数控车床实习教学案

...wd......wd......wd...第1次课教学课题：课题一安全教育教学目的：⑴掌握数控车床的维护保养知识，做到正确使用数控车床；⑵掌握数控车床安全技术操作规程，做到安全文明生产实习。教学重点及处理方法：安全生产标准动作及规程处理方法：详细讲解，严格强调教学难点及处理方法：严格按正确的操作规程进展实习生产，养成习惯处理方法：在实习过程中严格要求并随时提醒教学方法：讲授法、示范操作教具：NC—40数控车床时间分配：授课6学时课题一安全教育(一)、机床运转前的准备工作⒈接电源⑴将电源线接到位于机床左下方后部的接线端子上。⑵电源是带有零线接地的三相电源，将接地零线〔黄绿线〕接到机床终端上。⑶接线完毕后，核实转速。根据操作手册输入指令，如果主轴旋转方向不正确，对调三个电源接头中的任意两个。⒉准备工作⑴确保润滑部位〔床头箱、导轨及丝杠等〕都已加油。⑵查所有操纵手柄，并处于中间〔空档〕位置。⑶用手拨动主轴核实主轴处于空档位置。⑷检查传动V型皮带是否有适当的张紧力。⑸上列工程检查完毕后，输入指令使主电机正转，转动主轴箱前轴3～5分钟以溅起油润滑床头箱，在这段时间里主轴不应转动。⑹拨动齿轮并作正反转来检查每档转速，注意主电机转动时不要拨动齿轮，拨动齿轮前应停转主电机。机床的每档速度应平稳。⑺在手动状态下检查进给运动〔X轴，Z轴〕是否平稳，检查限位保护是否可靠。⑻根据情况，可编一个试运行程序〔含主运动、进给运动〕，让机床在无负荷状态下运行一段时间。〔二〕、润滑和冷却机床运动的时时刻刻所有的部位都应润滑，以保证机床良好的保养和长期的使用寿命。⒈床头箱润滑床头箱依靠齿轮和传动轴使油飞溅起来润滑，油通过回油系统在箱内流动。要更换床头箱的润滑油可卸下位于床头箱下部的放油塞。⒉导轨及丝杠润滑大小丝杠的润滑为油脂润滑。利用手动油泵可同时润滑床身导轨和横向滑板，每天操作机床前应将手动油泵按动数次。机床工作过程可根据情况用手动油泵打油润滑，还应经常检查油泵油箱的油量。⒊其它部位的润滑立式四工位刀架和尾架上有注油孔，要定时加油。大、小丝杠的推力轴承和步进电机减速箱以及滑移门等的滚动轴承均采用脂润滑。在检修机床时可根据情况更换或补充润滑脂。机床使用的润滑油、润滑脂必须是清洁的。⒋冷却系统机床冷却系统由冷却泵和喷水软管组成。冷却泵装在水箱里。机床尾部床脚即为水箱。喷水软管可任意转动，使冷却效果最正确。冷却液经泵抽起后通过喷水软管喷向切削点，然后经过承屑盘中的过滤网流回水箱。〔三〕、主轴转速的调整机床的动力从主电机皮带轮通过V型皮带传到床头箱的中间轴，转速的改变是通过中间轴和主轴之间安装的一系列精细磨削的齿轮来到达。要改变主轴速度，只需要变换床头箱上的两个手柄，把其中之一从中间位置拨到床头箱速H铭牌所指示的所需速度位置即可。主电机为双电机，其上下由数控系统指令控制，主轴的正反转也由数控系统指令控制。〔四〕、防护本机床防护采用半封闭式防护构造，前面为滑移门，可在机床全长上自由移动，既可有效地防止切屑和冷却液的飞溅，也便于变换主轴转速和上下工件。在推动滑移门的过程中，门未停顿，手就不应放开。绝对制止猛推滑移门。机床后面为挡屑板。挡屑板下为排屑口，既防切屑也方便排屑。床头箱端面护板可防切屑侧面飞溅。大丝杠护板有效地防止各种杂物损伤丝牙。〔五〕、日常维护保养⑴每班工作后应擦净车床导轨面〔包括中滑板和小滑板〕，要求无油污、无铁屑，并浇油润滑，使车床外表清洁和场地整齐。⑵要求车床三个导轨面及转动部位清洁、润滑，油眼畅通，油标油窗清晰，清洗护床油毛毡，并保持车床外表清洁和场地整齐等.⑶车床的润滑都采用30号机油。主轴箱和溜板箱内的润滑油一般三个月更换一次，换油时应在箱体内用煤油洗清后再加油。〔六〕、安全操作规程⑴开车前，应检查各局部机构是否完好，手柄位置是否正确，以防应开车突然撞击损坏机床。启动后，应使主轴低速空转1～2分钟，使润滑油分散到各需要之处。⑵机床在需要变速时，必须在停车状态下进展。⑶注意保护床身及导轨面，不允许在卡盘及床身上敲击或校直工件。床身上不准放置工具或工件，装卸较重工件，应用木板保护床面。⑷要及时刃磨用钝的车刀，严禁钝刀切削。⑸使用冷却液时须在轨面上涂润滑油。⑹下班前，应清扫机床及周围的切屑。⑺下班后，将大拖板摇至床尾一端，各转动手柄放在空挡位置，并关闭电源。⑻保护工、夹、量具，合理放置。⑼工作时，工、夹、量具及工件，应尽可能靠近和集中在操作者周围。⑽工具箱的布置应分类，重的东西放下面，轻的东西放上面。⑾穿好工作服，戴好套袖，女同学必须将发辫塞入帽内。⑿戴好防护眼镜，注意头与工件不能靠得太近。第2次课教学课题：课题二数控系统操作教学目的：⑴熟悉车床数控系统操作面板上各功能键的作用；⑵熟悉车床数控系统各主功能菜单的作用及选择。教学重点及处理方法：重点：熟悉操作面板上各功能键的作用处理方法：熟悉数控系统面板的操作后，多练习。教学难点及处理方法：难点：形成技能处理方法：多练习。教学方法：讲解法、示范法、练习法教具：NC—40数控车床时间分配：讲授演示3学时巡回指导3学时课题二数控系统操作一、课前准备数控车床一台，油壶一个，钢尺一把，机油假设干卡盘扳手一套二、开机、关机(一)、开机开机前，应检查数控车床是否有明显异常，电源连接是否有误。待确认无误后，方可通电。开机时，首先开外接电源，在按以下步骤进展。数控车床电源总开关置于“ON〞→确认电箱门轴流风机工作是否正常→紧急停顿按钮右旋跳起→数控系统操作面板锁开关置于“ON〞(假设一切正常，LCD将清晰地显示出第一幅画面)→按任意键即可进入主功能菜单。(二)、关机首先用手动操作使刀架置于车床X、Z轴导轨右端，按以下步骤关机：数控系统操作面板锁开关置于“OFF〞→数控车床电源总开关置于“OFF〞→关外部电源。图2-1车床操作面板三、操作面板各功能键的作用华中数控系统操作面板如图2-1所示。系统提供的所有功能及操作规程均可通过面板上键盘来实现。其中所有按键按功能排列为LCD编辑键盘区和手动操作键盘区。〔一〕、编辑键ESC 完毕当前状态COPY 程序复制INS 插入程序段和字符RESET 系统复位DEL删除程序段和字符GRAPH显示图形的切换SP 空格键，取消当前输入值，等待重新输入ENTER 回车键←↑→↓ 对程序、程序段和选择项进展检查G……M字母键0……9 数字键－负号.小数点〔二〕、手动操作键＋X＋Y＋Z向X、Y、Z坐标的正方向进给键－X－Y－Z向X、Y、Z坐标的负方向进给键HOME空启动启动程序键暂停 暂停键，按下此键后，除主轴外，系统所有动作暂时停顿。再按一次启动键，继续原有动作。〔三〕、其它键功放 功放开关单段 单段/连续运行选择主轴速度%主轴速度修调开关进给速度% 进给速度修调开关〔四〕、机床控制键主轴正转 主轴正转开关主轴停 主轴停开关主轴反转 主轴反转开关冷却液开 冷却液开冷却液关 冷却液关REF 空四、主功能菜单的选择如图2-2所示，为系统主功能菜单项选择择画面。加工人员可根据需要，按数字键选择其中任一功能。以实现具体的操作。图2-2主功能菜单界面按1进入“编程序〞主菜单，可键入或编辑加工程序。