數(shù)控車削加工技術(shù) 教案全套 王振 項目1-11 數(shù)控車削工藝基礎(chǔ)-編制典型零件車削工藝及程序

PAGEPAGE7數(shù)控車削加工技術(shù)課程教案授課時間第周授課方式（請打√）□講授□上機□實驗/訓(xùn)□其它課時安排授課題目（章節(jié)或單位課時）：項目一數(shù)控車削工藝基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）：1.認(rèn)知常見的數(shù)控車床2.掌握數(shù)控加工工藝的制定的方法3.了解數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展方向教學(xué)重點與難點：1.了解數(shù)控車床的組成和分類2.掌握數(shù)控車削工藝的特點3.學(xué)習(xí)數(shù)控加工工藝的制定教學(xué)內(nèi)容備注1.1數(shù)控車床簡介1.1.1數(shù)控車床的分類1．按數(shù)控系統(tǒng)的功能分（1）全功能型數(shù)控車床（2）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床（3）車削中心2．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3.按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分類：（1）兩軸控制的數(shù)控車床（2）四軸控制的數(shù)控車床（3）多軸控制的數(shù)控車床1.1.2數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)特點

與傳統(tǒng)車床相比，數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)有以下特點：1.由于數(shù)控車床刀架的兩個方向運動分別由兩臺伺服電動機驅(qū)動，所以它的傳動鏈短。2.多功能數(shù)控車床是采用直流或交流主軸控制單元來驅(qū)動主軸，按控制指令作無級變速，主軸之間不必用多級齒輪副來進(jìn)行變速。3.數(shù)控車床的第三個結(jié)構(gòu)特點是輕拖動。4.為了拖動輕便，數(shù)控車床的潤滑都比較充分，大部分采用油霧自動潤滑。5.由于數(shù)控機床的價格較高、控制系統(tǒng)的壽命較長，所以數(shù)控車床的滑動導(dǎo)軌也要求耐磨性好。6.數(shù)控車床還具有加工冷卻充分、防護(hù)較嚴(yán)密等特點，自動運轉(zhuǎn)時一般都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。7.數(shù)控車床一般還配有自動排屑裝置。1.1.3數(shù)控車床用途及主要加工對象1．精度要求高的零件2．表面粗糙度值小的零件3．表面輪廓形狀復(fù)雜的零件4．帶特殊螺紋的零件5．淬硬回轉(zhuǎn)體零件1.2數(shù)控車削工藝特點1.2.1數(shù)控車削工藝的基本特點1．車削外圓車削外圓是最常見、最基本的車削方法，如圖1.12所示：圖1.1275°外圓車刀車削外圓面2．車削內(nèi)圓(孔)車削內(nèi)圓(孔)是指用車削方法擴(kuò)大工件的孔或加工工件的內(nèi)表面。這也是常用的車削方法之一。孔的形狀不同，車孔的方法也有差異。車通孔如圖1.13(a)所示：在車削盲孔和臺階孔時，車刀要先縱向進(jìn)給，當(dāng)車到孔的根部時再橫向進(jìn)給，從外向中心進(jìn)給車端面或臺階端面，如圖1.13(c)、(d)所示：圖1.13常見內(nèi)圓加工方式3．車削平面車削平面主要指的是車端平面(包括臺階端面)，常見的方法有：(1)使用45°偏刀車削平面，可采用較大切削深度，切削順利，表面光潔，大、小平面均可車削，如圖1.14所示：圖1.1445°車刀車削端面方式(2)使用90°左偏刀從外向中心進(jìn)給車削平面，適用于加工尺寸較小的平面或一般的臺階端面，如圖1.15(a)所示：(3)使用右偏刀車削平面，刀頭強度較高，適用于車削較大平面，尤其是鑄鍛件的大平面，如圖1.15(b)所示：圖1.1590°左偏刀和右偏刀車削端面方式4．車削錐圓錐面可分為內(nèi)錐面和外錐面，可以分別視為內(nèi)圓、外圓的一種特殊形式，如圖1.16所示：圖1.16圓錐面車削方式5．車削螺紋車削螺紋也是最常見、最基本的一種車削工藝，如圖1.17所示：圖1.17螺紋車削方式1.2.2數(shù)控車削工藝分析的主要內(nèi)容數(shù)控車削加工工藝包括以下主要內(nèi)容：1.分析被加工零件的工藝性；2.擬定加工工藝路線，包括劃分工序、選擇定位基準(zhǔn)、安排加工順序和組合工序等；3.設(shè)計加工工序，包括選擇工裝夾具與刀具、確定走刀路線、確定切削用量等；4.編制工藝文件。1.3認(rèn)識典型的數(shù)控車床1.3.1數(shù)控車床的組成1．機床本體

數(shù)控車床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對加工精度有一定影響，加工中又是自動控制，不能像在普通車床那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補償，所以其設(shè)計要求比普通機床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新結(jié)構(gòu)，以加強剛性、減小熱變形、提高加工精度，如圖1.19所示機床本體部件：

圖1.19機床本體部件結(jié)構(gòu)圖2．?dāng)?shù)控裝置（CNC）

數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，主要包括微處理器CPU、存儲器、局部總線、外圍邏輯電路以及與數(shù)控系統(tǒng)的其他組成部分聯(lián)接的各種接口等。數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)完全由軟件處理輸入信息，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高，如圖1.20所示：圖1.20數(shù)控裝置3．輸入/輸出設(shè)備

鍵盤、磁盤機等是數(shù)控機床的典型輸入設(shè)備。除此以外，還可以用串行通信的方式輸入。

4．伺服單元

伺服單元是數(shù)控裝置和機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它將來自數(shù)控裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號。

5．驅(qū)動裝置

伺服單元和驅(qū)動裝置合稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，如圖1.21所示伺服驅(qū)動器和伺服電機，它是機床工作的動力裝置，數(shù)控裝置的指令要靠伺服驅(qū)動系統(tǒng)付諸實施。圖1.21伺服驅(qū)動器和伺服電機6.

可編程控制器

如圖1.22所示可編程控制器（PLC）己成為數(shù)控機床不可缺少的控制裝置。圖1.22可編程控制器7.測量裝置

測量裝置也稱反饋元件，通常安裝在機床的工作臺或絲杠上，相當(dāng)于普通機床的刻度盤和人的眼睛，它把機床工作臺的實際位移轉(zhuǎn)變成電信號反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號，以控制機床向消除該誤差的方向移動。1.3.2數(shù)控車床技術(shù)參數(shù)數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)有:最大回轉(zhuǎn)直徑，最大車削直徑，最大車削長度，最大棒料尺寸，主軸轉(zhuǎn)速范圍，X、Z軸行程，X、Z軸快速移動速度，定位精度，重復(fù)定位精度，刀架行程，刀位數(shù)，刀具裝夾尺寸，

主軸頭型式，主軸電機功率，進(jìn)給伺服電機功率，尾座行程，

卡盤尺寸，

機床重量，輪廓尺寸(長×寬×高)等。數(shù)控車削加工技術(shù)課程教案授課時間第周授課方式（請打√）□講授□上機□實驗/訓(xùn)□其它課時安排授課題目（章節(jié)或單位課時）：項目二制定數(shù)控車削工藝教學(xué)目的與要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）：1.根據(jù)圖紙能編制合理的加工工藝規(guī)程2.掌握如何分析零件圖3.掌握加工順序、走刀路徑的安排和工量夾具的選擇教學(xué)重點與難點：1.零件圖的分析2.工藝參數(shù)的設(shè)定3.工藝流程的設(shè)定教學(xué)內(nèi)容備注2.1分析零件圖2.1.1零件圖分析1.構(gòu)成零件輪廓的幾何要素分析圖2.2幾何要素缺陷示意圖2.尺寸標(biāo)注方法分析在數(shù)控車床的編程中，點、線、面的位置一般都是以工件坐標(biāo)原點為基準(zhǔn)的。如圖2.3所示集中引注尺寸標(biāo)注法：圖2.3集中引注尺寸標(biāo)注法3.精度及技術(shù)要求分析2.1.2結(jié)構(gòu)工藝性分析表2.1零件結(jié)構(gòu)工藝性分析示例序號零件結(jié)構(gòu)工藝性不好工藝性好1孔離箱壁太近，鉆頭在圓角處易引偏；箱壁高度尺寸大，需加長鉆頭方能鉆孔加長箱耳，不需加長鉆頭，只要使用上允許將箱耳設(shè)計在某一端，則不需加長箱耳，即可方便加工2車螺紋時，螺紋根部易打刀；且不能清根留有退刀槽，可使螺紋清根，避免打刀3插齒無退刀空間,小齒輪無法加工大齒輪可滾齒或插齒，小齒輪可以插齒加工4兩端軸頸需磨削加工，因砂輪圓角而不能清根留有砂輪越程槽，磨削時可以清根5斜面鉆孔，鉆頭易引偏只要結(jié)構(gòu)允許留出平臺，可直接鉆孔6錐面加工時易碰傷圓柱面，且不能清根可方便地對錐面進(jìn)行加工7加工面高度不同，需兩次調(diào)整刀具加工，影響生產(chǎn)率加工面在同一高度，一次調(diào)整刀具可加工2個平面8加工鍵槽時，需調(diào)整方向兩次加工將階梯軸的兩個鍵槽設(shè)計在同一方向上，一次裝夾即可對2個鍵槽加工9加工面大，加工時間長，平面度誤差大加工面減小，節(jié)省工時，減少刀具損耗并且容易保證平面度要求10內(nèi)壁孔出口處有階梯面，鉆孔時孔易鉆偏或鉆頭折斷內(nèi)壁孔出口處平整，鉆孔方便，易保證孔中心位置度2.2制訂數(shù)控車削工藝方案2.2.1擬定工藝路線1.加工方法的選擇1）數(shù)控車削外回轉(zhuǎn)表面加工方法的選擇表2.2外圓表面加工方案序號加

