数控机床常规零件加工教学的知识

1、1B2062数控机床常规零件加工机电系现代制造教学中心2课程要求1、本课程在理实一体化教室（S119、S108）进行教学，采用边讲边练的教学方法；2、课程总课时112学时，为考试课目；3、采取过程考核+期末总结考试的评价方式，课程成绩 过程考核70% 期末总结考试30%；4、教学要求。 3第一讲 数控程序编制的概念 教学目标与要求：了解数控机床加工程序编制的基础，了解数控程序语言规则和格式，了解数控编程的概念、步骤。掌握建立数控加工的空间坐标系，熟练掌握坐标系常用G功能代码指令的应用，从而打下数控程序编制的基础。 4第一讲 数控程序编制的概念5第一讲 数控程序编制的概念6第一讲 数控程序编制的

2、概念7第一讲 数控程序编制的概念1、数控机床、数控程序的概念数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动的对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称为数控程序，它是机床数控系统的应用软件。编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。数控系统的种类繁多，它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同。 8第一讲 数控程序编制的概念在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容

3、，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。 9第一讲 数控程序编制的概念2、程序编制的工作步骤及每一步骤的主要工作内容和应遵循的工作原则1）分析零件图样和制定工艺方案 2）数学处理 3）编写零件加工程序 4）程序检验 10第一讲 数控程序编制的概念3、程序的编制方法及不同编制方法的区别手工编制程序和自动编制程序。手工编制程序：手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作，一般对几何形状不太复杂的零件，所需的加工程序不长，计算比较简单，用手工编程比较合适。自动编制程序：除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成，用于复杂零件

4、的编程。根据输入方式的不同，可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。 11第一讲 数控程序编制的概念12第一讲 数控程序编制的概念4、程序格式要求字符（用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。数控系统只能接受二进制信息，所以必须把字符转换成8BIT信息组合成的字节，用“0”和“1”组合的代码来表达。国际上广泛采用ISO、 EIA标准代码）字（一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。）程序段程序程序段格式、续效字程序开始符结束符、程序名、程序

5、主体 13第一讲 数控程序编制的概念5、功能字的种类及各功能字的功能1）顺序号字又称程序段号或程序段序号。数控加工中的顺序号实际上是程序段的名称，与程序执行的先后次序无关。2）准备功能字是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。3）尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。4）进给功能字用于指定切削的进给速度。5）主轴转速功能字用于指定主轴转速。6）刀具功能字用于指定加工时所用刀具的编号。7）辅助功能字用于指定数控机床辅助装置的开关动作。 14第一讲 数控程序编制的概念M功能M00：程序无条件暂停；M01：程序有条件计划暂停，与M00作用相似，但M01必须用机床“任选停止按钮”选择是否有效

6、；M03：程序结束；M03：主轴正转；M04：主轴反转；M05：主轴停转；M08：冷却液开；M09：冷却液关；M30：程序结束，程序复位到起始位置。15第一讲 数控程序编制的概念6、数控车床机床坐标系的建立原则 坐标系的必要性：在数控编程时，为了描述机床的运动，简化程序编制的方法及保证纪录数据的互换性。刀具运动、工件静止的原则、右手笛卡尔直角坐标系、右手螺旋定则、增大工件与刀具距离的方向为正方向1）Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。2）X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内，工件做旋转运动，则刀具离开工件的

7、方向为X坐标的正方向。3）在数控车床上，机床原点一般取在卡盘右端面回转中心处或X、Z坐标的正方向极限位置上。 16第一讲 数控程序编制的概念17第一讲 数控程序编制的概念注：数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点必须首先执行回参考点的操作，只有确认了参考点，并通过系统中存储的参考点与机床原点的偏置值计算后才能确定机床原点。而只有机床原点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。 18第一讲 数控程序编制的概念7、编程坐标系原点设置及坐标系的建立 是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。供编程使用，在确定编程原点时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置，是根据加工零件图样及加工

8、工艺要求选定的。只需注意各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。数控车床上，编程原点一般取在工件右端面回转中心处。 19第一讲 数控程序编制的概念8、建立加工坐标系建立加工坐标系的目的：通过加工坐标系的建立将机床坐标系原点进行偏移至与编程坐标系原点重合起来。方法：1）通过刀具起始点（车刀尖）与工件的编程原点的相对位置来设定加工坐标系； 2）在机床坐标系中通过对刀来设定加工原点，根据刀具在机床坐标系中的坐标数值及与工件编程原点的偏差数值进行运算，并将运算后的数值存入系统相应位置，在程序中用G54G59调用偏移量数值实现机床坐标系原点的偏移。20第一讲 数控程序编制的概念9、数控车削

9、坐标系常用G指令1）G53 -选择机床坐标系编程格式：G53 X Z ；G53指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上，式中X、Y、Z后的值为机床坐标系中的坐标值，其尺寸均为负值。例：G53 X-100 Z-20 21第一讲 数控程序编制的概念2）通过刀尖设置加工坐标系编程格式 G50（G92） X Z式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值。 例：按图设置加工坐标的程序段如下：G50 X128.7 Z375.1 22第一讲 数控程序编制的概念3）使用G54G59指令选择16号加工坐标系编程格式：G54 G00/G01 X（U） Z（W） (F

