[工学]数控车床培训资料.ppt

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1、 课题课题1 简单阶梯轴加工简单阶梯轴加工 n1知识目标n 掌握N、F、M、G等功能指令。n 掌握G00、G01指令及其应用。n 会编写简单数控加工程序。n 掌握阶梯轴加工工艺制定方法。n 2技能目标n 熟练掌握工件、刀具的装夹。n 熟练机床基本操作。n 掌握零件的单段加工方法。课题名称课题时数图号材料毛坯简单阶梯轴加工10课时SKC2-1硬铝20图2-1简单阶梯轴零件图知识学习知识学习 一、程序指令 1.顺序号指令（或程序段号）地址：N 从N1N99999999，一般放在程序段首 功能：表示该程序段的号码，常间隔5至10，便于在以后插入程序时不会改变程序段号的顺序。如：N10 N20 N30

2、 指令使用说明：顺序号指令不代表数控程序执行顺序，可以不连续，通常由小到大排列，仅用于程序的校对和检索。2.进给功能指令地址：F 功能：表示刀具切削加工时进给速度的大小，数控车床进给速度的单位为毫米/转（mm/r）；数控铣床进给速度的单位为毫米/分钟（mm/min）。如：N10 G1 X20 Z-10 F0.2 表示刀具进给速度为0.2毫米/转（mm/r）。3.辅助功能指令 地址：M 从M00M99（或M999），前置的“0”可省略不写，如M02与M2、M03与M3可以互用。功能：表示数控机床辅助装置的接通和断开，由PLC（可编程序控制器）控制。常用FANUC（法那克）0i系统和SINUMER

3、IK（西门子）802S/C系统辅助功能指令含义见表2-1。表表2-1法那克系法那克系统统和西和西门门子系子系统辅统辅助功能指令及含助功能指令及含义义指令含义指令含义M00程序停止M05主轴停止M01计划停止M06换刀M02程序结束M08切削液开M03主轴正转M09切削液关M04主轴反转M30程序结束 4.准备功能指令（G代码或G功能）地址：G 从G00到G99（或G999），前置的“0”可以省略。如G00与G0，G01与G1等可以互用。功能：建立机床或控制系统工作方式的一种命令。指令使用说明：1）不同数控系统G代码各不相同，同一数控系统不同型号G代码也有变化，使用时应以数控机床使用说明书为准。

4、2）G代码有模态代码和非模态代码两种，模态代码一经使用持续有效，直至同组的G代码出现为止。非模态代码仅在本程序段中有效，又称程序段有效代码。3）FANUC（法那克）0iMate TC系统G代码又有A代码、B代码、C代码之分，如无特殊情况，均以A代码为例进行介绍。表表2-2 FANUC 0i Mate TC系系统统与与 SINUMERIK 802S/C系系统统常用常用G代代码码功能功能G代码模态法那克系统含义西门子系统含义G00*快速点定位（快速移动）快速点定位（快速移动）G01*直线插补直线插补G02*顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补G03*逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补G04暂停暂停G17*XY平

5、面选择XY平面选择G18*XZ平面选择XZ平面选择G20*英制输入用G70表示英制输入G21*公制输入用G71表示公制输入G22*存储行程检测功能有效半径尺寸编程G23*存储行程检测功能无效直径尺寸编程G25*未指定主轴转速下限G26*未指令主轴转速上限G28返回参考点用G74表示返回参考点G29从参考点返回用G75表示从参考点返回G32*切削螺纹用G33表示切削螺纹G40*取消刀尖半径补偿取消刀尖半径补偿G41*刀尖半径左补偿刀尖半径左补偿G42*刀尖半径右补偿刀尖半径右补偿G50*工件坐标系设定或最大转速限制未指定G52*可编程坐标系偏移（局部坐标系）用G158表示可编程的坐标系偏移G53

6、*取消可设定的零点偏置（或选择机床坐标系）用G500表示取消可设定的零点偏置；G53表示程序段有效方式取消可设定的零点偏置G54*第一可设定零点偏置第一可设定零点偏置G55*第二可设定零点偏置第二可设定零点偏置G56*第三可设定零点偏置第三可设定零点偏置G57*第四可设定零点偏置第四可设定零点偏置G58*第五可设定零点偏置西门子802S/C系统未指定，802D以上系统含义同法那克系统G59*第六可设定零点偏置G60*未指定准确定位G64*未指定连续路径G65宏程序调用未指定G66*宏程序模态调用未指定G67*宏程序模态调用取消未指定G70精车复合循环西门子毛坯循环用LCYC95G71粗车复合循

