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1、课 题 1 数 控 车 床 基 本 程 序 指 令 及 应 用学 时 2一 、 教 学 目 的 和 要 求1、了解数控车床的安全操作规程2、掌握数控车床基本程序指令3、掌握数控车床简单轴类零件程序的编制二 、 重 点 难 点1、数控车床的安全操作规范2、数控车床基本指令的基本应用3、数控车床简单轴类零件精加工程序的编制三 、 授 课 内 容（一）数控车床安全操作规程1.开机前应对数控车床进行全面细致的检查，包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。2.数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。3.程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正
2、负号、小数点及语法是否正确。4.正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。5.输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。6.未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。7.试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。8.试切进刀时，在刀具运行至工件 3050处，必须在进给保持下，验证 Z轴和 X 轴坐标剩余值与加工程序是否一致。9.试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。10.程序修改后，要对修改部分仔细核对。11.必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。12.操作中出现工件
3、跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。13 紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。（二）数控车床坐标系数控机床的加工是由程序控制完成的，所以坐标系的确定与使用非常重要。根据 ISO841 标准，数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为 Z 轴，垂直于主轴方向即横向为 X 轴，刀具远离工件方向为正向。 如图 1-1 所示数控车床有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机械零点。它是在机床装配、调试时已经确定下来的，是机床加工的基准点。在使用中机械坐标系是
4、由参考点来确定的，机床系统启动后，进行返回参考点操作，机械坐标系就建立了。坐标系一经建立，只要不切断电源，坐标系就不会变化。编程坐标系是编程序时使用的坐标系，一般把我们把 Z 轴与工件轴线重合， X 轴放在工件端面上。工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系，它应该与编程坐标系一致。能否让编程坐标系与工坐标系一致，使操作的关键。图 1-1（三）数控车床加工工艺制定方法在数控车床上加工零件时，应该遵循如下原则：（ 1 ）选择适合在数控车床上加工的零件。（ 2 ）分析被加工零件图样，明确加工内容和技术要求。（ 3 ）确定工件坐标系原点位置。原点位置一般选择在工件右端面和主轴回转中心交点 P ，也可以
5、设在主轴回转中心与工件左端面交点 O 上，如图 1-2 所示。图 1-2 编程原点（ 4 ）制定加工工艺路径，应该考虑加工起始点位置，起始点一般也作为加工结束的位置，起市点应便于检查和装夹工件；应该考虑粗车、半精车、精车路线，在保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下，尽可能以最少的进给路线完成零件的加工，缩短单件的加工时间；应考虑换刀点的位置，换刀点是加工过程中刀架进行自动换刀的位置，换刀点位置的选择应考虑在换刀过程中不发生干涉现象，且换刀路线尽可能短，加工起始点和换刀点可选同一点或者不选同点。（ 5 ）选择切削参数。在加工过程中，应根据零件精度要求选择合理的主轴转速、进给速度、和切削深度。（
6、6 ）合理选择刀具。根据加工的零件形状和表面精度要求，选择合适的刀具进行加工。（ 7 ）编制加工程序，调试加工程序，完成零件加工。（四）数控加工程序的构成在数控车床上加工零件，首先要编制程序，然后用该程序控制机床的运动。数控指令的集合称为程序。在程序中根据机床的实际运动顺序书写这些指令。一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一个“字”由地址符和数字组成。下面是一个完整的数控加工程序，该程序由程序号开始，以 M30 结束。程序 说明O1234 程序开始N10 T0101 G95 M3 S500 程序段 1N20 G0 X100
7、 Z100 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 程序结束（1） 程序号零件程序的起始部分一般由程序起始符号%（或 O）后跟 14 位数字组成，如：%123 ，O1234 等。（2）程序段的格式和组成程序段的格式可分为地址格式、分割地址格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。其中以可变程序段格式应用最为广泛，所谓可变程序段格式就是程序段的长短是可变的。例如：N10 G01 X40.0 Z-30.0 F200 ；程序段号 功能字 坐标字 进给
