数控车削中子程序的编制与应用

数控车床编程与操作抚州职业技术学院——机电工程分院揭小林第一部分入门篇课题一入门基础概述课题：入门基础概述课型：新知课教学时间：6节教学目标：1、了解数控加工技术的应用及发展前景。

2、了解数控的定义及数控车床的基础知识。

3、了解数控车床的用途及分类。

4、了解数控车床FANUC系统的编程和操作方法。

重点：1、了解数控的定义及数控车床的基础知识。

2、了解数控车床的用途及分类。

难点：了解数控车床的用途及分类。

教法教具：结合本校现有的数控车床进行现场参观教学。

学法指导：结合学过的普通车床跟现有的数控车床进行比较学习。

新课引入：教学内容：一、数控机床的发展概况1、数控机床发展的必要性随着科学技术和社会生产的迅速发展，机械产品日趋复杂，并且对于机械产品的质量和生产率的要求越来越高。

在航天、造船和计算机等工业中，零件的精度高、形状复杂、批量小、改动频率高、加工困难，而传统的机械加工方法生产率低、劳动强度大，产品质量难以得到保证。

因此，机械加工工艺过程自动化是适应上述发展特点的最重要手段之一。

为了解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-----数控机床应运而生。

目前，数控加工技术与数控机床在工业生产中得到了广泛应用，成为机床自动化的一个重要发展方向。

2、数控机床的发展概况随着数控机床技术的发展，数控系统不断更新、升级，机床结构和刀具材料也在不断变化。

未来的数控机床将向高速化发展，主轴转速、转位换刀速度将得到进一步的提高，刀架将实现快速移动；工艺和工序将更加复合化和集中化；数控机床将向多轴、多刀架加工方向发展；通过区域化、网络化的控制，数控机床的生产实现长时间无人化，全自动操作；机床的加工精度及可靠性也在向更高的水平发展。

同时，数控车床的结构设计也更趋于简易。

数控系统发展历史二、什么叫数控车床？数控车床又称为CNC(Computer Numerical Control)车床，既用计算机数字控制的车床。

《计算机辅助制造》综合作业一、数控车削加工程序编制应用MasterCAM软件编写如下图所示的零件的数控车削加工程序。

1、零件图2、毛坯图该零件车削加工取用的毛坯尺寸为外径60mm,内径15mm,长度135mm的管件。

3、工艺分析序号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给转速(mm/min)背吃刀量(mm)备注1 粗车端面T01 550 100 22 精车端面T01 800 60 0.53 粗车外圆（不含圆弧）T02 550 80 24 粗车R16圆弧面T02 550 80 25 精车外圆T02 800 50 0.56 切外退刀槽T03 350 307 车外螺纹T04 2008 粗镗内孔T05 300 40 19 精镗内孔T05 400 30 0.510 切内退刀槽T06 200 2511 车内螺纹T07 1004、绘制零件轮廓线运用SolidWorks三维造型软件绘制零件草图，并在MasterCAM软件打开以*.IGES格式保存的文件，零件轮廓线如下图所示。

零件轮廓线5、设定工件坐标系（以右端面为例）按键盘上的<F9>键，图形会出现两条棕色的直线，其交点即为当前工件坐标的原点。

工件原点移动的方法：点击菜单<转换>→<平移>，然后全选“图形区域所有线段”按回车确认，在弹出的<平移>对话框中，选择<移动>，<从一点到另一点>，然后选择图形上要平移的点，回车确认。

工件坐标系设定6、机床类型选择及毛坯定义机床类型选择：点击菜单<机床类型>→<车床>→<默认>毛坯定义：在软件页面左侧<操作管理>中，点击<属性>→<材料设置>→<信息内容>，在弹出的<机床组件材料>对话框中，对毛坯进行参数设置。

毛坯参数设置7、刀具路径生成及参数设置(因该零件加工为调头件加工，所以刀具路径分为左右两部分)a、右半部分：1）粗车端面点击<刀具路径>→<车端面>，具体参数设置如下图所示。

数控车削中的粗加工编程方法1 前言车削零件毛坯多为棒料或锻坯，加工余量较大且不均匀，因此粗加工中往往要经过多次走刀。

在数控车床上加工时，每次走刀必须经过编程，这就使编程的工作量大大增加，而且，手工编程时需计算每次的走刀轨迹坐标，这对于形状复杂的零件更是麻烦。

例如图1所示的手柄零件，轮廓由几段圆弧构成，即便是先用直线、斜线程序分几次走刀车掉粗加工余量，粗加工程序的轨迹计算也够繁琐，更不必说用圆弧程序了。

下面介绍的两种编程方法就可较好地解决这类粗加工问题。

2 调子程序法利用子程序功能可大大简化粗加工程序，而且一个子程序可以被重复调用多次，其格式为：图1重复多次调用子程序时，子程序中注意使用G91(相对坐标)指令编程，以使切削轨迹每次有相对变化。

