一ProE/NC数控加工模块
随着以Pro/ENGINEER为代表的CAD/CAM软件的飞速发展，计算机辅助设计与制造越来越广泛地应用到各行各业，设计人员可根据零件图及工艺要求，使用CAD模块对零件实体造型，然后利用CAM模块产生刀具路径，通过后置处理产生NC代码，最后将NC代码输入到数控机床，对零件进行数控加工。本章主要通过最简单的实例操作说明用Pro/ENGINEER软件进行数控加工的一般操作流程，介绍NC工序的通用加工工艺参数的含义及设置方法。
Pro/NC数控加工的工艺过程
利用Pro/NC实现产品数控加工的基本过程与实际加工的过程基本相同。如图9－1所示，包括以下几个步骤：
图9－1 Pro/NC数控加工工艺过程
Pro/NC数控加工的操作案例
本节以实际案例说明PRO/NC数控加工的一般操作步骤。
[案例]：用PRO/NC完成图9－2所示零件台阶的数控加工。
图9－2案例零件图
步骤1 进入Pro/NC加工制造模块
1．启动Pro/ENGINEER后，直接单击工具栏中的按钮或者依次选择主菜单中的【文件】/【新建】，系统弹出【新建】对话框，如图9－3所示。在【类型】栏中选取【制造】，在【子类型】栏中选取【NC组件】选项，在名称编辑框中输入“ex9-1”，同时取消【使用缺省模板】选项，单击【新建】对话中的按钮。
2．系统弹出【新文件选项】对话框，如图9－4所示。在【模板】分组框中选择【mmns_mfg_nc】选项，单击按钮，进入Pro/NC加工制造模块，如图9－5所示。
图9－3【新建】对话框图9－4【新文件选项】对话框
图9－5 Pro/NC主界面
步骤2 建立工作目录
单击【文件】/【设置工作目录】，系统弹出【选择工作目录】对话框，如图9－6所示。在工具条上点击图标，弹出新建目录对话框，如图9－7所示。在【新建目录】编辑框中输入文件夹名称“ex9-1”，单击按钮。在【选择工作目录】对话
框中单击按钮。
图9－6【工作目录】对话框图9－7 【新建目录】对话框
步骤3 创建制造模型
1．参照模型
参照模型即设计模型，其几何形状表示加工最终完成的零件形状，相当于零件图纸，是创建制造模型的基础。它为Pro/NC
数控加工提供各种几何信息和数值信息，是Pro/NC数控加工的依据。根据参照模型提供的信息，Pro/NC生成我们需要的刀具
路径轨迹和后置处理程序，将程序传送到数控机床上，制造出符合设计意图的产品。
依次选取【制造】/【制造模型】/【装配】/【参照模型】选项，如图9－8所示。弹出【打开】对话框，如图9－9所示。选择”ex9-1.prt”，单击按钮。则系统将参照模型显示在绘图区中，如图9－10所示。在【约束类型】下拉框中选择
选项，系统将在默认位置装配参照模型。单击按钮，完成参照模型的创建。
图9－8 参照模型选取菜单
图9－9 【文件打开】对话框 9－10 打开的参照模型
2．工件
工件即毛坯零件，代表被加工零件尚未经过切削加工的几何形状。在Pro/NC中工件模型是可选的。如果使用了工件模型，不仅计算NC序列时可以自动定义加工尺寸，而且工件模型在模拟加工时可以作动态加工模拟和过切检测，并查询材料切削量。通常推荐对其进行设置。
提示：简单的工件模型可以在Pro/NC中直接创建，形状较复杂的工件模型也可以在设计部分创建，然后在Pro/NC中装配进来。
⑴依次选取【制造】/【制造模型】/【创建】/【工件】选项，如图9－11所示。输入工件名称“ex9－1wrk”，如图9－12所示，单击按钮，进入工件创建。单击按钮，退出工件创建。
图9－11创建工件选项
图9－12 输入工件名称
⑵在【特征类】菜单中依次选择【加材料】/【拉伸】/ 【实体】/【完成】，如图9－13所示。进入创建界面，如图9－14所示。
图9－13 创建工件菜单图9－14 进入草绘界面
⑶在绘图区下方弹出操控板，点击【放置】上滑面板，弹出“草绘”面板，单击按钮，弹出【草绘】对话框，如图9－15所示。选择图9－16所示的顶平面为草绘平面，单击按钮，进入草绘界面。
图9－15 【草绘】对话框图9－16 选取草绘平面
⑷绘制图9－17所示的草绘截面，点击按钮，退出草绘模式。在操控面板中选择（拉伸到面）选项，选图9－18所示的底平面。单击绘图区右下方的按钮，工件创建成功。
图9－17 草绘截面图图9－18 拉伸到面
3．制造模型
参照模型和工件模型装配组合在一起即为制造模型，如图9－19所示。在【制造模型】菜单中选择【完成/返回】选项，完成制造模型设置。
步骤4 制造设置
1．选择【制造】/【制造设置】选项，如图9－20所示。
图9－19 制造模型图9－20 【制造设置】选项
2．在系统弹出【操作设置】对话框，如图9－21所示。
⑴操作名称。在【操作名称】编辑框中输入本操作的名称（系统默认为OP010）。
⑵机床设置。单击【NC机床】后的按钮，系统弹出【机床设置】对话框，如图9－22所示。在【机床名称】编辑框中输入机床名称（系统默认为MACH01），在【机床类型】编辑框中输入“铣削”，在【轴数】编辑框中选取“3轴”，其余选项按默认值。单击按钮。
图9－21 【操作设置】对话框图9－22 【机床设置】对话框
⑶加工零点设置。加工零点也叫工件坐标系，刀具轨迹数据都是相对于加工零点进行计算的。单击图9－21中【加工零点】
后按钮，弹出【制造坐标系】选取菜单，如图9－23所示。单击NC主界面中按钮，弹出【坐标系】对话框，如图9－24所示。在制造模型中按住Ctrl键选取图9－25所示的三个平面，建立坐标系。选取【坐标系】对话框中的【定向】选项，如图9－26所示。调整坐标轴的方向，使之与机床坐标系的方向一致，如图9－27所示。在【坐标系】对话框中单击按钮，完成工件坐标系的建立。
提示：最好将加工零点设置在工件尺寸可以方便地转换成坐标值的位置。
提示：各坐标轴的方向必须与机床坐标系方向一致。
提示：工件坐标轴一旦设置完成，将成为后续工序的模板，除非进行再次设定或修改。
图9－23【制造坐标系】菜单图9－24 创建坐标系图9－25 选取三个平面
图9－26坐标系定向图9－27 完成的坐标系
⑷建立退刀面。当在工件的不同区域加工时，每加工完一个区域后，刀具需要退到离工件一定的高度，然后横向移动到另外一个区域的上方，在继续进行加工，刀具退刀到离工件一定高度所在的面叫退刀面。退刀面可以是平面，也可以是曲面。在【操作设置】对话框中（如图9－21所示）单击【退刀曲面】后按钮，弹出【退刀选取】对话框，如图9－28所示。然后单
击按钮，在【输入Z轴深度】文本框中输入10，然后单击按钮。完成退刀面设置。【退刀】栏下的【公差】采
用缺省值“1”，如图9－29所示。
提示：退刀面一旦设置完成，将成为后续工序的模板，除非进行再次设定或修改。
图9－28【退刀选取】对话框图9－29 【操作设置】对话框
⑸单击【操作设置】对话框中按钮，完成操作设置。系统返回【制造设置】菜单，单击完成，如图9－30所示。系统返回【制造】主界面，如图9－31所示。
图9－30 【制造设置】菜单图9－31 【制造】菜单
步骤5 加工设置
1．依次选取【制造】菜单下【加工】/【NC序列】/【体积块】/【3轴】/【完成】选项，如图9－32所示。系统弹出【序列设置】对话框，选择如图9－33中【刀具】、【参数】、【窗口】复选框，单击【完成】。
图9－32 加工依次选取菜单图9－33【序列设置】菜单
2．系统弹出【刀具设定】对话框，输入图示参数并单击按钮，再单击按钮，完成刀具设定，如图9－34所示。单击【文件】/【退出】。
图9－34 刀具设定对话框
3．系统进入【制造参数】设置菜单，如图9－35所示，单击【设置】选项，系统弹出【参数树】对话框，在对话框中输入如图9－36所示的参数。
⑴【CUT_FEED】：设置切削进给速度（mm/min）。
⑵【步长深度】：设置切削深度（mm）。
⑶【跨度】：设置横向切削步距（mm）。
提示：该数值一定要小于刀具直径。
⑷【PROF_STOCK_ALLOW】：设置工件轮廓加工余量。
提示：该数值一定要大于【允许未加工毛坯】所设置值。
⑸【允许未加工毛坯】：设置工件底面加工余量。
⑹【允许底部线框】：设置工件底面加工余量。
⑺【切割角】：设置刀具路径与X轴间的夹角。
