第二章零件加工程序的编制
G71
第二章轴套类零件加工程序的编制2.3.3复合循环指令-G71、G70⏹学习目标：⏹1、了解粗车指令的格式及功能；⏹2、了解粗车指令的走刀路线；⏹3、掌握粗车指令的应用。
⏹学习重点：⏹1、G71的格式及功能⏹2、G71的编程方法。
⏹学习方法：⏹生生互动、讨论；⏹教师的讲解、点拨、演示⏹学习过程：⏹一、利用我们前面学习的加工指令，下面请同学们来编写下图所示零件的程序：⏹想一想：我们编写这个程序，感觉如何啊？⏹二、我们今天学习一个新的指令G71，结合资料小组内相互商讨下面的问题。
⏹1、外圆精车循环指令的功能：⏹该指令只需要粗加工背吃刀量、精加工余量和精加工路线，系统便可自动给出粗加工路线和加工次数，完成各外圆表面的粗加工。
⏹切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z轴方向进行⏹2、G71的粗车路线和精车路线⏹每次自动进（吃刀量+退刀量），退（退刀量）直到最后粗车完毕，刀具回到循环起点2.3.3复合循环指令-G71、G70工件如上图所示形状;C——循环起点实线——进刀路线虚线——退刀路线XZ轴的交点为编程原点C是粗车循环的起点，A是毛坯外径与轮廓端面的交点，假定某段程序中指定了由A→A’→B的精加工路线，只要用G71指令，就可实现背吃刀量为Δd，精加工余量为Δu／2和Δw的粗加工循环。
刀具的切削方向取决于AA’方向；e为退刀量，可由参数设定。
⏹3、写出G71指令格式：⏹G71 U(△d )R(e);⏹G71 P(ns) Q(nf ) U△u W△w ;其中:G71为外圆粗车循环指令。
△d为每刀的背吃力量，半径值。
一般45钢件取I-3m 铝件取1.5~3mm.e为退刀量，半径值。
一般取0.5-1.0,ns为指定精加工路线的第一个程序段的段号。
nf为指定精加工路线的最后一个程序段的段号。
△u为X方向上的精加工余量，直径值，一般R0.5m，加工内经轮廓时，为负值(外正,内负)△w为Z方向上的精加余量，一般取0.05-0.1mm4、使用G71编程时的说明：(1)应用G71前必须设一循环起点，上图中的C点。
数控机床加工程序编制课后答案
第一章数控机床基础知识一、单项选择题1、世界上第一台数控机床是( C )年研制出来的。
A)1942 B)1948 C)1952D)19582、下列关于数控机床组成的描述不正确的是( D )。
A)数控机床通常是由控制装置、数控系统、机床本体组成B)数控机床通常是由控制装置、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、辅助控制装置和机床组成C)数控机床通常是由控制装置、数控系统、伺服系统、机床组成D)数控机床通常是由键盘、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床组成3、闭环控制系统的反馈装置是装在( C )。
A)传动丝杠上B)电机轴上C)机床工作台上D)装在减速器上4、用来确定生产对象上几何要素间的( B )所依据的那些点、线、面称为基准。
A)尺寸关系B)几何关系C)位置关系D)相对关系5、工件夹紧的三要素是( A ) 。
A)夹紧力的大小、夹紧的方向、夹紧力的作用点B)夹紧力的大小、机床的刚性、工件的承受能力C)工件变形小、夹具稳定、定位精度高D)工件的大小、材料、硬度6、为了保障人身安全，在正常情况下，电气设备的安全电压规定为( C )。
A)12V B)24V C)36V D)48V7、利用计算机辅助设计与制造技术，进行产品的设计和制造，可以提高产品质量，缩短产品研制周期。
它又称为( C ) 。
A)CD/CM B) CAD/COM C)CAD/CAM D)CAD/CM8、数控装置将所必到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以( D )形式向伺服系统发出执行命令。
A)输入信号B)位移信号C)反馈信号D)脉冲信号9、开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反馈装置。
A)有B)没有C) 某一部分有D)可能有10、CNC系统中的PLC是( A )。
A)可编程序逻辑控制器B)显示器C)多微处理器D)环形分配器11、对于配有设计完善的位置伺服系统的数控机床，其定位精度和加工精度主要取决于( C )。
A)机床机械结构的精度B)驱动装置的精度C)位置检测元器件的精度D)计算机的运算速度12、按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于( A )。
数控加工程序编制
N25钻通孔A,参考平面为工件上表面3mm处，刀具伸出下平面4mm,返回到参考平面，进给速度50mm/min
N30 G98 ;钻B孔,返回到初始平面
N35 G99 ;钻C孔,返回到参考平面
N40 G98 ;钻D孔,返回到初始平面
N45 G00 X0 Y0 T02 M06;快速到达点（0,0,250），换2号刀
N40 M98 P0200；钻四个孔
N45 T03 M06；换03号刀具—倒角
N50 S1500 M03 M08；启动主轴，开冷却液
N55 M98 P0300；给每个孔倒角
N60 T04 M06；换04号刀具—M10丝锥
N65 S200 M03 M08；启动主轴，开冷却液
N70 M98 P0400；对四个孔攻丝
