1、 认识数控车床认识数控车床任务任务1 填写数控加工工艺文件填写数控加工工艺文件任务任务 2 数控车床操作（广州数控数控车床操作（广州数控980T980T）系统）系统任务任务 3 销轴的编程与加工销轴的编程与加工任务任务 4数控车床是数控机床中结构较为简单，用途十分数控车床是数控机床中结构较为简单，用途十分广泛的机床之一。它能加工各种回转体零件。下广泛的机床之一。它能加工各种回转体零件。下面我们就来认识一下数控车床，并学习相关的安面我们就来认识一下数控车床，并学习相关的安全文明生产等方面的知识。全文明生产等方面的知识。二、任务分析二、任务分析 本任务学习时先通过观看多媒体课件了本任务学习时先通过
2、观看多媒体课件了解数控机床，然后进行现场参观，让学生解数控机床，然后进行现场参观，让学生对数控机床有一定的感性认识，为下一步对数控机床有一定的感性认识，为下一步的学习奠定基础，在轻松愉快的氛围中掌的学习奠定基础，在轻松愉快的氛围中掌握所学内容。握所学内容。1.数控车床的组成数控车床的组成（1）数控装置）数控装置切断时的切削深度等于切断刀刀体的宽度。切断时的切削深度等于切断刀刀体的宽度。（2）输入）输入/输出设备输出设备三、相关知识三、相关知识 图图1-1 控制介质控制介质 a）移动硬盘）移动硬盘 b）U盘盘 c）磁盘）磁盘a）b）c）（3）伺服系统）伺服系统 图图1-2 驱动装置驱动装置 图图
3、1-3 伺服电动机伺服电动机（4）驱动装置）驱动装置（5）辅助控制装置）辅助控制装置图图1-4 可编程控制器可编程控制器PLC（6）检测装置）检测装置 a)直线光栅直线光栅 b)光电编码器光电编码器图图1-5 常用检测元件常用检测元件（7）机床本体）机床本体2.数控车床的分类数控车床的分类（1）按进给伺服系统控制方式分类）按进给伺服系统控制方式分类1）开环控制系统）开环控制系统(图图1-6)图图1-6 开环控制系统开环控制系统半闭环控制系统半闭环控制系统(图图1-7)2）闭环控制系统）闭环控制系统图图1-7 半闭环控制系统半闭环控制系统 全闭环控制系统全闭环控制系统(图图1-8)直线位 移检测
4、装 置工作台伺服电动 机放 大电 路指 令值位 置反馈比较器图图1-8 全闭环控制系统全闭环控制系统（2）按功能分类）按功能分类1)经济型数控车床经济型数控车床 2)普通数控车床普通数控车床 3)车削加工中心车削加工中心（3）按主轴的配置形式分类）按主轴的配置形式分类1）卧式数控车床）卧式数控车床(图图1-9)图图1-9 卧式数控车床卧式数控车床 图图1-10 立式数控车床图立式数控车床图 2）立式数控车床）立式数控车床(图图1-10)3.数控车床的用途与特点数控车床的用途与特点（1）数控车床的用途）数控车床的用途（2）数控车床的特点）数控车床的特点 1）适应性强）适应性强 2）适合加工复杂型
5、面的零件）适合加工复杂型面的零件 3）加工精度高，质量稳定）加工精度高，质量稳定 4）生产效率高）生产效率高 5）工序集中，一机多用）工序集中，一机多用 6）减轻劳动强度，改善劳动条件）减轻劳动强度，改善劳动条件 7）价格较高且调试和维修较复杂）价格较高且调试和维修较复杂多媒体设备、课件，数控机床车间。多媒体设备、课件，数控机床车间。四、任务准备四、任务准备1.教师利用多媒体课件讲解重点知识教师利用多媒体课件讲解重点知识2.教师带领学生数控车间参观，进行教师带领学生数控车间参观，进行 互动学习互动学习 工艺路线设计好后工艺路线设计好后,以表格（卡片）形式记录下以表格（卡片）形式记录下来的技术文
6、件就是工艺文件。这些技术文件是来的技术文件就是工艺文件。这些技术文件是对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明对数控加工的具体说明，目的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具切削用量及其它技术问题。下面所选用的刀具切削用量及其它技术问题。下面介绍工艺文件的三个卡片，通过填写工艺文件介绍工艺文件的三个卡片，通过填写工艺文件，掌握工艺文件中所涉及的知识。，掌握工艺文件中所涉及的知识。二、任务分析二、任务分析 工艺文件是编写程序前必需掌握的工艺文件是编写程序前必需掌握的内容，是编程前的准备工作，为零件的编内容，是编程前的准备工作，为
7、零件的编程加工提供参数选择依据。本任务通过介程加工提供参数选择依据。本任务通过介绍分析数控加工的工艺路线、刀具、切削绍分析数控加工的工艺路线、刀具、切削用量、工件安装及加工方案，了解工艺文用量、工件安装及加工方案，了解工艺文件的填写内容，掌握工艺路线的设计方法、件的填写内容，掌握工艺路线的设计方法、步骤，选择刀具、切削用量、工件安装的步骤，选择刀具、切削用量、工件安装的方法，能确定加工方案。为零件编程及加方法，能确定加工方案。为零件编程及加工做准备。工做准备。1.工艺文件工艺文件（1）数控加工刀具卡片）数控加工刀具卡片（2）数控加工工艺卡片）数控加工工艺卡片（3）数控加工程序单）数控加工程序单
