数控机床编程与操作教案资料.docx

1、数控机床编程与操作教案资料课 题: 第一章数控车床编程入门第一节数控车床的基本术语和编程设定课 次: 第一次授 课 日 期: 9月8日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法: 板书讲授教学目的及要求: 掌握数控车床常用的基本术语教 学 重 难 点: 数控车床的分类教 学 小 结: 初步认识数控车床是怎样工作的复 习 旧 课:导 入 新 课:讲 授 新 课:一数控程序编制的一般知识数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程(1)分析零件图样和制定工艺方案 这项工作的内容包括:对零件图样进行分析,明确加工的内容和要求;确定加工方案;选择适合的数控机床;选择或设计刀具和夹具;确定合理

2、的走刀路线及选择合理的切削用量等这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性几何形状尺寸及工艺要求进行分析,并结合数控机床使用的基础知识,如数控机床的规格性能数控系统的功能等,确定加工方法和加工路线(2)数学处理 在确定了工艺方案后,就需要根据零件的几何尺寸加工路线等,计算刀具中心运动轨迹,以获得刀位数据数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能,对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件,只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值,得出各几何元素的起点终点圆弧的圆心坐标值等,就能满足编程要求当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时,就需要进行较复杂的数值计算,一般需要使用计算机辅

3、助计算,否则难以完成(3)编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后,即可编写零件加工程序程序编制人员使用数控系统的程序指令,按照规定的程序格式,逐段编写加工程序程序编制人员应对数控机床的功能程序指令及代码十分熟悉,才能编写出正确的加工程序(4)程序检验将编写好的加工程序输入数控系统,就可控制数控机床的加工工作一般在正式加工之前,要对程序进行检验通常可采用机床空运转的方式,来检查二数控车床的分类及相关设定 1.按数控系统的功能分类(1)经济型数控车床一般用单板机单片机进行开环控制,具有CRT显示程序存储程序编辑等功能,加工精度较低,功能较简单机械部分多为在普通车床基础上改进 (2)全

4、功能型数控车床较高档次的数控车床,具有刀尖圆弧半径自动补偿恒线速倒角固定循环螺纹切削图形显示用户宏程序等功能,加工能力强,适宜于加工精度高形状复杂循环周期长品种多变的单件或中小批量零件的加工(3)精密型数控车床 采用闭环控制,不但具有全功能型数控车床的全部功能,而且机械系统的动态响应较快,在数控车床基础上增加其他附加坐标轴适用于精密和超精密加工2. 机床坐标系和编程坐标系 机床坐标系以机床原点为坐标系原点建立起来的XZ轴直角坐标系,称为机床坐标系 车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点 机床坐标系是制造和调整机床的基础,也是设置工件坐标系的基础,一般不允许随意变动参考点是机床上的一个固

5、定点该点是刀具退离到一个固定不变的极限点工件坐标系(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,同时应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起来的XZ轴直角坐标系,称为工件坐标系课外作业:数控车床的分类? 数控车床机床坐标系和编程坐标系? 课 题: 第二节 程序格式与相关编程知识课 次: 第二次授 课 日 期: 9月9日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法: 板书讲授教学目的及要求: 掌握数控车床常用的代码的功能教 学 重 难 点: 数控车床的M和G代码教 学 小 结: 初步了解数控车床的

6、的M和G代码复 习 旧 课: 上节我们初步认识数控车床是怎样工作的导 入 新 课: 这节课我们再来看看数控车床中非常重要的一个环节,就是编程讲 授 新 课:一程序段格式程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组,是数控加工程序中的一条语句一个数控加工程序是若干个程序段组成的程序段格式是指程序段中的字字符和数据的安排形式现在一般使用字地址可变程序段格式,每个字长不固定,各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的地址可变程序段格式中,在上一程序段中写明的本程序段里又不变化的那些字仍然有效,可以不再重写这种功能字称之为续效字 二子程序及其调用子程序支持重复调用和多重嵌套,即子程序可以被主程序多次调用,

