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数控加工实训指导书..doc 77页
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数控加工实训指导书.
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数控加工实训指导书主编：邓坤参编：吴素梅、李兵兵、刘凤王士云、张志全、夏登福刘汉贞谯城区职教中心大寺高级职业中学绪论《数控加工与编程》实训的目的1、熟悉了解数控车床、数控铣床、数控加工中心的结构组成及工作原理。2、熟练掌握待加工零件的装夹、定位、加工路线设置及加工参数调校等实际操作工艺。3、熟练掌握阶梯轴、成型面、螺纹等车削零件和平面轮廓、槽形、钻、镗孔等类型铣削零件的手工及自动换刀的编程技术以及复杂曲面零件的自动编程技术。能分析判断并解决加工程序中所出现的错误。4、学会排除机床电气及机械方面的一般性故障。5、熟练操作数控车、数控铣床、并能加工出中等复杂程度的零件。6、能初步使用加工中心机床，了解刀库及其设置，了解加工中心的加工过程与特点7、初步了解与掌握程序转存和联机控制等DNC加工方面的知识及操作方法。8、复习掌握数控技术职业资格考试要求的其它应知、应会的内容。积极争取通过职业技术资格考试。实训内容与实训计划安排1、实训的主要内容1．1数控车床的操作与编程训练（1）、操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。（2）、坐标系的建立，工件和刀具的装夹，基准刀具的对刀找正。（3）、基本编程指令的讲解。手工编程与程序输入训练，空运行校验。（4）、固定循环指令的讲解。编程与程序输入训练，空运行校验。（5）、螺纹零件的车削编程训练。学会排除程序及加工方面的简单故障。（6）、刀具补偿及编程训练。手工换刀与自动换刀的基本操作。（7）、多把刀具的对刀、刀库数据设置。（8）、实际车削训练，合理设置各工艺参数。（9）、理论课：复习总结车床加工的应知、应会内容。1．2数控铣床操作与编程训练（1）、操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。（2）、坐标系的建立，工件和刀具的装夹，基准刀具的对刀找正。（3）、基本编程指令的讲解。手工编程与程序输入训练，空运行校验模拟。（4）、轮廓铣削和槽形铣削编程训练与上机调试，掌握程序校验方法。（5）、刀长与刀径补偿及编程训练。手工换刀基本操作，多把刀具的对刀、刀库数据设置。（6）、子程序调用技术，程序调试技巧，钻孔加工的基本编程。（7）、实际铣削训练，合理设置、调校工艺参数，排除基本故障。（8）、了解润滑与冷却系统，机床的维护与保养。（9）、理论课：复习总结铣床加工的应知、应会内容。1．3加工中心机床操作与编程训练（1）、操作面板和控制软件的简单用法。（2）、刀具基本知识及应用状况了解。刀库结构与自动换刀装置的初步了解。（3）、加工中心编程的特点。手工编程与程序阅读理解，空运行校验。（4）、固定钻镗循环编程与上机调试。（5）、刀具补偿及编程训练。多把刀具的对刀、刀库数据设置，自动换刀的程序实施。（6）、理论课：刀具基本知识及其它应知、应会内容。1．4自动编程与DNC控制训练（1）、自动编程系统原理的了解。（2）、图纸分析，基本加工零件图形的绘制，复杂曲面类零件的绘制。（3）、轮廓铣削、挖槽、钻孔等基本刀具加工路线的建立。（4）、工艺参数、刀具补偿等的设定，模拟加工校验。（5）、曲面铣削加工刀路的建立，粗、精加工的参数设定。（6）、刀路的编辑。（7）、程序的生成与编辑修改，程序与机床控制系统间的接口技术。（8）、车床的自动编程技术。（9）、自动编程的实用训练、DNC加工。2、实训计划安排2．1实训内容与学时总体分配表序号 实训内容 时间
1 数控车床操作 1.3周 6
2 数控铣床操作 1.3周 6
3 加工中心机床操作 0.4周 4
4 自动编程训练 1周 6
5 联机传送、DNC加工、备考和考核 0.5周 4
合计培训周数 4.5周 26学时
2．2实训具体内容与时间安排表周次 学时 星期 教学内容(理论学习、实训操作、复习、考试等) 实训报告 备注
数控加工原理、程序格式
机床坐标系统、机床基本操作
演示：数控加工原理与加工过程 报告1
数控车削基本编程
实训：数控车的基本操作、程序输入调试 报告2
车削循环编程
实训：车削循环程序调试
实训：数控车床的对刀、坐标系建立
实训：自编程序调试 报告3
螺纹车削、刀补与换刀
实训：螺纹车削程序调试 报告4
实训：刀补及其设置
实训：换刀程序处理
实训：综合车削程序调试
实训：车削零件的综合加工
实训：车削零件的综合加工 报告5
数控铣削基本编程
实训：数控铣的基本操作、程序输入调试
实训：自编程序调试 报告6
实训：数控铣床的对刀、坐标系建立
实训：数控铣床的对刀、坐标
