数控铣床编程与操作项目教程 第4版 课件 项目6 零件综合加工和CADCAM加工

项目六零件综合加工与CAD/CAM加[学习目标]1.知识目标①能读懂零件图；②能熟练选择钻孔、铰孔及加工简单型腔所需的刀具及夹具；③掌握钻孔、铰孔及加工简单型腔的工艺知识及切削用量的选择；④掌握型腔类零件程序编制方法。任务一

冲压模板加工2．技能目标①会使用寻边器；②会使用刀具长度补偿、半径补偿控制精度；③会选择适当的量具检测工件。加工任务[知识学习]一、加工工艺分析1．工、量、刃具选择（1）工具选择：工件装夹在虎钳上并校正，X、Y方向用寻边器对刀。（2）量具选择：孔间距及凹槽轮廓尺寸用游标卡尺测量；孔深、槽深用深度游标卡尺测量；4×Ф10+0.022孔精度要求较高用内径千分尺测量。（3）刃具选择：工件上表面铣削用端铣刀；孔加工用中心钻、麻花钻、铰刀；凹槽加工用键槽铣刀及立铣刀。表6-1工、量、刃具清单种类序号名称规格数量工具1机用虎钳QH1601个2平行垫铁若干3塑胶榔头1个4呆扳手若干5寻边器Ф101只量具1游标卡尺0～150mm1把2百分表及表座0～10mm1个3深度游标卡尺0～150mm1把4内径千分尺5～25mm1把刃具1端铣刀Ф601把2中心钻A21个3麻花钻Φ6、Φ9.7各1个4机用铰刀Ф10H81个5键槽铣刀Ф101个6立铣刀Ф101个2．加工工艺方案(1)加工工艺路线本任务首先应粗、精铣坯料上表面，然后用键槽铣刀（立铣刀）粗、精铣凹槽；两沉头孔精度较低采用钻孔+铣孔工艺加工；4×Φ10孔采用钻孔（含钻中心孔）+铰孔工艺保证精度①粗、精铣坯料上表面，粗铣余量根据毛坯情况由程序控制，留精铣余量0.5mm。②用中心钻钻中心孔。③用Ф10键槽铣刀铣2×Ф10孔及粗铣内槽。④用Ф10立铣刀精铣内槽。⑤用Φ6钻头钻2×Φ6的通孔。⑥用Φ9.7钻头钻4×Φ10+0.0220的底孔。⑦用Ф10H8机用铰刀铰4×Φ10+0.0220的孔。⑵合理切削用量选择刀具号刀具规格工序内容F（mm/min）S（r/min）T1Ф60端铣刀粗、精铣坯料上表面100/80500/800T2A2中心钻钻中心孔1001000T3Φ10键槽铣刀铣2×Ф10孔及内槽加工100800T4Φ10立铣刀精铣内槽801000T5Φ6麻花钻钻2×Φ6的通孔1001000T6Φ9.7麻花钻钻4×Φ10+0.0220的底孔100800T7Ф10H8机用铰刀铰4×Φ10+0.0220的孔801200二、参考程序选择工件中心为工件坐标系X、Y原点，工件的上表面为工件坐标系的Z=1面。发那科系统程序名为“O0613”，西门子系统程序“XK0613.MPF”程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0010G90G54G17G40G80G49G90G54G17G40T1D1设置初始状态，安装T1盘铣刀N0020M3S500M8M3S500M8主轴正转转速500r/min，切削液开N0030G00G43X-80Y20Z5H01G00X-80Y20Z5刀具快速移动到（-80，20）N0040G01Z0.5F100G01Z0.5F100刀具Z方向下刀至Z0.5N0050X80X80直线进给到X80处N0060G00Z5G00Z5刀具快速抬起至Z5N0070X-80Y-20X-80Y-20刀具快速运动到（-80，-20）N0080G01Z0.5G01Z0.5刀具Z方向下刀至Z0.5程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0090X80X80直线进给到X80处N0100G00Z5G00Z5刀具快速抬起至Z5N0110X-80Y20X-80Y20刀具快速运动到（-80，20）处N0120M3S800M3S800主轴正转，精加工转速800r/minN0130G01Z0F80G01Z0F80刀具Z方向下刀N0140X80X80刀具直线进给到X80处N0150G00Z5G00Z5刀具快速抬起至Z5N0160X-80Y-20X-80Y-20刀具快速运动到（-80，-20）处N0170G01Z0G01Z0直线进给到工件上Z0处N0180X80X80直线进给到X80处N0190G00Z200G00Z200刀具快速抬起至Z200N0200M5M9M00M5M9M00主轴停，切削液关，程序停止程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0210G90G54G00X-28Y28G90G54G00X-28Y28T2D1绝对编程、建立工件坐标系，刀具快速移动到X-28Y28N0220M03S1000M8M03S1000M8F100主轴正转转速1000r/min，切削液开N0230G00Z5G43H02Z5发那科系统调用2号刀具长度补偿N0240G99G81Z-3R5F100CYCLE81(5，0，1，-3，0)调用孔加工循环，钻中心孔深3mmN0250X0Y28G00X0Y28刀具移至（0，28）继续钻中心孔N0255