7、环G72端面粗车复合循环G73固定形状粗车复合循环G74端面深孔钻削回参考点G75外圆车槽复合循环回固定点（西门子车槽循环用LCYC94）G76螺纹切削复合循环西门子螺纹切削复合循环用LCYC97G80*取消固定循环未指定G83*端面钻孔循环西门子钻孔循环为LCYC83，用G18、G17指定端面、侧面钻孔G87*侧面钻孔循环G84*端面攻螺纹循环西门子攻螺纹循环为LCYC84，用G18、G17指定端面、侧面攻螺纹G88*侧面攻螺纹循环G85*端面镗孔循环西门子镗孔循环为LCYC85，用G18、G17指定端面、侧面镗孔G89*侧面镗孔循环G90*外圆、内孔切削单一循环绝对值编程G91*法那克系统

8、用X、Z表示绝值编程；用U、W表示增量值编程增量值编程G92*螺纹切削单一循环未指定G94*端面切削单一循环每分钟进给量G95*未指定每转进给量G96*主轴转速恒定切削速度主轴转速恒定切削速度G97*取消主轴恒定切削速度取消主轴恒定切削速度G98*每分钟进给量(mm/min)未指定G99*每转进给量(mm/r)未指定注：“*”为模态有效指令，西门子循环均为程序段有效代码。5刀具快速定位指令G00（或G0）（1）指令功能 指刀具以机床规定的速度（快速）从所在位置移动到目标点，移动速度由机床系统设定，无需在程序段中指定。（2）指令格式 G00 X Z 其中X、Z 为目标点的坐标。例：G00 X60

9、 Z100；刀具快速移动到点（100，60）位置。图2-3车刀快速移动时安全距离（3）指令使用说明n 1）用G00指令快速移动时，地址F下编程的进给速度无效。n 2）G00为模态有效代码，一经使用持续有效，直到同组G代码（G01、G02、G03）取代为止。n 3）G00指令刀具运动速度快，容易撞刀，使用在退刀及空行程场合，能减少运动时间，提高效率。n 4）G00指令目标点不能设置在工件上，一般应离工件有25mm的安全距离，也不能在移动过程中碰到机床、夹具等，如图2-3所示。n 5）法那克系统与西门子系统指令格式一样。6直线插补指令（G01或G1）（1）指令功能 刀具以进给功能F下编程的进给速度

10、沿直线从起始点加工到目标点。（2）指令格式 G01 X Z F 其中X、Z为直线插补目标点坐标，F为直线插补时进给速度，单位一般为毫米/转（mm/r）。例1：如图2-3所示，刀具起始为P点，车削30外圆。解：刀具从P点只能快速移动到A点，坐标为（4，30），Z方向留安全距离，然后直线加工到B点，B点坐标为（-45，30）。加工程序：N10 G00 X30 Z4 N20 G01 X30 Z-45 F0.2图2-3车刀快速移动时安全距离（3）指令使用说明n1）G01用于直线切削加工，必须给定刀具进给速度，且程序中只能指定一个进给速度。n 2）G01为模态有效代码，一经使用持续有效，直到同组G代码（

11、G00、G02、G03）取代为止。n 3）刀具空间运行或退刀时用此指令则运动时间长，效率低。n 4）FANUC与西门子系统指令格式一样。二、加工工艺分析1选择工、量、刃具n （1）工具选择：铝棒装夹在三爪自定心卡盘上，用划线盘校正并夹紧，其它工具见表2-3所示。n （2）量具选择：外圆、长度精度要求不高，选用0150mm游标卡尺测量。n （3）刀具选择：加工材料为硬铝，刀具选用90硬质合金外圆车刀，置于T01号刀位；另外，用切断刀手动切断工件，其规格、参数见表2-3。表表2-3简单阶简单阶梯梯轴轴加工工、量、刃具清加工工、量、刃具清单单工、量、刃具清单图号SKC2-1种类序号名称规格精度单位数

12、量工具1三爪卡盘个12卡盘扳手副13刀架扳手副14垫刀片块若干5划线盘个1量具1游标卡尺0150mm0.02把1刀具1外圆车刀90把12切断刀4把12加工工艺路线 n加工精度较低，不分粗、精加工；加工余量较大，需分层切削加工出零件；本课题共分三层切削，进刀点分别为A、B、C点，如图2-4所示，参考路线如下：n 刀具从起点快速移动至进刀点A直线加工至P5点沿+X方向退出至D点刀具沿+Z方向退回沿-X方向进刀至B点直线加工至P3点刀具沿+X方向退出至E点刀具沿+Z方向退回沿-X方向进刀至C点直线加工至P1点刀具沿+X方向退出至F点刀具退回至起点程序结束。图2-4车阶梯轴车刀进、退刀路线3选择合理切

