关于数控车的教学案.docx
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关于数控车的教学案
关于数控车的教案
-----------------------作者：
-----------------------日期：
烟台工程职业技术学院
课时授课计划
专业学科序号16
课题
第二章
课题一：
FANUC系统编程规则
班级
周
星期
月、日
课节
08春车
10
三
11.3
1.2
教学方法
互动教学法
教具准备
教材
教案
白板笔
教学目的
1、掌握FANUC的编程规则
2、熟悉FANUC操作
教学难重点
教学过程设计
1、复习提问
2、导入新课
3、讲授新课
4、课堂小结
5、作业
课后体会
课题一：
FANUC系统编程规则
一、FANUC的准备功能表
二、FANUC系统编程规则
1、小数点编程
在本系统中输入的任何坐标字（包括X、Z、I、K、U、W、R等）的数值后必须加小数点，即X100必须记作X100.0或X100.否则系统会默认为坐标字数值为100×0.001mm=0.1mm。
该功能可以通过参数关闭。
2、绝对方式与增量方式
FANUC-0i数控车系统中用U或W表示增量方式。
在程序段出现U即表示X方向的增量值，出现W即表示Z方向的增量值。
同时允许绝对方式与增量方式混合编程。
注意与使用G90和G91表示增量的系统的区别。
3、进给功能
系统默认进给方式为转进给。
4、程序名的指定
本系统程序名采用字母O后跟四位数字的格式。
子程序文件名遵循同样的命名规则。
通常在程序开始指定文件名，程序结束须加程序结束指令。
5．指令简写模式
系统支持G指令或M指令简写。
三、常用G代码
G00、G01、G02、G03、G04、G32的应用在通用代码中已经讲过这里不再做重复的阐述。
1、参考点返回指令G28
G28X（U）____Z（W）____；
其中X（U）、Z（W）为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标
G28U0W0表示直接返回参考点
2、恒线速控制
有时为了提高效率和保证工件表面精度，需要以恒定的线速度来进行切削。
指令格式：
G96S__；
S后面的数字表示的是恒定的线速度（m/min）。
例如G96S150表示切削点的线速度控制在150m/min。
用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，由于X坐标值不断变化，当刀具逐渐接近工件的旋转中心时，主轴转速会越来越高，工件有从卡盘飞出的危险，所以为防止事故的发生，必须限定主轴的最高转速。
3、恒线速取消（恒转速）
指令格式：
G97S__；
S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速。
例如G97S3000表示恒线速控制取消后主轴转速3000rpm。
如S未指定，将保留G96的最终值。
4、最高转速限制
指令格式：
G50S__；
S后面的数字表示的是最高限速（rpm）。
例如G50S3000表示最高转速限制为3000rpm。
烟台工程职业技术学院
课时授课计划
专业学科序号17
课题
第四章
课题二内/外圆切削循环指令G90
班级
周
星期
月、日
课节
08春车
13
一
11.22
1.2
教学方法
互动教学法
教具准备
教材
教案
白板笔
教学目的
1、掌握G90的格式
2、熟练掌握G90车削外圆、圆锥
教学难重点
G90车削外圆、圆锥
教学过程设计
1、复习提问
2、导入新课
3、讲授新课
4、课堂小结
5、作业
课后体会
课题二内/外圆切削循环指令G90
单一固定循环可以把切一刀的循环过程“切入-切削-退刀-返回”用一个循环指令完成，从而简化程序。
用内/外圆切削循环指令G90可切削圆柱面和圆锥面。
1、用G90切削循环指令切削圆柱面，如图所示。
（1）指令格式：
G90X（U）＿Z（W）＿F＿；
说明：
X、Z为圆柱面切削的终点坐标值；U、W为圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。
在使用增量值指令时，U、W数值符号由刀具路径方向来决定。
在循环加工过程中，除切削加工时，刀具按F指令速度运动外，刀具在切入、退出工件和返回起始点都是快速进给速度（G00指令的速度）进行的。
（1）示例：
1应用G90循环指令加工图3-28所示零件.