7、在子程序中也可嵌套用其它子程序三刀位点与手动对刀1.刀位点2.手动对刀四刀具位置补偿刀具位置补偿就是数控系统在换刀后,对刀具的安装位置和刀具形状引起的刀位点位置偏差进行的自动补偿五关于数控编程的其他说明1)公制单位或英制单位2)绝对坐标和增量坐标3)直径半径方式编程课 题: 第三节 通用数控代码在数控车床上的应用课 次: 第三次授 课 日 期: 9月26日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法: 板书讲授教学目的及要求: 掌握数控车床常用的代码的功能教 学 重 难 点: 数控车床的M和G代码教 学 小 结: 初步了解数控车床的的M和G代码复 习 旧 课: 上节我们初步认识数控车床编程的基本

8、格式导 入 新 课: 这节课我们再来看看数控车床中非常重要的一个环节,就是编程的程序代码讲 授 新 课:一M指令(或辅助功能)的应用定义:辅助功能是用地址字 M 及二位数字表示的它主要用于机床加工操作时的工艺性指令其特点是靠继电器的通断来实现其控制过程M00 程序暂停 执行M00后,机床所有动作均被切断,重新按程序启动按键后,再继续执行后面的程序段M01程序计划停止M03 主轴正转启动 M04 主轴反转启动M05 主轴停止转动 M07 切削液打开 M08 切削液打开M09 切削液停止 M30程序结束并返回程原点 M02 程序结束M98 调用子程序 M99 子程序结束二G指令应用1快速定位方式G

9、00(模态) 格式:G00 X Z ; G00轨迹是直线,速度由系统确定,后面的坐标值为终点坐标值,应用于空行程快进快退,节省时间,提高效率2直线插补指令G01(模态) 格式:G01 X Z F ; *程序中首次出现的插补指令(G01G02G03)一定要有F指令,否则出错!后续程序中如速度相同可省略如速度改变不可省略3圆弧插补指令G02G03(模态)G02-顺圆插补(在车床上为逆圆插补)G03-逆圆插补(在车床上为顺圆插补)格式:G02(G03) X(u) z(w) I J (R ) F ;IJ值为圆心相对于圆弧起点的增量值,且总为增量值;R 值为圆弧半径,该值的正负取决于圆弧的大小,若圆弧小

10、于或等于180度,则R为正值,若圆弧大于180度,则R值为负F 值为圆弧插补的进给速度4G33 X (Y )Z F ;若为直螺纹可省略X (或Y ),这里指令导程的字是F ,有的标准规定螺纹导程用I J字5G41(G42)刀具半径补偿指令格式:G41 X Y ;G42 Y Z ;G41:左侧刀具半径补偿G42:右侧刀具半径补偿G40:取消半径补偿6G90(G91)绝对(增量)方式1)绝对坐标编程指令G90(模态) 格式:G90; 以后出现的坐标值均为绝对坐标值,即刀具运动的位置坐标是指刀具相对于程序原点的坐标2)相对坐标编程指令G91(模态) 格式:G91; 以后出现的坐标值均为相对坐标值,即

11、刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一位置之间的增量课外作业: 1.G01G02G03G04G33G90G91这些代码的格式及用法2.M0M01M02M03M04M05这些代码的作用课 题: 第四节 数控车床用切削刀具和车削用量的选择课 次: 第四次授 课 日 期: 9月29日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法: 板书讲授教学目的及要求: 掌握数控车床的刀具和车削用量教 学 重 难 点: 数控车床的背吃刀量p主轴转速S切削速度v教 学 小 结: 常见刀片材料有高速钢硬质合金涂层硬质合金陶瓷立方氮化硼和金刚石,刀片形状主要依据被加工工件的表面形状切削方法刀具寿命和刀片的转位次数等因素

12、选择复 习 旧 课: 上节我们学习了数控车床编程的各种功能代码导 入 新 课: 这节课我们再来看看数控车床中非常重要的参数及刀具讲 授 新 课:一车削刀具材料简介常见刀片材料有高速钢硬质合金涂层硬质合金陶瓷立方氮化硼和金刚石等,其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片选择刀片材质主要依据被加工工件的材料被加工表面的精度表面质量要求切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等刀片形状的选择刀片形状主要依据被加工工件的表面形状切削方法刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择二机夹硬质合金车刀1.刀具结构与紧固方式2.刀片形状3.硬质合金涂层刀片三机夹刀片的型号表示方法根据ISO标准对可转位刀片型号的规定