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答：一、细长轴的定义当工件长度跟直径直比大于20～25倍（L/d&20～25）时，称为细长轴。二、由于细长轴本身刚性差（L/d值愈大，刚性愈差），在车削过程中会出现以下问题：1、工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度。2、在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，；车削就很难进行，严重时会使工件在顶尖间卡住。因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。虽然车细长轴的难度较大，但它也有一定的规律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三个关键技术，问题就迎刃而解了。三、使用中心架支承车细长轴在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方法有：1、中心架直接支承在工件中间当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。2、用过渡套筒支承车细长轴用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，见图（9—2）。过渡套筒的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合，即可车削。四、使用跟刀架支承车细长轴跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了（图9--4），因车刀给工件的切削抗力F`r，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。五、减少工件的热变形伸长车削时，由于切削热的影响，使工件随温度升高而逐渐伸长变形，这就叫“热变形”。在车削一般轴类时可不考虑热变形伸长问题，但是车削细长轴时，因为工件长，总伸长量长，所以一定要考虑到热变形的影响。工件热变形伸长量可按下式计算。△L=aL△t
式中a—材料线膨胀系数，1/℃；L—工件的总长，mm；△t—工件升高的温度，℃。常用材料的线膨胀系数，可查阅有关附录表。例车削直径为25mm，长度为1200mm的细长轴，材料为45钢，车削时因受切削热的影响，使工件由原来的21℃上升到61℃，求这根细长轴的热变形伸长量。解已知L=1200△t=61℃－21℃=40℃;查表知，45钢的线膨胀系数a=11.59×10-6 1/℃根据公式（9.5）得：△L=aL△t=11.59×10-6×.556mm 从上式计算可知，细长轴热变形伸长量是很大的。由于工件一端夹住，一端顶住，工件无法伸长，因此只能本身产生弯曲。细长轴一旦产生弯曲后，车削就很难进行。减少工件的热变形主要可采取以下措施：1、使用弹性回转顶尖用弹性回转顶尖加工细长轴，可有较地补偿工件的热变形伸长，工件不易弯曲，车削可顺利进行。2、加注充分的切削液车削细长轴时，不论是低速切削还是高速切削，为了减少工件的温升而引起热变形，必须加注切液充分冷却。使用切削液还可以防止跟刀架支承爪拉毛工件，提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。3、刀具保持锐利以减少车刀与工件的摩擦发热。六、合理选择车刀几何形状车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。选择时主要考虑以下几点：1、由于细长轴刚生差，为减少细长轴弯曲，要求径向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影响径向切削力的主要因素，在不影响刀具强度情况下，应尽量增大车刀主偏角。车刀的主偏角取kr=80°～93°。2、为减少切削烟力和切削热，应该选择较大的前角，取r0=15°～30°。3、车刀前面应该磨有R11.5～3的断屑槽，使切削顺利卷曲折断。4、选择正刃倾角，取入=3°使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下，并要经常保持锋利。6、为了减少径向切削力，应选择较小的刀尖圆弧半径（re&0.3mm）
答：　　数控加工中坐标原点特征：数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系(编程坐标系)。无论哪种坐标系统都规定与车床主轴轴线平行的方向为z轴，且规定从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正方向。在水平面内与车床主轴轴线垂直的方向为x轴，且规定刀具远离主轴旋转中心的方向为正方向。
