《数控加工基础（第五版）》 教案 第三章 数控车床加工基础

学科数控加工基础课题§3-1数控车床的主要功能及加工对象课次7授课时间年月日（星期）1教具课件、视频教学目标1．掌握数控车床的主要功能。2．熟悉数控车床的主要加工对象。审批教学重点1．数控车床的主要功能。2．数控车床的主要加工对象。教学难点1．插补功能。2．恒线速控制功能。教学后记教学内容教学方法【组织教学】1．检查学生出勤情况。2．强调学习过程中应注意安全事项。【复习提问】1．普通车床加工具有哪些特点？2．普通车床能够加工哪些典型表面？【新课导入】引导学生仔细观察教材图3-1所示普通车床加工的典型表面，布置问题：1．在普通车床上能加工的对象，能不能在数控车床上加工？2．数控车床还能加工哪些对象？【讲授新课】§3-1数控车床的主要功能及加工对象一、数控车床的主要功能（重点）1．主轴功能详细讲解数控车床的主轴功能除对机床进行无级调速外，还具有同步进给控制、恒线速度控制及主轴最高转速控制等功能。同步进给控制要让学生明确同步进给控制是为了满足加工螺纹的需要。在加工螺纹时，主轴的旋转与进给运动必须保持一定的同步运行关系。如车削等螺距螺纹时，主轴每旋转一周，其进给运动方向（Z或X）必须严格位移一个螺距或导程。其控制方法是通过检测主轴转数及角位移原点（起点）的元件（如主轴脉冲发生器）与数控装置相互进行脉冲信号的传递而实现的。（2）恒线速度控制恒线速度控制是为了控制表面粗糙度一致而设置的。在车削表面粗糙度要求十分均匀的变径表面，如端面、圆锥面及任意曲线构成的旋转面时，车刀刀尖处的切削速度（线速度）必须随着刀尖所处直径的不同位置而相应自动调整变化。该功能由G96指令控制其主轴转速按所规定的恒线速度值运行，如G96S200表示其恒线速度值为200m/min。当需要恢复恒定转速时，可用G97指令对其注销，如G97S1200r/min。（3）最高转速控制当采用G96指令加工变径表面时，由于刀尖所处直径在不断变化，当刀尖接近工件轴线（中心）位置时，因其直径接近零，线速度又规定为恒定值，主轴转速将会急剧升高。为预防因主轴转速过高而发生事故，FANUC系统则规定可用G50指令限定其恒线速运动中的最高转速，如G50S2000，表示主轴转速最高不超过2000r/min。2．插补功能（难点）不同的数控系统，插补功能不能，一般数控车床具备的插补功能有：直线插补、圆弧插补、抛物线插补、极坐标插补、螺旋线插补、样条曲线插补。3．螺纹车削功能数控车床所具有的螺纹车削功能，一般数控系统都可完成各种米制或英制等螺距、变螺距螺纹的加工，如圆柱（右、左旋）、圆锥及端面螺纹等。4．固定循环切削功能FANUC数控系统具有所具有的单一固定循环和多重复合循环，应用循环指令，可大大简化程序编制。（1）单一固定循环单一固定循环包括车削外圆、端面、螺纹的矩形循环和车削圆锥面的固定循环。（2）多重复合循环多重复合循环的形式很多，如外圆粗车循环、端面粗车循环、固定形状粗车循环、端面钻孔复合循环、车槽复合循环、螺纹车削循环、精车循环等。5．补偿功能刀具磨损、刀具半径的补偿量、丝杠的螺距误差和反向间隙误差的补偿。这些补偿功能的应用，能够方便编程，并提高加工精度。6．自诊断功能自诊断功能是为了故障出现后可迅速查明故障类型及部位，减少因故障而造成的停机时间。7．通信功能CNC通常具有RS232C接口，有还备有DNC接口。现在部分数控机床还具有网卡，可以接入互联网。二、数控车床主要加工对象1．精度要求高的回转体零件数控车床刚度高，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工尺寸精度要求较高的零件。2．表面质量要求高的回转体零件数控车床基本上都具有恒线速度切削功能，能加工出表面粗糙度值小且均匀的零件。3．表面形状复杂的回转体零件由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，因此，可以车削任意直线和曲线组成的形状复杂的回转体零件4．带特殊螺纹的回转体零件详细讲授数控车床的等螺距、变螺距螺纹插补功能，说明数控车床不仅能车削等导程螺纹，还能车削特殊丝杠、变（增/减）螺距、等螺距与变螺距作平滑过渡的螺旋零件以及高精度的模数螺旋零件（如圆柱、圆弧蜗杆）和端面螺纹。同时，数控车床车削螺纹时，主轴转向不必像普通车床那样交替变换，它可以一刀一刀不停顿地循环，直到完成，所以车削螺纹的效率很高。【学习评价】1．数控车床的主要功能有哪些？2．适合数控车削加工的主要对象有哪些？【知识总结与提升】板书：1．数控车床的主要功能（重点）主轴功能、插补功能（难点）、螺纹插补功能、固定循环切削功能、补偿功能、自诊断功能、通信功能等。2．数控车床的主要加工对象（重点）精度要求高的回转体零件、表面质量要求高的回转体零件、表面形状复杂的回转体零件、带特殊螺纹的回转体零件。【课后作业】1．数控车床的主要功能有哪些？答：主轴功能、插补功能、螺纹插补功能、固定循环切削功能、补偿功能、自诊断功能、通信功能等。2．适合数控车削加工的主要对象有哪些？答：精度要求高的回转体零件、表面质量要求高的回转体零件、表面形状复杂的回转体零件、带特殊螺纹的回转体零件。点名，查看学生出勤情况，并强调安全注意事项引导学生复习车工所学知识。了解学生掌握情况问题启发，引入新课讲解时，教师根据学生参观（或观看）感受及平时所见所闻等进行启发，并作提炼概括，避免空洞乏味的说教教师引导学生分析螺纹加工特点，引出同步进给控制，并讲解控制实现方法教师通过讲解让学生明确恒线速度控制命令讲师讲解设置最高转速控制的原因及控制方法教师让学生明确数控机床是通过插补功能来完成零件加工的。同时让学生了解常用的插补功能通过讲解让学生明确数控车床能加工螺纹的种类教师要让学生明确FANUC数控系统具有所具有的单一固定循环和多重复合循环，应用循环指令，可大大简化程序编制让学生了解数控车床所具备的补偿功能教师根据数控车床的特点，讲解数控车床主要加工对象，让学生在实际生产过程中能正确选择数控车床加工对象教师提出问题，让学生回答，检查学生学习情况归纳总结：根据学生学习情况，教师再对本次课的教学内容进行归纳总结，并强调重点与难点布置课后作业，讲解作业要求学科数控加工基础课题§3-2数控车床编程基础课次8授课时间年月日（星期）4教具数控加工仿真软件、课件、视频教学目标1．掌握数控加工程序的概念。2．掌握FANUC0i系统常用准备功能指令。3．了解数控车床刀尖圆弧半径补偿的目的，及刀尖圆弧半径补偿指令。审批教学重点1．FANUC0i系统常用准备功能指令编程格式及应用。2．刀具圆弧半径补偿指令。3．FANUC0i系统单一形状固定循环和复合固定循环。教学难点（1）圆弧顺逆的判别。（2）刀具圆弧半径补偿目的、补偿偏置方向的判别、刀具圆弧半径补偿建立的过程。（3）G90、G94指令加工圆锥时循环起点、终点及R值的确定。（4）G92指令加工圆锥螺纹时循环起点、终点及R值的确定。（5）G71、G72、G73、G74、G75、G76指令中各参数的含义及其加工轨迹。教学后记教学内容教学方法【组织教学】1．检查学生出勤情况。2．强调学习过程中应注意安全事项。【复习提问】1．数控车床的主要功能有哪些？2．数控车床的主要加工对象有哪些？3．数控车床准备功能有何作用？4．如何编制数控车床加工程序？【新课导入】其实，应用数控车床加工零件并不简单，它要经过工艺设计、编制加工程序、输入加工程序、装夹毛坯和刀具、对刀、刀具运行轨迹检查、自动加工等一系列过程。其中，编制加工程序是重要一环。下面，我们将开始学习数控车床编程基础知识。【讲授新课】§3-2数控车床编程基础一、数控车床编程的基础知识（重点）1．直径编程和半径编程当用直径指定时称为直径编程，当用半径指定时称为半径编程。