工

方

案經(jīng)濟(jì)精度級表面粗糙度Ra值／μm適用范圍1粗車IT11以下50～12.5適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車一半精車IT8～106.3～3.23粗車一半精車一精車IT7～81.6～0.84粗車一半精車一精車一滾壓（或拋光）IT7～80.2～0.0255粗車一半精車一磨削IT7～80.8～0.4主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車一半精車一粗磨一精磨IT6～70.4～0.17粗車一半精車一粗磨一精磨一超精加工（或輪式超精磨）IT50.1～Rz0.18粗車一半精車一精車一金剛石車IT6～70.4～0.025主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車一半精車一粗磨一精磨一超精磨或鏡面磨IT5以上0.025～Rz0.05極高精度的外圓加工10粗車一半精車一粗磨一精磨一研磨IT5以上0.1～Rz0.052）數(shù)控車削內(nèi)回轉(zhuǎn)表面加工方法的選擇表2.3孔加工方案序號加

工

方

案經(jīng)濟(jì)精度級表面粗糙度Ra值/μm適

用

范

圍1鉆IT11～1212.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬（但表面粗糙度稍大，孔徑小于15～20㎜)2鉆—鉸IT93.2～1.63鉆—鉸—精鉸IT7～81.6～0.84鉆—擴(kuò)IT10～1112.5～6.3同上，但孔徑大于15～20㎜5鉆—擴(kuò)—鉸IT8～93.2～1.66鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸IT71.6～0.87鉆—擴(kuò)—機鉸—手鉸IT6～70.4～0.18鉆—擴(kuò)—拉IT7～91.6～0.1大批大量生產(chǎn)（精度由拉刀的精度而定）9粗鏜（或擴(kuò)孔）IT11～1212.5～6.3除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）IT8～93.2～1.611粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜（鉸）IT7～81.6～0.812粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜—浮動鏜刀精鏜IT6～70.8～0.413粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—磨孔IT7～80.8～0.2主要用于淬火鋼也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—粗磨—精磨IT6～70.2～0.115粗鏜—半精鏜—精鏜—金鋼鏜IT6～70.4～0.05主要用于精度要求高的有色金屬加工16鉆—（擴(kuò)）—粗鉸—精鉸—珩磨；鉆—（擴(kuò)）—拉—珩磨；粗鏜—半精鏜—精鏜—珩磨IT6～70.2～0.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨IT6級以上2.加工順序的安排1）先粗后精2）先近后遠(yuǎn)3）內(nèi)外交叉4）刀具集中5）基面先行2.2.2確定走刀路線（1）刀具引入、切出（2）確定最短的空行程路線1）靈活設(shè)置程序循環(huán)起點。2）合理安排返回?fù)Q刀點。（3）確定最短的切削進(jìn)給路線（4）零件輪廓精加工一次走刀完成2.2.3數(shù)控車削加工工序劃分與設(shè)計1.數(shù)控車削加工工序劃分方法數(shù)控車削加工工序劃分常有以下幾種方法：（1）按安裝次數(shù)劃分工序。（2）按加工部位劃分工序。（3）按所用刀具劃分工序。（4）按粗、精加工劃分工序。2.數(shù)控車削加工工序設(shè)計（1）確定裝夾方案1）三爪自定心卡盤裝夾2）四爪單動卡盤裝夾3）軟爪裝夾4）中心孔定位裝夾5）利用其它工裝夾具裝夾（2）選用刀具1)常用數(shù)控焊接車刀2）機械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀①刀片形狀②刀桿頭部形式③成形加工刀具的選擇（3）確定切削用量1）選擇切削用量的一般原則①粗車切削用量選擇②精車、半精車切削用量選擇2）背吃刀量ap的確定在車床主體、夾具、刀具和零件這一系統(tǒng)剛度允許的條件下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。3）進(jìn)給量f的確定粗加工時，進(jìn)給量根據(jù)工件材料、車刀刀桿直徑、工件直徑和背吃刀量按表2.5進(jìn)行選取。4）主軸轉(zhuǎn)速的確定n=1000式中n──主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；Vc──切削速度（m/min）；d──工件加工表面或刀具的最大直徑（mm）2.2.4數(shù)控車削加工工藝文件1.數(shù)控加工工序卡2.數(shù)控加工刀具卡3.數(shù)控加工走刀路線圖2.3分析典型零件數(shù)控加工工藝2.3.1軸類零件數(shù)控車削加工工藝根據(jù)下圖2.21所示的待車削零件，材料為45號鋼，在數(shù)控車床上需要進(jìn)行的工序為：切削Ф56mm、Ф34mm和Ф30mm的外圓；R50mm弧面、錐面、退刀槽、螺紋及倒角。要求分析工藝過程與工藝路線并制定工藝文件。圖2.21軸類零件圖1.零件圖工藝分析2.零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式3.選擇設(shè)備4.確定加工順序及進(jìn)給路線5.刀具的選擇6.切削用量的選擇表2.11數(shù)控加工工藝卡片單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號典型軸工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001三爪卡盤和活動頂尖數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格㎜主軸轉(zhuǎn)速r/mm進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm備注1平端面T0225×25500手動2鉆中心孔T015950手動3粗車輪廓T0225×255002003自動4精車輪廓T0325×2512001800.25自動5粗車螺紋T0325×253209600.4自動6精車螺紋T0325×253209600.1自動編制XXX審核XXX批準(zhǔn)XXX年月日數(shù)控車削加工技術(shù)課程教案授課時間第周授課方式（請打√）□講授□上機□實驗/訓(xùn)□其它課時安排授課題目（章節(jié)或單位課時）：項目三數(shù)控車削編程基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）：1.掌握程序文件的格式；2.掌握編程的步驟和規(guī)則3.掌握機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的感念教學(xué)重點與難點：1.掌握坐標(biāo)系規(guī)定原則及坐標(biāo)軸確定方法；2.掌握機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的感念；教學(xué)內(nèi)容備注3.1數(shù)控編程概述3.1.1數(shù)控編程的步驟一般說來，數(shù)控編程的步驟為：分析零件圖樣→數(shù)控加工工藝設(shè)計→數(shù)值計算→編寫零件加工程序單→程序存儲→程序校驗和試切。1.分析零件圖樣2.數(shù)控加工工藝設(shè)計3.數(shù)值計算4.編寫程序單5.程序存儲6.程序檢驗和試切3.1.2數(shù)控編程基礎(chǔ)知識1.程序的結(jié)構(gòu)與格式1）程序結(jié)構(gòu)加工程序可分為主程序和子程序，無論是主程序還是子程序，每一個程序都是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。程序的內(nèi)容則由若干程序段組成，程序段是由若干程序字組成，每個程序字又由地址符和帶符號或不帶符號的數(shù)值組成，程序字是程序指令中的最小有效單位。2）程序格式數(shù)控機床有三種程序段格式：固定順序，表格順序，字地址格式。固定順序格式和分隔符程序段格式現(xiàn)在已不使用。在字地址可變程序段格式中，程序字長是不固定的，程序字的個數(shù)也是可變的，程序字的順序是任意排列的。N順序號G準(zhǔn)備功能X±坐標(biāo)運動尺寸Y±坐標(biāo)運動尺寸Z±坐標(biāo)運動尺寸F進(jìn)給速度S主軸轉(zhuǎn)速M輔助功能附加指令N07G01Z－30F200程序段號地址符號數(shù)字地址符號符號數(shù)字地址符號數(shù)字3）程序中常用地址符及其含義由英文字母表示的地址符和若干位數(shù)字組成程序字。表3-1列出了編程中常用地址符的含義2.數(shù)控編程中的指令代碼在數(shù)控編程中，我國的國際上都廣泛使用G指令代碼，M指令代碼及Ｆ、Ｓ、Ｔ指令，來描述加工工藝過程和數(shù)控機床的運動特征特征。國際上采用的是ISO-1056-1975E標(biāo)準(zhǔn)，我國制訂了與該標(biāo)準(zhǔn)等效的JB3208-83標(biāo)準(zhǔn)。（1）準(zhǔn)備功能G指令（2）坐標(biāo)功能字（3）進(jìn)給功能指令（4）主軸功能指令（5）刀具功能指令（6）輔助功能指令3.2數(shù)控車床坐標(biāo)系3.2.1數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定原則1.右手直角坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系為右手直角坐標(biāo)系（圖3-1）。它規(guī)定了X、Y、Z三座標(biāo)軸的關(guān)系：用右手的拇指、食指和中指分別代表X、Y、Z三軸，三個手指互相垂直，所指方向分別為X、Y、Z軸的正方向。圍繞X、Y、Z各軸的回轉(zhuǎn)分別用A、B、C表示，其正向用右手螺旋定則確定。與+X、+Y、+Z、……+C相反的方向用帶“′”的+X′、+Y′、+Z′……+C′表示。圖3.1右手直角坐標(biāo)系2.刀具運動坐標(biāo)與工件運動坐標(biāo)數(shù)控機床的坐標(biāo)系是機床運動部件進(jìn)給運動的坐標(biāo)系。由于進(jìn)給運動可以是刀具相對于工件的運動（車床），也可以是工件相對于刀具的運動（銑床），所以統(tǒng)一規(guī)定：有字母不帶“′”的坐標(biāo)表示刀具相對于“靜止”工件而運動的刀具運動坐標(biāo)；帶“′”的坐標(biāo)表示工件相對于“靜止”刀具而運動的工件運動坐標(biāo)。3.運動的正方向運動的正方向是使刀具與工件之間距離增大的方向。3.2.3數(shù)控機床的兩種坐標(biāo)系數(shù)控機床的坐標(biāo)系包括機床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系兩種。1.機床坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系又稱為機械坐標(biāo)系，是機床運動部件的進(jìn)給運動坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸及方向按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。其坐標(biāo)原點的位置則由各機床生產(chǎn)廠設(shè)定，稱為機床原點（或零點）。數(shù)控車床的機床坐標(biāo)系（OXZ）的原點O，一般位于卡盤端面，或離爪端面一定距離處，或位于機床零點。2.工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系又稱編程坐標(biāo)系，供編程用。為使編程人員在不知道是“刀具移近工件還是“工件移近刀具”的情況下，就可根據(jù)圖紙確定機床加工過程，所以規(guī)定工件坐標(biāo)是“刀具相對工件而運動”的刀具運動坐標(biāo)系。3.絕對坐標(biāo)與相對坐標(biāo)運動軌跡的坐標(biāo)相對于起點計量的坐標(biāo)系，稱為相對坐標(biāo)系（或增量坐標(biāo)系）。所有坐標(biāo)點的坐標(biāo)值均從某一固定坐標(biāo)原點計量的坐標(biāo)系，稱為絕對坐標(biāo)系。3.2.4機床原點與機床參考點機床原點又稱為機械原點，它是機床坐標(biāo)的原點。該點是機床上的一個固定的點，其位置是由機床設(shè)計和制造單位確定的，通常不允許用戶改變。機床參考點是采用增量式測量的數(shù)控機床所特有的，機床原點是由機床參考點體現(xiàn)出來的。機床參考點是一個硬件點。3.3FANUC車削系統(tǒng)常用G指令及應(yīng)用1.3.1數(shù)控車床的組成3.3.1與坐標(biāo)和坐標(biāo)系有關(guān)的指令1.