数控车床编程与操作教案2

1、 石屏中等职业技术学校备 课 本年 级 二 年 级 科 目 数控车床编程与操作 任课教师 李龙飞 学 期 20162017学年第一学期 2016 年 3 月 1 日教 学 计 划讲授 78 课时 作文 0 课时复习 6 课时 实验 0 课时测验 0 课时 机动 6 课时总计 90 课时20162017年度第一学期制定教 学 计 划讲授 课时 作文 课时复习 课时 实验 课时测验 课时 机动 课时总计 课时20162017年度第一学期制定（一）学科教学目的要求：1、了解数控车床的产生及发展过程；2、掌握数控车床的组成、分类及加工原理；3、掌握广数980TD数控车床系统的功能及坐标系统；4、掌握广

2、数980TD数控车床系统的基本编程指令及编程方法；5、能综合运用广数980TD数控车床的基本编程指令编制各类车工零件的加工程序。（二）学生情况分析和提高教学质量的具体措施：1、学生情况分析：（1）大部分学生基础比较差，特别是数学中的三角函数公式没掌握好，在数控编程基点计算过程中很难计算正确结果。（2）大部分学生对普通车床了解较深，但对数控车床了解不多，在学习过程中较难理解和接受数控车床的知识点。（3）大部分学生对数控编程和操作部分较感兴趣，上课都能认真的听课学习兴趣较浓，教学效果较好。2、具体措施： 结合学校现有的设备，重点培训学生学习数控车工的实例编程方法，先在理论课堂上学习编程方法，接着上

3、机房进行数控仿真加工，最后再到数控实习车间进行实例操作，强化学生动手操作能力。教学进度表周次起讫月日教学内容教时执行情况1 月 日至 月 日二年级学生还没有返校，所以还没有开始上课。0节2月 日至月 日二年级学生还没有返校，所以还没有开始上课。0节3月 日至月 日第一部分 入门篇课题一 入门基础概述6节正常4月 日至月 日课题三 编程基础知识3.1 程序设计3.2 程序编写6节正常5月 日至月 日实习教师带学生在数控实习车间实习0节正常6月 日至月 日实习教师带学生在数控实习车间实习0节正常7月 日至月 日实习教师带学生在数控实习车间实习0节正常8月 日至月 日实习教师带学生在数控实习车间实习

4、0节正常9月 日至月 日实习教师带学生在数控实习车间实习0节正常10月 日至月 日第二部分 编程篇课题五 插补G功能5.1 直线插补（G01）5.2圆弧插补（G02,G03）6节正常11月 日至月 日课题六 单一固定循环6.1外圆、内圆车削循环G906.2端面车削循环G946.3螺纹切削循环G926节正常12月 日至月 日课题七 复合车削固定循环（G70G76）7.1外圆、内圆粗车循环G716节正常13月 日至月 日7.3端面粗车循环（G72）6节正常14月 日至月 日7.4封闭切削循环（G73）7.2 精加工循环（G70）6节正常15月 日至月 日7.5端面深孔加工循环（G74）7.6外圆、

5、内圆切槽循环（G75）6节正常16月 日至月 日7.7复合螺纹切削循环（G76）6节正常17月 日至月 日课题八 综合练习6节正常18月 日至月 日课题八 综合练习6节正常19月 日至月 日课题八 综合练习6节正常20月 日至月 日课题九 调用子程序6节正常21月 日至月 日期末复习6节正常22月 日至月 日期末复习期末考试6节正常第一部分 入门篇课题一 入门基础概述课题：入门基础概述课型：新知课教学时间：6节教学目标：1、了解数控加工技术的应用及发展前景。2、了解数控的定义及数控机床的组成及工作原理等基础知识。3、了解数控车床的用途及分类。4、了解数控车刀和切削用量的选择原则。5、了解数控机

6、床的安全操作及维护重点：1、了解数控的定义及数控车床的基础知识。2、了解数控车床的用途及分类。难点：了解数控车床的用途及分类。教法教具：结合本校现有的数控车床进行现场参观教学。学法指导：结合学过的普通车床跟现有的数控车床进行比较学习。新课引入：教学内容：一、 数控机床的发展概况1、 数控机床的产生和发展 1).产生的环境: 随着科学技术和社会生产的迅速发展，机械产品日趋复杂，并且对于机械产品的质量和生产率的要求越来越高。在航天、造船和计算机等工业中，零件的精度高、形状复杂、批量小、改动频率高、加工困难，而传统的机械加工方法生产率低、劳动强度大，产品质量难以得到保证。因此，机械加工工艺过程自动化