按2进入“参数设定〞主菜单，可输入机床及刀具参数。按3进入“自动运行〞主菜单，可执行程序。按4进入“回零〞主菜单，可执行机床各坐标轴回零点。按5进入“手动〞主菜单，可执行手动运行。按6进入“手动数据输入〞主菜单，可执行手动数据输入。按7进入“通信〞〔RS232〕主菜单，可实现系统与外部通信。按8进入“示教〞主菜单，可实现示教功能。按9进入“其他〞主菜单，可实现其它补充功能。五、实训内容⑴练习开机和关机；⑵练习操作面板上各功能键的使用；⑶练习各主功能菜单的选择。六、容易产生的问题和本卷须知⑴电源接通前，要检查车床的防护门电箱门等是否关闭，检查主轴箱上油标的液面位置，检查切削液的液面是否高于水泵吸入口。⑵电源接通后，要检查电箱门轴流风机工作是否正常，急停按钮是否跳起，车床照明灯亮不亮。⑶将刀架退至车床X、Z轴导轨右端时，先将中拖板退出，再退大拖板。假设中拖板未退出，就退大拖板，刀架电时机撞到尾座，刀架电机容易被撞坏。⑷开、关机之间必须间隔15秒以上。⑸使用进给速度修调等旋钮开关时，用力不要过大，否则旋钮开关容易损坏。⑹在操作演示后，让学生逐个轮换练习一次，然后再分散练习。第3次课教学课题：课题三手动操作教学目的：⑴熟悉“手动〞主菜单的操作界面；⑵熟练掌握面板上手动操作键的使用；⑶熟练掌握用手动操作加工简单零件。教学重点及处理方法：重点：能用手动操作熟练加工工件处理方法：熟悉数控系统面板的操作后，多练习。教学难点及处理方法：难点：形成技能处理方法：多练习。教学方法：讲解法、示范法、练习法教具：NC—40数控车床时间分配：讲授演示4学时巡回指导10学时完毕指导2学时课题三手动操作一、课前准备：设备：NC—40数控车床1台材料：Ф40的木棒工具：卡盘、刀架扳手各1套油壶1个刀具：直头外圆刀、切断刀各2把量具：300mm钢尺、1—200mm游标卡尺二、面板手动操作键的使用在主功能菜单中选择5，即可进入“手动〞操作主菜单，如图3-1所示。假设配上手轮也可操作手轮。图3-1手动操作界面手动操作移动刀架的具体方法如下：X轴方向的移动：＋X/－X按下机床运行轴向键，直至目标位置。Z轴方向的移动：＋Z/－Z按下机床运行轴向键，直至目标位置。X、Z轴方向的点动移动：I按下Ｉ键后可选择5种点动一次运行距离。操作提示如图3-2所示：图3-2点动操作菜单界面根据操作提示，键入相应数字即可重新设定点动一次的运行距离，初始值为I0.01，点动时应在方向键上快速按一下后立即松开，如一直按住，则机床将连续运行直到手松开为止。进给速度%可选择8种手动运行速率，用面板进给速度%。UX坐标值清零WZ坐标值清零SP清图形显示ESC返回主菜单三、实训内容〔一〕、练习图1，如图3-4所示。图3-4单向台阶轴加工步骤：⑴用三爪卡盘装夹工件，并将工件伸出110mm左右，工件夹紧后随手将卡盘扳手取下。⑵主轴调速手柄调到750转/分，用主轴正转开关启动主轴正转，用主轴停开关停顿主轴旋转，用主轴反转开关启动主轴反转。⑶看系统主功能菜单项选择择画面的提示，按数字键6进入“手动〞功能菜单，实现手动操作。⑷练习进给速度修调开关的使用，熟悉八档手动进给速度。⑸练习点动移动的操作和点动量的选择；练习坐标值的清零。6、完成图3-4单向台阶轴的加工，加工工艺与在普通车床上加工一样。〔二〕、练习图2，如图3-5所示。图3-5双向台阶轴〔三〕、练习要求⑴由学生用手动操作独立完成零件的加工。⑵按图纸精度要求完成图3-4、图3-5台阶轴的加工。⑶检查质量合格后切下工件交件待检。四、容易产生的问题和本卷须知⑴车削前应检查工件装夹是否牢靠，刀具是否装夹紧固，卡盘扳手是否取下。⑵车削前应检查主轴箱手柄位置，⑶操作机床时，注意力要集中，以防拖板、刀架等碰撞。并将行程挡块调在安全位置，当发生超程时，起到保护机床的作用。⑷手动操作移动刀具时，应注意调节进给速度修调开关，选择一个适宜的快进速度。当刀具远离工件时可选择一个较快的速度；当刀具快要移动到工件附近时，降低快进速度，以防刀具速度过快撞到工件上，发生安全事故。⑸点动操作时，在方向键上快速按一下后立即松开，如一直按住，则机床将连续运行直到手松开为止。⑹数控系统接通电源后第一次启动主轴必须用S指令和M3、M4指令启动，主轴正、反转开关无效。⑺不能由主轴正转直接变为主轴反转，必须要先停稳车后再变换转速。⑻车床未停稳，不能使用量具测量工件。⑼必须使用手动操作完成零件的加工，以提高手动操作熟练程度，形成技能。⑽教师操作演示后，学生分组练习。第4次课教学课题：课题四手动数据输入操作教学目的：⑴掌握常用的G、M、F、S、T指令的编程格式和使用⑵熟练掌握手动数据输入操作的使用方法；⑶熟练掌握用手动数据输入操作加工简单零件。教学重点及处：重点：掌握常用的G、M、F、S、T指令的编程格式和使用处理方法：多练习指令的使用教学难点及处理方法：难点：指令的熟练使用和车床加工工艺处理方法：先进展普车实习教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：NC—40数控车床时间分配：讲解示范6学时巡回指导12学时完毕指导4学时课题四手动数据输入操作一、课前准备设备：NC—40数控车床1台材料：Ф40的木棒工具：卡盘、刀架扳手各1套油壶1个刀具：直头外圆刀、切断刀各2把量具：300mm钢尺、1—200mm游标卡尺二、常用的G、M功能和F、S、T功能指令(一)、常用的G功能⒈G00——快速定位编程格式：G00X〔U〕Z〔W〕G00用于使刀具从当前位置以设定的快速度同时位移到目标位置。目标位置由X〔U〕、Z〔W〕来设定。不运动的坐标可以省略，省略的坐标轴不动作。图5-1快速定位示意图如图5-1所示，假设刀具原处于①点处，该点坐标值为X=500，Z=500，如欲将刀具快进到②点处，该点坐标值为X=300，Z=100。绝对编程为：G00X100Z300增量编程为：G00U-400W-200刀具的运动轨迹如图实线所示。假设刀具原处于②点处，欲将刀具快时到①点处，则：绝对编程为：G00X500Z500增量编程为：G00U400W200刀具的运动轨迹如图虚线所示。⒉G01——直线插补编程格式：G01X〔U〕Z〔W〕FG01用于切削加工时的直线插补运动。使刀具从当前位置以F设置的进给速率直线运动至目标位置，目标位置由X〔U〕、Z〔W〕设置。不运动的坐标可以省略，省略的坐标不动作。图5-2直线插补如图5-2所示，假设原刀具处于①点处，设点①坐标值为X=16，Z=210，并将刀具以200毫米/分的进给速率移动到点②处，该点坐标值为X=120，Z=200。绝对编程：G01X120Z20F200增量编程：G01U104W-190F200刀具轨迹如图实线所示。假设刀具原处于②点处，将刀具以同样的速率移动到①点处则：绝对编程：G01X16Z210F200增量编程：G01U-104W190F200刀具轨迹如图虚线所示。进给速度F为模态，后续的G01、G02、G03等指令均可继承，直到被新指令终止。⒊G04——程序延时编程格式：G04FG04用于程序执行过程中的延时，即当程序执行到本程序段时，系统按F设置的时间延时，延时完毕后，继续执行下一段程序。