10、) ；该指令执行后，所有坐标值指定的坐标尺寸都是选定的工件加工坐标系中的位置。16号工件加工坐标系是通过CRT/MDI方式设置的。 23第一讲 数控程序编制的概念10、数控车削仿真软件的使用步骤1）双击SWCNC选择单机版、FANUC 0iT、机器码加密运行，在右下角选择大连机床厂FANUC 0iT MATE操作面板；2）系统启动急停释放；3）回零操作，注意是两个直线轴X、Z4）刀具的选择与安装（注意刀 具的名称、规格及相对应的刀座号）5）工件毛坯尺寸的选择6）对刀建立加工坐标系及各刀具长 度补偿7）程序输入、调试加工8）加工过程中程序故障的处理 24第一讲 数控程序编制的概念本次课需掌握：1

11、）数控仿真软件的使用步骤2）回零操作3）刀具的选择与安装4）工件的选择与安装5）对刀操作6）程序编辑25第一讲 数控程序编制的概念第一讲课后作业：数控加工编程及操作P28 三1、2 26第二讲 数控车削加工工艺1、数控车削加工常用基本指令1）绝对尺寸指令和增量尺寸指令绝对尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出，增量尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出。 27第二讲 数控车削加工工艺用尺寸字的地址符指定绝对尺寸的尺寸字的地址符用 X、Z增量尺寸的尺寸字的地址符用 U、W这种表达方式的特点是同一程序段中绝对尺寸和增量尺寸可以混用，这给编程带来很大方便。 28第二讲 数控车削加

12、工工艺2）快速点定位G0029第二讲 数控车削加工工艺3）直线插补指令G0130第二讲 数控车削加工工艺4）圆弧插补G02、G0331第二讲 数控车削加工工艺5）F功能F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。每转进给量（数车默认）编程格式：G95 FF后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。例：G95 F0.2 表示进给量为0.2 mm/r。每分钟进给量编程格式：G94 F F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。例：G94 F100 表示进给量为100mm/min。 32第二讲 数控车削加工工艺6）S功能S功能指令用于控制主轴转速。编程格式 SS后面

13、的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。恒线速控制编程格式 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。V=Dn最高转速限制编程格式 G50 S；S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50 S3000 表示最高转速限制为3000r/min。 33第二讲 数控车削加工工艺恒线速取消 编程格式 G97 S S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。 例：G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min。3

14、4第二讲 数控车削加工工艺7)T功能T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式 TT后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。例：T0303 表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300 表示取消刀具补偿。 35第二讲 数控车削加工工艺2、数控加工工艺方案制定的主要内容数控加工工艺内容的选择、数控加工工艺性分析、数控加工工艺路线的设计36第二讲 数控车削加工工艺3、数控加工工艺内容的选择原则 形状较复杂、工序较多、要求较高的零件。 原则：1）普机无法加工2）普机难加工且质量难以保证3）普机加

15、工效率低、工作强度大，数控机床有富裕的前提下37第二讲 数控车削加工工艺4、数控车削工艺性分析的内容及步骤1）检查零件图样：表达准确、标注齐全、图样上精度及技术要求的合理性。2）审查零件的结构工艺性：分析零件的结构刚度是否足够，结构是否合理。3）机床选择：所选择机床类型及加工精度能否满足加工要求。38第二讲 数控车削加工工艺5、数控加工工艺路线设计需注意1）工序的划分 一次装夹加工、刀具、加工部位、除此以外会根据精度要求粗精分开 2）走刀路线的安排 最短路线、最终轮廓一次走刀完成、切入切出方向、刚度3）定位夹紧方案的确定 六点定位原理；数控车零件加工时一般定位方案为三爪卡盘夹持住外圆毛坯，为四

16、点定位。4）切削用量设计39第二讲 数控车削加工工艺6、车削加工时切削用量设计的方法背吃刀量ap的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定，在系统刚度允许的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量，根据被加工零件的余量确定分层切削深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效率。切削速度VC与刀具耐用度关系比较密切，随着VC 的加大，刀具耐用度将急剧下降，故VC的选择主要取决于刀具耐用度。进给速度f主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料来确定。 40第二讲 数控车削加工工艺7、数控加工工艺设计需考虑的主要方面 一般应从精度保证和加工效率两个方面来

17、进行考虑。1）精度方面：如加工时应遵循先面后孔、先基准后其它、先粗后精等加工工艺原则；在设计走刀路线时应考虑反向间隙对加工精度的影响。2）加工效率方面：如设计最短的走刀路线；刀具集中，但需注意是否在同一工位上。 41第二讲 数控车削加工工艺8、数学处理根据被加工零件图样，按照已经确定的加工工艺路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。 数学处理一般包括两个内容：根据零件图样给出的形状，尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等），计算出编程时所需要的有关各点的坐标值；当按照零件图样给出的条件不能直接计算出编程所需的坐标，也不能按零件给出的条件直接进行工件轮

