数控车(铣)床编程与操作课题1 普通三角形圆柱外螺纹加工
（完整版）数控铣床编程与操作教案
（完整版）数控铣床编程与操作教案⽬录项⽬⼀数控铣床基础操作与编程 (2)任务⼀数控铣床基础知识 (2)⼆、设备 (2)数控铣床若⼲ (2)三、任务内容及要求 (2)1、任务内容 (2)数控外形结构如图⽰ (3)2、要求 (3)（1）了解数控铣床的特点 (3)（2）了解数控铣床的结构 (3)四、任务实施步骤 (3)略................................................................ 错误! 未定义书签。
五、相关知识 (3)任务⼆数控铣床编程基础知识 (5)5、数控编程格式及内容 (7)7、数控系统的准备功能和辅助功能 (8)任务三⼑具半径补偿（G41 、G42 、G40） (9)任务四⼑具长度补偿（G43 、G44 、G49） (12)任务五铣床⼑具、装夹设备 (14)任务六数控铣床⼿动操作与试切削 (17)⼀、任务⽬标 (17)【知识⽬标】 (17)项⽬⼆平⾯图形加⼯ (19)任务⼀直线图形加⼯ (19)任务⼆圆弧图形加⼯ (23)⼆、设备 (23)1、数控铣床若⼲ (23)2、⼯具和⼑具：寻边器，机⽤虎钳、①6⽴铳⼑、平⾏垫铁、塑胶榔头等。
233、量具：千分尺、游标卡尺234、⽑坯: 120x80x14 铝合⾦23三、任务内容和要求 (23)1、任务内容 (23)（1）学习验证程序的各个环节。
(23)2）练习G02、G03 圆弧插补指令及应⽤⼑具半径补偿与⼯件外轮廓加⼯。
........... 2 3 2、要求 (23)学⽣以⼩组为单位，教师以项⽬教学⽅法形式组织教学。
23四、任务实施步骤 (23)1、加⼯准备232、回参考点、对⼑。
233、空运⾏234、零件⾃动加⼯⽅法235、零件加⼯及评分标准 (23)6、加⼯结束，清理机床 (23)五、相关知识 (23)1、编程指令 (23)任务三⼀般形状图形加⼯及数控仿真 (27)2、掌握⼯件原点处于不同位置时对⼑⽅法。
《数控车床编程与加工》实训教案
《数控车床编程与加工》实训教案一、实训目标1. 理解数控车床的基本工作原理和结构。
2. 掌握数控车床编程的基本方法和技巧。
3. 能够独立完成简单零件的数控车床加工操作。
二、实训内容1. 数控车床的基本操作。
2. 数控车床编程的基本指令和功能指令。
3. 数控车床加工工艺的制定和调整。
4. 数控车床的维护和故障排除。
5. 实际操作案例的加工练习。
三、实训准备1. 熟悉数控车床的相关理论知识。
2. 准备数控车床操作手册和编程指导书。
3. 准备实际操作案例的图纸和工艺参数。
4. 准备数控车床的安全操作规程和注意事项。
四、实训步骤1. 对数控车床进行安全检查和预热。
2. 根据图纸和工艺参数编写加工程序。
3. 将加工程序输入到数控车床中并进行模拟。
4. 进行实际加工操作，并调整加工参数。
5. 检查加工结果，并进行必要的修正。
五、实训要求1. 能够正确进行数控车床的基本操作。
2. 能够编写简单的数控车床加工程序。
3. 能够根据图纸和工艺参数进行加工操作。
4. 能够对加工结果进行检查和评估。
5. 能够遵守数控车床的安全操作规程和注意事项。
六、实训评价1. 学生能够独立完成数控车床的基本操作。
2. 学生能够编写并正确输入加工程序。
3. 学生能够根据图纸和工艺参数进行加工操作，并达到预期效果。
4. 学生能够对加工结果进行检查和评估，保证加工质量。
5. 学生能够遵守数控车床的安全操作规程，无违规操作。
七、实训注意事项1. 操作数控车床前，必须佩戴好个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、耳塞等。
2. 在操作过程中，严禁将手、头等身体部位伸入刀具附近，以防发生意外伤害。
3. 确保数控车床的刀架、刀具与其他部件安装牢固，防止加工过程中发生松动。
4. 遵循“先试后切”的原则，进行加工前应先进行试切，检查刀具路径和加工参数是否正确。
5. 遇到问题或紧急情况时，立即停止操作，并及时报告教师。
八、实训拓展1. 引导学生学习数控车床的高级编程指令和功能，提高编程水平。
数控车床编程与操作项目五 任务一三角形圆柱外螺纹加工
暂停,主轴停,测量
换精加工车刀 设置转速与进给速度 快速移到循环起点,建立刀补 调用精加工循环,进行精加工 退刀准备换刀并取消刀补 暂停,主轴停,测量 换切槽刀 设置转速 快速移至X40. 快速移至Z-25. 切退刀槽 刀具沿+X方向退刀 刀具退回至换刀点 暂停,主轴停,测量
精加工轮廓程序段 退刀准备换刀并取消刀补
N150 N160 N170 N180 N190 N200 N210 N220 N230 N240 N250 N260 N270 N280 N290
M00 M05
T0202 M03 S800 F0.1 G00 G42 X52.Z2. G70 P50 Q130 G00 G40 X100.Z100.
