工程训练中心 数控车床

数控定义: 采用数值数据对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法，英文简称NC。 数控技术从五十年代开始,大致经历了NC、CNC、MNC三代的发展。以Z80单板机为代表的NC控制系统在七十年代末、八十年代初使用较为普遍。目前国内的数控系统大多以CNC系统为主。CNC系统也是本中心数控车床所采用的计算机数控系统，该系统与NC的最大区别在于CNC系统是用软件来实现对机床的控制,以实现零件的加工。同样随着计算机技术的发展,MNC(微机数控系统)也正被逐渐应用到生产领域中

数控加工的特点 数控加工的特点可以用“四高二低”来概括：加工难度高、加工精度高、生产效率高、柔性自动化程度高、劳动强度低、废品率低。以上六个主要特点也是生产领域中数控技术应用越来越普遍的原因。 数控机床及加工原理 数控机床是用数字信息进行控制的机床，即将加工信息代码化，将刀具的运行轨迹信息记录在程序介质上，然后送入数控系统经过译码和运算，控制刀具与工件的相对运动，并控制加工所要求的各种状态,加工出所需的工件,这类机床即为数控机床。

数控车床的组成

基本原理 坐标系 机床中使用顺时针方向的直角坐标系（也叫笛卡尔 坐标系）。 机床中的运动是指刀具和工件之间的相对运动。 直角坐标系中坐标方向的规定

机床坐标系和工件坐标系 工件在机床上

数控编程概述 数控编程是数控加工的重要步骤。用数控机床对零件进行加工之前，首先对零件进行加工工艺分析，以确定加工方法、加工工艺路线，正确的选择数控机床刀具和装夹方法。然后，按照加工工艺要求，根据所用数控机床规定的指令代码及程序格式，将刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、进给量、切削深度等）以及辅助功能（换刀、主轴正转／反转、切削液开／关等）编写成加工程序单，传送或输入到数控装置中，从而指挥机床加工工件。 整个数控编程的内容和步骤，可用以下的框图表示。

数控编程的内容和步骤

数控加工程序的编制方法 1、加工程序的组成结构 　　数控加工中零件加工程序的组成形式，随数控系统功能的强弱而略有不同。对功能较强的数控系统，其加工程序可分为主程序和子程序。不论是主程序还是子程序，每一个程序都由程序名、程序内容和程序结束语三部分组成。程序的内容则由若干程序段组成，每个字又由字母和数字组成。即字母和数字组成字，字组成程序段，程序段组成程序。 （1）程序名：程序名也叫程序号，为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序名，有些系统在程序编名前要加程序编号地址码。 （2）程序内容：程序内容是整个程序的核心，有许多程序段组成，每个程序段有一个或多个指令组成，表示数控机床将要完成的全部动作。

（3）程序结束语：以程序结束指令M02作为整个程序结束的符号，来结束整个程序。 （4）程序段的基本格式如下 N＊＊＊ ＊＊＊ N100 M＊＊ N110 S＊＊ N120 T＊＊ N130 G＊＊ X＊＊　Z＊＊　F ＊＊＊ N＊＊＊表示程序段号，程序是由若干个程序段组成的，每个程序段都有一个段号，书写或输入程序段号时应在相邻两程序段之间留有一定空档，以便插入需要添加的程序段。

2、数控编程的指令代码 G＊＊准备功能：用于加工直线、圆弧、螺纹等 G00：一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀，不参与切削，以系统默认值为其进给速度。 G01：直线插补功能，使刀具以一定的速度，从所在点出发，直线移动到目标点。 M＊＊辅助功能：用于表示数控车床的辅助功能 常用指令有： M00　程序暂停 M01 程序有条件停止 M02　程序运行结束 M03　主轴正转 M04　主轴反转 M05　主轴停转

S＊＊转速功能：用于主轴转速的设定 本中心数控车床均采用变频器实现对车床主轴的无级变速，与普通车床需停车变速不同，主轴在转动过程中可任意变换转速，且无档位限制。 T＊＊刀具功能：用于表示刀号和设定刀具补偿量 刀具功能有两种表现形式：T1D0－T4D0（无刀补） 　　　　　　　　　　　　T1D1－T4D1（有刀补） 刀具补偿量D：当加工某一零件，需使用两把或两把以上的刀具时，为使程序编制方便，就必须使每把刀的刀尖位置在空间重合，D为1—9，当D为0时可省略不写。 F＊＊进给功能：进给功能F表示刀具中心运动时的进给速度。 F功能的三种使用场合 进给量：G95(旋转进给率）ｍｍ／ｒ或G94（直线进给率）ｍｍ／ｍｉｎ、延时时间、螺纹螺距或导程。

