數(shù)控車削編程與加工技術教學計劃

鹿寨職業(yè)教育中心教學工作計劃201*年秋學期

專業(yè)課程數(shù)控技術應用年級教師08秋陳立剛數(shù)控車削編程與加工技術本學期使用的教材為電子工業(yè)出版社出版，謝曉紅主編的《數(shù)控車削編程與加工技術》，本書是根據(jù)中等職業(yè)學校數(shù)控技術應用專業(yè)領域技能型人才培養(yǎng)培訓編寫的，教材分符合教學與訓練項目的要求和中級數(shù)控車床操作員職業(yè)技能鑒定規(guī)范的要求。難度適中，其中還有很多教學實例，思路清晰，淺顯易懂，每個章節(jié)后都有相關練習，析將數(shù)控車削加工工藝（工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等）和程序編制方法等專業(yè)技術能力融合到實訓操作中。學生在學習這門課前也學習了《機械制圖》、《車工工藝》等專業(yè)課，還進行了8個星期的普車考證培訓，因此學生有了學這門課的基礎，但是很多學生的基礎比較差，并且涉及到工藝性的問題學生不愛聽，經(jīng)驗少，對于一些復雜零件（如圓弧連接的學生分曲面）計算比較復雜，學生不容易掌握。學生比較喜歡動手操作，也比較喜歡仿真析練習。針對教材以及學生的情況，1．教學內(nèi)容的調(diào)整。教材以講明基本概念、基本原理為度，應刪去一些繁鎖的計算過程和一些過時的教學內(nèi)容。例如，由于自動編程在數(shù)控編程中已得到廣泛應用，可將教材中一些復雜曲線的數(shù)學處理等內(nèi)容進行了壓縮；因穿孔紙帶在企業(yè)中已很少使用，這部分內(nèi)容也可以刪減；由于高職主要措施學生主要是技能的培養(yǎng)，因此，有必要對理論性太強、崗位實用性較低的內(nèi)容進行刪減，突出實踐技能性強的教學內(nèi)容。2．教學手段的改革。提高學生學習興趣過去學生在學習《數(shù)控編程》課程時，普遍感覺這門課枯燥、難學，但如果利用電子教案，采用多媒體形式組織教學，同時利用數(shù)控加工的仿真軟件，對學生編制出的數(shù)控程序進行仿真加工，這樣就會使教學直觀、形象，也會大大提高學生的學習興趣。周次一二三四課時(節(jié))44224課題第一模塊：數(shù)控車床概述數(shù)控車床的基本組成及工作原理實訓廠房了解車床的構造第二模塊：數(shù)控編程的基礎知識數(shù)控編程的概念數(shù)控加工程序格式與標準數(shù)控代碼程序編制中的數(shù)學處理機床參考點、工件坐標系、工件原點、絕對坐標、增量坐標等基礎知識3.掌握常用G功能代碼、M功能代碼指令。1.掌握基點和節(jié)點的計算教學目標1.掌握數(shù)控機床的概念2.掌握數(shù)控機床的組成及各部分的作用，了解其它分類方法，3.了解數(shù)控機床的使用、加工特點。1.掌握編程的內(nèi)容和步驟2.掌握數(shù)控編程的機床坐標系建立的原則、機床坐標系、機床原點、掌握層度認識理解理解理解運用檢測形式考試第三模塊：數(shù)控車床基本1.熟悉數(shù)控機床的控制面板、2.掌握操作方法及刀補設置3.了解機床的坐標系與對刀的基本原理運用理解工余量確定、選擇刀具和切削用量、工藝文件編制。2.掌握典型零件的加工工藝分析運用運用理解運用運用理解理解理解理解認識認識操作考試考試考試考試操作五六七八九十十一十二十三十四十五十六十七十八十九二十二十一注：掌握層度：Ⅰ、認識Ⅱ、理解Ⅲ、運用檢測形式：A、考試B、操作C、作品期考222224242422442424444操作1.面板介紹及機床基本操作3.機床的坐標系與對刀的基本原理及對刀方法第四模塊：數(shù)控車床加工工藝1.數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容2.數(shù)控車削加工工藝的定制3.軸類零件的數(shù)控車削加工工藝分析4.典型零件的加工工藝分析1.掌握數(shù)控車削加工的工藝設計、工序劃分、零件的裝夾方法和對刀點的確定、走刀路線和加第五模塊：數(shù)控車床編程1.簡單軸類零件編程G02/G03指令2.簡單套類零件的編程G90/G94指令圓錐小軸的編程加工3.復雜輪廓類零件的編程與加工4.復合固定循環(huán)（G70～G75）用G71、G72、G70車削軸類零件5.螺紋加工數(shù)控車削螺紋基本知識G92、G76的編程6.數(shù)控車床編程綜合實例G75凹槽類零件編程與加工復雜零件編程與加工第六模塊：刀尖半徑補償編程及加工第七模塊：強化訓練考證練習1.掌握切槽指令G751.掌握G00、G01和G02/G03指令編程格式及特點2.掌握簡單軸類零件的數(shù)控車削加工工藝1.掌握簡單套類零件車削工藝2.了解單一固定循環(huán)指令G90、G92的編程方法3.掌握圓錐小軸的編程加工1.掌握數(shù)控車削復合循環(huán)車削原理2.能正確運用各類指令代碼編制較復雜零件程序3.能制定工件的車削加工工藝規(guī)程4.進一步掌握數(shù)控車削數(shù)值計算方法1.掌握螺紋加工指令G92、G76的編程格式及特點2.能合理選用數(shù)控車削加工螺紋的切削用量1.掌握刀尖半徑補償指令的含義2.了解刀尖半徑補償指令的正確使用方法按照國家職業(yè)標準的要求，通過訓練達到全面1針對實訓考證強化訓練1掌握中級數(shù)控車工應具備的知識與技能2針對實訓考證強化訓練2復習期考課程編制

專業(yè)：數(shù)控技術應用年級：課程名稱：數(shù)控車削編程與加工技術課時分配：

理論課：44研討課：10實驗課：20總課時：74

教學目標：

《數(shù)控車削編程與加工技術》是我職教中心機械、機電、數(shù)控類專業(yè)的重要專業(yè)課，學習的目的在于使學生通過學習，掌握零件數(shù)控加工的編程方法，提高數(shù)控機床的操作能力和數(shù)控加工的工藝處理能力。在教學和自學中都應堅持學以致用、理論聯(lián)系實際的原則，既要注意理論知識的學習，更要注意運用知識和機床實際操作能力培養(yǎng)。通過理論講解使學生全面掌握數(shù)控車床加工工藝、數(shù)控編程知識、數(shù)字處理能力、數(shù)控車床設備應用的能力。通過基本技能實訓訓練、綜合技能訓練，通過科學的評價體系、國家職業(yè)標準、頂崗實習等，獲得綜合職業(yè)能力，為與生產(chǎn)崗位的無縫對接，完成職業(yè)崗位的能力需求奠定基礎。

教學大綱：

第一模塊：數(shù)控車床概述（主修；考試）8課時1.1數(shù)控車床的產(chǎn)生與發(fā)展

1.2數(shù)控車床的基本組成及工作原理1.3數(shù)控車床的分類

1.4數(shù)控車床的特點和應用范圍1.5數(shù)控系統(tǒng)的主要功能

第二模塊：數(shù)控編程的基礎知識（主修；考試）8課時

2.1數(shù)控編程的概念2.2數(shù)控編程的基礎知識

2.3數(shù)控加工程序格式與標準數(shù)控代碼2.4程序編制中的數(shù)學處理

第三模塊：數(shù)控車床基本操作（主修；考試）4課時3.1FANUC0i-TB數(shù)控系統(tǒng)的面板介紹及機床基本操作3.2刀具結構與刀具材料及其刀具類型3.3常用量具

3.4常用車削用量選用

3.5程序格式及常用指令講解

3.6機床的坐標系與對刀的基本原理及對刀方法第四模塊：數(shù)控車床加工工藝（主修；考試）10課時

4.1數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容4.2數(shù)控車削加工工藝的定制

4.3軸類零件的數(shù)控車削加工工藝分析4.4典型零件的加工工藝分析

第五模塊：數(shù)控車床編程（主修；考試）30課時

5.1簡單軸類零件編程G02/G03指令

5.2簡單套類零件的編程G90/G94指令圓錐小軸的編程加工

5.3復雜輪廓類零件的編程與加工5.4復合固定循環(huán)（G70～G75）用G71、G72、G70車削軸類零件5.5螺紋加工

數(shù)控車削螺紋基本知識G92、G76的編程

5.6數(shù)控車床編程綜合實例G75凹槽類零件編程與加工5.7復雜零件編程與加工5.8數(shù)控車床編程綜合實例

第六模塊：刀尖半徑補償編程及加工（選修；非考試）4課時

6.1基礎知識

6.2刀具幾何補償和磨損補償6.3刀尖半徑補償

第七模塊：強化訓練考證練習（必修；考試）10課時

7.1針對實訓考證強化訓練17.2針對實訓考證強化訓練2

課程編制

一、需求分析

1、國家（區(qū)域）經(jīng)濟發(fā)展需求。2、企業(yè)需求。

3、學生學習志向與需求。二、課程編制的考量1、企業(yè)的需求。

2、知識的實用性及難易程度。3、模塊（單元）名稱。4、模塊（單元）順序安排。

5、課時分配（總課時、理論課、實踐課各多少）。6、模塊類別（主修/選修；考試/非考試）。

擴展閱讀：數(shù)控車削編程與加工電子教案

《數(shù)控車削編程與加工》

教案

數(shù)控車削編程與加工教案

項目序號授課學時授課項目名稱16授課班級教學載體機床項目1數(shù)控車床的基本操作一、了解數(shù)控車床的用途、分類和基本結構。二、了解數(shù)控車削的主要加工對象。三、正確建立機床坐標系與工件坐標系之間的聯(lián)系，并能設定工件坐標系。四、能正確使用車床的夾具并進行工件的裝夾。五、能正確安裝刀具并熟練掌握數(shù)控車床的對刀。六、了解數(shù)控車床的操作面板各功能鍵的作用。七、能正確完成數(shù)控車床的手動操作、程序輸入、刀具參數(shù)等基本設置。八、了解數(shù)控車床日常維護保養(yǎng)。九、熟悉數(shù)控車削加工工藝過程的處理。一、數(shù)控車床基本操作二、數(shù)控車床認知三、車床坐標系四、車刀的選用五、夾具及工件的裝夾六、車床日常維護保養(yǎng)七、FANUC0iT系統(tǒng)面板的操作八、車床的對刀FANUC0iT系統(tǒng)的基本操作數(shù)控車削加工工藝一、重點1）幾種坐標系；2）數(shù)控車床的對刀。3）數(shù)控車床的基本操作。二、難點工件坐標系與機床坐標系的關系。項目目標相關知識項目實踐拓展知識重點難點課外作業(yè)教學后記導入