对图1所示的零件用子程序法编加工程序如下：0####主程序号N01 G92 X16 Z90建立工件坐标系N02 GOO Z73.436 S300 M03N03 M98 P0006 L11调子程序11次N04 M02O0006子程序号NO1 G91 GO1 X-6.0 F200G91编程N02 G03 X7.385 Z-4.923 R8N03 G03 X2.215 Z-39.877 R60N04 G02 X2.4 Z-28.636 R40N05 G00 X2.0N06 G00 Z73.436N07 G00 X-9.0M99子程序返回00由程序可见，虽然有11次走刀，但程序并不复杂。

图23使用粗车循环指令数控车削加工中的粗车循环指令可以将多次走刀的重复动作用一个程序段来表示，因此，也可大大0简化编程工作。

以纵向粗车循环指令G71为例，可用于粗加工棒料毛坯的阶梯轴(或孔)，刀具的运动轨迹如图2所示，即先分层切削，然后平行于轨迹切一刀，并留下给定的精车余量，其中实线表示切削进给，虚线表示快进或快退。

指令格式为: G71 U( d) R(e)G71 P(ns) Q(nf) U(± U) W(± W) F_S_T其中:ns-nf——加工轨迹描述的程序段号;U——X轴上的精车余量;W——Z轴上的精车余量;d——每次的切削深度;e——每次的退刀距离以图2所示的零件为例，设毛坯为Ø120的棒料，采用纵向粗车循环指令G71加工A-G段，程序如下:N01 T0100N02 G00 X120 Z10 5200 M03快进至循环起点N03 G71 U1.0 R0.5N04 G71 P05 Q11 U0.2 W0.1 F80 粗加工循环指令N05 G00 X40 Z10快进至轨迹起点N06 G01 Z-30N07 X60 Z-60N08 Z-80N09 X100 Z-90N10 Z-110N11 X120 Z-130轨迹终点N12 G00 X200 Z140 M02其中N05～N11为轨迹描述除了G71之外，还有横向粗车循环指令、仿形粗车循环指令等，其用法类似于G71，这里不再介绍。

数控车实训教学教学设计课题：《子程序的调用》张家港第三职业高级中学XXX一、教材分析：由我本人和本校XX老师合编的校本教材《数控车编程与操作》，是用于技能教学的实训指导教材。

本教材将复杂的数控知识分解成项目系列，编排上由易到难，循序渐进，逐步引入，从而达到了化复杂为简单、化难为易，以便于把学习者的理解与掌握逐步引向深入。

《子程序的调用》是校本教材《数控车编程与操作》中一个项目，在学习该项目前，教材内容上已先期安排了数控程序编制，学习《子程序的调用》是为了简化编程，灵活运用子程序，可以达到减少程序编制的量，节约时间，降低操作失误之目的。

二、学情分析：学生在学习木课之前，学习了编程，已完成轴类零件加工的G01、G00 等基本指令、单一循环指令和复合循环指令加工轴类零件，已经具备了数控程序编制的能力和基础，初步理解了从实践中学习的思想。

巩固了进行理实一体和探究式学习的基本方法。

学习了程序的编制与应用等一些基本概念和方法，具备了进行探究学习的基本条件，为学习本课奠定了知识、技能和心理基础。

但学生对本节课的一些内容、新的程序编制方法和操作方法仍比较陌生。

学生的抽象思维能力，探究能力有待培养和提高。

因此，教师要在学生己有的知识经验基础上，合理设计学习情境，引导学生参与探究合作与交流。

在主动的活动屮建构知识意义，完善认知结构，实现知识、能力和情境的生长和发展。

三、设计思路1、教学目标：(1)知识与技能：学会运用子程序来编制数控加工程序，并能在数控车床上进行实际操作，以达到提高操作水平和技能的目的。

(2)过程与方法：在探究、协作等学习活动中培养思维能力、观察能力、表达能力和协作能力，提高分析问题解决问题的能力。

(3)情感目标：发展勤于思考、善于合作、严谨求实的科学精神;体会知识和技能在生产实践中的重要作用。

2、重点与难点：教学重点：子程序的格式、子程序的调用；教学难点：子程序的编写。

3、教法：任务驱动法一一任务引入、任务分析、任务实施个性化训练与分组协作理论实践一体化教学法4、学法教师情境探究式结合问题导向式，创设丰富的学习情境，引导学生釆用“问题探究”、“实践探究”、“讨论交流”、“多媒体辅助”等学习方法。

