數(shù)控車床基礎(chǔ)知識(shí)

廣州市XXXX技工學(xué)校教案冊（生產(chǎn)實(shí)習(xí)）課題數(shù)控車床基本知識(shí)教師 時(shí)間 課題 數(shù)控車床基本知識(shí)授課時(shí)間 年月日至年月日計(jì)劃課時(shí) 6 入門指導(dǎo)時(shí)數(shù)4 實(shí)習(xí)操作時(shí)數(shù) 2實(shí)習(xí)班級(jí) 學(xué)生人數(shù) 指導(dǎo)教師實(shí)習(xí)班級(jí) 學(xué)生人數(shù) 及輔導(dǎo)人員目的要求：1、 掌握數(shù)控加工的入門知識(shí)、組成及工作原理。2、 掌握數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí).3、 熟練數(shù)控的基本功能。4、 掌握數(shù)控編程通用G代碼、M功能、S功能、T功能的運(yùn)用。授課內(nèi)容：1、 數(shù)控車床加工特點(diǎn)以及加工流程.2、 數(shù)控車床坐標(biāo)系及坐標(biāo)參數(shù)識(shí)讀。3、 G、T、F、S、M指令、模態(tài)、初態(tài)非模態(tài)。重點(diǎn)難點(diǎn)：1、 G代碼的應(yīng)用和格式。2、 程序的編寫。3、 簡單零件的工藝流程。課前準(zhǔn)備：1、 準(zhǔn)備編寫用的例子和實(shí)物。2、 檢查電腦模擬軟體是否正常。3、 認(rèn)真?zhèn)浜帽菊n題的教案。教學(xué)過程：1、 課題學(xué)習(xí)要求；（引言）2、 數(shù)控車床加工特點(diǎn)以及加工流程。（0。3課日）3、 數(shù)控車床坐標(biāo)系及坐標(biāo)參數(shù)識(shí)讀。（0。3課日）4、 G、T、F、S、M指令、模態(tài)、初態(tài)非模態(tài).（0。4課日）5、 總結(jié).教研組長

簽閱部門領(lǐng)導(dǎo)

簽閱

教研組長

簽閱本課題的教學(xué)目的掌握數(shù)控加工的入門知識(shí)、組成及工作原理，及數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí);熟練數(shù)控的基本功能。掌握數(shù)控編程通用G代碼、M功能、S功能、T功能。一、數(shù)控車床加工特點(diǎn)以及加工流程（0.3課日）1、 數(shù)控的定義：數(shù)控是指用數(shù)字來控制，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)通稱為數(shù)控技術(shù)。2、 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：1） 、具有高度柔性，2） 、加工精度高，3） 、加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠.4） 、生產(chǎn)率高.5） 、改善勞動(dòng)條件。6） 、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。3、 數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理1）、數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、CNC裝置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置（或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測量裝置組成。下圖是數(shù)控機(jī)床的組成框圖，其中除機(jī)床本體之外的部分統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)。2）、工作步驟在數(shù)控機(jī)床上加工零件通常經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：4、 數(shù)控車床編程的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控車床之所以能夠自動(dòng)加工出不同形狀、尺寸及高精度的零件，是因?yàn)閿?shù)控車床按事先編制好的加工程序，經(jīng)其數(shù)控裝置“接收”和“處理”，從而實(shí)現(xiàn)對零件的自動(dòng)加工的控制。使用數(shù)控車床加工零件時(shí)，首先要做的工作就是編制加工程序。