⑻【扫描类型】：设置加工区域时轨迹的拓扑结构。
⑼【ROUGH_OPTOIN】：设置粗糙选项。
⑽【SPINDLE_SPEED】：设置机床主轴转速。
⑾【COOLANT_OPTION】：设置所需冷却液流量类型。
⑿【间隙_距离】：设置退刀的安全高度。
提示：【参数树】对话框中的所有缺省值为“－1”的选项必须设置合适的值。
提示：单击【高级】按钮可以显示参数项目的详细内容。
单击【文件】/【保存】，如图9－37所示系统弹出【保存参数】对话框，如图9－38所示。单击按钮，系统返回【参数树】设置界面，点击【文件】/【退出】，如图9－39所示。在【制造参数】设置菜单中单击【完成】按钮。完成制造参数的设置。
图9－35 【制造参数设置】菜单图9－36 【参数树】对话框
图9－37【保存】菜单图9－38 【保存参数】对话框 9－39【退出】菜单
步骤6 定义铣削窗口
铣削窗口就是定义铣削加工的范围。系统进入【定义窗口】菜单。
在主界面中单击图标，进入定义窗口界面，如图9－40所示。采用系统默认选项，在模型窗口选取工件的上表面，模型上表面出现红色区域即为窗口，再单击【选项】按钮，选取“在窗口围线上”选项，如图9－41所示。在主界面中单击按钮，完成铣削窗口创建。
图9－40【定义窗口】菜单图9－41选取窗口
步骤7 加工仿真演示
加工仿真演示用于在计算机屏幕上演示所生成的刀具轨迹和实体工件切割情况，检查所设置的刀具轨迹是否正确合理，使加工过程更加优化。
1．屏幕演示。单击【NC序列】/【演示轨迹】/【演示路径】/【屏幕演示】，如图9－42所示。在【播放路径】对话框中单
击按钮，如图9－43所示，则系统在屏幕上开始动态演示刀具加工的路径，如图9－44所示。
图9－42 屏幕演示选取菜单图9－43【播放路径】对话框
图9－44 动态刀具路径
2．NC检测。单击【NC序列】/【演示轨迹】/【演示路径】/【NC检测】/【显示】/【运行】，如图9－45所示。动态仿真过程如图9－46所示。
图9－45 NC检测选取菜单图9－46 Vericut动态仿真界面
提示：PRO/E提供了VERICUT和NC CHECK两种三维渲染加工模拟的方式。单击主界面【工具】/【选项】,更改选项“nc check_type”的设定值。
步骤8 完成序列设置
如刀具路径不太满意，单击【序列设置】重新设置参数，对刀具路径比较满意，则单击【完成序列】。完成序列设置。
步骤9 创建刀位数据(CL数据) 文件
通过前面的步骤产生的NC序列必须转化为CL数据输出，才可以进行检查或输出文件。
1．选择【制造】/【CL数据】选项，系统弹出【CL数据】菜单，如图9－47所示。
2．选择【CL数据】/【输出】选项，系统弹出【输出】菜单，如图9－48所示。
3．选择【输出】/【NC序列】选项，如图9－49所示。在弹出的菜单中选择【1：体积块铣削】选项，系统弹出【轨迹】菜单，如图9－49所示。
4．在【轨迹】菜单中选择【文件】选项，系统弹出【输出类型】菜单，如图9－49所示。选择【CL文件】、【MCD文件】、【交互】复选框，再单击【完成】，系统弹出【保存副本】对话框，如图9－50所示。
5．在【保存副本】对话框中【新名】编辑框中输入文件名称“ex9－1”，单击按钮，系统生成刀位文件并返回【轨迹】菜单。
图9－47 【CL数据】菜单图9－48 【输出】菜单图9－49 【输出类型】菜单
图9－50 【保存副本】对话框
步骤10 后置处理
后置处理是将刀位数据文件（CL数据）转化为特定机床所配置的数控系统能识别的G代码程序。
1．在轨迹菜单中选取【文件】/【后置期处理选项】按钮，选取【全部】、【跟踪】复选框，单击【完成】按钮，如图9－51所示。系统弹出【后置处理列表】菜单，如图9－52所示。
2．在【后置处理列表】菜单选择合适的后置处理器。本案例选用UNCX01.P01。如图9－52所示。最后单击【确认输出】选项，如图9－54所示。
提示：图9－52【后置处理列表】UNCX01.P**是铣床后置处理器，UNCL01.P**是车床后置处理器。
提示：必须预先为所用的机床配置后置处理器。
图9－51 【后置处理选项】菜单图9－52 【后置处理列表】菜单
图9－53 后置处理信息窗口9－54 【确认输出】菜单
3．在工作目录中用记事本或写字板打开TAP文件ex9-1.tap，如图9－55所示。即为所需的G代码。如图9－56所示。该程序可传输到数控机床上用于零件加工。
图9－55 TAP文件图9－56 G代码
二．通用 NC 序列参数
Pro/NC提供了丰富的零件加工方法以及对应的加工工艺参数，在创建、修改和重定义NC序列时可以对加工工艺参数进行定义和修改。入口菜单为【加工】/【NC序列】/【序列设置】/【制造参数】/【设置】。现将一些常用的加工工艺参数进行说明。
制造参数赋值的规则如下：
⑴必须为带有缺省值“–1”（这表示系统未对其设置缺省值）的所有参数提供一个合适的值。
⑵某些参数的值为破折号“-”，可以忽略。这意味着系统将不使用该参数。通常情况下因为系统会使用缺省参数或另一功能相同的参数来代替。
⑶ NC 序列参数的长度单位与工件（毛坯）的单位相同。如果使用“相同尺寸”(Same Size)选项改变工件单位（使尺寸数值发生变化），则系统将相应地按比例改变现有 NC 序列的参数值。
名称
1.加工设备名称（MACH_NAME）
后处理所必需的加工名称。缺省值为 TURN，表示车削，而 MILL 表示所有其它 NC 序列。
2.机床标识（MACH_ID）
后处理所必需的机床ID。缺省值为01。
3.NCL_文件（NCL_FILE）
NC 序列的 CL 文件缺省名。缺省值为破折号 (-)，表示系统将使用工序名称产生一个NCL文件。
4.预加工文件（PRE_MACHINING_FILE）
输入要包括到 CL 文件开头的文件名。该文件必须位于当前工作目录中且扩展名为 ".ncl"。缺省值为破折号 (-)，表示没有。
5.后置加工文件（POST_MACHINING_FILE）
输入要包括到 CL 文件末端的文件名。该文件必须位于当前工作目录中且扩展名为 ".ncl"。缺省值为破折号 (-)，表示没有。
切削参数
1.公差（TOLERANCE）
刀具切削曲线轮廓时通过微小的直线来逼近曲线轮廓。从曲线轮廓到直线轮廓间的最大偏离距离通过公差来设置，如图9－30所示。缺省值为 0.001" (0.025 mm)。
1.公差
2.设计曲面
3.加工曲面
4.刀具路径中心线
5.刀具
图9－57 公差
2.进给速度（CUT_FEED）
切削运动所使用的进给速度。未设置缺省的 CUT_FEED（显示为 "–1"）。必须指定的参数。
3.进给速度单位（CUT_UNITS）
指定切削运动所使用的进给速度单位。IPM（英寸每分钟 - 缺省值），FPM（英尺每分钟），MMPM（毫米每分钟），FPR（英尺每转），IPR（英寸每转），MMPR（毫米每转）。
4.退刀速度（RETRACT_FEED）
刀具退离工件的速度。缺省值为破折号 (-)，在此情况下，将使用进给速度。
5.退刀速度单位（RETRACT_UNITS）
指定刀具退离工件的速度单位。IPM （缺省值）、FPM、MMPM、FPR、IPR、MMPR。
6.快速进给速度（FREE_FEED）
快速横移时所用的进给速度（RETRACT_UNITS 用于快速进给速度单位）。缺省值为(-)，在此情况下，RAPID 命令将被输出到 CL 文件。如果快速进给设置为 0，则会发生同样的情况。
7.接近速度（PLUNGE_FEED）
刀具接近并切入工件的速度（在“铣削”和“车削”中）。缺省值为破折号 (-)，在此情况下，将使用进给速度。
8.接近速度单位(PLUNGE_UNITS)
指定刀具在接近并切入工件的速度单位。IPM （缺省值）、FPM、MMPM、FPR、IPR、MMPR。
机床
1. 圆_插入（CIRC_INTERPOLATION）
指定刀具作圆弧或圆运动时，后置处理以何种方式向CL 文件输出数据。选项如下：
⑴ POINTS_ONLY(只有点) ：对没有圆弧插补功能的机器使用此格式。弧由一系列受公差影响的直线运动来逼近。
