数控机床编程与操作教案.pdf

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数控机床编程与操作教案(DOC
36页):.
年月日
课课
第一章概述新授
题型
授课授课时2(总
日期数第)
教学
了解数控机床的特点。
目标
教学
数控机床的特点
重点
教学
数控机床的特点
难点
第一章概述
数控机床的特点
一、适应性强
板书
二、加工质量稳定
设计
三、生产效率高
四、加工精度高
五、工序集中,一机多用
教学教学方
教学内容
程序法:.
新课引入
新课讲授
1-1数控机床的特点
与普通机床相比,数控机床具讨论、分
有以下特点。析
一、适应性强
由于数控机床能实现多个坐标
的联动,所以数控机床能完成复杂
型面的加工,特别是对于可用数学
方程式和坐标点表示的形状复杂
的零件,加工非常方便。当改变加
工零件时,数控机床只需更换零件
加工的NC程序,不必用凸轮、靠
模、样板或其它模具等专用工艺装
备,且可采用成组技术的成套夹
具。因此,生产准备周期短,有利
于机械产品的迅速更新换代。所
以,数控机床的适应性非常强。
二、加工质量稳定
对于同一批零件,由于使用同一机
床和***及同一加工程序,***的
运动轨迹完全相同,且数控机床
是根据数控程序自动进行加工,可
以避免人为的误差,这就保证了零:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
四、加工精度高
数控机床有较高的加工精度,
~。数控
机床的加工精度不受零件复杂程
度的影响,机床传动链的反向齿轮
间隙和丝杠的螺距误差等都可以
通过数控装置自动进行补偿,其定
位精度比较高,同时还可以利用数
控软件进行精度校正和补偿。
五、工序集中,一机多用
数控机床特别是带自动换刀
的数控加工中心,在一次装夹的情
况下,几乎可以完成零件的全部加
工工序,一台数控机床可以代替数
台普通机床。这样可以减少装夹误
差,节约工序之间的运输、测量和
装夹等辅助时间,还可以节省车间
的占地面积,带来较高的经济效
益。
加工中心的工艺方案更与普通
机床的常规工艺方案不同,常规工
艺以“工序分散”为特点,而加工中
心则以工序集中为原则,着眼于减
少工件的装夹次数,提高重复定位
精度。:.
本次课主要是让学生了解数控机床与普
通机床相比,数控机床具有的特点,采取多
教后
记
媒体教学方式,进行边演示边讲解的教学方
式。
月日
课课
数控加工的工艺设计新授
题型
授课授课时1(总
日期数第)
1、掌握数控加工工艺分析和设计的基本方
教学
法。
目标
2、了解数控工艺文件的编写。:.
数控加工工艺内容的选择
数控加工工艺性分析
教学
数控加工工艺路线的设计
重点
数控加工工序的设计
技术文件的编写
数控加工工艺性分析和设计的设计的基本
教学
方法;
难点
数控工艺文件的编写。
1-2数控加工的工艺设计
一、数控加工工艺内容的选择
板书二、数控加工工艺性分析
设计三、数控加工工艺路线的设计
四、数控加工工序的设计
五、技术文件的编写
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****br/>新课讲授
1-2数控加工的工艺设计提示+讨论的教学
方式
一、数控加工工艺内容的选择
1、优先选择2、
不宜选择
二、数控加工工艺性分析
1、尺寸的标注
2、几何要素的条件
3、定位基准可靠
三、数控加工工艺路线的设计
1、工序的划分
2、顺序的安排
3、数控加工工序与普通加工工
序的衔接
四、数控加工工序的设计
1、走刀路线、工步顺序
2、定位基准
3、夹具选择
4、***选择
5、确定***与工件的相对位
置
6、加工用量
五、技术文件的编写:.
