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1、 任务任务6-1 6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 任务任务6-2 6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 任务任务6-3 6-3 异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工 项目六项目六 综合零件的数控车削加工综合零件的数控车削加工任务任务6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 任务目标：任务目标： （1）掌握典型子程序类零件工艺安排。）掌握典型子程序类零件工艺安排。 （2）掌握宽窄槽加工方法。）掌握宽窄槽加工方法。 （3）掌握数控车床子程序类零件的编程方法。）掌握数控车床子程序类零
2、件的编程方法。任务引领：任务引领： 制定如图制定如图6-1所示车削零件的数控加工刀具及加工工序卡，并编所示车削零件的数控加工刀具及加工工序卡，并编写精加工程序。写精加工程序。图6-1车削不等距槽子程序加工实例 6.1.1 子程序子程序 当一个程序反复出现，或在几个程序中都要使用它，可以把当一个程序反复出现，或在几个程序中都要使用它，可以把这类程序作为固定程序，并事先存储起来，使程序简化，这组这类程序作为固定程序，并事先存储起来，使程序简化，这组程序叫子程序。程序叫子程序。 主程序可以调用子程序，一个子程序也可以调用下一级子程主程序可以调用子程序，一个子程序也可以调用下一级子程序。子程序必须在主
3、程序结束后建立，其作用相当于一个固定序。子程序必须在主程序结束后建立，其作用相当于一个固定循环。循环。（1）调用子程序的格式如下：）调用子程序的格式如下： M98 P_ L_； 其中：其中：P 调用的子程序号调用的子程序号 L 重复调用的子程序的次数重复调用的子程序的次数（2）子程序的格式：）子程序的格式： O（子程序号）（子程序号） M99；（子程序返回）；（子程序返回）上一页上一页下一页下一页任务任务6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 车削如图车削如图6-2所示的不等距槽的零件，要求应用子程序编写。所示的不等距槽的零件，要求应用子程序编写。已知毛坯直径已知
4、毛坯直径32mm，长度为，长度为77mm，一号刀为外圆车刀，三，一号刀为外圆车刀，三号刀为切断刀，其宽度为号刀为切断刀，其宽度为2mm。上一页上一页下一页下一页任务任务6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 图6-2 子程序应用上一页上一页下一页下一页任务任务6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 主主 程程 序序子子 程程 序序O0001O0001N001 G54N001 G54；N002 M03 S800 M08N002 M03 S800 M08；N003 G00 X35.0 Z0N003 G00 X35.0 Z0；N004 G0
5、1 X0 F0.3N004 G01 X0 F0.3；N005 G00 X30.0 Z2.0N005 G00 X30.0 Z2.0；N006 G01 Z-55.0 F03N006 G01 Z-55.0 F03；N007 G00 X150.0 Z100.0N007 G00 X150.0 Z100.0；N008 X32.0 Z0 T03N008 X32.0 Z0 T03；N009 M98 P15 L2N009 M98 P15 L2；N010 G00 W-12.0N010 G00 W-12.0；N011 G01 X0 F0.12N011 G01 X0 F0.12；N012 G04 X2.0N012 G
6、04 X2.0；N013G00 X150.0 Z100.0 M09N013G00 X150.0 Z100.0 M09；N014 M30N014 M30；O0002O0002N101 G00 W-12.0N101 G00 W-12.0；N102 G01 U-12.0 F0.15N102 G01 U-12.0 F0.15；N103 G04 X1.0N103 G04 X1.0；N104 G00 U12.0N104 G00 U12.0；N105 W-8.0N105 W-8.0；N106 G01 U-12.0 F0.15N106 G01 U-12.0 F0.15；N107 G04 X1.0N107 G0