13、削用量 n加工材料为铝件，硬度较低，切削力较小，切削用量可选大些。因是首次加工，切削用量尽可能选择较小。n 背吃刀量：2mmn 主轴转速：500r/minn 进给速度：0.2mm/r三、编制参考加工程序1建立工件坐标系n 根据工件坐标系建立原则：数控车床工件原点一般设在右端面与工件轴线交点上，故工件坐标系设置在O点，如图2-1所示。2计算基点及工艺点坐标n 零件各几何要素之间的连接点称为基点；如零件轮廓上二条直线的交点、直线与圆弧的交点或切点等，往往作为直线、圆弧插补的目标点，是编写数控程序的重要数据。坐标系建立后应计算基点坐标；数控车床，编程时X轴方向常用直径数据作为其编程数据。工艺点如A、

14、B、C等进刀点及外圆加工后沿X轴方向退刀点（D、E、F）。进刀点（A、B、C点）X坐标与各外圆X坐标相同，Z坐标距零件右端面应有25mm安全距离。D、E、F各点X坐标应比前一外圆直径大24mm。如图2-4所示。具体各点坐标见表2-4。表表2-4基点及各工基点及各工艺艺点坐点坐标标基点坐标（Z，X）工艺点坐标（Z，X）P0（0，10）A（4，18）P1（-10，10）B（4，14）P2（-10，14）C（4，10）P3（-18，14）D（-30，22）P4（-18，18）E（-18，20）P5（-30，18）F（-10，16）3编制程序 加工前必需做好各项准备工作，编程时这些准备工作的数控指令应

15、编写在程序前面第一、二段程序内，然后开始编写加工程序。准备工作指令一般有：n 以机床坐标系原点为基准偏移的偏零偏置指令：G54、G55、G56、G57等（不用零件偏置指令对刀可不写该指令）。n 主轴启动及转速指令：M03主轴正转（M04主轴反转）、S指令代码等。n 加工所用的刀具号即：T指令代码如T01、T02等。n 切削液打开指令即：M08（如不用切削液可不编写）。n 法那克系统初始状态设置指令，如：取消刀尖半径补偿（G40）、每转进给量（G99）、公制尺寸输入（G21）、取消固定循环（G80）等指令。西门子系统初始状态指令可不编写。n 刀具起点位置（可不设置刀具起点位置但必须保证刀具运行时

16、不发生撞刀）。以上加工准备指令可写在同一程序段内也可分别写在不同程序段内（有些法那克系统车床刀具号及补偿号需为一独立程序段）。大多数加工程序第一段、第二段程序内容差不多。如表2-5所示。表表2-5法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统统程序示例程序示例系统法那克系统西门子系统程序N10G40G99G80M3S500M08N10G40G95M3S500M08N20T0101N20T01D1准备工作指令编好后接着编写其它加工程序段；各程序段中，模态有效指令除准备功能代码外，还包括尺寸指令、刀具指令、进给指令、主轴转速指令等；如指令或数值不发生变化，在后面程序段中可省略不写。4参考程序 表表2-

17、6简单阶简单阶梯梯轴轴加工参考程序加工参考程序程序段号程序内容动作说明N10G00X100Z200M03S500刀具快速运动到起点位置（200，100），主轴正转转速500r/minN20T01选择1号刀（法那克系统需写成T0101）N30G00X18Z4刀具快速运动到A点N40G01Z-30F0.2以G01速度从A点直线加工到P5点N50X22刀具沿+X方向退出至D点N60G00Z4刀具沿+Z方向快速退回N70X14X方向进刀至B点N80G01Z-18刀具直线加工到P3点N90X20刀具沿+X方向退出至E点N100G00Z4刀具沿+Z方向快速退回N110X10X方向进刀至C点N120G01Z

18、-10刀具直线加工到P1点N130X16刀具沿+X退出至F点N140G00X100Z200刀具退回至起点N150M02程序结束技能训练技能训练 一、加工准备n 1）按毛坯图检查坯料尺寸。n 2）开机、回参考点。n 3）刀具与工件装夹。n 外圆车刀按要求装于刀架的T01号刀位。铝棒夹在三爪自定心卡盘上伸出40，找正并夹紧。n 4）程序输入。把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。二、对刀 nX、Z轴均采用试切法对刀，通过对刀把操作得到的数据输入到刀具长度补偿存储器中，G54等零点偏置中数值输入0。三、空运行操作 1法那克系统n （1）空运行操作 法那克系统空运行是指机床按设定的运动速度（快速）运

19、行，可用快速运动开关来改变进给速度。用于不装夹工件时加工程序检验，空运行操作只需按下空运行开关即可，空运行结束后应使空运行按钮复位。n （2）机床轴锁住及辅助功能锁住操作图2-5西门子系统空运行设置窗口 按下机床操作面板上的机床锁住开关，启动程序后，机床不移动，只显示刀具位移的变化，用于检查程序。另外还有辅助功能锁住，它使M、S、T代码被禁止输出并且不能执行，与机床锁住功能一样用于检查程序。2西门子系统空运行操作 按 键选择自动加工模式，按 功能切换键，按 软键，按 软键，出现如图2-5画面，移动光标至DRY 空运行，并用 （回车键）选中，再移动光标至PRT 程序测试有效，用 （回车键）选中，

