数控实训

数控技术实训

题目名称 专业班级 学 号 指导教师

数控加工实训

机械与车辆工程学院

二○一六年 12 月 31 日

数控技术实训任务书

蚌埠学院 15机械设计制造及其自动化(升本) 专业 第二组

学生姓名： 专业班级： 15机制（升本） 指导教师： 李大胜

一、实训课题：数控技术实训

二、实训工作日：自2016年12月19日至2016年12月31日 三、实训进行地点：CAD/CAM JD205/206、金工实习工厂

仿真及上机床实训实验时间安排由指导教师通知。 四、实训任务要求：

为了使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力；具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力；具备操纵、调试数控机床的能力；实训要求如下： 1.必须独立完成实训，先进行程序编制工作，然后在数控仿真计算机实验室上机模拟，每位学生所编程序必须在微机上调试通过，然后进行加工实践； 2. 实训完成后每人上交一份总结报告。必须包含

1）计算机绘制图纸，根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线（附：数控加工工序卡和数控加工走刀路线图），计算走刀轨迹的基点坐标值（附：轨迹基点的坐标计算值列表）（2）选择刀具，计算确定切削用量（附：数控加工刀具卡）3）确定工件坐标系、对刀点和换刀点（4）编制数控加工程序单（6）附打印的模拟结果（7）实训心得等内容；

3.每组数控车床、数控铣床各一题，设计任务技术图纸如A、B；

4. 实训的时间为2周，同学们要抓紧时间，做到秩序井然、按时完成任务； 5.凡不符合上述要求的必须重做。 五、课程设计题图：

A课题: 如图所示螺纹特形轴，生产纲领为小批量，毛坯为φ40mm×100mm棒材，材料为45号钢。数控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。外圆车刀粗精加工外圆，切槽刀切槽，外圆螺纹车刀加工螺纹，螺距2mm。（先做工艺，编程，仿真然后上机床操作）

B课题：毛坯为100㎜×100㎜×40㎜板材，生产纲领为小批量，要求加工出如图所

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示的轮廓及φ6㎜的孔。工件材料为40Gr，正火：HB129-229。4㎜的厚度需分两层铣削，即每层铣削厚度为2㎜，轮廓铣削刀具使用φ12端铣刀，加工孔用φ6㎜的钻头。（本题目需采用自动编程，生成程序后导入数控仿真软件中仿真，有能力的同学还可以再使用手工编程）

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目 录

目 录 ..................................................................................................................................... 4 一、 实训前的准备工作 ..................................................................................................... 5

1.实习目的与要求 ........................................................................................................ 5 2.安全文明常识 ............................................................................................................ 5 3.数控加工特点 ............................................................................................................ 6 4.机床保养常识 ............................................................................................................ 6 二、车削实训 ....................................................................................................................... 8

1.零件工艺分析，毛坯及零件基准的确定 ................................................................ 8 2.零件的工艺方案、切削用量及加工 ........................................................................ 8

2.1零件的工艺方案 ............................................................................................. 8 2.2确定零件的切削用量 ..................................................................................... 9 2.3计算轨迹坐标值 ........................................................................................... 11 2.4加工程序仿真图形及操作步骤 ................................................................... 14

二、数控铣削实训的准备过程 ......................................................................................... 19

1.数控铣床的开关机与回零操作 .............................................................................. 19 2.数控铣床基本操作 .................................................................................................. 19 3.刀具的安装 .............................................................................................................. 21 4.数控铣床的对刀 ...................................................................................................... 21 5.数控铣床加工的准备工作 ...................................................................................... 22 6.数控铣床程序模拟 .................................................................................................. 26 三、铣削实训过程 ............................................................................................................. 27

1.被加工零件的零件图 .............................................................................................. 27 2.实训步骤 .................................................................................................................. 28

2.1分析零件图样 ............................................................................................... 28 2.2工艺分析 ....................................................................................................... 28 2.3加工程序编制 ....................................................................................................... 30

2.4自动编程加工过程图 ................................................................................... 32

四、实训总结 ..................................................................................................................... 34 参 考 文 献 ....................................................................................................................... 35