N028G00G43 Z50 H03刀具向下移动到Z=50mm处并建立起刀具的长度补偿
N029 G99 G84 X0 Y20 Z-10 R5 F100在点A1（0,20）处加工螺纹孔，完成后返回参考平面
N030 Y-20 M05在点A2（0,20）处加工螺纹孔，完成后返回参考平面
N031 G00 G49 X0 Y0 Z150退刀至对刀点Q（0，0，150）并取消刀具长度补偿
O003
N001 G92 X0 Y0 Z150建立工件坐标系，并设置对刀点Q（0，0，150）（程序起点）
N002 M06 T01 M03 S600换1号刀，主轴正转，转速600r/min
N003 G90 G00G41 X-50 Y-80 D01绝对编程，刀具快速移动到点A（-50，-80）并建立起1号刀的半径补偿
N20；刀具快速下降到Z=10mm
N30 G98 G81；在点A1处钻通孔，完成后返回初始平面（Z=10mm处）
第二章_数控加工编程基础
2.2 编程的基础知识
2.辅助功能M代码 M指令构成：
地址码M后跟2位数字组成，从M00-M99共100种。
(1) M00—程序停止。
(2) M01—计划（任选）停止。 程序运行前，在操作面板上按下“任选停止” 键时，
才执行M01指令，主轴停转、进给停止、冷却液关 断、程序停止执行。若“任选停止”处于无效状态 时，M01指令不起作用。利用启动按钮才能再次自 动运转，继续执行下一个程序段。
零件图纸
图纸工艺分析 确定工艺过程
数值计算
修
编写程序
改
制备控制介质
校验和试切 错误
4、制备控制介质
将程序单上的内容，经转 换记录在控制介质上，作为 数控系统的输入信息。 注意：若程序较简单，也可 直接通过键盘输入。
零件图纸
图纸工艺分析 确定工艺过程
数值计算
修
编写程序
改
制备控制介质
校验和试切 错误
5、程序的校验和试切
轴转动的圆进给坐标轴分别 用A、B、C表示。
坐标轴正向：由右手螺旋 法则而定。
右手直角笛卡尔坐标系
数控机2.床2的进编给程运动的是基相对础运动知。Y识
具体规定：
①坐标系是假定工件 不动，刀具相对于 工件做进给运动的 坐标系。
+B
X、Y、Z
Y
+A X
Z +C
②以增大工件与刀具
之间距离的方向为 坐标轴的正方向。 Z
a. 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床）
Z轴水平时（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时， X坐标的正方向指向右边。
＋X
Z轴垂直时（立式），对单立柱机床，面向刀具主轴 向立柱看时， X轴的正方向指向右边
数控编程的内容及步骤
（6）程序检验 常用的校验方法有人工法、加工仿
真法、空运行法等。
（7）首件试切 首件试切主要用于发现加工误差，并分
析加工误差产生的原因，加以修正。
数控实训
精度及毛胚形状和热处理的分析，确定 工件在数控机床上进行加工的可行性。
（2）确定工艺过程 工艺过程的内容包括确定工件的定
位基准、选用夹具、确定对刀方式和选 择对刀点、制定进给路线并确定加工余 量、切削参数等。
（3）数学处理 工艺方案确定后，就要根据零件的
几何尺寸和加工路线，计算数控加工所 需的编程数据，如计算零件轮廓中的关 键交点、切点等的坐标。
分析零件图纸，确定工艺方案，进 行数学处理，编写程序单，制备控制介 质及程序校验等。其具体步骤如图3.1所 示：
图3.1 数控机床程序编制的步骤
2）程序编制的步骤 ：
分析工件图样 确定工艺过程
数学处理 编写零件加工程序单
首件试切 程序检验 制备控制介质
（1） 分析工件图样 通过对工件的材料、形状、尺寸、
数控实训
数控编程的内Байду номын сангаас及步骤
数控编制：是指在数控机床上加工零件 时，根据零件图样的要求，将加工零件 的全部工艺过程及工艺参数、位移数据、 辅助运动，以规定的指令代码及程序格 式编写成加工程序，经过调试后记录在 控制介质上，并用控制介质的信息控制 机床的动作，以实现零件的全部加工过 程。
1）零件加工程序编制的内容：
（4）编写零件加工程序单 准备好编程数据后，下一步需编写
零件加工程序单。
编写程序单之前必须了解数控机床 的性能、编程指令以及数控加工过程， 才能编写出正确、合理的加工程序。
（5）制备控制介质 通常将编写好的程序单记录在控制
数控加工的程序编制
第2章 数控加工的程序编制1．概述2.1.1 数控编程的基本概念在数控机床上加工零件时，一般首先需要编写零件加工程序，即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、进给速度等)，然后将零件加工程序输入数控装置，经过计算机的处理与计算，发出各种控制指令，控制机床的运动与辅助动作，自动完成零件的加工。
当变更加工对象时，只需重新编写零件加工程序，而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。
这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列，就是数控加工程序，或称零件程序。
要在数控机床上进行加工，数控加工程序是必须的。
制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制，简称数控编程（NC programming），它是数控加工中的一项极为重要的工作。
