數(shù)控車床編程與操作教案2

1、 石屏中等職業(yè)技術(shù)學校備 課 本年 級 二 年 級 科 目 數(shù)控車床編程與操作 任課教師 李龍飛 學 期 20162017學年第一學期 2016 年 3 月 1 日教 學 計 劃講授 78 課時 作文 0 課時復習 6 課時 實驗 0 課時測驗 0 課時 機動 6 課時總計 90 課時20162017年度第一學期制定教 學 計 劃講授 課時 作文 課時復習 課時 實驗 課時測驗 課時 機動 課時總計 課時20162017年度第一學期制定（一）學科教學目的要求：1、了解數(shù)控車床的產(chǎn)生及發(fā)展過程；2、掌握數(shù)控車床的組成、分類及加工原理；3、掌握廣數(shù)980TD數(shù)控車床系統(tǒng)的功能及坐標系統(tǒng)；4、掌握廣

2、數(shù)980TD數(shù)控車床系統(tǒng)的基本編程指令及編程方法；5、能綜合運用廣數(shù)980TD數(shù)控車床的基本編程指令編制各類車工零件的加工程序。（二）學生情況分析和提高教學質(zhì)量的具體措施：1、學生情況分析：（1）大部分學生基礎(chǔ)比較差，特別是數(shù)學中的三角函數(shù)公式?jīng)]掌握好，在數(shù)控編程基點計算過程中很難計算正確結(jié)果。（2）大部分學生對普通車床了解較深，但對數(shù)控車床了解不多，在學習過程中較難理解和接受數(shù)控車床的知識點。（3）大部分學生對數(shù)控編程和操作部分較感興趣，上課都能認真的聽課學習興趣較濃，教學效果較好。2、具體措施： 結(jié)合學?，F(xiàn)有的設備，重點培訓學生學習數(shù)控車工的實例編程方法，先在理論課堂上學習編程方法，接著上

3、機房進行數(shù)控仿真加工，最后再到數(shù)控實習車間進行實例操作，強化學生動手操作能力。教學進度表周次起訖月日教學內(nèi)容教時執(zhí)行情況1 月 日至 月 日二年級學生還沒有返校，所以還沒有開始上課。0節(jié)2月 日至月 日二年級學生還沒有返校，所以還沒有開始上課。0節(jié)3月 日至月 日第一部分 入門篇課題一 入門基礎(chǔ)概述6節(jié)正常4月 日至月 日課題三 編程基礎(chǔ)知識3.1 程序設計3.2 程序編寫6節(jié)正常5月 日至月 日實習教師帶學生在數(shù)控實習車間實習0節(jié)正常6月 日至月 日實習教師帶學生在數(shù)控實習車間實習0節(jié)正常7月 日至月 日實習教師帶學生在數(shù)控實習車間實習0節(jié)正常8月 日至月 日實習教師帶學生在數(shù)控實習車間實習

4、0節(jié)正常9月 日至月 日實習教師帶學生在數(shù)控實習車間實習0節(jié)正常10月 日至月 日第二部分 編程篇課題五 插補G功能5.1 直線插補（G01）5.2圓弧插補（G02,G03）6節(jié)正常11月 日至月 日課題六 單一固定循環(huán)6.1外圓、內(nèi)圓車削循環(huán)G906.2端面車削循環(huán)G946.3螺紋切削循環(huán)G926節(jié)正常12月 日至月 日課題七 復合車削固定循環(huán)（G70G76）7.1外圓、內(nèi)圓粗車循環(huán)G716節(jié)正常13月 日至月 日7.3端面粗車循環(huán)（G72）6節(jié)正常14月 日至月 日7.4封閉切削循環(huán)（G73）7.2 精加工循環(huán)（G70）6節(jié)正常15月 日至月 日7.5端面深孔加工循環(huán)（G74）7.6外圓、

5、內(nèi)圓切槽循環(huán)（G75）6節(jié)正常16月 日至月 日7.7復合螺紋切削循環(huán)（G76）6節(jié)正常17月 日至月 日課題八 綜合練習6節(jié)正常18月 日至月 日課題八 綜合練習6節(jié)正常19月 日至月 日課題八 綜合練習6節(jié)正常20月 日至月 日課題九 調(diào)用子程序6節(jié)正常21月 日至月 日期末復習6節(jié)正常22月 日至月 日期末復習期末考試6節(jié)正常第一部分 入門篇課題一 入門基礎(chǔ)概述課題：入門基礎(chǔ)概述課型：新知課教學時間：6節(jié)教學目標：1、了解數(shù)控加工技術(shù)的應用及發(fā)展前景。2、了解數(shù)控的定義及數(shù)控機床的組成及工作原理等基礎(chǔ)知識。3、了解數(shù)控車床的用途及分類。4、了解數(shù)控車刀和切削用量的選擇原則。5、了解數(shù)控機

6、床的安全操作及維護重點：1、了解數(shù)控的定義及數(shù)控車床的基礎(chǔ)知識。2、了解數(shù)控車床的用途及分類。難點：了解數(shù)控車床的用途及分類。教法教具：結(jié)合本?，F(xiàn)有的數(shù)控車床進行現(xiàn)場參觀教學。學法指導：結(jié)合學過的普通車床跟現(xiàn)有的數(shù)控車床進行比較學習。新課引入：教學內(nèi)容：一、 數(shù)控機床的發(fā)展概況1、 數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展 1).產(chǎn)生的環(huán)境: 隨著科學技術(shù)和社會生產(chǎn)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨復雜，并且對于機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求越來越高。在航天、造船和計算機等工業(yè)中，零件的精度高、形狀復雜、批量小、改動頻率高、加工困難，而傳統(tǒng)的機械加工方法生產(chǎn)率低、勞動強度大，產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證。因此，機械加工工藝過程自動化