18、廓几何要素的定义时，就必须根据所采用的具体工艺方法、工艺装备等加工条件，对零件原图形及有关尺寸进行必要的数学处理或改动，才可以进行各点的坐标计算和编程工作。 42第二讲 数控车削加工工艺零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连接点称为基点。基点坐标是编程中必需的重要数据。如果工件轮廓是非圆曲线，数控系统就无法直接实现插补，而需要通过一定的数学处理。数学处理的方法是，用可以实现插补的轮廓段（直线段或圆弧段）去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为节点。节点坐标也是编程中必需的重要数据。既然要求的是坐标数值，就需要基准点，如果是绝对尺寸编程则选择编程

19、原点，而采用增量尺寸时则需先确定走刀路线，其各点坐标均为以前一位置为基准的坐标数值。43第二讲 数控车削加工工艺数控车间（S108）1、数控车削加工工艺装备（机床、夹具、刀具等）2、数控机床操作面板1）数控机床开机流程2）回零操作3）程序编辑4）MDI操作44第二讲 数控车削加工工艺第二讲课后作业：数控加工编程及操作P28 一、二、三1、2 、745第三讲 数控车床的基本编程方法1、数控车床的基本构成（重点在于与普通车床的区别）、数控车床的分类、数控车床的加工工艺范围1）构成：数控车床机床本体组成与普通车床相似，也是由床身、主轴箱、床鞍、刀架及辅助运动装置、液压气动系统、冷却润滑机构构成，需要

20、加工程序来对数控机床的加工进行控制，装备了数控系统，这是数控机床的大脑、中枢。数控车床加工时工件回转、刀具在数控系统控制下沿程序要求轨迹作移动。 46第三讲 数控车床的基本编程方法2）数控车床分类方法按主轴位置分类卧式数控车床 立式数控车床 47第三讲 数控车床的基本编程方法按可控轴数分类两轴车床、四轴车床（车削中心）按系统功能分类经济型数控车床 全功能数控车床 车床车削中心 车铣复合中心 48第三讲 数控车床的基本编程方法加工工艺范围：数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩

21、孔、铰孔等工作。 49第三讲 数控车床的基本编程方法2、数控车系统的功能特点数控车床一般需实现两轴的联动控制，才能保证完成回转体表面的加工，除具有直线和圆弧插补功能之外，还具有用于轮廓面加工的刀尖圆弧半径补偿，用于多刀具加工时的刀具长度补偿，用于简化编程优化程序的固定加工循环、子程序，以及加强人机对话提高机床使用效率的加工过程图形显示、故障自动诊断、离线编程等功能。 50第三讲 数控车床的基本编程方法3、数控车削加工时所需的常用夹具、量具及刀具 常用夹具：三爪卡盘、尾座顶尖量具：游标卡尺、内外径千分尺等刀具：外圆车刀、切断刀、螺纹刀、内孔镗刀、钻头、铰刀等 51第三讲 数控车床的基本编程方法4

22、、讲解可转位车刀的组成（实际刀具系统为例）杠杆式楔块式 楔块夹紧式 52第三讲 数控车床的基本编程方法楔块夹紧式 楔块式 53第三讲 数控车床的基本编程方法5、数控车削加工编程特点：1）加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为C向，顺时针为C向。加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。54第三讲 数控车床的基本编程方法2）直径编程方式在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值取为零件图样上的直径值，如图所示：图中A点的坐标值为（30，80），B点的坐标值为（40，60）。采用直径尺寸

23、编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来很大方便。55第三讲 数控车床的基本编程方法3）进刀和退刀方式对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。56第三讲 数控车床的基本编程方法数控车间（S108）1、数控机床基本操作1）数控机床开机流程（回顾）2）回零操作（回顾）3）程序编辑（回顾）4）对刀（装刀要求、对刀步骤、数据存储、调用及修正）57第三讲 数控车床的基本编程方法第三讲课后作业：数控加工编程

24、及操作P41 三1、2、3 58第四讲 数控车床多刀对刀操作 1、外圆车刀2、外割槽刀3、外螺纹刀的对刀59第五讲 数控车床单一固定循环指令及实际应用 单一固定循环单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。圆柱面或圆锥面切削循环G90 编程格式 G90 X(U) Z(W) I F式中：X、Z-圆柱面（圆锥面）切削的终点坐标值； U、W-圆柱面（圆锥面）切削的终点相对于循环起点坐标增量。 I- 圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X向坐标小于终点的X向坐标，I值为负，反之为正，I为0时表示加工圆柱面，可不写。 60第五讲

25、数控车床单一固定循环指令及实际应用61第六讲 数控车床单一固定循环指令及实际应用端面切削循环G94 编程格式：G94 X(U) Z(W) K 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增量； K-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，K为0时表示加工平端面，可不写。 62第三讲 数控车床的基本编程方法63项目任务一：课程引入及资讯10、数控车削工艺性分析的步骤1）检查零件图样：表达准确、标注齐全、图样上精度及技术要求的合理性。2）选择加工内容：形状较复杂、工序较多、要求较高的零件。3）审查零件的结