本次课主要是让学生了解数控加工工艺
的特点,并让学生对目前一些最先进的数控
教后
记
加工工艺技术有所了解。本次课内容采取多
媒体教学方式。
月日
课第二章编程课
新授
题2-1编程概要(1)型
授课授课4(总
日期时数第)
1、理解数控轴定义
教学2、理解机床原点和机床坐标系
目标3、理解工件坐标系和工件原点
4、了解编程坐标
1、轴定义
教学2、机床零点和机床坐标系
重点3、工件坐标系和工件原点
4、初态,模态:.
1、轴定义
教学
2、机床原点和机床坐标系
难点
3、工件坐标系和工件原点
第二章编程
2-1编程概要2-1-5
初态,模态
2-1-1轴定义2-1-6
加工程序的开头
板书
2-1-2机床零点和机床坐标系2-1-7
设计
加工程序的结束
2-1-3编程坐标2-1-8
工件坐标系
2-1-4坐标的单位及范围2-1-9
参考点
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****提问
新课讲授
第二章编程
2-1编程概要
2-1-1轴定义
1、本系统使用X轴,Z轴组成板书
的直角坐标系进行定位和插补运
动。X轴为水平面的前后方向,Z
轴为水平面的左右方向。
2、向工件靠近的方向为负方
向,离开工件的方向为正方向。如
图示,前后刀座的坐标系,X方向
正好相反,而Z方向是相同的。
2-1-2机床零点
机床上的一个用作为加工基准
的特定点称为机床零点,机床制造
厂对每台机床设置机床零点。通常
机床零点安装在X轴和Z轴的正
方向的最大行程处。用机床零点作
为原点设置的坐标系称为机床坐
标系。在通电之后执行手动返回参
考点设置机床坐标系。机床坐标系:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
2-1-3编程坐标
本系统可用绝对坐标(X,Z
字段),相对坐标(U,W字段),
或混合坐标(X/Z,U/W字段,绝
对和相对坐标同时使用)进行编
程。相对坐标是相对于当前的坐
标,对于X轴,还可使用直径编
程或半径编程。
2-1-4坐标的单位及范围
本系统的最小单位为
,编程的最大移动范围是
±
X轴:
最小移动单位
(直径编程)
Z轴:
最小移动单位
。
2-1-5初态,模态
初态是指运行加工程序之前
的系统编程状态。模态是指相应字
段的值一经设置,以后一直有效,
直至某程序段又对该字段重新设
置。模态的另一意义的设置之后,
以后的程序段中若使用相同的功:.
此次课通过理论与试验相结合方式,提
教后
记
高学生学****的积极性,效果良好。
月日
课第二章编程课
新授
题2-1编程概要(2)型
授课授课时2(总
日期数第)
1、理解准备功能(G)、辅助功能(M)和
教学
其他(N、F、S、T)的一些指令
目标
2、了解程序的构成
准备功能(G功能)、辅助功能(M功能)
教学和N、F、S、T的介绍
重点程序的构成
***补偿功能
教学指令功能介绍
难点程序的构成:.
2-1编程概要
2-1-9准备功能(G功能)2-1-13
各种加工时选用的***—***功能
板书2-1-10各种功能操作指令—辅助功能
设计2-1-14程序的构成
2-1-11进给功能
2-1-15***补偿功能
2-1-12切削速度—主轴功能
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****提问
新课讲授
第二章编程
2-1编程概要
2-1-9准备功能(G功能)
如:GOO、GO1、G02、G03、多媒体
G32教学
2-1-10各种功能操作指令—辅助
功能
实际上,***开始加工工件
时,要使主轴回转,供给冷却液,
为此必须控制机床主轴电机和冷
却油泵的开/关。这些指令机床开/
关动作的功能称为辅助功能,用
M代码指令。
例如:若指令M03,主轴就
以指令的回转速度顺时针回转。
2-1-11进给功能
为了切削零件,用指定的速度
使***运动称为进给,进给速度用
数值指令。
例如,让***以150毫米/分进
给时,程序指令为:。决定
进给速度的功能称为进给功能。:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
例如:***直径为100毫米,
切削速度用80米/分加工时,根据
主轴转速N=1000V/лD的关系,
主轴转速约为250RPM,指令为:
S250
把有关主轴转速的指令称为
主轴功能。
此外,当选择了恒线速度控制
功能时,指定切削速度V(米/分),
即使在工件直径不断变化的锥面
切削中,使主轴速度不断改变,从
而保持切削速度不变。
2-1-13各种加工时选用的***—
***功能
加工时需要选择粗加工,半精
加工,精加工,切螺纹,切沟槽等
各种***。各种***都带刀号,当
程序中指定这个***号时,就自动
选择对应的***。
例如某粗车用***号为01
号,要在刀库01号的位置上选择
***,此时指令为:
T0101;:.
