第三章 數(shù)控車床程序編制及操作

1、第三章第三章 數(shù)控數(shù)控車車床程序床程序編編制及操作制及操作教教 案案 授授 課課 計計 劃劃教 師 姓 名王斌武授課形式講授授課時數(shù)2授 課 課 次第 5 次課授課班級授課章節(jié)及教學內容第三章第三章 數(shù)控車削加工技術數(shù)控車削加工技術第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)控車床簡介數(shù)控車床簡介數(shù)控車床的用途、組成及布局、分類，數(shù)控車床的典型結構第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)控車削的加工工藝與工裝數(shù)控車削的加工工藝與工裝11一、數(shù)控車削加工的工藝分析本課次教學內容重點、難點與要求內容重點：數(shù)控車床的組成及布局、分類，數(shù)控車床的典型結構。內容難點：數(shù)控車床的典型結構。教學要求：了解數(shù)控車床的用途，熟悉數(shù)控車床的組成及布局、分類，理解數(shù)

2、控車床的典型結構，能進程數(shù)控車削加工的工藝分析。使用教室及教具多媒體教室課外作業(yè)31、2備注該內容采用講練結合、討論啟發(fā)式等教學方法。第第 5 5 次次 課課 授授 課課 提提 綱綱第三章第三章 數(shù)控數(shù)控車車削加工技削加工技術術第一第一節(jié)節(jié) 數(shù)控數(shù)控車車床床簡簡介介一、概述一、概述（一）數(shù)控車床的用途（一）數(shù)控車床的用途數(shù)控車床能對軸類或盤類等回轉體零件自動地完成內、外圓柱面，圓錐面，圓弧面和直、錐螺紋等工序的切削加工，并能進行切槽、鉆、擴和鉸等工作。它是目前國內使用極為廣泛的一種數(shù)控機床，約占數(shù)控機床總數(shù)的 25。（二）數(shù)控車床的組成及布局（二）數(shù)控車床的組成及布局1數(shù)控車床的組成及特點圖

3、3-1 為一種全功能型數(shù)控車床，一般由以下幾個部分組成：（1）主機（2）數(shù)控裝置（3）伺服驅動系統(tǒng)（4）輔助裝置與普通車床相比較，數(shù)控車床的結構有許多特點： 2數(shù)控車床的布局數(shù)控車床的布局形式與普通車床基本一致，但數(shù)控車床的刀架和導軌的布局形式有很大變化，直接影響著數(shù)控車床的使用性能及機床的結構和外觀。此外，數(shù)控車床上都設有封閉的防護裝置。（1）床身和導軌的布局如圖 3-2（a）所示為平床身的布局如圖 3-2（b）所示為斜床身的布局如圖 3-2（c）所示為平床身斜滑板的布局（2）刀架的布局 分為排式刀架和回轉式刀架兩大類。目前兩坐標聯(lián)動數(shù)控車床多采用回轉刀架，它在機床上的布局有兩種形式。一種是

4、用于加工盤類零件的回轉刀架，其回轉軸垂直于主軸；另一種是用于加工軸類和盤類零件的回轉刀架，其回轉軸平行于主軸。四坐標軸控制的數(shù)控車床，床身上安裝有兩個獨立的滑板和回轉刀架，也稱為雙刀架四坐標數(shù)控車床。其上每個刀架的切削進給量是分別控制的，因此兩刀架可以同時切削同一工件的不同部位，既擴大了加工范圍，又提高了加工效率，適合于加工曲軸、飛機零件等形狀復雜、批量較大的零件。（三）數(shù)控車床的分類（三）數(shù)控車床的分類隨著數(shù)控車床制造技術的不斷發(fā)展，形成了產品繁多、規(guī)格不一的局面，因而也出現(xiàn)了幾種不同的分類方法。1按數(shù)控系統(tǒng)的功能分類（1）經濟型數(shù)控車床（2）全功能型數(shù)控車床 如圖 3-1 所示，它一般采用

