第四章 数控加工工艺与编程基础 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.1 数控编程概述 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码

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1 第四章 数控加工工艺与编程基础 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.1 数控编程概述 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码
第四章 数控加工工艺与编程基础 4.1 数控编程概述 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.3 数控加工工艺基础 4.4 数控编程中的数值计算 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择

2 4.1 数控编程概述 4.1.1 数控编程的定义 数控编程的概念：
从分析零件图纸开始，经过工艺分析、数学处理到获得数控机床所需的数控加工程序的全过程叫做数控编程。 数控编程的内容和步骤： 数控编程的主要内容包括：分析零件图样、确定工艺处理过程、数值计算、编写零件加工程序、制作控制介质、程序校验和试切削等。具体过程如下： 零件图 分析图样 工艺处理 数值计算 编写程序 制作控制介质 程序校验 首件试切 数控机床

3 4.1 数控编程概述 4.1.1 数控编程的定义 数控编程的内容和步骤： 1）分析零件图纸
首先分析零件图纸，根据零件的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和热处理要求等确定加工方案，选择合适的数控机床。 2）工艺处理 工艺处理涉及的问题较多，需要考虑一下几点： ①确定加工方案。应按照能充分发挥数控机床功能的原则，使用合适的数控机床，确定合理的加工方法。 ②刀具、夹具的设计与选择。数控加工用刀具有加工方法、切削用量及其他与加工有关的因素确定。数控机床具有刀具补偿功能和自动换刀功能。数控加工一般不需要专用的复杂夹具，在设计和选择夹具时，应特别注意要迅速完成工件的定位和加紧过程，以减少辅助时间。实用组合夹具，生产准备周期短，夹具零件可以反复使用，经济效益好。此外，所用夹具应便于安装，便于协调工件和机床坐标系间的尺寸关系。 3

4 4.1 数控编程概述 4.1.1 数控编程的定义 数控编程的内容和步骤：
③选择对刀点。程序编制时正确地选择对刀点很重要。“对刀点”是程序执行的起点。对刀点选择的原则是：所选刀具应使程序编制简单；对刀点应选择在容易找正，并在加工程序中便于检查的位置；引起的加工误差小。为了提高零件的加工精度，对刀点尽量设置在零件设计基准或工艺基准上。 ④确定加工路线。选择加工路线时应考虑：尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产效率；保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量。 ⑤确定切削用量。切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定、被加工工件材料、加工工序以及其他工艺要求，并结合实际经验来确定。 4

5 4.1 数控编程概述 4.1.1 数控编程的定义 数控编程的内容和步骤： 3）数值计算
在工艺处理工作完成后，根据零件的几何尺寸、加工路线，计算受控机床所需的输入数据。简单零件一般只需要计算零件轮廓的相邻几何元素的交点或切点（基点）的坐标值。对于特殊零件，一般需要计算机进行辅助计算，求出基点和节点坐标值。数值处理的复杂程度取决于零件的复杂程度和数控装置功能的强弱，差别很大。 4）编写零件加工程序单 在完成工艺处理工作和数值计算后，可以编写零件加工程序单。编程人员根据所使用数控系统指令、程序段格式，逐段编写零件加工程序。编程人员要了解数控机床的性能、程序指令代码以及数控机床加工零件的过程，才能编写出正确的加工程序。 5）制备控制介质及程序校验 程序编好后，需制作控制介质。控制介质有穿孔纸袋、穿孔卡、磁带、软磁盘和硬磁盘等。编写好的程序，制备完成的控制介质需要经过试切检验后，才可用于正式加工。试切不仅可以确认程序的正确与否，还可知道加工精度是否符合要求。当发现不符合要求时，可修改程序或采取补偿措施。 5

6 4.1 数控编程概述 4.1.2 数控编程的方法 数控编程的方法有两种：手工编程和自动编程 1.手工编程
用人工完成程序编制的全部工作（包括用通用计算机辅助进行数值计算）称为手工编程。 对于点位加工或几何形状较简单的零件，其数值计算较简单，程序段不多，用手工编程即可实现，比较经济。 6

7 4.1 数控编程概述 4.1.2 数控编程的方法 2.自动编程 自动编程是用计算机代替手工进行数控程序的编制工作。如自动地进行数值计算、编写零件加工程序单，自动地输出打印加工程序单和制备控制介质等。 自动编程出现错误时可在计算机进行编辑、修改直至程序正确为止。自动编程减轻了编程人员的劳动强度、缩短了编程时间、提高了编程质量，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。 7

8 4.1 数控编程概述 4.1.2 数控编程的方法 2.自动编程 按输入方式的不同，自动编程有语言输入方式、图形输入方式和语音输入方式等。此外自动编程还可以分为离线程序编制和在线程序编制。如右图所示自动编程的流程。

9 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.1 数控加工程序结构组成
数控加工程序结构组成：一个完整的程序结构由程序名、程序内容（若干程序段组成）和程序结束三部分组成。程序格式如下： O2015 程序名 N10 G90 G17； 程序段 程序内容 N20 G00 G54 X0 Y0 Z80； 程序段 程序内容 N30 S1500 M03； 程序段 程序内容 ……； N190 M05； 程序段 程序内容 N200 M02； 程序结束 9

