浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁 第1次,共13頁,第1頁

1、 浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁 第 1 次，共13頁，第 1 頁第 1次授課 授課時間2006 年3 月20日 20 學(xué)時 04 級04431班 教案完成時間 2006年3 月1 日第 2次授課 授課時間 2007年3月28日 14學(xué)時 05級054204班 教案修改時間 2007年3月1 日第 次授課 授課時間 年 月 日 學(xué)時 級 班 教案修改時間 年 月 日 第 次授課 授課時間 年 月 日 學(xué)時 級 班 教案修改時間 年 月 日第 次授課 授課時間 年 月 日 學(xué)時 級 班 教案修改時間 年 月 日課程名稱數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)專業(yè)名稱機電一體化技術(shù)授課教師/職稱金初云/講師授課方式（

2、合、小班）小班授課題目（章、節(jié)）第五單元 數(shù)控車床編程教材及參考書目教材： 數(shù)控機床操作工（中級），中國勞動社會保障出版社，勞動和社會保障部教材辦公室編參考書目：機床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用，高等教育出版社，李宏勝主編 數(shù)控機床加工程序編制，機械工業(yè)出版社，顧京主編數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)，電子工業(yè)出版社，陳志雄主編教學(xué)目的與要求：通過本章的講授，使學(xué)生熟練掌握數(shù)控編程的基本知識，能夠編制一般復(fù)雜程度工件的數(shù)控程序。內(nèi)容和時間安排、教學(xué)方法：1內(nèi)容和時間安排： 第五單元 第一節(jié) 數(shù)控車床的編程基礎(chǔ) 2學(xué)時第二節(jié) 數(shù)控車床的基本編程方法 5學(xué)時第三節(jié) 刀具補償 2學(xué)時第四節(jié) 編程示例 3學(xué)時第五單元習(xí)題講解

3、 2學(xué)時2教學(xué)方法：多媒體結(jié)合課堂講授教學(xué)重點和難點：1重點：數(shù)控車床編程基本指令2難點：刀具補償、復(fù)合循環(huán)指令復(fù)習(xí)思考題、作業(yè)題：課外編程題3題實施情況及分析：采用多媒體結(jié)合課堂講授，穿插示例講解，共用14個課時，學(xué)生掌握情況良好。浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1 次，共13頁，第 2 頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配第五單元 數(shù)控車床編程第一節(jié) 數(shù)控車床編程基礎(chǔ)數(shù)控編程有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，但隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外許多廠商根據(jù)發(fā)展需要，對標(biāo)準(zhǔn)中的代碼進行功能上的延伸或進一步的定義（尤其是對標(biāo)準(zhǔn)中未指定的代碼）。所以，加工程序的編程規(guī)則也與具體機床有關(guān)，編程時要仔細閱讀機床說明書，靈活編程。這

4、里僅就一些常用的共性概念進行說明。編程指令：準(zhǔn)備功能G代碼；輔助功能M代碼，包括F進給功能、S主軸轉(zhuǎn)速功能、T刀具功能。一、準(zhǔn)備功能G代碼在數(shù)控裝置插補運算之前預(yù)先規(guī)定，為插補運算、刀補運算、固定循環(huán)等做好準(zhǔn)備，寫在程序段的前部。G指令分為兩種：模態(tài)指令，在同組其他指令出現(xiàn)之前一直有效；非模態(tài)指令，只在被指定的程序段中才有效。G指令組成：地址符G和兩位數(shù)字00-99。強調(diào)：這里介紹的指令含義和格式是一般情況下的，具體系統(tǒng)有具體規(guī)定，必須視具體機床說明書規(guī)定編程。坐標(biāo)系設(shè)定指令用來設(shè)定刀具在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，模態(tài)指令，其設(shè)定值在重新設(shè)定之前一直有效。（ FANUC系統(tǒng)用G50 ） 程序段格式

