數(shù)控加工工藝與編程教案[共62頁]

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1、引 入：由普通機(jī)床難加工零件及東芝事件引出數(shù)控機(jī)床應(yīng)用（5 分鐘）正 課：第一章 數(shù)控加工技術(shù)概況（85 分鐘） 1.1 數(shù)控程序編制的概念在編制數(shù)控加工程序前，應(yīng)首先了解：數(shù)控程序編制的主要工作內(nèi)容，程序編制的工作步驟，每一步應(yīng)遵循的工作原則等，最終才能獲得滿足要求的數(shù)控程序。1.1.1 數(shù)控程序編制的定義編制數(shù)控加工程序是使用數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要技術(shù)工作，理想的數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件，還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控機(jī)床能安全、可靠、高效的工作。1、數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。 （1）分

2、析零件圖樣和制定工藝方案 這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的基礎(chǔ)知識(shí)，如數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。（2）數(shù)學(xué)處理 在確定了工藝方案后，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)一般均具有直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能，對(duì)于加工由圓弧和直線組成的較簡單的平面零件，只需要計(jì)算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點(diǎn)或

3、切點(diǎn)的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧分析零分析零件圖樣件圖樣和制定和制定工藝方工藝方案案數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué) 處處 理理編編 寫寫 程程 序序程程 序序 校校 驗(yàn)驗(yàn)修 改的圓心坐標(biāo)值等，就能滿足編程要求。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，否則難以完成。（3）編寫零件加工程序 在完成上述工藝處理及數(shù)值計(jì)算工作后，即可編寫零件加工程序。程序編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)的程序指令，按照規(guī)定的程序格式，逐段編寫加工程序。程序編制人員應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的功能、程序指令及代碼十分熟悉，才能編寫出正確的加工程序。（4）程序檢驗(yàn)將編寫好的加工程序輸入數(shù)控系

4、統(tǒng)，就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。一般在正式加工之前，要對(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)。通常可采用機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，來檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性，以檢驗(yàn)程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，可通過顯示走刀軌跡或模擬刀具對(duì)工件的切削過程，對(duì)程序進(jìn)行檢查。對(duì)于形狀復(fù)雜和要求高的零件，也可采用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進(jìn)行試切來檢驗(yàn)程序。通過檢查試件，不僅可確認(rèn)程序是否正確，還可知道加工精度是否符合要求。若能采用與被加工零件材料相同的材料進(jìn)行試切，則更能反映實(shí)際加工效果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工的零件不符合加工技術(shù)要求時(shí)，可修改程序或采取尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?總結(jié)與提問：數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用及數(shù)控機(jī)床編程步驟（10 分鐘） 教學(xué)手段

5、：多媒體教學(xué)引 入：復(fù)習(xí)數(shù)控編程內(nèi)容步驟，引出數(shù)控編程方法（5 分鐘）正 課：數(shù)控編程方法（85 分鐘） 2、數(shù)控程序編制的方法 數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動(dòng)編制程序。（1）手工編程手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程中各個(gè)階段的工作。一般對(duì)幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需的加工程序不長，計(jì)算比較簡單，用手工編程比較合適。手工編程的特點(diǎn)：耗費(fèi)時(shí)間較長，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，無法勝任復(fù)雜形狀零件的編程。據(jù)國外資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)采用手工編程時(shí)，一段程序的編寫時(shí)間與其在機(jī)床上運(yùn)行加工的實(shí)際時(shí)間之比，平均約為 30：1，而數(shù)控機(jī)床不能開動(dòng)的原因中有 20%30%是由于加工程序編制困難，編程時(shí)間較長

6、。（2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指在編程過程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行外，其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程時(shí)，數(shù)學(xué)處理、編寫程序、檢驗(yàn)程序等工作是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，由于計(jì)算機(jī)可自動(dòng)繪制出刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，使編程人員可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改，以獲得正確的程序。又由于計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程代替程序編制人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算，可提高編程效率幾十倍乃至上百倍，因此解決了手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。因而，自動(dòng)編程的特點(diǎn)就在于編程工作效率高，可解決復(fù)雜形狀零件的編程難題。根據(jù)輸入方式的不同，可將自動(dòng)編程分為圖形數(shù)控自動(dòng)編程、語言數(shù)控自動(dòng)編程和語音數(shù)

7、控自動(dòng)編程等。圖形數(shù)控自動(dòng)編程是指將零件的圖形信息直接輸入計(jì)算機(jī)，通過自動(dòng)編程軟件的處理，得到數(shù)控加工程序。目前，圖形數(shù)控自動(dòng)編程是使用最為廣泛的自動(dòng)編程方式。語言數(shù)控自動(dòng)編程指將加工零件的幾何尺寸、工藝要求、切削參數(shù)及輔助信息等用數(shù)控語言編寫成源程序后，輸入到計(jì)算機(jī)中，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理得到零件加工程序。語音數(shù)控自動(dòng)編程是采用語音識(shí)別器，將編程人員發(fā)出的加工指令聲音轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸こ绦颉?.1.2 數(shù)控程序的指令代碼：序號(hào)2日期2005.8.30班級(jí)高數(shù) 0405 班課題數(shù)控編程方法和指令代碼重點(diǎn)與難點(diǎn)準(zhǔn)備功能字 G 代碼的含義 教研室主任年 月 日教師年 月 日（1）準(zhǔn)備功能字 G 準(zhǔn)備功能字

8、 G 指令是使數(shù)控機(jī)床建立起某種加工方式的指令，如插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)等。表 1.1 G 功能字含義表G 功能字FANUC 系統(tǒng)SIEMENS 系統(tǒng)G00快速移動(dòng)點(diǎn)定位快速移動(dòng)點(diǎn)定位G01直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G04暫停暫停G05-通過中間點(diǎn)圓弧插補(bǔ)G17XY 平面選擇XY 平面選擇G18ZX 平面選擇ZX 平面選擇G19YZ 平面選擇YZ 平面選擇G32螺紋切削-G33-恒螺距螺紋切削G40刀具補(bǔ)償注銷刀具補(bǔ)償注銷G41刀具補(bǔ)償左刀具補(bǔ)償左G42刀具補(bǔ)償右刀具補(bǔ)償右G43刀具長度補(bǔ)償正-G44刀具長度補(bǔ)償負(fù)-G49刀具長度補(bǔ)償

