数控车床编程与加工 （广数系统） -课件 任务一销轴的编程与加工

销轴的程序设计目录01

工艺分析02选择刀具03制订加工工艺04编写加工程序05外圆加工误差分析图1销轴的程序设计某企业接到一批销轴加工订单，如图1-1所示，共30件，材料为45钢，毛坯Φ40×55mm，生产主管计划在数控车床上加工。该零件为轴类零件，主要有两个圆柱面组成，尺寸最高精度为IT8级，表面粗糙度最高为Ra1.6µm。工艺分析1.分析技术要求（1）尺寸精度：1处精度外圆，其余尺寸为未注公差

。（2）表面粗糙度：1处精度较高为

，其余为。（3）形位公差：由尺寸保证。2.结构工艺性分析该零件主要有圆柱面组成，结构简单，结构工艺性好。

一销轴的刀具，见下表。选择刀具T01-外圆车刀

二产品名称或代号：零件名称：

销轴零件图号：序号刀具号刀具规格及名称材质数量加工表面备注1T0190°外圆车刀YT151粗精车外圆、端面

编制：审核：制订加工工艺卡三销轴的工艺卡，见下表。零件名称销轴零件图号

工件材质45钢工步号工步内容刀具号主轴转速/(r/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)备注1车左端面T018000.151自动2粗、精车Ф38mm外圆T018000.151.5自动3调头车右端面，保证总长T018000.151自动4粗车Ф20mm外圆T019000.21.5自动5精车Ф20mm外圆并倒角T0112000.10.25自动编制

审核

批准1.用G01指令加工销轴程序编写加工程序四1.用G01指令加工销轴程序编写加工程序四2.用G90、G94切削循环指令加工销轴程序编写加工程序四

数控车床在外圆加工中易遇到的加工问题，产生的原因及解决方法1.工艺分析；2.选择刀具；3.制订加工工艺；4.编写加工程序5.外圆的加工误差。

课堂小结每天进步一点点！知识点：数控车床的组成目录数控车床的组成数控车床是有哪几部分组成？数控车床与普通车床有哪些区别呢？一数控车床是有哪几部分组成？数控车床的传动系统一数控车床是有哪几部分组成？数控车床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主体组成。一1.控制介质控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体。控制介质有多种形式，随数控装置类型的不同而不同，常用的有闪存卡、移动硬盘、U盘等。控制介质a)闪存卡b)移动硬盘c)U盘a)

b)

c)数控车床是有哪几部分组成？一2.数控装置数控装置是数控机床的核心，它由输入装置（如键盘）、控制运算器和输出装置（如显示器）等构成。主要作用是根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件（伺服单元、驱动装置和PLC等），控制其动作，加工出需要的零件。数控装置数控车床是有哪几部分组成？一3.伺服系统伺服系统由驱动装置和执行部件组成，它是数控系统的执行机构。伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系统。伺服系统的作用是把来自CNC的指令信号转换为机床移动部件的运动。伺服系统a)伺服电动机b)驱动装置数控车床是有哪几部分组成？一4.测量反馈装置

功用：测量装置（也称检测装置、反馈装置）对数控机床运动部件的位置及速度进行检测。它把机床工作台的实际位移或速度转变成电信号反馈给CNC装置或伺服驱动系统，与指令信号进行比较，以实现位置或速度的闭环控制。安装位置：通常安装在机床的工作台、丝杠或驱动电机转轴上。脉冲编码器激光位置精密测量仪数控车床是有哪几部分组成？一5.机床主体机床主体是数控机床的本体，主要包括床身、主轴、进给机构等机械部件。数控车床是有哪几部分组成？床身主运动部件刀架排屑装置一6.辅助装置主要包括APC工件自动交换装置、ATC刀具自动交换装置、排屑装置、对刀仪等，还有冷却、润滑、夹紧装置等辅助装置。APC工件自动交换装置排屑装置对刀仪数控车床是有哪几部分组成？一课后小结1.控制介质；2.数控装置；3.伺服系统；4.测量反馈装置；5.机床主体。课后作业1.数控车床有哪几部分组成的？2.每部分的作用是什么？每天进步一点点知识点：坐标系目录01

