一、课程性质

本课程是机械制造类专业的一门专业核心课程，是理论与实践紧密结合的课程，旨在培养学生掌握数控车床编程与操作的专业技能，为学生从事数控加工相关工作奠定基础。

二、课程目标

（一）知识目标

1. 了解数控车床的结构、原理和分类。

2. 掌握数控车床坐标系的建立和编程规则。

3. 熟悉数控车床常用刀具的类型、特点和选用方法。

4. 理解数控车床加工工艺的制定原则和流程。

5. 掌握数控车床基本编程指令（G 指令、M 指令等）的功能和应用。

（二）能力目标

1. 能够独立操作数控车床进行简单零件的加工。

2. 能够根据零件图纸制定合理的数控加工工艺。

3. 能够正确编写数控车床加工程序。

4. 具备对数控车床加工过程中常见故障进行初步诊断和排除的能力。

（三）素质目标

1. 培养学生严谨细致的工作作风和高度的责任心。

2. 培养学生的创新意识和团队合作精神。

3. 培养学生的安全意识和质量意识。

三、课程内容与学时分配

（一）数控车床概述

1. 数控车床的发展历程和应用领域

1. 介绍数控车床在现代制造业中的重要地位和广泛应用。

2. 回顾数控车床的发展历史，了解其技术演变过程。

2. 数控车床的结构与工作原理

1. 详细讲解数控车床的机械结构，包括床身、主轴箱、进给系统、刀架等部件的组成和功能。

2. 阐述数控车床的工作原理，包括数控系统如何控制机床的运动和加工操作。

3. 数控车床的分类

1. 根据不同的分类标准，如控制方式、主轴配置、刀架形式等，对数控车床进行分类介绍。

（二）数控车床坐标系

1. 机床坐标系

1. 讲解机床坐标系的定义、坐标轴的命名和方向规定。

2. 介绍机床坐标系的原点（机床零点）的确定方法。

2. 工件坐标系

1. 阐述工件坐标系的概念和作用。

2. 说明如何在数控车床上建立工件坐标系，包括对刀操作的原理和方法。

3. 坐标编程

1. 教授如何根据零件图纸确定坐标值，进行绝对坐标和增量坐标编程。

（三）数控车床刀具

1. 刀具的类型与特点

1. 介绍数控车床常用刀具，如外圆车刀、内孔车刀、切断刀、螺纹车刀等的结构和特点。

2. 讲解不同刀具材料（如高速钢、硬质合金等）的性能和适用范围。

2. 刀具的选用

1. 根据零件的加工要求，如加工精度、表面粗糙度、材料等，指导学生如何选择合适的刀具。

2. 考虑加工工艺系统的刚性和切削参数，对刀具的选用进行综合分析。

3. 刀具的安装与调整

1. 示范刀具在刀架上的正确安装方法，包括刀具的定位和夹紧。

2. 教授如何对刀具进行对刀和刀尖半径补偿等调整操作。

（四）数控车床加工工艺

1. 加工工艺基础

1. 介绍数控车床加工工艺的特点和基本要求。

2. 讲解零件图分析的方法，包括尺寸标注、形位公差、表面粗糙度等对加工工艺的影响。

2. 工艺路线的拟定

1. 根据零件的形状、尺寸和技术要求，制定合理的加工工艺路线，包括工序的划分、加工顺序的确定等。

2. 考虑装夹方式和定位基准的选择对工艺路线的影响。

3. 切削参数的选择

1. 讲解切削参数（切削速度、进给量、切削深度）对加工质量、生产效率和刀具寿命的影响。

2. 指导学生如何根据刀具、工件材料和加工要求选择合适的切削参数。

（五）数控车床基本编程指令

1. 准备功能指令（G 指令）

2. 系统讲解常用的 G 指令，如 G00（快速定位）、G01（直线插补）、G02/G03（圆弧插补）、G90（绝对值编程）、G91（增量值编程）等的格式、功能和应用。

