现代学院数控车电子教案 - 图文

教学目的 教学重点 教学难点 教学方法 使用教具 教学主要内容

会使用各系G00/G01、G17/G18/G19、G94/G95、S、F、M等编程指令； 会使用各系统常用的G00/G01、G98/G99、S、F、M等编程指令。 常用指令的意义及使用。 演示法、讲解法、讨论法 仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等 复习导入新课： 数控加工程序的格式；数控程序编制的内容及步骤 新课讲授： 零件图纸的数据处理 1. 原点的选择 这里的原点是指程序坐标系的原点，称为程序原点或编程原点。同一个零件，同样的加工，由于原点选得不同，程序中尺寸字中的数据就不一样，所以编程之前首先要选定原点。从理论上说，原点选在任何位置都是可以的。但实际上，为了换算简便及尺寸直观(至少让部分点的指令值与零件图上的尺寸值相同)，应尽可能把原点的位置选得合理些。 2. 基点坐标的计算 原点选定后，就应把个对应点的尺寸换算成从原点开始的坐标值，并重新标注。零件的轮廓曲线一般由许多不同的几何元素组成，如由直线、圆弧、二次曲线等组成。通常把各个几何元素间的连接点称为基点，如两条直线的交点、直线与圆弧的切点或交点、圆弧与圆弧的切点或交点、圆弧与二次曲线的切点和交点等。 3. 节点坐标值计算 CNC系统均具有直线和圆弧插补功能，有的还具有抛物线插补等功能。当加工由双曲线、椭圆等组成的平面轮廓时，就得用许多直线或圆弧段逼近其轮廓。这种人为的分割线段，其相邻两线段的交点称为节点。编程时就要计算出各线段长度和节点坐标值。 4. 非圆曲线的逼近处理 数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补。遇到回转轮廓是非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。非圆曲线又可分为可用方程表达的曲线和列表曲线两类。 常用的几个基本指令 M指令： M00： 程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）使程序继续运行； M01：计划暂停，与M00作用相似，但M01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。 G指令： 6. 快速定位指令G00 G00指令命令机床以最快速度运动到下一个目标位置，运动过程中有加速和减速，该指令对运动轨迹没有要求。其指令格式： G00 X(U)____ Z(W)____； 9

教学主要内容 教学

当用绝对值编程时，X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。当用相对值编程时，U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。如图所示的定位指令如下： G50 X200.0 Z263.0; 设定工件坐标系 G00 X40.0 Z212.0； 绝对值指令编程A→C 或G00 U-160.0 W-51.0； 相对值指令编程A→C 因为X轴和Z轴的进给速率不同，因此机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线，因此在使用G00指令时，一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点，就容易发生碰撞，而快速运动状态下的碰撞就更加危险 7. 直线插补指令G01 G01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：G01 X(U)____Z(W)____F ； 其中F是切削进给率或进给速度，单位为mm/r或mm/min，取决于该指令前面程序段的设置。使用G01指令时可以采用绝对坐标编程，也可采用相对坐标编程。当采用绝对坐编程时，数控系统在接受G01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，刀具移至距当前点的距离为U、W值的点上。如图所示的直线运动指令如下： G01 X40.0 Z20. F0.2; 绝对值指令编程 G01 U20.0 W-25.9 F0.2; 相对值指令编程 13. 车削固定循环指令G90、G94 固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床位移或主轴运转，从而完成各项加工。对非一刀加工完成的轮廓表面（包括外圆柱面、内孔面），即加工余量较大的表面，采用循环编程，可以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。 （1）外圆车削固定循环指令G90 1）外圆切削循环指令格式： G90 X(U)____Z(W)____F____： 如图所示，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。X(U)、Z(W)为车削循环中车削进给路径的终点坐标，在使用增量值指令时，U、W数值符号由刀具路径方向来决定。 2）锥面切削循环指令格式： G90 X(U) ____Z(W) ____R____F____； 如图3-15b所示，R为锥度部分大端与小端之半径差。以增量值表示，其正负符号取决于锥端面位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值：起于锥端小头时，R为负值。即起始点坐标大于终点坐标时R为正，反之为负。如图中Z、R均为负值。 G90指令及指令中各参数均为模态值，每指定一次，车削循环一次，指令中的参数，包括坐标值，在指定另一个G指令(G04指令除外)前保持不变。用G90进行粗车时，每次车削一层余量，再次循环时只需按车削深度依次改变X的坐标值，则循环过程依10

