1、實用文檔任務二外形輪廓件加工（正方形外形加工）工作頁學習目標1. 在教師的指導下，敘述數控銑削加工程序的基本結構；2敘述 G01、G90、G00、 G54、M03、M05、 M30、M08、G80、G91等指令的含義及格式；3. 按安全文明生產操作要求，根據零件圖紙，以小組工作的形式，制定正方形外形輪廓 件的加工工藝；4按照安全操作規范動作和步驟，手工錄入加工程序并對程序進行校驗和編輯； 5對工件進行分中對刀和建立坐標系；6使用指令編寫正方形加工程序； 7在單段模式下完成平面、矩形輪廓的首件試切加工。實用文檔任務描述如圖所示正方形凸臺， 毛坯 10010030，根據零件圖的要求， 完成該零件的

2、銑削加工，任務完成后提交成品及檢驗報告。正方形凸臺材料塑料圖號SKX-201比例制圖數控銑項目加工實訓校核圖 2-1 正方形凸臺實訓圖紙實用文檔第一部分 學習準備引導問題：使用數控機床加工零件時，可以編寫數控程序并將其輸入機床的數控系統中，用程序控 制機床完成加工，那么，數控程序的結構和格式是怎樣的呢？一、數控程序結構與格式1指令字1.1 順序號字 N 順序號又稱程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首，由順序號字N 和后續數字組成。1.2 準備功能字 G準備功能字的地址符是 G，又稱為 G 功能或 G 指令，是用于建立機床或控制系統工作方 式的一種指令。1.3 尺寸字尺寸字用于確定機床上刀

3、具運動終點的坐標位置。其中，第一組 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于確定終點的直線坐標尺寸；第二組 A ， B，C， D， E 用于確定終點的角度坐標尺寸。1.4 進給功能字 F進給功能字的地址符是 F，又稱為 F 功能或 F 指令，用于指定切削的進給速度。對于數 控銑床， F指令指定的是每分鐘進給量。 F指令在螺紋切削程序段中常用來指令螺紋的導程。1.5 主軸轉速功能字 S主軸轉速功能字的地址符是 S，又稱為 S 功能或 S指令，用于指定主軸轉速，單位為 r/min 。1.6 刀具功能字 T實用文檔刀具功能字的地址符是 T，又稱為 T 功能或 T 指令，用于指定加工時所用刀具的編號。

4、 對于數控車床，其后的數字還兼作指定刀具長度補償和刀尖半徑補償用。1.7 輔助功能字 M輔助功能字的地址符是 M，后續數字一般為 13 位正整數，又稱為 M功能或 M指令，用 于指定數控機床輔助裝置的開關動作。2程序段 一個數控加工程序是由若干個程序段組成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和數 據的排列形式。程序段格式舉例：N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08N40 X90（本程序段省略了續效字“ G01，Y30.2 ，F500，S3000， T02，M08”，但它們的功能仍然有效）在程序段中，必須明確組成程序段的各要素：移動目標：終點坐標值 X、 Y

5、、 Z；沿怎樣的軌跡移動：準備功能字 G；進給速度：進給功能字 F；切削速度：主軸轉速功能字 S；使用刀具：刀具功能字 T；機床輔助動作：輔助功能字 M。3程序結構（如圖 2 2 所示）開始符程序名程序主體程序結束%O1234N1 G90 G54 G00 X0 Y0 S1000 M03;N2 .N100 M30;第一個程序段第二個程序段圖 2-2 程序結構圖請分析上述內容，完成下面填空。一個完整的加工程序包括開始符、 、 和實用文檔程序中的字符 N 的意思是引導問題：數控機床自動加工正方形外形輪廓件時， 刀具需要完成快速定位及直線走刀等運行軌跡，那么數控機床的快速定位及直線進給的控制指令如何編

6、寫呢？、相關指令含義、格式及應用G00：快速定位指令格式： G00 X Y ZG01：直線插補指令格式： G01 X Y Z FG17：XOY平面 G54 ：設定工件坐標系 G90 ：絕對坐標 G91 ：相對坐標G80：固定循環取消M03：主軸正轉 M04 ：主軸反轉 M05 ：主軸停轉 M30 ：程序結束S1200：主軸轉速 1200 轉/ 分鐘1G00快速定位G00 快速定位指令為刀具相對于工件分別以各軸快速移動速度由始點 （當前點）快速移動 到終點定位。當是絕對值 G90 指令時，刀具分別以各軸快速移動速度移至工件坐標系中坐標 為（X，Y，Z）的點上；當是增量值 G91指令時，刀具則移至