机床坐标系是如何规定的？02如何确定坐标轴与运动方向？03机床原点与参考点有什么区别？04如何确定工件坐标系与工件原点？1.机床坐标系为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，该坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。机床坐标系是如何规定的？一2.机床坐标轴及相互关系标准的坐标系是一个右手直角笛卡尔坐标系。如图所示，规定空间直角坐标系X、Y、Z三者的关系及其方向，由右手定则判定：大拇指指向为X轴的正方向；食指指向为Y轴的正方向；中指指向为Z轴的正方向。机床坐标系是如何规定的？一2.机床坐标轴及相互关系标准的坐标系是一个右手直角笛卡尔坐标系。X、Y、Z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋法则判定:以大拇指指向+X、+Y、+Z方向，食指、中指的指向就是圆周进给运动的+A、+B、+C方向。机床坐标系是如何规定的？一1.运动方向的确定（1）实际编程时，假定刀具相对于静止的工件而运动。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反。（2）运动方向的规定：将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向（3）机床旋转坐标运动的正方向是按照右旋螺纹进入工件的方向。即车床主轴顺时针旋转的方向为“+C’”。如何确定坐标轴与运动方向？二2.坐标轴的规定先确定Z坐标轴。按规定确定X坐标轴。最后用右手直角笛卡尔定则确定Y坐标轴。（1）Z坐标轴：Z轴与主轴轴线重合，设Z轴远离工件（即增大刀具与工件之间的距离）的方向为Z轴的正方向。如何确定坐标轴与运动方向？二2.坐标轴的规定（2）X坐标轴：X轴垂直于Z轴，对应于刀架的径向移动，设X轴远离工件的轴心线（即增大刀具与工件之间的距离）的方向为X轴的正方向。（3）Y坐标轴（车床上通常为虚设轴）：Y坐标轴根据Z和X坐标轴，按照右手直角笛卡尔坐标系确定。如何确定坐标轴与运动方向？二1.机床坐标系的原点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。数控车床的机床坐标系原点的位置大多规定在其主轴轴线与装夹卡盘之法兰盘端面的交点上。机床原点与参考点有什么区别？三1.机床坐标系的原点数控车床是以其主轴轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴正方向。X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向拖板，刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。卧式数控车床坐标系。机床原点与参考点有什么区别？三2.机床参考点机床参考点为机床上一固定点，其位置由X向与Z向的机械挡块及电机零点位置来确定，机械挡块一般设定在Z轴和X轴正向最大位置。机床系统启动后要进行返回参考点操作：装在纵向和横向拖板上的行程开关，碰到挡块后，向数控系统发出信号，由系统控制拖板停止运动。机床通电后，必需手动返回参考点建立机床坐标系，机床坐标系一经建立，就一直保持不变直至断电。数控车床：机床参考点是离机床原点最远的极限点。机床原点与参考点有什么区别？三1.工件(编程)坐标系编程坐标系（也称工件坐标系）是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。以编程原点为坐标原点，建立一个z轴与x轴的直角坐标系，则此坐标系就称为工件坐标系。如何确定工件坐标系与工件原点？四2.工件编程原点工件编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中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，数控车床上工件的编程原点一般选择在工件轴线与工件右端面或左端面的交点上。如何确定工件坐标系与工件原点？四3.刀位点在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀位点在工件坐标系中的位置。所谓刀位点是指编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点。是指刀具的定位基准点。如何确定工件坐标系与工件原点？四4.换刀点换刀点是指刀架转位换刀的位置。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其它部件为准。如何确定工件坐标系与工件原点？四5.对刀（1）对刀的原因：由于数控机床上装的每把刀的半径、长度尺寸或位置都不同，即各刀的刀位点都不重合，因此，刀具装在机床(刀架)上后，应在控制系统中设置刀具的基本位置、即需要对刀。（2）对刀：是指通过刀具或者对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，并将对刀数据输人到相应的存储界面。如何确定工件坐标系与工件原点？四5.对刀（3）对刀方法：数控机床的装备不同，所采用的对刀方法也不同。如果数控机床自带对刀仪或配有机外对刀仪，那么对刀就比较简单，对刀精度也较高;否则，只能采用手动对刀，对刀过程相复杂，效率也低。在数控车床上，常用的对刀方法为试切对刀。工件坐标系的确定，通常是的坐通过对刀过程来实现的。对刀的目的是确定工件原点在机床坐标系中的位置。如何确定工件坐标系与工件原点？四5.对刀（4）对刀的作用1）通过对刀使刀具与机床、夹具和工件之间建立起联系，有效地保证了零件的机械加工精度，使工艺系统成为一个整体。2）通过对刀设置相应的刀具偏置补偿值，解决了多刀加工中各刀的刀位点位置不同的问题。3）对刀的过程也是建立工件坐标系（确定工件坐标系在机床坐标系中的位置）的过程。如何确定工件坐标系与工件原点？四1.机床坐标系、参考点；2.编程坐标系、编程原点；3.刀位点、对刀点、对刀。

