数控车床单元一 台阶轴的编程与加工
阶梯轴加工的编程方法教学课件
G00X（U）₋Z(W) ₋; 其中：X、Z为目标点（刀具运动的终点） 的绝对坐标； U、W为目标点相对刀具移动起点的增量坐 标。 （2）应用
主要用于使刀具快速接近或快速离开零件。 （3）说明 ①G00指令使刀具移动的速度是由机床系 统设定的，无需在程序段中指出。
如图所示阶梯轴，已知材料为45钢，毛坯为 φ50X100，编写零件的加工程序。
①工艺分析 该零件由不同的外圆柱面组成， 有一定的尺寸精度和表面粗糙度要求。零 件材料为45钢，切削加工性能较好，无热 处理和硬度要求。
②工艺过程：
a、用三爪自定心卡盘夹住毛坯φ50外圆，外 伸80mm,找正；
b、对刀，设置编程原点O为零件右端面中心；
G01X（U）₋Z(W) ₋F ₋; 其中：X、Z为目标点的绝对坐标；
U、W为目标点相对刀具移动起点的增量坐标。 F为指刀具在切削路径上的进给量，根据切削要求
确定
（2）应用 用于完成端面、内圆、外圆、槽、倒角、锥 面等表面的加工。
（3）说明 G00和G01指令均属同组的模态代码。
三、阶梯轴的加工
同理：40、72的长度编程尺寸为原值
⑥编程
程序号：O2001 程序段号
程序内容
N10
G97 G99 M03 S500;
N20
T0101;
N30
M08;
N40
G00 X47.0 Z2.0;
N50
G01 Z-72.0 F0.3;
N60
G00 X48.0 Z2.0;
N70
X44.0;
N80
G01 Z-40.0;
c、粗车φ46、 φ43、 φ40外圆，留1mm精车 余量；
模块1(任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工)
数控机床的坐标系
其指令格式为： G50 X __ Z__ ；
其中X、Z分别表示刀尖 的起始点P0距工件原点在X向 和Z向的坐标值。
另一种是以G54～ G59的 方式，用G54为例说明设定工 件坐标系指令格式： G54 X_ Z_；
其中X、Z分别表示工件 原点在机床坐标系中的坐标 值。
任务1 阶梯轴类零件的数控编程及加工
数控机床编程与加工
? 模块1 数控车床编程及加工 ? 任务1 台阶轴类零件的数控编程及加工
任务1 阶梯轴类零件的数控编程及加工
一、任务引入
二、任务分析
图1-?? 1阶梯轴类零件 a)零件图 b)立体图
任务1 阶梯轴类零件的数控编程及加工
三、相关知识介绍
(一)数控车削工艺
1.数控车削的主要加工对象 2.零件图工艺分析 3.数控车削加工工艺过程的拟订 4.夹具选择 5.加工顺序的确定 6.数控车削加工工进给路线的确定
（1）采用绝对尺寸编程时，刀具以F指令指进给速度进 行插补，运行至坐标值为X、Z的某轨迹点上；
（2）采用相对尺寸编程时，刀具运行到距当前点（起 始点）的距离为U、W的某轨迹点上；F指令为续效指令， 在没有新的F指令前一直有效，并且不必在每个程序段中 都写入F指令。
基本编程指令
直线插补指令
例：实现右图所示从A点到B 点的直线插补运动,其程序段为： 绝对方式编程 G90 G01 X10 Y10 F100 增量方式编程 G91 G01 X-10 Y-20 F100
1.G00——快速定位 格式：G00 X（U）___Z（W）___ 说明：
（1）此指令是使刀具以系统预先设定的速度快速移动定位所 指定的位置。
（2）不运动的坐标可以省略。 （3）X、Z表示目标点的绝对坐标值，U、W表示目标点的相
台阶轴编程加工
背吃刀量
（mm）
切断刀
4mm
T0202 切断
300
0.1mm
外圆车刀
93°主偏 刀
T0101
手动平端 面
粗、精车 外轮廓
600/1000 0.2/0.1
1.5/0.25
三、相关指令及编程：
• G71加工循环指令： 格式：
• G71 U- R- F-
•
U- 加工背吃刀量（每次吃刀深度）；
•
R- 退 刀量； F- 进给速度
• G00 X100. Z100.;
快速定位到X100 Z100位置
• M08
切削液开
• X57. Z2.;
快速定位到X42 Z2位置
• /G71 U1. 5 R0.5;
每次进刀1.5mm，退刀0.5mm
• /G71 P1 Q2 U0.5 W0;
粗车范围N1-N2，X向余量0.5mm，Z向余量为0mm。
教学过程
• 工作任务：完成图示台阶轴的数控编程加工，
毛坯尺寸为ø55×100mm，材料为45#钢。
•
全部 1.6
0.007 0.020
09 25
0.009 0.025
0.009 0.025
0--
-0.0 -0.0
2--
8--
2
0
4
4
φ
φ
φ
10
25
15
50
80
材料：45钢
一、图样分析：
• 本任务中尺寸精度和表面粗糙度要求较高,： 可通过选用合适的刀具及其几何参数，正 确的粗、精车加工路线，合理的切削用量 及冷却润滑等措施来保证。
• N1 G00 X19.99. S1000 F0.1; 精车转速为1000r/min，进给量为0.1mm/r。
数控加工程序编制数控车阶梯轴程序编制
数控加工程序编制——数控车阶梯轴程序编制一、数控加工的介绍数控机床是一种由计算机控制的机床，通过预先编制好的程序来实现加工工序的自动化和高精度。