数控车床出厂时设定为直径编程，所以，在编制与X轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。如需用半径编程，需要查阅数控机床操作说明，修改系统中相关的参数。2．小数点编程数字单位以公制为例分为两种：一种以mm为单位，另一种以脉冲当量（即机床的最小输入单位）为单位。并重点强调编程时，对于数字的输入，有些系统可省略小数点，有些系统则可通过系统参数来设定是否可以省略小数点。不管哪种系统，为了保证程序的正确性，最好不要省略小数点的输入。3．绝对值编程、增量值编程和混合编程（1）绝对值编程是根据已设定的工件坐标系计算出工件轮廓上各点的绝对坐标值进行编程的方法，程序中用X、Z表示。（2）增量值编程是用相对于前一个位置的坐标增量来表示坐标值的编程方法，程序中用U、W表示，其正负由行程方向确定，当行程方向与工件坐标轴方向一致时为正，反之为负。（3）混合编程是将绝对值编程和增量值编程混合起来进行编程的方法。二、常用准备功能指令介绍1．快速点定位指令（G00）（1）指令格式G00X（U）Z（W）；X、Z：刀具目标点的绝对坐标值；U、W：刀具目标点相对于起始点的增量坐标值。（2）指令说明1）G00为模态指令2）移动速度不能用程序指令设定，而是由机床参数预先设置的，它可由面板上的进给修调旋钮修正。3）G00的执行过程如下：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。4）执行G00指令时，X、Z两轴同时以各轴的快进速度从当前点开始向目标点移动，一般各轴不能同时到达终点，其行走路线可能为折线。（3）示例A→B：G00X50.0Z80.0；2．直线插补指令（G01）（重点）（1）指令格式G01X（U）__Z（W）__F__；X、Z：刀具目标点的绝对坐标值；U、W：刀具目标点相对于起始点的增量坐标值；F：刀具切削进给速度，单位可以是每分钟进给，也可以是每转进给。（2）指令说明1）G01程序中必须含有F指令，进给速度由F指令决定。2）G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G32功能注销。（3）示例A→B：G00X25.0Z35.0；B→C：G01Z13.0F0.2；3．圆弧插补指令（G02/G03）（重点、难点）（1）指令格式G02/G03X(U)Z(W)RF;G02/G03X(U)Z(W)IKF;式中，X(U)、Z(W)为圆弧终点坐标；R为圆弧半径；I、K为圆心坐标。（2）圆弧顺逆的判别判别方法是：处在圆弧所在平面（数控车床为XZ平面）的另一个轴（数控车床为Y轴）的正方向看该圆弧，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。在判别圆弧的顺、逆方向时，一定要注意刀架的位置及Y轴的方向。教师再根据刀架的位置绘制不同的圆弧，让学生判别，加深学生理解与记忆。（3）圆心坐标的确定圆心坐标I、K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X轴、Z轴上的投影。①圆心坐标方式编程适用于任何圆弧的加工；②圆心坐标I、K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X、Z轴向上的投影，也就是用圆心坐标减去圆弧起点的坐标，即：则I=（X圆心－X起点）/2，K=Z圆心－Z起点。（4）圆弧半径的确定圆弧半径R有正值与负值之分。当圆弧所对的圆心角小于或等于180°时，R取正值；当圆弧所对的圆心角大于180°并小于360°时，R取负值。（5）示例前置刀架：G02X50.0Z-20.0R25.0F0.2；后置刀架：G02X50.0Z-20.0R25.0F0.2；4．螺纹插补指令（G32）（1）指令格式G32X（U）__Z（W）__F__；X（U）、Z（W）：螺纹终点坐标。F：螺纹导程，单位为mm。（2）指令说明1）螺纹切削应在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。2）加工多线螺纹时，在加工完一条螺旋槽后，将车刀用G00或G01方式移动一个螺距，再按要求编程加工下一条螺旋槽。（3）示例螺纹大径d1＝D－0.13P螺纹小径d2＝D－1.08PO3001；N10M03S600T0101；N20G00X32.0Z2.0；N30X29.3；N40G32W－75.0F1.5；N50G00X40.0；N60W75.0；N70X28.9；N80G32W－75.0F1.5；N90G00X40.0；N100W75.0；N110X28.5；N120G32W－75.0F1.5；N130G00X40.0；N140W75.0；N150X28.38；N160G32W－75.0F1.5；N170G00X32.0；N180X100.0Z50.0；N190M05；N200M30；三、刀尖圆弧半径补偿（重点，难点）1．刀尖圆弧半径补偿的目的当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，刀尖圆弧将引起尺寸和形状误差。2．刀尖圆弧半径补偿的指令（1）刀尖圆弧半径左补偿（G41）顺着刀具运动方向看，刀具在工件的左侧，称为刀尖圆弧半径左补偿（2）刀尖圆弧半径右补偿（G42）顺着刀具运动方向看，刀具在工件的右侧，称为刀尖圆弧半径右补偿（3）取消刀尖圆弧半径补偿（G40）3．刀尖圆弧半径补偿的过程刀尖圆弧半径补偿的过程分为三步：刀补的建立、刀补的进行、刀补的取消。4．刀尖方位的确定假想刀尖方位共有9种。举例说明常用刀具的具体刀尖方位5．刀尖圆弧半径补偿指令应用注意事项（1）G41、G42、G40指令不能与圆弧切削指令写在同一个程序段内，可与G01、G00指令在同程序段出现，即它是通过直线运动来建立或取消刀具补偿的。（2）在调用新刀具前或要更改刀具补偿方向时，中间必须取消刀具补偿，目的是避免产生加工误差或干涉。（3）刀具补偿取消程序段G40在G41或G42程序段后面，格式为：G41（或G42）…G40；程序最后必须以取消偏置状态结束；否则刀具不能在终点定位，而是停在与终点位置偏移一个矢量刀具圆弧半径的位置上。（4）G41、G42、G40是模态代码。四、单一形状固定循环1．内外圆车削循环（G90）（1）内外圆柱面切削循环1）指令格式G90X（U）__Z（W）__F__；X（U）、Z（W）：圆柱面切削终点的坐标值。F：进给速度。2）指令说明①加工路线为矩形循环。②在固定循环切削过程中，M、S、T等功能都不能改变；③G90循环每一次切削加工结束后，刀具均返回循环起点。3）示例其加工程序如下：……N50G90X40.0Z20.0F0.3；A→B→C→D→AN60X30.0；A→E→F→D→AN70X20.0；A→G→H→D→A……（2）内外圆锥面车削循环1）指令格式G90X（U）__Z（W）__R__F__；R：车削圆锥面时起点半径与终点半径的差值。2）指令说明3）示例加工如图零件，试用G90指令编写圆锥面加工程序。图3-27圆锥面切削循环示例O3002；N10T0101；N20G99M03S800；N30G00X35.0Z2.0；N40G90X28.0Z－25.0R－2.7F0.2；N50X24.0；N60X20.0；N70G00X100.0Z50.0；N80M30；2．端面车削循环（G94）（1）圆柱端面车削循环1）指令格式G94X（U）__Z（W）__F__；X（U）、Z（W）、F的含义与G90相同。2）指令说明G90与G94的区别在于G90是在工件径向做分层粗加工，而G94是在工件轴向做分层粗加工。G94第一步先沿Z轴运动，而G90则是先沿X轴运动。