项目六 平面轮廓零件的数控编程与加工

《数控铣床编程与加工》课程标准一、课程名称: 数控铣床编程与加工二、对象: 三年制中职数控技术应用专业学生三、课时: 224学时四、学分: 14分五、课程目标通过任务引领、工艺分析、数学处理、程序编制、仿真模拟和加工实训等活动项目, 使学生掌握正确数控铣削编程的指令格式、编程方法, 会数控铣床的操作和零件的铣削加工;使学生具备从事本职业工种所必需的数控铣削编程与操作技能。

同时培养学生爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳的职业精神与新技术应用意识。

职业能力目标:（一）知识目标1. 掌握典型数控机床的加工能力及技术规格方面的相关知识；2. 掌握数控机床工具系统方面的相关知识；3. 掌握阅读数控加工工艺卡片及编制工艺文件方面的相关知识；4. 掌握典型系统数控机床常用指令编制数控加工程序方面的相关知识；5. 了解数控机床操作加工方面的相关知识。

（二）能力目标1. 会选用数控机床品种及技术规格；2. 会选用数控机床工具系统；3. 会阅读数控加工工艺卡片；4. 会用典型系统数控机床常用指令编制中等复杂零件数控加工程序；5．会简单操作数控机床、组装刀具组、装夹找正零件、对刀及数据设定, 校核程序的正确性；（三）素质目标1. 使学生学会学习方法, 养成不断进取、探索知识和能力边界、务实创新性工作的习惯；2．使学生热爱专业工作, 初步形成良好的专业素质、职业习惯和综合工作能力；3. 使学生关心他人、关心集体、具有团队合作的基本素质和良好的职业道德。

六、教学设计思路本课程主要培养数控技术应用专业学生数控铣削编程与操作的技能；该课程进行了系统的改革, 打破原来的学科体系, 构建了全新的以工作任务为中心、以项目课程为主体的职教课程体系。

通过这样的改革, 希望能够促进本课程与岗位能力需求的紧密匹配；使学生能够把所学的课程内容与工作任务紧密联系起来, 促进技术实践能力的形成, 最大限度激发学生的学习兴趣。

七、内容要求八、教学情境设计与建议1. 教师应依据工作任务中的典型产品为载体安排和组织教学活动。

安徽工业职业技术学院考试试卷（十）学期： 考试科目：数控加工编程及操作 考试形式：(/闭)题号 一 二 三 四 五 总 分得分一、填空题（共20分，每空1分）1、数控机床加工程序的编制方法有 和2、数控系统常用的两种插补功能是 和3、穿孔带是数控机床的一种控制介质，国际上通用标准是 和 两种，我国采用的标准是 。

4、对刀点既是程序的 ，也是程序的 。

为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的 基准或工艺基准上。

5、加工程序单主要由 和 两大部分构成6、在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为 路线。

7、调用子程序的格式为 M98 P ╳╳╳╳ L ╳╳╳╳，其中 P 表示 ， L 表示 。

8、铣削过程中所用的切削用量称为铣削用量，铣削用量包括铣削宽度、铣削深度、 、进给量。

9、直线段和圆弧段的交点和切点是 ，逼近直线段和圆弧小段轮廓曲线的交点和切点是 。

10、程序段是由 、 、 尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字七大功能字组成。

二、选择题（(以下各题均有A 、B 和C 三个答案，其中只有一个是正确，请将正确答案的序号填写在题中的括号中，共20分，每小题2分） 1、回零操作就是使机床回到（ ）。

A 、机床坐标系原点B 、机床参考点C 、工件坐标系原点 2、数控铣床的默认加工平面是（ ）。

A. XY 平面 B. XZ 平面 C. YZ 平面 3、G92的作用是（ ）。

考生答题不得超过此密封 框班级姓名 考号（A）设定刀具的长度补偿值（B）设定工件坐标系（C）设定机床坐标系4、用于机床开关指令的辅助功能的指令代码是（）。

A．F代码 B. S 代码 C. M代码5、圆弧插补方向（顺时针和逆时针）的规定与（）有关。

A ．X轴 B. Z轴 C. 不在圆弧平面内的坐标轴6、G02 X20 Y20 R-10 F100；所加工的一般是（）。

A. 整圆B. 夹角〈=180°的圆弧C. 180°〈夹角〈360°的圆弧7、车床上，刀尖圆弧只有在加工（ C ）时才产生加工误差。

《数控编程》课程标准一、课程概述1.课程性质《数控编程》课程是数控技术专业的专业领域核心课程，本课程为培养数控编程工艺员提供必备的理论知识和专业技能，要求学生熟练掌握编程指令的应用、数控仿真软件的操作，重点掌握中等复杂零件数控加工程序的编制。