　　1、机床坐标系　　以机床原点为坐标原点建立起来的x，z轴直角坐标系，称为机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动。 　　机床原点为机床上的一个固定的点。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后的端面之交点。参考点也是机床上的一个固定点，该点是刀具退离到一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块来确定。 2．工件坐标系(编程坐标系)
　　工件坐标系是编程时使用的坐标系，所以又称为编程坐标系。数控编程时，应该首先确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基准。在加工过程中有工艺基准，同时要尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。 　　以工件原点为坐标原点建立的X、Z轴直角坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系是人为设定的依据是符合图样要求，从理论上讲，工件原点选在任何位置都是可以的，但实际上，为了编程方便以及各尺寸较为直观，应尽量把工件原点的位置选得合理些。 3．工件坐标系设定
　　编程人员在确定起刀点的位置XOZ0后，还应通过G50坐标系设定指令(有的机床用G92指令)告诉系统，刀尖点相对于工件原点的位置，即设定一个工件坐标系。G50是一个非运动指令，只起预置寄存作用，一般作为第一条指令放在整个程序的前面。 　　其指令格式为G50　X(α)　Z(β)；式中α、β分别为刀尖的起始点距工件原点在X向和Z向的尺寸。 　　执行G(50)　X(α)　Z(β)后，系统内部即对(α,β)进行记忆，并显示在显示器上，这就相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系。
答：在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题 如对刀点、加工路线等也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析是十分重要的。在普通机床上加工零件时，是用工艺规程或工艺卡片来规定每道工序的操作程序，操作者按工艺卡上规定的步骤加工零件。而在数控机床上加工零件时，要把被加工的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序，用它控制机床加工。数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而有自己特点：1、工序的内容复杂
这是由于数控机床比普通机床价格贵，若只加工简单工序在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至在普通机床上难以完成的工序。2、工步的安排更为详尽
这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及加工路线的确定等问题，在编制数控机床加工工艺时却不能忽略。3、依靠程序完成所有工艺过程。4、数控机械加工程序是数控机床的指令性文件。5、数控机床受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的。6、数控机械加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括了完成工艺过程所必需的工艺参数，如切削用量、进给路线、刀具尺寸编号以及机床的运动过程。7、数控加工效率高，加工精度高，劳动强度低，对不同工件适应能力强。
答：数控加工中心应当属机器设备类，按税法规定的最低折旧年限为10年
答：　　数控机床无法加工涡轮和蜗杆。涡轮得用五轴联动数控铣床加工。　　数控车床基本上没法加工。除非光学对刀仪，因为蜗杆需要四把刀车螺纹，而且每把都要对在同一起点，差五丝就基本报废了。　　数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。
答：数控加工最理想的铁屑形状数螺旋形，这没什么大错，
其实不同材质和不同加工方式后产生的铁屑都是不一样的，有螺旋形，还有C形，还有线形，锥卷形，片状，粉末状，针状等等等等，一般加工后不变色不过热，都正常，实际需要靠经验，经验好就能随心控制！
但是 连绵不断肯定是不对的！连绵不断的容易缠刀，极其危险，而且不能远离刀具带不走机加工产生的热量，容易发热，所以理想状态应该是一段一段的短段状，好的机夹刀片都有断屑槽，经验好可以自己磨!CNC数控加工手工编程常用技巧收藏！
CNC数控加工手工编程常用技巧收藏！
对于数控加工来说，编程至关重要，直接影响到加工的质量与效率，相信大家也是对编程又爱又恨吧。那么如何迅速掌握数控加工中心的编程技巧呢？下面与小编一起学习一下吧！
【暂停指令】