5、閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)，具有高剛度、高精度和高效率等特點。（3）車削中心（4）FMC 車床2按加工零件的基本類型分類（1）卡盤式數(shù)控車床（2）頂尖式數(shù)控車床3按主軸的配置形式分類（1）臥式數(shù)控車床（2）立式數(shù)控車床具有兩根主軸的車床，稱為雙軸臥式數(shù)控車床或雙軸立式數(shù)控車床。4其他分類按數(shù)控系統(tǒng)的不同控制方式等指標，數(shù)控車床可分為直線控制數(shù)控車床、輪廓控制數(shù)控車床等；按特殊或專門的工藝性能可分為螺紋數(shù)控車床、活塞數(shù)控車床、曲軸數(shù)控車床等；按刀架數(shù)量可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車床；另外也有把車削中心列為數(shù)控車床一類的。二、數(shù)控車床的典型結構二、數(shù)控車床的典型結構下面主要介紹全功能型數(shù)控車床的典

6、型結構。1主傳動系統(tǒng)數(shù)控車床主運動要求速度在一定范圍內可調，有足夠的驅動功率，主軸回轉軸心線的位置準確穩(wěn)定，并有足夠的剛性與抗振性。圖 3-3 為濟南第一機床廠生產的 MJ-50 型數(shù)控車床的傳動系統(tǒng)圖。2進給傳動系統(tǒng)數(shù)控車床進給傳動系統(tǒng)是用數(shù)字控制 X、Z 坐標軸的直接對象，工件最后的尺寸精度和輪廓精度都直接受進給運動的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。為此，數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)應充分注意減少摩擦力，提高傳動精度和剛度，消除傳動間隙以及減少運動件的慣量等。為使全功能型數(shù)控車床進給傳動系統(tǒng)要求高精度、快速響應、低速大轉矩，一般采用交、直流伺服進給驅動裝置，通過滾珠絲杠螺母副帶動刀架移動。刀架的

7、快速移動和進給移動為同一條傳動路線。如圖 3-3 所示，MJ-50 數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)分為 X 軸進給傳動和 Z 軸進給傳動。3自動回轉刀架數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分，其結構直接影響機床的切削性能和工作效率。回轉式刀架上回轉頭各刀座用于安裝或支持各種不同用途的刀具，通過回轉頭的旋轉分度和定位，實現(xiàn)機床的自動換刀?；剞D刀架分度準確，定位可靠，重復定位精度高，轉位速度快，夾緊性好，可以保證數(shù)控車床的高精度和高效率。按照回轉刀架的回轉軸相對于機床主軸的位置，可分為立式和臥式回轉刀架。1）立式回轉刀架（2）臥式回轉刀架4機床尾座如圖 3-4 所示為 MJ-50 數(shù)控車床出廠時配置的標準尾座

8、結構簡圖。第二第二節(jié)節(jié) 數(shù)控數(shù)控車車削的加工工削的加工工藝藝與工裝與工裝一、數(shù)控車削加工的工藝分析一、數(shù)控車削加工的工藝分析理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應能使數(shù)控機床的功能得到合理的應用和充分的發(fā)揮。除必須熟練掌握其性能、特點和使用操作方法外，還必須在編程之前正確地確定加工工藝。由于生產規(guī)模的差異，對于同一零件的車削加工方案是有所不同的，應根據(jù)具體條件，選擇經濟、合理的車削工藝方案。（一）加工工序劃分（一）加工工序劃分在數(shù)控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序。與普通機床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點，常用的工序劃分原則有以下兩種：1保