⑵ ARC_ONLY（只有弧,缺省值）：对具有完全圆弧插补的机器使用此格式。仅将 CIRCLE 语句和后处理所需的最小点数输出到 CL 文件。点数由 NUMBER_OF_ARC_PTS 参数定义。
⑶ POINTS_&_ARC (点和弧)：将 CIRCLE 语句和取决于公差值的最大点数输出到 CL 文件。
⑷ APT_FORMAT(ATP格式) ：如果后处理器要求圆周运动的格式为 APT 格式，则使用此项。
2.圆弧插补点数（NUMBER_OF_ARC_PTS）
如圆_插入选项为ARC_ONLY时，指定要输出到 CL 文件的点数，缺省值为 3。
3.冷却选项（COOLANT_OPTION）
ON（开）、OFF（关、缺省值）、FLOOD（大流量）、MIST（雾状冷却）、TAP（小流量）。
4.冷却压力（COOLANT_PRESSURE）
NONE（无、缺省值）、LOW（低）、MEDIUM（中等压力）、HIGH（高压）。
5.坐标输出（COORDINATE_OUTPUT）
指定哪个坐标系用作CL数据输出的坐标系。可选坐标系有工件坐标系（ MACHINE_CSYS ）和工序坐标系（ SEQUENCE_CSYS ）作为 CL 数据原点（缺省值为 MACHINE_CSYS）。
6.固定_偏距_再生（FIXT_OFFSET_REG）
允许指定机器上使用的夹具变换偏移寄存器。缺省值为破折号 (-)，表示没有。
7.程序停止指令（END_STOP_CONDITION）
为 NC 序列指定要在 CL 数据输出结束时发出的停止命令：
⑴ NONE（缺省值）- 无命令。
⑵ OPSTOP - 将发出 OPSTOP 命令，即在程序结尾处添加选择性停止指令M01。
⑶ PROGRAM_STOP - 将发出 STOP 命令, 即在程序结尾处添加停止指令M02。
⑷ GOHOME - 将发出 GOHOME 命令。即在程序结尾处添加停止指令M30。如果为操作指定 Home 点，则刀具将出现在 Home 位置。如果不指定 Home 点，系统仍将输出 GOHOME 命令，但不移动刀具，并发出警告。
进刀/退刀
1.起始动作（START_MOTION）
定义刀具如何在起始点开始切削运动。如果在序列设置菜单中没有指定“起始”点，此参数将被忽略。可选项有：
⑴ DIRECT（缺省值）- 进刀运动将沿着从 NC 序列“起始”点到切削起点的直线进行。
⑵ Z_FIRST - 刀具先在平行于“NC 序列”坐标系 z 轴的方向上移动，然后在垂直于 z 轴的方向上移动并开始切削。
⑶ Z_LAST - 刀具先在垂直于“NC 序列”坐标系 z 轴的方向上移动，然后沿着 z 轴移动并开始切削。
2.终止动作
定义刀具如何在切削终点运动到NC工序的终点。如果在序列设置菜单中没有指定“终止”点，此参数将被忽略。可选项有：
⑴ DIRECT（缺省值）-退刀运动将沿着从切削终点到 NC 序列“终止”点的直线进行。
⑵ Z_FIRST -刀具先在平行于“NC 序列”坐标系 z 轴的方向上移动，直至到达“终止”点的 Z 坐标处，然后沿垂直于 z 轴的方向运动到“终止”点。
⑶ Z_LAST -刀具先在垂直于 z 轴的方向上运动，直至到达“终止”点的 XY 坐标处，然后沿 z 轴运动到“终止”点。
小结
通过实例介绍了PRO/NC数控加工的基本操作步骤和技巧；介绍了PRO/NC的通用参数的含义；重点阐明了PRO/NC数控加工的基本工艺过程。NC序列的设置是后面要详细讲述的内容，但无论哪种加工方法，其中大部分操作步骤都具有一定的相似性和规律性。本章应重点掌握用PRO/NC创建一个完整的NC程序的一般流程。
思考与练习
1．思考题
（1）【制造模型】菜单的主要功用是什么？
（2）为什么工件坐标系应与机床坐标系的方向一致？
（3）制造设置的主要功用是什么？
（4）简述PRO/NC数控加工的一般操作流程。
2．练习
完成下面的参考零件（图9－58所示）和工件（图9－59所示）的实体造型，并生成零件的数控铣削加工G代码。
图9－58 参考零件lianxi9-2
图9－59 工件lianxi9－2
（1）加工路线的确定原则 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。确定加工路线是编写程序前的重要步骤，加工路线的确定应遵循以下原则。 1.加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。 2.使数值计算简单，以减少编程工作量。 3.应使加工路线最短，这样既可以减少程序段，又可以减少空刀时间。 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逆铣等。 （2）辅助程序段的设计 1.轮廓加工的进退刀路径设计在对零件的轮廓进行加工时，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度符合要求，应合理地设计进退刀路径。 如图1所示，当铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃切削。刀具切入工件时，应避免沿零件外廓的法向切入，而应沿外廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外廓曲线平滑过渡。同理，在切离工件时，也应避免在工件的轮廓处直接退刀，而应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。 图1 外轮廓加工刀具的切入切出 图2 内轮廓加工刀具的切入和切出1 铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延（见图2），刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时（见图3），为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。 图3 内轮廓加工刀具的切入和切出2 如图4所示，用圆弧插补方式铣削外整圆时，当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则。最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路
《数控加工技术基础》试卷 年级 专业 层次 科 注意事项： 1.满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2.考生必须将“学生姓名”和“学号”完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。 3.考生必须在签到表上签到，否则若出现遗漏，后果自负。 （1）－(20)题，每小题1分，共20 分。下列各题A)、B)、C)、D)四个选项中，只有一个选项是正确的，请将正确选项字母编号填在括号内。 （1）沿刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边是 指令。 A ）G40 B ）G41 C ）G42 D ）G43 （2）工件在两顶尖间装夹时，可限制 自由度。 A ）四个 B ）五个 C ）五个 D ）三个 （3）确定数控机床坐标轴时，一般应先确定 。 A ）X 轴 B ）Y 轴 C ）Z 轴 D ）A 轴 （4）G90 G28 X10.0 Y20.0 Z30.0；中，X10.0、Y20.0、Z30.0表示 。 A ）刀具经过之中间点坐标值 B ）刀具移动距离 C ）刀具在各轴之移动分量 D ）机械坐标值 （5）G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是 。 A ）整圆 B ）半圆 C ）夹角〈=180°的圆弧 D ）180°〈夹角〈360°的圆弧 （6）下列G 指令中 是非模态指令。 A ）G00 B ）G01 C ）G03 D ）G04 （7）G17、G18、G19指令可用来选择 的平面。 A ）曲线插补 B ）直线插补 一、选择题：