7、距始點 （ 當前點 ）坐標為 （X，Y，Z） 的點上。各軸快速移動速度可分別用參數設定。在加工執行時，還可以在操作面板上用快速 進給速率修調旋鈕來調整控制。例如，刀具由點 A移動至點 B，X軸和 Y軸的快速移動速度均為 4000 mm/min，程序為：G90 G00 X40.0 Y30.0 F4000 或 G91 G00 X20.0 Y20.0 F4000 則刀具的進給路線為一折線，即刀具從起始點 A先沿 X軸、y 軸同時移動至點 B，然后再沿 X 軸移動至終點 C，如圖 2-3 所示實用文檔圖 2-3 G00 快速定位路線2G01直線插補G01直線插補指令為刀具相對于工件以 F 指令的進給速

8、度從當前點 （始點）向終點進行直 線插補。F 代碼是進給速度指令代碼，在沒有新的 F 指令以前一直有效，不必在每個程序段 中都寫入 F 指令。例如，刀具由點 A 加工至點 B，程序為：G90 G01 X60.0 Y30.0 F200 或 G91 G01 X40.0 Y20.0 F200F200是指從始點 A向終點 B進行直線插補的進給速度 200 mmmin，刀具的進給路線如 圖 2-4 所示。圖 2-4 G01 直線切削加工路線如圖 2-5 所示的圖形， 要求刀具由原點按順序移動到點 1、2、3，使用 G90和 G91編程G90編程G91編程%00001N1 G90 GO1 X20 Y15N

9、2 G90 GO1 X40 Y45%00002N1 G91 GO1 X20 Y15N2 G91 GO1 X20 Y30實用文檔N4 M30 N4 M30N3 G90 GO1 X60 Y25 N3 G91 GO1 X20 Y-20圖 2-5 絕對值編程與相對值編程使用 G90編程時，點 1、2、3 的坐標都是以坐標系中的 O為原點，所以編程時點 1 坐標 （20，15）；點 2坐標（ 40，45）；點 3坐標（ 60，25）。使用 G91 編程時，點 1 坐標是以 O點為原點的，所以點 1 坐標（ 20，15）；當刀走到點 1 開始向點 2 移動時，是將點 1 的位置作為坐標原點的，所以點 2

10、以點 1 為原點的坐標位置應 該為（ 40-20 ，45-15），即點 2相對點 1的坐標為（ 20，30）；點 3以點 2為原點的坐標位置 為（ 60-40 ，25-45 ），即點 3相對點 2的坐標為（ 20，-20 ） .通過上述例子的學習，請完成程序編寫，若刀具由 圖 2-4 中的點 B加工至點 A，直線插補 的進給速度為 300 mmmin 時，程序為：G90 G01 X Y F或 G91 G01 X Y F 。引導問題：在數控銑床上進行零件加工前，需要確定工件在機床工作臺上的位置，設定工件上的某 一點在機床坐標系中坐標值的過程稱為對刀操作，對刀操作可用來建立工件坐標系。那么我 們如

11、何進行對刀操作，建立工件坐標系呢？、工件坐標系的建立和對刀方法簡介對刀操作就是設定刀具上某一點在工件坐標系中坐標值的過程，對于圓柱形銑刀，一般是指刀刃底平面的中心，對于球頭銑刀，也可以指球頭的球心。實際上，對刀的過程就是建 立機床坐標系與工件坐標系對應位置關系的過程實用文檔對刀之前，應先將工件毛坯準確定位裝夾在工作臺上。對于較小的零件，一般安裝在平 口鉗或專用夾具上，對于較大的零件，一般直接安裝在工作臺上。安裝時要使零件的基準方 向和 X、 Y、 Z 軸的方向相一致，并且切削時刀具不會碰到夾具或工作臺，然后將零件夾緊。常用的對刀方法是手工對刀法，一般使用刀具、標準芯棒或百分表（ 千分表 ） 等