8、三、相关知识三、相关知识2.工艺文件的相关知识工艺文件的相关知识（1）数控加工工艺路线设计中应注意的几）数控加工工艺路线设计中应注意的几个问题个问题 1）工序的划分）工序的划分以一次安装、加工作为一道工序。以一次安装、加工作为一道工序。以同一把刀具加工的内容划分工序。以同一把刀具加工的内容划分工序。以加工部位划分工序。以加工部位划分工序。以粗、精加工划分工序。以粗、精加工划分工序。（2）工序的安排）工序的安排 1）上道工序的加工不能影响下道工序的）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有普通车床加工工定位与夹紧，中间穿插有普通车床加工工序的也应综合考虑。序的也应综合考虑。2）先进
9、行内腔加工，后进行外形加工。）先进行内腔加工，后进行外形加工。3）以相同定位、夹紧方式或同一把刀具）以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数和换刀次数。定位次数和换刀次数。4）数控加工工序与普通工序的衔接）数控加工工序与普通工序的衔接（3）数控加工工艺处理的原则和步骤）数控加工工艺处理的原则和步骤1）数控加工工艺处理的一般原则）数控加工工艺处理的一般原则因地制宜因地制宜总结经验总结经验灵活运用灵活运用考虑周全考虑周全2）数控加工工艺处理的步骤）数控加工工艺处理的步骤图样分析图样分析工艺分析工艺分析工艺准备工艺准备工艺设计工
10、艺设计实施编程实施编程（4）数控车床刀具的选择）数控车床刀具的选择1）刀具性能）刀具性能强度高。强度高。精度高。精度高。适应高速和大进给量切削。适应高速和大进给量切削。可靠性好。可靠性好。使用寿命长。使用寿命长。断屑及排屑性能好。断屑及排屑性能好。2）刀具材料性能）刀具材料性能 刀具材料必须具备的主要性能同普通车刀具材料必须具备的主要性能同普通车床刀具材料的性能。床刀具材料的性能。3）刀具的类型）刀具的类型 机夹可转位车刀。机夹可转位车刀。涂层刀具。涂层刀具。非金属材料刀具。非金属材料刀具。（5）基准）基准 1）基准的分类）基准的分类基准分为设计基准和工艺基准两大类。其基准分为设计基准和工艺基
11、准两大类。其中，工艺基准又分为定位基准、测量基准中，工艺基准又分为定位基准、测量基准和装配基准等。和装配基准等。2）定位基准）定位基准3）定位基准的选择）定位基准的选择粗基准选择原则粗基准选择原则.选择重要表面为粗基准选择重要表面为粗基准.选择加工余量最小的表面为粗基准选择加工余量最小的表面为粗基准.选择较为平整光洁、加工面积较大的表选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准面为粗基准.选择不加工表面为粗基准选择不加工表面为粗基准.粗基准应避免重复使用粗基准应避免重复使用精基准的选择原则精基准的选择原则.基准重合基准重合.基准统一基准统一.自为基准自为基准.互为基准互为基准.装夹方便装夹方便
12、（6）确定切削用量）确定切削用量1）背吃刀量的确定）背吃刀量的确定2）切削速度的确定）切削速度的确定3）进给量的确定）进给量的确定在满足表面质量的条件下，为提高生产效率，可在满足表面质量的条件下，为提高生产效率，可选择较高的进给量。选择较高的进给量。切断、车削深孔或用高速钢刀具车削时，宜选择切断、车削深孔或用高速钢刀具车削时，宜选择较低的进给量，如切断时取较低的进给量，如切断时取0.050.2mm/r在粗车时进给量的取值可大一些，精车应小一些在粗车时进给量的取值可大一些，精车应小一些如一般粗车时取如一般粗车时取0.30.8mm/r。dn1000进给量应与切削速度和背吃刀量相适应进给量应与切削速
13、度和背吃刀量相适应（7）制定加工方案）制定加工方案 1）常用加工方案）常用加工方案 先粗后精先粗后精 先近后远先近后远 先内后外先内后外2）制定加工方案的要求）制定加工方案的要求程序段最少程序段最少进给路线最短进给路线最短.巧用起刀点。巧用起刀点。.选择最短的切削进给路线。选择最短的切削进给路线。灵活选用不同形式的切削路线。灵活选用不同形式的切削路线。（8）程序编制流程）程序编制流程1）分析零件图和工艺方案）分析零件图和工艺方案数控机床上确定工艺方案、工艺路线的数控机床上确定工艺方案、工艺路线的原则是原则是:.应考虑数控机床使用的合理性及经济性应考虑数控机床使用的合理性及经济性,并充分发挥数控
