《数控车床加工技术》教案

教师姓雷火炼授课形讲授授课时数2

名式

授课日2013年9月3日周一授课班级机1202秋

期

（一）数控车削的编程基础

课题名称

1.1数控车简介

.了解数控车床加工的主要特点；

教学目标1

.掌握数控车床的类型；

教学内容2

3.掌握车削用刀具及其主要特点。

1、控车床可转位刀具特点；

教学重点

2、数控车床刀具的选刀过程；

教学难点数控车床刀具的选刀过程

教学方法讲授法

多媒体、图片资料

教学条件

补充

课外作业

备注

第1章数控车削的编程基础

数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。可自动完成内外圆柱面、

圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩

孔、较孔等工作。

1.1数控车床型号代码的含义

一：数控车床加工的主要特点

加工灵活，通用性强，能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够

满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求。

二：数控车床的类型

1.按主轴配置形式可分为卧式和立式两大类，；

2.按刀架数量来分可分为单刀架和双刀架两种；

3.按数控车床控制系统和机械结构的档次分为经济型数控车床、

全功能数控车床和车削中心。

三：车削用刀具及其主要特点

1、数控车床可转位刀具特点

（1）精度高；（2）可靠性高；（3）换刀迅速；

（4）刀片较多采用涂层刀片；（5）刀杆较多采用正方形刀杆。

2、数控车床刀具的选刀过程

主要考虑的因素：

（1）、机床影响因素：

1）机床类型：数控车床、车削中心；

2）刀具附件：刀柄的形状和直径，左切和右切刀柄；

3）主轴功率；4）工件夹持方式。

（2）选择刀杆：首先应选用尺寸尽可能大的刀杆，同时要考虑以下因素：

D夹持方式；

2）切削层截面形状，即切削深度和进给量；

3）刀柄的悬伸。

（3）刀片夹紧系统：常用杠杆式夹紧系统。

（4）选择刀片形状：

1）刀尖角：决定了刀片的强度。在工件结构形状和系统

刚性允许的前提下，应选择尽可能大的刀尖角。在35。到90°之间。

2）刀片基本类型：分为正型和负型两种基本类型。

（5）工件影响因素：

O工件形状：稳定性；

2）工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型；

3）毛坯类型：锻件、铸件等；

4）工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等；

5）表面质量；

6）加工精度；

7）切削深度;

8）进给量；

9）刀具耐用度。

（6）确定刀片的断屑槽型代码：

教师姓授课形式讲授授课时■数2

名

授课日年月日周授课班级

期

一、数控车床的程序编制

课题名称1.2数控车床程序编制

1、掌握G、M、T、S、F各功能字的含义；

2、掌握GOO、GOl的编程方法;

教学目标3、掌握GO2、G03的编程方法；

教学内容4、掌握T功能的编程方法；

5、了解G50的含义。

1、掌握G、M、T、S、F各功能字的含义；

2、掌握GOO、GOl的编程方法；

教学重点3、掌握GO2、G03的编程方法；

4、掌握T功能的编程方法；

掌握GO2、G03的编程方法

教学难点

教学方法

讲练结合

教学条件多媒体、图片资料

P108：1、2、3

课外作业

备注

4.2数控车床程序编制

数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹

加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等，下面将结合配置FANlJC-Ol数控系统

讨论数控车床基本编程方法。

一：G功能

（1）00组为非模态指令，只在本程序段内有效。其他组为模态指令，一次

指定后持续有效，直到被本组其他代码所取代。

（2）G00、G20、G90、G98为数控系统通电启动后的默认状态。

二：M功能（准备功能）

M00：程序暂停，可用NC启动命令（CYCLESTART）使程序继续运行；

M01：计划暂停，与MoO作用相似，但MOl可以用机床"任选停止按钮”选

择是否有效；

M03：主轴顺时针旋转；

M04：主轴逆时针旋转；

M05：主轴旋转停止；

M08:冷却液开;

M09：冷却液关；

M30：程序停止，程序复位到起始位置

三：FST功能

（一）、进给功能（F功能）：F功能用于控制切削进给量。

1、每转进给量

编程格式G95F~

F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。

例:G95F0.2表示进给量为0.2mm∕ro

2、每分钟进给量

编程格式G94F~

F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/mino

例：G94FlOO表示进给量为100mm∕mino

（二）、主轴转速功能（S功能）：用于控制主轴转速。

编程格式S~

单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。

1、最高转速限制

编程格式G50S~

S后面的数字表示的是最高转速：r∕mino

例：G50S3000表示最高转速限制为3000r∕min。

2、恒线速控制

编程格式G96S〜

S后面的数字表示的是恒定的线速度：m∕mino

例：G96S150表示切削点线速度控制在150m∕min。

3、恒线速取消

编程格式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。

例：G97S3000表示恒线速控制取消后主轴转速3000r/min。

(三)、刀具功能(T功能)：用于选择加工所用刀具。

编程格式T~

T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，

前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。

例：T0303表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。

T0300表示取消刀具补偿。

四：工件坐标系设定(G50)

