数控车床实训课件(实训用)20160527

1、教教 师：辛玉红师：辛玉红办公室：工科楼办公室：工科楼C216电电 话：话床操作实习机床操作实习数控车数控车实实 训训 目目 的的 及及 要要 求求实训目的1了解数控车床的工作原理、主要组成部分及其作用。了解数控车床的工作原理、主要组成部分及其作用。了解数控车床加工零件的工艺过程。了解数控车床加工零件的工艺过程。掌握掌握零件加工程序的编制和输入方法。零件加工程序的编制和输入方法。掌握掌握数控车床的操作方法。数控车床的操作方法。熟悉并严格遵守安全操作规程。熟悉并严格遵守安全操作规程。实实 训训 目目 的的 及及 要要 求求实训要求2 设计一个零件图（图纸轮廓尺寸标注清晰

2、明确、规范），单击查看设计一个零件图（图纸轮廓尺寸标注清晰明确、规范），单击查看样图。（包含圆弧、锥面、台阶）毛坯样图。（包含圆弧、锥面、台阶）毛坯40 x100 根据设计的零件图编写数控加工根据设计的零件图编写数控加工G代码代码 对编写的对编写的G代码利用仿真软件模拟代码利用仿真软件模拟 输入输入G代码到数控机床的数控系统里加工出零件代码到数控机床的数控系统里加工出零件 编写实训报告（编写实训报告（单击请看报告样例单击请看报告样例）实实 训训 样样 图图设计图纸设计图纸教教 学学 安安 排排单元内 容进行方式具体内容和要求时 间1数控车理论课课堂教学1数控车加工基本原理2车削加工工艺设计原则

3、3数控车加工编程方法4学生设计零件图形及编程、计算机模拟加工 2天2数控车实践加工操作示范讲解1数控车加工操作步骤2操作注意事项2天学生实践操作1学生加工设计零件3撰写实习报告及小结学生课下完成1撰写实习报告及小结1天课课 程程 内内 容容数控车床简介1数控加工工艺2数控编程基础3数控加工实例41. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控机床的概念数控机床的概念 数控车床简称CNC车床，即计算机数字控制机床。车床的运动由计算机数字控制系统控制，包括主轴的启动、停止、转速和刀架的运动控制等。v 数控机床的组成数控机床的组成 数控车床由数控系统和机床本体组成 数控系统包括控制电源、轴伺服控制器

4、、主机、轴编码器、显示器组成。 机床本体包括床身、电动机、主轴箱、回转刀架、进给传动系 统、冷却系统、润滑系统、机床安全保护系统组成1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介主轴箱主轴箱回转刀架回转刀架尾座尾座导轨导轨溜板操作面板操作面板伺伺服服电电机机滚珠滚珠丝杆丝杆1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车床工作原理数控车床工作原理1.主运动：主轴带动工件旋转形成数控车床主运动。2.进给运动：X、Z两方向伺服电机直接驱动滚珠丝杠运动同时带动刀架移动，形成纵横向切削运动。电 气 回 路辅 助 装 置PLC主轴伺服单元操 作 面 板主轴驱动装置进给

5、驱动装置测量反馈装置进给伺服单元输入/输出设 备计算机数 控装 置机床本体数控系统1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介数控车床用途数控车床用途 加工零件类型：轴类、盘套类、形状复杂的 回转体件和螺纹等。 应用场合：精度要求较高，中、小批量生产1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车床数控车床 型号型号CK6136V的含义：C：类别为车床类。K：数控。6：组别普通。1：型别卧式。36：最大回转直径360mm。本次实训使用的都是CK6136车床，其数控系统采用的是西门子(802S1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 常用数控系统和机床厂商

6、常用数控系统和机床厂商常用数控系统常用数控系统日本三菱日本法兰克法兰克（FANUC）德国西门子西门子(SINUMERIK)广州数控广州数控华中数控（大赛常用）北京凯恩帝成都广泰数控机机 床床 厂厂 商商北京第一机床厂大连机床厂沈阳第一机床厂沈阳第一机床厂云南机床厂云南机床厂齐齐哈尔机床厂桂林机床厂宝鸡机床厂1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车削的特点数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现复杂运动实现复杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应

7、能力。在数适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能实现对新的零控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能实现对新的零件的加工；而不需改变机械部分和控制部分的硬件，且生产过程是自动完成的。这件的加工；而不需改变机械部分和控制部分的硬件，且生产过程是自动完成的。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。适应性就为复杂结构零件的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。强是数控机床最突出的优

8、点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车削的特点数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现复杂运动实现复杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般情况下工作过程不需要人工干预，消除了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，采取了许多措施，工干预，消除了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，采取了许多措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度

