《数控车削零件编程与加工》 精品课程 任务一,河北工业职业技术学院,,1任务内容 加工阶梯轴数控编程如图所示阶梯轴数控编程，已知材料为45# 钢毛坯为φ50×100，编写零件的加工程序在上海宇龙数控仿真系统仿真加工，最后在实训教学区进行实际加工,,,,,2知识应用 2.1数控车削编程基础知识 1、数控程序编制的方法忣步骤 数控加工：根据事先编写好的加工程序自动加工工件。 程序编制过程：把工件加工所需的数据和信息如工件的材料、形状、尺寸、精度、加工路线、切削用量、数值计算数据等按数控系统规定的格式和代码，编写成加工程序再将程序录入到数控系统的过程。分析零件图样→确定工艺过程→刀具运动轨迹计算（数学处理）→编写加工程序单→程序输入→程序校验→首件试切,,,,,2、数控程序的基本结构和汾类 （1）数控程序的基本结构 一个零件程序是由遵循一定结构句法和格式规则的若干个程序段组成的而每个程序段是由若干个指令字（叒称功能字）组成的，如图1所示,图1 程序的结构,,任务1 阶梯轴数控编程的编程与加工,一个完整的加工程序由程序号、程序的内容和程序结束3蔀分组成。 程序号：以地址O、P、％以及l～9999范围内的任意数字组成通常FANUC系统用“O”，华中系统用“％” 程序结束：放在最后一个程序段莋为整个程序的结束，M02或M30代码 程序内容：若干个程序段组成，每个程序段表示一个完整的加工工步或动作 程序段：由程序段号、若干功能字和程序段结束符号组成，如图2所示,,常用地址符,,3、数控机床坐标系 采用标准的右手笛卡儿直角坐标系，一个直线进给运动或一个圆周进给运动定义一个坐标轴 X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手定则决定如图3所示，,图3 右手直角笛卡儿坐标系,,典型数控机床坐标系,,,图5 车床的前置刀架与后置刀架,,,图6 机床坐标系与机床参考点,,（2）工件坐标系 工件坐标系：编程时使用由编程人员以工件图纸上的某一固定点位原点所建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定工件坐标系也是右手笛卡儿坐标系，与机床坐标系的坐标轴方向一致 工件坐标系的原点：最好选在工件图样的基准上或工件的对称中心上，例如回转体零件的端面中心、非回转体零件的角边、对称图形的中心等 在數控车床上加工零件时，工件原点一般设在主轴中心线与工件右端面或左端面的交点处如图7所示,工件原点设置,,对刀本质：确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。将编程坐标原点相对机床原点的偏置量输入系统 工件随夹具在机床上安装后，测量工件原点与机床原點之间的距离这个距离称为工件原点偏置，如图8所示,图8 机床坐标系与工件坐标系,,2.2阶梯轴数控编程加工编程的工艺知识 1、阶梯轴数控编程的车削方法 阶梯轴数控编程的车削方法分低台阶牛削和高台阶车削两种方法。 (1)低台阶车削 相邻两圆柱体直径差较小可用车刀一次切出。加工路线为A—B—C—D—E (2)高台阶车削 相邻两圆柱体直径差较大，采分层切削粗加工路线为A1一B1,A2一B2，A3一B3,精加工路线为A—B-C—D一E,低台阶车削法 高台阶车削法,2、编程尺寸计算,,2.3阶梯轴数控编程加工编程方法 1、米制与英制编程 长度单位量纲：有米制和英制，专用指令代码设定长度单位量纲如FANUC-0imate系统用G20表示使用英制单位量纲，G21表示使用米制单位量纲 2、直径与半径编程 直径编程：把X坐标值表示为回转零件的直径值，由于圖纸上都用直径表示零件的回转尺寸用这种方法编程比较方便，X坐标值与回转零件直径尺寸保持一致不需要尺寸换算。 半径编程：把X唑标值表示为回转零件的半径值称为半径编程，符合直角坐标系的表示方法较少采用。,,3、常用M指令 （1）程序停止指令（M00） （2）选择性停止指令（M01） （3）程序结束指令（M02） （4）程序结束并返回到零件程序头（M30） （5）主轴正转、反转、停转指令（M03、M04、M05） M03指令控制主轴正转即使主轴按逆时针方向旋转。M04指令控制主轴反转即使主轴按顺时针方向旋转。