數控車床編程與操作（廣數系統）（第二版）第一章數控車削編程基礎第一章數控車削編程基礎第一節數控車床概述第二節數控車床坐標系第三節數控車削編程基本知識第四節程序編制的工藝處理第五節手工編程的數學處理第六節刀具補償功能第一章數控車削編程基礎第一節數控車床概述第一節數控車床概述（1）掌握數控車床的組成。（2）理解數控車床的工作過程。（3）了解數控車床的分類。（4）了解數控車床的特點。知識目標技能目標能夠識別數控車床各組成部分的名稱及其作用。第一節數控車床概述（1）數控車床的組成。（2）數控車床的工作過程。（3）數控車床的分類。（4）數控車床的特點。教學重點教學難點（1）數控車床的組成。（2）數控車床的工作過程。第一節數控車床概述課前準備參觀數控車間，了解數控車床的結構及加工過程。新課導入數控車床又稱CNC車床，即用計算機數字控制的車床。它主要用于回轉體工件的加工，一般能自動完成內、外圓柱面，內、外圓錐面，復雜回轉體內、外曲面，圓柱螺紋和圓錐螺紋等輪廓的切削加工，并能進行切槽、鉆孔、車孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋等加工。第一節數控車床概述探究新知一、數控車床的組成1．控制介質控制介質是指將工件加工信息傳送到數控裝置中的程序載體。第一節數控車床概述探究新知2．數控裝置數控裝置是數控機床的核心。數控裝置由輸入裝置（如鍵盤等）、控制運算器和輸出裝置（如顯示器）等構成。作用：數控裝置接收控制介質上的數字化信息，經過控制軟件或邏輯電路進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制車床的各部分進行規定的、有序的運動。第一節數控車床概述探究新知3．伺服系統伺服系統由驅動裝置和執行部件組成，它是數控系統的執行機構。作用：伺服系統的作用是把來自數控裝置的指令信號轉換為機床移動部件的運動，它相當于操作人員的手，使工作臺（或滑板）精確定位或按規定的軌跡做嚴格的相對運動，最后加工出符合圖樣要求的工件。第一節數控車床概述探究新知4．測量反饋裝置測量反饋裝置的作用是通過測量元件將車床移動的實際位置、速度參數檢測出來，將其轉換成電信號，并反饋到數控裝置中，使數控裝置能隨時判斷車床的實際位置、速度是否與指令一致，并發出相應指令，糾正所產生的誤差。5．車床主體車床主體是數控車床的本體，主要包括床身、主軸、進給機構等機械部件，還包括冷卻、潤滑、換刀、夾緊等裝置。第一節數控車床概述探究新知二、數控車床的工作過程用數控車床加工工件時，根據零件圖樣要求和加工工藝，將所用刀具、刀具運動軌跡與速度、主軸轉速與旋轉方向、冷卻與潤滑等輔助操作以及相互間的先后順序，以規定的數控代碼形式編制成程序，并輸入數控裝置中，在數控裝置內部的控制軟件支持下，經過處理、計算后，向車床伺服系統和輔助裝置發出指令，驅動車床各運動部件和輔助裝置進行有序的動作，實現刀具與工件的相對運動，加工出所要求的工件。第一節數控車床概述探究新知三、數控車床的分類1．按數控車床主軸位置分類（1）立式數控車床（2）臥式數控車床立式數控車床臥式數控車床第一節數控車床概述探究新知2．按數控車床刀架數量分類（1）單刀架數控車床四工位臥式自動轉位刀架多工位轉塔式自動轉位刀架（2）雙刀架數控車床第一節數控車床概述探究新知3．按數控車床控制方式分類（1）開環控制數控車床第一節數控車床概述探究新知3．按數控車床控制方式分類（2）全閉環控制數控車床第一節數控車床概述探究新知3．按數控車床控制方式分類（3）半閉環控制數控車床第一節數控車床概述探究新知4．按數控系統的功能分類（1）經濟型數控車床第一節數控車床概述探究新知4．按數控系統的功能分類（2）全功能型數控車床第一節數控車床概述探究新知4．按數控系統的功能分類（3）車削中心第一節數控車床概述探究新知四、數控車床的特點1．適應性強2．加工精度高3．生產效率高4．自動化程度高，勞動強度低第一節數控車床概述學習評價1．什么是數控車床？2．數控車床主要由哪幾部分組成？3．數控裝置有什么作用？4．伺服系統有什么作用？5．測量反饋裝置有什么作用？6．簡述數控車床的加工過程。7．與普通車床相比，數控車床有什么特點？8．按照對被控制量有無測量反饋裝置不同，數控車床可分為哪幾類？第一節數控車床概述知識總結與提升1．數控車床的組成（重點，難點）（控制介質、數控裝置、伺服系統、機床本體、檢測反饋裝置）及各部分的作用。2．數控車床的加工過程。（重點，難點）3．數控車床的分類。（重點）4．數控車床的特點（了解）適應性強，加工精度高，生成效率高，勞動強度低。第一章數控車削編程基礎第二節數控車床坐標系第二節數控車床坐標系（1）掌握坐標系的確定原則。（2）掌握坐標軸的確定方法。（3）掌握機床坐標系與工件坐標系的概念。（4）熟悉刀具的相關點。知識目標技能目標能繪制數控車床的坐標系。第二節數控車床坐標系（1）坐標系的確定原則。（2）坐標軸的確定方法。（3）機床坐標系與工件坐標系。教學重點教學難點（1）坐標系的確定原則。（2）坐標軸的確定方法。第二節數控車床坐標系復習提問1．什么是數控車床？2．數控車床主要由哪幾部分組成？3．數控裝置有什么作用？4．伺服系統有什么作用？5．測量反饋裝置有什么作用？6．簡述數控車床的加工過程。7．與普通車床相比，數控車床有什么特點？8．按照對被控制量有無測量反饋裝置不同，數控車床可分為哪幾類？第二節數控車床坐標系新課引入為了便于描述數控車床的運動，研究人員引入了數學中的坐標系，用機床坐標系描述機床的運動。探究新知一、坐標系的確定原則1．刀具相對于靜止工件而運動的原則2．機床坐標系的規定3．運動方向的規定第二節數控車床坐標系二、坐標軸的確定1．Z