13、,刀片型号使用字母和数字来区分四切削用量的选用原则 (1)背吃刀量p的确定 背吃刀量根据机床工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率为了保证加工表面质量,可留少许精加工余量,一般为0.20.5mm(2)切削速度v的确定 切削速度是指切削时,车刀切削刃上某一点相对待加工表面在主运动方向上的瞬时速度(m/min),又称为线速度 与普通车削加工时一样,根据零件上被加工部位的直径,并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定主要根据实践经验来确定(3)主轴转速 由于交流变频调速数控车床低速输出力矩小,因而切削速度

14、不能太低课 题: 第五节 常用数控车床系统介绍课 次: 第五次授 课 日 期: 9月30日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法: 板书讲授教学目的及要求: 掌握国内日本欧盟数控车床的代表产品教 学 小 结: 掌握国内日本欧盟数控车床的代表产品各自的特点复 习 旧 课: 上节我们学习了数控车床的刀具和车削用量导 入 新 课: 这节课我们再来看看在数控车床国内日本欧盟数控车床的代表产品讲 授 新 课:一国内代表产品1.南京华兴数控系统2.广州数控系统3.北京凯恩帝数控系统二日本代表产品1.日本FANUC数控系统2.日本三菱数控系统三欧盟代表产品1.德国西门子数控系统2.欧盟其他产品课 题:

15、第二章 国产华兴车削数控系统编程与操作第一节 华兴数控系统的编程课 次: 第六次授 课 日 期: 10月9日10月19日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法: 板书讲授教学目的及要求: 掌握国内日本欧盟数控车床的代表产品教 学 小 结: 掌握国内日本欧盟数控车床的代表产品各自的特点复 习 旧 课: 上节我们学习了数控车床的刀具和车削用量导 入 新 课: 这节课我们再来看看在数控车床国内日本欧盟数控车床的代表产品讲 授 新 课:一M指令(或辅助功能)的应用定义:辅助功能是用地址字 M 及二位数字表示的它主要用于机床加工操作时的工艺性指令其特点是靠继电器的通断来实现其控制过程M00 程序暂停

16、 执行M00后,机床所有动作均被切断,重新按程序启动按键后,再继续执行后面的程序段M01程序计划停止M03 主轴正转启动 M04 主轴反转启动M05 主轴停止转动 M07 切削液打开 M08 切削液打开M09 切削液停止 M30程序结束并返回程原点 M02 程序结束二G指令应用1快速定位方式G00(模态) 格式:G00 X Z ; G00轨迹是直线,速度由系统确定,后面的坐标值为终点坐标值,应用于空行程快进快退,节省时间,提高效率2直线插补指令G01(模态) 格式:G01 X Z F ; *程序中首次出现的插补指令(G01G02G03)一定要有F指令,否则出错!后续程序中如速度相同可省略如速度

17、改变不可省略3圆弧插补指令G02G03(模态)G02-顺圆插补(在车床上为逆圆插补)G03-逆圆插补(在车床上为顺圆插补)格式:G02(G03) X Z I J (R ) F ;IJ值为圆心相对于圆弧起点的增量值,且总为增量值;R 值为圆弧半径,该值的正负取决于圆弧的大小,若圆弧小于或等于180度,则R为正值,若圆弧大于180度,则R值为负F 值为圆弧插补的进给速度4G81外圆(内孔)固定循环(模态)格式:G81 X Z R I K F5. G82端面固定循环(模态)格式:G81 X Z R I K F6.G90绝对值编程7.G91增量值编程 以后出现的坐标值均为相对坐标值,即刀具运动的位置坐