2.1.2 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类，一类是手工编程；另一类是自动编程。
手工编程1.手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验，均由人工来完成。
对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件，数控编程计算较简单，程序段不多，手工编程即可实现。
但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件，特别是空间复杂曲面零件，数值计算则相当繁琐，工作量大，容易出错，且很难校对。
据资料统计，对于复杂零件，特别是曲面零件加工，用手工编程时，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比，平均约为30：1。
数控机床不能开动的原因中，有20～30％是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。
因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，采用手工编程已不能满足要求，而必须采用自动编程方法。
2. 自动编程进行复杂零件加工时，刀位轨迹的计算工作量非常大，有些时候，甚至是不现实的。
空心轴类零件加工工艺设计及程序编制
论文题目： 年 级： 院 系： 学生姓名： 指导教师： 年 月空心轴类零件加工工艺设计及程序编制10级机电3班机电学院1231232013年5月摘要空心轴是在轴的中心制一个孔或通孔，它通常是和轴承配合在机架或箱体上以实现传递运动和动力。
空心轴有的内壁光滑，有的有键槽，轴体的外面有阶梯形圆柱。
空心轴不但占用空间体积少，还可减轻设备重量、简化结构。
空心轴零件内部可穿测量电线，压缩空气，加入液压油或润滑油，或者做机器人的手臂等，还可以和其他零件进行配合，螺纹连接等。
虽空心轴有如此多的好处与用处，但空心轴类零件的加工却有它的难处，例如细长轴、内工艺槽、键槽以及有工艺精度等的加工。
所采用的加工设备也根据加工类型的不同而不同，但大多数是用数车加工。
关键词：空心轴；工艺；程序；数控车床AbstractThe hollow shaft is prepared in the center of the axis of an aperture or through hole, which is usually fitted in the rack or cabinet and bearing to transmit motion and power. Some hollow shaft wall is smooth, some keyway stepped cylindrical shaft body outside. Hollow shaft not only take up less space volume, can also reduce the weight of the equipment, and simplify the structure. Inside the hollow shaft wear measurement wire, compressed air, adding hydraulic oil or lubricating oil, or do the robot arm, and other parts with threaded connection. Although there are so many benefits and useful hollow shaft, hollow shaft parts processing it has difficulties, such as slender shaft axis process tank, keyways, and process precision machining. The processing equipment used is also different depending on the type of machining, but most are processed with several vehicles. Keywords:Hollow shaft; process; program; CNC lathe;目录绪论 (1)第1章空心轴类零件的加工 (2)1.1空心轴类零件的公用与结构特点 (2)1.2空心轴类零件加工的技术要求 (2)1.3空心轴类零件加工的主要困难及措施 (2)1.4空心轴类零件的材料、毛坯以及热处理 (3)1.5空心轴类零件的加工工艺分析 (4)第2章空心轴类零件的程序编制 (5)2.1数控编程的概念 (5)2.2手编数控程序的特点与步骤 (6)2.3数控车编程如何确定加工方案 (7)第3章空心轴实例数控加工简单分析 (8)3.1实例加工工艺简单分析 (9)3.2 基本数控车的程序编制 (12)参考文献 (14)Deep hole in the machine tool spindle and DF Introduction (15)绪论国内空心长轴深孔的长径比很大，由于其刀具系统自身的刚性差，在切削过程中极易产生让刀变形和机械振动，不仅制约了生产效率的提高，造成零件内孔中心线偏移，也直接导致加工表面质量的下降。
数控加工程序编制-铣削编程-2平面轮廓类零件的程序编制