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一、 实训前的准备工作

1.实习目的与要求

为适应数控加工技术的发展对专业人才需求，根据企业对数控专业学生的要求，

并根据数控加工职业技能鉴定的标准，在通过理论学习掌握必需的“应知”知识的基础上，经过实际的操作训陈，了解数控加工的生产实际，熟悉数控加工生产环境，掌握数控加工“应会”的机床操作技能，提高专业技术应用能力，培养良好的职业道德本实训的任务主要是对在校学生进行常见数控铣床基本操作技能的强化训练，使学生了解数控铣床的结构和工作原理；掌握数控铣床日常维护和保养方法；具备常见数控铣床的基本操作能力及解决机床加工过程中的实际问题的能力。

2.安全文明常识

文明生产是面遵循的原则基本一致，使用方法上也大致相同。但数控机床自动化程度较高，为了充分发挥机床的优越性现代企业管理的一项十分重要的内容，而数控加工是一种先进的加工方法，它与通用机床加工相比较，在许多方，提高生产率、管好、用好，显得尤为重要，操作者除了掌握数控机床的性能，精心操作以外，还必须养成文明生产的良好工作习惯和严谨工作作风，具有较好的职业素质、责任心和良好的合作精神。

操作时应做到以下几点；

为确保数控铣床操作员的人身安全，减少人为造成的机械事故，保证生产顺利进行，现制定如下作业规范，所有数控铣床操作员必须严格遵守。

1）、 操作前穿戴好防护用品（工作服﹑安全帽﹑防护眼镜﹑口罩等），女工应将发辫卷入帽内，不得外露，严禁穿拖鞋、凉鞋，操作时，操作员必须扎紧袖口，束紧衣襟，严禁戴手套、围巾或敞开衣服，以防手卷入旋转卡盘和刀具之间。

2）、 工件、夹具、工具、刀具必须装夹牢固。运转机床前要观察周围动态，有妨碍运转、传动的物件要先清除，确认一切正常后，才能操作。 3）、 正确设定工件坐标系。编辑或拷贝加工程序后，应校验运行。

4）、机床运转时，不得调整﹑测量工件和改变润滑方式，以防手触及刀具碰伤手指。一旦发生危险或紧急情况，马上按下操作面板上红色的“急停”按钮，伺服进给及主轴运转立即停止工作，机床一切运动停止。 5）、 在主轴旋转未完全停止前，严禁用手制动。 6）、加工过程中，不得调整刀具和测量工件尺寸。

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7）、自动加工中，自始至终监视运转状态，严禁离开机床，遇到问题及时解决，防止发生不必要的事故。

8）、定时对工件进行检验。确定刀具是否磨损等情况。 9）、关机时，或交接班时对加工情况，重要数据等作好记录。

10）、机床各轴在关机时远离其参考点，或停在中间位置，使工作台重心稳定 11）、 为防止崩碎切屑伤人，应在加工时关上安全门。

3.数控加工特点

数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库，换刀过程由程序控制自动进行，因此，工序比较集中。工序集中带来巨大的经济效益： 1）、减少机床占地面积，节约厂房。

2）、减少或没有中间环节（如半成品的中间检测、暂存搬运等），既省时间又省人力。

3)、数控机床加工时，不需人工控制刀具，自动化程度高。带来的好处很明显。 4）、传统的通用机床，虽然柔性好，但效率低下；而传统的专机，虽然效率很高，但对零件的适应性很差，刚性大，柔性差，很难适应市场经济下的激烈竞争带来的产品频繁改型。只要改变程序，就可以在数控机床上加工新的零件，且又能自动化操作，柔性好，效率高，因此数控机床能很好适应市场竞争。

5）、机床能精确加工各种轮廓，而有些轮廓在普通机床上无法加工。数控机床特别适合以下场合： （1）、不许报废的零件。 （2）、新产品研制。 （3）、急需件的加工。 （4）、需要夜班的企业

4.机床保养常识

1）、维护保养的有关知识

数控机床使用寿命的长短和故障的高低，不仅取决于机床的精度和性能，很大程度上也取决于它的正确使用和维护。正确的使用能防止设备非正常磨损，避免突发故障，精心的维护可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消除隐患于未然，从而保障安全运行，保证企业的经济效益，实现企业的经营目标。因此，机床的正确使用与精心维护是贯彻设备管理以防为主的重要环节。

2）、设备的日常维护

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对数控机床进行日常维护、保养的目的是延长元器件的使用寿命：延长机械部件的变换周期，防止发生意外的恶性事故，使机床始终保持良好的状态，并保持长时间的稳定工作。不同型号的数控机床的日常保养内容和要求不完全一样，机床说明书中已有明确的规定，但总的来说主要包括以下几个方面：

