数控铣培训教材.docx

任务二 认识刀具、对刀、手动铣平面（牛刀小试）
一、 任务目标
1、工件装夹（平口钳及装夹图片）（1课时）
2、认识铣刀刀柄、键槽铣刀和立铣刀，学习如何装刀卸刀（1课时）
3、讲试切法对刀及练习（寻边器介绍）（2课时）
4、手动铣平面操作练习（3课时）
二、 相关知识（知识要点）
1、 工件的装夹
平口钳安装于铣床工作台上，用百分表校正（钳口与X轴方向平行）。将坯料装入平口钳中，下用垫铁，工件露出约钳口，放平且夹紧。如图2-1所示

图2—1 平口钳校正（a）工件装夹（b）
2、 数控立铣刀的种类和用途
种类：
1）两刃立铣刀

2）三刃立铣刀

3）多刃立铣刀

用途:
1）两刃立铣刀 粗铣轮廓、凹槽等表面，可沿铣刀轴线方向进给加工（垂直下刀）；
2）三刃和多刃立铣刀 精铣轮廓、凹槽等表面，一般不能沿铣刀轴线方向进给加工。
键槽铣刀、立铣刀按结构不同有整体式和可转位式。

图2—2整体式立铣刀 图2—3可转位式立铣刀
3、 数控铣刀刀柄
数控铣床使用的刀具是通过刀柄与主轴相连的，刀柄与主轴的配合锥面一般采用7：24的锥度。目前国际和国家标准规定的BT-40和BT-50系列为常用的刀柄和拉钉，以下是几种常用的刀柄。

图2—4 弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉
1）弹簧夹头刀柄、卡簧及拉钉如图2-4所示，用于装夹各种直柄立铣刀、键槽铣刀、直柄麻花钻等。卡簧装入数控刀柄前端夹持数控铣刀；拉钉拧紧在数控刀柄尾部的螺纹孔中，用于拉紧主轴上。
2）莫氏锥度刀柄如图2-5所示。莫氏锥度刀柄有莫氏2号、3号、4号等，可装夹相应的莫氏钻夹头、铣刀、攻螺纹夹头等。

图2-5 莫氏锥度刀柄
4、卸刀座
卸刀座是用于铣刀从铣刀柄上装卸的位置，如图2-6。
1、 平口钳
平口钳用于装夹工件，并用螺钉固定在工作台上，如图2-7。

图2—6卸刀座 图2—7 平口钳
2、 “试切法”对刀及检验方法
1）. 刀具装夹
把Ф10mm键槽铣（立铣刀）、8～10mm卡簧，装入铣刀刀柄，再把铣刀刀柄连同铣刀装入铣床主轴。
2）.对刀操作
一般来讲，在机床加工过程中，通常使用的有两个坐标系：一个是机床坐标系；另外一个是工件坐标系。对刀的目的是为了确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，也即确定对刀点相对工件坐标原点的空间位置关系。将对刀数据输入到相应的工件坐标系设定存储单元, 对刀操作分为 X 、Y 向和 Z 向对刀。
根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，目前常用的对刀方法主要有两种：即简易对刀法(如试切对刀法、寻边器对刀、Z 向设定器对刀等)和对刀仪自动对刀法。
使用G54～G59等零点偏置指令，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系零点上。本次对刀，工件坐标系在工件左下角上表面处，通过对刀将偏置距离测出并输入存储到G54中，步骤如下：
（1）MDI方式下输入“S500 M3；”指令，按 键，使主轴转动，或手动方式下按主轴正转按钮，使主轴转动；
（2）X轴对刀
手动（JOG）方式下移动刀具让刀具刚好接触工件左侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下：
① 按 键。出现如图2-8所示画面；

