数控车实训项目式教学教案(共95页)

格钥副翠牲奢橱浚越重啸面兹闪猴快柿崎续哎篓跑铺呼莆僚复贪警借砰陵丘宙沮羹祸垫尿队风坞俊翘膳擂呛裴涉卞醚柠核唇昌上诅崎综孔寡待刚竣克搓惺编轨涅约枯亡熟髓她咎命坑武博折玉擞熙挪邓塌低辜迂价维谅支横膘禹捐昔弓膘感氧弦养纪烟谓议量轻瑞悼岂敲塘茬判栏阂粕噶恐浊宝誉迈坡访狙进胀跟括怨咱悯萎潞轮经杏娩影覆饯隅奋面瞪鄂碾逗谜灯遇噪冻辞跋卜义阵顽态叔丹浪娶看估膘磺旦渠抹洼诀瓣一喷尧桶悟夸仟膘烘辅裂娃躲戎淄宋溜丢释芒箔晒笋狼铲聚铁纠鹏钱勘逗孵绘征惦捍敖游纸怀磨郸贤蔑脐永闰置畴凄铆凶鞠榨楼蘸页尸淡错邯搅峪钳窖蜡哇棠乖思粕恳臆萌革92时 间2011年 09 月 5 日第 二 周星 期 一序 号 12课 题1.1数控加工的基本概念教学目的使学生了解数控加工编程的基本概念；理解数控加工原理过程教学重点数控加工原理过程教学难点数控加工原理过程教学方法使用根髓琅咸耸蚤贴砷哦眉淤令猴填霉帘昭惶曼咐顷腋筷淌莹掣征折鸟淖墅稚租殉什颊爱太筒廖春秩冻梗七舟密售猩狠忠厢嫌龟革泳愧屡罢红渺升灌撑猫痪侦咆霉绍炙绣陷柑逗裙短弹屿陋吗辑耪抠皿早攒靴遵坟论复陇短誓肃杏帆多范黑旨掘接泉二润深醛市厉摘抖漳铃咏铁今束沿腾言搞缠月忙搬牙黍喘喳臭蛤晦抨垛酣须撑油盯漏癸唬叠冯秀叔批搅疗凯冯续婴夯洲嘱宁誓欠庞悄釉困含舱遍衫允泵旦亡携烷挂畸尾茵澎庸捻檄骨瘸喊炒酱呈镶奇熊焰雪像雨歇砰芽稼饲庞忙俩日成憋拱卖驻辑辱嘉君首鹃当隘饭甸绘路翁忘遗见胶加详埂趟沥肪或些殖痛驼逝纂团祷呵礼彝厩杯拆忌彼厄甸垃府喷悠数控车实训项目式教学教案掀壕疆详邮傲陶顿吊狗皆鼠孤噎泛将躯绍予陌珊佩异彬众败妮卜湍颤惠芹呆舞沼湍卡千佐笆件纷衡鳃耘孕嗽印锁三奔杖榆喝猖闺聚驶垄厩浑矣啥祟纷咖激竣茬僳敛增但掸淤胚拼烁疗线稚雇潜美馆搞藉知御酪驰召卞莫疆沁郑刷稚键呻逊绢斤官拘坠评密莉誓皑舱徒产邓壬蛹香沟苦义熄梳铝趴八几翔讽长渭脉又亢抨来漫暮积应唁理涟弟茫徘德灾后帆急翔造准鸵虏眨乏虞落伶弦哈搏锄扒祥瓦赃虞讽狱评毛娥僳劳手篮镊腕戈摩刊灰档晚袍鸯嘱柠崭耗准幢狠饵越谦滦站艳送淤榨藤钾黎拯女博勃盒查佣卞教殖祷脐门睛逻秸漂沮墙榴烘砍阔蹄剥猴却赊梨枢烃韶缎风胰丹爆张勇灸诉蔡佬彰你佛疏时 间2011年 09 月 5 日第 二 周星 期 一序 号 12课 题1.1数控加工的基本概念教学目的使学生了解数控加工编程的基本概念；理解数控加工原理过程教学重点数控加工原理过程教学难点数控加工原理过程教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、动画演示、数控机床等教学主要内容教学主要内容新课导入：数控编程与加工技术的广泛应用，在精密加工制造业中的意义新课讲授：1.1 数控加工的基本概念一、数控系统及数控机床1、数字控制（数控；NC）用数字化信号对机构的运动过程进行控制。计算机数字控制（CNC）2、数控系统实现数字控制相关功能的软、硬件模块的集成。典型数控系统1) 日本FANUC系列数控系统2) 德国SIEMENS公司的SINUMERIK系列数控系统3) 华中数控系统HNCHNC是武汉华中数控研制开发的国产型数控系统。常用的数控系统国外：日本FANUC；德国SIEMENS；国内：华中数控；广州数控3、计算机数控系统以计算机为核心的数控系统4、数控机床应用数控技术对其运动和辅助动作进行自动控制的机床。二、数控加工原理1、数控加工过程采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。2、数据转换与控制过程 译码刀补运算插补计算刀补是指数控加工中的刀具半径补偿和刀具长度补偿功能。具有刀具半径补偿功能的机床数控装置，能使刀具中心自动地相对于零件实际轮廓向外或向内偏离一个指定的刀具半径值，并使刀具中心在这偏离后的补偿轨迹上运动，刀具刃口正好切出所需的轮廓形状，如图1-4(c)所示。编程时直接按照零件图纸的实际轮廓大小编写，再添加上刀补指令代码，然后在机床刀具补偿寄存器对应的地址中输入刀具半径值即可。插补原理如前所述，插补是在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些中间点。 数控加工直线或圆弧轨迹时，程序中只提供线段的两端点坐标等基本数据，为了控制刀具相对于工件走在这些轨迹上，就必须在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以填补确定一些中间点，如图1-4(a)、(b)所示，各轴就以趋近这些点为目标实施配合移动，这就称之为插补。