7、是适应上述发展特点的最重要手段之一。为了解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-数控机床应运而生。2) .数控机床的产生:1946年,世界上第一台电子计算机产生(美国),1952年,由美国麻理理工学院研制出世界上第一台由电子计算机控制的三坐标立式铣床,随后德国日本英国俄罗斯相继开始研发. 我国是在1958年,由清华大学和北京机床研究所联合研制出国内第一台101数控机床,1986年开始进入国际市场,目前，数控加工技术与数控机床在工业生产中得到了广泛应用，成为机床自动化的一个重要发展方向。2、 数控机床的发展概况 随着数控机床技术的发展，数控系统不断更新、升级，机床结

8、构和刀具材料也在不断变化。未来的数控机床将向高速化发展，主轴转速、转位换刀速度将得到进一步的提高，刀架将实现快速移动；工艺和工序将更加复合化和集中化；数控机床将向多轴、多刀架加工方向发展；通过区域化、网络化的控制，数控机床的生产实现长时间无人化，全自动操作；机床的加工精度及可靠性 也在向更高的水平发展。同时，数控车床的结构设计也更趋于简易。数控系统发展历史数控系统名称在世界上首次生产的年代在中国首次生产的年代第一代电子管数控系统（NC）1952年1958年第二代晶体管数控系统（NC）1959年1964年第三代集成电路数控系统1965年1972年第四代小型计算机数控系统（CNC）1970年197

9、8年第五代微型处理器数控系统（MNC）1974年1981年第六代基于工控PC机的通用CNC系统1990年1992年3. 数控技术的定义 是指用文字数字符号组成数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术称为数字控制技术,简称数控NC(numerical control)采用数控技术的机床称为数控机床.控制的物理量主要有:位置速度角度流向等二|数控机床的组成工作原理及特点1. 数控机床的组成主要由:程序输入输出设备计算机数控系统伺服系统和机床本体等四部份组成.注:程序包括存储刀具工件刀具相对运动轨迹工艺参数(如:背吃刀量进给量主轴转速刀具尺寸类型)及辅助运动(工件的夹紧放松,冷却液的开闭刀具的

10、自动更换)等加工全部信息.这些程序存储在载体上.1) 输入/输出设备:编制程序输入程序/输入数据及显示打印存储等输入设备:纸带阅读机键盘磁盘U盘软盘编程计算机等输出设备:CRT显示器液晶显示器打印机等2) 数控系统: 是数控机床的大脑和核心,通常由一台通用或专用计算机构成,是接收输入装置输入的加工信息,经过数控系统进行译码运算和逻辑处理后发出信号指令给伺服系统(如工件的夹紧和放松冷却液的开闭刀具的自动转换等)和主轴电机产生运动,3) 伺服系统:(1) 作用:接收数控系统的指令信息,驱动机床的运动部件动作,加工出符合图纸要求的零件,伺服系统的伺服精度和动态响应是影响加工精度表面质量和生产效的重要

11、原因之一(2) 组成:控制线路功放大线路伺服电动机机械传动机构和执行机构位置检测装置4) 机床本体:床身立柱支承部件工作台刀架及进给运动执行部件传动部件冷却润滑转位和紧等辅助装置存放刀具的刀库交换刀具的机械手等2. 数控机床的基本结构框图3. 数控机床的工作过程:1) 准备阶段:了解机床的规格性能数控系统具备的功能及编程指令格式代码等分析图纸确定相关的参数(刀具的坐标轨迹加工的切削用量即转速进给量背吃刀量刀具尺寸)等确定工艺方案,夹具选用刀具类型以及辅助操作,如换刀变速切削液的开闭工件夹紧等2) 编程阶段:根据加工工艺信息,填写程序单3) 准备信息载体:将信息存放在载体(如穿孔纸带磁带磁盘U盘

12、或计算机)4) 加工阶段机床数控系统将程序进行译码,寄存和运算现机床伺服系统发出指令,驱动机床各运动部件完成对工件的加工.3. 数控机床的工作原理 根据图纸的零件形状尺寸及技术要求编写程序(变为程序代码),并将程序代码存储在信息载体上或通过键盘输入数控装置,经运算和处理以后变为脉冲信号去控制伺服系统,经传动机构驱动机床的有关部件,完成零件的加工.四、数控车床的特点与应用1、与卧式车床相比，数控车床加工具有如下特点：（1）自动化程度高（2）具有能加工普通机床不能加工的复杂曲面形状（3）提高零件加工精度，稳定产品质量(因不需人工干扰并能自动补偿)（4）生产效率高(一般比普通机床高23倍) （5）可

