课题4-1 外轮廓零件加工用到的指令一 (基本指令)
轴类零件外圆轮廓在数控车床上的编程加工
轴类零件外圆轮廓在数控车床上的编程加工摘要数控车床能够加工轴类或者盘类零件的各类回转表面、曲面及各类螺纹等轮廓，轴类零件外圆轮廓特别适宜在数控车床上加工，灵活的运用多种数控编程指令，保证产品精度，能够有效的提高产品加工效率。
关键字外圆轮廓 G71指令 G73指令 G70指令刀尖圆弧补偿复合循环G71、仿形复合循环G73及精加工循环70等编程指令在轴类零件外圆轮廓的粗加工中运用较多，编程加工过程中要熟悉编程指令、灵活的选择与运用各个指令，运用各类方法保证产品加工精度。
一．复合循环G71指令的编程加工关于加工棒料等余量不均匀毛坯的外圆轮廓粗加工，常用复合循环G71指令来完成，其编程格式为：G71 U__ R__；G71 P__Q__U__W__F__S__T__；运用G71指令进行编程加工时务必注意下列问题：1.G71指令务必带有P、Q地址ns、nf，且与精加工路径起、止顺序号对应，否则无法运行。
2.ns程序段务必为G00/G01指令，且只能为X向进给，不能出现Z向进给。
3.G71指令精加工轨迹在X及Z向务必是单调增加或者减小，假如出现不单调增加或者减小时机床也能运行，但在粗加工分层切削时非单调增加或者减小的轮廓部位不可能切削，待到粗加工最后一刀（半精加工）时一次切除，假如非单调增加或者减小的轮廓部位余量较大，则会因切削量过大导致崩刀等事故的发生。
4.G71指令在加工圆弧轮廓时，要注意防止过切，如图一所示：通常认为加工时凹轮廓A-D在粗加工最后一刀（半精加工时切除），但实际上粗加工时走刀轨迹路线为：O-E-B-C-D,导致轮廓E-A-B过切；粗加工最后一刀轨迹路线正常，即O-E-A-B-C-D。
解决方法：编程时把圆弧段O-B分成O-A及A-B两段进行编程加工。
5.G71指令程序段中的F、S、T只在粗加工循环时有效，精加工程序段中的F、S、T在精加工时有效，如精加工程序段中的F、S、T省略时，默认为粗加工时的F、S、T。
机械零件的轮廓(1)
机械零件的轮廓(1)
5、轮廓绘制关系控制
对齐指示符号： 类似于AutoCAD中 的目标捕捉指示 符号
相互关系控制符：表 示图形中的图素相互 连接、相切等关系
在已经选中的情况下还没有显示关系控制符号， 可将背景和句柄两项的颜色设置为强烈对比色
直线 曲线 画弧，线，圆 自由曲线
使用鼠 标拖动绘制曲
线的命令
使用鼠标拖动画弧，线，圆的智能复合按钮。
单击“画弧，线，圆 ”按钮后，在条形菜单
上
出现“直线”、“圆弧”、“圆”和“矩形”
等四个
复合选项，按下其中一个或多个，以控制拖
动后生成的图形类型。
机械零件的轮廓(1)
2、圆弧的绘制
相切弧 三点画弧 中心点画弧
机械零件的轮廓(1)
坐标参考点功能：方便用户在绘制轮廓时精确地确定点的坐标位置
“工具” 启动“参考点”命令
重设参考点[F12]：指定新的坐标原点 显示开/关[F9}：系统会自动提示光标所在位置的坐标值，类似于AutoCAD中的用户坐标系
机械零件的轮廓(1)
6、轮廓编辑命令
机械零件的轮廓(1)
实例：完成通气器滚花锯齿状轮廓的绘制
机械零件的轮廓(1)
三、尺寸参数驱动
Solid Edge是一种参数化设计软件，其轮廓的尺寸值将被视为是一个设 计参数，可以通过更改轮廓图形中标注的尺寸，完成轮廓图形驱动。
按下“选择”
拾取图中尺寸
更改数 据
按下
机械零件的轮廓(1)
四、图素控制关系
Solid Edge提供了“连接 ”、“同心 ”、“水平/垂直 ”、 “共线 ”、“平行 ”、“垂直 ”、“相切 ”、“相 等 ”、“对称 ”和“对称轴 ”等图素控制关系。 由于图素控制关系的存在，无论怎样改变图形，几何关系始终保持不变
第四章 外轮廓加工讲解
2. 指令功能
G00是模态代码。 该指令是在工件坐标系中以快速移动速度移动刀具到达由 绝对或增量指令指定的位臵. G00指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各 轴分别设定，所以快速移动速度不能在地址F中规定，快移速 度可由面板上的快速修调按钮修正。 在执行G00 指令时，由于各轴以各自的速度移动，不能保 证各轴同时到达终点，因此联动直线轴的合成轨迹不一定是直 线。
用右偏刀车பைடு நூலகம்端面向