5、：G92 X Y Z x,y,z為刀位點相對于加工原點的位置。 注意：執(zhí)行G92時，機床并不動作，只是顯示器上坐標(biāo)值發(fā)生變化。絕對值編程指令表示用絕對值編程方式編程，模態(tài)指令。程序段中的軌跡坐標(biāo)都是相對于編程原點給定的絕對尺寸。3. G91增量值編程指令表示用增量值編程方式編程，模態(tài)指令程序段中的軌跡坐標(biāo)都是相對于前一位置坐標(biāo)的增量尺寸。程序未注明是G90或G91時，按G90方式運行。有時為編程方便，在同一程序中混合使用。4. G17,G18,G19坐標(biāo)平面指令指定坐標(biāo)平面，模態(tài)指令。G17xy平面；G18zx平面；G19yz平面有些機床開機后自動設(shè)置坐標(biāo)平面（如：三坐標(biāo)數(shù)控銑床、銑鏜加工中心

6、，默認G17狀態(tài)；數(shù)控車床默認G18狀態(tài)），就不需要由程序設(shè)定。5. G00快速定位指令要求刀具以點位控制方式從刀具所在位置用最快的速度移動到指定位置，模態(tài)指令。程序段格式： G00 X Y Z x,y,z為目標(biāo)點坐標(biāo)移動速度根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的速度執(zhí)行，不能用程序指令設(shè)定。快速點定位對刀具運動軌跡沒有嚴格要求。第二節(jié)多媒體結(jié)合課堂講授2學(xué)時浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1 次，共13頁，第3 頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配6. G01直線插補指令用于產(chǎn)生按指定進給速度的直線運動，可使機床沿X、Y、Z方向執(zhí)行單軸運動，或在各坐標(biāo)平面內(nèi)執(zhí)行具有任意斜率的直線運動，也可使機床三軸聯(lián)動，沿指定

7、空間直線運動。模態(tài)代碼程序格式： G01 X Y Z Fx,y,z為目標(biāo)點坐標(biāo)，F(xiàn)為進給速度7. G02，G03圓弧插補指令使機床在給定的坐標(biāo)平面內(nèi)進行圓弧插補運動。G02按指定進給速度的順時針圓弧插補；G03按指定進給速度的逆時針圓弧插補。程序格式： G02/G03 X Y I J F 或G02/G03 X Y R F其中，x,y為圓弧終點坐標(biāo)值，I,J為圓弧圓心相對于圓弧起點在x,y方向上的增量坐標(biāo)，R為圓弧半徑。用半徑R編程時，用R表示圓心角小于180°的圓弧，用R-表示圓心角大于180°的圓弧。整圓的起點和終點重合，無法用R編程，只能使用坐標(biāo)編程。8. G04暫停指

8、令使刀具做短暫的無進給加工，獲得平整光潔表面，非模態(tài)指令。程序段格式：G04 X（或P、F、S）二、輔助功能M代碼控制機床或系統(tǒng)的輔助功能動作，如冷卻泵開關(guān)、主軸正反轉(zhuǎn)、程序結(jié)束等。M指令組成：地址符M和其后兩位數(shù)字00-99。程序停止指令執(zhí)行M00后，機床停止一切操作，包括主軸停轉(zhuǎn)、切削液關(guān)閉、進給停止。主要用于：停機檢查、測量零件、手工換刀等。2. M01計劃停止指令與M00相似，但只有在控制面板上“選擇停止開關(guān)”接通時有效。主要用于加工工件抽樣檢查、清理切削等。浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1次，共13頁，第4 頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配3. M02程序結(jié)束指令程序全部結(jié)束，主軸

9、停轉(zhuǎn)、切削液關(guān)閉，數(shù)控裝置和機床復(fù)位。4. M03，M04，M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止指令5. M06自動換刀指令用于電動控制刀架或多軸轉(zhuǎn)塔刀架的自動轉(zhuǎn)位換刀，或具有刀庫的數(shù)控機床的自動換刀。6. M07、M08、M09冷卻液開關(guān)指令M072號冷卻液或霧狀冷卻液M081號冷卻液或液狀冷卻液開M09關(guān)閉冷卻液開關(guān)，并注銷M07、M08、M50、M51（M50、M51表示34號冷卻液開）。7. M30程序結(jié)束指令與M02相似，不同的是M30可使紙帶結(jié)束。8. 其他輔助功能（1）F功能進給功能，表示進給速度，模態(tài)代碼組成：地址符F和其后15位數(shù)字，常跟3位數(shù)字，單位mm/min（每分鐘進給mm）；當(dāng)

