右或者从右向左切换补偿方向时，通常要先取消补偿再重新建立。在补偿状态下，铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径，否则补偿时会产生干涉，系统在执行相应程序段时将会产生报警，停止执行。（2）如何判断刀具半径补偿方向？刀具半径左补偿、右补偿方向判别法：G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿；G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿。如图3-36所示。（3）什么是顺铣？什么是逆铣？数控机床的顺铣和逆铣个有什么特点？顺铣:切削力F的水平分力Fx的方向与进给方向的f相同,这种铣削方式.逆铣:切削力F的水平分力Fx的方向与进给方向的f相反,这种铣削方式顺铣特点:①易产生窜动,需要加顺铣机构.（因为丝杠镙母之间的间隙）②加工表面质量比逆铣高.（适用于精加工）

逆铣特点:①工作稳定性高,不需逆铣机构加工表面质量比顺铣低（刀具磨损很快）（4）用R10立铣刀加工60x60mm方台的外轮廓，由于刀具磨损，加工后实测的零件尺寸为60.2x60.2，现准备用半径修正的办法精行精加工试计算修正后的刀具半径补偿值。D补偿值为8.82.练习题（1）完成3-49，3-50，3-51所示零件的外轮廓的编程与加工。图3-49零件图（编程原点：左下角T1：R10端铣刀）O0349G54G90GM03S800;T01M06;G43H01Z5;G01Z-3F50;G41X25Y5D01;G02X25Y45R20F02;G03X35Y55R10;G01X55;G02X64.29Y50R10;G01X72.95Y35;G02X55Y5R20;G01X-10;G40X-10Y60;G01X0;G00Z10;G49Z200M05M09;M30;图3-50零件图（编程原点：左下角T1：R15端铣刀）O0350G54G90GM03S800;T01M06;G00X110Y-20;G00Z-4F50;G42X80Y0D01;G01Y25F100;G03X65Y40R15F0.1;G01X40;X0Y0;G40X-20Y0;G00Y35;G01X9;X91;Y35;G00Z5;G49Z200;M05M09;M30;图3-51零件图（编程原点：中心T1：R10端铣刀）O0351G54G90GM03S800;T01M06;G43D01Z5G01Z-5F50;G41X0Y36D01;G02X36Y0R36F0.1;G01Y-30;G02X30Y-36R6F0.1;G01X21;G02X15Y-30R6F0.1;G01Y-6;G03X-15Y-6R15F0.1;G01Y-30;G02X-21Y-36R6F0.1;G01X-30;G02X-36Y-30R6F0.1;G01Y30;G02X-30Y36R6F0.1;G01X40;Y5;G40X55Y55;G00Z10;G49Z200;M05M09;M30;任务3.5平面型腔轮廓零件的编程与加工思考与练习：1.思考题（1）采用行切法或环切法时行距应如何确定？铣削型腔内部余量时行距大小值与刀具尺寸有关，即与刀具直径D和刀具圆角半径r有关，如图3-56所示。刀具直径与两个圆弧半径的差值则为刀具的有效铣削直径，有效铣削直径越小，则行距应越小，反之，则行距应越大。行距大，则走刀路径短，效率高，但行距过大会造成两刀接交处留下残余金属。一般取行距为刀具直径的75%左右。（2）加工型腔零件时，如何控制零件轮廓尺寸？如果一刀不能完成粗加工，在粗加工过程中，需要采用分层切削加工。为了加工方便，采用同一程序通过刀具长度补偿值和半径补偿值的调整进行粗、精加工。在粗加工型腔内部余量和轮廓时，把机床中刀具半径补偿值设置小0.5。单边轮廓留0.5mm精加工余量；在精加工零件轮廓时，根据轮廓实测尺寸再修改机床中刀具半径补偿值和长度补偿值，然后重新运行程序，以保证轮廓尺寸符合图样要求。（3）某工件的加工深度为30mm，由于对刀等误差加工后实测深度为29.88mm。程序中采用了G43指令，原刀具长度补偿值为70mm。现在要求修正刀具长度补偿值来调整切屑深度，试计算修正后的刀具补偿值。H值应设为69.88mm2.练习题完成图3-59，3-60，3-61，3-62所示零件的编程与加工。