坐標軸Z坐標軸的運動方向是由傳遞切削力的主軸所決定的，與主軸軸線平行的標準坐標軸即為Z

坐標軸，其正方向是增大刀具與工件之間距離的方向。機床坐標系是一個右手笛卡兒直角坐標系，如圖所示，圖中規定了X、Y、Z

三個直角坐標軸的方向。圍繞X、Y、Z

坐標軸的旋轉坐標分別用A、B、C

表示。第二節數控車床坐標系2．X

坐標軸X坐標軸平行于工件裝夾面，一般在水平面內，它是刀具或工件在定位平面內運動的主要坐標。對于數控車床，X坐標軸的方向是在工件的徑向上，且平行于橫向滑板。X坐標軸的正方向是安裝在橫向滑板主要刀架上的刀具離開工件回轉中心的方向。第二節數控車床坐標系3．Y

坐標軸在確定了X和Z坐標軸后，可根據X和Z坐標軸的正方向，按照右手笛卡兒直角坐標系確定Y坐標軸及其正方向。第二節數控車床坐標系探究新知三、機床坐標系機床坐標系是數控車床的基本坐標系，它是以機床原點為坐標原點建立起來的X、Z

軸直角坐標系。機床原點是由生產廠家確定的，是數控車床上的一個固定點。臥式數控車床的機床原點一般取在主軸右端面與中心線交點處，但這個點不是一個物理點，而是一個定義點，它是通過機床參考點間接確定的。機床參考點是一個物理點，其位置由X、Z

向的機械擋塊和行程開關確定。第二節數控車床坐標系探究新知四、工件坐標系編程人員在編寫工件加工程序時通常要選擇一個工件坐標系，又稱編程坐標系，這樣刀具軌跡就變為工件輪廓在工件坐標系下的坐標。工件坐標系是人為設定的，設定的依據是既要符合尺寸標注的習慣，又要便于坐標計算和編程。一般工件坐標系的原點最好選擇在工件的定位基準、尺寸基準或夾具的適當位置上。根據數控車床的特點，工件原點通常設在工件左、右端面的中心或卡盤右端面的中心。第二節數控車床坐標系探究新知實際加工時考慮加工余量和加工精度，工件原點應選擇在精加工后的端面或夾緊定位面上，如圖所示。第二節數控車床坐標系探究新知五、刀具相關點1．刀位點刀具在機床上的位置是由刀位點的位置來表示的。刀位點是指刀具的定位基準點，不同的刀具其刀位點不同，各類車刀的刀位點如圖所示。第二節數控車床坐標系探究新知2．對刀點對刀點是指數控加工中刀具相對于工件運動的起點，也可以叫作程序起點或起刀點。通過對刀點，可以確定機床坐標系和工件坐標系之間的相互位置關系。第二節數控車床坐標系探究新知3．換刀點換刀點是指工件開始加工或加工過程中更換刀具的相關點，如圖所示。設立換刀點的目的是在更換刀具時讓刀具處于一個比較安全的區域，換刀點可在遠離工件和尾座處，也可在便于換刀的任何地方，但該點與程序原點之間必須有確定的坐標關系。第二節數控車床坐標系學習評價1．數控車床坐標系確定的原則有哪些？2．如何確定數控車床的Z坐標軸？3．如何確定數控車床的X坐標軸？4．機床原點與工件原點有什么區別？5．機床回零操作的目的是什么？第二節數控車床坐標系知識總結與提升1．坐標系的確定原則（1）刀具相對于靜止工件而運動的原則。（2）機床坐標系的規定。（3）運動方向的規定。2．坐標軸的確定Z坐標軸→X坐標軸→Y坐標軸。3．機床坐標系與工件坐標系4．刀具相關點刀位點、對刀點、換刀點第一章數控車削編程基礎第三節數控車削編程基本知識第三節數控車削編程基本知識（1）掌握數控編程的概念和步驟。（2）掌握數控加工程序的構成。（3）掌握數控加工程序常用代碼字。（4）了解數控車床編程規則。（5）了解主程序與子程序的區別。知識目標技能目標能夠識讀數控加工程序。第三節數控車削編程基本知識（1）數控編程的概念和步驟。（2）數控加工程序的構成。（3）數控加工程序常用代碼字。（4）數控車床編程規則。（5）主程序與子程序。教學重點教學難點（1）數控編程步驟。（2）數控加工程序的構成。（3）子程序調用格式。第三節數控車削編程基本知識1．數控車床坐標系確定的原則有哪些？2．如何確定數控車床的Z坐標軸？3．如何確定數控車床的X坐標軸？4．機床原點與工件原點有什么區別？5．機床回零操作的目的是什么？復習提問第三節數控車削編程基本知識一、數控編程概述探究新知1．數控編程的概念和步驟數控編程是指利用工件的外形尺寸、加工工藝過程、工藝參數、刀具參數等信息，按照數控系統專用的編程代碼編寫加工程序的過程。（1）分析零件圖樣及制定工藝方案對零件圖樣進行分析，明確加工的內容和要求；確定加工方案；選擇合適的數控機床；選擇或設計刀具和夾具；確定合理的進給路線及選擇合理的切削用量等。第三節數控車削編程基本知識（2）數學處理探究新知在確定了工藝方案后，就需要根據工件的幾何尺寸、加工路線等計算刀具刀位點的運動軌跡，以獲得刀位點的數據。（3）編寫加工程序編程人員使用數控系統的程序指令，按照規定的程序格式，逐段編寫加工程序。（4）程序校驗通常可采用機床空運轉的方式檢查機床動作和運動軌跡的正確性，以校驗程序。第三節數控車削編程基本知識2．數控程序編制的方法探究新知（1）手工編程二、數控加工程序的構成1.程序名程序名位于程序的開頭，由O及其后面的四位數字構成。（2）自動編程第三節數控車削編程基本知識2．程序段探究新知程序段由若干個代碼字構成，以“；”結束，是數控系統程序運行的基本單位。3．代碼字代碼字是用于命令數控系統完成控制功能的基本代碼單元，代碼字由一個英文字母（稱為代碼地址）和其后的數值（稱為代碼值，分為有符號數或無符號數）構成。第三節數控車削編程基本知識第三節數控車削編程基本知識4．程序段號探究新知程序段號由地址N和后面四位數構成，即N0000～N9999，前面的零可省略。程序段號應位于程序段的開頭，否則無效。如在執行程序時不想執行某一程序段（而又不想刪除該程序段），就在該程序段前插入選跳符“/”，并打開程序段選跳開關。5．程序段選跳符6．程序注釋程序注釋位于程序名后的括號內，在數控系統上只能用英文字母和數字編輯。第三節數控車削編程基本知識三、常用代碼字簡介探究新知1．準備功能字2．進給功能字G功能是設立機床工作方式或控制系統工作方式的一種命令。S指令主要用來指定主軸轉速或速度，單位為r/min或m/min。F指令的功能是指定切削的進給速度。3．主軸轉速功能字第三節數控車削編程基本知識三、常用代碼字簡介探究新知4．刀具功能字5．輔助功能字刀具功能字主要用來指定加工中所用刀具號和自動補償編組號。輔助功能字用以指定數控機床中輔助裝置的開關動作或狀態，如主軸啟、停，切削液通、斷，更換刀具等。與G指令一樣，M指令由地址符M和其后的兩位數字組成，從M00～M99共100種。第三節數控車削編程基本知識四、編程規則探究新知1．絕對值編程和增量值編程X70.0Z40.0；（A→B）U40.0W-60.0；（A→B）2．直徑編程和半徑編程用直徑指定尺寸時稱為直徑編程，用半徑指定尺寸時稱為半徑編程。第三節數控車削編程基本知識五、主程序和子程序探究新知1．子程序的編寫在子程序的開頭，在地址符O后寫上子程序號，子程序的最后是M99指令。2．子程序的調用（1）如果省略了重復次數，則認為調用次數為1次。（2）“M98P

