数控机床编程与操作第1章数控车床编程与操作课件.ppt

1、 数控车床认知与操作数控车床认知与操作任务任务1台阶轴的编程与加工台阶轴的编程与加工 任务任务2圆弧零件的编程与加工圆弧零件的编程与加工 任务任务3 螺纹轴的编程与加工螺纹轴的编程与加工任务任务4椭圆轴的编程与加工椭圆轴的编程与加工 任务任务7轴套的编程与加工轴套的编程与加工 任务任务5槽轮的编程与加工槽轮的编程与加工 任务任务61.任务描述任务描述 数控车床是数控机床中结构较为简数控车床是数控机床中结构较为简单，用途十分广泛的机床之一。它能加单，用途十分广泛的机床之一。它能加工各种回转体零件。下面我们就来认识工各种回转体零件。下面我们就来认识一下数控车床，并学习相关的安全文明一下数控车床，并

2、学习相关的安全文明生产等方面的知识。熟悉生产等方面的知识。熟悉FANUC 0i数控数控系统面板上各按键的功能和作用，并能系统面板上各按键的功能和作用，并能熟练掌握其操作方法。熟练掌握其操作方法。2.知识目标：知识目标：（1）熟悉数控车床的组成及各部分作用）熟悉数控车床的组成及各部分作用（2）掌握数控车床的种类；）掌握数控车床的种类；（3）熟悉数控车床操作面板各按钮的含义）熟悉数控车床操作面板各按钮的含义和作用；和作用；3.技能目标：技能目标：（1）能合理选择车床。）能合理选择车床。（2）熟练掌握数控车床的操作方法。）熟练掌握数控车床的操作方法。（3）熟练掌握数控程序的输入与编辑。）熟练掌握数控

3、程序的输入与编辑。二、任务分析二、任务分析 本任务学习时先通过观看多媒体课本任务学习时先通过观看多媒体课件了解数控机床的结构及性能，掌握数件了解数控机床的结构及性能，掌握数控操作系统面板上按键的作用、数控车控操作系统面板上按键的作用、数控车床的操作方法及相关的安全文明操作规床的操作方法及相关的安全文明操作规程等内容；通过程序输入掌握按键的使程等内容；通过程序输入掌握按键的使用方法。用方法。三、知识准备三、知识准备（一）数控车床的组成（一）数控车床的组成 数控车床一般由输入数控车床一般由输入/输出设备、计输出设备、计算机数控装置、伺服单元、驱动装置、算机数控装置、伺服单元、驱动装置、测量装置、可

4、编程控制器测量装置、可编程控制器PLC及电气控及电气控制装置及机床本体组成。制装置及机床本体组成。1输入输入/输出设备输出设备 输入装置的作用是将控制介质（将零件加工输入装置的作用是将控制介质（将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体）上的数控代信息传送到数控装置去的程序载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。码传递并存入数控系统内。2计算机数控装置计算机数控装置 （1）组成）组成 数控装置是数控机床的核心，主要数控装置是数控机床的核心，主要包括计算机系统、位置控制板、包括计算机系统、位置控制板、PLC接口板、通接口板、通信接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件等信接口板、特殊功能模块以及相应

5、的控制软件等 （2）作用）作用 接受控制介质上的数字化信息，经接受控制介质上的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，进行规定的、有序的运动。分，进行规定的、有序的运动。三、知识准备三、知识准备3伺服单元、驱动装置和检测装置伺服单元、驱动装置和检测装置（1）伺服单元是数控装置和机床本体的联）伺服单元是数控装置和机床本体的联系环节，它接受数控装置的指令信息，系环节，它接受数控装置的指令信息，并按指令信息的要求控制执行部件的进并按指令信息的要求控制执行部

6、件的进给速度、方向和位移。给速度、方向和位移。（2）驱动装置把经放大的指令信号变为机）驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。所要求的零件。三、知识准备三、知识准备（3）检测装置把机床工作台的实际位移转）检测装置把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给变成电信号反馈给CNC装置，供装置，供CNC装装置与指令值比较产生误差信号，以控制置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向

7、移动。机床向消除该误差的方向移动。三、知识准备三、知识准备3可编程控制器（可编程控制器（PLC）、机床）、机床I/O电路电路和装置和装置（1）组成）组成（2）作用）作用:保证灵敏准确地跟踪保证灵敏准确地跟踪CNC装置装置指令。指令。4机床本体机床本体 机床本体是数控机床的主体，是用机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。包括于完成各种切削加工的机械部分。包括主运动部件、进给运动执行部件（如滑主运动部件、进给运动执行部件（如滑板及其传动部件）和床身等。板及其传动部件）和床身等。三、知识准备三、知识准备（二）数控车床的分类（二）数控车床的分类1按进给伺服系统控制方式分类按进给伺