图2-8 OFFSET界面 图2-9 坐标系界面
② 按 “坐标系”软键，出现如图2-9所示画面；
③ 光标移至G54的X轴数据；
④ 输入刀具在工件坐标系的X轴坐标值，此处为X-5，按 “操作”软键，再按“测量”软键，完成X轴对刀。
（3）Y轴对刀
手动方式下，移动刀具让刀具刚好接触工件前侧面，Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤如下：
① 按 键。出现如图2-8所示画面；
② 按 “坐标系”软键，出现如图2-9所示画面；
③ 光标移至G54的Y轴数据。
④ 输入刀具在工件坐标系的Y轴坐标值，此处为Y-5，按 “操作”软键，再按“测量”软键，完成Y轴对刀。
（4) Z轴对刀。
手动方式下移动刀具刚好接触工件上表面，进行面板操作。步骤如下：
① 按 键。出现如图2-8所示画面；
② 按 “坐标系”软键，出现如图2-9所示画面；
3.“对刀”检验
① 按 键，使机床运行于MDI（手动输入）工作方式
② 按 键；
③ 按“MDI”软键，自动出现加工程序名称“O0000”；
④ 输入测试程序“G90 G00 G54 X0. Y0. Z10.”（或“G90 G01 G54 X0. Y0. Z10. F5000”）
⑤ 按 键，运行测试程序；
⑥ 程序运行结束后，观察刀具是否处于工件左下角工件原点上方10㎜处，如“是”则对刀正确；如“不是”则对刀操作不正确，需查找原因，重新对刀。

4、 其他寻边器对刀

图2-10 机械寻变器

图2-11光电寻边器
三、 手轮方式铣上表面（操作练习）

任务三 直线零件加工练习（一）（王者归来）
一、任务目标
1、理解G01、G00指令的含义
2、了解数控程序的格式
3、了解数控编程规则
4、学习槽类零件铣削编程和加工操作
二、任务导入
1、零件图纸
“王”字零件如图3—1所示。该零件为槽类零件由4条直线槽组成。

图3—1直线槽铣削加工零件图1
2、零件工艺分析
零件主体为Φ80×80的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。
3、工量具及其切削用量
刀具
量具
背吃刀量mm
进给速度mm/min
主轴转速r/min
Φ6mm键槽铣刀
游标卡尺 深度尺
2
200
1000
三、相关知识（知识要点）
1、G00指令——快速定位
格式：G00 X__ Y__ Z__ ；
功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的移动速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。
注意：（1）该指令只是快速定位到目标点，无运动轨迹的要求。其运动轨迹因控制系统不同而不同。
（2）快速移动的速度由系统内部参数确定，与进给速度F无关。
（3）G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。
2、G01指令——直线插补
格式：G01 X _ Y__ Z__ F__ ；
功能：该指令使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。 运行速度由F指定。例如F100 表示工件每分钟移动100mm。

四、扩展知识：
1、程序结构及程序段格式
零件加工程序的主体由若干个程序段组成。程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一段程序。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写和打印时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。
程序结构

程序段格式
/ NO3 G02 X55 Y55 I0 J55 F100 S800 T04 M03；
上例详细格式分类说明如下：N03为程序段序号；G02表示加工的轨迹为顺时针圆弧；X55、Y55表示所加工圆弧的终点坐标；I0、J55表示所加工圆弧的圆心坐标；F100为加工进给速度；S800为主轴转速；T04为所使用刀具的刀号；M03为辅助功能指令；/为跳步选择指令。跳步选择指令的作用是:在程序不变的前提下，操作者可以对程序中的有跳步选择指令的程序段作出执行或不执行的选择。选择的方法，通常是通过操作面板上的跳步选择开关扳向ON或OFF，来实现不执行或执行有“/”的程序段。
特点：
1）程序段中各信息字的排列不分顺序；
2）数据符的位数可少不可多；
3）模态指令只能被同组的其他指令取代或取消，否则继续有效，并可以省略。
2、 程序编制的基本步骤

