数控车编程与加工电子教案

Documentserialnumber【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】数控车编程与加工电子教案福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容第一章数控车削编程基础知识§数控编程概述授课对象教学目的及要求1.了解：数控编程的概念2.理解：数控加工程序结构的组、格式以及程序段的含义3.熟知：数控车床的基本指令代码教学重点与难点1.重点：掌握数控加工程序结构的组成、格式以及程序段的含义，能够读懂数控车床的基本指令代码2.难点：数控指令代码教学手段教学过程及内容提要时间分配及备注§数控编程概述一、数控编程的概念普通机床在加工工件时是由 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 员按照 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 图纸事先制订好的零件加工工艺规程，在工艺规程中制订出零件的加工工序，操作者按照工艺规程的步骤操作机床来完成对工件的加工，整个过程都贯穿着操作者的手工劳动。数控机床是依据程序来控制机床运转及动作的，使用数控机床进行零件加工时必须首先将零件图纸上的信息处理成数控系统能识别的程序，这一程序的编制叫做数控编程。二、数控编程的种类1、手工编程：手工编程是指编制零件数控加工程序的各步骤，即由 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 图纸确定工艺过程数值计算、编写零件加工程序单，制备控制介质到程序校验都是由人工完成的，这种编程方法叫手工编程。对于点定位加工或几何形状不太复杂的零件，数控编程计算较为简单程序段不多手工编程即可实现。但对几何形状复杂的零件特别是对轮廓形状不是简单的直线、圆弧组成而是由非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，若用手工编程有一定的困难、出错率较大有的甚至无法编制，因此就必须用自动编程方法来完成。2、自动编程：自动编程是用计算机编制数控加工程序的过程，即把人们输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序，就是说数控编程大部分工作由计算机来完成，编程人员只需根据零件图纸及工艺要求使用规定的数控编程语言写一个较简短的零件程序，并将其输入到计算机自动进行数值计算、后置处理、编写出零件加工程序单。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注二、数控加工程序编制的步骤１．分析零件的图样：通过分析零件的材料、形状、尺寸、精度以及毛坯和材料处理要求等，选定在什么数控机床上进行加工。２．确定加工工艺过程：在分析零件图样的基础上，确定加工顺序、加工路线、装卡方法、刀具选择及切削参数等，制定出合理的工艺 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。３．数值计算：根据要求，设定编程坐标系，在坐标系中计算出零件轮廓各个轨迹节点的坐标，计算时可以采用计算机辅助计算。４．编写程序单：加工工艺、参数、刀具轨迹坐标值确定后，编程者可以根据数控系统的功能指令和程序格式，编写数控程序单，制定加工方案。５．制作控制介质，输入系统：将程序清单的内容记录到控制介质上并送入数控装置。６．程序较验：数控程序编制好后，不一定能顺利运行，各个环节把握不好，如输错一个字母，都有可能出现意想不到的情况出现，严重的会损坏数控机床，为了保证零件加工的正确性，数控程序必须进行较验和试切才能用于正式加工。二、数控编程前准备数控车削加工包括端面车削加工、外圆柱面的车削加工、内圆柱面的车削加工、钻孔加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工，一般在数控车床上进行，其中复杂外形轮廓外形回转面的车削加工一般采用计算机辅助数控编程，其它车削加工可以采用手工编程，也可以采用图形编程和计算机辅助数控编程。1.车床选择与工件坐标系的确定数控编程应根据数控车床的结构、系统的不同而来确定，编程的格式、数据 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 在设定时都有所不同，所以，编程前操作者应该详细了解数控车床的特性。工件坐标系采用与机床运动坐标系一致的坐标方向，工件坐标系的原点（即程序原点）要选择便于测量或对刀的基准位置，同时要便于编程计算。2．工艺准备进刀、退刀方式对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削始点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削进给起始点的确定与工件的毛坯余量大小有关，以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。车削完成退刀时一般采用快速走刀的方式，但应注意刀具快速离开工件时不能与工件相邻部分发生碰撞。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注3．刀尖半径补偿在数控车削编程中为了编程方便，把刀尖看作为一个尖点，数控程序中刀具的运动轨迹即为该假想刀尖点的运动轨迹。实际上刀尖并不是尖的，而是具有一定的圆角半径，为了考虑刀尖圆角半径的影响，在数控系统中引入了刀尖半径补偿，在数控程序编写完成后，将已知刀尖半径值输入刀具补偿表中，程序运行时数控系统会自动根据对应刀尖半径值对刀具的实际运动轨迹进行补偿。4．加工路线的选择数控车削的走刀路线包括刀具的运动轨迹和各种刀具的使用顺序，是预先编制在加工程序中的。合理地确定走刀路线、安排刀具的使用顺序对于提高加工效率、保证加工质量是十分重要的。数控车削的走刀路线不是很复杂，也有一定规律可遵循。