在延时期间，系统处于暂停状态。G04的取值范围为0.01～99.99秒。例如：G04F2.0执行到本程序段时，系统暂停工作。在G04作用期间，暂停键对G04指令同样有效。⒋G26——X、Z轴返回参考点指令编辑格式：G26本指令用于X、Z两轴同时返回参考点。运行模式同G00。⒌G27——X轴返回参考点指令编辑格式：G27本指令用于X轴单独返回参考点。运行模式同G00。⒍G29——X轴返回参考点指令编辑格式：G29本指令用于Z轴单独返回参考点。运行模式同G00。⒎G36——X、Z轴返回机械原点编程格式：G36本指令为用于先执行X向回机械原点，再Z向回机械原点。具体动作为托板高速靠向行程开关，当压下行程开关后，CNC自动控制迅速停顿并反向慢速运行，直至行程开关脱离停顿。CNC默认当前的刀具点为参数设定中机械原点值，并刷新显示该值。⒏G37——X轴返回机械原点编程格式：G37本指令为用于仅X轴返回机械原点。动作同G36。⒐G39——Z轴返回机械原点编程格式：G39本指令为用于Z轴返回机械原点。动作同G36。⒑G92——建设工件坐标系编程格式：G92XZ在G92指令中，X、Z值设定了当前刀具点位置在坐标系中的坐标值，从而重新确定了绝对坐标系中的原点位置。该指令应位于程序中的第一个程序段，X、Z不可缺省。当程序启动时，如果第一段程序是G92指令，那么执行后刀具不运动，只是当前点被置为X、Z的设定值，并默认与参考点重合。图6-3工件原点确实定例如1：N0010G92X200Z300到绝对坐标原点为①例如2：N0010G92X200Z10到绝对坐标原点为②(二)、常用的M功能辅助功能在编程中书写格式为M，用字母M后跟两位数字表示。M功能的作用：M功能可用于控制程序的运行，控制机床的动作以及确定刀具状态。下面就M功能作详细说明：⒈M00—程序暂停M00用于程序运行时的暂停，按启动键，程序可继续执行。⒉M02—程序完毕M02表示加工程序完毕。用户可以进展其它功能操作或重新启动加工。⒊M03—主轴正转M03用于在程序中设定主轴顺时针方向转。⒋M04—主轴反转M04用于在程序中设定主轴逆时针方向转。⒌M05—主轴停顿M05用于在程序中设定主轴停顿旋转。⒍M07—冷却液开M07用于在程序中设定翻开冷却液。⒎M09—冷却液关M09用于在程序中设定关闭冷却液。⒏M20—自动循环M20用于程序完毕后，又自动从程序开头循环执行。⒐M30—主轴停顿，程序完毕M30表示程序完毕，同时主轴停顿旋转。(三)、F功能⒈快进速度用G00指令快速定位的速度是在参数设定中设定的，也是机床运行速度最高限。程序不需要指定。当使用倍率修调时，25%、50%、75%、100%有效。⒉切削速度用指令G01、G02、G03等切削运动时，其进给的速度是由F和后面的数值给定的。设置范围为1—9999.999毫米/分。倍率修调25%～200%，其进给速度最高不超过快进速度。手动方式下，进给倍率开关指以手动连续进给的速度。切削进给通常是控制切线方向的速度，使之到达指定的速度的值。(四)、S功能编程格式：S本功能由S及后面四位数字组成，CNC根据两种方式指令主轴转速〔模拟量及数字量。其选择方式在参数设定中设定〕。当数字量方式时，S0001，S0002……S0008指定八种主轴转速，信号的输出持续0.4秒。此种模式下，主轴倍率开关无效。当模拟量方式时，S____后面的四位数直接指令主轴转速，例S0500，表示主轴500转/分。主轴转速倍率开关在运行等模式下可即时修调，范围为50%、60%、70%、80%、90%、100%、110%、120%。(五)、T功能通常加工一个零件总是需要计算所使用刀具的长度和半径，使加工按实际需要的轮廓切削。假设事先将刀具的长度及半径存贮到CNC的刀具参考表中，则任何时候选用刀具都能通过程序指令〔例T0303〕自动进展换刀，自动进展长度补偿，自动半径补偿〔G41/G42/G40〕，而无需进展烦琐的计算。编程格式：T本指令由T和后面四位数组成，前两位数字可以直接指令换刀及按所换刀号取得刀具半径补偿，后面两位数字直接指令刀具长度补偿。在程序中刀具补偿的书写格式为T____,用字母T及后面四位数字表示,前面两位是刀具号,最多可设10个〔01～10〕，00表示不取刀号及半径，即默认半径为0。一但选定刀号，则系统自动换刀，并默认对应半径为当前半径补偿值。后两位是刀具长度补偿号，也是10组〔01～10〕。00表示取消刀补。当T00__时，表示取消刀具号及某半径，但无换刀动作，当T__00时，表示执行取消原来刀具长度补偿，返回对刀参考点。在刀具补偿中的参数设置表中，刀具半径与刀具号是一一对应的。但刀具长度补偿号可以不对应刀具号，〔例T0203〕此适用一把刀对应多组补偿量情况〔如T0101，T0102〕。三、手动数据输入的面板操作在主功能菜单中选择6，即可进入MDI〔手动数据输入〕主菜单。图5-5手动数据输入主菜单在屏幕下方的信息输入栏中，可输入单独执行的指令如：输入：M02ENTER输入M02指令后，再回车。屏幕显示如下：图5-6手动数据输入操作界面根据操作提示，在第一行键入单句操作程序后，第二行将显示下一步的操作。按启动键后，即可执行该程序指令，执行完毕后在屏幕左下角将显示“OK！〞。一条程序执行完后，可继续输入下一条程序指令。此外，对S、T、M所对应的值也可进展修改。具体操作如下：S1ENTER启动键入S1，按ENTER键确认，再按启动键执行新值。T和M功能的修改，操作同上。如在MDI下运行了刀具补偿功能，退出MDI菜单前必须运行T000撤消刀补。四、实训内容〔一〕、练习图1，如图5-7所示。图5-7单向台阶轴〔二〕、练习图2，如图5-8所示。图5-8锥轴〔三〕、练习要求⑴由学生用手动数据输入操作独立完成零件的加工。⑵按图纸精度要求完成图5-7、图5-8台阶轴的加工。⑶检查质量合格后切下工件交件待检。五、容易产生的问题和本卷须知⑴用G00编程时，也可以写成G0。类似地，像G01、G02、G03、G04等指令，前面的0均可省略。⑵快进速度在参数设置中设定，不能使用F指令。⑶系统CNC计算R是依据相对起点坐标的I、K值计算的。⑷系统过象限时自动间隙补偿，并无停顿插补。⑸速度设定范围同直线插补G01指令〔1~9999.999毫米〕，并可模态继承G01的速度，省略编程F指令。⑹当G01、G02、G03指令连用时，F指令只需设定一次，后续的F指令可以省略，即保持模态，直到新值取代。⑺主轴指令可由两种方式设定主轴转速，一种是摸拟量输出方式，另一种为数字量输出方式。具体选择哪种方式，应根据操作者使用的数控车床的主轴转速的控制方式，在参数设置中进展正确设置。⑻在用手动数据输入操作加工零件前，数控系统的加工原点与编程原点必须重合，如果不重合一定不能加工，否则会发生安全事故。⑼用手动数据输入操作加工零件时，如果切削速度不适宜，可用进给速度修调开关调节。⑽教师操作演示后，学生分组练习。