任務1.1認識數控加工技術【思考與練習】1數控技術經過了哪6代發展?第一代電子管數控系統（1952），第二代晶體管數控系統（1959），第三代集成電路數控系統（1965），第四代小型計算機數控系統（1970），第五代微型計算機數控系統（1974），第六代基于PC的通用型CNC數控系統（20世紀九十年代后）2何謂CNC？由裝有數控系統程序的專用計算機、輸入輸出設備、計算機數字控制裝置（CNC裝置）、可編程控制器（PLC）、主軸驅動裝置和進給驅動裝置等部分組成。3簡述數控加工工作過程。4在互聯網上查詢資料，舉例國內外幾種著名的數控系統。日本FANUC公司，德國西門子公司，日本三菱公司，廣州數控，華中數控5數控機床主要由哪幾部分組成？數控機床與普通機床想比有何特點？程序輸入裝置（2）數控裝置（3）伺服系統（4）強電控制裝置（5）檢測裝置（6）主機與普通機床相比，數控機床取代了手工操作，可由數控系統在程序控制下自動完成。6數控機床是如何進行分類的？按工藝方式分類按工藝方式分，最常用的數控機床可分為以下三類：金屬切削類數控機床金屬成型類數控機床數控特種加工及其他類型機床按伺服控制方式分類按伺服控制方式分，最常用的數控機床可分為以下三類：開環數控機床閉環數控機床半閉環數控機床按機床運動軌跡進行分類點位控制數控機床直線控制數控機床輪廓控制的數控機床7簡述開環，閉環，半閉環數控機床的區別。開環數控機床這類數控機床采用開環進給伺服系統。其數控裝置發出的指令信號是單向的，沒有檢測反饋裝置對運動部件的實際位移量進行檢測，不能進行運動誤差的校正，因此步進電機的步距角誤差、齒輪和絲杠組成的傳動鏈誤差都將直接影響加工零件的精度。閉環數控機床這類機床的位置檢測裝置安裝在進給系統末段端的執行部件上，當數控系統發出位移指令后，經過伺服電動機、機械傳動裝置驅動移動部件，直線位置檢測裝置把檢測到的位移量反饋到位置比較環節，與輸入信號進行比較，將誤差補償到控制指令中再去控制伺服電動機。半閉環數控機床這類機床的檢測元件裝在驅動電機或傳動絲杠的端部，可間接測量執行部件的實際位置或位移。這種系統的閉環環路內不包括機械傳動環節，控制系統的調試十分方便，因此可以獲得穩定的控制特性。由于采用高分辨率的測量元件，如脈沖編碼器，因此可以獲得比較滿意的精度與速度。半閉環數控機床可以獲得比開環系統更高的精度，但由于機械傳動鏈的誤差無法得到消除或校正，因此它的位移精度比閉環系統的要低。8數控加工的特點有哪些？適合于何種類型的零件加工1）生產效率高2）自動化程度高，勞動條件好3）生產準備工作復雜4）有利于實現現代化管理5）加工精度高，加工穩定可靠6）高柔性適合于復雜零件的加工9簡述數控技術的發展趨勢。現代數控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一體化、網絡化和智能化等方向發展。1.2數控加工編程基礎1數控編程的內容及步驟如何？2什么是手工編程？什么是自動編程？它們各有何特點？手工編程：指編制零件數控加工程序的各個步驟，即從零件圖樣分析、工藝處理、確定加工路線和工藝參數、幾何計算、編寫零件的數控加工程序單直至程序的檢驗，均由人工來完成，對于點位加工和幾何形狀不太復雜的零件，數控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現。但對輪廓形狀不是由簡單的直線、圓弧組成的復雜零件，特別是空間復雜曲面零件，以及幾何元素雖不復雜，但程序量很大的零件，計算及編寫程序則相當繁瑣，工作量大，容易出錯，且很難校對，采用手工編程是難以完成的。自動編程：自動編程是指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進行外，其余工作均由計算機輔助完成。編程人員只需借助數控編程系統提供的各種功能對加工零件的幾何參數、工藝參數及加工過程進行較簡單的描述后，即可由計算機自動完成程序編程的全部過程。自動編程可以大大減輕編程人員的勞動強度，將編程效率提高幾十倍甚至上百倍。同時解決了手工編程無法解決的復雜零件的編程難題。因此，除了少數情況下采用手工編程外，原則上都采用自動編程。3常用的數控功能指令有哪些（寫出四個以上）？簡述其功能。準備功能字G指令準備功能字的地址符是G，所以又稱G指令，用來規定刀具和工件相對運動的插補方式、刀具補償、坐標偏移等。刀具功能字T指令格式：T＿；T指令為刀具指令，在加工中心機床中，該指令用于自動換刀時選擇所需的刀具。進給功能字F指令格式：F＿；F指令為刀具編程點的進給速度指令，由地址符F和4位以內的數字組成，表示刀具向工件進給的相對速度。主軸功能字S指令格式：S＿；S指令為主軸轉速指令，用來指定主軸的轉速，S后跟一串數字。有恒線速（單位為m/min）和恒轉速（單位為r/min）兩種指令方式。輔助功能字M指令輔助功能指令用于控制機床開關功能的指令，如指定主軸的啟停、正反轉、冷卻液的開關、工件或刀具的夾緊與松開、刀具的更換等。4什么叫機床坐標系，如何確定數控車床與數控銑床的機床坐標系？數控機床的標準坐標系及其運動方向，在國際標準中有統一規定。