13、以实现一机多用(如钻镗铣) (6)不需专用工装夹具,只需更换程序即可适应不同品种及尺寸要求的零 件不足之处,要求操作者技术水平高，数控车床价格高，加工成本高，技术复杂，对加工编程要求高，加工中难以调整，维修困难等。2、数控车床加工适用范围主要如下：（1）形状复杂、加工精度要求高，特别是较为复杂的回转曲面等方面的零件。（2）产品更换频繁，生产周期要求短的场合。（3）小批量生产的零件。（4）价值较高的零件等。五、数控车床的结构与分类数控车床按分类方式，如按安装方式、工艺处理方式、结构特点、伺服类型，经济特征等。可分为不同的数控车床。1、按数控车床主轴位置分类（1）卧式数控车床 (分为水平导轨卧式车

14、床和倾斜导轨卧式车床)（2）立式数控车床 (主轴垂直于水平面,有一个很大的水平工作台,用于加工径向尺寸较大的轴向尺寸较小的工件)（3）立卧两用数控车床2、按加工零件的基本类型分类（1）卡盘式数控车床(没有尾座,适用于车削盘类)（2）顶尖式数控车床(适用于车削较长零件及直径不大手盘类零件)3、按刀架数量分类（1）单刀架数控车床（2）双刀架数控车床4、按功能分为类：（1）经济型数控车床 （2）普通型数控车床 （3）车削加工中心5、按系统伺服方式可分为：（1）开环数控车床 （2）闭环数控车床 （3）半闭环数控车床六、影响数控车床加工精度的因素1、 加工精度系 加工精度系是指零件加工后，其几何参数（尺

15、寸、形状和位置）与理想几何参数符合的程度。2、尺寸精度 尺寸精度是指零件表面本身的尺寸精度和表面间相互距离尺寸的精度。3、尺寸公差 尺寸公差是允许尺寸的变动量。它等于最大极限尺寸减去最小极限尺寸之差，或上偏差减去下偏差之差。4、数控车床精度检验可分为几何精度的检验和形状精度的检验。（1）几何精度是指机床在不运转时部件之间相互位置精度和主要零件的形状精度、位置精度。（2）工作精度是指机床在动态条件下，对工件进行加工时所反映出来的机床精度。 （3）影响机床工作精度的主要因素为机床的变形和振动。5、金属切削机床试验是为了检验机床的制造质量、加工性质和生产能力而进行的试验，主要进行空试试验和负荷试验。

16、（1）机床的空转试验是在无载荷状态下运转机床，检验各机构的运转状态、温度变化、功率消耗以及操纵机构动作的灵活性、平稳性、可靠性和安全性。（2）机床的负荷试验是用以试验机床最大承载能力。七、数控车床的用途 数控车床是用来加工轴类或盘类的回转体零件的机床。数控车床可以自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等切削加工，特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。 数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多中、小批量、生产自动化的要求，因此，被广泛应用于机械制造业，例如，汽车制造厂、发动机制造厂等。8、 数控车削刀具1. 对刀具材料的要求（1） 高硬

17、度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）良好的耐热性能（4）良好的工艺性能（5）经济性数2. 数控刀具应具备的特点（1） 高加工精度（2）高刚性（3）高耐用度（4）高可靠性（5）装卸调整方便（6）标准化、系列化、通用化程度高3. 数控车刀的分类（1）按用途分：外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等（2）按车刀结构分： 整体式车刀（刀杆和切削部分是一个整体，主要有高速刚车刀，一般用于螺蚊刀和成型车刀）、硬质合金焊接车刀（用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内）、机架车刀（用机械夹固的方法将刀片夹固持在刀杆上使用的车刀）可转位车刀（使用可转位刀片的机夹车刀，一条切削刃用钝后转换成相邻的新切削刃注：转

18、位刀片类型：车刀刀片，包括带孔刀片（如正三角形、凸三角形、正四角形、正五角形等）、带后角刀片（正三角形、正四角形）专用刀片包括倒R角刀片、仿形刀片、螺蚊刀片、圆形刀片、立装刀片、带副偏角刀片。根据转位刀片断屑槽形状和用途不同，车刀刀片分：T型、F型、W型（3）按刀具材料分：高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具以及其他材料的刀具（立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）4.数控车刀的选用原则：1.确定工序类型 内部型腔的加工，再进行外圆的加工。2. 确定加工类型即确定外圆车削、内孔车削、端面车削、螺蚊车削的类型。注：车削分为粗车、半精车和精车等，粗车的尺寸公差等级为IT12IT11,Ra值为2512.5m,