主偏角不能小于90°，否则会使端面的平面度超差或者在 车削台阶端面时造成台阶端面与工件轴线不垂直的现象，通常 在车削端面时，右偏刀的主偏角应在90°～93°范围内。
三、车削外圆与端面时对车刀安装的工艺要求
车刀安装得是否正确，将直接影响切削能否顺利进行和工 件的加工质量。车刀安装后，必须保证做到： 1.车刀的伸出长度不宜过长。通常车削外圆时，车刀伸出 刀架部分的长度，一般为刀杆厚度的1～5倍左右为宜。 2.车刀下面的垫片数量不宜过多。垫片要平整，并应与刀 架前端对齐。 3.压紧车刀用的螺钉不能少于两个，并逐个拧紧。
（3）G90循环第一步移动必须是X轴单方向移动。
3. 编程实例
应用G90循环指令编写零件加工程序。
零件图
（下一页续表）
续表
四、G94——单一形状固定循环（端面）
1. 指令格式
G94 X（U） Z（W） F ；
说明：
X、Z：切削终点的绝对坐标值；U、W表示切削终点的增量 坐标值。 F：进给率。
2. 指令功能
G94车削端面循环轨迹——刀具从循环起点开始按矩形循 环，最后又回到循环起点。
G94切削循环轨迹——无锥度切削
G94车削端面锥度：刀具 移动轨迹——1→2→3→4。 1（R）、4（R）——快 速运动 2（F）、3（F）——按 照F指定的进给速度运行。
外轮廓零件加工
尺寸公差标注：教学过程形状/位置公差种类：形状公差标注：读懂图纸必备位置公差标注：教学过程教学生如何将理论知识用于实际加工识图练习教学过程表面粗糙度标注：读懂图纸必备教学过程尺寸精度检验：常用游标卡尺、百分尺等来检验。
若测得尺寸在最大极限尺寸与最小极限尺寸之间，零件合格。
若测得尺寸大于最大实体尺寸，零件不合格，需进一步加工。
若测得尺寸小于最小实体尺寸，零件报废。
形状精度的检验：通常用直尺、百分表、轮廓测量仪等来检验。
位置精度的检验：常用游标卡尺、百分表、直角尺等来检验。
加工精度主要用于生产产品，加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。
加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表示，数值越大，其误差越大。
加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。
公差等级从IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20个，其中IT01表示的话该零件加工精度最高的，IT18表示的话该零件加工精度是最低的，IT7、IT8是加工精度中等级别。
读懂图纸必备实际生产必备知识N100 M30；主程序结束并返回程序开始注意：①G01指令格式中，若省略X(U)，则表示为圆柱面加工；若省略Z(W)，则表示为端面加工。
②进给速度由F指令决定；F指令也是模态指令，可由G00取消；程序中F指令的进给速度在没有新的F指令前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。
程序中第一条切削加工程序段中必须含有F指令，否则机床认为进给速度为零，不运动。
课堂练习课后作业1、查询目前世界新材料以及先进的加工刀具有哪些？2、背诵FANUC系统常用G指令格式与用法。
零件外轮廓加工ppt课件
指令格式：
刀具半径补偿的建立：
X Y __ X Z __ Y Z __
D __
刀具补偿起刀时必须为G00或G01 左、右刀补的设置
刀具半径补偿（G41、G42、G40 Z __ Y Z __
刀具半径补偿（G41、G42、G40）
（1）刀补的建立
当刀具从起点接近工件时， 刀具中心从与编程轨迹重合 过渡到与编程轨迹偏离一个 偏置量的过程。 如图，OA段 为建立刀补段， 必须用直线 G01编程，示例程序段如下： G41G01X50.0Y40.0F100 D01；
G00 Z50. M9; G28 G91 Z0; G28 G91 X0 Y0;
M30; %
程序结束。
加工中心（铣）的编程基础
注意！ 1.工件坐标系在编制加工程序时使用。 2.不同工件的工件坐标系不同。 3.工件坐标系是建立在机床坐标系中的。
轮廓零件的数控铣削加工
5、加工实施：
（1）输入并校验各程序。 （2）设定工件坐标系及各刀长补正。 （3）保持机床正常状态开始加工。 （4）注意观察加工过程中的现象和声音。