工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92指令用來設(shè)定刀具在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，屬于模態(tài)指令，其設(shè)定值在重新設(shè)定之前一致有效。程序段格式為：G92XZX、Z為刀位點在工件坐標(biāo)系中的初始位置。2.工件坐標(biāo)系選擇指令工件坐標(biāo)系選擇指令有G54、G55、G56、G57、G58、G59。均為模態(tài)指令。3.局部坐標(biāo)設(shè)定指令局部坐標(biāo)設(shè)定指令為G52。屬于非模態(tài)指令，僅在本程序段中有效。程序段格式為：G52XZACX、Z為局部坐標(biāo)系原點在工件坐標(biāo)系中的有向距離，A、C是相對于X、Z三個軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)。立以后，絕對值方式編程的移動指令就是在該局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。4.直接機床坐標(biāo)系編程指令直接機床坐標(biāo)系編程指令G53，屬于非模態(tài)指令，只在本程序段中有效。在含有G53指令的程序段中，利用絕對值編程的移動指令的坐標(biāo)位置是相對于機床坐標(biāo)系的。5.絕對值編程指令與增量值編程指令絕對值編程指令是G90，增量值編程指令是G91，它們是一對模態(tài)指令。3.3.2運動路徑控制指令1.單位設(shè)定指令與單位有關(guān)的指令主要有尺寸單位設(shè)定指令和進(jìn)給速度單位設(shè)定指令。2.快速定位指令G00為快速定位指令，該指令的功能是要求刀具以點位控制方式從刀具所在位置以各軸設(shè)定的最高允許速度移動到指定位置，屬于模態(tài)指令。它只實現(xiàn)快速移動，并保證在指定的位置停止。程序段格式為：G00XZX、Z為目標(biāo)點坐標(biāo)。3.線性進(jìn)給指令線性進(jìn)給指令G01指令即直線插補指令，該指令的功能是指令刀具相對于工件以直線插補運算聯(lián)動方式，按程序段中規(guī)定的進(jìn)給速度F，由某坐標(biāo)點移動到另一坐標(biāo)點，插補加工出任意斜率的直線。4.圓弧進(jìn)給及螺旋線進(jìn)給指令G02、G03為圓弧插補指令，該指令的功能是使機床在給定的坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行圓弧插補運動。5暫停指令G04為暫停指令，該指令的功能是使刀具作短暫的無進(jìn)給加工(主軸仍然在轉(zhuǎn)動)，經(jīng)過指令的暫停時間后再繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，以獲得平整而光滑的表面。G04指令為非模態(tài)指令。其程序段格式為：G04X（或P或F或S）3.4FANUC車削系統(tǒng)常用M指令及應(yīng)用1.M00—程序停止指令M00指令實際上是一個暫停指令。功能是執(zhí)行此指令后，機床停止一切操作。即主軸停轉(zhuǎn)、切削液關(guān)閉、進(jìn)給停止。但模態(tài)信息全部被保存，在按下控制面板上的啟動指令后，機床重新啟動，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。該指令主要用于工件在加工過程中需停機檢查、測量零件、手工換刀或交接班等。2.M01—計劃停止指令M01指令的功能與M00相似，不同的是，M01只有在預(yù)先按下控制面板上“選擇停止開關(guān)”按鈕的情況下，程序才會停止。如果不按下“選擇停止開關(guān)”按鈕，程序執(zhí)行到M01時不會停止，而是繼續(xù)執(zhí)行下面的程序。M01停止之后，按啟動按鈕可以繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。該指令主要用于加工工件抽樣檢查，清理切屑等。3.M02—程序結(jié)束指令M02指令的功能是程序全部結(jié)束。此時主軸停轉(zhuǎn)、切削液關(guān)閉，數(shù)控裝置和機床復(fù)位。該指令寫在程序的最后一段。4.M03、M04、M05—主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止指令M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)。所謂主軸正轉(zhuǎn)，是從主軸向Z軸正向看，主軸順時針轉(zhuǎn)動；反之，則為反轉(zhuǎn)。M05表示主軸停止轉(zhuǎn)動。M03、M04、M05均為模態(tài)指令。要說明的是有些系統(tǒng)(如華中數(shù)控系統(tǒng)CJK6032數(shù)控車床)不允許M03和M05程序段之間寫入M04，否則在執(zhí)行到M04時，主軸立即反轉(zhuǎn)，進(jìn)給停止，此時按“主軸?！卑粹o也不能使主軸停止。5.M06—自動換刀指令M06為手動或自動換刀指令。當(dāng)執(zhí)行M06指令時，進(jìn)給停止，但主軸、切削液不停。M06指令不包括刀具選擇功能，常用于加工中心等換刀前的準(zhǔn)備工作。6.M07、M08、M09—冷卻液開關(guān)指令M07、M08、M09指令用于冷卻裝置的啟動和關(guān)閉。屬于模態(tài)指令。M07表示2號冷卻液或霧狀冷卻液開。M08表示1號冷卻液或霧狀冷卻液開。M09表示關(guān)閉冷卻液開關(guān)，并注銷M07、M08、M50及M51（M50、M51為3號、4號冷卻液開）。且是缺省值。7.M30—程序結(jié)束指令M30指令與M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自動返回程序起始位置，為加工下一個工件作好準(zhǔn)備。8.M98、M99—子程序調(diào)用與返回指令M98為調(diào)用子程序指令，M99為子程序結(jié)束并返回到主程序的指令。3.5數(shù)控車床的倒角功能任務(wù)導(dǎo)入：車削加工如圖3.13所示的含倒角結(jié)構(gòu)的軸類零件。圖3.13含倒角結(jié)構(gòu)的軸案例分析在FANUC0i車削數(shù)控系統(tǒng)中，G01指令還具有對回轉(zhuǎn)體類工件的臺階和端面交接處，實現(xiàn)自動倒45?倒角和倒圓角功能。完成此項任務(wù)，需掌握的知識如下：1.自動倒45?倒角格式：G01X_C_F_用于由X軸向Z軸過度倒直角，C值有正負(fù)之分。倒直角指向Z軸負(fù)向，則C值為負(fù)；倒直角指向Z軸正向，則C值為正。格式：G01Z_C_F_用于由Z軸向X軸過度倒直角，C值有正負(fù)之分。倒直角指向X軸負(fù)向，則C值為負(fù)；倒直角指向X軸正向，則C值為正。2.自動倒圓角格式：G01X_R_F_用于X軸向Z軸向過渡圓角，R值有正負(fù)之分。倒圓角指向Z軸負(fù)向，則R值為負(fù)；倒直角指向Z軸正向，則R值為正。格式：G01Z_R_F_用于Z軸向X軸向過渡圓角，R值有正負(fù)之分。倒圓角指向X軸負(fù)向，則R值為負(fù)；倒直角指向X軸正向，則R值為正。數(shù)控車削加工技術(shù)課程教案授課時間第周授課方式（請打√）□講授□上機□實驗/訓(xùn)□其它課時安排授課題目（章節(jié)或單位課時）：項目四數(shù)控車削仿真加工教學(xué)目的與要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）：1.了解常見數(shù)控仿真軟件的種類。2.掌握常見數(shù)控仿真軟件的安裝方法。3.掌握仿真軟件的菜單功能。教學(xué)重點與難點：1.能根據(jù)加工工藝要求選擇數(shù)控刀具。2.能對仿真軟件進(jìn)行安裝工件和刀具的操作。3.能根據(jù)現(xiàn)有程序，直接輸入數(shù)控系統(tǒng)。教學(xué)內(nèi)容備注4.1數(shù)控車加工仿真軟件簡介4.1.1vnuc軟件簡介打開VNUC數(shù)控仿真系統(tǒng)，選擇機床則進(jìn)入圖4.1所示主界面。顯示屏上方為菜單欄，下方分為左右兩部分，左側(cè)為數(shù)控機床顯示區(qū)，右側(cè)為機床數(shù)控系統(tǒng)面板。功能簡介如下。圖4.1VNUC數(shù)控車床仿真系統(tǒng)操作界面1-主菜單2-數(shù)控操作面板3-報警信息欄4-機床顯示工具條5-數(shù)控機床顯示區(qū)1.菜單菜單欄有七個下拉式主菜單：“文件、顯示、工藝流程、工具、選項、教學(xué)管理、幫助”。點擊主菜單，則出現(xiàn)子菜單，其操作使用方法類似一般計算機軟件。2.機床顯示工具條（如圖4.2所示）（1）移動機床（2）旋轉(zhuǎn)機床（3）局部擴(kuò)大（4）擴(kuò)大和縮小機床圖4.2機床顯示工具條3.報警信息欄（如圖4.3所示）圖4.3報警信息欄4.數(shù)控機床顯示區(qū)（如圖4.4所示）數(shù)控機床顯示區(qū)內(nèi)真實再現(xiàn)了數(shù)控加工的動態(tài)過程，利用其左下角的操作鍵可以對三維視圖擴(kuò)大和縮小、局部擴(kuò)大、旋轉(zhuǎn)和移動等，以便從不同視角和比例顯示機床、刀具、工件及加工區(qū)狀況。5.數(shù)控裝置及操作面板（如圖4.4所示）圖4.4操作面板6.仿真加工步驟：數(shù)控仿真加工通常按以下步驟進(jìn)行：（1）針對加工對象進(jìn)行工藝分析與設(shè)計。（2）按機床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定格式與代碼編制NC程序并存盤。（3）打開仿真軟件選擇機床。（4）機床開機回參考點。（5）安裝工件。（6）安裝刀具。（7）建立工件坐標(biāo)系。（8）編輯或上傳NC語言。（9）校驗程序。（10）自動加工。其中，前兩項應(yīng)在上機操作前充分準(zhǔn)備。4.1.2上海宇龍數(shù)控仿真軟件簡介打開宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)，選擇機床則進(jìn)入圖4.5所示主界面。顯示屏上方為菜單欄，下方分為左右兩部分，左側(cè)為數(shù)控機床顯示區(qū)，右側(cè)為機床數(shù)控系統(tǒng)面板，功能簡介如下。圖4.5宇龍數(shù)控車床仿真系統(tǒng)操作界面1.主菜單菜單欄有九個下拉式主菜單：“文件、視圖、機床、零件、塞尺檢查、測量、互動教學(xué)、系統(tǒng)管理、幫助”。點擊主菜單，則出現(xiàn)子菜單，其操作使用方法類似一般計算機軟件。2.機床顯示工具條（如圖4.6所示）圖4.6機床顯示工具條3.報警信息欄（如圖4.7所示）圖4.7報警信息欄4.數(shù)控機床顯示區(qū)（如圖4.8所示）5.數(shù)控裝置及操作面板（如圖4.8所示）圖4.8操作面板4.2數(shù)控車仿真加工實例4.2.1VNUC仿真加工實例任務(wù)導(dǎo)入給定加工程序，利用VNUC數(shù)控車削仿真加工軟件完成仿真加工。仿真加工零件的零件圖如圖4.9所示，仿真加工零件仿真實物圖如圖4.10所示。圖4.9仿真加工零件的零件圖圖4.10仿真加工零件仿真實物圖實訓(xùn)1.啟動數(shù)控加工仿真系統(tǒng)2.選擇機床和數(shù)控系統(tǒng)3.仿真加工系統(tǒng)基本操作（1）啟動機床并回零（2）確定零件毛坯及裝夾工件4.對刀與偏置設(shè)置5.上傳（NC語言）加工程序及自動加工4.2.2宇龍仿真加工實例任務(wù)導(dǎo)入給定加工程序，利用宇龍數(shù)控車削仿真加工軟件完成仿真加工。仿真加工零件的零件圖如圖4.25所示，仿真加工零件仿真實物圖如圖4.26所示。圖4.25宇龍仿真加工零件圖實訓(xùn)1.啟動數(shù)控加工仿真系統(tǒng)2.選擇機床和數(shù)控系統(tǒng)3.仿真加工系統(tǒng)基本操作（1）啟動機床并回零（2）裝夾工件1）定義毛坯。2）單擊“確定”按鈕，將設(shè)定好的“毛坯1”添加到毛坯零件列表中。3）選擇毛坯1，單擊“安裝按鈕”按鈕，然后調(diào)整毛坯到合適的位置后單擊“確定”按鈕即可。4）刀具安裝。4.程序輸入5.程序校驗（1）單擊操作面板上的按鈕，將工作方式切換到自動加工狀態(tài)。（2）單擊編輯面板MDI鍵盤上的按鈕，進(jìn)入圖形模擬界面，單擊操作面板上的循環(huán)啟動按鈕，即可觀察加工程序的運行軌跡4.程序輸入數(shù)控車削加工技術(shù)課程教案授課時間第周授課方式（請打√）□講授□上機□實驗/訓(xùn)□其它課時安排授課題目（章節(jié)或單位課時）：項目五數(shù)控車床的操作教學(xué)目的與要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）：1.熟悉FANUC0iMate-TD系統(tǒng)面板，能通過系統(tǒng)面板輸入并編輯程序。2.熟悉機床操作面板，能通過機床操作面板對機床進(jìn)行基本操作。3.能熟練操作機床（包括開機、關(guān)機、回零、手動操作）。教學(xué)重點與難點：3.能熟練操作機床（包括開機、關(guān)機、回零、手動操作）。4.能熟練操作機床，掌握MDI輸入、程序編輯、刀具參數(shù)設(shè)置、自動加工等機床操作方法。教學(xué)內(nèi)容備注5.1FANUC0iMate-TD數(shù)控車床面板介紹5.1.1FANUC0iMate-TD系統(tǒng)面板5.1.2機床操作面板