CYCLE81N0260X28Y28G00X28Y28刀具移至（28，28）继续钻中心孔N0265

CYCLE81N0270X28Y-28G00X28Y-28刀具移至（28，-28）继续钻中心孔N0275

CYCLE81N0280X0Y-28G00X0Y-28刀具移至（0，-28）继续钻中心孔N0285

CYCLE81N0290G98X-28Y-28G00X-28Y-28刀具移至（-28，-28）继续钻中心孔N0295

CYCLE81程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0300G80G00Z100G00Z100刀具Z方向快速退回，发那科系统取消钻孔循环N0310M05M9M00M05M9M00主轴停转，切削液关，程序停止，安装T3刀具（键槽铣刀）N0320G90G54G00X0Y28G90G54G00X0Y28T3D1绝对编程、建立工件坐标系，刀具快速移动到X0Y28N0330M03S800M8M03S800M8主轴正转，转速800r/min，切削液开N0340G43H03Z5Z5发那科系统调用3号刀具长度补偿N0350G01Z-10F100G01Z-10F100铣孔深10mmN0360G4X5G4F5刀具暂停5sN0370Z5Z5刀具抬到Z5处N0380G00Y-28G00Y-28刀具快速移到Y-28处N0390G01Z-10G01Z-10F100铣孔深10mmN0400G4X5G4F5刀具暂停5sN0410Z5Z5刀具抬到Z5处程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0420G00X10Y0G00X10Y0粗铣内轮廓N0430G01Z-5F100G01Z-5F100刀具Z方向进给至Z-5处N0440X11X11直线进给到X11处N0450Y2Y2直线进给到Y2处N0460X-11X-11直线进给到X-11处N0470Y-2Y-2直线进给到Y-2处N0480X11X11直线进给到X11处N0490Y0Y0直线进给到Y0处N0500X19X19直线进给到X19处N0510Y10Y10直线进给到Y10处N0520X-19X-19直线进给到X-19处N0530Y-10Y-10直线进给到Y-10处N0540X19X19直线进给到X19处N0550Y0Y0直线进给到Y0处N0560Z5Z5直线进给到Z5处N0570G00Z50G00Z50刀具快速沿Z向移动到Z50处N0580X10X10刀具快速移动到X10处N0590Z0Z0刀具快速移动到Z0处N0600G01Z-10F100G01Z-10F100刀具Z方向进给至Z-10处N0610X11X11直线进给到X11处N0620Y2Y2直线进给到Y2处程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0630X-11X-11直线进给到X-11处N0640Y-2Y-2直线进给到Y-2处N0650X11X11直线进给到X11处N0660Y0Y0直线进给到Y0处N0670X19X19直线进给到X19处N0680Y10Y10直线进给到Y10处N0690X-19X-19直线进给到X-19处N0700Y-10Y-10直线进给到Y-10处N0710X19X19直线进给到X19处N0720Y0Y0直线进给到Y0处N0730Z0Z0直线进给到Z5处N0740G00Z150G00Z150刀具快速沿Z向移动到Z150处N0750M05M9M00M05M9M00主轴停转，切削液关，程序停止，安装T4刀具（立铣刀）N0760G90G54G00X-20Y5G90G54G00X-20Y5T4D1绝对编程、建立工件坐标系，刀具快速移动到X-20Y5N0770M03S1000M8M03S1000M8主轴正转，转速1000r/min，切削液开N0780G43Z1H04Z1发那科系统调用4号刀具长度补偿N0790G01Z-10F80G01Z-10F80精铣内轮廓N0800G41X-10D4G41X-10刀具左偏程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0810Y-15Y-15直线进给到Y-15处N0820X20X20直线进给到X20处N0830G03X25Y-10I0J5G03X25Y-10I0J5逆时针圆弧插补N0840G01Y10G01Y10直线进给到Y10处N0850G03X20Y15I-5J0G03X20Y15I-5J0逆时针圆弧插补N0860G01X-20G01X-20直线进给到X-20处N0870G03X-25Y10I0J-5G03X-25Y10I0J-5逆时针圆弧插补N0880G01Y-10G01Y-10直线进给到Y-10处N0890G03X-20Y-15I5J0G03X-20Y-15I5J0逆时针圆弧插补N0990G01X0G01X0直线进给到X0处N1000G40Y5G40Y5取消刀具半径补偿，直线进给到Y5处N1010Z0Z0刀具沿Z向移动到Z0处N1020G00Z150G00Z150刀具快速移动到Z150处N1030M5M9M00M5M9M00主轴停转，切削液关，程序停止N1040G90G54G00X0Y28G90G54G00X0Y28T5D1刀具快速移动到（0，28）N1050M03S1000M8M03S1000M8F100主轴正转，转速1000r/min，切削液开N1060G43Z5H05Z5发那科系统调用5号刀具长度补偿程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N1070G99G83Z-24R5Q5F80CYCLE83(5，0，2，，24，，5，2，1，1，0.5，1)调用孔加工循环，钻孔深24mmN1080G98X0Y-28G00X0Y-28刀具移至（0，-28）处继续钻孔N1085

CYCLE83N1090G80G00Z150G00Z150刀具沿Z轴快速移动到Z150处N1100M05M9M00M05M9M00主轴停转，切削液关，程序停止N1110G90G54G00X-28Y28G90G54G00X-28Y28T6D1刀具快速移动到X-28Y28N1120M03S800M8M03S800M8F100主轴正转转速800r/min，切削液开N1130G43Z5H06Z5发那科系统调用6号刀具长度补偿N1140G99G83Z-24R5Q5F100CYCLE83(5，0，2，，24，，5，2，1，1，0.5，1)调用孔加工循环，钻孔深24mmN1150X28Y28G00X28Y28刀具移至（28，28）继续钻孔N1155

CYCLE83N1160X28Y-28G00X28Y-28刀具移至（28，-28）继续钻孔N1165

CYCLE83N1170G98X-28Y-28G00X-28Y-28刀具移至（-28，-28）继续钻孔N1175

CYCLE83

程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N1180G80G00Z100G00Z100刀具Z方向快速退回，发那科系统取消钻孔循环N1190M05M9M00M05M9M00主轴停转，切削液关，程序停止，安装T7刀具（铰刀）N1120G90G54G00X-28Y28G90G54G00X-28Y28T7D1绝对编程、建立工件坐标系，刀具快速移动到X-28Y28N1130M03S1200M8M03S1200M8F80主轴正转转速800r/min，切削液开N1140G43Z5H07Z5调用7号刀具长度补偿N1150G99G85Z-23R5F80CYCLE85(5，0，2，，23，，150，200)调用孔加工循环，铰孔深23mmN1160X28Y28G00X28Y28刀具移至（28，28）继续铰孔N1165