”也可以與移動指令同時存在于一個程序段中。第三節數控車削編程基本知識（3）主程序調用子程序執行的順序如圖所示。探究新知3．特殊的使用方法第三節數控車削編程基本知識學習評價1．什么是數控編程？2．數控程序編制的主要步驟有哪些？3．數控加工程序主要由哪幾部分組成？4．數控加工程序常用代碼字有哪些？5．主程序與子程序有什么區別？第三節數控車削編程基本知識知識總結與提升1．數控編程的概念和步驟（重點、難點）2．數控加工程序的構成（重點、難點）3．常用代碼字簡介G代碼、F代碼、S代碼、T代碼、M代碼4．編程規則5．主程序和子程序第一章數控車削編程基礎第四節程序編制的工藝處理第四節程序編制的工藝處理（1）掌握數控車削工藝分析。（2）掌握數控車削工藝路線的擬定。知識目標技能目標（1）能夠分析零件加工工藝。（2）能夠擬定數控車削工藝路線。第四節程序編制的工藝處理（1）工藝分析。（2）工藝路線的擬定。教學重點教學難點（1）工藝分析。（2）工藝路線的擬定。第四節程序編制的工藝處理1．什么是數控編程？2．數控程序編制的主要步驟有哪些？3．數控加工程序主要由哪幾部分組成？4．數控加工程序常用代碼字有哪些？5．主程序與子程序有什么區別？復習提問第四節程序編制的工藝處理新課引入數控車削工藝是以普通車削工藝為基礎，結合數控車床的特點，綜合運用多方面的知識解決數控車削過程中的工藝問題。探究新知一、工藝分析1．零件圖樣分析（1）尺寸標注方法分析尺寸標注方法應適應數控車床加工的特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸，如圖所示。第四節程序編制的工藝處理探究新知（2）輪廓幾何要素分析在分析零件圖時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。（3）精度和技術要求分析分析精度和各項技術要求是否齊全、合理；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖樣要求，若達不到，需采取其他措施（如磨削等）彌補時，則應給后續工序留有加工余量；找出圖樣上有位置精度要求的表面，這些表面應在一次裝夾下完成加工；對表面質量要求較高的表面，應確定用恒線速度切削。第四節程序編制的工藝處理探究新知2．裝夾方案的確定（1）定位與裝夾方案的確定確定工件的定位基準與裝夾方案時應注意以下三點：1）力求設計基準、工藝基準與編程原點統一，以減少基準不重合誤差和數控編程中的計算工作量。2）設法減少裝夾次數，盡可能做到一次裝夾后能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，充分發揮數控機床的效率。3）避免采用占機人工調整的方案，以免占機時間太多，影響加工效率。第四節程序編制的工藝處理探究新知（2）夾具的選擇數控車床夾具分為兩種基本類型：一類是安裝在數控車床主軸上的夾具，另一類是安裝在滑板或床身上的夾具。根據加工內容選擇合適的夾具。3．刀具的選擇（1）常用車刀的種類及選擇1）尖形車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。2）圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度誤差或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。第四節程序編制的工藝處理探究新知3）成形車刀。成形車刀俗稱樣板車刀，所加工工件的輪廓形狀完全由車刀切削刃的形狀和尺寸決定。（2）機夾可轉位車刀的選用1）刀片材料的選擇。常見刀片材料有高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等，其中應用最多的是硬質合金刀片和涂層硬質合金刀片。2）刀片尺寸的選擇。刀片尺寸的大小取決于車刀的有效切削刃長度L。有效切削刃長度與背吃刀量ap

