数控车削编程与操作

数控车削编程与操作（共12篇）

数控车削编程与操作 篇1

1 灵活使用G代码,保证零件的加工质量和精度

1.1 合理选用螺纹循环切削指令G92和G76

数控车床有十多种切削循环加工指令,各自的编程方法也不同,我们在选择的时候要仔细分析,合理选用,争取加工出精度高的零件。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式,刀具两侧刃同时切削工件,切削力较大,而且排削困难,因此在切削时,两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时,由于切削深度较大,刀刃磨损较快,从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式,单侧刀刃切削工件,刀刃容易损伤和磨损,但加工的螺纹面不直,刀尖角发生变化,而造成牙形精度较差。但工艺性比较合理,编程效率较高,此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。

从以上对比可以看出,因切削刀具进刀方式的不同,使这两种加工方法有所区别,各自的编程方法亦不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的,采用G92、G76混用进行编程,即先用G76进行螺纹粗加工,再用G92进精加工,在薄壁螺纹加工中,将有两大优点:一方面可以避免因切削量大而产生薄壁变形,另一方面能够保证螺纹加工工的精度。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同,以防止螺纹乱扣的产生。

1.2 巧妙运用延时指令G04

(1)大批量单件加工中,为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作,用G04指令代替首件后零件的启动。必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。(2)用丝锥攻中心螺纹时,需用弹性筒夹头攻牙,以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断,并在螺纹底部设置G04延时指令,延时的时间需确保主轴完全停止,主轴完全停止后按原正转速度反转,丝锥按原导程后退。(3)在主轴转速有较大的变化时,可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后,再进行零件的切削加工,以提高零件的表面质量。

2 控制尺寸精度技巧

2.1 消除公差带位置的影响

零件的许多尺寸标注有公差,且公差带的位置不可能一致,而数控程序一般按零件轮廓编制,即按零件的基本尺寸编制,忽略了公差带位置的影响。这样,即使数控机床的精度很高,加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。

如1图所示零件,￠40尺寸为基轴制,￠35尺寸为基孔制过渡配合,￠20尺寸为基孔制过盈配合,3个尺寸的公差带位置不同,如果编程仍按基本尺寸来编程,而不考虑公差带位置的影响,就可能使某个尺寸加工不符合要求,解决的办法有两种。(1)按基本尺寸编程,用半径补偿考虑公差带位置,即仍按零件基本尺寸计算和编程,使用同一车刀加工各处外圆,而在加工不同公差带位置的尺寸时,采用不同的刀具半径补偿值。用这种方法,要先知道刀尖圆弧半径,所以使用不便,且只适用于部分数控系统。(2)改变基本尺寸和公差带位置,即在保证零件极限尺寸不变的前提下,调整基本尺寸和公差带位置。一般按对称公差带调整。编程时按调整后的基本尺寸进行,这样在精加工时用同一把车刀,相同的刀补值就可保证加工精度。

2.2 采用半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度

对于大部分数控车床来说,使用较长时间后,由于丝杆间隙的影响,加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时,我们可在粗加工之后,进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后,可在001刀补处输入U0.3,调用G70精车一次,停车测量后,再在001刀补处输入U-0.3,再次调用G70精车一次。经过此番半精车,消除了丝杆间隙的影响,保证了尺寸精度的稳定。

2.3 用绝对编程G90保证尺寸精度

在机床调整方面,要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面,要根据零件的结构,使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散,在很接近棒料时彼此就不会发生干涉;另一方面,由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化,必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改,使之与实际情况相符,与此同时再配合快速点定位命令,就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。考虑到加工及编写程序的方便,轴向尺寸常采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,最好采用绝对编程。

3 结语

数控车削编程已日益广泛地应用在各工业部门,本文总结的一些具体结论和编程思想具有普遍意义。随着科技的飞速发展,需要我们掌握一定技巧,编制出更合理、更高效的加工程序,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥。

参考文献

[1]尹存涛.小议数控编辑中的几个“点”[J].承德石油高等专科学校学报,2006,(1):35-37.

[2]张耀宗.机械加工实用手册编写组[M].机械工业出版社,1997.

[3]www.busnc.com数控工作室.

数控车削编程与操作 篇2

课程简介（名称、课程性质和任务）：

教学目标：

课程总学时：108课程总学分：6学分

实验总学时（课外学时/课内学时）：总学分：必开实验(实训)个数：选开实验(实训)个数：

四．适用专业：

五．考核方式及评价办法： 数控专业

六．配套的实验(实训)教材或指导书：

七．实验(实训)项目：

实训一************

实验(实训)学时数:

(一)．实验(实训)目的：

(二)．实验(实训)内容：

(三)．实验(实训)要求：

(四)．每组人数：

(五)．主要仪器设备及其配套数：

(六).实验(实训)材料消耗费：（/元/组）

实验(实训)二************

数控车削编程与操作 篇3

【关键词】数控加工 工艺分析 加工方案

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）06B-0084-03

随着我国制造业快速发展，数控机床已经普遍装配到各生产一线。它具有适应性强、加工精度高、尺寸一致性好、生产效率高、容易实现复杂形状及曲面零件的加工、有利于生产管理的现代化等优点。在数控车床的零件加工中，加工工艺分析、零件的加工顺序和程序编辑是影响加工质量和加工效率的关键因素。不管是手工编程还是软件编程，在编辑程序前都需要对零件图进行加工工艺的分析、拟定加工顺序和装夹方案、合理选用刀具和车削参数，处理好零件的加工工艺问题（如装夹位置、加工路线等）。这样才能有效地提高数控机床的利用率，改善零件加工质量。

对于数控、模具等机械类专业的学生来讲，毕业后大多将从事数控加工、模具制造、机械制造等行业。所以学好数控技术对以后从事机械加工相关的工作有着重要的意义。

一、数控编程的方法

数控机床编程常用到的有两种方法：第一种是手工编程；第二种是使用编程软件编程。这两种程序的编辑方法都有各自优点和缺点，加工范围也有所不同。手工编辑的程序比较简单精炼、容易读懂、程序修改方便，相对简单的零件就比较适合用手工编程，遇到相对复杂的曲面零件，手工编程就难以编程了。软件自动编程是指使用计算机编程软件来编制数控加工程序，软件编程具有效率高、不易出错、操作可靠安全的特点，对于复杂的曲面零件加工程序也能较容易编写，缺点是软件编程编写的程序比较长、不够简短，另外，由于受到软件本身的限制，有些情况下走刀路径不是很合理，加工时间比较长。所以，不同的零件加工编序要选择合适的编程方式。

二、零件加工工艺分析

以下面的零件加工为例，对零件加工工艺进行分析。

（一）零件图

见图1-1

（二）工艺性分析

如图1-1所示，工件的加工形面较多，有圆柱、圆弧、外槽、外螺纹、倒角等。加工时，要考虑工件的变形及调头后工件的找正等问题。由于工件左端有外槽和螺纹，加工时要考虑到它比右端受力大，但左端Φ40mm外圆长度尺寸较长，可用作加工右端的夹位。故先加工左端，然后夹左端Φ40mm外圆，来加工右端锥面及圆弧等。这样，就可以避免工件调头加工时由于夹紧力不够大而容易导致掉落的现象发生。

（三）数值处理

除圆锥小端直径外，其他编程基点已知。圆锥小直径由以下公式可求：

（D-d）/L=C

式中，D——大端直径（mm）

d——小端直径（mm）

L——圆锥长度（mm）

C——锥度比

圆锥小径计算：

（30-d）/25=0.2

（30-d）=25×0.2

30-d=5

d=30-5

d=25

经计算得知，圆锥小径为 25 mm。

（四）毛坯选择

材料：45#圆钢

尺寸：Φ55 mm×120 mm

（五）零件的装夹方案

在制订加工工艺规程时，很关键的一点是要选择正确的零件的定位基准。定位基准不仅会直接影响到零件的位置精度，而且还会对零件各个外圆的加工顺序产生影响，因此，要想更好地保证零件的加工精度就要选择合理的定位基准。这样做不但能简化零件的加工工序，而且也会提高零件的加工生产效率。

