数控车工工艺教案

1、四川省交通运输学校教案首页课程名称数控车床加工工艺班级10.1410.15课时数2周次一教学内容数控加工工艺概述教学重点数控工艺的概念、特点教学难点了解工艺流程主要教学方式课堂讲授主要教学手段电子教案主要教参教学效果简记良教学活动设计教学环节主要教学内容时间分配学生活动一、复习、导入新课教学目的：了解数控车削中要解决的主要工艺问题以及各种问题的解决方法。掌握数控铣削工艺拟定的过程、工序的划分方法、工序顺序的安排和进给路线的确定等工艺知识，对数控铣削工艺知识有一个系统的了解，并学会对一般数控铣削零件加工工艺进行分析及制定加工方案。 数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种手段的总和，应用于

2、整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是数控编程的前提和依据，没有符合实际的科学合理的数控加工工艺就不可能有真正可行的数控加工程序，严格的说数控编程也属于数控加工工艺的范畴。合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有重要作用。其内容包括选择合适得机床、刀具、夹具走刀路线及切削用量等，只有选择合适的工艺参数及切削策略才能获得较理想的加工效果。数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，在数控加工中占据了重要地位。世界上首台数控机床就是一部三坐标铣床，这主要因于铣床具有X、Y、Z三轴向可移动的特性，更加灵活，且可完成较多的加工工序。现在数控铣床已全面向多轴化发展。目前迅速发展的加工中心和柔性制

3、造单元也是在数控铣床和数控镗床的基础上产生的。 10分钟二、讲授新课，师生活动设计（可添加附页）数控车床是用来加工工件的平面、，内外轮廓、孔、攻螺纹等工序，并可通过两轴联动加工零件的平面轮廓，通过两轴半控制、三轴或多轴联动来加工空间曲面零件。配点位、直线数控装置用同一刀具进行多道工序的直线切削而且需要进行大余量重切削的工件或用同一刀具又有定位精度要求的加工。配轮廓数控装置平面轮廓（特别是由圆弧和直线形成的形状）的加工及立体曲面形状的铣削（凸轮、样板、冲模、压模、铸模）。 1、大致说明这门课所要学习的内容本课程主要介绍数控机床加工中的有关工艺问题。由于数控机床的加工工艺与普通机床的加工工艺有许多

4、相同之处，加之数控加工的工艺路线不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是穿插于零件加工工艺过程中的几道数控加工工艺过程的具体描述，这就要求数控加工工艺要与普通加工工艺衔接好，因而要真正学好数控加工工艺，必须首先掌握好普通机床的加工工艺。在数控机床加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员要有多方面的知识基础。因此，本课程的主要内容有：金属切削原理、机械制造工艺理论基础、机械加工工艺装备（刀具与夹具）、典型零件加工工艺及工艺分析等通过学习本课程，希望学生既能解决数控加工现场中的一般工艺技术问题，又初步具备编制中等复杂程度零件的普通

5、机械加工工艺和数控机床加工工艺的能力2、什么是数控加工工艺数控加工工艺采用数控加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控实践的总结3、数控加工工艺的特点（1）数控加工的工艺内容十分明确而且具体。进行数控加工时，数控机床接受数控系统的指令，完成各种运动，实现加工要求。因此，在编制加工程序之前，需要对影响加工过程的各种工艺因素，如切削用量、进给路线、刀具的几何形状，甚至工步的划分与安排等一一做出定量描述，对每一个问题都要给出确切的答案和选择，而不能像普通加工那样，在大多数情况下，许多具

6、体的工艺问题是由操作者依据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定。也就是说，本来由操作者在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多工艺问题，在数控加工中就转变为编程人员必须事先具体设计和明确安排的内容（2）数控加工的工艺要求相当准确和严密数控加工不能像普通机床加工那样，可以对加工过程中出现的问题由操作者根据自己的经验自由进行调整（3）数控加工的工序相对集中4、本课程的特点和学习方法本课程是一门专业技术课，其特点是涉及面广、实践性强、灵活性大。它不仅包括金属切削原理、刀具、夹具和机械加工工艺等内容，还要运用到以前学过的机械制图、金属材料和热处理、公差配合、机械设计、机械制造基础和数控机床等有关知识