和車刀的主偏角κr

有關。第四節程序編制的工藝處理探究新知3）刀片形狀的選擇。主要依據被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉位次數等因素選擇。常見可轉位車刀刀片的形狀和角度如圖所示。第四節程序編制的工藝處理探究新知4．切削用量的確定選擇原則如下：保證工件加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具的切削性能，保證合理的刀具壽命；充分發揮機床的性能，最大限度地提高生產效率，降低成本。（1）背吃刀量ap的確定背吃刀量根據機床、工件和刀具的剛度來確定。在剛度允許的條件下，應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少進給次數，提高生產效率。為了保證工件表面質量，可留少許精加工余量，一般為0.2～0.5mm。第四節程序編制的工藝處理探究新知（2）主軸轉速n的確定車削加工時主軸轉速n應根據允許的切削速度vc

和工件直徑d

來選擇，按公式vc=πdn/1000計算。切削速度vc的單位為m/min，由刀具壽命決定，計算時可根據表1-4所列的硬質合金外圓車刀切削速度的參考值或切削用量手冊選取。第四節程序編制的工藝處理探究新知實際上在數控車床上車削螺紋時會受到以下幾個方面的影響：1）螺紋加工程序段中指令的螺距值相當于以進給量f（mm/r）表示的進給速度F，如果將機床的主軸轉速選擇得過高，其換算后的進給速度vf（mm/min）必定大大超過正常值。2）刀具在其移動過程的始終都將受到伺服驅動系統升、降頻率和數控裝置插補運算速度的約束，由于升、降頻率特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動產生的“超前”和“滯后”而導致部分牙型的螺距不符合要求。3）車削螺紋必須通過主軸的同步運行功能才能實現，即車削螺紋需要有主軸脈沖發生器（編碼器）。第四節程序編制的工藝處理探究新知（3）進給速度vf的確定1）當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度，一般在100～200mm/min范圍內選取。2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內選取。3）當加工精度、表面質量要求較高時，進給速度應選小些，一般在20～50mm/min范圍內選取。4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以選擇該機床數控系統設定的最高進給速度。第四節程序編制的工藝處理計算進給速度時，可參考表1-5所列的硬質合金車刀粗車外圓和端面的進給量、表1-6所列的按表面粗糙度選擇進給量的參考值或查閱切削用量手冊選取每轉進給量f，然后按公式vf=nf計算進給速度。第四節程序編制的工藝處理第四節程序編制的工藝處理探究新知二、工藝路線的擬定1．加工方法的選擇在數控車床上，能夠完成車削內外回轉體表面、鉆孔、車孔、鉸孔和攻螺紋等加工操作，具體應根據工件的加工精度、表面粗糙度、材料、結構和形狀、尺寸及生產類型等因素，選用相應的加工方法和加工方案。2．加工階段的劃分按工序性質不同分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個階段，其主要工作任務和目的見表1-7。第四節程序編制的工藝處理3．工序的劃分（1）工序劃分的原則1）工序集中原則。工序集中原則是指每道工序包括盡可能多的加工內容，從而使工序的總數減少。第四節程序編制的工藝處理2）工序分散原則。工序分散原則是指將工件的加工分散在較多的工序內進行，每道工序的加工內容很少。（2）工序劃分的方法1）按工件加工表面劃分。第一道工序采用圖a所示的以大端面和大外圓裝夾的方案，將滾道、小端面和內孔等安排在一次裝夾下車出，很容易保證上述位置精度。第二道工序采用圖b所示的以內孔和小端面裝夾的方案，車削大外圓和大端面。第四節程序編制的工藝處理2）按粗、精加工劃分。對毛坯余量較大和加工精度要求較高的工件，應將粗車和精車分開，劃分成兩道或更多的工序。加工圖a所示的手柄，毛坯為?32mm的棒料，批量生產，用一臺數控車床加工，要求劃分工序并確定裝夾方式。工序1：如圖b所示，夾住外圓柱面，車?12mm、?20mm兩圓柱面→車圓錐面（粗車掉R42mm圓弧部分余量）→留出總長余量后切斷。工序2：如圖c所示，用?12mm外圓柱面和?20mm端面裝夾，車30°錐面→所有圓弧表面半精車→所有圓弧表面精車成形。第四節程序編制的工藝處理4．車削工序的安排（1）先粗后精原則按照粗車→半精車→精車的順序進行，逐步提高加工精度，如圖所示。（2）先近后遠原則一般情況下，離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便于縮短刀具移動距離，減少空行程時間。加工如圖所示的工件，當第一刀背吃刀量未超限時，應該按?34mm→?36mm→?38mm的次序先近后遠地安排車削順序。第四節程序編制的工藝處理（3）內外交叉原則對于既有內表面（內型腔），又有外表面需加工的工件，安排加工順序時，應先進行內表面粗加工，后進行外表面精加工。（4）基面先行原則用作精基準的表面應優先加工，因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小。例如，加工軸類工件時，總是先加工中心孔，再以中心孔為精基準加工外圓表面和端面。5．確定進給路線（1）保證加工質量進給路線應以保證工件的精度和表面質量為前提。第四節程序編制的工藝處理（2）程序段越少越好在加工程序的編制過程中，為使程序簡潔，減少出錯率及提高編程工作的效率等，總是希望以最少的程序段實現對工件的加工。（3）進給路線越短越好確定進給路線的重點主要在于確定粗加工和空行程路線，因精加工切削過程的進給路線基本上都是沿工件輪廓順序進行的。下圖所示為粗車工件時安排的幾種不同切削進給路線。其中，圖a表示利用數控系統的復合循環功能，控制車刀每次均按與工件輪廓相同的軌跡進給；圖b表示利用數控系統的程序循環功能安排的三角形進給路線；圖c表示利用數控系統的固定（矩形）循環功能安排的矩形進給路線。第四節程序編制的工藝處理對以上三種切削進給路線，經分析及判斷后可知矩形循環進給路線的進給長度總和為最短。因此，在同等條件下，其切削所需時間（不含空行程）為最短，刀具的損耗小。另外，矩形循環加工的程序段格式較簡單。所以，矩形進給路線的安排在制定加工方案時應用較多。第四節程序編制的工藝處理學習評價1．確定工件的定位基準與裝夾方案時應注意哪些事項？2．切削用量的選擇原則有哪些？3．在數控車床上車削螺紋時會受到哪幾個方面的影響？4．確定進給速度的原則有哪些？5．按工序性質不同加工階段分為哪幾個階段？各階段的目的是什么？6．工序集中原則與工序分散原則有什么區別？7．制定工件車削工序一般遵循哪些原則？第四節程序編制的工藝處理知識總結與提升1．工藝分析（重點、難點）零件圖樣分析、裝夾方案的確定、刀具的選擇、切削用量的確定。2．工藝路線的擬定（重點、難點）加工方法的選擇、加工階段的劃分、工序的劃分、車削工序的安排、確定進給路線。第一章數控車削編程基礎第五節手工編程的數學處理第五節手工編程的數學處理（1）掌握零件圖中相關尺寸的數值換算。（2）掌握零件圖中各基點和節點的坐標值計算。（3）了解三角函數計算法和平面解析幾何計算法。知識目標技能目標（1）能計算零件圖中各基點和節點的坐標值。（2）能進行零件圖中相關尺寸的數值換算。第五節手工編程的數學處理（1）數值換算。（2）坐標值計算。（3）三角函數計算法和平面解析幾何計算法。重點難點（1）三角函數計算法。（2）平面解析幾何計算法。第五節手工編程的數學處理1．確定工件的定位基準與裝夾方案時應注意哪些事項？2．切削用量的選擇原則有哪些？3．在數控車床上車削螺紋時會受到哪幾個方面的影響？4．確定進給速度的原則有哪些？5．按工序性質不同加工階段分為哪幾個階段？各階段的目的是什么？6．工序集中原則與工序分散原則有什么區別？7．制定工件車削工序一般遵循哪些原則？復習提問第五節手工編程的數學處理一、數值換算探究新知1．直接換算直接換算是指直接通過圖樣上的標注尺寸即可獲得編程尺寸的一種方法。在圖b中，除尺寸42.1mm外，其余尺寸均屬于直接按圖a標注尺寸經換算后得到的編程尺寸。第五節手工編程的數學處理2．間接換算探究新知間接換算是指需要通過平面幾何、三角函數等計算方法進行必要的計算后才能得到編程尺寸的一種方法。圖b中的尺寸42.1mm就屬于間接換算后所得到的編程尺寸。第五節手工編程的數學處理二、坐標值計算探究新知1．基點的直接計算構成工件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點，它可以直接作為運動軌跡的起點或終點。如右圖中的A、B、C、D、E、F