顺序号
程序
注释
N10
T0101；
建立工件坐标系，并选择1号刀
N20
M03S800；
主轴以每分钟1000转的速度正转
N30
G00X45.0Z55.0M08；
建立循环起点，打开切削液
N40
G90X35.0Z20.0F0.2；
第一刀的循环终点
N50
X30.0；
第二刀的循环终点
N60
X25.0；
第三刀的循环终点
N70
G00X200.0Z200.0M09；
返回起刀点，关闭切削液
N80
M30；
程序结束
②圆柱面固定循环切削加工举例：
G90X40Z20F0.3；A→B→C→D→A
X30；A→E→F→D→A
X20；A→G→H→D→A
1、用G90切削循环指令切削圆锥面，如图所示。
（1）指令格式：
G90X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；
（2）说明：
X、Z为圆锥面切削的终点坐标值；
U、W为圆锥面切削的终点相对于循环起点的坐标；
R为圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。
以增量值表示，其正负符号取决于锥端面位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值：
起于锥端小头时，R为负值。
即如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，R值为负，反之为正值。
烟台工程职业技术学院
课时授课计划
专业学科序号18
课题
第四章
课题三：
G90应用举例
班级
周
星期
月、日
课节
08春车
13
二
11.23
3、4
教学方法
互动教学法
教具准备
教材
教案
白板笔
教学目的
1、掌握G90的编程技巧
2、熟悉G90操作
教学难重点
教学过程设计
1、复习提问
2、导入新课
3、讲授新课
4、课堂小结
5、作业
课后体会
题三：
G90应用举例
1、应用圆柱面切削循环功能加工图所示零件。
N10T0101；
N20M03S1000；
N30G00X55Z4M08；
N40G01G96Z2F2.5S150；
N50G90X45Z-25F0.2；
N60X40；
N70X35；
N80G00X200Z200；
N85T0100；
N90M30；
2、圆锥面固定循环切削加工举例：
G90X40Z20R-5F0.3；A→B→C→D→A
X30R-5；A→E→F→D→A
X20R-5；A→G→H→D→A
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课时授课计划
专业学科序号19
课题
第四章
课题四：
端面车削循环
班级
周
星期
月、日
课节
08春车
13
三
11.24
1.2
教学方法
互动教学法
教具准备
教材
教案
白板笔
教学目的
1、掌握G94的格式
2、熟练掌握G94车削外圆、圆锥
教学难重点
教学过程设计
1、复习提问
2、导入新课
3、讲授新课
4、课堂小结
5、作业
课后体会
课题四端面切削循环
端面切削循环是一种单一固定循环。
适用于端面切削加工，如图所示。
1、平面端面切削循环
（1）编程格式：
G94X（U）～Z（W）～F～；
式中：
X、Z-端面切削的终点坐标值；
U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标。
（2）端面固定循环切削加工举例：
G94X50Z16F0.3；A→B→C→D→A
Z13；A→E→F→D→A
Z10；A→G→H→D→A
2、锥面端面切削循环
（1）编程格式G94X（U）～Z（W）～R～F～；
式中：
X、Z-端面切削的终点坐标值；
U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标；
R-端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。
当起点Z向坐标小于终点Z向坐标时K为负，反之为正。
如图所示。
（2）例：
应用端面切削循环功能加工图所示零件。
……
G94X20Z0R-5F0.2；
Z-5；
Z-10；
……
（3）带有锥面的端面固定循环切削加工举例：
G94X15.0Z33.48R-3.48F0.3；A→B→C→D→A
Z31.48；A→E→F→D→A
Z28.78；A→G→H→D→A
烟台工程职业技术学院
课时授课计划
专业学科序号20
课题
第四章
课题五：
子程序调用
班级
周
星期
月、日
课节
08春车
14
一
11.29
1.2
教学方法
互动教学法
教具准备
教材
教案
白板笔
教学目的
1、掌握M98、M99的编程格式
2、熟悉M98编程技巧
教学难重点
M98、M99的编程格式
教学过程设计
1、复习提问
2、导入新课
3、讲授新课
4、课堂小结
5、作业
课后体会
课题五：
子程序调用