　　G04X（U）_/P_是指刀具暂停时间（进给停止，主轴不停止），地址P或X后的数值是暂停时间。X后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒（s）为单位，P后面数值不能带小数点（即整数表示），以毫秒（ms）为单位。
　　但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），为了保证孔底的精糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址P表示，若用地址X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。
【M00、M01、M02和M03的区别与联系】
　　M00为程序无条件暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转。重新启动程序，必须先回JOG状态下，按下CW（主轴正转）启动主轴，接着返回AUTO状态下，按下START键才能启动程序。
　　M01为程序选择性暂停指令。程序执行前必须打开控制面板上OPSTOP键才能执行，执行后的效果与M00相同，要重新启动程序同上。M00和M01常常用于加工中途工件尺寸的检验或排屑。
　　M02为主程序结束指令。执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。
　　M30为主程序结束指令。功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其他程序段。
【地址D、H的意义相同】
　　刀具补偿参数D、H具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称，但具体补偿值是多少，关键是由它们后面的补偿号地址来决定。不过在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定H为刀具长度补偿地址，补偿号从1～20号，D为刀具半径补偿地址，补偿号从21号开始（20把刀的刀库）。
【镜像指令】
　　镜像加工指令M21、M22、M23。当只对X轴或Y轴进行镜像时，切削时的走刀顺序（顺铣与逆铣），刀补方向，圆弧插补转向都会与实际程序相反。当同时对X轴和Y轴进行镜像时，走刀顺序，刀补方向，圆弧插补转向均不变。
　　注意：使用镜像指令后必须用M23进行取消，以免影响后面的程序。在G90模式下，使用镜像或取消指令，都要回到工件坐标系原点才能使用。否则，数控系统无法计算后面的运动轨迹，会出现乱走刀现象。这时必须实行手动原点复归操作予以解决。主轴转向不随着镜像指令变化。
【圆弧插补指令】
　　G02为顺时针插补，G03为逆时针插补，在XY平面中，格式如下：G02/G03X_Y_I_K_F_或G02/G03X_Y_R_F_，其中X、Y为圆弧终点坐标，I、J为圆弧起点到圆心在X、Y轴上的增量值，R为圆弧半径，F为进给量。
　　在圆弧切削时注意，q≤180°，R为正值；q&180°，R为负值；I、K的指定也可用R指定，当两者同时被指定时，R指令优先，I、K无效；R不能做整圆切削，整圆切削只能用I、J、K编程，因为经过同一点，半径相同的圆有无数个。当有I、K为零时，就可以省略；无论G90还是G91方式，I、J、K都按相对坐标编程；圆弧插补时，不能用刀补指令G41/G42。
【G92与G54～G59之间的优缺点】
　　G54～G59是在加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54～G59就没有必要再使用G92，否则G54～G59会被替换，应当避免。
　　注意：（1）一旦使用了G92设定坐标系，再使用G54～G59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系。（2）使用G92的程序结束后，若机床没有回到92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。所以，希望广大读者慎用。
【编程换刀子程序】
　　在加工中心上，换刀是不可避免的。但机床出厂时都有一个固定的换刀点，不在换刀位置，便不能够换刀，而且换刀前，刀补和循环都必须取消掉，主轴停止，冷却液关闭。条件繁多，如果每次手动换刀前，都要保证这些条件，不但易出错而且效率低，因此我们可以编制一个换刀程序保存，到时用M98调用就可以一次性完成换刀动作。
　　以PMC-10V20加工中心为例，程序如下：
　　O2002;(程序名)
　　G80G40G49;（取消固定循环、刀补）
　　M05;(主轴停止)
　　M09;(冷却液关闭)
　　G91G30Z0;（Z轴回到第二原点，即换刀点）
　　M06;（换刀）
　　M99;（子程序结束）
　　在需要换刀的时候，只需在MDI状态下，键入“T5M98P2002”，即可换上所需刀具T5，从而避免了许多不必要的失误。广大读者可根据自己机床的特点，编制相应的换刀子程序。