從分析零件圖樣到獲得數(shù)控車床所需控制介質(zhì)（加工程序單或數(shù)控帶等）的全過程，稱為程序編制，其主要內(nèi)容和一般過程如下圖所示：1）圖樣分析根據(jù)加工零件的圖紙和技術(shù)文件，對零件的輪廓形狀、有關(guān)標(biāo)注、尺寸、精度、表面粗糙度、毛坯種類、件數(shù)、材料及熱處理等項(xiàng)目要求進(jìn)行分析并形成初步的加工方案。2） 輔助準(zhǔn)備根據(jù)圖樣分析確定機(jī)床和夾具、機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、刀具準(zhǔn)備、對刀方法、對刀點(diǎn)位置及測定機(jī)械間隙等。3） 制定加工工藝擬定加工工藝方案、確定加工方法、加工線路與余量的分配、定位夾緊方式并合理選用機(jī)床，刀具及切削用量等.4） 數(shù)值計(jì)算在編制程序前，還需對加工軌跡的一些未知坐標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算，作為程序輸入數(shù)據(jù)，主要包括：數(shù)值換算、尺寸鏈解算、坐標(biāo)計(jì)算和輔助計(jì)算等.對于復(fù)雜的加工曲線和曲面還須使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算.5） 編寫加工程序單根據(jù)確定的加工路線、刀具號(hào)、刀具形狀、切削用量、輔助動(dòng)作以及數(shù)值計(jì)算的結(jié)果按照數(shù)控車床規(guī)定使用的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序.此外，還應(yīng)附上必要的加工示意圖、刀具示意圖、機(jī)床調(diào)整卡、工序卡等加工條件說明。6） 制作控制介質(zhì)加工程序完成以后，還必須將加工程序的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，以便輸入到數(shù)控裝置中。如穿孔帶、磁帶及軟盤等,還可采用手動(dòng)方式將程序輸入給數(shù)控裝置。7）程序校核加工程序必須經(jīng)過校驗(yàn)和試切削才能正式使用，通?？梢酝ㄟ^數(shù)控車床的空運(yùn)行檢查程序格式有無出錯(cuò)或用模擬防真軟件來檢查刀具加工軌跡的正誤，根據(jù)加工模擬輪廓的形狀，與圖紙對照檢查。但是，這些方法尚無法檢查出刀具偏置誤差和編程計(jì)算不準(zhǔn)而造成的零件誤差大小，及切削用量選用是否合適、刀具斷屑效果和工件表面質(zhì)量是否達(dá)到要求，所以必須采用首件試切的方法來進(jìn)行實(shí)際效果的檢查，以便對程序進(jìn)行修正。二、數(shù)控車床坐標(biāo)系及坐標(biāo)參數(shù)識(shí)讀（0。3課日）1、 數(shù)控車床的坐標(biāo)系1） 、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系-是一個(gè)右手直角笛卡坐標(biāo)系用X軸、z軸組成的直角坐標(biāo)系進(jìn)行定位和插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。X軸為水平面的前后方向，Z軸為水平面的左右方向。向工件靠近的方向?yàn)樨?fù)方向，離開工件的方向?yàn)檎较?。如圖示，前、后刀座的坐標(biāo)系,X方向正好相反，而Z方向是相同的.坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸的平面與車床的主要導(dǎo)軌相的平面平行.2） 、坐標(biāo)中的各原點(diǎn)數(shù)控車床的坐標(biāo)系統(tǒng)，包括坐標(biāo)系、坐標(biāo)原點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)方向，對于數(shù)控加工和編程是一個(gè)十分重要的概念。每一個(gè)數(shù)控機(jī)床的編程者、操作者都必須對數(shù)控車床的坐標(biāo)系統(tǒng)有一個(gè)完全而正確的理解，現(xiàn)將數(shù)控車床的一些主要的原點(diǎn)及其機(jī)床坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系介紹如下：（1） 、機(jī)床原點(diǎn)-機(jī)床零點(diǎn)（出廠時(shí)制造商確定）。（2） 、機(jī)械原點(diǎn)（機(jī)械零點(diǎn)）一機(jī)床固定原點(diǎn)或機(jī)床參考點(diǎn)（出廠時(shí)制造商確定）。但一般的經(jīng)濟(jì)型或改造的數(shù)控車床上沒有安裝機(jī)械原點(diǎn).（3） 、工件編程原點(diǎn)一在工件坐標(biāo)上，確定工件輪廓坐標(biāo)值的計(jì)算和編程的原點(diǎn)，它屬于一個(gè)浮動(dòng)坐標(biāo)。