10、進給速度和主軸速度有關(guān)時（如車螺紋），單位為mm/r（每轉(zhuǎn)進給mm）。（2）S功能主軸轉(zhuǎn)速功能，表示主軸轉(zhuǎn)速或速度，模態(tài)代碼。組成：地址符S和其后24位數(shù)字，通常單位為r/min（每分鐘轉(zhuǎn)）。（3）T功能刀具功能，表示選擇刀具和刀補號，模態(tài)代碼組成：地址符T和其后24位數(shù)字。T后接4位數(shù)字，前兩位是刀具號，后兩位是刀補號；T后接2位數(shù)字，表示刀具號，則后面還應(yīng)接刀補號。刀補號刀具參數(shù)補償號。第二節(jié) 數(shù)控車床的基本編程方法一、數(shù)控車床的坐標(biāo)系1機床坐標(biāo)系（1） 數(shù)控車床的坐標(biāo)系以徑向為x軸方向，縱向為z軸方向。指向主軸箱的方向為z軸的負方向，指向尾架方向是z軸的正方向。x軸是以操作者面向的方向為

11、x軸正方向。 x坐標(biāo)和z坐標(biāo)指令，在按絕對坐標(biāo)編程時，使用代碼x和z；按增量坐標(biāo)（相對坐標(biāo)）編程時，使用代碼U和W。（2）機械原點（或稱機床原點）由廠家決定，臥式車床機床原點一般定位在主軸前端面中心。（2） 機床參考點，機床原點是由機床參考點體現(xiàn)出來的。機床開機返回參考點后，屏幕顯示坐標(biāo)為刀架基準(zhǔn)點在機床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，由此反推出機床原點，即建立了機床坐標(biāo)系。一般先回X方向，再回Z方向。2.數(shù)控車床的工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）工件坐標(biāo)系，程序原點是指程序中的坐標(biāo)原點，即在數(shù)控加工時，刀具相對于工件運動的起點，所以也稱為“對刀點”。編程原點一般設(shè)在工件端面與主軸中心線的交點處，應(yīng)選擇在精加工后的端

12、面或夾緊定位面上，端面余量左右。同時，為使編程尺寸與圖紙尺寸一致，其中X軸的坐標(biāo)值取直徑尺寸。1.5學(xué)時浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1 次，共 13頁，第5頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配（2）數(shù)控車床工件坐標(biāo)系的設(shè)定A.指令方式G50 格式：G50 X Z x，z對刀點或稱起刀點在工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。B.移動工件基準(zhǔn)面二、主軸及輔助功能指令1主軸功能指令（S指令）和主軸轉(zhuǎn)速控制指令（ G50 、 G96、 G97）主軸功能指令（S指令）是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的指令。（1）主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定（G50）。格式：G50 S ；中S 為主軸最高轉(zhuǎn)速。（2）設(shè)定主軸線速度恒定指令（G96），主軸速度用線速

13、度（m/min）值輸入，并且主軸線速度恒定。格式：G96 S ；控制切削點的線速度始終保持在S給定的值（m/min）N1000v/d，主軸轉(zhuǎn)速nr/min，線速度vm/min，切削點直徑dmm。（3）直接設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速指令（G97），主軸速度用轉(zhuǎn)速設(shè)定，單位為r/min。格式：G97 S ；2. F功能（1）主軸每轉(zhuǎn)的切削進給量或切螺紋時的螺距G95，單位mm/r，數(shù)控車床上這種方法較多格式：G95 F （2） G94切削進給量為每分鐘進給量，單位mm/min格式：G94 F三、固定循環(huán)一般車削加工的毛坯多為棒料和鑄鍛料，車削加工多為大余量多次走刀切削。如果每一刀都進行編程，將給編程人員帶來很多

14、麻煩。因此，數(shù)控車床系統(tǒng)一般都設(shè)有各種形式的固定循環(huán)功能，分為簡單循環(huán)和多重循環(huán)。下面將分別加以講解。（一）簡單固定循環(huán)（G90、G94模態(tài)指令）簡單循環(huán)只有一次循環(huán)，包括切入>切削加工>退刀>返回四部分。把以上過程用一個程序段表示就是一個循環(huán)。1. 簡單內(nèi)、外圓車削循環(huán)G90格式：圓柱面 G90 X(U) Z(W) F ； 圓錐面 G90 X(U) Z(W) R F ； X，Z為C點絕對坐標(biāo)，U，W為C點相對于循環(huán)起點A的相對坐標(biāo)，F(xiàn)為指定的進給速度，R為切削錐體的半徑差，有正負號。浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1 次，共 13頁，第6頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配例：

