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数控车床教案


湖 南 省 机 械 工 业 技 术 学 院 数控编程与操作
2015 年上学期
本次课标题:数控车床编程基础 授课班级 教 学 目 的 教 学 重 点 课时 上课地点 数控实训车间

数控车一体化授课教案

熟悉数控车床的编程特点,熟练掌握数控车床工件坐标系的建立方法和指令。理解并掌握数 控车削的基本指令。

一、数控车编程特点 二、数控车的坐标系统 三、直径编程方式 四、进刀和退刀方式理解 五、绝对编程与增量编程

教 学 难 点 教 学 方 法 教 具 挂 图 教 学 后 记

1、直径编程方式 2、绝对编程与增量编程

讲解法、示范、巡回指导、集中点评

数控设备、刀具、工具、材料、测量工具

从本次课开始学生们开始编制数控程序,学生们是否对编程感兴趣,是否愿意进一步学习编程的 相关知识,本次课非常关键。课程采取多媒体教学方式,并利用仿真软件辅助教学,使编制的程 序立即进行仿真加工,加深对指令的理解。

教案附页
教学内容及过程
一、组织教学 1、集中学生,清点人数; 2、布置今天的实习任务; 3、实习设备,工量具准备情况。 二、复习提问 数控机床坐标系的设定规则(5 分钟) 三、新课内容 第一节 数控车床编程基础 一、数控车编程特点 (1) 可以采用绝对值编程(用 X、Z 表示)、增量值编程(用 U、W 表示) 或者二者混合编程。 (2) 直径方向(X 方向) 系统默认为直径编程,也可以采用半径编程, 但必须更改系统设定。 (3) X 向的脉冲当量应取 Z 向的一半。 (4)采用固定循环,简化编程。 (5) 编程时,常认为车刀刀尖是一个点,而实际上为圆弧,因此,当 编制加工程序时,需要考虑对刀具进行半径补偿。 二、数控车的坐标系统 加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致,X 轴对应径向,Z 轴对应轴向,C 轴(主轴)的运动方向则以从机床尾架向主轴看,逆 时针为+C 向,顺时针为-C 向,如图 2.1.1 所示: 加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置,一般在工 件的右端面或左端面上。
结合生产 实际, 用实 物、 图表直 观教学,

方法

图 2.1.1 数控车床坐标系

三、直径编程方式 在车削加工的数控程序中, X 轴的坐标值取为零件图样上的直径 值,如图 2.1.2 所示:图中 A 点的坐标值为(30,80) ,B 点的坐标 值为(40,60) 。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致, 这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误,给编程带来很大方便。

图 2.1.2 直径编程
举例说明 四、进刀和退刀方式 对于车削加工, 进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某 个点,再改用切削进给,以减少空走刀的时间,提高加工效率。切削 起点的确定与工件毛坯余量大小有关, 应以刀具快速走到该点时刀尖 不与工件发生碰撞为原则。如图 2.1.3 所示。

图 2 .1.3 切削起始点的确定 五、绝对编程与增量编程 X、Z 表示绝对编程,U、W 表示增量编程,允许同一程序段中二者 混合使用。

图 2 .1.4 绝对值编程与增量编程

如图 2.1.4 所示,直线 A→B ,可用: 绝对: G01 X100.0 Z50.0; 相对: G01 U60.0 W-100.0; 混用: G01 X100.0 W-100.0; 或 G01 U60.0 Z50.0; 第 2 节 数控车床的基本编程方法 数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔 加工、螺纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等,在分析了数控 车 床 工艺装备和数控 车床编程特点的基础 上,下面将结合配置 FANUC-0i 数控系统的数控车床重点讨论数控车床基本编程方法。 一、坐标系设定 编程格式 G50 X~ Z~ 式中 X、Z 的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50 使用方法与 G92 类似。 在数控车床编程时,所有 X 坐标值均使用直径值,如图 2.1.5 所示。 例:按图 2.1.5 设置加工坐标的程序段如下: G50 X 121.8 Z 33.9
X′ 109.7 X 33.9 P 工件

工件原点 O′ 旋转中心 O Z

图 2.1.5 G50 设定加工坐标系 工件坐标系的选择指令 G54~G59
X′ 85 X P G54坐 标 系 机床坐标系 O Z

图 2.1.6 G54 设定加工坐标系 例如,用 G54 指令设定如图所示的工件坐标系。 首先设置 G54 原点偏置寄存器:

60.9

G54 X0 Z85.0; 然后再在程序中调用: N010 G54; 说明: 1、G54~G59 是系统预置的六个坐标系,可根据需要选用。 2、G54~G59 建立的工件坐标原点是相对于机床原点而言的,在程 序运行前已设定好,在程序运行中是无法重置的。 3、G54~G59 预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可 用 MDI 方式输入,系统自动记忆。 4、使用该组指令前,必须先回参考点。 5、G54~G59 为模态指令,可相互注销。 二、基本指令 G00、G01、G02、G03、G04、G28
举例说明 1.快速点位移动 G00 格式:G00 X(U)_Z(W)_; 其中,X(U)_、Z(W)_为目标点坐标值。 2.直线插补 G01 格式:G01 X(U)_Z(W)_ F_; 其中,X(U)、Z(W)为目标点坐标,F 为进给速度。 机床执行 G01 指令时,如果之前的程序段中无 F 指令,在该程 序段中必须含有 F 指令。G01 和 F 都是模态指令。 3.圆弧插补 G02、G03 顺时针圆弧插补用 G02 指令,逆时针圆弧插补用 G03 指令。 1) 用圆弧半径 R 和终点坐标进行圆弧插补 格式:G18 G02(G03)X(U)_Z(W)_ R _ F_; 其中:X(U)和 Z(W)为圆弧的终点坐标值, 绝对值编程方式下用 X 和 Z,增量值编程方式下用 U 和 W。规定圆 弧对应的圆心角小于等于 180°时,用“+R”表示;反之,用“-R” 表示。 F 为加工圆弧时的进给量。 2) 用分矢量和终点坐标进行圆弧插补 格式:G18 G02(G03)X(U)_Z(W)_I _K _F_; 其中:X(U)和 Z(W)为圆弧的终点坐标值,绝对值编程方式下用 X 和 Z,增量值编程方式下用 U 和 W。 I、K 分别为圆弧的方向矢量在 X 轴和 Z 轴上的投影(I 为半径值)。当 分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取负号。如图 2.1.7 所示,图 中所示 I 和 K 均为负值。

X
I

起点A

K 终点B O Z

图 2.1.7 圆弧指令编程 4.暂停指令 G04 格式:G04 X(P)_; 其中,X(P)为暂停时间。 X 后用小数表示,单位为秒; P 后用整数表示,单位为毫秒。 如 : G04 X2.0 表示暂停 2 秒; G04 P1000 表示暂停 1000 毫秒。 5.返回参考点指令 G28 G28 指令可以使刀具从任何位置以快速点定位方式经过中间点返回 参考点。 格式:G28 X _Z _; 其中,X、Z 是中间点的坐标值。 三、有关单位设定 1、尺寸单位选择: 格式:G 20 英制输入制式 英寸输入 G 21 公制输入制式 毫米输入 (默认) 2、进给速度单位的设定 每转进给量 编程格式 G95 F~ F 后面的数字表示的是主轴每转进给量,单位为 mm/r。 例:G95 F0.2 表示进给量为 0.2 mm/r。 每分钟进给量 编程格式 G94 F~ F 后面的数字表示的是每分钟进给量,单位为 mm/min。 例:G94 F100 表示进给量为 100mm/min。

分析总结 四、新课小结: 1、首先要了解数控车床的加工方式:工件作旋转运动,刀具作直线 (或圆弧)进给运动,从而完成零件的切削。所以数控车削加工的零 件是回转体,径向尺寸通常采用直径标注,所以在数控车编程时采用 直径编程,这点对于初学者较难理解,容易出错,要多作练习,是重 点注意的知识点。 2、采用绝对值编程和相对值编程时也容易坐标值计算错误,经常是 二者之间出现混淆,需要特别小心。

五、作业: 1、数控车床的类型有哪些?CK7815 型数控车床床身导轨倾斜 60 布置有什么好处? 2、数控车床的机床原点、参考点及工件原点之间有何区别?试以某 具有参考点功能的车床为例,用图示表达出它们之间的相对位置关 系。 3、G00 和 G01 都是从一点移到另一点,它们有什么不同?各适用于 什么场合? 4、数控车床圆弧的顺逆应如何判断?


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