5.2數(shù)控車床基本操作5.2.1開機與關(guān)機開機：打開機床電器柜電源開關(guān)→按機床面板的“控制器通電”按鈕→檢查“急?！卑粹o是否至松開狀態(tài)（若未松開，旋轉(zhuǎn)“急?！卑粹o，將其松開）→按“機床準(zhǔn)備”按鈕，開啟機床電源。關(guān)機：按“復(fù)位鍵”復(fù)位系統(tǒng)→按下“急?！卑粹o→按下機床操作面板上的“控制器斷電”按鈕→關(guān)閉機床總電源。5.2.2回零操作回零又叫回機床參考點。開機后，首先必須回零操作，其目的是建立機床坐標(biāo)系。操作方法有兩種：1.手動方式X軸回零：將“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“回零”狀態(tài)→按“軸選擇X”鍵→按“手動+”鍵。Z軸回零：按“軸選擇Z”鍵→按“手動+”鍵。2.MDI操作將“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“MDI”狀態(tài)，進(jìn)入MDI操作界面，輸入“G28U0W0”，再按“程序啟動”按鈕即可。回零操作時，應(yīng)先回X軸，再回Z軸。5.2.3手動操作1．手動/連續(xù)方式進(jìn)入手動操作模式:將機床面板上“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至手動狀態(tài)。手動操作軸的移動：通過“軸選擇”按鈕，選擇需要移動的X或Z坐標(biāo)軸，按“手動”按鍵，控制軸的正、負(fù)方向的移動。2．手輪操作刀架的運動可以通過手輪來實現(xiàn)。適用：微動、對刀、精確移動刀架等操作。（1）按下“軸選擇”按鈕中的X或Z，選擇需要移動的坐標(biāo)軸方向。（2）移動速度由“手動快速倍率”按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，選擇合適的倍率。倍率擋：“×1”——手輪每轉(zhuǎn)動一格相應(yīng)的坐標(biāo)軸移動0.001mm；“×10”——手輪每轉(zhuǎn)動一格相應(yīng)的坐標(biāo)軸移動0.01mm；“×100”——手輪每轉(zhuǎn)動一格相應(yīng)的坐標(biāo)軸移動0.1mm。（3）旋轉(zhuǎn)“手輪”，可精確控制機床進(jìn)給軸的移動。順時針轉(zhuǎn)動手輪，坐標(biāo)軸向正方向移動。逆時針轉(zhuǎn)動手輪，坐標(biāo)軸向負(fù)方向移動。5.2.4MDI操作MDI方式也叫數(shù)據(jù)輸入方式，它具有從操作面板輸入一個程序段或指令并執(zhí)行該程序段或指令的功能。常用于啟動主軸、換刀、對刀等操作中。操作步驟：1．將機床面板上“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至MDI狀態(tài)，進(jìn)入MDI方式。在MDI鍵盤上按“PROG”鍵，進(jìn)入編輯頁面。2．按“程序啟動”按鈕運行程序。用“RESET”可以清除輸入的數(shù)據(jù)。5.2.5編輯方式在編輯方式下，可以對程序進(jìn)行編輯和修改。1．顯示程序存儲器的內(nèi)容（1）將“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“編輯”狀態(tài)。（2）按“PROG”鍵顯示程式（PROGRAM）畫面。（3）按【LIB】軟鍵后屏幕顯示。如圖5.4所示：2．輸入新的加工程序操作步驟如下：（1）將“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“編輯”狀態(tài)。（2）按“PROG”鍵顯示程式（PROGRAM）畫面。（3）輸入程序名O0001，按“INSERT”鍵確認(rèn)，建立一個新的程序號。然后即可輸入程序的內(nèi)容。如圖5.5所示：（4）每輸入一個程序句后按“EOB”鍵表示語句結(jié)束，然后按“INSERT”鍵將該語句輸入。輸入結(jié)束，屏幕顯示語句。如圖5.6所示：3．編輯程序（1）檢索程序1）將“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“編輯”狀態(tài)。2）按“PROG”鍵，CRT顯示程式畫面。3）輸入要檢索的程序號（例O0100）。如圖5-7所示：4）按【O檢索】軟鍵，即可調(diào)出所要檢索程序。（2）檢索程序段（語句）檢索程序段需在已檢索出程序的情況下進(jìn)行。1）輸入要檢索的程序段號，如N6。2）按【檢索↓】軟鍵，光標(biāo)即移至所檢索的程序段N6所在的位置。如圖5.8所示：（3）檢索程序中的字1）輸入所需檢索的字Z-10.。2）以光標(biāo)當(dāng)前的位置為準(zhǔn)，向前面程序檢索，按【檢索↑】軟鍵；向后面程序檢索，按【檢索↓】軟鍵。光標(biāo)移至所檢索的字第一次出現(xiàn)的位置。如圖5.9所示：（4）字的修改例如：將Z-10.0改為Z1.0。1）將光標(biāo)移至Z-10.0位置（可用檢索方法）。2）輸入要改變的字Z1.0。3）按“ALERT”鍵，Z1.0將Z-10.0替換。如圖5.10所示：（5）刪除字例如:“N1G00X122.0Z1.0；”刪除其中的Z1.0。1）將光標(biāo)移至要刪除的字Z1.0位置。2）按“DELETE”鍵，Z1.0被刪除，光標(biāo)自動向后移。如圖5.11，5.12所示：（6）刪除程序段例如：刪除此程序段O0100；N1G50S3000；……1）將光標(biāo)移至要刪除的程序段第一個字N1處。2）按“EOB”鍵。3）按“DELETE”鍵，即刪除了整個程序段。（7）插入字例如：在程序段“G01Z20.0；”中插入X10.0改為G01X10.0Z20.0；。1）將光標(biāo)移動至要插入的字前一個字的位置（G01）處。2）鍵入X10.0。3）按“INSERT”鍵，插入完成，程序段變?yōu)椤癎01X10.0Z20.0；”。（8）刪除程序例如：刪除程序號為O0100的程序。1）“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“編輯“狀態(tài)。2）按“PROG”鍵選擇顯示程序畫面。3）輸入要刪除的程序號O0100。4）按“DELETE”鍵程序O0100被刪除。5.2.6刀具參數(shù)設(shè)置刀具參數(shù)設(shè)置如下，假設(shè)為1號刀。如圖5.13所示：對X軸：先車工件端面，按，按軟菜單鍵【形狀】，顯示刀補參數(shù)畫面，在刀補號G001中輸“Z0”，按軟菜單鍵【測量】，則Z坐標(biāo)方向設(shè)置好；對Z軸：試切外圓一刀，沿Z軸方向退刀，停主軸，測量工件直徑（假設(shè)測量值為φ42.36mm），然后按，按軟菜單鍵【形狀】，顯示刀補參數(shù)畫面，在刀補號G001中輸“X42.36”，按軟菜單鍵【測量】，則X坐標(biāo)方向設(shè)置好。如果有多把刀對刀，則其余刀具以同樣的方法，分別碰外圓和端面，設(shè)置同樣的數(shù)據(jù)并測量即可。5.2.7自動加工數(shù)控車床在啟動、程序編輯、刀具安裝、工件安裝找正、對刀等一系列操作后，便可進(jìn)入自動加工狀態(tài)，完成工件最終的實際切削加工。循環(huán)運行啟動時，還可以利用機床的相關(guān)功能，對加工程序、數(shù)據(jù)設(shè)置等進(jìn)行進(jìn)一步全面的檢查校驗，以確保自動加工時零件的加工質(zhì)量和機床的安全運行。1．自動運行的啟動（1）“方式選擇”開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“AUTO”狀態(tài)。（2）按“PROG”鍵，輸入要運行的程序號，按“光標(biāo)下移鍵”打開程序。（3）按復(fù)位鍵“RESET”，將程序復(fù)位，光標(biāo)指向程序的開始。（4）按循環(huán)啟動鍵，自動循環(huán)運行。如圖5.14所示：圖5.14自動加工前的狀態(tài)2．自動加工在自動運行狀態(tài)下按“功能選擇鍵”中不同的方式按鈕，可以選擇進(jìn)入不同的控制狀態(tài)。（1）跳步自動加工時，系統(tǒng)可跳過某些指定的程序段，稱跳步。在自動運行過程中，按“跳步”按鈕，使跳步功能有效，機床將在運行中跳過帶有“/”跳步符號的程序段向下執(zhí)行程序。例如，在某程序段首加上“/”（如/N4G97……），且面板上按下“跳步”開關(guān)，則在自動加工時，N4、N5兩句程序段被跳過不執(zhí)行；而當(dāng)釋放此開關(guān),“/”不起作用，該段程序被正常執(zhí)行。如圖5.15所示：（2）單步運行在自動加工試切時，出于安全考慮，可選擇單段執(zhí)行加工程序的功能。在自動運行中，按“單步”按鈕，使單步運行有效，機床在執(zhí)行完一個程序段后停止，每按一次數(shù)控啟動鍵，僅執(zhí)行一個程序段的動作，可使加工程序逐段執(zhí)行。（3）空運行自動加工啟動前，不將工件或刀具裝上機床，進(jìn)行機床空運轉(zhuǎn)，以檢查程序的正確性。按“空運行”按鈕，使空運行有效，此時按程序啟動按鍵，機床忽略程序指定的進(jìn)給速度，空運轉(zhuǎn)時的進(jìn)給速度與程序無關(guān)，以系統(tǒng)設(shè)定的快速運行程序。此操作常與機床鎖定功能一起用于程序的校驗，不能用于加工零件。（4）MST鎖定在自動執(zhí)行程序時，若按下“MST鎖定”按鈕，可以鎖定程序中的M、S、T功能，即程序中的M、S、T指令將不能執(zhí)行任何動作。（5）機床鎖定在自動執(zhí)行程序時，若按下“機床鎖定”按鈕，可以鎖定所有進(jìn)給軸，只能運行程序，但機床不會有任何進(jìn)給動作。通常，可以在空運行狀態(tài)，將“MST鎖定”和“機床鎖定”功能設(shè)置有效，在圖形軌跡顯示面板上檢查運行軌跡，以校驗程序的正確性。（6）圖形軌跡顯示有圖形模擬加工功能的數(shù)控車床，在自動加工前，為避免程序錯誤、刀具碰撞工件或卡盤，可對整個加工過程進(jìn)行圖形模擬加工，檢查刀具軌跡是否正確。在自動運行過程中，按下圖形“GRAPH”鍵可以進(jìn)入程序軌跡圖形模擬狀態(tài)，在CRT上顯示程序運行軌跡，以便對所使用的程序進(jìn)行檢驗。如圖5.16所示：3．自動運行的停止在自動運行過程中，除程序指令中的暫停（M00）、程序結(jié)束（M02、M30）等指令可以使自動運行停止外，操作者還可以使用操作面板上的“進(jìn)給保持”按鈕、“急?！卑粹o、復(fù)位鍵等功能來中斷或停止機床的自動加工。數(shù)控車削加工技術(shù)課程教案授課時間第周授課方式（請打√）□講授□上機□實驗/訓(xùn)□其它課時安排授課題目（章節(jié)或單位課時）：項目六外圓切削工藝及編程教學(xué)目的與要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）：1。熟悉車削加工的工藝特點及應(yīng)用范圍；2。了解車床的類型及組成，并能熟練操作車床；3。熟悉車刀類型，正確使用車床夾具與安裝方法；教學(xué)重點與難點：1.熟悉單一循環(huán)指令G90編程和相應(yīng)的編程計算2.掌握復(fù)合循環(huán)指令G71/G70編程應(yīng)用熟練掌握復(fù)合循環(huán)指令