与传统机床相比，数控机床具有以下优点：•高速：数控机床能够以很高的速度完成加工，加速了加工效率。
•高精度：数控机床的运动系统精度高，能够保证加工零件的高精度。
•自动化程度高：数控机床能够自动化地完成加工工序，减少了人为因素对生产过程的干扰。
因此，数控加工逐渐成为各种工业制造业中的重要一环，其中数控车加工是数控加工中的一种常见工艺。
二、数控车加工阶梯轴的设计方案为了加深对数控车加工工艺的理解，我们以阶梯轴的加工为例，介绍数控车加工的基本流程。
2.1 阶梯轴的设计参数•材料：圆钢棒材•直径：10mm•长度：100mm•阶梯高度：5mm•阶梯数量：4个2.2 阶梯轴的CAD图形2.3 阶梯轴的加工路线•①：直径加工（10mm）•②：端面面铣削•③：上小径面铣削•④：过渡面铣削1•⑤：上阶梯面铣削•⑥：过渡面铣削2•⑦：下阶梯面铣削•⑧：下小径面铣削•⑨：倒角三、数控车阶梯轴程序编制3.1 G-code编写规范G-code是数控编程语言的一种，它是一种基于ASCII码的简单且通用的编程语言。
在数控车加工阶梯轴的程序编制中，我们需要规范化地编写G-code，以确保程序能够正确执行。
以下是G-code编写的常用规范：•每行不超过80个字符，以大写字母开头。
•数值统一使用绝对值模式。
•插补方式使用G01、G02、G03等。
•转速、进给速度、工具槽号计划时要使用变量，不要使用常量。
•在程序的起始位置加入T、S、F等代码，分别表示刀具、主轴转速、进给速度。
•在程序开头应该有G90和G54，分别表示绝对模式、坐标系的选择。
3.2 程序编制过程3.2.1 直径加工（10mm）首先，我们需要使用G00命令进行快速定位，然后使用G01命令进行慢速切割加工。
这个步骤是阶梯轴的第一步，也是整个加工过程中最简单的一步。
《台阶轴编程加工》课件
实例三：高精度台阶轴的编程加工
总结词
高精度加工
详细描述
介绍高精度台阶轴的编程加工要点， 包括机床精度调整、刀具补偿设置、 检测与修正等，以实现高精度的加工 效果。
PART 05
台阶轴编程加工的未来发 展与挑战
新技术的应用
1 2 3
自动化技术
随着自动化技术的不断发展，台阶轴编程加工将 更多地采用自动化设备进行加工，减少人工干预 ，提高加工精度和效率。
PART 04
台阶轴编程加工的实例分 析
实例一：简单台阶轴的编程加工
总结词：基础入门
详细描述：介绍简单台阶轴的编程加工流程，包括工件装夹、刀具选择、切削参数设置等，适合初学 者了解基本操作。
实例二：复杂台阶轴的编程加工
总结词：进阶提高
详细描述：针对复杂台阶轴的编程加工，重点讲解如何处理轴向和径向切削、刀路规划、切削液使用等，帮助学习者提高技 能水平。
电子产品制造
在电子产品中，如打印机 、复印机等，台阶轴用于 实现纸张的进给和定位。
台阶轴编程加工的基本流程
编程
根据加工工艺和机床控制系统 ，编写加工程序。
加工检测
对加工完成的台阶轴进行检测 ，确保满足图纸和技术要求。
工艺分析
根据台阶轴的图纸和技术要求 ，分析加工工艺，确定加工方 案。
机床操作
将加工程序输入机床控制系统 ，调整机床参数，进行试切削 。
刀具选择是台阶轴编程加工中的 关键环节，直接影响加工质量和 效率。
详细描述
根据台阶轴的材质、尺寸和加工 要求，选择合适的刀具材料、刀 具几何参数和刀具品牌，以实现 高效、精准的加工。
控制切削参数
总结词
切削参数的合理设置对于提高台阶轴 加工质量和效率至关重要。
学习任务一：台阶轴的数控车加工工作
学习任务一台阶轴的数控车加工学习目标：完成本学习任务你应该能知识目标：1、了解数控发展史，数控机床的分类，数控机床的组成及工作过程，数控机床的坐标系，能正确的操作机床，并能熟练操作仿真软件2、正确选择台阶轴加工所用刀具的几何参数与切削用量。
3、正确填写台阶轴加工工艺卡片。
4、正确使用绘图工具进行绘图5、结合台阶轴编程的学习，初步掌握数控程序的结构6、编写正确的台阶轴的程序，掌握基本的M、S、T指令及G00、G01的使用能力目标：1、模拟数控车床的操作，完成台阶轴的仿真加工2、正确的装夹工件3、能够正确的使用量具4、讨论分析台阶轴加工缺陷造成的原因和应采取的解决措施5、描述通过台阶轴加工所学到的编程知识与技能6、总结在台阶轴加工中获得的经验和不足之处7、掌握如何通过精加工来保证零件尺寸素养目标：1、小组长代表本组在全班展示台阶轴的加工成果，各组成员说明在加工中遇到的问题及解决方案，训练学生的表达能力2、查阅有关资料，对学习与工作进行总结反思，能与他人合作，进行有效沟通3、车间卫生及机床的保养要符合现代6s管理目标学习活动一：任务描述、接受任务工作情景描述：恒大集团需生产零件20件，指派我们公司利用现有设备完成20件零件的加工任务，生产周期10天，要求我们在10天内完成该批零件的加工。
接受任务后，借阅或上网查询有关的资料，获取数控程序的编制与机床的操 作等有效信息。
在总经理领导下，按工艺流程卡，利用工具进行工件的加工，交 付质检人员验收合格后，填写工作单。
工作完成后按照现场管理规范清理场地、 归置物品、资料归档，并按照环保规定处置废弃物。