26、构工艺性：分析零件的结构刚度是否足够，结构是否合理。4）机床选择：所选择机床类型及加工精度能否满足加工要求。 64项目任务一：课程引入及资讯11、工艺过程设计需考虑的主要方面 一般应从精度保证和加工效率两个方面来进行考虑。1）精度方面：如加工时应遵循先面后孔、先基准后其它、先粗后精等加工工艺原则；在设计走刀路线时应考虑反向间隙对加工精度的影响。2）加工效率方面：如设计最短的走刀路线；刀具集中，但需注意是否在同一工位上。 65项目任务一：课程引入及资讯12、数控加工工序划分原则一次装夹加工一把刀具加工部位除此以外会根据精度要求粗精分开 66项目任务一：课程引入及资讯13、加工内容的确定原则 形状

27、较复杂、工序较多、要求较高的零件。 67项目任务一：课程引入及资讯14、车削加工时切削用量设计的方法背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定，在系统刚度允许的情况下，为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量，根据被加工零件的余量确定分层切削深度，选择较大的背吃刀量，以提高生产效率。切削速度VC与刀具耐用度关系比较密切，随着VC 的加大，刀具耐用度将急剧下降，故VC 的选择主要取决于刀具耐用度。进给速度主要依据零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及所使用的刀具和工件材料来确定。 68项目任务一：课程引入及资讯15、车削加工时装夹方案确定原则 六点定位原理数控车零件加工

28、时一般定位方案为三爪卡盘夹持住外圆毛坯，为四点定位。 69项目任务一：课程引入及资讯17、编程坐标系原点设置及坐标系的建立 是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。供编程使用，在确定编程原点时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置，是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的。只需注意各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。数控车床上，编程原点一般取在工件右端面回转中心处。 70项目任务一：课程引入及资讯18、数控技术文件的种类及各自作用制定数控加工专用技术文件是数控加工的重要内容。这些技术文件既是数控加工的依据、产品验收的依据，也是操作者遵守、执行的规程。技术文件是对数控加工

29、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及其它技术问题。 1）数控加工工件安装和原点设定卡片 2）数控加工工序卡片 3）程序单4）加工质量报告 71项目任务一：课程引入及资讯21、你所需加工的零件名称、功用、材料、毛坯形式、有哪些加工精度要求？导柱零件，导向作用，LY15（硬铝），棒料右端面、外轮廓、退刀槽、外螺纹、割断加工（应说明包括尺寸、形位、粗糙度等要求）如：圆柱面（，粗糙度3.2） 72项目任务一：计划与决策 1、零件图样检查结果：表达准确、标注齐全、精度要求适当2、导柱零件的加工内容：当前加工内容共有右端面A、外轮廓面B、退刀槽C、D、外螺纹

30、E、割断F加工3、根据加工内容及被加工零件的材料、热处理、加工精度要求等方面确定你所选择的机床型号并阐述原因：卧式数控车床CK6141A，机床加工精度：平面度0.015、平行度0.01、垂直度0.015/100，能满足加工精度要求。73项目任务一：计划与决策4、零件结构工艺性审查的结果是：结构工艺性合理5、你所设计的零件加工工艺路线方案及确定理由是： 加工部位精度要求加工工艺方法右端面A ，粗糙度6.3车外轮廓面B直径方向h7，粗糙度3.2粗车精车退刀槽C、D自由公差，粗糙度6.3车外螺纹EM40X1.5-6h，粗糙度3.2粗车精车割断F ，粗糙度6.3车74项目任务一：计划与决策加工工艺路线

31、：车右端面A粗、精车外轮廓面B 车退刀槽C车退刀槽D粗、精车外螺纹E 割断F加工时遵循先端面后轮廓、先基准后其它、先粗后精的加工工艺原则，同时考虑刀具集中原则。首先完成右端面A加工，再进行外轮廓面B、退刀槽C、D、外螺纹E加工，最后割断，根据加工质量要求粗精分开。 75项目任务一：计划与决策6、根据零件加工工艺路线确定所需刀具（刀具名称、规格、材料）及相对应量具是： 加工部位加工工艺方法刀具量具名称规格材料右端面A车外圆车刀25X25，65硬质合金外轮廓面B粗车外圆车刀25X25，65硬质合金油标卡尺精车外圆车刀25X25，65硬质合金千分尺退刀槽C车外割断刀25X25，3硬质合金油标卡尺退刀

32、槽D车外割断刀25X25，4硬质合金油标卡尺外螺纹E粗车外螺纹刀25X25，60硬质合金螺纹样板精车外螺纹刀25X25，60硬质合金螺纹样板割断F车外割断刀25X25，3硬质合金油标卡尺76项目任务一：计划与决策7、你所确定的各工序切削用量是：1）确定加工余量右端面A车削加工余量：2mm，装夹时保证外轮廓面B精车加工余量：直径方向1mm，长度方向0.5mm，其余作粗加工余量退刀槽C、D车削加工余量：均为加工余量外螺纹E精车加工余量：直径方向留余量0.2mm，其余作粗加工余量割断加工余量：均为加工余量 77项目任务一：计划与决策2）确定切削用量 背吃刀量主轴转速进给速度加工部位加工工艺方法切削用