3）示例O3003；N5T0101；N10G99M03S500；N20G00X52.0Z1.0；N30G94X20.2Z－2.0F0.2；N40Z－4.0；N50Z－6.0；N60Z－8.0；N70Z－9.8；N80X20.0Z－10.0S900；N90G00X100.0Z50.0；N100M30；（2）圆锥端面车削循环1）指令格式G94X（U）__Z（W）__R__F__；X（U）、Z（W）、F：含义与G90相同；R：端面切削的起点相对于终点在Z轴方向上的增量值，圆台左大右小，取正值，反之为负值。2）指令说明G94的刀具运动轨迹如下：刀具从A点出发，第1段沿Z轴快速移动，到达B点，第2段以F指令的进给速度切削到达C点，第3段切削进给退到D点，第4段快速退回到出发点A点，完成一个切削循环3．螺纹车削循环（G92）（1）指令格式G92X（U）__Z（W）__R__F__；X、Z：螺纹终点的绝对坐标值。U、W：螺纹终点相对于螺纹起点的增量坐标值。R：锥螺纹起点与终点的半径差，加工圆柱螺纹时R为零，可省略。（2）指令说明该指令可切削圆柱螺纹和锥螺纹。（3）示例螺纹大径：d大＝D－0.13P＝30mm－0.13×2mm＝29.74mm；螺纹小径：d小＝D－1.08P＝30mm－1.08×2mm＝27.84mm。O3004；N10T0101；N20G99M03S800；N30G00X35.0Z104.0；N40G92X29.0Z53.0F2.0；N50X28.5；N60X28.0；N70X27.84；N80G00X270.0Z260.0；N90M05；N100M30；五、复合固定循环1．精加工复合固定循环（G70）（1）指令格式G70P（ns）Q（nf）；（2）指令说明在精车循环G70状态下，ns至nf程序中指定的F、S、T有效；如果ns至nf程序中不指定F、S、T时，粗车循环中指定的F、S、T有效。在使用G70精车循环时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。2．内外圆复合固定粗车循环（G71）（1）指令格式G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；Δd：X向背吃刀量，半径量，不带正负号；e：粗加工每次车削循环的X向退刀量，无符号；ns：精加工程序第一个程序段的段号；nf：精加工程序最后一个程序段的段号；Δu：X向精加工余量（直径量）；Δw：Z向精加工余量；F、S、T：粗加工循环中的进给速度、主轴转速与刀具功能。（2）指令说明1）如图所示为G71粗车循环的运动轨迹，图中A点为粗加工循环起点，B点为精加工路线的第一点，D点为精加工路线的最后一点。在循环开始时，刀具首先由A点退到C点，移动Δu/2和Δw的距离。刀具从C点平行于AB沿X轴负方向移动Δd，开始第一刀的切削循环。第1步的移动由顺序号ns的程序段中G00或G01指定；第2步切削运动用G01指定，当到达本段终点时，以与Z轴夹角为45°的方向退出；第3步以离开切削表面e的距离快速返回Z轴的出发点。再以背吃刀量Δd进行第二刀切削，当达到精车余量时，沿精加工余量轮廓EF加工一刀，使精车余量均匀。最后从F点快速返回A点，完成一个粗车循环。只要在程序中给出A→B→D之间的精加工形状及X向精车余量Δu、Z向精车余量Δw、每次背吃刀量Δd即可完成ABDA区域的粗车工序。2）在B→D之间的移动指令中指令F、S、T功能仅在精车中有效。粗车循环使用G71程序段或以前指令的F、S、T功能。当有恒线速控制功能时，在B→D之间移动指令中指定的G96或G97也无效，粗车循环使用G71程序段或以前指令的G96或G97功能。3）A→B之间的刀具轨迹由顺序号ns的程序段中指定。可以用G00或G01指定，但不能指定Z轴的运动。在程序段ns到nf中不能调用子程序。当顺序号ns的程序段用G00移动，在指令A点时，必须保证刀具在Z轴方向上位于零件之外。顺序号ns的程序不仅用于粗车，还要用于精车时的进刀，一定要保证进刀的安全。4）B→D之间的零件形状，X轴和Z轴都必须是单调增大或减小的图形。5）在编程时，A点在G71程序段之前指令。（3）示例O3005；N10G99M03S500；N20T0101；N30G00X72.0Z10.0；N40G71U2.0R1.0；N50G71P60Q120U1.0W0.5F0.3；N60G00X20.0S800；N70G01Z－15.0F0.15；N80X30.0；N90Z－30.0；N100X40.0；N110Z－45.0；N120X72.0；N130G70P60Q120；N140G00X100.0Z100.0；N150M05；N160M303．端面复合固定粗车循环（G72）（1）指令格式G72W（Δd）R（e）；G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；Δd：粗加工每次背吃刀量（正值，Z向）。e：粗加工每次车削循环的Z向退刀量。ns：精加工程序的第一个程序段的段号。nf：精加工程序的最后一个程序段的段号。Δu：X向精加工余量（直径量）。Δw：Z向精加工余量。（2）指令说明端面复合固定粗车循环指令的含义与G71类似，不同之处是刀具平行于X轴方向切削，它是从外径方向往轴线方向切削端面的粗车循环（3）示例O3006；N10G99M03S500；N20T0101；N30G00X72.0Z2.0；N40G72W4.0R1.0；N50G72P60Q120U1.0W0.5F0.3；N60G00Z－45.0S800；N70G01X50.0F0.15；N80Z－30.0；N90X40.0；N100Z－15.0；N110X30.0；N120Z2.0；N130G70P60Q120；N140G00X100.0Z100.0；N150M05；N160M30；4．形状复合固定粗车循环（G73）（1）指令格式G73U（Δi）W（Δk）R（Δd）；G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；Δi：粗切时X向切除的总余量（半径值）。Δk：粗切时Z向切除的总余量。Δd：循环次数。其他参数含义同G71指令。（2）指令说明执行G73功能时，每一刀的切削路线的轨迹形状是相同的，只是位置不同。每走完一刀，就把切削轨迹向工件移动一个位置，因此对于经锻造、铸造等粗加工已初步成形的毛坯，可用G73循环进行高效加工。（3）示例O3007；N10G99M03S500；N20T0101；N30G00X100.0Z20.0；N40G73U9.0W1.0R3；N50G73P60Q140U1.0W0.5F0.3；N60G00X30.0Z5.0S800；N70G01Z－15.0F0.15；N80X40.0；N90Z－30.0；N100X50.0；N110Z－45.0；N120X70.0；N130Z－60.0；N140X82.0；N150G70P60Q140；N160G00X100.0Z100.0；N170M05；N180M30；5．镗孔与深孔钻削复合固定循环（G74）（1）指令格式G74R（e）；G74X（U）__Z（W）__P（Δi）Q（Δk）R（Δd）F__；e：每次切削的回退量，模态值。X：切削终点的X向绝对坐标值；Z：切削终点的Z向绝对坐标值；U：切削终点相对于切削起点的X向增量；W：切削终点相对于切削起点的Z向增量；Δi：刀具完成一次轴向切削后在X方向的偏移量，用不带符号的半径量表示；Δk：Z轴方向每次切削进给的切深，无正负符号，单位为μm；Δd：切削到终点的退刀量，为防止打刀，一般设为0。（2）指令说明1）G74指令中，若指定X轴地址和X轴移动量，则为镗孔加工；若不指定X轴地址和X轴移动量，则为端面深孔钻削加工。