19、半精车等级为IT10IT9，Ra值为6.33.2m,精车公差等级为IT8IT7，Ra值为1.60.8m。3. 确定工具的夹紧方式：（1） M类：装圆孔刀片，在刀片孔上方利用刀片孔将刀片夹紧。（2） P类;装圆孔刀片，利用刀片孔将刀片夹紧（3） S类：装沉孔刀片，螺钉穿过刀片孔夹紧4. 确定刀具中心高，刀具中心高主要有：16mm20mm25mm32mm和40mm5. 选择刀片形状、型号、槽型、刀尖半径、牌号如下图（18页）6. 确定切削参数切削用量三要素：（1） 切削速度c，车削光轴切削速度,计算公式cdn/1000N工件或刀尖的回转直径，单位为mmD工件或刀具转速，单位为r/min车削螺蚊主轴

20、转速nn1200/p-kP-为螺蚊的螺距或导程,单位为mmK-保险系数,一般取80螺蚊实际牙型高度h=0.6495p（2） 切削深度（背吃刀量）pp=(dw-dm)/2dw-为待加工表面直径单位为mmDm为已加工表面直径单位为mm当工件加工要求较高时，应留精加工余量，一般为0.10.5mm（3）进给量fo(进给速度)指单位时间内刀具沿进给方向移动的距离,单位为mm/min也可以主轴旋转一周刀具的进给量,单 位为mm/r确定进给速度的原则:当工件的加工质量能得到保证时,为提高生产效可选择较高的进给速度切断车削深孔或精车时选 择较低的进给速度刀具空行程尽量选用高的进给速度进给速度应与主轴转速和背吃

21、刀量相适应进给速度的计算公式:f=nfN_为车床主轴转速单位为r/minF_为刀具的进给量单位为mm/r【小 结】： 本次课主要介绍了数控机床的产生发展前景、数控的定义及数控机床的组成、工作原理等基础知识、数控机床的特点、分类，及数控车刀的刀具选用原，这部分内容要求学生了解。【课 外 作 业】1. 、什么叫数控？第一台数控机床的产生和我国数控机床的发展？ 2、数控机床的组成及工作原理？3、数控车刀的分类及选择原则？4、数控机床是怎样分类的？5、数控机床的特点主要有哪些？课题二 数控编程基础知识课题：数控编程基础知识课型：新知课教学时间：12节教学目标：1、了解数控编程的定义。2、了解数控编程的

22、一般步骤、程序结构与格式3、掌握程序字的功能4、掌握数控机床和坐标系建立（机床坐标系、工件坐标系、编程坐标系及相关知识）5、了解数控车床：起刀点、对刀点、换刀点的定义等。重点： 1、了解数控编程的一般步骤、程序结构与格式 2、掌握数控机床和坐标系建立（机床坐标系、工件坐标系、编程坐标系及相关知识）难点：掌握程序字的功能教法教具：结合本校现有的数控车床进行现场参观教学。学法指导：结合学过的普通车床跟现有的数控车床进行比较学习。新课引入：教学内容：1、 数控编程的概念及代码1、数控编程： 从零件图样到获得数控机床所需的控制程序的全过程，称为程序编程即数控编程。（包括：把零件的全部工艺过程、工艺参数

23、及辅助动作，控操作顺序根据规定指令格式编写加工程序，记录在控制介质然后输入装置，指挥机床加工）2、格式和代码参照相关标准，因各生产厂家代码和指令格式不完全相同，具体编程时严格按机床说明书上规定格式进行编程。2、 编程的一般步骤：1、 分析零件图样和制定工艺过程及工艺路线分析零件图样要求：形状、尺寸、精度、材料、及毛坯和热处理明确加工内容和要求确定加工方案选择合适的数控机床确定工件的定位基准选 用刀具及夹具确定对刀方式和选择对刀点确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量注：安排工序时，按换刀次数少、空行程路线短及工序集中的原则，尽可能在一次装夹中就能完成所有工序2、 数据处理：根据零件几何尺寸、加

24、工路线，计算出零 件轮廓线上人几何元素手起点、终点及圆弧的圆心坐标3、 编写加工程序：按规定使用的功能代码及程序格式编写程序单4、 程序输入根据键盘输入，也可先制作控制介质（如穿孔纸带、磁带、磁盘）5、 程序检验可进行图形模拟加工，进行空运转三、程序的结构与格式 数控指令的集合称为程序。1.程序结构一个完整程序由程序号、程序内容、程序结束三部分组成，一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一个“字”由地址符和数字组成。下面是一个完整的数控加工程序，该程序由程序号开始，以M30结束。程序 说明O1234 程序号N10 T0101 G95 M3 S500； 程序段1N20 G0 X100 Z100