零件图样:技棒求L 材料;柚，2、镖角僧幅CL6.多台阶轴填写生产任务单:单位名称完成时间序号 产品名 称 材料生产数量 技术标准、质量要求1台阶轴按图样要求23生产批准时间通知任务时间接单时间接单人生产班组学习活动二：任务分析「1i ：.i101'=||..励学习目标I1.正确识图理解相关内容2.能正确选择台阶轴加工所用刀具的几何参数。
数控加工编程及操作：项目一阶梯轴类零件的数控编程与加工
项目一 阶梯轴类零件的数控编程与加工 4）车削参数的选择
背吃刀量
精车时的 主轴转速
V
d
根据余量确定，其原则是尽量选择大的 背吃刀量，减少进给次数。
S＝1000v/πd
切削速度
切削刃选定点所对应的工件或刀 具的回转直径
对于零件精度要求高，粗、精加工需要分 开的零件，先进行粗加工后进行精加工。
以相同定位、夹紧方式安装的工序，应该 连接进行，以便减少重复定位次数和夹紧 次数。
加工中间穿插有通用机床加工工序的零件 加工，要综合考虑合理安排加工顺序。
项目一 阶梯轴类零件的数控编程与加工
工步顺序的 安排
一般原则
先粗 后精
项目一 阶梯轴类零件的数控编程与加工 数控车削加工工序的划分：
以一次安装进行的加工作为一道工序 以一个完整数控程序连续加工的内容为一道工序 以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序
以粗、精加工划分工序
项目一 阶梯轴类零件的数控编程与加工
工序顺序 的安排
先加工定位面
先加工平面后加工孔，先加工简单的几何 形状，后加工复杂的几何形状。
装夹的精度高。适用于长度尺寸较大或加工工序较多的轴
类工件装夹。
项目一 阶梯轴类零件的数控编程与加工
③用卡盘和顶尖装夹。这种方法装夹工件刚性好，轴向定位准确， 能承受较大的轴向切削力，比较安全。适用于车削质量较大的工 件，一般在卡盘内装一限位支撑或利用工件台阶限位，防止工件 由于切削力的作用而产生轴向位移。
项目一 阶梯轴类零件的数控编程与加工
3）选用车刀: 数控车床使用的刀具有焊接式和机夹式之分，目前机
夹式刀具在数控车床上得到了广泛的应用，如图1-7所 示。
项目一 阶梯轴类零件的数控编程与加工
数控车床加工工艺编程-外圆、端面、台阶轴加工
车削的基本加工类型
车削加工的基本知识 1. 切削运动 刀具与工件间的相对运动称为切削运动，
切削运动可分为主运动和进给运动。
（1）主运动 车削时形成切削速度的运动叫主运动。工件的旋
转运动就是主运动。 （2）进给运动
使工件多余材料不断被车去的运动叫进给运动。车
外圆是纵向进给运动，车端面、切断、车槽是横向进
谢谢观赏！
车削台阶轴时的注意事项
1）台阶平面和外圆相交处要清角，防止产生凹坑和出 现小台阶。 2）车刀没有从里向外横向切削或车刀装夹主偏角小于 90°，以及刀架、车刀、滑板等发生移位会造成台阶平 面出现凹凸。 3）台阶工件的长度测量，应从一个基准面量起，以防 累积误差。 4）刀尖圆弧较大或刀尖磨损会使平面与外圆相交处出 现较大圆弧。 5）主轴没有停妥，不能使用量具进行测量。 6）使用游标卡尺进行测量时，卡脚应和测量面贴平， 以防卡脚歪斜产生测量误差。松紧程度要适当，以防过 紧或过松造成测量误差；取下时，应把紧固螺钉拎紧， 以防副尺移动，影响读数的正确。
台阶工件通常与其他零件结合使
用，因此它的技术要求一般有：
各挡外圆之间的同轴度、外圆
和台阶平面的垂直度、台阶平
面的平面度以及外圆和台阶平
面相交处的清角。
车削台阶时，通常使用90°外圆偏刀。 车刀的装夹应根据粗、精车的特点进行安 装。如粗车时余量多，为了增加切削深度， 减少刀尖压力，车刀装夹可取主偏角小于 90°为宜（一般为85°～90°）。精车时为了 保证台阶平面和轴心线垂直，应取主偏角 大于90°（一般为93°左右）。
给运动。
2、车削时工件上形成的表面
（1）待加工表面：工件上即将被切除的表面。 （2）已加工表面：工件上已切去切削层而形成的新表面。 （3）过度表面(加工表面)：工件上正被刀具切削着的表面。 介于已加工表面和待加工表面之间。
阶梯轴编程及加工(G00,G01)
【任务引入】阶梯轴是车床加工中最常见的零件。
形状简单，便于编程和加工，我们就从阶梯轴开始学习编程加工。
【任务描述】按照给定的程序和要求完成图4-1工件的加工。
图4-1【任务准备】1.编程知识(1)数控车床的编程特点1)数控车床上工件的毛坯大多为圆棒料，加工余量较大，一个表面往往需要进行多次反复的加工。
如果对每个加工循环都编写若干个程序段，就会增加编程的工作量。
为了简化加工程序，一般情况下，数控车床的数控系统中都有车外圆、车端面和车螺纹等不同形式的循环功能。
2）数控车床的数控系统中都有刀具补偿功能。
在加工过程中，对于刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖的圆弧半径的变化，都无需更改加工程序，只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到存储器中，刀具便能自动进行补偿。
3）数控车床的编程有直径、半径两种方法。
所谓直径编程是指X轴上的有关尺寸为直径值，半径编程是指X轴上的有关尺寸为半径值。
FANUC 0i数控车床是采用直径编程。
（2）快速点定位指令 G00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。