7、4 X1.0；N108 G00 U12.0N108 G00 U12.0；N109 M99N109 M99；车削不等距槽程序车削不等距槽程序 6.1.2 切槽刀对刀切槽刀对刀 1Z方向对刀方向对刀 手动模式下按主轴正转按钮，使主轴转动。选择相应的倍率，移动手动模式下按主轴正转按钮，使主轴转动。选择相应的倍率，移动刀具，接近时倍率为刀具，接近时倍率为1%，使切槽刀左侧刀尖刚好接触工件右端面。沿，使切槽刀左侧刀尖刚好接触工件右端面。沿着着-X方向进行车削端面，后保持刀具方向进行车削端面，后保持刀具Z方向位置不变，再沿方向位置不变，再沿+X方向退出方向退出刀具如图刀具如图6-3所示，使主轴停转。然后点
8、击面板上的所示，使主轴停转。然后点击面板上的OFSET SETTING，进入刀补界面，选择，进入刀补界面，选择【补正补正】，把刀具的，把刀具的Z方向的偏移值输入到相应方向的偏移值输入到相应刀具长度补偿中，用刀具长度补偿中，用【测量测量】的方法自动测出并反映到系统中。的方法自动测出并反映到系统中。任务任务6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 图6-3 切槽刀Z方向对刀示意图6.1.2 切槽刀对刀切槽刀对刀 2、X方向对刀方向对刀手动模式下按主轴正转按钮，使主轴转动。选择相应的倍率，移动切槽刀，手动模式下按主轴正转按钮，使主轴转动。选择相应的倍率，移动切槽刀，沿着外
9、圆沿着外圆-Z方向（长约方向（长约35mm）试切外圆（或主切削刃刚好接触工件），）试切外圆（或主切削刃刚好接触工件），后保持刀具后保持刀具X方向位置不变，再沿方向位置不变，再沿+Z方向退出刀具如图方向退出刀具如图6-4所示，使主轴停所示，使主轴停转。此时使用千分尺测量出外圆直径，点击面板上的转。此时使用千分尺测量出外圆直径，点击面板上的OFSET SETTING，进，进入刀补界面，选择入刀补界面，选择【补正补正】，把刀具的，把刀具的X方向的偏移值输入到相应刀具长度方向的偏移值输入到相应刀具长度补偿中，用补偿中，用【测量测量】的方法自动测出并反映到系统中。的方法自动测出并反映到系统中。任务任务6
10、-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 图6-4 切槽刀X方向对刀示意图 613槽加工工艺方案槽加工工艺方案 1窄槽加工方法窄槽加工方法 当槽宽度尺寸不大，可用刀头宽度等于槽宽的切槽刀，一次进给切出，当槽宽度尺寸不大，可用刀头宽度等于槽宽的切槽刀，一次进给切出，如图如图6-5所示。编程时还可用所示。编程时还可用G04指令在刀具切至槽底时停留一定时间，以指令在刀具切至槽底时停留一定时间，以光整槽底。光整槽底。 任务任务6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 图图6-56-5窄槽加工方法窄槽加工方法 613槽加工工艺方案槽加工工艺方案 2宽
11、槽加工方法宽槽加工方法 当槽宽度尺寸较大当槽宽度尺寸较大(大于切槽刀刀头宽度大于切槽刀刀头宽度)，应采用多次进给法加工，并在，应采用多次进给法加工，并在槽底及槽壁两侧留有一定精车余量，然后根据槽底、槽宽尺寸进行精加工。槽底及槽壁两侧留有一定精车余量，然后根据槽底、槽宽尺寸进行精加工。宽槽加工的刀具路线如图宽槽加工的刀具路线如图6-6所示。所示。任务任务6-1 典型子程序零件在数控车床的加工典型子程序零件在数控车床的加工 （a） （b） 图6-6觅槽加工的刀具路线任务目标：任务目标： （1）掌握用户宏指令零件的工艺编制）掌握用户宏指令零件的工艺编制 。 （2）掌握调头零件的工艺装夹）掌握调头零件
12、的工艺装夹 。 （3）掌握用户宏指令零件的程序编程及应用）掌握用户宏指令零件的程序编程及应用 。任务引领：任务引领： 1在数控车床完成图在数控车床完成图6-9所示椭圆宏程序零件的加工。按图样要求制定所示椭圆宏程序零件的加工。按图样要求制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序，达正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序，达到图纸的要求。到图纸的要求。 任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 任务引领：任务引领： 2在数控车床完成图在数控车床完成图6-10所示双曲线宏程序零件的加工。按图样要求所示双曲线宏程序零件的加工。按图
