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《数控车床编程与操作》教案(1-5)

项目一概述【授课时间】第1周【授课班级】2014级机加1、2班【授课课时】共6课时(2仿真+4实训)【授课教具】华中系统数控车床【授课目标】1.数控机(车)床简介;2.数控车床的结构和分类;3.数控车床的加工特点;4.数控车床的刀具;5.数控车床的切削用量选择;6.切削液;【教学重点】切削用量选择【教学难点】切削用量选择【教学过程】任务一数控机床概述一、概念数控机床——一种通过数字信息,控制机床按给定的运动轨迹,进行自动加工的机电一体化的加工装备。

二、发展1.数字控制(NC)阶段——1950年代采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为控制系统的加工装备。

特点:不能实时控制。

2.计算机控制(CNC)阶段——1970年代采用微处理器作为控制系统的加工装备。

特点:可以实时控制。

三、趋势1.继续向开放式,基于PC的第六代方向发展2.向高速化和高精度化发展3.向智能化方向发展四、组成机床数控系统由输入/输出装置、数控装置、伺服驱动、反馈装置四大部分组成。

五、原理数控机床采用“微分”原理。

六、特点1.加工精度高2.机床的柔性强3.自动化程度高,劳动强度低4.生产率高5.良好的经济效益6.有利于现代管理任务二数控车床概述一、数控车床分类1.按主轴位置立式、卧式2.按加工零件卡盘式、顶尖式3.按刀架数量单刀架式、双刀架式4.按功能经济型、普通型、车削加工中心二、数车加工对象1.回转体零件2.精度高零件3.规则曲线外形轮廓4.螺纹型零件三、数控车床刀具具体见教材P10-P15。

四、切削用量选择1.粗加工:偏大背吃刀量,大进给量,最佳切削速度。

2.精加工:偏小背吃刀量,小进给量,偏大切削速度。

3.具体见教材P17-P19。

五、切削液1.作用A.冷却作用B.润滑作用C.清洗作用D.防锈作用2.分类A.油基类B.水基类项目二设置工件坐系(对刀)【授课时间】第2周【授课班级】2014级机加1、2班【授课课时】共6课时(2仿真+4实训)【授课教具】华中系统数控车床【授课目标】1.了解机床坐标轴、坐标系;2.了解工件坐标系、程序原点并掌握设置方法;【教学重点】设置工件坐标系(T指令对刀)【教学难点】理解机床坐标系【教学过程】任务一了解机床坐标系、坐标轴、参考点一、机床坐标轴为了简化编程和保证程序的通用性,国际上对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准,规定直线进给坐标轴用x,y,z表示,称为基本坐标轴。

x,y,z坐标轴的相互关系用右手定则决定,如图1.1数控机床坐标轴的方向取决于机床的类型和和组成部分的布局,对于数控车床而言:Z轴——与主轴线重合,从床头向床尾方向为正;X轴——垂直于Z轴,平行于拖板方向,沿X轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离;Y轴——通过右手定则而得(数车通知不用Y参数)二、机床坐标系机床坐标系是机床固有的坐标第,由机床制造厂商设定。

机床原点——也叫机床零点,是机床坐标系的原点,是在机床经过设计、制造、调整后,被确定下来的,是固定点;机床参考点——数控装置上电时并不知道机床零点,为了正确地在机床工作时建立机床坐标系,在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点(测量起点)。

机床起动时,通常要进行机动或者手动返回参考点,以建立机床坐标系。

机床参考点可以与机床原点重合,也可以不重合。

机床坐标轴机械行程——由最大和最小限位开关来限定;机床坐标轴有效行程——由数控机床内置软件限位来界定的,其值由制造商定义;三、工件坐标系工件坐标系——也叫程序原点,编程人员在编程时使用的,编程人员选择工件上的某一已知点为原点。

工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单,尺寸换算少,便于编程等特点。

加工开始时,要设置工件坐标系,用G92可建立工件坐标系;用G54-G59或T指令可选择工件坐标系。

四、T指令对刀通过T指令对刀可以快速设置工作坐标系。

方法如下:MDI(F4)——刀偏表(F4)——试切直径/试切长度——确定;项目三程序的结构【授课时间】第3周【授课班级】2014级机加1、2班【授课课时】共6课时(2仿真+4实训)【授课教具】班班通电子白板、华中系统数控车床【授课目标】1. 掌握程序的结构;2.掌握程序段中的主要指令字;【教学重点】指令字【教学难点】程序结构【教学过程】任务一程序的结构一、指令字概述一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数控。

一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的,而每个程序是由若干个指令字组成的,如图2-1。

一个指令字是由地址符(指令字符)和控制程序的数据组成。

程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。

二、程序的一般结构一个程序段字义一个将由数控装置执行的指令行。

程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法。

一个零件程序必须包括起始符、若干程序段、结束符。

一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的,而不是按程序段号的顺序执行的,书写程序段号时,一般按升序书写程序段号。

例如:%1000(或O1000);程序起始N01 T0101;程序段N02 M03 S600;正转,转速600r/minN03 G00 X100 Z100;快速定位(x100,z100)N04 X0 Z0;快速定位(x0,z0)N99 M30;程序结束三、程序的文件名CNC装置可以装入很多程序文件,以文件的方式读写。

