数控加工编程与操作技能培训.docx

软件职业技术学院 数控技术专业计算机绘图与数控加工编程培养方案 数控教研室编制 2010年4月6日目录数控加工编程与操作技能培养方案3一、培养目标3二、培养对象3三、培训手段3四、场地、时间及课程安排4五、培养内容5基础技能部分5培训项目一5培训项目二9培训项目三11培训项目四：12培训项目五15培训项目六17提高技能部分19培训项目一：19培训项目二：20培训项目三:21培训项目四：22培训项目五：24培训项目六：26培训项目七：28培训项目八：30培训项目九：32培训项目十：34培训项目十一：36培训项目十二：37培训项目十三：39培训项目十四：41培训项目十五：42培训项目十六：44培训项目十七：45培训项目十八：4748数控加工编程与操作技能培养方案软件职业技术学院数控技术教研室一、培养目标数控机床与编程以数控机床为对象，结合当前数控产业的最新技术，研究数控系统的工作原理、组成部分、性能特点及数控车床、数控铣床、加工中心的程序编制方法。通过本次的培训能够让学生进一步掌握计算机数控技术的基本原理和基础知识，掌握数控系统和机械结构，培养学生编程和加工的能力。随着机械自动化程度的提高和数控技术的不断发展，数控技术将有更大的发展空间。数控机床与编程是一个实践性非常强的一门课程，其主要任务是训练学生数控编程和数控加工的能力,目的是培养学生的实践动手能力和创新能力。本次培养的目的是使学生在短时间内掌握数控机床、数控编程及数控机床操作有关基本知识；并通过实验增加感性认识，提高学生的动手能力。二、培养对象1、数控技术专业校学生（2082920839班、2093220939班）2、采用自愿接受培训的原则三、培训手段1、培训方式：鉴于学生对数控加工编程不是十分熟悉但是有数控技术、机械制图、AUTO CAD作为基础，因此对基础知识不做专题性培训，但培训过程分为基础技能部分与提高部分，在基础技能部分当中主要培养学生对数控加工编程的兴趣及提高学生对机床的驾驭能力，此过程学生不需进行计算机绘图，直接编程仿真加工。在技能提高部分的培训项目内容将大体分为三个步骤：第一步：手工绘图及计算机绘图在此阶段，教师讲解各零件尺寸规格，学生主要利用手工绘图技术及计算机技术绘制索要加工零件的尺寸，为三维建模做好基础工作。这一阶段学生提交的主要作品有：1、手绘零件图纸一张2、AUTOCAD图纸一张3、电子板图纸一张第二步：三维建模及仿真在此阶段，教师根据第一步所绘图纸指导学生进行三维建模，使学生掌握对复杂零件的建模方法。同时指导学生使用宇龙数控仿真软件，使学生在进行实际加工前对自己所编程序做到心中有数，同时保证了在实际加工过程的安全。在此阶段学生提交的主要作品有：1、三维建模截图一张2、零件加工程序一个3、零件仿真截图一张。第三步：实际加工在此阶段，教师主要指导学生对机床的实际操作，保证学生在实际加工过程中的安全问题。学生在此过程中提交的主要作品为：零件加工成品一件。2、培训制度：（1）建立出勤统计表，明确出勤情况，建立出勤档案。（2）建立个人作品档案。（3）教师定期检查各学员作品进展情况。四、场地、时间及课程安排1、培训地点软件楼102、201实验室2、培训时间2009至2010学年：教学周7至18周时间：17：3020：003、进度安排（技能提高部分）日期培训内容培养目标712教学周基础培训：对学生进行基本数控方面绘图、仿真、编程、机床操作培训。数控加工编程与操作初级水平1218教学周提高培训：根据学生前半段学习实际情况，针对不同水平学生进行提高培养。使学生达到绘制来自工厂的各种零件图纸，加工时机零件。数控加工编程与操作中级或高级水平18教学周整理文件写出总结报告五、培养内容基础技能部分培训项目一一、程序格式：1、 圆柱面切削循环编程格式：G90 X(U) Z(W) F ；其中：X、Z圆柱面切削的终点坐标值；U、W圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标分量。如下图所示：2、圆锥面切削循环编程格式：G90 X(U) Z(W) I F ；其中：X、Z圆锥面切削的终点坐标值；U、W圆锥面切削的终点相对于循环起点的坐标；I圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，则I值为负；反之为正，如下图所示：3、端面切削循环G94端面切削循环适用于端面切削加工。1) 平面端面切削循环编程格式：G94 X(U) Z(W) F ；其中：X、Z端面切削的终点坐标值；U、W端面切削的终点相对于循环起点的坐标，如下图所示：2) 锥面端面切削循环编程格式：G94 X(U) Z(W) K F ；其中：X、Z端面切削的终点坐标值；U、W端面切削的终点相对于循环起点的坐标；K端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。