20、按 软键。n 打开程序，按 数控启动键即可空运行测试程序。n 空运行结束后，重复第一步，把移动光标至DRY 空运行，并用 回车键 取消；再移动光标至PRT 程序测试有效，用回车键 取消，按 软键结束空运行。图2-5西门子系统空运行设置窗口四、零件单段运行加工 n零件单段工作模式是按下数控启动按钮后，刀具在执行完程序中的一段程序后停止。通过单段加工模式可以一段一段地执行程序，便于仔细检查数控程序。n （1）法那克系统操作步骤：打开程序，选择MEM（自动加工）工作模式，调好进给倍率，按 单段运行按钮，按循环启动按钮进行加工；每段程序运行结束后，继续按循环启动按钮即可一段一段执行程序加工。n （2）

21、西门子系统操作步骤：打开程序，选择AUTO（自动加工）工作模式，调好进给倍率，按 单段运行按钮，按数控启动键进行加工；每段程序运行结束后，继续按数控启动按钮即可一段一段执行程序加工。操作注意事项操作注意事项n1）刀具、工件应按要求装夹。n 2）加工前做好各项检查工作。n 3）加工时应关好防护门。n 4）法那克系统机床坐标系和工件坐标系的位置关系在机床锁住前后有可能不一致，故使用机床锁住功能空运行后，应手动重回参考点。n 5）法那克系统加工时，空运行按钮必须复位，否则会发生撞刀现象。n 6）首次切削禁止采用自动方式加工以避免意外事故发生n 7）加工完毕，用切断刀手动切断工件，手动切断时进给倍率为

22、12%。n 8）如有意外事故发生，按复位键或紧急停止按钮，查找原因。图2-6阶梯轴练习零件图练习题课题课题2 槽加工及切断槽加工及切断n1.知识目标n 掌握半径编程、直径编程含义及应用。n 掌握绝对尺寸、增量尺寸指令及应用。n 理解进给速度单位指令及含义。n 掌握暂停指令及应用。n 会编制外槽加工工艺。n 2.技能要求n 掌握切槽刀装夹方法。n 掌握切槽刀对刀方法及验证。n 掌握程序断点加工方法。课题名称课题时数图号材料毛坯槽加工及切断8课时SKC2-2硬铝20图2-7槽加工零件图知识学习知识学习 一、编程指令1.数控车床半径编程及直径编程n （1）功能 数控车床车削回转体类零件，一般以直径方

23、式表示X坐标值，即采用直径值编程比较方便。n （2）使用方法 法那克系统通过参数设置实现半径、直径编程；西门子系统采用指令实现半径、直径编程。具体使用情况见表2-9。表表2-92-9法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统统半径、直径半径、直径编编程使用情况程使用情况数控系统法那克系统西门子系统半径、直径编程情况或指令半径编程或直径编程由1006号参数的第3位（DIA）设定用G指令设定：G22；半径编程G23；直径编程使用说明一般情况下都是直径编程；但固定循环参数中，沿X轴方向切深为半径值；圆弧插补中的I值为半径值。G23为程序启动时生效指令，且为模态代码。G158指令中在X轴方向偏移、圆弧

24、插补中I值为半径值。程序示例：N10 G23 X40 Z30；直径编程N20 X50；G23继续生效N30 G22 X22 Z20；转为半径编程N40 X15；G22继续生效2.绝对坐标、增量坐标指令 n（1）指令功能n 绝对坐标：刀具运动过程中，刀具的位置坐标是以工件原点为基准计量的。n 增量坐标：刀具位置坐标是相对于前一位置的增量。n （2）指令代码n 法那克系统与西门子系统绝对坐标、增量坐标代码见表2-10。表表2-10 法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统绝对统绝对坐坐标标、增量坐、增量坐标标代代码码数控系统法那克系统西门子系统绝对坐标X、ZG90增量坐标U、WG91注注：U、W

25、分别为X、Z轴方向的坐标增量；另外，法那克0i Mate TC系统中B代码、C代码绝对坐标指令为G90，增量坐标指令为G91。例：如图2-9零件，从A点加工至F点，用绝对坐标、增量坐标编程。图2-9绝对坐标、增量坐标编程零件图法那克系统西门子系统程序含义说明绝对坐标编程N40G01X15Z0F0.2N40G01G90X15Z0F0.2直线加工至A点N50Z-10N50Z-10直线加工至B点N60X16N60X16直线加工至C点N70Z-18N70Z-18直线加工至D点N80X17N80X17直线加工至E点N90Z-30N90Z-30直线加工至F点增量坐标编程N40G01X15Z0F0.2N40