9、注銷-G50主軸最高轉(zhuǎn)速限制-G54G59加工坐標(biāo)系設(shè)定零點(diǎn)偏置G65用戶宏指令-G70精加工循環(huán)英制G71外圓粗切循環(huán)米制G72端面粗切循環(huán)-G73封閉切削循環(huán)-G74深孔鉆循環(huán)-G75外徑切槽循環(huán)-G76復(fù)合螺紋切削循環(huán)-G80撤銷固定循環(huán)撤銷固定循環(huán)G81定點(diǎn)鉆孔循環(huán)固定循環(huán)G85絕對(duì)值編程絕對(duì)尺寸G91增量值編程增量尺寸G92螺紋切削循環(huán)主軸轉(zhuǎn)速極限G94每分鐘進(jìn)給量直線進(jìn)給率G95每轉(zhuǎn)進(jìn)給量旋轉(zhuǎn)進(jìn)給率G96恒線速控制恒線速度G97恒線速取消注銷 G96G98返回起始平面-G99返回 R 平面-（2）尺寸字 尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)位置。其中，第一組 X，Y，Z，U，V，

10、W，P，Q，R 用于確定終點(diǎn)的直線坐標(biāo)尺寸；第二組 A，B，C，D，E 用于確定終點(diǎn)的角度坐標(biāo)尺寸；第三組 I，J，K 用于確定圓弧輪廓的圓心坐標(biāo)尺寸。在一些數(shù)控系統(tǒng)中，還可以用 P 指令暫停時(shí)間、用 R 指令圓弧的半徑等。多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)可以用準(zhǔn)備功能字來選擇坐標(biāo)尺寸的制式，如 FANUC 諸系統(tǒng)可用 G21/G22 來選擇米制單位或英制單位，也有些系統(tǒng)用系統(tǒng)參數(shù)來設(shè)定尺寸制式。采用米制時(shí)，一般單位為 mm，如 X100 指令的坐標(biāo)單位為 100 mm。當(dāng)然，一些數(shù)控系統(tǒng)可通過參數(shù)來選擇不同的尺寸單位。（3）進(jìn)給功能字 F進(jìn)給功能字的地址符是 F，又稱為 F 功能或 F 指令，用于指定切削的進(jìn)給

11、速度。對(duì)于車床，F(xiàn) 可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，對(duì)于其它數(shù)控機(jī)床，一般只用每分鐘進(jìn)給。F 指令在螺紋切削程序段中常用來指令螺紋的導(dǎo)程。（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字 S主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是 S，又稱為 S 功能或 S 指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為 r/min。對(duì)于具有恒線速度功能的數(shù)控車床，程序中的 S 指令用來指定車削加工的線速度數(shù)。（5）刀具功能字 T刀具功能字的地址符是 T，又稱為 T 功能或 T 指令，用于指定加工時(shí)所用刀具的編號(hào)。對(duì)于數(shù)控車床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償用。（6）輔助功能字 M輔助功能字的地址符是 M，后續(xù)數(shù)字一般為 13 位正整數(shù)，又稱為 M

12、 功能或 M 指令，用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開關(guān)動(dòng)作，見表 1.2。表 1.2 M 功能字含義表M 功能字 含 義 M00 程序停止 M01 計(jì)劃停止 M02 程序停止 M03 主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn) M04 主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) M05 主軸旋轉(zhuǎn)停止 M06 換刀 M07 2 號(hào)冷卻液開 M08 1 號(hào)冷卻液開 M09 冷卻液關(guān) M30 程序停止并返回開始處 M98 調(diào)用子程序 M99 返回子程序 1.1.3 程序格式1、程序段格式程序段是可作為一個(gè)單位來處理的、連續(xù)的字組，是數(shù)控加工程序中的一條語句。一個(gè)數(shù)控加工程序是若干個(gè)程序段組成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式?，F(xiàn)在一般使用字

13、地址可變程序段格式，每個(gè)字長不固定，各個(gè)程序段中的長度和功能字的個(gè)數(shù)都是可變的。地址可變程序段格式中，在上一程序段中寫明的、本程序段里又不變化的那些字仍然有效，可以不再重寫。這種功能字稱之為續(xù)效字。 程序段格式舉例：N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08N40 X85（本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）在程序段中，必須明確組成程序段的各要素：移動(dòng)目標(biāo)：終點(diǎn)坐標(biāo)值 X、Y、Z；沿怎樣的軌跡移動(dòng)：準(zhǔn)備功能字 G；進(jìn)給速度：進(jìn)給功能字 F；切削速度：主軸轉(zhuǎn)速功能字 S；使用刀具：刀具功能字 T

14、；機(jī)床輔助動(dòng)作：輔助功能字 M。 總結(jié)與提問：數(shù)控編程各種程序字的應(yīng)用（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：復(fù)習(xí)數(shù)控程序字代碼（5 分鐘）正 課：第二章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)（85 分鐘） 2.1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要內(nèi)容2.1.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇1、適于數(shù)控加工的內(nèi)容 在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮：（1）通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容； （2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容； （3）通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。2、不適于數(shù)控加工的內(nèi)容一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、

15、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工：（1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長。如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容；（2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí)，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工；序號(hào)3 日期2005.9.2班級(jí)高數(shù) 0405 班課題第二章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇 教研室主任年 月 日教師年 月 日（3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。2.1.2 數(shù)控加工工藝性分析1、尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工

16、的特點(diǎn)在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此零件圖樣上最好直接給出坐標(biāo)尺寸，或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。 2、幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，無論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時(shí)，一定要仔細(xì)核算，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。 3、定位基準(zhǔn)可靠在數(shù)控加工中，加工工

17、序往往較集中，以同一基準(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn)，或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。4、統(tǒng)一幾何類型及尺寸零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長度。零件的形狀盡可能對(duì)稱，便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來編程，以節(jié)省編程時(shí)間。 總結(jié)與提問：數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：數(shù)控加工內(nèi)容選擇（5 分鐘）正 課：數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)（85 分鐘） 1、工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： （1）以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的

18、零件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 （2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。 （3）以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。 （4）以粗、精加工劃分工序。對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對(duì)粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來說，凡要進(jìn)

19、行粗、精加工的過程，都要將工序分開。 2、順序的安排順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮； （2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工；序號(hào)4 日期2005.9.5班級(jí)高數(shù) 0405 班課題數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)控加工工序的安排教研室主任年 月 日教師年 月 日（3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)；3、數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其

20、它普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對(duì)校形工序的技術(shù)要求；對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣才能使各工序達(dá)到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。 總結(jié)與提問：數(shù)控加工工序安排原則（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：工序安排（5 分鐘）正 課： 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法（85 分鐘） 數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡確定下來，為編制加工程序作

21、好準(zhǔn)備。2.2.1 確定走刀路線和安排加工順序走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。確定走刀路線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1、尋求最短加工路線 2、最終輪廓一次走刀完成為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。 3、選擇切入切出方向考慮刀具的進(jìn)、退刀（切入、切出）路線時(shí)，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形） ，以免留下刀痕，4、選擇使工件在加工后變

22、形小的路線對(duì)橫截面積小的細(xì)長零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去除余量法安排走刀路線。安排工步時(shí)，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。2.2.2 確定定位和夾緊方案序號(hào)5 日期2005.9.7班級(jí)高數(shù) 0405 班課題數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法重點(diǎn)與難點(diǎn)對(duì)刀點(diǎn)、數(shù)控加工切削用量的確定教研室主任年 月 日教師年 月 日在確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：（1）盡可能做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一；（2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長的裝夾方案；（4）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。2.2.

