《數(shù)控車床加工技術》教案

教師姓雷火煉授課形講授授課時數(shù)2

名式

授課日2013年9月3日周一授課班級機1202秋

期

（一）數(shù)控車削的編程基礎

課題名稱

1.1數(shù)控車簡介

.了解數(shù)控車床加工的主要特點；

教學目標1

.掌握數(shù)控車床的類型；

教學內(nèi)容2

3.掌握車削用刀具及其主要特點。

1、控車床可轉(zhuǎn)位刀具特點；

教學重點

2、數(shù)控車床刀具的選刀過程；

教學難點數(shù)控車床刀具的選刀過程

教學方法講授法

多媒體、圖片資料

教學條件

補充

課外作業(yè)

備注

第1章數(shù)控車削的編程基礎

數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件?？勺詣油瓿蓛?nèi)外圓柱面、

圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴

孔、較孔等工作。

1.1數(shù)控車床型號代碼的含義

一：數(shù)控車床加工的主要特點

加工靈活，通用性強，能適應產(chǎn)品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點，能夠

滿足新產(chǎn)品的開發(fā)和多品種、小批量、生產(chǎn)自動化的要求。

二：數(shù)控車床的類型

1.按主軸配置形式可分為臥式和立式兩大類，；

2.按刀架數(shù)量來分可分為單刀架和雙刀架兩種；

3.按數(shù)控車床控制系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)的檔次分為經(jīng)濟型數(shù)控車床、

全功能數(shù)控車床和車削中心。

三：車削用刀具及其主要特點

1、數(shù)控車床可轉(zhuǎn)位刀具特點

（1）精度高；（2）可靠性高；（3）換刀迅速；

（4）刀片較多采用涂層刀片；（5）刀桿較多采用正方形刀桿。

2、數(shù)控車床刀具的選刀過程

主要考慮的因素：

（1）、機床影響因素：

1）機床類型：數(shù)控車床、車削中心；

2）刀具附件：刀柄的形狀和直徑，左切和右切刀柄；

3）主軸功率；4）工件夾持方式。

（2）選擇刀桿：首先應選用尺寸盡可能大的刀桿，同時要考慮以下因素：

D夾持方式；

2）切削層截面形狀，即切削深度和進給量；

3）刀柄的懸伸。

（3）刀片夾緊系統(tǒng)：常用杠桿式夾緊系統(tǒng)。

（4）選擇刀片形狀：

1）刀尖角：決定了刀片的強度。在工件結(jié)構(gòu)形狀和系統(tǒng)

剛性允許的前提下，應選擇盡可能大的刀尖角。在35。到90°之間。

2）刀片基本類型：分為正型和負型兩種基本類型。

（5）工件影響因素：

O工件形狀：穩(wěn)定性；

2）工件材質(zhì)：硬度、塑性、韌性、可能形成的切屑類型；

3）毛坯類型：鍛件、鑄件等；

4）工藝系統(tǒng)剛性：機床夾具、工件、刀具等；

5）表面質(zhì)量；

6）加工精度；

7）切削深度;

8）進給量；

9）刀具耐用度。

（6）確定刀片的斷屑槽型代碼：

教師姓授課形式講授授課時■數(shù)2

名

授課日年月日周授課班級

期

一、數(shù)控車床的程序編制

課題名稱1.2數(shù)控車床程序編制

1、掌握G、M、T、S、F各功能字的含義；

2、掌握GOO、GOl的編程方法;

教學目標3、掌握GO2、G03的編程方法；

教學內(nèi)容4、掌握T功能的編程方法；

5、了解G50的含義。

1、掌握G、M、T、S、F各功能字的含義；

2、掌握GOO、GOl的編程方法；

教學重點3、掌握GO2、G03的編程方法；

4、掌握T功能的編程方法；

掌握GO2、G03的編程方法

教學難點

教學方法

講練結(jié)合

教學條件多媒體、圖片資料

P108：1、2、3

課外作業(yè)