当起点Z向坐标小于终点Z向坐标时，K为负；反之为正，如图所示：二、加工案例：1、N10 G54 N20 M03 S500;N30 G00 X55 Z4;N40 G01 G96 Z2 F2.5 S150;N50 G90 X45 Z-25 F0.2;N60 X40;N70 X35;N80 G00 X100 Z150;N90 M30;2、N10 G54 T0101;N20 M03 S1000;N30 G00 X55 Z4;N40 G01 X65 Z2；N50 G90 X60 Z25 I5 F0.2；N60X50；N70G00 X100 Z200；N80 M30;3、N10 G54 T0101;N20 M03 S600;N30 G00 X60 Z5；N40 G94 X30 Z5 F0.2；N50 Z10；N60 Z15；N70 G00 X100 Z100;N90 M30;4、N10 G54 T0101;N20 M03 S600;N30 G00 X60 Z5N40G94 X20 Z0 K-5 F0.2；N50 Z-5；N60 Z-10；N70 G00 X100 Z100;N90 M30;培训项目二一、程序格式1）车外圆复合循环G71G71 U(d) R(e)；G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)；其中：d背吃刀量；e退刀量；ns精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；uX轴向精加工余量；wZ轴向精加工余量；f、s、tF、S、T代码。2. 精加工循环G70：由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。精加工时，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令无效，只有在nsnf程序段中的F、S、T才有效。精车时的加工余量是粗车循环时留下的精车余量，加工轨迹是工件的轮廓线。编程格式：G70 P(ns) Q(nf)；其中：ns精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf精加工轮廓程序段中结束程序段的段二、加工案例N10 G54 T0101;N20 G00 G42 X53 Z10 M08;N30 G96 S120;N40 G71 U2 R0.5;N50 G71 P60 Q120 U2 W2 F0.25;N60 G00 X20;N70 G01 Z-30 F0.15;N80 X30 Z-60;N90 Z-80;N100 X40 Z-90;N110 Z-110;N120 X53 Z-130;N130 G70 P60 Q120;N140 G00 X65;N150 X100 Z140;N160 M02; 培训项目三一、 程序格式车端面复合循环G72G72 U(d) R(e)；G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)；其中：d背吃刀量；e退刀量；ns精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；uX轴向精加工余量；wZ轴向精加工余量；f、s、tF、S、T代码。二、 加工案例N10 G54 T0101；N20 M03 S800；N30 G90 G00 G41 X70 Z2；N40 G96 S120；N50 G72 U3 R0.5；N60 G72 P70 Q120 U2 W0.5 F0.2；N70 G00 X60 Z60； N80 G01 X50 Z70 F0.15；N90 Z80；N100 X40 Z90；N110 Z110；N120 X27 Z132； N130 G70 P70 Q120；N140 G00 G40 X100 Z200；N150 M30；培训项目四：一、程序格式：1基本螺纹切削G32编程格式：G32 X(U) Z(W) F ；其中：X(U)、Z(W)螺纹切削的终点坐标值，X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削，X、Z均不省略时为锥螺纹切削；F螺纹导程。切削时应注意以下四个参数。1) 螺纹牙型高度螺纹牙型高度(螺纹总切深)是指螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离， 如图1 H所示，它是车削时车刀的总切入深度。 根据GB 19219781规定， 普通螺纹的牙型理论高度H0.866P， 实际加工时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，螺纹的实际切深有变化。 