26、G01X15Z0F0.2绝对坐标，直线加工至A点N50U0W-10N50G91X0Z-10增量坐标，直线加工至B点N60U1W0N60X1Z0增量坐标，直线加工至C点N70U0W-8N70X0Z-8增量坐标，直线加工至D点N80U1W0N80X1Z0增量坐标，直线加工至E点N90U0W-12N90X0Z-12增量坐标，直线加工至F点（3）指令使用说明 n1）增量坐标是指刀具起始位置到目标点移动增量；方向与坐标轴方向一致为正，方向与坐标轴方向相反为负。n 2）法那克系统中可以绝对、增量坐标混合编程，即在一段程序中X和W或U与Z同时存在。n 3）西门子系统G90、G91为模态有效代码，一经使用，持

27、续有效。3.进给速度单位控制指令 n（1）指令功能 用于确定刀具进给速度为每分钟进给量还是每转进给量。n （2）指令代码（表2-12）表表2-12法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统进给统进给速度速度单单位指令代位指令代码码数控系统法那克系统西门子系统每分钟进给量（毫米/分钟）G98G94每转进给量（毫米/转）G99G95（3）指令使用说明 n 1）指令均为模态有效指令，一经使用，持续有效，当指定G99（G95）后，地址F后单位始终为每转进给量，直到指定G98（G94）指令为止。n 2）G99（G95）、G98（G94）指令更换后应重新写入一个新的地址F。n 3）数控车床上一般使用每转进

28、给量即指定G99（G95）指令有效，且只有在主轴为旋转轴时才有意义。表表2-13法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统进给统进给速度速度单单位指令示例位指令示例程序段号法那克系统西门子系统指令说明N10G98F150G94F150进给速度为150毫米/分钟N20N30M3S500M3S500主轴转速500转/分N40G99F0.3G95F0.3进给速度为0.3毫米/转N50G1X40Z10F0.1G1X40Z10F0.1进给速度为0.1毫米/转4.进给暂停指令G04（或G4）n（1）指令功能 执行本指令进给暂停至指定时间后，执行下一段程序。常用于车槽、镗平面、锪孔等场合，以提高表面质量。n

29、（2）指令格式表表2-14法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统进给暂统进给暂停指令停指令系统指令格式说明法那克系统G04XX为暂停时间，可用带小数点的数，单位为秒s。G04UU为暂停时间，可用带小数点的数，单位为秒s。G04PP为暂停时间，不允许用带小数点的数，单位为毫秒ms。西门子系统G04FF为暂停时间，可用带小数点的数，单位为秒s。G04SS为主轴转数，表示暂停主轴转过S转的时间。例：法那克系统G04 X5（U5）表示暂停5s；G04 P50表示暂停50ms，即暂停0.05s；西门子系统G04 F2.5表示暂停2.5s；G04 S5表示暂停主轴转过5转的时间。二、加工工艺分析 1.

30、工、量、刃具选择n （1）工具选择：铝棒装夹在三爪自定心卡盘上，用划线盘校正，其它工具见表2-15。n （2）量具选择：尺寸精度要求不高，选用0150mm游标卡尺测量。n （3）刀具选择：加工材料为硬铝，刀具选用90硬质合金外圆车刀车外圆并置于T01号刀位；切槽和切断工件选用硬质合金切槽刀，刀头宽度为4mm，刀头长度应大于10mm,安装在T02刀位，具体见表2-15。表表2-152-15切槽、切断工、量、刃具清切槽、切断工、量、刃具清单单工、量、刃具清单图号SKC2-2种类序号名称规格精度单位数量工具1三爪卡盘个12卡盘扳手副13刀架扳手副14垫刀片块若干5划线盘个1量具1游标卡尺0150mm

31、0.02把1刀具1外圆车刀90把12切槽刀415把12.加工工艺方案（1）窄槽加工方法 当槽宽度尺寸不大，可用刀头宽度等于槽宽的切槽刀，一次进刀切出，如图2-10所示。编程时还可用G04指令在刀具切至槽底时停留一定时间，以光整槽底。本课题中右端四个窄槽即采用这种方法加工。图2-10窄槽加工方法（2）宽槽加工方法 当槽宽度尺寸较大（大于切槽刀刀头宽度），应采用多次进刀法加工，并在槽底及槽壁两侧留有一定精车余量，然后根据槽底、槽宽尺寸进行精加工。具体路线如图2-11所示。本课题左侧宽度为6mm的槽采用这种方法加工。图2-11宽槽加工方法（3）切槽加工应注意的问题n切槽刀有左、右两个刀尖及切削刃中心