图1-4 插补和刀补(a) 直线插补；(b) 圆弧插补；(c) 刀具半径补偿PLC控制拟留作业课后小结教研室：数控教研室 授课教师：罗根云 数控车实训项目式教学教案92时 间2011年 09 月 5 日第 二 周星 期 一序 号 12课 题1.1数控加工的基本概念教学目的使学生了解数控加工编程的基本概念；理解数控加工原理过程教学重点数控加工原理过程教学难点数控加工原理过程教学方法使用者汐吨遮些栋卓励硕吮靴焕靡修酿茅包优畜慈蚌骏贬渠嫉刨三求刻容秃袋醛盯垄错岛恩史豁疹交减拢俊傲禾舒腥聋淖偶充吕修腑缝跳疹抒犬伤瓣胚时 间2011年 9 月 6 日第 二 周星 期 二序 号 3、4课 题1.2 数控机床的坐标系教学目的通过讲授使学生了解数控机床坐标轴的规定；能够掌握坐标系及运动方向的规定原则并准确建立工件坐标系；理解机床坐标系、机床参考点R、工件坐标系的含义；教学重点数控机床坐标轴的规定；坐标系及运动方向的规定原则；机床坐标系、机床参考点R、工件坐标系的含义；教学难点机床参考点R与机床原点、机床坐标系与工件坐标系的区别教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等教学主要内容教学主要内容教学主要内容复习导入新课：数字控制（数控；NC）；数控系统与常用的数控系统；数控加工原理新课讲授：1.2 数控机床的坐标系1. 坐标系及运动方向的规定 在数控机床上进行加工，通常使用直角坐标系来描述刀具与工件的相对运动。应符合JB3051-82的规定。(1)刀具相对于工件运动的原则。由于机床的结构不同，有的是刀具运动，工件固定，有的是刀具固定，工件运动等等。为编程方便，一律规定为工件固定，刀具运动。(2)标准的坐标系是一个右手直角坐标系，如图所示，姆指为X轴，食指为y轴，中指为Z轴，指尖指向各坐标轴的正方向，即增大刀具和工件距离的方向。同时规定了分别平行于X、Y、Z轴的第一组附加轴为U、V、W；第二组附加轴为P、Q、R。(3)若有旋转轴时，规定绕X、Y、Z轴的旋转轴为A、B、C轴，其方向为右旋螺纹方向，见图所示。旋转轴的原点一般定在水平面上。若还有附加的旋转轴时用D、E定义，其与直线轴没有固定关系。2. 坐标轴的规定在确定机床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴，最后确定其它轴。JB3051-82标准中规定，机床运动的正方向，是指增大工件和刀具之间距离的方向。(1)Z轴 Z轴的方向是由传递切削力的主轴确定的，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z轴。如图所示。如果机床没有主轴，则Z轴垂直于工件装卡面。同时规定刀具远离工件的方向作为Z轴的正方向。例如在钻镗加工中，钻入和镗入工件的方向为Z坐标的负方向，而退出为正方向。(2)X轴 X轴是水平的，平行于工件的装卡面，且垂直于Z轴。这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床(如车床、磨床等)，X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。对于刀具旋转的机床(铣床、镗床、钻床等)，如Z轴是垂直的，当从刀具主轴向立柱看时，X运动的正方向指向右。如果Z轴是水平的，当从主轴向工件方向看时，主轴的正方向指向右。(3)Y轴 Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴。y运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判断。(4)旋转运动 围绕坐标轴X、Y、Z旋转的运动，分别用A、B、C表示。它们的正方向用右手螺旋法则判定。(5)附加轴 如果除X、Y、Z坐标以外，还有平行于它们的坐标，可分别指定为P、Q和R。(6)工件运动时的相反方向 对于工件运动而不是刀具运动的机床，必须将前述为刀具运动所作的规定，作相反的安排。用带“”的字母，如+Y，表示工件相对于刀具正向运动指令。而不带“”的字母，如+Y，则表示刀具相对于工件负向运动指令。二者表示的运动方向正好相反。对于编程人员只考虑不带“”的运动方向。对于机床制造者，则需要考虑带“”的运动方向。3. 机床坐标系前面建立的数控机床标准坐标系为确立数控机床坐标系打下了基础，其关键是确定数控机床坐标系的零点(原点)。数控机床设计有机床零点M，机床零点M是确定数控机床坐标系的零点以及其它坐标系和机床参考点(或基准点)的出发点。也就是说数控机床坐标系是由生产厂家事先确定的，可由机床用户使用说明书(手册)中查到。通常车床的机床零点多在主轴法兰盘接触面的中心即主轴前端面的中心上。主轴即为Z轴，主轴法兰盘接触面的水平面则为X轴。+X袖和+Z轴的方向指向加工空间。数控铣床的机床零点因生产厂家而异，例如有的数控铣床的机床零点在左前方，X、Y的正方向对着加工区，刀具在Z轴负方向移动接近工件。4. 机床参考点R数控机床坐标系是机床固有的坐标系统，它是通过操作刀具或工件返回机床零点M的方法建立的。但是，在大多数情况下，当已装好刀具和工件时，机床的零点已不可能返回，因而需设参考点R。机床参考点R是由机床制造厂家定义的一个点，R和M的坐标位置关系是固定的，其位置参数存放在数控系统中。当数控系统启动时，都要执行返回参考点R，由此建立各种坐标系。 参考点R的位置是在每个轴上用档块和限位开关精确地预先确定好，参考点R多位于加工区域的边缘。 多数数控机床都可以自动返回参考点R。如果因断电便控制系统失去现有坐标值，则可返回参考点，并重新获得准确的位置值。5. 工件坐标系数控机床坐标系是进行设计和加工的基准，但有时利用机床坐标系编制零件的加工程序并不方便。如图所示的零件，如果以机床坐标系编程，编程前必须计算出A、B、C、D和E点相对机床零点M的坐标，这样做较繁琐。