数控加工工艺编程与实施高职PPT完整全套教学课件

数控加工工艺编程与实施shukong数控专业数控车床加工工艺编程与实施数控铣床（加工中心）加工工艺编程与实施数控电火花线切割加工工艺编程与实施全套PPT课件绪论shukong数控专业

学习目标

1.了解数控编程的种类及步骤；2.熟悉数控加工程序的结构；3.了解常用编程指令；4.掌握数控机床坐标系的确定。5.掌握数控机床坐标系的确定和数控加工程序的结构。学习目标绪论一、数控程序编制简介1.数控程序编制的内容及步骤编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理应用与充分发挥，使数控机床能安全、可靠、高效地工作。数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图0-1所示，编程工作主要包括以下内容。绪论绪论2.数控程序编制的方法1）手工编程手工编程主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作，如图0-2所示。2）自动编程自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制订工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。绪论绪论二、数控程序的结构及格式数控加工程序是根据数控机床规定的语言规则及程序格式来编制的。因此，程序编制人员应熟悉编程中用到的各种代码、加工指令和程序格式。为便于数控机床的设计、制造、使用和维修，在程序输入代码、指令及格式等方面，已逐步趋向统一。目前，国际上已形成了两种通用的标准，即国际标准化组织的ISO标准和美国电子工业学会的EIA标准。绪论1.程序的结构一个完整的数控加工程序由程序号、程序内容、程序结束指令三部分组成。绪论程序号位于程序主体之前，是程序的开始部分，一般独占一行。为了区别数控系统的存储器中所存的程序，每个程序必须要有程序号。程序号一般由规定的字母O(EIA代码)或符号“：”(ISO代码)打头，后面紧跟若干位数字组成。常用的是2位和4位两种，前零可以省略。程序内容部分是程序的核心，它由若干个程序段组成。在书写和打印时，一个程序段一般占一行。程序结束指令位于程序主体的后面，可用M02(程序结束)或M30(纸带结束，光标返回)。M02与M30允许与其他程序字合用一个程序段，但最好还是将其单列一段。绪论2.程序段格式程序段是数控加工程序中的一句，用来指令机床执行某一个动作或一组动作。每个程序段由若干个程序字组成。程序字简称字，是数控机床中的专用术语。程序字的字首为一个英文字母，字首为字的地址，随后为若干位十进制数字。字的功能类别由字地址决定。根据功能的不同，程序字可分为程序号字、顺序号字、准备功能字、辅助功能字、尺寸字、刀具功能字、进给功能字、主轴转速功能字和其他程序字。常用的程序字见表0-1。绪论绪论其他程序字(1)各程序字的排列顺序不严格。为了书写、输入和校对的方便，在习惯上程序字按一定的顺序排列：N、G、X、Y、Z、M、F、S、T。(2)程序段的长度可变。不需要的或与上一程序段中相同的字可省略不写，故每个程序段长度会有变化，这种格式又称为可变程序段格式。(3)具体的数控系统对各类字的允许字长都有规定，一般情况下用如下格式表达。N4G02X±5.3Y±5.3Z±5.3F1000S800T4M8；(4)结束符写在每个程序段后面，表示程序段结束。在书写或CRT显示器上用“；”。绪论三、程序号和顺序号1）程序号目前的计算机数控机床都具有记忆程序的功能，能将程序存储在内存内。为了区别不同的程序，故在程序的最前端加上程序号码以示区分。程序号码以地址O及1～9999范围内的任意数字组成。不同的数控系统程序号地址码也有所差别。通常SINUMERIC系统用“％”，FANUC系统用“O”。编程时一定要根据说明书的规定做指令，否则系统是不会执行的。绪论2）顺序号顺序号也称程序段号，用来识别不同的程序段。顺序号位于程序段之首，它由地址符N和随后的2～4位数字组成。程序段在存储器内是以输入的先后顺序排列的，数控系统严格按存储器内程序段的排列顺序一段一段执行。因此，顺序号只是程序段的名称，与程序的执行顺序无关。这是数控加工中的顺序号与高级语言中的标号的区别。绪论四、数控程序的指令代码数控程序所用的指令代码，主要有准备功能G代码、辅助功能M代码、刀具功能T代码、进给功能F代码和主轴转速功能S代码。在数控编程中，用各种G指令和M指令来描述工艺过程的各种操作和运动特征。绪论1.准备功能G准备功能G指令是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。G指令由地址符G和其后的两位数字组成，从G00～G99共100种，常用准备功能G代码见表0-2。绪论绪论绪论2.辅助功能M辅助功能也叫M功能或M指令，用地址M以及两位数字表示的，它主要用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷却液的开关、工件或刀具的夹紧或松开以及刀具的更换等功能，常用辅助功能M指令见表0-3。绪论绪论3.刀具功能T刀具功能字的地址符是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。4.进给功能F进给功能F表示刀具中心运动时的进给速度。由地址码F和后面若干位数字构成。这个数字的单位取决于每个系统所采用的进给速度的指定方法，具体内容见所用机床编程说明书。5.主轴转速功能S由地址码S和其后面的若干数字组成，单位为转速单位r／min。例如，S260表示主轴转速为260r／min。绪论有些数控机床没有伺服主轴，即采用机械变速装置，编程时可以不编写S功能。绪论五、数控机床的坐标系统1.数控机床坐标1）坐标系的确定(1)刀具相对于静止工件而运动的原则。这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可依据零件图样确定机床的加工过程。绪论(2)机床坐标系的规定。为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，如图0-3所示。图中规定了X、Y、Z三个直角坐标轴的关系：用右手的拇指、食指和中指分别代表X、Y、Z三轴，三个手指互相垂直，所指方向即为X、Y、Z的正方向。围绕X、Y、Z各轴的旋转运动分别用A、B、C表示，其正向用右手螺旋法则确定。工件安装在机床上，并按机床的主要直线导轨找正工件。当考虑刀具运动时，用不加“”的字母表示运动的正方向；当考虑工件运动时，用加“”的字母表示运动的正方向。二者所表示的运动方向恰好相反。(3)运动方向的确定。数控机床某一部件运动的正方向规定为工件与刀具之间距离增大的方向。绪论绪论2）Z坐标标准规定，以传递切削动力的主轴作为Z轴坐标轴。若机床有几个主轴，可选择一个垂直于工件装夹平面的主要轴作为主轴。若机床没有主轴(如刨床)，则Z坐标垂直于工件装夹平面。绪论3）X坐标