12、工具，更方便的方法是使用光電對刀儀。1.G92 建立工件坐標系的對刀方法G92指令的功能是設定工件坐標系，執行 G92指令時，系統將指令后的 X、Y、Z 的值設 定為刀具當前位置在工件坐標系中的坐標，即通過設定刀具相對于工件坐標系原點的值來確 定工件坐標系的原點。1.1 方形工件的對刀步驟如圖 26 所示，通過對刀將圖中所示方形工件的 X、Y、Z的零點設定成工件坐標系的原 點。 操作步驟如下：圖 2-6 方形工件1.1.1 安裝工件，將工件毛坯裝夾在工作臺上，用手動方式分別回 X軸、y軸和 Z軸到機 床參考點。采用點動進給方式、 手輪進給方式或快速進給方式， 分別移動 X軸、y軸和 Z軸， 將

13、主軸刀具先移到靠近工件的 X 方向的對刀基準面工件毛坯的右側面。如圖 2-7 所示。圖 2-7 X 方向對刀時的刀具位置1.1.2 主軸正轉，在手輪進給方式轉動手搖脈沖發生器慢慢移動機床X 軸，使刀具側面 接觸工件 X 方向的基準面，使工件上出現一極微小的切痕，即刀具正好碰到工件側面，如圖2-8 所示。實用文檔圖 2-8 刀具側面接觸工件設工件長寬的實際尺寸為 80 mm 100 nm，使用的刀具直徑為 8 mm，這時刀具中心坐標 相對于工件 X軸零點的位置可以計算得到： 802+82=44mm。1.1.3 將機床工作方式轉換成手動數據輸人方式，按“程序”鍵，進人手動數據輸入方 式下的程序輸入

14、狀態， 輸入 G92，按“輸入”鍵，再輸入此時刀具中心的 X 坐標值 X44，按“輸 入”鍵。此時已將刀具中心相對于工件坐標系原點的 X 坐標值輸入。按“循環啟動”按鈕執行 G92X 44 這一程序，使刀具側面和工件的前側面 （ 即靠近操作者 的工件側面 ） 正好相接觸，這時 X坐標已設定好，如果按“位置”鍵，屏幕上顯示的 X坐標值 為輸人的坐標值，即當前刀具中心在工件坐標系內的坐標值。1.1.4 按照上述步驟同樣再對 y 軸進行操作，這時刀具中心相對于工件 Y 軸零點的坐標 為：-1002+（-82）= -54 。在手動數據輸入方式下輸入 G92和Y-54，并按“輸入”鍵，這 時刀具的 Y

15、坐標已設定好。1.1.5 然后對 Z 軸進行同樣的操作，此時刀具中心相對于工件坐標系原點的Z 坐標值為Z=0 ，輸入 G92和 Z0，按“輸入”鍵，這時 Z 坐標也已設定好。實際上工件坐標系的零點已實用文檔設定到圖 2-9 所示的位置上圖 2-9 Z 方向對刀時的刀具位置1.2 注意事項1.2.1 由于刀具的實際直徑可能要比其標稱直徑小， 對刀時要按刀具的實際直徑來計算。 工件上的對刀基準面要選擇工件上的重要基準面。如果欲選擇的基準面不允許產生切痕、可 在刀具和基準面之間加上一塊厚度準確的薄墊片。1.2.2 用 G92 的方式建立工件坐標系后，如果關機，建立的工件坐標系將丟失，重新開 機后必須

16、再對刀建立工件坐標系。2. 用 G54-G59 建立工件坐標系的對刀方法根據上述對刀的方法可知，對刀時如果用 G92 指令建立工件坐標系，關機后建立的工件 坐標系將丟失， 因此對于批量加工的工件， 即使工件依靠夾具能在工作臺上準確定位， 用 G92 指令來對刀和建立工件坐標系就不太方便，這時經常使用和機床參考點位置相對固定的工件 坐標系，分別通過 G54G59這 6 個指令來選擇對應的工件坐標系， 并依次稱它們為第 1 工件 坐標系、第 2 工件坐標系、第 6 工件坐標系。這 6 個工件坐標系是通過輸入每個工件 坐標系的原點到機床參考點的偏移值而建立的，并且可以為 6 個工件坐標系指定一個外部