7、是適應上述發(fā)展特點的最重要手段之一。為了解決上述問題，一種靈活、通用、高精度、高效率的“柔性”自動化生產(chǎn)設備-數(shù)控機床應運而生。2) .數(shù)控機床的產(chǎn)生:1946年,世界上第一臺電子計算機產(chǎn)生(美國),1952年,由美國麻理理工學院研制出世界上第一臺由電子計算機控制的三坐標立式銑床,隨后德國日本英國俄羅斯相繼開始研發(fā). 我國是在1958年,由清華大學和北京機床研究所聯(lián)合研制出國內(nèi)第一臺101數(shù)控機床,1986年開始進入國際市場,目前，數(shù)控加工技術(shù)與數(shù)控機床在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用，成為機床自動化的一個重要發(fā)展方向。2、 數(shù)控機床的發(fā)展概況 隨著數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)不斷更新、升級，機床結(jié)

8、構(gòu)和刀具材料也在不斷變化。未來的數(shù)控機床將向高速化發(fā)展，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)位換刀速度將得到進一步的提高，刀架將實現(xiàn)快速移動；工藝和工序?qū)⒏訌秃匣图谢?；?shù)控機床將向多軸、多刀架加工方向發(fā)展；通過區(qū)域化、網(wǎng)絡化的控制，數(shù)控機床的生產(chǎn)實現(xiàn)長時間無人化，全自動操作；機床的加工精度及可靠性 也在向更高的水平發(fā)展。同時，數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)設計也更趨于簡易。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展歷史數(shù)控系統(tǒng)名稱在世界上首次生產(chǎn)的年代在中國首次生產(chǎn)的年代第一代電子管數(shù)控系統(tǒng)（NC）1952年1958年第二代晶體管數(shù)控系統(tǒng)（NC）1959年1964年第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)1965年1972年第四代小型計算機數(shù)控系統(tǒng)（CNC）1970年197

9、8年第五代微型處理器數(shù)控系統(tǒng)（MNC）1974年1981年第六代基于工控PC機的通用CNC系統(tǒng)1990年1992年3. 數(shù)控技術(shù)的定義 是指用文字數(shù)字符號組成數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設備動作控制的技術(shù)稱為數(shù)字控制技術(shù),簡稱數(shù)控NC(numerical control)采用數(shù)控技術(shù)的機床稱為數(shù)控機床.控制的物理量主要有:位置速度角度流向等二|數(shù)控機床的組成工作原理及特點1. 數(shù)控機床的組成主要由:程序輸入輸出設備計算機數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)和機床本體等四部份組成.注:程序包括存儲刀具工件刀具相對運動軌跡工藝參數(shù)(如:背吃刀量進給量主軸轉(zhuǎn)速刀具尺寸類型)及輔助運動(工件的夾緊放松,冷卻液的開閉刀具的

10、自動更換)等加工全部信息.這些程序存儲在載體上.1) 輸入/輸出設備:編制程序輸入程序/輸入數(shù)據(jù)及顯示打印存儲等輸入設備:紙帶閱讀機鍵盤磁盤U盤軟盤編程計算機等輸出設備:CRT顯示器液晶顯示器打印機等2) 數(shù)控系統(tǒng): 是數(shù)控機床的大腦和核心,通常由一臺通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C構(gòu)成,是接收輸入裝置輸入的加工信息,經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)進行譯碼運算和邏輯處理后發(fā)出信號指令給伺服系統(tǒng)(如工件的夾緊和放松冷卻液的開閉刀具的自動轉(zhuǎn)換等)和主軸電機產(chǎn)生運動,3) 伺服系統(tǒng):(1) 作用:接收數(shù)控系統(tǒng)的指令信息,驅(qū)動機床的運動部件動作,加工出符合圖紙要求的零件,伺服系統(tǒng)的伺服精度和動態(tài)響應是影響加工精度表面質(zhì)量和生產(chǎn)效的重要

11、原因之一(2) 組成:控制線路功放大線路伺服電動機機械傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)位置檢測裝置4) 機床本體:床身立柱支承部件工作臺刀架及進給運動執(zhí)行部件傳動部件冷卻潤滑轉(zhuǎn)位和緊等輔助裝置存放刀具的刀庫交換刀具的機械手等2. 數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)框圖3. 數(shù)控機床的工作過程:1) 準備階段:了解機床的規(guī)格性能數(shù)控系統(tǒng)具備的功能及編程指令格式代碼等分析圖紙確定相關(guān)的參數(shù)(刀具的坐標軌跡加工的切削用量即轉(zhuǎn)速進給量背吃刀量刀具尺寸)等確定工藝方案,夾具選用刀具類型以及輔助操作,如換刀變速切削液的開閉工件夾緊等2) 編程階段:根據(jù)加工工藝信息,填寫程序單3) 準備信息載體:將信息存放在載體(如穿孔紙帶磁帶磁盤U盤

12、或計算機)4) 加工階段機床數(shù)控系統(tǒng)將程序進行譯碼,寄存和運算現(xiàn)機床伺服系統(tǒng)發(fā)出指令,驅(qū)動機床各運動部件完成對工件的加工.3. 數(shù)控機床的工作原理 根據(jù)圖紙的零件形狀尺寸及技術(shù)要求編寫程序(變?yōu)槌绦虼a),并將程序代碼存儲在信息載體上或通過鍵盤輸入數(shù)控裝置,經(jīng)運算和處理以后變?yōu)槊}沖信號去控制伺服系統(tǒng),經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動機床的有關(guān)部件,完成零件的加工.四、數(shù)控車床的特點與應用1、與臥式車床相比，數(shù)控車床加工具有如下特點：（1）自動化程度高（2）具有能加工普通機床不能加工的復雜曲面形狀（3）提高零件加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量(因不需人工干擾并能自動補償)（4）生產(chǎn)效率高(一般比普通機床高23倍) （5）可