7、，而且需要灵活掌握、总和运用这些知20分钟5分钟10分钟10分钟识。由于数控加工工艺同生产实践紧密相连，其理论是前人长期生产实际和实践性教学环节的配合，才能掌握有关知识，提高解决实际问题的能力数控加工工艺具有很大的灵活性。同一个问题，加工铜一个零件，不同的人有不同的解决办法；即使同一个人，随着生产条件的不同，解决问题的方法也不一样。因此，对本课程的所有内容都必须牢固掌握、熟练应用，才能做到熟能生巧，达到灵活运用的目的三、深化重点、难点数控编程规则数控编程时，数字单位以公制为例分为两种：一种是以毫米为单位，另一种是以脉冲当量即机床的最小输入单位为单位。现在大多数机床常用的脉冲当量为0.001mm

8、。对于数字的输入，有些系统可省略小数点，有些系统则可以通过系统参数来设定是否可以省略小数点，而大部分系统小数点不可省略。对于不可省略小数点编程的系统，当使用小数点进行编程时，则以机床的最小输入单位作为输入单位。10分钟四、课后小结、延伸由于计算机硬件的标准化和模块化，以及软件模块化，开放化技术的日益成熟，数控技术开始进入开放化的阶段。开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性。美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和技术规范的制定，预示了数控技术的一

9、个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。5分钟五、布置作业预习数控机床的操作面板5分钟四川省交通运输学校教案首页课程名称数控车床加工工艺班级10.1410.15课时数2周次一教学内容数控机床的认识及操作面板教学重点操作面板的认识教学难点理清操作面板上各个键的功能主要教学方式课堂讲授主要教学手段电子教案主要教参教学效果简记良教学活动设计教学环节主要教学内容时间分配学生活动一、复习、导入新课检查学生是否按要求准备，要学会数控机床的面板操作，首先须掌握数控机床上各按钮的功能。此外，在完成本任务前，还须了解数控机床、数控系统、数控面板按钮功能等方面的

10、知识。大家尽可能现场观看，加强感性认识。由于数控机床生产厂家多，即使采用同一种数控系统的数控机床面板也不尽相同。因此在本课程的学习过程中，大家务必做到举一反三、融会贯通5分钟二、讲授新课，师生活动设计一、数控车床的分类1、按主轴位置分类：立式、卧式经济型2、按功能分类全功能型车削加工中心二、数控车床的结构（1）数控车床的组成数控车床主要由车床本体和数控系统两大部分组成。车床本体由床身、主轴、导轨、刀架、冷却装置等组成；数控系统由程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动三部分组成。（2）数控车床的床身布局数控车床的加工工艺性好，由于刀架水平放置，提高了刀架的运动精度，缺点是刚性较差、排屑铰困难。

11、倾斜床身数控车床具有刚度好、外形美观、结构紧凑、排屑容易、便于操作和观察的优点，这类车床的缺点是，当其床身的倾斜角度较大时，会影响导轨的导向性和受力状况三、数控车床系统介绍（1）FANUC数控系统日本富士通公司操作界面图如图1-1(2)SIEMENS数控系统德国西门子公司操作界面图如图1-6(3)国产数控系统卧式铣床的坐标系统 数控装置通电后通常要进行回参考点操作，以建立机床坐标系。参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数来指定机床参考点到机床零点的距离。机床回到了参考点位置也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。 工件坐标系15分钟10分钟2

12、5分钟图片展示实物观摩用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件坐标系的原点即为工件零点。工件零点的位置是任意的，它是由编程人员在编制程序时根据零件的特点选定的。考虑到编程的方便性，工件坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床的坐标轴方向一致。数控铣削加工选择定位基准应遵循的原则：尽量选择零件上的设计基准作为定位基准定位基准选择要能完成尽可能多的加工内容定位基准应尽量与工件坐标系的对刀基准重合必须多次安装时，应遵从基准统一原则数控铣削加工的工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，关系到机械加工的效果和成败，不容忽视。由于数控机床是按照程序来工作的，因此对零件加工中所有的要求都要体

13、现在加工中，如加工顺序、加工路线、切削用量、加工余量、刀具的尺寸及是否需要切削液等都要预先确定好并编入程序中 。三、深化重点、难点国产系统的编程均可参照FANUC系统的规范进行5分钟四、课后小结、延伸数控加工仿真系统是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训和考核的仿真软件。采用数据库统一管理刀具材料和性能参数库，提供车床、立式铣床、卧式加工中心和立式加工中心，以及机床厂家的多种常用面板，具备对数控机床操作全过程和加工运行全环境仿真的功能。在操作过程中，具有完全自动、智能化的高精度测量功能和全面的碰撞检测功能，还可以对数控程序进行处理。为了便于教学和鉴定工作的进行，本系统还具有考试、互动教学