编程格式G50X~Z〜

式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。

五：快速定位和直线插补

1•快速定位(GoO)

GOO指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，其指令格式：

G00X(U)Z(W)

2.直线插补(GOI)

GOl指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令

给出的目标位置。

指令格式：GOlX(U)_Z(W)_F；

当采用绝对坐编程时，数控系统在接受GOl指令后，刀具将移至坐标值为

X、Z的点上；当采用相对坐编程时，刀具移至距当前点距离为U、W值的点上。

六：圆弧插补(G02G03)

圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧插补运动，

用于加工圆弧轮廓。分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03两

种。其指令格式如下：

顺时针圆弧插补的指令格式：G02X(U)____Z(W)____IKF；

G02X(U)Z(W)—R—F____；

逆时针圆弧插补的指令格式：G03X(U)Z(W)IKF；；

G03X(U)Z(W)—R—F；

绝对坐标编程时，X、Z是圆弧终点坐标值；增量编程时，U、W是终点相对

始点的距离。圆心位置的指定可以用R,也可以用I、K,R为圆弧半径值；I、K

为圆心在X轴和Z轴上相对于圆弧起点的坐标增量；F为沿圆弧切线方向的进给

率或进给速度。

七：程序暂停(G04)

G04指令用于暂停进给，其指令格式是：

G04P___或G04X(U)____

暂停时间的长短可以通过地址X(U)或P来指定。其中P后面的数字为整数，

单位是ms；X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。有些机床，X(U)后面的

数字表示刀具或工件空转的圈数。

该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻审堂孔时使用，也

可用于拐角轨迹控制。例如，在车削环槽时，若进给结束立即退刀，其环槽外形

为螺旋面，用暂停指令G04可以使工件空转几秒钟，即能将环形槽外形光整圆，

例如欲空转2.5s时其程序段为：

G04X2.5或G04U2.5或G04P2500；

G04为非模态指令，只在本程序段中才有效。

教师姓授课形式讲授授课时数2

名

授课日年月日周授课班级

期

第二章数控车床的程序编制

课题名称

2.1数控车床程序编制

1、掌握刀尖圆弧自动补偿的意义；

2、掌握G41、G42、G43的编程方法；

教学目标

3、了解G27、G28、G29、G30的编程方法；

教学内容

4、掌握G32的编程方法；

5、了解G90、G92、G94的编程方法。

1、掌握刀尖圆弧自动补偿的意义；

2、掌握G41、G42、G43的编程方法；

教学重点

3、掌握G32的编程方法；

4、掌握G90、G92、G94的编程方法

1、掌握左、右补偿的使用；

教学难点

2、掌握G32的编程方法。

教学方法

讲练结合

多媒体、图片资料

教学条件

补充

课外作业

备注

A：刀尖圆弧自动补偿值

实际上刀尖处存在圆角，当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内

径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面

及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象，具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系

统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生。

G40-取消刀具半径补偿，按程序路径进给。

G41-左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。

G42-右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。

九：返回参考点检查(G27)

G27用于检验X轴与Z轴是否正确返回参考点。指令格式为：

G27X(U)Z(W)

X(U)、Z(W)为参考点的坐标。执行G27指令的前提是机床通电后必须手动返

回一次参考点。

十：自动返回参考点(G28G30)

参考点返回指令G28、G30

G28X(U)____Z(W)____；第一参考点返回，其中X(U)、Z(W)为参考

点返回时的中间点，X、Z为绝对坐标，U、W为相对坐标。

G30P2X(U)Z(W)____；第二参考点返回，P2可省略

G30P3X(U)____Z(W)第三参考点返回

G30P4X(U)Z(W)___；

第四参考点返回

第二、第三和第四参考点返回

中的X(U)、Z(W)的含义与G28中

的相同。

H^一：从参考点返回(G29)

使刀具由机床参考点经过中

间点到达目标点.

指令格式：G29X_Z_:

其中XZ后面的数值是指刀具的目标点坐标.