13、以實現(xiàn)一機多用(如鉆鏜銑) (6)不需專用工裝夾具,只需更換程序即可適應不同品種及尺寸要求的零 件不足之處,要求操作者技術(shù)水平高，數(shù)控車床價格高，加工成本高，技術(shù)復雜，對加工編程要求高，加工中難以調(diào)整，維修困難等。2、數(shù)控車床加工適用范圍主要如下：（1）形狀復雜、加工精度要求高，特別是較為復雜的回轉(zhuǎn)曲面等方面的零件。（2）產(chǎn)品更換頻繁，生產(chǎn)周期要求短的場合。（3）小批量生產(chǎn)的零件。（4）價值較高的零件等。五、數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)與分類數(shù)控車床按分類方式，如按安裝方式、工藝處理方式、結(jié)構(gòu)特點、伺服類型，經(jīng)濟特征等?？煞譃椴煌臄?shù)控車床。1、按數(shù)控車床主軸位置分類（1）臥式數(shù)控車床 (分為水平導軌臥式車

14、床和傾斜導軌臥式車床)（2）立式數(shù)控車床 (主軸垂直于水平面,有一個很大的水平工作臺,用于加工徑向尺寸較大的軸向尺寸較小的工件)（3）立臥兩用數(shù)控車床2、按加工零件的基本類型分類（1）卡盤式數(shù)控車床(沒有尾座,適用于車削盤類)（2）頂尖式數(shù)控車床(適用于車削較長零件及直徑不大手盤類零件)3、按刀架數(shù)量分類（1）單刀架數(shù)控車床（2）雙刀架數(shù)控車床4、按功能分為類：（1）經(jīng)濟型數(shù)控車床 （2）普通型數(shù)控車床 （3）車削加工中心5、按系統(tǒng)伺服方式可分為：（1）開環(huán)數(shù)控車床 （2）閉環(huán)數(shù)控車床 （3）半閉環(huán)數(shù)控車床六、影響數(shù)控車床加工精度的因素1、 加工精度系 加工精度系是指零件加工后，其幾何參數(shù)（尺

15、寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)符合的程度。2、尺寸精度 尺寸精度是指零件表面本身的尺寸精度和表面間相互距離尺寸的精度。3、尺寸公差 尺寸公差是允許尺寸的變動量。它等于最大極限尺寸減去最小極限尺寸之差，或上偏差減去下偏差之差。4、數(shù)控車床精度檢驗可分為幾何精度的檢驗和形狀精度的檢驗。（1）幾何精度是指機床在不運轉(zhuǎn)時部件之間相互位置精度和主要零件的形狀精度、位置精度。（2）工作精度是指機床在動態(tài)條件下，對工件進行加工時所反映出來的機床精度。 （3）影響機床工作精度的主要因素為機床的變形和振動。5、金屬切削機床試驗是為了檢驗機床的制造質(zhì)量、加工性質(zhì)和生產(chǎn)能力而進行的試驗，主要進行空試試驗和負荷試驗。

16、（1）機床的空轉(zhuǎn)試驗是在無載荷狀態(tài)下運轉(zhuǎn)機床，檢驗各機構(gòu)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、溫度變化、功率消耗以及操縱機構(gòu)動作的靈活性、平穩(wěn)性、可靠性和安全性。（2）機床的負荷試驗是用以試驗機床最大承載能力。七、數(shù)控車床的用途 數(shù)控車床是用來加工軸類或盤類的回轉(zhuǎn)體零件的機床。數(shù)控車床可以自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等切削加工，特別適合加工形狀復雜的軸類或盤類零件。 數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強、能適應產(chǎn)品品種和規(guī)格頻繁變化的特點，能夠滿足新產(chǎn)品的開發(fā)和多中、小批量、生產(chǎn)自動化的要求，因此，被廣泛應用于機械制造業(yè)，例如，汽車制造廠、發(fā)動機制造廠等。8、 數(shù)控車削刀具1. 對刀具材料的要求（1） 高硬

17、度和耐磨性（2）足夠的強度和韌性（3）良好的耐熱性能（4）良好的工藝性能（5）經(jīng)濟性數(shù)2. 數(shù)控刀具應具備的特點（1） 高加工精度（2）高剛性（3）高耐用度（4）高可靠性（5）裝卸調(diào)整方便（6）標準化、系列化、通用化程度高3. 數(shù)控車刀的分類（1）按用途分：外圓車刀、鉆頭、鏜刀、切斷刀、螺紋加工刀具等（2）按車刀結(jié)構(gòu)分： 整體式車刀（刀桿和切削部分是一個整體，主要有高速剛車刀，一般用于螺蚊刀和成型車刀）、硬質(zhì)合金焊接車刀（用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)）、機架車刀（用機械夾固的方法將刀片夾固持在刀桿上使用的車刀）可轉(zhuǎn)位車刀（使用可轉(zhuǎn)位刀片的機夾車刀，一條切削刃用鈍后轉(zhuǎn)換成相鄰的新切削刃注：轉(zhuǎn)

18、位刀片類型：車刀刀片，包括帶孔刀片（如正三角形、凸三角形、正四角形、正五角形等）、帶后角刀片（正三角形、正四角形）專用刀片包括倒R角刀片、仿形刀片、螺蚊刀片、圓形刀片、立裝刀片、帶副偏角刀片。根據(jù)轉(zhuǎn)位刀片斷屑槽形狀和用途不同，車刀刀片分：T型、F型、W型（3）按刀具材料分：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具以及其他材料的刀具（立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）4.數(shù)控車刀的選用原則：1.確定工序類型 內(nèi)部型腔的加工，再進行外圓的加工。2. 確定加工類型即確定外圓車削、內(nèi)孔車削、端面車削、螺蚊車削的類型。注：車削分為粗車、半精車和精車等，粗車的尺寸公差等級為IT12IT11,Ra值為2512.5m,