各點都是該工件輪廓上的基點。（1）基點的含義第五節手工編程的數學處理（2）基點直接計算的內容探究新知基點直接計算的內容包括計算每條運動軌跡（線段）的起點或終點在選定坐標系中的坐標值和圓弧運動軌跡的圓心坐標值。2．節點的擬合計算（1）節點的含義當采用不具備非圓曲線插補功能的數控機床加工非圓曲線輪廓的工件時，在加工程序的編制工作中，常需要用直線或圓弧去近似代替非圓曲線，稱為擬合處理。擬合線段的交點或切點稱為節點。第五節手工編程的數學處理數控機床上加工橢圓、雙曲線、拋物線、阿基米德螺旋線或用一系列坐標點表示的列表曲線時，就要用直線或圓弧去逼近被加工曲線，這時，逼近線段與被加工曲線的交點即為節點。當右圖中的曲線用直線逼近時，A、B、C、D、E

等即為該工件輪廓上的節點。探究新知（2）節點擬合計算的內容節點擬合計算的難度和工作量都很大，故宜通過計算機完成。擬合結束后，還必須通過相應的計算對每條擬合線段的擬合誤差進行分析。第五節手工編程的數學處理三、三角函數計算法探究新知2．對于任意三角形1．對于直角三角形第五節手工編程的數學處理四、平面解析幾何計算法探究新知2．直線方程的標準形式（斜截式）1．直線方程的形式3．直線方程的點斜式第五節手工編程的數學處理4．直線方程的截距式探究新知5．點到直線的距離公式第五節手工編程的數學處理7．一元二次方程ax2+bx+c=0（a≠0）的求根公式探究新知6．圓的標準方程第五節手工編程的數學處理（1）什么是基點？（2）什么是節點？（3）默寫勾股定理公式。（4）默寫圓的一般方程式。學習評價（1）數值換算（重點）（2）坐標值計算（重點）（3）三角函數計算法、平面解析幾何計算法（難點）知識總結與提升第一章數控車削編程基礎第六節刀具補償功能第六節刀具補償功能（1）掌握刀具位置補償。（2）掌握刀尖圓弧半徑補償。知識目標技能目標（1）能通過對刀操作完成刀具的位置補償。（2）能通過刀具偏置磨損界面進行刀尖圓弧半徑補償。第六節刀具補償功能（1）刀具位置補償。（2）刀尖圓弧半徑補償。重點難點（1）刀具位置補償。（2）刀尖圓弧半徑補償。第六節刀具補償功能（1）什么是基點？（2）什么是節點？復習提問探究新知刀具補償功能是用來補償刀具實際安裝位置（或實際刀尖圓弧半徑）與理論編程位置（刀尖圓弧半徑）之差的一種功能。刀具補償功能是數控車床的一種主要功能，它分為刀具位置補償（即刀具偏移補償）和刀尖圓弧半徑補償兩種功能。第六節刀具補償功能一、刀具位置補償探究新知如右圖所示，車床的刀架裝有不同尺寸的刀具，設圖示刀架的中心位置P