8、服系统控制方式分类（1）开环控制系统数控车床）开环控制系统数控车床三、知识准备三、知识准备图1-1 开环控制系统（2）半闭环控制系统数控车床）半闭环控制系统数控车床三、知识准备三、知识准备图1-2 半闭环控制系统（3）全闭环控制系统数控车床）全闭环控制系统数控车床三、知识准备三、知识准备图1-3 全闭环控制系统2按功能水平分类按功能水平分类（1）经济型数控车床）经济型数控车床（2）标准数控车床）标准数控车床（3）车削中心）车削中心（4）FMC车床车床三、知识准备三、知识准备3按主轴的配置形式分类按主轴的配置形式分类（1）卧式数控车床）卧式数控车床三、知识准备三、知识准备图1-5 卧式数控车床

9、（2）立式数控车床）立式数控车床三、知识准备三、知识准备图1-6 立式数控车床（三）数控车床的用途与特点（三）数控车床的用途与特点1数控车床的用途数控车床的用途 车削加工是工件旋转作主运动和车刀车削加工是工件旋转作主运动和车刀作进给运动的切削加工方法。其主要加作进给运动的切削加工方法。其主要加工对象是回转体零件。基本的车削加工工对象是回转体零件。基本的车削加工内容有车外圆、车端面、切断和车槽、内容有车外圆、车端面、切断和车槽、钻孔、车孔、车螺纹、车圆锥面、车圆钻孔、车孔、车螺纹、车圆锥面、车圆弧面、车非圆曲面等。弧面、车非圆曲面等。三、知识准备三、知识准备2数控车床的特点数控车床的特点（1）适

10、应性强）适应性强（2）适合加工复杂型面的零件）适合加工复杂型面的零件（3）加工精度高，质量稳定）加工精度高，质量稳定（4）生产效率高）生产效率高（5）工序集中，一机多用）工序集中，一机多用（6）减轻劳动强度，改善劳动条件）减轻劳动强度，改善劳动条件（7）价格较高且调试和维修较复杂）价格较高且调试和维修较复杂三、知识准备三、知识准备（四）数控车床的操作面板（四）数控车床的操作面板1数控系统操作面板数控系统操作面板 CRT/MDI操作面板与系统有关，不操作面板与系统有关，不同的系统其面板也不同，由系统制造厂同的系统其面板也不同，由系统制造厂家确定。现以家确定。现以FANUC 0i系统为例，学习系统

11、为例，学习数控系统操作面板，如图数控系统操作面板，如图1-7所示所示 三、知识准备三、知识准备三、知识准备三、知识准备图1-7 FANUC 0i数控系统操作面板2数控车床操作面板数控车床操作面板 机床操作面板是由机床制造厂家确定机床操作面板是由机床制造厂家确定的，机床的类型不同，其开关的位置、按的，机床的类型不同，其开关的位置、按钮的功能及排列顺序有一定的差异。国产钮的功能及排列顺序有一定的差异。国产的多用中文名字标示，进口机床多用英文的多用中文名字标示，进口机床多用英文名字标示，还有用标准图标标示。数控车名字标示，还有用标准图标标示。数控车床的操作面板如图床的操作面板如图1-8所示所示 三、

12、知识准备三、知识准备三、知识准备三、知识准备图1-8 数控车床操作面板（一）开机与关机（一）开机与关机1.开机开机（1）首先检查机床的初始状态，以及控制柜的前、）首先检查机床的初始状态，以及控制柜的前、后门是否关好。后门是否关好。（2）机床电源开关一般位于机床的侧面或背面，在）机床电源开关一般位于机床的侧面或背面，在使用时，必须先将主电源开关置于使用时，必须先将主电源开关置于【ON】档。档。（3）确定电源接通后，按下机床操作面板上绿色）确定电源接通后，按下机床操作面板上绿色【系统启动系统启动】按钮，系统自检后按钮，系统自检后CRT上出现位置显上出现位置显示画面。注意：在出现位置画面和报警画面之

13、前示画面。注意：在出现位置画面和报警画面之前，请不要接触，请不要接触CRT/MDI操作面板上的键，以防引操作面板上的键，以防引起意外。起意外。四四、任务实施、任务实施2.关机关机（1）确认机床的运动全部停止，按下机床）确认机床的运动全部停止，按下机床操作面板上红色操作面板上红色【系统关闭系统关闭】按钮，按钮，CNC系统电源被切断。系统电源被切断。（2）将主电源开关置于）将主电源开关置于【OFF】档，切断档，切断机床的电源。机床的电源。四、任务实施四、任务实施（二）手动操作方式（二）手动操作方式1.手动返回参考点手动返回参考点（1）按下机床操作面板上）按下机床操作面板上【回零回零】按钮。按钮。（