格式：G00 X（U）__ Z（W）__说明：①X、Z：绝对坐标方式时的目标点坐标；U、W：增量坐标方式时的目标点坐标。
②一般在刀具非加工状态的快速移动时使用G00。
③指令只是快速定位，无运动轨迹要求。
在执行G00指令时，由于各轴以各自的速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因此联动直线轴的合成轨迹不一定是直线，操作者必须格外小心，以免刀具与工件发生碰撞。
举例:图4-2 G00走刀路线G00 X20.0 Z5.0; (绝对坐标)G00 X-10.0 Z-45.0;(增量坐标)（3）直线插补指令G01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。
格式：G01 X（U）__ Z（W）__ F__说明：①X、Z：绝对坐标方式时的目标点坐标，U、W：增量坐标方式时的目标点坐标。
②F是进给速度。
F指令也是模态指令，如在G01程序段前的程序段没有F 指令，而现在的G01程序段中也没有F指令，则认为F0，机床不运动。
任务1阶梯轴类零件的数控编程及加工基本编程指令 共162页
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X
坐标：
4 0
O
Z
80
O （100.0，100.0） 1 （40.0，2.0） 2 （40.0，-80.0）
图4-6 G01指令运用
绝对坐标编程为：G00 Z2.0;
X40.0;
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9
（2）、恒线速控制（G96） 编程格式 ：G96 S～
S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。 例：G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。
为什么要用恒线速度和限制主轴最高转速？
在车削端面或工件直径变化较大时,为了保证车削表面
质量一致性,使用恒线速度控制. 用恒线速度控制加工端面、锥面和圆弧面时,由于X轴 的值不断变化,当刀具接近工件的旋转中心时,主轴的转速 会越来越高.采用主轴最高转速限定指令,可防止因主轴转 速过高,离心力太大,产生危险及影响机床寿命.
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1
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2
学生作品
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3
数控车床的基本编程方法
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，在分析了数控车床工 艺装备和数控车床编程特点的基础上，下面将结 合配置FANUC数控系统的数控车床重点讨论数控车 床基本编程方法。
F后面的数字表示的是刀具每分钟的进给量，单位为
mm/min。
例如：G98 F100 表示进给量为100mm/min。
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13
进给速度
用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。进给率的单位是直线进给率mm/min， 还是旋转进给率mm/r，取决于每个系统所采用的进给速度 的指定方法。
数控车床编程与加工单元一 台阶轴的编程与加工
（2）选择设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选用 GSK980T数控车床。
（3）确定零件的定位基准和装夹方式 选择三爪自定心卡盘进行装夹，如果Ф35外圆 已精加工，避免夹伤，也可选择软卡爪。
（4）确定加工顺序及进给路线 1）粗、精车外圆及倒角。 2）车退刀槽； 3）车螺纹。
（5）选择刀具
因表面粗糙度要求不高，可选择一把 YT15硬质合金可转位外圆右偏刀、一把 YT15硬质合金可转位车槽刀、一把 YT15硬质合金可转位螺纹车刀。
②PLC设定的辅助功能 Ⅰ.主轴控制指令 M03启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针 方向旋转。
M04启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针 方向旋转。
M05使主轴停止旋转。 Ⅱ.冷却控制指令 M08打开切削液。 M09关闭切削液。
3）主轴功能（S功能）
主轴功能控制主轴转速，其后的数值表 示主轴转速数值，单位为r/min。
四、任务准备
数控车床计算机模拟仿真软件、数控车床 。
五、任务实施
1. 数控车床的操作面板（广州数控 980T）系统
（1）数控系统操作面板
屏幕显示 器
指示 灯
ห้องสมุดไป่ตู้
编辑键盘
显示页面 键
图1-32 数控系统操作面板
1）显示页面按钮 2）编辑键盘按钮的名称及用途 （2）数控车床操作面板 1）数控车床操作面板 2）机床操作面板各按钮的名称及用途