新授

項目目標、項目任務相關知識

一、數(shù)控車床認知

1．數(shù)控車床的用途

其加工工藝類型主要包括車外圓、車端面、車錐面、車成形面、鉆孔、鏜孔、鉸孔、切槽、車螺紋、滾花等。

2.數(shù)控車床的主要加工對象（1）精度要求高的零件

(2)表面輪廓形狀復雜的零件

(3)帶一些特殊類型螺紋的零件3．數(shù)控車床的分類

（1）按車床主軸位置分類

1）立式數(shù)控車床其主軸垂直于水平面。主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對較小的大型復雜零件。

2）臥式數(shù)控車床其主軸軸線處于水平位置，它的床身和導軌有多種布局形式，是目前應用最廣泛的數(shù)控車床。

（2）按車床功能分類1）簡易數(shù)控車床2）經(jīng)濟型數(shù)控車床3）全功能型數(shù)控車床

4）車削中心車削中心以全功能型數(shù)控車床為主體，并配置刀庫和換刀機構手。

4.數(shù)控車床的布局

（1）床身和導軌的布局主要有平床身（a）、斜床身(b)、平床身斜滑板(c)及立床身(d)等。（2）刀架的布局

數(shù)控車床配置自動換刀的四刀位回轉刀架或多刀位轉塔刀架。5.數(shù)控車床的結構

數(shù)控車床與普通車床相比較，其結構仍然由床身、主軸箱、進給傳動系統(tǒng)、刀架以及液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)等部分組成，只是數(shù)控車床的進給系統(tǒng)與普通車床有著本質(zhì)上的差別。數(shù)控車床進給系統(tǒng)大為簡化，僅保留了由伺服電動機控制的縱向、橫向進給滾珠螺旋傳動機構。數(shù)控車床的主軸脈沖發(fā)生器發(fā)出脈沖信號給數(shù)控裝置控制長絲杠，使長絲杠與主軸轉速成一定比例的頻率運行，以加工出符合螺距的螺紋。

二、車床坐標系

目前我國執(zhí)行的行業(yè)數(shù)控標準《數(shù)控機床坐標和運動方向的命名》JB/T30511999與國際標準ISO841等效。標準坐標系采用右手笛卡爾坐標系，如圖1.6所示。

圖1.6右手直角笛卡爾坐標系

1．車床坐標軸

標準規(guī)定：平行于車床主軸（傳遞切削力）的刀具運動坐標軸為Z軸，且取刀具遠離工件方向為+Z方向；X軸垂直于Z軸且平行于工件的裝夾面，取刀具遠離工件的方向為+X方向，如圖1.7所示。

圖1.7數(shù)控車床坐標軸及方向

2.機床坐標系和機床原點

機床坐標系是機床固有的坐標系，機床坐標系的原點稱為機床原點或機床零點。在機床經(jīng)過設計、制造和調(diào)整后，這個原點便被確定下來，它是機床上固定的一個點。數(shù)控車床一般將機床原點定義在卡盤后端面與主軸旋轉中心的交點上。

3.機床參考點

數(shù)控裝置通電時并不知道機床零點位置，為了正確地在機床工作時建立機床坐標系，通常在每個坐標軸的移動范圍內(nèi)（一般在X軸和Z軸的正向最大行程處）設置一個機床參考點（測量起點）。機床參考點可以與機床零點重合，也可以不重合。機床回到了參考點位置，CNC就建立起了機床坐標系。圖1.8中O′為數(shù)控車床參考點。

通常在以下三種情況下，數(shù)控系統(tǒng)會失去對機床參考點的記憶，必須進行返回機床參考點的操作：

（1）機床超程報警信號解除后。

（2）機床關機以后重新接通電源開關時。

實踐

拓展

（3）機床解除急停狀態(tài)后。4.編程坐標系和工件坐標系

編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系，數(shù)控程序中的坐標值均以此坐標系為依據(jù)。編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的機床坐標軸方向一致，一旦確定也就確定了數(shù)控加工時零件的安裝方向。編程原點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上。編程坐標系也稱工件坐標系，實際上工件原點是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中的位置。編程人員在編制程序時，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點、建立編程坐標系、計算坐標數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實際位置。對于加工人員來說，則應在裝夾工件、調(diào)試程序時，通過對刀將編程原點轉換為工件原點，并確定工件原點的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設定。

三、車刀的選用

1．車刀分類

（1）車刀按刀刃形狀一般分為三類，即：尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。

（2）車刀按結構分有整體式、焊接式、機夾式和可轉位式四種類型。（3）車刀按特征可分為：外圓車刀、切槽刀、鏜孔刀、螺紋刀、麻花鉆等。

2．車刀的選用

數(shù)控車床上車刀的選用與普通車削用的刀具基本相同，需遵循效率原則和精度原則。此外，在數(shù)控車床上應盡可能多地使用可轉位機夾車刀。

四、夾具及工件的裝夾

1．三爪自定心卡盤裝夾工件。這種方法裝夾工件方便、省時，自動定心好，但夾緊力較小。三爪自定心卡盤可裝成正爪或反爪兩種形式。

2．兩頂尖之間裝夾工件。這種方法裝夾工件不需找正，每次裝夾的精度高。適用于長度尺寸較大或加工工序較多的軸類工件裝夾。

3.卡盤和頂尖之間裝夾工件。這種方法裝夾工件剛性好，軸向定位準確，能承受較大的軸向切削力，比較安全。適用于車削質(zhì)量較大的工件，一般在卡盤內(nèi)裝一限位支承或利用工件臺階限位，防止工件由于切削力的作用而產(chǎn)生軸向位移。

4.花盤裝夾工件。當加工表面的回轉軸線與基準垂直時，外形復雜的零件可以裝夾在花盤上加工。

項目實踐

數(shù)控車削加工工藝

1.數(shù)控車削加工工藝的制定（1）零件圖樣分析

零件圖分析是制定數(shù)控車削工藝的首要工作，主要包括以下內(nèi)容。

1）尺寸標注應適應數(shù)控車床加工的特點。零件圖上尺寸標注應以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸，這種標注方法既便于編程，又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統(tǒng)一。

2）輪廓幾何要素應完整、準確。在手工編程時，要計算每個節(jié)點坐標；在自動編程時，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此在分析零件圖時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。

3）正確分析精度及技術要求。對被加工零件的精度及技術要求進行分析，是零件工藝性分析的重要內(nèi)容，分析的主要內(nèi)容如下：

a．分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理。

b．分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達到圖樣要求，若達不到，需采取其他措施（如磨削）彌補時，則應給后續(xù)工序留有余量。

c．找出圖樣上有位置精度要求的表面，這些表面應在一次安裝下完成。d．對表面粗糙度要求較高的表面，應確定用恒線速切削。

4）結構工藝的合理性分析。零件的結構工藝性是指零件對加工方法的適應性，即所設計的零件結構應便于加工成形。在數(shù)控車床上加工零件時，應根據(jù)數(shù)控車削的特點，認真審視零件結構的合理性。

（2）工序的劃分

1）按安裝次數(shù)劃分。對于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達到待檢狀態(tài)，可以一次安裝、加工作為一道工序。

2）按刀具劃分。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，會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機床連續(xù)工作時間的限制（如一道工序在一個工作班內(nèi)不能結束）等，可以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。

3）按加工部位劃分。對于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結構特點將加工部位分成幾個部分，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）按粗、精加工劃分。對于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對粗加工后可能發(fā)生的變形需要進行校形，故一般來說，凡要進行粗、精加工的過程，都要將工序分開。

（3）工序順序的安排

1）基面先行。先加工定位基準面，減少后面工序的裝夾誤差。如軸類零件，先加工中心孔，再以中心孔為精基準加工外圓表面和端面。

2）先粗后精。先對各表面進行粗加工，然后再進行半精加工和精加工，逐步提高加工精度。

3）先近后遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。同時有利于保持工件的剛性，改善切削條件。

4）內(nèi)外交叉。先進行內(nèi)、外表面的粗加工，后進行內(nèi)、外表面的精加工。不能加工完內(nèi)（或外）表面后，再加工外（或內(nèi)）表面。

（4）進給路線的確定

進給路線是刀具在加工過程中相對于工件的運動軌跡，也稱走刀路線。它既包括切削加工的路線，又包括刀具切入、切出的空行程。不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步的順序，是編寫程序的依據(jù)之一。因此，以圖形的方式表示進給路線圖，可為編程帶來很大方便。

小結

1）粗加工進給路線的確定a.矩形循環(huán)進給路線。利用數(shù)控系統(tǒng)的矩形循環(huán)功能，確定矩形循環(huán)進給路線。這種進給路線刀具切削時間最短，刀具損耗最小，為常用的粗加工時進給路線。

b.三角形循環(huán)進給路線。利用數(shù)控系統(tǒng)的三角形循環(huán)功能，確定三角形循環(huán)進給路線。

c.沿工件輪廓循環(huán)進給路線。利用數(shù)控系統(tǒng)的復合循環(huán)功能，確定沿工件輪廓循環(huán)進給路線。這種進給路線刀具切削總行程最長，一般只適用于單件小批量生產(chǎn)。

d.階梯切削路線。當零件毛坯的切削余量較大時，可采用階梯切削進給路線。

2）精加工進給路線的確定

a.各部位精度要求一致的進給路線。在多刀進行精加工時，最后一刀要連續(xù)加工，并且要合理確定進、退刀位置，盡量不要在光滑連接的輪廓上安排切入和切出或換刀及停頓，以免因切削力變化造成彈性變形，產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等缺陷。

b.各部位精度要求不一致的進給路線。當各部位精度要求相差不大時，要以精度高的部位為準，連續(xù)加工所有部位；當各部位精度要求相差很大時，可將精度相近的部位安排在同一進給路線，并且先加工精度低的部位，再加工精度高的部位。

c.切入、切出及接刀點位置的選擇。應選在工件上有空刀槽或表面間有拐點、轉角的位置，不應選在曲線相切或光滑連接的部位。

（5）切削用量的選擇

切削用量的選擇原則是：粗車時，首先考慮選擇盡可能的背吃刀量ap，其次選擇較大的進給速度F，最后確定一個合適的切削速度υc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進給速度F有利于斷屑。精車時，加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻，選擇切削用量時應著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時應選用較�。ǖ�不能太�。┑谋吵缘读縜p和進給速度F，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度υc。