CYCLE85N1170X28Y-28G00X28Y-28刀具移至（28，-28）继续铰孔N1175

CYCLE85N1180G98X-28Y-28G00X-28Y-28刀具移至（-28，-28）继续铰孔N1185

CYCLE85N1190G80G00Z150G00Z150刀具Z方向快速退回，取消钻孔循环N1200M05M9M02M05M9M02主轴停转，切削液关，程序结束[任务实施]一、加工准备1．阅读零件图，并检查坯料的尺寸。2．开机，机床回参考点。3．输入程序并检查该程序。4．安装夹具，夹紧工件。5．刀具装夹本练习题共使用了7把刀具，把不同类型的刀具分别安装到对应的刀柄上，注意刀具伸出的长度应能满足加工要求，不能干涉，并考虑钻头的刚性，然后按序号依次放置在刀架上，分别检查每把刀具安装的牢固性和正确性。二、对刀1．X、Y向对刀

光电式寻边器一般由柄部和触头组成，常应用在数控铣床（加工中心）上。触头和柄部之间有一个固定的电位差，触头装在机床主轴上时，工作台上的工件（金属材料）与触头电位相同，当触头与工件表面接触时就形成回路电流，使内部电路产生光电信号。如图①把寻边器装在主轴上并校正。②沿X（或Y）方向缓慢移动测头直到测头接触到工件被测轮廓，指示灯亮，然后反向移动，使指示灯灭。③降低移动量，移动测头直至指示灯亮。④逐级降低移动量（0.1mm～0.01mm～0.001mm），重复上面②、③的两项操作，最后指示灯亮。⑤进行面板操作，把操作得到的偏置量输入零点偏置中。2．Z向对刀测量7把刀的刀位点从参考点到工件上表面的Z数值，分别输入到对应的刀具长度补偿中（G54中Z值设为-1）。三、空运行及仿真按前面任务进行空运行及仿真。四、零件自动加工首先使倍率开关达到最小状态，按循环启动键。机床正常加工过程中适当调整各个倍率开关，保证加工正常进行。五、冲压模板加工任务检测与评价序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分1职业素养文明、礼仪5

2安全、纪律10

3行为习惯5

4工作态度5

5团队合作5

6制定工艺1．选择装夹与定位方式2．选择刀具3．选择加工路径4．选择合理切削用量5

7程序编制1．编程坐标系选择正确2．指令使用与程序格式正确3．基点坐标正确10

8机床操作1．开机前检查、开机、回参考点2．工件装夹与对刀3．程序输入与校验5

9零件加工300+0.1mm5

10500+0.1mm5

11R5mm（4处）4

124×φ100+0.022mm12

132×φ6mm2

142×φ10mm2

15（56±0.05）mm（2处）6

1610mm（3处）3

17表面粗糙度值Ra1.6μm（4处）6

18表面粗糙度值Ra3.2μm（3处）4

19表面粗糙度值Ra6.3μm1

综合评价

[操作注意事项]1．毛坯装夹时，要考虑垫铁与加工部位是否干涉。2．钻孔加工前，要利用中心钻钻削中心孔，保证中心钻和麻花钻对刀的绝对一致。3．钻孔加工时，要正确合理选择切削用量，合理使用钻孔循环指令。4．任务所用刀具较多，应注意各刀具号设置及机床参数的调整，避免刀具及参数设置错误影响加工。5．寻边器在使用前一定先校准，而后再使用，同时注意寻边器使用时应轻拿轻放，对刀接近工件时倍率要小，以免损坏寻边器。[思考与练习]1.简述寻边器的对刀步骤。2.使用寻边器时应注意哪些事项？3.做一做：针对图6-4所示零件，编写加工程序并加工。图6-1-4图6-1-4图6-1-4[学习目标]1．知识目标①会识读零件图；②熟悉工件安装、刀具选择、工艺编制及切削用量选择；③掌握台阶工件轮廓的加工工艺制订及程序编制。2．技能目标①会使用Z轴设定器；②会进行外轮廓和铣孔的精度控制方法。任务二

底座板加工加工任务[知识学习]一、加工工艺分析1．工、量、刃具选择（1）工具选择：工件装夹在平口钳上并校正，X、Y方向用寻边器对刀，Z方向用Z轴设定器对刀。（2）量具选择：轮廓尺寸用游标卡尺测量；深度用深度游标卡尺测量；内孔用内径千分尺测量。（3）刃具选择：上表面铣削用端铣刀；轮廓加工用键槽铣刀；孔加工用中心钻、麻花钻及铰刀。表6-5工、量、刃具清单种类序号名