2）使用时刀具一定要精确定位到工件的旋转中心。3）F值为粗加工循环中的进给速度，如未指定则沿用前面程序段中的F值。（3）示例O3008；N10G99M03S800；N20T0101；N30G00X0Z5.0M08；N40G74R2.0；N50G74Z－50.0Q5000F0.15；N60G00X50.0Z100.0；N70M09；N80M30；6．内外圆切槽复合固定循环（G75）（1）指令格式G75R（e）；G75X（U）__Z（W）__P（Δi）Q（Δk）R（Δd）；e：切槽过程中径向退刀量，半径值，单位为mm；X（U）、Z（W）：切槽终点处坐标；Δi：切槽过程中径向每次切入量，用不带符号的半径量表示，单位为μm；Δk：沿径向切完一个刀宽后退出在Z向的移动量，用不带符号的值表示，单位为μm；Δd：刀具切到槽底后，在槽底沿Z向的退刀量。（2）指令说明1）切槽刀起始点A的X向位置应比槽口最大直径大2~3mm，以免在刀具快速移动时发生撞刀。Z向位置与切槽起始位置是从槽的左侧还是右侧开始有关。如图3-42所示，左刀尖作为刀位点，当切槽起始位置从左侧开始时Z为－30mm；当切槽起始位置从右侧开始时，Z为－24mm（槽左侧尺寸20mm加刀宽4mm）。2）在切单个宽槽时须注意Δk值应小于刀宽，以使每次切削轨迹在宽度上都有重叠。3）Δd一般取0，以免断刀。4）对于指令中的Δi、Δk值，在FANUC系统中，不能输入小数点，而直接输入脉冲当量值，如P1500表示径向每次切深量为1.5mm。（3）示例O3009；N10G99M03S300；N20T0101；N30G00X42.0Z－24.0M08；N40G75R0.2；N50G75X30.0Z－30.0P500Q3000F0.05；N60G00X50.0M09；N70Z100.0；N80M30；7．螺纹复合固定切削循环（G76）（1）指令格式G76P（m）（r）（a）Q（Δdmin）R（d）；G76X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（Δd）F；m：精车重复次数，从1~99中选择，该值是模态的，在下次被指定之前一直有效，也可以用参数设定。r：螺纹尾端倒角量，是螺纹导程（L）的0．1~9．9倍，以0．1为一挡增加，设定时用00~99的两位数表示。a：刀尖角度，可从0、29°、30°、55°、60°和80°六个角度中选择一个合适的，用两位数表示；值是模态的，在下次被指定之前一直有效。也可以用参数设定。Δdmin：最小切深，用半径值指令，单位为μm。d：精车余量，用半径值指令，单位为μm。X（U）、Z（W）：螺纹终点坐标。i：锥螺纹起点、终点的半径差值，圆柱螺纹时为0，可省略。k：螺纹高度（X轴方向上的牙型高），用半径值指令，单位为μm。Δd：第一次切深，用半径值指令，单位为μm。F：螺纹导程。（2）指令说明1）m、r、α可用地址一次指定，如m=2，r=P，α=60°时可写成P021060。2）在指令中，P、Q、R地址后的数值应表示为无小数点形式。（3）示例参数的选择：1）A点位置。A点应在毛坯之外，以保证快速进给的安全，还应保证螺纹的切削精度，Z轴方向应大于升速进刀段δ1。2）m值的选取。精加工进给次数，选m＝1。3）r值的选取。r值若选得过大，在近于45°方向上退刀时不能保证螺纹长度，若选得过小，则收尾部分太短，若用收尾部分进行螺纹密封时，效果欠佳。若设计有要求，则按要求设定，本例按1个螺距选取，r＝10。4）α的确定。公制螺纹，牙型角α＝60°。5）Δdmin的确定。最小切入增量Δdmin＝0.1mm。6）d的确定。精加工余量，本例选d＝0.2mm。7）k值的确定。牙型高k＝3.68mm。8）Δd的确定。第1次切入量，选Δd＝1.8mm。O3010；N10G99M03S800；N20T0303；N30G00X80.0Z130.0；N40G76P011060Q100R200；N50G76X60.64Z25.0P3680Q1800F6.0；N60G00X100.0Z50.0；N70M30；【教学评价】1．G00与G01指令有何区别？2．默写G02/G03指令格式，并解释指令中各参数的含义。3．如何正确判断圆弧的顺逆？4．默写G90、G92、G94指令格式，并解释指令中各参数的含义。5．如何区分刀具半径左补偿和刀具半径右补偿？6．默写G71、G72、G73指令格式，并解释各参数的含义。7．默写G74、G75、G76 指令格式，并解释各参数的含义。8．G92与G76有何区别？【知识总结与提升】1．快速点定位指令G00X（U）Z（W）；2．内外圆编程指令G01Z（W）__F__；G90X（U）__Z（W）__F__；3．端面编程指令G01X（U）__F__；G94X（U）__Z（W）__F__；4．内外锥加工指令G01X（U）__Z（W）__F__；G90X（U）__Z（W）__R__F__；G94X（U）__Z（W）__R__F__；5．圆弧编程指令G02X（U）__Z（W）__R__F__；G02X（U）__Z（W）__I__K__F__；G03X（U）__Z（W）__R__F__；G03X（U）__Z（W）__I__K__F__；6．螺纹插补指令G32X（U）Z（W）F；G92X（U）__Z（W）__R__F__；7．复合固定循环指令（1）精加工复合固定循环（G70）G70P（ns）Q（nf）；（2）内外圆复合形状固定粗车循环（G71）G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；（3）端面复合固定粗车循环（G72）G72W（Δd）R（e）；G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；（4）形状复合固定粗车循环（G73）G73U（Δi）W（Δk）R（Δd）；G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；（5）镗孔与深孔钻削循环（G74）G74R（e）；G74X（U）__Z（W）__P（Δi）Q（Δk）R（Δd）F__；（6）内、外圆切槽复合固定循环（G75）G75R（e）；G75X（U）__Z（W）__P（Δi）Q（Δk）R（Δd）；（7）螺纹复合固定切削循环（G76）G76P（m）（r）（a）Q（Δdmin）R（d）；G76X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（Δd）F；【课后作业】1．G00与G01指令有何区别？答：（1）G00指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程，一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。（2）G01指令是直线插补指令，规定刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的进给速度做任意斜率的直线运动。2．默写G02/G03指令格式，并解释指令中各参数的含义。答：（1）G02/G03指令格式G02（G03）X（U）__Z（W）__R__F__；G02（G03）X（U）__Z（W）__I__K__F__；（2）参数含义1）XZ为圆弧终点的绝对坐标值；2）UW为圆弧终点相对于圆弧起点的增量坐标值；3）IK为圆心在X、Z轴方向上相对于圆弧起点的增量坐标值；4）R为圆弧半径；5）F__沿圆弧的进给速度。3．如何正确判断圆弧的顺逆？