2.數(shù)控車削工藝文件

(1)數(shù)控編程任務書(2)數(shù)控加工工序卡(3)數(shù)控加工刀具卡

數(shù)控車削編程與加工教案

項目序號授課學時授課項目名稱218授課班級教學載體零件項目2軸的加工任務一：階梯軸的加工任務二：異形軸的加工一、了解簡單軸類零件的數(shù)控車削工藝，會制訂軸類零件的數(shù)控加工工藝。二、正確選擇和安裝刀具，掌握對刀的方法并能進行對刀正確性的檢驗。三、理安排數(shù)控加工工藝路線，正確進行軸類加工常用切削參數(shù)的選擇。四、了解數(shù)控程序的基本結構，正確運用編程指令編制軸類零件的數(shù)控加工程序。五、掌握數(shù)控車床的操作流程，培養(yǎng)操作技能和文明生產(chǎn)的習慣。六、初步掌握檢測量具的使用，能對軸類工件作簡單質(zhì)量分析。一、軸類零件的加工工藝二、程序結構三、英制指令和公制指令四、直徑編程和半徑編程五、F、S、T指令六、絕對編程和增量編程指令七、點位控制和直線插補指令八、圓弧編程指令九、倒角倒圓角指令十、刀尖圓弧補償指令十一、切削速度控制指令十二、內(nèi)、外圓粗車切削循環(huán)指令、精車切削循環(huán)軸類加工及精度檢測SIEMENS802ST系統(tǒng)基本編程指令、應用及數(shù)控加工一、重點1）軸類零件加工工藝特點，軸類加工刀具的選擇和加工工藝的制定。2）常用車床的F、S、T指令。3）圓弧編程、刀尖圓弧補償、切削速度控制指令。4）常用粗、精加工切削循環(huán)指令二、難點1）軸類零件的編程。項目目標相關知識項目實踐拓展知識重點難點課外作業(yè)教學后記導入

新授

項目目標、項目任務任務一階梯軸的加工相關知識

一、軸類零件的加工工藝

1.數(shù)控車削外圓柱面的加工方案

根據(jù)毛坯的制造精度和工件的加工要求，外圓柱面車削一般可分為粗車、半精車、精車、精細車。

粗車的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度IT11~IT13級，表面粗糙度Ra12.5~50μm。

半精車的尺寸精度可達IT8~IT10級，表面粗糙度Ra3.2~6.3μm。半精車可作為中等精度表面的終加工，也可作為磨削或精加工的預加工。

精車后的尺寸精度可達IT7~IT8級，表面粗糙度Ra0.8~1.6μm。

精細車后的尺寸精度可達IT6~IT7級，表面粗糙度Ra0.025~0.4μm。精細車尤其適合于有色金屬加工，有色金屬一般不宜采用磨削，所以常用精細車代替磨削。

因此，可選擇以下加工方案：

（1）加工精度為IT8～IT10級、Ra3.2～6.3μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用普通型數(shù)控車床，按粗車、半精車方案加工。

（2）加工精度為IT7～IT8級、Ra0.8～1.6μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用普通型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車的方案加工。

（3）加工精度為IT6～IT7級、Ra0.025~0.4μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用精密型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、精細車的方案加工。

（4）加工精度高于IT5級、Ra＜0.08μm的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用高檔精密型數(shù)控車床，按粗車、半精車、精車、精細車的方案加工。

（5）對淬火鋼等難車削材料，其淬火前可采用粗車、半精車的方法，淬火后安排磨削加工；對最終工序有必要用數(shù)控車削方法加工的難切削材料，可參考有關難加工材料的數(shù)控車削方法進行加工。

2.軸類工件的加工方法

（1）車短小的工件時，一般先車某一端面，以便于確定長度方向的尺寸；車鑄鍛件時，最好先適當?shù)菇呛笤佘囅�，以免刀尖輕易碰到型砂和硬皮而使車刀損壞。

（2）軸類工件的定位基準通常選用中心孔。加工中心孔時，應先車端面后鉆中心孔，以保證中心孔的加工精度。

（3）工件車削后還需磨削時，只需粗車或半精車，并注意留磨削余量。

二、程序結構

數(shù)控系統(tǒng)的種類繁多，它們使用的數(shù)控程序語言規(guī)則和格式也不盡相同。因此，編程人員在針對某一臺數(shù)控機床編制加工程序時，應該嚴格按照機床編程手冊中的規(guī)定進行程序編制。

1.程序的組成

一個完整的程序由程序號、程序內(nèi)容和程序結束三部分組成，如下所示：

O0002；程序號N0010G00G90G54X0Y0M03S800；N0020G43H1Z30M08；程序內(nèi)容N0030G01X40.2Y88.3F0.2；

N0100M30；程序結束

（1）程序號寫在程序的最前面，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)的程序號由英文字母O和1～4位正整數(shù)組成，例O0002。程序號一般要求單列一段。

（2）程序內(nèi)容是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。（3）程序結束指令可以用M02或M30，它必須寫在程序的最后。一般要求單列一段。

2.程序段的組成

一個數(shù)控加工程序是由若干個程序段組成的�，F(xiàn)在一般使用的地址符程序段格式中，每個程序段又由若干個程序字組成，各個程序段中的長度和字的個數(shù)都是可變的。

地址符程序段格式：NGXYZFSTM

在這種格式中，字的排列順序無嚴格的要求，字的位數(shù)可多可少，與上段相同的續(xù)效數(shù)字可以省略。

例如：N0030G00X10Y20F0.2；

N0040G01X20(Y20)(F0.2)；

可見N0040中Y20和F0.2可省略，可寫為：

N0040G01X20；3.字的功能組成程序段的每一個字都有其特定的功能含義，以下是以FANUC-0iT數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范來介紹，實際工作中，請遵照機床數(shù)控系統(tǒng)說明書來使用各個功能字。（1）順序號字N

順序號又稱程序段號,位于程序段之首,順序號字N是地址符，后續(xù)數(shù)字一般為1～4位的正整數(shù)。數(shù)控加工中的順序號實際上是程序段的名稱，與程序執(zhí)行的先后次序無關。

順序號的作用：對程序的校對和檢索修改；作為條件轉向的目標，即作為轉向目的程序段的名稱。

（2）準備功能字G

準備功能字G，又稱為G功能或G指令，是用于建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種，數(shù)控車床常用的G功能字見表2.1。（3）尺寸字

尺寸字用于確定機床上刀具運動終點的坐標位置,共有三組。其中，第一組X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用于確定終點的直線坐標尺寸；第二組A，B，C，D，E用于確定角度坐標尺寸；第三組I，J，K用于確定圓弧輪廓的圓心坐標尺寸。在一些數(shù)控系統(tǒng)中，還可以用P指令暫停時間、用R指令圓弧的半徑等。（4）進給功能字F

進給功能字F，又稱為F功能或F指令，用于指定切削的進給速度。（5）主軸轉速功能字S

主軸轉速功能字S，又稱為S功能或S指令，用于指定主軸轉速。（6）刀具功能字T

刀具功能字T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時選刀。（7）輔助功能字M

輔助功能字M，后續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機床輔助裝置的開關動作。

三、英制指令和公制指令指令格式：G20/G21四、直徑編程和半徑編程

數(shù)控車床加工回轉體，其X坐標可采用直徑編程和半徑編程兩種方式加以指定。目前，數(shù)控車床出廠時一般設置為直徑編程方式。

五、F、S、T指令

1.F指令

指令格式：F-；例G01X0Y0F0.22.S指令

實施新授

指令格式：S-；例M03S5003.T指令

指令格式：T-；例T0101六、絕對編程和增量編程指令

指令格式：G90/G91說明：

（1）G90絕對編程方式下，每個編程坐標軸上的編程值是相對于編程原點。

（2）G91增量編程方式下，每個編程坐標軸上的編程值是相對于前一位置而言，該值等于軸移動的距離。（3）機床剛開機時默認G90狀態(tài)。（4）G90和G91都是模態(tài)（續(xù)效）指令

在某些車床上用X、Z表示絕對編程，用U、W表示增量編程，并允許在同一程序段中混合使用絕對和相對編程方法：

混合編程方式：X100W-50

注意：混合編程時程序段前的G90/G91可省略。

七、點位控制和直線插補指令指令格式：G00X（U）-Z(W)-G01X（U）-Z(W)-F-

項目實施

任務二異形軸的加工相關知識

一、圓弧編程指令

指令格式：G02X(U)-Z(W)-I-K-F-G03R-

說明：

(1)G02指令為順時針圓弧插補，G03指令為逆時針圓弧插補，均為模態(tài)指令。圓弧順逆方向的判別方法為：沿著不在圓弧平面內(nèi)的坐標軸Y，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03。(3)X(U)和Z(W)是指圓弧插補的終點坐標值。

（4）I、K是指圓弧圓心到起點的增量坐標，與G90、G91無關。I、K是

矢量值，并且I0、K0可以省略。

（5）R為指定圓弧半徑，當圓弧的圓心角≤180°時，R值為正；當圓弧的圓心角＞180°時，R值為負。

（6）G02和G03都是模態(tài)（續(xù)效）指令。

注意：如果圓心I、K和半徑R同時指定，由地址R指定的圓弧優(yōu)先，其余被忽略。

二、倒直角倒圓角指令1.倒直角指令

指令格式：G01X(U)-Z(W)-C-F-

2.倒圓角指令

指令格式：G01X(U)-Z(W)-R-F-

三、刀尖圓弧自動補償指令

數(shù)控編程時，通常都將車刀刀尖作為一點來考慮，但實際加工的刀尖處存在圓角。當用按理論刀尖點編出的程序進行端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行或垂直的表面加工時，是不生誤差的；但在進行倒角、錐面及圓弧切削時，則會產(chǎn)生少切或過切現(xiàn)象。此時可用刀尖圓弧自動補償功能來消除誤差，從而避免少切或過切現(xiàn)象的產(chǎn)生。

指令格式：G41G01X(U)-Z(W)-F-G42G00G40說明：

（1）G41指刀具半徑左補，定義為假設工件不動，沿刀具運動方向看（假設工件不動），刀具在工件左側時的刀具半徑補償。（2）G42指刀具半徑右補，定義為假設工件不動，沿刀具運動方向看（假設工件不動），刀具在工件右側時的刀具半徑補償。（3）G40為取消刀具半徑補償。即使用該指令后，G41、G42指令無效。（4）G41、G42和G40參數(shù)都是模態(tài)（續(xù)效）指令。

（5）在設置刀尖圓弧自動補償時，還要設置刀尖圓弧位置編碼。四、切削速度控制指令1.恒線速控制編程格式G96S-

說明：

（1）當數(shù)控車床的主軸為伺服主軸時，可通過G96指令來設置。（2）S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度（m/min）。例：G96S150表示切削點線速度控制在150m/min。2．恒線速取消編程格式G97S-

S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉速，如S未指定，將保留G96的最終值。

例：G97S3000表示恒線速控制取消后主軸轉速3000r/min。3.最高轉速限制編程格式：G50S-

說明：S后面的數(shù)字表示的是最高轉速（r/min）。例：G50S201*表示最高轉速限制為201*r/min

例：圖所示的零件，為保持A、B、C各點的線速度在150m/min，則各點在加工時的主軸轉速分別為：

A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/minB：n=1000×150÷(π×60)=795r/minC：n=1000×150÷(π×70)=682r/min