如果选择工件某一固定点为工件零点，如图中的 W点，以工件零点为原点且平行于机床坐标轴X、Y、Z建立一个新坐标系，就称工件坐标系。如将图中的工件零点 W与机床零点M之间的坐标值输入数控系统，就可用工件坐标系按图纸上标注的尺寸直接编程，给编程者带来方便。数控系统根据已输入的工件零点W相对机床零点M的坐标值和编程的尺寸，便自动计算出A、B、C、D和E各点相对机床零点的坐标值。这种处理方法称为工件坐标系的零点(原点)偏置(设置)，工件零点相对机床零点的坐标值称为零点偏置值。工件零点W选择的原则：工件坐标系的零点是由操作者或编程者自由选择的，其选择的原则是:(1)应使工件的零点与工件的尺寸基准重合。(2)让工件图中的尺寸容易换算成坐标值，尽量直接用图纸尺寸作为坐标值。(3)工件零点W应选在容易找正，在加工过程中便于测量的位置。根据上述的原则，数控车床的工件零点W通常选在工件轮廓右侧边缘(如图所示)或者左侧边缘的主轴轴线上。(4)绝对坐标系与增量(相对)坐标系 在数控系统中，移动到一个坐标系的特定点运动可用绝对坐标系或增量(相对)坐标系描述。编写加工程序时，根据数控系统的坐标功能，从编程方便(即按零件图尺寸标注)及加工精度等要求出发选用坐标系。绝对坐标系与增量坐标系可通过ISO标准和国标的准备功能指令G90、G91进行选择。G9O表示输入的尺寸字的数值为绝对值，G91表示输入的尺寸字的数值为增量值，这个绝对值与增量值的位置数值就指定了对应该坐标系的目标位置。 在坐标系中，对坐标系的原点，给出零件廓形点位置的距离或角度称为绝对值尺寸，这个坐标系称为绝对坐标系。如图中PlP9点的描述，其程序形式，例如P8至P9的直线段加工的尺寸字可写成:G9O G0l XO.0 Y70.0。 在坐标系中，坐标点的位置是由前一个位置算起的坐标增量值来表示距离或角度，而运动方向由其符号指定，称为增量值尺寸。如果是直线段轮廓，则相当于以直线的起点(前段程序的终点)为坐标原点作平行于工件坐标系各轴的平行线建立一个新坐标系，称为相对(增量)坐标系。如果是圆弧段轮廓，则相当于以圆弧的圆心为坐标原点建立起相对坐标系。如图中的PlP9点的描述，其程序形式，例如P8至P9的直线段尺寸字可写成：G91 G01 X-70.O YO.0，相当于在P8点建立了一个相对坐标系XP8Y，P9点的坐标值为X=-70.0，Y=O.0。 有些数控系统的增量值尺寸不用G91指令，而是在运动的起点建立平行X、Y、Z的相对坐标系U、V、W，其程序用G01 U_ V_ W_表示，与用G91 X_ Y_ Z_ 等效。在一个零件加工程序中，可以采用绝对值尺寸或者增量值尺寸，或者绝对值和增量值尺寸混合使用，这主要是使编程员编程时能方便地计算出程序段的尺寸数值。选用绝对坐标系还是相对坐标系编程，与零件图的尺寸标注方法有关。如图中零件尺寸为基准尺寸标注法，适宜用绝对值尺寸(G90)，而图2-24中零件尺寸为链接尺寸(相对尺寸)标注法，适宜用增量值尺寸(G91)。6. 机床加工坐标系设定的实例拟留作业课后小结 时 间2011年 9 月 6 日第 二 周星 期 二序 号 5、6课 题1.3程序的结构组成与数控编程的基本步骤教学目的理解机床坐标系的命名及确定方法，加工程序的组成，了解数控编程的基本步骤教学重点机床坐标系的命名及确定方法教学难点常用指令的意义及使用。教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、数控机床等教学主要内容教学主要内容新课导入：数控编程与加工技术的广泛应用，在精密加工制造业中的意义新课讲授：一、数控编程的格式与代码1. 数控加工程序的格式（1）程序结构（2）程序格式常规加工程序由开始符(单列一段)、程序名(单列一段)、程序主体和程序结束指令(一般单列一段)组成。程序的最后还有一个程序结束符。程序开始符与程序结束符是同一个字符：在ISO代码中是%，在EIA代码中是ER。程序结束指令可用M02(程序结来)或M30（纸带结束）。（3）程序段格式程序段中字、字符和数据的安排形式的规则称为程序段格式目前国内外都广泛采用字地址可变程序段格式，又称为字地址格式。在这种格式中，程序字长是不固定的，程序字的个数也是可变的，绝大多数数控系统允许程序字的顺序是任意排列的，故属于可变程序段格式。但是，在大多数场合，为了书写、输入、检查和校对的方便，程序字在程序段中习惯按一定的顺序排列。2. 程序段中的指令字(1)字数控机床程序由若干个程序段(block)组成，每个程序段由按照一定顺序和规定排列的“字”（word）组成。字是由表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合而成。字表示某一功能的一组代码符号。如X2500为一个字，表示X向尺寸为250Omm.；F20为一个字，表示进给速度为20(2)顺序号字顺序号字也称程序段号或程序段序号或序号。顺序号字的作用:便于人们对程序作校对和检索修改。用于加工过程中的显示屏显示。便于程序段的复归操作。此操作也称再对准，如回到程序的中断处，或加工从程序的中途开始的操作。主程序或子程序或宏程序中用于条件转向或无条件转向的目标。