14、机床的功能。并充分发挥数控机床的功能。.保证零件的加工精度和表面粗糙度要求保证零件的加工精度和表面粗糙度要求.尽量缩短加工路线尽量缩短加工路线,减少空行程时间和减少空行程时间和换刀次数换刀次数,以提高生产率。以提高生产率。.尽量使数值计算方便尽量使数值计算方便,程序段少程序段少,以减少以减少编程工作量。编程工作量。.合理选取起刀点、切入点和切入方式合理选取起刀点、切入点和切入方式,保保证切入过程平稳证切入过程平稳,没有冲击。没有冲击。.保证加工过程的安全性保证加工过程的安全性,避免刀具与非避免刀具与非加工面的干涉。加工面的干涉。零件的安装与夹具的选择零件的安装与夹具的选择,应考虑以下三应考虑以
15、下三点点:.尽量选择通用、组合夹具尽量选择通用、组合夹具,一次安装中把一次安装中把零件的所有加工面都加工出来零件的所有加工面都加工出来,.特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧过程过程,以减少辅助时间以减少辅助时间,必要时可以考虑采用必要时可以考虑采用专用夹具。专用夹具。.所用夹具应便于安装所用夹具应便于安装,便于协调工件和机便于协调工件和机床坐标系的尺寸关系。床坐标系的尺寸关系。刀具和切削用量刀具和切削用量 选择刀具时应根据工件材料的性能、机选择刀具时应根据工件材料的性能、机床的加工能力、加工工序的类型、切削用床的加工能力、加工工序的类型、切削用量以及其他与加工
16、有关的因素来选择刀具。量以及其他与加工有关的因素来选择刀具。切削用量包括切削用量包括:主轴转速、进给速度、切主轴转速、进给速度、切削深度等。削深度等。2）数学处理）数学处理选择编程原点选择编程原点图图1-23 车削加工的编程原点车削加工的编程原点基点基点非圆曲线数学处理的基本过程非圆曲线数学处理的基本过程3）编写零件加工程序单）编写零件加工程序单4）程序的输入及检验）程序的输入及检验1.零件图纸零件图纸 四、任务准备四、任务准备图图1-24 螺纹轴螺纹轴2.工艺文件工艺文件（1）数控加工刀具卡片。）数控加工刀具卡片。（2）数控加工工艺卡片。）数控加工工艺卡片。1.零件图工艺分析零件图工艺分析（
17、1）该零件表面由退刀槽和三角螺纹组成）该零件表面由退刀槽和三角螺纹组成的，尺寸精度和表面粗糙度要求不高。已的，尺寸精度和表面粗糙度要求不高。已知毛坯材料为知毛坯材料为45钢，毛坯尺寸为钢，毛坯尺寸为35mm103mm的圆棒料。螺纹加工可的圆棒料。螺纹加工可用用G32或或G92或或G76指令进行编程。指令进行编程。五、任务实施五、任务实施（2）选择设备）选择设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选用根据被加工零件的外形和材料等条件，选用GSK980T数控车床。数控车床。（3）确定零件的定位基准和装夹方式）确定零件的定位基准和装夹方式 选择三爪自定心卡盘进行装夹，如果选择三爪自定心卡盘进行装夹，
18、如果35外圆外圆已精加工，避免夹伤，也可选择软卡爪。已精加工，避免夹伤，也可选择软卡爪。（4）确定加工顺序及进给路线）确定加工顺序及进给路线 1）粗、精车外圆及倒角。）粗、精车外圆及倒角。2）车退刀槽；）车退刀槽；3）车螺纹。）车螺纹。（5）选择刀具）选择刀具 因表面粗糙度要求不高，可选择一把因表面粗糙度要求不高，可选择一把YT15硬质合金可转位外圆右偏刀、一把硬质合金可转位外圆右偏刀、一把YT15硬质合金可转位车槽刀、一把硬质合金可转位车槽刀、一把YT15硬质合金可转位螺纹车刀。硬质合金可转位螺纹车刀。（6）选择切削用量）选择切削用量 1）背吃刀量的选择）背吃刀量的选择 轮廓粗车循环时选轮廓
19、粗车循环时选p=2mm，精车，精车p=0.5mm，螺纹每次切深根据螺距大小确，螺纹每次切深根据螺距大小确定定2）主轴转速的选择）主轴转速的选择 外圆粗车时外圆粗车时n=600r/min，精车，精车n=1250r/min；车槽；车槽n=600r/min；螺纹；螺纹n=500r/min。3）进给速度的选择）进给速度的选择 根据相关手册选择粗车、精车每转进给根据相关手册选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为进给量为0.2mm/r，精车每转进给量，精车每转进给量0.15mm/r，最后根据公式，最后根据公式vf=nf计算粗车、计算粗车、精车