14、2）分别使各轴向参考点方向手动进给，）分别使各轴向参考点方向手动进给，先按先按+X【】按钮再按按钮再按+Z【】按钮，按钮，当机床面板上的当机床面板上的【X轴回零轴回零】和和【Z轴回轴回零零】指示灯亮了，表示已回到参考点。指示灯亮了，表示已回到参考点。四、任务实施四、任务实施2.手动进给操作手动进给操作（1）手动连续进给操作）手动连续进给操作按下机床操作面板上按下机床操作面板上【手动手动】按钮。按钮。选择移动轴，按选择移动轴，按X轴轴【】【】【】按钮或按钮或Z轴轴【】【】【】按钮所选择的轴方向移按钮所选择的轴方向移动。动。同时按下同时按下【快移快移】按钮，各轴可快速移按钮，各轴可快速移动。动。四

15、、任务实施四、任务实施（2）手动增量进给操作）手动增量进给操作按下机床操作面板上按下机床操作面板上【手动手动】按钮。按钮。选择移动轴，按选择移动轴，按X轴轴【】【】【】按钮或按钮或Z轴轴【】【】【】按钮所选择的轴方向进按钮所选择的轴方向进行增量移动。行增量移动。（3）手轮进给操作）手轮进给操作按下机床操作面板上按下机床操作面板上【X手摇手摇】或或【Z手手摇摇】按钮。按钮。转动手摇脉冲发生器，实现手轮进给。转动手摇脉冲发生器，实现手轮进给。四、任务实施四、任务实施3.主轴旋转的操作主轴旋转的操作（1）按下机床操作面板上）按下机床操作面板上【手动手动】按钮。按钮。（2）按下）按下【主轴正转主轴正转

16、】按钮或按钮或【主轴反转主轴反转】按钮，可使机床主轴正反转，按下按钮，可使机床主轴正反转，按下【主轴停止主轴停止】按钮，可使机床主轴正反转按钮，可使机床主轴正反转暂停。暂停。（3）按下）按下【主轴点动主轴点动】按钮，将使机床主按钮，将使机床主轴旋转，松开后，主轴则停止旋转。轴旋转，松开后，主轴则停止旋转。四、任务实施四、任务实施（4）在主轴旋转过程中，可以通过）在主轴旋转过程中，可以通过【主轴主轴倍率修调倍率修调】旋钮对主轴转速实现无级调旋钮对主轴转速实现无级调速。速。【主轴倍率修调主轴倍率修调】档位为档位为50%120%，在加工程序执行过程中，也可对，在加工程序执行过程中，也可对程序中指定的

17、转速进行调节。程序中指定的转速进行调节。四、任务实施四、任务实施4.选刀操作选刀操作（1）按下机床操作面板上）按下机床操作面板上【手动手动】按钮。按钮。（2）按下）按下【手动选刀手动选刀】按钮，根据刀架上按钮，根据刀架上的刀位数字，可选择不同刀位号。的刀位数字，可选择不同刀位号。四、任务实施四、任务实施（三）（三）MDI操作方式操作方式1按下机床操作面板上按下机床操作面板上【MDI】按钮。按钮。2按下按下【PROG】按钮，进入按钮，进入【MDI】输入输入窗口。窗口。3先按先按【EOB】键，再按键，再按【INSERT】确定确定4在数据输入行输入一个程序段，按在数据输入行输入一个程序段，按【EOB

18、】键，再按键，再按【INSERT】确定。确定。5按按【循环启动循环启动】按钮，执行输入的程序段按钮，执行输入的程序段四、任务实施四、任务实施（四）程序的编辑操作方式（四）程序的编辑操作方式1.程序的输入程序的输入（1）置于）置于【编辑编辑】方式。方式。（2）按）按【PROG】键，进入程序界面键，进入程序界面（3）键入地址）键入地址O及要存储的程序号（四位数及要存储的程序号（四位数字），输入的程序名不可以与已有的程序名字），输入的程序名不可以与已有的程序名重复。重复。（4）先按）先按【EOB】键，再按键，再按【INSERT】键键，可以存储程序号，然后在每个字的后面键，可以存储程序号，然后在每个字

19、的后面键入程序，按入程序，按【EOB】键用键用【INSERT】存储存储 四、任务实施四、任务实施2.程序的检索程序的检索（1）置于）置于【编辑编辑】方式。方式。（2）按）按【PROG】键，键入地址和要检索键，键入地址和要检索的程序号。的程序号。（3）按）按【O检索检索】键，检索结束时，在键，检索结束时，在CRT画面的右上方显示已检索的程序号画面的右上方显示已检索的程序号四、任务实施四、任务实施3.程序的检查程序的检查（1）置于）置于【编辑编辑】方式。方式。（2）按）按【PROG】键，键入地址。键，键入地址。（3）按）按【PAGE】与与【PAGE】键，或键，或者使用光标移动键来检查程序。者使用光