大值，但最大不能超过3/4d。
二、相关知识
（五）切削参数的选择
2．进给量F的选择
进给速度F与铣刀每齿进给量f、铣刀齿数z及主轴转速n（r/min）的
关系为：F＝f×z（mm/r）或F＝n×f×z（mm/min）
工件材料
低碳钢 中、高碳钢 灰铸铁 可锻铸铁 合金钢 工具钢 镁合金铝
0.2～0.8 0.006～0.1
适用范围
适用于工件的端面加工
一般不淬硬平面(端铣的 表面粗糙度可较小)
精度要求较高的不淬硬平 面，批量较大时宜采用宽
刃精刨方案
精度要求较高的淬硬平面 或不淬硬平面
适用于大量生产中加工较 小的不淬硬平面
适用于高精度平面的加工
二、相关知识
（二）平面加工方法的选择
加工平面时，尽可能选择进刀点在工件外，加工完 毕后刀具退至工件外。
定一个坐标平面，才能使机床在加工过程中正常执行刀具 半径补偿及刀具长度补偿功能。
坐标平面选择指令的主要功能就是指定加工时所需的 坐标平面。
编程格式：G17/（G18/G19） 其中：G17表示指定XY坐标平面，G18表示指定XZ坐标平 面，G19表示指定YZ坐标平面。 G17为系统默认状态，在编程时G17可省略。
二、相关知识
（六）功能指令
在三个平面上圆弧插补G2／G3的方向规定
二、相关知识
（六）功能指令
X／Y平面G2／G3圆弧编程的几种方式
二、相关知识
（六）功能指令
编程格式 在XY平面内的圆弧： G17 G2/G3 X… Y… I… J… ；圆心和终点 G2/G3 CR=… X… Y… ；半径和终点 G2/G3 AR=… I… J… ；张角和圆心 G2/G3 AR=… X… J… ；张角和终点 在XZ平面内的圆弧： G18 G2/G3 X… Z… I… K… ；圆心和终 G2/G3 CR=… X… Z… ；半径和终点 G2/G3 AR=… I… K… ；张角和圆心 G2/G3 AR=… X… K… ；张角和终点
数控技术 题库
第一章概论一、选择题1.数控机床的控制核心是。
a) 数控系统b) 专用软件c)CPU2.FMS是指。
a）直接数控系统；b）自动化工厂；c）柔性制造系统；d）计算机集成制造系统3.编排数控加工工序时，为了提高精度，可采用。
a)精密专用夹具； b）一次装夹多工序集中；c)流水线作业法； d）工序分散加法。
4.加工中心与普通数控机床区别在于。
a)有刀库和自动换刀装置； b）转速c）机床的刚性好；d）进给速度高。
5.“CNC”的含义是（）A．数字控制B. 计算机数字控制 C.网络控制6.数控机床是在（）生的。
A．日本 B. 美国 C. 英国7.数控机床的核心是（）A．伺服系统B. 数控系统 C. 反馈系统 D. 传动系统8.开环控制系统用于（）数控机床上。
A．经济型 B. 中、高档 C. 精密9.心与数控铣床的主要区别是（）。
A. 数控系统复杂程度不同B. 机床精度不同C. 有无自动换刀系统10. 基本控制轴数是（）A．一轴 B. 二轴 C.三轴 D. 四轴28.加工精度高、（）、自动化程度高、劳动强度小、生产效率高等是数控机床加工的特点。
A.加工轮廓简单，生产批量又特别大B.加工对象适应性强C. 夹装困难或必须依靠人工找正，定位才能保证其加工精度的单件零件D.适于加工余量特别大，材料和余量都不均匀的零件10.二、填空题1.数控机床组成包括CNC数控系统和机床主体两大部分。
2.数控机床的类型按加工功能分为金属切削类、金属成型类、特种加工类和其他等几种类型。
3.简单地说，是否采用数控机床进行加工，主要取决于零件的复杂程度；而是否采用专用机床进行加工，主要取决于零件的生产批量。
4.数控机床的基本组成包括_____输入装置______、____数控系统________、__伺服测量反馈系统、____辅助控制装置______、加工程序及机床本体。
5.FMC代表________柔性制造单元__________，FMS代表___柔性制造系统_______________，CIMS代表_________计算机集成制造系统_________。
数控技术 第二章 零件加工程序的编制
第一节 概述
一 数控机床程序编制的内容和步骤
主要内容；分析零件图纸，确定加工工艺过程，进行数学处理， 编写程序清单，制作控制介质，进行程序检查，输入程序 以及工件试切。
分
编
数
析工数写程程数控
零艺学程序序控机
件处处序输检系床
图理理清入查统试
样
单
切
零件 毛坯
成品 零件
2-1 数控机床的编程步骤
一 数控机床程序编制的内容和步骤
(一)分析零件图样和工艺处理 1 选择合适的对刀点 对刀点----刀具相对零件运动的起点，又称起刀点。 刀位点----刀具在机床上的位置是由刀位点的位置来表示的。 立铣刀、端铣刀和钻头而言，是指他们的底面中心； 球头铣刀，是指球头球心； 对车刀和镗刀是指它们的刀尖。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
铣内圆轮廓，路线为1→A→2→3（偏心圆）→B→4（工件轮廓） →B→5（偏心圆）→C→6→1。
非圆曲线平面轮廓的铣削同样要切入和切出延伸。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
铣削内轮廓表面时，切入和切出无法外延，这时铣刀可沿零件 轮廓的法线方向切入和切出，并将其切入、切出点选在零件轮廓两 几何元素的交点处。
+X
一 坐标轴
3）Y轴 ➢ 按照右手直角笛卡尔坐标系来判断。
+Z
+Y
+X +Y
+Z +X