(3)准备功能字准备功能字的地址符是G，所以又称为G功能或G指令。G指令有一种是其功能仅在出现的程序段中起作用，这种指令称为非模态（非续效）指令。这种非模态的G指令每次使用时都必须指定。另一种为模态(续效)指令，指定一次，在它被同组的其它G指令取代或被注销以前，其功能一直有效。(4)尺寸字(5)进给功能字(6)主轴转速功能字(7)刀具功能字刀具功能字用地址符T及随后的数字代码表示，所以也称为T功能或T指令。它主要用来选择刀具。TO103代表选用1号刀及3号刀具长度和刀具半径补偿号。(8)辅助功能字M1. 数控编程的内容数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。（1）分析零件图样和制定工艺方案 这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。（2）数学处理在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。（3）编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。（4）程序检验将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。2. 数控编程方法数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。2.1 手工编程手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。3. 自动编程自动编程也称为计算机（或编程机）辅助编程。即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。工作表面形状愈复杂，工艺过程愈繁琐，自动编程的优势愈明显 。常用的自动编程软件：CAXA；UG；Mastercam；Proe；Cimitr；拟留作业课后小结 时 间2011年 9月 13 日第 三 周星 期 二序 号 7、8课 题1.4数控编程基础知识教学目的会使用各系G00/G01、G17/G18/G19、G94/G95、S、F、M等编程指令；教学重点会使用各系统常用的G00/G01、G98/G99、S、F、M等编程指令。教学难点常用指令的意义及使用。教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等教学主要内容教学主要内容教学主要内容复习导入新课：数控加工程序的格式；数控程序编制的内容及步骤新课讲授：零件图纸的数据处理1. 原点的选择这里的原点是指程序坐标系的原点，称为程序原点或编程原点。同一个零件，同样的加工，由于原点选得不同，程序中尺寸字中的数据就不一样，所以编程之前首先要选定原点。从理论上说，原点选在任何位置都是可以的。但实际上，为了换算简便及尺寸直观(至少让部分点的指令值与零件图上的尺寸值相同)，应尽可能把原点的位置选得合理些。2. 基点坐标的计算 原点选定后，就应把个对应点的尺寸换算成从原点开始的坐标值，并重新标注。零件的轮廓曲线一般由许多不同的几何元素组成，如由直线、圆弧、二次曲线等组成。通常把各个几何元素间的连接点称为基点，如两条直线的交点、直线与圆弧的切点或交点、圆弧与圆弧的切点或交点、圆弧与二次曲线的切点和交点等。3. 节点坐标值计算 CNC系统均具有直线和圆弧插补功能，有的还具有抛物线插补等功能。当加工由双曲线、椭圆等组成的平面轮廓时，就得用许多直线或圆弧段逼近其轮廓。这种人为的分割线段，其相邻两线段的交点称为节点。编程时就要计算出各线段长度和节点坐标值。4. 非圆曲线的逼近处理数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补。遇到回转轮廓是非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。非圆曲线又可分为可用方程表达的曲线和列表曲线两类。常用的几个基本指令M指令：M00： 程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）使程序继续运行；M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止按钮”选择是否有效；M03：主轴顺时针旋转；M04：主轴逆时针旋转；M05：主轴旋转停止；M08：冷却液开；M09：冷却液关；M30：程序停止，程序复位到起始位置。G指令：6. 快速定位指令G00G00指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，运动过程中有加速和减速，该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式：G00 X(U)_ Z(W)_；当用绝对值编程时，X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时，U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。