32、处等三个刀位点，在整个加工程序中应采用同一个刀位点，一般采用左侧刀尖作为刀位点，对刀、编程较方便。如图2-12所示。n 切槽过程中退刀路线应合理，避免产生撞刀现象；切槽后应先沿径向（X向）退出刀具，再沿轴向（Z向）退刀。如图2-13所示。图2-12切槽刀刀位点图2-13切槽后退刀实例（4）加工工艺路线 先用T01号外圆车刀粗、精加工外圆，然后换T02号切槽刀切槽，最后切断工件。切槽时右侧四个窄槽用刀头宽度等于槽宽的切槽刀直进法切出，左侧宽槽采用分次进给切出，具体步骤见加工工艺（表2-16）。3.选择合理切削用量 加工材料为硬铝，硬度较低，切削力较小，切削用量可选大些；但切槽时，由于切槽刀强度较

33、低，转速及进给速度应选择小一些。具体见表2-16。表表2-16切槽及切断零件加工工切槽及切断零件加工工艺艺工步号工步内容刀具号切削用量背吃量ap/(mm)进给速度f/(mm/r)主轴转速n/(r/min)1车右端面T01120.26002粗加工18外圆，留0.4mm精车余量T01120.26003精加工18外圆至尺寸T010.20.18004车右端四个415窄槽T0240.084005粗车左侧614宽槽T0240.084006精车614宽槽至尺寸T0240.085007切断，控制工件总长为52mmT0240.08400三、编写参考加工程序 1.建立工件坐标系 根据工件坐标系建立原则，工件原点设

34、在右端面与工件轴心线交点上，如图2-7所示。2.计算基点坐标 车外圆采用直径编程，基点P1、P2、P3坐标分别为（0，16）、（-1，18）、（-52，18）。切槽、切断时均选择左侧刀尖为刀位点，第一槽Z方向坐标为-9，以后每个槽Z方向递减9mm，采用增量编程方式比较方便。外圆自20切至15，用增量方式编程X方向递减5mm。3.参考程序 表表2-17切槽、切断零件参考程序切槽、切断零件参考程序程序段号程序内容（法那克系统）程序内容（西门子系统）动作说明N10M3S600G99M3S600G90G95G23转速600r/min,绝对坐标编程，每转进给量、直径编程N20T0101T01D1换1号外

35、圆车刀N30G00X0Z5G00X0Z5刀具快速运动到进刀点N40G01Z0F0.2G01Z0F0.2进刀至工件右端面N50X16.4X16.4粗车至P1点N60Z-1X18.4Z-1X18.4粗车145倒角至P2点N70Z-56Z-56粗车外圆至P3点，留切断余量N80X22X22刀具沿X方向退出N90G00Z5G00Z5刀具沿Z方向退回N100M3S800M3S800精车转速800r/minN110X0X0进刀至工件轴线N120G01Z0F0.1G01Z0F0.1进刀至工件右端面N130X16X16精车右端面至P1点N140X18Z-1X18Z-1精车倒角至P2点N150Z-56Z-56精

36、车外圆至P3点，留切断余量N160X22X22刀具沿X方向退出N170G00Z200G00Z200刀具沿Z方向退回N180X100X100刀具沿X方向退回N190M0M5M0M5程序停、主轴停、测量N200M3S400M3S400变换主轴转速为400r/minN210T0202T02D1换切槽刀N220X20Z-9X20Z-9刀具移动至第一个槽进刀点N230G01U-5W0F0.08G01G91X-5Z0F0.08切第一个槽至槽底，增量编程N240G04X2G04F2槽底停2秒N250G01U5W0G01X5Z0刀具沿X方向退出N260G00U0W-9G00X0Z-9刀具移动至第二个槽进刀点N

37、270G01U-5W0G01X-5Z0切第二个槽至槽底N280G04X2G04F2槽底停2秒N290G01U5W0G01X5Z0刀具沿X方向退出N300G00U0W-9G00X0Z-9刀具移动至第三个槽进刀点N310G01U-5W0G01X-5Z0切第三个槽至槽底N320G04X2G04F2槽底停2秒N330G01U5W0G01X5Z0刀具沿X方向退出N340G00U0W-9G00X0Z-9刀具移动至第四个槽进刀点N350G01U-5W0G01X-5Z0切第四个槽至槽底N360G04X2G04F2槽底停2秒N370G01U5W0G01X5Z0刀具沿X方向退出N380G00U0W-9.2G00X

38、0Z-9.2刀具移动至宽槽进刀点，槽侧留0.2mm余量N390G01U-5.6W0G01X-5.6Z0车第宽槽至槽底并留余量N400G01U5.6W0G01X5.6Z0刀具沿X方向退出N410G00U0W-1.6G00X0Z-1.6刀具沿Z方向向左移动1.6mmN420G01U-5.6W0G01X-5.6Z0再次粗车第宽槽并留余量N430G01U5.6W0G01X5.6Z0刀具沿X方向退出N440G00Z-45G00G90Z-45刀具移至宽槽右侧面（精车），绝对坐标编程N450M3S500M3S500精车转速500r/minN460G01X14G01X14精车宽槽右侧面N470Z-47Z-47