根据GB 19781规定，螺纹车刀可在牙底最小削平高度H/8处削平或倒圆，则螺纹实际牙型高度可按下式计算：hH20.6495P式中：H螺纹原始三角形高度，H0.866P mm； P螺距(单位为mm)。 图 1牙型的高度2) 螺纹起点与螺纹终点径向尺寸螺纹加工中，径向起点(编程大径)的确定决定于螺纹大径。 3) 螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸由于车螺纹起始时有一个加速过程，结束前有一个减速过程，在这段距离中螺距不可能保持均匀，因而车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段和减速退刀段，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段。同理，在螺纹切削过程中，进给速度修调功能和进给暂停功能无效；若此时按进给暂停键，刀具将在螺纹段加工完后才停止运动。有的机床具有主轴恒线速控制(G96)和恒转速控制(G97)的指令功能，那么，对于端面螺纹和锥面螺纹的加工来说，若恒线速控制有效，则主轴转速将是变化的，这样加工出的螺纹螺距也将是变化的。所以，在螺纹加工过程中，不应该使用恒线速控制功能。从粗加工到精加工，主轴转速必须保持为一常数，否则，螺距将发生变化。4) 分层切削深度如果螺纹牙型较深、螺距较大，可分几次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配，如图3.37所示。二、 案例1、O0012;G54 T0303;S160 M03;G90 G00 X40 Z2; X29.3;G32 Z-46 F1;G00 X40; Z2; X28.9;G32 Z-46 F1;G00 X40; Z2; X28.7;G32 Z-46 F1;G00 X40; Z2; X70 Z25 ;M02;2、 如图所示锥螺纹切削，螺距为1.5 mm, d12 mm, d21 mm。其车削程序如下： O0013；G54；S160 M03；G90 G00 X50 Z122； X13.2；G91 G32 X29 Z43 F1.5；G00 X7； Z43；G90 X12.6；G32 X41.6 Z79 F1.5；G00 X50； Z122； X12.2；G32 X41.2 Z79 F1.5；G00 X50； Z122； X124；G32 X414 Z79；G00 X50； Z122；X80 Z150；M02；培训项目五一、 程序格式螺纹切削循环G92螺纹切削循环G92把“切入螺纹切削退刀返回”四个动作作为一个循环(如图3.38所示)，用一个程序段来指定。其中只有一段主要用于车螺纹的工进路线段，其余都是快速空程路线。采用简单固定循环编程虽然可简化程序，但要车出一个完整的螺纹还需要人工连续安排几个这样的循环。编程格式：G92 X(U) Z(W) I F ；其中：X(U)、 Z(W)螺纹切削的终点坐标值； I螺纹部分半径之差，即螺纹切削起点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，I0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负；反之为正二、 加工案例1、O0014;G54 T0202;S160 M03;G00 X35 Z104；G92 X29.2 Z53 F1.5；X28.6；X28.2；X28.04；G00 X100 Z200；M02;2、O0015;G54 T0202;S160 M03;G00 X80 Z62；G92 X49.6 Z12 I-5 F2； X48.7； X48.1； X47.5； X47；G00 X100 Z200；M02培训项目六一、 程序格式在编制加工程序过程中，如果有一组程序段在一个程序中多次出现或者在几个程序中都要使用它，则可以将这个典型的加工程序编制成固定程序，单独命名，这种程序段称为子程序。使用子程序可以减少不必要的编程重复，从而达到简化编程的目的。编程格式：M98 P L ；其中：P要调用的子程序号；L子程序调用次数，如省略，表示只调用1次。子程序中还可以再调用其他子程序，即可多重嵌套调用。一个子程序应以“M99”作程序结束行，可被主程序多次调用，一次调用时最多可重复9999次子程序调用。需要注意的是，在MDI方式下使用子程序调用指令是无效的。二、 加工案例例如图所示为车削不等距槽的示例。对等距槽采用循环比较简单，而对不等距槽则采用子程序调用较为简单。 