X坐标是水平的，它平行于工件的装夹平面，是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床(如车床、磨床)，X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向滑座，以刀具离开工件旋转中心的方向为正方向。对于刀具旋转的机床(如铣床、镗床、钻床)规定：若Z坐标是水平的，当从主要刀具主轴向工件看时，X轴的正方向指向右方；若Z坐标是垂直的，对于单立柱机床，当从主要刀具主轴向立柱看时，X轴的正方向指向右方；对于双立柱机床，当从主要刀具主轴向左侧立柱看时，X轴的正方向指向右方；对于没有旋转刀具或旋转工件的机床(如刨床)，以切削方向为X轴正方向。绪论4）Y坐标

Y轴的正方向，根据X、Z轴的正方向，按照右手直角笛卡尔坐标系来确定。5）旋转坐标A、B、CA、B、C分别是围绕X、Y、Z轴的旋转坐标，它们的方向，根据X、Y、Z轴的方向，用右手螺旋法则确定。绪论6）附加坐标系

X、Y、Z坐标系称为主坐标系或第一坐标系，其他坐标系称为附加坐标系。对于直线运动：如在X、Y、Z主要运动之外另有第二组平行于它们的坐标，可分别指定为U、V、W；如还有第三组运动，则分别指定为P、Q、R；如有不平行于X、Y、Z的直线运动，也可相应地指定为U、V、W或P、Q、R。对于旋转运动：如在第一组旋转运动A、B、C之外，还有平行或不平行于A、B、C的第二组旋转运动，可指定为D、E、F。绪论7）数控机床的坐标简图图0-4～图0-9是6种有代表性的数控机床及其坐标简图。绪论绪论绪论绪论绪论2．机床坐标系机床坐标系又称机械坐标系，是机床运动部件的进给运动坐标系，其坐标轴和方向由标准规定，其坐标原点(机床原点)的位置由各机床生产厂设定。

在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。如图0-10所示，图中O即为机床原点。

在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z三个坐标轴正方向的极限位置上。如图0-11所示，图中O即为机床原点。绪论绪论绪论3.工件坐标系工件坐标系又称编程坐标系。编程人员在编制程序时，根据零件图样选定编程原点(工件原点)，建立编程坐标系。编程原点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与机床坐标系相应的坐标轴方向一致。图0-10数控车床的坐标系和图0-11数控铣床的坐标系中，编程原点均为OP。在加工时，机床操作者首先将工件随夹具安装在机床上，然后确定工件原点在机床坐标系中的位置，并在数控系统中予以设定(图0-11中的Z1和图0-12中的X1、Y1、Z1，均为设定值)，这样数控机床才能按照准确的工件坐标系位置开始加工。

《模块一数控车床加工

工艺编程与实施》任务一

数控车床的面板操作shukong数控专业

学习目标

1.熟悉数控车床基本操作规程；2.熟悉数控加工的生产环境、典型FANUC0iTC数控系统操作面板及按钮功能；3.掌握数控车床手轮、手动和速度倍率修调开关的使用方法。4.能正确开、关机操作和手动控制的操作；5.培养独立工作的能力和安全文明生产的习惯。学习目标情境一数控车床操作规程严格遵循数控车床的安全操作规程，不仅是保障人身和设备安全的需要，也是保证数控车床能够正常工作、达到技术性能、充分发挥其加工优势的需要。因此，在数控车床的使用和操作中必须严格遵循数控车床的安全操作规程。情境一数控车床操作规程一、数控车床操作安全守则（1）为了正确合理地使用数控车床，减少故障的发生，学生必须经过培训，熟悉机床的结构、性能和操作方法，并征得实验室管理人员的同意方可使用。（2）学生使用数控车床必须在实验老师指导下进行；任何人使用数控车床时，必须严格遵守机床的操作规程。（3）首件加工必须试切，试切前要利用仿真软件进行模拟仿真，检查无误后方可加工；数控车试切时特别注意避免刀架与尾顶尖的碰撞。情境一数控车床操作规程（4）装夹、测量工件时要停机进行，严禁工件转动时测量、触摸工件。（5）机床处于切削状态时，防护门必须关闭。注意观察判断切削、声音、机床振动情况是否正常。（6）数控车床运行时，操作者不能离开岗位。（7）当发生刀具或机床损坏时，应及时报告指导老师或有关管理人员。情境一数控车床操作规程二、数控车床操作注意事项1.开机前的注意事项（1）机床通电前，先检查电压、气压、油压是否符合工作要求。（2）检查机床可动部分是否处于可正常工作状态。（3）检查工作台是否有越位、超极限状态。（4）检查电气元件是否牢固，是否有接线脱落情况。（5）检查机床接地线是否和车间地线可靠连接（初次开机特别重要）。（6）已完成开机前的准备工作后方可合上电源总开关。情境一数控车床操作规程2.开机过程注意事项（1）严格按机床说明书中的开机顺序进行操作。（2）一般情况下开机过程中必须先进行回机床参考点操作，建立机床坐标系。（3）开机后让机床空运转15min以上，使机床达到平衡状态。（4）关机以后必须等待5min以上才可以进行再次开机，没有特殊情况不得随意频繁进行开机或关机操作。情境一数控车床操作规程3.调试过程注意事项（1）编辑、修改、调试程序。若是首件试切必须进行空运行，确保程序正确无误。（2）按工艺要求安装、调试好夹具，并清除各定位面的铁屑和杂物。（3）按定位要求装夹好工件，确保定位正确可靠。加工过程中不得发生工件松动现象。（4）安装好要用的刀具。若是加工中心，则必须使刀具在刀库上的刀位号与程序中的刀号严格一致。情境一数控车床操作规程

（5）按工件上的编程原点进行对刀，建立工件坐标系。若用多把刀具，则其余各把刀具分别进行长度补偿或刀尖位置补偿。（6）设置好刀具半径补偿。（7）确认冷却液输出通畅，流量充足。（8）再次检查所建立的工件坐标系是否正确。情境一数控车床操作规程4.加工过程注意事项（1）加工过程中，不得调整刀具和测量工件尺寸。(2）自动加工中，自始至终监视运转状态，严禁离开机床，遇到问题及时解决，防止发生意外事故。(3）定时对工件进行检验。如确定刀具是否磨损等。(4）关机或交接班时对加工情况、重要数据等做好记录。(5）机床各轴在关机时远离其参考点，或停在中间位置使工作台重心稳定。(6）清洁机床，必要时涂防锈漆。情境二数控车床操作面板说明FANUC0iTC数控系统的数控车床的控制面板通常由上、下两部分组成。上半部分为CRT/MDI操作面板，下半部分为机床操作面板。本任务以沈阳第一机床厂CAK3675V数控车床为例介绍数控车床的操作。情境二数控车床操作面板说明一、CRT/MDI操作面板说明CRT/MDI操作面板如图1-1所示，用操作键盘结合显示屏可以进行数控系统操作。情境二数控车床操作面板说明情境二数控车床操作面板说明表1-1系统操作面板功能键的主要作用情境二数控车床操作面板说明情境二数控车床操作面板说明二、机床控制面板FANUC数控车床控制面板如图1-2所示。情境二数控车床操作面板说明情境二数控车床操作面板说明表1-2机床控制面板上的各个功能键的作用情境二数控车床操作面板说明情境二数控车床操作面板说明情境二数控车床操作面板说明