第5次课教学课题：课题五数控车床程序的编制教学目的：⑴了解数控车床的编程特点和掌握数控编程步骤；⑵掌握工件坐标系的设定；⑶熟练掌握台阶轴及带外锥的零件的数控程序编制方法；⑷熟悉“编程序〞主菜单的操作界面；教学重点及处：重点：熟练掌握数控程序编辑的方法处理方法：多练习编程教学难点及处理方法：难点：车床加工工艺处理方法：先进展普车实习教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：NC—40数控车床时间分配：讲解示范8学时巡回指导10学时完毕指导4学时课题五数控车床程序的编制一、数控机床的坐标系与原点为了保证数控机床的正确运动，防止工作的不一致性，简化编程和便于培训编程人员，ISO和我国都统一了数控机床坐标轴的代码及其运动的正、负方向，这给数控系统和机床的设计、使用和维修带来了极大的方便。(一)、坐标系确实定原则我国机械工业部1982年公布了JB3052—82标准，其中规定的命名原则如下：⑴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。⑵标准坐标(机床坐标)系的规定在数控机床上，机床的动作是由数控系统来控制的，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，这就需要建设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4-1所示。在图中，大拇指的方向为X轴的正方向，食指为Y轴的正方向，中指为Z轴正方向。图4-2、图4-3分别给出了卧式车床和立式铣床的标准坐标系。根据右手螺旋方法，我们可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。图4-1右手笛卡尔直角坐标系⑶运动方向数控机床的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。(二)、坐标轴的指定⒈Z坐标Z坐标的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标。对于车床、磨床和其它成形外表的机床是主轴带开工件旋转；对于铣床、镗床、钻床等是主轴带动刀具旋转。如图4-2、图4-3所示。如果没有主轴(如牛头刨床)，Z轴垂直于工件装夹平面。图4-2数控车床图4-3数控立式升降台铣床Z坐标的正方向为刀具远离工件的方向。⒉X坐标X坐标一般是水平的，它平行于工件的装夹平面。这是在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、磨床等)，X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向滑板，刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向，如图4-2所示。对于刀具旋转的机床(如铣床、镗床、钻床等)，从刀具向立柱看，右手方向为X运动的正方向，如图4-3所示。⒊Y坐标Y坐标垂直于X、Z坐标轴。Y运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按右手笛卡尔直角坐标系来判断。(三)、编程坐标系编程坐标系是编程人员在编程过程中使用的，由编程人员以工件图样上的某一固定点为原点所建设的坐标系，又称为工件坐标系或工作坐标系，编程尺寸都按工件的尺寸确定。(四)、坐标系的原点在确定了机床各坐标轴及方向后，还应进一步确定坐标系原点的位置。⒈机床原点机床原点是指在机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来了，是数控机床进展加工运动的基准参考点。在数控车床上，一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。如图4-4a所示。图中O1即为机床原点。a)b)图4-4数控车床坐标系原点a)数控车床机床原点及加工原点b)编程原点⒉编程原点编程原点是指根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点，即编程坐标系的原点。如图4-4b中所示的O2点。⒊加工原点加工原点也称程序原点。是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床原点坐标系中的位置。在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后的加工原点及程序要求进展自动加工的。加工原点如图4-4a中的O3所示。⒋机床参考点机床参考点是指刀架中心退离距机床原点最远的一个固定点。该点在机床制造厂出厂时已调好，并将数据已输入到数控系统中。一般在车床上使用参考点。二、编程格式(一)、数控编程中的有关规则及代码为了满足设计、制造、维修、和普及的需要，在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式等方面，国际上已形成了两种通用的标准，即国际标准化组织(ISO)标准和美国电子工程协会(EIA)标准。我国机械工业部根据ISO标准制定了JB3050—82《数字控制机床用的七单位编码字符》、JB3051—82《数字控制坐标和运动方向的命名》、JB3208—83《数字控制机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M代码》。但是由于各个数控机床生产厂家所用的标准尚未完全统一，其所用的代码、指令及其含义不完全一样，因此，在数控编程时必须按所用数控机床编程手册中的规定进展。目前，数控系统中常用的代码有ISO代码和EIA代码。(二)、字与字的功能类别字是程序字的简称，在这里它是机床数字控制的专门术语。它的定义是：一套有规定次序的字符，可以作为一个信息单元存储、传递和操作，如X160就是一个“字〞。一个字所含的字符个数叫做字长。常规加工程序中的字都是由一个英文字母与随后的假设干位10进制数字组成。这个英文字母称为地址符。地址符与后续数字间可加正、负号。程序字按其功能的不同可分为7种类型，它们分别称为顺序号字、准备功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速功能字、刀具功能字和辅助功能字。⒈顺序号字它也叫程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，它的地址符是N，后续数字一般2～4位。顺序号可以用在主程序、子程序和宏程序中。⑴顺序号的作用首先顺序号可用于对程序的校对和检索修改。其次在加工轨迹图的几何节点处标上相应程序段的顺序号，就可直观地检查程序。顺序号还可作为条件转向的目标，更重要的是，标注了程序段号的程序可以进展程序段的复归操作，这是指操作可以回到程序的(运行)中断处重新开场，或加工从程序的中途开场的操作。⑵顺序号的使用规则数字局部应为正整数。顺序号的数字可以不连续，也不一定从小到大顺序排列。