10 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.1 数控加工程序结构组成 1.程序名
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.1 数控加工程序结构组成 1.程序名 数控机床的数控系统常常可以存储多个程序，为相互区分，每一个储存在零件存储器中的程序都需要指定一个程序号来加以区别，这种用于区别零件加工程序代号称为程序名，同一机床的程序名不能重复。程序名常写在程序的最前面，单独占用一行。 程序名在不同的数控系统有不同的表示方法。例如：FANUC 系统、KND 系统、广数系统用Ｏ****（字母Ｏ加四个数字）表示；SIEMENS 系统用AB******（程序开始两个字符必须是字母）表示；华中系统用Ｏ******（字母Ｏ加若干个字母或数字）表示；还有一些系统则用%******（%加若干位数字）表示。 2．程序内容 程序内容是程序的主干部分，有若干程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，它用来描述数控机床的某一加工过程及全部动作。

11 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.1 数控加工程序结构组成 4.2.2 程序段的组成 3．程序结束 1.程序段基本组成格式
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.1 数控加工程序结构组成 3．程序结束 程序结束通过M 代码来实现，写在程序的最后。可以作为程序结束标记的M 代码有M02 和M30，它们代表零件加工主程序的结束。为了保证最后程序段的正常执行，通常M02（或M30）也单独占一行。此外，子程序结束有专用的结束标记，FANUC 系统中用M99 来表示子程序结束。 4.2.2 程序段的组成 1.程序段基本组成格式 程序段格式主要有三种：固定顺序程序段格式、使用分隔符的程序段格式和字地址程序段格式。现代数控系统大多采用的是字地址程序段格式。 字地址程序段格式由语句号字、数据字和程序段结束字组成，每个字之前都标有地址码以识别址。一个程序段内由一组开头是英文字母，后面是数字组成的信息单元“字”，每个字根据字母来确定其意义。 程序段是程序的基本组成部分，每个程序段由段号、程序字和结束符“；”（西门子系统程序段结束符为“LF”）组成，如图4-3 为字地址程序段的组成。

12 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.2 程序段的组成

13 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.2 程序段的组成 2.程序段号
每一个独立的程序都应有程序号，他可作为识别、调用该程序的标志。程序号的格式为： O 0600 程序号地址码 程序的编号（600号程序） 不同的数控系统，程序号地址码所用的字符可不相同。如FNAUC系统用O，AB8400系统用P。而Sinumerik系统则用%作为程序号的地址码。编程时一定要根据说明书的规定使用。否则系统不接收。 3．程序段结束 程序段结束标记，常用符号“；”（西门子系统程序段结束符为“LF”），一般在编程的时候不用专门输入，回车可自动生成。 13

14 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.2 程序段的组成 4．程序字
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.2 程序段的组成 4．程序字 程序段的中间部分是程序段的内容，由程序字构成，程序字由地址符和数字组成，主要包括准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字等，FANUC系统中常见程序字格式和含义见下表。

15 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.2 程序段的组成 5．程序段内容组成的六要素 1）移动的目标是哪里?（终点坐标值）
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.2 程序段的组成 5．程序段内容组成的六要素 1）移动的目标是哪里?（终点坐标值） 2）沿什么样的轨迹移动?（G功能） 3）移动速度要多快?（F功能） 4）刀具的切削速度是多少? （S功能） 5）选择哪一把刀移动? （T功能） 6）机床还需哪些辅助动作? （M功能） 6．程序段注释 为了方便检查、阅读数控程序，在许多数控系统中允许对程序进行注释，注释可以作为对操作者的提示显示在屏幕上，注释对机床动作没有丝毫影响。程序的注释应放在程序的最后，并用“( )”括起来，不允许将注释插在地址和数字之间，如下程序段所示： O1010；(TUHAO ) G50 S3000； N1 M8 （ROUGHING ID）；

16 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 1.数控系统指令代码概述
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 1.数控系统指令代码概述 数控系统常用的系统功能有准备功能、辅助功能、进给功能、主轴功能、刀具功能等，这些功能有相应的字组成功能指令，这些功能指令是编制数控程序的基础，由这些功能指令描述工艺过程中各种操作和运动的特征。 （1）模态代码（续效代码）与非模态代码（单段有效） 模态代码:一经在一个程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同组其它G代码所代替。 非模态代码:仅在所出现的程序段内有效。 （2）代码分组 代码分组将系统不可能同时执行的代码指令归为一组，并予以编号区别。如“G00、G01、G02、G03”为同一组，“G40、G41、G42”为另一组。 （3）开机默认代码 ，常用的开机默认代码有G00、G40、M05等

17 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 2．准备功能G代码 1）绝对坐标与相对坐标—G90、G91
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 2．准备功能G代码 1）绝对坐标与相对坐标—G90、G91 在一般的机床数控系统中，为方便计算和编程，都允许绝对坐方式和相对坐标方式及其混合方式编程。G90表示程序段中的坐标尺寸为绝对坐标值，G91则表示相对坐标值。 例：如下图所示，AB和BC两个直线插补程序段的运动方向及坐标值。现假设AB已加工完毕，要加工BC段，刀具在B点，则该加工程序段为： 绝对坐标方式：G90 G01 X30 Y40； 相对坐标方式：G91 G01 X-50 Y-30；

18 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 注意：
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 注意： ⑴ 绝对坐标方式编程时终点的坐标值在绝对坐标系中确定，相对坐标方式编程时终点的坐标值在相对坐标系中确定。 ⑵在某些机床的相对坐标尺寸不用G91指定，而是在运动轨迹的起点建立平行于X、Y、Z的相对坐标系U、V、W。上图中在B点建立U、V坐标系，其程序段为： G U V-30（相对尺寸）