33、量右端面A车16000.2外轮廓面B粗车26000.2精车0.5（单侧）8000.1退刀槽C车3（单侧）3000.02退刀槽D车43000.02外螺纹E粗车0.5（直径）4001.5精车0.2（直径）4001.5割断F车33000.0278项目任务一：计划与决策8、装夹方案设计及你所设计或选用的夹具是：四点定位即可，Z向移动自由度及绕Z向回转自由度不限制，定位面选择（外圆毛坯），夹具：三爪卡盘 79项目任务一：实施 1、指导学生填写数控加工技术文件1数控加工工序卡2、确定编程原点并指导学生填写数控加工技术文件2、3工件安装及原点设定卡、刀具卡片 80项目任务一：实施4、学生分组编写数控加工程序

34、 5、加工工艺系统准备：1）讲解机床准备工作要求及操作步骤（机床启动、关机、操作面板各功能键使用、新建程序、程序输入修改、自动运行、手动操作、MDI方式、手轮使用、机床回零等）2）指导学生完成刀具装夹、对刀建立加工坐标系、长度刀补的建立等对刀方法手动对刀、机外对刀仪对刀、自动对刀 81项目任务一：实施手动对刀操作步骤Z向对刀：刀具安装后，在操作面板上通过点动或手轮方式驱动刀架（刀具）沿X向对工件最右端面进行加工，加工完毕后沿X向退刀，将系统显示的Z向坐标数值输入数控系统即可完成此刀具的Z向对刀。X向对刀：在操作面板上通过点动或手轮方式驱动刀架（刀具）沿Z向对工件外圆进行加工，在加工出足够测量的

35、圆柱段后沿Z向退刀，由系统显示的X向坐标数值和所加工的圆柱直径进行计算所得数值输入数控系统即可完成此刀具的X向对刀。3）指导学生进行工件装夹（毛坯尺寸、检查是否已安装定位可靠，要求记录） 82项目任务一：实施6、学生分组进行数控仿真加工（必须将仿真调试的全过程记录）验证工艺可行性及合理性83项目任务一：实施2）复合固定循环在复合固定循环中，对零件的轮廓定义之后，即可完成从粗加工到精加工的全过程，使程序得到进一步简化。内外圆粗切循环G71 内外圆粗切循环是一种复合固定循环。适用于内外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工，编程格式：G71 U(d) R(e)G71 P(ns) Q(nf) U(u) W

36、(w) F(f) S(s) T(t) 84项目任务一：实施式中：d-背吃刀量；e-退刀量；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；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；f、s、t-F、S、T代码。 85项目任务一：实施G71使用注意事项：1、nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也对粗车循环无效；2、零件轮廓符合单调轮廓时（X轴、Z轴方向单调增大或单调减少），nsnf程序段中第一条指令只有X向运动。零件轮廓非单调时，nsnf程序段中第一条指令必须X、Z向同时有运动；3、X向精加工余量为负值时，用于内孔粗加工；4、设置循环起点时，Z向在实体

37、以外，X向应等于最大实体尺寸。 86项目任务一：实施精加工循环由完成粗加工后，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ns-nf程序段中的F、S、T才有效。编程格式：G70 P(ns) Q(nf) 式中：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。 87项目任务一：实施螺纹切削循环指令复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它的进刀方法有利于改善刀具的切削条件，在编程中应优先考虑应用该指令。编程格式：G76 P (m)（r）（） Q（dmin） R(d) G76 X(U) Z(W)

38、R(I) F(f) P(k) Q(d) 88项目任务一：实施式中：m-精加工重复次数；r-倒角量；-螺纹牙型角；dmin-除去第一次粗加工其余粗加工的最小切入量（X向的半径值）；d-精加工余量；X(U) Z(W) - 终点坐标；I-螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，i=0，可不写。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。k-螺牙的高度（X向的半径值）；d-第一次粗加工切入量（X向的半径值）；f-螺纹导程。 89项目任务一：实施8、指导学生填写数控加工技术文件4程序清单90项目任务一：检查与评估 1、学生分组根据评价标准、零件

39、加工过程及结果对轴类零件的数控加工工作流程、程序合理性进行总体评价2是否掌握了轴类模具零件的数控加工工作流程？能否独立完成一个同类型零件的加工？3、各组所加工零件是否符合图样精度要求？总的工作时间？4、组长填写填写组员工作分工情况及工作成效5、学生对整个项目任务过程中取得的成绩和存在不足进行简要说明6、项目任务成绩评定（教师评定） 91项目任务一：检查与评估问题现象产生原因预防和消除工件外圆尺寸超差刀具数据不准确切削用量选择不当产生让刀程序错误工件尺寸计算错误调整或重新设定刀具数据合理选择切削用量检查、修改加工程序正确计算工件尺寸外圆表面光洁度太差切削速度过低刀具中心过高切屑控制较差刀尖产生积

40、屑瘤切削液选用不合理调高主轴转速调整刀具中心高度选择合理的进刀方式及切深选择合适的切削速度范围选择正确的切削液,并充分喷注台阶处不清根或呈圆角程序错误刀具选择错误刀具损坏1. 检查修改加工程序2. 正确选择加工刀具3. 更换刀片加工过程中出现扎刀,引起工件报废进给量过大切屑阻塞工件安装不合理刀具角度选择不合理1. 降低进给速度2. 采用断、退屑方式切入3. 检查工件安装，增加安装刚性4. 正确选择刀具台阶端面出现倾斜程序错误刀具安装不正确检查、修改加工程序正确安装刀具工件圆度超差或产生锥度车床主轴间隙过大程序错误工件安装不合理调整车床主轴间隙检查、修改加工程序检查工件安装，增加安装刚性外圆加工