引入距离与超越距离：
δ2
δ1
引入与超越距离
车削螺纹前圆柱面及螺纹实际小径确定
车削塑性材料螺纹，由于车刀挤压作用，会使外径胀大，故车削螺纹前圆柱面直径比螺纹公 称直径（大径）小0.1～0.4mm，一般取d=d-0.1P。 螺纹实际牙型高度考虑刀尖圆弧半径等因素的影响，一般取双边牙型高：；螺纹实际小径
图5-17外螺纹车刀对刀示意图
三、空运行操作 1．空运行操作 2．机床轴锁住及辅助功能锁住操作
按图形显示键再按数控启动键可进行轨迹仿真，切换到X、Z视图，观察 加工轨迹是否与编程走刀轨迹一致。空运行仿真加工结束后，使空运行、
机床锁住功能复位，机床重新回参考点。
四、程序自动运行与尺寸控制
打开程序，选择MEM自动加工方式，调好进给倍率为100%，按数控循 环启动按钮进行自动加工，加工过程中通过试切和试测方法进行锥度控 制。具体方法为：当程序至N160段，停车用螺纹规检验，根据检验结 果，调整磨损量，然后再运行精加工程序，直至尺寸符合要求为止。
数控车床编程操作【全】
#§1-1 数控入门知识随着科学技术和社会生产和迅速发展，机械产品日趋复杂，对机械产品和质量和生产率的要求越来越高.在航天、造船、军工和计算机等工业中，零件精度高、形状复杂、批量小、经常改动、加工困难，生产效率低、劳动强度大,质量难以保证。
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.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-—-——-数控机床在这种情况下应运而生。
目前数控技术已做逐步普及，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机床自动化的一个重要发展方向.1—1—1数控定义数控即数字控制（Numerical Control)，是数字程序控制的简称。
数控车床由数字程序控制车床简称；CNC表示计算机数控车床。
数控机床加工原理是把刀具与工件的运动坐标分成最小的单位量即最小位移量，由数控系统根据工件的要求，向各坐标轴发出指令脉冲，使各坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动,以完成零件的加工.数控的实质是通过特定处理方式下的数字信息（不连续变化的数字量）去自动控制机械装置进行动作，它与通过连续变化的模拟量进行的程序控制（即顺序控制），有着截然不同性质.由于数控中的控制信息是数字化信息，而处理这些信息离不开计算机，因此将通过计算机进行控制的技术通称为数控技术，简称数控。
这里所讲的数控，特指用于机床加工的数控（即机床数控)。
1—1-2 机床数控与数控机床机床数控是指通过加工程序编制工作，将其控制指令以数字信号的方式记录在信息介质上，经输入计算机处理后，对机床各种动作的顺序、位移量和速度实现自动控制的一门技术。
数控机床则是一种通过数字信息控制按给定的运动规律,进行自动加工的机电一体化新型加工装备。
§1—2 数控机床的用途分类1—2—1 数控车床的用途数控车床与卧式车床一样，也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。
但是由于数控车床是自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。
数控机床操作与编程项目1外圆柱面数控编程与数控加工
【例1-2】 程序停止并复位到程序起始位置编程如下： M30；
任务1.1 阶梯轴零件工装选择、刀具选择
1.1.2零件编程口令
和加工工艺卡的制作
3.主轴转速（S）、恒线速度控制（G96）与取消恒线速度控制（G97）指令应用举例
G96为(主轴)恒线速度控制指令，即保持刀具切削点处线速度恒定的指令。S后面的数字表示的是 恒定的线速度，单位为m/min。
1.1.1零件加工任务分析
和加工工艺卡的制作
各种加工方法所能达到的表面粗糙度数值见表1-3，供制定加工工艺时参考选用。
任务1.1 阶梯轴零件工装选择、刀具选择
1.1.2零件编程口令
和加工工艺卡的制作