17、工 件零點偏移值作為共同偏移值。我們最常使用 G54來設定工件坐標系，后面會針對不同的機床操作系統，給出相應的對刀步驟實用文檔閱讀上述操作過程，判斷下列做法是否安全（安全的打“” ，不安全的打“ X”） 1在對刀時，主軸轉速應小于 300 r/min 。（ ）2在對刀時，選擇 100 倍率，順時針旋轉手輪，使刀具靠近毛坯。（）3在完成工件一側的對刀操作后， 在不抬起 Z 軸的情況下直接進行另一側邊的對刀操作。 （ ）實用文檔第二部分 計劃與實施引導問題：本任務是在數控銑床上完成正方形凸臺加工，那么在加工前，我們要做哪些準備工作？四、生產前的準備1認真閱讀零件圖，完成下表項目分析內容標題欄信息零

18、件名稱： 零件材料：毛坯規格：零件形體描述零件主要結構：2工量具準備夾具：刀具：量具：其他工具或輔件：3填寫下表所示工序卡實用文檔單位 名稱數控加工工序卡零件名稱零件圖號材料硬度工序號工序名稱加工車間設備名稱設備型號夾具數控銑床工 步 號工步內容刀具類型刀具規格 mm程序名切削速度 m/min主軸轉速 r/min進給量 mm/r進給速度mm/min背吃刀量 mm進給 次數備注編制審核批準共頁第頁注： 1、切削速度與主軸轉速任選一個進行填寫； 2、進給量與進給速度任選一個進行填寫實用文檔引導問題：要在數控銑床上自動完成正方形輪廓件的加工，應如何編寫加工程序？ 五、手工編程根據填寫的工序卡， 手工

19、編寫正方形外形數控加工程序， 在下劃線處填寫合 適數值，完成程序編寫。數控程序單1、80 80正方形外形加工程序序號程序內容備注1O0001；程序名2G90 G80 G40 G54;系統復位3G00 X-65 Y-65 M3 S ;刀具 X、Y 方向定位，主軸下轉啟動4Z100;刀具 Z 方向到安全高度5Z5;刀具 Z 方向到進給下刀位6G01 Z-2 F ;刀具 Z 方向進給下刀7G01 X Y F ;切削加工到第一節點8G01 X Y ;切削加工到第二節點9G01 X Y ;切削加工到第三節點10G01 X Y ;切削加工到第四節點11G01 X Y ;切削加工到第一節點12G00 Z10

20、0;刀具 Z 方向抬刀至安全高度13M05;主軸停止14M30;程序結束，返回程序開始實用文檔引導問題：按照怎樣的步驟才能加工出合格零件？ 六、在數控銑床上完成零件加工按下列操作步驟，分步完成零件加工，并記錄操作過程1開機1.1 打開電源操作步驟操作內容過程記錄1打開外部電源開關2打開機床電柜總開關：機床上電3打開穩壓器電源4按下操作面板上的綠色電源按鈕 POWER O：N系統上電5等待系統進入待機畫面后，打開緊急停止按鈕1.2 手動回參考點操作步驟操作內容過程記錄1按下 返回參考點按鈕2在 按下 Z 軸按鈕，選擇 Z 軸回參考點3在按下+方向按鈕， Z 軸往正方向回參考點4調節進給倍率開關，

21、控制返回參考點速度實用文檔5在按下 X 軸6在按下 +方向按鈕， X 軸往正方向回參考點7在按下 Y 軸8在按下 +方向按鈕， Y 軸往正方向回參考點2. 裝夾毛坯將毛坯裝夾在平口鉗上，夾好后要保證鉗口上表面與毛坯夾位底面貼緊。3. 選刀、裝刀操作步驟操作內容過程記錄1根據加工要求，選擇刀具2選擇相關夾套，將刀具裝到刀柄上并鎖緊3在手動 或手輪 模式，按下鎖刀按鈕，將刀具放入主軸錐孔（注意保持主軸錐孔及刀柄的清潔），注意 主軸矩形突起要正好卡入刀柄矩形缺口處，松開鎖刀 按鈕，刀具即被主軸拉緊。4. MDI 狀態啟動主軸操作步驟操作內容過程記錄1在 MDI 模式，多次按程序 按鈕直到顯示 MDI