19 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 2）坐标系设定指令—G92
G92指令规定了工件坐标系原点的位置。它以工件原点为准，确定起刀点的坐标值，编程时通过G92指令将工件坐标系的原点告诉数控装置，并把这个设定值记忆在数控装置的存储器内。执行该指令后就确定了起刀点与工件原点的相对位置。 工件坐标系原点可以设在工件基准或工艺基准上，也可以设在卡盘断面中心或工件的任意一点。而刀具起刀点可以放置在机床原点或换刀点上，也可以是任意一点。 G92指令只是设定坐标系原点位置，执行该指令后，刀具（机床）并不产生运动，仍在原点位置，所以在执行G92指令前刀具必须放在程序要求的位置上，如果起刀点与设定值有误差时可用刀具补偿指令补偿其差值。 19

20 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码
例：如下图为数控车床的工件坐标系，为方便编程，通常将工件坐标系原点设在主轴轴线与工件右端面的交点处。图中设α=320，β=200，坐标系设定程序为： G92 X320 Z200； 注意： ⑴车削编程中，X尺寸字中的数值一般是坐标值的2倍，即刀尖相对于回转中心的直径值。 ⑵该指令程序段要求坐标值X、Z必须齐全，并且只能使用绝对坐标值，不能使用相对坐标值。 ⑶在一个零件全部加工程序中，根据需要可重复设定或改变编程原点。 20

21 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 3）坐标平面选择指令—G17、G18、G19
G17、G18、G19指令分别表示设定选择XY、ZX、YZ平面为当前工作平面。对于三坐标运动的铣床加工中心，特别是可以三坐标控制、任意二坐标联动的机床，即所谓2½坐标的机床，常需要用这些指令指定机床在哪一平面进行运动。由于XY平面最常用，故G17可以省略，对于两坐标控制的机床，如车床总是在XZ平面内运动，故无需使用平面指令。 21

22 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 4）快速点定位指令—G00
该指令是使刀具从当前位置以系统设定的速度快速移动到坐标系的另一点。它只是快速到位，不进行切削加工，作空行程运动。编程格式为： G00 X_ Y_ Z_； 其中X、Y、Z为绝对或相对坐标。 注意： ⑴G00指令中不需要指定速度，即F指令无效，系统快进的速度已经确定。 ⑵在G00状态下，不同数控机床坐标轴的运动情况可能不同。如有的系统先指定某轴移动再指定另一轴移动；有的系统是令各轴一起运动，若此时X、Y、Z坐标不等，则各轴到达目的点的时间不同，刀具运动轨迹为空间折线；有的系统是令各轴以不同的速度移动，同时到达目的点，刀具运动轨迹为一直线。 22

23 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 5）直接插补指令—G01
该指令是直线运动控制指令，它命令刀具从当前位置以两坐标或三坐标联动方式按指定的F进给速度作任意的斜率的直线运动到达指定位置，该指令一般作为轮廓切削。编程格式为： G00 X_ Y_ Z_ F_； 其中：X、Y、Z为绝对或相对坐标; F为沿插补方向的进给速度。 注意： ⑴G01指令后面只有两个坐标值时，刀具将作平面直线插补，若有三个坐标值时，将作空间直线插补。 ⑵G01程序段中必须含有进给速度F指令，否则机床不动作。 ⑶G01和F指令均为续效指令。 23

24 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码
例：车削加工如下图所示零件轮廓（精加工，直径Φ40mm的外圆不加工）设A点为起刀点，刀具由A点快速进至B点，然后沿B—C—D—E—F方向切削，再快退至A点。 O020； N G92 X50 Z10； （设定原点） N G90 G00 X20 Z2 S600 T11 M03； （快进A—B） N G01 X20 Z-14 F100； （车外圆B—C） N G01 X28 Z-38； （车圆锥C—D） N G01 X28 Z-48； （车外圆D—E） N G01 X42 Z-48； （车平面E—F） N G00 X50 Z10 M02； （快退至起刀点面F—A） 24

25 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 6）圆弧插补指令—G02、G03
圆弧顺、逆的判断方法为：沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看，刀具相对于工件的转动方向是顺时针为G02，逆时针为G03。如图所示a。 对于最常用的数控车床的XZ平面上和数控铣床的XY平面上的顺时针圆弧G02和逆时针圆弧G03的判断方法 如图所示b、c。按ISO标准坐标系规定，图中车床平面XZ的-Y方向由纸面指向观察者，而铣床平面的XY的-Z方向由观察者指向纸面。 25

26 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码
圆弧加工程序段一般应包括圆弧所在的平面、圆弧的顺逆、圆弧的终点坐标以及圆心坐标（或半径R）等信息。程序段格式为： G G G02 G17 X_Y_I_J_F_；G X_Z_I_K_F_； G19 Y_Z_J_K_F_； G G G03 圆弧终点坐标X、Y、Z可以是相对坐标或绝对坐标，取决于是G90编程还是G91编程。I、J、K可以是圆弧起点相对于圆心的矢量（矢量方向指向起点）在X、Y、Z坐标上的分量，也可以用圆心相对于起点的矢量（矢量方向指向圆心），这两种情况下，I、J、K方向相反。 用圆弧半径值R编程时，若圆弧对应的圆心角θ≤180°则R取正值，若180°＜ θ＜360°，则R取负值。用半径编程时不能描述整圆。 26