19、半精車等級為IT10IT9，Ra值為6.33.2m,精車公差等級為IT8IT7，Ra值為1.60.8m。3. 確定工具的夾緊方式：（1） M類：裝圓孔刀片，在刀片孔上方利用刀片孔將刀片夾緊。（2） P類;裝圓孔刀片，利用刀片孔將刀片夾緊（3） S類：裝沉孔刀片，螺釘穿過刀片孔夾緊4. 確定刀具中心高，刀具中心高主要有：16mm20mm25mm32mm和40mm5. 選擇刀片形狀、型號、槽型、刀尖半徑、牌號如下圖（18頁）6. 確定切削參數(shù)切削用量三要素：（1） 切削速度c，車削光軸切削速度,計算公式cdn/1000N工件或刀尖的回轉(zhuǎn)直徑，單位為mmD工件或刀具轉(zhuǎn)速，單位為r/min車削螺蚊主軸

20、轉(zhuǎn)速nn1200/p-kP-為螺蚊的螺距或?qū)С?單位為mmK-保險系數(shù),一般取80螺蚊實際牙型高度h=0.6495p（2） 切削深度（背吃刀量）pp=(dw-dm)/2dw-為待加工表面直徑單位為mmDm為已加工表面直徑單位為mm當工件加工要求較高時，應留精加工余量，一般為0.10.5mm（3）進給量fo(進給速度)指單位時間內(nèi)刀具沿進給方向移動的距離,單位為mm/min也可以主軸旋轉(zhuǎn)一周刀具的進給量,單 位為mm/r確定進給速度的原則:當工件的加工質(zhì)量能得到保證時,為提高生產(chǎn)效可選擇較高的進給速度切斷車削深孔或精車時選 擇較低的進給速度刀具空行程盡量選用高的進給速度進給速度應與主軸轉(zhuǎn)速和背吃

21、刀量相適應進給速度的計算公式:f=nfN_為車床主軸轉(zhuǎn)速單位為r/minF_為刀具的進給量單位為mm/r【小 結(jié)】： 本次課主要介紹了數(shù)控機床的產(chǎn)生發(fā)展前景、數(shù)控的定義及數(shù)控機床的組成、工作原理等基礎(chǔ)知識、數(shù)控機床的特點、分類，及數(shù)控車刀的刀具選用原，這部分內(nèi)容要求學生了解?！菊n 外 作 業(yè)】1. 、什么叫數(shù)控？第一臺數(shù)控機床的產(chǎn)生和我國數(shù)控機床的發(fā)展？ 2、數(shù)控機床的組成及工作原理？3、數(shù)控車刀的分類及選擇原則？4、數(shù)控機床是怎樣分類的？5、數(shù)控機床的特點主要有哪些？課題二 數(shù)控編程基礎(chǔ)知識課題：數(shù)控編程基礎(chǔ)知識課型：新知課教學時間：12節(jié)教學目標：1、了解數(shù)控編程的定義。2、了解數(shù)控編程的

22、一般步驟、程序結(jié)構(gòu)與格式3、掌握程序字的功能4、掌握數(shù)控機床和坐標系建立（機床坐標系、工件坐標系、編程坐標系及相關(guān)知識）5、了解數(shù)控車床：起刀點、對刀點、換刀點的定義等。重點： 1、了解數(shù)控編程的一般步驟、程序結(jié)構(gòu)與格式 2、掌握數(shù)控機床和坐標系建立（機床坐標系、工件坐標系、編程坐標系及相關(guān)知識）難點：掌握程序字的功能教法教具：結(jié)合本?，F(xiàn)有的數(shù)控車床進行現(xiàn)場參觀教學。學法指導：結(jié)合學過的普通車床跟現(xiàn)有的數(shù)控車床進行比較學習。新課引入：教學內(nèi)容：1、 數(shù)控編程的概念及代碼1、數(shù)控編程： 從零件圖樣到獲得數(shù)控機床所需的控制程序的全過程，稱為程序編程即數(shù)控編程。（包括：把零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)

23、及輔助動作，控操作順序根據(jù)規(guī)定指令格式編寫加工程序，記錄在控制介質(zhì)然后輸入裝置，指揮機床加工）2、格式和代碼參照相關(guān)標準，因各生產(chǎn)廠家代碼和指令格式不完全相同，具體編程時嚴格按機床說明書上規(guī)定格式進行編程。2、 編程的一般步驟：1、 分析零件圖樣和制定工藝過程及工藝路線分析零件圖樣要求：形狀、尺寸、精度、材料、及毛坯和熱處理明確加工內(nèi)容和要求確定加工方案選擇合適的數(shù)控機床確定工件的定位基準選 用刀具及夾具確定對刀方式和選擇對刀點確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量注：安排工序時，按換刀次數(shù)少、空行程路線短及工序集中的原則，盡可能在一次裝夾中就能完成所有工序2、 數(shù)據(jù)處理：根據(jù)零件幾何尺寸、加

24、工路線，計算出零 件輪廓線上人幾何元素手起點、終點及圓弧的圓心坐標3、 編寫加工程序：按規(guī)定使用的功能代碼及程序格式編寫程序單4、 程序輸入根據(jù)鍵盤輸入，也可先制作控制介質(zhì)（如穿孔紙帶、磁帶、磁盤）5、 程序檢驗可進行圖形模擬加工，進行空運轉(zhuǎn)三、程序的結(jié)構(gòu)與格式 數(shù)控指令的集合稱為程序。1.程序結(jié)構(gòu)一個完整程序由程序號、程序內(nèi)容、程序結(jié)束三部分組成，一個程序段由程序段號和若干個“字”組成，一個“字”由地址符和數(shù)字組成。下面是一個完整的數(shù)控加工程序，該程序由程序號開始，以M30結(jié)束。程序 說明O1234 程序號N10 T0101 G95 M3 S500； 程序段1N20 G0 X100 Z100

