1、华中实例 循环指令部分任务单学习领域数控学习情境循环指令的使用学时30学习目标1. 数控车床加工的工艺特点2. 零件图分析设计数控加工工序3. 根据零件图样选择合适的循环指令4. 切削用量的选择任务描述1. 通过对循环指令的使用，学会数控编程及加工工艺性质解决实际问题2. 能够选择合适的循环指令方法进行零件的加工3. 通过对实际问题的分析，选择正确的切削用量进行分析加工学时安排资讯（）学时实施（）学时检查（）学时评价（）学时学习参考资料1. 数控编程及加工工艺2. 金属工艺学3. 对学生的要求1. 熟练掌握基本工作方式操作和对刀操作过程。2. 掌握G32、 G80 、 G82 单一固定循环编程
2、指令的应用。3. 熟练掌握符合循环指令G71、G72、G73、G76自动加工过程的操作。4. 零件图分析设计数控加工工序5. 根据零件图样选择合适的循环指令6. 切削用量的选择资讯单学习领域数控学习情境循环指令学时资讯方式学生根据教师给出的资讯引导及讲授进行操作资讯问题G80内外径单一循环指令的学习G81端面切削单一循环指令的学习G71内外径复合循环指令的学习G72端面复合循环指令的学习G73封闭轮廓复合循环指令的学习观察几种循环指令的走刀路线及了解他们的适用范围资讯引导常用循环指令介绍单一循环复合循环循环指令加工零件综合练习常用循环指令介绍二、常用循环G71、G72、G73G71：内(外)径
3、粗车复合循环 格式：G71 U(d) R(e) P(ns) Q(nf) X(u) Z(w) F S T 其中： d切削深度(背吃刀量、每次切削量)，半径值，无正负号，方向由矢量AA决定； e每次退刀量，半径值，无正负； ns精加工路线中第一个程序段(即图中AA段)的顺序号； nf-精加工路线中最后一个程序段(即图中BB段)的顺序号； uX方向精加工余量，直径编程时为u，半径编程为u/2； wZ方向精加工余量；G72：端面粗车复合循环 格式：G72 U(d) R(e) P(ns) Q(nf) X(u) Z(w) F S TN(ns) N(nf) G72指令与G71指令的区别仅在于切削方向平行于X
4、轴，在ns程序段中不能有X方向的移动指令，其它相同。G73：复合循环G73 格式：G73 U(i) W(k)R(d) P(ns) Q(nf) X(u) Z(w) F S T iX轴方向粗车的总退刀量，半径值； kZ轴方向粗车的总退刀量； d粗车循环次数； 其余同G71。 在ns程序段可以有X、Z方向的移动。学习情境：循环指令加工零件学习情境用单一循环指令加工零件参考学时教学内容1用单一循环指令加工零件指令的加工原理； 2用单一循环指令加工零件指令的编程方法； 3. 零件数控加工工艺的制订。教学目标1. 职业能力目标 （1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力； （2）具有分析零件图、掌
5、握设计意图和零件工艺分析的能 力； （3）具有数控编程的基本能力； （4）查阅资料及相关应用手册的能力； （5）善于观察、思考、自主学习及创新设计能力。 2.专业知识目标 （1）掌握用单一循环指令加工零件指令的编程； （2）能够灵活使用用单一循环指令加工零件指令进行程序编制。 3.社会能力（1）团队协作意识及方法；（2）语言表达能力。教学重点难点及解决方法1教学重点 （1）用单一循环指令加工零件指令编程； （2）用单一循环指令加工零件指令注意事项。 2教学难点 用单一循环指令加工零件指令编程方法。 3.解决方法 （1）图形示例，零件加工仿真； （2）查阅专业书籍及相关设计手册； （3）咨询企业