该零件的装夹夹具可用三爪自定心卡盘，三个卡爪可以同步运动且能自动定心，对于装夹要求不高的工件加工来说，可以不用找正。三爪自定心卡盘装夹容易装夹工件，装夹速度快，但相比四爪卡盘来说，它夹紧力小，不适合装复杂形状的零件。在调头装夹时，要用磁性表座对工件进行找正，并加垫铜皮，以防夹伤已经加工好的零件表面，详见表2-1。

（六）工件零点选择

工件零点设定在工件右端面中心处，详见表2-1。

（七）确定加工方案

加工高精度的零件，一般分为粗车加工、半精车加工和精车加工的精度控制方式。第一步先夹持毛坯35 mm处车左端轮廓，车 Φ52 mm的外轮廓长度，车至 75 mm，车 Φ40 mm、Φ30 mm、切退刀槽和外圆槽、车M 30×2 的螺纹。第二步调头找正车圆锥面、Φ30 mm的外轮廓、R4 的圆弧。

该典型轴加工顺序如表2-1零件加工工艺简卡所示：

三、刀具、车削用量的选用

（一）数控刀具的选用

数控车刀的选用和车削用量的参数设定是数控车加工工艺中的重要内容，两者会影响产品的生产效率和零件的加工质量，所以要考虑：（1）车刀要能方便安装和调整；（2）要有较高的刚性、高的耐用度和可靠性；（3）要有较高的自动换刀及重复定位精度。在满足加工要求的前提下，应尽量少垫垫刀片，且车刀长度要尽量短，以提高车刀的刚性。

（二）车削用量的选用

数控车床的切削用量选用原则为，（1）粗车切削要以提高产品的生产效率为主，一般尽量取较大的吃刀量；（2）半精车切削和精车切削时，应根据粗车加工后的加工余量来确定吃刀量。实际加工参数可以查看所用机床的说明书和切削用量手册来确定，同时也要根据加工经验来定。

1.车削的吃刀深度 t 。在数控车床、工件装夹和车刀刚度的允许下，t 可以跟加工余量相同，这样能有效地提高生产效率。

2.进给速度v（mm/r）。进给速度的提高能提高产品生产效率，一般地，粗车为（0.2-0.5）mm/r，精车为（0.05-0.1）mm/r。

3.主轴转速 n（r/min）。一般地，粗车为（600-1000）r/min，精车为（1200-15000）r/min。

四、工艺文件

（一）零件加工刀具卡

用数控车床加工零件的加工刀具卡如表2-2，表2-3所示。

（二）零件加工工艺卡

用数控车床加工零件的工艺卡如表2-4所示。

五、程序编辑

（一）手工编程见表2-5及表2-6

利用手工编程方法进行编程加工时，其编程见表2-5及表2-6。

六、计算机自动编程介绍

计算机软件自动编程是以计算机辅助设计（CAD）建立起来的零件几何模型作为基础，以计算机辅助制造软件（CAM）为手段，通过零件图形交互方式生产加工刀迹轨迹和加工程序的方法，称为计算机软件自动编程，简称自动编程。这种编程的方法通常使用于曲面或曲线和形状比较复杂的零件编程加工，而数控车自动编程软件常用的有“CAXA数控车”和 “Mastercam”等，在此不作具体的介绍。通过对本零件的加工，可掌握工件加工的一些常用的步骤和流程，并从中学会分析零件图纸、制订加工工艺、选择正确的加工路线、合理选择刀具和切削用量、软件编程，为以后工作打下坚实的基础。

【参考文献】

[1]李一民.数控机床[M].南京：东南大学出版社，2005

[2]眭润舟.数控编程与加工技术[M].北京：机械工业出版社，2006（第一版）

数控车削编程与操作 篇4

在现代制造业中, 有许多零件都具有螺纹特征。螺纹常用于可拆卸固件的联接、紧固, 还可以用来传递动力, 在各个领域应用非常广泛, 对现代制造业的发展起到了重要关键作用。传统的螺纹加工方法主要有外螺纹用普通车床车削, 工作时需多次走刀才能切出螺纹轮廓, 内螺纹采用丝锥攻丝, 工作时必须先把螺纹底孔加工好, 然后换刀进行加工, 辅助时间长[1], 生产效率低且对操作者的技能水平要求较高。随着先进制造业的发展, 专业螺纹生产厂广泛采用滚丝、扎丝、搓丝等一系列先进制造技术, 取得了良好效果, 但在一般的机械加工厂中, 通常还是采用车削的方法来加工, 因此学习和灵活运用螺纹的数控车削加工技术是编程人员和机械加工人员必须掌握的重要技能之一。

1 螺纹数控车削加工编程理论分析

1.1 螺纹数控加工的理论指导现状

目前对螺纹的数控车削加工方法理论不统一, 各专家编者、企业生产实际对螺纹的加工方法理论也不同, 特别是对如图1所示的螺纹牙型的牙高h大小确定更是说法不一, 最具典型的说法有以下两种:

1) 根据GB192~197—81普通螺纹国家标准规定, 普通螺纹的牙型理论高度H=0.866P, 实际加工时, 由于螺纹车刀刀尖半径的影响, 螺纹的实际切深有变化。根据GB197—81规定螺纹车刀可在牙底最小削平高度H/8处削平或倒圆, 螺纹实际牙型高度h=H-2 (H/8) =0.649 5P, 式中H为螺纹原始三角形高度, P为螺距[2]。

2) 顺德职业技术学院徐建高在其编著的数控车削编程与考级里面介绍于普通三角形螺纹牙高h=0.5413P[3], 持有这种牙高计算理论的还有耿金良等在其著作里介绍普通三角形螺纹牙高h=0.5413P[4], 而且在目前广泛应用的Master CAM9.0或9.1版本的自动编程软件里面, 对于数控车削模块中螺纹切削加工的螺纹型式参数设定里, 不管是由表选取还是利用公式计算, 螺纹牙高h都是等于0.5413P, P为螺距。

也有些编者提出实际牙型高度h=H-2 (H/7) =0.6186P[5], 而且对于螺纹大径的大小也是有不同的计算方法, 因此在目前这种螺纹切削加工理论指导不统一的情况下, 只有亲自拿着量具或标准件, 到数控车床上进行实际编程加工的螺纹测量或啮合试验研究才能得出切合实际生产所需要的螺纹切削加工的理论方法。

1.2 当前螺纹数控切削加工理论方法存在的问题

选取FANUC Oi T系统数控车床进行以上几种螺纹数控切削加工方法的切削试验, 试验结果发现无论采取哪一种螺纹牙型计算方法进行代码编程加工, 都会出现切削螺纹与标准件不能啮合的现象, 具体测量发现问题有:1) 螺纹牙型不对, 要求加工出普通三角形螺纹, 切削出来梯形或矩形螺纹。2) 螺纹牙深深浅不一, 直接影响了啮合。3) 不能与标准件进行啮合, 也就是螺纹中径不合格出现通止规不符合旋进旋出要求的现象, 即螺纹不合格。

1.3 切合生产实际的螺纹数控车削理论方法

1.3.1 螺纹数控车削的常用指令

螺纹数控车削的指令代码很多, 不同系统螺纹切削指令代码有所不同, 本文以应用最为广泛的FANUC系统为例进行说明, FANUC系统常用的螺纹切削指令有:G32、G34、G92、G76) , 现分别说明其指令应用格式及其特点。

恒螺距螺纹切削指令:G32 X (U) __Z (W) __F__;

不等距螺纹的切削指令:G34 X (U) __Z (W) __F__K__;

单一螺纹切削循环指令:G92 X (U) __Z (W) __R__F__;

螺纹切削自动循环复合切削指令:G76P (m) (r) (α) Q (△dmin) R (d) ;

G76 X (U) __Z (W) __R (i) P (k) Q (△d) F (L) ;

式中:X、Z——螺纹切削终点绝对坐标;