一般都将第一程序段冠以N10，以后以间隔10递增的方法设置顺序号，这样，在调试程序时如需要在N10和N20之间参加两个程序段，就可以用N11、N12。⒉准备功能字准备功能字地址符是G，所以又称G功能或G指令。它的定义是建设机床或控制系统工作方式的一种命令。准备功能字中的后续数字大多为两位正整数。随着数控机床功能的增加，G00～G99已不够用，所以有些数控系统的G功能字中的后续数字已经使用三位数。⒊尺寸字尺寸字也叫尺寸指令。尺寸字在程序段中主要用来指令机床上刀具运动到达的坐标位置，表示暂停时间等的指令也列入其中。尺寸字由地址符、+、-符号及绝对(或增量)数值构成。尺寸字的“+〞可省略。尺寸字的地址码有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K、D、H等。⒋进给功能字进给功能字地址符是F，所以又称F功能或F指令。它的功能是指令切削的进给速度。由地址符和后续假设干位数字构成。对于车床，可分为每分钟进给和主轴每转进给两种。⒌主轴转速功能字主轴转速功能字用来指定主轴的转速，单位为r/min，地址符使用S，所以又称为S功能或S指令。⒍刀具功能字刀具功能字用地址符T及随后的数字表示，所以也称为T功能或T指令。T指令的功能含义主要是用来指定加工时使用的刀具号。对于车床，其后的数字还兼作指定刀具长度(含X、Z两个方向)补偿和刀尖半径补偿用。在车床上，T之后的数字分2位、4位和6位三种。对两位数字的来说，一般前位数字代表刀具(位)号，后位数字代表刀具长度补偿号。其它两种以后将结合不同的数控系统进展介绍。⒎辅助功能字辅助功能字由地址符M及随后的1～3位数字组成，所以也称为M功能或M指令。它用来指令数控机床辅助装置的接通和断开，表示机床各种辅助动作及其状态。迪特康COMMANDER400T数控系统中，常用的表示地址的英文字母的取值范围及含义如表4-1所示。表4-1迪特康数控系统地址符的英文字母的取值范围及含义地址符名称取值范围意义%程序号1～9999指定加工程序号N程序段号0～9999程序顺序号G准备功能**指定动作方式X、Z坐标字±0.01～±9999.99坐标运动指令—绝对坐标值U、W坐标字±0.01～±9999.99坐标运动指令—增量坐标值I、K坐标字±0.01～±9999.99圆心相对圆弧起点的坐标值F进给功能****.**进给速度(MM/MIN)、螺纹导程(MM；INCH)或延时(S)S主轴功能****主轴转速指令T刀具功能****刀具和刀具补偿量M辅助功能**辅助指令L重复次数****循环重复次数,程序跳转段号或子程序调用段号R进刀量**.**刀具每次循环时的进给量(三)、程序的构造一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序完毕三局部组成。例如%0001程序号程序内容N01G92X60Z20程序内容N02S02M03N03GOOX45Z5N04G01Z-60N05G26N06M30程序完毕⑴程序号程序号即为程序的开场局部，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址符。FANUC系统一般采用英文字母O作为程序编号地址符，而其它系统有的采用P、%及“：〞等。⑵程序内容程序内容局部是整个程序的核心，它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，它表示数控机床要完成的全部动作。⑶程序完毕程序完毕是以程序完毕指令M03或M30作为整个程序完毕的符号，来完毕整个程序。(四)、程序段格式零件的加工程序是由程序段组成的，每个程序段由假设干个程序字组成，每个程序字是控制系统的具体指令。程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则。通常有三种格式：字-地址程序段格式、使用分隔符的程序段格式和固定程序段格式，最常用的是字-地址程序段格式。字-地址程序段格式如下：字-地址程序段格式由语句号字、数据字和程序段完毕符组成。各字前有地址，字的排列顺序要求不严格，数据的位数可多可少，不需要的字以及与上一级程序段一样的续效字可以不写。该格式的优点是程序简短、直观以及容易检查和修改。因此，该格式目前被广泛使用。例如：N30G01X35Z-60F200S350T22M30程序段完毕符是写在每一程序段后，表示程序完毕。当用EIA标准代码时，完毕符为“CR〞；用ISO标准代码时为“NL〞或“LF〞；有的用符号“：〞或“*〞表示；有的直接回车即可。三、绝对和增量位置编程(一)、绝对位置编程绝对位置编程是使用绝对坐标来确定目标点的位置。刀具(或机床)运动位置的坐标值是相对于固定的坐标原点给出的，即称为绝对坐标，该坐标系称为绝对坐标系。如图4-5a所示，目标点①的绝对坐标为：X＝300mm〔直径量〕，Z＝200mm(二)、增量位置编程增量位置编程即参考上一次的位置，用相对上一次编程的增量值来确定下一点的位置。该坐标值就是参考的增量式坐标或链式尺寸。a)b)图4-5绝对和增量位置编程a)绝对位置编程b)绝对位置编程刀具(或机床)运动位置的坐标值是相对于前一位置，而不是相对于固定的坐标原点给出的，称为增量坐标系统。常使用代码表中的第二坐标U、V、W表示。U、V、W分别与X、Y、Z平行且同向。如图4-5b所示，参考点①的绝对坐标为：X＝300mm〔直径量〕Z＝200mm目标点②相对①点的增量坐标为：U＝-100mmW＝-80mm如增量编程指令G00U-100W-80，可直接移动刀具至编程目标点。增量坐标编程在加工中具有灵活调整参考点而无需平移坐标系的特点。增量坐标值的正负规定为：相对于参考点，向坐标值正方向增大为正，向坐标值负方向减少则为负。迪特康COMMANDER400T数控系统规定：在同一程序段中，可同时采用绝对坐标值和增量坐标值，例如图4-5b，可混合编程：G00X200W-80。根据图纸尺寸灵活使用混合编程可以简化坐标计算，又能取得良好的精度，但注意不能同时出现［X、U］，［Z、W］。第6次课教学课题：课题六自动运行、空运行模式教学目的：⑴熟悉“自动运行〞主菜单的操作界面；⑵熟练掌握自动运行模式的操作方法；⑶熟练掌握空运行模式的操作方法；⑷熟悉DNC模式的操作方法。教学重点及处：重点：熟练掌握自动运行模式的操作方法处理方法：多练习操作教学难点及处理方法：难点：自动运行模式与空运行模式的操作区别处理方法：比照练习教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：NC—40数控车床时间分配：讲解示范4学时巡回指导6学时完毕指导2学时课题六自动运行、空运行模式一、自动运行模式在主功能菜单下选择3，在“PROGRAMNAME：％〞〔输入程序名：％〕后面键入需运行的程序号，按ENTER键后，即可进入程序自动运行菜单，如图7-1所示。图7-1自动运行主菜单选择图形显示方式及运行模式：GRAPHHICFOCUSPOSITION〔图形焦点〕：用数字键选定观看图形的中心点。