《数控加工工艺与编程》实验指导书.pdf

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1、 数控加工工艺与编程 实验指导书 机电教研室 2010-01 数控加工工艺与编程实验指导书 数控加工工艺与编程实验指导书 使用说明 数控加工工艺与编程实验指导书适用于机械设计制造及其自动化本科专业和机械设计及制造专科等专业，共有验证型实验0个、综合型实验2个、设计型实验0个。其中：机械设计制造及其自动化专业实验 6 学时，实验/理论学时比为6：30，包括 数控车床操作加工仿真实验 和 加工中心操作加工仿真实验 共 2 个实验项目；机械设计及制造专业实验 6 学时，实验/理论学时比为6：30，包括 数控车床操作加工仿真实验 和 加工中心操作加工仿真实验 共 2 个实验项目。本实验现有主要实验设备

2、 台（套），每轮实验安排学生 人，每组 人，每轮实验需要安排实验指导教师 1 人。本实验通过在计算中心上机完成。实验指导书执笔人：孙磊 实验指导书审核人：1数控加工工艺与编程实验指导书 实验一：数控车床操作加工仿真实验实验一：数控车床操作加工仿真实验 实验学时：2 实验类型：（验证型、综合型、设计型）实验要求：（必修、选修）一、实验目的一、实验目的 1、掌握手工编程的步骤；2、掌握车削加工的步骤；3、掌握数控车床加工仿真系统的操作流程；4、了解数控车床综合加工工艺，掌握直线、圆弧、螺纹、复合循环、刀偏及半径补偿等编程指令，提高综合运用能力。二、实验仪器与设备二、实验仪器与设备 1、图形工作站（

3、计算机）；2、数控加工仿真软件。三、实验原理及主要知识点三、实验原理及主要知识点 数控程序手工编制的主要内容有：分析零件图纸，进行工艺处理和数值计算，编写零件加工程序、校对程序及首件试切。数控车床具有广泛的加工性能，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。数控车床主要用于加工轴类和盘类等回转体零件，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。数控车床的编程特点：1、在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合编程。大多数数控车床用 X、Z 表示绝对坐标，用 U、W 表示增量坐标。2、数控车床的编程有直径

4、、半径两种方法。3、为提高工件的径向尺寸精度，X 向的脉冲当量取 Z 向的一半。4、数控车床上的工件毛坯大多为圆棒料，加工余量较大，一个表面往往需要进行多次反复的加工，如果对每个加工循环都编写若干个程序段，就会增加编程的工作量。为了简化加工程序，一般情况下，数控车床的数控装置中都有车外圆、车端面和车螺纹等不同形式的循环功能，可进行多次重复循环切削。（1）外径、内径粗加工循环指令 G71 2数控加工工艺与编程实验指导书 它适用于圆柱毛坯料粗车外径和圆筒毛坯料粗车内径，如图 1-1 所示。图 1-1 内、外径粗车循环 G71 指令格式：G71 U（d）R（e）G71 P（ns）Q（nf）U（u）W

5、（w）F（f）S（s）T（t）其中，d背吃刀量（沿垂直轴线方向即 AA方向）；e退刀量；ns循环程序中第一个程序段的顺序号；nf循环程序中最后一个程序段的顺序号；u径向（X 轴方向）的精车余量（直径值），w轴向（Z 轴方向）的精车余量；f、s、tF、S、T 代码。注意：nsnf 程序段中即使指令了 F、S、T 功能，对粗车循环也无效。当上述程序指令的是工件内径轮廓时，G71 就自动成为内径粗车循环，此时径向精车留量 u 应指定为负值。G71 只能完成外径或内径粗车。（2）固定形状粗车循环 G73 它适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时的粗车。图 1-2 固定形状粗车循环 G73 3数控加

6、工工艺与编程实验指导书 指令格式：G73 U（i）W（k）R（d）G73 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F（f）S（s）T（t）；其中，ns、nf、u、w、f、s、t 与 G71 指令中相同；iX 方向总退刀量（半径值）；kZ 方向总退刀量；d粗切循环次数。（3）精车循环 G70 当用 G71、G72、G73 粗车工件后，必须用 G70 来指定精车循环，切除粗加工中留下的余量。在精车循环 G70 状态下，nsnf 程序中指定的 F、S、T 有效；当 nsnf 程序中不指定的 F、S、T 时，粗车循环中指定的 F、S、T 有效。指令格式：G70 P（ns）Q（nf）其中，ns指定精车循环的