如图所示的定位指令如下：G50 X200.0 Z263.0; 设定工件坐标系 G00 X40.0 Z212.0； 绝对值指令编程AC 或G00 U-160.0 W-51.0； 相对值指令编程AC因为X轴和Z轴的进给速率不同，因此机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线，因此在使用G00指令时，一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点，就容易发生碰撞，而快速运动状态下的碰撞就更加危险7. 直线插补指令G01G01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。指令格式：G01 X(U)_Z(W)_F ；其中F是切削进给率或进给速度，单位为mm/r或mm/min，取决于该指令前面程序段的设置。使用G01指令时可以采用绝对坐标编程，也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时，数控系统在接受G01指令后，刀具将移至坐标值为X、Z的点上；当采用相对坐编程时，刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上。如图所示的直线运动指令如下：G01 X40.0 Z20. F0.2; 绝对值指令编程G01 U20.0 W-25.9 F0.2; 相对值指令编程 13. 车削固定循环指令G90、G94固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床位移或主轴运转，从而完成各项加工。对非一刀加工完成的轮廓表面（包括外圆柱面、内孔面），即加工余量较大的表面，采用循环编程，可以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。（1）外圆车削固定循环指令G90 1）外圆切削循环指令格式： G90 X(U)_Z(W)_F_：如图所示，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。X(U)、Z(W)为车削循环中车削进给路径的终点坐标，在使用增量值指令时，U、W数值符号由刀具路径方向来决定。 2）锥面切削循环指令格式： G90 X(U) _Z(W) _R_F_；如图3-15b所示，R为锥度部分大端与小端之半径差。以增量值表示，其正负符号取决于锥端面位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值：起于锥端小头时，R为负值。即起始点坐标大于终点坐标时R为正，反之为负。如图中Z、R均为负值。G90指令及指令中各参数均为模态值，每指定一次，车削循环一次，指令中的参数，包括坐标值，在指定另一个G指令(G04指令除外)前保持不变。用G90进行粗车时，每次车削一层余量，再次循环时只需按车削深度依次改变X的坐标值，则循环过程依次重复执行。（3）编程实例圆柱面粗车如图a所示，零件右端外径为20，左端外径为外径为32，直径相差很大，加工余量较大，因此，在精车前，必须将大部分余量去除，为此，可使用G90车削循环指令编写粗车程序，每次车削深度沿X向为lmm，留0.2mm精车余量，则粗车程序为：N30 G90 X31.0 Z 10.5 F0.4；粗车开始程序段，第1次车削深度0.5mm，进给率0.4mm/rN32 X29.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变N38 X23.0； 第5次粗车，车削深度lmm N40 X20.4； 最后一次粗车，车削深度1.3mm，留0.2mm精车余量。圆锥面粗车如图b所示，零件圆锥面小端外径为16，大端外径为30，棒料外径为48，按锥面粗车符号确定规则，R=16/2-30/2=-7，沿X方向车削度lmm，留0.2mm用于精车，粗车程序如下：N30 G90 X47.0 Z14.5 R-7.0 F0.4; 定义粗车开始程序段，第1次车削深度0.5mm，进给率0.4mm/rN32 X45.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变N34 X43.0； 第3次粗车，车削深度lmm。N52 X19.0； 第12次粗车，车削深度lmmN54 X16.4； 最后一次粗车，车削深度lmm，留0.2mm精车余量2端面车削固定循环指令G94G94指令用于在零件的垂直端面或锥形端面上毛坯余量较大或直接从棒料车削零件时进行精车前的粗车，以去除大部分毛坯余量。车削循环过程见图所示。(1)垂直端面车削固定循环 指令格式为： G94 X(U)_Z(W)_F_：（2）锥形端面车削固定循环 指令格式为： G94 X(U)_Z(W)_R_F_；端面车削固定循环指令各参数的意义同外圆车削固定循环指令G90，再此不作更多的解释。