GRAPHICSCOPE〔图形范围〕：用数字键给入观看图形的范围半径值。RUNMODE：用数字键可选择运行模式，1为自动运行，2为空运行，3为DNC模式〔即计算机直接控制〕。在RUNMODE〔程序运行〕中用数字键选择1，即可进入自动运行模式，如图7-2所示。按GRAPH键可屡次观看平面图形的运行轨迹。程序执行完毕后，按任意键返回。启动按启动键，即可开场自动开场执行程序。单段如将单段运行开关拨至ON，即一段一段地执行程序。图7-2自动运行模式操作界面二、空运行模式〔DRY—RUN模式〕在RUNMODE〔程序运行〕中用数字键选择2，即可进入空运行模式，如图7-3所示。在空运行状态下执行程序时，系统自动切换为最高速度执行。S、M功能不做，其主要意义是快速检查程序是否正确，如图7-3所示。图7-3空运行模式操作界面单段OFF功能开关拨至OFF，检查程序是否正确。单段ON功放开关拨至ON,检查轨迹是否正确,但不能用于实际切削。四、DNC模式在RUNMODE〔程序运行〕中用数字键选择3，即可进入DNC模式，如图7-4所示。DNC模式表示直接从计算机传送程序到CNC中加工。选择该模式前应先准备一台计算机，用电缆连接系统RS232外部通信接口与计算机串行通信接口。图7-4DNC模式操作界面四、实训内容⑴熟悉“自动运行〞主菜单的操作界面，练习运行模式的选择，即自动运行模式、空运行模式和DNC模式的选择操作。⑵练习图形显示方式选择，即图形焦点和图形范围的调整方法。⑶练习自动运行模式的加工操作和空运行模式的操作。⑷练习选择DNC模式操作时，数控系统与电脑的连线。五、容易产生的问题和本卷须知⑴注意自动运行模式和DRY—RUN模式的功能区别，并正确选用。⑵在操作中，一定要认真仔细观看数控系统显示器的屏幕提示，不要误操作，否则会发生安全事故。⑶为方便观察刀具走刀轨迹，一般将图形清空。⑷用空运行模式〔DRY—RUN模式〕功能快速检查程序时，可将功能开关拨至OFF，使刀架不运动。⑸在用自动运行模式和DRY—RUN模式功能检查程序时，将刀架移动到车床导轨的中部，防止程序参数出错刀架、拖板等与机床发生碰撞。第7次课教学课题：课题七对刀操作教学目的：⑴了解刀具补偿的相关概念；⑵熟悉“其它〞功能主菜单的操作界面和使用；⑶熟悉“刀具设置〞菜单的操作界面和使用；⑷熟练掌握对刀操作的方法和技巧。教学重点及处：重点：熟练掌握对刀操作的方法和技巧处理方法：讲清楚刀具补偿的相关基本概念教学难点及处理方法：难点：熟练掌握对刀操作的方法和技巧处理方法：多练习对刀操作教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：NC—40数控车床时间分配：讲解示范4学时巡回指导8学时完毕指导4学时课题七对刀操作一、对刀操作刀具长度补偿可以使刀具快速移动，使刀具与工件的距离和上一把刀保持一致。寻找各刀需要长度补偿的过程称为对刀。对刀方法主要有：一般对刀、机外对刀仪对刀、ATC对刀和自动对刀四种。经济型数控车床都采用一般对刀。一般对刀是指在机床上作手动对刀。手动对刀是通过试切零件来对刀。手动对刀要较多地占用机床时间，此方法用在数控车床上较为落后。以迪特康COMMANDER400T数控系统的对刀为例，在其主功能菜单中选择9，即可进入“其它〞功能主菜单，如图8-3所示。图8-3“其它〞功能主菜单界面其它功能中共有6项补充功能：１选择第一项，表示清计数器。２选择第二项，表示清程序区，注意该功能将去除程序区所有加工程序，应小心使用。３选择第三项，表示将固化程序调入程序区，本系统带有三个固化程序，程序号分别为％9990、％9991、％9992,其中％9992是检测收发信功能的程序，％9990、％9991是零件加工程序，系统安装好后，最好先运行这三个程序，对系统进展检测和考核，同样该功能将去除程序区所有加工程序，应小心使用。４将参数设定中的所有数据清零，或置入默认值，以上四种功能完成以后，都将在左下角显示“OK！〞。5进入自动对刀操作,将每把刀的补偿量自动写入参数设定中的刀具表中。6将检测到来至主轴光电编码器的每圈刻线显示在屏幕左下角。进入其它功能主菜单后选择6，即可进入刀具设置菜单，如图8-4所示。图8-4刀具设置菜单界面(一)、对刀操作步骤⑴系统显示T=，1↙系统自动换刀为1号刀，如图8-4所示。图8-5对刀操作菜单界面⑵点动将1号刀在-X方向逼近并试切B面，确认后U。点动+X退出。⑶在-Z方向逼近并试切A面。确认后W，此时刀架自动退至距D点〔U50，W100〕处。以此为换刀点。默认第一把刀补偿量U=0，W=0。⑷系统显示D=80↙80为试切点的工件直径。⑸系统显示：NEXTT00L〔Y/ESC〕如图8-5所示。选择Y则系统自动换下一把刀。假设选择ESC则系统显示T=可选择3↙，系统自动换第三把刀。⑹对下一把刀，步骤同2，3，5。⑺对内孔刀时，从换刀点点动使该刀在+X方向逼近至轻触C面，确认后U，手动退刀再在-Z方向逼进A面，同3。设对刀参考点在毛坯边缘D处，如图8-6所示。图8-6对刀过程(二)、刀补的校验所有刀具对刀完成后，选图8-6所示对刀工件上的D点作为校验基准点，将基准刀换到加工刀位，主轴正转，将基准刀手动运行至D点，X、Z轴坐标值清零，然后将其它几把刀分别换到加工刀位(注意必须带刀补换刀，如用T202、T303和T404指令换刀)，分别执行G01X0Z0F200这条指令。如果每次执行G01X0Z0F200这条指令后，车刀的刀尖都与D点重合，说明对刀准确刀补值正确；如果车刀的刀尖与D点不重合，则说明对刀不准确刀补值不正确，需要重新对刀。二、实训内容⑴熟悉“其它〞功能主菜单的操作界面，并练习“其它〞功能主菜单的操作。⑵练习迪特康COMMANDER400T数控系统的手动对刀操作，并熟练掌握。三、容易产生的问题和本卷须知⑴在整个对刀过程中，应先对X方向，再对Z方向。必须先确认U再确认W。⑵只在退回换刀点后CNC自动产生有效的刀补值。⑶第二把刀及后面的刀应以接触但无削为准再确认。⑷手动退刀时应注意方向性，防止刀具撞上工件。⑸对刀时，需要将主轴正转，否则无法试车削。⑹在X方向和Z方向对刀过程中，应注意试车削时不能退刀，否则CNC会出错。⑺所有刀具对刀完毕后，应校验各把刀的刀补是否正确。⑻注意在换刀前必须将刀具退到换刀安全区域，否则执行换刀时刀具会和工件发生碰撞。⑼教师讲解和演示操作完毕后，学生分组练习，每一位同学都必须熟练掌握对刀操作。第8次课教学课题：课题八自动加工教学目的：⑴掌握回零功能的使用；⑵熟练掌握确定刀具起始点位置的操作；⑶熟练掌握自动加工操作的方法和技巧；⑷掌握数控程序的调试方法。教学重点及处：重点：熟练掌握自动加工操作的方法和技巧处理方法：多练习教学难点及处理方法：难点：掌握数控程序的调试方法处理方法：熟练掌握编程和加工工艺教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：NC—40数控车床时间分配：讲解示范4学时巡回指导6学时完毕指导2学时课题八自动加工一、确定刀具起始点位置的操作在数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，以建设准确的加工坐标系，并确定刀具起始点位置。