其中间点就是G28指令所指定的中间点，故刀具可经过这一安全路径到达欲

切削加工的目标点位置。所以用G29指令之前，必须先用G28指令，否则G29

不知道中间点位置，而发生错误。

十二：螺纹切削指令(G32)

编程格式G32X(U)~Z(W)~F~

X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值；X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为

端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削；F-螺纹导程。

螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2o

十三：单一固定循环(G90G92G94)

1、圆柱面或圆锥面切削循环

(1)圆柱面切削循环

编程格式G90X(U)~Z(W)〜F〜

式中：X、Z--圆柱面切削的终点坐标值；

U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。

(2)圆锥面切削循环

编程格式G90X(U)〜Z(W)~I〜F〜

式中：X、Z-圆锥面切削的终点坐标值；

U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；

I-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，I值为负，反之为正。

2、端面切削循环适用于端面切削加工

(1)平面端面切削循环

编程格式G94X(U)〜Z(W)~F〜

式中：X、Z-端面切削的终点坐标值；

U、W-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

编程格式G94X(U)〜Z(W)〜K〜F〜

式中：X、Z-端面切削的终点坐标值；

U、W-端面切削的终点相对于循环起点的坐标；

K-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。

3、螺纹切削循环指令

螺纹切削循环指令把"切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环

用一个程序段来指令。

编程格式G92X(U)~Z(W)~I、F~

式中：X(U)、Z(W)-螺纹切削的终点坐标值；

I-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=Oo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，反之为正。

教师姓授课形式讲授授课时数2

名

授课日年月日周授课班级

期

第三章数控车床的程序编制

课题名称

4.2数控车床程序编制

1、掌握G71、G72、G73、G70的编程方法；

教学目标2、掌握G76的编程方法；

教学内容3、掌握子程序的应用。

1、掌握G71、G72、G73、G70的编程方法；

教学重点2、掌握子程序的应用。

掌握G71、G72、G73、G70的编程方法；

教学难点

教学方法

讲练结合

多媒体、图片资料

教学条件

补充

课外作业

备注

十四：复合循环指令:

1、轴向粗车复合循环(G71)

外圆粗切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4.34所示。

编程格式：

G71U(∆d)R(e)

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)

W(∆w)F(f)S(s)T(t)

式中：/X200.0Y140.0

△d-背吃刀量；

P

e-退刀量；sv

yn

ns-精加工轮廓程序段中开始

程序段的段号；

nf-精加工轮廓程序段中结束

程序段的段号；

△u-X轴向精加工余量；

△w.Z轴向精加工余量；

f、s、t—F、S、T代码。

注意：

l、ns—nf程序段中的F、S、图4.34外圆粗切循环

T功能，即使被指定也对粗车

循环无效。

2、零件轮廓必须符合X

轴、Z轴方向同时单调增大或

单调减少；X轴、Z轴方向非单

调时，ns-nf程序段中第一条

指令必须在X、Z向同时有运

动。

图4.35G71程序例图

2、径向粗车循环(G72)

端面粗切循环是一种复合固定循环。端面粗切循环适于Z向余量小，X向余

量大的棒料粗加工，如图4.36所示。

编程格式

G72W(∆d)R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(∆u)W(∆w)F(f)S(s)T(t)

式中：

△d-背吃刀量；

e-退刀量；

ns-精加工轮廓程序段中开

始程序段的段号；

nf-精加工轮廓程序段中结束程

序段的段号；

△u-X轴向精加工余量；

△w-Z轴向精加工余量；

f、s、t-F、S、T代码。

注意：

(1)ns—nf程序段中的F、S、

T功能，即使被指定对粗车循环图4.36端面粗加工切削循环

无效。

(2)零件轮廓必须符合X轴、

Z轴方向同时单调增大或单调

减少。

图4.37G72程序例图

3、仿形粗车循环(G73)

封闭切削循环是一种复合固定循环，如图4.38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。

编程格式G73U(i)W(k)R(d)

G73P(ns)Q(nf)U(∆u)W(∆w)F(f)S(s)T(t)

式中：i--X轴向总退刀量；

k—Z轴向总退刀量(半径值)；

d一重复加工次数；

ns一精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；

nf-精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；

△u-X轴向精加工余量;

△w-Z轴向精加工余量；∆W

f、s、t—F、S、T代码。

4、精加工循环指令(G70)CM

由G71、G72、G73完成粗加工后，

可以用G70进行精加工。精加工上弋

时，G71、G72、G73程序段中的

F、S、T指令无效,只有在ns--nf

程序段中的F、S、T才有效。

编程格式G70P(ns)Q(nf)ΔW

式中：ns-精加工轮廓程序段中开

始程序段的段号；图4.38封闭切削循环

nf-精加工轮廓程序段中结

束程序段的段号。

图4.39G73程序例图

5.复合螺纹切削循环(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。

编程格式G76P(m)(r)(α)Q(∆dmin)R(d)

G76X(U)Z(W)R(I)F(f)P(k)Q(∆d)