（1）、每天做好各导轨面的清洁润滑，有自动润滑系统的机床要定期检查、清洗自动润滑系统，检查油量，及时添加润滑油，检查油泵是否定时启动打油及停止； （2）、每天检查机床自动润滑系统工作是否正常，定期更换主轴箱润滑油； （3)、注意检查电器柜中冷却风扇是否工作正常，风道过滤网有无堵塞，清洗沾附的尘土；

（4)、注意检查冷却系统，检查液面高度，，及时添加油或水，油、水脏时要更换清洗；

（5)、注意检查主轴驱动皮带，调整松紧程度； （6)、注意检查导轨镶条松紧程度，调节间隙；

（7)、注意检查机床液压系统油箱油泵有无异常噪声，工作幅面高度是否合适，压力表指示是否正常，管路及各接头有无泄漏； （8)、注意检查导轨、机床防护罩是否齐全有效；

（9)、注意检查各运动部件的机械精度，减少形状和位置偏差；

（10)、每天下班前做好机床清扫卫生，清扫铁屑，擦静导轨部位的冷却液，防止导轨生锈。

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二、车削实训

1.零件工艺分析，毛坯及零件基准的确定

1)、零件工艺分析与实训目的

图1.1螺纹特型轴

从上图1.1螺纹特型轴可看出，该零件是阶梯轴，径向尺寸的基准是中心线，轴向基准是零件的右端面。尺寸精度与粗糙度要求较低。生产纲领为小批量生产。 2）、毛坯的确定

由于是小批量生产所以可以用数控车床进行加工，毛坯的材料选择铝，尺寸为：

?40mm?100mm的棒料。

3）、零件基准的确定

此工件的径向尺寸设计基准为中心线，轴向尺寸设计基准为右端面。采用三抓自定位卡盘装夹，定位基面为外圆，可认为定位基准为中心线，满足基准重合原则。 用三抓自定心卡盘夹持?40外圆，使工件伸出卡盘80mm，一次装夹完成粗精加工。

2.零件的工艺方案、切削用量及加工

2.1零件的工艺方案

1)、确定工件坐标系，换刀点及循环起点

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根据零件的尺寸标注特点及基准统一的原则，编程原点选择零件的右端面。确定O点位工件坐标系原点；A点为换刀点，也为编程起点，B点为循环起点。具体如下图2.1所示：

图2.1螺纹特型轴坐标系

2)、根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定零件的加工工艺路线

a）、先从右至左切削外轮廓面。其路线为：倒角→切削螺纹外圆面→车台阶平面→车削?28mm外圆→切削圆弧部分→车削?38mm外圆→车削?40mm外圆。

b）、切3mm??19的槽。 c）、车M22?2的螺纹。

3)、选择刀具填写加工刀具卡并绘制刀具布置图

根据加工要求选择三把刀具。Ⅰ号刀为外圆车刀，Ⅱ号刀为切槽刀，Ⅲ号刀为螺纹刀。

2.2确定零件的切削用量 1)、粗车

a）、确定被吃刀量: ap?4mm。

b)、确定主轴转速：查《数控机床加工工艺》表5-2，选用切削速度v?75m/min,则根据公式：

n?1000vπd?1000?753.14?40?597.13r/min取n=600r/min

c）、确定进给速度：查《数控机床加工工艺》表5-3，取进给量f?0.3mm/r,则

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进给速度Vf?nf?600?0.3?180mm/min

2)、精车

a）、 确定背吃刀量：ap?1mm

b）、确定主轴转速：查《数控机床加工工艺》表5-2，选用切削速度v=100m/min，则根据公式：

n?1000vπd?1000?1003.14?40?796.17r/min

取n=800r/min

c）、确定进给速度：精车进给量f?0.2mm/r，进给速度

Vf?nf?800?0.2?160mm/min

3)、切槽

a）、 确定背吃刀量：ap?1.5mm

b）、确定主轴转速：查《数控机床加工工艺》表5-2，选用切削速度v?50m/min，则根据公式：

n? 取取n=400r/min

c）、确定进给速度：查《切削用量简明手册》，取进给进给量f?0.2mm/r，进

给速度Vf?nf?400?0.2?80mm/min

4)、车螺纹

螺纹大径D?22mm，螺距2mm，根据经验公式，螺纹小径

d?D?切深ap?22?0.6495x2xP?19.402mm

1000vπd?1000?1003.14?40?398.09r/min

取d?19.4mm

a）、确定背吃刀量：查《切削用量简明手册》长用螺纹切削的进给次数与背吃刀量表，螺距2mm，切削次数为4次，背吃刀量分别为，a?1mm，ap2?0.7mm，

p1ap3?0.5mm，ap4?0.4mm。

b）、确定主轴转速： 根据《数控机床加工工艺》，车螺纹时主轴转速

1200n??k，式中P—被加工螺纹螺距，k—保险系数，一般为80

P则主轴转速

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1200n??80?520r/min2取主轴转速n=500r/min