#2=2; WHILE [#2 LE 6] DO2;
G1 Z-#2 F150; #3=1;
WHILE [#3 LE 2] DO3; G1 G41 X20. Y-50. F200
D#3; G3 X0 Y-30. R20.;
G1 X-27.; G2 X-32.Y-16.R8.; G3 X-32.Y16. R20; G2 X-27.Y30. R8.;
2.可使粗加工的程序简化，如 图，通过有意识地改变刀具半 径补偿量，则可以用同一把刀 具、同一程序、不同的切削余 量完成切削。
刀具
工件
刀具半径补偿（G41、G42、G40）
外轮廓加工
（二）刀具半径补偿（G40、G41、G42） 刀具半径补偿（ 、 、 ）
1、什么是刀具半径补偿？ 、什么是刀具半径补偿？ 由于刀具总有一定的刀具半径或刀尖部分有一定的圆弧 半径， 半径，所以在零件轮廓加工过程中刀位点的运动轨迹并不 是零件的实际轮廓， 是零件的实际轮廓，刀位点必须偏移零件轮廓一个刀具半 这种偏移称为刀具半径补偿。 径，这种偏移称为刀具半径补偿。 2、刀具半径补偿编程指令格式如下： 、刀具半径补偿编程指令格式如下：
3、G41与G42判断方法是： 、 判断方法是： 与 判断方法是
处在补偿平面外的另一根轴的正向， 处在补偿平面外的另一根轴的正向，沿刀具 的移动方向来看，当刀具处在切削轮廓左侧时， 的移动方向来看，当刀具处在切削轮廓左侧时， 称为刀具半径左补偿； 称为刀具半径左补偿；当刀具处在切削轮廓右 侧时，称为刀具半径右补偿。指令中的D值用于 侧时，称为刀具半径右补偿。指令中的 值用于 指令偏置存储器的偏置号，在地址D所对应的偏 指令偏置存储器的偏置号，在地址 所对应的偏 置存储器中存入相应的偏置值， 置存储器中存入相应的偏置值，其值通常指刀 具半径值。 具半径值。
注意，刀补指令只能在G00、G01指令上建立和取消。 注意，刀补指令只能在 、 指令上建立和取消。 指令上建立和取消 不能用于G02、G03指令的圆弧段中。 指令的圆弧段中。 不能用于 、 指令的圆弧段中
1、在操作机床中忽略的问题： 、在操作机床中忽略的问题：
轴抬起来， ①在对完刀后，先把Z轴抬起来，再停主轴，防止 在对完刀后，先把 轴抬起来 再停主轴， 抬刀时Z轴正负方向搞错导致断刀 轴正负方向搞错导致断刀。 抬刀时 轴正负方向搞错导致断刀。 需要回零的几种情况： ②需要回零的几种情况： 首次接通机床电源； 首次接通机床电源； 机床断电后再次接通电源； 机床断电后再次接通电源； 在加工过程中按了急停； 在加工过程中按了急停； 用了机床锁和辅助锁。 用了机床锁和辅助锁。
外轮廓加工 数控车床编程
三、程序编制
（下一页续表）
续表
外圆和端面加工误差分析
（下一页续表）
续表
在FANUC 0i系统中加工该零件。
零件图
第二节 车削圆弧面
1.掌握G02、G03指令的应用。 2.掌握G40、G41、G42指令的应用。 3.能正确合理地安排圆弧加工工艺路线。
一、G02/G03——顺圆加工/逆圆加工 1. 指令格式
第三章 外轮廓加工
在数控车床上经常加工类似中间轴的轴类零件，其外表面多为 外圆、端面、锥面及圆弧轮廓加工，是零件加工的基本步骤和 前期工步。
中间轴
第一节 车削外圆/端面及外锥面 第二节 车削圆弧面 第三节 外圆粗车复合循环G71/G70的应用 第四节 端面粗车复合循环G72/G70的应用 第五节 仿形切削粗车复合循环G73/G70
就会造成“欠切”或“过切”现象，产生加工表面的形状误差。
刀尖圆弧对加工产生的影响——车削锥面
消除车削加工产生误差的方法：采用刀具半径补偿功能。 编程时只需按工件轮廓编程，执行刀具半径补偿后，刀具自动 补偿误差值，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状和尺寸的影 响。
（2）刀尖方位号 对应每个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z，刀尖圆弧半径 补偿量R和刀尖方位号TIP。
（2）在调用新刀具前或更改刀具补偿方向时，中间必须取消 前一个刀具补偿，避免产生加工误差。
（3）在G41或G42程序段后面加G40程序段，便可以取消刀尖 圆弧半径补偿。
程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定 位，而是停在与终点位置偏移一个矢量的位置上。