式中：m-精加工重复次数；

r-倒角量；

a-刀尖角；

△dmin--最小切入量；

d-精加工余量；

X(U)Z(W)-终点坐标；

I-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=0o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，反之为正。

k-螺牙的高度(X轴方向的半径值)；

△d-第一次切入量(X轴方向的半径值)；

f-螺纹导

教师姓授课形式讲授授课时数2

名

授课日年月日周授课班级

期

第四章数控车床的程序编制

课题名称

4.3数控车床编程实例

1、数控车削工艺制订；

教学目标2、加工程序的编制

教学内容

数控车削工艺制订；

教学重点

刀具、切削用量的选择

教学难点

教学方法

讲授法

多媒体、图片资料

教学条件

补充

课外作业

备注

4.3数控车床编程实例

下面以图4.49所示的零件来分析数控车削工艺制订和加工程序的编制。

图4.49典型零件图

-.工序和装夹方式

该零件（如图4.49所示）毛坯是直径45mm的棒料。

分粗精加工两道工序完成加工。夹紧方式采用通用三爪卡盘。

根据零件的尺寸标注特点及基准统一的原则，编程原点选择零件左端面。

二.选择工艺装备

1、选择刀具

2、决定切削用量

根据粗加工切削深度3mm,进给量O.4mm∕r:

根据精加工切削深度0.5mm,进给量0.lmm∕r0

三.编写程序清单：

数控车编程与操作综合训练二周

一、轴类加工训练

二、盘类加工训练

三、螺纹加工训练

四、内孔加工训练

2013年秋季《数控车编程与操作教程》

期中考复习纲要

习题一、华中系统车床控制软件的主要功能。

华中系统车床控制软件的主要功能：

1）菜单式操作

2）多种方式输入用户加工零件的描述信息

3）示教功能

4）自动运行功能

5）手动运行功能

6）立即执行功能

7）参数设置和坐标系设定功能

8）各种控制功能

习题二、

图1毛坯630*7Omm

图2毛坯Φ40*800mm

要求：

1、进行必要的节点坐标数值计算。

2、请正确填写刀具卡（选择刀具）。

序数刀尖半径刀尖

另一刀具号刀具名称加工表面备注

量R/mm方位T

1

2

3、请正确填写加工工序卡。

工背吃刀

主轴转速进给量备

步工步内容刀具号

量ap

另一n(r∕min)f(mm∕r)

(mm)

4、编程：

(1)用华中数控HNC-21T系统进行编程该零件加工程序:

2013年秋季《数控车编程与操作教程》

期末考试考核纲要

机械组教师：密火妹

一、考试要求：

(-)考试范围

1、数控车床（考试比重：100%）

（二）基本要求

1、理解和掌握数控初级工应知的一些包括车床和批床相关的

理论知识。

2、理解和掌握数控加工中的一些基本工艺问题。

3、能够手动编写简单的符合数控加工工艺的加工程序：包括

车床和钱床。

（三）考试的依据和原则

1、考试是围绕数控初级工考纲出题的。

2、命题原则：以基础题为主，题小面广，注重实践能力的考

察和培养。

（四）考试题型

1、数学知识（10分）；2、刀具知识（10分）；3、参数设定

知识（15）4、编程知识（65分）

二、考试内容

（一）数控车床：

1、车床加工中的一些基本理论知识。

2、车外圆、端面和倒角加工。

3、切槽和切断加工。

三、《数控编程》期末复习题

用FANUC-OI和华中HNC-21T数控车床加工如下零件：

注：图一1、图一2毛坯为060,45钢；图一3、图一4毛坯为¢65,

45钢。

科长：尤华平

一、数控车编程入门图纸

1、

L∩

CDOOOo

Oo

++L∩-l

-0θ

O&C∩

寸Cd0o

00∖J

161520

56+0,1

2、

>1:7

OO

00

3、

OO

J

'

ω

s

45+0.1

4、

Oo

ω9

O

O

∕451∙5X45^--X45

4

Oo8Oo

.0

-0

6

2

0

-i∙

τI_6Oo

ij

ωI_

39

6,

8

,7

042-o.ιrl

^■L

^l034-0.062

⅛0x

-vL

ω4

^r5

r024-0.0843

V0

2X45

6

o≡+

cu

0寸

CD9

∕

CD

Ln

—

米

寸

56±0,15CIWJ

二、数控车编程中级工图纸

B

6e

EO

OS

I

oO

aQ

6X2

24

35

48

7500.095

2、

其余

未标注倒角：0.^45。

75iA0.095

3、

37.5597

P

9

必3

S

I

S

I

.10X

寸

αwj

+0.08

28-0

10*0.175

4、

。.产

38,9133

C2

Z

G6ωS6

q0ω9s

oo0

0..∙

O0o0

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8∕<I

8一

寸

寸

寸

12

18r18

+0.08

30O

55

IOO

5

其余

未标注倒角：0∙5X45θ

C1.5

Qω

∞

o

G0J.