《数控车床编程与加工》实训教案.docx

1、数控车床编程与加工实训教案课题1数控车床基本程序指令及应用 学时2一、教学目的和要求1、了解数控车床的安全操作规程2、掌握数控车床基本程序指令3、掌握数控车床简单轴类零件程序的编制二、重点难点1、数控车床的安全操作规范2、数控车床基本指令的基本应用3、数控车床简单轴类零件精加工程序的编制三、授课内容（一)数控车床安全操作规程1.开机前应对数控车床进行全面细致的检查，包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等,确认无误后方可操作。.数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。3.程序输入后,应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。4.正确测量和计

2、算工件坐标系，并对所得结果进行检查。5输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。6.未装工件前,空运行一次程序,看程序能否顺利进行,刀具和夹具安装是否合理,有无超程现象。.试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。8.试切进刀时，在刀具运行至工件300处,必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。9.试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。10程序修改后,要对修改部分仔细核对。11.必须在确认工件夹紧后才能启动机床,严禁工件转动时测量、触摸工件。2.操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。13紧

3、急停车后,应重新进行机床“回零”操作,才能再次运行程序。(二）数控车床坐标系数控机床的加工是由程序控制完成的，所以坐标系的确定与使用非常重要。根据ISO41标准,数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为Z轴，垂直于主轴方向即横向为轴，刀具远离工件方向为正向。如图-1所示数控车床有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点,也称机械零点。它是在机床装配、调试时已经确定下来的，是机床加工的基准点。在使用中机械坐标系是由参考点来确定的，机床系统启动后，进行返回参考点操作，机械坐标系就建立了。坐标系一经建立

4、，只要不切断电源，坐标系就不会变化。编程坐标系是编程序时使用的坐标系,一般把我们把Z轴与工件轴线重合，X轴放在工件端面上。工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系,它应该与编程坐标系一致。能否让编程坐标系与工坐标系一致，使操作的关键。图1(三）数控车床加工工艺制定方法在数控车床上加工零件时,应该遵循如下原则：( 1 )选择适合在数控车床上加工的零件。(2 )分析被加工零件图样,明确加工内容和技术要求。( )确定工件坐标系原点位置。原点位置一般选择在工件右端面和主轴回转中心交点 ,也可以设在主轴回转中心与工件左端面交点 O 上，如图 2所示。图1- 编程原点（ ）制定加工工艺路径,应该考虑加工起始

5、点位置，起始点一般也作为加工结束的位置，起市点应便于检查和装夹工件;应该考虑粗车、半精车、精车路线，在保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下,尽可能以最少的进给路线完成零件的加工，缩短单件的加工时间；应考虑换刀点的位置，换刀点是加工过程中刀架进行自动换刀的位置,换刀点位置的选择应考虑在换刀过程中不发生干涉现象,且换刀路线尽可能短,加工起始点和换刀点可选同一点或者不选同点。（ 5)选择切削参数。在加工过程中，应根据零件精度要求选择合理的主轴转速、进给速度、和切削深度。（ 6 ）合理选择刀具。根据加工的零件形状和表面精度要求，选择合适的刀具进行加工。（ 7 ）编制加工程序，调试加工程序，完成零件加工

6、。（四)数控加工程序的构成在数控车床上加工零件，首先要编制程序,然后用该程序控制机床的运动。数控指令的集合称为程序。在程序中根据机床的实际运动顺序书写这些指令。一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一个“字”由地址符和数字组成。下面是一个完整的数控加工程序,该程序由程序号开始,以M30结束。 程序 说明134 程序开始N10 T0101 G9 3 S50 程序段1N20 G0 X10 Z10 程序段2N300 X26 Z0 程序段3N0 G 0.0 F. 程序段4N5Z1 程序段5N60 G0 00 程序段670 Z100

7、程序段780 30 程序结束（1）程序号零件程序的起始部分一般由程序起始符号%（或O)后跟1位数字组成,如：%123,O14等。(2)程序段的格式和组成程序段的格式可分为地址格式、分割地址格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。其中以可变程序段格式应用最为广泛，所谓可变程序段格式就是程序段的长短是可变的。例如：0 G01 X40.0Z-30 F20 ;程序段号 功能字 坐标字 进给速度功能字 程序段结束（3）“字” 一个“字”的组成如下所示： - 0.0地址符 符号（正、负号) 数据字(数字）程序段号加上若干程序字就可组成一个程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分为地址和非尺寸地址两种。表示