C）刀具半径补偿 D）刀具长度补偿 （8）数控机床自动选择刀具中任意选择的方法是采用来选刀换刀。 A）刀具编码 B）刀座编码 C）顺序选择原理 D）计算机跟踪记忆 （9）数控机床加工依赖于各种。 A）位置数据 B）模拟量信息 C）准备功能 D）数字化信息 （10）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 （11）数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和。 A）进给机构 B）液压系统 C）冷却系统 D）传动系统 （12）工件在小锥体心轴上定位，可限制自由度。 A）四个 B）五个 C）六个 D）三个 （13）下列数控系统中是数控车床应用的控制系统。 A）FANUC-0T B）FANUC-0I C）FANUC-0M D）SIEMENS 820G （14）数控铣床与普通铣床相比，在结构上差别最大的部件是。 A）主轴箱 B）工作台 C）床身 D）进给传动 （15）加工中心选刀方式中常用的是方式。 A）刀柄编码 B）刀座编码 C）记忆 D）刀尖形状编码 （16）套的加工方法是：孔径较小的套一般采用方法。 A）钻、铰 B）钻、半精镗、精镗 C）钻、扩、铰 D）钻、精镗 （17）刀具磨钝标准通常按照的磨损值制定标准。 A）前面 B）后面 C）前角 D）后角 （18）闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区别在于。 A）位置控制器 B）检测单元 C）伺服单元 D）控制对象 （19）用端铣刀铣削时，下述何者不是产生异常振动现象的原因？ A）刀柄伸出长度过长 B）刀柄伸出长度较短 C）铣刀刀柄刚性不足 D）铣刀刀柄过细 （20）铣刀刀柄的标准锥度是。 A）1/4 B）1/5 C）7/24 D）MT4 二、填空题：
数控加工工艺路线的设计 数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别，在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与普通加工工艺衔接好。工艺流程如图1所示。 图1 工艺流程数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题： 1、工序的划分 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行： （1）以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的工件，加工完后就能达到待检状态。 （2）以同一把刀具加工的内容划分工序。有些工件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制，如控制系统的限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等。此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序的内容不能太多。 （3）以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。 （4）以粗、精加工划分工序。对于经加工后易发生变形的工件，由于粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。 2、顺序的安排 顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行： （1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑； （2）先进行内腔加工，后进行外形加工； （3）以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数； 3、数控加工工艺与普通工序的衔接 数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。
数控铣削加工的刀路线 反映了工序的加工过程，走刀路线合理与否，关系到工件的加工质量与生产效率。尤其在数控铣削曲面零件过程中，应认真分析零件的加工要求及其结构特点，找出走刀路线中影响加工效率的因素，在保证零件加工精度和表面粗糙度要求的前提下，应尽量缩短加工路线，从而提高数控机床的加工效率，降低加工成本。 数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹称为走刀路线。走刀路线反映了工序的加工过程，确定合理的走刀路线是保证铣削加工精度和表面质量的重要工艺措施之一，也是确定数控编程的前提。数控铣削加工中走刀路线对工件的加工精度和表面质量有直接的影响，走刀路线合理与否，还关系到加工的生产效率，因此每道工序走刀路线的确定都是非常重要的。 一、走刀路线的确定原则 影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工件材料及状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量、刀具的刚度及耐用度、机床类型和工件的轮廓形状等。在确定走刀路线时，主要应遵循以下原则： (1)保证产品质量，应将保证工件的加工精度和表面粗糙度要求放在首位。 (2)在保证工件加工质量的前提下，应力求走刀路线最短，并尽量减少空行程时间，提高加工效率。 (3)在满足工件加工质量、生产效率等条件下，尽量简化数学处理的数值计算工作量，以简化编程工作。 此外，在确定走刀路线时，还要综合考虑工件、机床与刀具等多方面因素，确定一次走刀还是多次走刀，以及设计刀具的切入点与切出点，切入方向与切出方向。在铣削加工中，还要确定是采用顺铣还是逆铣等。 二、铣削方式的选择 铣削有顺铣和逆铣两种方式。铣削加工中是采用顺铣还是逆铣，对工件表面粗糙度有较大的影响。确定铣削方式应根据工件的加工要求，材料的性质、状态、使用机床及刀具等条件综合考虑。由于采用顺铣方式，工件加工表面质量较好，刀齿磨损小，因此，一般情况下，尽可能采用顺铣，尤其是精铣内外轮廓、精铣铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量按顺铣方式安排走刀路线。 三、铣削曲面类零件走刀路线的确定 铣削曲面类零件的走刀路线加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。在机械加工中，常会遇到各种曲面类零件，如模具或螺旋桨叶片等。由于这类零件型面复杂，需用多坐标联动加工，因此多采用数控铣床或数控加工中心进行加工。规划这类曲面的粗、精加工刀具运动轨迹时，常用球头刀采用行切法及环切法进行加工，可选择环切走刀方式或行切走刀方式。所谓“行切法”是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行平行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定的。 图1为加工某曲面的三种走刀路线，即沿参数曲面的U向行切方式、沿V向行切方式和环切方式。对 于直母线类表面，采用图1b的方案显然更有利，每次沿直线走刀，刀位点计算简单，程序段小，而且加工过程符合直纹面的形成，可以准确保证母线的直线度。图1a方案的优点是便于在加工后检验型面的准确度。实际生产中最好将以上两种方案结合起来。图1c所示的环切方案一般应用在内槽加工中，而在型面加工中由于编程麻烦，一般不用。当工件的边界敞开时，为了保证加工的表面质量，应从工件的边界外进刀和退刀。空间曲面加工应根据曲面形状、刀具形状以及精度要求采用不同的铣削方法。
《数控加工工艺学》课程标准 （数控专业） 职业技术教育中心 二〇一四年五月八日
目录 1.概述 (3) 1.1课程性质 (3) 1.2课程设计思路 (3) 2．课程目标 (3) 3．课程内容和要求 (4) 4．实施建议 (8) 4.1 教学建议 (8) 4.2 教材编写建议 (9) 4.3考核评价建议 (9) 4.4实验实训设备配置建议课程资源的开发与利用 (10)