27 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码
例：铣削如图所示的孔，设起刀点在坐标原点O，加工时刀具快进至A，沿箭头方向以100mm/min速度切削整圆至A，再快退返回原点。 因为是封闭圆加工，所以只能用圆心坐标I、J编程。 绝对坐标编程： N050 G92 X0 Y0； N060 G90 G00 X20 Y0 S300 T01 M03； N070 G03 X20 Y0 I-20 J0 F100； N080 G00 X0 Y0 M02； 相对坐标编程： N050 G91 G00 X20 Y0 S300 T01 M03； N060 G03 X0 Y0 I-20 J0 F100； N070 G00 X-20 Y0 M02； 27

28 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 例：在车床上加工如图所示的球头手柄。 28
根据车床的判断方法可知：OPA圆弧为逆时针圆弧，AB圆弧为顺时针圆弧。根据图中几何关系，各点的坐标值为： A（22，-45.32）、B（22，-75）、C（38.44，-60.16）、F（0，-28） 绝对坐标编程： N G03 X44 Z I0 K-28 F50； N G02 X44 Z-75 I K F50； 相对坐标编程： N G02 X0 Z I K F50； 28

29 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码
例：铣削加工如图所示曲线轮廓，设A点为起刀点，从A点沿圆C1、C2、C3到D点停止，进给速度为100mm/min。 根据铣削加工圆弧方向的判断方法，图中C1为顺时针圆弧，C2为逆时针圆弧，C3为大于180°的顺时针圆弧。 ①绝对坐标编程（圆心坐标参数法） G92 X0 Y18； G90 G02 X18 Y0 I0 J-18 F100 S300 T01 M03； G03 X68 Y0 I25 J0； G02 X88 Y20 I0 J20 M02； ②相对坐标编程（圆心坐标参数法） G91 G02 X18 Y-18 I0 J-18 F100 S300 T01 M03； G03 X50 Y0 I25 J0； G02 X20 Y20 I0 J20 M02； 29

30 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 ③绝对坐标编程（半径R法） G92 X0 Y18；
G90 G02 X18 Y0 R18 F100 S300 T01 M03； G03 X68 Y0 R25； G02 X88 Y20 R-20 M02； ④相对坐标编程（半径R法） G91 G02 X18 Y-18 R18 F100 S300 T01 M03； G03 X50 Y0 R25； G02 X20 Y20 R-20 M02； 若要求加工虚线所示的BD圆弧（＜180°）则将上述C3圆程序的-R换成R，或将圆心坐标值改变即可。 30

31 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 7）暂停（延迟）指令—G04
其中，β表示（X、U、P等）地址符； △△表示短暂时间（以秒或毫秒为单位），或表示工件转数，视具体机床而定。 G04为非续效指令，只能在本程序段有效。 G04指令主要用于以下几种情况： ①盲孔作深度控制时，用暂停指令使刀具非进给光整切削，使孔底平整。 ②镗孔退刀时，为避免留下螺旋划痕，应使主轴停止转动，待主轴完全停止后再退刀。 ③横向车槽时，应在主轴转过几转后再退刀。 ④车倒角或顶尖孔时，为使表面平整，使用暂停指令使工件转过一转后再退刀。 31

32 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 例：图示锪孔加工，孔底由有粗糙度要求，根据图示条件编程为：
N G91 G01 Z-7 F60； N G04 X5；（刀具停留5S） N G00 Z7 M02； 32

33 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 8）刀具半径自动补偿指令—G40、G41、G42
现代数控机床一般都具备刀具半径自动补偿功能，以适应圆头刀具（如铣刀、圆头车刀）加工。 ①刀具半径自动补偿概念 在用圆头刀具进行轮廓加工时，必须考虑刀具半径的影响。刀具半径自动补偿功能要求数控系统根据工件轮廓AB和刀具半径R自动计算出刀具中心轨迹A′B′。在编程时可直接按零件轮廓的坐标数据编制加工程序，而在加工时，数控系统就自动地控制刀具沿轮廓A′B′移动，加工出合格的零件。 33

34 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 ②刀具半径自动补偿指令（下左图）
G41为刀具半径左补偿，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿；G42为刀具半径右补偿，即刀具沿工件右侧运动时的半径补偿；G40为刀具半径补偿取消，使用该指令后，G41、G42指令无效。G40必须和G41或G42成对使用。 ③刀具半径自动补偿过程（上右图） ① 刀补的建立，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过。 ② 刀补进行，执行有G41、G42指令的程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量。 ③ 刀补的取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹要过渡到与编程重合的过程。 34

35 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 ④刀具半径自动补偿编程 车削：
　 G00（G01）G41/G42 X_ Z_ D_；（刀具半径补偿的建立） 　　… 　　G00（G01）G40 X_ Z_；（刀具半径补偿的取消） 　　铣削： 　　G00（G01）G41/G42 X_ Y_ D_；（刀具半径补偿的建立） 　　G00（G01）G40 X_ Y_；（刀具半径补偿的取消） 使用G41、G42指令时，用D功能字指定刀具半径补偿值寄存器的地址号。刀具半径补偿值在加工之前手动输入到相应的寄存器，加工时由D指令调用。 35