8、尺寸地址的英文字母有X、Y、Z、V、W、P、Q、I、J、A、B、C、ERH共8个字母。表示非尺寸地址有N、G、F、S、T、M、L、O等8个字母。（五)模态指令与非模态指令的区分(1）模态指令：称续效指令,一经程序段中指定，便一直有效，直到后面出现同组另一指令或被其他指令取消时才有效。编写程序时,与上段相同的模态指令可以省略不写。不同组模态指令编在同一程序段内，不影响其续效。(2)非模态指令：称非续效指令,其功能仅在出现的程序段有效。(六)常用指令M指令是控制数控机床“开、关”功能的指令,主要用于完成加工操作时的辅助动作。M指令有模态还非模态之分，常用M指令的功能及应用如下:（1）程序停止指令：

9、0功能:执行完包含M00的程序段后，机床停止自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用循环启动使自动运行重新开始。（2）选择停止指令:功能：与M00类似，执行完包含M01的程序段后，机床停止自动运行,只是当机床机床操作面板上的选择停开关压下时,这个代码才有效。（3）主轴正转、反转、停止指令:3、M4、M05功能:M03、0可使主轴正、反转，与同段程序其他指令一起开始执行。M05指令可使主轴在该程序段其他指令执行完成后停止转动。格式：M3 M S M05（4）冷却液开、关指令:08、M09功能:M0表示开启冷却液,M表示关闭冷却液。（5）程序结束指令:02或M3功能:该指令表示主程序结束,同时

10、机床停止自动运行。CN装置复位。M3还可使控制返回到程序的开始，故程序结束使用M30比2方便些。说明:该指令必须编在最后一个程序段中。(七)主轴功能、进给功能和刀具功能(1）主轴功能主轴转速功能表示机床主轴的转速大小，由S和后面的若干数字组成。格式:M03 S6 主轴以60rmin的速度正转。（2）进给功能F进给功能表示刀具中心运动时的进给速度,由和其后的若干数字组成。数字的单位取决于数控系统所采用的进给速度的指定方式。1.每分钟进给量格式:G9 说明:G9为数控车床的初始状态。2.每转进给量格式:G95 -使用下式可以实现每转进给量和每分钟进给量的转化。FmFrF为每分钟的进给量Fr为每转的

11、进给量S为主轴转速（3）刀具功能刀具功能用于指定刀具和刀具参数，由和其后的四位数字组成。格式:TX XX说明：前两位不表示刀具序号,后面两位表示刀具补偿号。 刀具的序号要与刀架上的刀位号相对应。 刀具序号和刀具补偿号不必相同，但为了方便通常他们一致。 取消刀具补偿的指令格式为:T000。(八)基本G功能代码.快速定位0000指令使刀具快速移动到指定的位置。指令格式:G0 X(U) Z(W）_；其中(） Z(W)为指定的坐标值。快速定位指令的实例：图(1-3) 0 Z轴 B 0 A 轴图1-3 快速定位直径编程：快速从A点移动到B点。绝对编程：G X20 Z;相对编程：00 6 W40;注1：0

12、时各轴单独以各自设定的速度快速移动到终点,互不影响。任何一轴到位自动停止运行,另一轴继续移动直到指令位置。注2：00各轴快速移动的速度由参数设定，用F指定的进给速度无效。注3:G00是模态指令，下一段指令也是G0时,可省略不写。G可编写成G0。0与G00等效。直线插补G1G01是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点。1).指令格式为:01 X（）_(W)_;其中:X、Z表示目标点绝对值坐标；U、W表示目标点相对前一点的增量坐标，表示进给量,若在前面已经指定,可以省略。通常,在车削端面、沟槽等与x轴平行的加工时，只需单独指定（或U）坐标;在车外圆、内孔等与轴平行的加工时,只需单独指定Z(或W

13、)值。图1-4为同时指令两轴移动车削锥面的情况,用编程为：图-4绝对坐标编程方式：G0 X80.0 Z-8.0F025增量坐标编程方式：020.0 W-80.0F0.25说明:指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺寸字地址决定,有的数控车床由数控系统当时的状态(G90、91）决定。进给速度由F指令决定.F指令也是模态指令，它可以用GOO指令取消。如果在01程序段之前的程序段没有F指令,而现在的01程序段中也没有F指令，则机床不运动。因此,0程序中必须含有F指令。(九)编程实例如图1-5所示,编写其精加工程序。图5%1234N1M03 S50 95 T1 选择转速，选择刀具N2 G00