7、第一个程序段的顺序号；nf指定精车循环的最后个程序段的顺序号。（4）螺纹切削循环 G92 螺纹切削循环 G92 为简单螺纹循环，该指令可切削锥螺纹和圆柱螺纹。指令格式：G92 X（U）Z（W）RF；式中 F 为螺纹导程。a）圆锥螺纹循环 b）圆柱螺纹循环 图 1-3 螺纹循环 G92 如图 1-3 所示，a）为圆锥螺纹循环，b）为圆柱螺纹循环。刀具从循环点开始，按 A、B、C、D 进行自动循环，最后又回到循环起点 A。图中虚线表示按 R 快速移动，实线表示按 F 指定的工作进给速度移动。X、Z 为螺纹终点（C 点）的坐标值；U、W 为螺纹终点坐 4数控加工工艺与编程实验指导书 标相对于螺纹起点

8、的增量坐标，R 为锥螺纹起点和终点的半径差。加工圆柱螺纹时 R 为零，可省略。（5）螺纹切削复合循环指令 G76 该指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。图 1-4 所示为螺纹走刀路线及进刀方式。a）走刀路线 b）进刀方式 图 1-4 螺纹切削复合循环指令 G76 指令格式：G76 P（m）（r）（）Q（dmin）R（d）；G76 X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（d）F（f）；其中，m精加工重复次数；r倒角量；刀尖角；dmin最小切入量；d精加工余量；X（U）Z（W）一一终点坐标；i螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺 5数控加工工艺与编程实验指导书 纹时，i0

9、。加工圆锥螺纹时，当 X 向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，i 为负，反之为正。k螺牙的高度（X 轴方向的半径值）；d第一刀切入量（X 轴方向的半径值）；f螺纹导程。注 1：G92 与 G76 的比较：G92 螺纹切削循环采用直进式进刀方式，由于刀具两侧刃同时切削工件，切削力比较大，而且排屑困难，两切削刃容易磨损。在切削螺距大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径加工误差。但由于其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距高精度的加工。由于刀刃在加工过程中易磨损，因此在加工中要经常测量。G76 螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于刀具单刃切削工件，刀刃容易损伤和磨损，使加工

10、的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单刃切削，刀具负载小，易排屑，并且切削深度为递减式，因此，此加工方法一般用于大螺距低精度的螺纹加工。如果需要加工高精度、大螺距的螺纹，则可采用 G92、G76 混用的办法，即先用 G76 完成粗加工，再用 G92 完成精加工。需要注意的是粗、精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣。注 2：常用螺纹切削的进给次数与吃刀量 表 1-1 常用螺纹切削的进给次数与吃刀量（米制螺纹）米 制 螺 纹（直径值，单位：mm）牙深：0.6495P 螺距（P）1 1.0 0 1 1.5 5 2 2.0 0 2 2.5 5 3 3.0 0 3 3.5 5

11、4 4.0 0 牙深 0.649 0.974 1.299 1.624 1.949 2.273 2.598 1 次 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.5 2 次 0.4 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 3 次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 4 次 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 5 次 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 6 次 0.15 0.4 0.4 0.4 7 次 0.2 0.2 0.4 8 次 0.15 0.3 背 吃 刀 量 及 切 削 次 数 9 次 0.2（6）编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上

12、为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧，因此为提高工件的加工精度，当编制圆头刀程序时，6数控加工工艺与编程实验指导书 需要对刀具半径进行补偿。数控车床的数控装置中都有刀具补偿功能。在加工过程中，对刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖的圆弧半径的变化，都无需更改加工程序，只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到存储器中，刀具便能自动进行补偿（G41、G42）。数控车床中的刀具补偿包括刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿。刀补指令用 T 代码表示。常用 T 代码格式为：T，即 T 后可跟 4 位数，其中前两位表示刀具号，后两位表示刀具补偿号。当补偿号为 0 或 00 时，表示不进行