23、3 確定刀具與工件的相對(duì)位置對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則如下：（1）所選的對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單；（2）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置；（3）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時(shí)檢驗(yàn)方便、可靠的位置；（4）對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。在使用對(duì)刀點(diǎn)確定加工原點(diǎn)時(shí)，就需要進(jìn)行“對(duì)刀” 。所謂對(duì)刀是指使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合的操作。每把刀具的半徑與長度尺寸都是不同的，刀具裝在機(jī)床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置。 “刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。2.2.4 確定切削用量對(duì)于高效率的金屬切削機(jī)床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)的

24、、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。編程人員在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說明書中的規(guī)定去選擇。在選擇切削用量時(shí)要充分保證刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量.對(duì)于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。 總結(jié)與提問：對(duì)刀點(diǎn)、切削用量的確定原則。（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)引 入：數(shù)控車床的應(yīng)用市場使學(xué)生產(chǎn)生興趣（5 分鐘）正 課：數(shù)控車床的程序編制（

25、85 分鐘） 4.1 數(shù)控車床程序編制的基礎(chǔ)4.1.1 數(shù)控車床的工藝裝備 由于數(shù)控車床的加工對(duì)象多為回轉(zhuǎn)體，一般使用通用三爪卡盤夾具，因而在工藝裝備中，我們將以 WALTER 系列車削刀具為例，重點(diǎn)討論車削刀具的選用及使用問題。 1、數(shù)控車床可轉(zhuǎn)位刀具特點(diǎn)數(shù)控車床所采用的可轉(zhuǎn)位車刀，與通用車床相比一般無本質(zhì)的區(qū)別，其基本結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)是相同的。但數(shù)控車床的加工工序是自動(dòng)完成的，因此對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀的要求又有別于通用車床所使用的刀具。 2、數(shù)控車床刀具的選刀過程(1)機(jī)床影響因素“機(jī)床影響因素”圖標(biāo)如圖 3.2 所示。為保證加工方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性，獲得最佳加工方案，在刀具選擇前必須確定與機(jī)床有關(guān)

26、的如下因素：1）機(jī)床類型：數(shù)控車床、車削中心；2）刀具附件： 刀柄的形狀和直徑，左切和右切刀柄；3）主軸功率；4）工件夾持方式。(2)選擇刀桿選用刀桿時(shí)，首先應(yīng)選用尺寸盡可能大的刀桿，同時(shí)要考慮以下幾個(gè)因素：1）夾持方式；序號(hào)6 日期2005.9.9班級(jí)高數(shù) 0405 班課題第四章 數(shù)控車床程序編制重點(diǎn)與難點(diǎn)對(duì)刀的步驟 教研室主任年 月 日教師年 月 日2）切削層截面形狀，即切削深度和進(jìn)給量；3）刀柄的懸伸。(3)刀片夾緊系統(tǒng) 刀片夾緊系統(tǒng)常用杠桿式夾緊系統(tǒng)，1） 杠桿式夾緊系統(tǒng)杠桿式夾緊系統(tǒng)是最常用的刀片夾緊方式。其特點(diǎn)為：定位精度高,切屑流暢,操作簡便,可與其它系列刀具產(chǎn)品通用。2）螺釘夾

27、緊系統(tǒng)特點(diǎn)：適用于小孔徑內(nèi)孔以及長懸伸加工(4)選擇刀片形狀1） 刀尖角刀尖角的大小決定了刀片的強(qiáng)度。在工件結(jié)構(gòu)形狀和系統(tǒng)剛性允許的前提下，應(yīng)選擇盡可能大的刀尖角。通常這個(gè)角度在 35o到 85O之間。2） 刀片基本類型刀片可分為正型和負(fù)型兩種基本類型。正型刀片：對(duì)于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)型刀片：對(duì)于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片。(5)工件影響因素 (6)選擇工件材料代碼(7)確定刀片的斷屑槽型代碼或 ISO 斷屑范圍代碼(8)選擇加工條件臉譜 三類臉譜代表了不同的加工條件:很好、好、不足。(9)選定刀具

28、4.1.2 對(duì)刀數(shù)控車削加工中，應(yīng)首先確定零件的加工原點(diǎn)，以建立準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系，同時(shí)考慮刀具的不同尺寸對(duì)加工的影響。這些都需要通過對(duì)刀來解決。 1、一般對(duì)刀一般對(duì)刀是指在機(jī)床上使用相對(duì)位置檢測手動(dòng)對(duì)刀。下面以 Z 向?qū)Φ稙槔f明對(duì)刀方法，見圖 3.11。刀具安裝后，先移動(dòng)刀具手動(dòng)切削工件右端面，再沿 X 向退刀，將右端面與加工原點(diǎn)距離 N 輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具 Z 向?qū)Φ哆^程。手動(dòng)對(duì)刀是基本對(duì)刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的“試切-測量-調(diào)整”的對(duì)刀模式，占用較多的在機(jī)床上時(shí)間。此方法較為落后。 2、機(jī)外對(duì)刀儀對(duì)刀機(jī)外對(duì)刀的本質(zhì)是測量出刀具假想刀尖點(diǎn)到刀具臺(tái)基準(zhǔn)之間 X 及 Z 方向

29、的距離。利用機(jī)外對(duì)刀儀可將刀具預(yù)先在機(jī)床外校對(duì)好，以便裝上機(jī)床后將對(duì)刀長度輸入相應(yīng)刀具補(bǔ)償號(hào)即可以使用，如圖 3.12 所示。3、自動(dòng)對(duì)刀自動(dòng)對(duì)刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，刀尖以設(shè)定的速度向接觸式傳感器接近，當(dāng)?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標(biāo)值，并自動(dòng)修正刀具補(bǔ)償值 總結(jié)與提問：數(shù)控車床工藝編制注意問題。（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：數(shù)控車床工藝編制（5 分鐘）正 課：數(shù)控車床的編程特點(diǎn)（85 分鐘） 1、加工坐標(biāo)系加工坐標(biāo)系應(yīng)與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向一致，X 軸對(duì)應(yīng)徑向，Z 軸對(duì)應(yīng)軸向，C 軸（主軸）的運(yùn)動(dòng)方向則以從機(jī)床尾架向主軸看，逆時(shí)針為C 向，順時(shí)針