五、內(nèi)、外圓粗車切削循環(huán)指令指令格式：G71U(△d)-R(e)-

G71P(ns)-Q(nf)-U(△u)-W(△w)-F(f)-S(s)-T(t)-說明：

（1）△d粗車背吃刀量（即切深、半徑值，不帶符號，模態(tài)值）。（2）e粗車退刀量（模態(tài)值）。

（3）ns精加工輪廓程序段中開始程序段的段號。（4）nf精加工輪廓程序段中結束程序段的段號。

（5）△uX軸向精加工余量（直徑值，外圓加工為正，內(nèi)圓加工為負）。

（6）△wZ軸向精加工余量。

（7）f、s、t粗車時的F、S、T代碼。注意：

（1）G71粗車切削循環(huán)是復合固定循環(huán)指令，適合于軸向尺寸大于徑向尺寸的毛坯工件進行粗車循環(huán)，如圖2.23所示。一般在編程時，X向的精車余量大于Z向精車余量。

（2）FANUC0iT中，G71加工循環(huán)有兩種類型，即類型I和類型II。通常在所有類型I的粗加工循環(huán)中，零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時單調(diào)增大或單調(diào)減少的形式，否則會出現(xiàn)凹形輪廓一次性切削。

（3）ns→nf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也對粗車循環(huán)無效。（4）FANUC0iT中G71加工循環(huán)，順序號“ns”程序段必須沿X向進刀，且不應出現(xiàn)Z軸的運動指令，否則會出現(xiàn)程序報警。

六、精車切削循環(huán)

指令格式：G70P(ns)-Q(nf)-說明：

（1）ns精加工輪廓程序段中開始程序段的段號。（2）nf精加工輪廓程序段中結束程序段的段號。注意：

(1)G70精車切削循環(huán)指令不能單獨使用，必須在粗車切削循環(huán)G71、G72、G73之后。

（2）G70執(zhí)行過程中的F、S由“ns”“nf”程序段之間給出的F、S確

定

七、端面粗車切削循環(huán)指令

指令格式：G72W(△d)-R(e)-

G72P(ns)-Q(nf)-U(△u)-W(△w)-F(f)-S(s)-T(t)-說明：

（1）△d粗車背吃刀量（即Z向切深，不帶符號，模態(tài)值）。（2）e粗車退刀量（模態(tài)值）。

（3）ns精加工輪廓程序段中開始程序段的段號。（4）nf精加工輪廓程序段中結束程序段的段號。

（5）△uX軸向精加工余量（直徑值，外圓加工為正，內(nèi)圓加工為負）。

（6）△wZ軸向精加工余量。

（7）f、s、t粗車時的F、S、T代碼。注意：

（1）G72端面粗車切削循環(huán)是復合固定循環(huán)指令，適合于徑向尺寸大于軸向尺寸的毛坯工件進行粗車循環(huán)。一般在編程時，Z向的精車余量大于X向精車余量。

（2）零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時單調(diào)增大或單調(diào)減少的形式。（3）ns→nf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也對粗車循環(huán)無效。（4）FANUC0iT中G72加工循環(huán)，順序號“ns”程序段必須沿Z向進刀，且不應出現(xiàn)X軸的運動指令，否則會出現(xiàn)程序報警。

例：用G72、G70指令加工如圖2.26所示零件右端各外輪廓，零件材料為45鋼。

八、成形粗車切削循環(huán)指令

指令格式：G73U(i)-W(k)-R(d)-

G73P(ns)-Q(nf)-U(△u)-W(△w)-F(f)-S(s)-T(t)-

實施

拓展

說明：

（1）iX軸向總退刀量（模態(tài)值）。（2）kZ軸向總退刀量（模態(tài)值）；（3）d重復加工次數(shù)（分層次數(shù)）；

（4）ns精加工輪廓程序段中開始程序段的段號。（5）nf精加工輪廓程序段中結束程序段的段號。

（6）△uX軸向精加工余量（直徑值，外圓加工為正，內(nèi)圓加工為負）。

（7）△wZ軸向精加工余量。

（8）f、s、t粗車時的F、S、T代碼。

注意：

（1）如圖2.27所示G73成形粗車切削循環(huán)指令，可以高效的切削鑄造成形、鍛造成形或已粗車成形的工件。

（2）G73循環(huán)對零件輪廓的單調(diào)性沒有要求。

（3）FANUC0iT中G73加工循環(huán)，順序號“ns”程序段可以沿X、Z向任意進刀進刀。

項目實施拓展知識

一、SIEMENS802ST系統(tǒng)的基本編程

1.SIEMENS802ST系統(tǒng)主程序命名原則

開始的兩個符號必須是字母，其后的符號可以是字母,數(shù)字或下劃線，最多為8個字符，不得使用分隔符。

例：RAHMEN52

2.半徑編程和直徑編程指令指令格式：G22/G23

3.絕對編程和增量編程指令指令格式：G90/G91

4.點位控制和直線插補指令

指令格式：G0X-Z-G1X-Z-F-5.圓弧編程指令

指令格式：G2/G3X-Z-I-K-說明：用圓心和終點編程G2/G3X-Z-CR=說明：用半徑和終點編程6.倒角倒圓角指令

指令格式：G1X-Z-CHF=F-說明：倒角指令G1X-Z-RND=F-說明：倒圓角指令7.刀具和刀具補償號（1）刀具T

功能：T指令可以選擇刀具。（2）刀具補償號功能：一個刀具可以匹配從1到9幾個不同補償?shù)臄?shù)據(jù)組(用于多個切削刃)。另外可以用D及其對應的序號設置一個專門的切削刃。如果沒有編寫D指令，則D1自動生效。如果設置D0，則刀具補償值無效。

8.刀尖圓弧補償指令

指令格式：G41G1X-Z-F-G42G0G40

說明：G41指刀具半徑左補，G42指刀具半徑右補，G40為取消刀具半徑補償。

9.主軸轉速限制

指令格式：G96S-LIMS=

說明：S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度（m/min），LIMS最高轉速限制（r/min）。

例：G96S150LIMS=150010.切削循環(huán)LCYC95

指令格式：R105=R106=R108=R109=R110=R111=R112=LCYC95

參數(shù)R105R106R108R109含義，數(shù)值范圍加工類型：數(shù)值1...12精加工余量，無符號切入深度，無符號粗加工切入角參數(shù)R110R111R112含義，數(shù)值范圍粗加工時的退刀量粗切進給率精切進給率參數(shù)說明：（1）R105加工方式，定義為下表。

數(shù)值12345縱向/橫向縱向橫向縱向橫向縱向外部/內(nèi)部外部外部內(nèi)部內(nèi)部外部粗加工/精加工/綜合加工粗加工粗加工粗加工粗加工精加工實踐小結

6789101112橫向縱向橫向縱向橫向縱向橫向外部內(nèi)部內(nèi)部外部外部內(nèi)部內(nèi)部精加工精加工精加工綜合加工綜合加工綜合加工綜合加工（2）R106精加工余量參數(shù)。（3）R108切入深度參數(shù)。（4）R109粗加工切入角。

（5）R110粗加工時退刀量參數(shù)。（6）R111粗加工進給率參數(shù)。(7)R112精加工進給率參數(shù)。注意：

SIEMENS802ST系統(tǒng)加工的輪廓在一個子程序中定義，循環(huán)通過變量_CNAME名下的子程序名調(diào)用子程序。輪廓由直線或圓弧組成，并可以插入圓角和倒角。輪廓的編程方向必須與精加工時所選擇的加工方向相一致。

11．可編程坐標平移指令

指令格式：G158X-Z-說明：坐標平移

G158說明：取消坐標平移

項目實踐

安全操作和注意事項

（1）裝刀時，刀尖與工件中心高平齊。（2）對刀前，先將工件右端面車平。（3）注意換刀點的選擇，防止打刀。（4）含圓弧面零件的加工難點是保證圓弧表面的形狀誤差，應準確編程。（5）注意圓弧刀具幾何參數(shù)的選擇，主偏角一般取90°~30°，刀尖角取35°~55°，以保證刀尖位于刀具的最前端，避免刀具過切、干涉（圖2.43）。

（6）注意采用刀尖圓弧半徑補償進行編程。對圓弧切點坐標的計算一定要精確，以保證加工時圓弧與圓弧之間連接光滑。

（7）表面粗糙度要求較高時，需加冷卻液進行冷卻潤滑。

數(shù)控車削編程與加工教案

項目序號授課學時授課項目名稱36項目3套的加工授課班級教學載體零件項目目標一、了解套類零件的數(shù)控車削工藝，會制訂套類零件的數(shù)控加工工藝。二、正確選擇和安裝刀具，避免加工過程中刀具的干涉。三、合理安排內(nèi)外輪廓的加工順序，正確選擇加工方向和切削參數(shù)。四、正確運用編程指令編制套類零件的數(shù)控加工程序。五、進一步掌握數(shù)控車床的獨立操作技能。六、正確使用檢測量具，并能夠對套類工件進行質(zhì)量分析。相關知識一、套類零件加工工藝二、單一固定循環(huán)指令三、鉆孔循環(huán)指令四、暫停指令五、自動返回參考點指令項目實踐拓展知識套類加工及精度檢測SIEMENS802ST系統(tǒng)基本編程指令及應用一、重點1）套類零件加工工藝特點，套類加工刀具的選擇和加工工藝的制定。2）單一固定循環(huán)指令。3）鉆孔循環(huán)指令。二、難點套類零件的的編程。重點難點課外作業(yè)教學后記

導入

新授

項目目標、項目任務相關知識

一、套類零件的加工工藝

1.孔加工方案

內(nèi)孔有不同的精度和表面質(zhì)量要求，也有不同的結構尺寸，如通孔、盲孔、階梯孔、深孔、淺孔、大直徑孔、小直徑孔等。常用的孔加工有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滾壓孔等。

（1）鉆孔

用鉆頭在工件實體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工，可達到的尺寸公差等級為IT11~IT12級，表面粗糙度值為Ra12.5μm。鉆孔的工藝特點有：鉆頭容易偏斜，孔徑容易擴大，孔的表面質(zhì)量較差，鉆削時軸向力大。因此，當鉆孔直徑d30mm時，一般分兩次進行鉆削。第一次鉆出(0.5~0.7)d，第二次鉆到所需的孔徑。

（2）擴孔

擴孔是用擴孔鉆對已鉆出的孔做進一步加工，以擴大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值。擴孔可達到的尺寸公差等級為IT10~IT11級,表面粗糙度值為Ra6.3~12.5μm，屬于孔的半精加工方法，常作鉸削前的預加工，也可作為精度不高的孔的終加工。擴孔與鉆孔相比有以下特點：剛性較好，導向性好，切屑條件較好。

（3）鉸孔

鉸孔是對未淬硬孔進行精加工的一種方法。鉸孔的尺寸公差等級可達IT6~IT9級，表面粗糙度值可達Ra0.1~3.2μm。鉸孔的方式有機鉸和手鉸兩種。鉸削的余量很小，一般粗鉸余量為0.15~0.25mm，精鉸余量為0.05~0.15mm。鉸削應采用低切削速度，以免產(chǎn)生積屑瘤和引起振動，一般粗鉸υc=4~10m/min,精鉸υc=1.5~5m/min。機鉸的進給量可比鉆孔時高3~4倍，一般可取0.5~1.5mm/r。