课后作业1、数控程序编制的步骤有哪些课后反思提示：根据课堂教学效果总结福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容§数控车床坐标系统§数控程序结构授课对象教学目的及要求1.了解：机床坐标轴2.理解：机床坐标系，和机床坐标原点3.熟知：工件坐标系、对刀点以及程序结构，程序格式教学重点与难点1.重点：坐标系设定2.难点：程序格式教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§数控车床坐标系统一、机床坐标轴1、坐标和运动方向命名原则为了使编程人员能在不知道机床在加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，就可以根据图样确定机床的加工过程。规定：永远假定刀具相对静止而坐标是运动的。2、机床坐标系的规定在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向，移动的距离在机床上建立一个坐标系称机床坐标系，在编制程序时就以该坐标系来规定运动方向和距离。该坐标系是采用右手直角笛卡儿坐标系。如图1—2所示，为简化编程和保证程序的通用性，统一规定直线进给坐标轴用X，Y，Z表示，称基本坐标轴。+X+X+Y＇+Z+Y+Z+Y+C+Z＇+A+B+C+X+Y+Z+A+B+X＇图1—2右手直角笛卡儿机床坐标轴的规定15分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注X，Y，Z坐标轴的相互关系用右手定则决定，大姆指的指向为X轴的正方向，食指指向为Y轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如图所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A，+B，+C方向。数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。上述坐标轴正方向，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。如果是工件移动则在字母右上角用加“′”来表示，按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，对编程员、工艺员来说只考虑不带“′”的运动方向，即有：+X=-X′,+Y=-Y′,+Z=-Z′，+A=-A′,+B=-B′,+C=-C′二、坐标轴的确定和运动方向的命名为了使编程人员能在不知道机床在加工零件时是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，就可以根据图样确定机床的加工过程。规定：永远假定刀具相对静止而坐标是运动。数控机床坐标系是为了确定零件在机床中的位置、机床运动部件的一些特殊位置（如换刀点、参考点等）以及运动范围如行程范围等建立的几何坐标系，如图3—2所示。X轴一般规定位于平行工件装夹面的水平面内，对于数控车床，在水平面内取垂直于主轴旋转中心轴线的方向为X轴，刀具远离工件的方向为正向，如图3—3所示。+Z+X机床零点主轴旋转中心O数控车床的机床坐标系Z轴一般规定产生切削力的主轴旋转中心线为Z轴，刀具远离工件的方向为正向，如图3—3所示。30分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注三、对刀点和换刀点1）对刀点（起刀点）对刀点（起刀点）是数控加工中刀具相对于工件运动的起点，是零件程序的起点。对刀的目的是确定工件零点（原点）在机床坐标系中的位置，即建立工件坐标系与机床坐标系的关系。它可以设在工件外任何一点，但该点与工件原点之间必须有确定的坐标联系。一般情况下，对刀点既是加工程序执行的起点，也是加工程序执行的终点。通常将设定对刀的过程看成是建立工件坐标系的过程。2）换刀点刀架的换刀点是指刀架转位所在的位置，其位置可以是固定的、也可以是任意的。它的设定原则是以刀架转位时不碰撞工件和机床其它零部件为准，通常在顶尖不使用情况下，将其设定为与刀具对刀点重合。3）“对刀点”和“换刀点”的确定对刀点是指数控加工时，刀具相对工件运动的起点，即编程时程序的起点，或称起刀点。在编程序时应正确选择对刀点的位置。选择原则是，（1）应便于数学处理和使程序编程简单。（2）在机床上易于找正。（3）加工过程中易于检查。（4）引起加工误差小。课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注§数控程序结构1、程序结构数控加工程序是由若干程序段构成，程序段则是按照一定顺序排列，能使数控机床完成某特定动作的一组指令，每个指令都是由地址字符和数字所组成。一个完整的数控加工程序，由程序号、程序内容和程序结束指令三部分组成，程序号位于程序主体之前，是程序的开始部分，以“O”和四位数字组成，无属性系统，独占一行，后面4位数字从“0001~9999”之间任意值。程序段是数控加工程序中的一句，用来发出指令使机床做出某一个动作或一组动作，由程序段号及各种指令字构成，在程序段中不同的指令字符及其后续准备功能字数值确定了每个指令字的含义。一个数控装置执行的指令行其格式的语句含义如下。N50G02；程序段号指令字2、准备功能G指令准备功能G指令由后面1或2位数值组成，用来规定刀具和工件的相对运动轨迹，机床坐标系、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。G准备功能指令是指在数控装置插补运算之前需要预先规定，为插补运算、刀补运算、固定循环等做好准备。分模态指令和非模态指令两种，模态指令这类指令在同组其它G指令出现之前一直有效；非模态指令这类指令只有在被指定的程序段中才有效。FANUC0i系统“G”指令代码。3、主轴功能S指令主轴功能S指令用来控制主轴转速，S后面的数值表示主轴的速度，单位r/min或恒线速度m/min（若采用恒线速度要加G96、取消恒线速度G97等指令）。如：G97S1200M03；（取消恒线速度采用转速1200r/min主轴正转）G96S80；（采用恒线速度80m/min）数控车削时，按需要可以设置恒切削速度（例如：G96S80为保证车削后工件的表面粗糙度一致，应设置恒切削速度），车削过程中数控系统根据车削时工件不同位置处的直径计算主轴的转速。