加工原点也称程序原点。是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床原点坐标系中的位置。在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后的加工原点及程序要求进展自动加工的。因此，编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点、建设编程坐标系、计算坐标值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。对加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，确定加工原点的位置，并在数控系统中给以设定，这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开场加工。确定刀具起始点位置的操作常采用“试切-测量-调整〞的方法。二、回零操作在主功能菜单中选择4，即可进入“回零〞操作主菜单，如图9-1所示。图9-1“回零〞操作主菜单界面＋X或－X按＋X或－X键，以G00速度返回X轴向的参考点。其它轴向回零操作按此方法进展。三、自动加工在主功能菜单下选择3，在“PROGRAMNAME：％〞〔输入程序名：％〕后面键入需运行的程序号，按ENTER键后，即可进入程序自动运行菜单。选择并调整好图形显示方式及在RUNMODE〔程序运行〕中用数字键选择1，按ENTER键后，即可进入自动运行模式。当毛坯装夹好后，按下启动键，即可自动开场执行程序，对毛坯进展自动加工。按下暂停键，除主轴外，系统所有动作暂时停顿，再按一次启动键继续原有动作。按GRAPH键可屡次观看平面图形的运行轨迹。程序执行完毕后，按任意键返回。编程原点设定编程原点设定切削参数确认零件图编程拟定加工工艺刀具选择装夹工件数控程序输入装刀完毕零件检测试切削空运行精度检查安排刀具对刀加工原点设定图9-2工作流程图首件零件加工时，为确保加工安全，可将单段运行开关拨至ON，一段一段地执行程序。假设有任何意外按下“紧急停顿〞按钮。整个工作流程图如图9-2所示。四、调试程序首件零件加工完成后，应按图样要求的精度工程逐项对零件进展检测，看其是否满足图样的要求，是否合格。如果合格就可以开场批量生产；如果不合格，就需要对程序的相关参数进展修改，然后再试车，再检测，直至合格。五、实训内容(一)、确定刀具起始点位置操作练习⑴选择工件精加工后的右端面中心为加工原点。⑵将基准刀换到切削刀位，主轴正转，使用手动操作将车刀运动至工件右端面附近。⑶Z方向进刀1～2mm左右，精车右端面并将Z坐标值清零；X方向进刀2～4mm左右，车削外圆5～10mm左右的长度并将X坐标值清零。⑷按加工程序中G92指令设定的Z方向刀具起始点坐标值调整基准刀Z方向的距离。⑸主轴停，按加工程序中G92指令设定的X方向刀具起始点坐标值调整基准刀X方向的距离。具体方法是：测量外圆车削处的直径值，用G92指令中的X方向刀具起始点坐标值减去外圆车削处的直径值，得到的数值就是刀具沿X方向实际调整的距离。⑹量取工件的装夹长度尺寸，并记录。(二)、自动加工操作练习将课题六编制的图6-7、图6-8和图6-9的程序调出，按要求安装好刀具，对好刀，调整好刀具起始点，练习自动加工操作。六、容易产生的问题和本卷须知⑴工件必须装夹结实，卡盘扳手随手取下。⑵加工之前必须确保加工程序的编程原点与加工原点完全重合。⑶自动加工时，操作者不能离开机床。⑷回零即是回刀具起始点。⑸加工同一批零件时，必须保证毛坯的装夹长度一样。如果毛坯装夹时长时短，将会发生安全事故。第9次课教学课题：课题九圆弧零件的编程及加工教学目的：⑴掌握圆弧插补指令和程序循环指令的编程格式；⑵熟练掌握圆弧插补指令的编程方法和技巧；⑶熟练掌握程序循环指令的编程方法和技巧；⑷熟练掌握带圆弧的零件的编程方法和技巧。教学重点及处：重点：熟练掌握带圆弧的零件的编程方法和技巧处理方法：多练习编程教学难点及处理方法：难点：熟练掌握程序循环指令的编程方法和技巧处理方法：多练习编程教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：NC—40数控车床时间分配：讲解示范6学时巡回指导12学时完毕指导4学时课题九圆弧零件的编程及加工一、圆弧插补指令和程序循环指令的使用(一)、G02——顺时针圆弧插补编辑格式：G02X〔U〕Z〔W〕IKFG02X〔U〕Z〔W〕RFG02用于切削加工按指定进给速度的顺时针圆弧插补运动。使刀具从当前位置以F设置的进给速率沿圆心顺时针圆弧运动至目标位置。目标位置由X〔U〕，Z〔W〕设置，无论其值是否为零，均应输入；圆心位置由I、K或R设置。I、K分别为圆心相对于起始点的增量值，R为圆弧半径值。I、K值的大小和正、负确实定方法是：从圆弧起点向圆心画一个矢量，这个矢量在X轴的投影和方向就是I的数值和方向，这个矢量在Z轴上的投影和方向就是K的数值和方向，当I、K的方向与X、Z轴的坐标正方向一致时，I、K值为正，反之则为负。图10-1顺时针圆弧插补如图10-1所示，刀具处于①点处，该点坐标值为X=120，Z=10将刀具以100毫米/分的进给速率沿圆心顺时针移动到点②处，该点坐标值为X=60，Z=100。圆心相对①点坐标为I=0，K=50，则：绝对坐标编程：G02X60Z100I0K50F100相对坐标编程：G02U-60W90I0K50F100(二)、G03——逆时针圆弧插补编辑格式：G03X〔U〕Z〔W〕IKFG03X〔U〕Z〔W〕RFG03用于切削加工时的逆时针圆弧插补运动。其坐标设置及运动方式与G02类似。只是运动方向与G02相反。图10-2逆时针圆弧插补如图10-2所示，假设刀具从①点沿圆心以与上图一样的速率逆时针移动至②点处，则：绝对坐标编程：G03X120Z10I60K-40F100增量坐标编程：G03U60W-90I60K-40F100圆弧顺、逆方向的判别方法是：从垂直于圆弧平面的坐标方向的正方向向该圆弧平面看去，加工该圆弧的走刀运动方向是顺时针方向则为G02；反之，则为G03。(三)、G22、G80程序循环指令及循环完毕指令编程格式：G22＿＿＿＿···G80＿＿＿＿循环指令G22用于循环执行从G22开场到G80完毕的一段程序，循环次数由L指定，L范围为0~9999次。循环内容由编程人员自己编制。如图10-3所示：图10-3G22、G80指令编程示意图编程如下：G92X100Z100G22 L0003G00 U-20G01 W-40F200G00 U15G01 W35G80G26M02二、编程实例例加工如图10-4所示零件。毛坯为¢25的硬铝棒料，从右端至左端轴向进给切削，粗加工每次进给深度1.5～2mm，粗加工进给量为200mm/分，精加工进给量为50mm/分，精加工余量X向0.5～1mm，Z向0.1mm，切断刀刃宽4mm，工件编程原点如图10-4所示。