13、样要求制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序，达到图纸的要求。，达到图纸的要求。 任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 任务引领：任务引领： 3在数控车床完成图在数控车床完成图6-11所示抛物线宏程序零件的加工。按图样要求所示抛物线宏程序零件的加工。按图样要求制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序，达到图纸的要求。，达到图纸的要求。 任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指
14、令零件的数控加工 621用户宏程序用户宏程序 “宏程序宏程序”一般是指含有变量的程序，宏程序由宏程序体和程序一般是指含有变量的程序，宏程序由宏程序体和程序中调用宏程序的指令即宏指令构成。主要应用于抛物线、椭圆、双曲中调用宏程序的指令即宏指令构成。主要应用于抛物线、椭圆、双曲线等各种数控系统没有插补指令的轮廓曲线编程，如图线等各种数控系统没有插补指令的轮廓曲线编程，如图6-12所示。它所示。它类似于子程序，虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用类似于子程序，虽然子程序对编制相同加工操作的程序非常有用,但但用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移，使得编用户宏程序由于允许使用变量、
15、算术和逻辑运算及条件转移，使得编制相同加工操作的程序更方便，更容易，可将相同加工操作编为通用制相同加工操作的程序更方便，更容易，可将相同加工操作编为通用程序，这就使得编制加工操作的程序更方便，更容易，可以大大地简程序，这就使得编制加工操作的程序更方便，更容易，可以大大地简化程序，是提高数控机床性能的一种特殊功能，扩展了数控机床的应化程序，是提高数控机床性能的一种特殊功能，扩展了数控机床的应用范围。用范围。 任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 编程步骤编程步骤（1）首先将变量赋初值，也）首先将变量赋初
16、值，也就是将变量初始化；就是将变量初始化；（2）编制加工程序，若程序）编制加工程序，若程序较复杂，用的变量多，可设子较复杂，用的变量多，可设子程序使主程序简练；程序使主程序简练；（3）修改赋值变量，重新计）修改赋值变量，重新计算变量值。算变量值。（4）语句判断是否加工完毕）语句判断是否加工完毕，若否，则返回继续执行加工，若否，则返回继续执行加工程序，若是，则程序结束。具程序，若是，则程序结束。具体流程如图体流程如图6-13所示。所示。 图6-13 宏程序编制流程图任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 622 变量变量变量号变量号变量类型变量类型功功 能能#0空变量空
17、变量该变量总是空，没有值能赋给该变量该变量总是空，没有值能赋给该变量#1#33局部变量局部变量局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如：运算结果。当断电时局局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如：运算结果。当断电时局部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对局部变量赋值部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对局部变量赋值#100#199#500#999公共变量公共变量公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时，变量公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时，变量#100-#199 初始化为空，变量初始化为空，变量#500#999 的数据保存，即使断电也不丢失的数据保存，即使断电也不丢失#1
18、000系统变量系统变量系统变量用于读和写系统变量用于读和写CNC 运行时的各种数据，例如：刀具的当前位运行时的各种数据，例如：刀具的当前位置和补偿值置和补偿值任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 623算术和逻辑运算算术和逻辑运算功 能格 式备 注定义#I=#j加法减法乘法除法#I=#j+#k;#i=#j-#k;#i=#j*#k;#i=#j#k;正弦反正弦余弦反余弦正切反正切#i=SIN#j;#i=ASIN#j;#i=COS#j;#i=ACOS#j;#i=TAN#j;#i=ATAN#j;/#k;角度以度指定。9030表示为90.5度平方根绝对值舍入上取整下取整自然对