设置恒切削速度后，由于主轴的转速在工件不同截面上是变化的，为防止主轴转速过高而发生危险，在设置恒切削速度前，可以将主轴最高转速设置在某一个最高值如：G50S2000。切削过程中当执行恒切削速度时，主轴最高转速将被限制在这个最高值。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注4、刀具功能T指令刀具功能T代码刀具功能T其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。执行T指令时刀架自动转动选用指定的刀具，当一个程序段同时包含T代码与刀具移动指令时：先执行T代码指令，而后执行刀具移动指令。同时调入刀补寄存器中的补偿值，如T0202,说明2号刀、刀补为02内的值；T0200为02号刀并取消补偿，取消补偿时注意刀具位置。5、进给功能F指令在程序中进给速度“F”表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，有每分钟进给量G98mm/min和主轴每转一转刀具的进给量G99mm/r两种。当工作在G01、G02或G03方式下编程F一直有效，直到被新的F值所取代。6、辅助功能M指令辅助功能M指令主要用来指令各种辅助动作及其状态，如：主轴的正转、反转、停、冷却液的开、关等。有非模态M功能和模态M功能二种形式，非模态M功能在当段有效、模态M功能同组可相互注销，注销前一直有效。另外M功能还可以分为前作用M功能和后作用功能M功能两类。前作用M功能是指在程序编制的轴运动之前执行；后作用功能M功能是指在程序编制的轴运动之后执行。课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结福州工业学校教案授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容第三章常用数控车削基本编程指令授课对象教学目的及要求1.了解：直线、圆弧的插补原理2.理解：数控常用指令功能3.熟知：学会G00\G01\G02\G03等指令的功能教学重点与难点1.重点：G00\G01\G02\G03判定和应用2.难点：参考点控制指令及其常用指令的应用教学手段讲授、练习教学过程及内容提要时间分配及备注§数控车常用移动指令1、快速点定位指令G00该指令用于快速点定位，刀具以快速进给速度移动到指令位置，接近终点位置时，进行减速，当确认达到进入位置状态即定位点后，开始执行下个程序段。它只限于空行程，不能用于切削，在程序中不必指令移动速度，只需指令终点位置坐标即可。格式：G00X（U）_Z（W）_；X、Z为绝对编程时，终点在工件坐标系中的坐标值。U、W为增量编程时，终点相对于起点的位移量。2、直线插补指令G01该指令用于轮廓切削的进给指令移动的轨迹为直线。格式G01X（U）_Z（W）F_；X、Z为绝对编程时终点在工件坐标系中的坐标值。U、W为增量编程时终点相对于起点的位移量。F两个轴的合成进给速度。可分为每分进给量和主轴每转进给量。该指令为续效指令，被指令的进给速度直到被重新指令前均有效。执行G01指令时刀具在两坐标或三坐标间以插补联动的方式，按F指定的合成进给速度，从当前位置点作任意斜率的直线运动。G01是模态（续效）代码，可由G00、G02、G03或G32功能注销，F指令也是模态代码，它可以用G00指令取消。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注3、圆弧进给指令G02/G03G02：顺时针圆弧插补；G03：逆时针圆弧插补。(1)用I、K指定圆心位置：格式G02/G03X(U)___Z(W)___I___K___F___；(2)用圆弧半径R指定圆心位置：格式G02/G03X(U)___Z(W)___R___F___；X、Z为绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标。U、W为增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量。I、K圆心相对于圆弧起点的增加量(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标)。在绝对编程、增量编程时都是以增量方式指定，在直径、半径编程时I都是半径值。R圆弧半径。（同时编入R与I、K时，R有效，用R指定圆心位置时，不能描述整圆。F被编程的两个轴的合成进给速度。(3)当圆心角大于1800R应为负值，整圆编程时不可以使用R，只能用I、K指令。(4)顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向，前置刀架与后置刀架正好相反。(5)圆弧顺逆的判定圆弧插补指令G02/G03的判定，即在加工平面内，根据其插补时的旋转方向为顺时针/逆时针来判断的。加工平面为观察者向着+Y轴的指向看到的回转方向，前置刀架与后置刀架正好相反。福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注46R2020【实例】如图3—13所示，试编写圆弧插补指令精车程序。O0019工进到Z0处圆弧逆圆插补车削40~46圆环…………N140G01Z0；N150G03Z–；N160G01；…………课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注§参考点控制指令1、返回参考点检验指令G27格式G27X(U)_Z(W)_T××00；X、Z为绝对编程时，为参考点在工件坐标系中的坐标值。U、W为增量编程时，为参考点在工件坐标系中的坐标值。该指令用于检查X轴与Z轴是否正确返回参考点。但注意在执行G27指令前的前提是机床上电后必须返回过一次参考点（手动返回或用G28返回）。2、自动返回参考点指令G28格式G28X(U)_Z(W)_T××00；X、Z为绝对编程时，为中间点在工件坐标系中的坐标值。U、W为增量编程时，为中间点在工件坐标系中的坐标值。