（4）、程序原點(diǎn)（刀具起始點(diǎn)或參考點(diǎn)）一指刀具（刀尖）為加工程序執(zhí)行時(shí)的起點(diǎn)。一般情況下，一個(gè)零件加工完畢刀具返回程序原點(diǎn)位置，等候命令執(zhí)行下一個(gè)零件的加工。2、坐標(biāo)值的確定在編制加工程序時(shí)，為了準(zhǔn)確描述刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，除正確使用準(zhǔn)備功能字外還要有符合圖紙輪廓的地址及坐標(biāo)值。要正確識(shí)讀零件圖紙中各坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值，首先要確定工件編程坐標(biāo)原點(diǎn)，以此建立一個(gè)直角坐標(biāo)系,來進(jìn)行各坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值的確定.1）、絕對坐標(biāo)值在直角坐標(biāo)系中，所有的坐標(biāo)點(diǎn)均以直角坐標(biāo)系中的原點(diǎn)（工件編程原點(diǎn)）為固定的原點(diǎn)，作為坐標(biāo)位置的起點(diǎn)（0、0），如圖2-5中，O1/02是分別建立在工件上兩個(gè)不同的工件編程原點(diǎn)，并以之計(jì)算各坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值，箭頭所指的方向?yàn)檎较?。絕對坐標(biāo)值是指某坐標(biāo)點(diǎn)到工件編程原點(diǎn)之間的垂直距離，用X代表徑向，Z代表軸向，且X向在直徑編程時(shí)為直徑量（實(shí)際距離的2倍），（圖2。 5）中各點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值如下：以O(shè)1為工件編程原點(diǎn)以02為工件編程原點(diǎn)XZXZ昌8080Az8040A040A00B1632B16—8C1628C16—12D2028D20-12E2818E28—22F2810F28—30G2010G20-30H201H20-39I180I18-402）、增量坐標(biāo)值（相對坐標(biāo)值）一指在坐標(biāo)系中，運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是以起點(diǎn)計(jì)量的，各坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值是相對于前點(diǎn)所在的位置之間的距離（徑向用U表示,軸向用W表示）。圖中各點(diǎn)的增量坐標(biāo)值以加工順序是A'fAfBfCfDfEfFfGfH^I為例，則各坐標(biāo)點(diǎn)的增量坐標(biāo)值為：A點(diǎn)U—80、W—40（相對于A'點(diǎn)），B點(diǎn)U16、W—8（相對于A點(diǎn)），C點(diǎn)U0、W-4（相對于B點(diǎn)），D點(diǎn)U4、W0,E點(diǎn)U8、W—10,F點(diǎn)U0、W—8,G點(diǎn)U-8、W0，H點(diǎn)U0、W—9,1點(diǎn)U—2、W-1。從以上各點(diǎn)坐標(biāo)值不難看出，各點(diǎn)的增量坐標(biāo)值都是相對于前一個(gè)點(diǎn)的位置而言的，而不是象絕對坐標(biāo)值那樣各點(diǎn)都是相對于工件編程原點(diǎn)而言的。三、G、T、F、S、M指令、模態(tài)、初態(tài)非模態(tài)（0。4課日）1、數(shù)控車床的基本功能：數(shù)控車床的基本功能包括準(zhǔn)備功能（6功能）、刀具功能（T功能）、主軸功能（S功能）、輔助功能（M功能）和進(jìn)給功能（F功能）。（1）、準(zhǔn)備功能（G功能）：準(zhǔn)備功能也稱為G功能，（或稱為G代碼），它是用來指令車床工作方式或控制系統(tǒng)工作方式的一種命令。G功能由地址符G和其后的兩位數(shù)字組成（00-99），從G00到G99共100種功能，用以指令機(jī)床不同的動(dòng)作，如用G01來指令運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的直線進(jìn)給（具體G功能在后面介紹）.（2） 、刀具功能（T功能）刀具功能也稱為T功能，用于指令加工中所用刀具號(hào)及自動(dòng)補(bǔ)償編組號(hào)的地址字，其自動(dòng)補(bǔ)償內(nèi)容主要指刀具的刀位偏差及刀具半徑補(bǔ)償。