為各刀具的換刀點，并以1號刀具的刀尖B

點為所有刀具的編程起點。當換2號刀具加工時，2號刀具的刀尖在C

點位置，C點與B點的差值就是2號刀相對1號刀的位置補償值。1．刀具位置補償的設定第六節刀具補償功能2．刀具位置補償代碼探究新知（2）說明（1）代碼格式1）工件加工完成后要將刀補取消，刀補號00為取消刀具位置補償。2）坐標系變換后，補償坐標和補償值也需改變。3）用T代碼對刀具進行補償一般是在換刀指令后第一個含有移動指令的程序段中進行的。第六節刀具補償功能二、刀尖圓弧半徑補償探究新知1．刀尖圓弧半徑補償的目的當車削右端面、錐面和圓弧時，就會造成過切或少切，引起加工表面形狀誤差。數控系統的刀尖圓弧半徑補償功能正是為解決這個問題而設定的。編程時加入刀尖圓弧半徑補償，系統將原來控制假想刀尖的運動轉換成控制刀尖圓弧中心的運動軌跡，則可以加工出相對準確的輪廓。這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。在編制數控車床加工程序時，都是把車刀的刀尖當成一個點來考慮的，即假想刀尖，如右圖所示的O′點。第六節刀具補償功能探究新知第六節刀具補償功能探究新知2．刀尖圓弧半徑補償指令如圖b、c所示，順著刀具運動方向看，刀具在工件的左邊，稱為刀尖圓弧半徑左補償，用G41指令編程。（1）刀尖圓弧半徑左補償指令G41（2）刀尖圓弧半徑右補償指令G42如圖a、d所示，順著刀具運動方向看，刀具在工件的右邊，稱為刀尖圓弧半徑右補償，用G42指令編程。（3）刀尖圓弧半徑取消補償指令G40如需要取消刀尖圓弧半徑左補償和右補償，可用G40指令。第六節刀具補償功能探究新知3．刀尖圓弧半徑補償量的設定（1）假想刀尖方向第六節刀具補償功能探究新知（2）補償參數的設置刀尖圓弧半徑補償量可以通過數控系統的“刀具偏置磨損”界面設定。第六節刀具補償功能探究新知4．刀尖圓弧半徑補償的實現過程（1）刀補建立（又稱起刀）（2）刀補執行（3）刀補取消第六節刀具補償功能探究新知5．注意事項（1）刀尖圓弧半徑補償只能在G00或G01的運動中建立或取消。（2）工件有錐度或圓弧時，必須在精車圓錐面或圓弧面前一程序段建立刀尖圓弧半徑補償，一般在切入工件時的程序段建立刀尖圓弧半徑補償。（3）當執行G71～G76固定循環指令時，在循環過程中，不執行刀尖圓弧半徑補償，刀尖圓弧半徑補償暫時取消。（4）建立刀尖圓弧半徑補償后，在Z軸的移動量必須大于刀尖圓弧半徑值；在X軸的移動量必須大于兩倍刀尖圓弧半徑值，這是因為X軸的移動量是用直徑值表示的。第六節刀具補償功能學習評價（1）刀尖圓弧半徑補償的目的是什么？（2）刀尖圓弧半徑補償指令有哪幾個？各有什么用途？（3）刀尖圓弧半徑補償過程分為哪幾個階段？（4）進行刀尖圓弧半徑補償時應注意哪些事項？知識總結與提升（1）刀具位置補償（2）刀尖圓弧半徑補償目的、補償指令、刀尖圓弧半徑補償量的設定、補償過程、注意事項。THANKYOU!數控車床編程與操作（廣數系統）（第二版）第二章數控車床基本操作第二章數控車床的基本操作第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹第二節GSK980TDi數控車床基本操作第三節數控車床安全操作及維護與保養第二章數控車床的基本操作第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹（1）掌握GSK980TDi數控系統面板的劃分。（2）掌握GSK980TDi數控系統面板各部分的功能。知識目標（1）能識別GSK980TDi數控系統面板的各部分的名稱。（2）能說出GSK980TDi數控系統面板各部分的功能。技能目標第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹（1）GSK980TDi數控系統面板的劃分。（2）GSK980TDi數控系統面板各部分的功能。教學重點教學難點（1）GSK980TDi數控系統面板的劃分。（2）GSK980TDi數控系統面板各部分的功能。新課探究一、面板的劃分第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹新課探究二、面板功能說明第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹1．狀態指示燈新課探究2．編輯鍵盤第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹新課探究2．編輯鍵盤第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹新課探究2．編輯鍵盤第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹新課探究2．編輯鍵盤第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹新課探究3．顯示菜單第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹新課探究4．機床面板第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹新課探究5．附加面板第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹如圖所示為GSK980TDi車床數控系統附加面板，該面板是為有特殊需求的用戶設計的選配件，圖中從左至右依次為手輪、進給保持按鈕、循環起動按鈕、機床斷電按鈕、機床上電按鈕、急停按鈕。學習評價1．GSK980TDi數控系統操作面板分為哪幾部分？2．GSK980TDi數控系統編輯鍵盤有哪些編輯鍵？3．GSK980TDi數控系統顯示菜單中包含了哪10個功能鍵？4．GSK980TDi數控系統具有哪幾部分工作方式？第一節GSK980TDi數控系統操作面板介紹知識總結與提升1．GSK980TDi數控系統操作面板劃分2．GSK980TDi數控系統面板各部分的功能（重點）第二章數控車床的基本操作第二節GSK980TDi數控車床基本操作第二節GSK980TDi數控車床基本操作（1）掌握數控車床開機、關機及安全防護。（2）掌握回零、手動、手動脈沖、MDI錄入、編輯、自動加工等操作。（3）掌握對刀操作。知識目標技能目標（1）能夠進行數控車床開機、關機操作及安全防護。（2）能夠進行回零、手動、手動脈沖、MDI錄入、編輯、自動加工等操作。（3）能夠進行對刀操作。第二節GSK980TDi數控車床基本操作（1）數控車床開機、關機及安全防護。（2）回零、手動、手動脈沖、MDI錄入、編輯、自動加工等操作。（3）對刀操作。教學重點教學難點（1）編輯操作。（2）對刀操作。第二節GSK980TDi數控車床基本操作復習提問1．GSK980TDi數控系統操作面板分為哪幾部分？2．GSK980TDi數控系統編輯鍵盤有哪些編輯鍵？3．GSK980TDi數控系統顯示菜單中包含了哪10個功能鍵？4．GSK980TDi數控系統具有哪幾部分工作方式？新課探究一、開機、關機及安全防護1．開機合上機床電源開關→按下機床上電按鈕→開啟急停按鈕。第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究2．關機3．安全防護（1）復位GSK980TDi數控系統出現異常輸出、坐標軸異常動作時，按“復位”鍵，使數控系統處于復位狀態。此時，所有軸停止運動，M、S功能輸出無效，自動運行結束。關機前，應確認數控車床的X軸、Z軸是否處于停止狀態，輔助功能（如主軸、切削液泵等）是否關閉。關機時先切斷數控系統電源，再切斷機床電源。第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究（2）緊急停止（3）進給保持機床運行過程中可按進給保持按鈕使程序運行暫停。需要特別注意的是在螺紋切削、攻螺紋循環中，此功能不能使運行立即停止。機床運行過程中在危險或緊急情況下按急停按鈕（外部急停信號有效時），數控機床即進入急停狀態，此時機床進給運動停止，主軸的轉動、切削液等輸出全部關閉。第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究（4）切斷電源二、回零操作1．程序回零機床運行過程中在危險或緊急情況下可立即切斷機床電源，以防事故的發生。但必須注意，在未使用絕對式編碼器電動機時，切斷電源后數控系統顯示坐標與實際位置可能有較大偏差，必須重新進行對刀等操作。（1）按“回程序零點”鍵，系統進入程序回零操作方式。（2）按X