41、误差分析92项目任务一：检查与评估问题现象产生原因预防和消除端面加工时长度尺寸超差刀具数据不准确尺寸计算错误程序错误调整或重新设定刀具数据正确进行尺寸计算检查、修改加工程序端面光洁度太差切削速度过低刀具中心过高切屑控制较差刀尖产生积屑瘤切削液选用不合理调高主轴转速调整刀具中心高度选择合理的进刀方式及切深选择合适的切削速度范围选择正确的切削液，并充分喷注端面中心处有凸台程序错误刀具中心过高刀具损坏检查、修改加工程序调整刀具中心高度更换刀片加工过程中出现扎刀引起工件报废进给量过大刀具角度选择不合理降低进给速度正确选择刀具工件端面凹凸不平机床主轴径向间隙过大程序错误切削用量选择不当调整机床主轴间隙检

42、查、修改加工程序合理选择切削用量端面加工误差分析93项目任务一：拓展练习 1、完成数控加工编程与操作P559题程序编制。2、数控车削中心与数控车床的不同？3、固定循环指令的作用、走刀路线及格式要求？ 94项目任务二 套类零件数控车削加工完成本学习任务后，你应当能够：1、熟练选择使用孔类加工所需数控车床夹具、量具及刀具；2、熟练进行数控车床工件加工坐标系的建立，掌握FANUC数控车系统编程格式要求；3、掌握数控车床G指令（重点是G00、G01、G02、G03等指令）、M指令及F、S、T指令的书写格式及参数设定，并在编程时能正确运用； 95项目任务二 套类零件数控车削加工4、熟练运用数控车床的固定

43、循环指令（重点是G71、G70、G76等指令）以简化编程；5、掌握套类零件加工编程方法；6、掌握仿真软件应用；7、正确进行数控加工技术文件的制定；8、熟练操作数控机床；9、完成零件加工质量的过程监控及评估。 96项目任务二：课程引入及资讯1、根据视频简述孔类零件车削加工的所用刀具 A型中心孔 B型中心孔 C型中心孔 R型中心孔 A型中心钻 B型中心钻97项目任务二：课程引入及资讯锥 柄 直 柄麻花钻几何角度 98项目任务二：课程引入及资讯扩孔钻 高速钢扩孔钻 硬质合金扩孔钻 铰刀99项目任务二：课程引入及资讯内 孔 镗 刀100项目任务二：课程引入及资讯2、车床上所加工的孔特点 孔与机床回转轴

44、线重合 101项目任务二：课程引入及资讯3、套类零件编程坐标系原点设置及坐标系的建立是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。供编程使用，在确定编程原点时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置，是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的。只需注意各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。数控车床上，编程原点一般取在工件右端面回转中心处。 102项目任务二：课程引入及资讯4、你已掌握的数控车床编程指令有哪些？对于常用的固定循环格式要求及参数含义清楚吗？ 103项目任务二：课程引入及资讯5、你所需加工的零件名称、功用、毛坯形式、有哪些加工精度要求？联接套零件，联接作用，棒料右端面、内

45、轮廓、内退刀槽、内螺纹、割断加工（应说明包括尺寸、形位、粗糙度等要求）如：内圆柱面（ ，粗糙度3.2） 104项目任务二：计划与决策 1、零件图样检查结果：表达准确、标注齐全、精度要求适当2、导柱零件的加工内容：当前加工内容共有右端面A、内轮廓B、内退刀槽C、内螺纹D、割断加工E3、根据加工内容及被加工零件的材料、热处理、加工精度要求等方面确定你所选择的机床型号并阐述原因：立式数控车床CK6141A，机床加工精度：平面度0.015、平行度0.01、垂直度0.015/100，能满足加工精度要求。 105项目任务二：计划与决策4、零件结构工艺性审查的结果是：结构工艺性合理5、你所设计的零件加工工艺

46、路线方案及确定理由是： 加工部位精度要求加工工艺方法右端面A ，粗糙度6.3车内轮廓面B直径方向H8，粗糙度3.2钻粗车精车退刀槽C自由公差，粗糙度6.3车内螺纹DM20X1.5-6H，粗糙度3.2粗车精车割断E ，粗糙度6.3车106项目任务二：计划与决策加工工艺路线：车右端面A粗、精车内轮廓面B 车退刀槽C粗、精车内螺纹D 割断E加工时遵循先端面后轮廓、先基准后其它、先粗后精的加工工艺原则，同时考虑刀具集中原则。首先完成右端面A加工，再进行内轮廓面B、退刀槽C、内螺纹E加工，最后割断，根据加工质量要求粗精分开。 107项目任务二：计划与决策加工部位加工工艺方法刀具量具名称规格材料右端面A车