9、和刚度。数控机床工作台的移动当量普遍使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。数控机床工作台的移动当量普遍达到了达到了0.010.0001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，高档数控机床采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床控装置进行补偿，高档数控机床采用光栅尺进行工作台移动的闭环控制。数控机床的加工精度由过去的的加工精度由过去的0.01 mm提高到提高到0.005mm甚至更高。甚至更高。1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车削的特点数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度

10、高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现复杂运动实现复杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床的传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过数控机床的传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度。尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车削的特点数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳

11、定生产效率高生产效率高实现复杂运动实现复杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 零件加工所需的时间包括机动时间和辅助时间。数控机床主轴的转速和进给量零件加工所需的时间包括机动时间和辅助时间。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，可选用最有利的切削用量；结构刚性好，允许进行大切削的变化范围比普通机床大，可选用最有利的切削用量；结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，这就提高切削效率；移动部件空行程运动速度快，工件装夹时间短，用量的强力切削，这就提高切削效率；移动部件空行程运动速度快，工件装夹时间短，刀具可自动更换，辅助时间比一般机床大为减少。刀具可自动更换，辅助时间

12、比一般机床大为减少。 更换被加工零件时几乎不需重新调整机床，节省了零件安装调整时间。加工质更换被加工零件时几乎不需重新调整机床，节省了零件安装调整时间。加工质量稳定，一般只作首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，节省了停机检验时间。在量稳定，一般只作首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，节省了停机检验时间。在加工中心上加工时，一台机床实现了多道工序的连续加工，生产效率的提高更为显著。加工中心上加工时，一台机床实现了多道工序的连续加工，生产效率的提高更为显著。1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车削的特点数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生

13、产效率高生产效率高实现复杂运动实现复杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化普通机床难以实现或无法实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、普通机床难以实现或无法实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、汽轮机叶片之类的空间曲面；而数控机床则可实现几乎是任意轨迹的运动和加工汽轮机叶片之类的空间曲面；而数控机床则可实现几乎是任意轨迹的运动和加工任何形状的空间曲面，适应于复杂异形零件的加工。任何形状的空间曲面，适应于复杂异形零件的加工。1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车削的特点数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳

14、定生产效率高生产效率高实现复杂运动实现复杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床虽然设备昂贵，加工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高。但在数控机床虽然设备昂贵，加工时分摊到每个零件上的设备折旧费较高。但在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，减少调整、加工单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用。和检验时间，节省直接生产费用。 数控机床加工零件一般不需制作专用夹具，节省了工艺装备费用。数控机床数控机床加工零件一般不需制作专用夹具，节省了工艺装备费用。数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产

15、成本进一步下降。加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。 此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此使用数控此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此使用数控机床可获得良好的经济效益。机床可获得良好的经济效益。1. 数数 控控 车车 床床 简简 介介v 数控车削的特点数控车削的特点数控车削数控车削特点特点适应性强适应性强精度高精度高质量稳定质量稳定生产效率高生产效率高实现复杂运动实现复杂运动经济效益好经济效益好利于管理现代化利于管理现代化 数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控机床数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是

16、在数控机床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。2. 2. 数数 控控 加加 工工 工工 艺艺v 图纸分析图纸分析（1）选择毛坯）选择毛坯42mm，45钢材。钢材。（2）加工内容加工内容：端面、外轮廓、：端面、外轮廓、 切槽、切断。切槽、切断。（3）确定）确定工件坐标系工件坐标系：选择工件：选择工件 右端面右端面（4）装夹工件，车右端面，对刀，确定工件坐标系）装夹工件，车右端面，对刀，确定工件坐标系（5）换刀点：）换刀点：X100. Z100.；（此距离不能太小，防止换刀过程中刀；（此距离不能太小，防

17、止换刀过程中刀具碰到工件）具碰到工件）2. 2. 数数 控控 加加 工工 工工 艺艺v 工艺处理工艺处理（1）工步工步和和走刀走刀处理处理:粗车工件外轮廓（除槽以外）粗车工件外轮廓（除槽以外）精加工外轮廓精加工外轮廓切槽、切断切槽、切断（2）切削用量切削用量：T0101：外圆粗车刀，主轴转速：外圆粗车刀，主轴转速600，进给，进给0.4mmT0202：外圆精车刀，主轴转速：外圆精车刀，主轴转速800，进给，进给0.2mmT0303：切断刀，主轴转速：切断刀，主轴转速300，进给，进给0.05mm 编程编程G代码代码一定要遵守先粗车后精车原则粗粗车车刀刀精精车车刀刀切断刀切断刀3. 3. 数数