備注

4.2數(shù)控車床程序編制

數(shù)控車削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺紋

加工、復雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等，下面將結(jié)合配置FANlJC-Ol數(shù)控系統(tǒng)

討論數(shù)控車床基本編程方法。

一：G功能

（1）00組為非模態(tài)指令，只在本程序段內(nèi)有效。其他組為模態(tài)指令，一次

指定后持續(xù)有效，直到被本組其他代碼所取代。

（2）G00、G20、G90、G98為數(shù)控系統(tǒng)通電啟動后的默認狀態(tài)。

二：M功能（準備功能）

M00：程序暫停，可用NC啟動命令（CYCLESTART）使程序繼續(xù)運行；

M01：計劃暫停，與MoO作用相似，但MOl可以用機床"任選停止按鈕”選

擇是否有效；

M03：主軸順時針旋轉(zhuǎn)；

M04：主軸逆時針旋轉(zhuǎn)；

M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；

M08:冷卻液開;

M09：冷卻液關；

M30：程序停止，程序復位到起始位置

三：FST功能

（一）、進給功能（F功能）：F功能用于控制切削進給量。

1、每轉(zhuǎn)進給量

編程格式G95F~

F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進給量，單位為mm/r。

例:G95F0.2表示進給量為0.2mm∕ro

2、每分鐘進給量

編程格式G94F~

F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進給量，單位為mm/mino

例：G94FlOO表示進給量為100mm∕mino

（二）、主軸轉(zhuǎn)速功能（S功能）：用于控制主軸轉(zhuǎn)速。

編程格式S~

單位為r/min。在具有恒線速功能的機床上，S功能指令還有如下作用。

1、最高轉(zhuǎn)速限制

編程格式G50S~

S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r∕mino

例：G50S3000表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r∕min。

2、恒線速控制

編程格式G96S?

S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m∕mino

例：G96S150表示切削點線速度控制在150m∕min。

3、恒線速取消

編程格式G97S?

S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96

的最終值。

例：G97S3000表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000r/min。

(三)、刀具功能(T功能)：用于選擇加工所用刀具。

編程格式T~

T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號碼。但也有T后面用四位數(shù)字，

前兩位是刀具號，后兩位是刀具長度補償號，又是刀尖圓弧半徑補償號。

例：T0303表示選用3號刀及3號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償值。

T0300表示取消刀具補償。

四：工件坐標系設定(G50)

編程格式G50X~Z?

式中X、Z的值是起刀點相對于加工原點的位置。

五：快速定位和直線插補

1?快速定位(GoO)

GOO指令命令機床以最快速度運動到下一個目標位置，其指令格式：

G00X(U)Z(W)

2.直線插補(GOI)

GOl指令命令機床刀具以一定的進給速度從當前所在位置沿直線移動到指令

給出的目標位置。

指令格式：GOlX(U)_Z(W)_F；

當采用絕對坐編程時，數(shù)控系統(tǒng)在接受GOl指令后，刀具將移至坐標值為

X、Z的點上；當采用相對坐編程時，刀具移至距當前點距離為U、W值的點上。

六：圓弧插補(G02G03)

圓弧插補指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進給速度作圓弧插補運動，

用于加工圓弧輪廓。分為順時針圓弧插補指令G02和逆時針圓弧插補指令G03兩

種。其指令格式如下：

順時針圓弧插補的指令格式：G02X(U)____Z(W)____IKF；

G02X(U)Z(W)—R—F____；

逆時針圓弧插補的指令格式：G03X(U)Z(W)IKF；；

G03X(U)Z(W)—R—F；

絕對坐標編程時，X、Z是圓弧終點坐標值；增量編程時，U、W是終點相對

始點的距離。圓心位置的指定可以用R,也可以用I、K,R為圓弧半徑值；I、K

為圓心在X軸和Z軸上相對于圓弧起點的坐標增量；F為沿圓弧切線方向的進給

率或進給速度。

七：程序暫停(G04)