图3-59零件图（编程原点;R20半圆的圆心T1：R6端铣刀）O0359G54G90GM03S800;T01M06;G43H01Z5;G01Z-8F30;G01X-51;Y11;X0;G02X0Y-11R11F0.1;G01X-51;Y0;G00X0;G01Y-14;G01X-54;G01Y14;G01X0;G02X0Y-14R14F0.1;G01X0Y0;G00Z50;G49Z200;M05M09;M30;图3-60零件图（编程原点：中心TI:R7端铣刀）O0360G54G90GT01M60;M03S1000;G43H01Z5;G01Z-5F50;G42X0Y-23D01;G01X-20;Y15;G02X-4Y15R8F0.1;G01Y8;X4;Y15;G02X20Y15R8F0.1;G01Y-23;X0;G40X0Y0;G42X0Y-23D02;G01X-20;Y15;G02X-4Y15R8F0.1;G01Y8;X4;Y15;G02X20Y15R8F0.1;G01Y-23;X0;G40X0Y0;G00Z5;G49Z200;M05M09;M30;图3-61零件图（编程远点：中心T1：R6端铣刀）O0361G54G90GT01M06;M03S800;G43H01Z5;G01Z-5F50;G01G41X-36Y20D01;G01X-36Y-30;G03X-30Y-36R6F0.1;G01X-21;G03X-15Y-30R6F0.1;G01X-15Y-6;G02X15Y-6R15F0.1;G01Y-30;G03X21Y-36R6F0.1;G01X30;G03X36Y-30R6F0.1;G01X36Y0;G03X0Y36R36F0.1;G01X-30;G03X-36Y30R6F0.1;G01Y20;X-20;G40X0Y20;G01G41X-36Y20D02;G01X-36Y-30;G03X-30Y-36R6F0.1;G01X-21;G03X-15Y-30R6F0.1;G01X-15Y-6;G02X15Y6R15F0.1;G01Y-30;G03X21Y-36R6F0.1;G01X30;G03X36Y-30R6F0.1;G01X36Y0;G03X0Y36R36F0.1;G01X-30;G03X-36Y30R6F0.1;G01Y20;X-20;G40X0Y20;G00Z10;G49Z200;M05M09;M30;图3-62零件图（编程原点：中心T1：R15端铣刀T2：R7端铣刀T3：R3端铣刀）O0362G54G90GM03S1000;T01M06;G43H01Z5;G01Z-5F50;G01Y0;G02X59Y0R59F0.1;G02X-59Y0R59F0.1;G00Z100;T02M06;G00X-33Y0Z5;G01Z-5F50;G02X33Y0R33F0.1;G02X-33Y0R33F0.1;G01X-24Y-15;G00Z100;T03M06;G00X-37Y0Z5;G01Z-5F50;G41X-10Y20D03;G01X10;G02X20Y10R10F0.1;G01Y-10;G02X10Y-20R10;G01X-10;X-20Y-5;Y5;X-10Y20;G40X-35Y0;G00Z5;G49Z200;M05M09;M30;任务3.6多个相似零件的综合铣削加工思考与练习：1.思考题（1）在使用比例缩放指令编程时，刀具半径补偿值也会被缩放吗？一般情况下，比例缩放指令与刀具半径补偿指令的先后次序如何？不会在有刀具补偿的情况下，先进行缩放，然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿（2）使用镜像功能指令后，刀具半径补偿功能与原工件加工时有何不同？圆弧插补功能与原工件有何不同？使用镜像功能后，G02和G03，G42和G41指令互换。2.练习题运用简化编程功能指令完成图3-75，3-76，3-77所示零件的编程与加工。图3-75零件图O0375G54G90GT01M06;M03S800;G43H01Z50;G01Z-5H50;G51X0Y0P0.5;M98P1111;G50;G00X0Y-50;G01Z-10F20;M98P1111;G00Z5;G49G00Z100;M05;M30;子程序O1111G01G41X-45Y-30D01;G01X0Y50;X45Y-30;X-45;G40G01X-50;G00Z30;M99;图3-76零件图O0376G54G90GT01M06;M03S1000;G43H01Z10;G68X25Y36Y77;M98P1234;G69;G00X65Y36;G68X65Y36R77;M98P1234;G69;G00X115Y36;G68X115Y36R103;M98P1234;G69;G00155Y36;G68155Y36R103;M98P1234;G69;G49G00Z100;M05;M30;子程序O1234G01Z-5F20;G91I36;G90G01Z5;M99;图3-77零件图（编程原点：中心T1：R10端铣刀）O0377G54G90GM03S1000;G43H01Z10;G68X20Y20R45;M98P3