c）、确定进给速度：螺纹加工进给量与螺距相等，即进给量f?2.5mm/r,进给速

mm/min 度Vf?nf?400?2.5?1000注：主轴转速来源：

1)、n=1000v/3.14d（其中v为切削速度），和加工螺纹时主轴转速为：n<(1200/P)-k。

（其中P为被加工螺纹螺距，K为保险系数一般取为80）。

a）、平端面、粗车循环：n=1000v/3.14d。其中切削速度查教材《数控机床编程与操作》可知：v=(60—80)m/min,求得主轴转速为：n=（477—636）r/min。所以平端面和粗车循环时主轴转速取为：n=600r/min。

b）、精车循环：n=1000v/3.14d。其中切削速度查教材《数控机床编程与操作》可知：v=(100—150)m/min。求得主轴转速为n=(796—1194)r/min。所以精车循环时主轴转速取n=800r/min。

c)、切槽：n=1000v/3.14d。其中切削速度查教材《数控机床编程与操作》可知：v=(50—110)m/min。求得主轴转速为n=(398—875)r/min。所以切槽时主轴转速取n=400r/min。

d)、螺纹加工：n<(1200/P)-K，其中P取2.5mm，K取80。求得主轴转速为n≤

520r/min。所以螺纹加工时主轴转速为：n=500 r/min。

2）、进给量取值来源，根据《数控机床编程与操作》可知：

a)、粗车循环查表2—2知：f=(0.2—0.4)mm/r,所以取进给量为f=0.3mm/r。 b)、精车循环查表2—2知：f=(0.1—0.2)mm/r,所以取进给量为f=0.2mm/r。 c)切槽查表2—2知：f=(0.1—0.2)mm/r,所以取进给量为f=0.2mm/r。 d)、进给速度：v=fn( 其中f为每转进给量，n为主轴转速) 粗车循环：v=fn=0.3×600=180mm/min。 精车循环：v=fn=0.2×800=160mm/min。 切槽：v=fn=0.2×500=100mm/min。

2.3计算轨迹坐标值 1）、外轮廓面刀具轨迹坐标值

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图2.1螺纹特型轴各坐标点

由图2.1可得各坐标的值分别为：A(80,50) B(43,5) C(20,0) D(22,-1) E(19,-21) F(22,-21) G(28,-24) H(28,-28) I(31.1,-35.72) J(34,-42.59) K(34,-49.59) L(38,-51.59) M(38,-57.59) N(40,-57.59) M(40,-62.59) 2）、退刀槽刀具轨迹坐标值

退刀槽刀具轨迹各点的坐标分别为：A(80,50) H(25,-21) S(19,-21)

3）、螺纹加工刀具轨迹坐标值

①螺纹加工各点坐标的坐标值分别为：A(30,5) B(21.1, -19) C(20.4, -19) D(20, -19) E(19.7,-19) F(19.4,-19) ②确定走刀路线

根据以上各点坐标值可得外轮廓面的走刀路线如下图所示：

图2.2外轮廓面走刀路线图

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4）、程序的编写 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 N100 N110 N120 N130 N140 N150 N160 N170 N180 N190 N210 N220 N230 N240 N250 N260 N270 N280 N290 N300 N310 N320 O0001 M03S500T0101 G00X43Z5D01 G71U1R0.5 G71P60Q170U1W0.5F0.1 G00X10Z5 G01X22Z-1S800 W-20 X28W-3 W-4 G02X31.1W-7.72R20 G03X34W-10.87R17 G01W-7 G02X38W-2R2 G01W-6 X40 W-5 G40G01X43 G70P60Q170 T0202M03S400 G00X25Z-21 G01X19F0.2 G04X2.0 G01X25 G00X80Z50 T0303M03S400 G00X30Z5 G92X21.1Z-19F0.1 X20.4 X20 X19.7 13