一、概述 （一）课程性质 1、授课对象 《数控加工工艺学》课程是一门以数控技术基本理论为基础，并与生产实际紧密相关的专业理论课。课程要体现以就业为导向，以学生职业能力发展为本的思想。它的主要授课对象是数控专业二年级的学生，目的是为了让学生掌握数控加工工艺的技能。 2、参考课时 总课时为210课时，理论教学课140时，实践教学70课时。 3、课程性质 《数控加工工艺学》课程是中等职业学校数控专业学生必修的专业课程，也是一门重要的专业基础课程。本课程的内容包括：数控入门知识、数控机床的组成，数控编程基础、数控机床切削加工工艺和数控机床电加工工艺。 （二）课程设计思路 1．知识与技能并重，通过实践巩固知识，通过知识的掌握扩展实践方法和技巧。 2．任务驱动，促进以学生为中心的课程教学改革。 3．设置学生思考和实践环节。 二、课程目标 （一）总目标 使学生掌握数控机床加工操作工所需要的技术基础理论；对本专业所需要的数控加工技术具有一定的分析、处理能力；能与数控加工编程和数控机床操作实训课程相配合，掌握数控加工全过程所必需的基础理论，为其职业生涯的发展和终身学习奠定基础。 （二）具体目标 1、知识教学目标 熟悉数控与数控机床的概念；掌握数控机床的工作原理；了解数控技术的发展。了解数控机床各部分的组成及工作原理。以手工编程作为重点，掌握数控编
第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关
年级专业层次科 题号一二三四五六七八总分评阅 ( 统分 ) 人 题分2020 301515 得分 注意事项： 1.满分 100 分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2.考生必须将“学生姓名”和“学号”完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视 为废卷。 3.考生必须在签到表上签到，否则若出现遗漏，后果自负。 得分评阅教师 一、选择题： （1）－(20)题，每小题1分，共 20分。下列各题 A)、B)、 C)、D)四个选项中，只有一个选项是正确的，请将正确选项字母 编号填在括号内。 （ 1）沿刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边是指令。 A） G40B） G41 C） G42D） G43 （ 2）工件在两顶尖间装夹时，可限制自由度。 A）四个C）五个B D ）五个 ）三个 （ 3）确定数控机床坐标轴时，一般应先确定。 A） X轴B） Y 轴 C） Z 轴D） A 轴 （ 4） G90 G28；中，、、表示。 A）刀具经过之中间点坐标值B）刀具移动距离C）刀具在各轴之移动分量D）机械坐标值
（ 5） G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是。 A）整圆B）半圆 C）夹角〈 =180°的圆弧D）180°〈夹角〈360°的圆弧 （ 6）下列 G指令中是非模态指令。 A） G00B） G01 C） G03D） G04 （ 7） G17、G18、 G19指令可用来选择的平面。 A）曲线插补B）直线插补 C）刀具半径补偿D）刀具长度补偿 （ 8）数控机床自动选择刀具中任意选择的方法是采用来选刀换刀。 A）刀具编码B）刀座编码 C）顺序选择原理D）计算机跟踪记忆 （ 9）数控机床加工依赖于各种。 A）位置数据B）模拟量信息 C）准备功能D）数字化信息 （ 10）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 （ 11）数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和。 A）进给机构B）液压系统 C）冷却系统D）传动系统 （ 12）工件在小锥体心轴上定位，可限制自由度。 A）四个B）五个 C）六个D）三个 （ 13）下列数控系统中是数控车床应用的控制系统。 A） FANUC-0T B） FANUC-0I C） FANUC-0M D） SIEMENS 820G （ 14）数控铣床与普通铣床相比，在结构上差别最大的部件是。 A）主轴箱B）工作台 C）床身D）进给传动 （ 15）加工中心选刀方式中常用的是方式。 A）刀柄编码B）刀座编码 C）记忆D）刀尖形状编码 （ 16）套的加工方法是：孔径较小的套一般采用方法。
数控加工走刀路线图零件图号Z 工序号工步号.1 程序号%000 机床型号CKA6132 程序段号加工内容车端面共12页第1页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号70 工步号70.2 程序号%0003 机床型号CKA6132 程序段号N27-N37 加工内容粗加工外轮廓共12页第2页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号20 工步号20.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N1-N7 加工内容精加工外轮廓共12页第3页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号20 工步号20.2 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N8-N18 加工内容加工外槽共12页第4页 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号30 工步号30.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N19-N34 加工内容粗车外螺纹共12页第4页 错误！未找到引用源。 编程 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工走刀路线图零件图号BT 工序号40 工步号40.1 程序号%0002 机床型号CKA6132 程序段号N35-N38 加工内容精车外螺纹共12页第5页错误！未找到引用源。 编程张晶晶 校对张淑玲 审批张淑玲符号 含义编程原点换刀点循环点进给走刀方向快速走刀方向
数控加工工艺与刀具 本试卷出题类型及分值分配 一、选择题（下列各题的备选答案中只有一个选项是正确的，请把正确答案填 在括号内。每小题1分，共15分） 二、判断题（正确的请在后面的括号内打“√”，错误的请在后面的括号内打“×”。 每小题1分，共15分） 三、填空题（请将正确答案填写在横线上。每空1分，共30分） 四、简答题（每小题5分，共25分） 五、典型零件工艺分析（一题，共15分） 第1章数控加工工艺基础 一、单项选择题 1、零件的机械加工精度主要包括（ D ）。 （A）机床精度、几何形状精度、相对位置精度 （B）尺寸精度、几何形状精度、装夹精度 （C）尺寸精度、定位精度、相对位置精度 （D）尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度 2、制订加工方案的一般原则为先粗后精、先近后远、先内后外，程序段最少，（ A ）及特殊情况特殊处理。 （A）走刀路线最短（B）将复杂轮廓简化成简单轮廓