1.主轴正转（M03）、主轴反转（M04）与主轴停止（M05）指令应用举例 【例1-1】 主轴正转（主轴顺时针旋转）编程如下： M03；//其后要由S指定转速值 主轴反转（主轴逆时针旋转）编程如下： M04；//其后要由S指定转速值 主轴停止编程如下： M05；
任务1.1 阶梯轴零件工装选择、刀具选择
1.1.2零件编程口令
和加工工艺卡的制作
7.直线插补（G01）指令应用举例 【例1-7】如图1-3所示外圆柱切削的编程（直径值编程）如下。
G01 X60 Z_80 F0.3； 或 G01 U0 W_85 F0.3；
任务1.1 阶梯轴零件工装选择、刀具选择 和加工工艺卡的制作
和高台阶车削法两种。 阶梯轴车削方法如图1-1（a）和1-1（b）所示：
任务1.1 阶梯轴零件工装选择、刀具选择 和加工工艺卡的制作
1.1.1零件加工任务分析
梯轴车削方法切削用量的具体数值可参阅机床说明书、切削用量手册，并结合实际经验确定， 表1-2是参考了切削用量手册而推荐的切削用量参考表。
数控车床加工工艺编程-三角螺纹的加工
安装刀具，1号刀位放置外圆刀，2号刀位放置 切断刀，刀宽为5。3号刀位放置外螺纹刀。
将机床返回参考点 ，输入程序 。
试切法对刀
X轴对刀，主轴正转，移动螺纹车刀，使刀尖 轻轻碰到工件外圆表面或者车一段外圆面，沿 Z方向退出刀具；停车，测量外圆直径 。
加工过程中螺纹尺寸控制是将螺纹车刀设置一 定磨损量，当螺纹加工程序段结束后停车，用 螺纹环规测量 。
根据螺纹旋合松紧程度调小刀具磨损量，重新 运行螺纹加工程序段，直至尺寸符合要求为止， 一般螺纹通规能通过，止规不通过为合格 。
三、注意事项
1.螺纹切削时必须采用专用的螺纹车刀，螺纹 车刀的角度选取由螺纹牙型确定。
2.螺纹车刀安装时，刀尖应与工件旋转中心等 高，车刀两侧刃角平分线必须垂直于工件轴线， 否则车出的螺纹牙型会往一边倾斜。
3.螺纹加工期间应保持主轴倍率不变。
4.空刀退出量设置不能过大，以防螺纹车刀退 出时撞到台阶面。
5.首次切削应尽可能采用单段加工，熟练以后 再采用自动加工方式。
三角螺纹的加工
一、图分析
Φ45的外圆柱面可采用不切除金属的方法获得， 毛坯可选择Φ45的圆棒料，长度可选择比零件 长度大30～50mm，主要加工内容为Φ20、 Φ26的外圆柱面，5x2mm的退刀槽，M20x1.5 的外螺纹 。
二、加工步骤
实操加工时，首先用三爪自定心卡盘夹紧工件 毛坯的外圆柱面，保证卡盘外悬伸长度为 45~50mm
《数控车削编程与加工技术》课程标准
《数控车削编程与加工技术》课程标准学时：144学分：8适用专业及学制：三年制、数控技术应用、模具制造技术、全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本课程是数控类专业核心课程。
本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质《数控车削编程与加工技术》课程是以就业为导向，顺应现代职业教育教学制度的改革趋势，在数控技术应用专业开设的必修课。
该专业课程涉及数控车床的加工工艺、编程和操作核心，全面系统介绍车削加工技术基础、内外轮廓的加工、华中系统数车编程操作等方面知识。
三、课程教学目标本课程是中职数控类专业的一门专业课程。
其主要任务是以生产实践中的莞任务为项目构建课程体系，实现理论与实践的紧密结合。
围绕生产实际工作任务的需要，突出工作任务与知识的关联性，让学生在生产实践活动中学习知识，分析问题，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的学习积极性和主动性。
1.知识目标（1）能适应数控车床操作的工作、学习环境；（2）会手工编制加工阶梯轴的规范程序；（3）能较熟练运用数控车仿真系统或机床模拟仿真实现零件的模拟加工；（4）会车削带曲面轴类零件；（5）会数控车削轴上沟槽；（6）会数控车削普通内外螺纹；（7）能完成中等复杂轴套类零件的编程与加工；（8）能达到数控车中级工（国家职业资格四级）资格水平。
2.能力目标（1）本课程是操作性很强的，对于这种类型的课程，必须加强平时的练习，在重复操作练习中提高熟练程序，并掌握其中的操作原理；（2）能读懂零件图、能根据数控车床加工工艺文件选择、安装和调整数控车床常用刀具、能利用数控车床进行轮廓、螺纹、槽及孔的加工、能对数控机床进行日常的维护保养、上网查找相关资料、全面深入地掌握相关方法；（3）学会举一反三的方法，能在课外摸索一些新的加工工艺，并能学习使用。