图4-3 程序编制的基本步骤
①、分析零件图 首先要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工，同时要明确浇灌能够的内容和要求。
②、工艺处理 在分析零件图的基础上进行工艺分析，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工线路（如对刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量等）等工艺参数。
③、数值计算 耕根据零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状比较简单的零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，如果数控装置无刀具补偿功能，还要计算刀具中心的运动轨迹坐标。对于形状比较复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值，这种数值计算要用计算机来完成。
④、编写加工程序单 根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。
⑤、制作控制介质 把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。
⑥、程序校验与首件试切 编写的程序和制备好的控制介质，必须经过校验和试刀才能正式使用。效验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控系统中让机床空转，一检验机床的运动轨迹是否正确。在有CRT图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便，但这些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此，还需要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正，直至达到零件图纸的要求。
2、注意事项
1、华中数控系统程序的第一行应有“%××××”字样的文字，且数字长度不宜过长。
2、调试程序时，在自动方式下，一定要按下“程序较验”键，确保机床锁住不动，再按“循环启动”键，开始进行图形模拟加工。
3、初学者对刀后应进行校验，以保证安全无误。

常用的G M指令代码按不同功能可划分为准备功能G指令代码、辅助功能M指令代码和F、S、T指令3大类。
3 F、S和T指令
F是控制刀具位移速度的进给率指令，为模态指令，如图3-2所示，但快速定位G00的速度不受其控制。在铣削加工中，F的单位一般为mm/min(每分钟进给量)。

3-2刀具进给
注：模态指令是一组可相互注销的指令，一旦被执行则一直有效，直至被同一组的其他指令注销为止；非模态指令只在所在的程序段中有效，程序段结束时被注销。
S功能用以指定主轴转速，单位为r/min，S是模态指令，但S功能只有在主轴速度可调节时才有效。
T是刀具功能指令，后跟两位数字指示更换刀具的编号。T指令为非模态指令，在加工中心执行T指令，则刀库转动来选择所需要的刀具，然后等待直到M06代码指令作用时自动完成换刀。T指令同时可调入刀补寄存器中的刀补值(刀具长度和刀具半径)。
4、辅助功能M代码
辅助功能M指令代码，由地址字M后跟1～2位数字组成，即M00～M99。主要用来设置数控铣床电控装置单纯的开/关动作，以及控制加工程序的执行走向。各M代码的功能如表所示。
M指令代码及其功能
M指令代码
功 能
M指令代码
功 能
M00
程序停止
M06
换刀
M01
程序选择性停止
M08
冷却液开启
M02
程序结束
M09
冷却液关闭
M03
主轴正转
M30
程序结束，返回开头
M04
主轴反转
M98
调用子程序
M05
主轴停止
M99
子程序结束
（1）暂停代码M00
当CNC执行到M00代码时，将暂停执行当前的程序，以方便操作者进行刀具的更换、工件的尺寸测量、工件调装头或手动变速等操作。暂停时机床的主轴进给及冷却液停止，而全部现存的模态信息保持不变。若继续执行后续程序，只需要重新按下操作面板上的【启动】按钮即可。
（2） 程序结束代码M02
M02用于主程序的最后一个程序段中，表示程序结束。当CNC执行到M02代码时，机床的主轴、进给及冷却液全部停止。使用M02的程序结束后，若要重新执行就必须重新调用该程序。
（3） 程序结束并返回到零件程序头代码M30
M30和M02功能基本相同，只是M30代码还具有控制返回零件程序头的功能。使用M30的程序结束后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的【启动】按钮即可。
（4） 子程序调用及返回代码M98、M99
M98用来调用子程序；M99用来结束子程序，执行M99使控制返回到主程序。
在子程序开头必须用规定的子程序号，以作为调用入口地址。在子程序的结尾用M99，以控制执行完该子程序后返回主程序。
（5） 主轴控制代码M03、M04和M05
M03主轴启动，并以顺时针方向旋转；M04主轴启动，并以逆时针方向旋转；M05主轴停止旋转。
（6） 换刀代码M06
M06用于具有刀具库的数控铣床或加工中心，用以换刀。通常与刀具功能T指令一起使用。如T01 M06是更换调用01号刀具，数控系统收到指令后，将原来的刀具换走，而将01号刀具自动安装在主轴上。
（7）冷却液开停代码M08和M09
M08代码打开冷却液管道；M09代码关闭冷却液管道。其中M09为默认功能。
五、参考程序（王字图纸）
O0006
%1
G54 G90 M03 S1000
G00 Z100
G00 X-32 Y30
G00 Z5
G01 Z-2 F50
G01 X32 Y30 F200
G01 Z5
G00 X-32 Y0
G01 Z-2 F50
G01 X32 Y0 F200
G01 Z5
G00 X-32 Y-30
G01 Z-2 F50
G01 X32 Y-30 F200
G01 Z5
G00 X0 Y30
G01 Z-2 F50
G01 X0 Y-30 F200
G01 Z5
G00 Z100
M05
M30
六、注意事项
1、华中数控系统程序的第一行应有“%××××”字样的文字，且数字长度不宜过长。
2、调试程序时，在自动方式下，一定要按下“程序较验”键，确保机床锁住不动，再按“循环启动”键，开始进行图形模拟加工。
3、初学者对刀后应进行校验，以保证安全无误。
七、作业
“W”字零件如图3—3所示，试编写数控加工程序。