1. 通过实例编程，让学生掌握 G 指令的使用方法。

3. 辅助功能指令（M 指令）

1. 介绍常见的 M 指令，如 M03/M04/M05（主轴正反转、停止）、M08/M09（冷却液开 / 关）、M30（程序结束）等的作用和编程方法。

1. 强调 M 指令在数控车床加工过程中的重要性。

4. 编程实例与练习

1. 给出不同类型零件（如轴类、套类、盘类等）的加工实例，引导学生编写数控加工程序。

2. 安排编程练习，让学生巩固所学的编程指令。

（六）数控车床操作与加工

1. 数控车床操作面板

1. 介绍数控车床操作面板的组成和各功能键的作用，包括模式选择键、程序编辑键、手动操作键、主轴控制键等。

2. 让学生熟悉操作面板的操作方法。

2. 程序的输入与编辑

1. 指导学生如何将编写好的数控程序输入到数控车床的数控系统中。

2. 教授学生如何对程序进行编辑、修改和存储。

3. 零件的加工操作

1. 按照加工工艺和程序要求，进行零件的装夹、刀具安装、对刀和加工操作。

2. 强调加工过程中的安全注意事项和操作规范。

4. 零件加工质量检测

1. 介绍零件加工质量检测的方法和工具，如游标卡尺、千分尺、百分表等。

2. 指导学生对加工后的零件进行尺寸精度、形位精度和表面粗糙度的检测，并根据检测结果进行加工误差分析和工艺改进。

四、教学方法与手段

1. 理论教学

1. 采用课堂讲授、多媒体演示等方法，结合数控车床实物和动画演示，深入浅出地讲解数控车床的结构、原理、编程和加工工艺等知识。

2. 实践教学

1. 以数控车床操作实训为主，采用项目驱动教学法，让学生通过完成具体的零件加工项目，在实践中掌握数控车床的操作技能和编程方法。

2. 在实践教学过程中，教师进行现场指导，及时纠正学生的操作错误，解答学生的疑问。

3. 仿真教学

1. 利用数控车床仿真软件，让学生在计算机上进行数控编程和加工仿真操作，熟悉数控车床的操作流程和编程方法，减少实际操作中的失误，提高实践教学效率。

 M指令

M00      程序暂停、需重新按程序启动键才能继续程序

M01   选择性程序暂停、需搭配面板中的选择停止才能生效

M03              主轴正转

M04    主轴反转

M05    主轴停止

M08    开启切削液

M09    关闭切削液

M10    夹紧卡盘

M11    松开卡盘

M30    程序结束并返回到程序起点

M98    呼叫子程序

M99    子程序结束并返回到主程序

  子程序调用方法

M98  Pa/Hb  L c

a为子程序号(子程序与主程序不为同一程序内)                 

b为子程序号(子程序与主程序在同一程序内)

C为子程序调用次数

G码指令说明

G00           直线快速定位          格式:G00  X_Z_

G01           直线插补             格式:G01  X_Z_F_

G02          刀县顺时针圆弧切削          格式:G02  X_Z_R_F

G03  刀具逆时针圆弧切削         格式:G03  X_Z_R_F

G04  程序暂停                格式:G04  X_   单位为秒

G17  设定X-Y工作平面

G18  设定Z-X工作平面

G19  设定Y-Z工作平面

G28          参考点返回            格式:G28   UO、VO、WO

G71  横向粗车循环

格式说明:

G71  Ua  Rb

G71  Pc  Qd  Fe  UH  Wk

a 单边切削量      b退刀量      c循环开始序号    d循环结束序号

e进给量       H精修余量(X方向)         k. Z向精修余量

G72径向粗车循环

格式说明

G72  Wa  Rb

G72  Pc  Qd  UH  Wk  Fe

a. Z向每次切削深度    b退刀量     c循环开始序号     d循环结束序号

H精修余量(X方向)     k. Z向余量       e进给量

G74端面啄车循环

格式说明

G74  Rb

G74  Xa  Zc  Pd  QH  Fe

b退刀量    a. x方向终点(直径值)    c. Z方向终点

d. X方向每次移动距离(半径直)   H. Z方向每次切削深度  e进给量

G75横向啄式循环

格式说明

G75  Rb

G75  Xa  Zc  Pd  QH  Fe

b退刀量    a. X方向终点(直径值)      c.乙方向终点

d. X方向每次啄车量(半径值)     H. Z方向每次移动距离   e进给量

G76复合螺纹切削循环

格式说明

G76  P①  Q②  R③

G76  x④  Z⑤  P⑥  Q⑦  F⑧  R⑨

①共6位数、前2位代表精修次数、中间2位表示退尾长度、后2位数表示牙型角、例P02 00 60  02表示、精修2次、00表示退尾为0、60表示牙型角为60度(普通螺纹)      ②每次进刀量     ③精修余量    ④⑤X、Z终点座标   ⑥牙高(螺距FX0.65)   ⑦第一刀进刀量   ⑧导程(牙距)   

⑨螺纹半径差(锥度螺纹时用、无锥度时可不写)

G92螺纹车削循环

格式说明

G92  Xa  Zb  F或Ec  Rd

a. x方向座标  b. Z向终点座标  c.公制螺纹时为F螺距、英制时为E螺距牙/mm

G83端面深孔钻循环

格式说明

G83  Xa  Zb  Pc  Qd  Fe

a为X方向座标、钻中心孔时为0、可省略不写

b为Z方向座标 c为孔底暂停时间  d为每次啄钻深度 e为进给量

G80取削钻孔循环

G90轴向切削循环格式说明

G90  Xa  Zb  Rb  Fd

a为X方向座标        b为Z向终点座标

c为锥度值(X方向大径减去小径除以2、分正负)     d为进给量

G94径向切削循环(端面切削循环)

格式说明

G94  Xa  Zb  Rb  Fd

格式说明

a为x方向终点座标     

b为Z向座标

c为Z向起始点与终点长度差        

d为进给量