数控铣削编程与加工技术 电子教案 主 编 张英伟 主 审 电子工业出版社 教育部职业教育与成人教育司推荐教材

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1 数控铣削编程与加工技术 电子教案 主 编 张英伟 主 审 电子工业出版社 教育部职业教育与成人教育司推荐教材
中等职业学校数控技术应用专业教学用书 数控铣削编程与加工技术 电子教案 主 编 张英伟 主 审 电子工业出版社

2 目 录 数 控 铣 削 编 程 与 加 工 技 术 第1章 初识数控铣削 1．1 数控铣削的预备知识 1．2 数控铣削的加工过程：
目 录 数 控 铣 削 编 程 与 加 工 技 术 第1章 初识数控铣削 1．1 数控铣削的预备知识 1．2 数控铣削的加工过程： 1．3 数控铣削加工涉及的技术： 第2章 数控铣床坐标系与运动 2. 1 铣削加工的切削运动 2. 2 数控铣床的机床坐标系 2. 3 编程坐标系（又称工件坐标系） 第3章 数控铣床基本操作 3. 1 中小型数控铣床数控系统简介： 3. 2 数控机床操作界面概述 3. 3 机床的工作方式： 3. 4 FANUC 0i系统机床的操作界面详介 3. 5 数控铣床上电操作步骤与安全规程 3. 6 数控铣床的基本操作方法：

3 目 录 数 控 铣 削 编 程 与 加 工 技 术 第4章 数控铣削加工工艺基础 4．1 数控铣削零件工艺分析
目 录 数 控 铣 削 编 程 与 加 工 技 术 第4章 数控铣削加工工艺基础 4．1 数控铣削零件工艺分析 4．2 数控铣削刀具与切削用量 4．3 数控铣削刀具与工件的夹持 第5章 数控铣削编程基础 5．1 数控铣削编程概述 5．2 数控铣削加工程序的组成与格式 5．3 数控指令分类与典型数控系统指令 5．4 常用指令编程要点 第6章 直线与圆弧插补指令应用 6．1 项目准备知识 6．2 项目分析与实施 6．3 项目总结 第7章 刀具半径补偿指令应用 7．1 项目准备知识 7．2 项目分析与实施 7．3 项目总结

4 目 录 数 控 铣 削 编 程 与 加 工 技 术 第8章 刀具长度补偿指令应用 8．1 项目准备知识 8．2 项目分析与实施
目 录 数 控 铣 削 编 程 与 加 工 技 术 第8章 刀具长度补偿指令应用 8．1 项目准备知识 8．2 项目分析与实施 8．3 项目总结 第9章 固定循环指令及其应用 9．1项目一：钻孔加工 9．2项目二：内螺纹加工 9．3项目三：镗孔加工 第10章 子程序的应用 10．1项目准备知识 10．2 项目分析与实施 第11章 宏指令 11．1用户宏程序的概述 11．2 宏程序的调用 11．3宏程序的本体 11．4 宏变量 11．5 宏程序的操作 11．6 应用举例

5 初识数控铣削 第 一 章 第一章教学纲要 教学要求： 1、掌握数控铣削加工的实现过程 2、了解数控铣削加工程序的编制的过程。
3、了解数控铣削加工涉及的技术。 教学重点：数控铣削加工程序的编制的过程 教学难点：对术语及其定义的理解 教学内容: 主要阐述了数控铣削的基本知识；数控铣削加工的工艺分析包括编制数 控程序、程序输入、校验并首件试切 、零件加工；以及数控铣削加工涉及的技术 等内容。 教学建议: 本章内容综合性较强,有些工艺问题的理解有一定的难度,因而可分组到工 厂或公司参加实践活动，了解数控机床的发展趋势和应用；教师在讲解时要抓住 重点和难点作比较细致的分析讲解,这样才能收到比较满意的教学效果。 初识数控铣削 第 一 章

6 初 识 数 控 铣 削 第 一 章 1.1数控铣削的预备知识 1.1.1 数控铣削的加工范围 平面铣削 曲面铣削 廓铣削 钻孔 镗削 螺纹
平面铣削 曲面铣削 廓铣削 钻孔 镗削 螺纹 数控铣削加工的装备 1.数控铣床及加工中心概述 普通数控铣床 镗铣加工中心 2.夹具 3.刀具 初 识 数 控 铣 削 第 一 章