30、為C 向。 加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)選在便于測量或?qū)Φ兜幕鶞?zhǔn)位置，一般在工件的右端面或左端面上。 2、直徑編程方式在車削加工的數(shù)控程序中，X 軸的坐標(biāo)值取為零件圖樣上的直徑值，如圖3.15 所示：圖中 A 點(diǎn)的坐標(biāo)值為（30，80），B 點(diǎn)的坐標(biāo)值為（40，60）。采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致，這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯(cuò)誤，給編程帶來很大方便。 3、進(jìn)刀和退刀方式對(duì)于車削加工，進(jìn)刀時(shí)采用快速走刀接近工件切削起點(diǎn)附近的某個(gè)點(diǎn)，再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時(shí)間，提高加工效率。切削起點(diǎn)的確定與工件毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點(diǎn)時(shí)刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。數(shù)控車削加工包括內(nèi)

31、外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等，在分析了數(shù)控車床工藝裝備和數(shù)控車床編程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，下面將結(jié)合配置 FANUC-0T 數(shù)控系統(tǒng)的 HM-077 數(shù)控車床重點(diǎn)討論數(shù)控車床基本編程方法。 3.2.1 F 功能 F 功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中，有兩種使用方法。1、1、 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 序號(hào)7 日期2005.9.12班級(jí)高數(shù) 0405 班課題數(shù)控車床的編程特點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)加工坐標(biāo)系及 F、S、T 功能教研室主任年 月 日教師年 月 日 編程格式 G95 F F 后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為 mm/r。例：G95 F0.2 表示進(jìn)給量

32、為 0.2 mm/r。2、每分鐘進(jìn)給量編程格式 G94 F F 后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。例：G94 F100 表示進(jìn)給量為 100mm/min。 4.2.2 S 功能S 功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。編程格式 SS 后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。在具有恒線速功能的機(jī)床上，S 功能指令還有如下作用。1、最高轉(zhuǎn)速限制編程格式 G50 SS 后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為 3000r/min。2、恒線速控制 編程格式 G96 S S 后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。 例：G96 S150 表示切削

33、點(diǎn)線速度控制在 150 m/min。 對(duì)圖 3.17 中所示的零件，為保持 A、B、C 各點(diǎn)的線速度在 150 m/min，則各點(diǎn)在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000150(40)=1193 r/minB：n=1000150(60)=795r/minC：n=1000150(70)=682 r/min3、恒線速取消 編程格式 G97 S S 后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如 S 未指定，將保留G96 的最終值。 例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速 3000 r/min。3.2.3 T 功能T 功能指令用于選擇加工所用刀具。 編程格式 TT 后面通常有兩位數(shù)表

34、示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有 T 后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。 例：T0303 表示選用 3 號(hào)刀及 3 號(hào)刀具長度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償。3.2.4 M 功能M00： 程序暫停，可用 NC 啟動(dòng)命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運(yùn)行；M01：計(jì)劃暫停，與 M00 作用相似，但 M01 可以用機(jī)床“任選停止按鈕”選擇是否有效；M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；M08：冷卻液開；M09：冷卻液關(guān)；M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。編程格式 G50 X Z式中 X、Z

35、的值是起刀點(diǎn)相對(duì)于加工原點(diǎn)的位置。G50 使用方法與 G92 類似。在數(shù)控車床編程時(shí)，所有 X 坐標(biāo)值均使用直徑值，如圖 3.19 所示。 例：按圖 3.18 設(shè)置加工坐標(biāo)的程序段如下：G50 X128.7 Z375.1 總結(jié)與提問：機(jī)床坐標(biāo)系及切削用量的確定（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系及切削用量（5 分鐘）正 課：加工坐標(biāo)系設(shè)置（85 分鐘） 4.2.6 刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償功能編程時(shí)，通常都將車刀刀尖作為一點(diǎn)來考慮，但實(shí)際上刀尖處存在圓角，如圖 3.24 所示。當(dāng)用按理論刀尖點(diǎn)編出的程序進(jìn)行端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行或垂直的表面加工時(shí)，是不會(huì)產(chǎn)生誤差的。但在進(jìn)行

36、倒角、錐面及圓弧切削時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生少切或過切現(xiàn)象，如圖 3.25 所示。具有刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計(jì)算出補(bǔ)償量，避免少切或過切現(xiàn)象的產(chǎn)生。G40-取消刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑進(jìn)給。G41-左偏刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件左側(cè)進(jìn)給。G42-右偏刀具半徑補(bǔ)償，按程序路徑前進(jìn)方向刀具偏在零件右側(cè)進(jìn)給。在設(shè)置刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償值時(shí)，還要設(shè)置刀尖圓弧位置編碼例：應(yīng)用刀尖圓刀尖位置編碼：3N10 G50 X200 Z175 T0101 N20 M03 S1500N30 G00 G42 X58 Z10 M08N40 G96 S200N50 G01 Z0 F1.5N60

37、X70 F0.2N70 X78 Z-4N80 X83N85 X85 Z-5N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15序號(hào)8 日期2005.9.14班級(jí)高數(shù) 0405 班課 題加工坐標(biāo)系設(shè)置重點(diǎn)與難點(diǎn)1 刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償、2、單一固定循環(huán)教研室主任年 月 日教師年 月 日N110 G01 X94N120 X97 Z-19.5N130 X100N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000 N150 M304.2.7 單一固定循環(huán)單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)加工動(dòng)作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一個(gè)循環(huán)指令完成，從而簡化程序。1、圓柱面或圓錐面切削循環(huán) 圓柱面或圓錐

38、面切削循環(huán)是一種單一固定循環(huán) （1）圓柱面切削循環(huán)編程格式 G85 X(U) Z(W) F式中：X、Z- -圓柱面切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W-圓柱面切削的終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)坐標(biāo)分量。例：應(yīng)用圓柱面切削循環(huán)功能加工課后題所示零件。N10 G50 X200 Z200 T0101 N20 M03 S1000N30 G00 X55 Z4 M08N40 G01 G96 Z2 F2.5 S150N50 G85 X45 Z-25 F0.2N60 X40N70 X35N80 G00 X200 Z200 N85 M30（2）圓錐面切削循環(huán)編程格式 G85 X(U) Z(W) I F式中：X、Z- 圓錐面切削的終點(diǎn)