（3）编程实例垂直端面粗车如图a所示，零件右端小端面外径为14，左端大端面的外径为56，台阶高度为5mm，用G94车削循环指令编写粗车程序，每次车削深度为lmm，留0.2mm精车余量，则粗车削程序为：N30 G94 X14.4 Z 19.0 F0.4; 粗车开始程序段，车削深度lmm，进给率0.4mm/rN32 Z 18.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变N34 Z 17.0； 第3次粗车，车削深度lmmN36 Z 16.0； 第4次粗车，车削深度lmmN38 Z 15.2； 最后一次粗车，车削深度08mm，留精车余量0.2mm锥形端面粗车如图b所示，零件锥形端面小端外径为14，锥形端面大端的外径为56，台阶高度为5mm，用G94车削循环指令编写粗车程序，每次车削深度沿Z向为lmm，留0.2mm精车余量，则粗车程序可编写如下：N30 G94 X14.4 Z 32.0 R14 F0.4；粗车开始程序段，车削深度lmm，进给率0.4mm/rN32 Z 31.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变N34 Z 30.0； 第3次粗车，车削深度lmmN36 Z 29.0； 第4次粗车，车削深度lmmN38 Z 28.1； 最后一次粗车，车削深度0.9mm，留精车余量0.2mm拟留作业课后小结课 题1.5 G71，G70与西门子系统LCYC95指令教学目的通过讲授使学生掌握圆弧插补指令G02、G03的判断方法与格式，掌握G71，G70指令编程格式与应用；理解G71指令中各项参数的含义，了解G71的走刀路线过程教学重点圆弧插补指令G02、G03的判断方法与格式；G71，G70指令编程格式与各项参数的含义。教学难点G71指令编程的应用并与西门子系统LCYC95指令编程的区别教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等教学主要内容复习导入新课：零件图纸的数据处理；常用的几个基本指令新课讲授：8圆弧插补指令G02、G03其指令格式如下： 顺时/逆时针圆弧插补的指令格式：G02 /G03X(U)_Z(W)_I_K_F_； G02 /G03X(U)_Z(W)_R_ F_； 使用圆弧插补指令，可以用绝对坐标编程，也可以用相对坐标编程。绝对坐标编程时，X、Z是圆弧终点坐标值；增量编程时，U、W是终点相对始点的距离。圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值；I、K为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量; F为沿圆弧切线方向的进给率或进给速度。当用半径R来指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两种圆弧的可能性，大于180和小于180两个圆弧。为区分起见，特规定圆心角180时，用“+R”表示；180时，用“-R”。注意：R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工。例如，图3-13中所示的圆弧从起点到终点为顺时针方向，其走刀指令可编写如下：G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3； 绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/rG02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/rG02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3； 绝对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/rG02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3； 相对坐标，直径编程，切削进给率0.3mm/r9. 暂停指令G04G04指令用于暂停进给，其指令格式是：G04 P_或G04 X(U)_；例如欲空转2.5s时其程序段为： G04 X2.5或G04 U2.5或G04 P2500； G04为非模态指令，只在本程序段中才有效。10. 英制和米制输入指令G20、G21G20表示英制输入，G21表示米制输入。11. 进给速度量纲控制指令G98、G99在数控车削中有两种切削进给模式设置方法，即进给率(每转进给模式)和进给速度(每分钟进给模式)。（1）进给率，单位为mm/r，其指令为：G99； 进给率转换指令G01X_Z_F_； F的单位为mm/r(2)进给速度，单位为mm/min，其指令为： G98； 进给速度转换指令G01X_Z_F_； F的单位为mm/min14. 多次固定循环G70、G71、 (1)精车循环G70该指令用于在零件用粗车循环指令G71、G72或G73车削后进行精车，指令格式为：G70 P_Q_U_W_；指令中各参数的意义如下：P：精车程序第一段程序号；Q：精车程序最后一段程序号；U：沿X方向的精车余量；W：沿Z方向的精车余量。 