20、进给速度分别为精车进给速度分别为200mm/min和和180mm/min。本任务主要由外圆、圆弧、槽等部分组成本任务主要由外圆、圆弧、槽等部分组成程序编制并不复杂，外圆部分可用复合指程序编制并不复杂，外圆部分可用复合指令令G71来加工，槽部分可用我们新学的指令来加工，槽部分可用我们新学的指令复合指令复合指令G75加工。加工。2.填写工艺文件卡片填写工艺文件卡片掌握数控加工程序的结构、组成，指令字的掌握数控加工程序的结构、组成，指令字的含义；理解含义；理解GSK980T数控系统面板上各按数控系统面板上各按键的功能和作用，并能熟练掌握它的操作方键的功能和作用，并能熟练掌握它的操作方法。法。二、任务
21、分析二、任务分析 该任务是学习数控车床编程与加工的基该任务是学习数控车床编程与加工的基础，包括坐标系统、程序的结构与组成、础，包括坐标系统、程序的结构与组成、程序指令字的意义、数控操作系统面板上程序指令字的意义、数控操作系统面板上按键的作用、数控车床的操作方法及相关按键的作用、数控车床的操作方法及相关的安全文明操作规程等内容。学习过程中的安全文明操作规程等内容。学习过程中如采用数控仿真软件与数控机床操作相结如采用数控仿真软件与数控机床操作相结合的方法，效果会更好。合的方法，效果会更好。1.数控车床坐标系统数控车床坐标系统（1）坐标轴和运动方向命名的原则）坐标轴和运动方向命名的原则三、相关知识三
22、、相关知识图图1-26 右手直角笛卡尔坐标系右手直角笛卡尔坐标系1）运动方向的确定）运动方向的确定实际编程时，假定刀具相对于静止的工件而运实际编程时，假定刀具相对于静止的工件而运动。当工件运动时，在坐标轴符号上加动。当工件运动时，在坐标轴符号上加“”表示。表示。按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀按相对运动的关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反。具运动的正方向相反。运动方向的规定：将增大刀具与工件距离的方运动方向的规定：将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向。向确定为各坐标轴的正方向。机床旋转坐标运动的正方向是按照右旋螺纹进机床旋转坐标运动的正方向是按照右旋螺纹进入
23、工件的方向。即车床主轴顺时针旋转的方向为入工件的方向。即车床主轴顺时针旋转的方向为“+C”。2）坐标轴的规定）坐标轴的规定先确定先确定Z坐标轴。按规定确定坐标轴。按规定确定X坐标轴。最后用坐标轴。最后用右手直角笛卡尔定则确定右手直角笛卡尔定则确定Y坐标轴。坐标轴。Z坐标轴：坐标轴：Z轴与主轴轴线重合，设轴与主轴轴线重合，设Z轴远离工轴远离工件（即增大刀具与工件之间的距离）的方向为件（即增大刀具与工件之间的距离）的方向为Z轴的正方向（如图轴的正方向（如图1-27所示）。所示）。X坐标轴：坐标轴：X轴垂直于轴垂直于Z轴，对应于刀架的径向轴，对应于刀架的径向移动，设移动，设X轴远离工件的轴心线（即增
24、大刀具与轴远离工件的轴心线（即增大刀具与工件之间的距离）的方向为工件之间的距离）的方向为X轴的正方向。轴的正方向。Y坐标轴（车床上通常为虚设轴）：坐标轴（车床上通常为虚设轴）：Y坐标轴坐标轴根据根据Z和和X坐标轴，按照右手直角笛卡尔坐标系坐标轴，按照右手直角笛卡尔坐标系确定。确定。（2）机床坐标系）机床坐标系 1）机床坐标系的原点）机床坐标系的原点图图1-28 机床原点机床原点 图图1-29 数控车床坐标系数控车床坐标系2）机床参考点）机床参考点图图1-30 机床坐标系机床坐标系（3）编程坐标系）编程坐标系1）编程坐标系）编程坐标系2）编程原点）编程原点3）对刀点）对刀点图图1-31编程坐标系
25、及对刀点编程坐标系及对刀点2.程序的结构及功能代码程序的结构及功能代码（1）零件程序的结构）零件程序的结构1）程序号）程序号2）程序内容）程序内容3）程序结束）程序结束4）程序指令字的格式）程序指令字的格式（2）功能代码）功能代码1）准备功能）准备功能 准备功能又称准备功能又称“G功能功能”或或“G代码代码”，是由地址字是由地址字G和后面的两位数来表示的，和后面的两位数来表示的，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作偏置等多种加工操作.2）辅助功能）辅助功能 辅助功能也称
26、辅助功能也称M功能，它用于控制零件功能，它用于控制零件程序的走向，并用来指定机床辅助动作及程序的走向，并用来指定机床辅助动作及状态。状态。CNC内定的辅助功能内定的辅助功能.M00（程序暂停）（程序暂停）.M30(程序结束并返回程序结束并返回).M98、M99(子程序调用子程序调用)PLC设定的辅助功能设定的辅助功能 .主轴控制指令主轴控制指令 M03启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针启动主轴以程序中编制的主轴速度顺时针方向旋转。方向旋转。M04启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转。方向旋转。M05使主轴停止旋转。使主轴停止旋转。.冷却控制指令冷却