称规

格数

量工

具1机用虎钳QH1601个2平行垫铁

若干3塑胶榔头

1个4呆扳手

若干5寻边器Ф101只6Z轴设定器50mm1只量

具1游标卡尺0～150mm1把2百分表及表座0～10mm1个3半径规R8、R10mm1把4内径千分尺5～25mm1把刃

具1端铣刀Ф601把2中心钻A21个3麻花钻Φ9.71个4机用铰刀Ф10H81个5键槽铣刀Ф161个2．加工工艺方案（1）加工工艺路线①粗、精铣坯料上表面。粗铣余量根据毛坯情况由程序控制，留精铣余量0.5mm。②用Ф16键槽铣刀粗精铣外轮廓和Ф25+0.10内轮廓。③用中心钻钻4×Ф10+0.0220中心孔。④用Φ9.7麻花钻钻4×Ф10+0.0220孔。⑤用Ф10H8机用铰刀铰4×Ф10+0.0220孔。（2）合理切削用量选择刀具号刀具规格工序内容F（mm/min）S（r/min）T1Ф60端铣刀粗、精铣坯料上表面100/80500/800T2Φ16键槽铣刀粗精铣外轮廓、内轮廓100800/1200T3A2中心钻钻中心孔1001000T4Φ9.7麻花钻钻4×Φ10+0.022的底孔100800T5Ф10H8机用铰刀铰4×Φ10+0.022的孔1001200表6-6切削用量选择二、参考程序参考程序（发那科系统程序名为“O0623”，西门子系统程序名为“ZH0623.MPF”）程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0010G17G40G80G49G17G40T1D1设置初始状态N0020M3S500M8M3S500M8主轴正转，主轴转速500r/minN0030G90G54G00X-80Y20G90G54G00X-80Y20绝对编程、建立工件坐标系N0040G43Z5H01Z5发那科系统调用1号刀具长度补偿N0050G01Z0.5F100G01Z0.5F100Z方向下刀，进给速度100mm/minN0060X80X80粗铣上表面N0070G00Z5G00Z5N0080X-80Y-20X-80Y-20N0090G01Z0.5G01Z0.5N0100X80X80N0110G00Z5G00Z5N0120X-80Y20X-80Y20N0130M3S800M3S800设置精铣速度程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0140G01Z0F80G01Z0F80精铣上表面N0150X80X80N0160G00Z5G00Z5N0170X-80Y-20X-80Y-20N0180G01Z0G01Z0N0190X80X80N0200G00Z200G00Z200刀具快速退回N0210M5M9M00M5M9M00主轴停转，程序停止，安装T2刀具（键槽铣刀）N0220M03S800M8M03S800M8设置主轴转速N0230G90G54G00X-60Y-60G90G54G00X-60Y-60T2D1设置起刀位置N0240G43Z5H02Z5发那科系统建刀具长度补偿N0250Z-10.05Z-10.05下刀N0260G42G00Y-30.04D2G42G00Y-30.04建刀具半径补偿程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0270G01X-30.04F100G01X-30.04F100铣削深度可根据刀具、机床及所加工材料分层加工N0280X30.04，R10X30.04RND=10铣台阶轮廓N0290Y30.04，R10Y30.04RND=10N0300X-30.04，R10X-30.04RND=10N0310Y-30.04，R10Y-30.04RND=10N0320X0X0N0330G01Z-6.05F500G01Z-6.05F500抬刀至Z-6.05N0340Y-25F100Y-25F100铣中间凸台轮廓N0350X25Y0，R8X25Y0RND=8N0360X0Y25，R8X0Y25RND=8N0370X-25Y0，R8X-25Y0RND=8N0380X0Y-25，R8X0Y-25RND=8N0390X25Y0X25Y0N0400G01Z5F500G01Z5F500抬刀至Z5N0410G40G00X0Y0G40G00X0Y0刀具移至工件原点，取消刀补程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0420G01Z-10.05F50G01Z-10.05F50下刀N0430G01X4.525F100G01X4.525F100横向进给N0440G02I-4.525G02I-4.525铣圆形槽N0450G01X0Y0G01X0Y0刀具移至工件原点N0460G00Z150G00Z150抬刀N0470M5M9M00M5M9M00主轴停转，程序停止，安装T3刀具（中心钻）N0480M03S1000M8M03S1000M8F100调用钻孔循环，钻四个中心孔N0490G90G54G00X-20Y-20G90G54G00X-20Y-20T3D1N0500G43Z5H03Z5F100N0510G99G81Z-7R2F100CYCLE81(5，0，1，-7，0)N0520Y20G00Y20N0525

CYCLE81N0530X20G00X20N0535

CYCLE81N0540G98Y-20G00Y-20N0545

CYCLE81N0550G80G00Z150G00Z150抬刀程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0560M5M9M00M5M9M00主轴停转，程序停止N0570G00G90G54X-20Y-20G00G90G54X-20Y-20T4D1调用循环，钻4×φ10+0.0220的底孔N0580M03S800M8M03S800M8N0590G43Z5H04Z5F100N0600G99G83Z-24R5Q5F100CYCLE83(5，0，2，，-24，，，5，90，2…)N0610Y20G00Y20N0615

CYCLE83N0620X20G00X20N0625

CYCLE83N0630G98Y-20G00Y-20N0635

CYCLE83N0640G80G00Z150G00Z150抬刀N0650M5M9M00M5M9M00主轴停转，程序停止程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0660G90G54G00X-20Y-20G90G54G00X-20Y-20T5D1调用镗孔循环，铰4×φ10+0.0220的孔N0670M03S1200M8M03S1200M8N0680G43Z5H05Z5F100N0690G99G85Z-23R5F100CYCLE86(5，0，2，，-23，，1，3，…)N0700Y20G00Y20N0705

CYCLE86N0710X20G00X20N0715

CYCLE86N0720G98Y-20G00Y-20N0725

CYCLE86N0730G80G00Z150G00Z150抬刀N0730M5M9M30M5M9M30主轴停，切削液停，程序结束[技能训练]一、加工准备1．阅读零件图，并检查坯料的尺寸。2．开机，机床回参考点。3．输入程序并检查该程序。4．安装夹具，夹紧工件。5．刀具装夹，本练习题共使用了5把刀具，把不同类型的刀具分别安装到对应的刀柄上，按序号依次放置在刀架上，分别检查每把刀具安装的牢固性和正确性。二、对刀1．X、Y向对刀采用寻边器对刀。2．Z向对刀采用Z轴设定器对刀如图6-7所示，主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的Z轴坐标，通过光电指示或指针指示判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度应达到0.005mm。Z轴设定器高度一般为50mm或100mm。

其操作步骤如下：①校准以研磨过的圆棒平压Z轴设定器的研磨面并与外圆的研磨面保持在同一平面，同时调整侧面的表盘，使指针调到零，即完成设定。②使用首先将工件表面擦拭干净，Z轴设定器的表面和底面一并擦干净，平放工件上面。其次将机床主轴上的刀具移到设定器的端面，接触后注意表盘，当指针到达设定时的零位，记下机械坐标系的Z值加Z轴设定器的高度即为刀具的长度补偿值。用上述方法分别测量5把刀的刀位点从参考点到工件上表面的Z数值，分别输入到对应的刀具长度补偿中（G54中Z值设为-1）。三、空运行及仿真按前面课题进行空运行和仿真。四、零件自动加工首先使各个倍率开关达到最小状态，按下循环启动键。机床正常加工过程中适当调整各个倍率开关，保证加工正常进行。五、零件检测零件加工结束后，进行尺寸检测，结果写在评分表中（见表6-8）。六、加工结束，清理机床松开夹具，卸下工件，清理机床。序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分1职业素养文明、礼仪5