8、速度功能字 程序段结束（3） “字”一个“字”的组成如下所示：Z - 30.0地址符 符号（正、负号） 数据字（数字）程序段号加上若干程序字就可组成一个程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分为地址和非尺寸地址两种。表示尺寸地址的英文字母有X、Y、Z 、U 、V、W 、P、Q、I、J、K、A、B、 C、DERH 共 18 个字母。表示非尺寸地址有 N、G、F、S、T、M、L、O 等 8 个字母。（五）模态指令与非模态指令的区分（1）模态指令：称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到后面出现同组另一指令或被其他指令取消时才有效。编写程序时，与上段相同的模态指令可以省略不写。不同组模态指令编
9、在同一程序段内，不影响其续效。（2）非模态指令：称非续效指令，其功能仅在出现的程序段有效。（六）常用 M 指令M 指令是控制数控机床“开、关”功能的指令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。M 指令有模态还非模态之分，常用 M 指令的功能及应用如下：（1） 程序停止指令：M00功能：执行完包含 M00 的程序段后，机床停止自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用循环启动使自动运行重新开始。（2） 选择停止指令：M01功能：与 M00 类似，执行完包含 M01 的程序段后，机床停止自动运行，只是当机床机床操作面板上的选择停开关压下时，这个代码才有效。（3） 主轴正转、反转、停止指令：M03、M
10、04、M05功能：M03、M04 可使主轴正、反转，与同段程序其他指令一起开始执行。M05 指令可使主轴在该程序段其他指令执行完成后停止转动。格式：M03 SM04 SM05（4） 冷却液开、关指令：M08、M09功能：M08 表示开启冷却液，M09 表示关闭冷却液。（5） 程序结束指令：M02 或 M30功能：该指令表示主程序结束，同时机床停止自动运行。CNC 装置复位。M30还可使控制返回到程序的开始，故程序结束使用 M30 比 M02 方便些。说明：该指令必须编在最后一个程序段中。（七）主轴功能、进给功能和刀具功能（1）主轴功能 S主轴转速功能表示机床主轴的转速大小，由 S 和后面的若干
11、数字组成。格式：M03 S600 主轴以 600r/min 的速度正转。（2） 进给功能 F进给功能表示刀具中心运动时的进给速度， ，由 F 和其后的若干数字组成。数字的单位取决于数控系统所采用的进给速度的指定方式。1. 每分钟进给量格式：G94 F-说明：G94 为数控车床的初始状态。2. 每转进给量格式：G95 F-使用下式可以实现每转进给量和每分钟进给量的转化。Fm=FrSFm 为每分钟的进给量Fr 为每转的进给量S 为主轴转速（3） 刀具功能刀具功能用于指定刀具和刀具参数，由 T 和其后的四位数字组成。格式：T XX XX说明：前两位不表示刀具序号，后面两位表示刀具补偿号。刀具的序号要
12、与刀架上的刀位号相对应。刀具序号和刀具补偿号不必相同，但为了方便通常他们一致。取消刀具补偿的 T 指令格式为：T0000。（八）基本 G 功能代码1.快速定位 G00G00 指令使刀具快速移动到指定的位置。指令格式：G00 X（U） Z（W）；其中 X（U ） Z（W）为指定的坐标值。快速定位指令的实例：图（1-3）20 Z 轴B40 AX 轴图 1-3 快速定位直径编程：快速从 A 点移动到 B 点。绝对编程：G00 X20 Z0；相对编程：G00 U60 W40；注 1：G00 时各轴单独以各自设定的速度快速移动到终点，互不影响。任何一轴到位自动停止运行，另一轴继续移动直到指令位置。注 2
13、：G00 各轴快速移动的速度由参数设定，用 F 指定的进给速度无效。注 3：G00 是模态指令，下一段指令也是 G00 时，可省略不写。G00 可编写成G0。G0 与 G00 等效。2直线插补 G01G01 是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点。1).指令格式为：G01 X(U)_Z(W)_F_；其中：X、Z 表示目标点绝对值坐标；U、W 表示目标点相对前一点的增量坐标，F 表示进给量，若在前面已经指定，可以省略。通常，在车削端面、沟槽等与 x 轴平行的加工时，只需单独指定 X(或 U)坐标；在车外圆、内孔等与 Z 轴平行的加工时，只需单独指定 Z(或 W)值。图 1-4 为同时指令两轴
14、移动车削锥面的情况，用 G01 编程为：30图 1-4绝对坐标编程方式：G01 X80.0 Z-80.0F0.25增量坐标编程方式：G01 U20.0 W-80.0F0.25说明：G01 指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺寸字地址决定，有的数控车床由数控系统当时的状态(G90、G91)决定。进给速度由 F 指令决定 F 指令也是模态指令，它可以用 GOO 指令取消。如果在 G01 程序段之前的程序段没有 F 指令，而现在的 G01 程序段中也没有 F 指令，则机床不运动。因此，G01 程序中必须含有 F 指令。（九）编程实例如图 1-5 所示，编写其精加工程序。图 1-5%123
15、4N1 M03 S500 G95 T0101 选择转速，选择刀具N2 G00 X18 Z1 定位至倒角延长线N3 G01 X26 Z-3 F0.15 倒 345角N4 Z-48 车 26 外圆N5 X60 Z-58 车削第一段锥N6 X80 Z-73 车削第二段锥N7 G00 X100 Z100 退刀至换刀点N8 M30 程序结束，并回起点四、小结本课题是数控车床编程的重要环节，必须了解数控车床的编程特点，掌握F、S、T 功能，熟练掌握直线移动指令的应用，能够编制简单的轴类零件精加工程序。课 题 2 数 控 车 床 编 程 训 练 学时 4一 、 教 学 目 的 和 要 求1. 了解数控车床的安全操作规程2. 掌握数控车床的基本操作及步骤3. 掌握数控车削中的基本操作