為了確定機床的運動方向和移動距離，需要在機床上建立一個坐標系，這就是機床坐標系。機床坐標軸的確定先確定Z軸Z軸為傳遞切削力的主軸軸線，即平行于主軸軸線的坐標軸，刀具遠離工件的方向為正方向。如車床、磨床等轉動工件的軸為主軸，如圖1-15所示；銑床、鏜床和攻絲機床等轉動刀具的軸為主軸，如圖1-16所示。當機床有幾個主軸時，選一個與工件裝夾面垂直的主軸為Z軸；當機床無主軸時，選與工件裝夾面垂直的方向為Z軸方向。再確定X軸X軸為水平方向且平行于工件的裝夾面。工件旋轉類機床，如車床、磨床等，刀具遠離工件的方向為正方向。刀具旋轉類機床，若Z軸水平，觀察者沿刀具主軸后端向工件看，向右方向為正方向，如圖1-16a）；若Z軸垂直，觀察者面對刀具主軸向床身立柱看，向右方向為正方向，如圖1-16b）。最后確定Y軸在確定了X、Z軸的正方向后，即可按右手螺旋法則定出Y軸正方向。5在數控編程中，如何選擇一個合理的編程原點？編程原點一般按如下原則選取：工件原點應選在工件圖樣的尺寸基準上。這樣可以直接用圖紙標注的尺寸，作為編程點的坐標值，減少數據換算的工作量。能使工件方便地裝夾、測量和檢驗。盡量選在尺寸精度、光潔度比較高的工件表面上，這樣可以提高工件的加工精度和同一批零件的一致性。對于有對稱幾何形狀的零件，工件原點最好選在對稱中心點上。車床的工件原點一般設在主軸中心線上，多定在工件的左端面或右端面。銑床的工件原點，一般設在工件外輪廓的某一個角上或工件對稱中心處，進刀深度方向上的零點，大多取在工件表面。對于形狀較復雜的工件，有時為編程方便可根據需要通過相應的程序指令隨時改變新的工件坐標原點；對于在一個工作臺上裝夾加工多個工件的情況，在機床功能允許的條件下，可分別設定編程原點獨立地編程，再通過工件原點預置的方法在機床上分別設定各自的工件坐標系。6試述機床與原點、機床參考點和程序原點的區別和聯系？機床原點machineorigin機床原點就是機床坐標系的原點，是機床的一個基準位置。它是機床上的一個固定的點，由制造廠家確定，其作用是使機床與控制系統同步，建立測量機床運動坐標的起始點。機床參考點referencepoint機床參考點是用于對機床工作臺（或滑板）與刀具相對運動的測量系統進行定標與控制的點，一般設定在各坐標軸正向行程極限點的位置上。該位置是在每個軸上用檔塊和限位開關精確地預先調整好的，它相對于機床原點的坐標是一個已知數，一個固定值。每次開機啟動后，或當機床因意外斷電、緊急制動等原因停機而重新啟動時，都應該先讓各軸回參考點，進行一次位置校準，以消除上次運動所帶來的位置誤差。工件原點programorigin在對零件圖形進行編程計算時，為了編程方便，需要在零件圖樣上的適當位置建立編程坐標系，其坐標原點即為程序原點。而要把程序應用到機床上，程序原點應該對應工件毛坯的特定位置，其在機床坐標系中的坐標是多少，必須讓機床的數控系統知道，而這一操作是通過對刀來實現的。編程坐標系在機床上就表現為工件坐標系，坐標原點就稱之為工件原點。對刀操作的目的是為了建立工件坐標系與機床坐標系的關系。7什么是工件坐標系，如何確定工件坐標系？工件坐標系是固定于工件上的笛卡爾坐標系，是編程人員在編制程序時用來確定刀具和程序起點的，該坐標系的原點可使用人員根據具體情況確定，但坐標軸的方向應與機床坐標系一致并且與之有確定的尺寸關系。

可通過對刀將刀偏值寫入參數從而獲得工件坐標系。8舉例說明程序的基本格式。數控程序的結構一個完整的程序由程序名、程序主體和程序結束指令三部分組成。下面是一個完整的數控加工程序，該程序程序名為O1010，以程序結束指令M30結束。O1010；“程序名”G54G90G99S630M03；G00Z50M08；X0Y0；G81X10Y10Z-15R5F90；X50；“程序主體”Y30；X10；G80；G00Z30M09；M05；M30；“程序結束”程序名：每個獨立的程序都有一個自己的程序名。FANUC系統的程序名由O和1~4位數字表示；SIEMENS系統的程序名用%和字母或數字混合組成。程序主體：由若干程序段組成，每個程序段由若干個代碼組成，每個代碼則由字母（地址符）和數字（有些數字還帶有符號）組成。主體最后程序段一般用M05停主軸。程序結束：程序結束指令編在程序最后一行，一般用M02、M30表示。程序段末尾的“；”為程序段結束符號。一個程序段代表一個完整的加工工步或動作。9簡述程序指令的類型。準備功能字G指令準備功能字的地址符是G，所以又稱G指令，用來規定刀具和工件相對運動的插補方式、刀具補償、坐標偏移等。G指令由字母“G”和其后兩位數字組成，從G00到G99有100種，JB/T3208-1999標準規定如表1-2所示。G指令是程序的主要內容，一般位于程序段中坐標數字的指令前。刀具功能字T指令格式：T＿；T指令為刀具指令，在加工中心機床中，該指令用于自動換刀時選擇所需的刀具。在車床中，常為T后跟4位數，前兩位為刀具號，后兩位為刀具補償號，如T0101表示調用01號刀具，刀具的偏置量存放在01號寄存器中。在銑、鏜床中T后常跟兩位數，用于表示刀具號，刀補號則用D代碼表示。