9、持精度原則2提高生產效率的原則實際生產中，數(shù)控加工工序的劃分要根據(jù)具體零件的結構特、技術要求等情況綜合考慮。（二）加工路線的確定（二）加工路線的確定下面舉例分析數(shù)控車床加工零件時常用的加工路線。1車圓錐的加工路線分析在車床上車外圓錐時可以分為車正錐和車倒錐兩種情況，而每一種情況又有兩種加工路線。如圖 3-5 所示為車正錐的兩種加工路線。按圖（a）車正錐時，需要計算終刀距 S。假設圓錐大徑為 D，小徑為 d，錐長為 L，背吃刀量為 ap，則由相似三角形可得：(D-d)/2L=ap/S 則：S=2Lap/(D-d)，按此種加工路線，刀具切削運動的距離較短。當按圖（b）的走刀路線車正錐時，則不需要計

10、算終刀距 S，只要確定了背吃刀量 ap，即可車出圓錐輪廓，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變形的，且刀切削運動的路線較長。圖 3-6 為車倒錐的兩種加工路線，車錐原理與正錐相同。圖 3-6 為車倒錐的兩種加工路線，車錐原理與正錐相同。2車圓弧的加工路線分析應用 G02（或 G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實際切削時，需要多刀加工，先將大部分余量切除，最后才車得所需圓弧。下面介紹車圓弧常用的加工路線。圖 3-7 為車圓弧的車圓法切削路線。即用不同半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次背吃刀量 ap后，對 90 圓弧的起點、終點坐標

11、較易確定。圖（a）的走刀路線較短，但圖（b）加工的空行程時間較長。此方法數(shù)值計算簡單，編程方便，常采用，可適合于較復雜的圓弧。圖 3-8 為車圓弧的車錐法切削路線，即先車一個圓錐，再車圓弧。但要注意車錐時的起點和終點的確定。若確定不好，則可能損壞圓弧表面，也可能將余量留得過大。確定方法是連接 OB 交圓弧于 D，過 D 點作圓弧的切線 AC。由幾何關系得：CD=DB=OB-OD=2R-R=0.414R此為車錐時的最大切削余量，即車錐時，加工路線不能超過 AB 線。由 CD 與 ABC 的關系，可得：AB=BC=2CD=0.586R這樣可確定出車錐時的起點和終點。當 R 不太大時，可取 AB=B

12、C=0.5R此方法數(shù)值計算較繁，但其刀具切削路線較短。3車螺紋時軸向進給距離的分析車螺紋時，刀具沿螺紋方向的進給應與工件主軸旋轉保持嚴格的速比關系。如圖 3-9所示。這樣在切削螺紋時，能保證在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。教教 案案 授授 課課 計計 劃劃教 師 姓 名王斌武授課形式講授授課時數(shù)2授 課 課 次第 6 次課授課班級授課章節(jié)及教學內容第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)控車削的加工工藝與工裝數(shù)控車削的加工工藝與工裝22二、數(shù)控車削加工工藝及工裝。第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控車削的程序編制數(shù)控車削的程序編制11一、數(shù)控車床的編程特點；二、車削數(shù)控系統(tǒng)功能；三 、數(shù)控車削編程基礎：坐標系統(tǒng)、對刀

13、問題本課次教學內容重點、難點與要求內容重點：數(shù)控車削加工及工裝、數(shù)控車床的編程特點、數(shù)控車削的對刀問題。內容難點：數(shù)控車床刀具的選擇及對刀點、換刀點的確定，對刀問題。教學要求：基本熟悉數(shù)控車削加工及工裝、數(shù)控車床的編程特點，掌握數(shù)控車削的對刀問題。使用教室及教具多媒體教室課外作業(yè)34、5備注該內容采用講練結合、討論啟發(fā)式等教學方法。第第 6 6 次次 課課 授授 課課 提提 綱綱二、數(shù)控車削加工及工裝二、數(shù)控車削加工及工裝（一）夾具的選擇、工件裝夾方法的確定（一）夾具的選擇、工件裝夾方法的確定1夾具的選擇數(shù)控加工時夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。