14、、自动评分和记录回放功能。 让学生课后网上查询宇龙仿真软件的使用。10分钟五、布置作业P10 1、2四川省交通运输学校教案首页课程名称数控车床加工工艺班级课时数2周次二教学内容GSK-980MD操作面板及使用方法教学重点在实践中加深对操作面板的认识教学难点各个功能按钮的含义及功能主要教学方式实践教学主要教学手段电子教案主要教参教学效果简记良教学活动设计教学环节主要教学内容时间分配学生活动一、复习、导入新课大家先回忆一下我们上一节课所讲的操作面板，再熟悉一下，等一会对我们学校的数控车床面板进行讲解，大家对比一下，我们学校的数控操作面板和FANUC0i系统的面板有哪些相似10分钟回顾二、讲授新课，

15、师生活动设计（可添加附页）1、 安全教育熟悉数控实训室安全规章制度，每人抄一份2、 分组进行系统面板介绍1到3组 LCD显示器：数控系统的入机对话界面 数字键：输入数据（0-9） 地址键：输入零件程序字段地址英文字母G、M、S、X、Z、T等 功能键：根据数控机床形象化符号标准，设置了机床上形象符号功能键，按下功能键完成相应功能。具体介绍各键符号含义GSK-980TD系统数控车床基本操作方法a、 开机。合上机床总电源开关，将电源开关旋钮置于1状态；顺时针旋动急停旋钮，解除急停，按复位键，系统进入正确工作方式b、 关机。按下急停按钮，电源开关旋转置于0状态，断开机床总电源c、 手动返回程序参考点在

16、手动方式下按X轴回程序参考点键，X轴以当前选定的速度，从当前点返回到X轴程序参考点。在手动方式下按Z轴回程序参考点键，Z轴以当前选定的速度，从当前点返回到Z轴程序参考点注意：因为程序参考点是可以由操作者设置的，当不明确当前程序参考点的情况下，不允许使用手动返回程序参考点的功能。此外，返回程序参考点执行以后，分别撤销各轴方向上的刀偏和系统偏置，当X、Z轴都返回到程序参考点后，系统回到撤销系统偏置状态，并显示T*0（其中*表示当前刀具号）d、 手动返回机床参考点（机械零点）在手动工作方式按X轴回机床参考点键，X轴向正方向以当前选定的速度快速移动到X轴的机床参考点在手动工作方式按Z轴回机床参考点键，

17、Z轴向正方向以当前选定的速度快速移动到Z轴的机床参考点注意：返回机床参考点都是向正方向移动，所以回参考点之前，应使刀架停留在机床参考点的负方向。同时确定回20分钟15分钟零撞块在回零开关（通常设在距零点500mm的位置）负向范围之外，否则回零时因无减速过程而造成超程报警，回零失败。6、学生自己熟悉操作面板25分钟实践操作三、深化重点、难点MPG手持单元 MPG手持单元由手摇脉冲发生器、坐标轴选择开关组成，用于手摇方式增量进给坐标轴。MPG手持单元的结构如图2.1.1所示。图2.1.1 MPG手持单元结构软件操作界面HNC-21M的软件操作界面如图2.2.1所示。其界面由如下几个部分组成:图2.

18、2.1 HNC-21M的软件操作界面图形显示窗口可以根据需要，用功能键F9设置窗口的显示内容。15分钟菜单命令条通过菜单命令条中的功能键F1F10来完成系统功能的操作。运行程序索引自动加工中的程序名和当前程序段行号。选定坐标系下的坐标值坐标系可在机床坐标系/工件坐标系/相对坐标系之间切换。四、课后小结、延伸通过这节课的学习希望大家能熟悉数控铣床上各个按钮的作用和符号，并不是所有机床都是以汉字形式标示出来，很多系统是以图标形式表示，大家要学会灵活运用。五、布置作业复习操作面板四川省交通运输学校教案首页课程名称数控车床加工工艺班级课时数2周次二教学内容GSK-980MD操作面板及使用方法教学重点在

19、实践中加深对操作面板的认识教学难点各个功能按钮的含义及功能主要教学方式实践教学主要教学手段电子教案主要教参教学效果简记良教学活动设计教学环节主要教学内容时间分配学生活动一、复习、导入新课大家先回忆一下我们上一节课所讲的操作面板，再熟悉一下，等一会对我们学校的数控车床面板进行讲解，大家对比一下，我们学校的数控操作面板和FANUC0i系统的面板有哪些相似10分钟回顾二、讲授新课，师生活动设计（可添加附页）1、 安全教育熟悉数控实训室安全规章制度，每人抄一份2、 分组进行系统面板介绍4到6组 LCD显示器：数控系统的入机对话界面 数字键：输入数据（0-9） 地址键：输入零件程序字段地址英文字母G、M