数控车床基本程序指令及应用学时2一、教学目的和要求1、了解数控车床的安全操作规程2、把握数控车床差不多程序指令3、把握数控车床简单轴类零件程序的编制二、重点难点1、数控车床的安全操作规范2、数控车床差不多指令的差不多应用3、数控车床简单轴类零件精加工程序的编制三、授课内容（一）数控车床安全操作规程1.开机前应对数控车床进行全面细致的检查，包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。

2.数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无专门现象。

3.程序输入后，应认真核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。

4.正确测量和运算工件坐标系，并对所得结果进行检查。

5.输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。

6.未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。

7.试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。

8.试切进刀时，在刀具运行至工件30~50㎜处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。

9.试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。

10.程序修改后，要对修改部分认真核对。

11.必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。

12.操作中显现工件跳动、打抖、专门声音、夹具松动等专门情形时必须停车处理。

13紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。

（二）数控车床坐标系数控机床的加工是由程序操纵完成的，因此坐标系的确定与使用专门重要。

依照ISO841标准，数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。

数控车床平行于主轴方向即纵向为Z轴，垂直于主轴方向即横向为X轴，刀具远离工件方向为正向。

如图1-1所示数控车床有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。

机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机械零点。

数控机床的手工编程与自动编程的特点及应用范围1．手工编程(Manual Programming)从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、程序输入至程序校验等各步骤均由人工完成，称为手工编程。

对于加工形状简单的零件，计算比较简单，程序不多，采用手工编程较容易完成，而且经济、及时，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。

但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有一定的困难，出错的机率增大，有的甚至无法编出程序，必须采用自动编程的方法编制程序。

2．自动编程（Automatic Programming）自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。

它包括数控语言编程和图形交互式编程。

数控语言编程，编程人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自动地进行编译、数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。

数控语言编程为解决多坐标数控机床加工曲面、曲线提供了有效方法。

但这种编程方法直观性差，编程过程比较复杂不易掌握，并且不便于进行阶段性检查。

随着计算机技术的发展，计算机图形处理功能已有了极大的增强，“图形交互式自动编程”也应运而生。

图形交互式自动编程是利用计算机辅助设计（CAD）软件的图形编程功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，或者直接调用由CAD系统完成的产品设计文件中的零件图形文件，然后再直接调用计算机内相应的数控编程模块，进行刀具轨迹处理，由计算机自动对零件加工轨迹的每一个节点进行运算和数学处理，从而生成刀位文件。

之后，再经相应的后置处理（postprocessing），自动生成数控加工程序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加工轨迹图形。

图形交互式自动编程极大地提高了数控编程效率，它使从设计到编程的信息流成为连续，可实现CAD/CAM集成，为实现计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）一体化建立了必要的桥梁作用。

数控宏程序的编制及应用默认分类2008-11-30 21:25:47 阅读12 评论0 字号：大中小订阅.一、概述现行的数控程序的编制中，主要有两种编程方式：手工编程和自动编程。

虽然自动编程运用得越来越广泛，但手工编程在某些领域也是不可或缺的一种编程手段。

手工编程至少在此以下几方面有着自己的优势：其一，熟练的程序员编制的手工程序加工效率高于自动编程；其二，熟悉手工编程，对自动程序的修改是不无裨益的；其三，自动编程的所敲定的走刀路线限制了其加工工艺，通过手工编程能够得到弥补。

在手工编程过程中，用户宏程序的编制，能极大提高程序编制的效率，因此，我们在数控教学及训练过程中，必须把用户宏程序的编制作为我们数控教学的重要内容之一。

从历年全国数控大赛的试题中也不难发现，用户宏程序的编制是运用得极其频繁的。

但是，我们很难在目前的教材中找到完整的宏程序的编写的方法及思路。

为此，笔者提出了一整套设计用户宏程序的方法，通过利用流程图来设计用户宏程序，提高了编程的效率。

二、用户宏程序简介用户宏程序有A、B两种，A类宏程序用G65指令编写，其格式如下：G65 Hm P#i Q#j R#k其中，m—01～99表示运算命令或转移命令功能；#i—存入运算结果的变量名；#j—进行运算的变量名1，可以是常数，常数直接表示，不带#；#k—进行运算的变量名2，也可以是常数。