（4）G41、G42、G40是模态代码。 （5）在G41方式中，不要再指定G42方式，否则补偿会出错； 同样，在G42方式中，不要再指定G41方式。 （6）在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或 两个以上的不移动指令，否则G41和G42指令会失效。
数控铣---内外轮廓的编程(最全)word资料
数控铣---内外轮廓的编程(最全)word资料项目一数控铣---内外轮廓的编程1、何谓机床原点、机床参考点?【教学目的】:1．理解刀具半径补偿的概念及意义；2．掌握G40、G41、G42指令的应用格式和特点。
3．了解固定循环中孔系加工指令的功能及应用；4．掌握G81、G80、G84、G98、G99指令功能及应用格式。
【重点】:刀具半径补偿的意义及G40、G41、G42指令的应用;钻孔循环指令G81；攻螺纹循环指令G84【难点】:刀具半径补偿的方法;深孔钻孔循环指令G83一、旧课复习1、G92与G54有何差别?2、刀具长度补偿有什么意义？3、何谓插补平面?4、如何判断不同插补平面圆弧的顺逆方向?5、圆弧插补指令格式?二、新课教学内容（一）内外轮廓的编程与加工1．刀具半径补偿功能的概念（1）用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓。
如图10-1所示，由于数控系统控制的是刀心轨迹，编程时要根据零件轮廓尺寸计算出刀心轨迹图10-1 刀具半径的补偿（2）注意到零件轮廓可能需要粗铣、半精铣和精铣三个工步，由于每个工步加工余量不同，因此它们都有相应的刀心轨迹。
（3）另外刀具磨损后，也需要重新计算刀心轨迹，这样势必增加编程的复杂性。
编程工作简化成只按零件尺寸编程，将加工余量和刀具半径值输入系统内存并在程序中调用。
这样既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。
（4）以按照零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置为依据，自动生成刀具中心轨迹的功能即称为刀具半径补偿功能数控装置大都具有刀具半径补偿功能，为程序编制提供了方便。
当编制零件加工程序时，只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，数控系统便能自动计算出刀具中心的偏移量，并使系统按刀具中心轨迹运动。
如图10-2。
图10-2 刀具半径的补偿这样，既简化了编程，而且变换刀具后，无需更改程序，只需将对应的刀补值变换即可，在同一轮廓的粗精加工中也可以使用同一程序，粗加工时的补偿值等于刀具的半径值加上轮廓的余量值，精加工时的补偿值等于刀具的半径值。
数控车床外轮廓加工
一、刀尖圆弧半径补偿
1.刀尖圆弧半径补偿的目的
刀尖圆弧和刀尖
车圆锥产生的误差
车圆弧时产生的误差
刀尖半径补偿时的刀具轨迹
2.刀尖半径补偿指令
（1）刀尖半径左补偿（G41）。 （2）刀尖半径右补偿（G42）。 （3）取消刀尖左右补偿（G40）。
刀尖圆弧半径补偿的选择 a)后置刀架 b)前置刀架
3.刀尖半径补偿指令（G40，G41，G42）的格式
G71粗车循环的运动轨迹
G71复合循环下X(Δu)和Z(Δw）的符号选择 a)后置刀架 b)前置刀架
当加工如图所示的凹槽A→B→C段时，阴影部分 为加工余量，在粗车循环时，因其X轴方向的递增与 递减形式并存，故无法进行分层切削，而在半精车 时一次性进行切削。
粗车凹槽
ห้องสมุดไป่ตู้
3.编程实例
编制如图所示零件的加工程序，用外圆粗车复合循 环指令编程，其中细双点画线部分为工件毛坯。
车削工件外圆
3）在主菜单栏中单击“测量”选项，弹出“圆弧半 径保留”对话框，提示“是否保留半径小于1的圆弧” 。 单击“否”，打开“测量”对话框，点击外圆加工部位， 选中部位变色并显示出实际尺寸；同时，对话框下侧相 应尺寸参数变为蓝色亮条显示。
“圆弧半径保留”对话框
尺寸参数显示
4）单击编辑面板MDI键盘上的 键，进入刀具补
正界面，单击显示屏内下端“形状”按钮
，
进入刀补界面。
刀具补正界面
5）单击坐标轴移动键
，使光标移到01位置，
在控制面板上输入X轴尺寸X41.62，按下［测量］软键，
系统自动换算出X轴相应坐标值；输入Z轴尺寸Z-5.956，
