第二节轮廓加工与子程序
参考答案-《数控机床编程与操作(第四版 数控铣床 加工中心分册)习题册》-A02-3585
数控机床编程与操作（第四版数控铣床加工中心分册）习题册参考答案第一章数控铣床/加工中心及其编程基础第一节数控铣床/加工中心概述一、填空题1. 数控技术2. 车削加工3. 铣削镗削4. 刀库刀具自动交换装置5. 采用点位控制系统刀具移动轨迹6. 数控装置刀库和换刀装置7. 分盘式刀库链式刀库8. 法那科西门子华中数控广州数控二、选择题1.C2.D3.B4.D5.C6.D三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.×第二节数控加工与数控编程概述一、填空题1. 加工程序数字控制2. 加工程序加工精度3. 手工编程自动编程4. 确定加工工艺数值计算制作控制介质5. 软磁盘移动存储器硬盘6. 语言式交互式CAD/CAM7. 程序程序数控编程8.UG PRO/E MASTERCAM POWERMILL二、选择题1.A2.C3.B4.C5.A6.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√第三节数控铣床/加工中心编程基础知识一、填空题1. 标准坐标系2. X Y Z3. 主轴X远离4. 右右5. 程序号程序内容程序结束6.O 四位数字7.M02 M30 M17 M02 RET8. 字—地址使用分隔符固定9. ( ) ; 10. 基准参考正二、选择题1.C2.A3.D4.C5.A6.D7.B8.B9.D三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.√9.√10.×第四节数控机床的有关功能及规则一、填空题1. 准备功能辅助功能其他功能2. 1号刀具2号刀沿3. 每分钟每转mm / min mm / r4.G96 G97 v =πDn / 10005.M03 M04 M056. 模态代码续效非模态非续效7. XY ZX YZ8. 绝对坐标相对坐标9. 合成速度圆弧的切线方向的速度10. 50%~120%二、选择题1.D2.A3.A4.C5.D6.A7.A8.C9.C 10.D 11.C 12.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√第五节数控铣床/加工中心编程的常用功能指令一、填空题1.G00 G01 顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补2. 圆弧半径起点到圆心矢量3.M98 M99 M08 M094. 正值负值5.G006. 镗平面锪孔7. 工件坐标系8. 暂停10s9. 至绝对坐标X-30.0 处10. G75二、选择题1.D2.C3.D4.C5.B6.A7.B8.B9.B 10.A 11.A 12.A三、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.√11.√12.√13.√14.×15.√四、编程题略。
轮廓零件的程序编写、加工
2、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）起刀点和抬刀点，建立刀补和撤消刀补都要在工件内部完成。
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）：O5003；（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 S636；（启动主轴）N40 G00 X0 Y0；（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 X0 Y-40 D01 F100；（在工件内部按指定速度从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 X40 Y-40 F80；（3点）N90 G03 X55 Y-25 R15；（4点）N100 G01 X55 Y25；（5点）N110 G03 X40 Y40 R15；（6点）N120 G01 X-20 Y40；（7点）N130 G03 X-20 Y-40 R40；（8点）N140 G01 X0 Y-40；（9点）N150 G01 G40 X10 Y0；（按指定速度从9点切削进给到10点，并在从9点到10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）按照上面程序加工后会出现图形如图所示的现象――在终点处有部分工件未被完全切除的现象，分析产生原因?思考：对程序如何进行修改，才能避免此类现象的发生。