G04指令用于暫停進給，其指令格式是：

G04P___或G04X(U)____

暫停時間的長短可以通過地址X(U)或P來指定。其中P后面的數(shù)字為整數(shù)，

單位是ms；X(U)后面的數(shù)字為帶小數(shù)點的數(shù)，單位為s。有些機床，X(U)后面的

數(shù)字表示刀具或工件空轉(zhuǎn)的圈數(shù)。

該指令可以使刀具作短時間的無進給光整加工，在車槽、鉆審堂孔時使用，也

可用于拐角軌跡控制。例如，在車削環(huán)槽時，若進給結(jié)束立即退刀，其環(huán)槽外形

為螺旋面，用暫停指令G04可以使工件空轉(zhuǎn)幾秒鐘，即能將環(huán)形槽外形光整圓，

例如欲空轉(zhuǎn)2.5s時其程序段為：

G04X2.5或G04U2.5或G04P2500；

G04為非模態(tài)指令，只在本程序段中才有效。

教師姓授課形式講授授課時數(shù)2

名

授課日年月日周授課班級

期

第二章數(shù)控車床的程序編制

課題名稱

2.1數(shù)控車床程序編制

1、掌握刀尖圓弧自動補償?shù)囊饬x；

2、掌握G41、G42、G43的編程方法；

教學目標

3、了解G27、G28、G29、G30的編程方法；

教學內(nèi)容

4、掌握G32的編程方法；

5、了解G90、G92、G94的編程方法。

1、掌握刀尖圓弧自動補償?shù)囊饬x；

2、掌握G41、G42、G43的編程方法；

教學重點

3、掌握G32的編程方法；

4、掌握G90、G92、G94的編程方法

1、掌握左、右補償?shù)氖褂茫?/p>

教學難點

2、掌握G32的編程方法。

教學方法

講練結(jié)合

多媒體、圖片資料

教學條件

補充

課外作業(yè)

備注

A：刀尖圓弧自動補償值

實際上刀尖處存在圓角，當用按理論刀尖點編出的程序進行端面、外徑、內(nèi)

徑等與軸線平行或垂直的表面加工時，是不會產(chǎn)生誤差的。但在進行倒角、錐面

及圓弧切削時，則會產(chǎn)生少切或過切現(xiàn)象，具有刀尖圓弧自動補償功能的數(shù)控系

統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計算出補償量，避免少切或過切現(xiàn)象的產(chǎn)生。

G40-取消刀具半徑補償，按程序路徑進給。

G41-左偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件左側(cè)進給。

G42-右偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件右側(cè)進給。

九：返回參考點檢查(G27)

G27用于檢驗X軸與Z軸是否正確返回參考點。指令格式為：

G27X(U)Z(W)

X(U)、Z(W)為參考點的坐標。執(zhí)行G27指令的前提是機床通電后必須手動返

回一次參考點。

十：自動返回參考點(G28G30)

參考點返回指令G28、G30

G28X(U)____Z(W)____；第一參考點返回，其中X(U)、Z(W)為參考

點返回時的中間點，X、Z為絕對坐標，U、W為相對坐標。

G30P2X(U)Z(W)____；第二參考點返回，P2可省略

G30P3X(U)____Z(W)第三參考點返回

G30P4X(U)Z(W)___；

第四參考點返回

第二、第三和第四參考點返回

中的X(U)、Z(W)的含義與G28中

的相同。

H^一：從參考點返回(G29)

使刀具由機床參考點經(jīng)過中

間點到達目標點.

指令格式：G29X_Z_:

其中XZ后面的數(shù)值是指刀具的目標點坐標.