25、； 程序段2N30 G0 X26 Z0； 程序段3N40 G1 X0.0 F0.1； 程序段4N50 Z1； 程序段5N60 G0 X100； 程序段6N70 Z100； 程序段7N80 M30； 程序結(jié)束1、2、3、4、5、6、7為程序的內(nèi)容（1） 程序號為在程序存儲器中的編號，一般由程序起始符號%（或O）或P（程序號地址）加上14位數(shù)字（00009999）組成，如：%123，O1234等。（2）程序內(nèi)容由多個程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構(gòu)成。例如：N10 G01 X40.0 Z-30.0 F200 ；程序段號 功能字 坐標字 給速度功能字 程序段結(jié)束（3） 程序結(jié)束：是整個程序的

26、結(jié)束符號，加工動作完成，停止工作如M02M302、 程序段格式 每一個程序段由若干個程序字組成，程序字的字頭由一個英文字母稱為字的地址（如G、M、T、S等）+十進制數(shù)，字可分為:語句字號N、準備功能字G、輔助功能字M、尺寸字(表示尺寸地址)X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、A、B、C、DERH共18個字母、進給功能字F、主軸轉(zhuǎn)速功能字S、刀具功能字T、程序段結(jié)束（；） 一個“字”的組成如下所示：Z X - 30.0地址符 符號（正、負號） 數(shù)據(jù)字（數(shù)字）四、功能字簡介1、主軸轉(zhuǎn)速功能字S主 軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是 S，又稱為S功能或S指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為r/min。對于具有

27、恒線速度功能的數(shù)控車床，程序中的S指令用來指定車削加工的線速度數(shù)。（1） 有變速箱的:用S1（第一檔）、S2（第二檔），其中每一檔對應相應的主軸轉(zhuǎn)速 （2） 無變速箱的：直接輸入轉(zhuǎn)速（單位為r/min），例如S1000、S210、S500或線速度（單位為m/min）如S60等2. 進給功能字（切削速度）F 地址符為 F，又稱為F功能或F指令，用于指定切削的進給速度。對于車床，F(xiàn)可分為每分鐘進給和主軸每轉(zhuǎn)進給兩種，對于其它數(shù)控機床，一般只用每分鐘進給。F指令在螺紋切削程序段中常用來指令螺紋的導程。單位：G98為每分鐘進給，mm/min:G99為每轉(zhuǎn)進給，mm/r。 （1） G00為快速定位，沒有

28、F值，速度由倍率控制快慢。（2） 切削進給速度要有F值，F(xiàn)值的快慢也可在進給倍率中控制。例如：G00 X32 Z2； G90 X24 Z-20 F50; G90 X20 Z-15 F60;3、刀具功能字T 地址符是 T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時所用刀具的編號。對于數(shù)控車床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長度補償和刀尖半徑補償用。T后第一、二、位是刀號，第三、四位是刀補號。例：T0100 T0200 T0300 T0400無刀補，如T0200為2號刀無刀補。T0101 T0202 T0303 T0404有刀補，如T0202為2號刀，執(zhí)行2號刀補。4、輔助功能字M 地址符是 M，后續(xù)數(shù)字一般

29、為13位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機床輔助裝置的指令，見表3.1表 3.1 M功能字含義表 M功能字 含 義 M00 程序停止指令（表示執(zhí)行完M00程序段后，機床停止運行）M01 選擇停機指令（執(zhí)行完M02，停止運行，只有操作面板選擇停開關(guān)壓下時才有效）M02 程序結(jié)束指令（執(zhí)行此程序后，主程序結(jié)束，并停止在這里，）M03 S-主軸順時針旋轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)） M04 S-主軸逆時針旋轉(zhuǎn) （反轉(zhuǎn)）M05 主軸旋轉(zhuǎn)停止（在執(zhí)行此程序段后，停止轉(zhuǎn)動） M06 換刀 M07 M08 M09 冷卻液關(guān) M30 程序結(jié)束，光標返回程序開始處 M98 調(diào)用子程序 M99 返回子程序 5、準備功能字G

30、 準備功能字的地址符是 G，又稱為G功能或G指令，是用于建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。后續(xù)數(shù)字一般為13位正整數(shù)，見表3.2。 表 3.2 G功能字含義表 G功能字 組別 功能G00 01 快速移動點定位 G01 直線插補（切削進給）G02 順時針圓弧插補 G03 逆時針圓弧插補 G04 00 暫停 、準停G28 00返回參考點（機械原點）G3201螺紋切削G33 Z軸攻螺紋循環(huán)G34 變螺距螺紋切削 G50 00 坐標系設定G65 00 宏程序命令 G70 00精加工循環(huán)G71 外圓粗切循環(huán)G72 端面粗切循環(huán)G73 封閉切削循環(huán)G74 端面深孔鉆循環(huán)G75 外圓，內(nèi)圓切槽循環(huán)G76

31、 復合螺紋切削循環(huán)G90 0000外圓，內(nèi)圓車削循環(huán)G92 螺紋切削循環(huán)G94 端面車削循環(huán)G96 02恒線速度 G97 取消恒線速度G98 03每分鐘進給G99 每轉(zhuǎn)進給G代碼的使用方法：（1）一次性G代碼-只有在被指令的程序段中有效的代碼。例如：G04(暫停)，G50（坐標設定），G70G75（復合型車削固定循環(huán)）。（2）模態(tài)G代碼-在同組其他代碼指令前一直有效，即表中01組的G代碼。例如：G00（定位），G01、G02、G03(插補)，G90、G92、G94（單一型固定循環(huán)）。（3）初態(tài)G代碼-即系統(tǒng)里面已經(jīng)設置好的，一開機就進入的狀態(tài)。初態(tài)也是摸態(tài)。例如；G98、G00。課題三 編程基