3.熟悉G72/G73/G70編程和相應(yīng)的編程計算教學(xué)內(nèi)容備注6.1外圓車削工藝6.1.1任務(wù)分析本任務(wù)中，臺階零件表面主要是具有回轉(zhuǎn)特性的外圓面，而車削加工是外圓表面最經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，就其精度來說，一般適合于作為外圓表面粗加工和半精加工方法。為完成此項任務(wù)，需掌握的知識如下：

車削加工特點及應(yīng)用；車削加工裝備；外圓面車削加工工藝。6.1.2制定零件加工工藝過程1.車削加工工藝分析

車削臺階時，不僅要車削組成臺階的外圓，還要車削環(huán)形的端面，它是外圓車削和平面車削的組合。因此，車削臺階時既要保證外圓的尺寸精度和臺階面的長度要求，還要保證臺階平面與工件軸線的垂直度要求。車削臺階工件，一般分為粗車和精車，通常選用90°外圓車刀，車刀的裝夾應(yīng)根據(jù)粗車、精車和余量的多少來調(diào)整。

6.1.3實訓(xùn)按照圖6.8要求訓(xùn)DD1LL1Φ430-0.08Φ390-0.08300-0.05150-0.15Φ410-0.05Φ370-0.05310-0.15160-0.15Φ390-0.05Φ350-0.05320-0.10170-0.101、工藝裝備