图3—3直线槽铣削加工零件图2

任务四 直线零件加工练习二（直来直去）
一、任务目标
1、数控加工工艺规程卡片（工艺卡片、刀具卡片等）
2、游标卡尺介绍、切削用量介绍
3、掌握G01、G00指令的正确使用
4、凸台零件铣削编程和加工操作练习
二、任务导入
1、零件图纸
凸台零件如图4—1所示。

图4—1正方形凸台加工零件图1
2、零件工艺分析
零件主体为Φ80×80的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。
3、工量具及其切削用量
刀具
量具
背吃刀量mm
进给速度mm/min
主轴转速r/min
Φ12mm立铣刀
游标卡尺 深度尺
2
200
1000
4、加工路线：如图4—2所示。0→1→2→3→4→5

图4—2正方形凸台的铣削走刀路线
三、相关知识（知识要点）
1、游标卡尺
游标卡尺是利用游标原理对两测量面相对移动分隔的距离进行读数的测量器具。游标卡尺（简称卡尺）与千分尺、百分表都是最常用的长度测量器具。

图9-3游标卡尺的结构
游标卡尺的结构见图9-3，游标卡尺的主体是一个刻有刻度的尺身，称主尺，沿着主尺滑动的尺框上装有游标。游标卡尺可以测量工件的内、外尺寸（如长度、宽度、厚度、内径和外径），孔距、高度和深度等。优点是，使用方便、用途广泛，测量范围大，结构简单和价格低廉等。
1）游标卡尺的读数原理和读数方法
游标卡尺的读数值有0.1、0.05、0.02mm三种，其中0.02mm的卡尺应用最普遍。下面介绍0.02mm游标卡尺的读数原理和读数方法，游标有50格刻线与主尺49格刻线宽
度相同，游标的每格宽度为49/50=0.98，则游标读数值是1.00-0.98=0.02mm,因此0.02mm为该游标卡尺的读数值。
游标卡尺读数的三个步骤：
（1）先读整数——看游标零线的左边，尺身上最靠近的一条刻线的数值，读出被测尺寸的整数部分；
（2）再读小数——看游标零线的右边，数出游标第几条刻线与尺身刻线对齐，读出被测尺寸的小数部分（即游标读数值乘其对齐刻线的顺序数）；
（3）得出被测尺寸——把上面两次读数的整数部分和小数部分相加，就是卡尺的所测尺寸。
3）游标卡尺使用注意事项
（1）测量前要进行检查。游标卡尺使用前要进行检验，若卡尺出现问题，势必影响测量结果，甚至造成整批工件的报废。首先要检查外观，要保证无锈蚀、无伤痕和无毛刺，
要保证清洁。然后检查零线是否对齐，将卡尺的两个量爪合拢，看是否有漏光现象。如果贴合不严，需进行修理。若贴合严密，再检查零位，看游标零件是否与尺身零线对齐、游标的尾刻线是否与尺身的相应刻线对齐。另外检查游标在主尺上滑动是否平稳、灵活，不要太紧或太松，如图2-14所示。