N330 N340 N350 N360 X19.4 G00X80Z50 M05 M30 2.4加工程序仿真图形及操作步骤 1)、仿真加工图形

基于南京宇航数控仿真软件得到的仿真图形如下： 数控加工截图

粗加工截图：

精加工截图：

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切槽截图：

切螺纹截图：

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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

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

3.刀具的安装 （1）、刀柄

数控铣床/加工中心上用的立铣刀和钻头大多采用弹簧夹套装夹方式安装在刀柄上的，刀柄由主柄部，弹簧夹套、夹紧螺母组成。 （2）、铣刀的装夹 铣刀安装顺序：

1）、把弹簧夹套装置在夹紧螺母里； 2）、将刀具放进弹簧夹套里边；

3）、将前面做的刀具整体放到与主刀柄配合的位置上并用扳手将夹紧螺母拧紧使刀具夹紧。

4)、将刀柄安装到机床的主轴上。

4.数控铣床的对刀

在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合某一理想基准点，这一过程称为对刀。对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，并将对刀数据输入到相应的存储位置。它是数控加工中最重要的工作内容，其准确性将直接影响零件的加工精度。对刀作分为X 、Y向对刀和Z向对刀。 1、对刀方法

根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z向设定器对刀，效率高，能保证对刀精度。 2、对刀工具 （1）寻边器

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寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X、Y值，也可以测量工件的简单尺寸。

寻边器有偏心式和光电式等类型，如图2-9所示。其中以偏心式较为常用。 偏心式寻边器的测头一般为10mm和4mm两种的圆柱体 ，用弹簧拉紧在偏心式寻边器的测杆上。光电式寻边器的测头一般为10mm的钢球，用弹簧拉紧在光电式寻边器的测杆上，碰到工件时可以退让，并将电路导通，发出光讯号。通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置可得到被测表面的坐标位置。 （2）、Z轴设定器

Z轴设定器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z 轴坐标，或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。

Z轴设定器有光电式和指针式等类型，如图2-10所示。通过光电指示或指针判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度一般可达0.005mm。Z轴设定器带有磁性表座，可以牢固地附着在工件或夹具上，其高度一般为50mm或100mm。

3、注意事项

在对刀作过程中需注意以下问题：

（1）根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差； （2）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度；

（3）对刀时需小心谨慎作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险； （4）对Z轴时，微量调节的时候一定要使Z轴向上移动，避免向下移动时使刀具、辅助刀柄和工件相碰撞，造成损坏刀具，甚至出现危险。

（5）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。 4、刀具补偿值的输入和修改

根据刀具的实际尺寸和位置，将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。

需注意的是，补偿的数据正确性、符号正确性及数据所在地址正确性都将威胁到加工，从而导致撞车危险或加工报废。

5.数控铣床加工的准备工作

（1）数控铣床刀补的使用方法

刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿，其内容和方法已在前面章节中作

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了详细说明，本章拟用另外一种指令格式对刀具长度补偿功能进行介绍，目的在于进一步强调不同的数控系统对同一编程功能可能采用不同的指令格式。

刀具半径补偿G41、G42、G40。刀具半径补偿有两种补偿方式，分别称为B型刀补和C型刀补。B型刀补在工件轮廓的拐角处用圆弧过渡，这样在外拐角处，由于补偿过程中刀具切削刃始终与工件尖角接触，使工件上尖角变钝，在内拐角处会则引起过切。C型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了B型刀补存在的不足。下面仅讨论C型刀补。

(1).指令格式 指令格式：

G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 G41：刀具半径左补偿 G42：刀具半径右补偿

半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。半径补偿必须规定补偿号，由补偿号L存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了GOO(或GO1)。在程序结束前应取消补偿。具体的判断方法见本书第二章。

(2).刀补过程

刀具补偿包括刀补建立，刀补执行和刀补取消这样三个阶段，其中刀补建立与刀补取消均应在非切削状态下进行。程序中含有G41或G42的程序段是建立刀补的程序段，含有G40的程序段是取消刀补的程序段，在执行刀补期间刀具始终处于偏置状态。为了在建立刀补和取消刀补时，避免发生过切或撞刀，以及在刀补执行期间掌握刀具在运动段的拐角处的运动情况，有必要对刀补过程作一简要说明。