O10;G54 T0101;S800 M03;G00 X35 Z0 M08;G01 X0 F0.3;G00 X30 Z2;G01 Z-55 F0.3;G00 X150 Z100;T0303;G00 X32 Z0;M98 P15 L2;G00 W-12;G01 X0 F0.12;G04 X2;G00 X150 Z100 M09;M30;O15;G00 W-12;G01 U-12 F0.1;G04 X1;G00 U12; W-8;G01 U-12 F0.1;G04 X1;G00 U12;M99; 提高技能部分培训项目一：图1O3327;N10 G54 G00 X80 Z80; N20 M03 S400;N30 G00 X46 Z3;N40 G71 U2 R0.5;N50 G71 P60 Q140 U0.4 W0.1 F0.2;N60 G00 X0;N70 G01 X10 Z-2;N80 Z-20;N90 G02 U10 W-5 R5;N100 G01 W-10;N110 G03 U14 W-7 R7;N120 G01 Z-52;N130 U10 W-10N140 W-20;N150 X50;N160 G00 X80 Z80;N170 M05;N180 M30;培训项目二：图2N10 G54 T0101;N20 M03 S700;N30 G00 X70 Z74;N40 G73 U3 W3 R3;N50 G73 P60 Q130 U1 W0.5 F0.25;N60 G00 X0 Z62;N70 G01 Z60 F0.08;N80 G03 X20 Z50 R10;N90 G01 X40 Z35;N100 Z25;N110 G02 Z5 R30;N120 G01 Z0;N130 X72;N140 G70 P60 Q130;N150 G00 X80 Z140;N160 M30;培训项目三:图3O3560;N10 G54 T0101;N20 M03 S560;N30 G98 G00 X32 Z2;N40 G73 U5 W0 R0.004;N50 G73 P60 Q120 U0.4 W0.1 F100;N60 G00 X13;N70 G01 X21;N80 Z-20;N90 G03 X20 W-20 R16;N100 G01 W-1;N110 G02 X28 W-4 R4;N120 G01 X28 Z-60;N130 G70 P60 Q120 F50;N140 G00 X80 Z140;N150 T0202;N160 M03 S600;N170 G00 X32 Z-60;N180 G01 X-1 F20;N190 G00 X32;N200 X80 Z140;N210 M05;N220 M30;培训项目四：图4O1016;N5 G98 G21;N10 M03 S800;N15 T0101;N20 G00 X41 Z2;N25 G71 U1.5 R1;N30 G71 P35 Q85 U0.5 W0.1 F100;N35 G01 X0;N40 Z0;N45 G03 X18 Z-9 R9;N50 G02 X22 Z-13 R5;N55 G01 X26 Z-23;N60 X29.8 Z-25;N65 Z-56;N70 X32;N75 Z-66;N80 X38;N85 Z-76;/N90 G00 X100;/N95 Z200;/N100 M05;/N105 M00;N110 M03 S800;/N115 T0101;/N120 G00 X41 Z2;N125 G70 P35 Q85 F50;N130 G00 X100;N135 Z200;/N140 M05;/N145 M00;N150 M03 S600;N155 T0202;N160 G00 X33 Z-52;N165 G75 R0.1;N170 G75 X26 Z-56 P500 Q3500 R0 F50;N175 G00 X40;N180 Z-50;N185 G01 X30 F50;N190 X26 Z-52;N195 G00 X100;N200 Z200;/N205 M03 S600;N210 T0303;N215 G00 X31 Z-20;N220 G76 P020160 Q80 R0.08;N225 G76 X28.052 Z-50 R0 P974 Q400 F1.5;N230 G00 X100;N235 Z200;/N240 M05;/N245 M00;/N250 M03 S600;N255 T0202;N260 G00 X42 Z-75;N265 G01 X0 F30;N270 X42 F100;N280 Z200;N285 T0101;N290 M30;培训项目五：图5N10 M03 S500 T0101;N20 G00 Z1 X50;N30 G01 X50 Z0 F0.2;N40 X0;N50 G00 Z1 X50;N60 G71 U1.5 R1;N70 G71 P80 Q120 U0 W0 