14、選用夾具時，通?？紤]以下幾點：（1）盡量選用可調整夾具，組合夾具及其它適用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產準備時間。 （2）在成批生產時，才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。（3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。（4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。2夾具的類型數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在可調卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾座頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉。3零件的安裝數(shù)控車床上零件的安裝方法與普通車床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，主要注意以下兩點：（

15、1）力求設計、工藝與偏程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于提高編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后，加工出全部待加工面。（二）切削用量的確定（二）切削用量的確定數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。1主軸轉速的確定主軸轉速應根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為：n=1000v/d計算的主軸轉速 n 最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉速而定。2進給速度的確定進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性

16、質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。確定進給速度的原則是：（1）當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在 100200mm/min 范圍內選取。（2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在2050mm/min 范圍內選取。（3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應選小些，一般在2050mm/min 范圍內選取。（4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設定該機床數(shù)控系統(tǒng)設定的最高進給速度。3背吃刀量確定背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，

17、這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少許精加工余量，一般為 0.20.5mm。以上切削用量（ap 、f、v）選擇是否合理，對于實現(xiàn)優(yōu)質、高產、低成本和安全操作具有很重要的作用。車削用量的選擇原則是：（1）粗車時，首先考慮選擇一個盡可能大的背吃刀量 ap，其次選擇一個較大的進給量f,最后確定一個合適的切削進度 v 。增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進給量 f有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對于提高生產效率，減少刀具消耗，降低加工成本是有利的。（2）精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且均勻，因此選擇較?。ǖ惶。┑谋吵缘读?ap和進

18、給量 f ，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度 v。（3）在安排粗、精車削用量時，應注意機床說明書給定的允許切削用量范圍。對于主軸采用交流變頻調速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉速時扭矩降低，尤其應注意此時的切削用量選擇。表 3-1 所示為數(shù)控車削用量推薦表，供編程時參考?？傊邢饔昧康木唧w數(shù)值應根據(jù)機床性能，相關的手冊并結合實際經驗用模擬方法確定。同時，使主軸轉速、背吃刀量及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。（三）刀具的選擇及對刀點、換刀點的確定（三）刀具的選擇及對刀點、換刀點的確定1刀具的選擇與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需

19、要剛性好，精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調整方便，以滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削性能的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質合金）,并使用可轉位刀片。（1）車削用刀具及其選擇 數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成形車刀三類。尖形車刀圓弧形車刀成形車刀（2）標準化刀具 目前，數(shù)控機床上大多使用系列化，標準化刀具，對可轉位機夾外圓車刀，端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標準及系列化型號。2對刀點、換刀點的確定工件裝夾方式在機床確定后，通過確定工件原點來確定工件坐標系，加工程序中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。在程序執(zhí)行

20、的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置的原則是：（1）便于數(shù)值計算和簡化程序編制。（2）易于找正并在加工過程中便于檢查。（3）引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上。為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上。例：以外圓或孔定位零件，可以取外圓或孔的中心與端面的交點作為對刀點。加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點” ，是指刀架轉動換刀時的位置

21、。換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。第三第三節(jié)節(jié) 數(shù)控數(shù)控車車削的程序削的程序編編制制一、數(shù)控車床的編程特點一、數(shù)控車床的編程特點數(shù)控車床的編程的編程有如下特點：（1）在一個程序段中，根據(jù)圖樣上標注的尺寸，可以采用絕對值編程、增量值編程或二者混合編程。（2）由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上和測量時都是以直徑值表示，所以用絕對值編程時，X 以直徑值表示；用增量值編程時，以徑向實際位移量的二倍值表示，并附上方向符號（正向可以省略） 。（3）為提高工件的徑向尺寸精度，X 向的脈沖當量取 Z 向的一半。（4）由于車削加工常用棒料或鍛料作為毛坯，加工余量較大，所以為簡化編程，