按下［测量］软键，系统自动换算出Z轴相应坐标值。
数控铣床编程模块2 外轮廓零件加工
2 平底铣刀
立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀。立铣刀的圆柱表面和端 面上都有切削刃，圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副 切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。主切削刃一般为螺 旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。由于普通立铣刀端面 中心处无切削刃，所以立铣刀不能进行轴向进给，端面刃主要用来加工 与侧面相垂直的底平面。
在加工过程中，当刀具需要在两点间移动而不切削时，是否要提刀到 安全平面呢？当设定为抬刀时，刀具将先提高到安全平面，再在安全平面 上移动；否则将直接在两点间移动而不提刀。直接移动可以节省抬刀时间 ，但是必须要注意安全，在移动路径中不能有凸出的部位，特别注意在编 程中，当分区域选择加工曲面并分区加工时，中间没有选择的部分是否有 高于刀具移动路线的部分。在粗加工时，对较大面积的加工通常建议使用 抬刀，以便在加工时可以暂停，对刀具进行检查。而在精加工时，常使用 不抬刀以加快加工速度，特别是像角落部分的加工，抬刀将造成加工时间 大幅延长，如图2-7所示。
图2-7 起止高度与安全高度
图2-8 安全高度
图2-9 Z向下刀
2 水平方向进/退刀方式
为了改善铣刀开始接触工件和离开工件表面时的状况，数控编程时一般要 设置刀具接近工件和离开工件表面时的特殊运行轨迹，以避免刀具直接与工件 表面相撞和保护已加工表面。水平方向进/退刀方式分为“直线”与“圆弧”两种方 式，分别需要设定进/退刀线长度和进/退刀圆弧半径。
精加工轮廓时，比较常用的方式是，以被加工表面相切的圆弧方式接触 和退出工件表面，如图2-10所示，图中的切入轨迹是以圆弧方式与被加工表 面相切，退出时也是以一个圆弧轨迹离开工件。另一种方式是，以被加工表 面法线方向进入和退出工件表面，进入和退出轨迹是与被加工表面相垂直（ 法向）的一段直线，此方式相对轨迹较短，适用于表面要求不高的情况，常 在粗加工或半精加工中使用。
外轮廓的加工
项目三内、外轮廓加工3.1学习目标通过本项目的学习，掌握子程序的概念、格式；能够运用子程序编写数控铣削加工程序；合理按排内、外轮廓走刀路线。
3.2 项目内容完成如图3.1所示工件外轮廓的加工程序，并在数控铣床上加工。
（已知毛坯尺寸为50mmX50mmX30mm，材料45钢）1、零件图形图3.12、编程要求1）毛坯件的尺寸为50×50×30 材料45钢；2）完成外轮廓铣削加工程序；3）完成工件内轮廓的加工程序；3.3知识点本课题主要讲解以下知识点：1、子程序的概念、格式和编制方法；2、轮廓分层切削的加工方法；3、内外轮廓走刀路线的合理安排；3.4 学习内容3.4.1 外轮廓的加工一般零件的切削深度大于刀具的最大切削深度，所以常采用子程序编制，在编子程序时，注意刀具半径补偿在子程序中的编制方法，并要注意合理选择进刀与退刀路线。
1、数控铣削编程中的子程序1）子程序的定义在编制加工程序时，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或在几个程序中都要使用它，这个典型的加工程序可以作成固定程序，并单独命名，这组程序段就称为子程序。
子程序不能单独使用，它只能通过主程序调用，实现加工中的局部动作。
子程序结束后，能自动返回到调用的主程序中。
2）子程序的格式子程序的格式与主程序格式相似包括程序名、程序段、程序结束指令，所不同的是程序结束指令不同，主程序用M02 或 M30，子程序用M99。
子程序格式如下：O0003；G91 G01 Z-2.0 F100………G01 X20 Y30M993）子程序的调用在FANUC系统中，子程序的调用格式有两种。
格式一： M98 P X X X X L X X X X地址P后面的四位数字为子程序名，地址L的数字表示重复调用的次数，当只调用一次时，L可省略不写。
例：M98 P1234 L5 表示调用子程序“O1234”共5次。