其中間點就是G28指令所指定的中間點，故刀具可經(jīng)過這一安全路徑到達欲

切削加工的目標點位置。所以用G29指令之前，必須先用G28指令，否則G29

不知道中間點位置，而發(fā)生錯誤。

十二：螺紋切削指令(G32)

編程格式G32X(U)~Z(W)~F~

X(U)、Z(W)-螺紋切削的終點坐標值；X省略時為圓柱螺紋切削，Z省略時為

端面螺紋切削；X、Z均不省略時為錐螺紋切削；F-螺紋導程。

螺紋切削應注意在兩端設置足夠的升速進刀段δ1和降速退刀段δ2o

十三：單一固定循環(huán)(G90G92G94)

1、圓柱面或圓錐面切削循環(huán)

(1)圓柱面切削循環(huán)

編程格式G90X(U)~Z(W)?F?

式中：X、Z--圓柱面切削的終點坐標值；

U、W-圓柱面切削的終點相對于循環(huán)起點坐標分量。

(2)圓錐面切削循環(huán)

編程格式G90X(U)?Z(W)~I?F?

式中：X、Z-圓錐面切削的終點坐標值；

U、W-圓柱面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標；

I-圓錐面切削的起點相對于終點的半徑差。如果切削起點的X向坐標小

于終點的X向坐標，I值為負，反之為正。

2、端面切削循環(huán)適用于端面切削加工

(1)平面端面切削循環(huán)

編程格式G94X(U)?Z(W)~F?

式中：X、Z-端面切削的終點坐標值；

U、W-端面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標。

(2)錐面端面切削循環(huán)

編程格式G94X(U)?Z(W)?K?F?

式中：X、Z-端面切削的終點坐標值；

U、W-端面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標；

K-端面切削的起點相對于終點在Z軸方向的坐標分量。當起點Z向坐標小于

終點Z向坐標時■K為負，反之為正。

3、螺紋切削循環(huán)指令

螺紋切削循環(huán)指令把"切入-螺紋切削-退刀-返回”四個動作作為一個循環(huán)

用一個程序段來指令。

編程格式G92X(U)~Z(W)~I、F~

式中：X(U)、Z(W)-螺紋切削的終點坐標值；

I-螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點與切削終點的半徑差。加工圓柱

螺紋時，I=Oo加工圓錐螺紋時，當X向切削起始點坐標小于切削終點坐標時,

I為負，反之為正。

教師姓授課形式講授授課時數(shù)2

名

授課日年月日周授課班級

期

第三章數(shù)控車床的程序編制

課題名稱

4.2數(shù)控車床程序編制

1、掌握G71、G72、G73、G70的編程方法；

教學目標2、掌握G76的編程方法；

教學內(nèi)容3、掌握子程序的應用。

1、掌握G71、G72、G73、G70的編程方法；

教學重點2、掌握子程序的應用。

掌握G71、G72、G73、G70的編程方法；

教學難點

教學方法

講練結(jié)合

多媒體、圖片資料

教學條件

補充

課外作業(yè)

備注

十四：復合循環(huán)指令:

1、軸向粗車復合循環(huán)(G71)

外圓粗切循環(huán)是一種復合固定循環(huán)。適用于外圓柱面需多次走刀才能完成的粗加工,如圖4.34所示。

編程格式：

G71U(?d)R(e)

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)

W(?w)F(f)S(s)T(t)

式中：/X200.0Y140.0

△d-背吃刀量；

P

e-退刀量；sv

yn

ns-精加工輪廓程序段中開始

程序段的段號；

nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束

程序段的段號；

△u-X軸向精加工余量；

△w.Z軸向精加工余量；

f、s、t—F、S、T代碼。

注意：

l、ns—nf程序段中的F、S、圖4.34外圓粗切循環(huán)

T功能，即使被指定也對粗車

循環(huán)無效。

2、零件輪廓必須符合X

軸、Z軸方向同時單調(diào)增大或

單調(diào)減少；X軸、Z軸方向非單

調(diào)時，ns-nf程序段中第一條

指令必須在X、Z向同時有運

動。

圖4.35G71程序例圖

2、徑向粗車循環(huán)(G72)

端面粗切循環(huán)是一種復合固定循環(huán)。端面粗切循環(huán)適于Z向余量小，X向余

量大的棒料粗加工，如圖4.36所示。

編程格式

G72W(?d)R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(?u)W(?w)F(f)S(s)T(t)