39、坐標(biāo)值；U、W-圓柱面切削的終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)；I- 圓錐面切削的起點(diǎn)相對(duì)于終點(diǎn)的半徑差。如果切削起點(diǎn)的 X 向坐標(biāo)小于終點(diǎn)的 X 向坐標(biāo)，I 值為負(fù)，反之為正.2、端面切削循環(huán)端面切削循環(huán)是一種單一固定循環(huán)。適用于端面切削加工，如圖 3.31 所示。（1）平面端面切削循環(huán)編程格式 G94 X(U) Z(W) F式中：X、Z- 端面切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W-端面切削的終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)。（2）錐面端面切削循環(huán) 編程格式 G94 X(U) Z(W) K F式中：X、Z- 端面切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W-端面切削的終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)；K- 端面切削的起點(diǎn)相對(duì)于終點(diǎn)在 Z 軸方向的坐

40、標(biāo)分量。當(dāng)起點(diǎn) Z 向坐標(biāo)小于終點(diǎn) Z 向坐標(biāo)時(shí) K 為負(fù)，反之為正。 總結(jié)與提問：單一固定循環(huán)的程序如何編制（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：G00、G01、G02、G03 的應(yīng)用（5 分鐘）正 課：復(fù)合固定循環(huán)（85 分鐘） 在復(fù)合固定循環(huán)中，對(duì)零件的輪廓定義之后，即可完成從粗加工到精加工的全過程，使程序得到進(jìn)一步簡化。1、外圓粗切循環(huán)外圓粗切循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)。適用于外圓柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如圖 4.34 所示。 編程格式： G71 U(d) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中：d-背吃刀量；e-退刀

41、量；ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號(hào)；nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)；u-X 軸向精加工余量；w-Z 軸向精加工余量；f、s、t-F、S、T 代碼。 注意： 1、nsnf 程序段中的 F、S、T 功能，即使被指定也對(duì)粗車循環(huán)無效。 2、零件輪廓必須符合 X 軸、Z 軸方向同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減少；X 軸、Z軸方向非單調(diào)時(shí)，nsnf 程序段中第一條指令必須在 X、Z 向同時(shí)有運(yùn)動(dòng)。 例：按圖 4.35 所示尺寸編寫外圓粗切循環(huán)加工程序。 N10 G50 X200 Z140 T0101序號(hào)9日期2005.9.16班級(jí)高數(shù) 0405 班課題復(fù)合固定循環(huán)重點(diǎn)與難點(diǎn)復(fù)合固定循環(huán)各項(xiàng)指令含

42、義教研室主任年 月 日教師年 月 日 N20 G00 G42 X120 Z10 M08 N30 G96 S120 N40 G71 U2 R0.5 N50 G71 P60 Q120 U2 W2 F0.25 N60 G00 X40 /ns N70 G01 Z-30 F0.15 N80 X60 Z-60 N85 Z-80 N100 X100 Z-85 N110 Z-110 N120 X120 Z-130 /nf N130 G00 X125 N140 X200 Z140 N150 M02 2、端面粗切循環(huán)編程格式:G72 U(d) R(e)G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f)

43、S(s) T(t) 式中：d-背吃刀量；e-退刀量；ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號(hào)；nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)；u-X 軸向精加工余量；w-Z 軸向精加工余量；f、s、t-F、S、T 代碼。 注意：（1）nsnf 程序段中的 F、S、T 功能，即使被指定對(duì)粗車循環(huán)無效。（2）零件輪廓必須符合 X 軸、Z 軸方向同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減少。 總結(jié)與提問：復(fù)合固定循環(huán)的各項(xiàng)指令含義是什么（10 分鐘）實(shí)驗(yàn)一：數(shù)控車床的操作一、主要內(nèi)容及目的1、數(shù)控車床的安全操作規(guī)程2、數(shù)控車床系統(tǒng)操作界面3、以手動(dòng)方式及 MDI 方式操作數(shù)控車床。二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及要求1、掌握數(shù)控車床的安全操作規(guī)

44、程。2、掌握數(shù)控車床系統(tǒng)操作界面，學(xué)會(huì)使用數(shù)控車床。3、能手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床，并用 MDI 方式運(yùn)行機(jī)床。三、實(shí)驗(yàn)場地與器材1、數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心。2、數(shù)控車床。四、操作步驟及工作要點(diǎn)1、開機(jī)，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下熟悉機(jī)床的安全操作規(guī)程。2、在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下熟悉數(shù)控車床的操作界面，主要要熟悉幾種工作方式，并啟動(dòng)主軸。3、先手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床，并用 MDI 方式運(yùn)行機(jī)床。五、注意事項(xiàng)1、1、注意不要超程，注意安全。2、2、機(jī)床刀架上不要安裝刀具。六、考核要求1、1、要求掌握數(shù)控車床的安全操作規(guī)程2、應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)熟悉機(jī)床的幾種工作方式，并啟動(dòng)主軸，手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床，并用 MDI 方式運(yùn)行機(jī)床。七、思考題 1、說明數(shù)控

45、車床的工作特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)。 2、說明數(shù)控車床有幾種工作方式？序號(hào)10 日期2005.9.19班級(jí)高數(shù) 0405 班課題實(shí)驗(yàn)一 數(shù)控車床的操作重點(diǎn)與難點(diǎn) 操作面板各項(xiàng)按扭含義教研室主任年 月 日教師年 月 日 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：復(fù)合固定循環(huán)的應(yīng)用（5 分鐘）正 課：復(fù)合固定循環(huán)（85 分鐘） 3、封閉切削循環(huán)封閉切削循環(huán)是一種復(fù)合固定循環(huán)，如圖 4.38 所示。封閉切削循環(huán)適于對(duì)鑄、鍛毛坯切削，對(duì)零件輪廓的單調(diào)性則沒有要求。 編程格式 G73 U(i) W(k) R(d) G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中：i-X 軸向總退刀量；k-Z

46、 軸向總退刀量（半徑值）；d-重復(fù)加工次數(shù)；ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號(hào)；nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)；u-X 軸向精加工余量；w-Z 軸向精加工余量；f、s、t-F、S、T 代碼。練習(xí)：按圖 4.39 所示尺寸編寫封閉切削循環(huán)加工程序。 N01 G50 X200 Z200 T0101 N20 M03 S2000 N30 G00 G42 X140 Z40 M08 N40 G96 S150 N50 G73 U9.5 W9.5 R3 N60 G73 P70 Q130 U1 W0.5 F0.3序號(hào)11 日期2005.9.21班級(jí)高數(shù) 0405 班課題復(fù)合固定循環(huán)重點(diǎn)與難點(diǎn)封閉

