数控铣床编程与加工技术项目二任务三平面的加工
《数控铣床编程与加工》课程标准
《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。
数控编程与加工项目2_数控铣削平面
班级第周周（月日）第至节
班级第周周（月日）第至节
班级第周周（月日）第至节
项目名称
项目二数控铣削平面
项目课时
4
模块名称
1用G00_G01编程端铣刀数控铣削平面
模块课时
2
能力目标
终极目标：会用端铣刀数控铣削平面
促成目标：
1、会建立工件坐标系，并用G53-G59/G92调用零点偏置值
2、会根据加工工艺确定刀具路径，制定编程方案
3、会用G00、G01功能用端铣刀铣平面、会用立铣刀铣开口成型槽
4、会计算基点坐标，并用G90～G91、G20～G21表述编辑单位
知识要点
1、确定工件坐标系原点的三原则，G53-G59/G92与工件坐标系的关系
2、绝对与增量尺寸编程G90～G91
3、公、英制转换G20～G21与相关编辑单位和数据设定
在四周Ra3.2，底面Ra1.6、大小100×80×30的锻铝毛坯上：
1、用Ф60的直角端铣刀粗、精台阶平面、台阶侧面各一次，精加工余量0.3；2、用Ф18的高速钢直柄普通立铣刀铣槽一次；先加工面，后加工槽。
两个工步用G00、G01合编一条数控铣削程序。
二、主题讲解（完成工作化任务必备知识、方法、步骤讲解，技能训练演示等）
4、快速定位G00
5、直线插补G01
6、基点坐标计算
工作任务
用G00、G01编程，数控铣削XM-01平面
教学条件
与环境
多媒体教室、数控仿真室、数控实训中心
拓展内容
FANUC系统数控铣床对刀
选用端铣刀、立铣刀规格形状
参考材料
刀具产品样本，网络及图书馆资源等
教学心得
教学设计方案
一、任务呈现（描述工作化任务及具体要求、教学时间安排）
数控机床 模块三：数控铣床编程与操作加工 项目2：平面图形加工
（三）.空运行及仿真
打开程序，选择MEM（自动）工作方式，打开机床锁住开关， 按空运行键，再按循环启动键，观察程序运行情况；若按图形显 示键再按循环启动键，可进行轨迹仿真，观察加工轨迹。空运行 结束后，使空运行及机床锁住功能复位，机床重新回参考点。
（四）.零件单段运行加工
零件单段工作模式是数按控车下床上循零件环加工启过程动按钮后，刀具在执行完程序 中的一段程序后停止。通过单段加工模式可以一段一段地执行程 序，便于仔细检查数控程序。FANUC系统操作步骤如下：
则运动时间长，效率低 3.圆弧插补指令 （1）指令功能：使刀具按给定进给速度沿圆弧方向进行切削加工。 （2）指令代码：顺时针圆弧插补指令代码：G02(或G2)逆时针圆弧
插补指令代码：G03(或G3)顺时针、逆时针方向判别：从不在圆弧 平面的坐标轴正方向往负方向看，顺时针用G02，逆时针用G03。
沈阳理工大学应用技术学院
可选大些；但刀具直径小，进给量应选择小一些；深2mm，一次下刀 至目标尺寸，具体如下：主轴转速：1200r/min；进给速度：垂直加 工30mm/min；表面加工50mm/min （7)编程原点：工件上表面中心
沈阳理工大学应用技术学院
2．工艺方案： 不分粗、精加工，一次垂直下刀至要求的深度尺寸。加工路线考虑路径 最短原则即可，对于不连续图形，刀具应注意设置抬刀工艺。其参考加 工路线如下：刀具空间移动至P1上方→下刀→顺时针圆弧加工至P2点→ 直线加工至P3点→逆时针圆弧加工至P4点→抬刀→刀具空间移动至P7点 上方→下刀→直线加工至P8点→顺时针圆弧加工至P9点→抬刀→刀具空 间移动至P5点上方→下刀→直线加工至P6点→抬刀→刀具空间移动至 P5′点上方→下刀→直线加工至P6′点→ 抬刀结束加工。
数控铣床的编程与加工操作
第三章数控铣床的编程与加工操作 (1)3.1数控铣床零件加工的工艺分析 (1)3.1.1数控铣削加工部位及内容的选择与确定 (1)3.1.2数控铣削加工零件的工艺性分析 (2)3.1.3数控铣削加工路线的拟定 (4)3.1.4数控铣削刀具、夹具及切削用量的选择 (8)3.2数控铣床的编程 (14)3.2.1M功能指令 (14)3.2.2主轴功能S、进给功能F (14)3.2.3准备功能G指令 (14)3.2.4华中世纪星（HNC-21/22M）数控系统的数控铣床的常用编程指令 (15)3.3数控铣床综合编程实例 (32)第三章数控铣床的编程与加工操作数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，它可以进行平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。