a）移动硬盘 b） U盘 c）磁盘
（3）伺服系统
图1-2 驱动装置
图1-3 伺服电动机
（4）驱动装置 （5）辅助控制装置
图1-4 可编程控制器PLC
（6）检测装置
a) 直线光栅
b)光电编码器
图1-5 常用检测元件
台阶轴的编程与模拟加工教案
xxxx学院一体化课程教案首页教学活动1：学习仿真室管理制度及仿真软件的使用宇龙数控仿真软件的使用：a、软件启动界面：鼠标左键点击“开始”按钮，在“程序”目录中弹出“数控加工仿真系统”的子目录，在接着弹出的下级子目录中点击“加密所管理程序”。
加密锁程序启动后，屏幕右下方工具栏中出现的图表，此时重复上面的步骤，在最后弹出的目录中点击所需的数控系统名，系统弹出“用户登录”界面，如图所示：窗口切换：变换显示界面屏幕放大屏幕缩小屏幕放大、缩小屏幕平移屏幕旋转二维显示(FANUC车床专用) X-Z平面选择Y-Z平面选择 Y-X平面选择机床罩壳切换显示工件测量声控坐标显示铁屑显示冷却液显示毛坯显示零件显示零件截面显示透明显示刀具交换装置显示显示刀位号刀具显示刀具透明刀具轨迹版本说明在线帮助录制参数设置教学活动2：仿真加工的准备）以上海宇龙为例：打开电脑，双击图标进入旋钮点击鼠标左键或右键，将旋钮拨到REF档，如下图所示：”；再点击按钮，可以将定义毛坯”或在工具条上选择“圆形毛坯定义放置零件”命令或者在工具条上选择图标在列表中点击所需的零件，选中的零件信息加亮显示，按下“确定”按钮，系统自动关闭对话框，零件和夹具（如果已经选择了夹具）将被放到机床上。
六、调整零件位置：零件可以在工作台面上移动。
毛坯放上工作台后，系统将自动弹出一个小键盘，通过按动小键盘上的方向按钮，实现零件的平移和零件调头。
小键盘上的“退出”按钮用于关闭小键盘。
选择菜单“零件/移动零件”也可以打开小键盘。
或者在工具条中选择“教学活动3：编程指令G00、G01、G02、G03图G01图G02/G03教学活动4：仿真加工与精度检查零件模拟加工完成后，单击测量按钮教学活动5：成果展示与总结评价。
阶梯轴编程及加工(G90)
任务二阶梯轴编程及加工(G90)【任务引入】进行外径、内径、端面、螺纹切削的粗加工，刀具常常要反复地执行相同的动作，才能加工到工件要求的尺寸。
为了简化程序，数控装置可以用一个程序段指定刀具作反复切削，这就是固定循环功能。
【任务描述】按照给定的程序和要求完成下图4-7所示工件的加工。
图4-7【任务准备】1.外径、内径车削循环G90功能：主要用于圆柱面和圆锥面的循环切削。
（1）直线车削循环格式：G90 X（U）__ Z（W）__ F__说明：其中X（U）__ Z（W）__为切削终点坐标。
轨迹如图3-8所示，由4个步骤组成。
图中1（R）表示第一步是快速运动，2（F）表示第二步按进给速度切削，其余3（F）、4（R）的意义相似。
图4-8举例：编写下图4-9加工程序图4-9参考程序；O0001;G40 G97 G99 M03 S500;T0101;G00 X55.0 Z5.0;G90 X45.0 Z-24.0 F0.2;X40.0;X35.0;G00 X100.0 Z100.0;M30;2.端面车削循环G94功能：主要用于垂直端面和锥形端面的循环切削。
（1）直线车削循环格式：G94 X（U）__ Z（W）__ F__；说明：其中X（U）__ Z（W）__为切削循环终点坐标。
轨迹图4-10所示，由4个步骤组成。
图中1（R）表示第一步是快速运动，2（F）表示第二步按进给速度切削，其余3（F）、4（R）的意义相似。
图4-10举例：编写下图加工程序图4-11参考程序；O0001;G40 G97 G99 M03 S500;T0101;G00 X65.0 Z5.0;G90 X30.0 Z-5.0 F0.2;Z-10.0;Z-15.0;G00 X100.0 Z100.0;M30;2.划分加工阶段对重要的零件，为保证加工质量和合理地使用设各，加工过程一般立划分为三个阶段，即粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段。
(1)三个加工阶段的性质。
台阶轴零件的编程及仿真加工
台阶轴零件的编程及仿真加工教学内容任务目标一、任务描述图所示台阶轴零件，材料硬铝合金，毛坯为Ф40mm长棒料，使用CKA6150数控车床，单件生产，编写加工程序，运用VNUC软件进行仿真加工。
二、知识目标1．熟悉台阶轴的加工工艺2．掌握G00/G01和G71/G70指令及应用3．学习仿真加工中对刀操作三、技能目标1.具有拟定工艺文件的初步能力2.具有使用G00/G01和G71/G70指令编写台阶轴加工程序的能力3.具有使用仿真软件验证台阶轴程序正确性的能力四、素质目标1. 培养学生认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风2. 培养质量意识、守时意识和规范意识相关一、加工工艺1．切削用量的选择（a） (b)5．圆锥面的车削方式（1）圆锥面尺寸（2）圆锥面车削方式（a） (b)圆锥面车削方式如图所示，车削方式比较见下表。
二、编程基础1.G00快速点定位指令（1）功能：刀具以点位控制方式从刀具所在位置快速移动到目标点。