19、数指数函数#i=SQRT#j;#i=ABS#j;#i=ROUN#j;#i=FIX#j;#i=FUP#j;#i=LN#j;#i=EXP#j;或异或与#i=#j OR #k;#i=#j XOR #k;#i=#j AND #k;逻辑运算一位一位地按二进制数执行。从BCD 转为BIN从BIN转为BCD#i=BIN#j;#i=BCD#j;用于与PMC 的信号交换等于：等于：EQ 格式：格式： #j EQ #k不等于：不等于：NE格式：格式： #j NE #k大于：大于：GT格式：格式： #j GT #k小于：小于：LT格式：格式： #j LT #k大于等于：大于等于：GE格式：格式： #j GE #k小
20、于等于：小于等于：LE格式：格式： #j LE #k任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 )():()(时循环当语句条件转移语句无条件转移语句WHILETHENIFIFGOTO624 用户宏程序语句用户宏程序语句1转移和循环转移和循环在程序中使用GOTO 语句和IF 语句可以改变控制的流向。有下面三种格式可以实现转移和循环操作。转移和循环2无条件转移无条件转移(GOTO语句语句) 该语句转移到标有顺序号n的程序段。当指定1到99999 以外的顺序号时，出现P/S 报警，可用表达式指定顺序号。 其语句格
21、式为： GOTO n ；n 顺序号(199999)任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 3条件转移条件转移(IF语句语句) 条件转移语句中，条件转移语句中，IF之后指定条件表达式，可有下面两种表之后指定条件表达式，可有下面两种表达方式。达方式。（1）IFGOTO n。 例如：例如： （2）IFTHEN。例如：如果例如：如果#1和和#2的值相同，的值相同，0赋给赋给#3。IF #1EQ#2 THEN#3=0；任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 4循环（循环（WHILE语句）语句）用用WHILE引导的循环语句引导的循环语句,在其后指定一个条
22、件表达式在其后指定一个条件表达式,当当指定条件满足时指定条件满足时,执行从执行从DO 到到END之间的程序否则转到之间的程序否则转到END 后的后的程序段。一般格式如图程序段。一般格式如图6-15所示：所示： 图6-15 WHILE引导的循环语句示意图 任务任务6-2 用户宏指令零件的数控加工用户宏指令零件的数控加工 625 用户宏程序的调用用户宏程序的调用 宏程序可以用非模态调用宏程序可以用非模态调用(G65)、模态调用、模态调用(G66 G67)、G代码和代码和M 代码来调用，下面就重点介绍一下非模态调用代码来调用，下面就重点介绍一下非模态调用(G65)、模态调用、模态调用(G66 G67
23、)的使用。首先我们应知道宏程序的调用的使用。首先我们应知道宏程序的调用(G65)不同于子程序调用不同于子程序调用(M98) ，如下所述。，如下所述。 （1）用）用G65可以指定自变量数据传送到宏程序，而可以指定自变量数据传送到宏程序，而M98没有该功能没有该功能。 （2）当）当M98程序段包含另一个程序段包含另一个NC指令指令(例如例如G01 X100.0 M98Pp)时时，在指令执行之后调用子程序。相反，在指令执行之后调用子程序。相反，G65则无条件地调用宏程序。则无条件地调用宏程序。 （3）M98程序段包含另一个程序段包含另一个NC指令指令(例如例如G01 X100.0 M98Pp)时，时
24、，在单程序段方式中，机床停止。相反，使用在单程序段方式中，机床停止。相反，使用G65机床时不停止。机床时不停止。 （4）用）用G65改变局部变量的级别；用改变局部变量的级别；用M98不改变局部变量的级别。不改变局部变量的级别。任务任务6-3 异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工 任务目标：任务目标： （1）掌握异形轴及配合零件的工艺编制）掌握异形轴及配合零件的工艺编制 。 （2）掌握配合零件的工艺装夹。）掌握配合零件的工艺装夹。 （3）掌握异形轴及配合零件的程序编程及应用）掌握异形轴及配合零件的程序编程及应用 。任务引领：任务引领： 1用数控车床完成图用数控车床