39、精车宽槽槽底N480X23X23精车宽槽左侧面N490G00Z-56G00Z-56刀具移至切断处N500G01X0F0.08G01X0F0.08切断工件N510X20F0.5X20F0.5刀具沿X方向退出N520G00X100Z200G00X100Z200刀具退回N530M2M2程序结束技能训练技能训练n 一、加工准备n 1）按毛坯图检查坯料尺寸。n 2）开机、回参考点。n 3）刀具与工件装夹。工件装夹在三爪自定心卡盘上，伸出60mm，找正并夹紧。90外圆车刀，装于刀架的T01号刀位，伸出一定长度，刀尖与工件中心等高，夹紧。切槽刀安装在T02号刀位，伸出不能太长，严格保证刀尖与工件等高、严格保

40、证刀头与工件轴线垂直，防止因干涉而折断刀头。n 4）程序输入。把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。二、对刀 1.外圆车刀对刀n 外圆车刀通过试切工件右端面对Z轴，通过试切外圆对X轴，并把试切对刀操作得到的数据输入到刀具相应补偿存储器中。2.切槽刀的对刀n 切槽刀对刀时采用左侧刀尖为刀位点，与编程采用的刀位点一致。对刀操作步骤：n（1）Z轴对刀n 手动方式下，使主轴正转。或MDA（MDI）方式中输入M3 S500使主轴正转。n 手动方式下，移动刀具，使切槽刀左侧刀尖刚好接触工件右端面。注意刀具接近工件时，进给倍率为12%左右，如图2-14所示。n 刀具沿+X方向退出，然后进行面板操作，面板操

41、作同外圆车刀对刀。注意刀具号为T02。图2-14 Z方向对刀示意图 n（2）X轴对刀n 手动方式下，使主轴正转。或MDA（MDI）方式中输入M3 S500使主轴正转。n 手动方式下，移动刀具，使切槽刀主刀刃刚好接触工件外圆（或车一段外圆）。注意刀具接近工件时，进给倍率为12%左右。n 刀具沿+Z方向退出，如图2-15所示，停车测出外圆直径，然后进行面板操作，面板操作同外圆车刀对刀。注意刀具号为T02。图2-15 X方向对刀示意图 三、空运行及仿真 1.法那克系统 打开程序，选择MEM方式，打开机床锁住开关，按下空运行键，按循环启动按钮，观察程序运行情况；按图形显示键再按数控启动键可进行轨迹仿真

42、，观察加工轨迹。空运行及仿真结束后，使空运行、机床锁住功能复位，机床重新回参考点。2.西门子系统 选择AUTO自动加工方式，通过数控面板设置空运行和程序测试有效，打开程序，按数控启动键，观察程序运行情况。按右侧扩展软键几次，出现“仿真”软键，按“仿真”软键，再按数控启动键可进行轨迹仿真。空运行及仿真结束后，取消空运行及程序测试有效等设置。四、零件自动加工方法 打开程序，选择MEM（或AUTO）自动加工方式，调好进给倍率，按数控启动键进行自动加工。当程序运行到N190段停车测量，继续按数控启动键，程序从N200开始往下加工。五、程序断点加工方法 当需要从程序某一段开始运行加工，需采用断点加工方法

43、，具体操作步骤为：法那克系统按 EDIT键，选择编辑工作模式。将光标移至要加工的程序段（断点处），切换成MEM自动工作模式，按数控启动键，程序便从断点处往后加工。n 西门子系统需搜索断点，并启动断点加工才能从断点处往后加工，否则会从第一段程序执行加工。操作步骤如下：（AUTO）自动加工方式按 功能切换键按 软键按 软键将光标移动到断点处按 （启动B搜索）软键按数控启动键 （连按2次）。操作注意事项操作注意事项n1）切槽刀刀头强度低，易折断，安装时应按要求严格装夹。n 2）加工中使用两把车刀，对刀时每把刀具的刀具号及补偿号不要弄错。n 3）对刀时，外圆车刀采用试切端面、外圆方法进行，切槽刀不能再

44、切端面，否则，加工后零件长度尺寸会发生变化。n 4）首件加工时仍尽可能采用单步运行，程序准确无误后再采用自动方式加工以避免意外。n 5）对刀时，刀具接近工件过程中，进给倍率要小，避免产生撞刀现象。n 6）切断刀采用左侧刀尖作刀位点，编程时刀头宽度尺寸应考虑在内。练习题图2-16练习零件图 课题课题3 外圆锥面加工外圆锥面加工n 1.知识目标n 了解锥面的标注及尺寸计算。n 掌握子程序及应用。n 掌握刀尖半径补偿指令及应用。n 会编制外圆锥零件加工工艺。n 2.技能要求n 掌握锥面零件的加工。n 掌握刀尖圆弧半径补偿功能的使用。n 熟练掌握零件自动加工方法。课题名称课题时数图号材料毛坯外圆锥面加