22、數(shù)控裝置常具備不同形式的固定循環(huán)，可進行多次重復循環(huán)切削。（5）編程時，常認為車刀刀尖是一個點，而實際上為了提高刀具壽命和工件表面質量，車刀刀尖常磨成一個半徑不大的圓弧，因此為提高加工精度，當編制圓頭刀程序時，需要對刀具半徑進行補償。數(shù)控車床一般都具有刀具半徑自動補償功能（G41，G42） ，這時可直接按工件輪廓尺寸編程。對不具備刀具半徑自動補償功能的數(shù)控車床，編程時需先計算補償量。二、車削數(shù)控系統(tǒng)功能二、車削數(shù)控系統(tǒng)功能數(shù)控機床加工中的動作在加工程序中用指令的方式事先予以規(guī)定，這類指令有準備功能 G、輔助功能 M、刀具功能 T、主軸轉速功能 S 和進給功能 F 之分。對于準備功能 G 和輔助

23、功能 M，我國已依據(jù)（ISO105-1975（E）國際標準制訂了我國 JB3208-83 部頒標準。編程人員在編程前必須對自己使用的數(shù)控系統(tǒng)的功能進行仔細的研究，以免發(fā)生錯誤。本書主要以 FANUC-6T 系統(tǒng)為例介紹數(shù)控車床數(shù)據(jù)控系統(tǒng)功能。1準備功能準備功能又稱“G”功能或“G”代碼，它是建立機床或控制數(shù)控系統(tǒng)工作方式的一種命令。FANUC-6T 系統(tǒng)常用準備功能標準如表 3-2 所示。2輔助功能輔助功能又稱“M”功能。主要用來表示機床操作時的各種輔助動作及其狀態(tài)。FANUC6T 系統(tǒng)常用輔助功能標準如表 3-3 所示。3F、T、S 功能（1）F 功能 用來指定進給速度，由地址 F 和其后面

24、的數(shù)字組成。在含有 G99 程序段后面，再遇到 F 指令時，則認為 F 所指定的進給速度單位為 mm/r。系統(tǒng)開機狀態(tài)為 G99，只有輸入 G98 指令后，G99 才被取消。而 G98 為每分鐘進給，單位為mm/min。（2）T 功能 該指令用來控制數(shù)控系統(tǒng)進行選刀和換刀。用地址 T 和其后的數(shù)字來指定刀具號和刀具補償號。車床上刀具號和刀具補償號有兩種形式，即 T1+1 或 T2+2，具體格式和含義如下：T 0 0 T 00 00 刀具號 刀補號 刀具號 刀補號在 FANUC-6T 系統(tǒng)中，這兩種形式均可采用，通常采用 T2+2 形式，例如 T0101 表示采用 1 號刀具和 1 號刀補。（3

25、）S 功能 用來指定主軸轉速或速度，用地址 S 和其后的數(shù)字組成。G96、G97 、G50 三、數(shù)控車削編程基礎三、數(shù)控車削編程基礎（一）坐標系統(tǒng)（一）坐標系統(tǒng)1數(shù)控車床坐標系數(shù)控車床的坐標系以徑向為 X 軸方向，縱向為 Z 軸方向，如圖 3-10。數(shù)控車床的坐標系原點為機床上的一個固定的點，一般為主軸旋轉中心與卡盤后的端面之交點，即圖中的 O 點。參考點也是機床上的一個固定點，它是刀具退離到一個固定不變的極限點，其位置由機械擋塊來確定，即圖中的 O點。2工件坐標系（編程坐標系）工件坐標系是編程時使用的坐標系，故又稱為編程坐標系。在編程時，應首先確定工件坐標系，工件坐標系的原點也稱為工件原點，