7 初 识 数 控 铣 削 第 一 章 1.2 数控铣削的加工过程 1．2．1 加工工艺分析 提问： 我们要加工什么？——对加工对象进行分析
1.2 数控铣削的加工过程 1．2．1 加工工艺分析 提问： 我们要加工什么？——对加工对象进行分析 怎样进行加工？ ——确定加工方案 选择什么工具完成加工？——确定工艺装备 1．分析零件样图，并确定毛坯： 2．确定加工方案： 　1）确定加工方法 　2）确定加工过程，制定工序 3．确定工艺装备 1)刀具的选择： 2)设计装夹、定位方式： 4．确定加工工艺参数及走刀路线 5．制定工艺规程 1．2．2编制数控程序 　　　 手工编程　　　　计算机辅助编程 初 识 数 控 铣 削 第 一 章

8 初 识 数 控 铣 削 第 一 章 1.2 数控铣削的加工过程 1．2．3 将程序输入数控系统：
1.2 数控铣削的加工过程 1．2．3 将程序输入数控系统： 编制好的数控程序要以文本文件（ASCⅡ码）的形式存储在数控 系统之中，以便加工时调用，一般可以利用数控系统提供的编辑功能 将程序输入并存储；也可以利用数控系统的通讯功能直接将数控程序 文件传输至数控系统之中。 1．2．4 校验并首件试切 一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运 转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。 1．2．5 零件加工 初 识 数 控 铣 削 第 一 章 零件图样 工艺卡 数控程序 数控机床 试件 零件工 艺分析 编程 程序 输入 零件 加工 零件成品 校验并 首件试切 修改

9 初 识 数 控 铣 削 第 一 章 1.3 数控铣削加工涉及的技术 1．正确识图 2．熟悉机械加工基本知识： 3．熟悉数控技术，熟练操作机床
1.3 数控铣削加工涉及的技术 1．正确识图 2．熟悉机械加工基本知识： 3．熟悉数控技术，熟练操作机床 思考与练习： 数控铣削加工的工艺装备包括哪些？ 数控铣床与加工中心的区别是什么？ 常见的铣削类型有哪些？ 简述数控铣削加工的实现过程。 初 识 数 控 铣 削 第 一 章

10 数控铣床坐标系与运动 第 二 章 第二章教学纲要 教学要求： 1.掌握数控铣削加工的进给运动和切削运动。
2.了解数控铣削数控进给运动和切削运动。 3.掌握数控铣床的坐标轴及其运动方向的判定。 4.理解机床坐标系、工件坐标系的关系。 教学重点： 1. 能正确判断数控机床坐标的方向。 2. 能掌握编程原点选择方法。 3. 能分析机床坐标系、工件坐标系的关系 教学难点：掌握数控铣床的坐标轴及其运动方向的判定；理解机床坐标系、工件坐标系的 关系。 本章教学内容： 1．主要阐述数控铣削加工的进给运动和切削运动。 2．阐述了数控机床坐标的方向的判断；以及正确选择编程原点的方法；分析 机床坐标系、工件坐标系的关系 本章教学建议： 本章的主要内容实践性较强、因而在教学过程中应紧密结合生产实际/实例进行讲 解。在讲解过程中多引入实例，帮助学生理解进给运动和切削运动、进给运动和切削 运动坐标轴及其运动方向的判定等内容；特别在讲到编程原点的确定时更需要引入不同 类型的零件说明编程员点确定的原则。 数控铣床坐标系与运动 第 二 章

11 数控铣床坐标系与运动 第 二 章 2.1铣削加工的切削运动 2.1.1 数控铣削的主运动
主运动使刀具切削刃及其毗邻的刀具表面切入工件材料，使被切削层转变成切屑，从而形成工件新表面，即产生切屑的运动。 1. 立式铣床切削运动 2. 卧式铣床切削运动 2.1.2数控铣削的进给运动： 1.进给运动概念 2.机床坐标轴及联动概念 1）三坐标联动 ）五坐标联动 数控铣床坐标系与运动 第 二 章

12 数控铣床坐标系与运动 第 二 章 2.2数控铣床的机床坐标系
以铣床为例： 1. Z坐标的方向判定 2. X坐标的方向判定 3. Y坐标的方向判定 4. 机床进给运动部件 的运动方向: 5. 机床原点： 数控铣床坐标系与运动 第 二 章 笛卡儿坐标系只表明了六个坐标之间的关系，而对于数控机床坐标方向的判断则有如下规定： 原则一：刀具相对于静止的工件坐标而运动： 原则二：坐标正方向判断顺序先Z后X再Y。

13 数控铣床坐标系与运动 第 二 章 2.3编程坐标系（又称工件坐标系）
编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等在工件上建立的坐标系，是编程时的坐标依据，又称工件坐标系。 编程原点选择原则： 原则1：编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。 原则2：尽量选择便于对刀的位置。 数控铣床坐标系与运动 第 二 章