(3).刀具偏置矢量

刀具偏置矢量是二维矢量，其大小等于D代码所规定的偏置量，矢量方向的计算是依照各轴刀具进给情况而于控制单元内自动完成的。通过该偏置矢量计算出刀

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具中心偏离编程轨迹的实际轨迹。偏置计算在由G17、G18和G19确定的平面内进行，该平面称之为偏置平面。

例如在已经选择了XY平面时，仅对程序中(X、Y)或(1、J)计算偏置量，并计算偏置矢量。不在偏置平面内的轴的坐标值不受偏置的影响。在3轴联动控制中，投影到偏置平面上的刀具轨迹才得到偏置补偿。

(4).刀补的建立与刀补的取消

刀补的建立是进入切削加工前的一个辅助程序段，刀补的取消是加工完成时要写入到程序中的辅助程序段，如果处理得好则有利于简捷快速而又安全地使刀具进入切入位置和加工完了时退出刀具。刀补建立时的核心问题是刀具从何处下刀并进入到工件加工的起始位置，刀补取消时则主要应考虑刀具沿何方向退离工件。系统操作说明书中讨论了各种可能遇到的情况，为简化叙述，下面仅根据习惯的编程方法讨论刀补建立与刀补取消的问题。不使用这些方法一般也可以正确地完成刀补建立与刀补取消的过程，但特殊情况下可能出现过切或报警。

1)使用GOO或G01的运动方式均可完成刀补建立或取消的过程，事实上使用G01往往是出于安全的考虑。而如果不把刀补的建立(包括刀补的取消)建立在加工时的Z轴高度上，而采取先建立补偿再下刀或先提刀再取消补偿的方法，则既使在GOO的方式下建立(或取消)刀补也是安全的。

2)为了便于计算坐标，可以按图5-18所示两种方式来建立刀补，图5-18a为切线进入方式，图5-18b为法线进入方式。同样取消刀补通常也采用这种切线或法线的方式。

图5-18 两种刀补建立方式

图5-19 内圆轮廓的补偿

3)在不便于直接沿着工件的轮廓线切向切入和切向切出时，可再增加一个圆弧辅助程序段。如图5-19所示的内圆轮廓形状，采用铣圆法加工。编程时根据孔加

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工的余量大小及刀具尺寸等情况，取一个适当大小的圆弧，设半径为r，并由此求出圆心点A的坐标和圆弧上B、C、E点的坐标。加工时先让刀具定位到大圆的圆心并下刀至孔深。若孔加工的编程轨迹为O→A→B→C→0→C→E→A→O，并于A--B段建立刀补，A--E段取消刀补，则实际加工的刀心运动轨迹为

O→A→B′→C′→D′→C′→E′→A→O，这样就能十分方便地实现切向切入与切向切出，使加工时不致于在内孔的C点处产生明显的刀痕。实际处理时，∠BAC与∠EAC的值也可根据需要取30°、45°或60°，以减少空刀时间，但计算略繁。

对于外形轮廓的加工，若采用直线段实现切向切入与切向切出有困难时，也可以采用这种增加辅助圆弧程序段的办法。

(5).执行C型刀补过程中的刀心运动轨迹

为了能对刀补执行过程中，编程轨迹与刀心运动轨迹的关系有一个初步的了解，图5-20示出了几种用G42编程时典型的C型刀补编程轨迹与刀心运动轨迹之间的关系，图a为α≥ 180°由直线段到直线段在拐角处的转接情况，刀具沿内侧运动至S点转到后一段加工，在拐角处不产生过切；图b为90°≤α≤180°由直线段到圆弧段的转接情况；图C为1°≤α≤90°时由圆弧段到直线段在拐角处的转接情况。由图不难看出C型刀补在拐角处一律采用直线转接的型式，通过伸长直线段或增加直线段的方法实现转接，这就避免了B型刀补采用圆弧转接带来的不足。如使用G41时则刀具中心轨迹在编程轨迹的左侧，处理方法与上述一致。

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图5-20 C型刀补过程的刀心运动轨迹

(6).使用刀具半径补偿注意事项 1) G41、G42、G40不能和G02、G03

在一起程序段中使用，只能与GOO或G01一起使用，且刀具必须要移动。 2)在程序中用G42指令建立右刀补，铣削时对于工件将产生逆铣效果，故常用于粗铣； 用G41指令建立左刀补，铣削时对于工件将产生顺铣效果，故常用于精铣。 3)一般情况下，刀具半径补偿量应为正值，如果补偿值为负，则G41和G42正好相互替换。通常在模具加工中利用这一特点，可用同一程序加工同一公称尺寸的内外两个型面。