（2）指令格式：G00 X(U) Z(W) ；其中： X(U)、Z(W)—目标点坐标值（3）注意事项（4）【举例】零件如下图所示，编写从起点T快速移动到目标点A和从起点E快速移动到目标点T的程序段。
2. G01直线插补指令（1）功能：该指令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。
（2）指令格式：G01 X(U) Z(W) F ；其中：X(U)、Z(W)—目标点坐标F—进给速度（3）注意事项（4）【举例】【例1】为上图所示零件编写精加工程序。
【例2】高台阶轴如图所示，毛坯直径40mm，背吃刀量2.5mm，编写粗精车程序。
【例3】圆锥面如图所示，毛坯直径40 mm，背吃刀量2.5mm，编写粗精车程序。
（5）G01拓展功能1）功能：在相邻轨迹线之间自动插补倒直角或倒圆角，如图所示。
注意数控车床一般具有此功能，部分仿真软件没有此功能。
2）指令格式：倒圆角格式：G01 X（U） R F ；倒直角格式：G01 X（U） C F ；其中：X（U）、Z（W）—相邻直线的交点坐标（如图1-2-7中D点）R —倒圆角的圆弧半径C —D点相对倒角起点B的距离3）注意事项4）【举例】利用倒直角和倒圆角功能编写图示零件的精加工程序。
《台阶轴编程加工》课件
3 圆弧插补与直线插补
探讨圆弧插补和直线插补在台阶轴编程加工中的应用和区别，以及如何进行编程。
常用编程指令
1
G代码和M代码
介绍常见的G代码和M代码，以及它们在台阶轴编程加工中的作用和用法。
2
常见加工轨迹
描述常见的台阶轴编程加工轨迹，包括直线、圆弧和复杂曲线加工。
3
特殊加工方法
讨论特殊加工方法，如斜台面加工、多台阶加工等，并提供相应的编程示例。
实例演练
通过编程调试流程和加工实例的分析，展示台阶轴编程加工在实际应用中的操作技巧和控制
探讨提高台阶轴编程加工精度 的方法和技巧，如刀具选择、 切削参数调整等。
刀具的选用与保养维 护
介绍如何选择适合台阶轴编程 加工的刀具，并分享刀具的保 养和维护建议。
常见问题及解决方法
总结常见的台阶轴编程加工问 题，并提供解决方法和调试技 巧。
结论与展望
展望台阶轴编程加工的发展前景，探讨其对自动化加工智能化的推动作用， 并提出后续加工技能的学习建议。
CAD/CAM软件介绍
详细介绍CAD/CAM软件的功能和使用方法，以及如何利用该软件进行台阶轴编程加工。
刀具选择与加工参数设置
讨论在台阶轴编程加工中如何选择适当的刀具，并提供设定加工参数的实用技巧。
台阶轴编程基础
1 坐标系的确定
解释如何确定台阶轴编程加工中的坐标系，以确保加工精度和一致性。
2 主轴方向与工作台移动方向
《台阶轴编程加工》PPT 课件
了解并掌握台阶轴编程加工的基本原理、设备和工具，以及质量控制与技巧， 为实现自动化加工智能化提供指导。
简介
台阶轴类零件的数控车加工工艺设计与编程
项目2 数控车床的加工任务1 台阶轴类零件的加工工艺设计与编程1.1 任务使用数控车床加工的工件如图8-1所示。
毛坯为ø30×50mm的圆钢，材料为45#钢，加工批量为单件。
通过对图样分析，根据工件材料的加工特性，选择加工机床和加工刀具、卡具，确定加工参数；设计加工工艺卡；编写加工程序。
图8-1 台阶轴工件图1.2 工艺设计1.2.1 图形的分析此工件简称为轴头，加工数量仅1个，所需加工内容为ø26和ø28的外圆，且没有公差要求，料长50mm，没有其他特殊要求。
1.2.2 45＃钢加工性能分析强度较高，塑性和韧性尚好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。
调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
但表面硬度较低，不耐磨。
可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。
零件毛坯需经校直，粗车后热处理调质，精车前人工时效以稳定组织，消除应力，减少变形。
工序间置放以吊挂为好。
1.2.3 选用数控车床分析针对图8-1所示零件，其最大外形尺寸为ø30mm，而且加工精度要求不是很高，目前市场上见到的数控车床基本都能满足以上要求。
故选用系统FANUC-0i-T系列经济型，型号CAK6136，无级变速，前置刀架（注：机床选择满足加工直径即可）。
1.2.4 装卡方式的确定加工件的毛坯相对较长，加工长度较短，且未要求同轴，即可采用三爪卡盘装卡，要求伸出卡盘长度为35mm左右即可，装卡要紧。
1.2.5 刀具的选择刀具的选择标准为能够满足加工刀尖角越大越好。
所以刀具的选择上要根据零件来定。
此零件需要加工端面，且有垂直的台阶，故选择的刀具要满足这两个部位切削的要求。
这里选择如图8-2所示刀具，主偏角93度外圆车刀，刀杆厚度20mm；刀片的选择可根据所加工的45#钢来选P类，型号需与刀杆相匹配，故选择CNMG型号的，刀具的切削刃选择HM系列的，材质选择NC3020,刀尖圆弧半径0.4mm。
数控车加工台阶详解
台阶、锥度及倒角加工加工实例编程加工图1—1所示的轴类零件。
毛坯为Φ50mm 的45#，外圆及圆锥面表面粗糙度均小于Ra3.2。
1．工艺方法分析在第一篇模块二课题三中我们学习了用G00、G01指令如何编写锥度和倒角的精加工程序，粗加工程序将通过本例进行学习。