13、补偿或取消刀具补偿。编程时一般习惯于刀具号和刀具补偿号相同。1）刀具位置补偿（刀具长度补偿、刀具偏置、刀具偏移）刀具位置补偿主要应用在以下几种情况中。当用用多把刀具加工时，只需要对一把基准刀，其余刀具可利用刀具补偿功能，将其与基准刀尖之间的位置偏差，都偏置到同一个基准点上。刀具在加工过程中都会有不同程度的磨损，这时的刀尖位置与磨损前的刀尖位置存在偏差，必然产生加工误差。这种情况不需要对工件重新编程，只需要利用刀具补偿功能输入相应的参数即可。对同一把刀来说，当刀具重磨后再把它安装在原来的位置时，会产生安装误差。这种情况也可以通过刀具位置补偿功能来修正安装位置误差。刀具位置补偿实施的关键是测出每把

14、刀具的位置补偿量，并输入到数控系统中。对刀方法主要有手动试切对刀、手动靠近对刀、半自动对刀、用对刀仪对刀、自动对刀等，目前前三种使用比较普遍。2）刀具半径补偿 在编制数控车床加工程序时，通常将刀尖看作是一个点。然而，实际的刀具头部是圆弧或近似圆弧，如图 1-5 所示。a）假想刀尖 b）实际刀尖 图 1-5 圆头刀刀尖 常用的硬质合金可转位刀片的头部都制成圆弧形，其圆弧半经规格有 0.2、0.4、0.8、1.2、1.6 等。对于有圆弧的实际刀头，如果以假想的刀尖 P 来编程，数控系统控制 P 点的 7数控加工工艺与编程实验指导书 运动轨迹，而切削时实际起作用的切削刃是圆弧的各切点，这必然会产生加

15、工误差。当车圆柱面、车端面时，不会产生加工误差；而当车锥面和圆弧面时，产生了如图 1-6所示的加工误差。事实上，数控车床用圆头车刀加工时，只要两轴同时运动，如用假想刀尖编程，就会产生误差。而沿一个轴运动时，则不会产生误差。图 1-6 刀尖圆弧半径补偿对加工精度的影响 对于采用刀尖半径补偿的加工程序，在工件加工之前，要把刀尖半径补偿的有关数据输入到刀补存储器中，以便执行加工程序时，数控系统对刀尖圆弧半径所引起的误差自动进行补偿。为使系统能正确计算出刀具中心的实际运动轨迹，除要给出刀尖圆弧半径 R 以外，还要给出刀具的理想刀尖位置号 T。数控车削使用的刀具有很多种，不同类型的车刀其刀尖圆弧所处的位

16、置不同，如图 1-7 所示。刀尖方位参数共有 8 个（18），当使用刀尖圆弧中心编程时，可以选用 0 或 9。图 1-7a 为后置刀架的数控车床假想刀尖的位置，图 1-7b 为数控车床常用刀具的刀尖方位参数。8数控加工工艺与编程实验指导书 a）后置刀架假想刀尖的位置 b）常用车刀的刀尖方位参数 图 1-7 数控车床假想刀尖的位置 3）刀具半径补偿的指令与编程 将刀补参数输入到 CNC 装置后，当执行到含有 T 功能（如 T0101）的程序段时，刀具位置补偿参数即可生效，而刀具半径补偿参数则必须执行到含有刀具半径补偿方向指令G41 或 G42 指令时才可生效。G41 刀具半径左补偿，即沿刀具运动

17、方向看（假设工件不动），刀具位于工件左侧时的刀具半径补偿，如图 1-8a 所示。G42 刀具半径右补偿，即沿刀具运动方向看（假设工件不动），刀具位于工件右侧时的刀具半径补偿，如图 1-8b 所示。G40 刀具半径补偿取消，使用该指令后，使 G41、G42 指令失效。a）G41 补偿 b）G42 补偿 图 1-8 刀具半径补偿 指令格式：G01（或 G00）G41 X（U）Z（W）F；G01（或 G00）G42 X（U）Z（W）F；9数控加工工艺与编程实验指导书 G40 说明：刀具补偿是一个过程，因此 G41，G42，G40 程序段中，必须有 G00 或 G01 指令。注意：G40、G41、G4

18、2 不能重复使用，即在程序中前面有了 G41 或 G42 指令之后，不能再直接使用 G41 或 G42 指令。若想使用，则必须先用 G40 指令解除原补偿状态后，再使用 G41 或 G42，否则补偿就不正常了。4）刀具半径补偿功能的应用 1）当刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，这时只需手工输入改变后的刀具半径，而不需修改已编好的程序。2）在用同一把刀具进行粗、精加工时，设精加工余量为，则粗加工的补偿量为 r，而精加工的补偿量改为 r 即可。四、实验步骤四、实验步骤 1、分析零件图 零件的形状、尺寸如图 1-9 所示。技术要求 1、以小批量生产条件编制 2、未注表面粗糙度Ra3.2 3、未注倒