（4）鏜孔

鏜孔是很經(jīng)濟的孔加工方法，一般廣泛地應用于單件、小批生產(chǎn)中。生產(chǎn)中的非標準孔、大直徑孔、精確的短孔、不通孔和有色金屬孔等，一般多采用鏜孔。鏜孔既可以作為粗加工，也可以作為精加工；鏜孔是修正孔中心線偏斜的有效方法，也有利于保證孔的坐標位置。鏜孔的尺寸精度一般可達IT6~IT9級，表面粗糙度為Ra0.4~3.2μm。

（5）拉孔

拉孔是一種高效率的精加工方法。除拉削圓孔外，還可拉削各種截面形狀的通孔及內(nèi)鍵槽。拉削圓孔可達的尺寸公差等級為IT7~IT9級，表面粗糙度值為Ra0.4~1.6μm。

2.孔加工質(zhì)量分析（1）工藝因素（2）切削熱因素（3）操作方法因素（4）刀具因素

（5）編程因素

3.套類工件的加工方法

（1）一般把軸套、襯套等零件稱為套類零件。為了與軸類工件相配合，套類工件上一般有加工精度要求較高的內(nèi)輪廓，尺寸精度為IT7～IT8級，表面粗糙度要求達到Ra0.4～3.2μm。

（2）內(nèi)輪廓加工刀具由于受到孔徑和孔深的限制，刀桿細而長，剛性差。因此對于切削用量的選擇，如進給量和背吃刀量的選擇較切削外輪廓時的稍小。

（3）內(nèi)輪廓切削時切削液不易進入切削區(qū)域，切屑不易排出，切削溫度可能會較高，因此鏜深孔時可以采用工藝性退刀，以促進切屑排出。

（4）內(nèi)輪廓加工工藝常采用鉆粗鏜精鏜，孔徑較小時也可采用手動方式或MDI方式“鉆鉸”加工。

（5）大錐度錐孔表面加工可采用固定循環(huán)編程或子程序編程，一般直孔和小錐度錐孔采用鉆孔后鏜削。

（6）工件精度較高時，按粗、精加工交替進行內(nèi)、外輪廓切削，以保證形位精度。

二、單一固定循環(huán)指令

（一）內(nèi)（外）圓車削循環(huán)指令內(nèi)（外）圓車削循環(huán)是單一固定循環(huán)指令格式：G90X(U)-Z(W)-R-F-說明：

（1）X(U)-Z(W)-表示切削的終點坐標值，F(xiàn)-表示循環(huán)切削過程中的進給速度。

（2）R表示圓錐面切削的起點相對于終點的半徑差（如為圓柱面，則表示為R0，可以省略，指令變?yōu)镚90X(U)-Z(W)-F-）。如果切削起點的X向坐標小于終點的X向坐標，R值為負，反之為正。

（3）圓錐切削循環(huán)中R在一些FANUC車床上，有時也用“I”來執(zhí)行。（4）G90是模態(tài)（續(xù)效）指令。（5）G90指令也能切削內(nèi)輪廓。

注意：正確選擇循環(huán)起點，一般該點即是循環(huán)起點既是循環(huán)終點，宜選擇離毛坯2mm左右處。（二）端面切削循環(huán)指令

端面切削循環(huán)是單一固定循環(huán)，可分為平端面切削循環(huán)和斜端面切削循環(huán)，主要用于零件的垂直端面和錐形端面的加工。

指令格式：G94X(U)-Z(W)-R-F-說明：

（1）X(U)、Z(W)含義同G90。

（2）R為斜端面切削起點減去切削終點的Z坐標值。（如為平端面，則表示為R0，可以省略，指令變?yōu)镚94X(U)-Z(W)-F-）。

（3）圓錐切削循環(huán)中R在一些FANUC車床上，有時也用“K”來執(zhí)行。（4）G94是模態(tài)（續(xù)效）指令。

三、鉆孔循環(huán)指令

指令格式：G74R(e)-

G74X(U)-Z(W)-P(△i)-Q(△k)-R(△d)-F-

圖3.7G74粗車切削循環(huán)

說明：

(1)eZ方向的退刀量（模態(tài)值）。（2）XB點的X坐標（終點坐標）。（3）U從A點至B點增量值。(4)ZC點的Z坐標（終點坐標）。(5)W從A點至C點增量值。

(6)△iX方向的每次循環(huán)移動量(不帶符號，直徑值，m)(7)△kZ方向的每次循環(huán)移動量(不帶符號,m)(8)△d刀具在切削底部的退刀量（直徑值）�！鱠的符號一定是正值，通常不指定。如果X（U）及△i省略，則△d視為零。

(9)F切削進給速度。注意：

（1）G74循環(huán)用于深孔的斷續(xù)加工，如圖3.7所示，也可用于端面圓環(huán)槽的斷續(xù)加工。

（2）如X（U）和P省略，只在Z向鉆孔。（3）刀圓弧尖補償不能用于G74。

四、自動返回參考點指令

指令格式：G28X(U)-(X向回參考點)G28Z(W)-(Z向回參考點)G28X(U)-Z(W)-(第一參考點返回)

G30P2X(U)-Z(W)-(第二參考點返回、P2可省略)

實施拓展

G30P3X(U)-Z(W)-(第三參考點返回)G30P4X(U)-Z(W)-(第四參考點返回)

項目實施拓展知識

SIEMENS802ST系統(tǒng)的基本編程

1.鉆削/沉孔鉆削循環(huán)LCYC82

指令格式：R101=R102=R103=R104=R105=LCYC82參數(shù)說明：參數(shù)R101R102R103R104R105含義，數(shù)返回平面(安全參考平面(最后鉆深(在最后鉆削深（1）R101返回平面確定循環(huán)結束之后鉆削軸的位置，用來移動到下一位置繼續(xù)轉孔。

（2）R102安全距離只對參考平面而言，循環(huán)可以自動確定安全距離的方向。

（3）R103參數(shù)R103所確定的參考平面就是圖紙中所標明的鉆削起始點。

（4）R104確定鉆削深度，它取決于工件零點。（5）R105設置此深度處(斷屑)的停留時間(秒)。2.深孔鉆削循環(huán)LCYC83

指令格式：R101=R102=R103=R104=R105=R107=R108=

R109=R110=R111=R127=

LCYC83

圖3.10LCYC83深孔鉆削循環(huán)

說明：深孔鉆削循環(huán)如圖3.10所示。

參數(shù)說明：參數(shù)R101R102R103R104含義，數(shù)返回平面(安全距離參考平面(最后鉆深

R105R107R108R109R110R111在此鉆削深度停留時間(斷屑)鉆削進給率首鉆進給率在起始點和排屑時停留時間首鉆深度(絕對)每次切削量(無符號)（1）R101返回平面確定了循環(huán)結束之后鉆削加工軸的位置。循環(huán)以位于參考平面之前的返回平面為出發(fā)點，因此從返回平面到鉆深的距離也較大。

（2）R102安全距離只對參考平面而言，循環(huán)可以自動確定安全距離的方向。

（3）R103參數(shù)R103所確定的參考平面就是圖紙中所標明的鉆削起始點。

（4）R104最后鉆深以絕對值設置，與循環(huán)調(diào)用之前的狀態(tài)G90或G91無關。

（5）R105設置到深度處的停留時間(秒)。

（6）R107、R108通過這兩個參數(shù)設置了第一次鉆深及其后鉆削的進給率。

（7）R109可以設置起始點停留時間。只有在“排屑”方式下才執(zhí)行在起始點處的停留時間。

（8）R110確定第一次鉆削行程的深度。

（9）R111確定每次切削量的大小，從而保證以后的鉆削量小于當前的鉆削量。

用于第二次鉆削的量如果大于所設置的遞減量，則第二次鉆削量應等于第一次鉆削量減去遞減量。否則，第二次鉆削量就等于遞減量。

當最后的剩余量大于兩倍的遞減量時，則在此之前的最后鉆削量應等于遞減量，所剩下的最后剩余量平分為最終兩次鉆削行程。如果第一次鉆削量的值與總的鉆削深度量相矛盾，則顯示報警號61107“第一次鉆深錯誤定義”從而不執(zhí)行循環(huán)。

（10）R127值0：鉆頭在到達每次鉆削深度后上提1毫米空轉，用于斷屑。

值1：每次鉆深后鉆頭返回到參考平面加安全距離處，以便排屑3.鏜孔鉆削循環(huán)LCYC85

指令格式：R101=R102=R103=R104=R105=R107=R108=LCYC85參數(shù)說明：參數(shù)R101R102R103R104R105R107R108含義，數(shù)返回平面(安全距離參考平面(最后鉆深在鏜孔深度處鏜孔進退刀時實踐

小結

（1）R101返回平面確定循環(huán)結束之后鉆削軸的位置，用來移動到下一位置繼續(xù)轉孔。

（2）R102安全距離只對參考平面而言，循環(huán)可以自動確定安全距離的方向。

（3）R103參數(shù)R103所確定的參考平面就是圖紙中所標明的鉆削起始點。

（4）R104確定鉆削深度，它取決于工件零點。（5）R105設置此深度處(斷屑)的停留時間(秒)。（6）R107確定鏜孔時的進給率大小。（7）R108確定退刀時的進給率大小。

注意：LCYC82、LCYC83、LCYC85僅加工直孔，如加工階梯內(nèi)孔，建議采用LCYC95循環(huán)。

4.暫停指令

指令格式：G04F-(S-)說明：

F表示暫停時間單位為s，S表示暫停主軸轉數(shù)。5.G74返回參考點

指令格式：G74X-Z-

說明：（1）G74實現(xiàn)NC程序中回參考點功能,每個軸的方向和速度存儲在機床數(shù)據(jù)中。

（2）G74需要一獨立程序段。6.G75返回固定點

指令格式：G75X-Z-

說明：

（1）G75可以返回到機床中某個固定點,比如換刀點。固定點位置固定地存儲在機床數(shù)據(jù)中，它不會產(chǎn)生偏移。每個軸的返回速度就是其快速移動速度。

（2）G75需要一獨立程序段。7.坐標平面選擇指令格式：G17/G18/G19

說明：G17/G18/G19坐標平面選擇如圖，車床默認G18平面，立式銑床默認G17。

項目實踐

安全操作和注意事項

（1）裝刀時，應使所有刀具的刀尖與工件中心高平齊，裝夾鉆頭時，鉆頭中心必須對準工件中心。

（2）鉆削時，鉆頭部分進入工件后，進給率應大些，以提高生產(chǎn)率；快鉆透時，進給率應小一些，以防“拉”鉆頭造成鉆頭損壞，鉆大孔時，主軸轉速應低些，而鉆小孔時，主軸轉速應高一些，以盡可能通過改變切削用量提高鉆孔效果。