加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。
3.1数控铣床零件加工的工艺分析数控铣削加工的工艺设计是在普通铣削加工工艺设计的基础上，考虑和利用数控铣床的特点，充分发挥其优势。
关键在于合理安排工艺路线，协调数控铣削工序与其他工序之间的关系，确定数控铣削工序的内容和步骤，并为程序编制准备必要的条件。
3.1.1数控铣削加工部位及内容的选择与确定一般情况下，某个零件并不是所有的表面都需要采用数控加工，应根据零件的加工要求和企业的生产条件进行具体分析，确定具体的加工部位和内容及要求。
具体而言，以下情况适宜采用数控铣削加工。
1.由直线、圆弧、非圆曲线及列表曲线构成的内外轮廓；2.空间曲线或曲面；3.形状虽然简单，但尺寸繁多，检测困难的部位；4.用普通机床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等；5.有严格位置尺寸要求的孔或平面；6.能够在一次装夹中顺带加工出来的简单表面或形状。
下列加工内容一般不采用数控铣削加工：1.需要进行长时间占机人工调整的粗加工内容；2.毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位；3.简单的粗加工面；4.必须用细长铣刀加工的部位，一般指狭长深槽或高筋板小转接圆弧部位。
数控铣床加工中心编程与操作课程标准
《数控铣床 / 加工中心编程与操作》学习领域（课程）教课标准一、课程说明课程名称数控铣床 / 加工中心编程开课分院（系部）与操作合用专业数控技术应用专业课程代码学时先修课程后续课程编制人判定人制（修）定日期二、课程性质与任务在机械制造行业，数控加工技术岗位主要有：数控机床操作员（中心岗位）、数控工艺编程员（中心岗位）。
数控机床操作工按工种又可分为：数控车、数控铣、加工中心操作工等。
本课程是为培育数控铣、加工中心操作员、数控工艺编程员的数控镗铣类机床操作、数控工艺剖析与编程、数控加工以及质量控制等方面技术而设置的一门专业骨干课程，它与《数控车床编程与操作》课程一同对数控专业学生的职业能力的形成起要点支撑作用。
本课程先修课程有《机加工岗位与工作过程认识实训》、《工程图识读与使用软件画图》、《使用手动工具的部件加工》、《使用一般机床的部件加工》；后修学习领域有《顶岗实训》、《机械创新设计》。
同修的课程有《数控车床编程与操作》、《计算机协助造型与自动编程》。
本课程合用于数控技术专业。
三、课程设计思路本课程标准是以就业为导向拟订。
其课程内容以过程性知识为主、陈说性知识为辅，即以实质应用的经验和策略的习得为主、以适量够用的观点和原理的理解为辅。
由实践情境构成的以过程逻辑为中心的行动系统，重申的是获得过程性知识，主要解决“怎么做”（经验）和“怎么做更好” （策略）的问题。
课程内容的选择应按照三个原则：（1）科学性原则（2）情境性原则（ 3）人天性原则。
课程内容的选用既表现职业性，也表现开放性；既服务于地方经济，知足公司的需要，也便于教课活动的展开。
所以本课程标准就以数控铣床和加工中心作为学习平台，选择最常用、最常有、最适用、最有代表性的典型部件加工过程为教课内容。
实现能力为本位的培育目标，是《数控铣床/ 加工中心编程与操作》课程内容定位的方向。
四、课程教课目的( 一) 素质目标经过本课程教课，正直学生的学习态度，能够锻炼学生的思想方法和思想能力，提升学生的职业素质和职业能力。
《数控铣床编程与加工》课程标准
《数控铣床编程与加工》课程标准（2022版）第一部分课程概述一、课程性质与作用本课程是数控技术应用专业的专业核心课程。
课程的主要内容有：数控机床编程与操作基础、零件轮廓的铣削加工、固定循环编程与孔加工、坐标变换编程、宏程序编程与自动编程。
使用教材：数控铣床/加工中心加工技术，沈建峰主编，中国劳动和社会保障出版社。
二、课程基本理念通过本课程的学习达到中级数控铣工（加工中心操作工）技能水平并取得中级数控铣工（加工中心操作工）职业资格证书。
三、课程设计思路及依据1.设计思路为了全面提升本专业教学质量，充分贴合本地机械行业企业生产需求和学校教学情况。
数控技术应用专业充分吸收国内外职业教育教学的先进理念，借鉴一体化教学改革的最新成果，特将数控铣床编程与加工课程设置为专业核心课程。