U、W——切削终点相对于起点增量坐标;

F——螺纹导程;

R——切削起点至切削终点的半径差, 有正负, 当R=0时, 可省略不写, 代表切削圆柱螺纹;

K——是指螺纹每导程的变化量, 其增 (减) 范围在系统参数中设定 (孙杰不等距螺纹的数控车削机械工程师2 0 0 8年第2期:2 9-31) , 当K=0时, 功能等同于G32;

在复合切削指令G76格式中:m——精车削次数, 必须2位数:01~99;

r——螺纹末端倒角量, 大小可设定在0.0-9.9Pn之间, 系数为0.1的整数倍;Pn为导程;必须2位数:00~99:倒角量=倍数×0.1×导程;

α——刀具角度, 有30°、55°、60°等, 常取标准60°米制螺纹;

M、r和a用地址P同时指定, 例如:m=2、r=1.1Pn、a=60, 表示为:P021160;

△dmin—最小切削深度 (半径值) , 不可用小数点表示;数值为实际数值的1000倍

d——精车余量; (可以小数表示也可×1000)

i——螺纹终点D到起点C的向量值 (半径) , 如i=0可省略;

k——螺纹牙深 (半径值) , 有些系统不可用小数点表示;

△d——第一刀切削深度 (半径值) , 不可用小数点表示;

L——螺纹螺距。

以上各螺纹切削指令都能完成圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹、外螺纹和内螺纹以及左旋螺纹和右旋螺纹的切削加工功能, 只是在参数设置上进行修改就可以切削加工。

1.3.2 普通三角螺纹数控车削有关尺寸计算

1) 螺纹牙型尺寸确定。普通三角螺纹的基本牙型各基本尺寸如图2所示:螺纹螺距为P。螺纹原始三角形高度H=0.866P, 根据国标规定。

螺纹大径D:螺纹大径在螺纹加工前, 由外圆车削得到, 该外圆的实际直径通过其大径公差

带或借用其中径公差带进行控制。实际加工受到螺纹车刀刀尖形状及其尺寸刃磨精度的影响, 为保证螺纹中径达到要求, 故在编程或车削过程中通采用以下经验公式进行调整或确定其编程大径, 即螺纹大径D=基本尺寸- (0.1~0.3) mm或螺纹大径D=基本尺寸-0.13×F。实际尺寸确定需要看螺纹啮合的松紧程度, 要求螺纹啮合的紧, 则螺纹大径D值就要适当大一点, 要求啮合的松, 则螺纹大径D值就取小一点。总之要有外螺纹是“公”, 内螺纹是“母”的概念, 即螺纹啮合时需要“公”小一点, “母”大一点才可以啮合。因此螺纹大径D要根据匹配螺纹间的松紧程度进行确定, 也就是内外螺纹的配合要在螺纹配合等级内。

实际螺纹牙高h:根据国标规定取h=0.6495P。

螺纹小径D1:D1=D-2×h。

螺纹中径D2:在数控车床上, 螺纹的中径是通过控制螺纹的削平高度 (由螺纹车刀的刀尖体现) , 牙型高度, 牙型角和底径来综合控制的。

2) 螺纹切入点、切出点确定。空刀导入量δ1值和空刀导出量δ2值一般应根据有关手册来计算, 实际编程根据经验可取2-5mm[6], 也可利用下式来简单估算。

空刀导入量δ1>2.5P, 空刀导出量δ2>1.2P, 如果空刀导入量取得太小, 可能产生“乱牙”现象[3]。

3) 螺纹切入点切出点确定切削用量选用

如果螺纹牙型较深、螺距较大, 可分几次进给。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量可参考表1选取[6]

2 各螺纹指令切削加工编程的对比试验研究

加工如图3所示M30×1.5的外螺纹, 螺纹长度30 mm, 假设毛坯工件已经进行了光轴、退刀槽等粗加工, 本例只是进行螺纹加工。设定切削加工螺纹主轴转速为400r/min, 螺纹刀号为02刀位, 数学计算处理过程及其各指令编程如下:

2.1 尺寸的数学计算处理

螺纹大径D=公称尺寸-0.1 3×F=29.805 mm,

或取经验值29.8 mm;实际尺寸要根据试切后测量或与标准件啮合的松紧程度进行调整确定, 使其符合技术要求。

螺纹牙高h=0.649 5*1.5=0.974 mm, 据国标计算。

螺纹小径D1=D-2*h=27.856 mm, ;实际尺寸也要根据试切后测量或与标准件啮合的情况进行减小或增大调整确定, 使其符合技术要求。

空刀导入量δ1=4mm>2.5P=3.7mm。

空刀导出量δ2=2mm>1.2P=1.8mm。

2.2 各螺纹指令切削加工编程的对比试验研究

由本例可以看出G32、G34指令在编写螺纹切削加工程序时, 车刀的切入、切削、提刀和返回都要写在程序中, 要多次进刀才能切削完成, 编程程序较长、且易发生书写错误。G92指令是螺纹加工循环指令, 一次定义后循环进给路线与G32、G34基本相同, 但G92指令除螺纹切削为进给运动外, 其余切入、提刀、返回均为快速运动, 而G32、G34对于车刀每一步运动都需要定义。且三者进刀方式为直线式, 如图4所示, 直进式车削螺纹时的车刀左、右两侧刀刃同时参加切削, 刀具两侧受力、磨损均匀, 能够保证螺纹牙型精度, 但此种切削方式切削力大、排屑困难, 磨损较快等问题, 在加工中要经常测量, 因此多用于小螺距高精度螺纹切削加工[7]。

G76指令进刀方式为斜线式, 如图5所示, 切屑从刀刃上卷开, 形成条状屑, 散热较好。缺点是另一刃发生摩擦, 导致积屑瘤的产生、表面粗糙度值增高和工件硬化[2], 从而造成螺纹牙型精度不高, 因此, G76指令一般适用于大螺距低精度的螺纹切削加工[7]。虽然G76程序较短, 但参数设置太多, 较容易出错, 同时计算机需要计算的时问也较长, 不够简单明了, 只有加工较大螺距的螺纹时才采用。因此, 常用螺距 (P=1~4) 的螺纹加工, 经常采用G92指令编程, 程序较简单, 参数设量清晰, 不容易出错[8]。

3 结论

准确合理地确定螺纹大径、螺纹牙高和螺纹小径是螺纹数控车削加工编程的关键, 同时也是螺纹加工合格的保证。根据零件图纸选择确定数控加工内容并进行加工工艺分析, 灵活准确的进行零件图形的编程尺寸数学计算处理, 进行编程试切加工并调整程序, 最终确定出切合实际生产要求的螺纹数控车削理论方法。

参考文献

[1]寇元哲, 刘玉春.基于FANUC宏程序的螺纹数控加工及编程应用研究[J].中国农机化, 2007 (5) :82-84.

[2]陈书法, 姚传维, 朱建忠.螺纹的数控切削工艺研究[J].连云港化工高等专科学校学报, 15 (3) :23-28.

[3]徐建高.数控车削编程与考级[J].化学工业出版社, 2006, 1:28-29.

[4]耿金良, 孟祥坡, 张金伟.数控车削加工螺纹[J].数控机床市场, (10) :120-122.

[5]http://www.wendang365.cn/view/53956?jdfwkey=ohhcz1

[6]杨建明.数控加工工艺与编程[M].北京理工大学出版社2006:154-155.

[7]董小金.FANUC数控系统螺纹切削循环指令的区别及应用[J].机械制造与自动化, 2007, 36 (6) :64-65.