18、标是指刀具从当前位置到下一位置之间的增量8.G96 恒线速度控制格式:G96 S_S指用户给定的线速度课 题: 第二节 编程实例课 次: 第八次授 课 日 期: 10月20日10月21日10月27日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法: 板书讲授教学目的及要求: 掌握华兴数控车床编程,能够独立完成一个独立程序的编辑教 学 小 结: 在学习了华兴的代码格式之后,可以灵活的应用各种代码完成一个独立程序的编辑复 习 旧 课: 上节我们学习了华兴数控车床的各种常用代码的格式及用法导 入 新 课: 这节课我们利用上节学过的代码看程序是如何编辑的讲 授 新 课:数控车床编程实例例一.图示如下零件材料

19、:黄铜, 毛坯:锻件, 单边余量约1mm, 螺纹为公制直螺纹,螺距1.5mm1#刀:内孔刀; 2#刀:割槽刀(刀宽为槽宽3mm); 3#刀:螺纹刀刀具起始点为(X100,Z50); N0010 M03 S1500N0020 G00 X100 Z50N0030 T1N0040 G00 X30N0050 G00 Z0N0060 G01 X55 F150 (加工端面)N0070 G01 X39.5N0080 G01 X36.5 Z-1.5 (倒角1.545)N0090 G01 Z-26 (车削内孔38)N0100 G03 X30 Z-30 R4 F100 (车削内圆弧R4)N0110 G01 Z-3

20、7 (车削内孔30)N0120 G00 X28 (X向退刀)N0130 G00 Z50 (Z向退刀)N0140 T2 (换内孔刀割槽)N0150 G00 X35 (快速进刀)N0160 G00 Z-18 (快速进刀)N0170 G01 X44 F150 (割槽)N0180 G00 X36 (快速退刀)N0190 G00 Z50 (快速退刀)N0200 T3 (换螺纹刀加工螺纹)N0210 S700N0220 G00 X36.5 Z2 (快速进刀)N0230 G86 Z-16 K1.5 I-4 R2 L4 (加工螺纹)N0240 G00 X100 Z80N0250 M05N0260 T1N027

21、0 G00 X100 Z50N0280 M02例二.图示如下零件材料:45#, 毛坯:锻件, 单边余量约1mm,螺纹为英制锥螺纹,螺距每英寸14牙,1#刀:外圆刀, 2#刀:外螺纹刀刀具起始点为(X100,Z160) N0010 M03 S1000N0020 M08N0030 G00 X100 Z160N0040 T1N0050 G00 X44 Z30.2 (快速进刀)N0060 G01 X30 F120 (粗车端面)N0070 G00 Z107 (快速退刀) N0080 G00 X18.4 (快速进刀)N0090 G01 Z104 F120 (慢速进刀)N0100 G01 X20.4 Z84

22、 (粗车外锥, 直径余量0.4) N0110 G01 Z34 (粗车外圆20) N0120 G02 X28 Z30.2 R3.8 F80 (粗车R4) N0130 G01 X40.2 F120 (粗车端面)N0140 G01 Z10 (粗车外圆40) N0150 G00 Z104 (快速退刀)N0160 S1500N0170 G00 X24 (快速进刀)N0180 G01 X10 F120 (精车端面)N0190 G01 X15N0200 G01 X18 Z102.5 (倒角1.545)N0210 G01 X20 Z84 (精车锥度)N0220 G01 Z34 (精车外圆20)N0230 G0

23、2 X28 Z30 R4 F80 (精车R4)N0240 G01 X40 F120 (精车端面)N0250 G01 Z10 (精车外圆40)N0260 G00 X100 Z160 (快速退刀) N0270 T2 (换螺纹刀加工螺纹)N0280 S700N0290 G00 X17.8 Z106 (快速进刀)N0300 G87 X20 Z84 K14 I4 R1.96 L8 (车削锥度螺纹)N0310 G00 X100 Z160N0320 M05N0330 M09N0340 T1N0350 G00 X100 Z160N0360 M02例三.下图所示零件,共用三把刀具,1#刀:为90外圆刀,2#刀:

24、5mm切槽刀(5mm),3#刀:60螺纹刀毛坯尺寸60150,材料:铝编程如下:N0010 G00 X70 Z130N0020 M03 S800N0030 G01 Z127 F80 (慢速进刀)N0040 X-0.5 (车端面)N0050 G00 Z130 (快速退刀)N0060 X56.2 (快速退刀)N0070 G01 Z0 F80 (粗车外圆56) N0080 G0 X58 (快速退刀)N0090 Z130 (快速退刀)N0100 G01 X50.5 F80 (慢速进刀)N0110 Z14 (粗车外圆)N0120 G00 X52 (快速退刀)N0130 Z130 (快速退刀)N0140

25、G01 X44 F80 (慢速进刀)N0150 Z70 (粗车外圆)N0160 G00 X46 (快速退刀)N0170 Z130 (快速退刀)N0180 G01 X40 F80 (慢速进刀)N0190 Z70 (粗车外圆)N0200 G00 X42 (快速退刀)N0210 Z130 (快速退刀)N0220 G01 X36.2 F80 (慢速进刀)N0230 Z75 (粗车外圆)N0240 G00 X38 (快速退刀)N0250 Z130 (快速退刀)N0260 G01 X28.5 F80 (慢速进刀)N0270 X30.5 Z125 (倒角)N0280 Z104 (粗车外圆)N0290 G00

26、 X90 (快速退刀)N0300 Z200 (快速退刀)N0310 T02N0320 M03 S400N0330 G00 Z107 (快速进刀)N0340 X32 (快速进刀)N0350 G01 X26.2 F20N0360 G00 X52 (快速退刀)N0370 Z20 (快速退刀)N0380 G01 X34.2 F20 (粗车外圆)N0390 G01 X52 F80 (慢速退刀)N0400 G00 Z200 (快速退刀)N0410 T3 S1200N0420 G00 X32 Z127N0430 G01 X30 F80 (慢速进刀)N0440 Z114 (精车螺纹外圆30)N0450 X26

27、 Z112 (倒角)N0460 Z107 (精车外圆26)N0470 X36 Z97 (精车锥度)N0480 Z89 (精车外圆36)N0490 X54 Z50 (粗车外圆)N0500 X38 Z26 (粗车外圆)N0510 Z20 (粗车外圆)N0520 X58 Z9N0530 G00 Z97 (快速退刀)N0540 G01 X36 F80 (慢速进刀)N0550 Z89 (慢速进刀)N0560 G02 X30 Z80 R15 (精车顺圆弧R15)N0570 G02 X40 Z65 R25 (精车顺圆弧R25)N0580 G03 X40 Z35 R25 (精车逆圆弧R25)N0590 G02

28、 X34 Z26 R15 (精车顺圆弧R15)N0600 G01 Z20 (精车外圆34)N0610 X56 Z9 (精车锥度)N0620 Z0 (精车外圆56)N0630 S400N0640 G00 X58 (快速退刀)N0650 Z132 (快速退刀)N0660 X30 (快速进刀)N0670 G86 Z110 K1.5 I4 R1.35 L8 (车削螺纹)N0680 G0 X70 (快速退刀)N0690 Z200 (快速退刀)N0700 T1N0720 M02课 题: 第三节 系统界面功能的认识与操作课 次: 第十次授 课 日 期: 10月28日授 课 班 级: 0903班教 学 方 法

29、: 板书讲授教学目的及要求: 掌握华兴数控车床编程,能够独立完成一个独立程序的编辑教 学 小 结: 在学习了华兴的代码格式之后,可以灵活的应用各种代码完成一个独立程序的编辑复 习 旧 课: 上节我们学习了华兴数控车床的各种常用代码的格式及用法导 入 新 课: 这节课我们利用上节学过的代码看程序是如何编辑的讲 授 新 课: 一按键分类及定义 华兴数控系统按键按功能不同分为:主功能键子功能键(也称 F 功能键)编辑键和副 面板操作键几类其在操作面板上的布局如图 3-1 所示1)主功能键盘区主功能键盘区包括 择系统的五大主功能: 五个键,用于选 1 :用户加工程序管理,用于创建修改保存以及输入输出用户加工代码等操作;2 :机床操作,实现对机床的各种操作功能;3 :参数设置,用于设置各种与机床数控系统以及驱动器有关的参数;4 :监测系统当前状态,用于诊断显示系统坐标输入输出口等状态信息5 :软复位取