4)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告，并停止执行。

5)若程序中建立了半径补偿，在加工完成后必须用G40指令将补偿状态取消，使铣

刀的中心点回复到实际的坐标点上。亦即执行G40指令时，系统会将向左或向右的补偿值，往相反的方向释放，这时铣刀会移动一铣刀半径值。所以使用G40指令时最好是铣刀已远离工件。

6.数控铣床程序模拟

1、在数控加工中，自动运行之前必须要确认数控的加工程序，因程序大多数是手工输入，容易出现错打，漏打现象，或者学生编制程序时有失误或者马虎现象，所以必须在加工前进行程序模拟。

模拟方法，首先选择要加工的程序，点击自动循环启动在

回零后壳自动关加工。如不对且查询程序错误地方

按钮，机床锁住

按钮后，

页面看 程序模拟的轮廓是否是理想或者是图纸的轮廓。如果正确，

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三、铣削实训过程

1.被加工零件的零件图

毛坯：100㎜×100㎜×40㎜板材 工件材料：40Gr

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2.实训步骤

2.1分析零件图样

零件轮廓由直线和圆弧组成，表面粗糙度全部为Ra3.2μm，没有形位公差项目的要求，整体加工要求不高。

2.2工艺分析 1）、加工方案的确定

根据零件的工艺特点（凸台、孔、圆弧）和毛坯100×100×40mm等确定加工方案：先用Ф12的铣刀加工凸台，再用Ф12的钻头加工半径28mm的孔，最后用Ф6的钻头加工4×Ф6深15mm的孔。4mm厚度需分两层铣削，即每层铣削厚度为2mm。 2）、确定装夹方案

该零件为单件生产，且零件外型为长方体，可选用平口虎钳装夹。工件上表面高出钳口7mm左右。 3）、确定加工工艺 数控加工工艺卡 单位 名称 工序号 蚌埠学院 程序编号 夹具名称 台钳 45号钢 使用设备 刀具规格/mm 零件图号 车 间 背工步号 工步内容 刀具号 主轴转每齿进给吃刀量/mm 1 2 加工外轮廓 加工Ф56的孔 T01 T02 Ф12 Ф12 28

备 注 速r/min 量mm/min 600 500 0.10—0.15 0.10—0.15 2 2 3 编制 加工4×Ф6的孔 T03 赵成龙 Ф6 500 0.10—0.15 2 审核 第 页 共 页 注：主轴转速来源：n=1000v/3.14d（其中v为铣刀切削速度，d为铣刀直径） （1）、根据教材《数控机床编程与操作》表3---2可查得40Gr高速钢铣刀的的铣削速度v=(20—45)m/min。求得主轴转速为n=（530—1194）r/min。所以铣削时主轴转速取n=600r/min。

（2）、加工Ф18和4×Ф8mm的孔时主轴转速不宜过高，一般应小于等于1000r/min。所以此时主轴转速取n=500r/min。

（3）、进给速度v的确定：v=zfn。其中z为铣刀齿数，n为主轴转速，f为铣刀每齿进给量（查表得高速钢铣刀的f=（0.10---0.15）mm/z）。

（4）、进给路线的确定

在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。为了保证表面质量，进给路线采用顺铣和圆弧进退刀方式，采用子程序对零件进行粗、精加工，该零件进给路线如图3-1 加工路线图所示：

3-1加工线路图

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2.3加工程序编制

（1）、工件坐标系的建立

为使编程方便，工件坐标系建立在左右和前后对称中心线的交点上，Z轴0点在工件上表面。

（2）、编制加工程序 N100 G21

N102 G00 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6

N106 G0 G90 G54 X-27.633 Y68.576 S800 M3 N108 G43 H1 Z25. N110 Z8.75

N112 G1 X-39.47 Y70.548 Z-1.25 F200. N114 G3 X-29.606 Y56.739 R12. N116 G1 X-10.856 Y53.614 N118 G2 X-2.5 Y43.75 R10. N120 G3 X2.5 R2.5

N122 G2 X10.856 Y53.614 R10. N124 G1 X48.356 Y59.864 N126 G2 X59.864 Y48.356 R10. N128 G1 X53.614 Y10.856 N130 G2 X43.75 Y2.5 R10. N132 G3 Y-2.5 R2.5

N134 G2 X53.614 Y-10.856 R10. N136 G1 X59.864 Y-48.356 N138 G2 X48.356 Y-59.864 R10. N140 G1 X10.856 Y-53.614 N142 G2 X2.5 Y-43.75 R10. N144 G3 X-2.5 R2.5

N146 G2 X-10.856 Y-53.614 R10. N148 G1 X-48.356 Y-59.864 N150 G2 X-59.864 Y-48.356 R10. N152 G1 X-53.614 Y-10.856 N154 G2 X-43.75 Y-2.5 R10.