14 数控铣床坐标系与运动 第 二 章 2.4 机床参考点R 2.5 工件坐标系与机床坐标系的关系
机床参考点是机床位置测量系统的基准点，用于对机 床运动进行检测和控制的固定位置点。 数控铣床坐标系与运动 2.5 工件坐标系与机床坐标系的关系 第 二 章 机床坐标系是机床运动控制的参考基准。而工件坐标系是编程时的参考基准；机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点。而工件坐标系是建立在工件上，是根据编程习惯位置可变的。在加工时通过对刀手段确定工件原点与机床原点的位置关系，将工件坐标系与机床坐标系建立固联关系。

15 数控铣床基本操作 第 三 章 第三章教学纲要 教学要求： 1. 掌握数控机床操作界面的组成 2. 掌握常用数控系统的操作方法
3. 树立机床安全操作意识 教学重点：掌握数控铣床控制面板功能和使用。 教学难点：掌握数控铣床控制面板功能和使用。 本章教学内容： 数控机床的种类繁多，操作方法各有特点，但是不论何种数控机床，作为机床控制核心的数控系统在功能大致相同，本课题仅以FANUC-0i-M系统为例，介绍数控铣床操作面板上的主要按钮与操作方法，了解数控铣床的操作规程。 本章教学建议：分组参加实践活动，利用数控铣床进行实际操作。 数控铣床基本操作 第 三 章

16 数控铣床基本操作 第 三 章 3.1中小型数控铣床数控系统简介 3.1.1 FANUC公司的主要数控系统
1.高可靠性的Power Mate 0系统： 2.普及型FANUC 0-D系列： 3.全功能型的FANUC 0-C系列： 4.高性能/价格比的FANUC 0i系列： 3.1.2 SIEMENS公司的主要数控系统 1.SINUMERIK 802S/C： 2.SINUMERIK 802D： 3.SINUMERIK 810D 4.SINUMERIK 840D 3.1.3 华中数控 以“世纪星”系列数控单元为典型产品，HNC-21/22M为铣削系统，最大联动轴数为4，采用开放式体系结构，内置嵌入式工业PC； 第 三 章

17 数控铣床基本操作 第 三 章 3.2数控机床操作界面概述 3.2.1机床控制面板：
大部分机床的控制面板都由两部分组成：机床操作面板、系统操作面板 数控铣床基本操作 第 三 章 a) FANUC 0i(铣床) 机床操作面板

18 数控铣床基本操作 第 三 章 3.2数控机床操作界面概述 3.2.1机床控制面板：
大部分机床的控制面板都由两部分组成：机床操作面板、系统操作面板 数控铣床基本操作 第 三 章 b) FANUC 0i (铣床) 系统操作面板

19 3.2数控机床操作界面概述 数控系统的工作界面 ： 1.加工界面 数控铣床基本操作 第 三 章 2.程序编辑界面：

20 数控铣床基本操作 第 三 章 3.2数控机床操作界面概述 3.2.2 数控系统的工作界面 ： 2.程序编辑界面：
数控系统的工作界面 ： 2.程序编辑界面： i.参数设定界面：完成对机床各种参数的设置， 数控铣床基本操作 第 三 章 FANUC 0i-M(铣床)刀具补正界面 FANUC 0i-M(铣床)工件坐标系界面 ii.诊断界面： iii.通讯界面:

21 数控铣床基本操作 第 三 章 3.3机床的工作方式： 基本工作方式: 1.手动工作方式（JOG）：完成机床手动控制操作，包括手动移动机
床 、手动控制主轴正反转等。 2.量进给方式（INC）： 3.回参考点方式（REF）：完成机床回参考点操作。 4.自动工作方式（AUTO）：实现程序自动控制。 5.手动数据输入（MDI）：该功能允许机床操作人员在该界面下实时 输入一条指令并运行。 6.单段执行方式： 第 三 章

22 数控铣床基本操作 第 三 章 3.4 FANUC 0i系统机床的操作界面详介: 3.4.1 FANUC 0i机床操作面板详介：
1）工作方式选择键： 数控铣床基本操作 按钮图标 名称 用途 AUTO 自动加工模式 EDIT 编辑模式。 MDI 手动数据输入 INC 增量进给。 HND 手轮模式移动机床。 JOG 手动模式，手动连续移动机床。 DNC 用232电缆线连接PC机和数控机床 ，选择程序传输加工。 REF 回参考点 。 第 三 章