20、标移动键来检查程序。四、任务实施四、任务实施4.程序的修改程序的修改（1）置于）置于【编辑编辑】方式。方式。（2)按按【PROG】键，键入地址选择要编键，键入地址选择要编辑的程序。辑的程序。（3）按）按【PAGE】与与【PAGE】键，或键，或者使用光标移动键来检查程序。者使用光标移动键来检查程序。（4）光标移动到要变更的字，进行）光标移动到要变更的字，进行【CAN】、【ALTER】、【SHIFT】等操等操作。作。四、任务实施四、任务实施5.程序的删除程序的删除（1）置于）置于【编辑编辑】方式。方式。（2）按）按【PROG】键，键入地址键，键入地址“O”选择要删除的程序。选择要删除的程序。（3）

21、按）按【DELTE】键，键，“O”NC程序被删除。程序被删除。（4）删除全部程序，输入）删除全部程序，输入“O-9999”按按【DELTE】键，全部程序删除。键，全部程序删除。四、任务实施四、任务实施6.后台编辑后台编辑（1）置于）置于【自动自动】方式。方式。（2）按）按【PROG】键，按键，按【BG-EDT】键键,进入后台编辑功能界面，可进行程序的进入后台编辑功能界面，可进行程序的编辑。编辑。四、任务实施四、任务实施（五）数据的显示与设定（五）数据的显示与设定1.偏置量设置偏置量设置（1）按）按【】主功能键。主功能键。（2）按）按【补正补正】、【SETTING】、【坐标坐标系系】、【操作操作

22、】对应的软键，显示所需要对应的软键，显示所需要的页面。的页面。（3）使光标移向需要变更的偏置号位置。）使光标移向需要变更的偏置号位置。（4）由数据输入键输入补偿量。）由数据输入键输入补偿量。（5）按）按【INPUT】键，确认并显示补偿值键，确认并显示补偿值四、任务实施四、任务实施2.参数设置参数设置（1）按）按【SYSTM】键和键和【PAGE】键与菜键与菜单扩展键显示设置参数画面（也可以通过单扩展键显示设置参数画面（也可以通过软键软键【参数参数】显示）。显示）。（2）将光标移至要设定参数的位置，键入设）将光标移至要设定参数的位置，键入设定的数值，按定的数值，按【INPUT】键。在设定数值键。在

23、设定数值前，必须将前，必须将【】主功能下主功能下【SETTING】参数读写功能打开，置于参数读写功能打开，置于【1】的档位。的档位。四、任务实施四、任务实施3.信息数据的显示信息数据的显示按按【MESGE】键和菜单扩展键和菜单扩展【】键显示键显示报警画面、报警履历和外部信息等数据报警画面、报警履历和外部信息等数据信息。信息。四、任务实施四、任务实施（六）对刀操作（六）对刀操作1.工件棒料与刀具的装夹找正工件棒料与刀具的装夹找正（1）工件棒料的装夹）工件棒料的装夹（2）工件棒料的找正）工件棒料的找正（3）刀具的装夹）刀具的装夹车刀不能伸出太长。车刀不能伸出太长。刀尖应与主轴中心线等高。刀尖应与主

24、轴中心线等高。螺纹刀装夹时，应用螺纹样板进行装夹螺纹刀装夹时，应用螺纹样板进行装夹切槽刀要装正，以保证两副偏角对称。切槽刀要装正，以保证两副偏角对称。四、任务实施四、任务实施2.设置主轴旋转设置主轴旋转（1）按下机床操作面板上）按下机床操作面板上【MDI】按钮。按钮。（2）按下）按下【PROG】按钮，进入按钮，进入【MDI】输入窗口。输入窗口。（3）先按）先按【EOB】键，再按键，再按【INSERT】确定。确定。（4）在数据输入行输入）在数据输入行输入“M03 S450”，按，按【EOB】键，再按键，再按【INSERT】确定。确定。（5）按）按【循环启动循环启动】按钮，主轴正转。按钮，主轴正转

25、。四、任务实施四、任务实施3.选择刀具，确定刀位选择刀具，确定刀位4.设置轴设置轴X方向的刀具偏移值方向的刀具偏移值5.设置轴设置轴Z方向的刀具偏移值方向的刀具偏移值6.设置刀尖圆弧半径补偿参数设置刀尖圆弧半径补偿参数四、任务实施四、任务实施（七）对刀正确性校验（七）对刀正确性校验按下机床操作面板上按下机床操作面板上【MDI】按钮。按钮。（1）选择加工程序，按下机床操作面板上）选择加工程序，按下机床操作面板上【自自动动】按钮。按钮。（2）按下）按下【PROG】按钮，进入按钮，进入【MDI】输入输入窗口。窗口。（3）输入）输入“T0101 G00 X0 Z50；”，按，按【INSERT】键确认。