20、、S、X、Z、T等 功能键：根据数控机床形象化符号标准，设置了机床上形象符号功能键，按下功能键完成相应功能。具体介绍各键符号含义3、 GSK-980TD系统数控车床基本操作方法a、 开机。合上机床总电源开关，将电源开关旋钮置于1状态；顺时针旋动急停旋钮，解除急停，按复位键，系统进入正确工作方式b、 关机。按下急停按钮，电源开关旋转置于0状态，断开机床总电源4、 手动返回程序参考点在手动方式下按X轴回程序参考点键，X轴以当前选定的速度，从当前点返回到X轴程序参考点。在手动方式下按15分钟25分钟Z轴回程序参考点键，Z轴以当前选定的速度，从当前点返回到Z轴程序参考点注意：因为程序参考点是可以由操作

21、者设置的，当不明确当前程序参考点的情况下，不允许使用手动返回程序参考点的功能。此外，返回程序参考点执行以后，分别撤销各轴方向上的刀偏和系统偏置，当X、Z轴都返回到程序参考点后，系统回到撤销系统偏置状态，并显示T*0（其中*表示当前刀具号）5、 手动返回机床参考点（机械零点）在手动工作方式按X轴回机床参考点键，X轴向正方向以当前选定的速度快速移动到X轴的机床参考点在手动工作方式按Z轴回机床参考点键，Z轴向正方向以当前选定的速度快速移动到Z轴的机床参考点注意：返回机床参考点都是向正方向移动，所以回参考点之前，应使刀架停留在机床参考点的负方向。同时确定回零撞块在回零开关（通常设在距零点500mm的位

22、置）负向范围之外，否则回零时因无减速过程而造成超程报警，回零失败。6、学生自己操作面板25分钟实践操作三、深化重点、难点 在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序十分集中，许多零件只需在一次装卡中就能完成全部工序。 但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯零件的基准平面、定位面等的加工应在普通机床上完成之后，再装卡到数控机床上进行加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。 10分钟四、课后小结、延伸刀具集中分序法 即按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的其它部位。 特点：

23、这种分序法可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。 5分钟五、布置作业复习操作面板四川省交通运输学校教案首页课程名称数控车床加工工艺班级课时数2周次三教学内容课题三 数控程序的输入、编辑与校对教学重点程序的编辑教学难点程序的校对主要教学方式课堂讲授、实践教学主要教学手段电子教案主要教参教学效果简记良教学活动设计教学环节主要教学内容时间分配学生活动一、复习、导入新课复习操作面板，抽查学生记忆的情况10分钟二、讲授新课，师生活动设计（可添加附页）一、数控编程的概念 我们都知道，在普通机床上加工零件时，一般是由工艺人员按照设计图样事先制订好零件的加工工艺规程。在工艺规程中给出零件的加工

24、路线、切削参数、机床的规格及刀具、卡具、量具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤手工操作机床，加工出图样给定的零件。也就是说零件的加工过程是由工人手工操作的。 数控机床却不一样，它是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量、吃刀量等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等），按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这一程序单中的内容记录在控制介质上（如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器），然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控

25、制介质的全部过程叫数控程序的编制。 从以上分析可以看出，数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动进行零件加工，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂精度要求高的零件。由于数控机床要按照预先编制好的程序自动加工零件，因此，程序编制的好坏直接影响数控机床的正确使用和数控加工特点的发挥。这就要求编程员具有比较高的素质。编程员应通晓机械加工工艺以及机床、刀夹具、数控系统的性能，熟悉工厂的生产特点和生产习惯。在工作中，编程员不但要责任心强、细心，而且还能和操作人员配合默契，不断吸取别人的编程经验、

26、积累编程经验和编程技巧，并逐步实现编程自动化，以提高编程效率。二、数控编程的内容和步骤（一） 数控编程的内容数控编程的主要内容包括：分析零件图样，确定加工工艺过程；确定走刀轨迹，计算刀位数据；编写零件加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试加工。（二）数控编程的步骤数控编程的步骤一般如图2-1所示。15分钟25分钟 图2-1 数控编程过程1、分析零件图样和工艺处理这一步骤的内容包括：对零件图样进行分析以明确加工的内容及要求，选择加工方案、确定加工顺序、走刀路线、选择合适的数控机床、设计夹具、选择刀具、确定合理的切削用量等。工艺处理涉及的问题很多，编程人员需要注意以下几点：（1） 工艺方案及工艺