表10-1各刀具的刀具号、刀补号刀具类型刀具号刀具补偿号450外圆车刀T0101900外圆左偏车刀T0202900窄头外圆车刀T0303刃宽4mm切断刀T0404图10-4圆弧台阶轴程序说明％0002；G92X100Z10；M3S2〔750转/分〕；N1：工序1：粗、精车端面T0101；G00X30Z0.1；G01X0F200；G00X30Z2；G00Z0；G01X0F50；G00X100Z10N2：工序2：粗、精车圆锥台阶轴T0202；换900外圆左偏车刀G00X28Z2；G22L4；开场循环车圆锥台阶轴，循环四次G00U-6.8；G01Z-10F200；G01U4F200；G01U7W-20；G00Z2；G00U-8；G80；程序循环完毕G00X9；G01Z-10F50；G01X13F50；G01X20W-20；G26；T0404；〔右刀尖对刀〕换切断刀G00X25Z-46；G01X20.5F100；G27；G29；N3：工序3：粗、精车圆弧台阶T0303；G00X28Z-29；G22L2；开场循环车圆弧台阶轴，循环二次G01U-6F500；G01Z-30F200；G02U0W-16R11.5F200；G01Z-60F200；G00U4；G00Z-28；G80；程序循环完毕G01X20F500；G01Z-30F200；G02X20W-16R11.5F50；G01Z-60F200；G27；G29；T0404；G00X25Z-55；G01X0F50；G26；T0101；M30三、实训内容(一)、练习图如以以下列图所示。(二)、练习要求⑴由学生独立制定工艺方案，教师对工艺方案讲评后学生再完成数控程序的编制。⑵学生重点学习圆弧插补指令和G22、G80程序循环指令及循环完毕指令的使用。⑶学生将自编的图10-4所示零件的数控程序输入数控系统空运行检查，教师确认正确无误后，由学生独立操作将该零件加工完成。四、容易产生的问题和本卷须知⑴G02用于切削加工时的顺时针圆弧插补运动；G03用于切削加工时的逆时针圆弧插补运动。⑵在G02或G03指令中，I为直径量尺寸，R为半径量尺寸。⑶车圆弧时，刀具的移动方向与X、Z轴的正方向一致时，I、K值为正，反之，则为负。⑷G22与G80必须成对使用，否则出错，本指令不能嵌套。第10次课教学课题：课题十螺纹零件的编程及加工教学目的：⑴熟练掌握G32、G33螺纹切削指令的用法；⑵熟练掌握M98、M99子程序调用及返回指令的用法；⑶熟练掌握G64、G65直螺纹固定循环指令的用法；⑷熟练掌握螺纹零件的编程方法和技巧。教学重点及处：重点：熟练掌握螺纹零件的编程方法和技巧处理方法：多练习编程教学难点及处理方法：难点：熟练掌握螺纹零件的编程方法和技巧处理方法：多练习编程教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：NC—40数控车床时间分配：讲解示范8学时巡回指导10学时完毕指导4学时课题十螺纹零件的编程及加工一、螺纹切削指令和子程序指令的使用(一)、G33—公制螺纹切削指令编程格式：G33UWFG33WF本指令可以单行程切削相等导程的直螺纹、锥螺纹。用增量编程方式。车刀进给运动是严格根据输入的螺距进展的。车刀切入、退出、返回均需另外编程。U表示斜螺纹终点在X轴方向的增量值圆锥量；W表示螺纹长度，当U=0表示为直螺纹；F表示公制螺纹导程(mm)。F值范围为0.010~24.000mm。加工螺纹需与主轴转速相适应。CNC依据主轴编码器提供的数字量，实现螺纹切削，其间主轴转速应注意保持不变，中途停顿或改变转速是很不安全的。检查编码器刻线数可在“其他〞菜单中进展。图11-3螺纹长度确实定在螺纹切削开场及完毕时，由于升降速的原因，会出现导程不符的情况。编程时应注意将螺纹长度适当放长2个δ〔即前后各一个δ〕，如图11-3所示。(二)、G32—英制螺纹切削指编程格式：G32UWFG32WFU表示斜螺纹终点在X轴方向的增量值圆锥量；W表示螺纹长度，当U=0表示为直螺纹；F表示英制螺纹导程(吋)，以每寸牙数表示。F值范围为3~33.5牙/吋，其中小数点局部表示分数牙数的分母值。例如：每吋18½牙写作18.5。(三)、G65—公制直螺纹循环编程格式：G65WIRKFL本指令用于多刀切削直螺纹循环，循环进刀方式由L角度指定递减分层切削。W为螺纹长度，I为起点至牙底的切削深度，R为第一次切深，其中I、R为直径量。K为跳角量(K＞0)，F为导程(单位mm)，L为进刀角度(0~45度)。其运行轨迹如图11-4所示：起点→①→②→③→④→⑤→①’→②’→③’→④’→…→起始点。图11-4直螺纹循环车削过程K是跳出螺纹的有效距离。退尾过程是X和Z呈45度角，先以K为距离加速退出，再以K为距离减速停顿。当K小于螺距F时，可以实现一圈以内退出螺纹。(四)、G64—英制直螺纹循环编程格式：G64WIRKFL用法同G65，其中F表示英制螺纹导程(吋)，以每寸牙数表示。(五)、M98、M99—子程序调用及返回编程格式：M98L···M99M98用于在程序中执行该指令后，调用再由L指定的子程序段执行。子程序执行完毕后，由M99指令返回，返回后，主程序继续顺序执行。例：···N0100M98L300 调用L指定的子程序N0110G04F2 程序延时2秒···N0290M97L0320 程序跳转至L指定的程序段子程序N0300G03U0Z-100I0K-50F200逆圆弧加工子程序N0310M99 子程序返回N0320 ···二、编程实例以NC—E40数控车床的迪特康COMMANDER400T数控系统为例，介绍数控车床的编程。该数控车床共有四个刀位。图11-9直螺纹加工例螺纹加工工件如图11-9所示，螺纹导程为3mm。设计为4刀车完，进刀量为1.8，1.2，0.6，0.3(直径量尺寸)mm。加工转速750r/min。编程如下：编程方法一程序说明%3N0010G92X100Z10N0020S02M03N0030G01U-1.8F500车螺纹进刀1.8mmN0040M98L120调用子程序N120～N150段N0050G01U-1.2F500车螺纹进刀1.2mmN0060M98L120调用子程序N120～N150段N0070G01U-0.6F500车螺纹进刀0.6mmN0080M98L120调用子程序N120～N150段N0090G01U-0.3F500车螺纹进刀0.3mmN0100M98L120调用子程序N120～N150段N0110M30N0120G00U-40N0130G33W-130F3车直螺纹，导程为3mmN0140G00U40N0150G00W130N0160M99子程序调用完毕编程方法二程序说明%4N0010G92X100Z10N0020S02M03N0030G00U-40N0040G65W-130I-3.9R1.8K6F3L0公制直螺纹固定循环指令车削螺纹N0050M30四、实训内容(一)、练习图如图11-10所示。图11-10综合件