如T15D17表示調用15號刀具，刀具的偏置量存放在17號寄存器中。T、D控制字可寫在同一行，也可分開寫。進給功能字F指令格式：F＿；F指令為刀具編程點的進給速度指令，由地址符F和4位以內的數字組成，表示刀具向工件進給的相對速度。F指令為續效指令，一經設定后如未被重新指定，則先前所設定的進給速度繼續有效。進給速度單位一般有如下兩種表示方法：一種為mm/min；當進給速度與主軸轉速有關（如車螺紋）時，單位為mm/r。如F100表示進給速度是100mm/min。這種方法較為直觀，目前大多數數控機床都采用此方法。主軸功能字S指令格式：S＿；S指令為主軸轉速指令，用來指定主軸的轉速，S后跟一串數字。有恒線速（單位為m/min）和恒轉速（單位為r/min）兩種指令方式。具體方式由G功能字指定。輔助功能字M指令輔助功能指令用于控制機床開關功能的指令，如指定主軸的啟停、正反轉、冷卻液的開關、工件或刀具的夾緊與松開、刀具的更換等。輔助功能由指令地址符M和后面的兩位數字組成，從M00～M99共100種。M指令也有續效指令與非續效指令。10什么是模態、非模態指令？舉例說明。模態指令是指該指令一經在一個程序段中指定，便保持有效到被以后的程序段中出現同組類的另一代碼所替代（如F指令）；非模態指令是指該指令只在當前程序段有效，如果下一程序段還需要使用此功能則還需要重新書寫，如G01為模態指令，可被同組的其他G指令（G00、G02、G03等）取代。2.1數控車床的基本操作1數控系統控制控制面板上有哪些主要控制功能?答：程序編輯，參數設置2如何進行對刀和對刀驗證操作？試切對刀及對刀驗證步驟Z向對刀啟動主軸，采用手輪方式讓刀具車削端面，然后停止刀具移動按鍵進入參數設定頁面，按“形狀”選擇1號刀具存儲位置并在輸入區域輸入“Z0”按軟鍵，工件原點在機床坐標系中的Z坐標就自動計算好了X向對刀啟動主軸，采用手輪方式讓刀具車削外圓面把刀具沿+Z方向移開，主軸停轉之后，測量工件直徑，比如Ф19.30按鍵進入參數設定頁面，按“形狀”。選擇1號刀具存儲位置并在輸入區域輸入“X19.30”按軟鍵，工件原點在機床坐標系中的X坐標就自動計算好了對刀驗證利用MDI功能輸入一段運動指令如：T0101；G00X21Z0目測觀察機床刀具運行位置。如果運行位置正確則對刀操作無誤3如果以工件右端面為中心作為編程原點，應如何對切槽刀（前置刀架）Z向對刀啟動主軸，采用手輪方式讓刀具車削端面，然后停止刀具移動按鍵進入參數設定頁面，按“形狀”選擇1號刀具存儲位置并在輸入區域輸入“Z0”按軟鍵，工件原點在機床坐標系中的Z坐標就自動計算好了X向對刀啟動主軸，采用手輪方式讓刀具車削外圓面把刀具沿+Z方向移開，主軸停轉之后，測量工件直徑，比如Ф19.30按鍵進入參數設定頁面，按“形狀”。選擇1號刀具存儲位置并在輸入區域輸入“X19.30”按軟鍵，工件原點在機床坐標系中的X坐標就自動計算好了4如何設置主軸轉速為1200r/min在MDI模式下輸入“M03S1200;insert”2.2階梯軸零件的編程與加工1思考題（1）G00、G01指令格式如何？使用二者有何區別？答：G00X(U)Z(W)G01X(U)Z(W)FG00為快速定位無F，G01為直線插補要有F值。（2）G98X20Z15F50與G90X20Z15F0.3各有什么區別？答：G98X20Z15F50表示進給速度為50mm/minG90X20Z15F0.3表示進給速度為0.3mm/r（3）G90與G94各適合加工什么類型的零件答：G90加工圓柱面或圓錐面G94加工端面2練習題完成圖2-26，2-27，2-28所示零件的編程與加工圖2-26零件圖O0226；M03S600T0101G00X64Z0G90X60Z-30R-7.5F0.1X56X52X48X44X40G00X100Z100M30圖2-27零件圖O0227M03S600T0101G00X61Z2G90X55Z-8F0.1X50X45X40X35X30X25X20G00X100Z100M30圖2-28零件圖O0228M03S600T0101G00X62Z2G94X20Z0R11.5F0.1Z-2Z-4Z-6Z-8Z-9G00X100Z100M302.3成型曲面的編程與加工1思考題（1）軸類零件中圓弧的順、逆時針是如何判斷的答：沿與圓弧所在平面（如XZ平面）相垂直的另一坐標軸的負方向（如-Y方向）看去，順時針為G02，逆時針為G03，如圖2-30所示。圖2-30圓弧順、逆與刀架的關系（2）什么是刀具半徑補償？使用刀具半徑補償指令應注意哪些問題答：為了避免少切或過切現象的產生，使刀尖會自動偏離工件輪廓一個刀尖半徑值，即為刀具半徑補償。刀尖半徑補償注意事項=1\*GB3①刀尖半徑補償建立與取消程序段，只能在G00或G01移動指令模式下才有效。=2\*GB3②為保證刀補建立與刀補取消時刀具與工件的安全，通常采用G01運動方式來建立或取消刀補。如果采用G00運動方式來建立或取消刀補，則要確定刀具不與工件發生碰撞。=3\*GB3③為了避免過切或欠切，建立刀尖半徑補償或取消刀尖半徑補償的程序段，最好在工件輪廓線以外，且移動距離應大于一個刀尖半徑值。