下面分析锥度（倒角）编程刀路的两种形式，如图1—2a 、b ，按a 图的加工路线编写加工程序时，需要计算刀具终点在Z 轴方向的距离S ，当圆锥大径为D ，小径为d ，长度为L ，切削深度为a p 时，则由相似三角形可得：⇒ S =当按图1—2b 所示的加工路线编程时，由于终点坐标不变，只要根据切削深度将切削起点依次递减就能进行粗加工。
通过上面的论述，得出下面两点结论：一是a 图所示的路线比b 图所示的路线要短，效率要高；二是若按a 图路线编程，需要计算影响编程效率，而按b 图编程则不需要计算，编程效率高而可靠。
图1—2c 是倒角精加工路线，A 点为加工起点，G01方式直接加工到C 点，是为了避免因对刀误差或弹性变形在工件端面B 点处留下台阶，若刀尖从E 点水平移动到B 点再加工倒角，就可能因为上述原因留下一个小小的台阶。
A 点的X 坐标在确定A 点的Z 坐标后由△BCD 与△BAE 相似计算出来。
图1—1所示的零件图的设计基准在工件的右端面，所以将程序坐标系原点设置在右端图1—1 台阶、锥度及倒角加工实例图1—2 锥度、倒角加工路线abLdD 2-Sa p dD La p-2面回转中心处。
刀路轨迹见图1—33．参考程序O0001; (程序号) N01 G00 G40 G97 G99 M03 S500 T0101;N03 X55.0 Z3.0; (粗加工循环点) N05 X48.5; (第一刀进刀) N07 G01 Z －105.0 F0.25; (第一刀加工) N09 G00 X55.0 Z3.0; (第一刀退刀)N11 X45.5; (第二刀进刀,后面注释类推) N13 G01 Z －85.0; N15 G00 X55.0 Z3.0; N17 X42.5; N19 G01 Z －85.0; N21 G00 X55.0 Z3.0; N23 X40.5; N25 G01 Z －85.0; N27 G00 X55.0 Z3.0; N29 X37.5; N31 G01 Z －45.0; N33 G00 X55.0 Z3.0; N35 X35.5; N37 G01 Z －45.0; N39 G00 X55.0 Z3.0; N41 X32.5;图1—3 刀路图N43 G01 Z－20.0;N45 X35.5 Z－45.0; (第一刀粗加工锥度)N47 G00 X55.0 Z3.0;N49 X29.5;N51 G01 Z－20.0;N53 X35.5 Z－45.0; (第二刀粗加工锥度)N55 G00 X55.0 Z3.0;N57 X26.5;N59 G01 Z－20.0;N61 X35.5 Z－45.0; (第三刀粗加工锥度)N63 G00 X55.0 Z3.0;N65 X25.5;N67 G01 Z－20.0;N69 X35.5 Z－45.0; (第四刀粗加工锥度)N71 G00 X55.0 Z3.0;N73 X23.5;N75 G01 Z－20.0;N77 G00 X55.0 Z3.0;N79 X20.5;N81 Z－20.0;N83 G00 X30.0 Z3.0;N85 X17.5; (每一刀倒角起点X坐标) N87 G01 Z0;N89 X20.5 Z－20.0; (第一刀粗加工倒角)N91 G00 X30.0 Z3.0;N93 X14.5; (每二刀倒角起点X坐标) N95 G01 Z0;N97 X20.5 Z－20.0; (第一刀粗加工倒角)N99 G00 X100.0 Z100.0; (返回换刀点)N101 M00; (暂停)N103 S900 (精加工转速)N105 G00 X55.0 Z3.0; (精加工循环点)N107 X8.0; (倒角加工起点X坐标) N109 G01 X20.0 Z－3.0 F0.15;N111 Z－20.0;N113 X25.0;N115 X35.0 Z－45.0;N117 X40.0;N119 Z－85.0;N121 X48.0;N123 Z－105;N125 G00 X100.0 Z100.0 M05; (返回换刀点) N127 M02; (程序结束)。
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一、任务描述
数控车床是数控机床中结构较为简单，用途十分 广泛的机床之一。它能加工各种回转体零件。下 面我们就来认识一下数控车床，并学习相关的安 全文明生产等方面的知识。
二、任务分析
本任务学习时先通过观看多媒体课件了 解数控机床，然后进行现场参观，让学生 对数控机床有一定的感性认识，为下一步 的学习奠定基础，在轻松愉快的氛围中掌 握所学内容。
2）数控加工工艺处理的步骤 ①图样分析 ②工艺分析 ③工艺准备 ④工艺设计 ⑤实施编程
（4）数控车床刀具的选择 1）刀具性能 ①强度高。 ②精度高。 ③适应高速和大进给量切削。 ④可靠性好。 ⑤使用寿命长。 ⑥断屑及排屑性能好。
2）刀具材料性能 刀具材料必须具备的主要性能同普通车 床刀具材料的性能。 3）刀具的类型 ①机夹可转位车刀。 ②涂层刀具。 ③非金属材料刀具。
③在粗车时进给量的取值可大一些，精车应小一些 如一般粗车时取0.3～0.8mm/r。
④进给量应与切削速度和背吃刀量相适应 （7）制定加工方案