（C）将手工编程改成自动编程（D）将空间曲线转化为平面曲线 3、换刀点是指在编制数控程序时，相对于机床固定参考点而设置的一个自动换刀的位置，它一般不能设置在（ A ）。 （A）加工零件上（B）程序原点上 （C）机床固定参考点上（D）浮动原点上 4、加工精度高、（ B ）、自动化程度高，劳动强度低、生产效率高等是数控机床加工的特点。 （A）加工轮廓简单、生产批量又特别大的零件 （B）对加工对象的适应性强 （C）装夹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、质及余量都不均匀的坯件 5、在数控加工中，（ D ）相对于工件运动的轨迹称为进给路线，进给路线不仅包括了加工内容，也反映出加工顺序，是编程的依据之一。 （A）刀具原点（B）刀具（C）刀具刀尖点（D）刀具刀位点 6、下列叙述中（ B ），不属于确定加工路线时应遵循的原则。 （A）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度 （B）使数值计算简单，以减少编程工作量 （C）应使加工路线最短，这样既可以减少程序短，又可以减少空刀时间 （D）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔 7、尺寸链按功能分为设计尺寸链和（ D ）。 （A）封闭尺寸链（B）装配尺寸链（C）零件尺寸链（D）工艺尺寸链 8、下列关于尺寸链叙述正确的是（ C ）。
第四讲一、备课教案 二、讲稿
第二章数控加工工艺基础 第一节基本概念 2.1.1生产过程和工艺过程 (1)生产过程 机械产品制造时，由原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程，称为生产过程。 机械产品的生产过程包括以下几个部分: ①生产的准备工作，如产品的开发设计和工艺设计，专用装备的设计与制造，各种生产的组织及其其他生产所需物资的准备工作。 ②原材料及半成品的运输与保管。 ③毛坯的制造过程，如铸造、锻造和冲压等。 ④零件的各种加工过程，如机械加工、焊接、热处理和表面处理等。 ⑤部件和产品的装配过程，包括组装、部装等。 ⑥产品的检验、调试、油漆和包装等。 （2）工艺过程 改变对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主体，包括机械加工工艺过程、热处理工艺过程和装配工艺过程等。数控加工工艺主要是指机械加工工艺，其加工过程是在数控机床上完成的，因而数控加工工艺有别于一般的机械加工工艺，但基本理论主流仍然是机械加工工艺。 在机械加工艺过程中，针对零件的结构特点和技术要求，采用不同的加工方法和装备，按照一定的顺序依次进行才能完成由毛坯到零件的转变过程。因此，机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又由安装、工位、工步和进给组成。 ①工序一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。划分工序的依据是工作地是否发生变化和工作是否连续。 对于如图2-1所示的阶梯轴零件，单件小批生产和大批大量生产时，安常规加工方法划分的工序分别见表2-1和表2-2。 图2-1 阶梯轴零件 表2-1 单件小批生产工艺过程 表2-2 大批大量生产工艺过程 注意：数控加工的工序划分比较灵活，不受上述定义限制，详见2.3有关内容. ②工步在加工表面(或装配时连接面)和加工(或装配)工具不变的情况下,所连续完成的那一部分工序内容,称为工步。划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。如表2-1的工序1有四个工步，表2-2的工序4只有一个工步。 为简化工艺文件，对在一次安装中连续进行若干个相同的工步，常认为是一个工步。如图2-2所示零件钻削6个02孔，可看成一个工步——钻6-02孔。有时，为了提高生产效率，用几把不同九具或复合刀具同时加工一个零件上的几个表面（见图2-3），通常称此工步为复合工步。在数控加工中，通常将一次安装下用一把刀连续切削零件上的多个表面划分为一个工步。
《数控加工技术》课程授课电子教案 课程编号： 课程名称：数控加工技术/Numerical Control Machining Technology 课程总学时/学分：64/4 （其中理论58学时，实验4学时，习题课2学时） 适用专业：机械设计制造及其自动化、模具设计与制造、冶金机械及控制技术、机电一体化一、课程地位 本课程是本课程是三年制高职机械类专业非数控专业的一门岗位群专业基础课。计划学分4学分，计划课时64学时。通过本课程的理论教学和实践教学，使学生理解数控加工的基本概念，熟悉数控机床各组成部分的结构及其控制原理，掌握常见数控加工方法的加工工艺、编程与数控机床操作，具备应用数控加工技术的基本技能。 本课程的前续课程为：工程制图、电工电子技术、机械制造基础、机械设计、微机技术与应用、液压与气压传动等；其后续课程为：机电一体化控制与系统、先进制造技术，专业方向课程等。二、教材及主要参考资料 教材：明兴祖等主编·数控加工技术（第二版）·北京：化学工业出版社，2008.6，普通高等教育“十一五”国家级规划教材。 主要参考资料： 1、宋本基主编．《数控机床》（第1版），哈尔滨工程大学出版社，1999.3； 2、逯晓勤，李海梅，申长雨编著．《数控机床编程技术》，机械工业出版社，2006.1； 3．明兴祖等编著·数控加工综合实践教程·北京：清华大学出版社，2008.2； 三、课时分配 四、教学方法及手段 教学方法：理论教学可选择案例式、讲练结合式、讨论启发式、归纳式、现场教学式等方法；实验（实践）教学可采用模块教学式、仿真式（模拟软件）、顶岗式等多种教学方法；课外教学可
采用数控技术讲座、竞赛等形式。 教学手段：课堂教学可探索采用CAI课件、电视录像片、模拟软件演示等手段；实验（实践）教学可采用仿真（数控编程模拟）、浓缩、多媒体软件与环链等手段；课外采用在网上公布的电子教案、网络课件和教学录像等手段，把图像、二维和三维动画、音频、视频等表现形式集为一体，形成立体化的教学环境。 五、考核方式与成绩核定办法 1. 考核方式：考试 2. 本课程一学期完成，考核以目标控制为主，同时严格过程控制。课程考试成绩由两部分组成，第一部分包括课内实验、平时作业等，占30%；第二部分为期末闭卷考试成绩，占70%。数控加工实习单独给出实习成绩，采用实训考核形式。学完本课程后，推荐学生直接参加国家数控机床操作工职业资格证考试，考核方式按笔试（应知部分）和现场考核（应会部分）方式进行，考核按“数控机床操作工职业资格证技能鉴定”标准进行。 六、授课方案（以下以课次为单位编写）
数控编程技巧：教你怎么样确定走刀路线和安排加工顺序 数控工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧方式及刀具运动轨迹确定下来，为编制加工程序作好准备。 走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点：1．寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率 如加工图1a所示零件上的孔系。b图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用c图的走刀路线，则可节省定位时间近一倍。
图1 最短走刀路线的设计 2．为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来 如图2a为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。所以如采用b图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。图2c也是一种较好的走刀路线方式。
a b c 图2 铣切内腔的三种走刀路线 3．考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线 刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如图3所示。
图3刀具切入和切出时的外延 4．选择使工件在加工后变形小的路线 对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。