3.素质目标（1）培养学生认真细致的学习态度和科学的求学态度，注重动手；（2）培养学生强烈的责任心和良好的敬业精神；（3）培养学生具有互助合作的精神。
数控车(铣)床编程与操作课题3 三角形圆柱内螺纹加工
400
0.2
600
1.5
400
表5-22法那克系统与西门系统车圆柱内螺纹参数值
法那克系统
西门子系统
精车重复次数：m=2，螺纹尾端倒角量取
螺纹起始点直径：R100=20
r=1.0L，刀尖角为60°，表示为P021060。 螺纹起始点Z坐标：R101=0
最小车削深度：△dmin=0.1mm，表示为Q100。
动作说明
设置初始状态 设置工件转速 调用外圆车刀 刀具移动至进刀点 刀具车削至工件端面 车工件右端面 粗车φ30外圆 刀具沿X方向退出 刀具沿Z方向退回 刀具X方向进刀，转速800r/min
N110 N120 N130
G01 Z-36 F0.1 X36 G00 X100 Z200
N140 M0
N150 T0202 N160 M3 S400
N170 G00 X39 Z-35
N180 N15 F0.08 X36 F0.2 G00 X100 Z200 M30
G01 Z-36 F0.1 X36 G00 X100 Z200
M0
T02 D1 M3 S400
G00 X39 Z-35
G01 X15 F0.08 X36 F0.2 G00 X100 Z200 M30
螺纹高度：k=0.65P=1.3，表示为P1300。
空刀退出量：R110=2
第一次车削深度：△d取0.45mm，表示为 Q450。
螺纹导程：L=2mm，表示为F2.0
螺纹深度：R111=0.65P=1.3 起始点偏移：R112=0 粗切削次数：R113=4 螺纹头数（单头）：R114=1
三、参考程序
精车φ30外圆 刀具沿X方向退出 刀具沿Z方向退回 程序停，手动钻中心孔、钻 孔 换切槽刀 设置切断转速
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表5-6车普通三角形外螺纹加工工艺
工步内容
刀具 号
切削用量 背吃量 进给速度 ap/(mm) f/(mm/r)
主轴转速 n/(r/min)
1 车右端面
T01
1～2
0.2
500
粗加工螺纹外圆及φ22
2 外圆，留0.4mm精车余 T01
1～2
0.2
500
量
3
精加工螺纹外圆及φ22 外圆至尺寸
T01
0.2
(-35,22.026)
(-20.05,15.8)
(-20.05,22.026)
(-1,15.8)
（0,13.8）
螺纹共分五次进给切完，每刀切深量（直径值）分别取0.8mm、0.6mm、 0.6mm 、0.4mm、0.2mm ，空刀导入量取2mm，空刀退出量取1.5mm， 每次进给时螺纹起点及终点坐标见表5-8
切削螺纹进刀方式的选择
本课题螺距为2mm，采用直进法进刀切削。
（2）进刀次数及背吃量的分配
采用直进法进刀，刀具越接近螺纹牙根，切削面积越大；为避免因切 削力过大而损坏刀具，每次进刀的深度应越来越小，如图5-5所示。用硬 质合金刀具，为保证螺纹表面质量，最后一刀背吃量一般不能小于0.1mm。
常见螺纹的走刀数次及切深量见表5-5
（3）加工工艺安排
车螺纹前应先加工外圆柱面及螺纹退刀槽，然后粗、 精加工螺纹，螺纹螺距为2mm，分 5 次走刀切完。 具体加工步骤见表5-6。
3.选择合理切削用量
外圆、端面、切槽用量同前面课题，螺纹加工时切 削速度应选择较小，背吃量随切削深度越来越小， 进给量为螺纹螺距，具体数值见表5-6。
工步号
课题1 普通三角形圆柱外螺纹加工
1.知识目标 ①掌握螺纹加工指令及应用。 ②了解普通三角形螺纹尺寸计算方法。 ③会制定三角形圆柱外螺纹加工工艺。 2.技能目标 ①掌握三角形外螺纹车刀的安装及对刀方法。 ②掌握三角形外螺纹的加工方法及尺寸控制。
加工工件 复习 知识学习
技能训练
刀具沿X方向退出
N420
Z2
Z2
刀具沿Z方向退回
N430
X14.6
X14.6
刀具沿X方向进刀