G03通常用于加工外圆弧而G02通常用于加工内圆弧. 例如：同学们在车工加工榔头手柄时，最后一道工序是加工一个R6的半圆球，这在数控车床上加工只需一个指令代码G03就可完成，即： G01 X0 Z0 F0.1 G03 X12 Z-6 CR=6 F0.05

数控编程案例一： 如图所示的零件，各加工表面已完成了粗加工，右端面已车平，试设计一个精车程序，在φ28的棒料上加工出该零件

零件图工艺分析 （1）技术要求分析：图中包括圆柱面、圆锥面、倒角等加工，零件材料为棒料。 （2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点. 毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位，工件零点设在工件右端面（工艺基准处），加工起点和换刀点可以设为同一点，在工件的右前方A点，距工件右端面50mm,X向距轴心线50mm的位置。 （3）制定加工工艺路线，确定刀具及切削用量。

刀具从起点A（换刀点）出发，加工结束后再回到A点，走刀路线为：A→B→C→D→E→F→G→H→A

数值计算 （1）设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系 （2）计算各节点位置坐标值，根据上图得各点绝对坐标值为： A（50，50）、B（12，2）、C（18，－1）、D（18，－15）、E（24，－26）、F（24，－34）、G（26，－34）、 H（30，－36）。

工件参考程序与加工操作过程 （1）工件的参考程序如下（以SIEMENS 系统指令代码为例） SCAL001 程序名 N10 G90 G95 确定加工方式 N20 G00 X100 Z100 快速进入换刀点A N30 M03 S800 T1D1 主轴正转，选择1 号外圆刀 N40 X12 Z2 刀具快进A→B 模态有效 N50 G01 X18 Z－1 F0.1 直线进给车倒角B→C N60 Z－15 车外圆C→D 模态有效 N70 X24 Z－26 车圆锥面D→E 模态有效 N80 Z－34 车外圆E→F 模态有效 N90 X26 车平面F→G 模态有效 N100 X30 Z－36 车倒角G→H 模态有效 N110 G00 X100 Z100 1号外圆刀返回A点 N120 M05 主轴停转 N130 M02 程序结束

的风格 全部倒角 1x45 ° Ø

N10 G90 G95 N20 G00 X100 Z100 N30 M03 S760 T1D1 N40 X29.5 Z2 N50 G01 Z-45 F0.1 N60 G00 Z2 N70 X24.5 N80 G01 Z-32 F0.1 N90 G00 Z2 N100 X20.5 N110 G01 Z-32 F0.1 N120 G00 Z2 N130 X17.5 N140 G01 Z-32 F0.1 N150 G00 X100 Z100 N160 T2D1 N170 G00 X15 Z2 N180 G01 Z0 F0.1 N190 X17 Z-1 F0.05 N200 Z-32 N210 X27 N220 X29 Z-33 N230 Z-45 N240 G00 X100 Z100 N250 T3D1 N260 G00 Z-44 N270 X32 N280 G01 X29 F0.1 N290 X27 Z-45 F0.05 N300 X-2 N310 G00 X32 N320 X100 Z100 N330 M05 N340 T1D1 N350 G00 X5 Z0 N360 M02

N10 G90 G95 N20 G00 X100 Z100 N30 M03 S780 T1D1 N40 G00 X17 Z2 N50 G01 Z-65 F0.1 N60 G00 Z2 N70 X14.5 N80 G01 Z-65 F0.1 N90 G00 Z2 N100 X11.5 N110 G01 Z-25 F0.1 N120 X13.5 Z-29 N130 G00 Z2 N140 X3 N150 G01 Z0 F0.1 N160 G03 X13 Z-18 CR=40 F0.05 N170 G00 X100 Z100 N180 T2D1 N190 G00 X0 Z2 N200 G01 Z0 F0.1 N210 G03 X10 Z-18 CR=35 F0.05 N220 G01 Z-21 N230 X10.7 N240 Z-25 N250 X13 Z-29 N260 X14 Z-55.5 N270 X12 N280 Z-57.5 N290 X14 N300 Z-65 N310 G00 X100 Z100 N320 T3D1 N330 G00 X25 Z-65 N340 G01 X-2 F0.05 N350 G00 X25 N360 X100 Z100 N370 M05 N380 T1D1 N390 G00 X5 Z0 N400 M02

谢谢！