《模块一数控车床加工

工艺编程与实施》任务二

数控车床对刀及刀具参数设置shukong数控专业

学习目标

1.掌握数控车床的对刀方法；

2.掌握数控车床刀具补偿参数的输入方法。3.能正确进行对刀，会建立工件坐标系；4.能正确设定刀具补偿值。学习目标情境一数控车床对刀方法数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，以建立准确的加工坐标系，同时考虑刀具的不同尺寸对加工的影响，这些都需要通过对刀来解决。情境一数控车床对刀方法一、手动对刀图1-4相对位置检测手动对刀情境一数控车床对刀方法二、机外对刀机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可使用，如图1-5所示。情境一数控车床对刀方法情境一数控车床对刀方法三、自动对刀自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。自动对刀过程如图1-6所示。情境一数控车床对刀方法情境二设置工件原点一、用G50设置工件坐标原点（1）用外圆车刀先试车一外圆，测量外圆直径后，把刀沿Z轴正方向退一定位置，切端面到中心。（2）选择MDI方式，输入“G50X0Z0；”启动循环启动键，把当前点设为零点。（3）选择MDI方式，输入“G50X150Z150；”使刀具离开工件进刀加工。（4）这时程序开头“G50X150Z150；”……情境二设置工件原点二、用工件偏移设置工件原点（1）FANUC0iTC系统的OFFSET里有一工件偏移界面可输入零点偏移值。（2）用外圆车刀先试切工件端面，这时Z坐标的位置，如Z200，可直接输入到偏移值里。（3）选择回参考点模式，按X、Z轴回参考点，工件零点坐标系即建立。情境二设置工件原点三、用G54～G59设置工件原点（1）用外圆车刀先试车一外圆，测量外圆直径后，把刀沿Z轴正方向退一定位置，切端面到中心。（2）把当前的X和Z轴坐标直接输入到G54~G59里，程序直接调用。

《模块一数控车床加工

工艺编程与实施》任务三

数控车床程序编辑、管理与运行shukong数控专业

学习目标

1.掌握数控车床录入、编辑和管理程序的方法；2.了解程序运行方式，掌握数控车床程序自动运行操作方法。3.能正确、熟练地录入数控加工程序，并能进行程序的编辑、管理和调试；4.能调用程序并使机床程序自动完成加工。学习目标录入已知程序O0001，并检查无误后，对程序进行调试和试运行，显示运行轨迹。

加工程序O0001任务三数控车床程序编辑、管理与运行N10T0101；N20M03S600；N30G00X46Z3；N40G71U2R1；N50G71P60Q150U0.5W0.2F0.3；N60G00G42X18；N70Z1；N80G01X24Z-2；N90Z-20；N100X25；N110X30Z-35；N120Z-40；N130G03X42Z-46R6；

N140G01Z-56；N150G01X46；N160G70P60Q150S1000F0.1；N170G00G40X100Z100；N180M30；任务三数控车床程序编辑、管理与运行一、新建程序（1）按下编辑按钮，进入编辑模式。（2）按MDI/CRT面板上的程序键，显示程序屏幕。（3）使用字母和数字键输入程序名，例如，O0001，依次按对应的字母键、数字键。（4）按键，插入一个新程序，数控系统打开新建的程序。（5）插入新的程序内容。按键，再按键，插入一个程序段结束符，然后开始程序输入。依次输入程序段内容、程序段结束符，按键插入，完成整个程序的输入。任务三数控车床程序编辑、管理与运行二、编辑程序任务三数控车床程序编辑、管理与运行任务三数控车床程序编辑、管理与运行三、程序的管理1.程序查看（1）按下编辑按钮和程序键，进入编辑模式。（2）按CRT下方的软键“DIR”，数据显示区会显示系统中所有的程序以及系统内存的使用情况。2.选择一个数控程序（1）按下编辑按钮和程序键，进入编辑模式。（2）输入需要选择的程序号，如“O0001”。（3）按CRT下方的软键“O检索”，“O0001”显示在屏幕右上角程序号位置，NC程序显示在屏幕上。任务三数控车床程序编辑、管理与运行3.删除一个数控程序（1）按下编辑按钮和程序键，进入编辑模式。（2）输入需要删除的程序号，如“O0001”。（3）按删除键，程序即被删除。4.删除全部数控程序（1）按下编辑按钮和程序键，进入编辑模式。（2）输入“0～9999”。（3）按删除键，系统中全部程序程序即被删除。任务三数控车床程序编辑、管理与运行四、程序检查、调试与加工1.程序检查、调试与空运行（1）按自动按钮，进入自动模式。（2）按机床运动锁定按钮。（3）按空运行按钮。（4）按MDI面板上的轨迹模拟键。（5）按循环启动按钮。任务三数控车床程序编辑、管理与运行2.程序自行加工

1)自动/连续方式（1）自动加工流程。检查机床是否机床回零，若未回零，先将机床回零，再导入数控程序或自行编写一段程序。（2）中断运行。数控程序在运行过程中可根据需要暂停，急停和重新运行。2)自动/单段方式(1)按自动按钮，进入自动模式。(2)按单段按钮。(3)进给倍率旋钮和主轴倍率旋钮调整到合适位置。(4)按循环启动按钮，程序开始执行。任务三数控车床程序编辑、管理与运行任务三数控车床程序编辑、管理与运行一、新建程序

(1)按下编辑按钮，进入编辑模式。(2)按MDI/CRT面板上的程序键，显示程序屏幕。(3)依次按对应的字母、数字键O0001。(4)按键，插入一个新程序，数控系统打开新建的程序。(5)插入新的程序内容。按键，再按键，插入一个程序段结束符，然后开始程序输入。任务三数控车床程序编辑、管理与运行二、输入程序(1)依次输入“T0101；”和程序段结束符，检查程序输入无误后，按键完成一行程序的输入。(2)按照上述方法，将全部程序输入到数控系统中。任务三数控车床程序编辑、管理与运行三、程序检查(1)按自动按钮，进入自动模式。(2)按机床锁住按钮和空运行按钮。(3)按MDI面板上的轨迹模拟键。(4)按循环启动按钮，CRT屏幕上即显示当前程序的轨迹，如图1-9所示。任务三数控车床程序编辑、管理与运行图1-9道具轨迹验证任务三数控车床程序编辑、管理与运行四、程序加工（1）按自动按钮，进入自动模式。（2）按循环启动按钮，程序开始执行，仿真加工出的零件如图1-10所示。任务三数控车床程序编辑、管理与运行图1-10仿真加工出的零件任务三数控车床程序编辑、管理与运行