47、切削循環(huán)與精加工循環(huán)教研室主任年 月 日教師年 月 日 N70 G00 X20 Z0 /ns N80 G01 Z-20 F0.15 N85 X40 Z-30 N100 Z-50 N110 G02 X80 Z-70 R20 N120 G01 X100 Z-80 N130 X105 /nf N140 G00 X200 Z200 G40 N150 M30 4、精加工循環(huán)由 G71、G72、G73 完成粗加工后，可以用 G70 進(jìn)行精加工。精加工時(shí)，G71、G72、G73 程序段中的 F、S、T 指令無效，只有在 ns-nf 程序段中的F、S、T 才有效。 編程格式 G70 P(ns) Q(nf) 式

48、中：ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號(hào)； nf-精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號(hào)。 總結(jié)提問：封閉切削循環(huán)與精加工循環(huán)是如何實(shí)施的（10 分鐘）習(xí) 題：在 G71、G72、G73 程序應(yīng)用例中的 nf 程序段后再加上“G70 Pns Qnf”程序段，并在 ns-nf 程序段中加上精加工適用的 F、S、T，就可以完成從粗加工到精加工的全過程。 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：封閉切削循環(huán)指令（5 分鐘）正 課：外徑切槽循環(huán)與深孔鉆循環(huán)（85 分鐘） 深孔鉆循環(huán)功能適用于深孔鉆削加工，如圖 3.40 所示。編程格式 G74 R(e) G74 Z(W) Q(k) F式中：e - -退刀量；Z(W

49、) - 鉆削深度； k - 每次鉆削長度（不加符號(hào)） 。 例：采用深孔鉆削循環(huán)功能加工圖 4.40 所示深孔，試編寫加工程序。其中：e=1， k=20，F(xiàn)=0.1。 N10 G50 X200 Z100 T0202 N20 M03 S600 N30 G00 X0 Z1 N40 G74 R1 N50 G74 Z-80 Q20 F0.1 N60 G00 X200 Z100 N70 M304.2.11 外徑切槽循環(huán)外徑切削循環(huán)功能適合于在外圓面上切削溝槽或切斷加工。編程格式 G75 R(e)G75 X(U) P(i) F 式中：e - 退刀量；X(U) - 槽深；i - 每次循環(huán)切削量。序號(hào)12 日期

50、2005.9.22班級(jí)高數(shù) 0405 班課題車床固定循環(huán)重點(diǎn)與難點(diǎn) 螺紋切削指令教研室主任年 月 日教師年 月 日 例：試編寫進(jìn)行圖 4.41 所示零件切斷加工的程序。 G50 X200 Z100 T0202 M03 S600 G00 X35 Z-50 G75 R1 G75 X-1 P5 F0.1 G00 X200 Z100 M304.2.12 螺紋切削指令該指令用于螺紋切削加工1 、基本螺紋切削指令基本螺紋切削方法見圖 3.42 所示。編程格式 G32 X(U) Z(W) F式中：X(U)、 Z(W) - 螺紋切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值；X 省略時(shí)為圓柱螺紋切削，Z 省略時(shí)為端面螺紋切削；X、Z 均不

51、省略時(shí)為錐螺紋切削；(X 坐標(biāo)依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查表確定) F - 螺紋導(dǎo)程。螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段 1和降速退刀段 2。例：試編寫圖 4.42 所示螺紋的加工程序。（螺紋導(dǎo)程 4mm，升速進(jìn)刀段1=3mm，降速退刀段 2=1.5mm，螺紋深度 2.165 mm）。 G00 U-62 G32 W-74.5 F4 G00 U62 W74.5 U-64G32 W-74.5G00 U64W74.5例：試編寫圖 4.43 所示圓錐螺紋的加工程序。（螺紋導(dǎo)程 3.5mm，升速進(jìn)刀段 1=2mm，降速退刀段 2=1mm，螺紋深度 1.0825 mm）。G00 X12G32 X41 W-43

52、 F3.5G00 X50W43 X10 G32 X39 W-43G00 X50W43 總結(jié)與提問：螺紋切削指令的使用（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)引 入：單一螺紋切削循環(huán)使用弊端（5 分鐘）正 課：螺紋切削循環(huán)指令（85 分鐘） 2、 螺紋切削循環(huán)指令螺紋切削循環(huán)指令把“切入-螺紋切削-退刀-返回”四個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)循環(huán)（如圖 4.44 所示），用一個(gè)程序段來指令。 編程格式 G92 X(U) Z(W) I F式中：X(U)、 Z(W) - 螺紋切削的終點(diǎn)坐標(biāo)值； I - 螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點(diǎn)與切削終點(diǎn)的半徑差。加工圓柱螺紋時(shí)，I=0。加工圓錐螺紋時(shí)，當(dāng) X 向切削起始點(diǎn)坐標(biāo)

53、小于切削終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，I為負(fù)，反之為正。3、復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令可以完成一個(gè)螺紋段的全部加工任務(wù)。它的進(jìn)刀方法有利于改善刀具的切削條件，在編程中應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用該指令編程格式 G76 P (m) （r） （） Q（dmin） R(d) G76 X(U) Z(W) R(I) F(f) P(k) Q(d)式中： m - 精加工重復(fù)次數(shù)；r - 倒角量； - 刀尖角； dmin-最小切入量；d-精加工余量；X(U) Z(W) - 終點(diǎn)坐標(biāo)；I - 螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點(diǎn)與切削終點(diǎn)的半徑差。加工圓柱螺紋時(shí)，i=0。加工圓錐螺紋時(shí)，當(dāng) X 向切削起始點(diǎn)坐標(biāo)小于切削終點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，

54、I 為負(fù)，反之為正。k - 螺牙的高度 （X 軸方向的半徑值）；序號(hào)1 3 日期2005.9.25班級(jí)高數(shù) 0405 班課題螺紋切削循環(huán)指令重點(diǎn)與難點(diǎn)復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令教研室主任年 月 日教師年 月 日 d - 第一次切入量（X 軸方向的半徑值）；f - 螺紋導(dǎo)程。例：試編寫圖 4.48 所示圓柱螺紋的加工程序,螺距為 6mm。G76 P 02 12 60 Q0.1 R0.1G76 X60.64 Z23 R0 F6 P3.68 Q1.8 本章練習(xí)：、1、 采用固定循環(huán)編程有什么好處？試畫圖表示 G80、G81、G71、G72 的基本走刀路線？答：車削循環(huán)編程能完成本來需要用多個(gè)程序段指令的加