N440
G32 Z-17.5 F2
G33 Z-17.5 K2 第二次进பைடு நூலகம்切螺纹
N450
G00 X24
G00 X24
刀具沿X方向退出
N460
Z2
Z2
刀具沿Z方向退回
N470
X14
X14
刀具沿X方向进刀
图5-3螺纹加工空刀导入量和空刀退出量
二、车削普通三角形外螺纹尺寸计算
1.普通三角形外螺纹主要部分名称及计算公式
2.车螺纹前圆柱面及螺纹实际小径的确定
车塑性材料螺纹，由于受车刀挤压作用，会使外径胀大， 故车螺纹前圆柱面直径应比螺纹公称直径（大径）小
0.1～0.4mm，一般取d计=d-0.1P。
螺纹实际牙型高度考虑刀尖圆弧半径等因素的影响， 一般h1实=0.65P； 螺纹实际小径为d1实=d-2h1实=d-1.3P。
进刀次数
表5-8螺纹起点及终点坐标
螺纹起点坐标（Z， X）
螺纹终点坐标（Z，X）
第一次进给 （2，15.2）
（-17.5，15.2）
第二次进给 （2，14.6）
（-17.5，14.6）
第三次进给
（2，14）
（-17.5，14）
第四次进给 （2，13.6）
（-17.5，13.6）
第五次进给 （2，13.4）
0.1
800
4 车4×φ12螺纹退刀槽 T03
4
0.08
400
5
粗、精车M16螺纹至 尺寸
T04 0.1～0.4
2
400
6 切断，控制工件总长 T03
4
0.08
400
四、编写参考程序
1.建立工件坐标系
根据工件坐标系建立原 则，工件坐标系设置在 工件右端面轴心线上
2.计算基点坐标
车外圆时，P1、P2、P3、P4、P5等基点坐标如下:
N480 N490 N500 N510 N520 N530 N540 N550 N560 N570 N580
N590
G32 Z-17.5 F2 G00 X24
Z2 X13.6 G32 Z-17.5 F2 G00 X24 Z2 X13.4 G32 Z-17.5 F2 G00 X24 X100 Z200
2.指令代码
法那克系统：G32 西门子系统：G33
指令使用说明
1）螺纹切削指令使用时，进给速度倍率无效。 2）螺纹切削指令为模态代码，一经使用，持续有效， 直到同组G代码（G00、G01、G02、G03）取代为止。 3）加工螺纹时，刀具应处于螺纹起点位置。 4）由于数控机床伺服系统滞后，主轴加速和减速过程中， 会在螺纹切削起点和终点产生不正确的导程。因此在进刀和退时 要留有一定空刀导入量和空刀退出量，即螺纹的起点和终点坐标 要比实际螺纹要长。如图5-3所示。
（-17.5，13.4）
(-17.5,13.6) (-17.5,13.4) (-17.5,14) (-17.5,14.6) (-17.5,15.2)
(2,13.4) (2,13.6) (2,14) (2,14.6) (2,15.2)
3.参考程序
程序段号 程序内容（FANUC系统）程序内容（西门子系统） 动作说明
三、加工工艺分析
1.选择工、量、刃具
（1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中。 （2）量具选择：外径用外径千分尺测量、长度用游标 卡尺测量；螺纹用螺纹环规测量。 （3）刀具选择：外圆选用90°偏刀车削，螺纹退刀槽用切槽 刀车削，螺纹选用外螺纹车刀车削；其中外螺纹车刀形状如
下图所示。
2.制定加工工艺路线
N370
T0404
T04 D1
换螺纹车刀
N380
M3 S400
M3 S400
车螺纹转速400r/min
N390
G00 X15.2 Z2
G00 X15.2 Z2
车刀移至进刀点
N400
G32 Z-17.5 F2
G33 Z-17.5 K2 第一次进给切螺纹
N410
G00 X24
G00 X24
练习题 总结 作业
一、螺纹切削加工指令 二、车削普通三角形外螺纹尺寸计算 三、加工工艺分析 四、编写参考程序
一、加工准备 二、对刀
三、空运行及仿真 四、零件自动加工及尺寸控制方法
复习
1.螺纹加工指令及格式？ 2. 三角形螺纹主要参数及计算？
[知识学习]
一、螺纹切削加工指令
1.指令功能
用此指令可以加工以下各种恒螺距螺纹： 圆柱螺纹 / 圆锥螺纹； 外螺纹 / 内螺纹； 单线螺纹 / 多线螺纹； 多段连续螺纹。