关于数控车的教案

烟台工程职业技术学院课 时 授 课 计 划 专业 学科 序号16课 题第二章课题一：FANUC系统编程规则班级周星 期月、日课节08春车10三11.31.2教 学 方 法互动教学法教 具 准 备教材教案白板笔教 学 目 的1、掌握FANUC的编程规则2、熟悉FANUC操作教 学 难 重 点教 学 过 程 设 计 1、复习提问2、导入新课3、讲授新课4、课堂小结5、作业课 后 体 会课题一：FANUC系统编程规则一、FANUC的准备功能表二、FANUC系统编程规则1、小数点编程 在本系统中输入的任何坐标字(包括X、Z、I、K、U、W、R等)的数值后必须加小数点，即X100必须记作X100.0或X100.否则系统会默认为坐标字数值为 1000.001 mm=0.1mm。该功能可以通过参数关闭。 2、绝对方式与增量方式 FANUC-0i数控车系统中用U或W表示增量方式。在程序段出现U即表示X方向的增量值，出现W即表示Z方向的增量值。同时允许绝对方式与增量方式混合编程。注意与使用G90和G91表示增量的系统的区别。 3、进给功能 系统默认进给方式为转进给。 4、程序名的指定 本系统程序名采用字母O后跟四位数字的格式。子程序文件名遵循同样的命名规则。通常在程序开始指定文件名，程序结束须加程序结束指令。 5指令简写模式系统支持G指令或M指令简写。三、常用G代码G00、G01、G02、G03、G04、G32的应用在通用代码中已经讲过这里不再做重复的阐述。1、参考点返回指令G28G28 X(U)_ Z(W)_； 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G28 U0 W0表示直接返回参考点2、恒线速控制 有时为了提高效率和保证工件表面精度，需要以恒定的线速度来进行切削。 指令格式：G96 S_；S后面的数字表示的是恒定的线速度（m/min）。 例如 G96 S150 表示切削点的线速度控制在150 m/min。 用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，由于X坐标值不断变化，当刀具逐渐接近工件的旋转中心时，主轴转速会越来越高，工件有从卡盘飞出的危险，所以为防止事故的发生，必须限定主轴的最高转速。3、 恒线速取消（恒转速） 指令格式：G97 S_；S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速。 例如 G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 rpm。如S未指定，将保留G96的最终值。4、最高转速限制指令格式：G50 S_；S后面的数字表示的是最高限速（rpm）。例如 G50 S3000 表示最高转速限制为3000rpm。 烟台工程职业技术学院课 时 授 课 计 划 专业 学科 序号17课 题第四章课题二 内/外圆切削循环指令G90 班级周星 期月、日课节08春车13一11.221.2教 学 方 法互动教学法教 具 准 备教材教案白板笔教 学 目 的1、掌握G90的格式2、熟练掌握G90车削外圆、圆锥教 学 难 重 点G90车削外圆、圆锥教 学 过 程 设 计 1、复习提问2、导入新课3、讲授新课4、课堂小结5、作业课 后 体 会课题二 内/外圆切削循环指令G90 单一固定循环可以把切一刀的循环过程“切入-切削-退刀-返回”用一个循环指令完成，从而简化程序。用内/外圆切削循环指令G90可切削圆柱面和圆锥面。1、 用G90切削循环指令切削圆柱面，如图所示。（1）指令格式：G90 X(U) Z(W)F；说明：X、Z为圆柱面切削的终点坐标值；U、W为圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。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。在循环加工过程中，除切削加工时，刀具按F指令速度运动外，刀具在切入、退出工件和返回起始点都是快速进给速度(G00指令的速度)进行的。（1） 示例： 应用G90循环指令加工图3-28所示零件. 顺序号程序注释N10T0101； 建立工件坐标系，并选择1号刀N20M03 S800； 主轴以每分钟1000转的速度正转N30G00 X45.0 Z55.0 M08； 建立循环起点，打开切削液N40G90 X35.0 Z20.0 F0.2； 第一刀的循环终点N50X30.0； 第二刀的循环终点 N60X25.0；第三刀的循环终点N70G00 X200.0 Z200.0 M09； 返回起刀点，关闭切削液N80M30； 程序结束圆柱面固定循环切削加工举例：G90 X40 Z20 F0.3；ABCDA X30；AEFDA X20；AGHDA1、 用G90切削循环指令切削圆锥面，如图所示。（1）指令格式：G90 X(U)Z(W) R F；（2）说明：X、Z为圆锥面切削的终点坐标值；U、W为圆锥面切削的终点相对于循环起点的坐标；R为圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。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。即如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，R值为负，反之为正值。