27、路线 应考虑数控机床使用的合理性及经济性，充分发挥数控机床的功能；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；尽量使数值计算方便，程序段少，以减少编程工作量；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；在连续铣削平面内外轮廓时，应安排好刀具的切入、切出路线。尽量沿轮廓曲线的延长线切入、切出，以免交接处出现刀痕，如图2-2所示。 a) b) 图2-2 刀具的切入切出路线 （a）铣曲线轮廓板 （b）铣直线轮廓10分钟（2） 零件安装与夹具选择 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，零件的定位基准与设计基准重合，以减少定位误差；应特别注意要迅

28、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。（3） 编程原点和编程坐标系 编程坐标系是指在数控编程时，在工件上确定的基准坐标系，其原点也是数控加工的对刀点。要求所选择的编程原点及编程坐标系应使程序编制简单；编程原点应尽量选择在零件的工艺基准或设计基准上，并在加工过程中便于检查的位置；引起的加工误差要小。（4） 刀具和切削用量 应根据工件材料的性能，机床的加工能力，加工工序的类型，切削用量以及其他与加工有关的因素来选择刀具。对刀具总的要求是：安装调整方便，刚性好，精度高，使用寿命长等。 切削用量包括：主轴转速、进给速度、切削深度等。切削深度由机床、刀具、工件的刚度确定

29、，在刚度允许的条件下，粗加工取较大切削深度，以减少走刀次数，提高生产率；精加工取较小切削深度，以获得表面质量。主轴转速由机床允许的切削速度及工件直径选取。进给速度则按零件加工精度、表面粗糙度要求选取，粗加工取较大值，精加工取较小值。最大进给速度受机床刚度及进给系统性能限制。2、数学处理在完成工艺处理的工作以后，下一步需根据零件的几何形状、尺寸、走刀路线及设定的坐标系，计算粗、精加工各运动轨迹，得到刀位数据。一般的数控系统均具有直线插补与圆弧插补功能。对于点定位的数控机床（如数控冲床）一般不需要计算；对于加工由圆弧与直线组成的较简单的零件轮廓加工，需要计算出零件轮廓线上各几何元素的起点、终点、圆

30、弧的圆心坐标、两几何元素的交点或切点的坐标值；当零件图样所标尺寸的坐标系与所编程序的坐标系不一致时，需要进行相应的换算；若数控机床无刀补功能，则应计算刀心轨迹；对于形状比较复杂的非圆曲线（如渐开线、双曲线等）的加工，需要用小直线段或圆弧段逼近，按精度要求计算出其节点坐标值；自由曲线、曲面及组合曲面的数学处理更为复杂，需利用计算机进行辅助设计。3、编写零件加工程序单在加工顺序、工艺参数以及刀位数据确定后，就可按数控系统的指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单。编程人员应对数控机床的性能、指令功能、代码5分钟5分钟书写格式等非常熟悉，才能编写出正确的零件加工程序。对于形状复杂（如空间自由曲线

31、、曲面）、工序很长、计算烦琐的零件采用计算机辅助数控编程。三、深化重点、难点程序检验和首件试加工程序送入数控机床后，还需经过试运行和试加工两步检验后，才能进行正式加工。通过试运行，检验程序语法是否有错，加工轨迹是否正确；通过试加工可以检验其加工工艺及有关切削参数指定得是否合理，加工精度能否满足零件图样要求，加工工效如何，以便进一步改进。试运行方法对带有刀具轨迹动态模拟显示功能的数控机床，可进行数控模拟加工，检查刀具轨迹是否正确，如果程序存在语法或计算错误，运行中会自动显示编程出错报警，根据报警号内容，编程员可对相应出错程序段进行检查、修改。对无此功能的数控机床可进行空运转检验。试加工一般采用逐

32、段运行加工的方法进行，即每揿一次自动循环键，系统只执行一段程序，执行完一段停一下，通过一段一段的运行来检查机床的每次动作。不过，这里要提醒注意的是，当执行某些程序段，比如螺纹切削时，如果每一段螺纹切削程序中本身不带退刀功能时，螺纹刀尖在该段程序结束时会停在工件中，因此，应避免由此损坏刀具等。对于较复杂的零件，也先可采用石蜡、塑料或铝等易切削材料进行试切。10分钟四、课后小结、延伸数控编程的方法数控编程一般分为手工编程和自动编程。1手工编程(Manual Programming)从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、程序输入至程序校验等各步骤均由人工完成，称为手工编程。对于加工形状简单

33、的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程较容易完成，而且经济、及时，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的机率增大，有的甚至无法编出程序，必须采用自动编程的方法编制程序。2 自动编程（Automatic Programming）自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。它包括数控语言编程和图形交互式编程。数控语言编程，编程人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自动地进行编译、数值计算、后置处理，编写出零件加工10分钟