23 数控铣床基本操作 第 三 章 3.4 FANUC 0i系统机床的操作界面详介: 3.4.1 FANUC 0i机床操作面板详介：
2）程序运行控制开关： 数控铣床基本操作 程序运行开始 模式选择旋钮在“AUTO”和“MDI”位置时按下有效，其余时间按下无效。 程序运行停止 在程序运行中，按下此按钮停止程序运行。 M00程序停止 程序运行中，M00停止。 第 三 章 单步执行开关 每按一次程序启动执行一条程序指令。 程序段跳读 自动方式按下此键，跳过程序段开头带有“/”程序。 程序停 自动方式下，遇有M00程序停止。 机床空运行 按下此键, 各轴以固定的速度运动。 手动示教 程序重启动 由于刀具破损等原因自动停止后，程序可以从指定的程序段重新启动。 机床锁定开关 按下此键，机床各轴被锁住，只能程序运行。

24 数控铣床基本操作 第 三 章 3.4 FANUC 0i系统机床的操作界面详介: 3.4.1 FANUC 0i机床操作面板详介：
3）手动控制按钮： 按钮图标 名称 用途 机床主轴手动控制开关   手动主轴正转 手动主轴反转   手动停止主轴 手动移动机床各轴按钮 增量进给倍率选择按钮 选择移动机床轴时，每一步的距离：×1为0.001毫米，×10为0.01毫米，×100为0.1毫米，×1000为1毫米 进给率(F)调节旋钮 调节程序运行中的进给速度，调节范围从0～120% 主轴转速倍率调节旋钮 调节主轴转速，调节范围从0～120%。 程序编辑锁定开关 置于“ ”位置，可编辑或修改程序。 数控铣床基本操作 第 三 章

25 数控铣床基本操作 第 三 章 3.4 FANUC 0i系统操作面板详介： 编辑键 FANUC 0i (铣床)系统操作面板 数字/字母键
菜单选择键 FANUC 0i (铣床)系统操作面板 数控铣床基本操作 第 三 章 1.菜单选择键 2.数字/字母键 3.编辑键: 替换键 删除键 插入键 取消键 回车换行键 上档键 4.页面切换键: 　程序显示与编辑页面 位置显示页面　参数输入页面 系统参数页面 信息页面 图形参数设置页面 系统帮助页面 复位键 5.翻页按钮（PAGE） 　向上翻页 　向下翻页。 6.光标移动（CURSOR） 　向左移动光标 向右移动光标 7.输入键

26 数控铣床基本操作 第 三 章 3.5 数控铣床上电操作步骤与安全规程
3.5 数控铣床上电操作步骤与安全规程 1. 机床上电前，应检查数控铣床各部分机构是否完好，各按钮是否能够复位。 2. 检查润滑装置中油量是否充裕，切削液面是否高出水泵吸入口。 3. 开机、关机操作应按照机床使用说明书的规定进行 4. 机床在开机后，或掉电后重新接通电源，及在解除急停状态、超程报警信 号后，必须进行返回机床参考点操作。 5. 在手动操作时，必须时刻注意：在进行X、Y方向进行移动时必须使Z轴处 于抬刀位置。要注意观察刀具的实际移动，待刀具移动到位时，再看屏幕 进行微调。 6. 在空走刀时，应把Z轴的移动与X、Y轴的移动分开进行，即“多抬刀，少斜 插”。 7. 必须做好加工前的准备工作，如：对刀、刀具参数的调整，机床参数的调 整等。 8. 开始加工前，必须进行轨迹校验。 9. 使用冷却液时，要在导轨上涂上润滑油。 10. 机床出现报警时，要根据报警号，查找原因并及时解除警报，不可关机了 事。 数控铣床基本操作 第 三 章

27 数控铣床基本操作 第 三 章 3.6数控铣床的基本操作方法： 1．置模式旋钮在 位置。 2．选择各轴 , 按住按钮,即回参考点
第一步：机床开机操作 回参考点操作步骤： , 按住按钮,即回参考点 1．置模式旋钮在 位置。 2．选择各轴 数控铣床基本操作 第二步：加工前准备 1. 备加工程序： 2. 通过夹具使零件在机床上准确定位并牢固加紧。 3. 对刀 4. 设置加工参数： a)工件坐标系设定 工件坐标系设定操作步骤如下： 1．按 键进入参数设定页面，按“坐标系”。 2．用 或 选择坐标系. 3．按 键，把输入域中间的内容输入到所指定的位置。 b)刀具补偿值的设定： 刀具补偿值设定步骤如下： 1．按 键进入参数设定页面，按“ ” 2．用 和 键选择长度补偿,半径补偿 3．用CURSOR： 和 键选择补偿参数编号。 4．输入补偿值到长度补偿H或半径补偿D。 5．按 键，把输入的补偿值输入到所指定的位置 第 三 章