2安全、纪律10

3行为习惯5

4工作态度5

5团队合作5

6制定工艺1．选择装夹与定位方式2．选择刀具3．选择加工路径4．选择合理切削用量5

7程序编制1．编程坐标系选择正确2．指令使用与程序格式正确3．基点坐标正确10

8机床操作1．开机前检查、开机、回参考点2．工件、刀具装夹与对刀3．程序输入与校验5

表6-8底座板加工任务检测评价表9零件加工600+0.08mm（2处）6

1050mm（2处）6

11Ф500+0.1mm3

12R8（4处）4

13R10（4处）4

144×ø100+0.022mm3

15（40±0.04）mm（2处）6

16100+0.1mm3

1780+0.1mm3

1840+0.1mm3

19表面粗糙度值Ra1.6μm（4处）6

20表面粗糙度值Ra3.2μm（3处）3

综合评价

[操作注意事项]1．安装虎钳时要对虎钳固定钳口进行校正。2．工件安装时要放在钳口的中间部位，以免钳口受力不均。3．工件在钳口上安装时，下面要垫平行垫铁必要时用百分表找正工件上表面，使其保持水平。4．加工过程中应充分浇注冷却液。5．当程序执行到M00暂停时，不允许手动移动机床，在停止位置手动换刀，继续执行程序。[思考与练习]1.简述Z轴设定器的对刀步骤。2.使用Z轴设定器时应注意哪些问题？3.练一练：针对图6-8所示零件，编写加工程序并加工。[学习目标]1．知识目标①会识读零件图；②了解机外对刀仪种类、原理及应用。任务三

油泵端盖加工2．技能目标①会使用对刀仪对刀；②会进行夹具、工件及刀具的安装；③会利用长度和半径补偿控制加工尺寸；④会进行产品质量分析。加工任务[知识学习]一、加工工艺分析1．工、量、刃具选择（1）工具选择：工件装夹在平口钳上并校正，X、Y方向用寻边器对刀，Z方向用对刀仪进行对刀。（2）量具选择：内、外轮廓尺寸用游标卡尺测量；深度尺寸用深度游标卡尺测量；孔径用内径千分尺测量。（3）刃具选择：上表面铣削用端铣刀；内、外轮廓铣削用键槽铣刀铣削；孔加工用中心钻、麻花钻、铰刀。表6-9工、量、刃具清单种类序号名

称规

格数

量工

具1机用虎钳QH1601个2平行垫铁

若干3塑胶榔头

1个4呆扳手

若干5寻边器Ф101只6对刀仪

1只量

具1游标卡尺0～150mm1把2百分表及表座0～10mm1个3半径规R10、R36mm1把4内径千分尺5～25mm1把刃

具1端铣刀Ф601把2中心钻A21个3麻花钻Φ9.71个4机用铰刀Ф10H81个5键槽铣刀Ф161个2．加工工艺方案（1）加工工艺路线①粗、精铣坯料上表面，粗铣余量根据毛坯情况由程序控制，留精铣余量0.5mm。②用Ф16键槽铣刀粗、精铣内、外轮廓和Ф25+0.10内轮廓。③用中心钻钻4×Ф10+0.0220中心孔。④用Φ9.7麻花钻钻4×Ф10+0.0220孔。⑤用Ф10H8机用铰刀铰4×Ф10+0.0220孔。（2）合理切削用量选择刀具号刀具规格工序内容F（mm/min）S（r/min）T1Ф60端铣刀粗、精铣坯料上表面100/80500/800T2Φ16键槽铣刀粗精铣外轮廓、内轮廓100800/1200T3A2中心钻钻中心孔1001000T4Φ9.7麻花钻钻4×Φ10+0.0220的底孔100800T5Ф10H8机用铰刀铰4×Φ10+0.0220的孔1001200二、参考程序参考程序（发那科系统程序名为“O0633”，西门子系统程序名为“XK0633.MPF”）程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0010G17G40G80G49G17G40T1D1设置初始状态，安装端铣刀N0020M3S500M8M3S500M8主轴正转，主轴转速500r/min，切削液开N0030G90G54G00X-80Y20G90G54G00X-80Y20绝对编程、建立工件坐标系、刀具快速移动到（-80，20）N0040G43Z5H01Z5调用1号刀具长度补偿N0050G01Z0.5F100G01Z0.5F100粗铣上表面N0060X80X80N0070G00Z5G00Z5N0080X-80Y-20X-80Y-20N0090G01Z0.5G01Z0.5N0100X80X80N0110G00Z5G00Z5刀具Z方向退回N0120X-80Y20X-80Y20刀具移至（-80，20）处程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0130M3S800M3S800设置精铣上表面转速N0140G01Z0F80G01Z0F80精铣上表面N0150X80X80N0160G00Z5G00Z5N0170X-80Y-20X-80Y-20N0180G01Z0G01Z0N0190X80X80N0200G00Z200G00Z200刀具Z方向退回N0210M9M5M00M9M5M00切削液关，主轴停转，程序停止，安装T2刀具（键槽铣刀）N0220G90G54G00X-60Y-60G90G54G00X-60Y-60T2D1刀具移至（-60，-60）N0230M03S800M8M03S800M8设置主轴转速，切削液开N0240G43Z5H02Z5发那科系统建刀具长度补偿程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0250G42G00Y-36D2G42G00Y-36建立刀具半径补偿N0260G01Z-8.05F60G01Z-8.05F60铣外轮廓（精铣余量通过设置刀具Z方向尺寸确定）N0270G01X-35F100G01X-35F100N0280X0X0N0290G03X0Y36R36G03X0Y36CR=36N0300G01X-35，R10G01X-35RND=10N0310Y-36，R10Y-36RND=10N0320X0X0N0330G01Z2F500G01Z2F500抬刀N0340G00X0Y0G00X0Y0刀具移至工件原点N0350G01Z-5.95F100G01Z-5.95F100下刀N0360X-20Y-10X-20Y-10铣十字形圆弧凹槽N0370G02X-20Y10R10G02X-20Y10CR=10N0380G03X-10Y20R10G03X-10Y20CR=10N0390G02X10Y20R10G02X10Y20CR=10N0400G03X20Y10R10G03X20Y10CR=10N0410G02X20Y-10R10G02X20Y-10CR=10N0420G3X10Y-20R10G03X10Y-20CR=10N0430G02X-10Y-20R10G02X-10Y-20CR=10N0440G03X-20Y-10R10G03X-20Y-10CR=10N0450G02X-20Y10R10G02X-20Y10CR=10N0460G01Z2F500G01Z2F500抬刀程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0470G40G00X0Y0G40G00X0Y0取消刀具半径补偿N0480G01Z-12F100G01Z-12F100下刀N0490X2X2铣削φ20的平底孔N0500G02I-2G02I-2N0510G01X0Y0G01X0Y0N0520G00Z150G00Z150抬刀N0530M9M5M00M9M5M00切削液关，主轴停转，程序停止N0540G90G54G00X-20Y-20G90G54G00X-20Y-20T3D1调用钻孔循环，钻中心孔N0550M03S1000M8M03S1000F100M8N0560G43Z5H03Z5F100N0570G99G81Z-3R5F100CYCLE81(5，0，2，-3，0)N0580X-20Y20G00X-20Y20N0585