《模块一数控车床加工

工艺编程与实施》任务四

台阶轴类零件工艺设计、编程与实施shukong数控专业

学习目标

1.掌握台阶轴类零件的加工工艺特点；2.掌握数控车床车削常用指令的编程格式及应用；3.掌握台阶轴类零件的手工编程方法。学习目标情境一台阶轴类车削加工工艺一、数控车床操作安全守则台阶轴的车削方法分低台阶车削和高台阶车削。（1）低台阶车削。相邻两圆柱体直径差较小，可用车刀一次切出。（2）高台阶车削。相邻两圆柱体直径差较大，采用分层切削，复合循环加工。情境一台阶轴类车削加工工艺二、台阶轴的切削刀具（1）刀具材料。刀头部分一般为高速钢或硬质合金材料两类。（2）车刀种类。常用的车刀有外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀和切断刀等。（3）外圆车刀的组成。切削部分由一些面、切削刃组成，常用的外圆车刀是由一个刀尖、两条切削刃、三个刀面组成，如图1-12所示。（4）车台阶轴外圆常用车刀车削外圆是一种最常见、最基本的车削方法，如图1-13所示。情境一台阶轴类车削加工工艺图1-12车刀组成情境一台阶轴类车削加工工艺a）450弯头车刀

b）750外圆车刀c）900外圆车刀

如图1-13车削外圆的形成情境一台阶轴类车削加工工艺三、切削用量的确定

（1）粗车端面时的背吃刀量可以根据毛坯量合理确定，一般取1～4mm，进给量可取0.4～0.5mm/r。（2）粗车外圆时的背吃刀量也可以根据毛坯量合理确定，可取3～5mm。进给量可取0.3～0.4mm/r。（3）粗车时切削速度一般取75～100m/min。（4）精车时切削速度一般取90～120m/min，背吃刀量可取0.5～1mm，进给量可取0.1～0.3mm/r。情境一台阶轴类车削加工工艺四、数控车刀类型及装刀1.外圆车刀装刀1）装刀规则（1）车刀刀杆不能伸出刀架过长。（2）车刀的垫片要平整、数量少。垫片一般只用2~3片，并与刀架对齐。（3）车刀刀尖高度要适当。（4）车刀刀杆装刀方向要正确。情境一台阶轴类车削加工工艺2）外圆车刀刀尖与工件中心线等高的安装方法（1）根据尾座顶尖的高度装刀，使外圆车刀刀尖与尾座顶尖的高度等高。（2）把车刀靠近工件端面，目测车刀的高低，然后紧固车刀，试车端面，再根据工件端面中心装准车刀。（3）根据车床主轴中心高度，用钢直尺测量方法装刀。3）紧固方法车刀装上后，要紧固刀架螺钉。紧固时要轮流拧紧螺钉，一定要用专用扳手，不允许再加套管作为加力工具，以免螺钉受力过大而损坏。情境一台阶轴类车削加工工艺2.内孔车刀装刀1）伸出长度内孔车刀伸出长度要根据加工孔的深度确定，既要保证加工到要求的孔深，刀架不与工件相碰，又不能悬出刀架太长、减弱刀杆刚性，一般车到要求的孔深后，刀架与工件还有5～10mm间隙即可。2)装刀高度（1）粗车孔时，刀尖一般应比工件轴线稍低。（2）精车孔时，刀尖一般应比工件轴线稍高。3)装刀方向内孔车刀刀杆中心线应与走刀方向平行，否则会影响车刀工作的主、副偏角。情境一台阶轴类车削加工工艺3.螺纹车刀装刀1）安装方法螺纹车刀采用角度样板安装。2）刀尖装刀高度螺纹车刀刀尖安装高度应和工件轴线等高。为防止硬质合金车刀高速车削时扎刀，刀尖允许高于百分之一螺纹大径。低速切削的高速钢螺纹车刀的刀尖，则允许稍低于工件轴线。3）装刀方向螺纹车刀刀尖角的平分线应垂直螺纹轴线。情境一台阶轴类车削加工工艺4.切槽、切断刀装刀1）伸出长度切槽、切断刀安装时，不宜伸出过长，以防止切断时刀头颤动。装刀时确保切刀槽底或切断不发生碰撞而刀杆伸出长度最小。2）安装方向切槽、切断刀的中心线必须与工件轴线垂直，以保证两副偏角对称。3）安装底面切断刀安装部位的底面要修磨平直，否则安装时会引起副后角的变化，在刃磨切断刀之前，先把底面磨平，刃磨后用直角尺测量两侧副后角的大小。4）装刀高度（1）切槽或切实心工件时，切槽、切断刀的主切削刃与工件中心在同一水平线，否则会使工件中心形成凸台，并损坏刀头。（2）切断空心工件时，切断刀主切削刃一般比轴线稍低。情境一台阶轴类车削加工工艺五、数控车削加工工件装夹数控车削编程和对刀的特点，工件径向定位后必须保证工件坐标系Z轴与机床主轴轴线同轴，同时还要保证加工表面径向的工序基准与机床主轴回转中心线的位置满足工序要求。1.工件定位要求情境一台阶轴类车削加工工艺2.定位基准选择的原则（1）基准重合原则。(2）基准统一原则。(3）便于装夹原则。(4）便于对刀原则。情境一台阶轴类车削加工工艺3.常用装夹方式在三爪自定心卡盘上装夹。用卡盘和顶尖装夹。132在双顶尖之间装夹。情境二台阶轴类零件切削指令一、常用编程指令1.快速点位运动G00指令功能使刀具以点位控制方式，从刀具所在点快速移动到目标点。指令格式G00X（U）_Z（W）_；指令说明（１）X、Z为绝对坐标方式时的目标点坐标；U、W为增量坐标方式时的目标点坐标。（２）常见G00轨迹如图1-14所示，从A到B有四种方式：直线AB、直角线ACB、直角线ADB和折线AEB。折线的起始角θ是固定的（22.5°或45°），它决定于各坐标轴的脉冲当量。情境二台阶轴类零件切削指令图1-14数控车床G00轨迹情境二台阶轴类零件切削指令2.直线插补G01指令功能使刀具以给定的进给速度从所在点出发直线移动到目标点。指令格式G01X（U）_Z（W）_F_；指令说明（１）X、Z为绝对坐标方式时的目标点坐标；U、W为增量坐标方式时的目标点坐标。（２）F是进给速度。情境二台阶轴类零件切削指令情境二台阶轴类零件切削指令情境二台阶轴类零件切削指令3.暂停指令G04指令功能该指令可使刀具做短时间的停顿。指令格式G04X（U）_；或G04P_；指令说明（1）X、U指定时间，允许小数点。（2）P指定时间，不允许小数点。（3）使用G96车削工件轮廓后，改成G97车削螺纹时，可暂停适当时间，使主轴转速稳定后再执行车螺纹，以保证螺距加工精度要求。情境二台阶轴类零件切削指令4.进给功能设定G98、G99