36 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 ⑤注意事项
①刀具半径补偿的建立与取消，只有在移动指令G00或G01下才能生效。 　　②刀具半径补偿的建立与取消，应在辅助程序段中进行，不能编程在轮廓加工的程序段上。 　　③刀具半径的补偿值存储在指定的寄存器中，当刀具半径补偿值发生变化时，只需要修改寄存器中的值即可，不需要修改程序。因此，利用刀具半径补偿功能编写的轮廓加工程序，与刀具半径无关。 36

37 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 9）刀具长度补偿指令—G43、G44
刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿，它可使刀具在Z方向上的实际位移大于或小于程序给定值，即： 实际位移=程序给定值±补偿值 式中，二者相加称为正偏置，用G43 指令表示，二者相减称为负偏置，用G44指令表示。给定的程序坐标值和输入的补偿值本身可正可负，由需要而定。 刀具长度补偿指令的格式为： [G43/G44] Z_ H_; 其中，Z值是程序中给定的坐标值。H值是刀具长度补偿值寄存器的地址号，该寄存器存放着补偿值。G43、G44指令执行结果可用右图标表示。 G43、G44指令的注销也用取消刀补指令G40。 37

38 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 3．准备功能M代码 常用 M指令简要介绍如下。
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 3．准备功能M代码 常用 M指令简要介绍如下。 M00——程序暂停。执行 M00指令后，机床的所有动作将被停止。重新启程序后，再继续执行后面的程序。 M01 —— 计划停止。该指令的作用与 M00 类似，但它必须在预先按下机床操作面板上的”计划 停止”开关的情况下才有效。否则， M01 指令无效。 M02 —— 程序结束。当全部程序结束后，用 该指令来切断机床的所有动作，光标停在程序结束处。 该指令一般都出现在程序的最后一个程序段中。 M03/M04/M05 —— 主轴顺时针方向旋转 /逆时针方向旋转/主轴停止旋转。 M06 —— 换刀指令。 M07/M08 —— 冷却液开。 M09 —— 冷却液关。 M30 —— 纸带结束。该指令除具有M02 功能外， 并使机床和数控系统复位。若再次按启动按钮，则可直接再次运行原加工程序。

39 4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 4．F、S、T代码 （１）F功能（进给速度）
4.2 数控加工程序组成与数控系统指令代码 4.2.3 数控系统指令代码 4．F、S、T代码 （１）F功能（进给速度） G94 每分钟进给量，单位为mm/min； G95 主轴每转进给量，单位为mm/r，如车螺纹等。 （２）S功能（主轴功能） G96 S160 恒线速度功能，使切削点的线速度始终保持在160m/min; G97 S1000 注销G96，主轴转速为1000r/min。 （３）Ｔ功能（刀具功能） T××、T××××；选择刀具，也可用来选择刀具偏置 例如，T12：用作选刀时表示12号刀具； T0101：前两位01表示刀具号，后两位01表示刀具补偿号。

40 4.3 数控加工工艺基础 4.3.1 数控加工工艺的特点与内容 1.数控加工工艺主要内容 ①选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。
4.3 数控加工工艺基础 4.3.1 数控加工工艺的特点与内容 1.数控加工工艺主要内容 ①选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。 ②分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。 ③设计数控加工工序。如工步的划分、零件的定位与夹具、刀具的选择、切削用量的确定等。 ④调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。 ⑤处理数控机床上部分工艺指令。

41 4.3 数控加工工艺基础 4.3.1 数控加工工艺的特点与内容 2.数控加工的工艺特点 （1）工艺内容细致而严密。
4.3 数控加工工艺基础 4.3.1 数控加工工艺的特点与内容 2.数控加工的工艺特点 （1）工艺内容细致而严密。 （2）数控工艺中切削用量通常比普通机床的工艺大很多。 （3）数控加工工序集中、工步复合很普遍。 （4））数控工艺要考虑加工的性价比。

42 4.3 数控加工工艺基础 4.3.2 数控加工设备的选择 一般数控机床很适合加工以下种类的零件： 一般数控机床很适合加工以下种类的零件： ①形状复杂，加工精度要求高，用通机床无法加工或虽能加工，但难以保证质量的零件；②用数字模型描述的复杂曲面或非圆曲线与列表曲线等轮廓零件； ③难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔壳体或盒形零件； ④在一次装夹中合并完成，如：铣、镗、锪、铰、攻螺纹等多工序零件。 一般数控机床也适合加工以下种类的零件：①在通用机床加工时易受人为因素干扰，零件公差小，一旦质量失控损巨大的零件； ②需多次更改设计，才能定型的零件； ③通用机床上需长时间调整的零件 ④通用机床加工生产率低或体力劳动强度很大的零件。 但数控机床不太适合加工以下种类的零件： ①装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件； ②加工余量很不稳定，且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标的零件； ③必须用特定的工种协调加零件。

43 4.3 数控加工工艺基础 4.3.3 零件数控加工工艺分析和工艺设计 1.零件数控加工工艺性分析 （1）零件图分析
4.3 数控加工工艺基础 4.3.3 零件数控加工工艺分析和工艺设计 1.零件数控加工工艺性分析 （1）零件图分析 a)零件图的完整性与正确性分析。 b)尺寸标注方法分析 c)零件技术要求分析 d)零件材料分析 （2）零件结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即零件结构应便于数控加工成型。通常应根据零件图分析零件加工部分的结构工艺是否符合数控加工特点，零件结构是否具有足够刚性、零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保证。