2.设计依据以《教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》和《关于组织做好职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的通知》和职业教育国家教学标准体系为指导，根据专业人才培养方案和依据新形势发展对中等职业院校人才培养要求，坚持以就业为导向，以能力为本位，制定了数控铣床编程与加工课程标准。
第二部分课程目标一、课程总体目标通过本门课程的学习，使学生熟练掌握数控编程与加工中关于基点的计算方法；能对数控铣床加工的工件进行合理的工艺分析，编写数控加工工艺文件；能合理选用装夹方式、夹具、刀具，合理选用切削用量，掌握常用刀具的刃磨及修磨方法；能合理运用固定循环指令、参数编程等高级编程指令对复杂工件进行编程。
能对数控铣床加工工件进行质量误差分析，并能提出改进与预防措施；熟练掌握1～2种数控仿真软件的操作；掌握程序的传输方法，并能在数控铣床上完成零件的加工。
二、分目标（一）素质目标以科学的劳动观与技术观为指导，帮助学生正确理解技术发展、劳动生产组织变革和劳动活动的关系，充分认识职业和技术实践活动对经济发展和个人成长的意义与价值，使受教育者形成健康的劳动态度、良好的职业道德和正确的价值观，将综合素质教育贯穿于教育教学全过程，全面提高学生素质与质量（二）知识目标学生应能认识数控铣床地结构、布局特点和工艺范围；系统掌握数控铣床零件编程与加工机械零部件地加工工艺，掌握数控铣床加工地工艺路线，掌握数控铣床编程地基本知识，具有在数控铣床编制和实施较复杂机械零件加工程序地能力，能对零件具体操作加工。
数控铣床编程与操作模块二平面图形加工课件
表2-2-2 法那克系统与西门子系统圆弧插补指令
其中,X、Y为圆弧终点坐标;R、CR为圆弧半径;F为圆弧插补 进给速度。
如图2-2-5所示,加工圆弧起点在A点,终点为B点。
图 2-2-5
2) 格式二:终点坐标+圆心坐标。
法那克系统与西门子系统指令格式相同,格式为: G17 G02(G03)X Y I J F
四、零件单段运行加工
零件单段工作模式是按下数控启动按钮后,刀具在执行完程序 中的一段程序后停止。通过单段加工模式可以逐段地执行程序,便于 仔细检查数控程序。
五、零件加工及评分标准(表2-1-7)
表2-1-7 数控铣床课题评分表
【思考与练习】
1.如何编写完整加工一个零件的数控程序? 2.常用数控程序功能字有哪几大类?各有何功能? 3.G00、G01指令格式如何?使用时二者有何区别? 4.编写加工图2-1-8所示图形的程序(图形深1mm)。
转速为1500r/min。
(5)刀具功能字 地址:T。 功能:表示指定加工时所选用的刀具号。例如,T6表示选6号刀。
(6)辅助功能字 地址:M从M00~M99(或M999),前置的“0”可省略不写,如M02与 M2、M03与M3可以互用。
功能:表示数控机床辅助装置的接通和断开,一般由PLC(可编程序 控制器)控制,FANUC(法那克)0i系统和SINUMERIK(西门子)802S/ C系统常用辅助指令含义见表2-1-1。
X、Y、Z轴均采用试切法对刀,并把操作得到的零偏值 输入到G54等偏置寄存器中。 三、空运行
法那克系统:把基础坐标系中Z轴值变为“+50”,选择MEM( 自动加工)工作模式,打开程序,按下空运行按钮,按循环启动按钮,观察 加工轨迹。空运行结束后使空运行按钮复位。
数控铣床加工中心编程与加工项目任务3总结
1.手动（JOG）操作 2.夹具安装、工件装夹、刀具装夹训练
二、切削用量的确定
三、切削加工
四、加工结束 仿真加工时保存项目的名称为
“学号姓名1手动试切”
【任务总结】
铣刀精铣90×90轮廓时需要将刀具偏离一个刀具半 径，精加工前要试切。借助相对坐标设定可简化计算 ，快速移动刀具，从而提高操作效率。 在此操作中将数控铣床当做坐标铣床来使用，这是 不足取的——效率不高。但为便于后面的对刀操作是 必要的训练。 在实际加工时，应当杜绝将数控机床当做普通机床 使用。数控机床加工工件有三种运行模式：自动运行 、ＭＤＩ和手动操作（含手动、点动、和手轮）。自 动运行模式效率最高，是最常采用的；ＭＤＩ模式次 之，手动模式加工效率最低。因此手动操作通常仅用 于对刀操作。 本任务的完成可结合MDI方式提高加工效率和质量 。MDI方式参见项目一任务5。
【任务评价】