课堂小结课后作业根据图纸结构与技术要求，建立工件坐标系，确定编程原点。每天进步一点点知识点：G00加工指令目录01

G00指令应用场合02G00指令格式03G00指令案例04G00指令应用注意事项1.切削工件前的准备，将刀架快速移动到工件附近；2.切削完成，将刀具快速移离工件。1（X30.0，Z4.0）2（X30.0，Z-20.0）3（X35.0，Z-20.0）4（X35.0，Z-35.0）5（X45.0，Z-35.0）A（X100.0，Z100.0）N30N80快速点定位指令（G00）应用场合一G00指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。1.指令格式G00X（U）

Z（W）

；

X、Z：刀具目标点的绝对坐标值。

U、W：刀具目标点相对于起始点的增量坐标值。快速点定位指令（G00）的格式二G00指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。1.指令格式G00X（U）

Z（W）

；快速点定位指令（G00）的格式1（X30.0，Z4.0）2（X30.0，Z-20.0）3（X35.0，Z-20.0）4（X35.0，Z-35.0）5（X45.0，Z-35.0）A（X100.0，Z100.0）N30N80A-1：N30G00X30.

0Z4.0；5-A：N80G00X100.

0Z100.0；二2.指令说明。（1）G00为模态指令，可由G01、G02、G03或G32功能注销。（2）移动速度不能用程序指令设定，而是由机床参数预先设置的，它可由面板上的进给修调旋钮修正。快速点定位指令（G00）的格式G代码组功能G0001定位(快速移动)*G01直线切削G02圆弧插补(CW，顺时针)G03圆弧插补(CCW，逆时针)二2.指令说明（3）G00的执行过程是：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。（4）执行G00时，X、Y两轴同时以各轴的快进速度从当前点开始向目标点移动，一般各轴不能同时到达终点，其行走路线可能为折线，如图所示。使用时注意刀具是否和工件干涉。12数控系统不同，折线的轨迹不同，如轨迹1先以45度折线，再走直线；轨迹2，一折线到达目标点。快速点定位指令（G00）的格式二1如图所示，要求刀具快速从A点移动到B点，编程格式如下：1.绝对值编程G00X50.0Z80.0；2.增量值编程G00U-40.0W-40.0；（X50.0，Z80.0）A（X90.0，Z120.0）快速点定位指令（G00）应用案例三观察下图零件的精加工程序，找出G00的运动轨迹。ZX1（X30.0，Z4.0）2（X30.0，Z-20.0）3（X35.0，Z-20.0）4（X35.0，Z-35.0）5（X45.0，Z-35.0）A（X100.0，Z100.0）N30N80快速点定位指令（G00）应用案例三1.G00移动速度不能用程序指令设定，而是由机床参数预先设置的，它可由操作面板上的进给修调旋钮修正。2.G00指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。只能用于快速定位，不能用于切削。3.G00指令的走刀轨迹有两种方式：一是各轴插补同时到终点，走的是直线；二是各轴各自走，短距离的先到，走的是折线。使用时注意刀具是否和工件干涉。快速点定位指令（G00）的注意事项四1.G00指令的应用场合；2.G00指令的指令格式；G00