44 4.3 数控加工工艺基础 4.3.3 零件数控加工工艺分析和工艺设计 2.数控加工工艺路线设计基本原则 （1）基面先行原则
4.3 数控加工工艺基础 4.3.3 零件数控加工工艺分析和工艺设计 2.数控加工工艺路线设计基本原则 （1）基面先行原则 （2）先粗后精原则 （3）先主后次原则 （4）先面后孔原则 （5）先近后远原则 3.数控加工工序设计 （1）多工序集中原则 （2）刀具集中原则 （3）工位集中原则 （4）工件集中原则 （5）高精度同组加工内容集中原则 （6）加工部位先后原则 （7）粗、精加工分开原则

45 4.3 数控加工工艺基础 4.3.3 零件数控加工工艺分析和工艺设计 4.对刀点与换刀点的确定
4.3 数控加工工艺基础 4.3.3 零件数控加工工艺分析和工艺设计 4.对刀点与换刀点的确定 在数控编程时，要正确、合理地选择对刀点和换刀点。对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。 对刀点的选择原则如下： （1）所选的对刀点应使程序编制简单； （2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置； （3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置； （4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。

46 4.3 数控加工工艺基础 4.3.4 数控加工走刀路线设计 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点： （1）寻求最短加工路线 （2）最终轮廓一次走刀完成 为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。 （3）选择切入切出方向 考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上（FLASH），以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕， （4）选择使工件在加工后变形小的路线 对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。

47 4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 1．制定数控加工工艺规程的主要作用 2．制定数控加工工艺规程的步骤
4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 1．制定数控加工工艺规程的主要作用 1）数控加工艺规程是指导的 主要技术文件。 2）数控加工艺规程是组织和管理的基本依据。 3）数控加工艺规程是生产准备和相关技术的基本依据。 2．制定数控加工工艺规程的步骤 1）收集和熟悉制订工艺规程的有关资料图纸，进行零件结构性析； 2）确定毛坯的类型及制造方法； 3）选择定位基准； 4）拟定工艺路线； 5）确定各工序的余量，工序尺寸及其公差； 6）确定各工序的设备、刀、夹、量具和辅助工具； 7）确定各工序的切削用量及时间额； 8）确定工序的技术要求及检验方法； 9）进行技术经济分析，选最佳方案； 10 ）填写工艺文件。

48 4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 3．数控加工工艺文件类型 1）数控加工序卡。
4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 3．数控加工工艺文件类型 1）数控加工序卡。 工序卡主要用于自动换到数控机床。它是操作人员进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序开应按以确定的公布顺序填写，不同的数控机床其工序卡的格式不同。下表是自动换刀数控镗铣的工序卡。

49 4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 3．数控加工工艺文件类型 2）数控机床调整单
4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 3．数控加工工艺文件类型 2）数控机床调整单 机床调整单是操作人员在加工零件之前调整机床的依据。机床调整单应记录机床控制面板上的开关的位置，零件安装、定位、加紧方法及键盘应键入的数据等。下表是自动换到数控镗铣床的机床调整单。

50 4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 3．数控加工工艺文件类型 3）数控刀具调整单
4.3 数控加工工艺基础 4.3.5 数控加工工艺技术文件的编写 3．数控加工工艺文件类型 3）数控刀具调整单 数控机床上所用刀具一般要在对刀仪上预先调整好直径和长度。将调整好的刀具及其编号、型号、参数等填入刀具调整单中，作为调整刀具的依据。下表是刀具调整单。

51 4.3 数控加工工艺基础 4.3.6 数控加工零件工艺分析实例 1．数控车削加工零件艺分析实例

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53 4.3 数控加工工艺基础 4.3.6 数控加工零件工艺分析实例 2．数控铣削加工零件工艺分析实例

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55 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.1 数值计算的内容 1．基点和节点的坐标计算 2．刀位点轨迹的坐标计算 3．辅助计算
4.4 数控编程中的数值计算 4.4.1 数值计算的内容 1．基点和节点的坐标计算 基点是构成零件轮廓不同几何素线元素的交点或切点，如直线与直线的交点，直线段和圆弧段的交点、切点及圆弧与圆弧的交点、切点等。 节点是逼近直线和圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点。在数控机床上可以用代码来直接控制直线和圆弧的加工，对于非圆弧曲线的加工的数值计算较为复杂，一般用曲线拟合或曲线逼近的方法来实现。曲线拟合或曲线逼近时，逼近直线和圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点就称为节点。一般由节点产生的加工误差控制在零件公差的20%以内。 2．刀位点轨迹的坐标计算 一般在编程时，数控程序控制的是刀位点的轨迹运动，但实际加工是刀触点（刀具与零件的接触点）处发生切削，理想的刀位点与实际的刀触点总存在一定的差距，数控系统中一般具备一些补偿与过渡功能的指令，计算和编程时可以选用，充分利用数控系统强大的运算功能来简化刀位点轨迹的坐标计算。 3．辅助计算 除了基点、节点的计算外，一些计算也很必要，如车螺纹时，为避免因车刀升、降速而影响螺距的稳定，通常要计算升速段L1和降速段L2的值。

56 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 1．由直线和圆弧组成零件轮廓的基点坐标的计算
4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 1．由直线和圆弧组成零件轮廓的基点坐标的计算 直线、圆弧类零件的轮廓一般由直线、圆弧组成。相邻几何元素间的交点或切点称之为基点。 基点的计算方法可以是通过联立方程组求解，也可利用几何元素间的三角函数关系求解。