26、如圖 3-11 所示的 O 點或 O點上。（二）對刀問題（二）對刀問題在數(shù)控車床上加工時，工件坐標系確定好后，還需確定刀尖點在工件坐標系中的位置，即對刀問題。常用的對刀方法為試切對刀。如圖 3-12 所示，試切對刀的具體方法是：如圖（a）所示、如圖（b）所示。教教 案案 授授 課課 計計 劃劃教 師 姓 名王斌武授課形式講授授課時數(shù)2授 課 課 次第第 7 7 次課次課授課班級授課章節(jié)及教學內容第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控車削的程序編制數(shù)控車削的程序編制22三 、數(shù)控車削編程基礎：數(shù)控車削常用的各種指令、刀具半徑補償、固定循環(huán)功能本課次教學內容重點、難點與要求內容重點：數(shù)控車削常用的各種指令、刀具半徑補

27、償、固定循環(huán)功能。內容難點：刀具半徑補償、固定循環(huán)功能。教學要求：熟悉數(shù)控車削常用的各種指令、刀具半徑補償，基本掌握固定循環(huán)功能。使用教室及教具多媒體教室課外作業(yè)36備注該內容采用案例式、講練結合式、仿真式等教學方法。第第 7 7 次次 課課 授授 課課 提提 綱綱（三）數(shù)控車削常用的各種指令（三）數(shù)控車削常用的各種指令不同的數(shù)控車床，其編程功能指令基本相同，但也有個別功能指令的定義有所不同，這里以 FANUC0T 系統(tǒng)為例介紹數(shù)控車床的基本編程功能指令。1快速點定位指令（G00）該指令使刀架以機床廠設定的最快速度按點位控制方式從刀架當前點快速移動至目標點。該指令沒有運動軌跡的要求，也不需規(guī)定

28、進給速度。指令格式：G00 X_Z_，或 G00 U_W_【例題 3-】 快速進刀（00）編程，如圖 3-13 所示。直線插補指令（01）該指令用于使刀架以給定的進給速度從當前點直線或斜線移動至目標點，即可使刀架沿軸方向或軸方向作直線運動，也可以兩軸聯(lián)動方式在、軸內作任意斜率的直線運動。指令格式：G01 X_Z_F_，或 G01 U_ W_F_如進給速度值已在前段程序中給定且不需改變，本段程序也可不寫出；若某一軸沒有進給，則指令中可省略該軸指令?！纠} 3-】外圓柱切削編程，如圖 3-14 所示。圓弧插補指令（G02、G03）該指令用于刀架作圓弧運動以切出圓弧輪廓。02 為刀架沿順時針方向作圓

29、弧插補，而03 則為沿逆時針方向的圓弧插補。指令格式：G02 X_Z_I_K_F_，或 G02 X_Z_R_F_ G03 X_Z_I_K_F_，或 G03 X_Z_R_F_直線插補指令（01）該指令用于使刀架以給定的進給速度從當前點直線或斜線移動至目標點，即可使刀架沿軸方向或軸方向作直線運動，也可以兩軸聯(lián)動方式在、軸內作任意斜率的直線運動。指令格式：G01 X_Z_F_，或 G01 U_ W_F_如進給速度值已在前段程序中給定且不需改變，本段程序也可不寫出；若某一軸沒有進給，則指令中可省略該軸指令?！纠} 3-】外圓柱切削編程，如圖 3-14 所示。圓弧插補指令（G02、G03）該指令用于刀架

30、作圓弧運動以切出圓弧輪廓。02 為刀架沿順時針方向作圓弧插補，而03 則為沿逆時針方向的圓弧插補。指令格式：G02 X_Z_I_K_F_，或 G02 X_Z_R_F_ G03 X_Z_I_K_F_，或 G03 X_Z_R_F_指令格式：04 P_指令中后的數(shù)值表示暫停時間。自動回原點指令（G28）該指令使刀具由當前位置自動返回機床原點或經某一中間位置再返回到機床原點，如圖 3-18 所示。指令格式：G28 X(U)_Z(W)_T00指令中的坐標為中間點坐標，其中 X 坐標必須按直徑給定。直接返回機床原點時，只需將當前位置設定為中間點即可。刀具復位指令 T00 必須寫在 G28 指令的同一程序段