学生通过训练，能达到数控车工、数控铳工、加工中心操作员高级工数控手工编程的水平。

2.课程任务《数控编程》课程通过与手工编程相关的实际项目学习，增强学生对专业核心知识运用的认识，让他们具备手工编写数控车、数控铳加工程序的能力，掌握编程方法，通过学习及训练，能对中等夏杂零件加工路线进行正确分析，并能编制出符合实际加工要求的数控程序，从而满足企业对相应岗位的职业能力需求。

3.课程要求通过本课程的学习，使学生能达到数控车工、数控铳工、加工中心操作员高级工数控手工编程的水平和机床的操作能力。

提高分析问题和解决问题的能力。

养成良好的职业道德，为今后所从事机械制造行业打下坚实的基础。

二、教学目标4.知识目标（1）从给定零件图及技术资料中提取数控加工所需的信息资料；（2）设计数控工艺方案，编制工序卡,刀具卡等工艺文件；（3）根据零件的形状、尺寸、走刀路线，能够计算数控加工所需的工艺数据和几何数据；（4）根据数控车床、加工中心的性能、程序代码编写数控程序；（5）通过数控模拟软件来检查和优化加工程序，并通过试加工试验数控程序；（6）编制数控程序卡，并存档；（7）区分工艺和程序对工件尺寸精度与表面质量的影响，探讨和反思任务进展情况；（8）对数控加工的经济性和产品质量进行分析。

5.能力目标（1）能设计数控工艺方案，编制工序卡,刀具卡等工艺文件。

（2）能计算数控加工所需的工艺数据和几何数据。

（3）根据数控车床的性能、程序代码编写数控程序。

（4）根据数控铳床、加工中心的性能、程序代码编写数控程序。

（5）通过数控模拟软件来检查和优化加工程序；6.素质目标（1）培养学生学习能力；（2）培养学生分析问题、解决问题的能力；（3）培养学生的沟通能力及团队协作精神；（4）培养学生的交际和沟通能力；（5）培养学生初步的管理能力和信息处理能力；（6）培养学生的质量意识、安全意识和环境保护意识。

《数控编程》学习指导书易守华编长沙市航天工业学校机械教研室《数控编程》学习指导一、课程简介数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品，是现代制造技术的核心设备，该装备的先进程度和数量代表了一个国家的制造业综合水平。

发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。

随着数控机床的大量使用，急需培养大批能熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员。

《数控编程》这门课程是数控专业最核心的课程，是数控专业必修的一门专业技术课，主要讲述数控编程基础及数控工艺、数控车床、数控铣床、数控加工中心的手工编程方法。

二、教材分析所用教材为由机械工业出版社出版全国数控培训网络天津分中心编写的《数控编程》教材，针对我校中专生的知识基础和现状，对本书内容作了适当增删和顺序调整。

本教材共分七章，主要讲授第一、二、三、四、五、六章，第二和第三章的部分内容放在具体的编程实例中讲解，第七章自动编程（MASTER CAM）知识将另外开设一门课，故在此不作讲解。

本教材主要讲授的重点放在数控编程基础及数控工艺、数控车床编程、数控铣床及加工中心编程四大块上，侧重理论与实践紧密结合，注重实效，难点为零件工艺的制定。

三、课程学习目标和教学要求1、目标.通过本课程的学习学生应掌握数控编程所必须的基本理论、基本知识和基本技能，为以后参加实际工作打下必要的技能基础。

2、教学要求（1）理解数控编程的相关基本概念及基本理论（2）掌握数控加工的工艺特点与解决方法（3）掌握编程中数学处理的基本知识及一定的计算机处理方法的知识（4）掌握数控车床、数控铣床、数控加工中心的常用编程指令、编程方法及编程特点。

（5）掌握调试加工程序，参数设置、模拟调整的方法（6）了解数控机床的基本构造本课程实践性强，学习时应注意联系实际，完成必要的实验项目，并保证及时完成习题和作业。

四、单元学习目标第一章绪论本章主要介绍数控编程的概念、内容与步骤、数控编程的种类；数控编程中有关标准及代码、程序的结构与格式、机床坐标系与运动方向；数控系统的准备功能与辅助功能。

1、外轮廓零件的程序编写、加工例1、如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯为150×120×30，试编写零件的加工程序。

【分析】1．根据图样要求、毛坯，确定工艺方案及加工路线1）以毛坯的底面和侧面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面（宽度），并将台虎钳固定于铣床工作台上。