　　程序段顺序号，用地址N表示。一般数控装置本身存储器空间有限，为了节省存储空间，程序段顺序号都省略不要。N只表示程序段标号，可以方便查找编辑程序，对加工过程不起任何作用，顺序号可以递增也可递减，也不要求数值有连续性。但在使用某些循环指令，跳转指令，调用子程序及镜像指令时不可以省略。同一条程序段中，相同指令（相同地址符）或同一组指令，后出现的起作用。
转自:&数控编程教学
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数控加工工艺与编程习题集(有参考答案).doc93页
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数 控 加 工 工 艺 与 编 程
习题集（有参考答案！）
一、填空题 1
标准答案 5
二、判断题 6
标准答案 24
三、选择题 26
标准答案 59
四、多项选择题 61
标准答案 61
五、问答题 62
数控加工工艺与编程模拟试题（1） 72
数控加工工艺与编程模拟试题（2） 78
数控加工工艺与编程模拟试题（3） 81
数控铣/加工中心软件应用题 89
数控车软件应用试题 91
一、填空题
1、从零件图开始，到获得数控机床所需控制（ ）的全过程称为程序编制，程序编制的方法有（ ）和（ ）。
2、数控机床实现插补运算较为成熟并得到广泛应用的是（
）插补和（
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、自动编程根据编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，分为以（ ）为基础的自动编程方法和以（ ）为基础的自动编程方法。
5、数控机床由控制介质、（ ）和（ ）、（ ）等部分组成。
6、数控机床按控制运动轨迹可分为（ ）、点位直线控制和（
）等几种。按控制方式又可分为（ ）、（ ）和半闭环控制等。
7、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。
8、在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为（
9、在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具（
）补偿功能。
10、编程时的数值计算，主要是计算零件的（
）的坐标，或刀具中心轨迹的（
）的坐标。直线段和圆弧段的交点和切点是（
），逼近直线段或圆弧小段轮廓曲线的交点和切点是（ ）
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数控车床对刀原理及对刀方法
数控车床对刀原理及对刀方法摘要：钢的分类我国切削加工与刀具技术展望(二)旋分切削--一种经济型加工工艺新刀片取得成功从设计着手，提高机床离合器的功效 mashan电火花加工技术在模具制造中的应用现代焊接技术在汽车制造中的应用 ScanCONTROL 2800激光三角测量技术烘箱介绍及其使用注意事项总结说明纳米技术让模具业渐入佳境加强基础理论学习 注重实践创新 山特维克可乐满推出铸铁铣削新牌号 技术动态：关于硬态切削技术的研究金刚石、超硬材料的特性与作用机床工具行业企业各级技术中心已成为行业创新的中坚力Igus推出新型免润滑同步带传动装置精密滚动轴承在电子专用设备中的应用PCH-1010型环锤破碎机试制成功PLC在轮胎模电火花成型机中的应用 英国DELCAM软件的应用及二次开发 [标签:tag]
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。 仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加工程序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优.
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。 仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加工程序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件（下面的论述是以FANUC OiMate数控系统为例）等。 1 为什么要对刀 一般来说，零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编程员根据零件的设计图纸，选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此又称作工件原点。 数控车床通电后，须进行回零（参考点）操作，其目的是建立数控车床进行位置测量、控制、显示的统一基准，该点就是所谓的机床原点，它的位置由机床位置传感器决定。由于机床回零后，刀具（刀尖）的位置距离机床原点是固定不变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。 