图9-4游标卡尺的使用
（2）读数时，要看准游标的哪条刻线与尺身刻线正好对齐。如果游标上没有一条刻线与尺身刻线完全对齐时，可找出对得比较齐的那条刻线作为游标的读数。
（3）测量时，要平着拿卡尺，朝着光亮的方向读，使量爪轻轻接触零件表面，量爪位置要摆正，视线要垂直于所读的刻线，防止读数误差。

2、机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
产品名称
零件名称
零件图号

材料名称及牌号

毛坯种类或材料规格
45钢
工时
4
工序号
工序名称
工序简要内容
设备名称及型号
夹具
量具
刀具

3、数控加工工序卡片
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

硬度

工序名称

工序号

工步号
工步内容
切削用量
刀具
量具
Vf
n
f

名称
名称
1

　参赛选手签名

共 页
　第 页

4、 数控刀具卡片
数控铣刀具卡
零件材料

设备名称

设备型号

零件图号

刀具序号
刀具名称
刀片材料牌号
刀具参数
刀补地址
直径
长度
直径
长度

5、 切削用量（三要素）
1）、铣削速度——铣削时铣刀切削刃上选定点在主运动中的线速度，通常以切削刃上离铣刀轴线距离最大的点在1min内所经过的路程表示，单位为m/min。
vc——铣削速度，m/min
d——铣刀直径，mm
n——铣刀（或铣床主轴）转速，r/min
2）、进给量——铣刀在进给运动方向上相对工件的单位位移量。
（1）每转进给量 f 和每齿进给量 fz
（2）进给速度vf vf=fn=fzzn
n——铣刀（或铣床主轴）转速，r/min
z——铣刀齿数
3）、背吃刀量与铣削宽度
（1）铣削深度ap—在平行于铣刀轴线方向上测得的切削层尺寸，单位为mm。
（2）铣削宽度ae—在垂直于铣刀轴线方向、工件进给方向上测得的切削层尺寸，单位mm。
4）、切削用量的选择
（1）在工艺系统刚性允许时，应首先选择一个尽可能大的 ap ，其次选择一个较大的f，最后在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的Vc
（2）ap的选择 ：主要根据加工余量和工艺系统的刚度确定：
a 粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除；
b当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧）时，可适当降低，使切削力减小；
c精加工时，应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低的方法，逐步提高加工精度和表面质量；
d一般精加工时，取0.05～0.8㎜；半精加工时，取1.0～3.0㎜
5）、进给量f的选择原则
（1）粗加工时，f主要受刀杆、刀片和机床、工件等强度、刚度所承受的切削力限制，一般根据刚度来选。工艺系统刚度好时，可用大些的f；反之，适当降低f；
（2）精加工、半精加工时，f应根据工件的Ra要求选。Ra要求小的，取较小的f，但又不能过小，因为f过小，切削厚度过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。若刀具的刀尖圆弧半径愈大，则f可选较大值
6）、Vc的选择 主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选
（1）刀具材料好，可选得高些；
（2）Ra值要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的Vc ，高速钢刀取小Vc＜5 m／min ，硬质合金取较高的Vc=130～160 m/min；
（3）表面有硬皮或断续切削时，应适当降低；
（4）工艺系统刚性差的，应减小Vc
四、参考程序
O0006
%1
G54 G90 M03 S1000
G00 Z100
G00 X-50 Y-50
G00 Z5
G01 Z-2 F50
G01 X-36 Y-50 F200
X-36 Y36
X36 Y36
X36 Y-36
X-50 Y36
G01 Z5
G00 Z100
M05
M30
五、作业
凸台零件如图4—4所示，试编写数控加工程序。