27、控制指令 M08打开切削液。打开切削液。M09关闭切削液。关闭切削液。3）主轴功能（）主轴功能（S功能）功能）主轴功能控制主轴转速，其后的数值表主轴功能控制主轴转速，其后的数值表示主轴转速数值，单位为示主轴转速数值，单位为r/min。在使用恒线速度功能时（在使用恒线速度功能时（G96），），S指令指令为切削线速度，单位为为切削线速度，单位为m/min。4）刀具功能（）刀具功能（T功能）功能）刀具功能也称刀具功能也称T功能，它是由地址符功能，它是由地址符T和和后续数字组成。后续数字组成。5）进给功能（）进给功能（F功能）功能）进给功能也称进给功能也称F功能，功能，F指令表示坐标轴指令表示坐标轴的
28、进给速度，它的单位取决于的进给速度，它的单位取决于G98或或G99指指令。令。G98表示每分钟进给量，单位为表示每分钟进给量，单位为mm/min。G99表示每转进给量，单位为表示每转进给量，单位为mm/r。F指令为模态指令。指令为模态指令。数控车床计算机模拟仿真软件、数控车床。数控车床计算机模拟仿真软件、数控车床。四、任务准备四、任务准备1.数控车床的操作面板（广州数控数控车床的操作面板（广州数控980T）系统）系统 （1）数控系统操作面板）数控系统操作面板 五、任务实施五、任务实施屏 幕 显 示屏 幕 显 示器器指示指示灯灯编辑键盘编辑键盘显示页面显示页面键键图图1-32 数控系统操作面板数
29、控系统操作面板 1）显示页面按钮）显示页面按钮 2）编辑键盘按钮的名称及用途）编辑键盘按钮的名称及用途 （2）数控车床操作面板）数控车床操作面板 1）数控车床操作面板）数控车床操作面板 2）机床操作面板各按钮的名称及用途）机床操作面板各按钮的名称及用途 2.机床准备及参数选择（以机床准备及参数选择（以GSK980T系统数控仿真软件为例）系统数控仿真软件为例）（1）选择机床类型）选择机床类型图图1-34 选择机床类型选择机床类型（2）接通机床电源）接通机床电源（3）机床回零）机床回零（4）设置工件坐标系原点（对刀）设置工件坐标系原点（对刀）（5）参数设置）参数设置3.机床操作机床操作（1）手动方
30、式）手动方式 1）手动返回程序起点）手动返回程序起点 2）手动连续进给）手动连续进给（2）单步进给）单步进给（3）手轮进给）手轮进给（4）手动辅助机能操作）手动辅助机能操作1)手动换刀手动换刀2)冷却液开关冷却液开关3)润滑开关润滑开关4)主轴正转主轴正转5)主轴反转主轴反转6)主轴停止主轴停止7)主轴倍率增加，减少主轴倍率增加，减少8)快速进给倍率增加，减少快速进给倍率增加，减少9)进给速度倍率增加，减少进给速度倍率增加，减少（5）自动方式）自动方式 1）自动）自动/单段方式的启动单段方式的启动 2）自动运行停止）自动运行停止 3）检查程序运行轨迹）检查程序运行轨迹（6）录入方式（）录入方式
31、（MDI方式）方式）（7）空运行方式）空运行方式（8）数控程序处理）数控程序处理 1）新建数控程序）新建数控程序 2）程序字的插入、修改和删除）程序字的插入、修改和删除 3）程序号检索）程序号检索 4）程序的删除）程序的删除 5）程序的导出、导入）程序的导出、导入（9）数据显示）数据显示 1）程序存储器使用量的显示）程序存储器使用量的显示 2）当前位置的显示）当前位置的显示 3）指令值的显示）指令值的显示 4）加工时间、零件数显示）加工时间、零件数显示图图1-61 销轴销轴 一、任务描述一、任务描述 轴类零件是在数控车床上加工的典型零件之一，轴类零件是在数控车床上加工的典型零件之一，如常见的有
32、台阶轴、细长轴、偏心轴、复杂轴等如常见的有台阶轴、细长轴、偏心轴、复杂轴等零件，它们的特点是直径方向尺寸较小，而长度零件，它们的特点是直径方向尺寸较小，而长度方向尺寸较大，加工的部位主要是外表面，我们方向尺寸较大，加工的部位主要是外表面，我们称这样的零件为轴类零件。如图称这样的零件为轴类零件。如图1-61所示为一销所示为一销轴零件图，图轴零件图，图1-62为销轴实物图，生产类型为单为销轴实物图，生产类型为单件或小批量生产，无热处理工艺要求，试正确设件或小批量生产，无热处理工艺要求，试正确设定工件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的定工件坐标系，制定加工工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，正