34、程序单，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。五、布置作业P33 1、2四川省交通运输学校教案首页课程名称数控加工工艺班级课时数2周次四教学内容数控程序的输入、编辑与校对教学重点程序的编辑教学难点程序的校对主要教学方式课堂讲授主要教学手段电子教案主要教参教学效果简记良二、讲授新课，师生活动设计（可添加附页）数控语言编程为解决多坐标数控机床加工曲面、曲线提供了有效方法。但这种编程方法直观性差，编程过程比较复杂不易掌握，并且不便于进行阶段性检查。随着计算机技术的发展，计算机图形处理功能已有了极大的增强，“图形交互式自动编程”也应运而生。图形交互式自动编

35、程是利用计算机辅助设计（CAD）软件的图形编程功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，或者直接调用由CAD系统完成的产品设计文件中的零件图形文件，然后再直接调用计算机内相应的数控编程模块，进行刀具轨迹处理，由计算机自动对零件加工轨迹的每一个节点进行运算和数学处理，从而生成刀位文件。之后，再经相应的后置处理（postprocessing），自动生成数控加工程序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加工轨迹图形。图形交互式自动编程极大地提高了数控编程效率，它使从设计到编程的信息流成为连续，可实现CAD/CAM集成，为实现计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）一体化建立了

36、必要的桥梁作用。因此，它也习惯地被称为CAD/CAM自动编程。其详细内容见第四节。四、程序的结构与格式每种数控系统，根据系统本身的特点及编程的需要，都有一定的程序格式。对于不同的机床，其程序格式也不尽相同。因此，编程人员必须严格按照机床说明书的规定格式进行编程。1程序结构一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序结束三部分组成。例如：O0001 程序号N10 G92 X40 Y30； N20 G90 G00 X28 T01 S800 M03；N30 G01 X-8 Y8 F200；N40 X0 Y0； 程序内容N50 X28 Y30； N60 G00 X40；N70 M02； 程序结束 （1）

37、程序号。在程序的开头要有程序号，以便进行程序检索。程序号就是给零件加工程序一个编号，并说明该零件加工程序开始。如FUNUC数控系统中，一般采用英文字母O及其后4位十进制数表示（“O”），4位数中若前面为0，则可以省略，如“O0101”等效于“O101”。而其他系统有时也采用符号“%”或“P”及其后4位十进制数表示程序号。（2） 程序内容。 程序内容部分是整个程序的核心，它有许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，它表示数控机床要完成的全部动作。（3） 程序结束。 程序结束是以程序结束指令M02、M30或M99（子程序结束），作为程序结束的符号，用来结束零件加工。2程序段格式 零件的加工

38、程序是由许多程序段组成的，每个程序段由程序段号、若干个数据字和10分钟15分钟成的全部动作。（3） 程序结束。 程序结束是以程序结束指令M02、M30或M99（子程序结束），作为程序结束的符号，用来结束零件加工。2程序段格式零件的加工程序是由许多程序段组成的，每个程序段由程序段号、若干个数据字和程序段结束字符组成，每个数据字是控制系统的具体指令，它是由地址符、特殊文字和数字集合而成，它代表机床的一个位置或一个动作。程序段格式是指一个程序段中字、字符和数据的书写规则。目前国内外广泛采用字-地址可变程序段格式。所谓字-地址可变程序段格式，就是在一个程序段内数据字的数目以及字的长度（位数）都是可以变

39、化的格式。不需要的字以及与上一程序段相同的续效字可以不写。一般的书写顺序按表2-1所示从左往右进行书写，对其中不用的功能应省略。 该格式的优点是程序简短、直观以及容易检验、修改。例如：N20 G01 X25 Z-36 F100 S300 T02 M03；程序段内各字的说明：（1）程序段序号（简称顺序号）：用以识别程序段的编号。用地址码N和后面的若干位数字来表示。如N20表示该语句的语句号为20。（2）准备功能G指令：是使数控机床作某种动作的指令，用地址G和两位数字所组成，从G00-G99共100种。G功能的代号已标准化。（3）坐标字：由坐标地址符（如X、Y等）、符号及绝对值（或增量）的数值组成

40、，且按一定的顺序进行排列。坐标字的“”可省略。其中坐标字的地址符含义如表2-2所示。 表2-2 地址符含义 地 址 码 意 义 X- Y- Z- 基本直线坐标轴尺寸 U- V- W- 第一组附加直线坐标轴尺寸 P- Q- R- 第二组附加直线坐标轴尺寸 A- B- C- 绕X、Y、Z旋转坐标轴尺寸 I- J- K- 圆弧圆心的坐标尺寸 D- E- 附加旋转坐标轴尺寸 R- 圆弧半径值各坐标轴的地址符按下列顺序排列： X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E（4）进给功能F指令： 用来指定各运动坐标轴及其任意组合的进给量或螺纹导程。该指令是续效代码，有两种表示方法：1）代码法即F后