第一部分加工基础知识选择题 一、 1. 加工（）零件，宜采用数控加工设备。 A．大批量 B 多品种中小批量 C 单件 2. 通常数控系统除了直线插补外，还有（）。 A．正弦插补 B 圆弧插补 C 抛物线插补 3. 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 4. 各几何元素间的联结点称为（）。 A. 基点 B. 节点 C. 交点 5. 数控机床的标准坐标系是以（）来确定的。 A. 右手直角笛卡尔坐标系 B. 绝对坐标系 C. 相对坐标系 6.在试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后( )。 A.要重新测量刀长并修改刀补 B.不需要重新测量刀长和修改刀补 C.重新设定刀号 7. 开环控制系统用于（）数控机床上。 A. 经济型 B. 中、高档 C. 精密 8.表面粗糙度的单位是（） A、m B、cm C、mm D、μm 9、开环控制的数控机床，通常使用（）为伺服执行机构。 A．交流同步电动机 B．功率步进电动机 C．交流笼型感应电动机 10．数控加工编程前要对零件的几何特征等轮廓要素进行分析，下列轮廓要素中不在分析中的是（）。 A．平面 B.直线 C.轴线 D. 曲线 11. 数控机床的种类很多，如果按加工轨迹分则可分为（）。 A．二轴控制、三轴控制和连续控制 B.点位控制、直线控制和连续控制 C.二轴控制、三轴控制和多轴 12.在ISO标准中，各坐标轴的正方向是指（）。 A、刀具运动的方向 B、刀具相对与工件距离增大的运动方向 C、工件相对于刀具距离增大的运动方向 13. 数控机床的检测反馈装置的作用是：将其准确测得的（不）数据迅速反馈给数控装置，以便与加工程序给定的指令值进行比较和处理。 A．直线位移 B. 角位移或直线位移 C.角位移 D.直线位移和角位移 14.在确定一个NC机床的坐标系时，X、Y、Z坐标的确定顺序为（）。 A、X、Y、Z B、Y、Z、X C、Z、X、Y 15.相对坐标是指程序段的终点坐标是相对于（）计量的。 A、本段起点 B、工件原点 C、机床原点 16.快速定位指令G00的移动速度由（）。 A、F指令指定 B、由系统的最高速度确定 C、用户指定 17. 脉冲当量是数控机床数控轴的位移量最小设定单位，脉冲当量的取值越小，插补精度（）。 （A）越高；（B）越低；（C）与其无关；（D）不受影响。 18.一个完整的加工程序应包括（）。 A.程序号、程序段、程序段结束符； B.准备机能、辅助机能、进给机能、主轴机能； C.段号、程序段结束符、程序段主体； 19．检验程序正确性的方法不包括（）方法。 A、空运行 B、图形动态模拟 C、自动校正 D、试切削 20．选择加工表面的设计基准为定位基准的原则称为（）原则。
零件数控加工的走刀路线设计 摘要：走刀路线是指切削加工过程中刀具相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向，即指刀具从对刀点开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。走刀路线是编制程序的依据之一。 关键词：数控加工;走刀路线 1.确定走刀路线设计原则 （1）走刀路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。（2）应尽量使加工路线最短，减少空行程时间，以提高加工效率;（3）合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。 （4）选择工件加工变形小的加工路线。（5）使数值计算最简单和减少程序段，以减少编程工作量。（6）根据工件情况，确定循环加工次数。（7）合理设计刀具的切入与切出的方向。 2铣削加工中加工路线的选择要点 2.1在数控铣床上铣削外轮廓零件时，为了保证轮廓表面质量的要求，应设计合理的刀具切入和切出时的进、退刀位置。 2.2铣削封闭内轮廓表面零件时也要注意刀具切入和切出时的运动轨迹。为了提高加工精度和减少表面粗糙度，在铣削封闭的内轮廓时，因刀具切入、切出不允许外延，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处或者以圆弧切向进刀。 用行切法加工凹槽，其加工路线最短，但表面租糙度差，适用于对表面粗糙度要求不太高的粗加工或半精加工。用环切法加工凹槽，其表面粗糙度最好，但加工路线最长。用综合法加工凹槽，即先采用行切法粗加工，最终轮廓用环切法再沿轮廓切削一周进行精加工，使凹槽轮廓表面光整，易保证凹槽侧面达到所要求的表面质量。见图2.1。 图2.1综合法 2.3用圆弧插补铣削整圆时，当整圆加工完毕后，要让刀具最好沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面发生碰撞，造成工件报废。 2.4在铣削零件时，要根据工件的材料等因素考虑铣削方式，顺铣效率高节能性好，但当工件表面有硬皮时，应采用逆铣的加工路线进行加工。
第五讲一、备课教案
二、讲稿 第二章数控加工工艺基础 第二节数控加工工艺分析 2.2.1数控加工零件的工艺性分析 在选择并决定数控加工零件及其加工内容后，应对零件的数控加工工艺性进行全面、认真、仔细的分析。主要内容包括产品的零件图样分析、结构工艺性分析和零件安装方式的选择等内容。 （1）零件图样分析 首先应熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。 ①尺寸标注方法分析零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，如图2-6（a）所示，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用方面特征，而不得不采用如图2-6（b）所示的局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接给出坐标尺寸的标注法。 图2-6 零件尺寸标注分析 ②零件图的完整性和准确性分析构成零件轮廓的几何元素（点、线、面）的条件（如相切、相交、垂直和平性等），是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每个节点的坐标；自动编程时，则要根据这些条件才能对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一条件不明确，变成都无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。 ③零件技术要求分析零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。 ④零件材料分析在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料。而且，材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重或紧缺的材料。 图2-7 内槽结构工艺性对比
《数控加工技术》模拟考题 （闭卷考） 一、选择题（５＊４分＝２０分） 1．闭环控制系统的位置检测装置装在______ A数控装置中 B 机床移动部件上 C伺服电动机轴上 D 传动丝杠上 2．FMS是指_____ A 自动化工厂 B 计算机数控系统 C 柔性制造系统 D 数控加工中心 3．在数控机床的闭环控制系统中，其检测环节具有两个作用，一个是检测出被测信号的大小，另一个作用是把被测信号转换成可与______进行比较的物理量，从而构成反馈通道。 A偏差信号 B脉冲信号 C 指令信号 D反馈信号 4．加工中心是在数控铣镗床或数控铣床的基础上增加_____装置改型设置成的。 A 刀库与自动换刀 B 自动换刀 C 刀库 D 伺服 5．数控系统所规定的最小设定单位是______ A 数控机床的运动精度 B 机床的加工精度； C 脉冲当量 D 数控机床的传动精度 参考解答：BCCAC 二、填充题（５＊４分＝２０分） １．按数控系统的控制方式分类，数控机床分为________，__________，__________。２．数控机床的精度主要包括______，_______，_______。 ３．机床工作时会产生哪两种形式的振动_______，_______。