教后
记
月日
课2-2控制轴课
新授
题2-3G功能型
授课授课2(总
日期时数第)
1、了解本系统控制轴数和设定单位
教学
2、初步了解本系统G功能指令
目标
3、
控制轴数
教学
设定单位
重点
G功能指令
教学控制轴数
难点设定单位:.
2-2控制轴2-3G
功能
(表
板书格)
设计2-2-1控制轴数
2-2-2设定单位
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****br/>新课讲授
2-2控制轴
2-2-1控制轴数
控制轴数2轴(X,Z)
同时控制2轴(X,Z)
轴数
2-2-2设定单位
输入/最小设定最小移动
输出制单位单位
X::
米(直径)毫米
Z::
公制输
米毫米
入公制
X::
输出
米(半径)毫米
Z::
米毫米
半径指定时,选择参数为
X轴半径编程。:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
种类意义
一次性只在被指令的程
代码序段有效
模态G在同组其它G代
代码码指令前一直有
效
(例)G01和G02是同组的
模态G代码
G01X_
Z_;G01
有效
G00Z_;G00
有效
G代码表
G代组功能
码别
G00定位(快速移动)
*G01直线插补(切削
G02
进给)
G03
01圆弧插补CW
(顺时针)
圆弧插补CCW
(逆时针):.
教后
记
月日
2-3G功能2-3-1快速
课定位(G00)课
新授
题2-3-2直线型
插补(G01)
授课授课4(总
日期时数第)
1、掌握G00、G01指令的使用方法
教学2、理解G00、G01指令的使用区别
目标3、巩固N、F、T、S功能;
4、了解数控加工走刀路线的确定;
教学G00、G01指令的使用方法
重点数控加工走刀路线的确定
教学G00、G01指令的使用区别
难点数控加工走刀路线的确定:.
2-3G功能
2-3-1快速定位(G00)2-3-2直线
插补(G01)
板书
设计
(图:)程序(图:)
程序
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****br/>新课讲授
2-3-1快速定位(G00)
用G00定位,***以快速移
动速度到指定的位置。
指令形式:G00(U)_Z(W)_;
***以各轴独立的快速移动速度
定位。
注:G00时各轴单独的快速移
动速度由机床厂家设定。受快速备
率开关控制(F0,25%,50%,
100%),用F指定的进给速度无
效。
2-3-2直线插补(G01)
指令形式:
G01X(U)_Z(W)_F_;
利用该指令可以进行直线插
补。根据指令的X,Z/U,W分别
为绝对值或增量值,由F指定进
给速度,F在没有新的指令以前,:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
(程序实例)
(直径编程)
;或
-;
编程练****一:用G00、G01指令编程
1、图纸分析
2、参考程序:
%0005
N10G92X100Z10(设立坐标
系,定义对刀点的位置)
N20G00X16Z2M03(移到倒角
延长线,Z轴2mm处)
N30G01U10W-5F300(倒3×45°
角)
N40Z-48(加工Φ26:.