格式二：M98 P X X X X X X X X地址P后面的八位数字中，前四位表示调用次数，后四位表示子程序名，采用这种调用格式时，调用次数前的0可以省略，但子程序名前的0不能省略。
内外轮廓零件加工零件加工(一)
要求将试卷和加工录像保存在同一文件夹中，以自己的姓名命名。
1、零件图纸工艺分析
2、制定加工工艺
1、选择加工方法
2、选择加工设备
3、拟定加工路线
数控加工工序卡
工序号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速（r/min）
进给速度（mm/min）
1
2
3
4
5
6
7
数控加工刀具卡
工步号
刀具号
刀具名称
刀柄型号
刀具
直径(mm)
长度
补偿H
半径补偿D(mm）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备注
3、编制加工程序
4、模拟加工并保存录像
第四章 外轮廓加工
第四章 外轮廓加工
第四章 外轮廓加工
2．程序编制
第四章 外轮廓加工
第四章 外轮廓加工
3．程序校验
将程序输入到仿真系统中，校验程序的正误。
4．零件加工
（1）程序输入与检查 （2）对刀 （3）自动加工
B→C
A→B B→C
G01 应用示例
第四章 外轮廓加工
3．外圆切削循环（G90）
（1）指令格式 G90 X（U）__ Z（W）__ F__； X、Z：为绝对值编程时，切削终点坐标值； U、W：为增量值编程时，切削终点相对循环起点的 增量坐标值。
F：切削进给速度。
第四章 外轮廓加工
（2）指令说明
G90 指令的运动轨迹
第四章 外轮廓加工
（2）指令说明
端面切削循环运动轨迹
第四章 外轮廓加工
应用固定循环指令的注意事项如下:
(1) 在固定循环指令中, X (U)、Z (W) 一经执行, 在没 有执行新的固定循环指令重新指定X (U)、Z (W) 时, X (U)、Z (W) 的指定值保持有效。如果执行了除G04 指 令以外的非模态(00 组) G 代码或G00、G01、G02、G03、
第四章 外轮廓加工
（3）粗车 N50 G01 Z -20.0 F100；（粗车）
刀具以指令进给速度切削到指定的长度位置。
（4）刀具的返回 刀具返回时，先X 向退到工件之外，再沿+ Z 向以 G00方式回到起点。 N60 G01 X54.0；（X 向返回）
N70 G00 Z2.0；（Z 向返回）
第四章 外轮廓加工
G32 时, X (U)、Z (W) 的指定值被清除。
外形轮廓铣削数控编程讲解
编程轨迹 法向刀补矢量 刀补引入 10 20 50 X
G00 G40 X0 Y0 M05; M30 ;
10
16
任务三 知识连接
④刀具半径补偿注意事项 建立与取消程序段只能在G00或G01指令下有效 为保证刀补建立与取消时刀具与工件的安全，通常采用G01，若 采用G00，必须是先建刀后下刀，先退刀在取消（防止相撞） 建立与取消的起始位置和终点位置最好与补偿方向在一侧，以防 止过切。 在刀具补偿模式下，不允许在连续两段以上的非补偿平面内移动 指令，否则刀具出现过切等危险，非补偿平面内移动的指令：只有 G、M、S、F、T代码段（如G90，M05，T01）和G17平面加工中 Z轴移动指令
21
任务三 知识连接
• 2、数控铣床轮廓铣削刀具
（1）、数控铣床用刀具材料
陶瓷 市面上的陶瓷刀大多是用一种纳米材料“氧化锆”加工而成。用氧化锆粉末在 2000度高温下用300吨的重压配上模具压制成刀坯，然后用金刚石打磨之后配上刀 柄就做成了成品陶瓷刀。因此陶瓷刀具备了高硬度、高密度、耐高温，抗磁化、 抗氧化等特点。。
29
任务三 知识连接
• 2、数控铣床轮廓铣削刀具
（2）、常用轮廓铣削刀具
④模具铣刀
模具铣刀用于加工模具型腔或凸模成形表面。模具铣刀是由立铣刀演变而成的，按工作 部分外形可分为圆锥形平头、圆柱形球头、圆锥形球头三种。硬质合金模具铣用途非 常广泛，除可铣削各种模具型腔外，还可代替手用锉刀和砂轮磨头清理铸、锻、焊工件 的毛边，以及对某些成形表面进行光整加工等。该铣刀可装在风动或电动工具上使用， 生产效率和耐用度比砂轮和锉刀提高数十倍
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任务三 知识连接
• 2、数控铣床轮廓铣削刀具
（1）、数控铣床用刀具材料
外轮廓加工
2.常用对刀方法 常用的对刀方法主要有：双边对刀和单边对刀法两种，但基本原理是相同