2）选用平底立铣刀，一次切深5mm，直接加工工件的轮廓外形。

3）采用G41加工方式，有利于保证侧面表面粗糙度。

4）起刀点在工件轮廓左下角下方，并在轮廓外面建立刀补；抬刀点在轮廓左下角左边，并在轮廓外面取消刀补。

刀具在正式加工工件在轮廓时，不允许建立或撤消刀补。

最好在工件轮廓的延长线上（本例以左下角为起刀点）2．选择机床设备根据零件图样要求，选用VMC－600型数控立式铣床。

3．选择刀具与参数现采用Ø 8－Ø20的平底立铣刀皆可，现在选用Ø10立铣刀，并把该刀具的半径输入刀具半径补偿参数表中。

4．确定切削用量主轴转速：n＝1000V/πD （V表示刀具切削速度。

高速钢刀具一般取20m/s；硬质合金刀具一般50-100m/s，具体还应考虑被加工材料的切削性能）进给速度：F＝f z Zn （f z表示每齿进给量；Z表示齿数；n表示转速）切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。

5．确定工件坐标系在XOY平面内选择工件对称中心为工件原点，Z方向选择工件上表面为工件原点，建立工件坐标系（编程坐标系）。

（将X、Y、Z坐标值均输入到G54中去，直接调用G54中的X、Y、Z值）6．编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。

该工件的加工程序如下（该程序用于VMC－600型数控铣床/加工中心）：O5001；（程序名）N10 G80 G40 G49 G69 G50 G15 G21；（取消所有固定循环功能，并采用公制mm编程）N20 G00 G90 G54 X0 Y0；（绝对编程，调用G54坐标，刀具快速走到编程原点）N30 M03 S600；（启动主轴）N40 G00 X-65 Y-85；（快速到达起刀点）N50 G00 Z10；（刀具快速下到工件表面10mm处）N60 G01 Z-5 F100；（按指定速度到达5mm切深处）N70 G01 G41 X-65 Y-70 D01 F100；（按指定速度从1点切削进给到2点，并在从1点到2点的过程中建立刀具半径补偿左补偿）N80 G01 X-65 Y50 F80；（3点）N90 G01 X65 Y50；（4点）N100 G01 X65 Y-50；（5点）N110 G01 X-85 Y-50；（6点）N120 G01 G40 X-100 Y-50；（按指定速度从6点切削进给到7点，并在从6点到7点的过程中撤消刀具半径补偿）N130 G00 Z100；（快速抬刀至100mm处）N140 M30；（程序结束，光标并返回程序起始处）注上图中，虚线表示刀具在移动过程中的刀具中心轨迹线。

2.8 数控编程及数控加工2.8.1 手工编程 2.8.2 自动编程及图像编程、语音编程2.8.1 手工编程一、数控编程的内容与步骤用普通机床加工零件，事先需要根据生产计划和零件图纸的要求编制工艺规程，其中包括确定工艺路线、选择加工机床、设计零件装夹方式、计算工序尺寸和规定切削用量等。

应用数控加工时，大体也要经历这些步骤。

这时的工作流程可以简略地用图220来表示。

图中虚线框内反映了零件的程序编制过程。

其中包括三个主要阶段：图2－20零件加工流程图(1)工艺处理即分析图纸、选择零件加工方案、设计装夹方式、确定走刀路线等。

(2)数学处理计算刀具运动轨迹的坐标数据。

(3)后置处理按照数控机床的指令格式将计算的走刀路线数据编写成相应的程序段。

程编人员在完成加工零件的工艺处理之后，按照所用数控机床的指令和程序段格式用手工编写出零件加工的程序清单，并制作成合格的控制介质的过程，称为手工编程。

如果由计算机完成，称为自动编程。

手工编程的工作量大，手续繁琐，容易出错。

因此只要条件允许，我们应该尽量使用计算机自动编程。

对于加工内容只需作点位直线控制的零件通常采用手工编程。

对于轮廓为直线和圆弧组成的零件，如果形状比较简单，数据处理工作量不大，也可以用手工编程。

二、手工编程手工编程时，要求编程人员熟悉所用数控机床的控制媒介和指令系统。

数控机床的控制媒介已经在前面数控机床的组成中介绍过了，下面简单介绍数控机床指令的形成及基本格式。

1.指令的形成在图2－10中，纸带的每一个位置上，几乎都可能存在孔。

实际上，纸带的代码是由各个位置上孔的有无所构成的。

由于每一个位置上存在孔的有或无两种可能性，可以用0(无孔)或1(有孔)表示，所以这个代码系统称之为二进制代码系统。

一个二进制数字称为一个位(bit)，一个字符码是由一行二进制位构成的，即一个字符码是位(bit)的组合，它代表一个字母、数字或是其他的符号。

字是字符的集合，用于形成指令的一个部分。

平面轮廓零件铣削的一般方法发表时间：2017-08-07T11:24:08.543Z 来源：《高等教育》2016年10月作者：刘腾飞[导读] 平面轮廓零件是数控加工的常见对象，该类零件有轮廓形状复杂，难以控制尺寸。