=4\*GB3④使用G41、G42后，必須要用G40取消原補償狀態，才能再次使用G41、G42。=5\*GB3⑤在使用G41、G42指令時，不允許有兩句連續的非移動指令，否則會出錯。非移動指令包括：M代碼、S代碼、暫停指令G04等。⑥刀尖半徑補償指令使用前，需通過機床數控系統的操作面板向系統存儲器中輸入刀尖半徑補償的相關參數：刀尖圓弧半徑R和假想刀尖位置T，作為刀尖半徑補償的依據。刀尖圓弧半徑粗加工一般取0.8mm，半精加工取0.4mm，精加工取0.2mm。若粗、精加工采用同一把刀，刀尖半徑取0.4mm。例如，數控車床刀架形式為前置刀架，1號刀位為外圓車刀，刀尖圓弧半徑為0.2mm，刀尖位置號為3號，參數設置如圖2-40所示。圖2-40刀尖半徑補償的參數設置（3）G71、G72、G73指令分別適合加工那種類型的軸類零件答：G71外圓粗切循環是一種復合固定循環，適用于外圓柱面需多次走刀才能完成的粗加工。G72軸端面的粗車端面粗切循環是一種復合固定循環。端面粗切循環適于Z向余量小，X向余量大的棒料粗加工。G73封閉切削循環適于對鑄、鍛毛坯切削，并且毛坯輪廓形狀與零件輪廓基本接近，對零件輪廓的單調性則沒有要求。2練習題選用合適的指令編寫如圖2-50、2-51、2-52的零件數控加工程序。圖2-50零件圖O0250M03S600T0101G00X43Z2G71U1R1G71P60Q200U0.2W0.1F0.1N60G00X0G01Z0G03X12Z-12R12F0.1G01X30W-20X40Z-38N200G00X100Z50M05M30圖2-51零件圖O0251N010M03S600T0101N020G0X165Z2N030G72W1R1N040G72P50Q200U0.2W0.1F0.1N050G00Z-40N060G01X100N070Z-27G01X70N080N080G03X60Z-22R5N090G01X45Z-10N100Z0N200X165N210G0Z50N220M30圖2-52零件圖O0252N010M03S500N020T0101N030G0X30Z2N040G71U1R1N050G71P60Q200U0.2W0.1F0.1N060G0X6N070G01Z0N080G03X12Z-3R3N090G01Z-6N100X24Z-12N110Z-16N120G03X20Z-25R25N130G02X20Z-45R25N140G01X24Z-59N150X26N160X28Z-60N200Z-65N210G0X100N220Z100N230M302.4切槽、切段的編程與加工1思考題（1）暫停指令的指令格式是什么？一般用于什么場合答：指令格式=1\*GB3①格式1：G04P；P表示暫停時間，單位為ms（毫秒），不允許使用小數點；=2\*GB3②格式2：G04X；X表示暫停時間，單位為s（秒），不允許使用小數點。適用場合：切槽或鉆孔（2）子程序調用的格式是什么？請解釋式中的參數含義M98P□□□□

式中，P后可指定8位數字，前四位□□□□數為子程序調用次數，后四位數

表示子程序號。（3）切槽加工中應注意哪些事項在切槽工序中，一般在槽底停留幾秒鐘保證槽底的表面粗糙度。2在選定切槽加工進給速度時，一定要略小些2練習題完成如圖2-61的零件加工，工件外徑尺寸已加工完畢，槽寬為3mm。圖2-61零件圖O00261M03S400T0101G00X0Z5G74R0.3G74Z-20Q12000F0.1G00Z100T0202G00X36Z0M98P030015G00Z-36G75R0.3G75X25Z-42P1500Q1500F0.08G00X100Z100M05M30子程序P0015G00W-9G01U-6F0.1G04X3G00X36M992.5螺紋車削的編程與加工完成圖2-71所示軸類零件的車削加工，零件材料為硬鋁2A12，毛坯為Φ30×100的鋁棒，單件小批量生產。圖2-71零件圖O0271M03S620T0101G00X30Z5G71U1R1G71P50Q20U0.2W0.1F0.2N50G42GG01Z0G03X16Z-3R12F0.1G01Z-25X20Z-35Z-50X22G03X28Z-35R3G01Z-64X26Z-65N200G40GG50S2000G96S150G00Z5G70P50Q200G00X100Z50T0202G00X20Z-25G01X12F0.1G00X100Z50G92S600T0303G00X18Z0G92X15.2Z-23H1.5X14.6X14.2X14.04G00X100Z50M05M302.6套類零件的編程與加工如圖2-74所示，已知毛坯直徑為Φ82mm，請先進行加工工藝分析，然后使用G71指令編寫該零件的數控加工程序。