28 数控铣床基本操作 第 三 章 3.6数控铣床的基本操作方法： 第三步：自动加工 在自动加工模式下，调用已有程序，完成零件自动加工。
启动程序加工零件步骤如下： 1．置模式旋钮在“AUTO”位置 3．按程序启动按钮 2．选择一个程序(参照下面介绍选择程序方法) 选择程序步骤如下：以程序名O7为例： 5．可输入程序段号“N30”，按 搜索程序段。 4．按 → “O7”显示在屏幕上。 3．按 键入数字“7”，键入搜索的号码：“07” 2．按 键入字母“O” 1．选择模式AUTO 位置 数控铣床基本操作 第 三 章

29 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 第四章教学纲要 教学要求： 1. 掌握数控铣削加工工艺特点 2. 理解数控铣削加工工艺主要内容
3.了解常见数控铣床的加工范围 4. 能够根据毛坯材料、工件轮廓形状的复杂程度制定加工工艺 5. 理解加工工序安排、工件加工路线的确定。 6. 掌握加工用量确定的因素。 教学重点： 1.数控铣床的加工范围 2.根据毛坯材料程度制定加工工艺及确定工件加工路线。 教学难点： 2.根据毛坯材料程度制定加工工艺及确定工件加工路线 本章教学内容： 本章主要介绍了常见数控铣床的加工范围，数控铣削零件工艺分析包括（数控铣削加工工艺特点、 数控铣削加工工艺主要内容、零件图与工艺卡位基准的确定、加工方案的确定、对刀点与换刀点、走刀路线的确定）及数控铣削刀具与切削用量；数控铣削刀具与工件的夹持。 本章教学建议 ： 1.可分组到工厂参加实践活动，了解数控铣床的加工范围。了解零件加工中工步安排、切削用量、走刀路线和刀具选择等工艺内容。 2.分组讨论问题 （1）什么数控加工路线？确定加工路线时要考虑哪些原则？ （2）怎样确定机床的切削用量？在确定进给速度时要注意哪些问题？ 3. 将讨论内容写为实践报告。 数控铣削加工工艺基础 第 四 章

30 4.1数控铣削零件工艺分析 4.1.1数控铣削加工的零件类型
4.1数控铣削零件工艺分析 数控铣削加工的零件类型 数控铣削加工工艺基础 1. 平面类零件 2. 直纹曲面类零件 3. 立体曲面类零件 4.1.2 数控铣削加工工艺特点 1. 对零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂，或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件。 2. 能加工用通用铣床加工难以观察、测量和控制进给的零件，如用数学表达式描绘的复杂曲线类零件以及三维空间曲面类零件。 3. 加工精度高，加工质量稳定可靠。 4. 采用数控铣削或能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容。 5. 生产效率高。一般可省去划线、中间检验等工作，通常也可省去复杂的工装，减少对零件的安装、调整等工作，能过选用最佳工艺线路和切削用量，有效的减少加工中的辅助时间，从而提高生产效率。(6)从切削原理上讲，无论是端铣还是周铣都属于断续切削方式，因此对刀具要求较高，要求刀具具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。 6. 从切削原理上讲，无论是端铣还是周铣都属于断续切削方式，因此对刀具要求较高，要求刀具具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。 第 四 章

31 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.1.3数控铣削加工工艺主要内容 概括起来数控铣削加工工艺主要包括如下内容：
1. 选择适合在数控铣床上加工的零件，确定工序内容。 2. 制订零件的数控铣削加工工艺时，应该考虑，数控铣床的工艺范围比普通铣床宽，但其价格较普通铣床高得多，因此，选择数控铣削加工内容时，应从实际需要和经济性两个方面考虑。 3. 分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求，确定零件的加工方案，制定数控铣削加工工艺路线。如：划分工序、安排加工顺序，处理与非数控加工工序的衔接等。 4.计数控铣削加工工序。如选取零件的定位基准，夹具方案的确定、划分工步、选取刀辅具、确定切削用量等。 5. 调整数控铣削加工工序的程序。选取对刀点和换刀点，确定刀具补偿，确定加工路线。 6. 处理数控铣床上的部分工艺指令。 数控铣削加工工艺基础 第 四 章

32 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.1.3零件图与工艺卡 1、零件图样的工艺性分析
列举出一些经常遇到的工艺性问题作为对零件图进行工艺性分析的要点来加以分析与考虑。 （1）图纸尺寸的标注方法是否方便编程？构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要？各几何元素的相互关系（如相切、相交、垂直和平行等）是否明确？有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸？等等。 （2）零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证？ （3）内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小? （4）零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆角半径r是否太大？ （5）零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)是否过于零乱，是否可以统一？ （6）零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相对位置的正确性？ （7）分析零件的形状及原材料的热处理状态，会不会在加工过程中变形？哪些部位最容易变形？ 2、填写数控加工技术文件 （1）数控编程任务书 （2）数控加工工件安装和原点设定卡片（简称装夹图和零件设定卡） （3）数控加工工序卡片 （4）数控刀具卡片 （5）数控加工程序单 数控铣削加工工艺基础 第 四 章