32、礎(chǔ)知識 3.1程序設計課題：程序設計課型：新知課教學時間：4節(jié)教學目的與要求：1、了解一個完整程序的基本構(gòu)成。2、會選擇編程坐標系統(tǒng)。3、掌握G、S、M、F、T功能的使用方法。重點：1、了解一個完整程序的基本構(gòu)成。2、會選擇編程坐標系統(tǒng)。3、掌握G、S、M、F、T功能的使用方法。難點：掌握G、S、M、F、T功能的使用方法。教法教具：課堂理論教學。學法指導：學生課前要先預習本節(jié)內(nèi)容，課間要認真聽老師講課，課后要復習鞏固。新課引入：上一節(jié)課同學們都解了數(shù)控車床的加工原理，那么數(shù)控車床之所以能夠自動的加工工件原因是什么呢？從而引出加工程序的基本構(gòu)成及編程的常用代碼。教學內(nèi)容：一、數(shù)控車床坐標軸與運動

33、方向 為了簡化編程和保證程序的通用性，對數(shù)控機床的坐標軸和方向命名制定了統(tǒng)一的標準，規(guī)定直線進給坐標軸，用X、Y、Z表示基本坐標軸，其相互關(guān)系用右手定則決定。1、 數(shù)控車床坐標軸和方向命名原則(1) 用右手直角笛卡兒坐標定義原則（見圖3-1所示）圖 3-1直角坐標系 機床坐標系一形式主要有兩種：笛卡爾坐標系和極坐標系坐標軸正方向的判斷： 笛卡爾坐標系用右手法則來判斷方向：右手拇指、食指、中指分另代表XYZ三個垂直坐標方向，XYZ坐標軸的相互關(guān)系用右手定則決定，大拇指的指向為X軸的正方向，食指指向Y軸的正方向，中指指向Z軸的正方向。 進給旋轉(zhuǎn)正方向的判斷： 圍繞XYZ軸旋轉(zhuǎn)的圓周進給坐標軸分別為

34、A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，以大拇指指向+X、+Y、+Z方向，則食指、中指指向+A、+B、+C方向，注：數(shù)控機床的進給運動，有的是由主軸帶動刀具運動來實現(xiàn)的，有的是由工作臺帶動工件運動來實現(xiàn)的，上述坐標軸正方向，是假定工件不動，刀具相對于工件做進給運動的方向。如果是工件移動則用加“”的字母表示，按相對運動的關(guān)系，工件運動恰好與刀具運動的方向相反，即有+XX,+YY，+Z=-Z.+A=-A,+B=-B,+C=-C 運動方向的確定： 機床某一部件運動的正方向，是增大工件和刀具之間距離的方向（刀具遠離工件的方向）。(2) 數(shù)控車床的坐標軸確定的方法及步驟： Z坐標軸規(guī)定:為傳遞切削動力的主軸線

35、方向，刀具遠離工件的方向為正方向； X坐標軸規(guī)定:為水平面內(nèi)，相對于工件作回轉(zhuǎn)切削運動的機床（如車床、磨床），X坐標的方向是在工件的徑向上（垂直于工件回轉(zhuǎn)軸線Z的方向），且平行于橫向滑板，規(guī)定遠離卡盤中心(或工件)方向為正方向。就（見圖3-2所示）圖3-2數(shù)控車床坐標軸及其方向2、數(shù)控車床坐標系的確定與應用（1）先確定Z軸，Z軸是傳遞切削動力的主要軸，然后再確定其X軸。（2）數(shù)控車床坐標系的原點:一般定義在卡盤中心線與中間端面交點。二、數(shù)控車床坐標系1、數(shù)控車床坐標系（1）機床坐標系 數(shù)控車床生產(chǎn)廠家按照笛卡兒規(guī)則，在數(shù)控車床上建立一個Z軸與X軸的直角坐標系，稱為機床坐標系。（2）機床原點 機

36、床上作為加工基準的特定點（機床坐標系的零點）稱為機床原點（又稱機床坐標系原點或參考點），是機床上的一個固定點，由制造商定義，不能更改，一般定義在主軸旋轉(zhuǎn)中心線與車頭端面的交點或參考點上。 （3）參考點 參考點為機床上一固定點，由X方向與Z方向的機械擋塊或系統(tǒng)定義的位置來確定，一般設定在Z、X軸正向最大位置（機床啟動時通常進行回參考點的操作，一般將運動部件回到各軸正極限位置），位置的設定由制造商定義。2、編程坐標系 編程人員選擇工件圖樣上的某一已知點為原點（也稱為程序原點），建立一個新的坐標系，稱為編程坐標系。（1）選擇編程原點 ：從理論上講編程原點選在零件上的任何一點都可以，但實際上，為了換算

37、尺寸盡可能簡便，減少計算誤差，應選擇一個合理的編程原點。 車削零件編程原點的 X向零點應選在零件的回轉(zhuǎn)中心。Z向零點一般應選在零件的右端面、設計基準或?qū)ΨQ平面內(nèi)。車削零件的編程原點選擇見圖3-3：圖3-3車削零件的編程坐標原點3、工件坐標系 （1） 為了便于尺寸計算、檢查、加工程序的坐標原點根根據(jù)零件圖樣建立的坐標系稱為工件坐標系。工件坐標系的方向與機床坐標系的方向相同，但原點不同。 操作者通過對刀等方式將編程坐標系的原點移到數(shù)控車床上，此時在數(shù)控車床上建立的坐標系稱為工件坐標系。其原點一般選擇在軸線與工件右端面、左端面或其他位置的交點上，工件坐標系的Z軸一般與主軸軸線重合。車削零件的工件坐標