该指令首先使X、Z轴都快速定位到中间点（在工件以外所设定的安全点），然后再从中间点返回到参考点，用于检查X轴Z轴能否正确返回参考点。如图3—14所示：否则会发生不正确的动作。它主要用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该指令之前应取消刀具补偿。6、自动从参考点返回指令G29格式G29X(U)__Z（W)_；X、Z为绝对编程时，为目标点在工件坐标系中的坐标值。U、W为增量编程时，为目标点在工件坐标系中的坐标值。目标点C参考点RZ150408045中间点B100当前点AG28、G29编程图例X该指令为刀具由当前点A开始，快速进给经过G28指令定义的中间点B，然后再自动返回参考点。编程时不必计算从中间点到参考点的实际距离，到达参考点时相应的坐标方向指示灯亮。福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注§参考点控制指令机床坐标系下编辑指令G53是针对机床坐标系坐标编程用的，在含有G53的程序段中，绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值。其为非模态指令，+Z机床原点—35+Z—45+X实例：如图写出直接机床坐标系下的零件原点程序段。%0005N10G53X–30Z–45…………坐标系的选择G54~G59格式：G54~G59G54坐标系1选择G55坐标系2选择G59坐标系6选择G54~G59是系统预定的6个坐标系可根据需要任意选用。加工时其坐标系的原点，必须设为工件坐标系的原点在机床坐标系中的坐标值：即工件零点偏置值并用MDI方式输入各坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值，系统自动记忆。否则刀具将偏离程序轨迹不能加工零件，甚至出现危险。当坐标系选择后，后续程序段中用绝对值编程时的指令值均为相对此坐标系原点的值，G54~G59为模态功能，可相互注销，为缺省值。使用该组指令前机床必须先回参考点对刀，调刀具（刀尖）到工件原点位置，用MDI手动输入方式，打开坐标系G54窗口，将刀具（刀尖）在机床坐标系下工件原点的值输入到系统中。再调下面程序，在自动方式下打开循环启动3、绝对值编程G90与增量值编程G91格式：G90G91福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注eq\o\ac(○,1)绝对值编程指令G90：，编程坐标轴的值是相对于程序原点的。eq\o\ac(○,2)增量值编程指令G91：，编程坐标轴的值是相对于前一点坐标沿轴移动的距离。采用增量编程时，用地址U、W代替X、Z或G91指令后面的X、Z表示X轴、Z轴的增量值，其正、负由行程方向确定，行程方向与机床坐标方向相同时为正、反之为负。注意：增量的字符U、W不能用于循环指令G80、G81、G82、G71、G72、G73、G76程序段中，但可用于定义精加工轮廓的程序中G90、G91为模态功能，G90为缺省值。eq\o\ac(○,3)混合编程：绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。4、工件坐标系设定G92格式：G92X（）Z（）X、Z后续值为刀尖点到工件坐标系原点X向、Z向的尺寸。当执行该指令后，系统内部即对(，)进行记忆，并建立一个使刀具当前点坐标值为(，)的坐标系，系统控制刀具在此坐标系中按程序进行加工。但刀具并不产生运动，只起一个与预置寄存的作用，为非模态指令。若加工时刀具当前点不在工件坐标系的和坐标值上，则加工原点与程序原点不一致，即刀具将偏离程序轨迹不能加工零件，甚至出现超程撞车等危险。因此执行该指令时，刀具当前点必须在工件坐标系的和坐标值上。实例：如图3—6所示坐标系的设定若选工件左端面为坐标原点时工件坐标系应设定为G92X150Z200若选工件端面为坐标原点时工件坐标系应设定为G92X150Z80由上可知，同一工件由于编程原点变了，程序段中的尺寸也随之变化，确定X、Z值，即确定对刀点在工件坐标系下的坐标值。课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容第四章简单固定循环授课对象教学目的及要求1.了解：简单固定循环的应用2.理解：G80、G81指令3.熟知：G80、G81指令教学重点与难点1.重点：G80、G81指令2.难点：固定循环指令编写外锥、内锥面程序教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§轴类零件内（外）固定切削循环简单固定切削循环通常是在轴类、盘类工件的粗车切削加工中，由于切削量大，需要多次进刀切削加工时，用循环指令编写程序，可以减少工作量缩短程序长度使之得以简化。在重复切削时，只需在程序中设定相应参数值即可。1、外圆柱、内孔切削循环格式G80X（U）__Z（W）__F__；X、Z绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标值。U、W增量值编程时，为切削终点C相对循环起点B的有向距离。F表示以指定刀具进给速度。如图4—8所示，刀具从循环起点开始按矩形循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的进给速度移动。内直孔车削循环如图4—10所示，内膛刀按A→B→C→D→A的轨迹动作。其中图中点划线R表示快速运动，实线F表示工作进给。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注3、圆锥面外（内）径切削循环格式G90X（U）__Z（W）__RF__；X、Z绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标值。U、W增量值编程时，为切削终点C相对循环起点B的有向距离。F为指定的刀具进给速度。R为每次循环切削起点B与切削终点C的半径差，如图4—12所示。刀具从循环起点开始沿着径向快速移动，然后按F指定的进给速度沿锥面切削。到锥面另一端后沿着径向以进给速度退出，最后快速返回到循环起点。