文件名格式为:OXXXX(O0001-O9999):只有在这种命名下才能被调用本系统通过调用文件名来调用程序,进行复杂加工或编辑。

项目四数控车加工编程指令体系【授课时间】第4周【授课班级】2014级机加1、2班【授课课时】共6课时(2仿真+4实训)【授课教具】班班通电子白板、华中系统数控车床【授课目标】了解数控机床5大功能——M、G、T、S、F;【教学重点】M、G功能【教学难点】程序结构【教学过程】任务一5大功能概述一、辅助功能M代码用于控制零件程序走向,以及机床各种辅助功能的开关动作。

由地址字M和其后的数字组成。

1.M功能有模态和非模态两种形式:模态,即续效代码,在被同一组的另一个功能注销前一直有效;非模态,即当段有效代码,只在书写了该代码的程序段中有效;模态M功能组中包含两个缺省功能M05(主轴停止转动)和M09(切削液停止);2.M功能分为前作用M功能和后作用M功能两种类型:前作用M功能:在程序段编制的轴运动之前执行;后作用M功能:在程序编制的轴运动之后执行。

二、准备功能G代码用来规定刀具和工作的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。

由地址字G和其后数字组成。

G功能根据功能不同分成若干组,同样有模态和非模态之分,其中00组为非模态功能,其余组为模态功能。

1. G功能有模态和非模态两种形式:模态G功能:一组可相互注销的G功能,这些功能一旦被执行,则一直有效,直到被同一组的G功能注销为止。

非模态G功能:只在所规定的程序段中有效,程序段结束时被注销。

模态G功能组中包含一个缺省G功能,上电时将被初始化为该功能。

(具体见下表)三、刀具功能T代码用于选刀和换刀,由T和其后数字组成。

其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。

前两位为刀具号,后两位为刀具补偿号。

T代码与刀具的关系是由机床制造商规定。

四、主轴功能S代码用来控制主轴转速,由S和其后的数字组成。

其后的数值表示主轴速度,单位为转/分钟(r/min)。

恒线速度功能时,S指切削线速度,其后的数值单位为米/分钟(m/min)。

S所编程的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修调。

五、进给功能F代码用于控制工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度。

F的单位取决于G94或G95。

在G01、G02、G03方式下,F值一直有效,直到被新的F值取代。

在G00方式下,快速定位速度和F值无关。

在G32、G76、G82方式下,倍率开关无效。

项目五快速定位G00【授课时间】第5周【授课班级】2014级机加1、2班【授课课时】共6课时(2仿真+4实训)【授课教具】班班通电子白板、华中系统数控车床【授课目标】掌握G00的使用方法【教学重点】掌握G00的使用方法【教学难点】掌握G00的使用方法【教学过程】任务一快速定位G00一、功能快速定位G00,用于不接解工件的走刀和远离工件走刀时,速度最大可达到15,000mm/min(250mm/s)。

二、格式G00 X_ Z_X、Z表示走刀的终点坐标。

三、备注G00走刀不车削工件,即平常所说的走空刀,对减少加工过程的空运行时间。

G00指令不需要指定进给速度F的值,由机床每张默认设定,最大可达到15,000mm/min(250mm/s)。

四、练习%0501T0101 M03 S600;1号刀位1号刀补,正转600r/minG00 X100 Z100;快速定位到点DX50;快速定位到点CZ2;快速定位到点EM30;程序结束项目六直线切削G01【授课时间】第6周【授课班级】2014级机加1、2班【授课课时】共6课时(2仿真+4实训)【授课教具】班班通电子白板、华中系统数控车床【授课目标】掌握G01的使用方法【教学重点】掌握G01的使用方法【教学难点】掌握G01的使用方法【教学过程】任务一直线切削G01一、功能车削工件时,刀具按照指定的坐标和速度,以任意斜率由起始点移动到终点位置做直线运动。

二、格式G01 X_ Z_ F_X、Z是终点的坐标,F是进给速度,即走刀速度,通常为mm/min 或者mm/r(华中数控通过G94/G95转换),通常在横向切削时用G94 F120或者G95 F0.2,在径向切削时用G94 F60或者G95 F0.1为模态码。

项目九闭环车削复合循环【授课时间】第9周【授课班级】2013级机加2班【授课课时】共6课时(2仿真+4实训)【授课教具】班班通电子白板、华中系统数控车床【授课目标】1.掌握工件闭环车削复合循环指令G73书写格式;2.理解工件闭环车削复合循环指令G73走刀轨迹;3. 根据工件有无凹槽进行选择刀具种类、设计加工步骤、设计退刀路线;4. 懂得根据毛坯尺寸和工件尺寸设定加工参数。

【教学重点】理解参数设定与走刀轨迹的关系【教学难点】选择刀具各类、设计加工步骤、设计退刀路线【教学过程】任务一G73指令书写格式及意义一、G73概述该功能在切削工件时刀具轨迹为封闭回路,刀具逐渐进给,使封闭切削回路逐渐向零件最终形状靠近,最终切削成工件形状,如图1中A-B-C所示。

二、G73指令格式及意义G73 U △I W △K R r P ns Q nf X △x Z △zF(f) S(s) T(t) F f0其中,△I 为X轴方向的粗加工总余量;△K 为Z轴方向的粗加工总余量;r 为粗切削次数;ns 为精加工路径第一程序段号(循环轨迹开始处);nf 为精加工路径最后程序段号(循环轨迹结束处);△x 为X轴方向精加工余量;△z 为Z轴方向精加工余量;f0 为精加工循环切削进给速度;f、s、t为精加工时的进给速度、主轴转速、刀具号,处于ns到nf 程序段之间有效,如果没有设定,则按照粗加工时f,s,t值。

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