18、控控 编编 程程 基基 础础v程序名字：“WELLE527”，最多8个字符；注意：1）开始的两个符号必须是字母；2）不得使用分隔符；v程序扩展名v主程序扩展名是：“.MPF”;v子程序扩展名是：“.SPF”;3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 坐标系定义坐标系定义 数控车床使用数控车床使用X轴轴和和Z轴轴组成直角坐标系，组成直角坐标系，X轴与机床主轴垂直，轴与机床主轴垂直，Z轴与轴与主轴轴线方向平行，车刀接近工件方向为主轴轴线方向平行，车刀接近工件方向为负方向负方向，离开工件方向为，离开工件方向为正方向正方向。 根据刀坐和机床主轴位置关系划分，数控车床有根据刀坐和机床主轴位置关系

19、划分，数控车床有前刀坐前刀坐和和后刀坐后刀坐之分，之分，相同的编程指令在前刀坐和后刀坐中的运动轨迹是不一样的相同的编程指令在前刀坐和后刀坐中的运动轨迹是不一样的刀坐类型后刀坐后刀坐前刀坐前刀坐3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 机床坐标系机床坐标系:是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。v 机床原点：机床原点：在主轴端面中心，Z轴与主轴中心线重合，为纵向进刀方向，X轴与主轴垂直，为横向进刀方向。刀具远离工件的方向为它们的正方向v 参考点：参考点：在X轴和Z轴的正向极限位置处，该点在机床制造厂出厂时以调试好，并将数据输入到数控

20、系统中。数控车床开机时，必须先确定机床参考点，我们也称之为回零。只有机床参考点确定以后，车刀移动才有了依据，否则，不仅编程无基准，还会发生碰撞等事故。3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 编程坐标系编程坐标系: 是在对图纸上零件编程时就建立是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标系的的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值。编程原点：是根据工件的坐标值。编程原点：是根据工件的图样及工艺要求图样及工艺要求选定的，一般选在选定的，一般选在设计基准或定位基准上。设计基准或定位基准上。 对数车而言一般选在工件轴线与右端面的交点上。v 工件坐标系：工件坐标系：是编程坐标系在机床上的

21、具体体现。对刀对刀操作操作3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 程序段格式程序段格式N_ G_ X_ Z（或（或U_ W_）F_ S_ T_ M_；地地 址址功能功能 意意 义义单单 位位 地地 址址 功能功能 意意 义义 单单 位位N顺序号顺序号程序段顺序号程序段顺序号F进给速度进给速度指令速度指令速度mm/minG准备功能准备功能指令动作代码指令动作代码T刀具功能刀具功能指定刀具偏移号指定刀具偏移号X、Z坐标字坐标字坐标运动指令（绝对值）坐标运动指令（绝对值） mmM辅助功能辅助功能指定机床辅助动作指定机床辅助动作U、W坐标字坐标字坐标运动指令（增量值）坐标运动指令（增量值）

22、mmL重复次数重复次数指定固定循环次数指定固定循环次数CR 坐标字坐标字圆弧半径圆弧半径mmX暂停暂停指定暂停时间指定暂停时间secF螺纹导程螺纹导程螺纹切削导程指定螺纹切削导程指定mm3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础LX1.MPF;/程序名（编号）程序名（编号）N10 M03 S600 T1D1; /分进给，主轴正转，换分进给，主轴正转，换01号车刀号车刀N20 G00 X20 Z5.; /快速移动到点（快速移动到点（20，5）N30 G01 Z-10 F0.05; /直线插补到点（直线插补到点（20，-10）N40 G00 X30 /快速移动到点（快速移动到点（30，-10）

23、 N50 Z50;/快速移动到点（快速移动到点（30，50）N60 M05 M30; /主轴停止，程序结束主轴停止，程序结束 起刀点起刀点停刀点停刀点3混合编程一个坐标轴采用绝对编程，一个坐标轴采用相对编程3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 绝对坐标编程和相对坐标编程绝对坐标编程和相对坐标编程1绝对编程 刀具轨迹终点坐标用绝对坐标表示（指令字X和Z）2相对编程刀具轨迹终点坐标用相对坐标表示（指令字U和W），相对坐标为负值表示沿坐标轴负方向，相对坐标为正值表示沿坐标轴正方向插插补补A到到B10020050 100OAB绝对编程绝对编程：G01 X200. Z50.;相对编程相对编程