式中：

△d-背吃刀量；

e-退刀量；

ns-精加工輪廓程序段中開

始程序段的段號；

nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程

序段的段號；

△u-X軸向精加工余量；

△w-Z軸向精加工余量；

f、s、t-F、S、T代碼。

注意：

(1)ns—nf程序段中的F、S、

T功能，即使被指定對粗車循環(huán)圖4.36端面粗加工切削循環(huán)

無效。

(2)零件輪廓必須符合X軸、

Z軸方向同時單調(diào)增大或單調(diào)

減少。

圖4.37G72程序例圖

3、仿形粗車循環(huán)(G73)

封閉切削循環(huán)是一種復合固定循環(huán)，如圖4.38所示。封閉切削循環(huán)適

于對鑄、鍛毛坯切削，對零件輪廓的單調(diào)性則沒有要求。

編程格式G73U(i)W(k)R(d)

G73P(ns)Q(nf)U(?u)W(?w)F(f)S(s)T(t)

式中：i--X軸向總退刀量；

k—Z軸向總退刀量(半徑值)；

d一重復加工次數(shù)；

ns一精加工輪廓程序段中開始程序段的段號；

nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號；

△u-X軸向精加工余量;

△w-Z軸向精加工余量；?W

f、s、t—F、S、T代碼。

4、精加工循環(huán)指令(G70)CM

由G71、G72、G73完成粗加工后，

可以用G70進行精加工。精加工上弋

時，G71、G72、G73程序段中的

F、S、T指令無效,只有在ns--nf

程序段中的F、S、T才有效。

編程格式G70P(ns)Q(nf)ΔW

式中：ns-精加工輪廓程序段中開

始程序段的段號；圖4.38封閉切削循環(huán)

nf-精加工輪廓程序段中結(jié)

束程序段的段號。

圖4.39G73程序例圖

5.復合螺紋切削循環(huán)(G76)

復合螺紋切削循環(huán)指令可以完成一個螺紋段的全部加工任務。

編程格式G76P(m)(r)(α)Q(?dmin)R(d)

G76X(U)Z(W)R(I)F(f)P(k)Q(?d)

式中：m-精加工重復次數(shù)；

r-倒角量；

a-刀尖角；

△dmin--最小切入量；

d-精加工余量；

X(U)Z(W)-終點坐標；

I-螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點與切削終點的半徑差。加工圓柱螺紋

時，i=0o加工圓錐螺紋時，當X向切削起始點坐標小于切削終點坐標時，I為

負，反之為正。

k-螺牙的高度(X軸方向的半徑值)；

△d-第一次切入量(X軸方向的半徑值)；

f-螺紋導

教師姓授課形式講授授課時數(shù)2

名

授課日年月日周授課班級

期

第四章數(shù)控車床的程序編制

課題名稱

4.3數(shù)控車床編程實例

1、數(shù)控車削工藝制訂；

教學目標2、加工程序的編制

教學內(nèi)容

數(shù)控車削工藝制訂；

教學重點

刀具、切削用量的選擇

教學難點

教學方法

講授法

多媒體、圖片資料

教學條件

補充

課外作業(yè)

備注

4.3數(shù)控車床編程實例

下面以圖4.49所示的零件來分析數(shù)控車削工藝制訂和加工程序的編制。

圖4.49典型零件圖

-.工序和裝夾方式

該零件（如圖4.49所示）毛坯是直徑45mm的棒料。

分粗精加工兩道工序完成加工。夾緊方式采用通用三爪卡盤。

根據(jù)零件的尺寸標注特點及基準統(tǒng)一的原則，編程原點選擇零件左端面。

二.選擇工藝裝備

1、選擇刀具

2、決定切削用量

根據(jù)粗加工切削深度3mm,進給量O.4mm∕r:

根據(jù)精加工切削深度0.5mm,進給量0.lmm∕r0

三.編寫程序清單：

數(shù)控車編程與操作綜合訓練二周

一、軸類加工訓練

二、盤類加工訓練

三、螺紋加工訓練

四、內(nèi)孔加工訓練

2013年秋季《數(shù)控車編程與操作教程》

期中考復習綱要

習題一、華中系統(tǒng)車床控制軟件的主要功能。

華中系統(tǒng)車床控制軟件的主要功能：

1）菜單式操作

2）多種方式輸入用戶加工零件的描述信息

3）示教功能

4）自動運行功能

5）手動運行功能

6）立即執(zhí)行功能

7）參數(shù)設置和坐標系設定功能

8）各種控制功能

習題二、

圖1毛坯630*7Omm

圖2毛坯Φ40*800mm

要求：

1、進行必要的節(jié)點坐標數(shù)值計算。

2、請正確填寫刀具卡（選擇刀具）。

序數(shù)刀尖半徑刀尖

另一刀具號刀具名稱加工表面?zhèn)渥?/p>

量R/mm方位T

1

2

3、請正確填寫加工工序卡。

工背吃刀

主軸轉(zhuǎn)速進給量備

步工步內(nèi)容刀具號

量ap

另一n(r∕min)f(mm∕r)

(mm)

4、編程：

(1)用華中數(shù)控HNC-21T系統(tǒng)進行編程該零件加工程序:

2013年秋季《數(shù)控車編程與操作教程》

期末考試考核綱要

機械組教師：密火妹

一、考試要求：

(-)考試范圍

1、數(shù)控車床（考試比重：100%）

（二）基本要求

1、理解和掌握數(shù)控初級工應知的一些包括車床和批床相關的

理論知識。

2、理解和掌握數(shù)控加工中的一些基本工藝問題。

3、能夠手動編寫簡單的符合數(shù)控加工工藝的加工程序：包括

車床和錢床。

（三）考試的依據(jù)和原則

1、考試是圍繞數(shù)控初級工考綱出題的。

2、命題原則：以基礎題為主，題小面廣，注重實踐能力的考

察和培養(yǎng)。

（四）考試題型

1、數(shù)學知識（10分）；2、刀具知識（10分）；3、參數(shù)設定

知識（15）4、編程知識（65分）

二、考試內(nèi)容

（一）數(shù)控車床：

1、車床加工中的一些基本理論知識。

2、車外圓、端面和倒角加工。

3、切槽和切斷加工。

三、《數(shù)控編程》期末復習題

用FANUC-OI和華中HNC-21T數(shù)控車床加工如下零件：

注：圖一1、圖一2毛坯為060,45鋼；圖一3、圖一4毛坯為￠65,

45鋼。

科長：尤華平

一、數(shù)控車編程入門圖紙

1、

L∩

CDOOOo

Oo

++L∩-l

-0θ

O&C∩

寸Cd0o

00?J

161520

56+0,1

2、

>1:7

OO

00

3、

OO

J

'

ω

s

45+0.1

4、

Oo

ω9

O

O

∕451?5X45^--X45

4

Oo8Oo

.0

-0

6

2

0

-i?

τI_6Oo

ij

ωI_

39

6,

8

,7

042-o.ιrl

^■L

^l034-0.062

?0x

-vL

ω4

^r5

r024-0.0843

V0

2X45

6

o≡+

cu

0寸

CD9

∕

CD

Ln

—

米

寸

56±0,15CIWJ

二、數(shù)控車編程中級工圖紙

B

6e

EO

OS

I

oO

aQ

6X2

24

35

48

7500.095

2、

其余

未標注倒角：0.^45。

75iA0.095

3、

37.5597

P

9

必3

S

I

S

I

.10X

寸

αwj

+0.08

28-0

10*0.175

4、

。.產(chǎn)

38,9133

C2

Z

G6ωS6

q0ω9s

oo0

0..?

O0o0

+0

+l—

8∕<I

8一

寸

寸

寸

12

18r18

+0.08

30O

55

IOO

5

其余

未標注倒角：0?5X45θ

C1.5

Qω

∞

o

G0J.