25、； 程序段2N30 G0 X26 Z0； 程序段3N40 G1 X0.0 F0.1； 程序段4N50 Z1； 程序段5N60 G0 X100； 程序段6N70 Z100； 程序段7N80 M30； 程序结束1、2、3、4、5、6、7为程序的内容（1） 程序号为在程序存储器中的编号，一般由程序起始符号%（或O）或P（程序号地址）加上14位数字（00009999）组成，如：%123，O1234等。（2）程序内容由多个程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成。例如：N10 G01 X40.0 Z-30.0 F200 ；程序段号 功能字 坐标字 给速度功能字 程序段结束（3） 程序结束：是整个程序的

26、结束符号，加工动作完成，停止工作如M02M302、 程序段格式 每一个程序段由若干个程序字组成，程序字的字头由一个英文字母称为字的地址（如G、M、T、S等）+十进制数，字可分为:语句字号N、准备功能字G、辅助功能字M、尺寸字(表示尺寸地址)X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、A、B、C、DERH共18个字母、进给功能字F、主轴转速功能字S、刀具功能字T、程序段结束（；） 一个“字”的组成如下所示：Z X - 30.0地址符 符号（正、负号） 数据字（数字）四、功能字简介1、主轴转速功能字S主 轴转速功能字的地址符是 S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。对于具有

27、恒线速度功能的数控车床，程序中的S指令用来指定车削加工的线速度数。（1） 有变速箱的:用S1（第一档）、S2（第二档），其中每一档对应相应的主轴转速 （2） 无变速箱的：直接输入转速（单位为r/min），例如S1000、S210、S500或线速度（单位为m/min）如S60等2. 进给功能字（切削速度）F 地址符为 F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。单位：G98为每分钟进给，mm/min:G99为每转进给，mm/r。 （1） G00为快速定位，没有

28、F值，速度由倍率控制快慢。（2） 切削进给速度要有F值，F值的快慢也可在进给倍率中控制。例如：G00 X32 Z2； G90 X24 Z-20 F50; G90 X20 Z-15 F60;3、刀具功能字T 地址符是 T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。T后第一、二、位是刀号，第三、四位是刀补号。例：T0100 T0200 T0300 T0400无刀补，如T0200为2号刀无刀补。T0101 T0202 T0303 T0404有刀补，如T0202为2号刀，执行2号刀补。4、辅助功能字M 地址符是 M，后续数字一般

29、为13位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的指令，见表3.1表 3.1 M功能字含义表 M功能字 含 义 M00 程序停止指令（表示执行完M00程序段后，机床停止运行）M01 选择停机指令（执行完M02，停止运行，只有操作面板选择停开关压下时才有效）M02 程序结束指令（执行此程序后，主程序结束，并停止在这里，）M03 S-主轴顺时针旋转（正转） M04 S-主轴逆时针旋转 （反转）M05 主轴旋转停止（在执行此程序段后，停止转动） M06 换刀 M07 M08 M09 冷却液关 M30 程序结束，光标返回程序开始处 M98 调用子程序 M99 返回子程序 5、准备功能字G

30、 准备功能字的地址符是 G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。后续数字一般为13位正整数，见表3.2。 表 3.2 G功能字含义表 G功能字 组别 功能G00 01 快速移动点定位 G01 直线插补（切削进给）G02 顺时针圆弧插补 G03 逆时针圆弧插补 G04 00 暂停 、准停G28 00返回参考点（机械原点）G3201螺纹切削G33 Z轴攻螺纹循环G34 变螺距螺纹切削 G50 00 坐标系设定G65 00 宏程序命令 G70 00精加工循环G71 外圆粗切循环G72 端面粗切循环G73 封闭切削循环G74 端面深孔钻循环G75 外圆，内圆切槽循环G76

31、 复合螺纹切削循环G90 0000外圆，内圆车削循环G92 螺纹切削循环G94 端面车削循环G96 02恒线速度 G97 取消恒线速度G98 03每分钟进给G99 每转进给G代码的使用方法：（1）一次性G代码-只有在被指令的程序段中有效的代码。例如：G04(暂停)，G50（坐标设定），G70G75（复合型车削固定循环）。（2）模态G代码-在同组其他代码指令前一直有效，即表中01组的G代码。例如：G00（定位），G01、G02、G03(插补)，G90、G92、G94（单一型固定循环）。（3）初态G代码-即系统里面已经设置好的，一开机就进入的状态。初态也是摸态。例如；G98、G00。课题三 编程基

32、础知识 3.1程序设计课题：程序设计课型：新知课教学时间：4节教学目的与要求：1、了解一个完整程序的基本构成。2、会选择编程坐标系统。3、掌握G、S、M、F、T功能的使用方法。重点：1、了解一个完整程序的基本构成。2、会选择编程坐标系统。3、掌握G、S、M、F、T功能的使用方法。难点：掌握G、S、M、F、T功能的使用方法。教法教具：课堂理论教学。学法指导：学生课前要先预习本节内容，课间要认真听老师讲课，课后要复习巩固。新课引入：上一节课同学们都解了数控车床的加工原理，那么数控车床之所以能够自动的加工工件原因是什么呢？从而引出加工程序的基本构成及编程的常用代码。教学内容：一、数控车床坐标轴与运动