19、角 C0.5 4、未注公差尺寸 GB1804-M 5、毛坯尺寸45120 图 1-9 仿真加工零件 10数控加工工艺与编程实验指导书 2、工艺设计（1）加工方案的确定 根据零件的加工要求，各表面的加工方案确定为：粗车精车（2）装夹方案及走刀路线的确定 此零件需经过二次装夹才能完成。（5）加工工艺的确定 填写加工工序卡表（含刀具卡），见表 1-2。表 1-2 数控加工工序卡 数控加工工序卡数控加工工序卡 零件名称 零件图号 夹具名称 设备名称及型号 材料名称及牌号 工序名称 工序号 刀具 切削用量 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 刀尖半径主轴转速（r/min）进给速度(mm/r)吃刀量(mm

20、)备注装夹 1：1 2 3 4 装夹 2：1 2 3 4 3、编制程序 设定工件坐标系，手工编制加工程序。4、仿真加工 启动斯沃仿真系统，选择单机版、FANUC-0iT 数控系统，点击运行进入数控加工仿真系统。（1）选择机床：沈阳机床 CAK61 系列 F0i Mate-T。（2）开机返参考点。（3）设定机床为前置刀架、四方刀架。11数控加工工艺与编程实验指导书（4）设定工件毛坯为：45120（5）安装刀具：外圆车刀、割刀和螺纹刀。（6）试切法对刀，在【刀具补正/几何】画面下设定 X、Z、R、T。（7）输入程序，可选择文件打开方式或直接编辑输入。（8）程序校验、仿真加工。五、实验结果与分析五、

21、实验结果与分析 1、分别采用 G71 和 G73 进行粗车，进一步认识两种粗车循环的加工特点和注意事项。2、选择【工件测量】检查工件尺寸，校验在 R 为 0、0.4、1.2 下刀尖圆弧半径补偿的结果。六、实验思考题及实验报告要求六、实验思考题及实验报告要求 1、思考题（1）G71、G73 复合循环适合加工零件的范围？（2）怎样正确地选择刀补消除切削过程中引起的误差？（2）总结数控车加工零件的全过程。2、实验报告要求（1）实验名称（2）实验目的（3）实验内容（4）实验设备（5）实验原理（6）工件图纸、加工工艺、数控程序、仿真结果（截图）（7）思考题 12数控加工工艺与编程实验指导书 实验二：加工

22、中心操作加工仿真实验实验二：加工中心操作加工仿真实验 实验学时：2 实验类型：（验证型、综合型、设计型）实验要求：（必修、选修）一、实验目的一、实验目的 1、掌握手工编程的步骤；2、掌握铣削加工的步骤；3、掌握数控铣削加工仿真系统的操作流程；4、了解铣削加工工艺，提高综合运用能力。二、实验仪器与设备二、实验仪器与设备 1、图形工作站（计算机）；2、数控加工仿真软件。三、实验原理及主要知识点三、实验原理及主要知识点 数控程序手工编制的主要内容有：分析零件图纸，进行工艺处理和数值计算，编写零件加工程序、校对程序及首件试切。数控铣床可通过两轴联动加工零件的平面轮廓，通过两轴半控制、三轴或多轴联动来加

23、工空间曲面零件。除换刀程序外，加工中心的编程方法与普通数控铣床相同。数控铣削加工编程具有如下特点：1.首先应进行合理的工艺分析。由于零件加工的工序多，在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工和精加工，周密合理地安排各工序的加工顺序，有利于提高加工精度和生产效率。2.尽量按刀具集中法安排加工工序，减少换刀次数。3.合理设计进、退刀辅助程序段，选择换刀点的位置，是保证加工正常进行，提高零件加工精度的重要环节。4.数控铣削加工编程中还要尽量使用以下编程手段。（1）使用固定循环指令，可进行钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等加工，提高编程工作效率。常用的铣削固定循环见表 2-1。1）固定循环的动作 孔加工固定循