一 坐标轴
+Z +Y
+X 龙门数控铣床
+Z
+X +Y
立式5轴联动数控铣床
一 坐标轴
4）旋转运动A、B和C轴 ➢ A、B和C轴分别表示X、Y和Z轴的旋转方向，按照右旋螺纹前
零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计_机械制造技术基础_课程设计指导书[管理资料]
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零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计机械制造技术基础课程设计指导书目录第一章概述 (03)第二章机械加工工艺规程的制定 (08)第一节零件的分析与毛坯的选择 (09)第二节工艺路线的拟定 (10)第三节工序设计及工艺文件的填写 (13)第三章机床夹具设计 (16)第一节夹具设计的步骤 (16)第二节夹具设计举例 (21)附录一机械制造技术基础课程设计说明书实例 (28)附录二部分相关标准 (63)第一章概述机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本设计能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面应用训练。
机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。
即以给定的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。
一、课程设计的目的机械制造技术基础课程设计是为未来从事机械制造技术工作的一次基本应用能力的全面训练。
通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。
在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。
1、能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。
2、提高结构设计能力。
学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。
3、学会使用手册、图表及数据库资料。
掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。
二、课程设计的内容1、课程设计题目。
机械制造技术基础课程设计题目为：XXXX 零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计2、课程设计的内容。
数控加工程序编制-加工中心-孔类零件程序编制全解
G88循环
二、相关知识
（二）固定循环功能
（5）精镗循环（G76） 指令格式： G76 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_
精镗时，主轴在孔底定向停止后，向刀尖反方向移 动，然后快速退刀。
这种带有让刀的退刀不会划伤已加工平面，保证了 镗孔精度。
程序格式中，Q 表示刀尖的偏移量，一般为正数， 移动方向由机床参数设定。
1
钻中心孔
2
钻φ5mm通孔
3
攻丝
螺纹孔加工工序卡
刀具规格
类型
材料
A4中心钻
高速钢
Φ4.2mm麻花钻 高速钢
M5mm细牙丝锥 高速钢
主轴转速 （r/min）
1200 600 80
进给速度 （mm/min）
20 30 64
（6）编制零件螺纹孔钻中心孔加工程序
四、拓展知识
用西门子802D孔及螺纹加工循环指令加工图零件。
（二）固定循环功能
（2）带停顿的钻孔循环（G82） 指令格式：
G82 X_Y_Z_P_R_F_
G82循环
该指令除了要在孔底暂停外，其它动作与G81相同。暂 停时间由地址P给出。此指令主要用于加工盲孔，以提 高孔深精度。
二、相关知识
（二）固定循环功能
（3）断屑式深孔加工循环（G73）
指令格式： G73 X_Y_Z_Q_R_F_
三、工作任务的完成
（一）数控加工工艺的制订
4.刀具准备，填写刀具卡
序号
1 2 3
4
5 6 7
刀具号
T05 T06 T07
名称 麻花钻 麻花钻 镗刀
T08 镗刀
T09 中心钻 T10 机用铰刀 T11 麻花钻
刀具规格 直径
数控车零件工艺设计及程序编制
数控车零件工艺设计及程序编制————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：个人收集整理勿做商业用途题目: 数控车零件工艺设计及程序编制姓名: 李胜胜学院: 工学院专业：机电一体化班级：09机电一体化学号：指导教徐秀英职称: 讲师师：20 年月日成人教育学院制个人收集整理勿做商业用途摘要：本次设计主要是对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工,首先对数控加工技术进行了简单的介绍，然后根据零件图进行数控加工分析。
第一，根据本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相关因素选用刀具及刀柄和零件的轮廓特点确定需要7把刀具分别为外圆粗车刀、外圆精车刀、外切槽刀、外螺纹刀、内镗孔刀、内切槽刀.第二，针对零件图图形进行编制程序，此零件为轴类零件,外轮廓由直线、圆弧和螺纹组成，零件的里面要镗出一个锥孔，在加工过程中，工件需要调头钻孔再镗孔,第三，早钻孔对刀时要先回参考点，要以孔中心作为对刀点,刀具的位置要以此来找正,使刀位点与换刀点重合.关键字:刀具的确定、走刀路线的选择、刀具的对刀点、工件的定位。
