工程训练中心 数控车床.

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1 工程训练中心 数控车床

2 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

3 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。

4 数控车床的组成

5 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

6 机床坐标系和工件坐标系 工件在机床上

7 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。

8 数控编程的内容和步骤

9 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。

10 （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＊＊＊ ＊＊＊ N M＊＊ N S＊＊ N T＊＊ N 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。

11 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

12 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。

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14 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

15 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

16 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。

17 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

18 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）。

19 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） SCAL 程序名 N10 G90 G 确定加工方式 N20 G00 X100 Z 快速进入换刀点A N30 M03 S800 T1D 主轴正转，选择1 号外圆刀 N40 X12 Z 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－ 车外圆C→D 模态有效 N70 X24 Z－ 车圆锥面D→E 模态有效 N80 Z－ 车外圆E→F 模态有效 N90 X 车平面F→G 模态有效 N100 X30 Z－ 车倒角G→H 模态有效 N110 G00 X100 Z 号外圆刀返回A点 N120 M 主轴停转 N130 M 程序结束

20 的风格 全部倒角 1x45 Ø

21 N10 G90 G 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

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23 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

24 谢谢！