軸、Z

軸的任意方向鍵，刀具向X軸和Z

軸程序零點方向移動。第二節GSK980TDi數控車床基本操作第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究2．機械回零（1）按“回參考點”鍵，進入機床返回機械零點的操作方式。（2）按“+X”或“+Z”鍵，選擇機械回零坐標軸。（3）刀具向機械零點方向移動，配增量式編碼器電動機時，經過減速信號、零點信號檢測后回到機械零點。第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究三、手動操作1．坐標軸移動（1）手動進給按“進給軸及方向”鍵可使X軸或Z軸向負向或正向進給，松開按鍵時坐標軸停止運動。（2）手動快速移動按“快速移動”鍵，其指示燈亮，再按“進給軸及方向”鍵可使X

軸或Z

軸向負向或正向快速移動，松開坐標軸移動鍵時，坐標軸停止移動第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究（3）速度修調在手動進給時，可按進給倍率旋鈕修改手動進給倍率，倍率從0～150%，共16級。在手動快速移動時，可按“增量選擇和快速倍率”鍵修改手動快速移動的倍率，快速倍率有F0、25%、50%、100%四擋。2．主軸控制操作主軸手動控制啟動前，必須事先在錄入方式設定主軸轉速。按“主軸控制”鍵可控制主軸正轉、反轉、停止。通過主軸倍率鍵可對主軸轉速進行倍率修調。第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究3．刀架的轉位操作在手動操作方式下，按“換刀”鍵，回轉刀架按順序依次換刀；若當前為1號刀位，按此鍵后，刀架換至2號刀位；若當前為4號刀位，按此鍵后，刀具換至1號刀位。四、手脈進給操作按“手脈/單步”鍵，系統進入單步操作方式。按“增量選擇和快速倍率選擇移動增量”鍵選擇移動增量。1．單步進給第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究2．手脈（手搖脈沖發生器）進給當系統參數No.001的Bit3位設置為1時，按“手脈/單步”鍵，系統進入手脈操作方式。按“增量選擇和快速倍率”鍵選擇移動增量。如按X