26

（3）鏜孔刀的換刀點應較遠些，以防打刀。

（4）鏜孔刀加工內(nèi)孔時，退刀應不碰傷已加工表面，應先使刀具向直徑縮小的方向退刀，再Z向退出工件。

（5）孔加工時，需加冷卻液進行冷卻潤滑。

數(shù)控車削編程與加工教案

項目序號授課學時授課項目名稱46授課班級教學載體零件項目4槽的加工任務一：多槽的加工任務二：端面槽的加工一、了解槽類零件的數(shù)控車削工藝，會制訂槽類零件的數(shù)控加工工藝。二、正確選擇和安裝凹槽加工刀具，選擇正確的刀位點進行對刀。三、合理安排槽類零件的加工工藝，正確選擇工藝參數(shù)。四、正確運用編程指令編制槽類零件的數(shù)控加工程序。五、進一步掌握數(shù)控車床的獨立操作技能，能夠進行參數(shù)的合理修改。六、正確使用檢測量具，并能夠對槽類工件進行質(zhì)量分析。項目目標相關知識一、切槽的加工工藝、端面槽的加工工藝二、子程序的應用三、切槽循環(huán)指令項目實踐拓展知識套類加工及精度檢測SIEMENS802ST系統(tǒng)基本編程指令及應用重點難點一、重點1）槽類零件加工工藝特點，槽類加工刀具的選擇和加工工藝的制定。2）子程序的調(diào)用指令。二、難點槽類零件的的編程。課外作業(yè)教學后記

導入

新授

項目目標、項目任務相關知識

一、切槽的加工工藝

1．切槽加工的特點（1）切削變形大。（2）切削力大。

（3）切削熱比較集中。（4）刀具剛性差。2.內(nèi)溝槽的車削方法

車削內(nèi)溝槽時，刀桿直徑受孔徑和槽深的限制，排屑特別困難，斷屑首先要從溝槽內(nèi)出來，然后再從內(nèi)孔排出，切屑的排出要經(jīng)過90°的轉彎。因此車削寬度較小和要求不高的內(nèi)溝槽，可用主切削刃寬度等于槽寬的內(nèi)溝槽刀采用直進法一次車出；要求較高或較寬的內(nèi)溝槽，可采用直進法分幾次車出。粗車時，槽壁與槽底留精車余量，然后根據(jù)槽寬、槽深進行精車；若內(nèi)溝槽深度較淺，寬度很大，可用內(nèi)圓粗車刀先車出凹槽，再用內(nèi)溝槽刀車溝槽兩端垂直面。

3.切削用量的選擇

（1）背吃刀量。當橫向切削時，切槽刀的背吃刀量等于刀的主切削刃寬度，所以只須確定切削速度和進給量。

（2）進給量f。由于刀具剛性、強度及散熱條件較差，所以應適當減小進給量。進給量太大時，容易使刀折斷；進給量太小時，刀具與工件產(chǎn)生強烈摩擦會引起振動。一般當高速鋼切槽刀車鋼料時，f=0.05~0.1mm/r；當車鑄鐵時，f=0.1~0.2mm/r；當用硬質(zhì)合金刀加工鋼料時，f=0.1~0.2mm/r；加工鑄鐵料時，f=0.15~0.25mm/r。

（3）切削速度υc。切斷時的實際切削速度隨刀具的切入越來越低，因此，切斷時切削速度可選得高一些。用高速鋼切削鋼料時，υc=30~40m/min；加工鑄鐵時，υc=15~25m/min.用硬質(zhì)合金切削鋼料時，υc=80~120m/min；加工鑄鐵時，υc=60~100m/min。

4.槽類工件的加工方法

（1）車槽的刀具其主切削刃應安裝在與車床主軸軸線平行并等高的位置上，過高過低都不利于切削。

（2）切削過程出現(xiàn)切削平面呈凸、凹形等和因切斷刀主切削刃磨損及“扎刀”，要注意調(diào)整車床主軸轉速和進給量。

（3）對外圓切槽加工，如果槽寬比槽深小，采用多步切槽的方法。（4）對內(nèi)溝槽加工，與外圓切槽的方法相似，確保排屑通暢和振動最小。切削時從底部開始向外進行切削有利于排屑。

二、子程序的應用

編程時為簡化程序編制，當工件上有相同加工內(nèi)容時常用調(diào)子程序進行編程。

1．子程序調(diào)用指令

編程格式M98Pxxxxxxxx

說明：P后面的前4位為重復調(diào)用次數(shù)，省略時為調(diào)用一次，后4位為子程序號。

2.子程序格式

編程格式Oxxxx（子程序號）

M99（子程序程序結束字）

說明：子程序號與主程序基本相同，只是程序結束字用M99表示。3.子程序嵌套

子程序可以被主程序調(diào)用，被調(diào)用的子程序也可以調(diào)用其它子程序，稱為子程序嵌套。如圖4.2所示。

圖4.2子程序嵌套

三、切槽循環(huán)指令

指令格式：G75R(e)；

G75X(U)-Z(W)-P(△i)-Q(△k)-R(△d)-F(f)-說明：

(1)eX方向的退刀量（半徑值，模態(tài)值）。（2）X槽底直徑（終點坐標）。（3）UX向增量值。

(4)Z切槽時的Z向終點位置坐標。(5)WZ向增量值。

(6)△i切槽時的X方向的每次切入量(不帶符號，半徑值，m)。(7)△kZ方向的每次切削移動量，其值應小于刀寬(不帶符號,m)(8)△d刀具在切削終點時的Z向退刀量，通常不指定，以免斷刀。(9)F切削進給速度。注意：

（1）G75切槽循環(huán)指令用于外圓面上的溝槽切削和切斷加工（如圖4.3所示）。

（2）如Z（W）和Q省略，則只在X向進行切斷加工。（3）刀尖圓弧補償不能用于G75。

圖4.3G75粗車切削循環(huán)

圖4.4G75粗車切削循環(huán)指令切斷

例：用G75粗車切削循環(huán)指令，4mm寬的切槽刀（左刀尖為刀位點）切斷圖4.4所示的零件。

數(shù)控車削加工程序如表4.1所示

表4.1G75粗車切削循環(huán)指令編程順序號N50N60N70G00X35Z-40G75R1G75X-1P5000F0.1程序刀具定位切槽循環(huán)注釋例：用G75粗車切削循環(huán)指令，4mm寬的切槽刀（左刀尖為刀位點）切圖4.5所示的寬槽。

實施拓展

數(shù)控車削加工程序如表4.2所示

圖4.5G75粗車切削循環(huán)指令切寬槽

表4.2G75粗車切削循環(huán)指令編程

順序號N50N60N70G00X42Z-44G75R1G75X20Z-60P3000Q3500F0.1程序刀具定位切槽循環(huán)注釋四、暫停指令

指令格式：G04P-(X-)說明：

(1)P表示暫停時間單位為ms，X表示暫停時間單位為s。例：G04P201*或G04X2均表示暫停2s。

（2）G04指令不是續(xù)效（模態(tài)）指令，該程序段只對自身程序段有效。

項目實施拓展知識

SIEMENS802ST系統(tǒng)的基本編程

1.子程序

（1）子程序結構和命名

子程序的結構與主程序的結構一樣，在子程序中在最后一個程序段中用M02結束程序運行，子程序結束后返回主程序。除了用M02指令外，還可以用RET指令結束子程序，RET要求占用一個獨立的程序段。

子程序名與主程序名的選取方法一樣，例：LRAHMEN7。另外，在子程序中還可以使用地址字L…，其后的值可以有7位(只能為整數(shù))。

注意：地址字L之后的每個零均有意義，不可省略。例：L128、L0128

和L00128表示3個不同的子程序。

（2）子程序調(diào)用

在一個程序中(主程序或子程序)可以直接用程序名調(diào)用子程序，子程序調(diào)用要求占用一個獨立的程序段。

例:N10L785；調(diào)用子程序L785（3）程序重復調(diào)用次數(shù)P…

如果要求多次連續(xù)地執(zhí)行某一子程序，則在設置時必須在所調(diào)用子程序的程序名后地址P下寫入調(diào)用次數(shù)，最大次數(shù)可以為9999(P1…P9999)。

例:N10L785P3；調(diào)用子程序L785，運行3次（4）嵌套深度

子程序不僅可以從主程序中調(diào)用，也可以從其它子程序中調(diào)用，這個過程稱為子程序的嵌套。子程序的嵌套深度可以為三層，也就是四級程序界面。

注意：在使用加工循環(huán)進行加工時，要注意加工循環(huán)程序也同樣屬于四級程序界面中的一級。

(5)子程序結束

除了用M2指令外，還可以用RET指令結束子程序。RET要求占用一個獨立的程序段。

2.切槽循環(huán)LCYC93

指令格式：R100=R101=R105=R106=R107=R108=R114=

R115=R116=R117=R118=R119=

LCYC93參數(shù)說明：參數(shù)R100R101R105R106R107R108R114R115R116R117R118R119含義，數(shù)值范圍橫向坐標軸起始點縱向坐標軸起始點加工類型，數(shù)值1～精加工余量，無符號刀具寬度，無符號切入深度，無符號槽寬，無符號槽深，無符號角度范圍：0～89.9槽沿倒角槽底倒角槽底停留時間（1）R100橫向坐標軸起始點參數(shù)，規(guī)定X向切槽起始點直徑。（2）R101縱向坐標軸起始點參數(shù)，規(guī)定Z軸方向切槽起始點。(3)R105確定加工方式：數(shù)值12345縱向/橫向縱向橫向縱向橫向縱向外部/內(nèi)部外部外部內(nèi)部內(nèi)部外部33

起始實踐

小結

6橫向外部右邊7縱向內(nèi)部右邊8橫向內(nèi)部右邊(4)R106精加工余量參數(shù)。切槽粗加工時參數(shù)R106設定其精加工余量。(5)R107刀具寬度參數(shù)。該參數(shù)確定刀具寬度，實際所用的刀具寬度必須與此參數(shù)相符。

(6)R108切入深度參數(shù)。通過在R108中設置進刀深度可以把切槽加工分成許多個切深進給。在每次切深之后刀具上提1mm，以便斷屑。

(7)R114切槽寬度參數(shù)。切槽寬度是指槽底（不考慮倒角）的寬度值。(8)R115切槽深度參數(shù)。

(9)R116螺紋嚙合角參數(shù)。R116的參數(shù)值確定切槽齒面的斜度，值為0時表明加工一個與軸平行的切槽（矩形形狀）。

(10)R117槽沿倒角參數(shù)。R117確定槽口的倒角。(11)R118槽底倒角參數(shù)。R118確定槽底的倒角。

(12)R119槽底停留時間參數(shù)。R119下設定合適的槽底停留時間，其最小值至少為主軸旋轉一轉所用時間。

例：用LCYC93編制如圖4.7所示的槽零件程序。

圖4.7槽

參考程序如下：T3D1M03S500G0X56Z10

R100=40.000R101=-35.000R105=1.000R106=0.500R107=2.000R108=1.000R114=25.000R115=5.000R116=0.000R117=0.000R118=0.000R119=1.000LCYC93