由于刀具沿径向移动是快速的。所以刀具起点与Z向应有一定的安全距离。即R=（切削起点的X坐标—切削终点X坐标）/2。福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注2、锥端面切削循环格式G94X（U）__Z（W）__RF__；说明X、Z绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系的坐标，U、W为增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离。R为切削起点B相对于切削终点C的Z向有向距离。F表示以指定刀具进给速度。该指令执行如图4—16所示：A→B→C→D→A的轨迹动作。A为切削起点，B为循环起点，C为切削终点，D为退刀点。CZX/2ABDWU/21RZ2F3F4RRX福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容第五章子程序及应用授课对象教学目的及要求1.了解：子程序的编写原理2.理解：子程序的格式调用3.熟知：子程序的调用，编写方法及调用子程序切削量的计算教学重点与难点1.重点：子程序的调用，编写方法及调用子程序切削量的计算2.难点：子程序的调用，编写方法及调用子程序切削量的计算教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§概述（1）子程序的概念模式相同的程序在加工中若多次出现时,可把此模式编为一组程序段并加以命名,称为子程序，原来的程序称为主程序。编子程序时要用增量方式编写。（2）使用子程序的目的可以减少不必要的编程重复，从而达到简化编程手续，子程序相当与固定循环，每次的进给量都应是相同的，具体的大小要根据零件来设定。（3）子程序的调用子程序是储存在存储器中的以便程序执行时随时调用。调用子程序时使用M98。程序结束返回主程序用M99调用子程序的格式子程序调用号M98P××××L×调用子程序次数（当L=1时可以省略）子程序调用字子程序的格式%××××【入口地址××××为四位数字与P后面的四位数字相同】……【子程序】M99【执行完该子程序后返回主程序】45分钟福州工业学校教案教学过程及内容提要时间分配及备注（4）子程序的嵌套子程序调用下一级子程序，称为子程序嵌套。上一级子程序与下一级子程序的关系，与主程序与第一层子程序的关系相同。多重子程序调用关系：如图4—7所示：主程序子程序A调用子程序A调用子程序B返回主程序子程序B返回子程序A§子程序编程应用实例：应用调子程序来编写下列零件程序。如图4—81050902535+Z+X8020图4—8%0012（主程序程序名）N10G90G92X80Z20（设立坐标系，定义对刀点的位置）N20M03S400(主轴正转)N30G00X40Z1（移到子程序起点处）N40M98P0002L11（调用子程序，并循环11次）N50G00X50N60Z10（返回对刀点）N70M05（主轴停）福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注N75M30（主程序结束并复位）%0002（子程序名）N80G91G01X–5F100(增量编程切削起点处，留切削的余量)N90Z–11（加工25园柱段）N100X10Z–50（加工25~35园锥段）N110Z–30（加工35园柱段）N120G00X4（离开已加工表面）N130Z91（退到循环起点Z轴处）N140X–10（调整每次循环的切削量）N150M99（子程序结束，并回到主程序）课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容第六章数控车削螺纹编程授课对象教学目的及要求1.了解：螺纹的定义和种类2.理解：螺纹的加工方法3.熟知：切削螺纹进退刀点的控制教学重点与难点1.重点：切削螺纹进退刀点的控制2.难点：教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§概述一、螺纹的定义在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。二、螺纹的种类螺纹按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。其中螺纹主要用于联接（见），矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于。螺纹分布在母体外表面的叫外螺纹，在母体内表面的叫内螺纹。在圆柱母体上形成的螺纹叫圆柱螺纹，在圆锥母体上形成的螺纹叫圆锥螺纹。螺纹按螺旋线方向分为左旋的和右旋的两种，一般用右旋螺纹。螺纹可分为单线的和多线的，联接用的多为单线；用于传动时要求进升快或效率高，采用双线或多线,但一般不超过4线。圆柱螺纹的主要参数有外径(d)、内径(d1)、中径(d2)、螺距(t)、线数(n)、导程(s=nt)、升角(λ)和牙形角(α)等。除管螺纹以管子内径为公称直径外,其余螺纹都以外径为公称直径。　　螺纹升角小于摩擦角的螺纹副，在轴向力作用下不松转，称为，其传动效率较低。圆柱螺纹中，三角形螺纹自锁性能好。它分粗牙和细牙两种，一般联接多用粗牙螺纹。细牙的螺距小，升角小，自锁性能更好，常用于细小零件薄壁管中，有振动或变载荷的联接，以及微调装置等。管螺纹用于管件紧密联接。矩形螺纹效率高，但因不易磨制，且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹所代替。锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力。圆锥螺纹的牙型为三角形，主要靠牙的变形来保证螺纹副的紧密性，多用于管件。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注三、螺纹加工切削法1、直进切削法2、斜进切削法3、左右切削法四、车削螺纹进退刀点的控制nF1800×在数控车床上加工螺纹的进给过程中，包括加速运动、恒速切削运动和减速运动三个过程。