6、相关人员或教师；教学条件1教室、多媒体； 2校内实训机房、数控加工仿真软件； 3生产性实习车间、数控车床。教学方法 多媒体讲授理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工；数控机床实际操作练习掌握基本能力。学习情境四：用用单一循环指令加工零件指令加工零件的加工（详案）教学过程的实施步骤教学内容教学方法时间情景描述（咨询）1给出零件图； 2给出零件的信息及加工要求； 3分析零件特点，指导学生自学内容。教师介绍0.5课时制定加工工艺 （计划）1工件的装夹与定位； 2加工路线的确定； 3切削用量的选择； 4刀具的选择； 5机床及数控系统的选择。学生自学 教师辅导1.5课时编制零件加工程序
7、 （决策）1编程分析、编写零件的数控加工程 序； 2查阅资料、进行讨论。学生为主 教师点评8课时数控仿真和 实操加工 （实施）1数控仿真系统的应用； 2数控仿真加工的操作步骤； 3零件的加工。教师指导 学生操作6课时检测加工零 件 (检查)1零件的尺寸精度检测； 2零件加工质量评估； 3总结。教师点评0.5 课时任务扩展1利用用单一循环指令加工零件指令编程； 2创新设计。教师讲授 课后自学3.5课时评价完成情况（60%）方法能力（20%）创新意识（20%）一、情境描述 给学生发放零件图，并给出零件信息和加工要求。图6.1 零件图图6.2 三维图图示零件为一阶梯轴。该工件有 外圆柱面、外圆锥面、
8、和圆弧构成，要求使用轴向粗车复合循环指令编程，并完成零件的车削加工。二、制订加工工艺 （一）引入新知识切削用量的选择：数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量、主轴转速或切削速度、进给速度或进给量。（1）背吃刀量的确定 背吃刀量应根据机床、夹具、刀具及工件所组成的工艺系统的刚度来确定。在刚度允许的条件下，尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量。为了保证加工精度和表面粗糙度，一般都留有一定的精加工余量，一般为0.1-0.5mm。（2）进给速度的确定 进给速度指在单位时间内刀具沿进给方向移动的距离（单位为 mm/min）。有些数控车床规定可以选用进给量 f（单位 mm/r）表示进给速度，二者之间的关系为：
9、 =nf式中，为进给速度（mm/min），n为主轴转速（r/min），f为进给量（mm/r）。 应在保证表面质量的前提下，选择较高的进给速度。一般情况下，根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取进给速度。（3）主轴转速 n的确定 轮廓车削时主轴转速应根据被加工部位的直径、工件和刀具材料，以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度可通过计算、查表和实践经验获取，切削速度确定后，用式 ：n=计算主轴转速。 式中，n是工件转速（r/min）；vc 是切削速度（m/min）；d是切削刃选定点处所对应的工件回转直径（mm）。（4）切削用量参考表 常见工件材料、刀具及相应的
10、切削用量见下表。常见工件材料、所用刀具及相应的切削用量（二）零件具体加工工艺制定1装夹与定位 该零件为实心轴类零件，采用轴的左端面和外圆作为定位基准，采用三爪自定心卡盘夹紧工件左端，一次装夹完成粗精加工。 2工步顺序 装夹工件，手动车削端面； 自右向左粗车外轮廓； 自右向左精车外轮廓； 3选择刀具 根据零件加工要求和工艺分析，选用如下刀具：T01为90外圆粗车刀；T02为90 外圆精车刀。4确定切削用量 车削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验确定： 机床转速：粗车外轮廓为 800r/min，精车外轮廓为 1000r/min。 进给速度： 粗车外轮廓为0.5mm/r，
11、 精车外轮廓为0.3mm/r。5选择机床和数控系统 机床型号 机床型号为CK6132-型数控车床。 数控系统 采用广数928TD数控系统。三、编制零件加工程序 （一）编程指令学习 1. 轴向粗车复合循环-G71 G71 指令格式 格式：G71 U(d) R(e);G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t); N(ns)-；-S(s) F(f)； ； ；N(nf)-；参数：d:每次切削被吃刀量，即x轴向的进刀，深度以半径值表示，一定为正值； e：每次切削结束的退刀量； ns：为精加工路径第一程序段的顺序号； nf：为精加工路径最后程序段的顺序号； u：为X轴