38、原點選擇見圖3-4：（2） 工件坐標系的建立： 通過G50進行工件坐標原點的設定，G50 X- Z-; XZ值是指刀具現(xiàn)在位置（基準點）在所設定的工件坐標系中的坐標值，即起刀點相對于加工原點的位置，是通過這兩個參數(shù)倒過來推出工件坐標系的原點圖3-4車削零件的工件坐標原點車外圓，輸直徑”對 刀 步 驟FANUC系統(tǒng)：一號刀：Z：平端面切換界面OFFSET補正形狀補正在01刀補一行輸入Z0按測量 （注意：平完端面退刀只能退X方向即豎著退）X：車外圓退刀（只退Z軸）停車測量剛車過的外圓直徑在01刀補一行輸入X（直徑值）按測量 （注意：切完外圓退刀只能退Z方向即橫著退）二號刀：Z：靠端面（注：不能切端

39、面，因為編程原點已定在端面上）形狀補正在02刀補一行輸入Z0按測量X：車外圓退刀（只退Z軸）停車測量剛車過的外圓直徑在02刀補一行輸入X（直徑值）按測量三號刀：Z：目測刀尖與端面對齊形狀補正在03刀補一行輸入Z0按測量X：車外圓退刀（只退Z軸）停車測量剛車過的外圓直徑在03刀補一行輸入X（直徑值）按測量西門子系統(tǒng)：一號刀：Z；切端面單擊，切換到“測量刀具界面”，然后點擊軟鍵， 點擊，切換到測量Z的界面，在“Z0”后的輸入框中填寫“0”，按下鍵，單擊軟鍵；完成了Z方向上的刀具參數(shù)設置，X；試切零件外圓，并測量被切的外圓的直徑；按長度1將所測得的直徑值寫入后的輸入框內(nèi)，按下鍵，依次單擊、， 二號刀

40、：將2號刀切換為當前刀具，換刀的具體過程是：點擊按鈕，進入到MDA模式，輸入換刀指令“T2D1”，然后依次點擊 和來運行MDA程序；運行完畢之后，第二把刀被換為當前刀具。Z：靠斷面（注：不能切斷面，因為編程原點已定在端面上依次點擊、 將光標停在“Z0”欄中輸入“0”，并按下鍵，單擊軟鍵；X：試切零件外圓，并且測量被切削的外圓的直徑；將所測得的直徑值寫入后的輸入框內(nèi)，按下鍵，依次單擊、，其他刀具，都可以使用如上的方法進行對刀。4、對刀點 將編程坐標系原點轉(zhuǎn)換成機床坐標系的已知點并成為工件坐標系的原點，這個點就稱為對刀點。5、起刀點 起刀點是零件程序加工的起始點。6、換刀點 在零件車削過程中需要自

41、動換刀，為此必須設置一個換刀點，該點應離開工件有一定距離，以防止刀架回轉(zhuǎn)換刀時刀具與工件發(fā)生碰撞。換刀點通常分為兩種類型，即固定換刀點和自定義換刀點。7、選擇起刀點、換刀點的位置通常要注意：方便數(shù)學計算和簡化編程 容易找正對刀 便于加工檢查 引起的加工誤差小 不要與機床、工件發(fā)生碰撞 方便拆卸工件 空行程不要太長三、編程坐標 編程坐標分為絕對坐標（X、Z）、相對坐標（U、W）和混合坐標（X/Z,U/W）。1.絕對坐標(X、Z)各點坐標參數(shù)以到坐標原點的距離作為參數(shù)值。2相對坐標（U、W）某點的坐標參數(shù)以到另外一點的距離作為參數(shù)值，即指令從前面一個位置到下一個位置的距離作為參數(shù)值。3.混合坐標（

42、X/Z,U/W） 絕對坐標和相對坐標同時使用，即在同一個程序段中，可使用X或U,Z或W。4.直徑坐標X坐標參數(shù)值為直徑。5.半徑編程X坐標參數(shù)值為半徑值四、初態(tài)、模態(tài)1、初態(tài)（非模態(tài)）指運行加工程序之前的系統(tǒng)編程狀態(tài)，即機器里面已設置好的，一開機就進入的狀態(tài)，例如：G98、G00。2、模態(tài)一種連續(xù)有效的指令。指相應字段的值一經(jīng)設置，以后一直有效，直到某程序段有對該字段重新設置。設置之后，如果是同一組的也可以使用相同的功能，而不必再輸入該字段。例如：N30 G90 X32 Z-0 F80; N40 X30: . N G02 X30 Z-30 R5 F50: N G01 Z-30 F30;【小 結(jié)

43、】： 本次課主要對數(shù)控車床坐標系統(tǒng)，程序結(jié)構(gòu)、程序字符與代碼、字與字的功能類別、程序格式進行了學習，這些內(nèi)容是學習好數(shù)控編程這門課的基礎(chǔ)。 【課 外 作 業(yè)】： 1、 什么叫坐標原點？2、 什么叫程序起點？3、 編程坐標有幾種？4、 什么叫初態(tài)？5、 什么叫摸態(tài)？ 3.2程序編寫課題：程序編寫課型：新知課教學時間：2節(jié)教學目的與要求：1、了解編程的基本要求和順序。2、掌握編程坐標的選擇。重點：了解編程的基本要求和順序。難點：了解編程的基本要求和順序。教法教具：課堂理論教學。學法指導：學生課前要先預習本節(jié)內(nèi)容，課間要認真聽老師講課，課后要復習鞏固。新課引入：上一節(jié)講解了數(shù)控加工程序的基礎(chǔ)知識，那