车螺纹开始起刀是个加速过程，切削螺纹是恒速切削运动，螺纹切削终了停刀时是一个减速过程。升速进刀段：δ1=；降速退刀段：δ2=。1200Fn≤—K五、切削螺纹主轴转速的控制车削螺纹时主轴转速的控制可按经验公式进行计算，即：式中F—螺距（mm）。K—保险系数，一般取80。车削螺纹时主轴转速也可以不按经验公式计算，当时用高档螺纹刀时，其主轴转速可按线速度200m/min进行选取。但要注意在高速加工时，一般经济型数控车床有时会造成“乱扣”的现象。课后作业课后反思提示：根据课堂教学效果总结福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容§外螺纹零件编程及应用授课对象教学目的及要求1.了解：单程序段直螺纹、锥螺纹指令2.理解：3.熟知：螺纹固定切削循环指令教学重点与难点1.重点：螺纹固定切削循环指令2.难点：螺纹固定切削循环指令及应用教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§外螺纹零件编程及应用一、单程序段直螺纹、锥螺纹指令直螺纹切削循环（1）格式G32X（U）__Z（W）__F__X、Z为绝对值编程时，有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标值。U、W为增量值编程时，有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标值。F为螺纹导程，无回退功能。（2）FANUC系统格式G92X（U）__Z（W）__F__；X、Z绝对值编程时，为螺纹终点C在工件坐标系下的坐标值，U、W增量编程时，为螺纹终点C在工件坐标系下的坐标值。F为导程（螺距），如图4—23所示。2）锥螺纹切削循环（1）格式G00X（U）；G32X（U）__Z（W）__F__；说明：G00后续X（U）为锥螺纹（螺纹小径起刀点坐标值）。G32后续X（U）、Z（U）为绝对值（增量）编程时，为螺纹终点C在工件坐标系下坐标值。（2）格式G92X（U）__Z（W）__R__F__；45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注X、Z绝对值编程时，为螺纹终点C在工件坐标系下的坐标值，U、W增量编程时，为螺纹终点C在工件坐标系下的坐标值。R为螺纹起点B与螺纹终点C的半径差。其符号为差的符号，无论是绝对值编程还是增量值编程。F为导程（螺距），如图4—24所示。3R1R2FF4RADBCR3R1R2FF4RABCGD450注：直、锥螺纹切削循环指令无回退功能。3）G92指令多线螺纹加工编程一般采用轴向螺距均分法，原理是当加工螺纹时其中第一线螺纹按导程加工完后，在入刀点向后移动一个螺距后，再开始加工第二线螺纹，这样便可加工出多线螺纹。G92X（U）Z（W）F；………………G00W（L/n）；（在入刀点向后移动一个螺距）G92X（U）Z（W）F；外直螺纹编程应用1）相关计算如果使用机夹外螺纹刀，即能修整牙尖的外螺纹刀，那么加工螺纹部分的工件外圆轮廓应车削到公称直径减即为：d=公称直径–如果使用外螺纹是重磨刀，则外圆轮廓应车削到的尺寸为：d=公称直径–p加工螺纹时，从粗车到精车需多次走刀，直至将螺纹切削到要求的深度，但这个深度在实际加工中，由于螺纹刀尖的挤压与材料的塑性变形等因素的影响，螺纹的实际深度有变化。所以国标规定螺纹车刀可在牙顶高度H/8处削平；在牙底深度H/4处削平。这样处理后也就是螺纹牙型的实际高度。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注80100M30×2）编程举例【实例】如图4—25零件所示：毛坯为50×100的钢料，螺纹刀为机夹刀，分析计算：外圆轮廓应车削到的尺寸为d=公称直径–P=30–P=螺纹底径应车削到的尺寸为d=公称直径–=30–=程序名调3号导入1号刀尖半径补偿主轴正转转速900r/min快速到入刀点、升速段取2mm加工第一次循环、降速段取1mm、吃刀深加工第二次循环，吃刀深加工第三次循环，吃刀深光整加工X轴退刀Z轴返回换刀点主轴停主程序结束加工程序O4512N10T0313；N20S900M03N30G00；N40G92；N50；N60；N70；N80G00；N90；N100M05N110M02；例题二P93福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容§螺纹切削复合循环§螺纹切削复合循环编程及应用授课对象教学目的及要求1.了解：螺纹切削的循环过程2.理解：3.熟知：G76指令使用教学重点与难点1.重点：G76指令编写程序2.难点：G76指令使用教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§螺纹切削复合循环§螺纹切削复合循环编程及应用格式：G76C(c)R(r)E(e)A(a)X(x)Z(z)I(i)K(k)U(d)V(dmin)Q(d)P(p)F(L)螺纹切削固定循环G76执行的加工轨迹如图6—9所示：G76循环单边切削及其参数单如图6—10所示：其中：c：精整次数(1~99)，为模态值；r：螺纹Z向退尾长度(00~99)，为模态值；e：螺纹X向退尾长度(00~99)，为模态值；a：刀尖角度(二位数字)，为模态值；x、z：绝对值编程时，为有效螺纹终点C的坐标；45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注增量值编程时，为有效螺纹终点C相对于循环起点A的有向距离；(用G91指令定义为增量编程，使用后用G90定义为绝对编程。)i：螺纹两端的半径差；如i=0，为直螺纹(圆柱螺纹)切削方式；k：螺纹高度；该值由x轴方向上的半径值指定；dmin：最小切削深度(半径值)；当第n次切削深度()，小于dmin时，则切削深度设定为dmin；d：精加工余量(半径值)；d：第一次切削深度(半径值)；p：主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角；L：螺纹导程；按G76段中的X(x)和Z(z)指令实现循环加工，增量编程时，要注意u和w的正负号(由刀具轨迹AC和CD段的方向决定)。