Abstract: The design of the CNC machining process analysis and processing of specific parts diagram, a brief introduction, the first CNC machining technology and CNC machining parts diagram analysis. First, according to the parts and materials processing operations，the cutting parameters and other relevant factors, selection of tools and tool holders and parts of the outline of the characteristics of seven tools to determine the need for cylindrical rough turning tool，Finish Turning Tool, external grooving knife external thread cutter，within boring knife, cut inside slot knife。
《数控原理与数控技术运用》(课程代码：05785)课程考试大纲要点
广东省高等教育自学考试《数控原理与数控技术运用》（课程代码：05785）课程考试大纲目录一、课程性质与设置目的二、考试内容与考核目标第一章概述第一节数字控制与数控机床第二节数控机床的分类第三节数控机床的选型第四节数控技术的发展第二章零件加工程序的编制第一节数控编程的基本知识第二节数控加工工艺基础第三节数控加工指令第四节数控编程典型实例第五节自动编程第三章数控机床加工控制原理第一节数控装置的工作过程第二节插补原理第三节进给速度控制原理第四节刀具补偿原理第四章数控装置第一节数控装置的组成及作用第二节数控装置的硬件系统第三节数控装置的软件系统第四节数控装置的输入/输出接口第五节数控装置的PLC控制功能第六节基于PC的数控系统开发实例第五章位置检测装置第一节概述第二节光栅第三节脉冲编码器第四节旋转变压器第五节感应同步器第六节磁栅第七节球栅第六章数控机床的伺服系统第一节伺服系统的基本概念第二节步进电动机及其驱动装置第三节交流伺服系统第四节机床进给伺服系统设计第五节伺服系统的性能对加工精度的影响第七章机床的数控化改造第一节机床数控化改造的意义第二节数控化改造的内容与改造方案第三节机械部分改造设计第四节数控系统的选型第五节普通车床数控化改造实例三、关于大纲的说明与考核实施要求【附录】题型举例一、课程性质与设置目的（一）课程性质与特点《数控原理与数控技术运用》是全国高等教育自学考试机械制造与自动化专业一门重要的专业课，它以数控机床为对象，研究数控加工程序编制、数字控制系统的工作原理、组成及其在数控机床上的应用，是为培养自学应考者在掌握数控机床基本结构、工作原理的基础上熟练进行数控加工编程而设置的一种应用型课程，共5个学分。
本课程注重实践教学环节，岗位适应性与实用性强。
（二）课程的基本要求通过本课程的学习，自学应考者应掌握数控加工程序编制、数控技术的基本原理和基础知识；学会合理地选用和设计组成数控机床的数控装置及伺服系统，具备编写典型零件数控加工程序、正确使用数控设备的能力。
数控第二章
（6）圆弧插补指令（G02、G03)
指令格式：①用I、J、K指定圆心位置 G02（G03） X__Y__Z__I__J__K__F__；
②用R指定圆心位置 G02（G03） X__Y__Z__R__F__； 功能：以F给定的进给速度，在平面内从当前位置沿圆弧轨迹运动到终点位置。
（2）工件坐标系设定（G92、G50） 指令格式：G92(或G50) X__Y__Z__；
功能：G50和G92是用来设置刀具的对刀点在编程坐标系里的位置的。 G50用于车床 G92用于铣床或车床
第二章 数控编程基础知识
说明： ①X、Y、Z表示编程原点与对刀点的距离。 ②应在刀具的其它运动指令之前使用G92和G50，先设定编程坐标系。 ③系统执行该指令后，刀具并不运动，系统会根据指令中的X、Y、Z 推算出编程原点。
第二章 数控编程基础知识
（6）分配数控加工中的容差，规定编程误差，处理数控机床上的部分工艺指令。 （7）编制加工工艺文件
二、 数控加工工艺分析与设计
数控加工工艺的实质： 就是在分析零件精度和表面粗糙度的基础上，对数控加工的方法、装夹 方式、切削加工进给路线、刀具使用以及切削用量等工艺内容进行正确 合理的选择。
那么，两个坐标系是如何转换的？
对刀点
机床坐标系
编程坐标系
因此，数控机床坐标系统可概述为两系一点。
第二章 数控编程基础知识
四、数控编程的特征点
1.刀位点：刀位点相对运动的轨迹即加工路线，也称编程轨迹。 车刀：刀尖或刀尖圆弧中心 铣刀：刀具端面中心或球心
2.对刀点：是指在加工零件时，刀具相对工件运动的起点。 也称为程序起始点或起刀点。
包括内容
零件轮廓中几何元素的基点 插补线段的节点 刀具中心位置 辅助计算
第二章 机械加工工艺规程的设计
图 1－4 以棒料制造阶梯轴的工作行程