４．未来数控机床发展趋势主要表现在哪三个方面_______，_______，_______。５．数控系统常用的两种插补功能是_______和_______。 参考解答： 1、开环控制数控机床、半闭环控制数控机床、闭环控制数控机床。 2、加工精度、定位精度、重复定位精度 3、强迫振动与自激振动 4、数控技术，数控系统，驱动系统 5、直线插补和圆弧插补 三、简答与计算（共６０分）（每题分5、10、15分/题不等） １．简述数控机床的特点与主要组成部分。 ２．数控机床按照轨迹控制方式和伺服控制方式可以分为几类？ ３．用逐点比较法插补如图所示对于第一象限圆弧AB，起点A（4，0），终点B（0，4），并给出简要步骤。 ４．…………。 ５．…………。 ６．…………。
《数控加工技术基础》试卷 年级 专业 层次 科 注意事项： 1.满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2.考生必须将“学生姓名”和“学号”完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。 3.考生必须在签到表上签到，否则若出现遗漏，后果自负。 （1）－(20)题，每小题1分，共20 分。下列各题A)、B)、C)、D)四个选项中，只有一个选项是正确的，请将正确选项字母编号填在括号内。 （1）沿刀具前进方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边是 指令。 A ）G40 B ）G41 C ）G42 D ）G43 （2）工件在两顶尖间装夹时，可限制 自由度。 A ）四个 B ）五个 C ）五个 D ）三个 （3）确定数控机床坐标轴时，一般应先确定 。 A ）X 轴 B ）Y 轴 C ）Z 轴 D ）A 轴 （4）G90 G28 X10.0 Y20.0 Z30.0；中，X10.0、Y20.0、Z30.0表示 。 A ）刀具经过之中间点坐标值 B ）刀具移动距离 C ）刀具在各轴之移动分量 D ）机械坐标值 （5）G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是 。 A ）整圆 B ）半圆 C ）夹角〈=180°的圆弧 D ）180°〈夹角〈360°的圆弧 （6）下列G 指令中 是非模态指令。 A ）G00 B ）G01 C ）G03 D ）G04 （7）G17、G18、G19指令可用来选择 的平面。 A ）曲线插补 B ）直线插补 一、选择题：
C）刀具半径补偿 D）刀具长度补偿 （8）数控机床自动选择刀具中任意选择的方法是采用来选刀换刀。 A）刀具编码 B）刀座编码 C）顺序选择原理 D）计算机跟踪记忆 （9）数控机床加工依赖于各种。 A）位置数据 B）模拟量信息 C）准备功能 D）数字化信息 （10）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 （11）数控机床的主机（机械部件）包括：床身、主轴箱、刀架、尾座和。 A）进给机构 B）液压系统 C）冷却系统 D）传动系统 （12）工件在小锥体心轴上定位，可限制自由度。 A）四个 B）五个 C）六个 D）三个 （13）下列数控系统中是数控车床应用的控制系统。 A）FANUC-0T B）FANUC-0I C）FANUC-0M D）SIEMENS 820G （14）数控铣床与普通铣床相比，在结构上差别最大的部件是。 A）主轴箱 B）工作台 C）床身 D）进给传动 （15）加工中心选刀方式中常用的是方式。 A）刀柄编码 B）刀座编码 C）记忆 D）刀尖形状编码 （16）套的加工方法是：孔径较小的套一般采用方法。 A）钻、铰 B）钻、半精镗、精镗 C）钻、扩、铰 D）钻、精镗 （17）刀具磨钝标准通常按照的磨损值制定标准。 A）前面 B）后面 C）前角 D）后角 （18）闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区别在于。 A）位置控制器 B）检测单元 C）伺服单元 D）控制对象 （19）用端铣刀铣削时，下述何者不是产生异常振动现象的原因？ A）刀柄伸出长度过长 B）刀柄伸出长度较短 C）铣刀刀柄刚性不足 D）铣刀刀柄过细 （20）铣刀刀柄的标准锥度是。 A）1/4 B）1/5 C）7/24 D）MT4 二、填空题：
第1章数控加工的切削基础 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（B ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑 (D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D ）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f （C）vc -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ C ）。 （A）v o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（ A ），最后确定一个合适的切削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；（D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（ A ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高（C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关 11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（ C ）。 （A）每转进给量f （B）每齿进给量fz （C）进给速度vf （D）线速度vc 12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（ B ）。（A）前角；（B）刃倾角；（C）后角；（D）主偏角。 13、切断、车端面时，刀尖的安装位置应（ B ），否则容易打刀。 （A）比轴中心略低一些；（B）与轴中心线等高；（C）比轴中心稍高一些；（D）与轴中心线高度无关。 14、（A ）切削过程平稳，切削力波动小。 （A）带状切屑（B）节状切屑（C）粒状切屑（D）崩碎切屑 15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（ C ）。 （A）正前角；（B）负前角；（C）0°前角；（D）任意前角。 第2章数控机床刀具的选择 1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（D ）材料制造较合适。 （A）硬质合金（B）人造金刚石（C）陶瓷（D）高速钢 2、用硬质合金铰刀铰削塑性金属材料时，由于工件弹性变形的影响，容易出现（A ）现象。 （A）孔径收缩（B）孔径不变（C）孔径扩张（D）无法确定 3、刀具切削部分材料的硬度要高于被加工材料的硬度，其常温硬度应在（ C ）。 （A）HRC45－50间（B）HRC50－60间（C）HRC60以上（D）HRC30以上 4、数控机床一般采用机夹可转位刀具，与普通刀具相比机夹可转位刀具有很多特点，但（A ）不是机夹可转位刀具的特点。（A）刀具要经常进行重新刃磨（B）刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化 （C）刀片及刀柄高度的通用化、规则化、系列化（D）刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化 5、YG类硬质合金主要用于加工（ A ）材料 （A）铸铁和有色金属B）合金钢（C）不锈钢和高硬度钢（D）工具钢和淬火钢 6、下列那种刀具材料硬度最高（ A ） （A）金刚石（B）硬质合金（C）高速钢（D）陶瓷