55、工操作，從而使程序得以簡化。 2、螺紋車削編程與上機(jī)調(diào)試時(shí)分別應(yīng)注意些什么問題？螺紋車削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度之間有什么樣的關(guān)系？數(shù)控機(jī)床上一般如何保證這樣的關(guān)系？答：螺紋車削編程應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段 1 和降速退刀段 2，以剔除兩端因變速而出現(xiàn)的非標(biāo)準(zhǔn)螺距的螺紋段。上機(jī)調(diào)試時(shí)，應(yīng)注意進(jìn)給速度修調(diào)功能和進(jìn)給暫停功能無效，若此時(shí)按進(jìn)給暫停鍵，刀具將在螺紋段加工完后才停止運(yùn)動(dòng)。螺紋車削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度之間關(guān)系為主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具移動(dòng)一導(dǎo)程距離。3、G00 和 G01 都是從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)，它們有什么不同？各適用于什么場合？答：G00 用于快速點(diǎn)定位、G01 用于直線插補(bǔ)加工；G00

56、適用于加工前快速定位到刀具的起始位置以及加工完后快速退刀、G01適用于零件加工過程中需要走直線的地方。4、什么是刀具補(bǔ)償？數(shù)控車床上一般應(yīng)考慮哪些刀具補(bǔ)償？答：刀具補(bǔ)償是補(bǔ)償實(shí)際加工時(shí)所用的刀具與編程時(shí)使用的理想刀具或?qū)Φ稌r(shí)用的基準(zhǔn)刀具之間的差值，從而保證加工出符合圖紙尺寸要求的零件的。數(shù)控車床上一般應(yīng)考慮刀具補(bǔ)償有：刀具幾何補(bǔ)償和刀具磨損補(bǔ)償。 總結(jié)與提問：復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令使用（10 分鐘） 實(shí)驗(yàn)二：數(shù)控車床的編程及加工 一、主要內(nèi)容及目的 1、上機(jī)以編輯方式進(jìn)行手工編程并驗(yàn)證。 2、進(jìn)行樣件試切，掌握車削加工一般方法。二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及要求 1、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成機(jī)上編程工作并得到驗(yàn)證。加工

57、樣件圖 2、所車削的樣件應(yīng)達(dá)圖紙要求。三、實(shí)驗(yàn)場地及器材1、數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心。2、數(shù)控車床及相關(guān)刀具、量具、檢具等。四、操作步驟及工作要點(diǎn) 1、按圖紙確定工件坐標(biāo)系及坐標(biāo)原點(diǎn)，確定加工路線、切削工藝參數(shù)、循環(huán)方式等。 2、先于機(jī)床外編程，再輸入至數(shù)控系統(tǒng)（手動(dòng)輸入和自動(dòng)輸入） 3、機(jī)上驗(yàn)證程序后實(shí)施加工。五、注意事項(xiàng) 1、驗(yàn)證程序要在指導(dǎo)教師下進(jìn)行，注意機(jī)床及人身安全，驗(yàn)證時(shí)一般不要安裝刀具。 2、首次加工時(shí)要用單程序段方式進(jìn)行。六、考核要求 1、程序應(yīng)做得簡單正確，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。 2、加工樣件達(dá)到圖紙要求。3、機(jī)床無任何誤操作及故障。七、思考題 1、試說明數(shù)控編程的基本步驟。2、加工中出現(xiàn)

58、工件質(zhì)量問題應(yīng)如何停機(jī)？序號(hào)14 日期2005.9.27班級(jí)高數(shù) 0405 班課題實(shí)驗(yàn)二：數(shù)控車床的編程及加工重點(diǎn)與難點(diǎn)程序驗(yàn)證與加工教研室主任年 月 日教師年 月 日 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)引 入：數(shù)控銑床的應(yīng)用（5 分鐘）正 課：數(shù)控銑床程序編制（85 分鐘） 5.1 數(shù)控銑床程序編制的基礎(chǔ)5.1.1 數(shù)控銑床的主要功能各種類型數(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)雖然各有不同，但各種數(shù)控系統(tǒng)的功能，除一些特殊功能不盡相同外，其主要功能基本相同。 1、 點(diǎn)位控制功能此功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相互位置精度要求很高的孔系加工。 2、 連續(xù)輪廓控制功能此功能可以實(shí)現(xiàn)直線、圓弧的插補(bǔ)功能及非圓曲線的加工。 3、 刀具半徑補(bǔ)

59、償功能此功能可以根據(jù)零件圖樣的標(biāo)注尺寸來編程，而不必考慮所用刀具的實(shí)際半徑尺寸，從而減少編程時(shí)的復(fù)雜數(shù)值計(jì)算。 4、 刀具長度補(bǔ)償功能此功能可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叩拈L短，以適應(yīng)加工中對(duì)刀具長度尺寸調(diào)整的要求。 5、 比例及鏡像加工功能比例功能可將編好的加工程序按指定比例改變坐標(biāo)值來執(zhí)行。鏡像加工又稱軸對(duì)稱加工，如果一個(gè)零件的形狀關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱，那么只要編出一個(gè)或兩個(gè)象限的程序，而其余象限的輪廓就可以通過鏡像加工來實(shí)現(xiàn)。 6、 旋轉(zhuǎn)功能該功能可將編好的加工程序在加工平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)任意角度來執(zhí)行。 7、 子程序調(diào)用功能有些零件需要在不同的位置上重復(fù)加工同樣的輪廓形狀，將這一輪廓形狀序號(hào)15 日期2005.9

60、.25班級(jí)高數(shù) 0405 班課題數(shù)控銑床程序編制重點(diǎn)與難點(diǎn) 數(shù)控銑床程序編制工藝處理教研室主任年 月 日教師年 月 日的加工程序作為子程序，在需要的位置上重復(fù)調(diào)用，就可以完成對(duì)該零件的加工。8、 宏程序功能該功能可用一個(gè)總指令代表實(shí)現(xiàn)某一功能的一系列指令，并能對(duì)變量進(jìn)行運(yùn)算，使程序更具靈活性和方便性。5.1.2 數(shù)控銑床的加工工藝范圍數(shù)控銑削主要適合于下列幾類零件的加工。1、平面類零件 平面類零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件，這類加工面可展開為平面。2、 直紋曲面類零件 直紋曲面類零件是指由直線依某種規(guī)律移動(dòng)所產(chǎn)生的曲面類零件。3、 立體曲面類零件 加工