参考答案-《数控机床编程与操作(第四版 数控铣床 加工中心分册)习题册》-A02-3585
数控机床编程与操作（第四版数控铣床加工中心分册）习题册参考答案第一章数控铣床/加工中心及其编程基础第一节数控铣床/加工中心概述一、填空题1. 数控技术2. 车削加工3. 铣削镗削4. 刀库刀具自动交换装置5. 采用点位控制系统刀具移动轨迹6. 数控装置刀库和换刀装置7. 分盘式刀库链式刀库8. 法那科西门子华中数控广州数控二、选择题1.C2.D3.B4.D5.C6.D三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.×第二节数控加工与数控编程概述一、填空题1. 加工程序数字控制2. 加工程序加工精度3. 手工编程自动编程4. 确定加工工艺数值计算制作控制介质5. 软磁盘移动存储器硬盘6. 语言式交互式CAD/CAM7. 程序程序数控编程8.UG PRO/E MASTERCAM POWERMILL二、选择题1.A2.C3.B4.C5.A6.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√第三节数控铣床/加工中心编程基础知识一、填空题1. 标准坐标系2. X Y Z3. 主轴X远离4. 右右5. 程序号程序内容程序结束6.O 四位数字7.M02 M30 M17 M02 RET8. 字—地址使用分隔符固定9. ( ) ; 10. 基准参考正二、选择题1.C2.A3.D4.C5.A6.D7.B8.B9.D三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.√9.√10.×第四节数控机床的有关功能及规则一、填空题1. 准备功能辅助功能其他功能2. 1号刀具2号刀沿3. 每分钟每转mm / min mm / r4.G96 G97 v =πDn / 10005.M03 M04 M056. 模态代码续效非模态非续效7. XY ZX YZ8. 绝对坐标相对坐标9. 合成速度圆弧的切线方向的速度10. 50%~120%二、选择题1.D2.A3.A4.C5.D6.A7.A8.C9.C 10.D 11.C 12.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√第五节数控铣床/加工中心编程的常用功能指令一、填空题1.G00 G01 顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补2. 圆弧半径起点到圆心矢量3.M98 M99 M08 M094. 正值负值5.G006. 镗平面锪孔7. 工件坐标系8. 暂停10s9. 至绝对坐标X-30.0 处10. G75二、选择题1.D2.C3.D4.C5.B6.A7.B8.B9.B 10.A 11.A 12.A三、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.√11.√12.√13.√14.×15.√四、编程题略。
第四章 外轮廓加工
第二节 外圆锥面加工
第二节 外圆锥面加工
二、外圆锥面加工
1．圆锥车削加工路线
第二节 外圆锥面加工
2．用G01 指令加工锥体
如图所示的工件，应用G01 指令来完成锥面的加工。
A 出发，第1 段沿X 轴负方向快速移动，到达切削起点B，
第2 段以F 指令的进给速度切削到达切削终点C，第3 段沿
X 轴正方向切削进给到D 点，第4 段快速退回循环起点A ，
完成一个切削循环。
第一节 外圆与端面加工
2）G90 指令循环每一次切削加工结束后刀具均返回循环起点。G90 指令循
环第一步移动为X 轴方向移动。
（2）综合件的编程与加工。
第一节 外圆与端面加工
新课探究
一、常用外圆与端面加工指令
1．快速点定位指令G00
（1）指令格式
G00 X（U）
Z（W） ；
（2）指令说明
1）G00 为模态指令，可由G01、G02、G03 或G33 指令注销。
第一节 外圆与端面加工
2）移动速度不能用程序指令设定，而是由厂家通过机床参数预先设置的，它
ϕ30 mm 外圆有20 mm的余量。
第一节 外圆与端面加工
三、端面加工
1．车削端面刀具的选用
（1）用左偏刀由外圆向中心进给车削端面
（2）用右偏刀由外圆向中心进给车削端面
（3）用45° 车刀车削端面
2．用G01 指令单次车削端面