圖2-74零件圖O0274M03S800T0101G00X85Z2G71U1R1G71P70Q200U0.2W0.2F0.1N70G01X50Z0F0.1Z-30X80Z-80N200G00X100Z150T0202G00X0Z5G01Z-100G00Z100T0303G00X0Z5G71U1R1G71P300Q400U0.2W0.2F0.1N300G01X30Z0F0.1G01Z-40X16Z-80N400G01X0G00Z5G70P300Q400G00X0Z100T0101G00X80Z5G70P70Q200G00X100Z100T0404G00X85Z-30G01X42G00X100Z100M05M30完成圖2-75所示零件的編程與加工。圖2-75零件圖O0275M03S800T0101G00X75Z2G71U1R1G71P70Q200U0.2W0.2F0.1N70G01X60Z0F0.1Z-12X70Z-30N200G00X100Z100T0202G00X0Z5G01Z-40G00Z100T0303G00X0Z5G71U1R1G71P300Q400U0.2W0.2F0.1N300G01X48Z0F0.1Z-17N400G01X0G00Z5G70P300Q400G00X0Z100T0101G00X75Z5G70P70Q200G00X100Z100T0404G00X0Z-17G01X50F0.01G01X0Z100M05M30模塊3數控銑削編程加工任務3.1數控銑床的基本操作思考與練習：1.數控系統面板上有哪些主要控制功能？名稱功能說明數字/字母鍵，用于輸入數據到輸入區域，系統自動判別取字母還是取數字。字母和數字鍵通過鍵切換輸入，如：O→P，7→A位置顯示，有三種方式，用PAGE按鈕選擇程序顯示與編輯頁面參數輸入，進入坐標系設置頁面或進入刀具補償參數頁面切換鍵，在鍵盤上的某些鍵具有兩個功能，按下<SHIFT>鍵可以在這兩個功能之間進行切換取消鍵，消除輸入區內的數據輸入鍵，當按下一個字母鍵或者數字鍵時，再按該鍵，則數據被輸入到緩沖區并顯示在屏幕上系統參數頁面顯示報警信息等圖形參數設置頁面，使用該功能可以進行圖形模擬替換鍵，用輸入的數據替換光標所在的數據插入鍵，把輸入區的數據插入到當前光標之后的位置刪除鍵，刪除光標所在的數據，或者刪除一個或全部程序往前翻頁鍵往后翻頁鍵光標移動鍵幫助鍵復位鍵，按下這個鍵可以使CNC復位或者取消報警等回車換行鍵，結束一行程序的輸入并且換行軟鍵，根據不同的畫面，軟鍵有不同的功能。軟鍵功能顯示在屏幕的底端2.如何進行對刀和對刀驗證操作？試切對刀方法一：如圖3-7所示，刀具在X方向與工件左側面貼合時，機床顯示的刀具中心的X向機械坐標值為-250.400，根據圖中尺寸可以得出工件原點的X向機械坐標值就為（-250.400+5+50）=-195.400。計算好后，直接將-195.400輸入G54中的X位置。Y方向刀具與工件前側面貼合時，機床顯示的刀具中心的Y向機械坐標值為-100.500，可以得出工件原點的Y向機械坐標值就為（-100.500+5+50）=-45.500。計算好后，將-45.500輸入G54中的Y位置。在Z方向刀具與工件貼合時直接記錄Z向機械坐標值（如-120.000），然后將該值直接輸入G54中的Z位置。輸完之后使用MDI方式驗證一次。圖3-7X、Y軸試切對刀圖方法二：使用上述方法需要手動推算數據，容易產生錯誤。使用數控系統提供的功能可以方便準確地計算出工件原點在機床坐標系中的坐標值。該方法主要原理是：刀具與工件貼合時，根據工件及刀具尺寸可以得出目前刀位點在工件坐標系中的坐標位置，然后將該位置告訴數控系統，數控系統通過功能就可以自動計算出工件原點在機床坐標系中的坐標值。如：刀具半徑值為5mm，工件原點取在左上角，對刀具體操作步驟見表3-3。表3-3試切對刀及對刀驗證步驟三個方向對刀整體示意圖X方向：刀具自左至右，向工件左側逐漸靠近Y方向：刀具自前向后，向工件前側面逐漸靠近Z方向：刀具由上而下，向工件上方逐漸靠近X向對刀首先啟動主軸，采用手輪方式讓刀具輕碰工件左側，然后停止刀具移動按鍵進入參數設定頁面，按“坐標系”選擇G54存儲位置并在輸入區域輸入“X-5”按軟鍵，工件原點在機床坐標系中的X坐標就自動計算好了Y向對刀啟動主軸，采用手輪方式讓刀具輕碰工件前側面按鍵進入參數設定頁面，按“坐標系”。選擇G54存儲位置輸入“Y-5”按軟鍵，工件原點在機床坐標系中的Y坐標就自動計算好了Z向對刀啟動主軸，采用手輪方式讓刀具輕碰工件上表面按鍵進入參數設定頁面，按“坐標系”。選擇G54存儲位置輸入“Z0”按軟鍵，工件原點在機床坐標系中的Z坐標就自動計算好了對刀驗證利用MDI功能輸入一段運動指令如：G54G00X0Y0Z50目測觀察機床刀具運行位置。如果運行位置正確則對刀操作無誤3.操作一臺數控銑床有哪些注意事項？（1）在每次電源接通后，必須先完成各軸的返回參考點操作，然后再進行其他運行方式，以保證各軸坐標的正確性。（2）會參考點時應確保安全，在機床運行方向上不會發生碰撞，一般應選擇Z軸先回參考點，將刀具抬起。（3）在回參考點過程中，如出現超程，請按住控制面板上的“超程解除”按鍵，向相反方向手動移動該軸使其退出超程狀態。4.簡述工件裝夾步驟。（1）找正臺虎鉗（2）準備毛胚（3）鎖緊虎鉗5.