CYCLE81N0590X20Y20G00X20Y20N0595

CYCLE81N0600G98X20Y-20G00X20Y-20N0605

CYCLE81N0610G80G00Z150G00Z150抬刀程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0620M9M5M00M9M5M00切削液关，主轴停转，程序停止，安装T4刀具（麻花钻）N0630G90G54G00X-20Y-20G90G54G00X-20Y-20T4D1调用钻孔循环，钻4×Φ10+0.022

的底孔N0640M03S800M8M03S800M8N0650G43Z5H04Z5F100N0660G99G83Z-23R5Q5F100CYCLE83(5，0，2，，23，，5，2，2，2，0.5，1)N0670X-20Y20G00X-20Y20N0675

CYCLE83N0680X20Y20G00X20Y20N0685

CYCLE83N0690G98X20Y-20G00X20Y-20N0695

CYCLE83N0700G80G00Z150G00Z150抬刀程序段号程序内容（发那科系统）程序内容（西门子系统）说

明N0710M9M5M00M9M5M00切削液关，主轴停转，程序停止，安装T5刀具（铰刀）N0720G90G54G00X-20Y-20G90G54G00X-20Y-20T5D1调用镗孔循环，铰4×Φ10+0.022

的孔N0730M03S1200M8M03S1200M8N0740G43Z5H05Z5F100N0750G99G85Z-22R5F100CYCLE86(5，0，2，，-22，，1，3，…)N0760X-20Y20G00X-20Y20N0765

CYCLE86N0770X20Y20G00X20Y20N0775

CYCLE86N0780G98X20Y-20G00X20Y-20N0785

CYCLE86N0790G80G00Z150G00Z150抬刀N0800M9M5M30M9M5M2切削液停，主轴停，程序停[任务实施]一、加工准备1．阅读零件图，并检查坯料的尺寸。2．开机，机床回参考点。3．输入程序并检查该程序。4．安装夹具，夹紧工件。5．刀具装夹本练习题共使用了5把刀具，把不同类型的刀具分别安装到对应的刀柄上。二、对刀1．X、Y向对刀采用寻边器对刀。2．Z向对刀采用机外对刀仪如图6-11所示，主要是测量刀具的长度、直径和刀具形状、角度。机外对刀仪由下列三部分组成：（1）刀柄定位机构对刀仪的刀柄定位机构与标准刀柄相对应，它是测量的基准，所以要有高的精度，并保证测量与使用时定位基准的一致性。（2）测头与测量机构测头有接触式和非接触式两种。接触式测头直接接触刀刃的主要测点（最高点和最大外径点）；非接触式测头主要用光学的方法，把刀尖投影到光屏上进行测量。测量机构提供刀刃的切削点处的Z轴和X轴（半径）尺寸值。即刀具的轴向尺寸和径向尺寸。（3）测量数据处理装置此装置可以把刀具的测量值自动打印，或与上一级管理计算机联网，进行柔性加工，实现自动修正和补偿。使用对刀仪测量方法：①使用前要用标准对刀心轴进行校准。每台对刀仪都随机带有一件标准的对刀心轴。每次使用前要对Z轴和X轴尺寸进行校准和标定。②使用标准对刀心轴从参考点移动到工件零点时，读机床坐标系下的Z坐标，把Z值叠加心轴长度后，输入到G54中。③其他刀具在对刀仪上测量的刀刃长度值，补偿到对应的刀具长度补偿号中。对刀仪使用注意事项：1）使用前，为了校验对刀的位置精度，应当用标准刀杆进行校准（校准及标定Z轴和X轴的尺寸）。标准基准刀杆是每台对刀仪的随机附件，平时要妥善保护，使其不锈蚀，以免受外力的作用。2）静态测量的刀具尺寸和实际加工出的尺寸之间有一个差值。这时因为有对刀仪本身精度及使用对刀仪的技巧熟练程度、刀具和机床的精度及刚度、加工工件的材料和状况、冷却状况和冷却介质的性质等诸多因素的影响，往往还需要在加工过程中通过试切进行现场调整。因此，对刀时要考虑一个修正量，一般为0.01～0.05mm。三、空运行及仿真四、零件自动加工首先使各个倍率开关达到最小状态，按下循环启动键。五、零件检测与质量分析零件加工结束后，进行零件检测，检测结果写在评分表中（见表6-12）。六、加工结束、清理机床松开夹具，卸下工件，清理机床。序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分1职业素养文明、礼仪5