24、环通常由以下 6 个动作组成，如图 2-1 所示：13数控加工工艺与编程实验指导书 图 2-1 固定循环的动作 表 2-1 常用的铣削固定循环 指令 Z 方向进刀 孔底位置的动作 4 Z 方向退刀 用途 G73 间歇进给 快速移动 高速深孔钻循环 G74 切削进给 主轴停主轴正转 切削进给 攻左旋螺纹循环 G76 切削进给 主轴定向停 快速移动 精镗循环 G80 取消固定循环 G81 切削进给 快速移动 钻孔、钻中心孔循环G82 切削进给 暂停 快速移动 钻孔、锪镗循环 G83 间歇进给 快速移动 深孔钻循环 G84 切削进给 主轴停主轴正转 切削进给 攻右螺纹循环 G85 切削进给 切削进给

25、 铰孔循环 G86 切削进给 主轴停 快速移动 镗孔循环 G87 切削进给 主轴停 快速移动 背镗循环 G88 切削进给 暂停主轴停 手动移动 镗孔循环 G89 切削进给 暂停 切削进给 镗孔循环 X 轴和 Y 轴定位使刀具快速定位到孔加工的位置 快进到 R 点刀具自初始点快速进给到 R 点。孔加工以切削进给的方式执行孔加工的动作。在孔底的动作包括暂停、主轴准停、刀具移位等等的动作。返回到 R 点继续孔的加工而又可以安全移动刀具时选择 R 点。快速返回到初始点孔加工完成后一般应选择初始点。说明：固定循环指令中地址 R 与地址 Z 的数据指定与 G90 或 G91 的方式选择有关。选择G90 方

26、式时 R 与 Z 一律取其绝对坐标值；选择 G91 方式时，则 R 是指起始点到 R 点间的 14数控加工工艺与编程实验指导书 距离，Z 是指自 R 点到孔底平面 Z 点的距离，见图 2-2 所示。a)绝对方式 b)增量方式 图 2-2 地址 R 与地址 Z 指令 起始点是为安全下刀而规定的点。该点到零件表面的距离可以任意设定在一个安全的高度上。当使用同一把刀具加工若干孔时，只有孔间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完毕时，才使用 G98 功能使刀具返回到起始点，见图 2-3a 所示。R 点又叫参考点，是刀具下刀时自快进转为工进的转换点。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，如工件表面为平面时

27、，一般可取 25mm。使用 G99 时，刀具将返回到该点，如图 2-3b 所示。a)返回起始点(G98)b)返回 R 点(G99)图 2-3 刀具返回指令 加工盲孔时孔底平面就是孔底的 Z 轴高度；加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，这主要是保证全部孔深都加工到规定尺寸。钻削加工时还应考虑钻尖对孔深的影响。孔加工循环与平面选择指令(G17，G18 或 G19)无关，即不管选择了哪个平面，孔加工都是在 XY 平面上定位并在 Z 轴方向上加工孔。2）固定循环指令的书写格式 15数控加工工艺与编程实验指导书 孔加工固定循环指令的一般格式为：G90/G91 G98/G99 G73G89 XY

28、ZRQPFK；说明：a、G73G89 是孔加工固定循环指令。b、X、Y 指定孔在 XY 平面的坐标位置(增量或绝对值)。c、Z 指定孔底坐标值。增量方式时指 R 点到孔底的距离；绝对值方式时指孔底的绝对坐标值。d、R 指定参考点坐标值。在增量方式中指起始点到 R 点的距离；在绝对值方式中指 R点的绝对坐标值。e、在 G73、G83 中，Q 用来指定每次进给的深度；在 G76、G87 中，Q 用来指定刀具位移量。f、P 用来指定暂停的时间，单位为 ms。g、F 为切削进给的进给量。h、K 用来指定固定循环的重复次数。只循环一次时 K 可不指定。i、G73G89 是模态指令。一旦指定，一直有效，直

29、到出现其他孔加工固定循环指令，或固定循环取消指令(G80)，或 G00、G01、G02、G03 等插补指令时才失效。因此，多孔加工时该指令只需指定一次。以后的程序段只需给出孔的位置即可。j、固定循环中的参数(Z、R、Q、P、F)是模态的，当变更固定循环方式时，被使用的参数可以继续使用，不需重设。k、在使用固定循环编程时一定要在前面程序段中指定 M03(或 M04)，使主轴启动。l、若在固定循环指令程序段中同时指定一后指令 M 代码(如 M05、M09)，则该 M 代码并不是在循环指令执行完成后才被执行，而是执行完循环指令的第一个动作(X、Y 轴向定位)后，即被执行。因此，固定循环指令不能和后指