（1）每分钟进给量（G98），如图1-17所示。指令格式G98F_；（2）每转进给量（G99），如图1-18所示。指令格式G99F_；指令说明G99为数控车床的初始状态。情境二台阶轴类零件切削指令图1-17G98进给量单位为mm/min图1-18G99进给量单位为mm/r情境二台阶轴类零件切削指令5.S功能1）最高转速限制指令格式G50S_；指令说明S后面的数字表示的是最高转速（r/min）。例如，G50S3000表示最高转速限制为3000r/min。情境二台阶轴类零件切削指令2）恒线速控制指令格式G96S_；S后面的数字表示的是恒定的线速度（m/min）。如图1-19所示为恒线速切削的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150m/min，则各点在加工时的主轴转速如下。情境二台阶轴类零件切削指令

图1-19恒线速切削方式

情境二台阶轴类零件切削指令3）恒线速取消指令格式

G97S_；S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。情境二台阶轴类零件切削指令6.刀具功能T指令指令功能该指令可指定刀具及刀具补偿。指令格式T____；指令说明（1）前两位表示刀具序号，后两位表示刀具补偿号。（2）刀具的序号可以与刀盘上的刀位号相对应。（3）刀具补偿包括形状补偿和磨损补偿。（4）刀具序号和刀具补偿号不必相同，但为了方便通常使它们一致。（5）取消刀具补偿的T指令格式为T00或T__00。情境二台阶轴类零件切削指令7.加工坐标系设置G50指令格式G50X_Z_；式中,X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值，如图1-20所示。情境二台阶轴类零件切削指令二、单一固定循环单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入—切削—退刀—返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。如图1-21所示为圆柱面切削循环。情境二台阶轴类零件切削指令情境二台阶轴类零件切削指令1.内径、外径车削循环指令G901）圆柱面切削循环指令指令格式G90X（U）_Z（W）_F_；式中,X

Z为圆柱面切削的终点坐标值；U、W为圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。G90圆柱切削循环示意图如图1-22所示，由4个步骤组成。刀具从定位点A开始沿ABCDA的方向运动，其中，X（U）、Z（W）给出C点的位置。图1-22中1R表示第一步是快速运动，2F表示第二步按进给速度切削，其余3F、4R的意义相似。情境二台阶轴类零件切削指令情境二台阶轴类零件切削指令2）锥体车削循环指令指令格式G90X（U）_Z（W）_R_F_；式中，X、Z为圆锥面切削的终点坐标值；U、W为圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；R为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，R值为负，反之为正。情境二台阶轴类零件切削指令情境二台阶轴类零件切削指令2.端面切削循环指令G94指令功能端面切削循环指令G94适用于在零件的端面上毛坯余量较大时进行精车前的粗车，以去除大部分毛坯余量。如图1-26所示。情境二台阶轴类零件切削指令情境二台阶轴类零件切削指令1）平面端面切削循环指令格式G94X(U)_Z(W)_F_；式中，X、Z为端面切削的终点坐标值；U、W为端面切削的终点相对于循环起点的坐标。2）锥面端面切削循环指令格式G94X(U)_Z(W)_K_F_；式中，X、Z为端面切削的终点坐标值；U、W为端面切削的终点相对于循环起点的坐标；K为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1-28所示。

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工艺编程与实施》任务五

含圆弧面类零件工艺设计、编程与实施shukong数控专业

学习目标

1.掌握圆弧面类零件的加工工艺特点；2.掌握数控车削复合固定循环指令的编程格式及应用；3.掌握刀具半径补偿指令；4.掌握圆弧面类零件的手工编程方法。5.掌握圆弧面类零件工艺设计；6.能正确运用刀具半径补偿指令编程；学习目标情境一含圆弧面类零件车削加工工艺一、圆弧面零件的结构工艺特点零件表面轮廓是平面曲线轮廓，圆弧面有凸凹之分，有内外圆弧面之别。情境一含圆弧面类零件车削加工工艺1.通用机床

成形刀型面加工法、靠模加工法或双手配合控制刀架运动轨迹切削法。其特点是加工精度难以满足零件质量要求，加工效率低，工人劳动强度大。二、圆弧面的加工方法情境一含圆弧面类零件车削加工工艺2.数控车床