1）常用加工方案 ①先粗后精 ②先近后远 ③先内后外
2）制定加工方案的要求 ①程序段最少 ②进给路线最短 Ⅰ.巧用起刀点。 Ⅱ.选择最短的切削进给路线。 ③灵活选用不同形式的切削路线。
二、任务分析
工艺文件是编写程序前必需掌握的 内容，是编程前的准备工作，为零件的编 程加工提供参数选择依据。本任务通过介 绍分析数控加工的工艺路线、刀具、切削 用量、工件安装及加工方案，了解工艺文 件的填写内容，掌握工艺路线的设计方法、 步骤，选择刀具、切削用量、工件安装的 方法，能确定加工方案。为零件编程及加 工做准备。
（5）基准 1）基准的分类
基准分为设计基准和工艺基准两大类。其 中，工艺基准又分为定位基准、测量基准 和装配基准等。
2）定位基准
3）定位基准的选择 ①粗基准选择原则
Ⅰ.选择重要表面为粗基准 Ⅱ.选择加工余量最小的表面为粗基准 Ⅲ.选择较为平整光洁、加工面积较大的表 面为粗基准
Ⅳ.选择不加工表面为粗基准 Ⅴ.粗基准应避免重复使用
任务2填写数控加工工艺文件
一、任务描述
工艺路线设计好后,以表格（卡片）形式记录下 来的技术文件就是工艺文件。这些技术文件是 对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明 确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位 所选用的刀具切削用量及其它技术问题。下面 介绍工艺文件的三个卡片，通过填写工艺文件 ，掌握工艺文件中所涉及的知识。
（1）数控车床的用途 （2）数控车床的特点
1）适应性强 2）适合加工复杂型面的零件 3）加工精度高，质量稳定 4）生产效率高 5）工序集中，一机多用 6）减轻劳动强度，改善劳动条件 7）价格较高且调试和维修较复杂
四、任务准备
多媒体设备、课件，数控机床车间。
五、任务实施
1.教师利用多媒体课件讲解重点知识 2.教师带领学生数控车间参观，进行 互动学习
②精基准的选择原则 Ⅰ.基准重合 Ⅱ.基准统一 Ⅲ.自为基准 Ⅳ.互为基准 Ⅴ.装夹方便
（6）确定切削用量
1）背吃刀量的确定
2）切削速度的确定 3）进给量的确定
n 1000 d
①在满足表面质量的条件下，为提高生产效率，可 选择较高的进给量。
②切断、车削深孔或用高速钢刀具车削时，宜选择 较低的进给量，如切断时取0.05～0.2mm/r
三、相关知识
1. 数控车床的组成
（1）数控装置 切断时的切削深度等于切断刀刀体的宽度。 （2）输入/输出设备
a）
b）
c）
图1-1 控制介质
a）移动硬盘 b） U盘 c）磁盘
（3）伺服系统
图1-2 驱动装置
图1-3 伺服电动机
（4）驱动装置 （5）辅助控制装置
图1-4 可编程控制器PLC
ห้องสมุดไป่ตู้
（6）检测装置
Ⅴ.合理选取起刀点、切入点和切入方式,保 证切入过程平稳,没有冲击。
Ⅵ.保证加工过程的安全性, 避免刀具与非 加工面的干涉。
②零件的安装与夹具的选择,应考虑以下三 点:
Ⅰ.尽量选择通用、组合夹具,一次安装中把 零件的所有加工面都加工出来,
Ⅱ.特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧 过程,以减少辅助时间,必要时可以考虑采用 专用夹具。
a) 直线光栅
b)光电编码器
图1-5 常用检测元件
（7）机床本体
2.数控车床的分类
（1）按进给伺服系统控制方式分类 1）开环控制系统(图1-6)
图1-6 开环控制系统
2）闭环控制系统 ①半闭环控制系统(图1-7)
图1-7 半闭环控制系统
②全闭环控制系统(图1-8)
工作台
指令值 ＋ 比较 放大
器
电路
—
位置反馈
伺服 电动机
直线位移 检测装置
图1-8 全闭环控制系统
（2）按功能分类 1)经济型数控车床 2)普通数控车床 3)车削加工中心
（3）按主轴的配置形式分类 1）卧式数控车床(图1-9)
图1-9 卧式数控车床
图1-10 立式数控车床图
2）立式数控车床(图1-10)
3.数控车床的用途与特点
（2）工序的安排
1）上道工序的加工不能影响下道工序的 定位与夹紧，中间穿插有普通车床加工工 序的也应综合考虑。
2）先进行内腔加工，后进行外形加工。
3）以相同定位、夹紧方式或同一把刀具 加工的工序，最好连续加工，以减少重复 定位次数和换刀次数。
4）数控加工工序与普通工序的衔接
（3）数控加工工艺处理的原则和步骤 1）数控加工工艺处理的一般原则 ①因地制宜 ②总结经验 ③灵活运用 ④考虑周全
三、相关知识
1.工艺文件
（1）数控加工刀具卡片 （2）数控加工工艺卡片 （3）数控加工程序单
2. 工艺文件的相关知识
（1）数控加工工艺路线设计中应注意的几 个问题 1）工序的划分 ①以一次安装、加工作为一道工序。 ②以同一把刀具加工的内容划分工序。 ③以加工部位划分工序。 ④以粗、精加工划分工序。
（8）程序编制流程 1）分析零件图和工艺方案
①数控机床上确定工艺方案、工艺路线的 原则是: Ⅰ.应考虑数控机床使用的合理性及经济性, 并充分发挥数控机床的功能。
Ⅱ.保证零件的加工精度和表面粗糙度要求 Ⅲ.尽量缩短加工路线, 减少空行程时间和 换刀次数,以提高生产率。
Ⅳ.尽量使数值计算方便, 程序段少,以减少 编程工作量。