33 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.1.3零件图与工艺卡 3、典型零件数控铣削工艺分析 （1）零件图工艺分析 （2）选择设备
（3）确定零件的定位基准和装夹方式 （4）确定加工顺序及走刀路线 （5）刀具的选择 数控铣削加工工艺基础 产品名称和代号 ××× 零件名称 槽形凸轮 零件图 序号 刀号 刀具规格名称 数 量 加工表面 备注 1 T01 Φ18硬质合金立铣刀 粗铣凸轮槽内外轮廓 2 T02 精铣凸轮槽内外轮廓 编 制 审核 批准 共 页 第 页 第 四 章 （6）切削用量的选择

34 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.1.3零件图与工艺卡 （7）填写数控加工工序卡片 单位名称 ××× 产品名称或代号 零件名称 零件图号
槽形凸轮 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 螺旋压板 Xk5025 数控中心 工步号 工 步 内 容 刀具号 刀具规格/mm 主轴转速 /r·min-1 进给速度 /mm·min-1 吃刀量 /mm 备注 1 来回铣削，逐渐加深铣削深度 T01 Φ18 800 60 分两层铣削 2 粗铣凸轮槽内轮廓 700 3 粗铣凸轮槽外轮廓 4 精铣凸轮槽内轮廓 T02 1000 100 5 精铣凸轮槽外轮廓 编制 ×× 审核 批准 年 月 日 共 页 第 页 数控铣削加工工艺基础 第 四 章

35 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4．1．7 对刀点与换刀点 4．1．8走刀路线的确定 1、对刀点的选择 对刀点的选择原则是：
便于数学处理和简化程序编制； 在机床上找正容易，加工中便于检查； 引起的加工误差小； 2、换刀点的选择 4．1．8走刀路线的确定 确定走刀路线时应注意以下几点： 求最短加工路线 最终轮廓一次走刀完成 选择合理的切入切出方向 选择使工件在加工后变形小的路线 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 下面举例分析几种加工零件时常用的加工路线。 轮廓铣削加工路线的分析 凹槽铣削加工路线的分析 铣削曲面的加工路线的分析 确定加工路线的总原则是：在保证零件加工精度和表面质量的条件下，尽量缩短加工路线，以提高生产率。

36 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.2数控铣削刀具与切削用量 4.2.1数控铣削常用刀具 1、对刀点的选择 序号 加工部位 可选用刀具种类
平面 机夹可转位平面铣刀 9 较大曲面 多刀片机夹可转位球头铣刀 2 带倒角的开敞槽 机夹可转位倒角平面铣刀 10 大曲面 机夹可转位圆刀片面铣刀 3 T形槽 机夹可转位T型铣刀 11 倒角 机夹可转位倒角铣刀 4 带圆角的开敞槽 机长柄机夹可转位圆刀片铣刀 12 型腔 机夹可转位圆刀片立铣刀 5 一般曲面 整体硬质合金球头铣刀 13 外形粗加工 机夹可转位玉米铣刀 6 较深曲面 加长整体硬质合金球头铣刀 14 台阶平面 机夹可转位直角平面铣刀 7 曲面 15 直角腔槽 机夹可转位立铣刀 8 单刀片机夹可转位球头铣刀 数控铣削加工工艺基础 第 四 章

37 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.2.2铣削刀具选用原则 4.2.3切削用量计算 被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据.：
1、加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀 2、铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀 3、铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀 4、铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀 5、孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.2.3切削用量计算 1、切削速度（vc） 切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。单位为m/min Vc = πd n /1000 2、进给量（f） 单位：mm/r 或 mm/行 进给速度Vf (单位为mm/min) Vf = nf 3、背吃刀量（ap） 背吃刀量是已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，其单位为mm ap=(dw –dm)/2

38 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.3数控铣削刀具与工件的夹持 4.3.2工件的定位与装夹 4.2.4 铣削切削用量的确定
铣削切削用量的确定 以下为加工时的选择切削用量的参考条件： 切削用量的选择 粗加工时ap,f,尽量大，然后选择最佳的切削速度,vc 精加工时：合适的ap ，较小的f ，较高的vc 背吃刀量的选择 粗加工（Ra10~80μ) 一次进给尽量多地切除余量 半精加工（Ra1.25~10μ) 选取0.5~2mm 精加工（Ra0.32~1.25μ) 选取0.1~0.4mm 进给量的选择 粗加工 根据实际情况，如振动，噪音 精加工 根据表面粗糙度 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.3数控铣削刀具与工件的夹持 4.3.1铣削刀具的装夹 控铣床的刀具由两部分组成即刀柄和刃具 4.3.2工件的定位与装夹