GSK980T系統(tǒng)就采用四位數(shù)的規(guī)定對刀具較多的數(shù)控車床或車削中心，其數(shù)控系統(tǒng)一般規(guī)定其后續(xù)數(shù)字為四位數(shù)，前兩位為刀具號(hào)，后兩位為刀具補(bǔ)償?shù)木幗M號(hào)或同時(shí)為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)木幗M號(hào).例：T0100、T0202、T0303、T0404（采四位數(shù)）說明：T表示刀具功能，首位數(shù)字一般表示刀具號(hào)，常用0-8共9個(gè)數(shù)字，其中0表示不轉(zhuǎn)刀，末位數(shù)表示刀具補(bǔ)償?shù)木幗M號(hào)，常用0--—8共9個(gè)數(shù)字，其中0表示不執(zhí)行刀補(bǔ)，補(bǔ)償量為零。（3） 、主軸功能（S功能）主軸轉(zhuǎn)速指令功能，它是由地址S及其后面的數(shù)字表示,目前有S2（兩位數(shù)）、S4（四位數(shù)）的表示法，即Sxx和Sxxxx。一般的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般用一位或兩位約定的代碼來控制主軸某一檔位的高速和低速。用S1指定為高速，S2指定為低速。對具有無級(jí)調(diào)速功能的數(shù)控車床，則可由后續(xù)數(shù)字直接指令其主軸的轉(zhuǎn)速（r/min）,另外對具有恒線速度切削功能的數(shù)控車床，其加工程序中的S指令即可指令恒定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分），也可指令車削時(shí)的恒定線速度（米/分），即在車削時(shí)，其主軸轉(zhuǎn)速隨著車削直徑的變化而自動(dòng)變化，始終保持線速度為給定的恒定值。例：G96S18表示切削速度為18米/分。G97S1200表示取消G96，主軸轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分。（4）、輔助功能（M功能）輔助功能也稱M功能，用以指令數(shù)控機(jī)床中的輔助裝置的開關(guān)動(dòng)作或狀態(tài)，輔助功能是用地址M及其后續(xù)數(shù)字（一般為兩位數(shù)）組成.程序暫停指令M00 主軸控制指令M03主軸的正轉(zhuǎn)）；M04（主軸的反轉(zhuǎn)）；M05（主軸的停止）；冷卻液控制指令M08（打開冷卻泵）、M09（關(guān)閉冷卻泵）.程序結(jié)束指令M30 潤滑開指令M32、潤滑關(guān)指令M33調(diào)用子程序M98子程序結(jié)束返回M99（5）、進(jìn)給功能（F功能）在切削零件時(shí)，用指定的速度來控制刀具運(yùn)動(dòng)和切削的速度稱為進(jìn)給，決定進(jìn)給速度的功能稱為進(jìn)給功能（也稱F功能）。對于數(shù)控車床，其進(jìn)給的方式可以分為：每分鐘進(jìn)給和每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種。1） 每分鐘進(jìn)給：即刀具每分鐘走的距離，單位為mm/min（每分鐘多少毫米），與車床轉(zhuǎn)速快慢無關(guān)，其進(jìn)給進(jìn)度不隨主軸轉(zhuǎn)速的變化而變化。對于F值的確定:可用公式F值=車床轉(zhuǎn)速X所選走刀量來計(jì)算（適用于每分鐘進(jìn)給方式）。如車削-外圓，主軸轉(zhuǎn)速分別定為400轉(zhuǎn)/分和600轉(zhuǎn)/分，而走刀量都選為0.3毫米/轉(zhuǎn)，則F值分別為F120和F180。2） 每轉(zhuǎn)進(jìn)給：即車床主軸每轉(zhuǎn)一圈，刀具向進(jìn)給方向移動(dòng)的距離。單位為毫米/轉(zhuǎn)，主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量用F后續(xù)的數(shù)值直接指令，用G99配合指令，如G99F0.3表示主軸每轉(zhuǎn)一圈,刀具向進(jìn)給方向移動(dòng)0。3毫米,與普通車床的走刀量概念完全相同。其運(yùn)行的速度是隨主軸的變化而變化的。3） 在螺紋加工時(shí)表示螺紋導(dǎo)程（毫米）例如：F2。5表示螺紋導(dǎo)程為2.5毫米2、模態(tài)、初態(tài)非模態(tài)1）、G代碼有模態(tài)G代碼和非模態(tài)G代碼之分：模態(tài)G代碼指：在同組G代碼出現(xiàn)之前，其代碼一直有效，如:G00、G01；而非模態(tài)G代碼只限于被指令的程序段中有效，如：G02、G032）初態(tài):是指數(shù)控車床系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)定好的。例如：G97恒線速度關(guān)；（初態(tài)）G98每分鐘進(jìn)