61、面為空間曲面的零件稱為立體曲面類零件。這類零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點(diǎn)接觸，若采用其它刀具加工，易于產(chǎn)生干涉而銑傷鄰近表面。加工立體曲面類零件一般使用三坐標(biāo)數(shù)控銑床，采用以下兩種加工方法。(1) 行切加工法(2) 三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工 總結(jié)與提問：數(shù)控銑床的工藝處理（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：數(shù)控銑床的加工范圍（5 分鐘）正 課：數(shù)控銑床的工藝裝備（85 分鐘） 數(shù)控銑床的工藝裝備較多，這里主要分析夾具和刀具。1、 夾具數(shù)控機(jī)床主要用于加工形狀復(fù)雜的零件，但所使用夾具的結(jié)構(gòu)往往并不復(fù)雜，數(shù)控銑床夾具的選用可首先根據(jù)生產(chǎn)零件的批量來確定。對(duì)單件、

62、小批量、工作量較大的模具加工來說，一般可直接在機(jī)床工作臺(tái)面上通過調(diào)整實(shí)現(xiàn)定位與夾緊，然后通過加工坐標(biāo)系的設(shè)定來確定零件的位置。對(duì)有一定批量的零件來說，可選用結(jié)構(gòu)較簡單的夾具。2、 刀具數(shù)控銑床上所采用的刀具要根據(jù)被加工零件的材料、幾何形狀、表面質(zhì)量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量等，選擇剛性好、耐用度高的刀具。（1）銑刀類型選擇被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據(jù).1） 加工曲面類零件時(shí)，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀2） 銑較大平面時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采

63、用刀片鑲嵌式盤形銑刀3） 銑小平面或臺(tái)階面時(shí)一般采用通用銑刀4） 銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀5）孔加工時(shí)，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具序號(hào)17 日期2005.9.28班級(jí)高數(shù) 0405 班課題數(shù)控銑床的工藝裝備重點(diǎn)與難點(diǎn)銑刀的選擇 教研室主任年 月 日教師年 月 日（2）銑刀結(jié)構(gòu)選擇銑刀一般由刀片、定位元件、夾緊元件和刀體組成。由于刀片在刀體上有多種定位與夾緊方式，刀片定位元件的結(jié)構(gòu)又有不同類型，因此銑刀的結(jié)構(gòu)形式有多種，分類方法也較多。選用時(shí)，主要可根據(jù)刀片排列方式。刀片排列方式可分為平裝結(jié)構(gòu)和立裝結(jié)構(gòu)兩大類。1)平裝結(jié)構(gòu)(刀片徑向排列)平裝結(jié)構(gòu)銑刀（如圖 4.13

64、 所示）的刀體結(jié)構(gòu)工藝性好，容易加工，并可采用無孔刀片(刀片價(jià)格較低，可重磨)。由于需要夾緊元件，刀片的一部分被覆蓋，容屑空間較小，且在切削力方向上的硬質(zhì)合金截面較小，故平裝結(jié)構(gòu)的銑刀一般用于輕型和中量型的銑削加工。 2)立裝結(jié)構(gòu)(刀片切向排列)立裝結(jié)構(gòu)銑刀（如圖 4.14 所示）的刀片只用一個(gè)螺釘固定在刀槽上，結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)位方便。雖然刀具零件較少，但刀體的加工難度較大，一般需用五坐標(biāo)加工中心進(jìn)行加工。由于刀片采用切削力夾緊，夾緊力隨切削力的增大而增大，因此可省去夾緊元件，增大了容屑空間。由于刀片切向安裝，在切削力方向的硬質(zhì)合金截面較大，因而可進(jìn)行大切深、大走刀量切削，這種銑刀適用于重型和中量

65、型的銑削加工。(3)銑刀角度的選擇銑刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角等。為滿足不同的加工需要，有多種角度組合型式。(4)銑刀的齒數(shù)(齒距) 選擇粗齒銑刀適用于普通機(jī)床的大余量粗加工和軟材料或切削寬度較大的銑削加工；當(dāng)機(jī)床功率較小時(shí)，為使切削穩(wěn)定，也常選用粗齒銑刀。中齒銑刀系通用系列，使用范圍廣泛，具有較高的金屬切除率和切削穩(wěn)定性。密齒銑刀主要用于鑄鐵、鋁合金和有色金屬的大進(jìn)給速度切削加工。在專業(yè)化生產(chǎn)(如流水線加工)中，為充分利用設(shè)備功率和滿足生產(chǎn)節(jié)奏要求，也常選用密齒銑刀(此時(shí)多為專用非標(biāo)銑刀)。為防止工藝系統(tǒng)出現(xiàn)共振，使切削平穩(wěn)，還有一種不等分齒距銑刀。(5)銑刀直徑的選擇銑刀

66、直徑的選用視產(chǎn)品及生產(chǎn)批量的不同差異較大，刀具直徑的選用主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸。（6）銑刀的最大切削深度不同系列的可轉(zhuǎn)位面銑刀有不同的最大切削深度。最大切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越大，價(jià)格也越高，因此從節(jié)約費(fèi)用、降低成本的角度考慮，選擇刀具時(shí)一般應(yīng)按加工的最大余量和刀具的最大切削深度選擇合適的規(guī)格。當(dāng)然，還需要考慮機(jī)床的額定功率和剛性應(yīng)能滿足刀具使用最大切削深度時(shí)的需要。（7）刀片牌號(hào)的選擇 合理選擇刀片硬質(zhì)合金牌號(hào)的主要依據(jù)是被加工材料的性能和硬質(zhì)合金的性能。一般選用銑刀時(shí)，可按刀具制造廠提供加工的材料及加工條件，來配備相應(yīng)牌號(hào)的硬質(zhì)合金刀片。 總結(jié)與提問：數(shù)控銑削刀具選擇（10 分鐘） 教學(xué)手段：多媒體教學(xué)復(fù) 習(xí)：數(shù)控銑床的工藝裝備（5 分鐘）正 課：數(shù)控銑床的工藝性分析（85 分鐘） 5.1.4 數(shù)控銑削的工藝性分析數(shù)控銑削加工工藝性分析是編程前的重要工藝準(zhǔn)備工作之一，根據(jù)加工實(shí)踐，數(shù)控銑削加工工藝分析所要解決的主要問題大致可歸納為以下幾個(gè)方面。1、選擇并確定數(shù)控銑削加工部位及工序內(nèi)容在選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控銑床的優(yōu)勢和關(guān)鍵作用。主要選擇的加工