图4—4 凸台加工零件图2
任务五 圆弧槽铣削加工（外方内圆）
一、任务目标
1、了解G02 G03指令的含义
2、学习环形槽零件的编程和加工操作
二、任务导入
1、零件图纸
“O”字零件如图5—1所示。该零件为槽类零件由4个圆弧槽和两条直线槽组成。

图5—1 “O”字槽零件加工
2、零件工艺分析
零件主体为Φ80×80的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。
3、工量具及其切削用量
刀具
量具
背吃刀量mm
进给速度mm/min
主轴转速r/min
Φ10mm键槽铣刀
游标卡尺 深度尺
2
200
1000
三、相关知识（知识要点）
1、G02、G03指令——圆弧插补指令
该指令能使刀具沿着圆弧运动，切出圆弧轮廓。
G02：顺时针圆弧插补。
G03：逆时针圆弧插补。
顺、逆方向判别规则：
沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。

图5—2顺、逆方向判别
在X--Y平面
G17 { G02 / G03 } X__ Y__ { ( I__ J__ ) / R__ } F__ ；
在 X--Z平面
G18 { G02 / G03 } X__ Z__ { ( I__ K__ ) / R__ } F__ ；
在 Y--Z平面
G19 { G02 / G03 } Y__ Z__ { ( J__ K__ ) / R__ } F__ ；
序号
数据内容
指 令
含 义

1

平面选择
G17
指定X--Y平面上的圆弧插补
G18
指定X--Z平面上的圆弧插补
G19
指定Y--Z平面上的圆弧插补
2
圆弧方向
G02
顺时针方向的圆弧插补
G03
逆时针方向的圆弧插补
3
终点
位置
G90 模态
X、Y、Z中的两轴指令
当前工件坐标系中终点位置的坐标值
G91 模态
X、Y、Z中的两轴指令
从起点到终点的距离(有方向的)
4
起点到圆心的距离
I、J、K中的两轴指令
从起点到圆心的距离(有方向的)
圆弧半径
R
圆弧半径
5
进给率
F
沿圆弧运动的速度
在这里，我们所讲的圆弧的方向，对于X--Y平面来说，是由Z轴的正向往Z轴的负向看X--Y平面所看到的圆弧方向，同样，对于X--Z平面或Y--Z平面来说，观测的方向则应该是从Y轴或X轴的正向到Y轴或X轴的负向（适用于右手坐标）系如下图所示）。

图5—3 圆弧的方向
圆弧的终点由地址X、Y和Z来确定。在G90模态，即绝对值模态下，地址X、Y、Z给出了圆弧终点在当前坐标系中的坐标值；在G91模态，即增量值模态下，地址X、Y、Z给出的则是在各坐标轴方向上当前刀具所在点到终点的距离。
在X方向，地址I给定了当前刀具所在点到圆心的距离，在Y和Z方向，当前刀具所在点到圆心的距离分别由地址J和K来给定，I、J、K的值的符号由它们的方向来确定。
用半径法编写圆弧加工程序时应注意，在使用同一半径R的情况下，从起点A到终点B的圆弧可能有两个（下图），即圆弧a与圆弧b，编程时它们的起始点及半径都一样，为区分二者，规定圆弧所对应的圆心角小于180°时（圆弧段a）用“＋R”表示半径，圆心角大于180°时（圆弧段b）用“-R”表示半径。圆心角等于180°时用“＋R”或“-R”均可。

图5—4 圆弧半径正负判定
四、参考程序
O0005
%1
G54 G90 M03 S1000
G00 Z100
X-25 Y0
Z5
G01 Z-2 F50
G03 X25Y0 R25 F200
G03 X-25Y0 R25
G01 Z5
G00 Z100
M30
五、任务扩展
六、注意事项
七、作业
丰田车标零件如图5—5所示，试编写数控加工程序。