47、外圆车刀25X25，65硬质合金内轮廓面B钻麻花钻高速钢油标卡尺粗车镗刀25X25，65硬质合金油标卡尺精车镗刀25X25，65硬质合金千分尺退刀槽C车内割断刀25X25，4硬质合金油标卡尺内螺纹D粗车内螺纹刀25X25，60硬质合金螺纹样板精车内螺纹刀25X25，60硬质合金螺纹样板割断F车外割断刀25X25，3硬质合金油标卡尺108项目任务二：计划与决策7、你所确定的各工序切削用量是：1）确定加工余量右端面A车削加工余量：2mm，装夹时保证内轮廓面B钻孔，精车加工余量：直径方向1mm，长度方向0.5mm，其余作粗加工余量退刀槽C车削加工余量：均为加工余量内螺纹D精车加工余量：直径方向留余量

48、0.2mm，其余作粗加工余量割断E加工余量：均为加工余量2）确定切削用量 109项目任务二：计划与决策背吃刀量主轴转速进给速度加工部位加工工艺方法切削用量右端面A车16000.2内轮廓面B钻164001粗车2（单侧）6000.2精车0.5（单侧）8000.1退刀槽C车43000.02内螺纹D粗车0.5（直径）4001.5精车0.2（直径）4001.5割断F车33000.02110项目任务二：计划与决策8、装夹方案设计及你所设计或选用的夹具是：四点定位即可，Z向移动自由度及绕Z向回转自由度不限制，定位面选择（外圆毛坯），夹具：三爪卡盘 111项目任务二：实施 1、指导学生填写数控加工技术文件1数

49、控加工工序卡2、确定编程原点并指导学生填写数控加工技术文件2、3工件安装及原点设定卡、刀具卡片3、数控车削加工编程特点回顾：1）加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为C向，顺时针为C向。加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。 112项目任务二：实施2）直径编程方式在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值取为零件图样上的直径值，如图3.15所示：图中A点的坐标值为（30，80），B点的坐标值为（40，60）。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能

50、造成的错误，给编程带来很大方便。3）进刀和退刀方式对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。 113项目任务二：实施4、学生分组编写数控加工程序5、加工工艺系统准备：1）讲解机床准备工作要求及操作步骤（机床启动、关机、操作面板各功能键使用、新建程序、程序输入修改、自动运行、手动操作、MDI方式、手轮使用、机床回零等）2）指导学生完成刀具装夹、对刀建立加工坐标系、长度刀补的建立等对刀方法手动对刀、机外对刀仪对刀、自动对刀114项目任务二：实

51、施手动对刀操作步骤Z向对刀：刀具安装后，在操作面板上通过点动或手轮方式驱动刀架（刀具）沿X向对工件最右端面进行加工，加工完毕后沿X向退刀，将系统显示的Z向坐标数值输入数控系统即可完成此刀具的Z向对刀。X向对刀：在操作面板上通过点动或手轮方式驱动刀架（刀具）沿Z向对工件外圆进行加工，在加工出足够测量的圆柱段后沿Z向退刀，由系统显示的X向坐标数值和所加工的圆柱直径进行计算所得数值输入数控系统即可完成此刀具的X向对刀。 3）指导学生进行工件装夹（毛坯尺寸、检查是否已安装定位可靠，要求记录）115项目任务二：实施6、学生分组进行数控仿真加工（必须将仿真调试的全过程记录）验证工艺可行性及合理性7、指导学

52、生填写数控加工技术文件4程序清单 116项目任务二：检查与评估 1、指导学生分组根据评价标准、零件加工过程及结果对套类零件的数控加工工作流程、程序合理性进行总体评价。2、（提问）学生是否掌握了套类模具零件的数控加工工作流程？能否独立完成一个同类型零件的加工？3、（提问）各组所加工零件是否符合图样精度要求？总的工作时间？4、组长填写填写组员工作分工情况及工作成效。117项目任务二：检查与评估5、要求学生对整个项目任务过程中取得的成绩和存在不足进行简要说明。6、项目任务成绩评定（教师评定）。118项目任务二：拓展练习 学习G72、G73复合固定循环，并列出G71、G72、G73异同点。 119项目

53、任务三 综合类零件车削加工 完成本学习任务后，你应当能够：1、加深对数控车床的基本构成、分类及加工特点的了解；2、熟练选择使用各类数控车削加工所需的夹具、量具及刀具；3、数控车床坐标系的建立及判断，数控车系统编程格式要求；4、掌握数控车床各种常用G指令、M指令及F、S、T指令，并在编程时能正确运用；120项目任务三 综合类零件车削加工5、熟练运用数控车床的固定循环指令、子程序等以简化编程；6、熟练掌握综合件的加工编程方法；7、熟练掌握仿真软件的应用；8、正确进行数控技术文件的制定；9、熟练操作数控机床；10、完成零件加工质量的过程监控及评估。 121项目任务三：课程引入及资讯1、（提问）已掌握