31、或該程序段之前。刀具以快速方式返回機床原點。工件坐標系設定指令（50）該指令用以設定刀具出發(fā)點（刀尖點）相對于工件原點的位置，即設定一個工件坐標系，有的數(shù)控系統(tǒng)用 G92 指令。該指令是一個非運動指令，只起預置寄存作用，一般作為第一條指令放在整個程序的前面。指令格式：G50 X_Z_指令中的坐標即為刀具出發(fā)點在工件坐標系下的坐標值。【例題 3-5】工件坐標系設定，如圖 3-19 所示。（四）刀具半徑補償（四）刀具半徑補償 目前數(shù)控車床都具備有刀具半徑自動補償功能。編程時只需按工件的實際輪廓尺寸編程即可，不必考慮刀具的刀尖圓弧半徑的大??；加工時由數(shù)控系統(tǒng)將刀尖圓弧半徑加以補償，便可加工出所要求的

32、工件。1刀尖圓弧半徑的概念任何一把刀具，不論制造或刃磨得如何鋒利，在其刀尖部分都存在一個刀尖圓弧，它的半徑值是個難于準確測量的值，如圖 3-20 所示。編程時，若以假想刀尖位置為切削點，則編程很簡單。但任何刀具都存在刀尖圓弧，當車削圓柱面的外徑、內徑或端面時，刀尖圓弧的大小并不起作用；但當車倒角、錐面、圓弧或曲面時，就將影響加工精度。圖 3-21 表示了以假想刀尖位置編程時過切削及欠切削現(xiàn)象。刀具半徑補償?shù)膶嵤?）G40解除刀具半徑指令（）G41刀具半徑左補償指令（）G42刀具半徑右補償指令圖 3-22 表示了根據(jù)刀具與工件的相對位置及刀具的運動方向如何選用 G41 或 G42 指令。（五）

33、固定循環(huán)功能（五）固定循環(huán)功能在數(shù)控車床上對外圓柱、內圓柱、端面、螺紋等表面進行粗加工時，刀具往往要多次反復地執(zhí)行相同的動作，直至將工件切削到所要求的尺寸。于是在一個程序中可能會出現(xiàn)很多基本相同的程序段，造成程序冗長。為了簡化編程工件，數(shù)控系統(tǒng)可以用一個程序段來設置刀具作反復切削，這就是循環(huán)功能。固定循環(huán)功能包括單一固定循環(huán)和復合固定循環(huán)功能。單一固定循環(huán)指令常用有以下幾種指令：（）外徑、內徑切削循環(huán)指令 G90 可完成外徑、內徑及錐面粗加工的固定循環(huán)。 切削圓柱面 指令格式為：G90 X(U)_Z(W)_(F_)如圖 3-23 所示?！纠} 3-6】用 G90 指令編程，工件和加工過程如圖

34、3-24 所示，程序如下：切削錐面 指令格式：G90 X(U)_Z(W)_I_(F_)如圖 3-25 所示，X(U)、Z(W)的意義同前。I 值為錐面大、小徑的半徑差，其符號的確定方法是：錐面起點坐標大于終點坐標時為正，反之為負。復合固定循環(huán)指令它應用在切除非一次加工即能加工到規(guī)定尺寸的場合，主要在粗車和多次切螺紋的情況下使用，它主要有以下幾種：（）外徑、內徑粗車循環(huán)指令 G71 該指令將工件切削到精加工之前的尺寸，精加工前工件形狀及粗加工的刀具路徑由系統(tǒng)根據(jù)精加工尺寸自動設定。指令格式：G71 Pns Qnf Uu Ww Dd(F_S _T_)如圖 3-26 所示為 G71 粗車外徑的加工路