15、如圖所示毛坯為直徑50的棒料，試編寫程序加工此圖。設(shè)循環(huán)起點為（55，2），每次切削深度為。程序： O1N10 G50 X200 Z200 T0101；N20 G97 G40 S695 M03；N30 G00 X55 Z4 M08；N40 G01 G96 Z2 F2.5 S120；N60 X40；N70 X35；N80 G00 G97 X200 Z200 S695 T0100；N90 M01；（；N60 G00 X47；N70 G90 X40 Z-25；N80 G00 X42；N90 G90 X35 Z-25；N100 G00；）例：圖示錐面切削部分程序：N40 G01 G96 X65 Z2

16、S120；N60 X50；N70 G00 X100 Z100；其中R=(Dd)/2=(4050)/2=-5。浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1次，共 13頁，第7 頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配2. 簡單端面車削循環(huán)G94格式：直端面 G94 X(U) Z(W) F ； 錐端面 G94 X(U) Z(W) K F ；X，Z為C點絕對坐標(biāo)，U，W為循環(huán)終點C點相對于循環(huán)起點A的相對坐標(biāo)，F(xiàn)為指定的進給速度，K為端面切削始點到終點位移在Z軸的坐標(biāo)（或切削錐體的半徑差） ，有正負號。例：直徑75的鍛料，加工如圖工件，設(shè)循環(huán)起點(85,5)，每次切削5mm。程序如下：O1N10 G50 X200 Z

17、200 T0101；N20 G97 G40 S450 M03；N30 G00 X85 Z10 M08 ；N40 G01 G96 Z5 F3 S120；N60 Z-10；N70 Z-15；N80 G00 G97 X200 Z200 S450 T0100；N90 M01；例：如圖錐面切削，n部分程序如下：N40 G01 G96 X55 Z2 S120；N60 Z-5；N70 Z-10；N80 G00 X Z；浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1次，共13 頁，第8頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配（二）復(fù)合固定循環(huán)(G71、G72、G73、G70模態(tài)指令)簡單循環(huán)只能完成一次切削，在實際加工中（如粗加

18、工時切削余量太大，切削螺紋時切削次數(shù)太多），用簡單循環(huán)仍不能有效地簡化程序。而多重循環(huán)功能可以將多次重復(fù)的動作用一個程序段表示，只要在程序中給出最終走刀路線和重復(fù)循環(huán)次數(shù)，系統(tǒng)便會自動地重復(fù)切削，直到完成加工。多重循環(huán)主要用于粗車（棒料、鍛、鑄件）加工。1.內(nèi)、外圓粗車循環(huán)G71格式：G71 Pns Qnf Uu Ww Dd F S T其中：nns精加工第一個程序段順序號；nnf精加工最后一個程序段順序號；nux軸精加工余量（直徑值）；nwz軸精加工余量；nd每次切深，或稱吃刀量（單邊值）2、端面粗車循環(huán)G72G72與G71均為粗加工循環(huán)指令，而G72是沿著平行于X軸進行切削循環(huán)加工的。格式：

19、G72 Pns Qnf Uu Ww Dd F S T說明：其他同G71，不同的是在精加工第一個程序段中，只允許G00Z軸移動，X軸不能移動。3、仿形粗車循環(huán)G73也叫閉環(huán)粗車循環(huán)，適合毛坯輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近的毛坯的粗車。格式： G73 Pns Qnf Uu Ww Ii Kk Dd F S Tix軸方向退刀距離，kz軸方向退刀距離，d粗切次數(shù)，每次切深為i /(d1) 4、精加工循環(huán)G70G70常用于G71、G72、G73后的精加工循環(huán)格式：G70 Pns Qnf浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1 次，共 13頁，第9 頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配二、 螺紋切削G32G32可切削