26、键确认。（4）按）按【循环启动循环启动】按钮执行，即可检查刀具按钮执行，即可检查刀具的当前位置是否正确。的当前位置是否正确。四、任务实施四、任务实施（八）自动加工操作（八）自动加工操作1.加工程序测试加工程序测试（1）选择加工程序，按下机床操作面板上）选择加工程序，按下机床操作面板上【自自动动】按钮。按钮。（2）按下）按下【PROG】按钮，按下按钮，按下【检视检视】对应对应的软键，使界面显示正在执行的程序及坐标。的软键，使界面显示正在执行的程序及坐标。（3）按下）按下【机床锁住机床锁住】和和【空运行空运行】按钮，机按钮，机床停止移动，但位置坐标的显示和机床移动时床停止移动，但位置坐标的显示和机

27、床移动时一样。此外，一样。此外，M、S、T功能也可以执行，此开功能也可以执行，此开关用于程序的检测。关用于程序的检测。（4）按）按【循环启动循环启动】按钮，程序自动运行。按钮，程序自动运行。四、任务实施四、任务实施2.加工程序图形模拟加工程序图形模拟该功能主要用于查看刀具的加工路径，验该功能主要用于查看刀具的加工路径，验证走刀路线的合理性。其操作步骤如证走刀路线的合理性。其操作步骤如（1）按主功能）按主功能【】键。键。（2）按）按【图形图形】软键，使画面显示图形界软键，使画面显示图形界面。面。（3）按操作面板上的）按操作面板上的【循环启动循环启动】按钮，按钮，观察加工图形。观察加工图形。四、任

28、务实施四、任务实施3.单段功能单段功能若按下若按下【单段单段】按钮，则执行一个程序段后，机按钮，则执行一个程序段后，机床停止。床停止。（1）使用指令）使用指令G28、G29、G30时，即使在中间时，即使在中间点，也能进行单程序段停止。点，也能进行单程序段停止。（2）固定循环的单程序段停止时，）固定循环的单程序段停止时，【进给保持进给保持】灯亮。灯亮。（3）M98 P；M99；的程序段不能单程；的程序段不能单程序段停止。但是，序段停止。但是，M98、M99的程序中有的程序中有O、N、P以外的地址时，可以单程序段停止。以外的地址时，可以单程序段停止。四、任务实施四、任务实施4.进给速度倍率进给速度

29、倍率 用进给速度倍率开关选择程序指定的用进给速度倍率开关选择程序指定的进给速度百分数，以改变进给速度（倍进给速度百分数，以改变进给速度（倍率），按照刻度可实现率），按照刻度可实现0%120%的倍的倍率修调。率修调。四、任务实施四、任务实施5.自动加工自动加工（1）自动运行前必须正确安装工件及相应）自动运行前必须正确安装工件及相应刀具，编辑好程序并进行对刀操作。刀具，编辑好程序并进行对刀操作。（2）按下机床操作面板上）按下机床操作面板上【自动自动】按钮。按钮。（3）按下）按下【PROG】按钮，按下按钮，按下【检视检视】对应的软键，使界面显示正在执行的程序对应的软键，使界面显示正在执行的程序及坐标

30、。及坐标。四、任务实施四、任务实施（4）按）按【循环启动循环启动】按钮，开始自动运行，按钮，开始自动运行，循环启动指示灯点亮。循环启动指示灯点亮。（5）开始自动运转后，按方式执行程序：）开始自动运转后，按方式执行程序：（6）使自动运转停止的方法有两种：预先在）使自动运转停止的方法有两种：预先在程序中想要停止的地方输入停止指令；按程序中想要停止的地方输入停止指令；按操作面板上的按钮使其停止。操作面板上的按钮使其停止。四、任务实施四、任务实施（九）车床的急停操作（九）车床的急停操作1.使用使用【急停急停】旋钮旋钮 如果在机床运行时按下如果在机床运行时按下【急停急停】旋旋钮，机床进给运动和主轴运动会

31、立即停钮，机床进给运动和主轴运动会立即停止工作。待排除故障，重新执行程序恢止工作。待排除故障，重新执行程序恢复机床的工作时，顺时针旋转该按钮，复机床的工作时，顺时针旋转该按钮，按下机床复位按钮复位后，进行手动返按下机床复位按钮复位后，进行手动返回机床参考点的操作。回机床参考点的操作。四、任务实施四、任务实施四、任务实施四、任务实施2.使用使用【进给保持进给保持】按钮按钮 如果在机床运行时按下如果在机床运行时按下【进给保持进给保持】按钮，则机床处于保持状态。待急停解按钮，则机床处于保持状态。待急停解除之后，按下除之后，按下【循环启动循环启动】按钮恢复机按钮恢复机床运行状态，无需进行返回参考点的操