的。 （1）双边对刀法
通常用在毛坯具有硬皮表面、圆形工件或者在粗加工前的对刀。 （2）单边对刀法
通常用在工件已经粗加工或者半精加工后的情况，对刀时只需计算出刀具 中心点到工件坐标系之间的距离即可，这种方法计算较简单。
图3.7
1.1.3顺铣与逆铣 铣削有顺铣和逆铣两种方式。当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，
应选用顺铣，按照顺铣安排加工路线。因为采用顺铣加工后，零件已加工表面 质量好，刀齿磨损小。精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合 金时，应尽量采用顺铣。当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应采 用逆铣，按照逆铣安排加工路线。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不 会崩刃；机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行，但零件加工表面质量不好， 也容易过切，如图3.8所示。
【任务实施】
1.1.5 简单外轮廓零件加工 1.加工工艺的分析 （1）分析零件图(图1.2)和毛坯 1）工件轮廓由直线和四个R10的圆弧构成，轮廓深度为5mm。 2）表面粗糙度为Ra1.2，加工中安排粗、精铣加工。 （2）确定装夹方案 采用机用平口钳装夹，底部用等高垫铁支撑，被加工部分要高出平口钳口。
在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径，刀具中心的运动轨迹与所
需加工零件的实际轮廓并不重合。为了正确加工零件轮廓，进行内轮廓加工时，
刀具中心应偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值；在进行外轮廓加工时，刀
具中心要偏离零件的外轮廓表面一个刀具半径值。这种偏移，称为刀具半径补 偿。
（1）刀具半径补偿建立—G41/G42 1）格式：G01/G00 G41/G42 X_ Y_ D_ F_； 2）各代码含义 ① 此功能代码必须在G00或者G01模式下才能实现； ② G41/G42代表刀具半径左/右补偿； ③ X，Y代表刀具到达此目标点后，刀具半径补偿功能建立完毕； ④ D代表半径补偿号； ⑤ F代表进给量。
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数铣中级实习教案4
复习导入新授课题
活动探究相关工艺复习：对本次课题必须用到的知识进行简单的复习并提问：
①怎样建立工件坐标系
②对刀的目的及意义
③手动加工的基本方法
导入：建立好工件坐标系后如何进行自动加工，导入新课题并提出任务。
轮廓的自动加工
出示任务：
FANUC 0i 系统编程基础指令
一、加工程序格式
1、加工程序号
加工程序号为O和最多4位数字组成，如O××××，其中××××为0000～9999中的某数。
如：O1234。
2、程序段
常见格式为：
3、程序结束符“；”
二、FANUC 0i系统常用M代码
四、基本编程指令
1、G00 快速定位X Y Z
G01 直线插补X Y Z F (mm/min)
GO2 顺圆弧X Y R
G03 逆圆弧X Y R F (mm/min)
G41左刀补：从加工方向望过去，刀具在工件的左侧称之为左刀补。
G42左刀补：从加工方向望过去，刀具在工件的右侧称之为右刀补。
2、刀具补偿功能
(1)刀具补偿功能在数控编程过程中，为了编程方便，通常将数控刀具假想成一个点。
在编程时，一般不考虑刀具的长度与半径，而只考虑刀位点与编程轨迹重合。
但在实际加工过程中，由于刀具半径与刀具长度各不相同，在加工中势必造成很大的加工误差。
因此，实际加工时必须通过刀具补偿指令，使数控机床根据实际使用的刀具尺寸自动调整各坐标轴的移动量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。
数控机床的这种根据实际刀具尺寸，自动改变坐标轴位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。