簡述刀具裝夾步驟（1）準備鎖刀座（2）松(緊)夾頭螺母（3）選擇合適的刀具及夾頭（4）裝刀（5）刀具裝入主軸任務3.2平面直槽的編程與加工思考與練習：1.思考題（1）G00，G01指令格式如何？使用二者有何區別？G00指令格式G00X_Y_Z_；其中：X、Y、Z的值是快速點定位的終點坐標值。G01指令格式G01X_Y_Z_F_；G01為模態指令，可被同組的其他G指令（G00、G02、G03等）取代。（2）G90X20Y15與G91X20Y15有什么區別？G90X20Y15是絕對編程走到編程原點坐標下的X20Y15位置；G91X20Y15是相對編程在現在的位置上向X正方向走20，Y正方向走15。（3）G54~G59指令有什么含義？比較一下他們和G92之間的區別？G54~G59指六個共建坐標系零點偏置。G92是螺紋切屑循環。（4）如何預置G54～G59的值？這6個預定的工件坐標系原點在機床坐標系中的值（零點偏移值）可用MDI方式輸入，系統自動記憶。工件坐標系一旦選定，后續程序段中的坐標值均為在此工件坐標系中的值。若在工作臺上同時加工多個相同工件或一個較復雜的工件時，可以設定不同的工件坐標系，以簡化編程。2.練習題（1）完成如圖3-21所示零件的編程與加工（毛胚85x45x20)圖3-21零件圖O0321G54G90GM03S1000;G43H01G00Z50;G00Z5;X5Y35;G01Z-5F50;G01X25;Y5Z5;X25;G00Z5;X30Y35;G01Z-5F50;X40Y20;Y5;G00Z5;X50Y35;G01Z-5;X40Y20;G00Z5;X55Y35;G01Z-5;X75Y5;G00Z5;X75Y35;G01Z-5;X55Y5;G01Z5;G49G00Z200;M05;M30;（2）完成如圖3-22所示零件的編程與加工（毛胚100x100x20)圖3-22零件圖00322G54G90GT01M06;G43H01Z5;G01Z-2F50;G01X89;Y79;X67;Y49;X34;Y79;X12;Y22;G00Z5;G49G00Z200;M05;M30;任務3.3平面弧形槽的編程與加工思考與練習：1.思考題（1）分析圓弧插補指令的兩種指令格式的區別？指令格式XY平面圓弧：G17G02(G03)X_Y_R(I_J_)F_；XZ平面圓弧：G18G02(G03)X_Z_R(I_K_)F_；YZ平面圓弧：G19G02(G03)Y_Z_R(J_K_)F_；指令說明G02：順時針圓弧插補。G03：逆時針圓弧插補。（2）數控銑床的圓弧插補編程有什么特點？圓弧的順逆應如何判斷？數控銑床的圓弧插補只能在某平面內進行，因此，若要在某平面內進行圓弧插補加工，必須用G17、G18、G19指令事先將該平面設置為當前加工平面，否則將會產生錯誤警告。空間圓弧曲面的加工，事實上都是轉化為一段段的空間直線（或平面圓弧）而進行的。圓弧方向的判斷：從垂直于圓弧加工平面的第三軸的正方向往負方向看，順時針用G02，逆時針用G03。（3）用半徑編程時，小于180度的圓弧和大于180度的圓弧編程是的區別？R：圓弧半徑，當圓弧圓心角小于180°時，R為正值，否則R為負值。2.練習題（1）完成如圖3-32所示零件輪廓的曲線的編程（切深5mm）。圖3-32零件圖(缺少尺寸）（2）完成如圖3-33所示零件的編程與加工（毛胚80x50x20)。圖3-33零件圖O0333G54G90GT01M06;M03S800;G43H01Z5;G01Z-2F50;G03X8Y32.5R7.5F0.1;G01Y17.5;G03X23Y17.5R7.5;G00Z5;G00X33Y10;G01Z-2;Y40;X48Y10;Y40;G00Z5;G00X73Y32.5;G03X58Y32.5R7.5F0.1;G01Y17.5;G03X73Y17.5R7.5;G00Z10;G49Z100;M05;M30;（3）完成如圖3-34所示零件的編程與加工（毛胚80x50x20，切深3mm）。圖3-34零件圖(缺少尺寸）任務3.4平面外輪廓件的編程與加工思考與練習：1.思考題（1）什么是刀具半徑補償？使用道具半徑補償指令應注意哪些問題？數控機床在加工過程中，它所控制的是刀具中心的軌跡，為了方便起見，用戶總是按零件輪廓編制加工程序，因而為了加工所需的零件輪廓，在進行內輪廓加工時，刀具中心必須向零件的內側偏移一個刀具半徑值；在進行外輪廓加工時，刀具中心必須向零件的外側偏移一個刀具半徑值。這種根據按零件輪廓編制的程序和預先設定的偏置參數，數控裝置能實時自動生成刀具中心軌跡的功能稱為刀具半徑補償功能。刀具半徑補償注意事項：①刀具半徑補償模式的建立與取消程序段，只能在G00或G01移動指令模式下才有效。②為保證在刀補建立與刀補取消過程中刀具與工件的安全，通常采用G01運動方式來建立或取消刀補。如果采用G00運動方式來建立或取消刀補，則要采取先建立刀補再下刀和先退刀再取消刀補的編程加工方法。③為了便于計算坐標，采用切線切入方式或法線切入方式來建立或取消刀補。不便沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時，可根據情況增加一個圓弧輔助程序段。