14、 X1Z1 定位至倒角延长线N G01 2 -3 F.15 倒345角4-8 车6外圆N5 X0 Z-58 车削第一段锥N 80 Z-3 车削第二段锥N G00100 Z100 退刀至换刀点N M30 程序结束,并回起点四、小结本课题是数控车床编程的重要环节，必须了解数控车床的编程特点,掌握F、S、功能，熟练掌握直线移动指令的应用,能够编制简单的轴类零件精加工程序。课题数控车床编程训练 学时一、教学目的和要求1.了解数控车床的安全操作规程2.掌握数控车床的基本操作及步骤3.掌握数控车削中的基本操作技能4.培养良好的职业道德二、重点难点1.数控车床的安全操作规程2.数控车床程序的存储与传递3.程

15、序的模拟运行三、实训内容1.数控车床安全操作规程2.数控车床的操作面板与控制面板3.数控车床的基本操作1数控车床的启动和停止;启动和停止的过程2数控车床的手动操作:手动操作回参考点、手动连续进给、增量进给、手轮进给3数控车床的DI运行;MDI的运行步骤4数控车床的程序和管理5简单轴类零件精加工程序的编制四、实训设备CK60数控车床 14台五、实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六、小结本课题对数控车床(K63）操作的有关基本知识、基本操作方法和步骤，做了详细的阐述，这是数控车床加工的一项主要内容。要求学生掌握数控车床的启动和停止、程序的管理与编辑、学会在DI方式下的程序运行，并能熟练

16、的进行手动操作,为后续的加工打下基础。课题3数控车床基本程序指令及应用 学时一、教学目的和要求1.掌握圆弧插补指令02、03方向的判别2.掌握圆弧插补指令02、G03的用法3.掌握C、R倒角指令的用法4.掌握子程序M98、M9的用途及用法二、重点难点1.圆弧插补指令G0、G03的应用2.、倒角指令的应用3.子程序M98、9的用途及用法三、授课内容（一）圆弧插补指令G2、G03指令格式:G02/G03 X(）_（W)_F_; G02/03X(U）_(W)_R_F_；1圆弧顺逆的判断 圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G3。圆弧插补的顺逆可按图2-1给出的方向判断:沿圆弧

17、所在平面（如XZ平面)的垂直坐标轴的负方向(-Y)看去，顺时针方向为G02,逆时针方向为G3。数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴，按右手定则的方法将Y轴也加上去来考虑。观察者让Y轴的正向指向自己（即沿Y轴的负方向看去），站在这样的位置上就可正确判断X平面上圆弧的顺逆时针了。图2-1 圆弧顺逆的判断.说明:采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值,用X、表示。当采用增量值编程时;圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值，用、W表示。圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、坐标轴方向上的分矢量(矢量方向指向圆心)。本系统I、K为增量值，并带有“”号,当分矢

18、量的方向与坐标轴的方向不一致时取“-”号。当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径只的情况下,从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性,为区别二者，规定圆心角180时，用“+R”表示。若圆弧圆心角180时，用“”表示。用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。图22 G02应用实例图-3 G03应用实例如图-所示0应用实例:用I、K表示圆心位置,绝对值编程：N03 00 20 Z2.;N04G01 Z30.0 F80;N05G0X.0 Z0. O KO F60;用、表示圆心位置，增量值编程:N3 G00 -80.-98.0；04 G1 UOW32 80;N0 G02 20. W-10 I0.0 KF6

19、0;用R表示圆心位置0 G0 -0OF80；N5 G02 X4040.O10 60,如图2所示G03应用实例：用I、表示圆心位置，采用绝对值编程。N4G X28.0 Z2.;05 01-0.0 F80；N06 G3 K40. Z-46.0 0K.0F6;采用增量值编程N4 G00 U-0.O W98.;N05G1 W-42.O F80;N6 G03 U12W-6.0 0K-6.0 F60;用R表示圆心位置,采用绝对值编程。4 G00 2.0 .O；05 G0 -0. F8； G023车圆弧的方法：应用0（或G0）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大,容易打刀。所以,实际车圆弧时

20、，需要多刀加工,先将大多余量切除,最后才车得所需圆弧。下面介绍车圆弧常用加工路线。图2-4车锥法图2-5 车圆法图2-4为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意,车锥时的起点和终点的确定,若确定不好，则可能损坏圆锥表面,也可能将余量留得过大。确定方法如图24所示，连接OC交圆弧于D，过点作圆弧的切线A。图2-5为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量a后,对90圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便,常采用。但空行程时间较长。4.编程实例图6所示加工程序 图2-所示加工程序 图2所示加工程序%12 %

21、1 %S800G95T011 M3S600G5T0101 MS7T01015G0X0Z7 G0X02 G0X3642127F015 Z0F02 G1340.1G02X46W-R8 G03X48Z-I0K140.08 G0236W-24201X0 -8 01-10W-17 56 G0X10Z00GX10Z -0 MM30 X100Z100 30（二）C、R倒角1.C倒角格式: G01X_ C功能：直线倒角G01,指令刀具从A点到B点,然后到点(见图-)。说明:X、Z：在G90时，是两相邻直线的交点，即G点的坐标值； 在G1 时.是G点相对于起始直线轨迹的始点A点的移动距离。 C：是相邻两直线的交