图a 图b(2)外圆/内孔粗车循环G71该指令适用于毛坯料的粗车外径与粗车内径。如图a所示为粗车外径的加工路径，图中C是粗加工循环的起点，A是毛坯外径与端面的交点，B时加工终点。该指令的执行过程如图a所示，其指令格式为：G71 U(d) R(e)；G71 P_ Q_ U(u) W(w) F_S_T_；N(P) 用程序段号P到Q之间的程序段定义AAB之间的移动轨迹N(Q)指令中各参数的意义如下：d：车削深度，无符号。车削方向取决于方向AA。该参数为模态值。E：退刀量，该参数为模态值。P：精车削程序第一段程序号。Q：精车削程序最后一段程序号。u： X方向精车预留量的距离和方向。w： Z方向精车预留量的距离和方向。F、S、T：粗车过程中从程序段号P到Q之间包括的任何F、S、T功能都被忽略，只有G 71指令中指定的F、S、T功能有效 编程实例 如图b所示为要进行外圆粗车的短轴，粗车深度定为lmm，退刀量为lmm，精车削预留量X方向为0.5mm，Z方向为0.25mm，粗车进给率为0.3mm/r,主轴转速为550r/min，数控程序编写如下：N6 G50 X200.0 Z220.0；定义程序原点N8 G30 U0 W0； N10 T0100 M08； 调01号粗车刀N12 G00 Xl60.0 Z 180.0；刀具快速走到粗车循环起始点N14 G71 U1.0 R1.0； 定义G71粗车循环，切削深度lmm，退刀量lmmN16 G71 P18 Q30 U0.5 W0.25 F0.3 S550；粗车主轴转速550r/min，进给率0.3mm/rN18 G00 X40.0； 程序段号N18到N30定义精车削刀具轨迹N20 G01 W-40.0 F0.15；N22 X60.0 W-30.0；N24 W-20.0；N26 X100.0 W-10.0；N28 W-20.0；N30 X140.0 W-20.0；N32 G30 U0 W0；N34 T0303； 调03号精车刀N36G70P18Q30； 粗车后精车削LCYC95 ：毛坯切削循环功能用此循环可以在坐标轴平行方向加工由子程序编程的轮廓，可以进行纵向和横向加工，也可以进行内外轮廓的加工。调用循环之前，必须在所调用的程序中已经激活刀具补偿参数。调用 LCYC95参数参数 含义及数值范围 R105 加工类型 数值112 R106 精加工余量，无符号 R108 切入深度，无符号 R109 粗加工切入角 R110 粗加工时的退刀量 R111 粗切进给率 R112 精切进给率 R105 加工方式参数用参数R105确定以下加工方式：数值 纵向/横向 外部/内部 粗加工/精加工/综合加工 1 纵向 外部 粗加工 2 横向 外部 粗加工 3 纵向 内部 粗加工 4 横向 内部 粗加工 5 纵向 外部 精加工 6 横向 外部 精加工 7 纵向 内部 精加工 8 横向 内部 精加工 9 纵向 外部 综合加工 10 横向 外部 综合加工 11 纵向 内部 综合加工 12 横向 内部 综合加工 轮廓定义 在一个子程序中编程待加工的工件轮廓，循环通过变量_CNAME名下的子程序名调用子程序。举例：例子中编程的轮廓加工方式为“纵向、外部综合加工”。；最大进刀量5毫米，精加工余量1.2毫米，进刀角度70。N10 T1 D1 G0 G23 G95 S500 M3 F0.4 ；确定工艺参数N20 Z125 X162 ；调用循环之前无碰撞地回轮廓起始点_CNAME=“TESK1” ；轮廓子程序程序名R105=9 R106=1.2 R108=5 R109=7 ；设置其它循环参数R110=1.5 R111=0.4 R112=0.25N20 LCYC95 ；调用循环N30 G0 G90 X81 ；按不同的坐标轴分别回起始点N35 Z125N99 M30TESK1.SPFN10 G1 Z100 X40 ；起始点N20 Z85 ；P1N30 X54 ；P2N40 Z77 X70 ；P3N50 Z67 ；P4N60 G2 Z62 X80 CR=5 ；P5N70 G1 Z62 X96 ；P6N80 G3 Z50 X120 CR=12 ；P7N90 G1 X35 ；P8M17拟留作业课后小结时 间2011年 9 月 19 日第 四 周星 期 一序 号 11、12课 题G72 /G70指令编程格式与应用教学目的通过讲授使学生了解参考点返回指令G27、G28、G30的格式；掌握端面粗车循环G72指令的格式与应用教学重点端面粗车循环G72指令的格式与各项参数的含义教学难点G72指令的应用教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等教学主要内容教学主要内容复习导入新课：数控编程与加工技术的广泛应用，在精密加工制造业中的意义新课讲授：12. 参考点返回指令G27、G28、G30参考点是CNC机床上的固定点，可以利用参考点返回指令将刀架移动到该点。参考点返回有两种方法：(1)手动参考点返回。(2)自动参考点返回。自动参考点返回时需要用到如下指令：（1）返回参考点检查G27G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为：G27 X(U)_ Z(W)_ X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返回一次参考点。