圖3-38刀補建立時的起始與終點位置④為了防止在半徑補償建立與取消過程中刀具產生過切現象，如圖3-38中的O→M，刀具半徑補償建立與取消程序段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同一側，如圖3-38中的O→A。⑤在刀具補償模式下，一般不允許存在連續兩段以上的非補償平面內移動指令，否則刀具也會出現過切等危險動作。非補償平面內移動指令通常指：只有G、M、S、F、T代碼的程序段（如G90、M05等），程序暫停程序段（如G04等），G17平面內的Z軸移動指令、G18平面內的Y軸移動指令、G19平面內的X軸移動指令等。⑥從左向右或者從右向左切換補償方向時，通常要先取消補償再重新建立。在補償狀態下，銑刀的直線移動量及銑削內側圓弧的半徑值要大于或等于刀具半徑，否則補償時會產生干涉，系統在執行相應程序段時將會產生報警，停止執行。（2）如何判斷刀具半徑補償方向？刀具半徑左補償、右補償方向判別法：G41為左偏刀具半徑補償，定義為假設工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件左側的刀具半徑補償；G42為右偏刀具半徑補償，定義為假設工件不動，沿刀具運動方向向前看，刀具在零件右側的刀具半徑補償。如圖3-36所示。（3）什么是順銑？什么是逆銑？數控機床的順銑和逆銑個有什么特點？順銑:切削力F的水平分力Fx的方向與進給方向的f相同,這種銑削方式.逆銑:切削力F的水平分力Fx的方向與進給方向的f相反,這種銑削方式順銑特點:①易產生竄動,需要加順銑機構.（因為絲杠鏍母之間的間隙）②加工表面質量比逆銑高.（適用于精加工）

逆銑特點:①工作穩定性高,不需逆銑機構加工表面質量比順銑低（刀具磨損很快）（4）用R10立銑刀加工60x60mm方臺的外輪廓，由于刀具磨損，加工后實測的零件尺寸為60.2x60.2，現準備用半徑修正的辦法精行精加工試計算修正后的刀具半徑補償值。D補償值為8.82.練習題（1）完成3-49，3-50，3-51所示零件的外輪廓的編程與加工。圖3-49零件圖（編程原點：左下角T1：R10端銑刀）O0349G54G90GM03S800;T01M06;G43H01Z5;G01Z-3F50;G41X25Y5D01;G02X25Y45R20F02;G03X35Y55R10;G01X55;G02X64.29Y50R10;G01X72.95Y35;G02X55Y5R20;G01X-10;G40X-10Y60;G01X0;G00Z10;G49Z200M05M09;M30;圖3-50零件圖（編程原點：左下角T1：R15端銑刀）O0350G54G90GM03S800;T01M06;G00X110Y-20;G00Z-4F50;G42X80Y0D01;G01Y25F100;G03X65Y40R15F0.1;G01X40;X0Y0;G40X-20Y0;G00Y35;G01X9;X91;Y35;G00Z5;G49Z200;M05M09;M30;圖3-51零件圖（編程原點：中心T1：R10端銑刀）O0351G54G90GM03S800;T01M06;G43D01Z5G01Z-5F50;G41X0Y36D01;G02X36Y0R36F0.1;G01Y-30;G02X30Y-36R6F0.1;G01X21;G02X15Y-30R6F0.1;G01Y-6;G03X-15Y-6R15F0.1;G01Y-30;G02X-21Y-36R6F0.1;G01X-30;G02X-36Y-30R6F0.1;G01Y30;G02X-30Y36R6F0.1;G01X40;Y5;G40X55Y55;G00Z10;G49Z200;M05M09;M30;任務3.5平面型腔輪廓零件的編程與加工思考與練習：1.思考題（1）采用行切法或環切法時行距應如何確定？銑削型腔內部余量時行距大小值與刀具尺寸有關，即與刀具直徑D和刀具圓角半徑r有關，如圖3-56所示。刀具直徑與兩個圓弧半徑的差值則為刀具的有效銑削直徑，有效銑削直徑越小，則行距應越小，反之，則行距應越大。行距大，則走刀路徑短，效率高，但行距過大會造成兩刀接交處留下殘余金屬。一般取行距為刀具直徑的75%左右。（2）加工型腔零件時，如何控制零件輪廓尺寸？如果一刀不能完成粗加工，在粗加工過程中，需要采用分層切削加工。為了加工方便，采用同一程序通過刀具長度補償值和半徑補償值的調整進行粗、精加工。在粗加工型腔內部余量和輪廓時，把機床中刀具半徑補償值設置小0.5。單邊輪廓留0.5mm精加工余量；在精加工零件輪廓時，根據輪廓實測尺寸再修改機床中刀具半徑補償值和長度補償值，然后重新運行程序，以保證輪廓尺寸符合圖樣要求。（3）某工件的加工深度為30mm，由于對刀等誤差加工后實測深度為29.88mm。程序中采用了G43指令，原刀具長度補償值為70mm。現在要求修正刀具長度補償值來調整切屑深度，試計算修正后的刀具補償值。H值應設為69.88mm2.練習題完成圖3-59，3-60，3-61，3-62所示零件的編程與加工。