序号 考核项目 1 2 3 基础操作 考核内容 开、关机、回参考 点操作 配分 3 14 检测标准（分值） 开、关机、回参考点操作正确、熟练（3） 夹具的安装、找正操作正确（7 ） 选用适当的垫铁，定位准确、夹紧适当（7） 小计
工件装夹 1. 夹具的安装 与定位 2. 工件定位与夹紧 1、铣刀的安装操作 安装刀具 方法 2、刀柄的安装
五、数控编程时，如何计算n与Vf？
公制公式：
c d n 1000- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -（ - 1 -1 ）
f n f n Z f z - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ - 1 - 3）
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导致效率很低，但这种刀路能保证面铣刀的切削总是顺
铣。
一、平面铣削需要考虑的几个问题
6.双向来回Z形切削 双向来回切削也称为Z形切削，如图3-1c、d，显然
它的效率比单向多次切削要高，但它在面铣刀改变方向时， 刀具要从顺铣方式改为逆铣方式，从而在精铣平面时影响 加工质量，因此平面质量要求高的平面精铣通常并不使用 这种刀路，但常用于平面铣削的粗加工。
三、多次平面铣削的刀具路线
单向多次切削 双向来回切削（Z形切削）
二、单次面铣的编程实例
4．铣削程序
加工程序如下：
O0601； N10 G54 G90 G40 G69 G80 G15 M03 S900; N20 G00 Z100; N30 X65 Y50; N40 Z10; N50 G01 Z-1 F120; N60 M98 P00070002; N70 G90 G00 Z100; N80 M05; N90 M30; O0002; N10 G91 G01 X-130 F120; N20Y-8; N30 X-130; N40 Y-8; N50 M99;
二、单次面铣的编程实例
1．选择平面铣刀的直径； 2．切削的起点和终点及刀路：
二、单次面铣的编程实例
3．切削参
留有1㎜的精加工余量，工序尺寸41，精加工保证40±0.02。 粗铣时，因面铣刀有8个刀齿(Z=8)，为刀齿中等密
度铣刀，选fZ=0.12，则f=8×0.12≈1；参考V=55～ 105m/min，综合其它因素选V=62.5 m/min，则主轴转速 S=318×62.5/125≈150r/min，计算进给速度 F=fZ×Z×S=1×150=150㎜/min。
选用标准φ80数控硬质合金可转位面铣刀，选择刀
齿数为8。
一、平面铣削需要考虑的几个问题
• 2．铣削中刀具相对于工件的位置
•
选定直径后，便可考虑起点和终点位置了。出于安
全考虑，刀具需要在工件外有足够的安全间隙处移至Z向
加工深度，并确定刀具沿X轴(水平)从右到左方向切削。
一、平面铣削需要考虑的几个问题
二、单次面铣的编程实例
精 铣 时 ， 为 保 证 表 面 质 量 ， Ra3.2 ， 选 f=0.6 ， 参 考 V=55～105m/min，综合切深小，进给量小，切削力小的因 素 ， 选 V=100 m/min ， 则 主 轴 转 速 S=318×100/125≈300r/min ， 计 算 进 给 速 度 F=f×S=0.6×300=180㎜/min。
• 3．刀具的刀齿
• 4．大平面铣削时的刀具路线图3-1面铣的多次切削刀路
•
单次平面铣削的一般规则同样也适用于多次铣削。由于平面铣
刀直径的限制而不能一次切除较大平面区域内的所有材料，因此在
同一深度需要多次走刀。铣削大面积工件平面时，分多次铣削的刀
路有好几种，如图3-1，最为常见的方法为同一深度上的单向多次切
项目二 数控铣削准备 任务三 平面的加工
一、平面铣削需要考虑的几个问题
• 1．面铣刀直径的选择
•
工件上表面宽100㎜，面宽不太大，拟用直径比平面
宽度大的面铣刀单次铣削平面，平面铣刀最理想的宽度
应为材料宽度的1.3～1.6倍。当刀具中心偏离工件的中
心时，刀具与工件的两边都有一定的重叠，如图2-4。
•
削和双向多次切削。
一、平面铣削需要考虑的几个问题
• 5．单向多次切削粗精加工的路线设计
•
如图3-1a、b为单向多次切削粗精加工的路线设计。
•
单向多次切削时，切削起点在工件的同一侧，另一
侧为终点的位置，每完成一次工作进给的切削后，刀具
从工件上方快速点定位回到与切削起点在工件的同一侧，
这是平面精铣削时常用的方法，但频繁的快速返回运动