如图所示，毛坯直径为50 mm，工件右端面为Z0，右端面有
0.5 mm 的余量，工件右端面中心为编程坐标系原点，选用90° 偏
换刀点（X100.0，Z100.0）处。
第一节 外圆与端面加工
（1）刀具切削起点
数控铣工实训课件-轮廓加工
轮廓加工
4.1.2任务实施
一、工艺分析
1.技术要求分析 该零件为模具镶件，其120*120尺寸及公差由坯料制造时保证。成 形部分即台阶尺寸精度要求较高，且成形尺寸只许正差，这是为后续 工序钳工修正和抛光留量。因此，在编程、加工或机床调整时保证本 工序加工出工件的最大极限尺寸 2.确定加工方案 工件的铣削过程分为三个阶段进行，即加工工艺路线为：粗铣——半 精铣——精铣。
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轮廓加工
2.坐标系的确定 编程时选择G54作为工件坐标系，坐标系原点设在工件上 表面几何中心处，即，Φ80圆台圆心。如图4-1-5 b所示。 3.数值计算 由确定的进给路线可知，以刀具中心为基准按轮廓编程， 起刀点均设在X-120.0，Y-120.0，Z100.0处。则三个铣削 过程在XY平面内的有关节点计算如下： 铣平面：行切，每刀沿X方向的切削宽度设为20mm。 切入点坐标：X-40.0 -X=60.0-20.0=40.0
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轮廓加工
2.刀具长度补偿指令G43、G44、G49
G43、G44指令是指令机床数控系统在刀具长度的方向的坐标轴上加一个刀 具长度差值或减一个刀具长度差值，编程时使用G43、G44指令必须与具有 直线运动指令配合使用，G43、G44指令才能有效。 指令编程格式： (G17/G18/G19) G01/G00 G43 X Y Z H ； (G17/G18/G19) G01/G00 G44 X Y Z H ； 在G17后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到Z轴。 在G18后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到Y轴。 在G19后的刀具长度补偿指令，只能将刀具长度的补偿值补偿到X轴。
精铣方台轮廓；
外轮廓零件加工2
N230 G00 G40 X100. Z100. ；快速退刀至换刀点，取消刀尖半径补偿
N240 T0200 ；取消2号刀补
N250 M30 ；主程序结束并返回程序开始
8、固定形状粗车复合循环指令G73
固定形状粗车循环指令G73适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的铸、锻毛坯件。走刀路线如图1-37所示
指定圆心I、K
指定半径R
绝对方式
G03 X40. Z-30. I0 K-5. F0.1
G03 X40. Z-30. R5. F0.1
增量方式
G03 U10. W-5. IO K-5. F0.1
G03 U10. W-5. R5. F0.1
注意：
①R也有正负之分，当圆弧所对的圆心角α≤180°时，R取正值；当圆弧所对的圆心角α≥180°时，
编程
实例
讲解
教学
过程
G90锥面切削循环
注意：
①车削前，必须用G00设立循环定位起点，其坐标值一般可按如下简便公式计算：
X定 =2D大端 - d小端 ，Z定一般取为1～3 mm。
②编程时，应注意R的符号，确定的方法是：锥面起点坐标X值大于终点坐标X值时为正，反之为负，具体形式如图4-22所示。
③计算R的数值时，是利用切削起、终点的X坐标值，而不是锥体大、小端直径值，其计算公式为：R=（X起-X终）/2，而不是R=（D大-d小）/2。
注意：
①使用G71时，零件沿X和Z方向必须是单调递减或单调递增。
②顺序号“ns”和“nf”之间的程序段所包含的任何F、S、T功能都被忽略，而在G71程序段中的F、
S、T功能才有效。注意：S、T指令可与G71指令分段书写。
数控铣编程模块二任务三：子程序的编程与外形轮廓铣削加工
教学难点 尺寸精度的检验与误差分析
教学方法 讲授、PPT 演示
教具
一、任务描述
二、任务分析
教 三、知识链接 1.数控铣编程中的子程序
学 2.精加工余量的确定 四、任务实施
过 五、配分权重
程 1.加工配分 2.程序配分 3.机床操纵配分 4.平安文明生产配分
板
投影区
一、（只写纲） 二、（只写提纲）
书
（具体内容）
三、（只写提纲） 四、（只写提纲）
设
五、（只写提纲）