答：判别方法是：处在圆弧所在平面（数控车床为XZ平面）的另一个轴（数控车床为Y轴）的正方向看该圆弧，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。4．默写G90、G92、G94指令格式，并解释指令中各参数的含义。答：（1）G90X（U）__Z（W）__F__；1）X（U）、Z（W）：X、Z为圆柱面切削终点坐标值，U、W为圆柱面切削终点相对于循环起点的增量坐标值。2）F：进给速度。（2）G90X（U）__Z（W）__R__F__；1）X（U）、Z（W）：X、Z为圆锥面切削终点绝对坐标值，U、W为圆锥面切削终点相对循环起点的增量值。2）R：车削圆锥面时起点半径与终点半径的差值。3）F：进给速度。（3）G92X（U）__Z（W）__R__F__；X、Z：螺纹终点的绝对坐标值。U、W：螺纹终点相对于螺纹起点的增量坐标值。R：锥螺纹起点与终点的半径差，加工圆柱螺纹时R为零，可省略。（4）G94X（U）__Z（W）__F__；X（U）、Z（W）、F的含义与G90相同。（5）G94X（U）__Z（W）__R__F__；X（U）、Z（W）、F：含义与G90相同；R：端面切削的起点相对于终点在Z轴方向上的增量值，圆台左大右小，取正值，反之为负值。如何区分刀具半径左补偿和刀具半径右补偿？答：判别方法如下：顺着刀具所在平面（数控车床为XZ平面）另一个轴（数控车床为Y轴）的正方向看刀具的运动方向，刀具在工件左侧为G41，刀具在工件右侧为G42。6．默写G71、G72、G73指令格式，并解释各参数的含义。答：（1）内外圆复合固定粗车循环（G71）G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；Δd：X向背吃刀量，半径量，不带正负号；e：粗加工每次车削循环的X向退刀量，无符号；ns：精加工程序第一个程序段的段号；nf：精加工程序最后一个程序段的段号；Δu：X向精加工余量（直径量）；Δw：Z向精加工余量；F、S、T：粗加工循环中的进给速度、主轴转速与刀具功能。（2）端面复合固定粗车循环（G72）G72W（Δd）R（e）；G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；Δd：粗加工每次背吃刀量（正值，Z向）。e：粗加工每次车削循环的Z向退刀量。ns：精加工程序的第一个程序段的段号。nf：精加工程序的最后一个程序段的段号。Δu：X向精加工余量（直径量）。Δw：Z向精加工余量。（3）形状复合固定粗车循环（G73）G73U（Δi）W（Δk）R（Δd）；G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；Δi：粗切时X向切除的总余量（半径值）。Δk：粗切时Z向切除的总余量。Δd：循环次数。其他参数含义同G71指令。7．默写G74、G75、G76 指令格式，并解释各参数的含义。答：（1）镗孔与深孔钻削复合固定循环（G74）G74R（e）；G74X（U）__Z（W）__P（Δi）Q（Δk）R（Δd）F__；e：每次切削的回退量，模态值。X：切削终点的X向绝对坐标值，如图3-39中B点X向绝对坐标值；Z：切削终点的Z向绝对坐标值，如图3-39中C点Z向绝对坐标值；U：切削终点相对于切削起点的X向增量，如图3-39中A点至B点的X向增量；W：切削终点相对于切削起点的Z向增量，如图3-39中A点至C点的Z向增量；Δi：刀具完成一次轴向切削后在X方向的偏移量，用不带符号的半径量表示；Δk：Z轴方向每次切削进给的切深，无正负符号，单位为μm；Δd：切削到终点的退刀量，为防止打刀，一般设为0。（2）内外圆切槽复合固定循环（G75）G75R（e）；G75X（U）__Z（W）__P（Δi）Q（Δk）R（Δd）；e：切槽过程中径向退刀量，半径值，单位为mm；X（U）、Z（W）：切槽终点处坐标；Δi：切槽过程中径向每次切入量，用不带符号的半径量表示，单位为μm；Δk：沿径向切完一个刀宽后退出在Z向的移动量，用不带符号的值表示，单位为μm；Δd：刀具切到槽底后，在槽底沿Z向的退刀量。（3）螺纹复合固定切削循环（G76）G76P（m）（r）（a）Q（Δdmin）R（d）；G76X（U）Z（W）R（i）P（k）Q（Δd）F；m：精车重复次数，从1~99中选择，该值是模态的，在下次被指定之前一直有效，也可以用参数设定。r：螺纹尾端倒角量，是螺纹导程（L）的0.1~9.9倍，以0.1为一挡增加，设定时用00~99之间的两位数表示。a：刀尖角度，可从0、29°、30°、55°、60°和80°六个角度中选择一个合适的，用两位数表示；值是模态的，在下次被指定之前一直有效。也可以用参数设定。Δdmin：最小切深，用半径值指令，单位为μm。d：精车余量，用半径值指令，单位为μm。X（U）、Z（W）：螺纹终点坐标。i：锥螺纹起点、终点的半径差值，圆柱螺纹时为0，可省略。k：螺纹高度（X轴方向上的牙型高），用半径值指令，单位为μm。Δd：第一次切深，用半径值指令，单位为μm。F：螺纹导程。8．G92与G76有何区别？答：（1）G92指令使刀具从循环起点开始按矩形或梯形循环，最后又回到循环起点。加工螺纹时，需要编写多个程序段。（2）G76指令用于多次自动循环切削螺纹。执行一次G76指令就可完成螺纹的加工。【补充材料】1．倒角的简化编程在相交成直角的平行于坐标轴的两直线程序段之间，可以简单地加入倒角的简化编程。（1）由Z轴移向X轴指令格式：G01Z（W）（b）C（I）（±i）；刀具运动如图3-1所示。刀具从a点出发，指令点为b点，但在距离b点为i的d点，刀具沿45°角运动到c点，即a→d→c。i＝bc，i的符号，按下个程序段沿X轴的移动方向来确定。当b→c是沿＋X轴方向移动时，i为正值；当b→c是沿－X轴方向移动时，i取负值。i值用半径值指令。图3-1Z→X倒角图3-2X→Z倒角（2）由X轴移向Z轴指令格式：G01X（U）（b）C（K）（±k）；刀具运动如图3-2所示。刀具从a点出发，指令点为b点，但在距离b点为k的d点，刀具沿45°角运动到c点，即a→d→c。k＝bc，k的符号，按下个程序段沿Z轴的移动方向来确定。当b→c是沿＋Z轴方向移动时，k为正值；当b→c是沿－Z轴方向移动时，k取负值。（3）倒角的注意事项1）倒角时，用G01指令的移动轴只能有一个轴，X轴或Z轴，在下个程序段，必须指令与其成直角的另一个轴，Z轴或X轴。2）下一个程序段是以b点为始点指令的，而不是c点，要特别注意，在增量指令时，应指令离b点的距离。3）单程序段停止在c点而不在d点。4）在有的FANUC系统中，具有简化倒角功能，有的系统没有简化倒角功能，使用时查阅机床编程说明书。（4）编程举例零件如图3-3所示，其加工程序如下：……N30G01X0Z50.0F0.2；N40X28.0C-2.0；N50Z30.0；N60X38.0C-2.0；N70Z0；……图3-3倒角功能实例图2．倒圆角的简化编程在相交成直角的平行于坐标轴的两直线程序段之间，可以简单地加入倒圆角的简化编程。（1）由Z轴移向X轴指令格式：G01Z（W）（b）R（±r）；刀具运动如图3-4所示。刀具从a点出发，指令点为b点，但在距离b点为r的d点，刀具以圆弧移动到c点，即a→d→c。r的符号，按下个程序段沿X轴的移动方向来确定。当b→c是沿＋X轴方向移动时，r为正值；当b→c是沿－X轴方向移动时，r取负值。图3-4Z→X倒圆角图3-5X→Z倒圆角（2）由X轴移向Z轴指令格式：G01X（U）（b）R（±r）；刀具运动如图3-5所示。刀具从a点出发，指令点为b点，但在距离b点为r的d点，刀具以圆弧移动到c点，即a→d→c。r的符号，按下个程序段沿Z轴的移动方向来确定。当b→c是沿＋Z轴方向移动时，r为正值；当b→c是沿－Z轴方向移动时，r取负值。