12、方向精加工余量，直径值； w：为Z轴方向精加工余量； f：粗车时的进给量；s：粗车时的主轴功能（一般在G71之前即已指定，故大多省略）；t: 粗车时所用刀具（一般在G71之前即已指定，故大多省略）s: 精车时的主轴功能f: 精车时的进给量 G71 指令的刀具循环路径 图6.3 G71外圆粗车循环刀具轨迹图6.3所示为G71粗车循环指令的进给路径， 图中C点为粗加工循环起点， 虚线 （R）为快速定位，实线（F）为以粗车进给速度切削。程序执行时，刀具由循环起点 C沿着X方向快进一个切削深度d，然后开始沿着 Z 方向车削循环。当最后一次粗车循环后，零件各表面留有 X 方向精车余量U，Z 方向精车余量
13、W，粗车循环结束后，刀具返回到循环起点。使用G71指令时还应注意以下两点：由循环起点C到A点的只能用G00或G01指令，且不可有z轴方向移动指令。车削的路径必须是单调增大或减小，即不可有内凹的轮廓外形。2. 精车循环-G70 当用G71指令对工件粗加工后，可以使用G70指令按粗车循环指定的精加工路线切除粗加工留下的余量，其编程格式为： G70 P(ns) Q(nf)；其中，ns为精加工程序中的第一个程序段顺序号；nf为精加工程序中的最后一个程序段顺序号。 注意：必须先使用G71指令后，才可使用G70指令。G70指令指定的ns至nf间程序段中，不能调用子程序。ns至nf间精车的程序段所指令的F及
14、S是给G70精车时使用。（二）用复合循环指令编制零件加工程序 编程分析 该零件结构要素有外圆柱面、圆弧，有一定粗糙度要求，分为粗加工和精加工进行。 采用直径编程方式，直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致，编程较为方便。 加工程序清单 O0001N01 T0101N02 G00 X50 Z50N03 M03 S800N04 X50 Z5N05 G01 X45 F0.5N06 G71 U2.5 R1N07 G71 P08 Q17 U0.5 W0.3N08 G01 X6 F0.3N09 X10 Z-2N10 Z-17N11 G02 X20 Z-23 R5N12 G01 Z-33N13 G03 X3
15、4 Z-40 R7 N15 X44 Z-60N14 G01 Z-50N16 Z-80N17 G01 50N18 G00 Z50N19 T0202 S1000N20 X50 Z50N21 G01 X45N22 G70 P08 Q 17N23 G01 X50N24 G00 X50N25 M30（四）加工程序的检验、修改 过学生讨论、自评、检验、修改。 教师指导、讲解。 四、数控仿真和实操加工 1零件的数控仿真 使用数控加工仿真软件对加工程序进行检验，正确进行数控加工仿真的操作，完成零件的仿真加工。 2零件的实操加工 通过仿真加工，确定零件程序的正确性后，在数控实训车间对零件进行实际操作加工。 五、
16、加工零件的检测 1利用游标卡尺、外径千分尺、表面粗糙度工艺样板等量具测量工件，学生对自己加工的零件进行检测，包括尺寸精度的检测和零件加工质量的检测。 2教师对学生加工零件进行检测，并做出点评。六、任务扩展 1. 端面粗车复合循环-G72 G72 指令格式 格式：G72 W(d) R(r);G72 P(ns) Q(nf) Ux) Wz) F(f) S(s) T(t); 参数：d为切削深度（每次切削量），指定时不加符号； r为每次退刀量； ns为精加工路径第一程序段的顺序号； nf为精加工路径最后程序段的顺序号； x为X方向精加工余量，直径值； z为Z方向精加工余量； f,s,t为粗加工时G71程