22、点,相对于倒角始点A的距离。图9 图2-10.R倒角格式：G1X_Z_R_:功能:圆弧倒角G01,指令刀具从A点到B点，然后到c点(见图2-1）。说明:、Z:在90时.是两相邻直线的交点,即G点的坐标值; 在1时，是G点相对于起始直线轨迹的始点A点的移动距离。 R: 是倒角圆弧的半径值。注： 、使用增量指令编程进行倒角控制时，其指令必须分别从点D、G开始计算距离,而不是从点E、开始。 、单段工作方式下，刀具将在点D、G处停止前进，而非停于、点。3 、在螺纹切削程序段中不得出现倒角控制指令。 4 、如X、Z轴指定的移动量比指定的R或小时,系统将报警。 5 、在01 状态下C 、 R指令均出现时,

23、以后出现的为准。（三）子程序M98、99把程序中某些固定顺序和重复出现的程序单独抽出来,按一定格式编成一个程序供调用,这个程序就是常说的子程序,这样可以简化主程序的编制。子程序可以被主程序调用，同时子程序也可以调用另一个子程序。这样可以简化程序的编制和节省CN系统的内存空间。 子程序必须有一程序号码,且以99作为子程序的结束指令。主过程调用子程序的指令格式如下： M98 _L_;图211 子程序加工实例其中P为被调用的子程序号 L为重复调用的次数例如:M98 P1344 主程序调用同一子程序执行加工，最多可执行9次，且子程序亦可再调用另一子程序执行加工,最多可调用4层子程序(不同的系统其执行的

24、次数及层次可能不同)。例:以HNC-21T系统子程序指令,加工图11工件上的四个槽。 分别编制主程序和子程序如下： 主程序 %1; M3S600G95 T010； G00 X8.0 Z; 98 23 4;(调用于程序1234执行四次，切削四个凹槽） X0.0 200;M3；子程序%1234； W-200； 01 X.0 F.08; G0 X82.0;M99; 9指令也可用于主程序最后程序段,此时程序执行指针会跳回主程序的第一程序段继续执行此程序，所以此程序将一直重复执行,除非按下RESE键才能中断执行。四、小结本课题是数控车床编程的重点和难点，必须掌握圆弧顺，逆方向的判断方法及熟练掌握圆弧插补

25、指令的编程格式，熟练掌握子程序M98、M9的用法及用途;能够用、R倒角指令进行倒角。课题数控车床零件程序编制及模拟加工训练 学时一、教学目的和要求1.熟练掌握数控车床操作面板上各按键的功用及使用方法2.掌握0、G03指令与G、G0指令的应用和编程方法3.掌握子程序9、M99、C、R倒角在程序编制中的应用4.熟练掌握程序的输入及修改方法5.熟练掌握程序输入的正确性及检验二、重点难点1.熟练掌握G、G3圆弧指令的编程方法2.数控车床的模拟加工操作三、实训内容.如图4-1所示成型面零件,已知毛坯尺寸为80，编写数控加工程序并进行图形模拟加工。图4-1四、实训设备CK623数控车床 14台五、实训步骤

26、实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六、小结本课题对数控车床(230)操作的有关基本知识、基本操作方法和步骤、成行面类零件程序的编辑与模拟加工，这是数控车床加工的一项主要内容。要求学生掌握数控车床的启动和停止、程序的管理与编辑、学会在DI方式下的程序运行、图形模拟加工操作，并能熟练的进行手动操作,为后续的加工打下基础。课题5数控车床固定循环编程及应用 学时2一、教学目的和要求1.掌握固定循环指令2.能够利用固定循环指令编写加工程序二、重点难点1.掌握固定循环指令2.能够利用固定循环指令编写加工程序三、授课内容单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。1圆柱面或圆锥面切削循环 功能:当零件的内、外圆柱面（圆锥面)上毛坯余量较大时,用80可以去除大部分毛坯余量。（1）直线切削循环格式：G80 X_F其轨迹如图1所示,由4个步骤组成。图中(R）表示第一步快速运动。2（)表示第二步按进给速度切削,其余3（F）、4(）的意义相同。图-1（2）锥体车削循环格式：80X_Z_其轨迹如图-2所示，I值的正负与刀具轨迹有关。 图5-2.端面车削循环(1）平端面车削循环 格式:GX_Z_F其轨迹如图53所示,由4个步骤组成。图中(）表示第一步快速运动