F0.2;N80 G00 X35 Z1;N90 G01 X40;N100 G01 X40;N110 G01 Z-77;N120 G00 X48;N130 G00 X40 Z5;N140 X27;N150 G01 Z0 F0.1;N160 G03 X37 Z-5 R5;N170 G00 Z0;N180 X25;N190 G01 Z0 F0.1;N200 G03 X35 Z-5 R5;N210 G00 X37;N220 X100 Z120;N230 T0202;N240 S300;N250 G00 X37;N260 Z-12;N270 G01 X30 F0.1;N280 X37;N290 G00 Z-37 ;N300 G01 X30;N310 X37;N320 G00 X100;N330 Z120;N340 T0101;N350 S500;N370 G00 X42;N380 Z-37;N390 X36;N400 G01 X32 F0.1;N410 G01 X36 Z-57;N420 G00 Z-37;N430 G01 X30;N440 G01 X35 Z-57;N450 G00 X100 Z120;N460 T0303;N470 S300;N480 G00 X37;N490 Z-11;N500 G01 X35 F0.1;N510 G76 P020060 Q50 R0.5;N520 G76 X32.4 Z-33 R0 P1300 Q400 F2;N530 G00 X100 Z120;N540 M30;培训项目六：图6O1017;N5 G98 G21;N10 M03 S800;N15 T0101;N20 G00 X42 Z0;N25 G01 X-0.5 F50;N30 G00 X41 Z2;N35 G71 U1.5 R2;N40 G71 P45 Q90 U0.5 W0.1 F100;N45 G01 X17 F50;N50 Z0;N55 X19.8 Z-1.5;N60 Z-21;N65 X22;N70 Z-31;N75 X24;N80 X28.494 Z-53.469;N85 G02 X38 Z-63 R15;N90 G01 Z-76;/N95 G00 X100;/N100 Z200;/N105 M05；/N110 M00N115 M03 S800；/N120 T0101；/N125 G00 X42 Z2；N130 G70 P45 Q90；N135 G00 X100；N140 Z200;/N145 M05;/N150 M00;N155 M03 S600;N160 T0202;N165 G00 X24 Z-19;N170 G75 R0.1;N175 G75 X16 Z-21 P500 Q3500 R0 F50;N180 G00 X100;N185 X200;/N190 M03 S600;N195 T0303;N200 G00 X21 Z3;N205 G76 P20160 Q80 R0.1;N210 G76 X18.052 Z-17 R0 P975 Q400 F1.5;N215 G00 X100;N220 Z200;/N225 M05;/N230 M00;/N235 M03 S600;N240 T0202;N245 X42 Z-75;N250 G01 X0 F30;N255 X42 F100;N260 G00 X100;N265 Z200;N270 T0101;N275 M30;培训项目七：图7N10 G98 M03 S600 T0101;N20 G00 X45 Z10;N30 G01 Z0 F50;N40 G73 U19 W10 R19;N50 G73 P60 Q140 U2 W0 F50 S600;N60 G01 X0 F50;N70 G01 Z-20;N80 X32;N90 Z-45;N100 X36;N110 Z-50;N120 X37;N130 Z-98;N140 G00 X45;N170 G70 P60 Q140;N180 G00 X80;N190 Z120;N200 M06 T0202 S600;N210 G00 X45;N220 Z-45;N230 G01 X32 F50;N240 G01 X36 Z-50 F50;N250 G01 X30 Z-62 F50;N260 G03 X30 Z-78 R16 F50;N270 G01 X37 Z-90 F50;N280 Z-98;N290 G00 X80;N300 Z120;N310 M06 T0303 S200;N320 G00 Z-45;N330 G01 X30 F20;N340 X33;N350 G00 Z-44;N360 G01 X30;N370 G00 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