X(U)

Z（W）

；3.G00指令的应用案例；4.掌握G00指令的注意事项。

课堂小结毛坯为Ф38×90mm的圆钢，生产类型为单件或小批量生产，确定精加工时，G00靠近工件、远离工件的坐标点的数值及路线。课后作业每天进步一点点知识点：G01加工指令目录01

G01指令应用场合02G01指令格式03G01指令案例04G00、G01指令的主要区别G01指令是直线插补指令，规定刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的进给速度做任意斜率的直线运动。应用用于完成端面、内孔、外圆、槽、倒角、圆锥面等表面的切削加工。直线插补指令（G01）应用场合一1.指令格式G01X（U）__Z（W）__F__；X、Z：刀具目标点的绝对坐标值。U、W：刀具目标点相对于起始点的增量坐标值。F：刀具切削进给的进给速度，单位可以是每分钟进给，也可以是每转进给。直线插补指令（G01）指令格式二2.指令说明。G01程序中必须含有F指令，进给速度由F指令决定。G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G32功能注销。直线插补指令（G01）指令格式二G代码组功能G0001定位(快速移动)*G01直线切削G02圆弧插补(CW，顺时针)G03圆弧插补(CCW，逆时针)N30G01X30.

0Z4.0F0.15；:N80G01X100.

0Z100.0F0.2；用G00、G01编写，从A→B→C的刀具轨迹。1.绝对值编程为：G00X25.0Z35.0；A→BG01Z13.0F0.3；B→C2.增量值编程为：G00U-25.0；A→BG01W-22.0F0.3；B→C（X50.0，Z35.0）（X25.0，Z35.0）（X25.0，Z13.0）三直线插补指令（G01）应用案例试用G01编写下图零件的精加工程序。1（X30.0，Z4.0）2（X30.0，Z-20.0）3（X35.0，Z-20.0）4（X35.0，Z-35.0）5（X45.0，Z-35.0）ZX直线插补指令（G01）应用案例三1.格式不同G00

X(U)

Z（W）

；G01

X(U)

Z（W）

F

;

2.作用不同

G01指令是直线插补指令，规定刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的进给速度做任意斜率的直线运动。G00指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。四G00、G01指令的主要区别3.运动轨迹不同G00指令根据数控系统要求，按照厂家设定的速度，进行运动，如图1所示；G01指令根据加工要求，编程者根据图纸进行设定，如图2所示。四G00、G01指令的主要区别12图1图21（X30.0，Z4.0）2（X30.0，Z-20.0）3（X35.0，Z-20.0）4（X35.0，Z-35.0）5（X45.0，Z-35.0）1.G01指令的应用、指令格式；G01

X(U)

Z（W）

F

；

2.G01指令的运用及注意事项；3.G01与G00指令的区别。

课堂小结毛坯为Ф40×70mm的圆钢，生产类型为单件或小批量生产，试用G01编写精加工程序。课后作业每天进步一点点知识点：固定循环指令（G90、G94）目录01

内外圆柱面车削循环指令（G90）02端面车削循环指令（G94）03G90、G94的主要区别指令格式G90X（U）__Z（W）__F__；X、Z－绝对编程时，终点的绝对坐标值；U、W－增量编程时，终点相对前一点的增量坐标值。F－进给速度。G90用于加工内、外圆柱面、圆锥面的粗加工。

内外圆柱面车削循环指令（G90）一2.应用说明（1）如图所示，当程序执行G90固定循环指令时，刀具从循环起点开始按矩形循环，最后又回到循环起点。显然运行一句G90指令，相当于运行四句G00和G01指令，可以大大简化粗车程序，使程序更加简洁。起点一般宜选择在离开工件或毛坯1-2mm的地方。

1234内外圆柱面车削循环指令（G90）一2.指令说明。（2）在固定循环切削过程中，M、S、T等功能