1）刀具

90o45o硬質(zhì)合金車刀各一把

2）設(shè)備

CA6140車床

3）量具

0

～150游標(biāo)卡尺

25～50千分尺

2、操作步驟

1）用三爪卡盤夾住工件，外圓伸出長度45mm

2）先粗車外圓D+0.5mm和長度L，D1+0.5mm和長度L1。

3）再精車外圓至尺寸要求，倒角。6.2單一固定循環(huán)編程G906.2.1G90指令作用在外圓和內(nèi)孔的粗加工中，每車削一刀外圓都必須經(jīng)過進(jìn)刀——切削——退刀——返回這四個步驟，在一個工件加工中如要粗車多刀外圓，則每車一刀工件都必有以上四個指令段，G90就是具有把這四個程序段合并成一個指令來完成的循環(huán)功能。該指令有外圓車削循環(huán)功能和圓錐車削功能。6.2.2G90內(nèi)（外）徑切削循環(huán)1.G90圓柱面切削循環(huán)格式：G90X（U）_Z（W）_F_說明：X，Z：絕對編程時，終點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)U，W：增量編程時，終點相對于起點的位移量F：進(jìn)給速度圖6.10G90圓柱面切削路線圖例：A點為終點坐標(biāo)，程序為：G90X35Z-40F100；車刀運行的軌跡為：先快速到達(dá)X坐標(biāo)值，再以切削速度達(dá)到Z坐標(biāo)值（車外圓），以切削速度垂直退刀至X起點坐標(biāo)，再以快速移動返回到執(zhí)行G90時的起刀點即回到Z坐標(biāo)點。2.圓錐面切削循環(huán)格式：G90X（U）_Z（W）_R_F_說明：如圖所示，R為錐體大小端的半徑差。用增量值表示，其符號取決于刀具起于錐端面的位置，當(dāng)?shù)毒咂鹩阱F端大頭時，R為正值；起于錐端小頭時，R為負(fù)值。即起點坐標(biāo)大于終點坐標(biāo)時，R為正值，反之為負(fù)。圖6.11G90圓錐面切削路線圖例如：加工如圖6.12所示零件的程序如下：圖6.12G90圓錐面切削實例G90X40.Z20.R-5.F30；X30.；X20.；6.2.3G90指令特點1.單個指令即可運行4步。2.都是先快速到達(dá)X坐標(biāo)位置，再切削進(jìn)給到Z坐標(biāo)位置，最后再以切削進(jìn)給回到X坐標(biāo)起刀點，再以快速運行到指令的起刀點。3.指令中的X、Z坐標(biāo)值都是起刀點的對角點，即以起刀點和坐標(biāo)點為對角點所形成的矩形就是車刀的運行軌跡圖。4.執(zhí)行該指令完成后車刀都會回到指令的起始位置。5.如指令中的X、Z坐標(biāo)值比起刀點大，則運行方向就與上圖相反。6.如指令中的X方向無增量變化，則運行的軌跡為Z方向車外圓的切削進(jìn)給后再快速返回。7.在下一個程序段中，如無移動指令G00、G01等指令時，則可進(jìn)行同前一樣的固定循環(huán)。6.2.4程序編寫程序編寫的步驟：（1）設(shè)定工件坐標(biāo)原點，給工件建立坐標(biāo)系。一般工件坐標(biāo)原點設(shè)在工件右端面的軸線上或加工截止線的軸線上。（2）根據(jù)圖紙分析加工工藝，確定加工輪廓（3）制定加工方案，確定走刀路線。原則為：先粗后精、以最少的程序段，最短的走刀路線及最少的換刀次數(shù)完成工件的加工。（4）合理的工序及切削用量的合理選擇6.2.5實訓(xùn)圖6.13臺階軸實訓(xùn)圖表6.1程序表數(shù)控車床程序卡編程原點工件右端面與軸線交點編寫日期零件名稱臺階軸零件圖號圖6.13材料45#車床型號CJK6240夾具名稱三爪卡盤實訓(xùn)車間數(shù)控中心程序號O8002編程系統(tǒng)FANUC0-TD序號程序簡要說明N010G50X100Z100建立工件坐標(biāo)系N020M03S600T0101主軸正轉(zhuǎn)，選擇1號外圓粗車刀N030G98進(jìn)給速度設(shè)為mm/minN040G00X45Z2快速定位至45直徑，距端面正向2mmN050G94X-1Z0F100；切端面N060G90X35.5Z-35；進(jìn)給加工至（X35.5，Z-35）的位置N070X30.5Z-20；進(jìn)給加工至（X30.5，Z-20）的位置N080G00X100Z50；加工端面N090M03S600T0202；換精車刀N100G00X28Z1；精加工加工C1倒角起刀點N110G01Z0F60；從起刀點到工件表面N120X30Z-1；精車C1倒角N130Z-20；進(jìn)給加工至（X30，Z-20）的位置N140X33；精車第二個臺階倒角起刀點N150X35W-1；精車第二個臺階C1倒角N160Z-35；進(jìn)給加工至（X35.5，Z-35）的位置N170X42；X向退刀至42N180G00X100Z100；回?fù)Q刀點N190M30；程序結(jié)束6.3多重復(fù)合形狀粗車、精車循環(huán)編程指令—G71和G70任務(wù)導(dǎo)入:加工如圖6.14所示零件，其毛坯為棒料。工藝設(shè)計為:粗加工時切深5mm，進(jìn)給速度0.3mm/r，主軸轉(zhuǎn)速500r/min;精加工余量為4mm（直徑量），Z向2mm，進(jìn)給速度為0.15mm/r，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min。圖6.14G71走刀路線圖6.3.1G71—外徑/內(nèi)徑粗車循環(huán)該指令只需指定粗加工背吃刀量、精加工余量和精加工路線，系統(tǒng)便可自動給出粗加工路線和加工次數(shù)，完成各外圓表面的粗加工。如圖6.15所示，該功能指定最終切削路徑從起始點經(jīng)A