41、跟两位数字，这些数字不直接表示进给速度的大小，而是机床进给速度数列的序号，进给速度数列可以是算术级数，也可以是几何级数。从F00F99共100个等级。2）直接指定法即F后面跟的数字就是进给速度的大小。按数控机床的进给功能，它也有两种速度表示法。一是以每分钟进给距离的形式指定刀具切削进给速度（每分钟进给量），用F字母和它后继的数值表示，单位为“mm/min”，如F100表示进给速度为100/min。对于回转轴如F12表示每分钟进给速度为12。二是以主轴每转进给量规定的速度（每转进给量），单位为“mm/r”。直接指定方法较为直观，因此现在大多数机床均采用这一指定方法。（5）主轴转速功能字S指令：用

42、来指定主轴的转速，由地址码S和在其后的若干位数字组成。有恒转速（单位r/min）和表面恒线速（单位m/min）两种运转方式。如S800表示主轴转速为800r/min；对于有恒线速度控制功能的机床，还要用G96或G97指令配合S代码来指定主轴的速度。如G96S200表示切削速度为200m/min，G96为恒线速控制指令；G97S2000表示注销G96，主轴转速为2000r/min。（6）刀具功能字T指令：主要用来选择刀具，也可用来选择刀具偏置和补偿， 由地址码T和若干位数字组成。如T18表示换刀时选择18号刀具，如用作刀具补偿时，T18是指按18号刀具事先所设定的数据进行补偿。若用四位数码指令时

43、，例如T0102，则前两位数字表示刀号，后两位数字表示刀补号。由于不同的数控系统有不同的指定方法和含义，具体应用时应参照所用数控机床说明书中的有关规定进行。（7）辅助功能字M指令：辅助功能表示一些机床辅助动作及状态的指令。由地址码M和后面的两位数字表示。从M00M99共100种。（8）程序段结束：写在每个程序段之后，表示程序结束。当用EIA标准代码时，结束符为“CR”，用ISO标准代码时为“NL”或“LF”。有的用符号“；”或“*”表示。五、数控机床坐标轴和运动方向规定数控机床坐标轴及运动方向，是为了准确地描述机床的运动，简化程序的编制方法，并使所编程序有互换性。目前国际标准化组织已经统一了标

44、准坐标系。我国机械工业部也颁布了JB305182数字控制机床坐标和运动方向的命名的标准，对数控机床的坐标和运动方向作了明文规定。1坐标和运动方向命名的原则数控机床的进给运动是相对的，有的是刀具相对于工件的运动（如车床），有的是工件相对于刀具的运动（如铣床）。为了使编程人员能在不知道是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，可以根据图样确定机床的加工过程，特规定：永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。2标准坐标系的规定在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向和移动的距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫标准坐标系，也叫机床坐标系。在编制

45、程序时，就可以以该坐标系来规定运动方向和距离。数控机床上的坐标系是采用右手直角迪卡儿坐标系。如图2-3所示。在图中，大拇指的方向为X轴的正方向，食指为Y轴的正方向。图2-42-7分别示出了几种机床标准坐标系。 20分钟图2-3 右手直角迪卡儿坐标系统图2-4 立式升降台铣床三、深化重点、难点运动方向的确定JB305182中规定：机床某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间的距离的方向。（1）Z坐标的运动Z坐标的运动，是由传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标。对于工件旋转的机床，如车床、外圆磨床等，平行于工件轴线的坐标为坐标。而对于刀具旋转的机床，如铣床、钻床、镗床等，则平

46、行于旋转刀具轴线的坐标为Z坐标。如图2-4、2-5。如果机床没有主轴（如牛头刨床），Z轴垂直于工件装卡面。如图2-7。Z坐标的正方向为增大工件与刀具之间距离的方向。如在钻镗加工中，钻入和镗入工件的方向为Z坐标的负方向，而退出为正方向。（2）X坐标的运动 规定X坐标为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。X坐标是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向，如图2-4所10分钟示。对于刀具旋转的机床（如铣床、镗床、钻床等），如Z轴是垂直的，当从刀具主轴向立柱看时，X运动的正方