圆弧插补指令G02、G03控制刀具在插补加工平面内按给定的轨迹和进给速度运动，切削出零件圆弧轮廓。情境一含圆弧面类零件车削加工工艺三、定位基准和装夹方法的选择

（1）通常选择零件端面中心孔或工件外圆表面为径向精基准；一般选择工件左端面或右端面为轴向精基准。（2）装夹方法。工件轴向尺寸较短时，采用三爪自定心卡盘夹持工件外圆表面进行加工；工件轴向尺寸较长时，采用三爪卡自定心盘夹持外圆表面与顶尖配合的方式进行加工；工件精度要求高且有多处位置公差需要控制时，采用前后双顶尖的方式进行加工。情境一含圆弧面类零件车削加工工艺四、切削用量与切削刀具的选择切削用量的选择1具体数据的确定应结合实际经验根据所选择机床性能、被加工材料的特性、刀具材料等进行综合考虑。情境一含圆弧面类零件车削加工工艺切削刀具的选择2（1）凹圆弧成形表面切削刀具的选择。加工半圆弧或半径较小的圆弧表面选用成形车刀；精度要求不高时可采用尖形车刀；加工成形表面后还需加工台阶面可选用90°棱形车刀，副偏角应足够大，防止干涉。（2）凸圆弧成形表面切削刀具的选择。加工半圆形表面选用成形车刀；加工精度较低的凸圆弧时可选择尖形车刀；加工圆弧表面后还需车台阶表面时应选用棱形偏刀，要求主、副偏角应足够大，否则加工时会发生干涉现象。情境二含圆弧面类零件切削指令一、圆弧插补G02、G03指令功能使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点。其中G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补。圆弧的顺、逆方向的判断：沿与圆弧所在平面（如XOZ）相垂直的另一坐标轴的负方向（如-Y）看去，顺时针为G02，逆时针为G03。如图1-32所示为数控车床上圆弧的顺、逆方向。情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令指令格式G02（G03）X（U）_Z（W）_I_K_F_；或G02（G03）X（U）_Z（W）_R_F_；指令说明（１）X（U）、Z（W）是圆弧终点坐标。（２）I、K分别是圆心相对圆弧起点的增量坐标。（３）R是圆弧半径，不带正负号。（４）F是进给速度。顺时针圆弧插补，如图1-33所示。情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令二、刀具半径补偿G41、G42、G40目前的数控车床都具备刀具半径自动补偿功能。编程时，只需按工件的实际轮廓尺寸编程即可，不必考虑刀具的刀尖圆弧半径的大小。加工时由数控系统将刀尖圆弧半径加以补偿，便可加工出所要求的工件来。情境二含圆弧面类零件切削指令1.刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，它的半径值难于准确测量。编程时，若以假想刀尖位置为切削点，则编程很简单。但任何刀具都存在刀尖圆弧，当车削外圆柱面或端面时，刀尖圆弧的大小并不起作用，但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，就将影响零件的加工精度。如图1-35所示，以假想刀尖位置编程时的过切削及欠切削现象。编程时若以刀尖圆弧中心编程，可避免过切削和欠切削现象，但计算刀位点比较麻烦，并且如果刀尖圆弧半径值发生变化，还需改动程序。数控系统的刀具半径补偿功能正是为解决这个问题所设定的。它允许编程者以假想刀尖位置编程，然后给出刀尖圆弧半径，由系统自动计算补偿值，生成刀具路径，完成对工件的合理加工。情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令2．刀具半径补偿指令指令功能G41刀具半径左补偿指令；G42刀具半径右补偿指令；G40为取消刀具半径补偿指令。如图1-36所示，根据刀具与工件的相对位置及刀具的运动方向选用G41或G42指令。指令格式G41（G42）G01（G00）X（U）_Z（W）_；……G40G00（G01）X（U）_Z（W）_；情境二含圆弧面类零件切削指令指令说明（1）G41、G42、G40必须与G01或G00指令组合完成。（2）X（U）、Z（W）是G01、G00运动的目标点坐标。情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令3．刀具半径补偿量的设定刀具半径补偿量可以通过数控系统的刀具补偿设定画面设定。T指令要与刀具补偿编号相对应，并且要输入假想刀尖号。假想刀尖号是对不同形式刀具的一种编码，如图1-37（a）所示，常用车刀的假想刀尖号如图1-37（b）所示。情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令三、复合固定循环指令1.外圆、内孔切削循环指令G71外圆切削循环是一种复合固定循环，适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如图1-38所示。情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令2.端面车削固定循环G72情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令3.封闭切削循环G73封闭切削循环是一种复合固定循环，如图1-42所示。封闭切削循环适于对铸、锻毛坯切削，对零件轮廓的单调性则没有要求。情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令情境二含圆弧面类零件切削指令4.精车循环G70用G71、G72、G73指令粗车完毕后，可用G70指令，使刀具进行精加工。指令格式G70P（ns）Q（nf）；指令说明（1）ns为精加工形状程序的第一个段号（2）nf为精加工形状程序的最后一个段号。

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工艺编程与实施》任务六

螺纹轴类零件工艺设计、编程与实施shukong数控专业

学习目标

1.掌握数控车削加工螺纹的工艺知识；2.掌握数控车削加工螺纹编程指令格式与应用。3.巩固数控车床一般指令的使用方法；4.通过螺纹轴类零件的程序编制培养编制螺纹数控加工程序的能力；5.会螺纹轴类零件工艺设计；学习目标情境一螺纹数控车削加工工艺在数控车床上加工螺纹的方法有斜进法、直进法两种，如图1-47所示。直进法容易获得较准确的牙形，但切削力较大，适合加工导程较小（导程小于3mm）的三角螺纹；斜进法在每次往复行程后，除了做横向进刀外，在纵向也做微量进给，斜进法适合加工导程较大的螺纹。一、螺纹的切削方法情境一螺纹数控车削加工工艺情境一螺纹数控车削加工工艺二、螺纹切削基本参数（1）螺纹最大直径d（螺纹的牙顶直径）的计算。考虑到车刀对工件的挤压使塑性材料的工件发生塑性变形以致工件直径变大，所以外螺纹的大径为D=公称直径-0.12P情境一螺纹数控车削加工工艺情境一螺纹数控车削加工工艺情境一螺纹数控车削加工工艺三、加工螺纹时的切削用量由于螺纹加工属于成形加工，为了保证螺纹的导程，加工时主轴旋转一周，车刀的进给量必须等于螺纹的导程。另外，螺纹车刀的强度一般较差，故螺纹牙型往往不是一次加工成的，一般需要进行多次切削，每次进给的吃刀量用螺纹深度与精加工吃刀量所得的差按递减规律分配，螺纹切削的吃刀量分配见表1-7。情境一螺纹数控车削加工工艺情境一螺纹数控车削加工工艺情境一螺纹数控车削加工工艺四、主轴转速的确定数控车床车螺纹时，主轴转速要保证主轴转一周刀具移动一个导程，但受数控系统插补运算速度和主轴编码器的影响，不同的数控系统推荐主轴转速范围是不同的。大多数普通数控车床的主轴转速为式中，P为工件螺纹的导程，英制螺纹为相应换算后的毫米值；K为保险系数，一般取80。情境一螺纹数控车削加工工艺五、螺纹的测量1.用螺纹量规综合测量情境一螺纹数控车削加工工艺2.用螺纹千分尺测量螺纹中径（单项测量）螺纹千分尺是测量外螺纹中径的一种专用的螺旋测微量具，其结构和使用方法与一般千分尺相似。所不同的是，螺纹千分尺有特殊的测量头，测量头的一端为V形，另一端为圆锥形，测量时，两端的测量头分别与螺纹牙型的凸起和沟槽相吻合，如图1-49所示。情境一螺纹数控车削加工工艺情境一螺纹数控车削加工工艺3.用三针测量法测量螺纹中径（单项测量）三针测量法是测量外螺纹中径的一种比较精密的测量方法。测量时，将3根直径相等的量针放在螺纹相对应的螺旋槽中，用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M，如图1-50所示。情境一螺纹数控车削加工工艺情境二螺纹切削指令一、基本螺纹切削指令G32情境二螺纹切削指令（1）主轴速度倍率功能在切螺纹时失效，主轴倍率固定在100%。（2）不停主轴而停止螺纹刀具进给是非常危险的，可能会因切削深度突然增加而损坏刀具。因此，在螺纹切削时进给暂停功能无效。如果在螺纹切削期间按了进给暂停按钮，进给暂停灯亮，刀具到执行非螺纹切削的程序段时停止，然后进给暂停灯灭。（3）由于蜗形螺纹和锥形螺纹切削期间恒表面切削速度控制有效，此时由于主轴速度发生变化有可能切不出正确的螺距。因此，在螺纹切削期间不要使用恒表面切削速度控制，而使用G97。情境二螺纹切削指令二、螺纹切削循环指令G921.直螺纹切削指令格式G92X（U）_Z（W）_F_；式中，X(U)、Z(W)为螺纹切削的终点坐标值；F为螺纹螺距，其轨迹如图1-52所示。情境二螺纹切削指令情境二螺纹切削指令2.锥螺纹切削指令格式G92X（U）_Z（W）_I_F_；式中，X(U)、Z(W)为螺纹切削的终点坐标值；I为螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，I=0。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为负值，反之为正值。其轨迹如图1-53所示。情境二螺纹切削指令情境二螺纹切削指令三、复合螺纹切削循环指令G76复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它的进刀方法有利于改善刀具的切削条件，在编程中应优先考虑应用该指令，如图1-54所示。情境二螺纹切削指令情境二螺纹切削指令