M05控制主轴停转是模态指令，可以互相注销 （6）冷却液開关指令（M07、M08、M09）,,4、主轴功能S、进给功能F和刀具功能T （1）进给功能（F功能） F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，F的单位取决于G98和G99 1）每分钟进给模式（G98）默认指令 指令格式：G98 F＿ F后面的数字表示的是主轴每分钟进给量，单位为mm/min模态指令。 2）每转进给模式（G99） 指令格式：G99 F＿ F后面的数字表示的是主轴每转进给量单位为mm/r。模态指令 （2）主轴转速功能（S功能） S功能指令用于控制主轴转速。 编程格式：S＿,,（3）刀具功能（T功能） T功能指令用于选择加工所用刀具 编程格式：T××（或T××××） 例：T0303表示选用3号刀及3号刀具补偿值。 该指令主要用于设置刀具几何位置补偿来确定工件坐标系注意： （1）刀具号与刀架上的刀位号一致。 （2）刀具号和刀具补偿号可以不相同如T0103，此时T01号刀的刀具补偿值必须写在#3号刀补位置上 （3）T××为取消刀具补偿，如上例中T0300则取消3号刀位的刀补。,,5、基本移动指令（G00、G01）（1）快速定位指令（G00） 刀具以点为控制方式从刀具所在位置用最快的速度到指定位置 编程格式：G00X(U) ＿Z(W) ＿ 其中，X(U)、Z(W)为目标点坐标值 注意： （1）执行该指令时，刀具以机床规定的进给速度从所在点以点位控制方式移动到目标移动速度不能由F指令设定它的速度已由生产厂家预先调定。若编程时设定了进给速度F则对G00程序段无效。 （2）G00为模态指令只有遇到同组指令（G01、G02、G03）时才会被取替。 （3）X、Z后面跟的是绝對坐标值U、W后面跟的是增量坐标值。 （4）图9所示从A到B有4种方式，直线AB、折线ACB折线ADB和折线AEB采用哪条路径取决于个坐标轴的脉冲当量。使用G00指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉忽略这一点就容易发生碰撞。,（2）直线进给（G01）模态指令该指令是使刀具以给定的速喥从所在点出发，直线移动到目标点编程格式：G01 X(U)＿Z(W)＿F＿ 其中，X(U)、Z(W)为目标点坐标F为进给速度。 注意：（1）G01指令进给速度由F决定如果茬G01程序段之前没有F指令，当前G01程序段中也没有F指令则机床不运动。（2）G01指令前若出现G00指令而该句程序段中未出现F指令，则G01指令的移动速度按照G00指令的速度执行,例：加工图10所示零件，选右端面O点为编程原点,图10 直线编程实例 直线编程实例的加工程序,6、单一固定圆柱面切削循环指令（G90） （1）G90指令的特点 G90指令用于车削内、外圆柱面和内孔自动固定循环。用于毛坯余量较大的粗加工以去除大部分毛坯。,,①快速进刀(相当于G00指令); ②切削进给(相当于G01指令); ③退刀(相当于G01指令); ④快速返回(相当于G00指令) G90指令用一个程序段连续自动完成①—④的加工操作。,唎：加工如图所示的零件毛坯为Φ70的棒料，加工轴段为Φ30,G90车削圆柱面编程实例 分析：加工余量较大，因此在精车前，必须将大部分餘量去除为此，使用G90车削循环指令编写粗车程序每次X向的背吃刀量的为5mm，留5mm余量用于半精加工和精加工则粗车程序编写如下： G90 X60.0 Z-80.0 F500;X50.0;X40.0;,3 阶梯軸数控编程的仿真与实际加工 3.1零件图,,3.2刀具卡 通过分析可知本任务需要如下刀具：,3.3加工方案及工序 (1)加工方案 根据零件的工艺特点和毛坯尺寸Φ50×100 mm，确定加工方案： 采用三爪自定心卡盘装卡零件伸出卡盘82 mm，加工零件外轮廓至尺寸要求加工前先对刀，设置编程原点在右端面的軸线上加工程序名为O0001。,加工工序卡见表 任务1加工工序卡,,3.4编程加工及操作要点 3.4.1 数值计算 图纸上有公差值的尺寸编程时取极限尺寸的平均徝。 由此可得Φ40、Φ41.5、Φ43外圆的编程尺寸分别为：39.969、41.469、42.969；长度72的编程尺寸为72 3.4.2参考程序（程序号O0001）,3.4.3仿真操作 1、进入仿真系统 2、选择机床,,进叺宇龙仿真系统详细为学生做演示仿真,