33、方向 为了简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统一的标准，规定直线进给坐标轴，用X、Y、Z表示基本坐标轴，其相互关系用右手定则决定。1、 数控车床坐标轴和方向命名原则(1) 用右手直角笛卡儿坐标定义原则（见图3-1所示）图 3-1直角坐标系 机床坐标系一形式主要有两种：笛卡尔坐标系和极坐标系坐标轴正方向的判断： 笛卡尔坐标系用右手法则来判断方向：右手拇指、食指、中指分另代表XYZ三个垂直坐标方向，XYZ坐标轴的相互关系用右手定则决定，大拇指的指向为X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指指向Z轴的正方向。 进给旋转正方向的判断： 围繞XYZ轴旋转的圆周进给坐标轴分别为

34、A、B、C表示，根据右手螺旋定则，以大拇指指向+X、+Y、+Z方向，则食指、中指指向+A、+B、+C方向，注：数控机床的进给运动，有的是由主轴带动刀具运动来实现的，有的是由工作台带动工件运动来实现的，上述坐标轴正方向，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。如果是工件移动则用加“”的字母表示，按相对运动的关系，工件运动恰好与刀具运动的方向相反，即有+XX,+YY，+Z=-Z.+A=-A,+B=-B,+C=-C 运动方向的确定： 机床某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向（刀具远离工件的方向）。(2) 数控车床的坐标轴确定的方法及步骤： Z坐标轴规定:为传递切削动力的主轴线

35、方向，刀具远离工件的方向为正方向； X坐标轴规定:为水平面内，相对于工件作回转切削运动的机床（如车床、磨床），X坐标的方向是在工件的径向上（垂直于工件回转轴线Z的方向），且平行于横向滑板，规定远离卡盘中心(或工件)方向为正方向。就（见图3-2所示）图3-2数控车床坐标轴及其方向2、数控车床坐标系的确定与应用（1）先确定Z轴，Z轴是传递切削动力的主要轴，然后再确定其X轴。（2）数控车床坐标系的原点:一般定义在卡盘中心线与中间端面交点。二、数控车床坐标系1、数控车床坐标系（1）机床坐标系 数控车床生产厂家按照笛卡儿规则，在数控车床上建立一个Z轴与X轴的直角坐标系，称为机床坐标系。（2）机床原点 机

36、床上作为加工基准的特定点（机床坐标系的零点）称为机床原点（又称机床坐标系原点或参考点），是机床上的一个固定点，由制造商定义，不能更改，一般定义在主轴旋转中心线与车头端面的交点或参考点上。 （3）参考点 参考点为机床上一固定点，由X方向与Z方向的机械挡块或系统定义的位置来确定，一般设定在Z、X轴正向最大位置（机床启动时通常进行回参考点的操作，一般将运动部件回到各轴正极限位置），位置的设定由制造商定义。2、编程坐标系 编程人员选择工件图样上的某一已知点为原点（也称为程序原点），建立一个新的坐标系，称为编程坐标系。（1）选择编程原点 ：从理论上讲编程原点选在零件上的任何一点都可以，但实际上，为了换算

37、尺寸尽可能简便，减少计算误差，应选择一个合理的编程原点。 车削零件编程原点的 X向零点应选在零件的回转中心。Z向零点一般应选在零件的右端面、设计基准或对称平面内。车削零件的编程原点选择见图3-3：图3-3车削零件的编程坐标原点3、工件坐标系 （1） 为了便于尺寸计算、检查、加工程序的坐标原点根根据零件图样建立的坐标系称为工件坐标系。工件坐标系的方向与机床坐标系的方向相同，但原点不同。 操作者通过对刀等方式将编程坐标系的原点移到数控车床上，此时在数控车床上建立的坐标系称为工件坐标系。其原点一般选择在轴线与工件右端面、左端面或其他位置的交点上，工件坐标系的Z轴一般与主轴轴线重合。车削零件的工件坐标

38、原点选择见图3-4：（2） 工件坐标系的建立： 通过G50进行工件坐标原点的设定，G50 X- Z-; XZ值是指刀具现在位置（基准点）在所设定的工件坐标系中的坐标值，即起刀点相对于加工原点的位置，是通过这两个参数倒过来推出工件坐标系的原点图3-4车削零件的工件坐标原点车外圆，输直径”对 刀 步 骤FANUC系统：一号刀：Z：平端面切换界面OFFSET补正形状补正在01刀补一行输入Z0按测量 （注意：平完端面退刀只能退X方向即竖着退）X：车外圆退刀（只退Z轴）停车测量刚车过的外圆直径在01刀补一行输入X（直径值）按测量 （注意：切完外圆退刀只能退Z方向即横着退）二号刀：Z：靠端面（注：不能切端