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工艺编程与实施》任务七

盘套类零件工艺设计、编程与实施shukong数控专业

学习目标

1.掌握数控车削加工内、外圆面的工艺设计知识；2.掌握数控车削加工内圆面编程的指令格式与应用。3.通过编制盘套类零件的程序，具备编制盘套类零件数控加工程序的能力；4.能正确运用数控系统仿真软件校验编写的零件数控加工程序，并虚拟加工零件；5.培养学生独立工作的能力和安全文明生产的习惯。学习目标情境一车孔加工工艺车孔是车削加工的主要内容之一。毛坯的铸孔、锻孔以及用麻花钻直接钻出的孔精度都不高，很多情况下还需要用车削的方法进行加工。数控车床上车孔的精度一般可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra为1.6～0.8μm。情境一车孔加工工艺一、车孔刀的种类车孔刀分为通孔车刀和不通孔车刀，如图1-59所示：情境一车孔加工工艺（1）通孔车刀。

用于车削通孔，其切削部分的形状与外圆车刀相似。主偏角一般取60°～75°，副偏角取15°～30°，后角一般磨成双重后角。为了解决排屑问题，精车时要求切屑流向待加工表面（前排屑），因此采用正刃倾角，如图1-60所示。情境一车孔加工工艺情境一车孔加工工艺（2）不通孔车刀。

用于车削不通孔或台阶孔，其切削部分的形状与偏刀相似。主偏角一般取92°～95°，后角一般磨成双重后角。刀尖与刀柄外端的距离要小于工件内孔半径R。为了解决排屑问题，应采用负的刃倾角，使切屑从孔口排出（后排屑）。数控车床上一般选用可转位车刀，如图1-61所示。情境一车孔加工工艺情境一车孔加工工艺二、车孔刀的安装（1）刀尖应与工件旋转中心等高或稍高于旋转中心。防止切削力把刀尖扎进工件里（扎刀）。如果刀尖装有低于工件中心，就容易产生扎刀现象，把内孔车大。（2）内车刀伸出长度尽量要短，一般刀柄伸出刀架长度比被加工孔长5～6mm，以增强刀杆刚性，防止振动。（3）刀柄要尽量与工件轴线平行。情境一车孔加工工艺三、工件装夹车内孔时，工件通常采用三爪自定心卡盘或四爪卡盘装夹，一般是先校平面，再校外圆，经调整反复校正至达到要求为止。尽可能在一次装夹中加工内、外表面和端面，这种方法没有定位误差，也能保证较高的同轴度和垂直度等形位精度。情境一车孔加工工艺四、车内孔的方法（1）车内孔时，循环起点坐标位置要选取适当，防止车刀后壁与孔壁发生碰撞。（2）车不通孔或台阶孔时，一般先用钻头钻孔，因为钻头顶角为118°，所以内孔底面是不平的。可采用分层切削法或用平头钻锪平底面，再车不通孔。（3）车直径较大的台阶孔时，一般先粗车小孔和大孔，再精车小孔和大孔。情境一车孔加工工艺五、切削用量的选择车内孔时由于工作条件不利，容易引起振动，因此切削用量要比车外圆时适当小些。一般粗车主轴转速为600r／min左右，背吃刀量为1～3mm，进给量为0.2～0.3mm/r。精车时主轴转速为800r/min左右，背吃刀量为0.1～0.2mm，进给量为0.1～0.15mm／r。情境二薄壁零件的加工一、加工薄壁工件时易产生的问题（1）工件壁薄、刚性差，在夹紧力的作用下极易产生变形，从而影响零件的尺寸精度和形状精度。（2）工件在切削力的作用下极易产生振动和变形，从而影响零件的尺寸精度和形状精度。（3）因为工件壁薄、质轻，在切削热的作用下，零件本身的温度上升较快，线膨胀系数较大的材料更容易引起热变形，使工件的尺寸不易控制。情境二薄壁零件的加工二、薄壁工件的装夹方法（1）使用开缝套筒装夹。使用开缝套筒装夹薄壁工件，可以增大装夹时的接触面积，使夹紧力均匀地分布在工件表面上，如图1-62所示。（2）使用扇形软卡爪装夹。使用特制的扇形软卡爪装夹薄壁工件，可以增大装夹时的接触面积，使夹紧力均匀地分布在工件表面上，如图1-63所示。使用前，应在卡爪下装夹相应的圆形工件，将工件车削成形。(3)使用轴向夹紧夹具装夹。使用轴向夹紧夹具装夹薄壁工件，可有效地防止工件变形，如图1-64所示。情境二薄壁零件的加工情境二薄壁零件的加工情境二薄壁零件的加工情境二薄壁零件的加工三、车削薄壁工件使用的车刀车削薄壁工件时，针对工件刚性差、易变形的特点，合理选择车刀角度是非常重要的。内孔车刀可以使用机夹车刀，以缩短换刀时间。外圆车刀均选用90°硬质合金车刀。下面介绍一种外圆精车刀。该车刀适合精车薄壁钢件，硬质合金刀片为YT15。车刀前角为48°~50°，采用大前角使刃口锋利，突出切割功能，减小挤压作用，切削轻快，减小切削力，降低切削热。采用大后角可以减小车刀后面与工件表面的摩擦。主偏角为90°～93°，可以减小径向力，避免振动。断屑槽不宜过宽，以2mm左右为宜。情境三端面深孔钻循环G74指令三、车削薄壁工件使用的车刀钻深孔时，排屑和散热比较困难，需要在加工中反复进行退出和钻削动作。G74指令能够自动完成断屑、排屑动作，适用于深孔的钻削加工。加工路径为：钻头先在循环起点向Z向切削进给一定距离，再反向退刀一定距离，实现断屑，然后重复以上动作，直到钻孔完成，最后Z向退刀至循环结束点位置。如图1-65所示为端面深孔钻循环G74指令。如果X(U)和P都忽略，则只为端面深孔钻加工。情境三端面深孔钻循环G74指令情境三端面深孔钻循环G74指令情境三端面深孔钻循环G74指令