1、子程序概述
1）子程序的概念
当在一个加工程序中，若有几个程序段完全相同，或在几个程序中都要使用某个程序段，为减少不必要的重复编程和简化编程，可将这些重复的程序段单独抽出，按规定的程序格式编成固定程序，并单独命名，这组程序段就称为子程序。
当程序段中有调用子程序的指令时，数控机床就按子程序进行工作。
当遇到子程序返回到主程序的指令时，机床才返回主程序，继续按主程序的指令进行工作。
子程序的调用与返回如图所示
2）子程序的应用范围
（1）工件上有若干个相同的轮廓形状。
（2）加工中经常出现或具有相同的加工路线轨迹。
（3）某一轮廓或形状需要分层加工的。
3）子程序的编程格式
子程序的格式除有子程序名以外，结束行还要有代码M99，作为子程序结束并返回主程序的指令（返回主程序或上一层子程序，其指令字各系统很不统一，如FANUC系统用M99，SIEMENS系统用M17）。
子程序的编写与主程序完全相同，第一行是子程序编号，最后一行是子程序结束指令，它们之间是子程序体。
O××××；子程序名
…
…
…
M99；子程序返回
2、子程序的调用方式
在主程序中，调用子程序的指令是一个程序段，其格式随具体的数控系统而定，FANUC0i数控车床系统常用的子程序调用格式如下：
1）格式：
2）说明：
（1）子程序号同主程序，不同的是子程序用M99结束。
（2）子程序执行完请求的次数以后返回到主程序M98的下一句继续执行。
如果子程序结束后没有M99，将不能返回主程序。
（3）省略循环次数时，默认循环次数为一次。
3、子程序的嵌套
子程序可以由主程序调用，已被调用的子程序也可以调用其他的子程序，这种子程序调用另一个子程序的功能，称为子程序的嵌套。
如图所示为子程序的嵌套及执行顺序。
从主程序调用的子程序称为一重，子程序嵌套不是无限次的，子程序可以嵌套多少层由具体的数控系统决定，在FANUC0i系统中总共可以嵌套调用四重。
上一级子程序与下一级子程序的关系，与主程序与第一层子程序的关系相同。
可以用一条调用子程序指令连续重复调用同一子程序，最多可重复调用999次。
4、如图所示的多槽轴零件，毛坯为Φ32mm×70mm的棒料，材料为45号钢。
参考程序
程序
说明
O6003
程序名
N010T0101G99
N020M03S800;
N030M08G00X35.Z0;
N040G01X0F0.1;
N050G00X30.Z2.;
N060G90X30.3Z-52.F0.2;
N065G90X30.F0.1;
N070G00X100.Z100.;
N080T0202;
N090M03S400;
N0100G00X32.Z0;
N0110M98P0026006;
N0120G00W-12.;
N130G01X0F0.05.;
N140G04P2.;
N150G00X100.Z100.M09;
N160M30;
换1号外圆车刀
主轴正传800r/min
移至断面切削起点
切削端面
移至外圆切削起点
粗车Φ30外圆
精车Φ30外圆
快速退刀至换刀点
换切断刀刃口2mm（以左刀尖为准）
调整转速400r/min
移到子程序起点处
调用子程序，循环2次
移至切断起
切断，调整进给速度
暂停2s
快速退刀至安全点，关闭冷却液
程序结束
O6004
N10G00W-12.;
N020G01U-12.F0.05;
N030G04P1.;
N040G00U12.;
N050W-8.;
N060U-12.;
N070G04P1.;
N080G00U12.;
N090M99;
子程序
移至槽的切削起点处
切槽至φ20mm，调整进给速度
槽底暂停1s
X向退刀
Z向偏移至第二个槽切削起点处
切槽至φ20mm
槽底暂停1s
X向退刀
子程序结束，并返回到主程序
烟台工程职业技术学院
课时授课计划
专业学科序号21
课题
第四章
课题六：
G71内外径粗车循环
班级
周
星期
月、日
课节
08春车
14
二
1130
3、4
教学方法
互动教学法
教具准备
教材
教案
白板笔
教学目的
1、掌握G71的编程格式
2、掌握G71的编程技巧
教学难重点
G71的编程格式
教学过程设计
1、复习提问
2、导入新课
3、讲授新课
4、课堂小结
5、作业
课后体会
课题六：
内外径粗车循环
1、概述
加工余量较大的表面，采用循环编程，可以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。
各类数控系统复合循环的形式和使用方法（主要是编程方法）相差很大。
在实际加工中，对于棒料毛坯车削阶梯相差较大的轴，或切除铸、锻件的毛坯余量时，都有一些多次重复进行的动作，借助复合固定循环，可以简化编程。
固定循环的作用是：
“告诉”数控系统零件最终的外形轮廓，通过指令每次的切深或切削循环次数，机床就会自动地重复切削直到工件加工完为止。
不同的数控系统，复合固定循环指令的格式可能差别比较大。
但是基本的原理都是相通的。