数控铣床编程与操作实验报告 篇5

班级学号姓名成绩

一、实验目的二、实验仪器与设备

三、实验内容简述

1、了解数控铣床的结构和常用功能指令

1）进一步了解数控铣床的组成部分、应用范围和坐标系（可参照实验一）

2）画出实验中你所用数控铣床（法兰克系统）的控制面板并说明常用按键（或旋钮）的功能。

2、练习数控铣床基本操作方法（可参考实验一）

3、写出数控铣床的常用功能指令，并说明其含义。

4、数控铣床的手工编程步骤

1）绘制所加工的零件图，并标出编程坐标系。

2）根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线。

3）选择刀具。

4）确定切削用量。

5）确定工件坐标系、对刀点和换刀点。

6）编写程序（法兰克系统的加工程序）并加以注释。

5、数控铣床的操作

1）写出实验中你所用数控铣床的开机操作过程。

2）写出回零操作过程。

3）写出程序的输入、编辑和保存操作过程。

4）写出程序的校验操作过程(如显示程序加工图形校验、空运行校验)。

5）写出数控铣床（法兰克系统）的对刀并设定工件坐标系操作过程。

6）写出自动加工操作过程。

7）加工完毕，取下工件检验。

8）写出实验中你所用数控铣床的关机操作过程。

数控车削编程与操作 篇6

摘 要：结合《数控车床编程与操作》课程的教学实践，从指导思想、教学模式、教学内容、教学方法、评价体系等方面，介绍了“项目式”教学模式改革的情况。

关键词：数控车床编程与操作；项目式；教学模式

在德国，20世纪80年代就推行一种“行为引导式”教学法，即项目式教学法，这是一种以项目为主体的教学方式，通过这种教学，学生能真实地参加实际项目的设计、履行和管理。这种教学方法的目标是现代企业的职业行为，强调学生综合能力素质的培养。现在，我校在很多实习实训课程中均应用此教学方法，并且取得了良好的效果。

一、教学改革的指导思想

教学改革的主线是实际操作能力的培养，在此基础上要打破以往传统的教育模式，改变观念，敢于创新，形成一套理论与实际相联系的新型的教育模式，进而提高教学的质量效率，借以推动大专教学改革。

二、教学模式的改革

数控车床编程与操作包含了诸多内容，总共约64学时。对于这么多的内容，课时相对较少，若按传统模式进行讲授，定不会收到良好的教学效果。高职教育的培养目标是为生产第一线培养高素质、高技能的人才，故对理论知识的要求就相对低一些，重点是培养其实际操作技能。所以为了使学生能在短时间内掌握这门课，采用了项目教学法。把该课程应该讲授的理论知识融合到项目中，先对项目进行分析，从中分析出理论知识点，然后运用理论知识编写工艺卡及程序，上机进行模拟加工，最后在机床上实际操作加工、测量。

三、教学模式的划分

整个教学过程可以分为三个阶段：第一阶段：基础知识学习。这个阶段主要是培养学生运用基本的编程指令，对单个零件进行编程。第二阶段：电脑模拟加工。这个阶段主要是利用斯沃数控仿真软件进行对刀加工验证刀具路径。第三阶段：实际加工。这个阶段是让学生把验证好的程序输入到机床中进行实际零件的加工。在整个教学过程中，由学生自己完成加工工艺的制定，教师对工时及产品提出考核指标，并培养他们安全文明生产的意识。

四、教学内容的制定

根据这几年的教学经验以及高职教育的目标，结合工厂车间的实际工作情况，我系组织教师进行讨论，重新确定了教材的内容，并且打破了原有教材的编排体系，对相关内容进行了重新整合，编写了一本学院内部教材，称为《数控车床编程与加工》。本教材将所有内容分为多个部分，并根据相关的内容设计实践环节，所有的内容均按项目进行教学。整个教学内容分为七个项目，每个项目都有固定的学时，并且针对不同的项目采用不同的教学方法。

五、教学方法的改革

教学方法的改革是本次项目教学改革的核心。教学方法运用得是不是合适，会直接影响到最终的教学效果，还会影响到学生的学习兴趣。所以，我们采用集中连续的教学方法，每周连续安排8学时完成一个教学项目，并且这些项目均在数控加工实验室

完成。

六、学生评价体系的改革

学生评价体系采用“单个项目考核+综合评定”的方法。学生每完成一个项目就进行一次考核，学期末再最后进行一次综合评定。考核内容即加工所需的理论知识以及实际操作。学生的最后成绩是所有考核成绩的平均成绩。

本次教学改革的优势如下：（1）集中连续的教学方法使学生对所学的知识掌握更加牢固。（2）项目教学能提高学生的学习兴趣。（3）“单个项目考核+综合评定”激发了学生的进取心。（4）项目教学打破了常规，学习环境宽松，有助于培养学生的创新能力，同时又增进了师生的感情。

参考文献：

[1]瞿士江.项目教学法在信息技术教学中的应用[N].中国电脑教育报，2005.

[2]胡必波.项目驱动教学法应用研究[J].合作经济与科技， 2008（14）：31-33.

[3]李兆平，陈艺编.项目教学法运用于职业教育的思考[J].中国教育创新杂志，2006（6）：29-31.

数控车削编程与操作 篇7

一、对学生的准确定位是实施教改的前提

中职学校的学生由于是刚从初中毕业后入读, 大多数年龄偏小, 学习能力偏低, 基础差, 学习的积极性不高。教师在教学过程中, 应根据中专学生的实际, 对教学内容安排得当, 既要符合认知规律, 又要重点突出, 易于掌握。同时又要深入浅出, 由易到难。这样才有利于中职生的消化和掌握。

作为中职教育, 应准确定位在培养“高素质, 强技能, 宽适应, 复合型”生产第一线的技术人才目标上, 并以能力为本位, 将其作为教学的突破口, 以“肯干、够用、会学”作为人才培养的质量标准。“肯干”体现了德育标准;“够用”体现了专业要求;“会学”体现了发展潜力。按照“适应市场, 服务社会, 立足当地, 适度超前”的发展思路, 重点在培养宽基础、复合型、智能型人才架构上下功夫, 把学生培养成为“艰苦行业留得住, 实操、管理都能干, 转岗换位适应快, 经过努力上得去”的复合型人才。而且, 要发挥中专在中等职业技术教育中的骨干作用, 确保“基础牢, 后劲足”的优势。所以只有对中专学生的准确定位, 才能使中专毕业生在人才市场的竞争中, 立于不败之地。它是教师在实施教学改革的前提条件。

二、精心组织、大胆创新教材是教改的关键

(一) 教材的选择要体现实用性, 要以适用、实用和够用为原则

传统教材存在的缺点是强调理论的全面性和系统性, 可操作性极差, 体现不出以“能力为本位, 以职业实践为主线”的目标。学生学起来很乏味, 无兴趣。职业教育不同于普通教育, 它主要是为社会培养高素质应用型、技能型人才, 因而在教学内容的设计上应做到理论知识应为操作实训服务, 达到实用为准、够用为度的要求。现在的职业学校的数控专业的教材版本很多, 有的教材的理论性较强?偏多?偏深, 内容难而不实用, 好多并不能突出技能教学的特色, 只有很少的可以作为借鉴作用, 我们学校在这方面亦走了不少的弯路, 我们学校数控专业结合自身实际和借鉴兄弟学校的成功经验, 选择了电子工业出版社出版的《数控车削编程与加工技术》这一教材, 它适合于实施“一体化”教学。该教材要求专业理论以必需、够用为原则, 并把重点放在与实践技能相关的必备专业知识上, 充分体现教、学、做三者合一的职教办学特色。其教学内容的编写体现三方面的特点: (1) 以“数控加工技术应用与操作能力的培养”为主线, 以应用为目的, 专业知识内容以“必需”和“够用”为选材的度。 (2) 采用理论实践一体化教学和案例式教学组织编写, 通过操作实训来培养学生掌握数控专业知识的综合应用能力操作技能技巧。 (3) 结合数控车床操作工职业资格考核标准进行实训操作的强化训练, 注重提高学生的实践能力和岗位就业竞争力。