17、序段中编程的F、S、T有效。 G72 指令的刀具循环路径 G72 与 G71 指令类似，不同在于其刀具平行于 X 轴进行切削，如图 7.3 所示，其进给路径是从外径方向往轴心方向切削，刀具由循环起点C沿着 Z方向快进一个切削深度d，然后开始沿着 X 方向车削循环。当最后一次粗车循环后，零件各表面留有 X 方向精车余量U，Z方向精车余量W，粗车循环结束后，刀具返回到循环起点。图5.3 G72端面粗车循环刀具轨迹2. 封闭轮廓粗车复合循环-G73 G73 指令格式 格式：G73 U(I) W(K) R(r);G73 P(ns) Q(nf) U(x) W(z) F(f) S(s) T(t); 参数：
18、I为X轴方向的粗加工总余量； K为Z轴方向的粗加工总余量； r为粗切削次数； ns为精加工路径第一程序段的顺序号； nf为精加工路径最后程序段的顺序号； x为X方向精加工余量，直径值； z为Z方向精加工余量； f,s,t为粗加工时G73程序段中编程的F、S、T有效。 G73 指令的刀具循环路径 图7.4所示为G73粗车循环指令的进给路径，刀具由循环起点A快速退到 C点，然后从 C 点沿着 X、Z 两个方向各快进一个切削深度，然后开始封闭粗车循环，每次偏移固定的切削深度。当最后一次粗车循环后，零件各表面留有X方向精车余量U，Z方向精车余量W，粗车循环结束后，刀具返回到循环起点。图5.4 G73封
19、闭轮廓粗车循环刀具轨迹3. 复合循环指令注意事项 （1）G71适用于轴向方向的切除余量比直径的切削余量大的情况，G72则相反，且车削的路径必须是单调增大或减小； （2）G71、G72、G73指令必须带有P、Q地址ns、nf，且与精加工路径起、止顺序号对应，精加工轮廓轨迹描述从A点到 B点； （3）复合循环指令的循环起点必须在零件构成的矩形框的外侧； （4）ns的程序段必须为G00 或G01指令； （5）在顺序号ns到顺序号nf之间的程序段中，不应包含子程序。 （6）G73适用于加工铸造成形、锻造成形或已粗车成形的工件，且车削的路径没有单调性的要求；七.学习应用图示零件为一阶梯轴，毛坯为72mm
20、120mm的棒料，材料为45钢。该工件有外圆柱面、外圆锥面、螺纹和圆弧构成，要求使用粗车循环指令编程，并完成零件的车削加工。学习任务单图示零件为一阶梯轴。该工件有 外圆柱面、外圆锥面、和圆弧构成，要求使用轴向粗车复合循环指令编程，并完成零件的车削加工。数控加工工序卡片单位名称德州科技职业学院产品名称或代号零件名称零件图号夹具名称使用设备车间工步号工步内容刀具号刀具类型主轴转速/(rmin-1)进给速度/(mmmin-1)背吃刀量/mm备注123456789101112131415评分表数控车工考核评分表班级 姓名 学号检测项目技术要求配分评分标准检测结果得分机床操作1按步骤开机、检查、润滑2不
21、正确无分2回机床参考点2不正确无分3按程序格式输入程序，检查及修改2不正确无分4程序轨迹检查2不正确无分5工、夹、刀具正确安装2不正确无分6按指定方式对刀2不正确无分7检查对刀2不正确无分外圆844 6超差无分934 6超差无分10206超差无分11106超差无分圆弧12R7 5超差降级无分13R5 5超差降级无分长度14238超差无分15108超差无分16178超差无分1722818828其它192452不符无分20未注倒角2不符无分21安全操作规程违反扣总分10分/次总配分100总得分零件名称图号加工日期 年 月 日加工开始 时 分 停工时间 分钟加工时间检测加工结束 时 分停工原因实际时