33、确编制数控加工程序并刀具和切削工艺参数，正确编制数控加工程序并完成零件的加工。完成零件的加工。图图1-62 销轴实物图销轴实物图 二、任务分析二、任务分析 该零件只有直径为该零件只有直径为20的精度较高，其他尺寸的精度较高，其他尺寸精度要求不高，表面粗糙度全部为精度要求不高，表面粗糙度全部为Ra3.2，要求，要求一般，外圆端面加工较为简单，注意保证精度要一般，外圆端面加工较为简单，注意保证精度要求即可。零件可以用求即可。零件可以用G01、G90指令加工外圆，指令加工外圆，可用可用G94指令来加工端面，但指令来加工端面，但G01编程时会使程编程时会使程序段增加，且计算量较大，编程容易出错，如果序
34、段增加，且计算量较大，编程容易出错，如果采用固定循环指令采用固定循环指令G90加工会使程序简短。通过加工会使程序简短。通过学习销轴的编程与加工，使学生掌握轴类零件的学习销轴的编程与加工，使学生掌握轴类零件的数控加工工艺知识、工件安装、刀具选择与安装、数控加工工艺知识、工件安装、刀具选择与安装、常用指令常用指令(G00、G01、G94、G90)格式及用法及格式及用法及零件加工与质量分析等。零件加工与质量分析等。三、相关知识三、相关知识1.加工工艺的确定加工工艺的确定（1）零件的装夹）零件的装夹1）使用普通三爪自定心卡盘装夹，工件安装后）使用普通三爪自定心卡盘装夹，工件安装后一般不需要校正，只控制
35、长度即可。一般不需要校正，只控制长度即可。2）用软卡爪装夹，并适当增加夹持面的长度，）用软卡爪装夹，并适当增加夹持面的长度，以保证定位准确，装夹稳固。以保证定位准确，装夹稳固。3）同轴度要求高或需经多道工序才能完成的工）同轴度要求高或需经多道工序才能完成的工件，可采用一夹一顶或两顶尖方式装夹。件，可采用一夹一顶或两顶尖方式装夹。（2）选择刀具及加工方式）选择刀具及加工方式 1）尽量选择通用标准刀具。）尽量选择通用标准刀具。2）尽量选择可转位车刀。）尽量选择可转位车刀。3）根据零件材料选择特殊刀具。）根据零件材料选择特殊刀具。（3）选择切削用量）选择切削用量2.编程指令编程指令（1）快速点定位指
36、令）快速点定位指令G00 1）指令格式）指令格式 G00 X（U）_ Z（W）_；X、Z：目标点的坐标；：目标点的坐标；U、W：目标点相对前一点的增量坐标。：目标点相对前一点的增量坐标。2）说明：）说明：G00的执行过程：刀具由程序起始点加的执行过程：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。到终点，实现快速点定位。刀具的实际运动路线有时不是直线，刀具的实际运动路线有时不是直线，而是折线，因此使用而是折线，因此使用G00时，要注意刀具时，要注意刀具与工件是否发生干涉，对不适合联动的场与工件是否发生干涉，对不适合联动的场合，
37、两轴可单动。合，两轴可单动。（2）直线插补指令）直线插补指令G01 1）指令格式）指令格式 G01 X（U）_ Z（W）_ F；X、Z：目标点坐标；：目标点坐标；U、W：目标点相对前一点的增量坐标；：目标点相对前一点的增量坐标；F：进给速度。：进给速度。2)说明：说明：G01指令后的坐标值取绝对值编程还是指令后的坐标值取绝对值编程还是增量值编程，由编程者根据情况决定。增量值编程，由编程者根据情况决定。进给速度由进给速度由F指令决定。指令决定。F指令也是模指令也是模态指令，即：程序中的态指令，即：程序中的F指令在没有新的指令在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中指令以前一直有效，不必在
38、每个程序段中都写入都写入F指令。指令。（3）内外径切削固定循环）内外径切削固定循环G90 1）指令格式）指令格式 G90 X(U)_Z(W)_F_；X，Z：切削终点的绝对坐标值；：切削终点的绝对坐标值；U，W：切削终点的增量坐标值；：切削终点的增量坐标值；F：进给速度。：进给速度。例例1：加工如图：加工如图1-65所示的工件，编写所示的工件，编写加工程序见表加工程序见表1-17。图图1-65 外圆切削循环加工外圆切削循环加工 加工程序加工程序程序说明程序说明O0001；程序号程序号G99 M03 S600 T0101；主轴正转启动，转速为主轴正转启动，转速为600600r/min，选择，选择1