20、恒螺距的直線螺紋、斜面螺紋和端面螺紋格式：直線螺紋 G32 Z(W) F錐螺紋 G32 X(U) Z(W) F 端面螺紋 G32 X(U) F其中，x,z為終點的絕對坐標(biāo)，u,w終點相對加工起點的相對坐標(biāo)，F(xiàn)為螺距，1螺距加工時的升速段， 2降速段三、簡單螺紋切削循環(huán)G92G92可以將螺紋切削過程中，從始點出發(fā)“切入切螺紋退刀返回始點”的4個動作作為一個循環(huán)用一個程序段指令表示。格式：直螺紋 G92 X(U) Z(W) F ；錐螺紋 G92 X(U) Z(W) R F ；用G92時也要設(shè)定切削次數(shù)和每次進給量。切削牙深一般?。‵為螺距）。四、復(fù)合螺紋切削循環(huán)G76G76可一次成型所需螺紋。系統(tǒng)

21、自動計算螺紋切削次數(shù)和每次進給量，完成螺紋粗、精加工。格式：G76 Pmr Qdmin Rd； G76 X(U) Z(W) Ri Pk Qd F；其中：m精加工重復(fù)次數(shù)；r倒角量（在Z軸方向上）； 刀尖角度，80°、60°、55°、30°、29°、0°之一； dmin 最小切削深度（半徑值）；d精車余量（半徑值）； X(U) Z(W) 終點坐標(biāo)；i 螺紋部分半徑差；k螺紋高度（x軸方向半徑值）； d 第一次切削深度（半徑值）；F螺距第三節(jié)浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1次，共 13頁，第10頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配第三節(jié) 刀

22、具補償1.刀具幾何位置補償多刀加工時，換刀后刀尖點的幾何位置出現(xiàn)差異刀具幾何位置在“offset/geometry”畫面設(shè)定 Txx xx刀具號（00-99） 刀補號（00-32）說明：刀具號應(yīng)與刀位號對應(yīng)幾何位置補償設(shè)置可以完成刀具的幾何位置補償和刀尖圓弧半徑補償?shù)毒咛柡偷堆a號可以不相同，但最好能相同，Txx00刀補取消。2.刀具磨損補償由刀具磨損造成的誤差在“offset/geometry”畫面下，用u，w設(shè)定刀補號既是幾何位置補償號也是刀具磨損補償號3.刀尖圓弧半徑補償實際車刀刀尖總有一個小圓弧，對加工精度有影響。在“offset/geometry”畫面下，輸入刀尖圓弧半徑R、刀具理想刀

23、尖位置號T刀尖圓弧半徑補償?shù)膶崿F(xiàn)：G41左補償，沿著刀具運動方向向前看，刀具位于零件左側(cè)G42右補償，沿著刀具運動方向向前看，刀具位于零件右側(cè)G40刀尖圓弧半徑補償取消，或用Txx00取消半徑補償?shù)谒墓?jié) 編程示例1. 例1 O0002N10 G50 X200 Z200 T0101;N20 G96 S180 M03;N30 G00 X62 Z5 M08;N40 G71 P50 Q70 U0.3 W0.1 D2.0 F0.2;N50 G00 X30;N60 G01 Z-15 F0.15;N70 X60 Z-30;N80 G70 P50 Q70;N90 G00 X200 Z200 T0100;N10

24、0 M30;2學(xué)時3學(xué)時浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案 第 1次，共13頁，第11頁基 本 內(nèi) 容輔助手段和時間分配2. 例2 O0003N10 G50 X260 Z220 T0101；N20 G96 S180 M03；N30 G00 X220 Z160 M08；N40 G73 P50 Q100 I14 K14 ；N50 G00 X80 Z1；N70 X120 Z-30；N80 Z-50;N90 G02 X160 Z-70 R20；N100 G01 X180 Z-80；N110 G70 P50 Q100；N120 G00 X260 Z220 T0100；N130 M30;3. 例3 O0004N01

25、0 G50 X200 Z100 T0202;N020 G96 S150 M03；N030 G00 X102 Z1 M08；N040 G71 P050 Q110 U0.4 W0.2 D4.0 F0.25;N050 G00 X54;N060 G01 X60 Z-2;N070 Z-66;N080 X85;N090 Z-96;N100 G02 X93 Z-100 R4;N110 G01 X102; N120 G00 X200 Z100 T0200; N130 G96 S180 T0404;N140 P050 Q110 F0.1;N150 G00 X200 Z100 T0400;N160 G96 S100 T0606;N170 G00 X90