到

B。該命令以余量△d

為切削深度，以e為退刀量車掉指定的區(qū)域，留精加工預(yù)留量△u/2及△w

，最后在完成該切削進(jìn)程后刀具返回到循環(huán)起點。圖6.15G71加工示例圖1.格式：G71U（Δd）R（e）G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F_S_T_N（ns）……N（nf）說明：（1）程序段中各地址符的含義為：e：回刀時的徑向退刀量（由參數(shù)設(shè)定）；Δd：每次切削深度（沿AA′方向，半徑給定）；ns：精加工程序第一程序段順序號；nf：精加工程序最后程序段順序號；Δu：徑向（X軸方向）的精車余量；Δw：軸向（Z軸方向）的精車余量。2.G71指令運行特點：（1）指令運行前刀具先到達(dá)循環(huán)起點，一般設(shè)在比毛坯尺寸大1～2mm處；（2）指令運行中刀具依據(jù)給定的△d、e按矩形軌跡循環(huán)分層切削；（3）最后一次切削沿粗車輪廓連續(xù)走刀，留有精車余量△u、△w；（4）指令運行結(jié)束，刀具自動返回循環(huán)起點。6.3.2精加工循環(huán)指令—G70該指令用于切除G71指令粗加工后留下的余量，完成精加工。1.格式：G70PnsQnf；說明：（1）ns、nf含義與G71指令相同，并且數(shù)值應(yīng)一致；（2）應(yīng)與粗加工G71指令配合使用；（3）在G70狀態(tài)下，ns～nf程序段中指定的F、S、T有效。2.G70指令運行特點：刀具按ns～nf程序段指定的精車路線進(jìn)行一次連續(xù)切削，運行結(jié)束刀具返回循環(huán)起點。6.3.3程序編寫1.G71/G70指令的編程方法（1）適用條件：適用于棒料毛坯且形狀尺寸單向遞增的零件；（2）編程要點：1）G71指令前應(yīng)先定義循環(huán)起點（G00X_Z_;通常X取比毛坯直徑大1～2mm，Z取1～2）；2）G71指令格式兩段參數(shù)要正確合理（兩段參數(shù)地址碼分別是U、R、P、Q、U、W)；3）G71指令后緊跟精加工路線（根據(jù)零件圖編寫精車路線，首末兩段要標(biāo)記）；4）G70指令跟在精車路線之后（注意精車時F、S、T的變化）。2.指令的應(yīng)用場合（1）適于用G71指令編程圖6.16適用于G71加工圖例不適于用G71指令編程圖6.17不適用于G71加工圖例3.程序清單表6.2程序表數(shù)控車床程序卡編程原點工件右端面與軸線交點編寫日期零件名稱臺階軸零件圖號圖6.15材料45#車床型號CJK6240夾具名稱三爪卡盤實訓(xùn)車間數(shù)控中心程序號O0053編程系統(tǒng)FANUC0-TD序號程序簡要說明N010G50X200Z220建立工件坐標(biāo)系N020M03S500T0101；主軸正轉(zhuǎn)，選擇1號外圓刀N030G99進(jìn)給速度設(shè)為mm/rN040G00X128.Z182.粗車循環(huán)起點N050G71U2.R2.；調(diào)用粗車循環(huán)，每次切深2mm，留精加工余量單邊0.2mmN060G71P70Q130U0.2.W0.2.F0.3；N070G00X32.S800；(ns)精車循環(huán)起點N080G01Z140.F0.15；進(jìn)給加工至（X32，Z140）的位置N090X48.Z110.進(jìn)給加工至（X48，Z110）的位置N100Z90；進(jìn)給加工至（X48，Z90）的位置N110X80.Z80.；進(jìn)給加工至（X80，Z80）的位置N120Z60.；進(jìn)給加工至（X80，Z60）的位置N130X112.Z40.；(nf)進(jìn)給加工至（112，Z40）的位置N140G70P70Q130；精車循環(huán)N150G00X200.Z220.；回?fù)Q刀點N160M30；程序結(jié)束6.4固定形狀粗車循環(huán)編程指令—G73任務(wù)導(dǎo)入:加工如圖6.18所示零件，其毛坯為棒料。工藝設(shè)計為：粗加工分三刀進(jìn)行，第一刀留給后兩刀加工X、Z方向單邊余量均為14mm，進(jìn)給速度0.3mm/r，主軸轉(zhuǎn)速500r/min；精加工余量X向為4mm（直徑量），Z向為2mm，進(jìn)給速度0.15mm/r，主軸轉(zhuǎn)速800r/min。圖6.18G73加工實例圖為完成此項任務(wù)，需掌握的知識如下：封閉切削循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)，加工過程如圖6.19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。圖6.19G73指令走刀路線圖6.4.1G73—固定形狀粗車循環(huán)（仿形循環(huán)）1.指令格式G73U（Δi）W（Δk）R（d）G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F_S_T_說明：(1)地址符除Δi、Δk、d之外，其余與G71中的含義相同。Δi：X軸方向的退出距離和方向，即粗車時的徑向余量（半徑值）。Δk：Z軸方向的退出距離和方向，即粗車時的軸向余量。d：粗車循環(huán)次數(shù)。(2)當(dāng)Δi和Δk或Δu和Δw值分別由地址U和W規(guī)定時，它們的意義由G73程序段中的地址P和Q決定。當(dāng)P和Q沒有指定在同一個程序段中時，U和W分別表示Δi和Δk，當(dāng)P和Q指定在同一個程序段中時，U和W分別表示Δu和Δw。(3)有P和Q的G73指令執(zhí)行循環(huán)加工，不同的進(jìn)刀方式Δu、Δw、Δi和Δk的符號不同，應(yīng)予以注意，加工循環(huán)結(jié)束時，刀具返回到A點。指令特點：1)G73指令循環(huán)，可以按同一軌跡（仿形）重復(fù)切削，每次切削刀具向前移動一次。2）G73指令可用于X方向尺寸并非逐漸增大或減小的零件，即中間有內(nèi)凹或外凸的零件。3）G71只能用于加工單調(diào)性的零件，能用G71加工的零件，用G73也能加工。6.4.2程序編寫1.數(shù)控車床編程的步驟1）分析零件圖樣根據(jù)零件圖樣，分析零件的形狀、尺寸、精度要求、毛坯形式、材料與熱處理技術(shù)要求，選擇合適的數(shù)控設(shè)備。2）確定工藝過程通過對零件圖樣的全面分析，擬定零件的加工方案，充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能，提高數(shù)控機床使用的合理性與經(jīng)濟(jì)性。確定工件的裝夾方式，減少工件的定位和夾緊時間，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。選擇合理的加工順序和走刀路線，保證零件的加工精度和加工過程的全性，避免發(fā)生刀具與非加工表面的干涉。合理選擇刀具及其切削參數(shù)，充分發(fā)揮機床及刀具的加工能力，減少換刀次數(shù)，縮短走刀路線，提高生產(chǎn)效率。3）圖形的數(shù)學(xué)處理根據(jù)零件的幾何尺寸、工藝路線及設(shè)定的工件坐標(biāo)系，計算零件粗、精加工的運動軌跡。對于形狀比較簡單的零件(如直線和圓弧構(gòu)成的零件),要計算出各幾何元素的起、終點、圓心點、交點和切點的坐標(biāo)值。對于形狀比較復(fù)雜的零件(如非圓曲線、曲面構(gòu)成的零件),需要用直線段或圓弧段逼近，根據(jù)要求的精度計算出節(jié)點坐標(biāo)值，這種情況一般要用計算機來完成數(shù)值計算的工作。4）編寫程序單及程序的輸入根據(jù)計算出的刀具運動軌跡坐標(biāo)值和已確定的工藝參數(shù)及輔助動作，按照數(shù)控系統(tǒng)指定的功能指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單。將編寫好的程序單記錄在控制介質(zhì)上，通過手工輸入或通信傳輸?shù)姆绞捷斎氲綑C床的數(shù)控系統(tǒng)。5）程序校驗與首件試切程序必須經(jīng)校驗和首件試切才能正式使用。利用數(shù)控機床的空運行功能，觀察刀具的運動軌跡和坐標(biāo)顯示值的變化，檢驗數(shù)控程序。2.程序清單表6.3程序表數(shù)控車床程序卡編程原點工件右端面與軸線交點編寫日期零件名稱臺階軸零件圖號圖6.18材料45#車床型號CJK6240夾具名稱三爪卡盤實訓(xùn)車間數(shù)控中心程序號O0054編程系統(tǒng)FANUC0-TD序號程序簡要說明N010G50X200Z200；建立工件坐標(biāo)系N020M03S500T0101；主軸正轉(zhuǎn)，選擇1號外圓刀N030G99進(jìn)給速度設(shè)為mm/rN040G00X160.Z40.；粗車循環(huán)起點N050G73U14.W14.R3；調(diào)用粗車循環(huán)，徑向吃刀量14mm，留精加工余量單邊2mmN060G73P70Q130U2.W2.F0.3；N070G00X20.Z0；(ns)精車循環(huán)起點N080G01Z-20.F0.15S800；進(jìn)給加工至（X20，Z-20）的位置N090X40.Z-30；進(jìn)給加工至（X40，Z-30）的位置N100Z-50；進(jìn)給加工至（X40，Z-50）的位置N110G02X80.Z-70.R20；進(jìn)給加工至（X80，Z-70）的位置N130G01X100.Z-80；(nf)進(jìn)給加工至（100，Z-80）的位置N140G70P70Q130；精車循環(huán)N150G00X200.Z200；回?fù)Q刀點N160M30；程序結(jié)束6.5典型外圓車削編程及仿真實踐任務(wù)導(dǎo)入:如圖6.20所示為一階梯軸，以棒料為毛坯。圖6.20階梯軸6.5.1程序編寫1.簡單工藝分析1）車端面先用外圓車刀車φ30毛坯的右端面，建立工件坐標(biāo)系。2）粗車外圓及圓弧粗車時主軸轉(zhuǎn)速S設(shè)定為800r/min、進(jìn)給速度F設(shè)定為100mm/min、被吃刀量設(shè)定為2mm。3）精車外圓及圓弧精車時主軸轉(zhuǎn)速S設(shè)定為1000r/min、進(jìn)給速度F設(shè)定為80mm/min、被吃刀量設(shè)定為0.8mm。4）切斷切斷時，徑向要留余量，余量大小根據(jù)零件的質(zhì)量大小來取值，不能讓工件掉落到切屑托盤上，又要確保用手能取下工件。工件上留的毛刺最后批量處理。2.程序清單表6.4程序表數(shù)控車床程序卡編程原點工件右端面與軸線交點編寫日期零件名稱臺階軸零件圖號圖6.17材料45#車床型號CJK6240夾具名稱三爪卡盤實訓(xùn)車間數(shù)控中心程序號O1234編程系統(tǒng)FANUC0-TD序號程序簡要說明N010M03S500主軸正轉(zhuǎn)N020T0101；選擇1號外圓刀N030G98進(jìn)給速度設(shè)為mm/minN040G00X32.Z2.M08;粗車循環(huán)起點N050G71U1.R1.；調(diào)用粗車循環(huán)，每次切深1mm，留精加工余量單邊0.1mmN060G71P70Q130U0.1.W0.1.F150；N070G00X6；(ns)精車循環(huán)起點N080G01Z10.Z-2F100；進(jìn)給加工至（X6，Z-2）的位置N090Z-20.進(jìn)給加工至（X6，Z-20）的位置N100G02X20Z-25R5；進(jìn)給加工至（X20，Z-25）的位置N110G01Z-35.；進(jìn)給加工至（X20，Z-35）的位置N120G03X30Z-40R5；進(jìn)給加工至（X30，Z-40）的位置N130G01Z-55.；(nf)進(jìn)給加工至（X30，Z-55）的位置N140G70P70Q130；精車循環(huán)N150G00X200.Z220.M09；回?fù)Q刀點N160M30；程序結(jié)束6.5.2仿真實踐第一步，打開數(shù)控仿真系統(tǒng)。圖中包括：機床本體、操作面板、控制面板等內(nèi)容，呈現(xiàn)的界面如下：圖6.21斐克仿真開機界面第二步，松開急停按鈕，進(jìn)入編輯狀態(tài)，將實驗研究用的圖紙程序編寫完整并輸入系統(tǒng)。輸入程序后CRT的顯示如圖6.22所示：圖6.22斐克仿真編輯界面第三步、裝入工件并選擇所需刀具，裝入工件并選擇刀具后機床的狀態(tài)如圖6.23所示：圖6.23斐克仿真裝刀界面第四步：試切對刀試切對刀界面顯示：試切工件，工件和刀具裝夾好以后要在手動狀態(tài)下讓主軸轉(zhuǎn)動，然后移動刀具對工件進(jìn)行試切。如圖6.24所示：圖6.24斐克仿真對刀界面測量，對試切過的零件端面進(jìn)行測量，在工具菜單中選擇測量命令，然后進(jìn)入測量界面。如圖6.25所示：圖6.25對刀測量界面將測得的X和Z的值輸入到指定位置并點擊測量命令，到此為止對刀工作就完成了。輸入后的結(jié)果如圖6.26所示：圖6.26對X軸參數(shù)界面第五步：選擇自動加工功能，并按自動加工按鈕對零件進(jìn)行加工。加工中的圖像顯示如圖6.27所示，工件加工過程中既有聲音又有動態(tài)畫面顯示，非常逼真，給人一種身臨其境的感覺。圖6.27斐克仿真加工界面圖6.28是加工后的圖像顯示，通過圖像顯示可以大致看出加工后的零件與所給圖紙是否相符。圖6.28斐克仿真加工完成界面第六步加工后的測量測量如圖6.29所示，通過對加工后的工件測量發(fā)現(xiàn)程序的錯誤或不足之處，對程序進(jìn)行修改。圖6.29斐克仿真測量界面通過對工件加工程序的測試，會發(fā)現(xiàn)很多問題，比如，刀具在粗車和精車中的走刀速度快慢；加工的圖形是否正確等，把發(fā)現(xiàn)的問題糾正以后再進(jìn)行對刀車削，直至程序沒有問題為止。然后把加工程序輸入到數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，按照模擬對刀的步驟進(jìn)行對刀之后就可以進(jìn)行實際加工了。6.6宏程序的應(yīng)用任務(wù)導(dǎo)入:如何采用手工編程完成圖6.30所示的橢圓手柄的數(shù)控車削編程及加工圖6.30橢圓手柄三維圖6.6.1任務(wù)分析前面學(xué)過的各種數(shù)控編程指令，其功能都是固定的，使用者只需按規(guī)定編程即可。但有時這些指令滿足不了用戶的要求，如加工橢圓、雙曲線等，這時就需要使用用戶宏程序功能，用戶可以自己擴(kuò)展數(shù)控系統(tǒng)的功能。6.6.2相關(guān)知識學(xué)習(xí)用宏程序指令編程來加工如上圖所示工件。需掌握以下知識內(nèi)容。宏程序簡單地解釋利用變量編程的方法，即用戶利用數(shù)控系統(tǒng)提供的變量、數(shù)學(xué)運算、邏輯判斷、程序循環(huán)等功能，來實現(xiàn)一些特殊型面的編程。用戶宏程序是提高數(shù)控車床性能的一種特殊功能，使用中，通常把能完成某一功能的一系列指令像子程序一樣存入存儲器，然后用一個總指令代表它們，使用時只需給出這個總指令就能執(zhí)行其功能。用戶宏功能主體是一系列指令，相當(dāng)于子程序體。既可以由車床生產(chǎn)廠家提供，也可以由車床用戶自己編制。特點:用戶宏程序的最大特點是：可以對變量進(jìn)行運算，使程序應(yīng)用更加靈活、方便。雖然子程序?qū)幹葡嗤庸げ僮鞯某绦蚍浅Ｓ杏?；用戶宏程序由于允許使用變量算術(shù)和邏輯運算及條件轉(zhuǎn)移，使得編制相同加工操作的程序更方便、更容易，可將相同加工操作編為通用程序。1.數(shù)學(xué)運算功能加法：#i=#j+#k減法：#i=#j-#k乘法：#i=#j*#k除法：#i=#j/#k2.函數(shù)運算功能正弦#i=SIN[#j] 單位：度余弦#i=COS[#j]單位：度正切#i=TAN[#j] 單位：度反正切#i=ATAN[#j]/[#k] 單位：度平方根#i=SQRT[#j]絕對值#i=ABS[#j]取整#i=ROUND[#j]3.邏輯判斷功能等于:EQ格式：#jEQ#k不等于：NE 格式：#jNE#k大于： GT 格式：#jGT#k小于： LT 格式：#jLT#k大于等于：GE 格式：#jGE#k小于等于：LE 格式：#jLE#k4.宏程序編程模板（萬能公式）#2=Z1(給自變量#2賦值Z1：Z1是公式曲線自身坐標(biāo)系下起始點的坐標(biāo)值）WHILE#2GEZ2(自變量#2的終止值Z2：Z2是公式曲線自身坐標(biāo)系下終止點的坐標(biāo)值）#1=f(#2)（函數(shù)變換：確定因變量#1(X)相對于自變量#2(Z)的宏表達(dá)式）#11=±#1+△X（計算工件坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)值#11：編程中使用的是正輪廓，#1前加正，反之加負(fù)；△X為公式曲線自身坐標(biāo)原點相對于編程原點的X軸偏移量）#22=±#2+△Z（計算工件坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)值#22；△Z為公式曲線自身坐標(biāo)原點相對于編程原點的Z軸偏移量）G01X[2*#11]Z[#22];（直線插補，X為直徑編程）#2=#2-△W（自變量以步長△W變化）ENDW（循環(huán)結(jié)束）5.分析圖紙圖6.31橢圓手柄尺寸圖橢圓方程X=#1Z=#2#1=15X=#1Z=#2#1=15*SQRT[1-#2*#2/900]6.6.3實訓(xùn)加工如圖6.32所示的零件。工藝條件：工件材質(zhì)為45#鋼或鋁；毛坯為直徑30mm，長100mm的棒料。圖6.32手柄1.數(shù)值計算設(shè)定程序原點，以工件右端面與軸線的交點為程序原點建立工件坐標(biāo)系。計算各節(jié)點位置坐標(biāo)值。C點（X14，Z37.321），其余略。橢圓方程2.程序清單表6.4程序表數(shù)控車床程序卡編程原點工件右端面與軸線交點編寫日期零件名稱階梯軸零件圖號圖6.32材料45#車床型號CJK6240夾具名稱三爪卡盤實訓(xùn)車間數(shù)控中心程序號O0056編程系統(tǒng)FANUC0-TD序號程序簡要說明N020M03S500T0101；主軸正轉(zhuǎn)，選擇1號外圓刀N030G99進(jìn)給速度設(shè)為mm/rN040G00X32Z2;粗車循環(huán)起點N050G71U2.R2.；調(diào)用粗車循環(huán)，每次切深2mm，留精加工余量單邊0.2mmN060G71P60Q120U0.5.W0.2.F180；N070G00X0.S800；(ns)精車循環(huán)起點N080G01Z0.F80；進(jìn)給加工至（0，0）的位置N090#2=20;橢圓長半軸賦值N100WHILE#2GE[-17.321];條件判斷N110#1=14*SQRT[1-#2*#2/400];橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程N120#11=#1+0;步數(shù)計算N130#22=#2-20;條件判斷N140G01X[2*#11]Z[#22];直線插補N150#22=#2-0.06;步長變化N160ENDW;循環(huán)結(jié)束N170Z-45;進(jìn)給加工至（14，45）的位置N180X28;進(jìn)給加工至（28，45）的位置N190Z-65;進(jìn)給加工至（28，65）的位置N200M03S1000;設(shè)定精車轉(zhuǎn)速N210G70P10Q20;精車循環(huán)N220G00X100Z100;回?fù)Q刀點N230M30;程序結(jié)束切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對加工精度有一定影響，加工中又是自動控制，不能像在普通車床那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補償，所以其設(shè)計要求比普通機床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新結(jié)構(gòu)，以加強剛性、減小熱變形、提高加工精度，如圖1.19所示機床本體部件：