39、 1号刀及号刀及1 1号刀号刀补补G00 X42.0 Z2.0；刀具快速移动到循环起点位置刀具快速移动到循环起点位置G90 X35.0 Z-25.0 F0.2；循环第一刀外圆车至循环第一刀外圆车至35mm35mmX31.0；循环第二刀外圆车至循环第二刀外圆车至31mm31mm，留余量，留余量1mmX30.0；循环第三刀加工循环第三刀加工30mm30mm外圆及阶台至尺寸外圆及阶台至尺寸GOO X100.Z100.；车刀远离工件车刀远离工件M30；程序结束，光标返回程序头程序结束，光标返回程序头表表1-17 G90应用实例应用实例2）说明）说明在固定循环切削过程中，在固定循环切削过程中，M、S、T
40、等功等功能不能改变，如需改变，须在能不能改变，如需改变，须在G00或或G01状状态下变更。态下变更。每执行完一句每执行完一句G90切削循环后，车刀返切削循环后，车刀返回循环起点。回循环起点。（4）端面车削循环（）端面车削循环（G94）1）指令格式）指令格式 G94 X(U)_Z(W)_F_；X，Z：切削终点的绝对坐标值；：切削终点的绝对坐标值；U，W：切削终点的增量坐标值；：切削终点的增量坐标值；F：进给速度：进给速度例例2 加工如图加工如图1-67所示的工件，编写所示的工件，编写加工程序见表加工程序见表1-18图图1-67 G94应用实例应用实例加工程序加工程序程序说明程序说明O0002；程
41、序号程序号G99 M03 S600 T0101；主轴正转启动，转速为主轴正转启动，转速为600600r/min，选择，选择1 1号刀及号刀及1 1号刀补号刀补G00 X52.Z2.；刀具快速移动至循环起点刀具快速移动至循环起点G94 X20.0 Z-3.5 F0.2；循环第一刀加工，循环第一刀加工，Z Z轴进刀轴进刀3.53.5mmZ-7.0；循环第二刀加工，循环第二刀加工，Z Z轴进刀轴进刀3.53.5mmZ-10.0；循环第三刀加工，循环第三刀加工，Z Z轴进刀轴进刀3 3mmG00 X100.Z100.；刀具远离工件刀具远离工件M30；程序结束，光标返回程序头程序结束，光标返回程序头表表
42、1-18 G94应用实例应用实例四、任务准备四、任务准备1.设备选择设备选择 选用广州数控选用广州数控GSK980系统数控车床；计算系统数控车床；计算机及仿真软件；采用三爪自定心卡盘装夹。机及仿真软件；采用三爪自定心卡盘装夹。2.零件毛坯零件毛坯 选用选用40mm55mm棒料，多件练习时也可以棒料，多件练习时也可以采用加长棒料，毛坯材质为采用加长棒料，毛坯材质为45钢。钢。3.刀具类型刀具类型 选用选用90外圆右偏车刀外圆右偏车刀（1）钢直尺：）钢直尺：0200mm。（2）游标卡尺：）游标卡尺：0.02mm/0150mm。（3）外径千分尺：）外径千分尺：0.01mm/025mm。（4）表面粗糙
43、度样板。）表面粗糙度样板。4.量具选用量具选用五、任务实施五、任务实施1.确定加工工艺确定加工工艺（1）车削零件左端面。）车削零件左端面。（2）粗、精车零件左端）粗、精车零件左端38外圆柱面，长度外圆柱面，长度21mm。（3）工件调头，车右端面，保证总长尺寸）工件调头，车右端面，保证总长尺寸50mm合要求。合要求。（4）粗车）粗车200 0.03外圆，留精车余量外圆，留精车余量0.5mm。（5）精车）精车200 0.03外圆和倒角至尺寸要求外圆和倒角至尺寸要求2.程序的编制和输入程序的编制和输入 下面就用两种指令分别编写本任务的加下面就用两种指令分别编写本任务的加工程序，见表工程序，见表1-2
44、1、1-22。（1）程序方案一）程序方案一加工程序加工程序程序说明程序说明实物图实物图O0003；程序名程序名G97 G99 M03 S800 T0101 F0.15;主轴正转，转速为主轴正转，转速为800800r/min，选择，选择1 1号刀及号刀及1 1号刀补号刀补G00 X42.Z2.;刀具快速靠近工件刀具快速靠近工件Z0.;Z向进刀向进刀G01 X-1.;车左端面车左端面G00 Z2.;Z轴退刀轴退刀X37.9;X X轴退刀轴退刀G01 Z-22.;车车38外圆外圆X42.;X向退刀向退刀G00 X100.Z100.;车刀远离工件车刀远离工件表表1-21 用用G01指令加工销轴程序指令
45、加工销轴程序M00;程序暂停，测量、调头程序暂停，测量、调头M03 S900 T0101;主轴正转，转速主轴正转，转速900r/minG00 X42.Z2.;车刀靠近工件车刀靠近工件Z1.;Z向进刀向进刀G01 X-1.F0.15;粗车右端面第一刀粗车右端面第一刀G00 Z2.;Z Z向退刀向退刀X42.;X向退刀向退刀Z0;Z向进刀向进刀G01 X-1.;精车右端面精车右端面G00 Z2.;Z向退刀向退刀X35.;X向退刀向退刀表表1-21 用用G01指令加工销轴程序（续表指令加工销轴程序（续表1）G01 Z-30.F0.2;粗车粗车200 0.03外圆，留外圆，留余量余量0.5mmX42.