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N156 G3 X-41.25 Y0. R2.5 N1316 G1 X2.5 N1318 G0 Z25. N1320 M5

N1322 G91 G28 Z0. N1324 G28 X0. Y0. N1326 M01 N1328 T2 M6

N1330 G0 G90 G54 X40. Y-40. S0 M5 N1332 G43 H2 Z25.

N1334 G99 G82 Z-15. R25. P1. F.3 N1336 Y40. N1338 X-40. N1340 Y-40. N1342 G80 N1344 M5

N1346 G91 G28 Z0. N1348 G28 X0. Y0. A0. N1350 M30 %

3）、程序校验

4）、工件装夹及对刀操作

5）、在MDI方式下检验已测定的加工坐标系

在MDI方式下输入：G01 X0 Y0 Z10 F300 M03 S800；然后按“循环启动”键进行检验对刀是否正确。7．自动加工 6）、自动加工 注意事项:

1.编程时，注意Z方向的数值正负号。

2.认真计算圆弧连接点和各基点的坐标值，确保走刀正确。

3.安全第一，必须在老师的指导下，严格按照数控铣床安全操作规程，有步骤的进行。 4.首次模拟可按控制面板上的“机床锁住”按钮，将机床锁住，看其图形模拟走刀轨迹是否正确，再关闭“机床锁住”进行刀具实际轨迹模拟。

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2.4自动编程加工过程图

刀具路径图

加工模拟图

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仿真模拟加工图

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四、实训总结

这次数控实训我学会了FANUC系统的编程、学会了数控车床、铣床、等的基本操作、学会了编程的基本指令，但在实际操作中又反应了许多学习上的不足。通过这次实训我明白了在以后的工作中光有理论知识是不够的，还要把理论运用到实践中去才行。实训就是把理论知识运用到实践操作中，及时对实践能力的培训，又是对理论知识的复习巩固。

随着科学的迅猛发展，数控技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我们接触到的数控加工中心、数控车床、数控铣床，虽然它的危险性很大，但是要求每个同学都要去操作而且要加工出简单的工件，这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。

总之，本次实训我对数控有了进一步的了解，尤其在实际操作方面和编程方面。根据李老师的要求，这段时间我在编程方面得到了进一步的强化。遗憾的是时间有些短，通过实训也发现了自己有很多不足。比如说编程还不熟练、有些指令搞混淆、加工工艺方面还有待提高，实践经验还比较欠缺。实训虽然结束啦！今后我会向老师同学虚心请教学习、还会利用数控仿真软件不断练习、利用Mastercam X5软件自动编程，继续提高自己的水平，为以证代考奠定基础。

我相信通过我的努力，我以后一定会弥补这些不足。我坚信通过这一段时间的实训，所收获的实践经验会让我终身受益，我会不断的理解和体会实训中所学到的知识，在未来的工作中我将把我所学到的理论知识和实践经验不断的应用到实际工作中来，充分展示自我的个人价值和人生价值。

短暂的两周时间，我们在实训中充实地度过了，我们学习的知识虽然不是很多，但通过这次实训让我们明白了很多，我们需要实际学习掌握的知识还有很多、很多。如果我们不经常参加这方面的实际操作，我们这些大学生将来恐怕只能是“纸上谈兵”什么也做不了。 社会需要有技能的人才、社会需要有能力的人才、社会需要有创新的人才。作为我们21世纪的大学生只有多参加实践，才能保证在未来的社会竞争中有自己的位置。

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参 考 文 献

[1] 方新.数控机床与编程[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[2] 艾兴.肖诗纲. 切削用量简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，2009. [3] 李宏胜. 机床数控技术及应用[M].北京：高等教育出版社，2001. [4] 顾京. 数控机床加工程序编制[M].北京：机械工业出版社，2004.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/p7so.html