項目實踐

切槽安全操作和注意事項

（1）切槽時工件和刀具裝夾應牢固，刀具刀尖與工件中心高平齊，如刀尖低于工件中心，容易造成扎刀現(xiàn)象；如高于工件中心，車刀將不能正常切削工件。

（2）對刀時，用切槽刀左刀尖作為刀位點。（3）切槽時，需加冷卻液進行冷卻潤滑。

34

數(shù)控車削編程與加工教案

項目序號授課學時授課項目名稱510項目5螺紋的加工授課班級教學載體零件項目目標一、了解螺紋零件的數(shù)控車削工藝，會制訂螺紋類零件的數(shù)控加工工藝。二、正確選擇和安裝螺紋刀，并能準確對刀。三、合理選用車削加工螺紋的切削參數(shù)。四、掌握螺紋編程加工指令的適用范圍和編程技能技巧。五、培養(yǎng)數(shù)控車床的獨立操作能力。六、正確使用螺紋檢測量具，并能夠對螺紋類工件進行質(zhì)量分析。相關知識一、螺紋的基本要素和加工工藝二、單行程螺紋切削指令三、單一螺紋切削循環(huán)指令四、復合螺紋切削循環(huán)指令項目實踐拓展知識螺紋加工及精度檢測SIEMENS802ST系統(tǒng)螺紋基本編程指令及應用重點難點一、重點1）螺紋加工工藝特點，螺紋加工加工刀具的選擇和加工工藝的制定。2）單一螺紋切削循環(huán)指令、復合螺紋切削指令。二、難點螺紋加工的編程。課外作業(yè)教學后記

導入

新授

項目目標、項目任務相關知識

一、螺紋的基本要素和加工工藝

1.普通螺紋的基本要素（1）牙型

（2）螺紋的直徑（大徑、小徑、中徑）

（3）線數(shù)（n）

（4）螺距（P）和導程（L）（5）旋向

2.螺紋切削加工的走刀次數(shù)和背吃刀量

螺紋加工處于多刃切削，切削力大，需進行多次切削。常用螺紋加工走刀次數(shù)與分層切削用量參考表5.1所示，加工時為防止切削力過大，可適當增加切削加工次數(shù)。

表5.1螺紋加工走刀次數(shù)與背吃刀量（雙邊）參考表

螺距P（mm）牙深（半徑值）切削次數(shù)及吃刀量1次2次4次5次6次7次8次9次1.00.6490.70.40.21.50.9750.80.60.40.152.01.2990.90.60.60.40.12.51.6241.00.70.60.40.40.153.01.9491.20.70.60.40.40.40.2（直徑值）3次3.主軸轉速和進給速度4.螺紋切入切出量的確定

為保證螺紋加工質(zhì)量，螺紋切削時在兩端設置足夠的切入切出量。因此，實際螺紋的加工長度為：W=L(螺紋理論長度)+δ1+δ2

式中：δ1切入量，一般取2-5mm；

δ2切出量，一般取0.5δ1左右；

5.螺紋的預制

6．螺紋的加工方法（1）直進法（2）斜進法

（3）左右分層切削法

7.車削螺紋時常見的問題

二、單行程螺紋切削指令

指令格式：G32X(U)-Z(W)-F-說明：

（1）X(U)、Z(W)螺紋切削的終點坐標值（mm，X（U）是直徑值）。X省略時為圓柱螺紋切削，Z省略時為端面螺紋切削；X、Z均不省略時為圓錐螺紋切削。

（2）F螺紋導程（單位：mm）。注意：

（1）G32指令可加工圓柱螺紋、圓錐螺紋和渦形螺紋。

(2)螺紋切削時進給速度和主軸轉速倍率開關均無效（固定在100%）。（3）螺紋切削進給時暫停功能無效。

（4）螺紋切削進給時不要使用主軸恒線速度控制G96指令。

取δ1=2、δ2=1.5，螺紋導程為1.0mm，螺紋吃刀量查表5.1可得：0.7mm、0.4mm、0.2mm，螺紋的公稱直徑為30mm，則每次螺紋切削尺寸為：29.3mm、28.9mm、28.7mm。單行程螺紋切削G00X40Z2M08X29.3G32Z-46.5F1G00X40Z2X28.9G32Z-46.5G00X4037

X28.9ap=0.4G92X29.3Z-46.5F1G00X40Z2M08ap=0.7單一螺紋切削循環(huán)指令注釋

Z2X28.7G32Z-46.5G00X40Z2X28.7ap=0.2(50,2)

取δ1=2、δ2=1，螺紋導程為1.5mm，螺紋吃刀量查表5.1可得：0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.15mm。則右端每次螺紋切削尺寸為：13.2mm、12.6mm、12.2mm、12.05mm，則左端每次螺紋切削尺寸為：42.2mm、41.6mm、41.2mm、41.05mm單行程螺紋切削G00X50Z2M08X13.2ap=0.8G32X42.2Z41F1.5G00X50Z2X12.6ap=0.6G32X41.6Z-41G00X50Z2X12.2ap=0.4G32X41.2Z-41G00X50Z2X12.05ap=0.15G32X41.05Z-41G00X50Z2X41.05ap=X41.2ap=X41.6ap=G92X42.2Z-41R-14.5ap=單一螺紋切削循環(huán)注

三、單一螺紋切削循環(huán)指令

圖5.7單一螺紋切削循環(huán)

指令格式：G92X(U)-Z(W)-R-F-說明：

（1）X(U)、Z(W)螺紋切削的終點坐標值（mm，X（U）是直徑值）。

（2）R螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點與切削終點的半徑差。加工圓柱螺紋時，R=0。加工圓錐螺紋時，當X向切削起始點坐標小于切削終點坐標時，R為負，反之為正。

（3）切削循環(huán)中R在一些FANUC車床上，有時也用“I”來執(zhí)行。(4)F螺紋導程（單位：mm）。注意：

（1）G92指令可加工圓柱螺紋和圓錐螺紋。

（2）通常X向循環(huán)起點取在離外圓表面1-2mm處，Z向循環(huán)起點根

據(jù)導入量進行選取。

（3）螺紋切削時進給速度和主軸轉速倍率開關均無效（固定在

100%）。

（4）螺紋切削進給時暫停功能有效。按下暫停功能，刀具立刻按斜線退回，然后先回到X軸的起點，再回到Z軸起點。

四、復合螺紋切削循環(huán)指令

復合螺紋切削循環(huán)指令G76較G92指令更為簡捷，只需指定一次有關參數(shù)，螺紋加工即可自動進行。G76切削循環(huán)軌跡如圖5.8所示.。

圖5.8復合螺紋切削循環(huán)的切削循環(huán)軌跡

指令格式：G76P(m)（r）（α）-Q（△dmin）-R(d)-

G76X(U)-Z(W)-R(i)-P(k)-Q(△d)-F(f)-

說明：

(1)m精加工重復次數(shù)（從01-99間用兩位數(shù)表示，模態(tài)值）。(2)r螺紋尾端倒角量（即斜向退刀，可設置在0-9.9L之間，用00-99兩位數(shù)表示，系數(shù)為0.1的整倍數(shù)。其中L為導程，模態(tài)值）。(3)α刀尖角（可選擇80°、60°、55°、30°、29°、0°，由兩位數(shù)表示）。

m,r,α用地址P同時指定。（例：m=2，r=1.2，α=60°表示為P021260）(4)△dmin最小車削切入量（半徑值，μm，模態(tài)值）。(5)d精加工余量（半徑值，模態(tài)值）。

(6)X(U)Z(W)螺紋終點坐標（mm，X（U）是直徑值）。(7)i螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點與切削終點的半徑差。加工圓柱螺紋時，i=0。加工圓錐螺紋時，當X向切削起始點坐標小于切削終點坐標時，i為負，反之為正。

(8)k螺牙的高度（X軸方向的半徑值，μm）；

實施

拓展

(9)△d第一次車削切入量（X軸方向的半徑值，μm）；(10)f螺紋導程（單位：mm）。

注意：

(1)G76指令可以加工圓柱螺紋和圓錐螺紋，可以加工導程較大的螺

紋。

(2)如圖5.8所示，G76第一刀切削循環(huán)時，背吃刀量為△d，第二刀的

（21）d，第n刀的背吃刀量為(n背吃刀量

n1)d。因此，執(zhí)

行G76循環(huán)的背吃刀量是逐步遞減的。進刀時，螺紋車刀向深度方向并沿基

本牙型一側的平行方向進刀，從而保證了螺紋粗車過程中始終用一個刀刃進行切削，減少了切削阻力，提高了刀具壽命，為螺紋的精車加工質(zhì)量提供了

保證。

圖5.9復合螺紋切削循環(huán)編程

例：用復合螺紋切削循環(huán)指令G76編寫圖5.9所示的普通三角形螺紋加工程序。

因螺紋為單線螺紋，螺距為2mm，故螺紋牙深（螺牙高度）為H=0.6495P=0.6495*2=1.3mm。螺紋牙底切削直徑為：30-1.3*2=27.4mm。程序如表5.4所示。

表5.4復合螺紋切削循環(huán)指令編程

程序M03S800T0404G00X32Z2G76P010160Q50R0.5G76X27.4Z-32.5P1300Q450F2項目實施拓展知識

SIEMENS802ST系統(tǒng)的基本編程

1.功能

用螺紋切削循環(huán)可以加工圓柱螺紋或圓錐螺紋、外螺紋或內(nèi)螺紋、單頭螺紋或多頭螺紋。左旋螺紋/右旋螺紋由主軸的旋轉方向確定，它必須在調(diào)用循環(huán)之前的程序中編入。在螺紋加工期間，進給調(diào)整和主軸調(diào)整開關均無效。

2.指令格式：R100=R101=R102=R103=R104=R105=

R106=R109=R110=R111=R112=R113=R114=

LCYC97

參數(shù)R100R101R102R103R104R105R106R109R110R111R112R113R114含義，數(shù)值范圍螺紋起始點直徑縱向軸螺紋起始點螺紋終點直徑縱向軸螺紋終點螺紋導程值，無符號加工類型數(shù)值：1,2精加工余量，無符號空刀導入量，無符號空刀退出量，無符號螺紋深度，無符號起始點偏移，無符號粗切削次數(shù)螺紋頭數(shù)

3.參數(shù)說明

（1）R100,R101螺紋起始點直徑參數(shù)，縱向軸螺紋起始點參數(shù)。這兩個參數(shù)分別用于確定螺紋在X軸和Z軸方向上的起始點。

（2）R102，R103螺紋終點直徑參數(shù)，向軸螺紋終點參數(shù)。參數(shù)R102和R103確定螺紋終點。若是圓柱螺紋，則其中必有一個數(shù)值等同于R100或R101。