(二) 讲好第一堂的绪论课, 培养学生的学习兴趣

学生们每当第一次接受新的学科学习时, 总是存在着极强的好奇心理。他们渴望了解这门课程与日常生活及自然界的关系, 在脑海中提出了很多的问号。因此讲好“绪论课”关系到学生在今后的学习中如何提高学习兴趣, 丰富想象力等。作为教师要竭力讲好“绪论”课, 努力培养学生的求知欲望, 促使学生非常想学习这门课。方法有下列几点: (1) 介绍好该课程与生产的关系。给学生显示历届学生的实习产品, 如帮工厂加工的产品, 以及花瓶?笔筒?酒杯?子弹模型等学生感兴趣的工艺品。 (2) 利用数控车床现场教学生加工一些小型工艺品并送给他们。 (3) 让学生现场简单操作本校数控车床以及参观校外工厂。因而, 讲好第一堂的绪论课是很关键的, 虽然有的学生不是通过第一次课就能使他产生兴趣, 但起始课是重要的, 能够激发起学生的学习兴趣, 丰富他们的想象力, 让学生觉得自己又增长了知识。

(三) 为突出操作技能, 把课本的教学章节创新安排

本教材目录共分为十五章, 第一、二章是先讲车床原理及工艺, 第三、四章是讲编程基础知识及车床基本操作, 其余章节是讲各种指令的编程和加工。通过对多届学生的追踪和比较, 把课本的教学章节创新安排, 更有利于学生对操作技能的熟练掌握和提高其学习兴趣。重新安排后共分为九大部分内容:第一部分讲授第一章关于数控车床原理;第二部分把第四章关于数控车床基本操作内容提上来先讲, 因本校数控车床为华中世纪星数控系统, 所以重点讲的是该系统车床的基本操作, 这有利于学生平时可利用课外时间熟练掌握车床的基本操作, 特别是有利于学生熟练掌握工件的对刀方法;第三部分讲授第三章关于编程基础知识;第四部分讲授第五、第六、第八章;第五部分讲授第七章关于螺纹的编程与加工;第六部分讲授刀具半径补偿编程与加工;第七部分再讲授第二章关于车削加工工艺基础;第八部分是第九和第十二章;第九部分是其余章节。通过这样合理安排, 更有利于学生通过实践去理解理论, 突出技能培养, 更有利于激发学生的学习兴趣, 提高教学效果, 学生反响很好。

三、注重学生实操能力的培养是实施教改的核心

应用技术人才培养最突出的特征就是重视实践教学, 突出能力培养, 而实训教学是人才培养的关键和核心。

(一) 要有设备齐全的实训车间

数控专业的学生要熟练掌握操作技能, 学校必须要有足够的设备 (机床) 去供学生练习, 而不能要他们在黑板上开机器。所以学校必须要投入大量资金去购买设备, 建立一个设备齐全的实训车间。

(二) 要有实操能力强的“双师型”专业教师

作为一位“双师型”专业教师, 不但要精通理论和业务知识, 而且还要有较强的操作能力。中职学校的教学的特点一般是老师先做示范动作, 之后学生分组练习, 这就迫使老师先自己熟练实习的操作, 才能得心应手地指导学生的实习。

(三) 实施“一体化”的教学模式

“一体化”教学是把某一门专业课程的理论教学、实践教学、生产和技术服务融为一体, 教学环节相对集中, 打破以往理论老师和实习指导老师分开上课, 而将教学场地直接安排在实训车间, 完成教学目标和教学任务的全过程。

(四) 教师要引导学生在实习中用实践去检验理论

理论与实践是相互联系, 二者在学习中是不能缺少的。我们知道理论是靠实践来检验的。在实训车间讲第五章关于指令编程与加工时, 为了使学生掌握G00和G01指令快慢的区别, 教师在数控车床上用MDI方式分别输入G00和G01并运行, 让学生自己去观察感受刀架移动的快慢。又如讲到G71指令时, 教师先在数控车床上用G71指令编程并让学生观察车刀加工工件的过程, 同时改变?d (X轴方向切削深度的参数) 让学生观察理解如何分层切削。学生有了直观感受再学理论知识就容易得多了。这种先让学生做再让学生理解理论知识的教学方法很受学生欢迎。

(五) 加强校企结合提高学生的实操能力

我们学校积极发挥本地资源优势, 与本地有规模的机械厂进行形式多样的合作, 老师在实习车间讲课的过程中, 采用教学课题与生产实践相结合、教学过程与生产管理相结合、教学课堂与生产环境相结合、课程设计与生产实际相结合的形式。如有凹槽工件, 该厂工人一般都用普通车床去加工, 由于该零件精度较高, 特别是90°的凹槽, 用普通车床加工很难控制, 工人加工起来效率低, 都不愿做。该厂老板了解到我们学校有数控车床, 就要求帮他们加工这批工件。我们老师讲课时针对学生对G71指令编程难理解、用切断刀加工工件很难理解对刀点坐标及走刀路线等问题, 就结合这类实际工件对学生进行讲解, 与学生共同分析加工该零件的正确工序, 编程参数等, 反复确定正确的工艺路线。学生对这种教学方法亦反响较好。

(六) 针对教材编写实操教程

由于本教材重点介绍的是FANUC0-TD数控系统的机床操作和编程技术, 而我们学校的车床是武汉华中世纪星数控系统, 在机床操作和编程上都有区别, 针对这问题本人在教学过程中编写了一本实操教程。并根据本地是石材工艺品基地, 以及很多学生来自农村, 在每个实训内容中都加入关于工艺品的图, 初学编程要学生用硬木头去加工。如实训G71?G02?G03指令时, 加入下图的工艺笔筒, 让学生加工过程中理解这三个指令的编程方法。通过这样很多学生对这门课程都很感兴趣。

总之, 理论与实际要紧密结合, 突出技能培养, 用多样化的教学手段来激发学生的学习兴趣, 提高教学效果。

参考文献

[1]谢晓红.数控车削编程与加工技术.电子工业出版社, 2005, 07.

[2]马守富.《高等应用数学》创新教学探索.职业教育研究, 2008, 08.

数控车削编程与操作 篇8

一、数控加工工艺处理技巧

1.工序的划分

根据数控加工的特点,数控加工工序的划分一般可按下列方法进行:

(1)以一次安装、加工作为一道工序。

这种方法适合于加工内容较少的零件,加工完后就能达到待检状态。

(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。

有些零件虽然能在一次安装中加工出很多待加工表面,但考虑到程序太长,会受到某些限制,如控制系统的限制(主要是内存容量),机床连续工作时间的限制(如一道工序在一个工作班内不能结束),等等。此外,程序太长会增加出错与检索的困难。因此,程序不能太长,一道工序的内容不能太多。

(3)以加工部位划分工序。

对于加工内容很多的工件,可按其结构特点将加工部位分成几个部分,如内腔、外形、曲面或平面,并将每一部分的加工作为一道工序。

(4)以粗、精加工划分工序。

对于经加工后易发生变形的工件,由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形,故一般来说,凡要进行粗、精加工的过程,都要将工序分开。

2.确定合理的走刀路线

走刀路线是加工程序编制的重点,由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的,因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线泛指刀具从对刀点开始运动起,直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间,还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。

3.合理调用G命令使程序段最少

按照每个单独的几何要素(即直线、斜线和圆弧等)分别编制出相应的加工程序,其构成加工程序的各条程序即程序段。在加工程序的编制工作中,总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工,以使程序简洁,减少出错的几率及提高编程工作的效率。

由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能,除了非圆弧曲线外,程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到,这时应考虑使程序段最少原则。选择合理的G命令,可以使程序段减少,但也要兼顾走刀路线最短。

4.确定切削用量

对于高效率的金属切削机床加工来说,被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式,要求必须合理地选择切削条件。

编程人员在确定每道工序的切削用量时,应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量时,要充分保证刀具能加工完一个零件,或保证刀具耐用度不低于一个工作班,最少不低于半个工作班的工作时间。

背吃刀量主要受机床刚度的限制,在机床刚度允许的情况下,尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件,要留有足够的精加工余量,数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。合理确定走刀路线,并使其最短。