39、面，因为编程原点已定在端面上）形状补正在02刀补一行输入Z0按测量X：车外圆退刀（只退Z轴）停车测量刚车过的外圆直径在02刀补一行输入X（直径值）按测量三号刀：Z：目测刀尖与端面对齐形状补正在03刀补一行输入Z0按测量X：车外圆退刀（只退Z轴）停车测量刚车过的外圆直径在03刀补一行输入X（直径值）按测量西门子系统：一号刀：Z；切端面单击，切换到“测量刀具界面”，然后点击软键， 点击，切换到测量Z的界面，在“Z0”后的输入框中填写“0”，按下键，单击软键；完成了Z方向上的刀具参数设置，X；试切零件外圆，并测量被切的外圆的直径；按长度1将所测得的直径值写入后的输入框内，按下键，依次单击、， 二号刀

40、：将2号刀切换为当前刀具，换刀的具体过程是：点击按钮，进入到MDA模式，输入换刀指令“T2D1”，然后依次点击 和来运行MDA程序；运行完毕之后，第二把刀被换为当前刀具。Z：靠断面（注：不能切断面，因为编程原点已定在端面上依次点击、 将光标停在“Z0”栏中输入“0”，并按下键，单击软键；X：试切零件外圆，并且测量被切削的外圆的直径；将所测得的直径值写入后的输入框内，按下键，依次单击、，其他刀具，都可以使用如上的方法进行对刀。4、对刀点 将编程坐标系原点转换成机床坐标系的已知点并成为工件坐标系的原点，这个点就称为对刀点。5、起刀点 起刀点是零件程序加工的起始点。6、换刀点 在零件车削过程中需要自

41、动换刀，为此必须设置一个换刀点，该点应离开工件有一定距离，以防止刀架回转换刀时刀具与工件发生碰撞。换刀点通常分为两种类型，即固定换刀点和自定义换刀点。7、选择起刀点、换刀点的位置通常要注意：方便数学计算和简化编程 容易找正对刀 便于加工检查 引起的加工误差小 不要与机床、工件发生碰撞 方便拆卸工件 空行程不要太长三、编程坐标 编程坐标分为绝对坐标（X、Z）、相对坐标（U、W）和混合坐标（X/Z,U/W）。1.绝对坐标(X、Z)各点坐标参数以到坐标原点的距离作为参数值。2相对坐标（U、W）某点的坐标参数以到另外一点的距离作为参数值，即指令从前面一个位置到下一个位置的距离作为参数值。3.混合坐标（

42、X/Z,U/W） 绝对坐标和相对坐标同时使用，即在同一个程序段中，可使用X或U,Z或W。4.直径坐标X坐标参数值为直径。5.半径编程X坐标参数值为半径值四、初态、模态1、初态（非模态）指运行加工程序之前的系统编程状态，即机器里面已设置好的，一开机就进入的状态，例如：G98、G00。2、模态一种连续有效的指令。指相应字段的值一经设置，以后一直有效，直到某程序段有对该字段重新设置。设置之后，如果是同一组的也可以使用相同的功能，而不必再输入该字段。例如：N30 G90 X32 Z-0 F80; N40 X30: . N G02 X30 Z-30 R5 F50: N G01 Z-30 F30;【小 结

43、】： 本次课主要对数控车床坐标系统，程序结构、程序字符与代码、字与字的功能类别、程序格式进行了学习，这些内容是学习好数控编程这门课的基础。 【课 外 作 业】： 1、 什么叫坐标原点？2、 什么叫程序起点？3、 编程坐标有几种？4、 什么叫初态？5、 什么叫摸态？ 3.2程序编写课题：程序编写课型：新知课教学时间：2节教学目的与要求：1、了解编程的基本要求和顺序。2、掌握编程坐标的选择。重点：了解编程的基本要求和顺序。难点：了解编程的基本要求和顺序。教法教具：课堂理论教学。学法指导：学生课前要先预习本节内容，课间要认真听老师讲课，课后要复习巩固。新课引入：上一节讲解了数控加工程序的基础知识，那

44、么编写一个完整的程序有什么基本的要求，又需要注意些什么问题呢？从而引出本节课的教学内容。教学内容：一、 坐标系的设定1、 坐标系设定的要求应选在尽可能靠近工件，但换刀时又不会碰到工件的范围里。2、 坐标系设定的格式N10 G50 X Z; 式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点（工件坐标系原点）的位置。在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图3-5所示。 例：按图 3-5设置加工坐标的程序段如下： G50 X128.7 Z375.1 二、快速定位（G00）1、编程格式 ：N10 G00 X （U） Z(W);式中 X、Z的值绝对值编程进的目标点坐标（终点坐标） U、W的值是相对（增量）值