軸鍵，顯示如圖所示的“手輪”界面。第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究3．手脈試切在手脈試切方式下，通過轉動手搖脈沖發生器控制程序的執行速度，順時針或逆時針轉動手搖脈沖發生器時可以順序執行程序或回退已執行的程序段，即可簡單、方便地檢查程序的錯誤。五、MDI錄入操作選擇錄入方式，進入“程序→MDI程序”界面，輸入一個程序段“G50X100.0Z50.0；”，操作步驟如下：1．程序段的錄入第二節GSK980TDi數控車床基本操作新課探究（1）按“MDI”鍵，系統切換至錄入方式。（2）按“程序”鍵，再按“MDI程序”軟鍵即進入“MDI程序”界面，在界面中輸入程序段“G50X100.0Z50.0；”。2．程序段的執行在MDI程序界面有清除程序、標記、復制、粘貼、刪除段等編輯操作項。3．數據的修改按“循環起動”鍵執行輸入的程序段。第二節GSK980TDi數控車床基本操作六、編輯操作方式（1）程序段號的生成（2）建立加工程序依次按“設置”鍵、“CNC設置”軟鍵和“自動段號開”軟鍵打開程序段號自動生成功能。編輯時，按“換行”鍵或“輸入”鍵，系統自動生成下一程序段的段號。1．程序的建立1）按“本地目錄”軟鍵進入本地目錄子界面，再按“打開新建”軟鍵輸入程序名，如輸入“O0001”。第二節GSK980TDi數控車床基本操作注：建立加工程序時，如果輸入的程序名已經存在，則會打開該文件；否則，自動新建一個文件。（3）程序的打開2）按“換行”鍵（或“輸入”鍵）建立新程序，當前界面自動切換為程序內容界面。1）按“程序”鍵進入程序界面，按“本地目錄”軟鍵或插入U盤后顯示的“U盤目錄”軟鍵。2）按光標和翻頁鍵移動光標到需要打開的程序名處，按“打開選中”軟鍵、換行”鍵或“輸入”鍵進入程序。第二節GSK980TDi數控車床基本操作打開一個程序后，每輸入一個字符，在屏幕上立即顯示輸入的字符，一個程序段輸入完畢，按“換行”鍵或“輸入”鍵結束。（5）字符的檢索（4）程序內容的輸入按“轉換”鍵或“查找”軟鍵，在彈出的對話框中輸入欲查找的字符（也可輸入一行程序段），如查找“G00X90.”。第二節GSK980TDi數控車床基本操作按“定位”軟鍵，在彈出的對話框中輸入行號（程序段的物理行號，即左邊一列標注的行號），如光標要定位到第10行，則輸入行號“10”，如圖a所示；按“換行”鍵或“輸入”鍵，光標快速定位到第10行，如圖b所示。（6）行號的檢索第二節GSK980TDi數控車床基本操作按“插入/修改”鍵進入插入狀態（光標為一下劃線，標題欄顯示“插入”），如圖a所示；輸入要插入的字符，如在“G50”前插入“G98”代碼，結果如圖b所示。（7）字符的插入第二節GSK980TDi數控車床基本操作按“取消”鍵取消光標處的前一字符；按“刪除”鍵刪除光標處的后一字符，如果在插入狀態下，則刪除光標所在處的字符。（8）字符的刪除（9）字符的修改按“插入/修改”鍵進入修改狀態，如圖a所示；輸入修改后的字符（如將“X300.”修改成X250.”），結果如圖b所示。第二節GSK980TDi數控車床基本操作1）單程序段刪除。移動光標至要刪除的程序段，按“刪除段”軟鍵即可。（10）程序段的刪除2）多程序段刪除。移動光標至要刪除的程序段首段，按“標記”軟鍵，然后移動光標選中程序段，如圖所示，按“刪除”鍵將所選的程序段刪除。第二節GSK980TDi數控車床基本操作（1）單個程序的刪除2．程序的刪除1）按“編輯”鍵選擇編輯工作方式，按“程序”鍵進入程序界面，按“本地目錄”軟鍵進入本地程序子界面。2）按光標移動鍵和翻頁鍵（或上一頁和下一頁軟鍵），選擇要刪除的程序，如選擇“O0001”程序。3）按“刪除”軟鍵，彈出“是否刪除”對話框，按“輸入”鍵，則“O0001”程序被刪除；按“取消”鍵，則取消刪除。第二節GSK980TDi數控車床基本操作（2）全部程序的刪除1）依次按“編輯”鍵、“程序”鍵、“本地目錄”軟鍵進入本地程序子界面。2）按“更多”軟鍵進入下一頁功能菜單，如圖所示。按“刪除全部”軟鍵，再按“輸入”鍵，全部程序被刪除。“更多”軟鍵第二節GSK980TDi數控車床基本操作3．程序的改名（1）按“編輯”鍵，按“程序”鍵，按“本地目錄”軟鍵進入到本地程序界面。（2）將光標移至要修改的程序，按“重命名”軟鍵，在彈出的對話框中輸入新的程序名，按“輸入”鍵即完成程序的改名。4．程序的復制（1）按“編輯”鍵，按“程序”鍵，按“本地目錄”軟鍵進入到本地程序界面。（2）將光標移至要修改的程序，按“另存為”軟鍵，在彈出的對話框中輸入新的程序名，按“輸入”鍵即完成程序的復制。第二節GSK980TDi數控車床基本操作七、對刀操作1．試切對刀（1）在手動方式中沿X

軸負方向試切端面，然后沿X

軸正方向退刀，不要沿Z

軸移動，主軸停止旋轉，如圖所示。或直接按“記錄Z

軸坐標”軟鍵，數控系統記錄該位置的絕對坐標值，此時可直接移開刀具。（2）測量工件坐標系的Z

軸零點至試切端面的距離β

（或以試切端面為工件坐標系Z軸零點位置）。第二節GSK980TDi數控車床基本操作（3）按“刀補”鍵進入“刀補”界面，再按“刀偏設置”軟鍵進入“刀具偏置”界面，如圖所示。（4）按“光標上移”鍵或“光標下移”鍵移動光標，選擇與刀具號對應的偏置號，輸入“Zβ”（或“Z0”）。按“輸入”鍵，Z

向刀具偏置參數即自動存入。第二節GSK980TDi數控車床基本操作（5）如圖所示，沿Z

軸負方向試切工件外圓，然后沿Z

軸正方向退刀，不要沿X軸移動，主軸停止旋轉，或直接按“記錄X

軸坐標”軟鍵，數控系統記錄該位置的絕對值，此時可直接移開刀具，測量被車削部分的直徑D。（6）按“光標上移”鍵或“光標下移”鍵移動光標，選擇與刀具號對應的偏置號，輸入“XD”，按“輸入”鍵，X

向刀具偏置參數即自動存入。（7）其他刀具按照相同的方法對刀即可。第二節GSK980TDi數控車床基本操作2．輸入刀具磨損參數刀具磨損參數位于刀具偏置序號中的第二行，其輸入步驟如下：（1）通過測量，確定X

向和Z

向刀具磨損量。（2）將光標移到所需刀具序號的第二行，用地址U和W，分別鍵入X

向和Z

向刀具磨損量，按“輸入”鍵，磨損量即被輸入指定區域。將光標移到所需輸入刀尖圓弧半徑的刀具偏置號上，鍵入字母R和刀具半徑值，然后按“輸入”鍵即可。刀尖方位T的輸入方法相同。3．輸入刀尖圓弧半徑R和刀尖方位T第二節GSK980TDi數控車床基本操作八、自動操作1．自動運行（1）設定刀具偏置和刀具磨損值，在程序中選擇刀具和刀具偏置號。