二、数控车削加工操作实例

1.加工准备

(1)工件安装与校正。因为毛坯是φ40×100的45钢圆棒料,所以采用三爪自定心卡盘进行装夹。三爪自定心卡盘因其自动定心作用,能够保证工件被夹持部分基本上与车床主轴轴线同轴,但伸出部分特别是离卡爪较远部分需要敲击校正,才能使工件整个轴线与主轴轴线同轴。校正的任务是找出旋转工件的最高点并敲正。通常粗校时,因工件夹偏较多,为安全起见不开车,而用手扳动卡盘旋转,这时在车床导轨适当处找个参考点,与旋转的工件外圆比较,找出工件的最高点,用铜棒敲击。当旋动工件的外圆表面与参考点距离一样时,校正完成。当工件较小、较短且在安全状态许可时,可采用粉笔辅助校正,即手持粉笔,以刀架为支点,开慢车,旋转到最高点即被擦上粉笔灰,用前面的办法进行校正。

2.零件工艺分析

(1)零件几何特点。

该零件由外圆柱面、球面、槽和螺纹组成,其几何形状为圆柱形的轴类零件,零件要求径向尺寸与轴向尺寸都有精度要求,表面粗糙度为1.6μm,需采用粗、半精加工与精加工。

(2)加工工序。

毛坯为40的棒料,材料为45钢,外形没加工,根据零件图样要求其加工工序为:

①平端面,选用90°外圆车刀,可采用G94指令。

②外圆柱面粗车,选用90°外圆车刀,可采用G71指令。

③外圆柱面精车,选用90°外圆车刀,可采用G70指令。

④切槽加工,采用刀宽为4mm的切断刀。

⑤切螺纹,采用60°的螺纹车刀,由于G32指令编程麻烦,使程序加长,G92主要用于循环次数不多的螺纹切削,G76它主要用于多次自动循环,这里我们可采用G92指令。

⑥切断,采用刀宽为4mm的切断刀。

3.参考程序(略)。

总之,随着科学技术的飞速发展,数控车床由于具有优越的加工特点,在机械制造业中的应用越来越广泛。为了充分发挥数控车床的作用,我们需要在编程中掌握一定的技巧,编制出合理、高效的加工程序,保证加工出符合图纸要求的合格工件,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控车床能安全、可靠、高效地工作。

摘要：目前,在机械加工中采用数控机床加工零件日益增多,在数控车削中,程序贯穿整个零件的加工过程。由于每个人的加工方法不同,编制加工程序也各不相同,但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率。因此,对于选择最合理的加工路线显得尤为重要。从确定走刀路线、选择合适的G命令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法。

数控车削编程技巧 篇9

数控车床虽然加工柔性比普通车床优越, 但单就某一种零件的生产效率而言, 与普通车床还存在一定的差距。因此, 提高数控车床的效率便成为关键, 而合理运用编程技巧, 编制高效率的加工程序, 对提高机床效率往往具有意想不到的效果。通过多年的编程实践和教学, 摸索出一些编程技巧。

1 正确选择程序原点

数控车削编程时, 首先要选择工件上的一点作为程序原点, 并以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的合理确定, 对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度, 方便计算和编程, 我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件右端面、左端面、卡爪前端面的交点上, 尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

2 灵活运用M0指令

M0为程序暂停指令, 在对零件进行粗精加工时, 为了控制工件的精度, 可以在粗加工结束后加MO指令来使程序暂停, 通过测量来检验其尺寸是否准确, 如果有尺寸有误差, 就可以通过刀补来修改, 以保证零件的精度。

3 灵活运用调用子程序功能

把涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中, 而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中, 每加工一个零件时, 由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序, 加工完成后, 跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序, 十分有利于增减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了, 便于修改、维护。值得注意的是, 由于子程序的各项参数在每次调用中都保持不变, 而主轴的坐标时刻在变化, 为与主程序相适应, 在子程序中必须采用相对编程语句。

4 各种循环切削指令的合理选用

在GSK980TD数控系统中, 数控车床有十多种切削循环加工指令, 每一种指令都有各自的加工特点, 工件加工后的加工精度也有所不同, 各自的编程方法也不同, 我们在选择的时候要仔细分析, 合理选用, 争取加工出精度高的零件。

如螺纹切削循环加工就有两种加工指令:G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同, 各自的编程方法也不同, 加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削。螺纹中径误差较大。但牙形精度较高, 一般多用于小螺距高精度螺纹的加工。加工程序较长, 在加工中要经常测量;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削, 牙形精度较差, 但工艺性比较合理, 编程效率较高。此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下, 此加工方法更为简捷方便。所以, 我们要掌握各自的加工特点及适用范围, 并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令。加工高精度、大螺距的螺纹, 则可采用G92、G76混用的办法, 即先用G76进行螺纹粗加工, 再用G92进行精加工。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同, 以防止螺纹乱扣的产生。

5 灵活使用特殊G代码, 保证零件的加工质量和精度

5.1 延时G04指令

延时G04指令, 其作用是人为地暂时限制运行的加工程序, 除了常见的一般使用情况外, 在实际数控加工中, 延时G04指令还可以作一些特殊使用:

(1) 大批量单件加工时间较短的零件加工中, 启动按钮频繁使用, 为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作, 用G04指令代替首件后零件的启动。延时时间按完成1件零件的装卸时间设定, 在操作人员熟练地掌握数控加工程序后, 延时的指令时间可以逐渐缩短, 但需保证其一定的安全时间。零件加工程序设计成循环子程序, G04指令就设计在调用该循环子程序的主程序中, 必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。

(2) 用丝锥攻中心螺纹时, 需用弹性筒夹头攻牙, 以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断, 并在螺纹底部设置G04延时指令, 使丝锥作非进给切削加工, 延时的时间需确保主轴完全停止, 主轴完全停止后按原正转速度反转, 丝锥按原导程后退。

(3) 在主轴转速有较大的变化时, 可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后, 再进行零件的切削加工, 以提高零件的表面质量。

5.2 相对坐标U、W与绝对坐标X、Z代码

相对编程是以刀尖所在位置为坐标原点, 刀尖以相对于坐标原点进行位移来编程。就是说, 相对编程的坐标原点经常在变换, 运行是以现刀尖点为基准控制位移, 那么连续位移时, 必然产生累积误差。绝对编程在加工的全过程中, 均有相对统一的基准点, 即坐标原点, 所以其累积误差较相对编程小。数控车削加工时, 工件径向尺寸的精度比轴向尺寸高, 所以在编制程序时, 径向尺寸最好采用绝对编程, 考虑到加工时的方便, 轴向尺寸采用相对编程, 但对于重要的轴向尺寸, 也可以采用绝对编程。另外, 为保证零件的某些相对位置, 按照工艺的要求, 进行相对编程和绝对编程的灵活使用。

总之, 随着科学技术的飞速发展, 数控车床由于具有优越的加工特点, 在机械制造业中的应用越来越广泛, 为了充分发挥数控车床的作用, 我们需要在编程中掌握一定的技巧, 编制出合理、高效的加工程序, 保证加工出符合图纸要求的合格工件, 同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥, 使数控车床能安全、可靠、高效地工作。

参考文献

[1]全国数控培训天津分中心.数控机床[M].北京:机械工业出版社, 1997.

[2]贾亚洲.金属切削机床概论[M].北京:机械工业出版社, 1998.