图5—5 丰田车标零件

任务六 直线圆弧槽综合加工（自圆其说）
一、任务目标
1、掌握G00、G01、G02、G03指令的正确使用
2、掌握槽类零件铣削编程和加工操作
二、任务导入
1、零件图纸：Lexus汽车图标零件如图6—1所示。试编写数控加工程序。

图6—1 直线圆弧槽零件1
2、零件工艺分析
零件主体为Φ80×80的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。
3、工量具及其切削用量
刀具
量具
背吃刀量mm
进给速度mm/min
主轴转速r/min
Φ8mm键槽铣刀
游标卡尺 深度尺
2
200
1000

三、相关知识（知识要点）
三角函数计算法简称三角计算法。在手工编程工作中，因为这种方法比较容易被掌握，所以应用十分广泛，是进行数学处理时应重点掌握的方法之一。
三角计算法主要应用三角函数关系式及部分定理，现将有关定理的表达式列出如下：
1、对于直角三角形

勾股定理：+ = ∴=
式中、、--- 分别为直角三角形的边长，其中为斜边。
2、基点的计算
基点就是构成零件轮廓的各相邻几何元素之间的交点或切点。如两直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧与二次曲线的交点或切点等等，均属基点。一般来说，基点的坐标根据图纸给定的尺寸，利用一般的解析几何或三角函数关系不难求得。
一零件轮廓如下图所示，其中A、B、C、D、E、F为基点， A、B、C、D、可直接由图
中所设工件坐标系中得知，而E点是直线DE与EF的交点，F是直线EF与圆弧AF的切点。
分析可知，OF与X轴的夹角为30°，EF与X轴夹角为120°，则
FX = 20 cos30°=17.321 FY = 20 sin30°= 10
∵ EY = 30 ∴ EX = FX -（EY - FY ）/ tg60°= 5.774

图6—2 零件轮廓图

四、参考程序
O0006
%1
G54 G90 M03 S1000
G00 Z100
X8.77 Y23.14
Z5
G01 Z-2 F50
G02 X28.78 Y14.05 R44.75 F200
G02 X28.78 Y-14.05 R19.8
G02 X-28.78 Y.14.05 R44.75
G02 X-28.78 Y14.04 R19.8
G02 X8.77 Y23.14 R44.75
G01 X-11.67 Y-6
G01 X33.07 Y-6
G01 Z5
G00 Z100
M30
五、任务扩展
六、注意事项
1、注意下刀点的选择一定要正确
2、Z轴进给加工的时候，进给量不要过快
3、零件在加工的时候，注意观察刀具加工情况
七、作业
大众汽车图标零件如图3—2所示，试编写数控加工程序。加工步骤如下：选择刀具设计工艺路线 选择进刀点及进刀方式 选择切削用量 确定走刀路线及计算节点
编写程序 装夹工件 对刀 加工过程注意事项

图6—3 直线圆弧槽零件2

任务七 刀具半径补偿指令（一）（移东补西）
一、任务目标
1、理解刀具半径补偿的条件，应用场合
2、掌握运用刀具半径补偿进行编程加工
3、了解半径补偿时加工路线的设计
二、任务导入
1、零件图纸
凸台零件如图7—1所示。试编写数控加工程序。

图7—1 凸台零件1
2、零件工艺分析
零件主体为Φ80×80的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。
3、工量具及其切削用量
刀具
量具
背吃刀量mm
进给速度mm/min
主轴转速r/min
Φ12mm键槽铣刀
游标卡尺 深度尺
2
200
1000

