《数控车床编程与加工》实训教案

课题1数控车床基本程序指令及应用

学时2

一、教学目的和要求

1、了解数控车床的安全操作规程

2、掌握数控车床基本程序指令

3、掌握数控车床简单轴类零件程序的编制

二、重点难点

1、数控车床的安全操作规范

2、数控车床基本指令的基本应用

3、数控车床简单轴类零件精加工程序的编制

三、授课内容

（一）数控车床安全操作规程

1.开机前应对数控车床进行全面细致的检查，包括操作面板、导轨面、卡爪、

尾座、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。

2.数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异

常现象。

3.程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否

正确。

4.正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。

5.输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。

6.未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是

否合理，有无超程现象。

7.试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。

8.试切进刀时，在刀具运行至工件30~50㎜处，必须在进给保持下，验证Z

轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。

9.试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补

值和刀补号。

10.程序修改后，要对修改部分仔细核对。

11.必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。

12.操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车

处理。

13紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。

（二）数控车床坐标系

数控机床的加工是由程序控制完成的，所以坐标系的确定与使用非常重要。根据ISO841标准，数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为Z轴，垂直于主轴方向即横向为X轴，刀具远离工件方向为正向。如图1-1所示

数控车床有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机械零点。它是在

机床装配、调试时已经确定下来的，是机床加工的基准点。在使用中机械坐标系是由参考点来确定的，机床系统启动后，进行返回参考点操作，机械坐标系就建立了。坐标系一经建立，只要不切断电源，坐标系就不会变化。编程坐标系是编程序时使用的坐标系，一般把我们把Z轴与工件轴线重合，X轴放在工件端面上。工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系，它应该与编程坐标系一致。能否让编程坐标系与工坐标系一致，使操作的关键。

图1-1

（三）数控车床加工工艺制定方法

在数控车床上加工零件时，应该遵循如下原则：

（1 ）选择适合在数控车床上加工的零件。

（2 ）分析被加工零件图样，明确加工内容和技术要求。

（3 ）确定工件坐标系原点位置。原点位置一般选择在工件右端面和主轴回转中心交点P ，也可以设在主轴回转中心与工件左端面交点O 上，如图1-2所示。

图1-2 编程原点

（4 ）制定加工工艺路径，应该考虑加工起始点位置，起始点一般也作为加工结束的位置，起市点应便于检查和装夹工件；应该考虑粗车、半精车、精车路线，在保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下，尽可能以最少的进给路线完成零件的加工，缩短单件的加工时间；应考虑换刀点的位置，换刀点是加工过程中刀架进行自动换刀的位置，换刀点位置的选择应考虑在换刀过程中不发生干涉现象，且换刀路线尽可能短，加工起始点和换刀点可选同一点或者不选同点。

（5 ）选择切削参数。在加工过程中，应根据零件精度要求选择合理的主轴转速、进给速度、和切削深度。

（6 ）合理选择刀具。根据加工的零件形状和表面精度要求，选择合适的刀具进行加工。

（7 ）编制加工程序，调试加工程序，完成零件加工。

（四）数控加工程序的构成

在数控车床上加工零件，首先要编制程序，然后用该程序控制机床的运动。数控指令的集合称为程序。在程序中根据机床的实际运动顺序书写这些指令。

一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一个“字”由地址符和数字组成。

下面是一个完整的数控加工程序，该程序由程序号开始，以M30结束。

程序说明

O1234 程序开始

N10 T0101 G95 M3 S500 程序段1

N20 G0 X100 Z100 程序段2

N30 G0 X26 Z0 程序段3

N40 G1 X0.0 F0.1 程序段4

N50 Z1 程序段5

N60 G0 X100 程序段6

N70 Z100 程序段7

N80 M30 程序结束

（1）程序号

零件程序的起始部分一般由程序起始符号%（或O）后跟1—4位数字组成，如：%123，O1234等。

（2）程序段的格式和组成

程序段的格式可分为地址格式、分割地址格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。其中以可变程序段格式应用最为广泛，所谓可变程序段格式就是程序段的长短是可变的。

例如：

N10 G01 X40.0 Z-30.0 F200 ；

程序段号功能字坐标字进给速度功能字程序段结束（3）“字”

一个“字”的组成如下所示：

Z - 30.0

地址符符号（正、负号）数据字（数字）

程序段号加上若干程序字就可组成一个程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分为地址和非尺寸地址两种。表示尺寸地址的英文字母有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、A、B、C、DERH共18个字母。表示非尺寸地址有N、G、F、S、T、M、L、O等8个字母。

（五）模态指令与非模态指令的区分

（1）模态指令：称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到后面出现同组另一指令或被其他指令取消时才有效。编写程序时，与上段相同的模态指令可以省略不写。不同组模态指令编在同一程序段内，不影响其续效。

（2）非模态指令：称非续效指令，其功能仅在出现的程序段有效。

（六）常用M指令

M指令是控制数控机床“开、关”功能的指令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。M指令有模态还非模态之分，常用M指令的功能及应用如下：

（1）程序停止