32、床运行状态，无需进行返回参考点的操作。作。（十）位置显示（十）位置显示 按下按下【POS】软键到位置显示页面，位置软键到位置显示页面，位置显示有三种方式，如图显示有三种方式，如图1-13所示。所示。绝对坐标系：显示刀位点在当前零件坐标系中绝对坐标系：显示刀位点在当前零件坐标系中的位置。的位置。相对坐标系：显示操作者预先设定为零的相对相对坐标系：显示操作者预先设定为零的相对位置。位置。综合显示：同时显示当时刀位点在坐标系中的综合显示：同时显示当时刀位点在坐标系中的位置。位置。四、任务实施四、任务实施四、任务实施四、任务实施 五、检查评估五、检查评估图1-13 位置显示窗口1.任务描述任务描述 如

33、图如图1-14所示为一台阶轴零件图，所示为一台阶轴零件图，毛坯为毛坯为4290，材料，材料45钢，生产类型钢，生产类型为单件或小批量生产，无热处理工艺要为单件或小批量生产，无热处理工艺要求。下面以该台阶轴为例，试正确设定求。下面以该台阶轴为例，试正确设定工件坐标系，制定加工工艺方案，选择工件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，正确编制合理的刀具和切削工艺参数，正确编制数控加工程序并完成零件的加工。数控加工程序并完成零件的加工。图1-14 台阶轴2.知识目标：知识目标：（1）能分析和制定零件的加工工艺。）能分析和制定零件的加工工艺。（2）掌握指令）掌握指令G00、G01、G9

34、0、G94的格的格式及用法。掌握轴向粗车复合循环指令式及用法。掌握轴向粗车复合循环指令G71、G70的运动轨迹及用法。的运动轨迹及用法。（3）掌握所学数控编程指令字的含义，正）掌握所学数控编程指令字的含义，正确编制零件的加工程序。确编制零件的加工程序。一、任务引入一、任务引入3.技能目标：技能目标：（1）熟练巩固数控车床的操作方法。）熟练巩固数控车床的操作方法。（2）熟练掌握数控程序的输入与编辑。）熟练掌握数控程序的输入与编辑。（3）工件装夹方法、刀具及切削用量的选）工件装夹方法、刀具及切削用量的选择。择。（4）能在数控机床上完成零件的加工。）能在数控机床上完成零件的加工。一、任务引入一、任务

35、引入 该零件的外圆精度要求不高，表面粗糙度该零件的外圆精度要求不高，表面粗糙度全部为全部为Ra3.2，要求一般，外圆端面加工较为，要求一般，外圆端面加工较为简单，注意保证精度要求即可。本零件可以用简单，注意保证精度要求即可。本零件可以用G01或或G90指令加工外圆，指令加工外圆，G01、G94指令加工指令加工端面，用端面，用G01指令编程时会使程序段增加，编指令编程时会使程序段增加，编程繁琐，如果采用固定循环指令程繁琐，如果采用固定循环指令G90加工会使加工会使程序简短，因该台阶轴每处都有倒角，用程序简短，因该台阶轴每处都有倒角，用G71编程程序会更简短。通过学习本节内容，使学编程程序会更简短

36、。通过学习本节内容，使学生掌握简单轴类零件的数控加工工艺知识，常生掌握简单轴类零件的数控加工工艺知识，常用指令用指令(G00、G01、G94、G90)格式、用法及格式、用法及零件加工与质量分析等。零件加工与质量分析等。二、任务分析二、任务分析（一）数控车床刀具的选择（一）数控车床刀具的选择1.车刀的性能车刀的性能（1）强度高）强度高（2）精度高）精度高（3）适应高速和大进给量切削）适应高速和大进给量切削（4）可靠性好）可靠性好（5）使用寿命长）使用寿命长三、相关知识三、相关知识2.车刀的类型车刀的类型（1）尖形车刀）尖形车刀（2）圆弧形车刀）圆弧形车刀（3）成型车刀）成型车刀三、相关知识三、相

37、关知识三、相关知识三、相关知识图1-15 常用车刀的种类、形状和用途 三、相关知识三、相关知识3.常用车刀的几何参数常用车刀的几何参数（1）尖形车刀的几何参数。）尖形车刀的几何参数。（2）圆弧形车刀的几何参数。）圆弧形车刀的几何参数。4.机夹可转位车刀的选用机夹可转位车刀的选用（1）刀片材质的选择。）刀片材质的选择。（2）可转位车刀的选用。）可转位车刀的选用。5.刀夹刀夹三、相关知识三、相关知识（二）切削用量的选择（二）切削用量的选择1背吃刀量的确定背吃刀量的确定2切削速度的确定切削速度的确定dnc1000三、相关知识三、相关知识3进给量的确定进给量的确定（1）在满足表面质量的条件下，为提高生