44、么編寫一個完整的程序有什么基本的要求，又需要注意些什么問題呢？從而引出本節(jié)課的教學內(nèi)容。教學內(nèi)容：一、 坐標系的設定1、 坐標系設定的要求應選在盡可能靠近工件，但換刀時又不會碰到工件的范圍里。2、 坐標系設定的格式N10 G50 X Z; 式中X、Z的值是起刀點相對于加工原點（工件坐標系原點）的位置。在數(shù)控車床編程時，所有X坐標值均使用直徑值，如圖3-5所示。 例：按圖 3-5設置加工坐標的程序段如下： G50 X128.7 Z375.1 二、快速定位（G00）1、編程格式 ：N10 G00 X （U） Z(W);式中 X、Z的值絕對值編程進的目標點坐標（終點坐標） U、W的值是相對（增量）值

45、編程時的目標點坐標（終點坐標）例：從 A點到B點快速移動的程序段為： N10 G00 X20 Z60 ;(圖中X坐標軸應改為Z，Y應改為X且Z坐標值為直徑)或是 N10 G00 U-40 W-10;（編程中的負號表示運動方向和正方向相反）2、G00走刀路線a) 同時到達終點 b) 單向移動至終點 圖 3-6 快速點定位 功能：使刀具以點位控制的方式快速移動到目標位置，其移動速度由參數(shù)來設定。注：刀具沿著各個坐標（XZ軸）方向同時按參數(shù)設定的速度移動，最后減速到達終點，如圖 3-6所示。注意：刀具移動軌跡不一定是一條直線。例如，在FANUC系統(tǒng)中，運動總是先沿45°角的直線移動，最后再

46、在某一軸單向移動至目標點位置，如圖3-6b所示。編程人員應了解所使用的數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動軌跡情況，以避免加工中可能出現(xiàn)的碰撞。 3、G00沒有F值（1）快速移動速度由廠家設定。（2）快速移動速度受快速倍率開關(guān)控制（F0 25 50 100）。（3）用F值指定的進給速度無效。三、編寫程序開始使用的功能（前三步的編寫）1、N10 G50 X Z ；設定零件坐標系，即刀具（程序）起始點（對刀點）。2、N20 M S T ；主軸正反轉(zhuǎn)（M03主軸正轉(zhuǎn)，M04主軸反轉(zhuǎn)）；主軸轉(zhuǎn)速：有變速箱的S1為第一檔，S2為第二檔，無變速箱的直接輸入數(shù)值（如：S1000-轉(zhuǎn)速或S60線速度）；使用刀具號（如T0100

47、）。3、N30 G00 X Z ；把刀具快速移動到工件準備加工的邊緣（起刀點）。四、編寫程序結(jié)束使用的功能（后三步的編寫）1、N G00 X Z ；把刀具快速移動回到程序起點（對刀點）。2、N M05 T ；主軸停止，換回基準刀。3、N M30；程序結(jié)束，光標回到程序開始位置，為下一工件加工做準備。五、編寫程序中間部分使用的功能根據(jù)加工圖樣的要求，選擇加工工藝，編寫程序的中間部分。六、編程舉例例3-1 工件加工如圖3-7所示，試編寫數(shù)控加工程序。 圖3-7 編程舉例編寫程序：O0001N10 G50 X100 Z100；（刀具程序起始點對刀點）N20 M03 S800 T0101；（主軸正轉(zhuǎn)，

48、轉(zhuǎn)速為800r/min，用一號基準刀）N30 G00 X30 Z2；（快速定位到工件附近起刀點）N40 (切削加工部分)N G00 X100 Z100；（快速回到起始點對刀點）N M05 T0100；（主軸停止，換回基準刀）N M30；（程序結(jié)束，光標返回到程序開始）七、在同一程序段中可能使用的編程坐標1、絕對編程坐標：X 、 Z。2、相對（增量）編程坐標： U 、W。3、混合編程坐標：X （U）、 Z(W)。例如：編程舉例中N30的程序段中可用：N30 G00 X30 Z2； （絕對編程）或 N30 G00 U-70 W-98；（相對編程） N30 G00 X30 W-98； （混合編程）N

49、30 G00 U-70 Z2； （混合編程）八、程序編寫時應注意的事項1、坐標系的設定應根據(jù)加工工藝的要求，要盡可能靠近工件，只要換刀時不碰到工件就可以。2、前三步和后三步的格式一樣，但坐標系設定的范圍不同，工件G00定位的根據(jù)加工要求確定。3、G00的程序段不能含有F值，有F值則無效?！拘?結(jié)】： 本次課主要對數(shù)控車床編程坐標的選擇、編程的基本要求、順序及編程所要注意的事項進行了學習，這些內(nèi)容是學習好數(shù)控編程這門課的基礎(chǔ)，要求學生必須掌握。 【課 外 作 業(yè)】： 1、坐標系設定有什么要求？2、什么叫快速定位？用哪個符號來表示？3、在同一個程序段中可能使用的編程坐標有幾種？ 第二部分 編程篇課

50、題五 插補功能課題：插補功能課型：新知課教學時間：6節(jié)教學目標：1、了解直線插補的使用方法。2、掌握G01格式中參數(shù)的含義及走刀方向和路線。3、了解圓弧插補的方法及格式中的各參數(shù)的含義。4、能判斷順時針、逆時針圓弧插補的方向。重點：1、掌握G01格式中參數(shù)的含義及走刀方向和路線。2、了解圓弧插補的方法及格式中的各參數(shù)的含義。難點：能判斷順時針、逆時針圓弧插補的方向。教法教具：課堂理論教學。學法指導：學生課前要先預習本節(jié)內(nèi)容，課間要認真聽老師講課，課后要復習鞏固。新課引入：第一部分介紹了教學內(nèi)容： 5.1 直線插補（G01）教學目的和要求：1、了解直線插補的使用方法。2、掌握G01格式中參數(shù)的含義及走刀方向和路線。教學重點難點：1、掌