[3]王爱玲.数控编程技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

数控车削编程与操作 篇10

随着数控机床在我国机械制造业的广泛推广与应用[1],数控技能应用型人才的需求量大大增加,为适应这一新形势,各高职高专院校开设数控技术专业,专门培养高技能应用型数控人才,以满足社会对数控人才的需求。学习数控,编程是关键,编程方法分为手工编程和自动编程方法,如今虽然数控自动编程加工已经得到广泛应用,特别是有曲线、曲面等复杂形状工件,自动编程加工有着很大的优势,但在数控车削加工编程中,手工编程仍然普遍使用,手工编程在对于形状简单的工件,比如由直线和圆弧组成的工件,采用手工编程不但程序简短易读,而且计算量小,加工时间短,手工编程快捷、简便。

圆弧插补指令是数控车削加工编程中应用最为广泛的指令之一,而圆弧插补指令方向的判断的准确性是决定工件加工成败的重要因素。很多学员在学习完圆弧插补指令后,往往觉得很容易理解、易懂,但在给定圆弧工件进行编程加工中,就出现顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补相混淆的问题,变的不会使用该指令,这里的主要问题在于没有很好的抓住切削圆弧插补指令方向判断的问题进行理解。深入学习理解数控车削圆弧插补指令方向判断的方法对于编程人员保持清晰的指令方向判断思路、熟练掌握指令方向判断方法以及提出新的简捷快速的指令方向判断都具有重要的指导意义。

1 圆弧插补指令应用介绍

1.1 圆弧插补指令格式

SINUMERIK 802S/802C系统、FUNUC系统、广州数控等系统的圆弧插补指令格式差不多,只是在具体字母表示含义上有所差别,但不影响本文圆弧插补方向的判断问题,都是通用的:本文以SINUMERIK 802S/802C系统的数控车床为例进行圆弧插补指令格式的说明。

(1)指令:G02(顺时针圆弧插补指令)

G03(逆时针圆弧插补指令)

(2)功能:G02/G03指令使刀具按编程地址F值下的进给速度,以圆弧轨迹由当前点运动到目标点,其方向由G02/G03功能确定。

(3)应用格式有:

①终点坐标+半径编程:G02/G03 X_Z_CR=_F_

②终点坐标+圆心坐标编程:G02/G03 X_Z_I_K_F_

③圆心坐标+张角编程:G02/G03 I_K_AR=_F_

④终点坐标+张角编程:G02/G03 X_Z_AR=_F_

(4)说明:

①G02、G03均为模态指令,系统默认为直径编程。

②CR=_是切削圆弧的半径值

③格式中X_Z_为圆弧终点的坐标值,可以是绝对坐标,也可以是增量坐标。

④I_K_为圆心坐标相对于圆弧始点的在x轴、z轴上的增量,与绝对、相对编程无关。I仍然是直径编程

⑤当切削圆弧所对应的圆心角小于180?时CR取正值,反之CR取负值,且数控车削圆弧插补编程加工中,切削圆弧几乎均为圆心角小于180?的圆弧。

⑥若要编程一个整圆,只能用终点坐标+圆心坐标编程,实际上由于普通数控车床刀架、刀具结构以及普通数控车削加工的范围等原因,数控车削加工不能够进行整圆编程加工。

1.2 应用举例

利用圆弧插补指令编程加工如图1所示零件的两个圆弧部分。

假设毛坯粗加工已完成,现只调用圆弧指令进行精加工,利用终点坐标+半径指令编程,见程序1:圆弧AB编程为G02/G03 X25 Z-15 CR=10 F0.05,圆弧BC编程为G02/G03 X25 Z-30 CR=15 F0.05,尽管知道圆弧AB和圆弧BC是采用圆弧插补指令进行切削加工,但是到底是用G02顺时针圆弧插补指令还是用G03逆时针圆弧插补指令,很多学员就开始混淆了,不知道该如何下手编程,如果G02/G03指令用的不对,切削的方向肯定错误,加工的产品就是废品了。

2 圆弧插补方向判断的现状及存在的问题

2.1 圆弧插补方向判断的现状

徐建亮在其主编的《数控车削编程与考级》里面表示判别圆弧插补的方向为:从Y轴负方向去观察,顺时针圆弧就用顺时针圆弧插补指令G02,逆时针圆弧就用逆时针圆弧插补指令G03[2],现在很多教科书或参考资料上都有类似的表述,以此来判断圆弧插补方向,如图2。

其实这种判断方法有点模糊,不容易理解。仔细观察后发现徐建亮等对圆弧插补判断方向分为X轴正方向向上和向下的两种情况,且当X轴正方向向上或向下时,应用圆弧插补指令是不同的。

2.2 存在的问题

(1)当X轴正方向向上画出时,G02或G03插补方向的判断,很容易理解和应用。因为这种X轴正方向向上画出的情况就是后置刀架的情况,理论插补方向和实际一致,容易理解和应用。但是X轴正方向向下画出的情况,G02或G03插补方向与顺时针、逆时针相反,应用的时候容易混淆,而且给一张图纸的时候是没有标明X轴向下还是向上,这给初学者的学习带了困难。而且现在一些高职院校及一些企业的数控车床都是前置刀架的情况,如果再利用上述圆弧插补方向的判断方法,很难理解和应用。

(2)不管X轴正方向向上还是向下,同一零件加工的程序是一样的。但是在编写G02或G03圆弧插补指令时,对应的圆弧方向是不同。也就是说在编写G02或G03指令时,首先判断X轴的方向,然后在判断圆弧的方向,最后才确定G02或G03指令。在从上往下看。若X轴向下,切削圆弧AB为逆时针,采用G02指令,若X轴向上,切削圆弧DE为顺时针,也同样采用G02指令,都能达到切削圆弧的目的。因此,同一个零件(修改后实训题),要是不能确定X轴正方向,则圆弧插补的方向就不能确定,进而使用圆弧插补指令的也不同。

(3)上述判断方法里还用了Y轴,其实数控车床就只有两个坐标轴,一个X轴,一个Z轴。因此,在判断插补方向的时候,还要确定Y轴的正负方向,又给圆弧插补方向的判断带来困难。

3 简捷快速判断圆弧插补方向的方法

针对以上现行圆弧插补方向判断的问题,本文提出先根据刀架前、后置情况判断X轴正方向的指向,然后再判断圆弧的顺、逆时针,最后套用G02或G03指令的方法,简单方便快捷。

(1)后置刀架情况

给定了后置刀架的数控车床,首先判断出X轴正方向跟刀架位置是一致的,即X轴正方向向上。因为刀架位置在哪里,X轴正方向就在那个方向,这个规律对判断X轴正方向真的很实用。此时根据X、Z坐标系,从上往下看,顺时针圆弧就用顺时针圆弧插补指令G02,逆时针圆弧就用逆时针圆弧插补指令G03。

(2)前置刀架情况

多数高职院校以及一些企业的数控车床都是前置刀架的情况,给定了前置刀架的数控车床,判断出X轴正方向下。从上往下看,顺时针圆弧就用逆时针圆弧插补指令G03,逆时针圆弧就用顺时针圆弧插补指令G02,正好相反。由于大多数数控车床是前置刀架,因此可以告诉学员直接根据图纸,把X轴正向下画出,圆弧顺时针就用G03,圆弧逆时针就用G02,判断方法方便简捷。

4 结论

在当前数控车削加工的手工编程仍然实用的情况下,熟练掌握圆弧插补指令方向判断的简捷技巧对提高圆弧插补编程效率有着重要的作用。

参考文献

[1]王忠数控车床的对刀方法和刀具库的建立与应用机械工人2007年第5期:41-43.