38、产）在满足表面质量的条件下，为提高生产效率，可选择较高的进给量。效率，可选择较高的进给量。（2）切断、车削深孔或用高速钢刀具车削时）切断、车削深孔或用高速钢刀具车削时，宜选择较低的进给量，如切断时取，宜选择较低的进给量，如切断时取0.050.2mm/r。（3）在粗车时进给量的取值可大一些，精车）在粗车时进给量的取值可大一些，精车应小一些，如一般粗车时取应小一些，如一般粗车时取0.30.8mm/r。（4）进给量应与切削速度和背吃刀量相适应）进给量应与切削速度和背吃刀量相适应三、相关知识三、相关知识（三）零件装夹方法的选择（三）零件装夹方法的选择1零件的装夹零件的装夹（1）工件较短，使用普通三爪自

39、定心卡盘装夹，）工件较短，使用普通三爪自定心卡盘装夹，工件安装后一般不需要校正，只控制装夹长度即工件安装后一般不需要校正，只控制装夹长度即可。可。（2）工件较短且是精加工圆柱面，用软卡爪装夹）工件较短且是精加工圆柱面，用软卡爪装夹，并适当增加夹持面的长度，以保证定位准确，并适当增加夹持面的长度，以保证定位准确，装夹稳固。装夹稳固。（3）工件较长且较重，精度要求不高时，可采用）工件较长且较重，精度要求不高时，可采用一夹一顶装夹。一夹一顶装夹。（4）同轴度要求高或需经多道工序才能完成的工）同轴度要求高或需经多道工序才能完成的工件，可采用两顶尖方式装夹。件，可采用两顶尖方式装夹。三、相关知识三、相关

40、知识（四）数控加工工艺路线制定（四）数控加工工艺路线制定1工序的划分工序的划分（1）以一次安装、加工作为一道工序。这）以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的工件，加种方法适合于加工内容较少的工件，加工完毕后即达到待检状态。工完毕后即达到待检状态。三、相关知识三、相关知识（2）以同一把刀具加工的内容划分工序。）以同一把刀具加工的内容划分工序。有些工件虽然能在一次安装中加工出很多有些工件虽然能在一次安装中加工出很多表面，但因程序太长，可能会受到某些限表面，但因程序太长，可能会受到某些限制，如控制系统的限制（内存容量），机制，如控制系统的限制（内存容量），机床连续工作时间的限制（

41、一道工序在一个床连续工作时间的限制（一道工序在一个工作班内不能结束）等。此外，程序太长工作班内不能结束）等。此外，程序太长会增加错误及检索难度。因此，每道工序会增加错误及检索难度。因此，每道工序的内容不可太多。的内容不可太多。（3）以加工部位划分工序。对于加工表面）以加工部位划分工序。对于加工表面较多或不能一次装夹完成的工件，可按较多或不能一次装夹完成的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或端面，并将每一如内腔、外形、曲面或端面，并将每一部分的加工作为一道工序。如图部分的加工作为一道工序。如图1-17a所所示，第一次先进行圆柱面加工，

42、然后二示，第一次先进行圆柱面加工，然后二次装夹（调头），车削如图次装夹（调头），车削如图1-17b所示的所示的圆球。圆球。三、相关知识三、相关知识三、相关知识三、相关知识 (a)(b)图1-17 以加工部位划分工序（4）以粗、精加工划分工序。对于加工中）以粗、精加工划分工序。对于加工中易发生变形和要进行中间热处理的工件，易发生变形和要进行中间热处理的工件，粗加工后的变形常常需要进行校直，故要粗加工后的变形常常需要进行校直，故要进行粗、精加工的零件一般都要将工序分进行粗、精加工的零件一般都要将工序分开。开。三、相关知识三、相关知识 2.加工方案的确定加工方案的确定（1)常用加工方案常用加工方案先

43、粗后精先粗后精先近后远先近后远先内后外先内后外三、相关知识三、相关知识（2）制定加工方案的要求）制定加工方案的要求程序段最少程序段最少进给路线最短进给路线最短灵活选用不同形式的切削路线。灵活选用不同形式的切削路线。三、相关知识三、相关知识（五）数控车床坐标系的建立（五）数控车床坐标系的建立1坐标轴和运动方向命名的原则坐标轴和运动方向命名的原则三、相关知识三、相关知识+Z+Y+Z+C+X+Y+B+X+A+A、+B或+C+X、+Y 或+Z图1-24 右手直角笛卡尔坐标系（1）运动方向的确定）运动方向的确定 实际编程时，假定刀具相对于静止的工件而实际编程时，假定刀具相对于静止的工件而运动。当工件运动

44、时，在坐标轴符号上加运动。当工件运动时，在坐标轴符号上加“”表示。按相对运动的关系，工件运动的正方向表示。按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反。恰好与刀具运动的正方向相反。运动方向的规定：将增大刀具与工件距离的运动方向的规定：将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向。方向确定为各坐标轴的正方向。机床旋转坐标运动的正方向是按照右旋螺纹机床旋转坐标运动的正方向是按照右旋螺纹进入工件的方向。即车床主轴顺时针旋转的方进入工件的方向。即车床主轴顺时针旋转的方向为向为“+C”。三、相关知识三、相关知识三、相关知识三、相关知识（2）坐标轴的规定）坐标轴的规定 先确定先确定Z坐