60牙型角600P=1.5703024G76循环进行单边切削，减小了刀尖的受力。第一次切削时切削深度为d，第n次的切削总深度为，每次循环的背吃刀量为：在图（6、9）中，C到D点的切削速度由F代码指定，而其它轨迹均为快速进给45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注实例：用螺纹切削复合循环G76指令编程，如图6—112430h相关计算：1、计算锥面根部直径：如图6—12螺纹部分半径之差：（60—）/2=∴30/24=h/h=即：锥面根部直径为：（×2）+=mm2426H车削螺纹起刀点在Z2处则计算在该处的直径：如图6—13两个直角三角形相似有24/=26/H、H=即：Z=2处的直径为：60—（2×）=mm3、车外圆轮廓时计算I的值：I=（—）/2=—车削螺纹时计算I的值：I=（—60）/2=—课后作业课后反思螺纹切削循环G92X__Z__R__F__；适合：圆拄螺纹（R=0可省略）、圆锥螺纹（R0）和内螺纹。特点：1）无回退功能，但可以用系统提供的连续螺纹切削功能，将回退看成是另一段螺纹进行编程。2)编写单线螺纹加工程序简洁，计算量小，广泛采用。福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容§内螺纹零件编程授课对象教学目的及要求1.了解：内螺纹加工方法2.理解：内螺纹和外螺纹的区别3.熟知：内螺纹编程方法教学重点与难点1.重点：内螺纹编程方法和技巧2.难点：教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§内螺纹零件编程内螺纹编程应用车削内螺纹的编程指令与外螺纹指令是一样的。所不同的是它的X坐标值依次渐大，而外螺纹的X坐标值依次渐小。车削内螺纹要注意图纸所标的公称尺寸指的是螺纹底径尺寸（即大径尺寸），内螺纹小径基本尺寸与外螺纹小径基本尺寸近似相同，可用近似公式：d小=d大–(1~P式中d小为内螺纹小径尺寸、d大为内螺纹大径尺寸、P为螺距当攻丝锥攻制内螺纹或高速切削塑性金属材料内螺纹时，螺纹孔径加工尺寸推荐公式d小=d大–P当切削脆性金属材料内螺纹或低速车削内螺纹时，螺纹孔径加工尺寸推荐公式M30×4260d小=d大–P【实例】如图所示，材料45钢。设毛坯外形内孔已加工完成。分析计算：用螺纹孔径加工尺寸推荐公式d小=d大－P=30-=外轮廓、内孔编程略45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注加工程序调3号刀，导入3号刀具补偿主轴正转转速800r/min快速到入刀点加工第一次循环，吃刀深加工第二次循环，吃刀深加工第三次循环，吃刀深加工第四次循环，吃刀深光整加工X轴退刀Z轴返回换刀点主程序结束………………N90T0303；N100M03S800N110G00；N120G92；N130；N140；N150；N160；N170G00；N180；N190M02；4、螺纹切削注意事项1）在数控机床上加工螺纹从粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常数；2）在没有停止主轴的情况下，停止螺纹的切削将非常危险，因此螺纹切削时进给保持功能无效，如果按下进给保持按键，刀具在加工完螺纹后停止运动。3）螺纹加工中不使用恒定线速度控制功能；4）在螺纹加工过程中，使用进给修调和主轴修调按键均无效。福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容第八章复合形状固定循环授课对象教学目的及要求1.了解：华中系统，FANUC0i系统G71、G72、G73复合循环编程2.理解：能够用复合指令编写复杂轮廓的加工程序3.熟知：G71、G72、G73复合循环编程教学重点与难点1.重点：G71、G72、G73复合循环编程2.难点：教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注§外（内）粗、精车复合循环外圆粗、精车复合循环格式G71U（△d）R(e)；G71P(ns)Q(nf)U（△u）W（△w）F(f)S(s)T(t)；………………G70P(ns)Q(nf)；说明△d切削深度(每次切削量为单边量)，指定时不加符号，方向由矢量AB决定。e每次退刀量。(模态值，在下次指定之前均有效，也可以用参数指定。根据程序指令，参数中的值也变化)ns精加工形状开始程序段的顺序号。nf精加工形状结束程序段的顺序号。△uX方向精加工余量的留量及方向。△wZ方向精加工余量的留量及方向。G71程序段中粗加工F(f)、S(s)、T(t)时有效，而精加工时则处于P(ns)到Q(nf)程序段之间。当有恒线速度控制功能时，在A→B→C之间移动指令中指定的G96或G97无效，而在G71程序段中或在G71以前的程序段中指定的G96或G97有效。该指令执行如下图5—1所示的粗加工和精加工，其中精加工路径为B→C的轨迹。其中在A→B之间的刀具轨迹在程序段中指定，可以用G00或G01指令，当用G00指定时，A→B之间为快速移动，当用G01指定时，A→B之间为切削进给移动。在顺序号P(ns)到Q(nf)的程序段之间不能调用子程序。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用教学过程及内容提要时间分配及备注注意：在指令A点时，必须保证刀具在工件直径、左端面以外某一点。否则将发生第一刀切量过大或撞刀等事故。另外B→C之间必须符合X、Z轴方向共同增大或减小的模式。在G71粗加工程序段中规定的F(f)、S(s)、T(t)只是用来执行G70精车时，在顺序号P(ns)、Q(nf)之间有效。当G70循环加工结束时刀具返回到起点并执行下一个程序段。复合形状多重循环，G71切削进给方向平行于Z轴，X和Z的符号如图5—2所示。其中(+)表示沿轴正方向移动，(—)表示沿轴负方向移动。45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容§端面粗、精车复合固定循环授课对象教学目的及要求1.