菏泽技师学院刘腾飞随着科学技术的发展，数控加工在机械制造中的作用越来越大，平面轮廓零件是数控加工的常见对象，该类零件有轮廓形状复杂，难以控制尺寸，不易得到理想的表面粗糙度和形状精度要求等特点，因此，对零件工艺性分析，刀具的选择，程序的编制等均有较高的要求。

下图零件为平面类零件，可以看出该零件由平面、凸台、凹槽和孔组成。

一、根据零件的外型制定加工方案粗精铣外轮廓→钻2×Φ10通孔→钻Φ30通孔→粗精铣腰形槽。

毛坯选用100mm×80mm×20mm，六面已加工的方形45#钢。

因为该零件由平面、圆弧、凸台、凹槽和孔组成，而且该零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，为了减少因多次换刀而带来的人为误差，避免多次装夹引起的定位误差，因此选择数控铣削加工中心KVC650加工。

该零件形状规则，四个侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求不高，因此采用平口钳装夹零件。

二、按照要求确定加工工艺1、加工准备。

用平口钳装夹工件，伸出钳口8mm左右，用百分表找正。

安装寻边器，设置零点偏置。

根据编程时刀具的使用情况编制刀具及切削参数表，对应刀具表依次装入刀具库，并设定各长度补偿。

2、先粗精铣外轮廓。

使用T1号刀具粗铣外轮廓，留0.3mm单边余量，粗铣时可采用增大刀补值来区分粗精加工（即刀具半径10+精加工余量+0.3）。

安装T2Φ20mm精四刃立铣刀，设定刀具参数，半精铣外轮廓，留0.10mm单边余量。

实测工件尺寸，调整刀具参数，精铣外轮廓至要求尺寸。

3、然后加工精度较高的孔。

采用中心钻先钻出两个Φ 10+0.022 0的中心孔。

调用T4号Φ9.7的钻头，钻出2×Φ10孔。

数控编程与操作课程标准一、适用对象技工学校三年制数控技术应用专业学生。

二、课程性质本课程是一门传授数控车床编程与操作相关理论和技能知识的专业课。

本课程采用数控加工中的各种典型实例，讲解相关的工艺知识、编程知识及操作加工方法，来对数控编程与加工进行深入细致的讲解，内容涉及数控车床的编程、加工工艺及实训操作。

通过本课程的学习，学生能够独立完成中等复杂程度零件的数控程序编制及加工，并能获得数控车工国家职业技能中级证书。

在本课程讲授之前，学生应已修完以下课程：《机械制图》、《金属材料与热处理》、《公差配合与技术测量》、《车工工艺学》等课程并经过《初级车工实训》。

三、参考课时。

本课程总学时300学时，理论课100学时，数控车床操作实训200学时。

四、课程目标通过本课程的学习，学生学应掌握以下职业能力：1）能根据产品图样合理设计中等复杂程度零件的加工方案、编制加工工艺及相应的数控工艺文件；2）能熟练运用各种方法正确计算数控编程中相关基点、节点的坐标；3）掌握各种指令的含义、格式及用法，能合理运用固定循环指令等高级编程指令对复杂工件进行编程；熟练编写中等复杂程度零件的数控车加工程序。

4）能合理选用装夹方式、夹具、刀具，合理选用切削用量，能正确刃磨及修磨各种常用刀具；独立完成中等复杂程度零件的数控车加工。

5) 能根据加工方案，对加工流程进行技术管理。

能对工件进行质量和误差分析，并能提出相应的改进与预防措施；6）了解数控机床的结构及工作原理，能对数控机床进行一般性维护与保养。

7)了解数控专业新工艺、新技术的发展方向。

8）具备对具体学习、工作任务的理解和分析能力，具有一定的使用参考书、手册、图表、技术标准等技术资料的能力及自学能力。

9）具备勤劳诚信、爱岗敬业、吃苦耐劳、善于协作配合、善于沟通交流等职业素养与创新意识。

五、设计思路本课程依据国家职业技能标准《数控车工》及企业对数控加工人员岗位工作任务与职业能力要求设计课程内容，以典型零件的加工为载体，有机地融入理论知识与操作技能，教学内容设计成模块化项目，包括以下部分内容：模块一、数控机床的基本操作模块二、简单轴类零件的加工模块三、复杂轴类零件的加工模块四、套类零件的加工模块五、复杂零件的加工与中级技能鉴定在上述内容安排时充分考虑到技工学校学生的能力及学习习惯，采用小步化原则，以数控车床操作过程、数控车削加工工步为主线，按先分步后综合的方式组织教学内容。