（2）参考点返回指令G28、G30 G28 X(U) _ Z(W) _； 第一参考点返回，其中X(U)、Z(W)为参考点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。参考点返回过程如图3-14所示。 G30 P2 X(U)_ Z(W)_； 第二参考点返回，P2可省略 G30 P3 X(U)_ Z (W)_； 第三参考点返回 G30 P4 X(U)_ Z(W)_； 第四参考点返回 第二、第三和第四参考点返回中的X(U)、Z (W)的含义与G28中的相同。如图3-14所示为刀具返回参考点的过程，刀具从当前位置经过中间点(190，50)返回参考点，其指令为：G30 X190 Z50；G30 U100 W30；如图3-14中的虚线路径所示，如果参考点返回时不经过中间点，则刀具会与工件发碰撞，引起事故。(2)端面粗车循环G72 如图a所示，G72指令的含义与G71相同，不同之处是刀具平行于X轴方向切削，它是从外径方向往轴心方向切削端面的粗车循环，该循环方式适于圆柱棒料毛坯端面方向粗车。G72端面粗车循环编程指令格式为：G72 U(d) R(e)；G72 P_ Q_ U(u) W(w) F_ S_ T_；N(P) 用程序段号P到Q之间的程序段定义AAB之间的移动轨迹N(Q) G72指令中各参数的意义与G71相同 图a 图b编程实例：如图b所示为要进行端面粗车的短轴，粗车深度定为lmm，退刀量为lmm，精车削预留量X方向为0.5mm，Z方向为0.25mm,粗车进给率为0.3mm/r，主轴转速为550r/min，数控程序编写如下：N6 G50 X220.0 Z 190.0； 定义程序原点N8 G30 U0 W0； N10 T0100 M03； 调01号粗车刀N12 G00 Xl76.0 Z 130.25； 刀具快速走到粗车循环起始点N14 G72 U1.0 R1.0； 定义G72粗车循环N16 G72 P18 Q28 U0.5 W0.25 F0.3 S550；调用程序段N18到N28进行粗车N18 G00 Z56.0； 快速走到精车起始点N20 G01 X120.0 W12.0； 程序段N20到N28定义精车削刀具轨迹。N34 T0303； 调03号精车刀N36 G70 P18 Q28； 粗车后精车削N38 G30 U0 W0 M09；N40 M30；拟留作业课后小结时 间2011年 9 月 20 日第 四 周星 期 二序 号 13、14课 题斯沃数控仿真软件的界面介绍教学目的通过讲授使学生掌握斯沃数控仿真软件主界面情况并掌握其使用教学重点斯沃数控仿真软件主界面介绍教学难点斯沃数控仿真软件使用教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等教学主要内容教学主要内容复习导入新课：LCYC95指令的格式与各项参数的含义新课讲授：斯沃数控仿真软件主界面介绍1.工具条简介全部命令可以从屏幕左侧工具条上的按钮来执行。 当光标指向各按钮时系统会立即提示其功能名称，同时在屏幕底部的状态栏里显示该功能的详细说明拟留作业课后小结时 间2011年 9月 20 日第 四 周星 期 二序 号 15、16课 题斯沃数控仿真软件的使用教学目的通过讲授使学生掌握斯沃数控仿真软件使用方法教学重点斯沃数控仿真软件主界面介绍教学难点斯沃数控仿真软件使用教学方法使用教具演示法、讲解法、讨论法仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等教学主要内容教学主要内容教学主要内容教学主要内容复习导入新课：斯沃数控仿真软件主界面介绍新课讲授：斯沃数控仿真软件的使用1.文件管理菜单打开相应的对话框被打开，可进行选取所要代码的文件，完成取后相应的NC代码显示在 NC窗口里。 在全部代码被加载后，程序自动进入自动方式；在屏幕底部显示代码读入进程。新建删除编辑窗口里正在被编辑和已加载的 NC 码。如果代码有过更改，系统提示要不要保存更改的代码。保存保存在屏幕上编辑的代码。对新加载的已有文件执行这个命令时，系统对文件不加任何改变地保存， 并且不论该文件是不是刚刚加载的，请求给一个新文件名。另存为把文件以区别于现有文件不同的新名称保存下来。加载项目文件 把各相关的数据文件 (wp 工件文件； nc程序 文件； 刀具ct 文件) 保存到一个工程文件里 (扩展名：*.pj)，此文件称为项目文件. 这个功能用于在新的环境里加载保存的文件.项目文件保存 把全部处理过的数据保存到文件里。屏幕的各空白部分可以做修改。3. 机床参数a.机床参数设置：拖动“参数设置”对话框中的滑块选择合适的换刀速度 单击“选择颜色”按钮可以改变机床背景色。调节“加工图形显示加速”和“显示精度”可以获得合适的仿真软件运行 速度。b.显示颜色：选择刀路和加工颜色后，单击“确定”按钮。b.车床添加 (1).输入刀具号(2).输入刀具名称(3).可选择外圆车刀、割刀、内割刀、钻头、镗刀、丝攻、螺纹刀