45、编程时的目标点坐标（终点坐标）例：从 A点到B点快速移动的程序段为： N10 G00 X20 Z60 ;(图中X坐标轴应改为Z，Y应改为X且Z坐标值为直径)或是 N10 G00 U-40 W-10;（编程中的负号表示运动方向和正方向相反）2、G00走刀路线a) 同时到达终点 b) 单向移动至终点 图 3-6 快速点定位 功能：使刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。注：刀具沿着各个坐标（XZ轴）方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点，如图 3-6所示。注意：刀具移动轨迹不一定是一条直线。例如，在FANUC系统中，运动总是先沿45角的直线移动，最后再在某一轴单向

46、移动至目标点位置，如图3-6b所示。编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免加工中可能出现的碰撞。 3、G00没有F值（1）快速移动速度由厂家设定。（2）快速移动速度受快速倍率开关控制（F0 25 50 100）。（3）用F值指定的进给速度无效。三、编写程序开始使用的功能（前三步的编写）1、N10 G50 X Z ；设定零件坐标系，即刀具（程序）起始点（对刀点）。2、N20 M S T ；主轴正反转（M03主轴正转，M04主轴反转）；主轴转速：有变速箱的S1为第一档，S2为第二档，无变速箱的直接输入数值（如：S1000-转速或S60线速度）；使用刀具号（如T0100）。3、N3

47、0 G00 X Z ；把刀具快速移动到工件准备加工的边缘（起刀点）。四、编写程序结束使用的功能（后三步的编写）1、N G00 X Z ；把刀具快速移动回到程序起点（对刀点）。2、N M05 T ；主轴停止，换回基准刀。3、N M30；程序结束，光标回到程序开始位置，为下一工件加工做准备。五、编写程序中间部分使用的功能根据加工图样的要求，选择加工工艺，编写程序的中间部分。六、编程举例例3-1 工件加工如图3-7所示，试编写数控加工程序。 图3-7 编程举例编写程序：O0001N10 G50 X100 Z100；（刀具程序起始点对刀点）N20 M03 S800 T0101；（主轴正转，转速为800

48、r/min，用一号基准刀）N30 G00 X30 Z2；（快速定位到工件附近起刀点）N40 (切削加工部分)N G00 X100 Z100；（快速回到起始点对刀点）N M05 T0100；（主轴停止，换回基准刀）N M30；（程序结束，光标返回到程序开始）七、在同一程序段中可能使用的编程坐标1、绝对编程坐标：X 、 Z。2、相对（增量）编程坐标： U 、W。3、混合编程坐标：X （U）、 Z(W)。例如：编程举例中N30的程序段中可用：N30 G00 X30 Z2； （绝对编程）或 N30 G00 U-70 W-98；（相对编程） N30 G00 X30 W-98； （混合编程）N30 G00

49、 U-70 Z2； （混合编程）八、程序编写时应注意的事项1、坐标系的设定应根据加工工艺的要求，要尽可能靠近工件，只要换刀时不碰到工件就可以。2、前三步和后三步的格式一样，但坐标系设定的范围不同，工件G00定位的根据加工要求确定。3、G00的程序段不能含有F值，有F值则无效。【小 结】： 本次课主要对数控车床编程坐标的选择、编程的基本要求、顺序及编程所要注意的事项进行了学习，这些内容是学习好数控编程这门课的基础，要求学生必须掌握。 【课 外 作 业】： 1、坐标系设定有什么要求？2、什么叫快速定位？用哪个符号来表示？3、在同一个程序段中可能使用的编程坐标有几种？ 第二部分 编程篇课题五 插补功能课题：插补功能课型：新知课教学时间：6节教学目标：1、了解直线插补的使用方法。2、掌握G01格式中参数的含义及走刀方向和路线。3、了解圆弧插补的方法及格式中的各参数的含义。4、能判断顺时针、逆时针圆弧插补的方向。重点：1、掌握G01格式中参数的含义及走刀方向和路线。2、了解圆弧插补的方法及格式中的各参数的含义。难点：能判断顺时针、逆时针圆弧插补的方向。教法教具：课堂理论教学。学法指导：学生课前要先预习本节内容，课间要认真听老师讲课，课后要复习巩固。新课引入：第一部分介绍了教学内容： 5.1 直线插补（G01）教学目的和要求：1、了解直线插补的使用方法。2、掌握G01格式中参数的含