注意： 1）构成工步的任一因素改变后，均视为另一工步 2）在工件一次安装中,连续进行若干相同工步，
为简化工艺文件,可视为一个复合工步。 3）采用多刀加工均视为一个复合工步。
X
√
X√
应尽量减少使用刀具的种类
X√
X√
减少加工的安装次数
镗孔
（2）零件结构应便于度量 锥孔两端最好留有圆柱面 花键齿采用偶数
（3）零件结构应有足够的刚度
对该轴类零件进行工艺审查：
生产类型为中批量。 毛坯为锻件， 材料为40Cr， 零件需作调质处理， 硬度HB240-280
多轴肩
粗糙度太低 缺退刀槽
（2）最终热处理 最终热处理安排在半精加工以后和磨削加工之前 （但有氮化处理时，应安排在精磨之后），主要用于提 高材料的强度和硬度。 调质处理：初加工或半精加工以后，使钢材获得一 定的强度、硬度及良好的冲击韧性等； 淬火、渗碳淬火：半精加工以后，提高表面硬度； 氮化、氰化：精加工之后，提高表面的耐磨性、耐 疲劳性、耐蚀性及耐高温性。
一、机械加工工艺规程的作用
1、是生产准备工作的依据 2、是组织生产的指导性文件 3、是新建和扩建工厂（或车间）时的原始资料 4、便于积累、交流和推广行之有效的生产经验
二、 机械加工工艺规程的制订程序
（一）机械加工工艺规程的设计原则
1、确保加工质量，达到产品图样所提出的技术条件。 2、提高生产率，按期完成并力争超额完成生产任务。 3、减少人力和物力的消耗，降低生产成本。 4、降低工人的劳动强度，提供安全良好的工作条件。
所谓经济精度及表面粗糙度是指在正常加工条件 下某一加工方法所能保证的加工精度及表面粗糙度。
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一 数控机床程序编制的内容和步骤
大余量切除的走刀次数要少，每一次走刀应切除尽 可能多的加工内容，尽量减少或缩短空行程。
左图为车削大余 量走刀，用4次大的 背吃刀量，再用一次 精车全部外表面。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
(2)在车削与铣削零件时，应尽量避免径向切入和切出，而应沿零 件的切向切入和切出。
2 坐标字（尺寸字） XYZ UVW PQR ABC IJ K
3 进给功能字F: 它给出的是刀具中心的进给速度，指各坐标方向速度 的矢量和。单位取决于数控系统的工作方式和用户的规定。可以是 mm/min、in/min、r/min、mm/r、in/r、°/min
4 主轴转速功能字S:规定主轴转速。如S300表示主轴转速为300r/min 5 刀具功能字T: 进行换刀或选刀
第二章 零件加工程序的编制
第一节 概述
一 数控机床程序编制的内容和步骤
主要内容；分析零件图纸，确定加工工艺过程，进行数学处理， 编写程序清单，制作控制介质，进行程序检查，输入程序 以及工件试切。
分
编
数
析工数写程程数控
零艺学程序序控机
件处处序输检系床
图理理清入查统试
样
单
切
零件 毛坯
成品 零件
2-1 数控机床的编程步骤
对于刀具旋转的机床（如铣床、镗床、钻床等） 如Z轴是水平的，从主轴向工件方向看，X轴的正方向指向右。
+Z +X
一 坐标轴
如Z轴是垂直的，单立柱机床，从刀具主轴看向立柱，X轴的正方 向指向右。 +Z +Z
+X +X
立式5轴数控铣床的坐标系
一 坐标轴
+Z
Z轴垂直（立式），双立柱机
床(龙门机床)，从刀具向左立柱 看时，X轴的正方向指向右边。
XZ平面: G18 G02(G03) X_Z_ I_K_(R_) F_;
YZ平面: G19 G02(G03) Z_Y_ J_K_(R_) F_;
一个平面的加工能力，G17~G19可不必书 写
三 圆弧插补指令G02 G03
+X
一 坐标轴
3）Y轴 按照右手直角笛卡尔坐标系来判断。
+Z
+Y
+X +Y
+Z +X
一 坐标轴
+Z +Y
+X 龙门数控铣床
+Z
+X +Y
立式5轴联动数控铣床
一 坐标轴
4）旋转运动A、B和C轴 A、B和C轴分别表示X、Y和Z轴的旋转方向，按照右旋螺纹前进
的方向。 +Z
+Y +C
+Z +A
二 坐标系
3 设定工件坐标系 ISO标准规定设定工件坐标系的选择指令是G92(非模态)
G92 X_Y_;
图2-11 设定工件坐标系
二 坐标系
G92的另一种功能是移动由G54~G59.3规定的坐标系。
G92
二 坐标系
4 工件坐标系的零点偏置 G52 X_Y_Z_;
G52和G92的区别:
此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量 和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀还是多次 走刀来完成加工，以及在铣削加工中是采用顺铣还是采 用逆铣等。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
铣内槽走刀路线 a 行切法 b 环切法 c 行切法最后环切一刀光整轮廓表面
图a用行切法，路线短，但工件轮廓周边有较大的残留余量。 图b为环切法，计算较复杂且路线较长。 图c用行切法粗铣，最后精铣轮廓一周，既保证了加工质量，又使 计算简单，路线也较短。
加工过程中，工件、刀具、夹具、机床系统处于弹 性变形的平衡状态下，进给停顿时，切削力减小，会改 变系统的平衡状态。刀具会在进给停顿处的零件表面留 下划痕，因此在轮廓加工中应避免进给停顿。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