47、向指向右，如图2-5所示。如Z轴（主轴）是水平的，当从主轴向工件方向看时，X运动的正方向指向右方，如图2-6。（3）Y坐标的运动Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴，其运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按照右手直角迪卡儿坐标系来判断。（4）旋转运动A、B、C如图2-3所示，A、B、C相应地表示其轴线平行于X、Y、Z的旋转运动。A、B、C正方向，相应地表示在X、Y和Z坐标正方向上，右旋螺纹前进的方向。（5）附加坐标如果在X、Y、Z主要坐标以外，还有平行于它们的坐标，可分别指定为U、V、W。如还有第三组运动，则分别指定为P、Q、R。（6）对于工件运动的相反方向四、课后小结、延伸绝对坐标系与增量（相对）坐标

48、系（1）绝对坐标系 刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是以相对于固定的坐标原点O给出的，即称为绝对坐标。该坐标系为绝对坐标系。如图2-8a所示，A、B两点的坐标均以固定的坐标原点O计算的，其值为：XA=10，YA=20，XB=30，YB=50。图2-8 绝对坐标与增量坐标a）绝对坐标 b）增量坐标（2）增量（相对）坐标系 刀具（或机床）运动轨迹的坐标值是相对于前一位置（起点）来计算的，即称为增量（或相对）坐标，该坐标系称为增量坐标系。增量坐标系常用U、V、W来表示。如图2-8b，B点相对于A点的坐标（即增量坐标）为U=20，V=30。10分钟五、布置作业P33 3、4四川省交通运输学校教案首页课程

49、名称数控车床加工工艺班级课时数2周次四教学内容课题四 加工中心对刀参数及参数设置教学重点对刀的方法教学难点参数的设置主要教学方式课堂讲授主要教学手段电子教案主要教参教学效果简记良教学活动设计教学环节主要教学内容时间分配学生活动一、复习、导入新课复习程序的输入编辑5分钟二、讲授新课，师生活动设计（可添加附页）1、零件加工坐标系和坐标原点工件坐标系又称编程坐标系，是由编程员在编制零件加工程序时，以工件上某一固定点为原点建立的坐标系。零件坐标系的原点称为零件零点（零件原点或程序零点），而编程时的刀具轨迹坐标是按零件轮廓在零件坐标系的坐标确定的。加工坐标系的原点在机床坐标系中称为调整点。在加工时，零件

50、随夹具安装在机床上，零件的装夹位置相对于机床是固定的，所以零件坐标系在机床坐标系中的位置也就确定了。这时测量的零件原点与机床原点之间的距离称作零件零点偏置，该偏置需要预先存储到数控系统中。在加工时，零件原点偏置便能自动加到零件坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工时的绝对坐标值。因此，编程员可以不考虑零件在机床上的实际安装位置和安装精度，而利用数控系统的偏置功能，通过零件原点偏置值，补偿零件在机床上的位置误差，现在的数控机床都有这种功能，使用起来很方便。零件坐标系的位置以机床坐标系为参考点，在一个数控机床上可以设定多个零件坐标系，分别存储在G54/G59等中，零件零点一般设在零件的设计基准

51、、工艺基准处，便于计算尺寸。一般数控设备可以预先设定多个工作坐标系（G54G59），这些坐标系存储在机床存储器内，工作坐标系都是以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床数控系统，或者说是在加工前设定好的坐标系。加工坐标系（MCS）是零件加工的所有刀具轨迹输出点的定位基准。加工坐标系用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐标系，在编程时，无需考虑工件在机床上的安装位置，只要根据工件的特点及尺寸来编程即可。加工坐标系的原点即为工件加工零点。工件加工零点15分钟2、装夹原点装夹原点常见于带回转（或摆动）工作台的数控机床和加工中心，比如回转中心，与机床参考点的偏移量可通过

52、测量存入数控系统的原点偏置寄存器中，供数控系统原点偏移计算用5分钟如图内轮廓型腔零件图，采用寻边器对刀，其详细步骤如下： （ 1 ） X 、 Y 向对刀 将工件通过夹具装在机床工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置。 快速移动工作台和主轴，让寻边器测头靠近工件的左侧； 改用微调操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到寻边器发光，记下此时机床坐标系中的 X 坐标值， 如 -310.300 ； 抬起寻边器至工件上表面之上，快速移动工作台和主轴，让测头靠近工件右侧； 改用微调操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到寻边器发光，记下此时机械坐标系中的 X 坐标值，如 -200.300 ； 若测头直径为 10mm ，则工件长度为 -200.300-（-310.300）-10=100 ，据此可得工件坐标系原点 W 在机床坐标系中的 X 坐标值为 -310.300+100/2+5= -255.300 ； 同理可测得工件