《模块一数控车床加工

工艺编程与实施》任务八

非圆曲面轴类零件工艺设计、编程与实施shukong数控专业

学习目标

1.掌握非圆曲面轴类零件车削加工的工艺设计知识；2.掌握数控车削加工非圆曲面轴类编程指令的格式与应用。3.能正确运用数控系统仿真软件校验编写的零件数控加工程序；4.培养独立工作的能力和安全文明生产的习惯。学习目标情境一椭圆相关知识一、椭圆方程1.椭圆的标准方程情境一椭圆相关知识情境一椭圆相关知识

2.椭圆的参数方程情境一椭圆相关知识情境一椭圆相关知识二、数控坐标系中角度的正负规定数控坐标系中角度的正负符号遵循数学原则及数控系统的规定，即逆时针方向为正，顺时针方向为负。配置后置式刀架的数控车床符合此规定，前置式刀架的数控车床正好与之相反，因此前置刀架的数控车床加工曲线时，刀具从工件的右端面向左运动车削，角度是正向变化，如图1-71所示。情境一椭圆相关知识情境一椭圆相关知识三、数控车床坐标系中椭圆的坐标值如图1-72所示，工件坐标系原点在椭圆中心上，即该点Z轴坐标值为0，椭圆标准方程为：由于数控系统采用直径编程，公式中x的坐标值要乘以2。Z与X的坐标值为：情境一椭圆相关知识图1-71中，工件坐标系原点在椭圆中心上，椭圆参数方程为由于采用直径编程，公式中x的坐标值要乘以2。Z与X的坐标值为情境一椭圆相关知识情境一椭圆相关知识图1-72中，工件坐标系原点在工件右端面的回转中心上，因为是直径编程，公式中x的坐标值要乘以2，z的坐标值要减a。X与Z的坐标值为情境二编程指令一般意义上所讲的数控指令其实是指ISO代码指令，即每个代码的功能是固定的，由生产厂家开发，使用者只须也只能按照规定编程。但有时候这些指令满足不了用户的需要，系统因此提供了用户宏程序功能，使用户可以对数控系统进行一定的功能扩展，实际上是数控系统对用户的开放，也可以视为用户利用数控系统提供的工具在数控系统的平台上进行二次开发，当然这里的开发是有条件限制的。宏程序编程特征主要有以下三方面。（1）可以在宏程序主体中使用变量。（2）可以进行变量之间的运算。（3）可以用宏指令对变量进行赋值。一、宏程序的概念情境二编程指令二、宏变量1.变量的定义

用一个可赋值的代号代替具体的数值，这个代号就称为变量。FANUC系统的宏变量用变量符号#和后面的变量号指定，如#1、#2、#3等。也可以用表达式来表示变量，如#［#1+#2-12］等。情境二编程指令2.变量的使用方法

（1）在地址的后面指定变量号或表达式，表达式必须用方括号［］括起来。（2）变量号可以用变量代替。例如，#［#30］，设#30=3，则为#3。（3）程序号、顺序号和任选程序段跳转号不能使用变量。下述方法是不允许的。O#1；N#2Z100；/#2G01X50；情境二编程指令3.变量的类型情境二编程指令4.变量的引用

（1）在地址后指定变量号即可引用其变量值。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号里。（2）改变引用的变量值的符号，要把负号(-)放在#前面。例如，G00X-#1。（3）当引用未被定义的变量时，变量及地址都被忽略。例如，当变量#1的值是零，并且变量#2的值是空时，G00X#1Z#2的执行结果为G00X0。（4）当变量值未被定义时，这样的变量成为“空”变。变量#0总是空变量，它不能被赋任何值。空变量不等于变量值为零的状态。例如，当#1=，G90X100Z#1即为G90X100。这里#1就来被赋予任何数值，是空变量。情境二编程指令三、运算指令宏程序具有赋值、算术运算、逻辑运算、函数运算等功能。运算符右边的表达式可包含常量或由函数或运算符组成的变量。表达式中的变量#j和#k可以用常数赋值。左边的变量也可以用表达式赋值。变量的各种运算如表1-14所示。情境二编程指令情境二编程指令情境二编程指令四、转移与循环指令1.无条件转移指令指令格式GOTOn；

n为顺序号(1～9999)，也可用表达式指定顺序号。例如，

GOTO1；//转移至Nl段程序执行

GOTO#10；//转移至#10表达式情境二编程指令2.条件转移指令指令格式IF［（条件式）］GOTOn；若条件式成立，则程序转向程序段号为n的程序段；若条件式不能满足就继续执行下段程序。例如，IF［#2GT#3］GOTO2，如果#2>#3，则执行N2程序段。运算符见表1-15。情境二编程指令情境二编程指令3.循环指令指令格式

WHILE［条件表达式］DOm；（m=1,2,3）……ENDm；(1)在DOm到ENDm之间的循环识别号m(1，2，3)可以使用任意次，但不能交叉循环(2)DO可以最多多重嵌套3重，但不能交叉循环情境二编程指令五、宏程序调用（1）用G65可以指定自变量（数据传送到宏程序），M98没有该功能。（2）当M98程序段包含另一个CNC指令（例如，G01X100M98P_；）时，在指令执行之后调用子程序。相反，G65无条件地调用宏程序。（3）当M98程序段中包含另一个CNC指令（例如，G01X100M98P_；）时，在单程序段方式中机床停止。相反，G65机床不停止。（4）用G65改变局部变量的级别，而用M98不改变局部变量的级别。情境二编程指令1.宏程序调用指令G65

在主程序中可以用G65指令调用宏程序。指令格式G65P_L_（自变量赋值）；式中，P为指定的宏程序名；L为重复调用次数（1~9999，调用1次时L可省略）。自变量赋值由地址及数值构成，用以对宏程序中的局部变量赋值。情境二编程指令1.宏程序调用指令G65主程序O7002……G65P7100L2A1B2；//调用O7100宏程序执行，重复调用2次，#1=1，#2=2……M30；宏程序O7100#3=#1+#2；IF［#3GT360］GOTO9；G00G91X#3；N9M99；情境二编程指令2.自变量赋值自变量赋值有两种类型。自变量赋值Ⅰ使用除去G、L、N、O、P以外的其他字母作为地址，自变量赋值Ⅱ可使用A、B、C每个字母一次，I、J、K每个字母可使用10次作为地址。表1-16和表1-17分别为两种类型自变量赋值的地址与变量号码之间的对应关系。情境二编程指令情境二编程指令情境二编程指令情境二编程指令（1）表1-16中I、J、K的下标只表示顺序，并不写在实际命令中。系统可以根据使用的字母自动判断自变量赋值的类型。（2）地址G、L、N、O、P不能在自变量中使用。（3）不需指定的地址可以省略，对应于省略地址的局部变量设为空。（4）地址不需要按字母顺序指定，但应符合宏地址的格式。I、J、K需要按字母顺序指定。