（3）倒圆角的注意事项1）倒圆角时，用G01指令的移动轴只能有一个轴，X轴或Z轴，在下个程序段，必须指令与其成直角的另一个轴，Z轴或X轴。2）下一个程序段是以b点为始点指令的，而不是c点，要特别注意，在增量指令时，应指令离b点的距离。3）单程序段停止在c点而不在d点。4）在有的FANUC系统中，具有简化倒圆角功能，有的系统没有简化倒圆角功能，使用时查阅机床编程说明书。（4）编程举例零件如图3-6所示，其加工程序如下：……N30G01X0Z50.0F0.2；N40X28.0R-2.0；N50Z30.0R2.0；N60X38.0R-2.0；N70Z0；……图3-6倒角功能实例图点名，查看学生出勤情况，并强调安全注意事项教师引导学生复习上一节课所学知识。提问检查学生掌握情况，进一步巩固所学知识采用讲授式，紧扣复习提问的内容引入新课讲清直径与半径编程的原因以及方法。重点强调出厂时一般设定为直径编程教师详细讲授小数点编程的规定方法教师详细讲授绝对值编程、增量值编程和混合编程的概念。在学生理解概念的基础上，教师再举例加以说明绝对值、增量值和混合值编程特点。教师讲清G00指令的功能、格式及说明，讲授时，要重点强调G00移动速度不能用程序指令设定，而是由机床参数预先设置的，它可通过面板上的进给修调旋钮修正。G00的走刀轨迹通常为折线轨迹。编程时，要注意走刀路线安全，避免出现撞刀事故通过示例说明G00指令的应用对比G00讲授G01指令的功能、格式，加深学生的印象。讲解G01时，教师要重点强调两点：执行G01指令的刀具轨迹为直线轨迹；G01程序中必须含有F指令，进给速度由F指令决定。可通过机床操作面板进给倍率进行调整通过示例进一步说明G01指令的作用及应用教师重点讲授G02/G03指令的功能、格式及格式中各程序字的含义。播放G02/G03指令运行动画，帮助学生理解G02/G03指令的运行轨迹。顺逆圆弧的判别是该部分知识的难点，教师讲清圆弧顺逆的判别方法教师详细讲解圆心坐标编程，重点强调I和K值的确定重点强调两点：①R值的正负，应根据圆弧圆心角的大小作正确判断；②半径R方式编程不适用于整圆的加工。通过示例仿真示范，说明圆弧插补指令的应用。前置刀架与后置刀架并不影响程序教师要重点强调以下三点：①用G32指令，可以加工等导程的圆柱螺纹、圆锥螺纹和端面螺纹。②螺纹切削应在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。③加工多线螺纹的方法通过示例仿真示范，讲解G32指令的应用方法，并详细讲解螺纹大径和小径的计算方法教师按编程思路逐条编写示例螺纹的加工程序，并解释每条指令的含义教师通过仿真演示应用具有刀尖圆弧半径的刀具加工锥体和圆弧时，引起零件尺寸和形状误差教师引导学生复习回顾数控机床坐标系的规定，然后再讲解补偿偏置方向的判别方法教师通过动画或仿真演示刀补建立、执行、取消路线，让学生理解刀尖圆弧半径补偿的过程教师首先讲清确定刀具方位的重要意义及不同车刀刀尖方位的确定方法教师详细讲解刀尖圆弧半径补偿指令应用注意事项教师首先讲解内外圆切削循环（G90）的功能、指令格式。再通过多媒体课件播放G90走刀的动画视频，让学生观察G90指令的运动轨迹，帮助学生归纳总结G90指令运动轨迹的特点，正确理解循环起点、切削终点的含义通过示例仿真示范，教师详细讲解G90指令的应用。重点是循环起点和切削终点的确定教师重点讲解R值的确定，并通过示例说明R值的计算通过示例说明与圆柱端面车削循环进行对比讲解，教师播放G94加工锥端面走刀动画视频，让学生归纳总结G94车圆锥端面时的走刀特点重点强调G90与G94指令的区别通过示例仿真示范，进一步说明G94指令的应用。重点是循环起点和切削终点的确定教师着重强调R值的确定，并通过示例说明R值的求解先引导学生复习螺纹切削指令G32的指令格式、加工动作以及编程较为繁琐的问题，导入G92指令。并结合G90指令格式进行对比讲解，让学生掌握G92指令格式及编程通过示例，帮助学生分析螺纹大径、小径、升速进刀段、降速退刀段、螺纹有效长度、螺距、螺纹切削次数等参数，掌握G92指令的应用讲解G70指令格式及参数的含义，并说明G70指令的应用强调应用G70指令的注意事项教师首先板书G71指令格式，讲解指令格式中各程序字的含义。教师播放G71加工轨迹视频，帮助学生理解G71走刀轨迹。让学生明确指令格式中的参数的含义。详细解释指令运动轨迹通过示例，引导学生应用G71编制加工程序，加深学生对G71指令的理解，巩固所学知识详细讲解零件加工程序教师首先讲清G72指令的功用；然后教师板书G72与G71指令格式，让学生观察二者的区别，找出不同点；再对比G71指令详细讲解G72指令格式、参数理解与设置、精加工轮廓的描述、循环起点确定通过示例仿真加工，示范G72指令的应用，加深学生对G72指令的理解，巩固所学知识教师板书G73与G71指令格式，让学生观察二者的区别，找出不同点。教师重点讲解第一行中的参数播放G73加工视频，帮助学生理解G73走刀轨迹。通过示例仿真加工，示范G73指令的应用，加深学生对G73指令的理解，巩固所学知识教师板书G74指令格式，详细讲解各参数的含义及其设置。教师播放G74加工视频，让学生观察刀具走刀路线，掌握G74指令的应用通过示例仿真加工，示范G74指令的应用，加深学生对G74指令的理解教师板书G75指令格式，详细讲解各参数的含义及其设置教师播放G75加工视频，帮助学生分析G75走刀轨迹详细讲解G75指令说明通过示例仿真加工，示范G75指令的应用，加深学生对G75指令的理解教师板书G76指令格式，详细讲解各参数的含义及其设置。各参数的含义是重点也是难点，教师应结合实例引导学生按照加工要求正确地对各参数进行赋值。让学生熟悉G76指令格式，并要求学生在理解的基础上记忆教师播放G76加工视频，分析讲解G76走刀轨迹。教学过程中，也可让学生扫描图3-43所配的二维码，查看G76加工轨迹动画，观察刀具走刀路线，掌握G76指令的应用。通过示例仿真加工，示范G76令的应用，加深学生对G76令的理解详细讲解参数的选择教师提出问题，让学生回答，检查学生学习情况归纳总结：根据加工内容进行总结，让学生明确加工内容不同，所用指令不同。同时让同学记住常用编程指令的格式及参数的含义。同时强调重点与难点。布置课后作业，讲解作业要求补充材料，让学生了解倒角和圆角的简化编程学科数控加工基础课题§3-3综合零件编程实例课次9授课时间年月日（星期）3教具数控车床、仿真软件、课件教学目标1．掌握综合零件图样分析与工艺制定。2．熟练运用所学指令编制零件加工程序。3．熟练运用数控车床加工阶台轴、螺纹轴和盘类零件。审批教学重点1．综合零件图样分析与工艺制定。2．阶台轴、螺纹轴、盘类零件加工编程与加工。教学难点1．相关点的计算。2．螺纹相关尺寸的计算。教学后记教学内容教学方法【组织教学】1．检查学生出勤情况。2．强调学习过程中应注意安全事项。【复习提问】1．G00与G01指令有何区别？2．如何区分刀具半径左补偿指令和刀具半径右补偿指令？3．如何判断顺时针与逆时针圆弧插补？4．默写G71与G73指令格式，并指出各参数的含义。【新课导入】通过第二节的学习，我们已经学会了多种功能指令。今天，我们将通过三个加工实例来综合运用第二节所学知识。【讲授新课】§3-3综合零件编程实例一、台阶轴零件试编制如图所示台阶轴零件的加工程序。1．图样分析该零件为典型的台阶轴零件，包含了φ30mm、φ35mm、φ40mm、φ48mm4个台阶。四个台阶端面处都有C1．5倒角。四个台阶都有严格的表面质量要求，表面粗糙度为Ra1．6μm。同时，φ48mm右端面还有平行度要求。2．工艺分析（1）用三爪自定心卡盘夹持毛坯面，粗、精车工件左端轮廓（端面、倒角、外圆）至要求的尺寸。