22、间评分学习应用图示零件为一阶梯轴，毛坯为72mm120mm的棒料，材料为45钢。该工件有外圆柱面、外圆锥面、螺纹和圆弧构成，要求使用粗车循环指令编程，并完成零件的车削加工。学习情境七：综合轴的加工学习情境符合循环指令的使用参考学时教学内容1、能够在仿真平台上按图样要求完成工件的加工；2、能够合理拟订加工方案，较熟练的编制典型零件的加工程序。教学目标1、 职业能力目标（1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力；（2）具有读图、识图、分析零件图的能力； （3）具有零件工艺分析能力；（4）具有数控编程的能力；（5）具有查阅资料及相关应用手册的能力；（6）善于观察、思考、自主学习及创新能力。2
23、、专业知识目标通过典型零件的程序编制，掌握数控车床的编程特点及原则。3、社会能力：（1）团队协作意识及方法；（2）语言表达能力。教学重点难点与解决方法1教学重点工件的加工工艺分析2教学难点 （1）粗、精加工走刀路线合理安排；（2）充分利用每一把刀，尽量减少换刀次数；（2）加工方法的选择。3.解决方法 （1）图形示例，零件加工仿真； （2）查阅专业书籍及相关设计手册； （3）咨询企业相关人员或教师；教学条件1教室、多媒体； 2校内实训机房、数控加工仿真软件； 3生产性实习车间、数控车床。教学方法多媒体讲授理论知识；仿真软件练习掌握数控机床操作面板及基本指令加工；数控机床实际操作练习掌握基本能力。
24、学习情境七：综合轴的加工（详案）教学过程的实施步骤教学内容教学方法时间情景描述（咨询）1给出零件图；2给出零件的信息及加工要求；3分析零件特点，指导学生自学内容。教师介绍；学生自学制定加工工艺（计划）1工件的装夹与定位；2加工路线的确定；3切削用量的选择；4刀具的选择；5机床及数控系统的选择。学生自主确定加工方案编制零件加工程序（决策）1学生根据制订的加工工艺编写加工程序；2教师引导学生编制程序的可操作性学生自主确定加工方案数控仿真和 实操加工（实施）1.数控系统面板的应用；2.零件数控仿真加工；3.零件实操加工。教师指导；学生操作检测加工零 件(检查)1零件的尺寸精度检测；2零件加工质量评估
25、；3总结。教师点评任务扩展1. 热处理工序的安排；2 辅助工序的安排；3模态指令的含义；4学习应用教师讲授课后自学评价完成情况（60%）方法能力（20%）创新意识（20%）一、学习情景描述（一）给学生发放零件图，给出该零件的信息和加工要求。图示零件毛坯尺寸为52mm的棒料，材料为 45钢，无热处理和硬度要求，不切断。要求对零件进行数控加工工序卡的编制，并进行数控车削加工工艺分析，进行程序编制、加工。 二、制订加工工艺 1零件图的工艺分析 该零件表面由圆柱面、圆锥面、圆弧面及螺纹等表面组成。零件图纸尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热
26、处理和硬度要求。 为便于装夹该零件，坯件左端应预先车出夹持部分，右端面也应先粗车并钻好中心孔。 2装夹与定位 工件左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。 3确定加工顺序及进给路线 加工顺序按先粗后精、先近后远的原则确定，即先从右到左进行粗车（留 0.25mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。 可采用粗车复合循环指令和车螺纹循环功能，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定，沿零件表面轮廓从右到左描述）。 4选择刀具 (1) 选用5mm中心钻钻削中心孔； (2) 粗车及平端面选用90硬质合金车刀；(3) 精车选用90硬质合金车刀；(4) 刀宽为4mm的切槽刀；(5) 车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀。刀具编号为 T05中心钻、T01为外圆粗车刀、T02为外圆精车刀、T03为切槽刀、T04为外螺纹车刀。 5确定切削用量 (1) 背吃刀量的选择轮廓粗车循环时选a p =2.5mm，精车时选a p =0.25mm。 (2) 主轴转速的选择 粗车为800r/min，精车为1200r/min，车螺纹时主轴转速为320r/min