24、：G01 U100. W-50.; 混合编程混合编程：G01 X200. W-50.; 或或者者 G01 U100. Z50.;XZ3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 直径编程和半径编程直径编程和半径编程直径编程：X方向的数值按照直径值输入。半径编程： X方向的数值按照半径值输入。起刀点起刀点停刀点停刀点LX1;N10 M03 S600 T0101; N20 G00 X20 Z5;N30 G01 Z-10 F0.05; N40 G00 X30； N50 Z50;N60 M05 M30; 3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 常用常用M指令指令指令功能M03主轴正转M0

25、4主轴反转M05主轴停止M6更换刀具M17 子程序结束M30程序结束 指令 功能 示例S主轴速度S300（主轴每分钟300转）F进给速度G94模式：F100（每分进给）G95模式：F0.05（每转进给）T使用刀具号及补偿号T1D1使用01号刀和01号刀具补偿，补偿号省略表示不使用刀具补偿3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v 常用常用G指令指令指令指令功能功能模态模态指令指令功能功能备注备注G00快速移动快速移动模态模态G04暂停暂停非模非模态态G01直线插补直线插补G70英制尺寸英制尺寸模态模态G02顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补G71公制尺寸公制尺寸G03逆时针圆弧插补逆时针圆弧插

26、补G94每分进给每分进给模态模态G33恒螺距螺纹切削恒螺距螺纹切削G95每转进给每转进给G17X/Y平面平面G90绝对尺寸绝对尺寸模态模态G18Z/X平面平面G91增量尺寸增量尺寸G19Y/Z平面平面G40取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿模态模态G41刀具半径左补偿刀具半径左补偿模态模态G42刀具半径右补偿刀具半径右补偿3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v格式：格式：G00 X(U)_ Z(W)_ ;v功能：快速移动到指定点（初态指令）。功能：快速移动到指定点（初态指令）。BACC点为点为A点快速点快速移动到移动到B点的点的中间点中间点Z轴轴X轴轴OXWU/2BA3. 3. 数数

27、控控 编编 程程 基基 础础v格式：格式：G00 X(U)_ Z(W)_ ;v功能：快速移动到指定点（初态指令）。功能：快速移动到指定点（初态指令）。刀具从刀具从A点快速移动到点快速移动到B点：点：绝对编程：绝对编程：G00 X20. Z0 ;相对编程：相对编程： G00 U-22. W-18. ;混合编程：混合编程： G00 X20. W-18. ;编程示例编程示例Z轴轴X轴轴O201811BA启动刀具移动3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v格式：格式：G01 X(U)_ Z(W)_ F_;v功能：按功能：按F给定的进给速度直线移动到指定点（模态指令）。给定的进给速度直线移动到指

28、定点（模态指令）。Z轴轴X轴轴OXWU/2起点起点终点终点刀具从起点到终刀具从起点到终点的直线插补点的直线插补3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v格式：格式：G01 X(U)_ Z(W)_ F_;v功能：按功能：按F给定的进给速度直线移动到指定点（模态指令）。给定的进给速度直线移动到指定点（模态指令）。刀具从刀具从起点起点点点直线插补直线插补到到终点终点：绝对编程：绝对编程：G01 X60. Z-20 F0.05;相对编程：相对编程： G01 U20. W-20. F0.05;混合编程：混合编程： G01 X60. W-20. F0.05;Z轴轴X轴轴O602010起点起点终点终点

29、启动刀具移动3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础v格式：格式：G02 X(U)_ Z(W)_ I_ K_ F_;或者或者 G02 X(U)_ Z(W)_ CR=_ F_;v功能：按功能：按F给定的进给速度按照逆时针（前刀坐）插补到指定点（模态给定的进给速度按照逆时针（前刀坐）插补到指定点（模态指令）。指令）。v说明：说明：G03跟跟G02正好相反，格式相同。正好相反，格式相同。I：圆心与圆弧起点：圆心与圆弧起点X轴坐标差值轴坐标差值（-9999.9999999.999mm） 。K：圆心与圆弧起点圆心与圆弧起点Y轴坐标差值（轴坐标差值（ -9999.9999999.999mm ） 。R：圆弧半径（：圆弧半径（09999.999mm）3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础前刀坐编程前刀坐编程G02逆时针编程逆时针编程G03顺时针编程顺时针编程Z轴轴X轴轴OXZU/2起点起点终点终点WZ轴轴X轴轴OXZU/2终点终点起点起点W3. 3. 数数 控控 编编 程程 基基 础础前刀坐编程前刀坐编程刀具从刀具从起点起点点逆时针点逆时针插补插补到到终点终点：利用圆弧利用圆弧半径半径：G02 X60. Z-30. CR=20. F0.05;G02 U20. W-20. CR=20. F0.05;利用圆弧利用圆弧圆心圆心：G02 X60. Z-30. I40