草稿区
计
作业安插 教
学
课后预习
后
记
教学反思
教材中第 85 页第 9、10、11、12、13 题 模块三任务一
课程名称：数控铣床/加工中心加工工艺与编程之宇文皓月
创作
上课时间：
班级：
模具 071
教学课题
模块二：零件轮廓的铣削加工 任务三：子程序的编程与外形轮廓铣削加工
子程序的概念概念、格式和编程方法
轮廓分层切削的加工方法 教学目标
精加工余量的确定方法
数控机床经常使用夹具
教学重点 运用子程序编写数控铣加工程序 工件在平口钳中的装夹与校正
加工中心内轮廓加工编程PPT
O0111； G91G1Z-2F50; G90G41D1Y-6F100； G3X25.4Y0R6； ...... G3X25.4Y0R25.4； G3X19.4Y6R6; G1G40Y0; M99；
放仿真加工视频 学生进行仿真训练 学生实际制作零件
谢 谢！
主程序：
O0001； G90G80G40； G91G28Z0； M6T1； M03S600M08； G54G90G0Z100； X0Y0; X19.4; Z2； M98P40011； G69; G0Z100 Y100M9； M30;
二级子程序： 一级子程序：
O0011； G90G1Z0.5F50； M98P90111； G0Z5; G91G68X0Y0R90； M99;
X
A ·
I · · H
内轮廓编程
【引申1】图形变换
Y
X
【旋转变换编程】 ☆旋转变换指令
【格式】
G68 X_Y_R_ ； (建立坐标旋转）
…
G69 ； (取消旋转）
【参数说明】
X、Y：旋转中心的坐标 R： 旋转角度（°）
【旋转变换编程】
【引申2】旋转块编程
☆子程序编程
【编程方法】①原程序名改为子程序名，去头
【深化讨论】 ☆利用子程序实现分层切削（一个扇形）
主程序：
O0001； G90G80G40；（程序初始化） G91G28Z0；（换刀点） M6T1；（键槽铣刀） M03S600M08；（主轴/冷却液） G54G90G0Z100；（安全） X0Y0;（检验） G1X19.4F100; Z0.5; M98P11L9； G0Z100M9； Y100; M30;
子程序：
O0011； G91G1Z-2F50;（分层切削） G90G41D1Y-6（建刀补） G3X25.4Y0R6F150；(切入A） ...... G3X25.4Y0R25.4；（A） G3X19.4Y6R6;（切出） G1G40Y0; （回起点） M99
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第五章 轮廓加工
第五章 轮廓加工
2．在半径补偿模式中的程序不能被分支。如半径补偿 的建立是在主程序中，刀补的进行则是在子程序中，而 刀补的取消又回到了主程序。如下左程序。在执行此种 程序的过程中，有时系统会出现报警。在编程的过程中 应尽量避免编写这种形式的程序。正确的书写格式如下 右程序。
系统允许主程序重复调用子程序的次数为9999次 ，如只调用一次，此项可以省略不写。
主程序可以调用子程序，同时子程序也可调用另 一个子程序，即子程序的嵌套，如图5－17所示 。在 FANUC系统中，子程序最多可嵌套4级。
第五章 轮廓加工
图5－17 子程序嵌套
第五章 轮廓加工
四、子程序的特殊使用方法
图中两个台阶的形状和尺寸完全相同，可采用子程 序的方式编程。其加工路线如图5－21所示。
第五章 轮廓加工
工件编程原点位于零件上表面的中心，如下图所示， 编程时，为了通过调用子程序实现两个台阶的加工， 在主程序中采用G90方式编程，只定位刀具的起始点； 在子程序中采用G91方式编程编写轮廓的加工程序。
主程序中插入M99Pn，数控系统面板的“跳过键” 按钮未按下，主程序执行到该程序段时，则不返回到 程序开头，而是返回到程序段落号为n的程序段。如 图5－19所示，系统在执行到M99P0020时，将返回 到程序段落号为0020的程序段。
第五章 轮廓加工
图5－19 返回到指定程序段
第五章 轮廓加工
3．强制改变子程序的循环次数
工件各基点的坐标见表5－7。
第五章 轮廓加工
第五章 轮廓加工
2．选择切削用量
（1）背吃刀量（ap） 根据工艺分析台阶的深度较深，不能一次加工到深 度，需要采用分层方式进行加工，每层5mm，分三次 完成。因此，每层的背吃刀量选择为5mm。 （2）主轴转速（n） 主轴转速选择400r/min。 （3）进给速度 进给速度为40mm/min。
图5－21 加工路线图
第五章 轮廓加工