25、完成图6-30所示零件的加工。按图样要求制定正确的工艺所示零件的加工。按图样要求制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序。方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序。 任务任务6-3 异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工 1零件图分析零件图分析 在数控车床上加工一个如图在数控车床上加工一个如图6-31所示轴类零件，该零件由外圆所示轴类零件，该零件由外圆柱面、外圆锥面、圆弧面、螺纹构成，外形较复杂，毛坯尺寸为柱面、外圆锥面、圆弧面、螺纹构成，外形较复杂，毛坯尺寸为2565mm，其中，其中25的外径不加工（可用于装夹）。分析该工件
26、的的外径不加工（可用于装夹）。分析该工件的形状，不是很规范的阶梯轴，因此在编写数控加工程序时不能使用复合形状，不是很规范的阶梯轴，因此在编写数控加工程序时不能使用复合固定循环指令。固定循环指令。任务任务6-3 异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工 2确定工件的装夹方式确定工件的装夹方式由于这个工件是一个实心轴，并且轴的长度不很长，所以采用工件由于这个工件是一个实心轴，并且轴的长度不很长，所以采用工件的左端面和的左端面和25外圆作为定位基准。使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工外圆作为定位基准。使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标系的原点，如图件的右端
27、面中心为工件坐标系的原点，如图6-32所示。所示。 任务任务6-3 异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工 3确定数控加工刀具及加工工序卡确定数控加工刀具及加工工序卡零件名称导套数量工序名称工艺要求工作者日期1下料2565棒料8根.2车车削外圆到253热处理调质处理 HB 220-2504数控车工步工步内容刀具号1车端面T012自右向左粗车外轮廓T023自右向左精车外轮廓T024切削9的退刀槽T035车螺纹M121达零件图尺寸T045车切断, 并保证总长等于506检验材料45备注：规格数量2565任务任务6-3 异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工异形轴及竞赛配合组
28、件的数控车削加工 4选择切削用量选择切削用量刀具号刀具规格名称数量加工内容刀尖半径主轴转数(r/min)进给速度(mm/r)备注T0145外圆偏刀1车端面0.55000.2T0293外圆偏刀1粗、精车轮廓0.57000.2T03切槽刀1切削退刀槽0.15000.08T0460普通螺纹车1车螺纹M101.55000.2任务任务6-3 异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工异形轴及竞赛配合组件的数控车削加工 5编写加工程序编写加工程序 主 程 序O0004N001 G54 T0101； N002 S500 M03；N003 G00 X30.0 Z0 M08；N004 G01 X-1.0 F0.2 ；N
29、005 G00 X60.0；N006 X200.0 Z150.0 T0100 M09；N007 T0202；N008 S700 M03；N009 G00 X22.0 Z2.0 M08；M010 M98 P0006；M011 G00 X19.0 Z2.0 ；N012 M98 P0006；N013 G00 X16.0 Z2.0；N014 M98 P0006；N015 G00 X13.0 Z2.0；N016 M98 P0006；N017 G00 X12.0 Z2.0N018 M98 P0006；N019 G00 X200.0 Z150.0 T0200 M09；N020 T0303 S500 M03;
30、N021 G00 X25.0 Z-14.0 M08；N022 G01 X9.0 F0.08；N023 G04 X4.0；N024 G00 X200.0；N025 Z150.0 T0300 M09；N026 T0404；N027 G00 X12.0 Z2.0；N028 G76 X8.32 Z-11.0 K1.84 D750 F1.0 A60；N029 G00 X200.0 Z150.0；N030 M05；N031 M30；子 程 序O0006N001 G01 U0. W-16.0 F0.2; N002 U4.0 W-4.0；N003 U-6.0 W-20.0；N004 G02 U8.0 W-4.0 R4.0 ；N005 G03 U6.0 W-3.0 R3.0；N006 G01 W-12.0；N007 G00 U50.0；N008 W55.0；N009 M99；