2安全、纪律10

3行为习惯5

4工作态度5

5团队合作5

6制定工艺1．选择装夹与定位方式2．选择刀具3．选择加工路径4．选择合理切削用量5

7程序编制1．编程坐标系选择正确2．指令使用与程序格式正确3．基点坐标正确10

8机床操作1．开机前检查、开机、回参考点2．工件装夹与对刀3．程序输入与校验5

表6-12油泵端盖加工任务检测评价表9零件加工710-0.08mm3

1072mm1

11Ф20mm2

12R10mm（8处）8

13R36mm1

14R10mm（2处）2

154×ø10+0.0220mm6

16（40±0.04）mm（2处）6

176+0.10mm4

1860-0.1mm4

198+0.10mm4

20表面粗糙度值Ra1.6μm（4处）6

21表面粗糙度值Ra3.2μm（3处）3

综合评价

废品种类产生原因解决方法孔的尺寸超差①中心钻钻中心孔尺寸错误控制中心孔深度②麻花钻径向跳动过大校正麻花钻③铰刀径向跳动过大校正铰刀④铰孔时削切液供应不足保证切削液供给充足⑤余量太大留适当的铰削余量孔表面粗糙度大①铰刀磨损或铰刀崩刃修磨铰刀或更换铰刀②铰刀上有毛刺去除铰刀上毛刺③工艺系统刚性不足增加工艺系统刚性④切削用量选择不当产生积屑瘤选择合理铰削用量，加注充分切削液⑤余量大或过小留适当的铰削余量轮廓尺寸超差①刀具磨损修磨刀具或更换刀具②刀具半径参数设置不当正确设置刀具半径参数③丝杆间隙过大、主轴跳动过大等导致机床精度降低进行机床精度检测并维修④削切液供应不足保证切削液供给充足轮廓表面粗糙度大①刀具崩刃修磨或更换刀具②切削用量选择不合理选择合理切削用量③工艺系统刚性不足增加工艺系统刚性④削切液供应不足保证切削液供给充足轮廓形状错误①零件程序错误检查并修改程序②操作错误正确规范操作表6-13零件质量分析[操作注意事项]1．安装虎钳时要对虎钳固定钳口进行找正。2．工件安装时要放在钳口的中间部位，以免钳口受力不均。3．用对刀仪测量刀具长度时应手动旋转刀柄使刀尖最高点对准光屏的中心，然后锁紧刀柄，进行读数。4．加工过程中应充分浇注冷却液。[思考与练习]1.简述机外对刀仪的使用步骤。2.机外对刀仪使用时应注意哪些问题？3.练一练：针对图6-12所示零件，编写加工程序并加工。[学习目标]1．知识目标①了解CAD/CAM基础知识；②掌握CAD/CAM机床后置参数的设置。③掌握程序的传输。2．技能目标①会机内自动对刀仪对刀；②会进行CAD/CAM加工及精度控制。任务四

模具板CAD/CAM加工加工任务[知识学习]一、加工工艺分析种类序号名

称规

格数

量工

具1机用虎钳QH1601个2平行垫铁

若干3塑胶榔头

1个4呆扳手

若干5寻边器Φ101只6Z轴设定器50mm1只量

具1游标卡尺0～150mm1把2百分表及表座0～10mm1个3半径规R8、R16、R25mm1把

刃

具1端铣刀Ф1001把2中心钻A21个3麻花钻Φ81个4键槽铣刀Ф81个5立铣刀Ф81个6球头刀Ф81个7球头刀Ф61个2．加工工艺方案（1）加工工艺路线该零件为比较复杂的凸圆弧曲面，在加工过程中应采用CAD/CAM编程软件编写加工程序，加工时可以选用键槽铣刀铣削曲面或用球头铣刀铣削曲面；

若加工凹圆弧曲面，在加工过程中只能用球头铣刀铣削曲面。对于凸、凹圆弧曲面还可以用宏程序或R参数进行编写加工程序。对于一些复杂的曲面只能采用CAD软件造型后，再用CAM软件生成加工程序。①粗、精铣坯料上表面，粗铣余量由程序控制，留精铣余量0.5mm。②用Ф8键槽铣刀粗铣内轮廓和Ф30外轮廓。③用Ф8立铣刀精铣内轮廓和Ф30外轮廓。④用Ф8球头刀粗铣SR20球面。⑤用Ф6球头刀精铣SR20球面。⑥用中心钻钻4×Ф8中心孔。⑦用Φ8麻花钻钻4×Ф8孔。（2）合理切削用量选择加工钢件，粗加工深度除留精加工余量，可以分层切削。切削速度不可太高，但垂直下刀进给量应小，用球头刀粗、精加工球面时，注意每刀切削深度不能太深。刀具号刀具规格工序内容F（mm/min）S（r/min）T1Ф100端铣刀粗、精铣坯料上表面100800T2Φ8键槽铣刀粗铣轮廓100800T3Φ8立铣刀精铣轮廓801200T4Φ8球头刀粗铣SR20球面100800T5Φ8球头刀精铣SR20球面10003000T6A2中心钻钻4×Φ8中心孔1001000T7Φ8麻花钻钻4×Φ8的底孔100800表6-15切削用量选择（3）CAXA2020制造工程师三维造型过程（4）CAXA2020制造工程师刀具轨迹图如图二、机床后置处理