（3）R104螺紋導程值參數(shù)。螺紋導程值為坐標軸平行方向的數(shù)值，不含符號。

（4）R105加工方式參數(shù)：R105=1：外螺紋R105=2：內(nèi)螺紋

（5）R106精加工余量參數(shù)。螺紋深度減去參數(shù)R106設定的精加工余量后剩下的尺寸劃分為幾次粗切削進給。精加工余量是指粗加工之后的切削進給量。

（6）R109，R110空刀導入量參數(shù),空刀退出量參數(shù)。參數(shù)R109和R110

實踐小結

用于循環(huán)內(nèi)部計算空刀導入量和空刀退出量，循環(huán)中設置起始點提前一個空刀導入量，設置終點延長一個空刀退出量。

（7）R111螺紋深度參數(shù)。

（8）R112起始點角度偏移參數(shù)。由該角度確定車削件圓周上第一螺紋線的切削切入點位置，也就是說確定真正的加工起始點，范圍0.0001～+359.999°。如果沒有說明起始點的偏移量，則第一條螺紋線自動地從0度位置開始加工。

（9）R113粗切削次數(shù)參數(shù)。循環(huán)根據(jù)參數(shù)R105和R111自動地計算出每次切削的進刀深度。

（10）R114螺紋頭數(shù)參數(shù)。確定螺紋頭數(shù).螺紋頭數(shù)應該對稱地分布在車削件的圓周上。

項目實踐

安全操作和注意事項

（1）螺紋切削時進給率大，切削力大，故工件和刀具裝夾應牢固。（2）螺紋刀安裝時，刀尖必須對準工件中心，必要時用樣板對刀，以保證刀尖角平分線與工件的軸線垂直，螺紋牙型角不偏斜。

（3）螺紋加工時需多刀加工，為防止切削力大損壞刀具，或者在切削過程中引起震顫，在導程小于3mm時采用“直進法”加工，盡可能避免“斜進法”加工。

（4）為保證螺紋加工精度，應考慮螺紋加工的切入量和切出量。（5）螺紋加工時需加冷卻液進行冷卻潤滑。（6）螺紋加工完畢，需用螺紋環(huán)規(guī)等進行檢測。

數(shù)控車削編程與加工教案

項目序號授課學時授課項目名稱610授課班級教學載體零件項目6綜合件的加工一、熟悉數(shù)控車削零件圖形的數(shù)學處理，能準確確定綜合件的編程尺寸。二、了解宏程序的基本知識和功能，熟悉轉移和循環(huán)語句。三、通過對含二次曲線（如橢圓、拋物線等）的綜合件的宏程序編程，掌握數(shù)控項目目標車削加工含曲面類零件的基本方法和工藝路徑。四、熟悉宏程序的輸入方法，進一步掌握數(shù)控車床的操作技能。五、正確使用檢測量具，能對曲面零件加工尺寸進行控制。六、培養(yǎng)數(shù)控車床的獨立操作能力。七、正確使用各種車削檢測量具，并能夠對綜合件進行質(zhì)量分析。相關知識FANUC0i系統(tǒng)的宏程序項目實踐拓展知識綜合件的加工及精度檢測SIEMENS802ST系統(tǒng)的宏程序指令及應用一、重點1）車削綜合件的加工工藝特點，加工刀具的選擇和加工工藝的制定。2）車削宏程序編程指令。二、難點含橢圓、拋物線等綜合件的宏程序編程。重點難點課外作業(yè)教學后記

導入

新授

項目目標、項目任務相關知識

FANUC0i系統(tǒng)的宏程序

宏程序指令適合拋物線、橢圓、雙曲線等非圓曲線的編程，運用宏指令可大大簡化程序，擴展數(shù)控車床手工編程應用范圍。

1．宏程序調(diào)用

指令格式：G65P（宏程序號）L（重復次數(shù)）（變量分配）2．宏程序的編寫格式

宏程序的編寫格式與子程序相同。例：Oxxxx（宏程序號0001～8999）

N10

N～M99注意：

（1）宏程序中除通常使用的編程指令外，還可使用變量、算術運算指令及其他控制指令。變量值可在宏程序調(diào)用指令中賦給。

（2）一個宏程序可被另一個宏程序調(diào)用，最多可調(diào)用4重。3．變量

使用宏程序時，數(shù)值可以直接指定或用變量指定。當用變量時，變量值可用程序或用MDI面板上的操作改變。

例如：

＃1=＃2+5；G01X＃1F0.2

（1）變量的表示

變量用符號（＃）和后面的變量號指定。

例：＃1、＃2（2）變量的類型。（3）變量值的范圍（4）小數(shù)點的省略（5）變量的引用（6）限制

4.算術和邏輯運算

變量的算術和邏輯運算如表6.2所示。

表6.2算術和邏輯運算

功能定義加法減法乘法除法正弦反正弦格式備注#i＝#j#i＝#j＋#k#i＝#j-#k#i＝#j*#k#i＝#j/#k#i＝SIN[#j]#i＝ASIN[#j]90.50角度以度指定。90030表示為|

余弦反余弦正切反正切平方根絕對值舍入上整數(shù)下整數(shù)自然對數(shù)指數(shù)函數(shù)或異或與#i＝COS[#j]#i＝ACOS[#j]#i＝TAN[#j]#i＝ATAN[#j]/[#k]#i＝SQRT[#j]#i＝ABS[#j]#i＝ROUND[#j]#i＝FUP[#j]#i＝FIX[#j]#i＝LN[#j]#i＝EXP[#j]#i＝#jOR#k#i＝#jXOR#k#i＝#jAND#k

5.轉移和循環(huán)

（1）無條件轉移（GOTO語句）：

格式：GOTOn；n指順序號（1～9999）例：GOTO10；GOTO＃10；

（2）條件轉移（IF語句）：格式：IF［〈條件表達式〉］GOTOn；IF之后指定條件表達式說明：

1）如果指定的條件表達式滿足時，轉移到標有順序號n的程序段，如果指定的條件表達式不滿足，執(zhí)行下一個程序段。

2）條件表達式中運算符如表6.3所示。

表6.3運算符

運算符EQNEGT含義等于（=）不等于（≠）大于（>）運算符GELTLE含義大于或等于（≥）小于（

1）在WHILE后指定一個條件表達式，當條件滿足時，執(zhí)行從DO到END之間的程序，否則，轉到END后的程序段。

2）m=1，2，3，m是循環(huán)標號，最多嵌套三層。例：

WHILE［］DO1

WHILE［］DO2

WHILE［］DO3

END3END2

END1

例：橢圓類零件的宏程序編程。

方法一：標準方程法

圖6.2所示橢圓標準方程法精加工程序如下：O0001

#1=0；#1Z向起點#2=100；#2指定橢圓長軸半徑（a=100mm）#3=50；#3指定橢圓短軸半徑（b=50mm）#5=-100；Z向偏距(Z1=-100mm)T0101S500M03；G00X150Z150M08；X0Z1；

WHILE[[#1-#5]GE-80]DO1；如果#1-#5≥-80

執(zhí)行循環(huán)1

#4=#3*SQRT[1-[#1-#5]*[#1-#5]/[#2*#2]]；計算X值G01X[#4*2]Z[#1-#5]F0.15；

#1=#1-1；Z值遞減END1；循環(huán)結束G01Z-110；X102；

實施

拓展

G00X150Z150M09；M05；M30；方法二：參數(shù)法

橢圓的參數(shù)方程可表示為X=bsinθ，Z=acosθ，編程時首先定義一初始角度#101，圖6.2所示橢圓參數(shù)方程法精加工程序如下：O0001

T0101S500M03；G00X150Z150M08；X0Z5；

G01X0Z0F0.15；

#101=0；橢圓起始角度N10#102=100*sin[#101]；定義橢圓X值#103=100*cos[#101]-100；定義橢圓Z值G01X#102Z#103F0.2；加工橢圓#101=#101+1角度遞增IF[#103GE-180]GOTO10；如果Z≥-180mm轉移到N10程序段

G01Z-210

例：拋物線類零件的宏程序。

項目實施拓展知識

SIEMENS802S系統(tǒng)的宏程序

一、R參數(shù)及運算符1.R參數(shù)2.運算符

(1)計算運算符：＋、－、*、／分別作為加號、減號、乘號、除號。（2）條件運算符：等于＝＝，不等于＜＞，大于＞，小于＜，大于等于＞＝，小于等于＜＝。

（3）邏輯運算符：邏輯與AND，邏輯或OR，邏輯非NOT，邏輯異或XOR。

（4）函數(shù)：如表6.8所示，角度單位為度。表6.8函數(shù)SIN()正弦COS()余弦TAN()正切ASIN()反正弦ATAN()反正切SQRT()開平方ABS()絕對值POT()平方TRUNC()舍位到ROUND()舍入到LN()自然對數(shù)EXP()指數(shù)二、程序跳轉1.程序跳轉目標

標記符可以自由選取，但必須由2～8個字母或數(shù)字組成，其中，開始兩個符號必須是字母或下劃線。跳轉目標程序段中，標記符后面必須為冒號。

2.絕對跳轉格式：

GOTOFlabel；向程序結束方向跳轉至所選標記處，label為所選標記符或程序段號。

GOTOBlabel；向程序段開始方向跳轉至所選標記處，label為所選標記符或程序段號。

3.條件跳轉格式：

IF條件GOTOFLabel；向程序結束方向跳轉。IF條件GOTOBLabel；向程序開始方向跳轉。說明：IF表示跳轉條件導入符。

條件作為條件的計算參數(shù)，計算表達式。

GOTOF向程序結束方向跳轉。

Label所選跳轉目標程序段標記符或程序段號。GOTOB向程序開始方向跳轉。

比較運算的結果有兩種：一種為“滿足”，另一種為“不滿足”�！安粷M足”時，該運算結果值為零。

例如：

R1>1；R1大于111時跳轉到有GY2標記符的程序段

…

N190GY2：…

N200IFR45==R7+1GOTOFMARKE3；R45=R7+1時，跳轉到有

MARKE3標記符的程序段

…

N290MARKE3：…

N300IFR1==1GOTOBMA1IFR1==2GOTOFMA2…;

R1=1時跳轉到有MA1標記符的程序段，R1=2時跳轉有MA2標記符的程序段（第一個條件實現(xiàn)后就進行跳轉）

三、橢圓類宏程序編程

實踐小結

程序ZZZ.MPFN10T1D1N20G0X100N30Z100N40G0X0Z5N50Z0N60R2=25N70BB1:R3=1-(R2*R2/(25*25))N80R4=16*SQRT(R3)N90R5=ABS(R4)N100R2=R2-0.5N110G1X=R5*2Z=R2-25N120IFR2>=0GOTOBBB1N130G91G00X2N140G90G0X100Z100N150T1D0N160M05N170M30程序名快速進刀長軸半徑25mm注釋橢圓公式6.10中X向運算中的中間運算變量橢圓長軸Z變量遞減0.5mm橢圓加工(偏移-25mm，將計算點換算到工件坐標系中)Z值未到橢圓終點返回BB1繼續(xù)橢圓的加工X方向退刀2mm項目實踐

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