教后
记
月日
课2-3-3圆弧插补(G02,课
新授
题G03)型
授课授课时4(总
日期数第)
1、掌握圆弧插补(G02,G03)指令的使用
教学方法
目标2、理解顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插
补方向的判别
1、圆弧插补(G02,G03)指令的使用
教学
2、顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补方向
重点
的判别
教学顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补方向的
难点判别:.
2-3-3圆弧插补(G02,G03)
例图:
板书指令形式:
设计G02X_Z_R_F
G03X_Z_I_K_F
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****br/>1、G00指令的使用方法;
2、G01指令的使用方法;
3、G00、G01指令的使用区别。
新课讲授
用下面指令,***可以沿着圆
弧运动。
G02X_Z_R_F
G03X_Z_I_K_F
指定内命意义
容令
回转方G02顺时针转CW
向G03反时针转CCW
绝对X、零件坐标系中
值Z的终点位置
U、从始点到终点
相对W的距离
值I、K从始点到圆心
的距离
圆弧半R圆弧半径(半径
径指定)
进给速F沿圆弧的速度
度
所谓顺时针和反时针是指在:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
G02X..Z..I..K..F..
G03X..Z..I..K..F..
或G02X..Z..R..F..或
G03X..Z..R..F..
(绝对值指定)
(绝对值指定)
(直径编程)
(直径编程)
用地址X,Z或者U,W指
定圆弧的终点,用绝对值或增量值
表示。增量值是从圆弧的始点到终
点的距离值。圆弧中心用地址I,
K指定。它们分别对应于X,Z轴。
但I,K后面的数值是从圆弧始点
到圆心的矢量分量,是增量值。如
下图:
I、K根据方向带有符号。圆
弧中心除用I,K指定外,还可以
用半径R来指定。如下:
G02X_Z_R_F_;
G03X_Z_R_F_;
:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
把图上的轨迹分别用绝对值方式
和增量方式编程:
;
或
-
F30;或
;
或
-
F30;
圆弧插补的进给速度用F指
定,为***沿着圆弧切线方向的速
度。
编程练****二:用G02、G03指令编程
1、图纸分析:
2、参考程序::.
教后
记
月日
课2-3-4暂停(G04)及外沟课
新授
题槽的车削编程型
授课授课4(总
日期时数第)
1、掌握暂停指令(G04)的使用方法
教学1、了解外沟槽的车削工艺,能独立编写外
目标沟槽的车削程序
3、
教学1、暂停指令(G04)的使用方法
重点2、外沟槽的车削编程
教学
外沟槽的车削编程
难点:.
2-3-4暂停(G04)及外沟槽的车削编程
2-3-4暂停(G04)外沟槽的
车削
指令格式:
图:
板书
G04P__;
设计
G04X(U__)
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****br/>1、G00、G01指令的使用方法:
2、
新课讲授
2-3-4暂停(G04)
利用暂停指令,可以推迟下一
个程序段的执行,推迟时间为指令
的时间,其格式如下:
G04X;或者G04U__;或者
G04P__;
其中X(U)后面为带小数点
的数,单位为秒(s);P后面的
数值为整数,单位为毫秒(ms)。
~。
X_:指定时间(可用十进制小
数点)
U_:指定时间(可用十进制小
数点)
P_:指定时间(不能用十进制
小数点)
说明:G04指定暂停,按指定
的时间延迟执行下个程序段。另外:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
e
外沟槽的车削编程
1、车刀
2、编程
:.
教后
记
月日
课课
2-3-5切削螺纹(G32)新授
题型
授课授课4(总
日期时数第)
1、了解螺纹及螺纹切削的相关知识
教学
2、学会对螺纹及螺纹切削的有关计算
目标
3、掌握切削螺纹(G32)指令使用方法
1、螺纹及螺纹切削的相关知识
教学
2、对螺纹及螺纹切削的有关计算
重点
3、切削螺纹(G32)指令使用
教学1、对螺纹及螺纹切削的有关计算
难点2、切削螺纹(G32)指令使用方法的掌握:.