##########职业技术学院数控技术专业毕业设计说明书设计题目轴类零件的加工工艺与编程学生姓名####学号#########指导教师#####专业数控技术年级 2008级摘要随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高速高质量加工要求。

本课题来源于生产，是对所学知识的应用，它包括了三年所学的全部知识，在数控专业上具有代表性，而且提高了综合运用各方面知识的能力。

程序的编制到程序的调试，零件的加工运用到了所学的AutoCAD、 CAXA制造工程师软件、数控机床操作、子程序、刀具的选择、零件的工艺分析、数学处理、工艺路线等一系列的内容。

这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。

关键词：数控；加工；工艺；编程目录1引言 (1)1.1数控技术的发展及趋势 (1)1.2数控车削加工工艺分析的主要内容 (2)2轴类零件的加工工艺设计 (3)2.1轴类加工的内容及工艺分析 (3)2.1.1轴类零件加工的内容 (3)2.1.2轴类零件加工的工艺分析 (4)2.2轴类零件工艺路线的拟定 (4)2.2.1工艺路线的确定 (4)2.2.2辅助工序的安排 (6)2.3数控机床及其工艺设备的选择 (6)2.3.1数控机床的选择 (6)2.3.2检测量具的选择 (7)2.4轴类零件切削用量参数的确定 (7)2.4.1确定主轴转速 (7)2.4.2确定进给速度 (8)2.4.3确定背吃刀量 (8)2.5拟定数控加工工艺卡 (8)2.5.1 数控加工工序 (8)2.5.2 数控加工工序表 (9)2.6刀具的选择 (9)2.6.1刀具 (9)2.6.2确定对刀点与换刀点 (10)3轴类零件夹具的选用 (12)3.1对轴类零件夹具的基本要求 (12)3.2.1 夹具的类型 (12)3.2.2零件的安装 (12)4车削零件数控加工的编程 (13)4.1数控坐标系的确定 (13)4.2走刀路线的确定 (13)4.3程序编制 (14)5结论 (22)6致谢 (23)7参考文献 (24)1引言1.1数控技术的发展及趋势机床数控系统，即计算机数字控制(CNC)系统是在传统的硬件数控(NC)的基础上发展起来的。

目录项目一数控铣床基础操作与编程 (2)任务一数控铣床基础知识 (2)二、设备 (2)数控铣床若干 (2)三、任务内容及要求 (2)1、任务内容 (2)数控外形结构如图示 (3)2、要求 (3)（1）了解数控铣床的特点 (3)（2）了解数控铣床的结构 (3)四、任务实施步骤 (3)略 ...................................................................................................................... 错误!未定义书签。

五、相关知识 (3)任务二数控铣床编程基础知识 (5)5、数控编程格式及内容 (7)7、数控系统的准备功能和辅助功能 (8)任务三刀具半径补偿（G41、G42、G40） (9)任务四刀具长度补偿（G43、G44、G49） (12)任务五铣床刀具、装夹设备 (14)任务六数控铣床手动操作与试切削 (17)一、任务目标 (17)【知识目标】 (17)项目二平面图形加工 (19)任务一直线图形加工 (19)任务二圆弧图形加工 (23)二、设备 (23)1、数控铣床若干 (23)2、工具和刀具：寻边器，机用虎钳、Φ6立铣刀、平行垫铁、塑胶榔头等。

(23)3、量具：千分尺、游标卡尺 (23)4、毛坯: 120x80x14铝合金 (23)三、任务内容和要求 (23)1、任务内容 (23)（1）学习验证程序的各个环节。

(23)（2）练习G02、G03圆弧插补指令及应用-----刀具半径补偿与工件外轮廓加工。

(23)2、要求 (23)学生以小组为单位，教师以项目教学方法形式组织教学。

(23)四、任务实施步骤 (23)1、加工准备 (23)2、回参考点、对刀。

(23)3、空运行 (23)4、零件自动加工方法 (23)5、零件加工及评分标准 (23)6、加工结束，清理机床 (23)五、相关知识 (23)1、编程指令 (23)任务三一般形状图形加工及数控仿真 (27)2、掌握工件原点处于不同位置时对刀方法。