在图1中，O是程序原点，O'是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。图1 数控车削对刀原理编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具（刀尖）的运行轨迹。由于刀尖的初始位置（机床原点）与程序原点存在X向偏移距离和Z向偏移距离，使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，须将该距离测量出来并设置进数控系统，使系统据此调整刀尖的运动轨迹。 所谓对刀，其实质就是侧量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。 2 试切对刀原理 对刀的方法有很多种，按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀；按是否采用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀；按是否采用基准刀，又可分为绝对对刀和相对对刀等。但无论采用哪种对刀方式，都离不开试切对刀，试切对刀是最根本的对刀方法。图2 数控车削试刀对刀以图2为例，试切对刀步骤如下： ①在手动操作方式下，用所选刀具在加工余量范围内试切工件外圆，记下此时显示屏中的X坐标值，记为Xa。（注意：数控车床显示和编程的X坐标一般为直径值）。 ②将刀具沿＋Z方向退回到工件端面余量处一点（假定为α点）切削端面，记录此时显示屏中的Z坐标值，记为Za。 ③测量试切后的工件外圆直径，记为φ。 如果程序原点O设在工件端面（一般必须是已经精加工完毕的端面）与回转中心的交点，则程序原点O在机床坐标系中的坐标为 Xo＝Xa-φ(1） Zo＝Za 注意：公式中的坐标值均为负值。将Xo、Zo设置 进数控系统即完成对刀设置。 3 程序原点（工件原点）的设置方式 在FANUC数控系统中，有以下几种设置程序原点的方式：①设置刀具偏移量补偿；②用G50设置刀具起点；③用G54~G59设置程序原点；④用“工件移”设置程序原点。 程序原点设置是对刀不可缺少的组成部分。每种设置方法有不同的编程使用方式、不同的应用条件和不同的工作效率。各种设置方式可以组合使用。 （1)设置刀具偏移量补偿车床的刀具补偿包括刀具的“磨损量”补偿参数和“形状”补偿参数，两者之和构成车刀偏移量补偿参数。试切对刀获得的偏移一般设置在“形状”补偿参数中。 试切对刀并设置刀偏步骤如下： ①用外圆车刀试车-外圆，沿＋Z轴退出并保持X坐标不变。 ②测量外圆直径，记为φ。 ③按“OFSET SET”（偏移设置）键→进入“形状”补偿参数设定界面→将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Xφ（注意：此处的φ代表直径值，而不是一符号，以下同），按“测量”键，系统自动按公式（1)计算出X方向刀具偏移量（如图3所示）。 注意：也可在对应位置处直接输人经计算或从显示屏得到的数值，按“输人”键设置。④用外圆车刀试车工件端面，沿＋X轴退出并保持Z坐标不变。 ⑤按“OFSET SET”键→进人“形状”补偿参数设定界面→将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Zo，按“测量”键，系统自动按公式（1)计算出Z方向刀具偏移量。同样也可以自行“输入”偏移量。 ⑥设置的刀具偏移量在数控程序中用T代码调用。 这种方式具有易懂、操作简单、编程与对刀可以完全分开进行等优点。同时，在各种组合设置方式中都会用到刀偏设置，因此在对刀中应用最为普遍。(2）用G50设置刀具起点 ①用外圆车刀试车一段外圆，沿＋Z轴退至端面余量内的一点（假定为a点）。 ②测量外圆直径，记为φ。 ③选择“MDI”（手动指令输入）模式，输人GO1 U一φF0. 3，切端面到中心（程序原点）。 ④选择“MDI”模式，输人G50 X0 ZO,按“启动”按钮。把刀尖当前位置设为机床坐标系中的坐标（0,0），此时程序原点与机床原点重合。 ⑤选择“MDI”模式，输入GO X150 2200，使刀尖移动到起刀点。该点为刀具离开工件、便于换刀的任意位置，此处假设为b点，坐标为（1.50、200)。 ⑥加工程序的开头必须是G50 X150 2200，即把刀尖所在位置设为机床坐标系的坐标(150,200)。此时刀尖的程序坐标（150，200)与刀尖的机床坐标（150，200)在同一位置，程序原点仍与机床原点重合。 ⑦当用G50 X150 2200设置刀具起点坐标时，基准刀程序起点位置和终点位置必须相同，即在程序结束前，需用指令GO X150 2200使基准刀具回到同一点，才能保证重复加工不乱刀。 ⑧若用第二参考点G30，并在数控系统的参数里将第二参考点设为起刀点位置，能保证重复加工不乱刀，此时程序开头为：G30 UO WO; G50 X150 Z200。 ⑨若不用上述③、④、⑤步骤中的GO1 U~φF0.3、G50 XO ZO.GO X150 2200指令来获得起刀点位置，也可用下述公式计算指定起刀点在机床坐标系（显示屏）中的坐标： Xb=Xa-φ＋150（2) Zb=Za 200 然后用点动或脉冲操作，使刀尖移动到（Xb，Zb）位置。 注意：运行程序前要先将基准刀移到设定的位置。 在用G50设置刀具的起点时，一般要将该刀的刀偏值设为零。 此方式的缺点是起刀点位置要在加工程序中设置，且操作较为复杂。但它提供了用手工精确调整起刀点的操作方式，有的人对此比较喜欢。 (3)用G54~G59设置程序原点 ①试切和测量步骤同前述一样。 ②按“OFSET SET”键，进人“坐标系”设置，移动光标到相应位置，输入程序原点的坐标值，按“测量”或“输入”键进行设置。如图4所示。 ③在加工程序里调用，例如：G55 X100 Z5...。G54为默认调用。 注意：若设置和使用了刀偏补偿，最好将G54~G59的各个参数设为0，以免重复出错。对于多刀加工，可将基准刀的偏移值设置在G54~G59的其中之一，将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀的刀偏补偿设为其相对于基准刀的偏移量。 这种方式适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。铣削加工用得较多。 执行G54~G59指令相当于将机床原点移到程序原点。 (4)用“工件移”设置程序原点 ①通过试切工件外圆、端面，测量直径，根据公式（1)计算出程序原点（工件原点）的X坐标，记录显示屏显示的原点Z坐标。 ②按“OFSET SET”键，进入“工件移”设置，将光标移到对应位置，分别输入得到的X. Z坐标值，按机床MDI键盘上的“INPUT”键进行设置。如图5所示。 ③使X、Z轴回机床原点（参考点），建立程序原点坐标。 “工件移”设置亦相当于将机床原点移到程序原点（工件原点）。对于单刀加工，如果设置了“工件移”，最好将其刀偏补偿设为0，以防重复出错；对于多刀加工，“工件移”中的数值为基准刀的偏移值，将其它刀具相对于基准刀的偏移值设置在相应的刀偏补偿中。 4 多刀对刀 FANUC数控系统多刀对刀的组合设置方式有：①绝对对刀；②基准刀G50＋相对刀偏；③基准刀“工件移”＋相对刀偏；④基准刀G54~G59＋相对刀偏。 (1）绝对对刀所谓绝对对刀即是用每把刀在加工余量范围内进行试切对刀，将得到的偏移值设置在相应刀号的偏置补偿中。这种方式思路清晰，操作简单，各个偏移值不互相关联，因而调整起来也相对简单，所以在实际加工中得到广泛应用。 (2）相对对刀所谓相对对刀即是选定一把基准刀，用基准刀进行试切对刀，将基准刀的偏移用G50,“工件移”或G54~G59来设置，将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀具相对于基准刀的偏移值设置在各自的刀偏补偿中。 下面以图2所示为例，介绍如何获得其它刀相对基准刀的刀偏值。 ①当用基准刀试切完外圆，沿Z轴退到a点时，按显示器下方的“相对”软键，使显示屏显示机床运动的相对坐标。 ②选择“MDI”方式，按"SHIFT"换档键，按"XU"选择U，这时U坐标在闪烁，按“ORIGIN”置零，如图6所示。同样将w坐标置零。 ③换其它刀，将刀尖对准a点，显示屏上的U坐标、W坐标即为该刀相对于基准刀的刀偏值。此外，还可用对刃仪测定相对刀偏值。图6 设置相对坐标零点5 精确对刀 从理论上说，上述通过试切、测量、计算；得到的对刀数据应是准确的，但实际上由于机床的定位精度、重复精度、操作方式等多种因素的影响，使得手动试切对刀的对刃精度是有限的，因此还须精确对刀。 所谓精确对刀，就是在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序，通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路，反复修调偏移量、或基准刀的程序起点位置和非基准刀的力偏置，使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求。由于保证基准刀程序起点处于精确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。 精确对刀偏移量的修正公式为： 记:δ=理论值（程序指令值）-实际值（测量值），则 xo2=xo1 ＋δx（3） Zo2=Zo1-δZ 注意：δ值有正负号。 例如：用指令试切一直径40、长度为50的圆柱，如果测得的直径和长度分别为040.25和49.85，则该刀具在X、Z向的偏移坐标分别要加上-0.25和-0.15,当然也可以保持原刀偏值不变，而将误差加到磨损栏。 6 结束语 笔者设计了一段多刀加工程序，在FANUC Oi数控车削系统上验证了上述几种组合对刀设置方式，取得了相同的效果。对其它数控系统也具有一定推广价值。
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