复合固定循环指令主要有以下几种；G71、G72、G73、G74、G75、G76、G70等。
在这一组多次固定循环指令中，G70是G71、G72、G73粗加工后的精加工指令，G74是深孔钻削固定循环指令，G75切槽固定循环指令，G76螺纹加工固定循环。
2、内、外径粗车复合循环指令G71
该指令适用于毛坯料的粗车外径与粗车内径。
如图所示为粗车外径的加工路径，图中C是粗加工循环的起点，A是毛坯外径与端面的交点，B是加工终点。
该指令的执行过程如图所示，其指令格式为：
G71U（Δd）R（e）；
G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；
指令中各参数的意义如下：
Δd：
车削深度，无符号。
车削方向取决于方向AA′。
该参数为模态值。
e：
退刀量，该参数为模态值。
ns：
精车削程序第一段程序号。
nf：
精车削程序最后一段程序号。
Δu：
X方向精车预留量的距离和方向。
Δw：
Z方向精车预留量的距离和方向。
F、S、T：
粗车过程中从程序段号P到Q之间包括的任何F、S、T功能都被忽略，只有G71指令中指定的F、S、T功能有效
3、精车循环指令G70
由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。
精加工时，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令无效，只有在ns＿nf＿程序段中的F、S、T才有效。
指令格式：
G70P（ns）＿Q（nf）＿；
说明：
ns—精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；
nf—精加工轮廓程序段中结束程序段的段号。
在G71、G72、G73指令中的nf程序段后再加上“G70P（ns）＿Q（nf）＿”程序段，并在ns＿nf＿程序段中加上精加工适用的F、S、T，就可以完成从粗加工到精加工的全过程。
2、G71示例：
如图所示棒料，采用外径粗车复合循环指令G71和精车循环指令G70编写加工程序。
解：
毛坯为棒料，粗加工切削深度；△d=7mm；
精加工余量X向；△u=4mm（直径指定）
精加工余量Z向；△w=2mm
粗加工进给量；0.3mm/r，主轴转速为500rpm；
精加工进给量；0.15mm/r，主轴转速为800rpm；
O0001
N01G50X200.0Z220.0；坐标系设定
N02M03S800T0101；主轴正转
N03G00X160.0Z180.0；设定循环起点（X160.0Z180.0）
N04G71U7.0R0.5；粗车循环
N05G71P06Q12U4.0W2.0F0.30S500；
N06G00X40.0S800；
N07G01W-40.0F0.15；
N08X60.0W-30.0；
N09W-20.0；
N10X100.0W-10.0；
N11W-20.0；
N12X140.0W-20.0；
N13G70P06Q12；
N14G00X200.0Z220.0；回到起刀点
N15M05；主轴停
N16M30；程序结束
烟台工程职业技术学院
课时授课计划
专业学科序号22
课题
第四章
课题七：
G71应用举例
班级
周
星期
月、日
课节
08春车
14
三
12.1
1.2
教学方法
互动教学法
教具准备
教材
教案
白板笔
教学目的
1、掌握G71的编程方法
2、熟悉G71车外径的操作
教学难重点
G71的编程方法
教学过程设计
1、复习提问
2、导入新课
3、讲授新课
4、课堂小结
5、作业
课后体会
课题七：
G71应用举例
1、分析下图毛坯：
φ130×200
编写加工程序
Ｏ0100
N10G54G00X150.0Z100.0；（起刀点）
N20M03S1200T0101G98；（主轴正转1200转、1号刀1号补偿）
N30G00X130.0Z10.； （快移到切入点）
N30G71U5.0R1.0；（粗加工循环）
N40G71P50Q120U0.2W0.2F160；
N50G00X50.0Z10； （精加工开始段）
N60G01Z-45.0F60； （加工φ45圆柱面）
N70X70.0 Z-65.0；（加工圆锥面）
…
2、如图所示，运用外圆粗加工循环指令编程。
O0002
N010G50X150Z100T0101；
N020G98G00X41Z0；
N030G71U2R1；
N040G71P50Q120U0.5W0.2F100；
N050G01X0Z0；
N060G03X11W-5.5R5.5；
N070G01W-10；
N080X17W-10；
N090W-15；
N100G02X29W-7.348R7.5；
N110G01W-12.652；
N120X41；
N130G70P50Q120F30；
……
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