4、加工路线及数值计算：如图7—2所示。0→1→2→3→4→5→6→0

图7—2凸台零件的铣削走刀路线
三、相关知识
之前我们做轮廓编程加工时，由于刀具中心轨迹是按照实际程序坐标值运动，我们需要在被加工轮廓上偏移出被选刀具的半径值，再计算出实际刀具中心运动轨迹。
这样在轮廓尺寸复杂时编程计算变得十分麻烦，为此我们引入了刀具补偿的概念。即在轮廓加工时，不必求出刀具中心的运动轨迹，只需在程序中给出刀具半径补偿指令，并在机床面板上输入半径补偿值，就可以直接按照零件轮廓实际尺寸编程，数控系统会自动地计算出刀具中心的运动轨迹，并按这个轨迹进行运动。
1、指令格式
建立刀具补偿指令: G00 /G01 G41/G42 D_ X_ Y_ F_

取消补偿格式： G00 G/01 G40 X_ Y_

2、刀具半径补偿的判定
G41 ------刀具半径左补偿。 是指沿着刀具运动方向向前看（假设工件不动）刀具位于被加工轮廓的左边。
G42 ------刀具半径右补偿。 是指沿着刀具运动方向向前看（假设工件不动）刀具位于被加工轮廓的右边。
G40 ------刀具半径补偿撤消。
D- ------ 刀具半径补偿寄存器地址字，用于设定补偿值的大小，在实际加工中将
半径补偿值设定不同的值，即可实现利用同一程序完成粗、精加工。
注：顺铣相当于鸡刨地，逆铣相当于猪拱地

3、刀具半径补偿功能指令的作用：
（1）在编程时不需考虑刀具半径值可直接按照图纸的尺寸编程；
（2）可以用同一程序完成粗精加工等工序；
（3）刀具在加工中或磨损,会产生变化,变化可以用刀补指令修正(补偿)。
四、参考程序
O0007
%1
G54 G90 M03 S1000
G00 Z100
X-50 Y-50
Z5
G01 Z-2 F50
G01 G41 X-30 Y-50 D01 F200
X-30 Y30
X0 Y30
G02 X30 Y0 R30
G01 X30 Y-30
X-50 Y-30
G40 G01 X-50 Y-50
G01 Z5
G00 Z100
M30
五、任务扩展
六、注意事项
（1）刀具半径补偿的建立和取消必须使用G00或G01指令，不得使用G02、G03等指令；
（2）程序结束之前，必须取消刀具半径补偿，即G40必须与G41、G42成对使用；
（3）在使用刀具半径补偿时，如果出现连续两段以上没有移动指令或存在非指定平面轴的移动指令段，则有可能出现过切现象；
七、作业
1、凸台零件2如图7—4所示，试编写数控加工程序。

图7—2 凸台零件2

2、凸台零件3如图7—5所示，试编写数控加工程序。

图7—3 凸台零件3

任务八 刀具半径补偿指令（二） （ 粗中有细 ）
一、任务目标
1、了解顺、逆铣的特点及其与左右刀补的关系
2、了解工序划分的原则
3、理解半径补偿时加工路线的设计
二、任务导入
1、零件图纸
六边形凸台零件如图8—1所示。试编写数控加工程序。

图8—1 六边形凸台零件
2、零件工艺分析
零件主体为Φ80×80的长方体，材料为铝，故采用平口钳装夹，加工部位位于零件上方。
3、工量具及其切削用量
刀具
量具
背吃刀量mm
进给速度mm/min
主轴转速r/min
Φ12mm键槽铣刀
游标卡尺 深度尺
2
200
1000
4、加工路线及数值计算：如图13—2所示。0→1→2→3→4→5→6→7→8→0

图13—2月形凸台零件的铣削走刀路线
三、相关知识
1、刀具顺铣和逆铣的利和弊
顺铣的功率消耗要比逆铣时小，在同等切削条件下，顺铣功率消耗要低5%～15%，同时顺铣也更加有利于排屑。一般应尽量采用顺铣法加工，以提高被加工零件表面的光洁度（降低粗糙度），保证尺寸精度。但是在切削面上有硬质层、积渣、工件表面凹凸不平较显著时，如加工锻造毛坯，应采