意义, #i=#j○#k,表示运算符号，常用意义如表1表1G代码H代码功能定义G65H01赋值#i＝#jG65H02加法#i＝#j＋#kG65H03减法#i＝#j－#kG65H04乘法#i＝#j×#kG65H05除法#i＝#j÷#kG65H80无条件转移转向NG65H81条件转移1IF #j＝#k，GOTO NG65H82条件转移2IF #j≠#k，GOTO NG65H83条件转移3IF #j＞#k，GOTO NG65H84条件转移4IF #j＜#k，GOTO NG65H85条件转移5IF #j≥#k，GOTO NG65H86条件转移6IF #j≤#k，GOTO NG65H99产生P/S报警产生500+1号P/S报警除此以外，G65指令还可以实现逻辑运算、开平方、取绝对值、三角运算及复合运算等，相关指令见有关书籍，这里不一一介绍。

教案1 ：数控车削程序编制实例车削编程是采用CYNC-400P SINUMERIK 802D数控车床，如图1 所示工件，编写加工程序如下：图1 车削零件//主程序：%_N_LJ014_MPF;$PA TH=/_N_MPF_DIR //通信头文件N10 G54 G94 M3 M7 T1 S1000 //G54工件坐标系G94主轴不转也可移动N20 G1 X25 Z10 F1000 // 接近加工零件N30 CYCLE95( "TOP:END",2,,,0.2,100,30,30,9,0.01,5,)N40 G90 G0 X50 Z50N50 T2 D2 //2号刀位N60 G0 X30N70 Z-49N80 G1 X0 F30N90 G74 X0 Z0 //返回原点N100 M30 T1 M5 M9//子程序：N150 TOP:N160 G90 G0 X0 Z0N170 G91 G1 X4 Z-10N180 G3 X0 Z-5 CR=3.2N190 G1 X4N200 G3 X0 Z-6 CR=5 //CR园弧半径N210 G1 X10 Z-4N220 X-6 Z-3N230 Z-2.29N240 G3 X0 Z-13.42 CR=9N250 G1 X6 Z-4.29N260 Z-3N270 G90 X20N280 END:其中毛坯切削循环指令格式及含义如下：CYCLE95（NPP，MID，FALZ，FALX，FAL，FF1，FF2，FF3，V ARI，DT，DAM，_VRT）NPP：轮廓子程名（＊．SPF）或起始和结束的标志MID：粗车的进给深度（无符号，半径量）FALZ，FALX，FAL ：精车余量。

FALZ：Z方向；FALX：X方向；FAL：根据轮廓计算精车余量。

（半径量）FF1，FF2，FF3：进给率（与G95、G94配合使用）FF1：粗车；FF2：进入凹凸槽；FF3：精车。

数控加工工艺设计与数控加工程序的编制随着科技的发展，数控技术在制造领域得到广泛应用。

数控加工工艺设计与数控加工程序的编制是数控加工的关键环节，对产品质量以及加工效率有着重要影响。

本文主要介绍数控加工工艺设计与数控加工程序的编制的相关知识。

一、数控加工工艺设计数控加工工艺设计是指制定相关工艺方案，包括加工顺序、加工参数、夹具、刀具等，以确保数控加工能够以最佳状态完成。

数控加工工艺设计必须考虑以下因素：1. 工件的材料特性工件的材料特性包括硬度、韧性、热膨胀系数等，这些特性直接影响加工精度和加工难度。

在数控加工工艺设计中需要考虑工件的材料特性，以确定适宜的加工参数和切削工艺。

2. 切削条件切削条件包括切削速度、进给量、切削深度、切削角度等，它们会对加工质量和加工效率产生重要影响。

数控加工工艺设计需要根据切削条件确定适宜的刀具和切削工艺。

3. 刀具选择刀具是数控加工中不可或缺的部分，刀具材料和形状、刃口角度和尺寸等都会影响加工质量和效率。

在数控加工工艺设计中需要选择适宜的刀具、确定刀具寿命和更换策略。

4. 确定夹具夹具是数控加工中常用的加工辅助装置，不同夹具的稳定性和刚性会对加工精度产生重要影响。

在数控加工工艺设计中需要选择合适的夹具，在夹具设计中需要考虑工件形状和大小，夹紧方式，以及夹具与刀具的间隙等因素。

5. 确定加工顺序加工顺序是指数控加工中各加工操作的顺序和组合方式。

加工顺序需要充分考虑加工效率和加工质量，合理安排并严格执行加工顺序可以提高加工效率和质量。

二、数控加工程序的编制数控加工程序是数控加工过程中的控制指令，包括刀具路径、切削参数、坐标轴变化等，编制程序需要考虑以下因素：1. 数控加工设备数控加工设备是数控加工程序编制的重要影响因素之一。