圖3-59零件圖（編程原點;R20半圓的圓心T1：R6端銑刀）O0359G54G90GM03S800;T01M06;G43H01Z5;G01Z-8F30;G01X-51;Y11;X0;G02X0Y-11R11F0.1;G01X-51;Y0;G00X0;G01Y-14;G01X-54;G01Y14;G01X0;G02X0Y-14R14F0.1;G01X0Y0;G00Z50;G49Z200;M05M09;M30;圖3-60零件圖（編程原點：中心TI:R7端銑刀）O0360G54G90GT01M60;M03S1000;G43H01Z5;G01Z-5F50;G42X0Y-23D01;G01X-20;Y15;G02X-4Y15R8F0.1;G01Y8;X4;Y15;G02X20Y15R8F0.1;G01Y-23;X0;G40X0Y0;G42X0Y-23D02;G01X-20;Y15;G02X-4Y15R8F0.1;G01Y8;X4;Y15;G02X20Y15R8F0.1;G01Y-23;X0;G40X0Y0;G00Z5;G49Z200;M05M09;M30;圖3-61零件圖（編程遠點：中心T1：R6端銑刀）O0361G54G90GT01M06;M03S800;G43H01Z5;G01Z-5F50;G01G41X-36Y20D01;G01X-36Y-30;G03X-30Y-36R6F0.1;G01X-21;G03X-15Y-30R6F0.1;G01X-15Y-6;G02X15Y-6R15F0.1;G01Y-30;G03X21Y-36R6F0.1;G01X30;G03X36Y-30R6F0.1;G01X36Y0;G03X0Y36R36F0.1;G01X-30;G03X-36Y30R6F0.1;G01Y20;X-20;G40X0Y20;G01G41X-36Y20D02;G01X-36Y-30;G03X-30Y-36R6F0.1;G01X-21;G03X-15Y-30R6F0.1;G01X-15Y-6;G02X15Y6R15F0.1;G01Y-30;G03X21Y-36R6F0.1;G01X30;G03X36Y-30R6F0.1;G01X36Y0;G03X0Y36R36F0.1;G01X-30;G03X-36Y30R6F0.1;G01Y20;X-20;G40X0Y20;G00Z10;G49Z200;M05M09;M30;圖3-62零件圖（編程原點：中心T1：R15端銑刀T2：R7端銑刀T3：R3端銑刀）O0362G54G90GM03S1000;T01M06;G43H01Z5;G01Z-5F50;G01Y0;G02X59Y0R59F0.1;G02X-59Y0R59F0.1;G00Z100;T02M06;G00X-33Y0Z5;G01Z-5F50;G02X33Y0R33F0.1;G02X-33Y0R33F0.1;G01X-24Y-15;G00Z100;T03M06;G00X-37Y0Z5;G01Z-5F50;G41X-10Y20D03;G01X10;G02X20Y10R10F0.1;G01Y-10;G02X10Y-20R10;G01X-10;X-20Y-5;Y5;X-10Y20;G40X-35Y0;G00Z5;G49Z200;M05M09;M30;任務3.6多個相似零件的綜合銑削加工思考與練習：1.思考題（1）在使用比例縮放指令編程時，刀具半徑補償值也會被縮放嗎？一般情況下，比例縮放指令與刀具半徑補償指令的先后次序如何？不會在有刀具補償的情況下，先進行縮放，然后才進行刀具半徑補償、刀具長度補償（2）使用鏡像功能指令后，刀具半徑補償功能與原工件加工時有何不同？圓弧插補功能與原工件有何不同？使用鏡像功能后，G02和G03，G42和G41指令互換。2.練習題運用簡化編程功能指令完成圖3-75，3-76，3-77所示零件的編程與加工。圖3-75零件圖O0375G54G90GT01M06;M03S800;G43H01Z50;G01Z-5H50;G51X0Y0P0.5;M98P1111;G50;G00X0Y-50;G01Z-10F20;M98P1111;G00Z5;G49G00Z100;M05;M30;子程序O1111G01G41X-45Y-30D01;G01X0Y50;X45Y-30;X-45;G40G01X-50;G00Z30;M99;圖3-76零件圖O0376G54G90GT01M06;M03S1000;G43H01Z10;G68X25Y36Y77;M98P1234;G69;G00X65Y36;G68X65Y36R77;M98P1234;G69;G00X115Y36;G68X115Y36R103;M98P1234;G69;G00155Y36;G68155Y36R103;M98P1234;G69;G49G00Z100;M05;M30;子程序O1234G01Z-5F20;G91I36;G90G01Z5;M99;圖3-77零件圖（編程原點：中心T1：R10端銑刀）O0377G54G90GM03S1000;G43H01Z10;G68X20Y20R45;M98P3