1．机床后置参数设置如图①FANUC系统机床信息②SIEMENS828D系统机床信息③生成G代码如图6-18、6-19所示[任务实施]一、加工准备1．阅读零件图，并检查坯料的尺寸。2．开机，机床回参考点。3．输入程序并检查该程序。4．安装夹具，夹紧工件。5．刀具装夹本练习题共使用了7把刀具，把不同类型的刀具分别安装到对应的刀柄上然后按序号依次放置在刀架上。二、机内对刀仪对刀一个工件的加工，纯机动时间大约只占总时间的55%，装夹和对刀等辅助时间占45%。因此，对刀仪便显示出极大的优越性，接触式对刀仪在现在加工中心对刀应用中已经普遍化，如图6-20所示。其原理是对刀仪输出开关量信号，由数控机床系统接收信号，再由宏程序控制进行刀具长度设定、刀具磨耗检测、刀具破损折断检测及机器热变形补正。⑵用鼠标点击键进行参数设置，所设置参数应和机床参数一致，并保存所设定参数，否则不能传输程序。设置参数界面如图。对刀仪操作步骤（发那科系统）（1）将要对刀的刀具到机床主轴上，用手轮移动刀具至对刀仪上方5～10mm处，慢慢调整X、Y方向使刀具大致在对刀仪中间位置，再慢慢向下移动刀具使其触发对刀仪信号。（2）在MDI方式下输入“G65P9006H**；”启动程序后自动完成刀具测量和数值输入。“**”表示刀具长度补偿号，如“G65P9006H5；”代表测量5号刀具。（3）刀具测量后，使用刀具长度补偿号需与测量时的号一致，例如，5号刀具测量是按上述步骤执行“G65P9006H5；”，使用5号刀具长度补偿时，指令为“G43H5；”。西门子系统参考说明书，通过对刀操作界面中“自动对刀”选项进行对刀。三、程序传送（即通讯功能）1.设置数控机床输入/输出通信参数系统发那科系统西门子系统操作步骤（1）按下

系统功能键（2）按下最右边的软键

（扩展键）若干次。（3）按下软键

，或按

软键，显示如图6-21所示通讯参数设置画面。（4）按

上下光标键，将光标移至所需修改参数框格内，输入修改的参数值按

输入键进行存储，设置参数时应注意机床通讯参数必须和通讯软件参数一致。（1）按

程序管理操作区域键，按

软键或

本地驱动器软键，按

软键，出现图6-22（2）按

软键，出现图6-23（3）按

软键，显示接口设置窗口，见图6-24（4）按

上下光标键，将光标移至所需修改参数框格内，输入修改的参数值按

输入键进行存储，设置参数时应注意机床通讯参数必须和通讯软件参数一致。图6-22西门子机床配置界面图6-21发那科系统机床配置界面2.程序传输操作步骤系统发那科系统西门子系统程序传输操作步骤（1）EDIT方式下，按

程序键（2）按[列表]软键，按[操作]软键（3）按几次最右侧软键，按[F读取]软键，进行程序接收（1）按

程序管理操作区域键，按

软键或

本地驱动器软键，按

软键，出现图6-4-22（2）按

软键，出现图6-4-23（3）按

软键，进行程序接收；若按

软键，则可进行程序发送在CAXA制造工程师软件中依次单击主菜单“通信”→“标准本地通信”→“发送”，弹出“发送代码”对话框，选择接收机床系统类型和发送程序，单击“确定”按钮，将程序传输至机床图6-23西门子系统RS232C界面图6-24西门子系统通信参数设置窗口四、零件自动加工首先使各个倍率开关达到最小状态，按下循环启动键。机床正常加工过程中适当调整各个倍率开关。五、零件检测零件加工结束后，进行尺寸检测。六、加工结束、清理机床松开夹具，卸下工件，清理机床。序号检测项目检测内容及要求配分学生自检学生互检教师检测得分1职业素养文明、礼仪5

2安全、纪律10

3行为习惯5

4工作态度5

5团队合作5

6制定工艺1．选择装夹与定位方式2．选择刀具3．选择加工路径4．选择合理切削用量5

7程序编制1．编程坐标系选择正确2．指令使用与程序格式正确3．基点坐标正确10

8机床操作1．开机前检查、开机、回参考点2．工件装夹与对刀3．程序输入与校验5

表6-18模具板CAD/CAM加工任务检测评价表9零件加工（60±0.05）mm（2处）8

10R16mm（2处）4

11Ф30mm2

12R8mm（8处）8

13SR25mm4

144×ø8mm4

1564mm（2处）4

165mm2

1710mm2

18表面粗糙度值Ra1.6μm4

19表面粗糙度值Ra3.2μm（2处）6

20

表面粗糙度值Ra12.5μm2

综合评价

[操作注意事项]1．安装虎钳时要对虎钳固定钳口进行找正。2．工件安装时要放在钳口的中间部位，以免钳口受力不均。3．加工过程中应充分浇注冷却液。4．机床及计算传输软件中通讯参数必须一致。5．装、拆通讯设备时，应关掉机床和计算机，以免通讯接口烧坏。强国系列——长征系列运载火箭

长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具，1970年中国第一次成功发射人造卫星，标志着中国人独立自主地掌握了进入空间的能力。经过半个世纪的发展，中国长征系列运载火箭经历了由常温推进剂到低温推进剂、由末级一次启动到多次启动、从串联到并联、从一箭单星到一箭多星、从载物到载人的技术跨越，逐步发展成为由多种型号组成的大家族。具备进入低、中、高等多种轨道的能力，入轨精度达到了国际先进水平。长征系列运载火箭技术的发展推动了中国卫星及其应用以及载人航天技术的发展，有力支撑了以"神舟"载人航天工程、"北斗"导航系统、"嫦娥"月球探测工程和"天问"行星探测工程为代表的国家重大工程的成功实施，为中国航天的发展提供了强有力的支撑。[思考与练习]1.常用的CAD/CAM软件有哪些？2.简述法那科系统和西门子系统程序传输的步骤。3.练一练：针对图6-25所示零件，编写加工程序并加工。任务五槽轮及三角形模板加工加工任务序号检测项目检测内容及要求配分评分标准检测结果得分1现场操作工、量、刃具的正确使用2一处不当扣1分，扣完为止

2设备正确操作、加工后清理保养2一处不当扣1分，扣完为止

3工件表面无磕、碰、夹伤、毛刺