30、令 M 代码同时出现在同一程序段。m、当用 G80 指令取消孔加工固定循环后，那些在固定循环之前的插补模态(如 G00、G01、G02、G03)指令恢复，M05 指令也自动生效(G80 指令可使主轴停转)。n、在固定循环中，刀具半径补偿指令(G41、G42)无效。刀具长度补偿指令(G43、G44)有效。（2）使用刀具半径补偿指令，可按零件的实际轮廓编程，简化编程和数值计算。通过改变刀具半径补偿值，可用同一程序实现对工件的粗、精加工。（3）使用刀具长度补偿指令，可补偿由于刀具磨损、更换新刀或刀具安装误差引起的 16数控加工工艺与编程实验指导书 刀具长度方向尺寸变化，而不必重新编程。（4）使用用户

31、宏程序，可加工一些形状相似的系列零件或非圆曲线。（5）使用子程序，可在工件上加工多个形状相同的结构。（6）使用简化编程指令，可实现镜像、缩放、旋转的功能。四、实验步骤四、实验步骤 1、分析零件图 零件的形状、尺寸如图 2-4 所示。技术要求 1、以小批量生产条件编制 2、未注公差尺寸 GB1804-M 3、毛坯尺寸 969650 图 2-4 仿真加工零件 该零件由平面、轮廓、槽孔组成，其几何形状为平面三维图形。型腔尺寸精度为0.02mm；表面粗糙度为 3.2m，需采用粗、精加工。毛坯为 96mm96mm50mm，外形已加工。2、工艺设计 该零件毛坯较为规则，采用平口钳装夹，选择以下 4 种刀具

32、进行加工：1 号刀为20mm两刃立铣刀，用于粗加工；2 号刀为10mm 三刃立铣刀，用于精加工；3 号刀为10mm中心钻，用于打定孔位；4 号刀为10mm 钻刀，用于加工孔。该零件的加工工艺为：加工90mm90mm15mm的四边形加工五边形加工40mm的内圆精加工四边形、五边形、40mm 的内圆加工 4 个10mm 的孔。各工序刀具及切削参数选择参考见表 2-2。17数控加工工艺与编程实验指导书 表 2-2 数控加工刀具卡 刀具规格 序号 加工类型 刀具号 类型 材料 主轴转速 n/r.min-1 进给速度 V/mm.min-1 1 粗加工外型 T01 20 两刃立铣刀 550 120 2 精

33、加工外型 T02 10 三刃立铣刀 800 100 3 中心钻 T03 8 三刃立铣刀 800 80 4 钻头 T04 10 麻花钻 高速钢1000 60 3、编制程序 手工编程时应根据加工工艺编制加工的主程序，零件的局部形状由子程序加工。该零件由 1 个主程序和 5 个子程序组成，其中，P1001 为四边形加工子程序，P1002 为五边形加工子程序，P1003 为圆形加工子程序，P9888 为中心孔加工子程序，P9777 为加工孔子程序。设定工件坐标系，手工编制加工程序。参考程序如下：程 序 说 明%9944 主程序名 G49 G40 取消刀具长度补偿和半径补偿 G92 X0 Y0 Z10

34、坐标系定位 N10 M06 T01 换 1 号刀具 S796 M03 M08 主轴转动、打开切削液 Y-60.0 移动到开始加工位置 Z5.0 N20 G01 Z-4 F200 开始加工（粗加工）M98 P1001 G01 Z-8 F200 M98 P1001 G01 Z-12 F200 M98 P1001 G01 Z-14.8 F200 G01 X0 Z10.0 G01 X-5 Y-5 Z-4 X14.0 Y0 F318 G03 I-14.0 G00 X0 Z10.0 G01 X5 Y5 Z-6 X14.0 Y0 F318 G03 I-14.0 G00 X0 Z10.0 G01 X-5 Y-