22、 頁面2輸入 M3 S500，按3按循啟動 按鈕，主軸正轉啟動實用文檔5. 使用刀具進行分中對刀操作步驟操作內容過程記錄1在手動 模式，在按 X 軸按鈕，長按上“+”或“”，使刀具靠近毛坯左側，刀具底低于毛坯上表面 5mm2通過調節進給倍率調整進給速度，注意刀具位置防止撞刀3換手輪 模式，選擇 X軸，選擇 100倍率，順時針 旋轉手輪，使刀具進一步靠近毛坯，然后選擇 10 倍 率，順時針分步一格一格的旋轉手輪，當刀具切削到 工件時停止4在 頁面，選擇相對坐標，輸入 X0，按第一個軟鍵預定，將 X 軸相對坐標清零。5選擇 Z軸，選擇 100倍率，順時針旋轉手輪， 抬刀至高于毛坯上表面 5mm的位

23、置6選擇 X軸，選擇 100倍率，順時針旋轉手輪， 移動刀具至毛坯右側7選擇 Z軸，選擇 100倍率，逆時針旋轉手輪， 下刀至低于毛坯上表面 5mm的位置8選擇 X軸，選擇 10 倍率，逆時針旋轉手輪，移動刀 具靠近毛坯，當刀具切削到毛坯時停止，記錄 X 軸相實用文檔對坐標數值9選擇 Z 軸，選擇 100 倍率，順時針旋轉手輪， 抬刀至高于毛坯上表面 5mm的位置10 選擇 X軸，選擇 100倍率，逆時針旋轉手輪， 移動刀 具至 X 相對坐標值 /2 的位置11在 頁面，選擇相對坐標，輸入 X0，按第一個軟鍵12151617選擇 Y軸，選擇 100倍率，順時針旋轉手輪， 使刀具移動到毛坯后面1

24、3 選擇 Z軸，選擇 100倍率，逆時針旋轉手輪， 下刀至低于毛坯上表面 5mm的位置14 選擇 Y軸，選擇 10 倍率，逆時針旋轉手輪，移動刀具靠近毛坯，當刀具切削到毛坯時停止在 頁面，選擇相對坐標，按Y0，按第一個軟鍵預定，將 Y 軸相對坐標清零。選擇 Z軸，選擇 100倍率，順時針旋轉手輪， 抬刀至高于毛坯上表面 5mm的位置選擇 Y軸，選擇 100倍率，順時針旋轉手輪， 移動刀具至毛坯前面18 選擇 Z軸，選擇 100倍率，逆時針旋轉手輪， 下刀至低于毛坯上表面 5mm的位置19 選擇 Y軸，選擇 10 倍率，順時針旋轉手輪，移動刀實用文檔具靠近毛坯，當刀具切削到毛坯時停止，記錄 Y

25、軸相對坐標數值20選擇 Z 軸，選擇 100倍率，順時針旋轉手輪， 抬刀至高于毛坯上表面 5mm的位置21選擇 Y軸，選擇 100倍率，順時針旋轉手輪， 移動刀具至 Y 相對坐標值 /2 的位置22在 頁面，選擇相對坐標， 輸入 Y0，按第一個軟鍵預定，將 Y 軸相對坐標清零。23選擇 Z 軸，選擇 10 倍率，逆時針旋轉手輪，移動刀具，當刀具切削到毛坯時停止24在 頁面，選擇相對坐標，按 Z0 ，按第一個軟鍵預定，將 Z 軸相對坐標清零。25在 頁面，使用將光標移到 G54坐標參數 X位置，輸入“ X0”，按軟鍵“測量”，將當前 X 軸機械坐標值輸入到 G54 X 軸參數，輸入“ Y0”，按

26、軟鍵“測量”，將當前 Y 軸機械坐標值輸入到 G54 Y軸參數，輸入“Z0”，按軟鍵“測量”，將當前 Y 軸機械坐標值輸入到 G54 Z 軸參數26抬主軸至安全高度，停主軸，完成對刀操作6. 錄入并校驗程序操作操作內容過程記實用文檔步驟錄1在 編輯模式，選擇 頁面2錄入加工程序3選擇 頁面，偏移工件坐標系，向 Z 軸正方向偏移 50mm。4選擇 頁面，選擇需要校驗的加工程序5在 自動加工模式下，選擇 單段， 按循啟動 按鈕，機床開始空運行6按 模擬加工路徑界面，檢查刀具走刀軌跡是否正確7根據實際加工情況修改程序，直到程序能正確空運行為止8選擇 頁面，回正偏移工件坐標系7. 自動運行，完成加工操作步驟操作內容過程記錄1在 自動模式，選擇 單段，按 循環啟動，開始運行程序2將進給倍率開關旋到 1%的位置3重復按 循環啟動，一段