39 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.3数控铣削刀具与工件的夹持 4.2.4 铣削切削用量的确定 4.3.1铣削刀具的装夹
铣削切削用量的确定 以下为加工时的选择切削用量的参考条件： 切削用量的选择 粗加工时ap,f,尽量大，然后选择最佳的切削速度,vc 精加工时：合适的ap ，较小的f ，较高的vc 背吃刀量的选择 粗加工（Ra10~80μ) 一次进给尽量多地切除余量 半精加工（Ra1.25~10μ) 选取0.5~2mm 精加工（Ra0.32~1.25μ) 选取0.1~0.4mm 进给量的选择 粗加工 根据实际情况，如振动，噪音 精加工 根据表面粗糙度 数控铣削加工工艺基础 第 四 章 4.3数控铣削刀具与工件的夹持 4.3.1铣削刀具的装夹 4.3.2工件的定位与装夹 在确定定位基准和装夹方案时应注意以下三点： 1.力求设计、工艺、编程计算的及基准统一； 2.尽量减少装夹次数，尽可能在一次安装定位装夹后，加工出全部待加工表面； 3.避免采用占机人工调整加工方案，以充分发挥数控机床的效能。

40 数控铣削编程基础 第 五 章 第五章教学纲要 教学要求： 1.了解编程过程中要考虑的哪些加工因素 2.了解数控程序的基本结构和组成
教学要求： 了解编程过程中要考虑的哪些加工因素 2.了解数控程序的基本结构和组成 3.初步了解数控指令的类型和总体使用规范 4.掌握M功能指令、T功能指令、F指令、S指令的使用方法。 5.掌握工件坐标系的建立过程和使用的指令。 教学重点： 数控编程规则；准备功能、辅助功能、S、F和T代码的功能。工件坐标系的建立过程和使用的指令 教学难点： 程序的组成，程序段格式,程序字地址的含义；工件坐标系的建立过程和使用的指令。 本章教学内容: 本章主要阐述了编写数控加工程序需要具备的多种知识和能力。包括编程过程中要考虑的哪些加工因素、程序的基本结构和组成、数控指令的类型和总体使用规范、 M功能指令、T功能指令、F指令、S指令的使用方法、工件坐标系的建立过程和使用的指令。通过对1个典型项目的讲解，帮助学生了解数控程序及其编程的规范。 本章教学建议: 本节内容比较抽象，请反复学习，也可学习参考书中相关内容。然后回答下面问题，以考察你对本节内容的掌握情况。 1.编程过程中要考虑的哪些加工因素 2.数控程序由哪几部分组成？ 3.字地址可变程序段的构成与格式? 数控铣削编程基础 第 五 章

41 数控铣削编程基础 第 五 章 5．1 数控铣削编程概述 1．编程时面临的工艺问题： 编程时要考虑：
5．1 数控铣削编程概述 1．编程时面临的工艺问题： 编程时要考虑： 刀具轨迹：解决刀具从哪开始加工，从哪里结束加工，加工轨迹如何实现的问题。 刀具从何处下刀、走刀路线如何实现，从何处退刀，这些都是由轨迹控制类指令完成，如加工直线用G01，加工圆弧用G02/G03 加工过程中哪里需要主轴转、主轴停，哪里需要冷却开、关，哪里需要换刀，这些都是加工的辅助动作控制，主要由辅助功能类指令完成 加工中主轴转速、进给速度等则是切削参数的控制。包括进给功能指令、主轴功能指令等。 2．编程的过程： 数控铣削编程基础 第 五 章 确定编程原点 分析加工轨迹 数学处理 编制程序清单

42 数控铣削编程基础 第 五 章 5．2 数控铣削加工程序的组成与格式
5．2 数控铣削加工程序的组成与格式 每一个数控程序都由程序号、程序内容和程序结束三部分组成:程序号 、程序内容、程序结束。 5．1．2 程序段格式 数控铣削编程基础 程序段 语句号 指令 段结束标志 N0040 G42 G01 X5.0 Y10.0 F10 S500 M03 D ； 第 五 章 1.语句号 2.指令 功能字 尺寸字 3.段结束标志