3)要选择工件在加工后变形较小的路线。例如对细长零 件或薄板零件，应采用分几次走刀加工到最后尺寸。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
2 确定加工路线 加工路线——加工过程中刀具相对于工件运动的轨迹。 加工线路的确定应考虑以下几方面的问题: (1)应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间
一 数控机床程序编制的内容和步骤
b
b
a n个
蓝线长=nb+(n-1)a +切入段+切出段
a n个
查机床运动轨迹与动作的正确性。 在具有图形显示的机床上，用模拟刀具进行试削过程的方法
进行校验。
二 数控机床的编程方法
手动编程 定义：整个编程过程由人工完成。对编程人员的要求高（熟悉 数控代码功能、编程规则，具备机械加工工艺知识和数值计 算能力） 适用：① 几何形状不太复杂的零件； ② 三坐标联动以下加工程序
程序段序号 准备功能字
坐标字
进给功能字 刀具功能字
主轴转速功能字
辅助功能字 结束符
一 程序的结构与格式
图2-2 点位加工过程
二 功能字
1 准备功能字（G代码）:使机床做某种操作的指令。G00～G99 模态代码一旦执行就保持有效，直到同组另一代码出现 非模态代码只有在它所在的程序段内有效
二 功能字
二 功能字
6 辅助功能字(M功能)：表示机床在操作时，各种辅助动作及其状态。 M00～M99。分模态与非模态 辅助功能代码与坐标代码同时执行 G00 M08 快进与开冷却液 坐标移动指令之前执行M代码。“前置” G00 M03 快进与主轴正转 反之“后置” G00 M02 快进与程序结束 M00: 程序停止 M01: 可选择程序停止 M02 :程序结束，指针指向程序头 M30 : 程序结束并倒带，指针指向程序头
二 数控机床的编程方法
图形交互式自动编程 定义：利用被加工零件的二维和三维图形，由专用软件用窗口对 话框的方式生成的加工程序。 适用：对复杂的曲面加工更为方便。
第二节 数控机床编程的基础知识
一 程序的结构与格式
加工程序 主程序和子程序 程序段(block) 字(word) 字母和数据
N××××G××X±××××.×××Y±××××.×××F××S××T××M××；
一 数控机床程序编制的内容和步骤
如图为陀螺转子，用数控车床加工。 图a为矩形走刀路线，当轴向进刀时切削力陡增，排屑不畅，易崩刀 图b为斜线走刀路线，切削截面由小逐渐增大，切削力渐增，排屑也畅， 切削条件得以改善。 由于取消了轴向进刀，程序段数可减少一半。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
3 程序编制中的误差
+C
+X
+X
+Y
一 坐标轴
5）附加坐标轴 U、V、W和P、Q、R，
与X、Y、Z平行。
+W +Z
+A +C
+X +Y
立式5轴数控铣床的坐标系
一 坐标轴
卧式车床
立式铣床
一 坐标轴
卧式铣床
五坐标摆动式镗铣床
一 坐标轴
卧式5轴数控铣床
一 坐标轴
一 坐标轴
二 坐标系
1 机床坐标系 是机床上固有的坐标系，是机床回参考点操作完成以后建立的。一 旦建立起来就不受控制程序和设定新坐标系的影响。 选用机床坐标系的指令:G53
二 功能字
7 刀具偏置字( D和H ) G42 D01 G43 H02
第三节 坐标系
一 坐标轴
2-3 右手坐标系统
一 坐标轴
坐标轴方向：定义为刀具相对工件运动的方向。 编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进 行编程。
一 坐标轴
1)Z轴： 对于车床、磨床等主轴带动工件旋转，对于铣床、钻床、镗床 等主轴带着刀具旋转，那么与主轴平行的坐标轴即为z轴。 如果机床没有主轴(如牛头刨床)或有多个主轴，那么z轴垂直于 工件装卡面。 主轴能摆动 在摆动的范围内其轴线只与标准坐标系中的某一坐标平行 时，则该坐标便是Z坐标； 若在摆动的范围内其轴线可与多个坐标平行，则取垂直于 工件装夹面的方向为Z坐标。
现代数控机床，多采用键盘把程序输入到计算机中。在通信 控制的机床中，程序可以由计算机接口传送。
一 数控机床程序编制的内容和步骤
(五)程序校验和试切削 校验通常的方法是将控制的内容输入到数控装置中进行机床
的空运转检查。 对于平面轮廓的工件，可在机床上用笔代替刀具。坐标纸代
替工件进行空运行进行绘图。 对于空间曲面零件，可用木料或塑料工件进行试切，以此检
N5 G01 G55 X25 Y25; N6 G52 X10 Y10;
G92G52
二 坐标系
取消工件坐标系的零点偏置: （1）用G52 X0Y0Z0 （2）用G92移动有零点偏置的坐标系 （3）程序执行结束遇到M30或M02代码
第四节 常用编程指令
一 快速定位方式(G00)
G00 X_Y_Z_; (模态)
二 坐标系
2 工件坐标系 工件零点偏置
二 坐标系
Z轴
Y轴 X轴
Y轴偏置量
Z 轴 偏 置 量 X轴偏置量
机床原点
工件原点
Z轴
Y轴
X轴 Z轴偏置量
Y 轴 偏 置 量
X轴偏置量
机床原点
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
二 坐标系
设定工ห้องสมุดไป่ตู้坐标系指令：G54 G55 G56 G57 G58 G59 G59.1 G59.2 G59.3
编程误差：程序编制的允许误差。一般为工件允许误差的1/5~1/10。