数控铣床的刀具补偿功能分为刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能。
(2)刀位点刀位点是指加工和编制程序时，用于表示刀具特征的点，如图2-26所示，也是对刀和加工的基准点。
车刀与镗刀的刀位点，通常是指刀具的刀尖；钻头的刀位点通常指
钻尖；立铣刀、端面铣刀的刀位点指刀具底面的中心；而球头铣刀的刀位点指球头中心。
如图数控刀具的刀位点
(3)刀具半径补偿
①刀具半径补偿功能在编制数控铣床轮廓铣削加工程序时，一般按工件的轮廓尺寸进行刀具轨迹编程，而实际的刀具运动轨迹与工件轮廓有一偏移量（即刀具半径），在编程中通过刀具半径补偿功能来调整坐标轴移动量，以使刀具运动轨迹与工件轮廓一致。
因此，运用刀具补偿功能来编程可以达到简化编程的目的。
根据刀具半径补偿在工件拐角处过渡方式的不同，刀具半径补偿通常分为B型刀具半径补偿和C型刀具半径补偿两种。
B型刀具半径补偿在工件轮廓的拐角处采用圆弧过渡，如图2－27a所示的圆弧DE。
这样在外拐角处，刀具切削刃始终与工件尖角接触，刀具的刀尖始终处于切削状态。
采用此种刀具半径补偿方式会使工件上尖角变钝、刀具磨损加剧，甚至在工件的内拐角处还会引起过切现象。
C型刀具半径补偿采用了较为复杂的刀偏计算，计算出拐角处的交点，如图2－27b所示B点，使刀具在工件轮廓拐角处采用了直线过渡的方式，如图2－27b中的直线AB与BC，从而彻底解决了B型刀具半径补偿存在的不足。
FANUC系统默认的刀具半径补偿形式为C型。
下面讨论的刀具半径补偿都是指C型刀具半径补偿。
如图刀具半径补偿的拐角过度方式
a) B型刀具半径补偿 b)C型刀具半径补偿
D值用于指定刀具偏置存储器号。
在地址D所对应的偏置存储器中存入相应的偏置值，其值通常为刀具半径值。
刀具号与刀具偏置存储器号可以相同，也可以不同。
一般情况下，为防止出错，最好采用相同的刀具号与刀具偏置存储器号。
G41、G42为模态指令，G41、G42的取消指令为G40。
☼刀补建立刀补的建立指刀具从起点接近工件时，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程。
该过程的实现必须有G00或G01功能才有效。
☼刀补执行在G41指令或G42指令程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀具半径补偿取消。
在补偿模式下，机床同样要预读两段程序，找出当前程序段刀具轨迹与以下程序段偏置刀具轨迹的交点，以确保机床把下一个工件轮廓向外补偿一个偏置量。
☼刀补取消刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消。
刀补的取消用G40指令或DOO指令来执行，要特别注意的是，G40指令必须与G41指令或G42指令成对使用。
④刀具半径补偿注意事项在刀具半径补偿过程中要注意以下几个方面的问题：
☼刀具半径补偿模式的建立与取消程序段只能在G00或G01移动指令模式下才有效。
当然，现在有部分系统也支持G02、G03模式，但为防止出现差错，在半径补偿建立与取消程序段最好不使用G02、G03指令。
☼为保证刀补建立与刀补取消时刀具与工件的安全，通常采用GO1运动方式来建立或取消刀补。
如果采用G00运动方式来建立或取消刀补，则要采取先建立刀补再下刀和先退刀再取消刀补的加工方法。
☼为了便于计算坐标，可采用切向切人方式或法向切人方式来建立或取
00010：
G90 G94 G40 G21 G17 G54； (程序初始化，设定工件坐标系) G91 G28 Z0；（刀具回Z向零点）
G90 GOO X -60.0Y-60.0；（刀具快速点定位到工件外侧，轨迹1）
Z30．O；（Z向快速点定位，轨迹2）
M03 S600 M08；（主轴正转，开切削液）
G01 Z-5.0 F50；（刀具切削进给至切削层深度，轨迹3）
G41 GO1 X -30.O Y-50.O F1OO DO1;（建立刀具半径补偿，切向切入，轨迹4）
Y30.0；（G17平面切削加工，轨迹5）
X30 0；（轨迹6）
Y-30．O：（轨迹7）
X -50．O；（轨迹8）
G40 GO1 X-60.0 Y-60．O；（取消刀具半径补偿，轨迹9）GOO Z50.0；（刀具Z向退刀）
M30; （主轴停转，程序结束）
图2-6 刀具半径补偿编程实例
a)平面图 b)实体图与刀具轨迹。