加工左边的台阶时，主程序中首先使刀具定位到 “1”点（G90方式），然后在子程序中采用G91方式 编程实现台阶轮廓的加工。加工右边的台阶时，只 需要在主程序中将刀具定位到“1′”点（G90方式）， 再调用一次子程序即可实现第二个台阶的加工。
各个基点的绝对坐标和相对坐标见表5－4。
数控加工工艺卡见表5－5。
5．程序编制
加工程序见表5－6。
第五章 轮廓加工
六、编程实例二
如下图所示，零件的上下面以及外形为已加工表 面，加工部位为60mm×60mm高度为15mm的台阶， 试编写该数控程序。
图5－22 子程序应用（2）
第五章 轮廓加工
1．工艺分析
如图5－22所示，加工部位为60mm×60mm高 度为15mm的台阶。台阶的轮廓外形由直线和凸圆 弧组成，不存在凹圆弧，因此，在选择刀具时，对 刀具直径的大小没有要求，本例选择16mm的平底 铣刀。
第五章 轮廓加工
图5－20 子程序应用（1）
第五章 轮廓加工
1．工艺分析
图5－20中，加工部位是长50mm、宽为60mm、高 度为5mm的台阶。台阶的轮廓外形由直线和圆弧组成 ，在轮廓中存在半径为10mm的凹圆弧。另外，两个台 阶在零件的中心形成一个宽度为25mm的直槽，故选择 刀具时，刀具的半径必须小于或等于10mm，本例选择 直径为16mm的平底铣刀。
1．子程序使用P指令返回
在子程序的结束指令M99后加入Pn（n为主程序 的程序段号），则子程序执行完后，将返回到主程 序中程序段号为n的那个程序段，如下图所示。
图5-18 使用P指令返回
第五章 轮廓加工
2．自动返回到程序头
主程序中插入M99指令，系统在执行到M99指令 时将自动返回到程序的开头位置继续执行程序，从而 实现无限次循环。为了能够停止或执行下面的程序段， 通常在M99指令前加上一个“/”，并按下数控系统面 板的“跳过键”按钮，程序在执行到带有“/”符号的 程序段时，将跳过这个程序段，而执行下一个程序段。
第五章 轮廓加工
子程序的程序名与普通数控程序完全相同由英文 字母“O”和其后的四位数字组成，数字前的“0” 可以省略不写。子程序的结束与主程序不同，用 M99指令来表示，子程序在执行到M99指令时，将 自动返回到主程序继续执行主程序下面的程序段。
三、子程序的调用
1．格式一：M98 P××××L××××
由于台阶的深度较深，考虑到刀具的强度和零 件加工表面的质量，刀具不能一次加工到深度，加 工时需要采用分层的方式进行，每层加工深度为 5mm，共分为三层－23 加工路线图
如左图所示，工件的 编程原点位于工件上表 面的中心。编程时，为 了采用一个程序实现工 件的分层加工，刀具在 XY平面内移动采用G90 方式，刀具在Z向采用 G91方式。
3．装夹
根据零件的形状采用平口钳和垫铁进行装夹。
4．数控加工工艺卡
数控加工工艺卡见表5－8。
第五章 轮廓加工
5．程序编制
加工程序见表5－9。
1．为了在使用子程序时实现某种功 能（如分层加工、平移加工），编程时 通常使用G90和G91方式混合编程。
利用子程序方式对工件进行分层或平 移加工时，主程序中通常使用G90方式 编程，子程序通常使用G91方式编程。
2．选择切削用量
（1）背吃刀量（ap） 如图5－20所示，台阶的加工深度为5mm。台
阶的深度没有公差要求，选择背吃刀量为5mm。 （2）主轴转速（n） 主轴转速选择400r/min。 （3）进给速度 进给速度为40mm/min。
第五章 轮廓加工
3．装夹
根据零件的形状采用平口钳和垫铁进行装夹。
4．填写数控加工工艺卡
如果将子程序结束指令M99改写为 M99L××××的格式，将强制改变主程序规定调 用子程序的次数。如主程序中调用子程序的指令 为M98P0010L5，表示主程序调用子程序0010为 5次。如子程序的结束指令为M99L1，则该子程 序的重复执行次数变为1次。
五、编程实例一
如图5－20所示的零件，上下面以及外形为已加 工表面，现要加工两个相同形状台阶的外形轮廓， 台阶高度为5mm，利用子程序编写台阶的程序如下。
地址P后面的四位数字为子程序序号，地址L后 的数字表示重复调用的次数，子程序序号及调用次 数前的0可以省略不写。例如，M98P0010L0002可 以简写成M98P10L2，表示调用子程序0010两次。
第五章 轮廓加工
2．格式二：M98 P××××××××
地址P后面是由八位数字所组成，前四位表示调用 次数，后四位表示子程序号，在编写程序时，表示调 用次数的前四位数字最前的0可以省略不写，但表示 子程序号的后四位数字0不可省略。例如， M9800020020可以简写成M98P20020，表示调用子 程序0020两次。