数控车削编程与操作 篇11

《数控机床编程与操作》是数控专业中重要的专业课程之一，也是一门实践性较强的课程，要求学生掌握一定的编程知识及操作数控机床的能力。该课程对学生抽象思维要求较强，单纯的理论教学，易使初学者感到抽象、难学，加上目前技工学校生源较差、学生基础知识普遍较低、学习主动性不高等诸多不利因素，使教学陷入困难的境地。

一、传统教学模式的弊端

传统的教学模式在很多方面存在弊端，已不能满足教学需要，主要表现在以下方面：

１.教学内容比较陈旧，且与学校现有的数控设备不配套

现在虽然为职业学校所编写的教材力量众多，但是真正适合各个学校校情的教材却很难找到。特别是由于教材中所介绍的数控系统和学校现有的数控设备不配套，造成理论教学和实践教学的脱节，使教学效果大打折扣。

２.职业学校数控专业师资数量不足，素质不高

数控技术在近几年的广泛应用，引发了数控人才的大量需求。同时，造成数控专业师资，特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控专业师资严重不足。由于缺乏熟悉企业生产实际，并能够承担数控教学工作的“双师（教师、工程师）型”专业教师，严重制约了现代数控技术人才培养水平的提高。

3.数控实训设备条件差，数量严重不足

由于数控设备比较昂贵，所以，大多数学校的数控设备都严重不足。每个学生独立动手实际操作的机会不多，同样制约着教学质量的提高。

二、课程改革

职业教育的培养目标是以社会职业岗位的实际需要为培养依据,强调应用性，突出综合实践能力的培养，因此，如何在硬件资源有限的情况下，构建一个以就业为导向、符合职业教育目标要求的教学体系，显得尤为重要。

近几年，笔者所在学校结合自己的实际情况，以及市场对人才的需要，对该课程做了一些改革，采取了“理论、仿真、实操一体化”的教学方法，取得了比较好的效果。

1.编写校本教材

为了充分发挥学校现有设备的作用，实现理论教学和实践教学一体化，学校组织各专业教师共同合作编写了一套校本教材。教材中，基本理论知识以“必需、够用”为原则，以学校现有的数控系统为重点，同时也介绍了目前较先进的一些数控机床及高速切削知识。

(１)编写了《数控编程和仿真一体化教材》。传统的教学模式中，理论教学和实践教学是独立的，从而割断了理论与实践之间的联系，增加了学生学习的难度。为了能将理论与实践更好地融合在一起，同时提高学生学习的兴趣，目前多采用“一体化”的教学模式，即将理论知识和实践操作融合起来，将课堂从教室移到实训场地，从生产实践开始，让学生先有一个感性认识，再从理论上进行分析、归纳和总结，提高了学生学习的积极性，也提高了学生的理解能力和认知程度。但是，由于实训设备及场地的限制，真正实现“一体化”教学对于大多数学校来说，是很难做到的。那么，如何解决这个矛盾呢？利用仿真软件来缓解数控设备的不足，应该是目前用的较多的方法了，即实现理论与仿真教学于一体，将课堂从教室移到机房，利用仿真软件模拟生产现场，让学生对所学知识先有一个感性认识，提高学习兴趣，让学生真正体会到学习知识的目的是为了应用，在应用中找出自己现有知识结构的欠缺，促使自己进一步学习相关的理论知识，即“学以致用，以用促学”。

(２)编写了实训教材。利用仿真软件只能够让学生熟悉数控系统的编程指令及操作面板，不能真实反映实际的切削情况，特别是加工工艺的选择，如刀具的选择及切削用量的设置对切削精度的影响等，因此，仿真绝不能取代实训操作。为了有效地实现理论和实践的有效结合，编写紧密结合理论教材的实训教材，实现了理论、仿真、实操的一体化教学，即先从理论上介绍编程知识和技巧，然后利用仿真系统进行初步练习，最后在机床上进行验证。这样，不仅让学生熟悉了所学的基本编程方法，又将加工工艺方面的知识有效融合进来，缩短了教学与生产实践的距离，取得了较好的教学效果。

2.采用多种教学模式

(１)采用一体化教学模式。采用理论、仿真、实操一体化的教学模式，利用仿真软件克服数控设备的不足，实现理论与实践的有机结合。边讲、边仿真、边训练的方式，可以在不断训练学生专业技能的同时，提高其综合素质，调动学生的学习积极性。

(２)采用行为引导型教学方式。行为引导型教学是以学生为中心、以能力为根本的教学活动模式组织教学；行为引导型教学是让学生在教师所设计的学习环境中进行学习，使学生在学习环境中熟悉生活和学习技能，其核心是通过课堂教学引导学生提高多方面的能力，从根本上改变传统教育以知识为本、以教师为中心的教学模式，形成以能力为本、以学生为中心的新的教学局面，有效地提高学生的综合素质，特别是能力素质，使学生学会学习、学会应用、学会创新。

3.改革评价体系

传统的教学模式中，多是通过期末考核分数对学生进行评价，造成很多学生为应付考试而学习，往往到最后临时抱佛脚，忽略了学习过程，对所学内容理解不深，对实操训练及后续课程的学习都带来了一定的困难，影响学生的学习主动性和积极性，形成恶性循环。为解决这种矛盾，笔者将课程考核与技能考核相结合，将实际操作和应用能力作为课程教学与课程考核的重点。在课程考核中，采用总结性评价和形成性评价两种体系，不仅评价考核结果，更看重学习的过程；对在学习过程中积极参与表现出来的良好个性品质，给予充分的鼓励、肯定、嘉奖；采用学生讨论评价的方式，在研讨中发现问题，得出正确结果。这样，学习的主动性、积极性也就得到了培养。

三、提高专业教师的素质

采用一体化教学模式，对教师也提出了更高的要求，要求教师既能承担数控专业的理论教学工作，同时又要熟悉生产实际。培养一支高素质的“双师型”教师队伍，是提高教学效果的直接保证。为此，理论教师和实习教师之间展开了“帮教带”的活动，即理论教师跟随实习教师下到实习车间熟悉各种生产工艺，并获得相应的技能等级证书；同时，实习教师在理论教师的帮助下，不断提高自己的理论水平。学校领导也在资金紧缺的情况下，每年派遣一定数量的老师外出学习，不断提高师资队伍的综合素质。

数控车削编程与操作 篇12

1 应用实例

加工图示曲线轮廓零件, 毛坯为棒料, 材料为45钢。工件原点设在工件右端面的中心 (见图1) 。

1.1工艺路线的确定。加工该零件上抛物线、椭圆、正弦曲线等组成的外轮廓, 刀具先定位到工件外某一点, 作为循环起点。使用复合循环指令, 分几次走刀完成。

1.2函数曲线轮廓的数学模型分析。数控编程由于没有各种非圆曲线的插补指令, 需要根据曲线轮廓的解析方程y=f (x) , 将其中的一个参数变量在它的定义域内从一个极限值以一定的插补步进距离逐渐向另一个极限值变化从而求出任意一个中间点的坐标值, 再用直线插补G01进行拟合加工。插补采用的步进距离要根据零件轮廓的精度确定。常见曲线轮廓是标准方程的, 可直接使用;若曲线轮廓的解析方程不是标准的, 可用数学方法进行推导转化[2]。正弦曲线轮廓方程

1.4程序编制。使用FANUC数控系统, 程序如下:

2 坐标处理和 G 指令的选用

编制宏程序的难点之一就是椭圆和周期函数曲线的坐标处理。椭圆曲线上点的坐标要代入椭圆中心在编程坐标系中的坐标, 相当于椭圆 (中心) 沿坐标轴向左平移L1;正弦曲线起始点的Z、X坐标分别为Z- (L1+L2) 和Xd2/2, 正弦曲线终点的Z、X坐标分别为Z- (L1+L2+L4) 和Xd2/2, 其变化周期为L4, 数控车床X轴采用直径编程, 因此X坐标要乘2。为了编程方便, 把系统参数3401.0设为1。在数控车床坐标系中, Z、X轴相当于我们习惯的x、y坐标轴。由于该零件外形不是单调变化的, 需要用G73指令来编程。为获得表面粗糙度值基本相同的表面, 使用恒定线速度切削控制指令G96。车削具有锥度、圆弧等回转体零件外表面时, 为避免出现欠切或过切现象, 要使用刀尖圆弧半径补偿。G40为取消刀尖圆弧半径补偿指令, G42为刀尖圆弧半径右补偿。一般在程序开始时建立刀补, 在程序结束时必须取消刀补, 否则就会导致错误。

结束语

对于有复杂空间曲线外形的零件, 只能以变量的形式编程, 并用宏程序的计算功能来计算刀具轨迹, 简化程序的编制。在运用宏程序编程时, 如变量设置不当, 程序就会出错, 加工出来的零件不符合要求。因此, 编程前要正确制定加工工艺, 确定好走刀路线, 这是基础和前提。希望该实例能给读者带来启示, 对我们的教学和生产起到一定的作用。

参考文献

[1]邵伟平.宏程序在数控加工编程中的应用[J].机械制造, 2007, 4:45-47.