46、;G00 Z2.;X30.;G01 Z-30.;X42.;G00 Z2.;X25.;G01 Z-30.;X42.;G00 Z2.;X20.5;G01 Z-30.;X42.;G00 Z2.;表表1-21 用用G01指令加工销轴程序（续表指令加工销轴程序（续表2）S1200;精车外圆转速精车外圆转速G00 X16.;X X向进刀向进刀G01 Z0 F0.1;精车精车200 0.03外圆外圆至尺寸并倒角至尺寸并倒角X20.Z-2.;Z-30.;X42.;G00 X100.Z100.;车刀远离工件车刀远离工件M30；程序结束光标返回程序程序结束光标返回程序头头表表1-21 用用G01指令加工销轴程序（
47、续表指令加工销轴程序（续表3）表表1-22 用用G90、G94切削循环指令加工销轴程序切削循环指令加工销轴程序加工程序加工程序程序说明程序说明实物图实物图O0004程序名程序名G99 M03 S800 T0101 F0.15;主轴正转，转速为主轴正转，转速为800800r/min，选，选择择1 1号刀及号刀及1 1号刀补号刀补G00 X42.Z2.;刀具快速移动到达循环起点刀具快速移动到达循环起点G94 X-1.Z1.F0.15;G94G94切削循环车削工件左端面切削循环车削工件左端面Z0;G90 X37.9 Z-22.F0.15;G90G90切削循环车削切削循环车削38mm38mm外圆外圆G
48、00 X100.Z100.;车刀快速退刀，远离工件车刀快速退刀，远离工件M00;程序暂停，测量、调头程序暂停，测量、调头M03 G99 S800 T0101 F0.15;主轴正转，转速为主轴正转，转速为800800r/min，选，选择择1 1号刀及号刀及1 1号刀补号刀补G00 X42.Z2.;车刀快速到达循环起点车刀快速到达循环起点G94 X-1.Z1.F0.15;G94G94切削循环车削工件右端面切削循环车削工件右端面Z0;S900;主轴转速主轴转速900r/minG90 X35.Z-30.F0.2;粗车粗车200 0.03外圆，留余量外圆，留余量0.5mmX30.;X25.;X20.5;
49、S1200;精车外圆转速精车外圆转速G00 X16.;精车精车200 0.03外圆至尺寸并外圆至尺寸并倒角倒角G01 Z0 F0.1;X20.Z-2.;Z-30.;X42.;G00 X100.Z100.;车刀远离工件车刀远离工件M30；程序结束光标返回程序头程序结束光标返回程序头表表1-22 用用G90、G94切削循环指令加工销轴程序（续表）切削循环指令加工销轴程序（续表）3.零件加工模拟零件加工模拟图图1-68 销轴加工过程模拟销轴加工过程模拟4.工件与刀具的安装工件与刀具的安装 工件和刀具在数控车床上的安装方法同工件和刀具在数控车床上的安装方法同普通车床要求基本相同。工件装夹在三爪普通车床
50、要求基本相同。工件装夹在三爪自定心卡盘上，装夹要牢固。车刀安装时自定心卡盘上，装夹要牢固。车刀安装时不宜伸出过长，刀尖高度应与机床中心等不宜伸出过长，刀尖高度应与机床中心等高。高。5.对刀并输入刀补值对刀并输入刀补值正确对刀，输入对应的刀补值，对刀结正确对刀，输入对应的刀补值，对刀结6.数控加工与精度控制数控加工与精度控制（1）加工）加工 首件加工应单段运行，通过机床控制面首件加工应单段运行，通过机床控制面板上的板上的“倍率选择倍率选择”按钮修正加工参数，按钮修正加工参数，然后自动运行加工，当程序暂停时可以对然后自动运行加工，当程序暂停时可以对加工尺寸检测，以保证精度要求。加工尺寸检测，以保证