45、标轴。按规定确定坐标轴。按规定确定X坐标轴。最后坐标轴。最后用右手直角笛卡尔定则确定用右手直角笛卡尔定则确定Y坐标轴。坐标轴。Z坐标轴：坐标轴：Z轴与主轴轴线重合，设轴与主轴轴线重合，设Z轴远轴远离工件（即增大刀具与工件之间的距离）的方离工件（即增大刀具与工件之间的距离）的方向为向为Z轴的正方向（如图轴的正方向（如图1-25所示）。所示）。X坐标轴：坐标轴：X轴垂直于轴垂直于Z轴，对应于刀架的轴，对应于刀架的径向移动，设径向移动，设X轴远离工件的轴心线（即增大轴远离工件的轴心线（即增大刀具与工件之间的距离）的方向为刀具与工件之间的距离）的方向为X轴的正方轴的正方向。向。三、相关知识三、相关知识

46、图1-25 数控车床坐标轴三、相关知识三、相关知识2.机床坐标系机床坐标系（1）机床坐标系的原点）机床坐标系的原点图1-26 机床原点 三、相关知识三、相关知识（2）机床参考点）机床参考点图1-28 数控车床参考点 3工件坐标系工件坐标系（1）工件坐标系）工件坐标系三、相关知识三、相关知识 图1-29 编程坐标系及对刀点（2）工件原点）工件原点（3）对刀点）对刀点（4）刀位点）刀位点（5）换刀点）换刀点三、相关知识三、相关知识（六）程序的结构及功能代码（六）程序的结构及功能代码1零件程序的结构零件程序的结构（1）程序号）程序号（2）程序内容）程序内容 程序内容由加工顺序、刀具的各种运动程序内容

47、由加工顺序、刀具的各种运动轨迹和各种辅助动作的若干个程序段组轨迹和各种辅助动作的若干个程序段组成。成。三、相关知识三、相关知识（3）程序结束）程序结束 结束命令表示加工程序结束，例如结束命令表示加工程序结束，例如FANUC、GSK980T系统中都用系统中都用M02表示；表示；若需光标返回至程序开头，则需使用若需光标返回至程序开头，则需使用M30指令。指令。三、相关知识三、相关知识（2）辅助功能）辅助功能 辅助功能也称辅助功能也称M功能，它用于控制零功能，它用于控制零件程序的走向，并用来指定机床辅助动件程序的走向，并用来指定机床辅助动作及状态。它是由字母作及状态。它是由字母M及其后面的数及其后面

48、的数字组成，其特点是靠继电器的通断来实字组成，其特点是靠继电器的通断来实现其控制过程。现其控制过程。三、相关知识三、相关知识2功能代码功能代码（1）准备功能）准备功能 “*”号为缺省号为缺省G代码，即在机床系统上电时被代码，即在机床系统上电时被初始化为该功能。初始化为该功能。在同一程序段中可以指定不同组的几个在同一程序段中可以指定不同组的几个G代码代码且与顺序无关；若在同一程序段中指定同组的且与顺序无关；若在同一程序段中指定同组的G代代码，后面的有效。不同系统的码，后面的有效。不同系统的G代码并不一致，即代码并不一致，即使同型号的系统，也未必相同，编程时要以系统使同型号的系统，也未必相同，编程

49、时要以系统说明书所规定的代码编程。说明书所规定的代码编程。00组的组的G代码是一次性代码是一次性G代码。代码。模态（续效）指令和非模态（非续效指令）模态（续效）指令和非模态（非续效指令）三、相关知识三、相关知识（七）常用指令（七）常用指令1快速点定位指令快速点定位指令G00（1）指令格式）指令格式 G00 X（U）_ Z（W）_；X、Z绝对编程时，终点的绝对坐标值；绝对编程时，终点的绝对坐标值；U、W增量编程时，终点相对前一点的增量编程时，终点相对前一点的增量坐标值。增量坐标值。三、相关知识三、相关知识（2）说明：）说明：G00的执行过程：刀具由程序起始点的执行过程：刀具由程序起始点加速到最大

50、速度，然后快速移动，最后加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。减速到终点，实现快速点定位。刀具的实际运动路线有时不是直线，刀具的实际运动路线有时不是直线，而是折线，因此使用而是折线，因此使用G00时，要注意刀时，要注意刀具与工件是否发生干涉，对不适合联动具与工件是否发生干涉，对不适合联动的场合，两轴可单动。的场合，两轴可单动。三、相关知识三、相关知识2直线插补指令直线插补指令G01（1）指令格式）指令格式 G01 X（U）_ Z（W）_ F；X、Z绝对编程时，终点的绝对坐标值；绝对编程时，终点的绝对坐标值；U、W增量编程时，终点相对前一点的增量编程时，终点相对前一点的增