2-3-5切削螺纹(G32)
编程:
1、螺纹及螺纹切削的相关知识图纸:
板书
设计
2、切削螺纹(G32)指令
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****br/>一、螺纹及螺纹切削的相关知识
(1)三角形螺纹的用途和技术要
求:
(2)三角形螺纹的基础知识及计
算:
⑴标记及含义
粗牙“M”及公称直径—中径
和顶径公差代号
如:M12-5g6g
细牙“M”及公称直径x螺距
—中径和顶径公差带代号(相同)
如:-6g
⑵熟记M6—M24的螺距。(标
准螺纹)
M6—P(1)、M8—P()、M10
—P()、
M12—P()、M14、M16—
P(2)、
M18、M20、M22—P()、M24
—P(3)
⑶螺纹的术语及有关计算
螺纹大径d:即公称直径。如
M24则d=Ф24
螺纹中径d2:一个假想圆柱
的直径,该圆柱的母线通过牙型上
沟槽和凸起宽度相等的地方,
d2=d-
螺距P:相邻两牙在中径线上
对应两点间的轴向距离。
牙顶宽f:
f=1/8P=
⑤牙型角α:α=60°
(3)车削螺纹前的工艺要求
⑴螺纹大径一般应车得比基:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
新课讲授
2-3-5切削螺纹(G32)
用G32指令可以切削相等导程
的直螺纹,锥螺纹和端面螺纹。
用下列指令按F代码后续的数
值指定的螺距,进行公制螺纹切
削。G32X(U)__Z(W)__F__;
(公制螺纹)
F是长轴方向的导程
(—)。
(程序实例)
G32X__Z__F__;
一般加工螺纹时,从粗车到精
车,用同一轨迹要进行多次螺纹切
削。因为螺纹切削开始是从检测出
主轴上的位置编码器一转信号后
才开始的,因此即使进行多次螺纹
切削,零件圆周上的切削点仍时相
同的,工件上的螺纹轨迹也是相同
的。但是从粗车到精车,主轴的转
速必须是一定的。当主轴转速变化
:.
教学教学方
教学内容
程序法:.
螺纹导程:4mm
δ1=3mm
δ2=
在X方向切深:1mm(两次切
入)
(公制输入,直径编程)
G00U-
G32W-

U-(第二次再切入1mm)
G32W-

;
例2:螺纹切削
螺纹导程:在Z方向:
δ1=2mm
δ2=1mm
在X方向切深:1mm(两次切
入)
根据上述参数编程如下:
(公制输入,直径编程):.
教后
记
月日
2-3-6坐标系设定(G50)
课课
2-3-7每分进给(G98)新授
题型
2-3-8每转进给(G99)
授课授课4(总
日期时数第)
教学1、掌握坐标系设定指令(G50)的用法
目标2、了解指令(G98)(G99)的用法
教学坐标系设定
重点每分进给和每转进给的用法
教学
坐标系设定
难点:.
2-3-6坐标系设定(G50)
2-3-7每分进给
(G98)
2-3-8每转进给
板书(G99)
设计坐标系设定(G50)
图纸:
G50X(x)Z(z);
每分进给和每转进给
(G98)
(G99)
教学教学方
教学内容
程序法:.
课前复****br/>1、
新课讲授
2-3-6坐标系设定(G50)
用下列指令设定坐标系
G50X(x)Z(z);
根据此指令,建立一个坐标系,
使***上的某一点,例如刀尖在此
坐标系中的坐标为(x,z)。
此坐标称为零件坐标系。坐标
系一旦建立后,后面指令中绝对值
指令的位置都是是用此坐标系中
该点位置的坐标值来表示的。
当直径指定时,X值是直径值,
半径指定时是半径值。
(例)直径指定时的坐标系设
定

:.
教
学教学
教学内容
程方法
序:.
如上图所示,把转塔的某一基准点与
起刀点重合,在程序的开头,用G50设
定坐标系。这样,如果用绝