不同的数控加工设备控制系统和编程语言不同，需要编写不同的程序。

同时，不同的数控加工设备具有不同的加工范围、精度、效率和自动化程度等，需要根据不同设备的特点编写不同的程序。

《数控车编程与实训》课程教学大纲（240学时）一、课程概述1、课程性质和任务课程性质：本课程是中等职业学校数控技术应用专业的核心课程，是学生学习数控编程及数控机床操作的一门重点专业课程，具有很强的实践性。

课程任务：让学生了解数控车床加工程序编制的基础知识和基本方法，重点培养学生学会数控车床的编程方法及基本的操作技能，使学生达到数控车中级工的操作能力。

2、课程设计理念与思路本课程突破学科体系的模式，打破了原来各学科体系的框架，采用综合化和理论实践一体化的教学理念，即将数控车编程、数控加工工艺和数控加工实训操作的内容按项目进行综合，将理论与实践相融合。

本课程的设计以项目为主，其服务目标是以就业为导向，以能力为本位，以素质为基础。

以就业为导向，不仅强调岗位的实际需求，还强调学生个人适应劳动力市场的需要。

以就业为导向，是实施素质教育、综合职业能力的个人就业需求和企业需求相结合。

以能力为本位，以素质为基础，是着眼于人的全面发展，即以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。

本课程各项目的教学，其总的目标是使学生能从事本专业的工作和达到中级数控车床操作工的等级，这是本课程在校期间的阶段目标。

从长期目标来看，本课程还要为学生适应职业岗位的变化以及学习新的生产科学技术打下基础。

二、课程目标（知识目标、能力目标、情感与态度培养目标）（一）职业技能1、熟悉常用数控车床的种类、工艺范围与特点，会制订常用数控车床的加工工艺规程；2、能对常用数控车床进行日常维护保养；3、能根据工程需要正确选用刀具、在线测量、选择加工方式；4、能正确执行安全操作规程；5、根据图样要求，正确编写数控加工程序，能校验与修正一般加工程序；6、能根据工程需要正确选用数控车床，具备分析和提出改善加工质量建议的初步能力。

7、具备数控车床操作工中级职业资格的技能。

8、具有质量意识和安全意识。

（二）职业知识1、能说出数控机床的基本结构和工作过程；能区分数控机床各功能模块，并说出其功用。

项目五平面加工［学习目标］掌握子程序编程方法及其在平面加工中的应用。

［知识点］1、子程序指令；2、了程序的编制与应用。

［项目内容］1、零件图形：图5-1方形凸台零件2、编程要求：毛坏尺寸60X60 X30 ,材料45号钢，刀具每次吃刀量不超过2mm,铳削如图所示的外轮廓。

［学习内容］一、子程序的概念某些被加工的零件中，常常会出现几何形状完全相同的加工轨迹，则在程序编制屮将有固定顺序和重复模式的程序段单独抽出来，编成一个程序供调用，该程序就被称为子程序。

二、子程序的应用1、在零件加工中，若路径有规律的变化，则编程时只编写其中一部分加工程序，然后用主程序调用。

2、实现零件的分层切削：有时零件在某个方向总切削深度较大，要进行分层切削，则编写该轮廓加工的刀具轨迹子程序，通过调用该子程序来实现分层切削。

三、程序的指令格式M98 P_ 单次调用指令，P后跟被调用的子程序名。

M98 P_ L _重复调用子程序指令，L后跟重复调用的次数。

子程序可以被主程序调用，同时子程序也可以调用另一个子程序，称为子程序的嵌套，。

其调用方式如图5-2所示。

四、程序结构异同相同：都是完整的程序，包括程序号、程序段、程序结束指令。

不同：程序结束指令不同：主程序用M02或M30指令；子程序用M99指令。

五、-子程序结构应用关钥1、 找出重复程序段规律，确定子程序。

2、 将耍变化的部分写在主程序，不变的部分作子程序。

3、 主一子程序接口：保证主程序调用和子程序返回正确的接口。

如：从某点进入了程序，返冋时也固定在该点。

例1：铳削一工件上表面(120mmX80mm),切削深度为1mm,刀具①12。

00001N10G80 G90 G17 G40； N20 G43 GOO Z50. H01；N30 M03 S800；N40 G54 GOO X0 Y0；N50X-70. Y-50.； N60 Z10；N70 G01 Z-l. F200； N80 M98 P0002 L7；N90 G90 GOO Z200.；N100 X0 Y0；N110 M05；N120 M02；00002G91 G01 Y6. F200；120图5 3矩形平面零件 图5-4走刀路线图X140.；Y6.；X-140.；M99例2：铳削图5-5的工件外轮廓，深度方向分层铳削，每次吃刀量为2mm, 编写外形轮廓加工程序。