主次重复执行。 要（3）编程实例 内①圆柱面粗车 容 如图a所示，零件右端外径为Φ20，左端外径为外径为Φ32，直径相差很大，加工余量较大，因此，在精车前，必须将大部分余量去除，为此，可使用G90车削循环指令编写粗车程序，每次车削深度沿X向为lmm，留0.2mm精车余量，则粗车程序为： ?? N30 G90 X31.0 Z 10.5 F0.4；粗车开始程序段，第1次车削深度0.5mm，进给率0.4mm/r N32 X29.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变 N38 X23.0； 第5次粗车，车削深度lmm N40 X20.4； 最后一次粗车，车削深度1.3mm，留0.2mm精车余量。 ?? ②圆锥面粗车 如图b所示，零件圆锥面小端外径为Φ16，大端外径为Φ30，棒料外径为Φ48，按锥面粗车符号确定规则，R=16/2-30/2=-7，沿X方向车削度lmm，留0.2mm用于精车，粗车程序如下： ?? N30 G90 X47.0 Z14.5 R-7.0 F0.4; 定义粗车开始程序段，第1次车削深度0.5mm，进给率0.4mm/r N32 X45.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变 N34 X43.0； 第3次粗车，车削深度lmm 。。。。。。。 N52 X19.0； 第12次粗车，车削深度lmm N54 X16.4； 最后一次粗车，车削深度lmm，留0.2mm精车余量 ?? 2．端面车削固定循环指令G94 G94指令用于在零件的垂直端面或锥形端面上毛坯余量较大或直接从棒料车削零件时进行精车前的粗车，以去除大部分毛坯余量。车削循环过程见图所示。 (1)垂直端面车削固定循环 指令格式为： G94 X(U)____Z(W)____F____： （2）锥形端面车削固定循环 指令格式为： G94 X(U)____Z(W)____R____F____； 端面车削固定循环指令各参数的意义同外圆车削固定循环指令G90，再此不作更多的解释。 （3）编程实例 ①垂直端面粗车

11

如图a所示，零件右端小端面外径为Φ14，左端大端面的外径为Φ56，台阶高度为5mm，用G94车削循环指令编写粗车程序，每次车削深度为lmm，留0.2mm精车余量，则粗车削程序为： N30 G94 X14.4 Z 19.0 F0.4; 粗车开始程序段，车削深度lmm，进给率0.4mm/r N32 Z 18.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变 N34 Z 17.0； 第3次粗车，车削深度lmm N36 Z 16.0； 第4次粗车，车削深度lmm N38 Z 15.2； 最后一次粗车，车削深度0．8mm，留精车余量0.2mm ?? ②锥形端面粗车 如图b所示，零件锥形端面小端外径为Φ14，锥形端面大端的外径为Φ56，台阶高度为5mm，用G94车削循环指令编写粗车程序，每次车削深度沿Z向为lmm，留0.2mm精车余量，则粗车程序可编写如下： ?? N30 G94 X14.4 Z 32.0 R14 F0.4；粗车开始程序段，车削深度lmm，进给率0.4mm/r N32 Z 31.0； 第2次粗车，车削深度lmm，其余参数不变 N34 Z 30.0； 第3次粗车，车削深度lmm N36 Z 29.0； 第4次粗车，车削深度lmm N38 Z 28.1； 最后一次粗车，车削深度0.9mm，留精车余量0.2mm ?? 拟留作业 课后小结

12