57 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 2 .非圆方程Y=f（X）组成的轮廓曲线的节点坐标计算
4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 2 .非圆方程Y=f（X）组成的轮廓曲线的节点坐标计算 数控加工中把除直线与圆弧之外可以用数学方程式y=f（x）表达的平面轮廓曲线，称为非圆曲线。 非圆曲线节点坐标计算数学处理比较复杂，应在满足允许的编程误差条 件下，用若干直线段或圆弧段去逼近给定的非圆曲线，相邻逼近线段的交点或切点称为节点。

58 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 弦线逼近中计算节点的方法主要有等间距法、等步长法和等误差法。 (1)等间距法
4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 弦线逼近中计算节点的方法主要有等间距法、等步长法和等误差法。 (1)等间距法 一般先取X=0.1进行试算，再验算d<d允？

59 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 (2)等步长法 用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼近线段长度相等，则称等步长法。
4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 (2)等步长法 用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼近线段长度相等，则称等步长法。

60 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 等步长计算步骤：

61 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型

62 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 (3)等误差法 用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼近误差相等，则称等误差法。
4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 (3)等误差法 用直线段逼近非圆曲线时，如果每个逼近误差相等，则称等误差法。

63 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 等误差法计算步骤：

64 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型

65 4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 3．无轮廓曲线方程描述的曲线的节点坐标计算
4.4 数控编程中的数值计算 4.4.2 数值计算的类型 3．无轮廓曲线方程描述的曲线的节点坐标计算 无轮廓曲线方程描述的曲线通常用实验或经验数据点表示，如果给出的数据点比较密集，则可以用这些点作为节点，用直线或圆弧连接起来逼近轮廓形状。如果数据点较稀疏，则必须先用插值法将节点加密，再进行曲线拟合，常用的方法有牛顿插值法、样条曲线拟合法、圆弧样条拟合法、双圆弧样条拟合法等。 一般对于无轮廓曲线方程描述的曲线的节点坐标计算通常运用计算机进行数学处理，此时要经过插值、拟合与修整三个步骤。

66 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.1 数控机床刀具概述 1．数控刀具的特点 2．数控刀具的分类
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.1 数控机床刀具概述 1．数控刀具的特点 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有以下特点： 1）强度、刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小； 2）尺寸稳定，互换性好，便于快速换刀，以减少换刀调整时间； 3）耐用度高，切削性能稳定、可靠； 4）排屑性能好，刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 5）系列化、标准化，以利于编程和刀具管理； 6）可选性好，可根据工件材料的性质、机床的加工能力、加工工序、切削用量及有关因素选择不同牌号和不同形状尺寸的刀具。 2．数控刀具的分类 数控刀具的分类有多种方法。 1）根据刀具结构，数控刀具可分为整体式、镶嵌式、特殊型式。整体式刀具如钻头、丝锥等；镶嵌式刀具采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式刀具，如复合式刀具、减震式刀具等。 2）根据制造刀具所用的材料，数控刀具可分为高速钢刀具、硬质合金刀具和其他材料类刀具（如涂层刀具、金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）。

67 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.2数控机床刀具的选择原则
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.2数控机床刀具的选择原则 根据数控刀具的特点，一般数控加工刀具的选用要综合考虑工件材料的切削性能、机床的加工能力、加工工序的类型、切削用量以及与机床和数控装置工作范围等诸多因素，相应地就有了刀具选用的许多原则，如效率原则、加工精度原则、稳定性原则、经济性原则等等。在实际数控加工中，刀具选择通常考虑以下原则： 1）生产纲领决定刀具的形式. 2）工件尺寸决定刀具的规格 3）生产机床决定刀具的种类 4）工艺过程决定刀具的类型 5）工件材料决定刀具的材料 6）加工精度决定刀具的参数

68 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.3数控车削刀具的选择 1．车削刀具的选用步骤 2．根据加工种类选择车削刀具
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.3数控车削刀具的选择 1．车削刀具的选用步骤 1）确定工序类型——外圆/内孔； 2）确定加工类型——外圆车削/端面车削/仿形车削 ； 3）确定刀具夹紧系统——M类夹紧/S类夹紧/P类夹紧； 4）选定刀具类形； 5）确定刀杆尺寸—— 16 / 20 / 25 / 32 / 40； 6）选择刀片——形状/型号/槽型/刀尖半径/牌号。 2．根据加工种类选择车削刀具 1）外圆加工，一般选用外圆左偏粗车刀、外圆左偏精车刀、外圆右偏粗车刀、外圆右偏精车刀、端面刀等类型。 2）切槽一般选外（内）圆切槽刀。 3）螺纹加工选外（内）圆螺纹车刀。 4）孔加工主要选择麻花钻、粗镗孔刀和精镗孔刀、扩孔钻、铰刀。

69 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.3数控车削刀具的选择 3．选择刀具的大小 4．机夹式可转位刀具的组成及特点
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.3数控车削刀具的选择 3．选择刀具的大小 1）尽可能选择大的刀具，因为刀具大则刚性高，刀具不易断，可以采用大的切削用量，提高加工效率，加工质量有保证。 2）根据加工的背吃刀量选择刀具，背吃刀量越大，刀具越大。 3）根据工件大小选刀具，工件大的选大刀具，反之选取小刀具。 4．机夹式可转位刀具的组成及特点 由于机夹式可转位刀具的杆和片是独立，它具有以下特点： 1）当刀头磨损后，只要刀片转位夹紧,无需重新对刀,就可继续加工，若刀片已全部磨损，可更换新刀片，而无需更杆也不必重对就可继续加工。这大大节省了具刃磨、换刀 、对刀等所需的辅助时间，提高了机床利用率和工效；2）对不同的切削材料，只要选用相应刀 具材料的刀片，刀杆不变，可节约刀具的制造材料和降低成本。