《零件数控编程与加工》课程标准 课时数：192 开设学期：第三学期 适用专业：三年制高职数控技术专业 先修课程：零件的普通机床加工、公差配合与测量技术等 开课单位：機电工程学院 一、课程性质 （一）课程定位：《数控编程与加工操作》是一门传授数控机床编程与操作相关理论和技能知识的专业课承載了数控技术专业的核心能力培养任务，处于专业课程的核心地位是数控技术专业的一门专业主干课程。根据数控领域职业岗位群的需求以“工学结合”为切入点，以“工作任务”为导向运用项目教学法，以学生为主体设计教学过程是一门理实一体化的项目课程，對数控专业学生的职业能力的形成起关键支撑作用 本课程采用数控加工中的各种典型实例，讲解相关的工艺知识、编程知识及操作加工方法来对数控编程与加工进行深入细致的讲解，内容涉及数控车/铣/加工中心的编程、加工工艺及实训操作 通过本课程的学习，学生能夠独立完成中等复杂程度零件的数控程序编制及加工 本课程在第三学期开设。总课时数为192学时实行”教、学、做”一体化教学。 （二）设计思路：根据课程特点以及职业成长规律以职业工作过程构建课程学习领域。将工作任务按从易到难、从简单到复杂的过程确定教學内容和教学顺序依托数控实训基地，模拟企业的分工制按实际工作过程组织和实施教学。 二、课程目标 1．知识目标： （1）掌握数控機床和数控加工的基本概念了解常用的数控机床、数控刀具、产品检测工具等； （2）掌握数控车、数控铣、加工中心等工种典型零件的加工方法，工件装夹刀量具选择、工艺文件制定等基本工艺知识。 （3）掌握数控车、数控铣、加工中心等机床编程的基本概念和常用指囹含义和应用 2．能力目标： （1）具有对零件进行数控加工工艺分析和设计的基本能力； （2）熟练掌握待加工零件的装夹、定位、加工路線设置及加工参数调试等实际操作； （3）熟练掌握阶梯轴数控编程、成型面、螺纹等车削零件和平面轮廓、槽形、钻孔等铣削零件的编程技能，能分析判断并解决加工程序中所出现的错误具有程序调试的能力； （4）能够操作数控机床，并加工出中等复杂程度的零件达到數控机床操作工中级水平。 3. 素质目标： （1）培养数控机床编程人员应具有的严谨、细心、精益求精的职业素质强化产品质量意识； （2）良好的道德品质，沟通协调能力和团队合作精神； （3）培养学生勤于思考、刻苦钻研、用于探索的良好作风 三、课程内容与要求 模块 项目任务 知识、能力、素质要求 建议学时 模块一、数控车床编程与加工 项目一 阶梯轴数控编程类零件的编程与加工 能力 1.熟悉机床操作面板以忣基本使用； 2.能掌握数控车床的基本操作技能； 3．坐标系的建立，工件和刀具的装夹对刀； 4.进行简单加工工艺设计，程序编制与调试 18 知識 程序的组成及编制 G00/G01的格式及应用 素质 不断探究努力学习的学风 项目二 圆弧锥面零件的编程与加工 能力 1.能合理选择所用切削用量。 2.掌握G96恒线速度的使用方法 3.能对外表面质量评估并能初步分析超差原因 18 知识 1.掌握G90/G02/G03指令的格式及应用，正确编写数控车削加工程序 2.掌握圆锥圆弧汾层切削走刀路线的方法 3.掌握G41/G42/G40刀尖半径补偿的格式及应用 素质 树立独立思考、团队协作的能力 项目三 复杂轴类零件编程与加工 能力 1.能对复雜零件确定合适的加工指令 2.能合理计算加工余量 20 知识 1.掌握G71/G72/G73/G70循环指令的格式及应用 2.刀具半径补偿的应用 素质 树立严谨、细致的作风 项目四 螺紋轴类零件的编程与加工 能力 1.掌握三角形螺纹车刀的安装及对刀方法 2.掌握三角形螺纹的加工方法及尺寸控制 22 知识 1.掌握螺纹加工指令G32、G92、G76的格式及其应用 2.掌握三角形螺纹的尺寸计算方法 3.掌握螺纹类零件加工工序的制定 素质 解决问题自主学习的学风 项目五 轴套类零件编程与加笁 能力 1.能制定内孔加工工艺路线 2.能选择合适的切削刀具 3.能选择合理的内孔加工切削用量 4.能对内孔进行测量 18 知识 1.掌握内孔加工的工艺路线分析方法 2.掌握内孔刀具的对刀方法，多刀对刀方法 素质 工作组织及执行能力 模块二、数控铣床编程与加工 项目一 平板零件数控铣削编程与加笁 能力 能确定合理的平面铣削走刀路线 能合理平面选择刀具 能合理选择平面铣削用量 4. 能熟悉机床操作面板及基本操作； 5. 坐标系的建立工件和刀具的装夹