45、工12课时SKC2-3硬铝20图2-17外圆锥面加工零件图知识学习知识学习一、圆锥面基本参数的计算（表2-20）表表2-20圆锥圆锥面基本参数及面基本参数及计计算算备注：圆锥具有4个基本参数（C、D、d、L），只要已知其中三个参数，便可以通过公式：基本参数图例最大圆锥直径：D最小圆锥直径：d圆锥长度：L锥度：C=（D-d）/L圆锥半角/2C/2=tan(/2)计算出未知参数 例1：图2-17，P2点直径为18mm，圆锥长度为15mm，锥度C=1：5，试确定P3点直径。解：根据公式：C=（D-d）/Ld=D-LC=18-15/5=15(mm)例2：图2-17，P5点直径为15mm，P6点直径为1

46、8mm，圆锥角为60，试求P5P6圆锥长度。解：C=2tan(/2)=2tan30=1.155 L=(D-d)/C=(18-15)/1.155=2.6（mm）二、子程序n1子程序功能n 对经常需要进行重复加工的轮廓形状，或零件上相同形状轮廓的加工可编制子程序，在程序适当的位置进行调用、运行。原则上子程序和主程序之间没有区别。n 2子程序名n子程序与主程序一样也应给程序命名，以供调用。法那克系统与西门子系统子程序名见表2-21。表表2-21法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统统子程序名子程序名数控系统法那克系统西门子系统子程序名子程序名与主程序名完全相同，由字母“O”开头，后跟四位数字。如

47、“O1233”子程序名开始两位必须是字母，其后为字母、数字或下划线，最多不超过8位，中间不允许有分隔符并用后缀“SPF”与主程序相区分。如：“DDFSPF”。此外，地址L后跟17位数也表示子程序名。如：L28SPF、L028SPF，且两者不是同一子程序。n3子程序结构n 子程序结构与主程序结构完全相同，由程序段组成。n 4子程序结束及返回（见表2-22）表表2-22法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统统子程序子程序结结束及返回束及返回数控系统法那克系统西门子系统子程序返回用M99指令结束子程序并返回。用M2或RET指令结束子程序并返回。使用说明使用时不必为一独立程序段子程序结束指令必须为

48、一独立程序段，其中RET指令结束子程序，返回主程序不会中断G64连续路径运行方式，用M2指令则会中断G64运行方式，并进入停止状态。5子程序调用主程序可以在适当位置调用子程序，子程序还可以再调用其它子程序。法那克系统与西门子系统子程序调用见表2-23。表表2-23法那克系法那克系统统与西与西门门子系子系统统子程序子程序调调用用数控系统法那克系统西门子系统子程序调用M98 P xxx xxxxP后跟子程序被重复调用次数及子程序名。例：N20 M98 P2233；调用子程序“O2233”。N40 M98 P31133；重复调用子程序“O1133”3次。直接用程序名调用子程序；当要求多次执行某一子程

49、序，则在所调用子程序名后地址P下写入调用次数。如：N10L2233；调用子程序“L2233”N40NAM1133P3；重复调用子程序“NAM1133SPF”3次。调用子程序时程序运行过程见图2-19 图2-19程序运行路线 6子程序使用说明n1）主程序调用子程序，子程序还可再调用其它子程序，这被称为子程序嵌套，一般子程序嵌套深度为三层，也就是有四个程序界面（包括主程序界面）。注意固定循环是子程序的一种特殊形式也属于四个程序界面中的一个。n 2）子程序可以重复调用，最多999次。n 3）在子程序中可以改变模态有效的G功能。在返回调用程序时注意检查所有模态有效的功能指令，并按照要求进行调整。西门子

50、系统中R参数也需要注意，不要无意识地用上级程序界面中所使用的计算参数来修改下层程序界面的计算参数。本课题中两个圆锥体形状完全一样，可编写一个子程序，在需要的时候调用，以简化程序结构。三、刀尖半径补偿指令G41、G42、G40n1指令功能n 编写数控程序和对刀，车刀刀位点为假想刀尖点，如图2-20所示。车削时，实际切削点是刀尖过渡刃圆弧与零件轮廓表面的切点。车外圆、端面时并无误差产生，n因为实际切削刃的轨迹与零件轮廓一致。车锥面时，就会出现欠切削和过切削，而引起加工形状和尺寸误差，使锥面精度达不到要求。如图2-21所示。图2-20刀尖圆弧半径及假想刀尖图2-21存在刀尖圆弧半径加工锥面时产生欠切