（2）掉头装夹，以工件φ48mm左端面定位，用铜皮包住，并用百分表校正，用三爪自定心卡盘夹持φ40mm外圆粗、精车右端轮廓（端面、倒角、外圆）至尺寸。3．相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡（2）数控加工工艺卡4．程序编制（1）编制左端轮廓加工程序1）建立工件坐标系工件坐标系设在工件左端面轴线上。2）基点的坐标值3）参考程序O3011；N10G40G98G21；N20T0101S600M03；N30G00X51.0Z0.0；N40G01X0F100；N50G00X52.0Z1.0；N60G71U1.5R0.5；N70G71P8Q15U1.0W0F150；N80G00X36.974；N90G01Z0；N100X39.974Z－1.5；N110Z－35.0；N120X44.979；N130X47.979Z－36.5；N140Z－52.0；N150X51.0；N160G00X100.0Z50.0；N170M05；N180M00；N190T0202S900M03；N200G00X52.0Z2.0；N210G70P8Q15；N220G00X100.0Z50.0；N230M05；N240M30；（2）编制右端轮廓加工程序1）设置工件坐标系工件坐标系设在工件右端面轴线上。2）基点坐标值3）参考程序O3012；N10G40G98G21；N20T0101S600M03；N30G00X51.0Z0.0；N40G01X0F100；N50G00X52.0Z2.0；N60G71U1.5R0.5；N70G71P8Q17U0.5W0F150；N80G00X26.99；N90G01Z0；N100X29.99Z－1.5；N110Z－39.975；N120X31.983；N130X34.983Z－41.475；N140Z－50.0；N150X44.979；N160X47.979Z－51.5；N170X51.0；N180M05；N190M00；N200T0202S900M03；N210G00X32.0Z2.0；N220G70P8Q12；N230G00X100.0Z50.0；N240M05；N250M30；二、螺纹轴零件分析如图所示螺纹轴零件加工工艺，试编制其加工程序。1．图样分析该零件主要由外圆、圆弧、锥体、槽、螺纹等轮廓组成。零件右端为M20×1．5螺纹，其长度为20mm，螺纹右端倒角为C2。螺纹退刀槽宽为5mm，槽深2mm。凹弧半径为R40mm，起点直径为20mm，终点直径为30mm，Z向长度为30mm。φ30mm外圆长度为5mm。锥体小端直径为30mm，大端直径为32mm，锥体长度为5mm。φ32mm外圆长度由总长及其他长度尺寸确定。2．工艺分析（1）夹住毛坯外圆，伸出长度大于20mm，粗、精加工零件左端面及轮廓。（2）掉头装夹，齐端面保证总长，钻中心孔。采用一夹一顶方式，粗、精车加工右端轮廓。（3）用切槽刀加工螺纹退刀槽。（4）加工M20×1．5螺纹。3．相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡（2）数控加工工艺卡4．程序编制（1）加工左端面及轮廓1）建立工件坐标系2）参考程序O3013；N10G40G98G97G21；N20T0101S600M03；N30G00X36.0Z0.0；N40G01X0F150；N50G00X32.0Z2.0；N60G01Z－20.0F150；N70X36.0；N80G00X100.0Z50.0；N90M05；N100M30；（2）加工右端面及轮廓1）建立工件坐标系2）右端基点的坐标值3）参考程序O3014；N10G40G98G97G21；N20T0101S600M03；N30G00X36.0Z2.0；N40G71U1.5R0.5；N50G71P6Q14U1.0W0F150；N60G00X15.805；N70G01Z0F100；N80X19.805Z－2.0；N90Z－25.0；N100X20.0；N110G02X29.981Z－55.0R40.0；N120G01Z－60.0；N130X31.981Z－65.0；N140X36.0；N150G00X100.0Z50.0；N160M05；N170M00；N180T0202G96S200M03；N190G50S2000；N200G00G42X36.0Z2.0；N210G70P6Q14；N220G00G40X100.0Z50.0；N230M05；N240M00；N250G97T0303M03S300；N260G00X30.0Z－25.0；N270G01X16.0F60；N280X30.0；N290G00X100.0Z50.0；N300M05；N310M00；N320T0404S600M03；N330G00X22.0Z3.0；N340G76P011060Q100R50；N350G76X18.38Z－20.0R0P810Q350F1.5；N360G00X100.0Z50.0；N370M05；N380M30；三、盘类零件分析如图所示盘类零件加工工艺，试编制其加工程序。1．图样分析该盘类零件主要由孔、外圆与端面组成。零件大外圆为φ105mm，宽为20mm，两边有C2倒角。小外圆为φ60mm，宽由32mm和20mm确定，右端有C1倒角。内孔直径为40mm，长度为32mm，两端与端面倒角为C1。外圆对孔的径向圆跳动为0．025mm，左端面对孔的端面圆跳动为0．03mm，右端面对孔的端面圆跳动为0．02mm。内孔与两端面表面粗糙度为Ra1．6μm，其余加工表面为Ra3．2μm。2．工艺分析（1）夹住毛坯外圆φ110mm，伸出长度大于10mm，车平端面，粗加工右端外圆至φ61mm。（2）掉头装夹φ61mm外圆，粗、精车端面，保证总长33mm，粗、精车外圆至尺寸。手动钻孔（先用中心钻进行引钻，再用φ36mm麻花钻钻孔），粗、精镗内孔至尺寸。（3）掉头装夹φ105mm外圆（包铜皮），并用百分表找正，精车右端面及外圆，保证总长32mm和20mm尺寸。3．相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡（2）数控加工工艺卡4．程序编制（1）粗加工右端面及轮廓1）建立工件坐标系2）编制加工程序O3015；N10G40G98G97G21；N20T0101S600M03；N30G00X112.0Z0.0；N40G01X0F150；N50G00X112.0Z2.0；N60G71U1.5R0.5；N70G71P8Q10U1.0W0F150；N80G00X60.0；N90G01Z－10.0；N100X112.0；N110G00X150.0Z100.0；N120M05；N130M30；（2）粗、精加工左轮廓及内孔1）建立工件坐标系2）编制加工程序O3016；N10G40G98G97G21；N20T0101S600M03；N30G00X112.0Z0.5；N40G01X35.0F150；N50G00X106.0Z2.0；N60G01Z－23.0F150；N70G00X150.0；N80Z100.0；N90M05；N100M00；N110T0202S800M03；N120G00X108.0Z0.0；N130G01X35.0F100；N140G00X101.0Z2.0；N150G01Z0F100；N160X105.0Z－2.0；N170Z－23.0；N180G00X150.0Z100.0；N190M05；N200M00；N210T0303S600M03；N220G00X32.0；N230Z2.0；N240G71U0.5R0.5；N250G71P26Q30U－0.2W0F60；N260G01X42.0；N270Z0.0；N280X40.0Z－1.0；N290Z－34.0；N300X32.0；N310G70P26Q30；N320G00X150.0Z100.0；N330M05；N340M30；（3）精加工右端轮廓1）建立工件坐标系2）编制加工程序O3017；N10G40G98G97G21；N20T0202S800M03；N30G00X64.0Z0.0；N40G01X38.0F100；N50G00X54.0Z2.0；N60G01X60.0Z－1.0F100；N70G01Z－10.0；N80X101.0；N90X105.0Z－12.0；N100X110.0；N110G00X150.0Z100.0；N120M30；【学习评价】1.