圖1.19機床本體部件結(jié)構(gòu)圖2．?dāng)?shù)控裝置（CNC）

數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，主要包括微處理器CPU、存儲器、局部總線、外圍邏輯電路以及與數(shù)控系統(tǒng)的其他組成部分聯(lián)接的各種接口等。數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)完全由軟件處理輸入信息，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大大提高，如圖1.20所示：圖1.20數(shù)控裝置3．輸入/輸出設(shè)備

鍵盤、磁盤機等是數(shù)控機床的典型輸入設(shè)備。除此以外，還可以用串行通信的方式輸入。

4．伺服單元

伺服單元是數(shù)控裝置和機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它將來自數(shù)控裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號。

5．驅(qū)動裝置

伺服單元和驅(qū)動裝置合稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，如圖1.21所示伺服驅(qū)動器和伺服電機，它是機床工作的動力裝置，數(shù)控裝置的指令要靠伺服驅(qū)動系統(tǒng)付諸實施。圖1.21伺服驅(qū)動器和伺服電機6.

可編程控制器

如圖1.22所示可編程控制器（PLC）己成為數(shù)控機床不可缺少的控制裝置。圖1.22可編程控制器7.測量裝置

測量裝置也稱反饋元件，通常安裝在機床的工作臺或絲杠上，相當(dāng)于普通機床的刻度盤和人的眼睛，它把機床工作臺的實際位移轉(zhuǎn)變成電信號反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號，以控制機床向消除該誤差的方向移動。1.3.2數(shù)控車床技術(shù)參數(shù)數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù)有:最大回轉(zhuǎn)直徑，最大車削直徑，最大車削長度，最大棒料尺寸，主軸轉(zhuǎn)速范圍，X、Z軸行程，X、Z軸快速移動速度，定位精度，重復(fù)定位精度，刀架行程，刀位數(shù)，刀具裝夾尺寸，

主軸頭型式，主軸電機功率，進(jìn)給伺服電機功率，尾座行程，

卡盤尺寸，

機床重量，輪廓尺寸(長×寬×高)等。數(shù)控車削加工技術(shù)課程教案授課時間第周授課方式（請打√）□講授□上機□實驗/訓(xùn)□其它課時安排授課題目（章節(jié)或單位課時）：項目七端面切削工藝及編程教學(xué)目的與要求（分了解、熟悉、掌握三個層次）：1.理解端面切削的特點，根據(jù)特點進(jìn)行工藝設(shè)計；2.端面車削應(yīng)認(rèn)真分析切削區(qū)域，合理設(shè)計切削路線和切削用量；3.認(rèn)真理解G72的外圓切削指令的應(yīng)用；教學(xué)重點與難點：1.端面車削應(yīng)認(rèn)真分析切削區(qū)域，合理設(shè)計切削路線和切削用量；2.認(rèn)真理解G72的外圓切削指令的應(yīng)用；教學(xué)內(nèi)容備注7.1端面車削工藝任務(wù)導(dǎo)入：加工如圖所示軸類零件圖7.1軸7.1.1工藝分析端面是軸類零件組成的基本要素，要掌握軸類零件的加工，首先要掌握端面加工的知識。圖所示的軸正是由外圓與端面組成的，其加工工藝過程如下：7.1.2相關(guān)工藝知識1.外圓與端面的技術(shù)要求1）尺寸精度分析：外圓尺寸有φ470-0.10mm，它的上偏差為0mm，下偏差為-0.10mm,公差為0.10，長度尺寸有40±1mm、122±0.1mm，如圖7.1所示：2）形位精度分析：外圓有圓度○、圓柱度形狀要求，端面有平面度形狀要求。外圓的兩素線與端面有垂直度⊥要求。3）表面粗糙度分析：零件各表面的表面粗糙度公差為Ra=3.2μm,

車削加工可以達(dá)到。2.車削外圓與端面的車刀車削該軸可選用90°、45°車刀。90°車刀可