70 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.3数控车削刀具的选择 5．机夹式可转位刀具的选择 （1）合理选择刀片材料。
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.3数控车削刀具的选择 5．机夹式可转位刀具的选择 （1）合理选择刀片材料。 （2）合理选择刀具牌号。 1）刀片压紧形式的选择。2）刀片形状的选择。3）刀具的形式与主偏角的选择。4）刀片后角的选择。5）刀具切削方向的选择。6）刀杆尺寸的选择。7）刀片尺寸或切削刃长度的选择。8）刀片尺寸精度的选择。9）刀片刀头圆弧半径的选择。

71 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 1）面铣刀
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 1）面铣刀 圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。

72 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 2）立铣刀
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 2）立铣刀 立铣刀的圆柱表面（主切削刃）和端面上（副切削刃）都有切削刃，为螺旋齿，以增加切削平稳性，主、副切削刃可同时进行切削，也可单独进行切削。

73 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 3）盘形铣刀。包括槽铣刀、两面刃铣刀、三面刃铣刀。槽铣刀有一个主切削刃，用于加工浅槽。两面刃铣刀有一个主切削刃、一个副切削刃，可用于加工台阶。三面刃铣刀有一个主切削刃、两个副切削刃，用于切槽及加工台阶。锯片铣刀比槽铣刀更窄，用于切断、切窄槽。

74 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 4）模具铣刀。模具铣刀是由立铣刀演变而来的，分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀等几种。刀柄有直柄、削平型直柄和莫式锥柄三种。结构如下图所示，该种刀具大多用来加工各种模具型腔及曲面，一般圆周及球面部分都有切削刃，可作径向和轴向进给。除整体式模具铣刀外，一些刀具厂商也推出了机夹可转位模具铣刀。

75 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 5）键槽铣刀
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 5）键槽铣刀 有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立铣刀，又像钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。

76 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 6）成型铣刀
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 1．铣削刀具 6）成型铣刀 一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，如角度面、凹槽、特形孔或台阶等。

77 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 2．铣削刀具的选择 大平面：面铣刀
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.4数控铣削刀具的选择 2．铣削刀具的选择 大平面：面铣刀 加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：立铣刀 加工空间曲面、模具型腔等：球头铣刀 加工封闭的键槽：键槽铣刀等 加工变斜角零件：鼓形铣刀 特殊形状：成形铣刀 根据不同的加工材料和加工精度要求，应选择不同参数的铣刀进行加工。

78 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择 1．数控车削切削用量选择
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择 1．数控车削切削用量选择 1）背吃刀量ap 的确定。背吃刀量的选择应根据加工余量确定。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工，精加工余量一般为0.2～0.5mm。粗加工（Ra10～Ra80）时，一次进给应尽可能切除全部余量。 2）进给速度f v 或进给量f 的确定。进给速度的大小直接影响工件已加工表面的粗糙度值和车削效率，因此应在保证加工质量的前提下，选择较高的进给速度。一般根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取。切削用量手册给出的是每转进给量f ，若数控系统要求编程中书写进给速度f v ,则可按下式计算：

79 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择 3）主轴转速的确定。主轴转速应根据已选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度先选择切削速度v ，再按下式计算主轴转速n 。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速在一定范围内进行调整。 在选择切削速度时，还应考虑以下几点：①应尽量避开积屑瘤产生的区域；②断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度；③在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度；④加工大件、细长件和薄壁工件时，应选用较低的切削速度；⑤加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度。

80 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择 2．数控铣削切削用量选择
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择 2．数控铣削切削用量选择 1）背吃刀量（端铣）或侧吃刀量（圆周铣）的选择。铣削时，背吃刀量ap 为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，侧吃刀量ae 为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。用端铣刀铣削时,ap 为切削深度；用圆周铣刀铣削时，ae 为切削深度。如下图，背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。当加工表面质量要求不高（如Ra12.5～25），而加工余量较小（≤5～6mm）时，取背吃刀量或侧吃刀量等于加工余量，粗铣一次即达到加工要求。若加工余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足，可分多次进给完成。当加工表面质量要求较高（如Ra1.6～3.2）时，一般应分多次铣削，精铣时可取背吃刀量或侧吃刀量为0.5～1mm。

81 4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择
4.5 数控加工刀具选用与切削用量的选择 4.5.5数控加工切削用量的选择 2）进给量f (mm/r)与进给速度v （mm/min）的选择。铣削加工的进给量是指刀具每转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；进给速度是单位时间内工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量。进给量与进给速度应根据零件的加工精度、表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取。工艺系统刚性差或刀具强度低时，应取小值。铣刀每齿进给量与刀具转速、齿数、进给速度及进给量的关系为： 3）切削速度c v (m/min)的选择。根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具耐用度选择切削速度。可采用经验公式计算，也可根据生产实践经验在机床说明书允许的切削速度范围内查阅有关切削用量手册选取。

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