学习过程（10分）2.每个综合件30分，其中，零件图样分析与工艺制定10分，基点坐标计算10分，程序编制10分。【知识总结与提升】1．数控加工程序是在零件图样分析的基础上，根据具体工艺设计的结果，经过数值计算，按照数控系统的程序格式，通过指令代码的形式体现出来的。零件图样分析是数控加工的首项工作，其任务是分析加工零件图样的完整性（是否缺少尺寸，其中包括定形尺寸和定位尺寸）、正确性（轮廓形状是否唯一或有歧义）和技术要求，分析被加工零件的结构工艺性和定位基准等。2．合理的加工顺序不仅有利于加工出符合图样要求的零件，而且能够使加工设备得到充分的应用。安排加工顺序时，除了应遵循“三先三后”的原则外，需要说明的是，对于尺寸精度要求较高的零件，一般采用同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工的次序分开进行。通常情况下，可以使用同一程序，分三次调整刀具参数，顺序完成同一加工表面的粗加工、半精加工和精加工。3．加工路线不仅是程序编制的依据，也是影响加工质量的重要因素之一。安排加工路线，除了尽可能遵循“切进切出”原则外，并不意味着刀具单纯沿工件轮廓走一遍，必须结合被加工轮廓的特定形状和加工要求，合理有效安排，这样才能事半功倍，取得满意的效果。4．切削用量选择得合理与否，不仅影响切削加工效率和加工成本，更影响零件的加工质量。尤其是切削速度的合理选择，往往是决定加工质量的关键。切削速度应根据不同的加工阶段及使用的刀具材料选择。以普通高速钢刀具加工中碳钢材料零件为例，切削速度一般不要超过30m/min，以免影响刀具耐用度。而在精加工时，切削速度一般不超过10m/min，以减少积屑瘤对加工质量的影响。而硬质合金刀具在精加工中碳钢材料零件时，则可以选择70m/min以上的切削速度，以减少和避免积屑瘤对加工质量的影响。【课后作业】1．编制如图所示零件加工程序，毛坯尺寸为φ50mm×125mm，材料为45钢。2．编制如图所示零件加工程序，毛坯尺寸为φ50mm×75mm，材料为45钢。点名，查看学生出勤情况，并强调安全注意事项引导学生复习上节课所学知识。提问检查学生掌握情况，进一步巩固所学知识直接提出新任务，引入新课采用任务驱动法，布置学习任务引导学生分析图样，明确零件结构、尺寸精度几何公差和表面结构精度要求采取讨论法，以学生为主，教师为辅，引导学生分析台阶轴的加工工艺，确定最佳加工方案引导学生填写数控加工刀具卡和工艺卡首先，让学生根据所用刀具及加工路线，计算出零件图中各基点的坐标，编写零件的加工程序；其次，教师详细检查学生编制的程序，纠正程序中不当之处；最后，让学生编写出正确的加工程序。采用任务驱动法，布置学习任务引导学生分析图样，明确零件结构、尺寸精度几何公差和表面结构精度要求采取讨论法，以学生为主，教师为辅，引导学生分析台阶轴的加工工艺，确定最佳加工方案引导学生填写数控加工刀具卡和工艺卡的规定格式进行编程。首先，让学生根据所用刀具及加工路线，计算出零件图中各基点的坐标，编写零件的加工程序；其次，教师详细检查学生编制的程序，纠正程序中不当之处；最后，让学生编写出正确的加工程序。采用任务驱动法，布置学习任务引导学生分析图样，明确零件结构、尺寸精度几何公差和表面结构精度要求采取讨论法，以学生为主，教师为辅，引导学生分析台阶轴的加工工艺，确定最佳加工方案引导学生填写数控加工刀具卡和工艺卡首先，让学生根据所用刀具及加工路线，计算出零件图中各基点的坐标，编写零件的加工程序；其次，教师详细检查学生编制的程序，纠正程序中不当之处；最后，让学生编写出正确的加工程序。通过学习过程及任务完成情况，对学生学习情况进行评价。归纳总结：根据学生学习情况，教师再对本次课的教学内容进行归纳总结布置课后作业，讲解作业要求学科数控加工基础课题§3-4数控车床的操作课次10授课时间年月日（星期）2教具数控车床、仿真软件、课件教学目标1．熟练掌握FANUC0i系统面板和操作面板上各功能按钮和开关的作用与用法。2．掌握FANUC0i数控车床的手动、MDI、对刀、程序输入与编辑、自动加工等基本操作步骤。审批教学重点1．FANUC0i系统面板与操作面板上各功能按钮和开关的作用与用法。2．FANUC0i数控车床基本操作步骤。教学难点FANUC0i数控车床的对刀操作。教学后记教学内容教学方法【组织教学】1．检查学生出勤情况。2．强调学习过程中应注意安全事项。【复习提问】1．数控加工程序是如何输入到数控装置的？2．将加工程序输入到数控装置中，是不是就能加工出合格的零件？【新课导入】理论知识必须付诸实际才能产生效果，数控程序必须经过机床运行才能加工出实际产品，对数控机床操作的熟练程度，从一个侧面反映了数控知识掌握的全面程度。【讲授新课】§3-4数控车床的操作一、系统控制面板控制面板主要由CRT显示器、MDI键盘和功能软键组成。复位键：可使CNC复位，用以清除报警等；功能键：PROG/POS/OFFSET/CSTMGR/MESSAGE/SYSTEM数字/字母键：输入字母、数字以及其他字符换挡键：shift取消键：CAN编辑键：INSERT插入，ALTER替换，DELETE删除翻页键：PAGE换行键：EOB二、机床操作面板工作模式按钮：自动、编辑、录入（MDI）、手动、回零、手摇。安全操作：急停按钮、进给保持、超程解除自动运行：循环运行、单段、跳段手动：主轴控制按钮、坐标轴移动按钮、手动换刀手摇：手轮、方向选择键、进给倍率按钮三、数控车床的手动操作1．开、关机操作（1）开机合上机床总电源开关→按下控制面板上的电源开启按钮→开启急停按钮（顺时针旋转急停按钮即可开启）。（2）关机按下急停按钮→按下控制面板上的电源关闭按钮→断开机床电源总开关。2．回参考点操作按回零模式按钮→+X轴→+Z轴。3．手动进给（JOG进给）操作按下JOG模式按钮→按住选定进给轴移动按钮，刀具沿选定坐标轴及选定方向移动→按下了快速移动按钮，刀具将按快速移动速度运动。4．手轮进给操作按下手轮模式按钮→选择一个机床要移动的轴→选择合适的手轮进给倍率→旋转手摇脉冲发生器，刀架沿选择轴移动。5．刀架的转位操作在JOG或手轮模式下，按手动换刀按钮，则回转刀架上的刀台逆时针转动一个刀位。6．主轴手动操作在JOG或手轮模式下，可手动控制主轴的正转、反转和停止。7．数控车床的安全功能操作（1）急停按钮操作急停按钮按下后，机床被锁住，电动机电源被切断。（2）超程释放操作解除过程如下：选择JOG/手轮模式下→按下超程解除按钮→按住与超程方向相反的进给轴按钮或者用手摇脉冲发生器向相反方向转动，使机床滑板脱离极限位置而回到工作区间→按复位键即可。四、手动数据输入（MDI）操作按下MDI模式按钮→按下PROG→输入要运行的程序段→按下循环启动键。五、对刀操作1．T指令对刀用T指令对刀，采用的是绝对刀偏法对刀，实质就是使某一把刀的刀位点与工件原点重合时，找出刀架的转塔中心在机床坐标系中的坐标，并把它存储到刀补寄存器中。（1）对Z轴试切端面，测量长度，计算刀具所在坐标系中的位置，将计算值输入到刀补界面中，按“测量”软键，系统自动计算出Z向刀补值