了解：华中系统，FANUC0i系统G71、G72、G73复合循环编程2.理解：能够用复合指令编写复杂轮廓的加工程序3.熟知：G72端面复合循环编程教学重点与难点1.重点：G72端面复合循环的应用2.难点：教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注端面粗、精车除了沿X轴车削之外，其余与G71指令完全相同。格式G72W（△d）R(e)；G72P(ns)Q(nf)U（△u）W（△w）F(f)S(s)T(t)；………………G70P(ns)Q(nf)；说明△d切削深度(每次切削量)，指定时不加符号，方向由矢量AB决定。e每次退刀量。(模态值，在下次指定之前均有效)ns精加工形状开始程序段的顺序号。nf精加工形状结束程序段的顺序号。△uX方向精加工余量的留量及方向。△wZ方向精加工余量的留量及方向。ZARXZXWDBEC45分钟教学过程及内容提要时间分配及备注F(f)、S(s)、T(t)粗加工时G72指令中编程的F、S、T有效，而精加工时则处于P(ns)到Q(nf)程序段之间的F、S、T有效，但也可在P(ns)到Q(nf)程序段里重新设定。该循环指令与G71指令的区别：G72指令切削方向与X轴平行，而G71指令与X轴平行垂直。该指令执行如图5—5所示的粗加工和精加工，其中精加工路径为B→C的轨迹。端面径粗车复合循环G72切削进给方向平行于X轴，X和Z的符号如图5—6所示。其中(+)表示刀具沿轴正方向移动，(—)表示刀具沿轴负方向移动。注意G72的编程与G71截然不同，它不是从零件的右端部，向左端部依次正常编写，而是从零件的左端部向右端部反过来编写，但在数控车床上加工或模拟校验仍然是从右端部，向左端部依次走刀车削。【实例】盘类零件毛坯70×40。试用端面粗、精切削循环指令编制加工程序。工艺分析要求切削深度Z为，退刀量为1mm。X方向精加工余量为。Z方向精加工余量为。粗车主轴转速S900r/min精车r、S1800r/min。1号刀为外圆粗、精车刀。用G72指令编程程序名返回参考点、导入1号刀补主轴正转、调用1号刀、导入1号刀补到循环外圆加工起点位置、切削液开设定复合循环的切削深度、退刀量设定复合循环的程序段、余量、进给量到起始点，加右刀补、精车转速到60点、精车进给量与精加工40~60锥面精加工40外圆精加工20~40锥面精加工20外圆设定精加工复合循环程序段返回参考点取消刀补偿切削液关主轴停程序结束加工程序O0145N10G28U0W0T0100；N20S1500M03T0101；N30G00G40M08；N40G72；N50G72P60Q110S900；N60G00G42S1800；N70G01；N80Z–；N90；N100Z–；N110；N120G70P60Q110；N130G28U0W0T0100M09；N140M05；N150M02；45分钟福州工业学校教案课程名称：数控车削编程及其应用授课教师苏圆圆所在单位（部门）机械汽车科课程类别专业课授课时间80分钟授课内容§封闭轮廓粗、精车复合循环§切槽复合循环指令授课对象教学目的及要求1.了解：复合循环编程2.理解：能够用复合指令编写复杂轮廓的加工程序3.熟知：G73和G75端面复合循环编程教学重点与难点1.重点：G73和G75端面复合循环编程2.难点：G73和G75端面复合循环编程教学手段讲授教学过程及内容提要时间分配及备注封闭轮廓粗车复合循环，可按零件轮廓的形状重复车削，每车削一次向零件渐进一个距离，直至车削到所要求的尺寸。主要应用于余量对称均匀的铸件，锻件等毛坯的高效率切削。格式G73U（△i）W（△k）R(△d)；G73P(ns)Q(nf)U（△u）W（△w）F(f)S(s)T(t)；………………G70P(ns)Q(nf)；说明△iX轴方向的总退刀量（用半径指定）。△kZ轴方向的总退刀量。△d粗车切削次数。ns精加工形状开始程序段的顺序号。nf精加工形状结束程序段的顺序号。△uX方向精加工余量的留量及方向。△wZ方向精加工余量的留量及方向。F(f)、S(s)、T(t)粗加工时G73中编程的F、S、T有效，而精加工时则处于P(ns)到Q(nf)程序段之间的F、S、T有效。在顺序号为P到顺序号为Q的程序段中，不应包含子程序。G73指令的循环过程45分钟教学过程及内容提要时间分配及备注在程序指令时，A点在G73指令程序段之前指令，在封闭轮廓循环开始时，刀具首先由起刀点A退回到D点，即X向后退到U+X/2位置、Z向后退到W+Z位置。从D点开始进刀，进行轮廓的切削循环，按图中的箭头指向循环层层切削，逐渐向零件最终形状靠近。当到达本段终点时，开始沿着精加工路径B→C精车一刀，均匀切除后回到A点，完成封闭轮廓粗车循环。G75指令：在机械零件中有许多沟槽零件，有的是窄槽、有的是宽槽。对于窄槽零件往往只需一刀或两刀就能完成对零件的加工，但对于宽槽零件刀具往往要多次反复地执行切削动作，这时我们也可以用一个复合循环指令来完成切削工作，与外圆切削复合循环一样，在程序中指定粗加工和精加工的背吃刀量等一些必要的切削参数。格式G75R(e)；G75X（U）Z（W）P(△i)Q(△k)R（△d）F(f)；说明e每次退刀量。(模态值，该参数为半径值)X（U）为切槽终点的X向绝对（增量）坐标值。Z（W）为切槽终点的Z向绝对（增量）坐标值。△i为X向每次切深，即间断切削长度（无正负、半径值）。△k为Z向间断切削长度（无正负、增量值）。△d为刀具在槽底的退刀量（半径值，符号为正。若Z（W）与Q(△k)省略时，可用正、负符号指定退刀的方向）。一般情况下，因加工槽时，刀具两侧无间隙，无退让距离，所以一般该值取“零”或省略。e切槽起点切槽终点△i△i△k△d槽终点切槽刀ZX该指令执行如下图5—10所示，虚线表示快速进刀、退刀，实线表示工进切削。刀具快速到达工件外切槽起刀点，从切槽起刀点开始工进，每次切深△i便快退e值，达到槽底后，刀具要纵向移动△d值使槽底光滑，但刀具不允许横移，以免折断刀具。刀具退回起刀点后，按△k移动一个新位置，再执行切深循环。△k要根据刀具的宽度来确定，要达到整个槽宽。最后刀具从切槽终点返回切槽起点，整个循环结束。对于宽槽来说，X向和Z向间断切削时，若最后余量小于指定长度值，就按余量值进行间断切削加工。45分钟