35、5 Z-8 X14.0 Y0 F318 18数控加工工艺与编程实验指导书 G03 I-14.0 G00 X0 Z10.0 G01 X5 Y5 Z-10 X14.0 Y0 F318 G03 I-14.0 G00 X0 Z10.0 G01 X-5 Y-5 Z-12 X14.0 Y0 F318 G03 I-14.0 G00 X0 Z10.0 G01 Z-15.8 F200 X14.0 Y0 F318 G03 I-14.0 G00 X0 Z10.0 G00 X0 Y0 N50 M06 T02 X0 Y-60.0 Z5.0 G01 G41 Z-15.0 D2 F200 G03 X0 Y-45.0 R15

36、.0 G01 X-35.0 G02 X-45.0 Y-35.0 R10.0 G01 Y35.0 G02 X-35.0 Y45.0 R10.0 G01 X35.0 G02 X45.0 Y35.0 R10.0 G01 Y-35.0 G02 X35.0 Y-45.0 R10.0 G01 X0 G03 X-15.0 Y-60.0 R15.0 G01 X0 M99%1002 五边形子程序 G90 G01 X28.056 G03 X0 Y-31.944 R28.056 G01 X-23.512 X-37.82 Y12.36 X0 Y40.0 程序 说明 M98 P1001 19数控加工工艺与编程实验指导书

37、 N12 G01 Z-4 G40 M98 P1002 调用子程序（加工五边形，分 3 次）G01 Z-8 M98 P1002 Z-9.8 N30 M98 P1002 Z10.0 X0 Y0 N40 G01 X5 Y5 Z-2 F100 螺旋下刀加工圆形（分 7 次）X14.0 Y0 F118 G03 I-14.0 N60 M98 P1001 精加工四边形 Z-9.98 N65 M98 P1002 精加工五边形（分 2 次）Z-10.0 N70 M98 P1002 Z10.0 X0 Y0 N75 G01 Z-15.98 F200 精加工圆（分 2 次）M98 P1003 Z-16.0 N80 M

38、98 P1003 G00 Z100.0 N85 M06 T03 换 3 号刀具加工定位孔 G01 X0 Y0 Z10 G90 G01 X-35 Y-35 F200 M98 P9888 Y35.0 M98 P9888 X35.0 M98 P9888 Y-35.0 M98 P9888 N90 M06 T04 换 4 号刀具加工孔 G90 G01 X0 Y0 Z10 F200 G01 X-35 Y-35 M98 P9777 Y35.0 M98 P9777 X35.0 M98 P9777 20数控加工工艺与编程实验指导书 Y-35.0 M98 P9777 M30%1001 四边形子程序 G90 G0

39、X15.0 X37.82 Y12.36 X23.512 Y-31.944 X0 G03 X-28.056 Y-60.0 R28.056 G01 X0 M99%1003 圆形子程序 G90 G01 X9.0 Y-10.0 F239 X10.0 G03 X20.0 Y0 R10.0 I-20.0 X10.0 Y10.0 R10.0 G01 X0 Y0 M99 9888 加工中心孔子程序 G01 Z-17 F100 G01 Z10 M99%9777 加工孔子程序 G01 Z-22 F100 G01 Z10 M99 4、仿真加工 启动斯沃仿真系统，选择单机版、FANUC-0iM 数控系统，点击运行进入

40、数控加工仿真系统。（1）选择机床：FANUC 0i-Mate 标准面板。（2）开机返参考点。（3）设定工件毛坯为：96mm96mm50mm（4）安装刀具：端铣刀、钻头。（5）对刀，在【工件坐标系设定】画面下设定 G54 或 G55G59 中的 X、Y、Z 坐标值，另外在【刀具补正】画面下设定 D（形状），如使用长度补偿还须在【刀具补正】画面下设定 H（形状）。（6）输入程序，可选择文件打开方式或直接编辑输入。（7）程序校验、仿真加工。21数控加工工艺与编程实验指导书 五、实验结果与分析五、实验结果与分析 1、刀具长度补偿的变化对 G54 坐标系 Z 值设定的影响。2、变换不同的刀具半径补偿值，对比加工结果。六、实验思考题及实验报告要求六、实验思考题及实验报告要求 1、思考题（1）固定循环加工指令通常包括几个动作？（2）如何实现利用刀具半径补偿在同一程序中，使用同一尺寸刀具实现粗、精加工？（3）画图说明确定长度补偿的方法。（4）总结加工中心加工零件的全过程。2、实验报告要求（1）实验名称（2）实验目的（3）实验内容（4）实验设备（5）实验原理（6）工件图纸、加工工艺、数控程序、仿真结果（截图）（7）思考题 22