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数控加工中心实习任务书


数铣技能实训 任务书

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绪论
数控设备的产生与发展
1.数控设备的产生 科学技术和社会生产的不断发展, 对加工机械产品的生产设备提出了三高 (高 性能、高精度和高自动化)的要求。 为了解决上述问题,一种新型的数字程序控制机床应运而生,它极其有效地 解决了上述一系列矛盾,为单件、小批量生产,特别是复杂型面零件提供了

自动 化加工手段。 2.数控设备的发展 在第一台数控机床问世至今的 50 年中,先后经历了电子管(1952 年)、晶 体管和印刷电路板(1960 年)、小规模集成电路(1965 年)、小型计算机(1970 年)、微处理器或微型计算机(1974 年)和基于 PC-NC 的智能数控系统(90 年 代后)等六代数控系统。 前三代数控系统是属于采用专用控制计算机的硬逻辑(硬线)数控系统,简 称 NC(Numerical Control),目前已被淘汰。 第四代数控系统采用小型计算机取代专用控制计算机,数控的许多功能由软 件来实现,故这种数控系统又称为软线数控,即计算机数控系统,简称 CNC (Computer Numerical Control)。1974 年采用以微处理器为核心的数控系统, 形成第五代微型机数控系统,简称 MNC(Micro-computer Numerical Control)。 以上 CNC 与 MNC 统称为计算机数控。CNC 和 MNC 的控制原理基本上相同,目前趋 向采用成本低、功能强的 MNC。 现在发展了基于 PC-NC 的第六代数控系统, 它充分利用现有 PC 机的软硬件资 源,规范设计新一代数控。 在数控系统不断更新换代的同时,数控机床的品种得以不断地发展。 数控机床是数控设备的典型代表。数控激光与火焰切割机等数控设备也得到 了广泛的应用。

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安 全 事 项
课题一 安全文明生产及数控铣床日常保养
一、 安全操作基本注意事项 1) 应穿紧身工作服,袖口扎紧;高速铣削时要戴防护镜;铣削铸铁件时应戴口 罩;操作时,严禁戴手套。 2) 不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌。 3) 不要在机床周围放置障碍物,工作空间应足够大。 4) 某一项工作如需要俩人或多人共同完成时,应注意相互间的协调一致。 5) 不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及 NC 单元。 二、 工作前的准备工作 1) 机床工作开始工作前要有预热,认真检查润滑系统工作是否正常。 2) 检查刀具表内刀具是否与程序内刀具信息一致;检查刀具的完好程度。 3) 检查程序是否正确、切削用量的选择是否合理。 4) 检查卡盘夹紧工作的状态,必须在确认工件夹紧后才能启动机床。 5) 确定机床状态及各开关位置(进给倍率开关应为 0)。 6) 机床开动前,必须关好机床防护门。 三、 工作过程中的安全注意事项 1) 运行程序,观察机床动作及进给方向与程序是否相符,逐渐加大进给倍率开 关。 2) 禁止用手接触刀尖和铁屑,铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理。 3) 禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位。 4) 禁止加工过程中量活、变速,更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床。 5) 机床运转中,操作者不得离开岗位,机床发现异常现象立即停车。 6) 经常检查轴承温度,过高时应找有关人员进行检查。 7) 在加工过程中,不允许打开机床防护门。 四、 工作完成后的注意事项 1) 清除切屑、擦拭机床,使用机床与环境保持清洁状态。 2) 注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板。 3) 检查润滑油、冷却液的状态,及时添加或更换。 4) 依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。 数控加工中心的维护与保养 因数控机床结构复杂,自动化程度较高,为了充分发挥机床的优越性,提高 加工效率,延长机床使用寿命,数控机床的维护与保养就成为一个对于初学者来 说首先要关注的问题。为了更具体地说明日常保养的周期、检查部位和要求,数 控机床的日常保养如下所示,以供参考。 一、 日常维护与保养 1) 每次开机前,检查机床输入电压,应为 380±10%。 2) 压缩空气压力必须为 0.6Mpa,随时检查是否有漏气现象。 3) 检查 X、Y、Z 轴导轨面,如有铁屑等颗粒附着在上面,应及时清除;如导轨 有伤痕,应用油石磨平。 4) 每次安装刀具前,必须检查拉钉是否牢固地安装在刀柄上。