43 数控铣削编程基础 第 五 章 5．3 数控指令分类与典型数控系统指令 准备功能 （G功能） 加工方式类指令 准备工作类指令
5．3 数控指令分类与典型数控系统指令 准备功能 （G功能） 加工方式类指令 准备工作类指令 插补指令: G01、G02/G03等 固定循环指令：孔加工循环等 定位指令：G00 基准点返回：G28/G29 坐标系设定：G92、G54~G59、G91/G92 刀具补偿：G41/G42/G40、G43/G44/G49 平面选择：G17/G18/G19 进制转换：G20/G21、G94/G95 辅助功能 （M功能） 辅助动作指令 程序控制指令 其他功能 刀具功能：T指令 主轴功能：S指令 辅助控制指令 主轴动作控制：M03/M04/M05、M19 冷却润滑动作控制：M07/M08/M09 M00/M01、M02/M30、M99/M98 数控铣削编程基础 第 五 章

44 数控铣削编程基础 第 五 章 5．3．1准备功能：（G功能） G代码 组别 解释 *G00 01 定位（快速移动） G73 09
高速深孔钻循环 G01 直线进给 G74 左螺旋切削循环 G02 顺时针切圆弧 G76 精镗孔循环 G03 逆时针切圆弧 *G80 取消固定循环 G04 00 非模态 暂停 G81 中心钻循环 *G17 02 XY面选择 G82 反镗孔循环 G18 XZ面选择 G83 深孔钻削循环 G19 YZ面选择 G84 右螺旋切削循环 G28 机床返回原点 G85 镗孔循环 G30 机床返回第2原点 G86 *G40 07 取消刀具直径偏移 G87 反向镗孔循环 G41 刀具半径左偏移 G88 G42 刀具半径右偏移 G89 *G43 08 刀具长度+方向偏移 *G90 03 使用绝对值命令 *G44 刀具长度–方向偏移 G91 使用相对值命令 *G49 取消刀具长度偏移 G92 设置工件坐标系 *G94 05 每分进给 G98 10 固定循环返回起始点 G95 每转进给 *G99 返回固定循环R点 数控铣削编程基础 第 五 章

45 数控铣削编程基础 第 五 章 5．3．2辅助功能：（M功能） 代 码 说 明 M00 程序停 M03 主轴正转 (CW) M01 选择停止
主轴反转 (CCW) M02 程序结束(复位) M05 主轴停 M30 程序结束(复位) 并回到开头 M06 换刀 M07 切削液1开 M98 子程序调用 M08 切削液2开 M99 子程序结束 M09 切削液关 M19 主轴定向停止 数控铣削编程基础 第 五 章

46 5．3．3其他功能指令： 1．刀具功能：T指令 2．主轴功能：S指令 3．进给功能：F指令
数控铣削编程基础 5．4 常用指令编程要点 5．4．1模态指令和非模态指令 1.模态指令： 2.非模态指令： 5．4．2进给编程 第 五 章 格式 举例 F □□□□ F 表示进给率为100mm/min 数字直接指明进给率，单位为mm/min（或mm/r） 该指令使用时要注意以下几点： F值给定的速度是各进给坐标轴的合成线速度 F值的单位分为：每分钟进给速度（mm/min）和每转进给速度（mm/r） F指令为模态指令 切削实际进给速度还可以由操作面板上的进给倍率开关来控制

47 数控铣削编程基础 第 五 章 5．4．5坐标系设定编程 5．4．5．1 预定义工件坐标系（G54～G59） 5．4．3主轴运动与转速编程
数字直接表示主轴转速 单位为r/min S □□□□ 指令格式如下： S 表示主轴转速为1500r/min 举例 格式 数控铣削编程基础 5．4．4辅助功能编程 1）程序控制类M指令 用于程序控制的M代码有M00、M01、M02、M30、M98、M99 2）辅助动作类M指令 用于辅助动作的M代码有M03、M04、M05、M06、M07、M08 5．4．5坐标系设定编程 5．4．5．1 预定义工件坐标系（G54～G59） 1. 功能 第 五 章

48 数控铣削编程基础 第 五 章 5．4．5．3 两种设定工件坐标系指令的区别： （G90）G92 X___ Y____ Z____；
2. 编程 G54 第一可设定零点偏置 G55 第二可设定零点偏置 G56 第三可设定零点偏置 G57 第四可设定零点偏置 G58 第五可设定零点偏置 G59 第六可设定零点偏置 G500 取消可设定零点偏置---模态有效 G53 取消可设定零点偏置---程序段方式有效， 可编程的零点偏置也一起取消 G153 如同G53，取消附加的基本框架 5．4．5．2 可编程工件坐标系（G92） 格式： 数控铣削编程基础 第 五 章 坐标值：表示刀具在新建工件坐标系中的坐标值 （G90）G92 X___ Y____ Z____； 2. 功能： 5．4．5．3 两种设定工件坐标系指令的区别： 1. 设定依据不同： 2. 偏移量含义不同： 3. 用途不同： 4. 两个指令共同点：