35、線。圖中 C 粗車循環(huán)的起點，A 是毛坯外徑與端面輪廓的交點。當此指令用于工件內徑輪廓時，G71 就自動成為內徑粗車循環(huán)，此時徑向精車余量 u 應指定為負值。（）端面粗車循環(huán)指令 G72 它適用于圓柱棒料毛坯端面方向粗車，其功能與 G71基本相同，不同之處是 G72 只完成端面方向粗車，刀具路徑按徑向方向循環(huán)，其刀具循環(huán)路徑如圖 3-27 所示，指令格式和其地址含義與 G71 的相同。（）閉合車削循環(huán)指令 G73 它適用于毛坯輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近時的粗車。例如，一些鍛件、鑄件的粗車，此時采用 G73 指令進行粗加工將大大節(jié)省工時，提高切削效率。其功能與 G71、G72 基本相同，所不

36、同的是刀具路徑按工件精加工輪廓進行循環(huán)，其走刀路線如圖 3-28 所示。指令格式：G73 Pns Qnf Ii Kk Uu Ww Dd(F_S_T_)（）精加工循環(huán)指令 G70 用于執(zhí)行 G71、G72、G73 粗加工循環(huán)指令后的精加工循環(huán)。指令格式：G70 Pns Qnf 指令中的 ns、nf 與前幾個指令的含義相同。在 G70 狀態(tài)下，ns 至 nf 程序中指定的F、S、T 有效；當 ns 至 nf 程序中不指定 F、S、T 時，則粗車循環(huán)中指定的 F、S、T 有效?！纠} 3-7】用 G70、G71 指令編程，如圖 3-29 所示。教教 案案 授授 課課 計計 劃劃教 師 姓 名王斌武授

37、課形式講授授課時數(shù)2授 課 課 次第第 8 8 次課次課授課班級授課章節(jié)及教學內容第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)控車削加工實例數(shù)控車削加工實例數(shù)控車床的操作、數(shù)控車削實例本章小結本章小結本課次教學內容重點、難點與要求內容重點：數(shù)控車床的操作、數(shù)控車削實例。內容難點：數(shù)控車削應用實例。教學要求：熟悉數(shù)控車床的操作，掌握數(shù)控車削實例。使用教室及教具多媒體教室課外作業(yè)37、8備注該內容采用案例式、講練結合式、仿真式、歸納法等教學方法。第第 8 8 次次 課課 授授 課課 提提 綱綱第四第四節(jié)節(jié) 數(shù)控數(shù)控車車削加工削加工實實例例一、數(shù)控車床的操作一、數(shù)控車床的操作盡管不同的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控車床的功能有些差異，數(shù)控車床

38、的操作面板也有一些變化，但其基本功能和操作面板的基本形式大同小異。下面介紹 HCNC1T 車削數(shù)控系統(tǒng)配簡易型數(shù)控車床 CJK6032 的操作面板，如圖 3-30 所示。操作面板上各按鍵的功能如下：（1）電源開關；（2）急停按鈕；（3）超程解除按鈕；（4）工作方式選擇波段開關；（5）自動方式；（6）單段方式；（7）手動/點動方式 ；（8）步進方式；（9）回零方式；（10）進給倍率；（11）刀位選擇；（12）循環(huán)啟動；（13）進給保持；（14）機床鎖??；（15）冷卻液開/關；（16）主軸正轉/主軸停止/主軸反轉/主軸點動； 二、數(shù)控車削實例二、數(shù)控車削實例【例題 3-8】已知毛坯為30mm 的棒料，材料為 45 鋼，試數(shù)控車削成如圖 3-31 所示的正錐。1根據(jù)零件圖樣要求和毛坯情況，確定工藝方案及加工路線對短軸類零件，軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤一次裝夾完成粗精加工。其工步順序如下：（1） 粗車端面及外圓錐面，留 1mm 精車余量。（2）精車外圓錐面到尺寸。（3）按第一種車錐路線進行加工，終刀距 S1=8mm，S2=16mm。選擇機床設備根據(jù)零件圖樣要求，可選用 MJ-50 型數(shù)控臥式車床。選擇刀具 根據(jù)加工要求，選用