烟台工程职业技术学院课 时 授 课 计 划 专业 学科 序号18课 题第四章课题三：G90应用举例班级周星 期月、日课节08春车13二11.233、4教 学 方 法互动教学法教 具 准 备教材教案白板笔教 学 目 的1、掌握G90的编程技巧2、熟悉G90操作教 学 难 重 点教 学 过 程 设 计 1、复习提问2、导入新课3、讲授新课4、课堂小结5、作业课 后 体 会题三：G90应用举例1、应用圆柱面切削循环功能加工图所示零件。N10 T0101； N20 M03 S1000；N30 G00 X55 Z4 M08；N40 G01 G96 Z2 F2.5 S150；N50 G90 X45 Z-25 F0.2；N60 X40；N70 X35；N80 G00 X200 Z200； N85 T0100；N90 M30；2、圆锥面固定循环切削加工举例：G90 X40 Z20 R-5 F0.3；ABCDA X30 R-5；AEFDA X20 R-5；AGHDA烟台工程职业技术学院课 时 授 课 计 划 专业 学科 序号19课 题第四章课题四：端面车削循环班级周星 期月、日课节08春车13三11.241.2教 学 方 法互动教学法教 具 准 备教材教案白板笔教 学 目 的1、掌握G94的格式2、熟练掌握G94车削外圆、圆锥教 学 难 重 点教 学 过 程 设 计 1、复习提问2、导入新课3、讲授新课4、课堂小结5、作业课 后 体 会课题四 端面切削循环 端面切削循环是一种单一固定循环。适用于端面切削加工，如图所示。1、平面端面切削循环（1）编程格式： G94 X(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）端面固定循环切削加工举例：G94 X50 Z16 F0.3；ABCDAZ13；AEF DAZ10；AGHDA2、锥面端面切削循环 （1）编程格式 G94 X(U) Z(W) R 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； R-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。如图所示。（2）例：应用端面切削循环功能加工图所示零件。 G94 X20 Z0 R-5 F0.2； Z-5； Z-10； （3）带有锥面的端面固定循环切削加工举例：G94 X15.0 Z33.48 R-3.48 F0.3；ABCDA Z31.48； AEFDA Z28.78； AGHDA烟台工程职业技术学院课 时 授 课 计 划 专业 学科 序号20课 题第四章课题五：子程序调用班级周星 期月、日课节08春车14一11.291.2教 学 方 法互动教学法教 具 准 备教材教案白板笔教 学 目 的1、掌握M98、M99的编程格式2、熟悉M98编程技巧教 学 难 重 点M98、M99的编程格式教 学 过 程 设 计 1、复习提问2、导入新课3、讲授新课4、课堂小结5、作业课 后 体 会课题五：子程序调用1、子程序概述1）子程序的概念 当在一个加工程序中，若有几个程序段完全相同，或在几个程序中都要使用某个程序段，为减少不必要的重复编程和简化编程，可将这些重复的程序段单独抽出，按规定的程序格式编成固定程序，并单独命名，这组程序段就称为子程序。 当程序段中有调用子程序的指令时，数控机床就按子程序进行工作。当遇到子程序返回到主程序的指令时，机床才返回主程序，继续按主程序的指令进行工作。子程序的调用与返回如图所示 2）子程序的应用范围（1）工件上有若干个相同的轮廓形状。（2）加工中经常出现或具有相同的加工路线轨迹。（3）某一轮廓或形状需要分层加工的。3）子程序的编程格式子程序的格式除有子程序名以外，结束行还要有代码M99，作为子程序结束并返回主程序的指令(返回主程序或上一层子程序，其指令字各系统很不统一，如FANUC系统用M99，SIEMENS系统用M17)。子程序的编写与主程序完全相同，第一行是子程序编号，最后一行是子程序结束指令，它们之间是子程序体。O； 子程序名 M99； 子程序返回2、子程序的调用方式在主程序中，调用子程序的指令是一个程序段，其格式随具体的数控系统而定，FANUC0i数控车床系统常用的子程序调用格式如下：1） 格式： 2）说明：(1)子程序号同主程序，不同的是子程序用M99结束。(2)子程序执行完请求的次数以后返回到主程序M98的下一句继续执行。如果子程序结束后没有M99，将不能返回主程序。(3)省略循环次数时，默认循环次数为一次。3、子程序的嵌套子程序可以由主程序调用，已被调用的子程序也可以调用其他的子程序，这种子程序调用另一个子程序的功能，称为子程序的嵌套。如图所示为子程序的嵌套及执行顺序。从主程序调用的子程序称为一重，子程序嵌套不是无限次的，子程序可以嵌套多少层由具体的数控系统决定，在FANUC 0i系统中总共可以嵌套调用四重。上一级子程序与下一级子程序的关系，与主程序与第一层子程序的关系相同。 可以用一条调用子程序指令连续重复调用同一子程序，最多可重复调用999次。4、如图所示的多槽轴零件，毛坯为3 2 m m 70 mm的棒料，材料为4 5号钢。