54、数控车系统哪些编程指令。2、针对技术资料中的工艺设计尤其是切削用量计算、刀具半径补偿指令的使用进行提问。3、根据各自项目工作任务设置编程坐标系原点、建立编程坐标系。4、根据各自项目工作任务确定所需加工的零件名称、材料、功用、毛坯形式，有哪些加工精度要求。 122项目任务三：计划与决策 1、巡回指导检查各组零件图样检查结果、零件的加工内容选择、根据加工内容及被加工零件的材料、热处理、加工精度要求等方面确定你所选择的机床型号并阐述原因、零件结构工艺性审查的结果。2、（提问）各组所设计的零件加工工艺路线方案、确定理由及根据零件加工工艺路线确定所需刀具（刀具名称、规格、材料）及相对应量具。3、巡回指导

55、检查各组所确定的各工序切削用量。4、巡回指导检查各组所确定装夹方案设计及所设计或选用的夹具。 123项目任务三：实施 1、指导学生填写数控加工技术文件1数控加工工序卡2、确定编程原点并指导学生填写数控加工技术文件2、3工件安装及原点设定卡、刀具卡片3、学生分组编写数控加工程序 124项目任务三：实施4、加工工艺系统准备：1）机床准备工作要求及操作步骤2）完成刀具装夹、对刀建立加工坐标系、长度刀补的建立等3）进行工件装夹（毛坯尺寸、检查是否已安装定位可靠，要求记录5、学生分组进行数控仿真加工（必须将仿真调试的全过程记录）验证工艺可行性及合理性6、指导学生填写数控加工技术文件4程序清单 125项目

56、任务三：检查与评估 1、学生分组根据评价标准、零件加工过程及结果对综合类零件的数控车削加工工作流程、程序合理性进行总体评价。2、（提问）学生是否掌握了中等复杂程度模具零件的数控车削加工工作流程？能否独立完成一个同类型零件的加工？3、（提问）各组所加工零件是否符合图样精度要求？总的工作时间？ 126项目任务三：检查与评估4、学生分组填写数控加工技术文件5零件加工质量报告。5、组长填写组员工作分工情况及工作成效。6、要求学生对整个项目任务过程中取得的成绩和存在不足进行简要说明。 7、安排分组进行工作报告汇报（学生互评、教师点评）。8、项目任务成绩评定（教师评定）。 127项目任务三：拓展练习 完成

57、数控加工编程与操作P761、2、3（1）题程序编制。 128情境二：模具零件数控铣削加工机电系现代制造教学中心魏建华129情境二能力目标 以铣削综合类零件为载体，通过本情境的学习，能够根据项目任务书要求合理选用数控铣床、零件数控铣削加工所需的刀具、夹具并正确使用，制定数控加工工艺并正确实施，按数控系统编程格式要求使用规定的编程指令进行程序编制，利用仿真软件完成所编程序的调试，对仿真加工过程及结果进130情境二能力目标 行必要分析以进一步优化程序，按照行业标准规范进行数控机床操作并通过对零件的质量检测进行加工调整以加工出合格零件。131任务一 平面孔系加工 知识内容：1、数控铣床的基本构成、分类

58、、加工工艺范围及特点；2、数控铣床所用的夹具、量具及平面、孔系数控加工所用刀具；3、数控铣床坐标系的建立及判断，数控铣系统编程格式要求；4、数控铣床G指令（重点是G00、G01、G02、132任务一 平面孔系加工 G03、G43、G44、G49等指令）、M指令及F、S、T指令，并会在编程时能正确运用； 5、数控铣床的固定循环指令（重点是G73G89 等指令），以简化编程；6、零件大、小平面不同加工编程方法；7、仿真软件应用；133任务一 平面孔系加工8、数控技术文件制定； 9、数控机床操作；10、加工质量的过程监控及评估。134课程引入观察几个铣削加工的视频，找出与车削加工的不同之处？（从数控

59、铣床的基本构成、分类、加工工艺范围及功能等几方面来观察） 135课程引入：视频一136课程引入：视频二137课程引入：视频三138课程引入：视频四139课程引入：结论数控铣床机床本体组成与普通铣床相似，也是由床身、立柱、床鞍、工作台、主轴箱及辅助运动装置、液压气动系统、冷却润滑机构构成。和数控车床一样需要加工程序来对数控机床的加工进行控制。装备了数控系统，这是数控机床的大脑、中枢。140课程引入：结论数控铣床可分为立式、卧式和复合式三类，其依据是主轴与水平面之间的关系。加工工艺范围较广，可进行平面、轮廓面、曲面的铣削及钻、扩、铰、镗等孔系加工。141课程引入：结论142课程引入：结论数控铣床需

60、实现三轴或三轴以上的联动控制，才能保证刀具能进行复杂表面的加工，除具有直线和圆弧插补功能之外，还具有用于轮廓面加工的刀具半径补偿，用于多刀具加工时的刀具长度补偿，用于简化编程优化程序的孔系加工固定循环、旋转指令、镜像指令、宏程序，以及加强人机对话提高机床143课程引入：结论 使用效率的加工过程图形显示、故障自动诊断、离线编程等功能。 加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的，在数控铣床安装刀库及自动换刀装置后即构成加工中心。（注：为了能进行自动换刀，加工中心刀柄具有夹持槽结构） 144分析项目任务书 一、工艺性分析1、检查零件图样：表达准确、标注齐全、图样上精度及技术要求的合理性。2、选择加工内