参考程序程序说明O6003程序名N010 T0101G99N020 M03 S800;N030 M08G00 X35. Z0;N040 G01 X0 F0.1;N050 G00 X30. Z2.;N060 G90X30.3 Z-52.F0.2;N065G90X30.F0.1;N070 G00 X100. Z100.;N080 T0202;N090 M03 S400;N0100 G00 X32. Z0; N0110 M98 P;N0120 G00 W-12.; N130 G01 X0 F0.05.;N140 G04 P2.;N150 G00 X100. Z100. M09;N160 M30;换1号外圆车刀主轴正传800r/min移至断面切削起点切削端面移至外圆切削起点粗车30外圆精车30外圆快速退刀至换刀点换切断刀刃口2mm（以左刀尖为准）调整转速400r/min移到子程序起点处调用子程序，循环2次移至切断起切断，调整进给速度暂停2 s快速退刀至安全点，关闭冷却液程序结束O6004N10 G00 W-12.;N020 G01 U-12. F0.05;N030 G04 P1.;N040 G00 U12.;N050 W-8.;N060 U-12.;N070 G04 P1.;N080 G00 U12.;N090 M99;子程序移至槽的切削起点处切槽至2 0 m m，调整进给速度槽底暂停1 sX向退刀Z向偏移至第二个槽切削起点处切槽至2 0 m m槽底暂停1 sX向退刀子程序结束，并返回到主程序烟台工程职业技术学院课 时 授 课 计 划 专业 学科 序号21课 题第四章课题六：G71内外径粗车循环班级周星 期月、日课节08春车14二11303、4教 学 方 法互动教学法教 具 准 备教材教案白板笔教 学 目 的1、掌握 G71的编程格式2、掌握 G71的编程技巧教 学 难 重 点G71的编程格式教 学 过 程 设 计 1、复习提问2、导入新课3、讲授新课4、课堂小结5、作业课 后 体 会课题六：内外径粗车循环1、概述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。各类数控系统复合循环的形式和使用方法（主要是编程方法）相差很大。 在实际加工中，对于棒料毛坯车削阶梯相差较大的轴，或切除铸、锻件的毛坯余量时，都有一些多次重复进行的动作，借助复合固定循环，可以简化编程。 固定循环的作用是：“告诉”数控系统零件最终的外形轮廓，通过指令每次的切深或切削循环次数，机床就会自动地重复切削直到工件加工完为止。 不同的数控系统，复合固定循环指令的格式可能差别比较大。但是基本的原理都是相通的。复合固定循环指令主要有以下几种；G71、G72、G73、G74、G75、G76、G70等。 在这一组多次固定循环指令中，G70是G71、G72、G73粗加工后的精加工指令，G74是深孔钻削固定循环指令，G75切槽固定循环指令，G76螺纹加工固定循环。 2、内、外径粗车复合循环指令G71该指令适用于毛坯料的粗车外径与粗车内径。如图所示为粗车外径的加工路径，图中C是粗加工循环的起点，A是毛坯外径与端面的交点，B是加工终点。该指令的执行过程如图所示，其指令格式为： G71 U(d) R(e) ； G71 P（ns） Q（nf） U(u) W(w) F_S_T_； 指令中各参数的意义如下： d：车削深度，无符号。车削方向取决于方向AA。该参数为模态值。 e：退刀量，该参数为模态值。 ns：精车削程序第一段程序号。 nf：精车削程序最后一段程序号。 u：X方向精车预留量的距离和方向。 w：Z方向精车预留量的距离和方向。 F、S、T：粗车过程中从程序段号P到Q之间包括的任何F、S、T功能都被忽略，只有G71指令中指定的F、S、T功能有效3、精车循环指令G70由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。 精加工时，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令无效，只有在nsnf程序段中的F、S、T才有效。 指令格式：G70 P(ns) Q(nf)； 说明： 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。 在G71、G72、G73指令中的nf程序段后再加上“G70 P(ns) Q(nf)”程序段，并在nsnf程序段中加上精加工适用的F、S、T，就可以完成从粗加工到精加工的全过程。2、 G71示例：如图所示棒料，采用外径粗车复合循环指令G71和精车循环指令G70编写加工程序。解：毛坯为棒料，粗加工切削深度；d=7mm；精加工余量X向；u=4mm(直径指定)精加工余量Z向；w=2 mm粗加工进给量；0.3mm/r，主轴转速为500rpm；精加工进给量；0.15mm/r，主轴转速为800rpm；O0001N01 G50 X200.0 Z220.0；坐标系设定N02 M03 S800 T0101；主轴正转N03 G00 X160.0 Z180.0；设定循环起点（X160.0 Z180.0）N04 G71 U7.0 R0.5；粗车循环N05 G71 P06 Q12 U4.0 W2.0 F0.30 S500；N06 G00 X40.0 S800； N07 G01 W-40.0 F0.15；N08 X60.0 W-30.0；N09 W-20.0；N10 X100.0 W-10.0；N11 W-20.0；N12 X140.0 W-20.0；N13 G70 P06 Q12；N14G00 X200.0 Z220.0；回到起刀点N15 M05；主轴停N16 M30；程序结束烟台工程职业技术学院课 时 授 课 计 划 专业 学科 序号22课 题第四章课题七：G71应用举例班级周星