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5) 每次开机前,要检查导轨及滚珠丝杠润滑情况,导轨及滚珠丝杠必须得到 充分润滑后方可运行机床。如果机床长时间没有运行,应启动自动润滑泵按 下钮数次,使润滑油循环,渗出导轨和滚珠丝杠。 6) 机床开机后,应首先进行返回机床参考点操作,然后再低速运行 10-20 分 钟。检查是否有不正常的声音、振动现象。 7) 每次机床运行结束后,必须全面清洁机床,特别要保持导轨操作面板清洁。 此外要在主轴锥孔和刀具锥柄上涂上机械油以防生锈, 但再次开机应擦去主 轴锥孔和刀具锥柄上的机械油。 二、 定期维护 1) 每周检查集中润滑站油箱油位。应高于一半,如油位不达标,应及时补充规 定牌号的润滑油至油箱容量的 80%。 2) 每周检查主轴齿轮油位,应恒定为观察窗的一半。 3) 每周检查冷却箱液位,应达到冷却箱的容量的 3/4 以上。 4) 每月清洗冷却液过滤网一次。 5) 每半年检查 X、Y、Z 轴导轨面的刮油片,如有损坏,应立即更换。 6) 每半年更换冷却液一次。 7) 每半年清洗集中润滑站过滤器一次。 8) 每半年调整 X、Y、Z 轴导轨镶条斜楔一次。 9) 每三年更换主轴箱齿轮油一次。 10) 每三年更换主轴轴承,轴向轴承的润滑油脂。

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课题二
知识点

认识 FANUC Oi 系统机床及系统面板

了解数控机床的基本结构组成与分类。 了解数控机床的工作原理。 了解数控面板各功能键作用。 技能点 能通过面板按键操作控制数控机床。 掌握数控系统的基本功能。 一、任务描述 了解数控机床的各组成结构,认识数控机床的系统面板,是学习数控机床操 作的必要条件,本课题将围绕这些问题进行介绍。 二、任务分析 了解数控机床、数控系统、操作面板各功能按键等方面知识,是数控机床操 作的首要任务。 三、相关知识 数控设备的工作原理、组成与特点 (1) 数控设备的工作原理 图 1-1 是数控设备的一般工作原理图。

(2)数控设备的组成与功能 数控设备的基本结构框图如图 1-2 所示。主要由输入输出装置、计算机数控 装置、伺服系统和受控设备等四部分组成。

(3)数控设备的特点 数控设备是一种高效能自动化加工设备。与普通设备相比,数控设备具有如 下特点。 (1)适应性强;(2)精度高,质量稳定;(3)生产率高;(4)能完成复 杂型面的加工;(5)减轻劳动强度,改善劳动条件;(6)有利于生产管理。 2、数控设备的分类
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数控机床通常从以下不同角度进行分类。 (1).按工艺用途分类 目前,数控机床的品种规格已达 500 多种,按其工艺用途可以划分为以下四 大类: 1)金属切削类 它又可分为两类: ①普通数控机床 ②数控加工中心 2)金属成形类 指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床,常用的有 数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机、数控旋压机等。 3)特种加工类 主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数控激 光与火焰切割机等。 4)测量、绘图类 主要有数控绘图机、数控坐标测量机、数控对刀仪等。 (2).按控制运动的方式分类 1)点位控制数控机床 2)点位直线控制数控机床 3)轮廓控制数控机床 (3) 按伺服系统的控制方式分类 1)开环数控机床 开环控制的数控机床一般适用于中、小型经济型数控机床。 2)半闭环控制数控机床,这类控制可以获得比开环系统更高的精度,调试 比较方便,因而得到广泛应用。 3)闭环控制数控机床, 闭环控制数控机床一般适用于精度要求高的数控机床,如数控精密镗铣床。 (4) 按所用数控系统的档次分类 按所用数控系统的档次通常把数控机床分为低、中、高档三类。 以上中、高档数控机床一般称为全功能数控或标准型数控。 2、按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类 数控铣床可分为数控立式铣床、数控卧式铣床和数控龙门铣床等。 1).数控立式铣床

图 1-6 数控立式铣床 门铣床 如图 1-6 所示。 2).数控卧式铣床
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图 1-7 数控卧式铣床

图 1-8 数控龙

如图 1-7 所示。 3).数控龙门铣床 对于大尺寸的数控铣床,一般采用对称的双立柱结构,保证机床的整体刚性 和强度,即数控龙门铣床,有工作台移动和龙门架移动两种形式。它适用于加工 飞机整体结构件零件、大型箱体零件和大型模具等,如图 1-8 所示。 3、按数控系统的功能分类 数控铣床可为经济型数控铣床、全功能数控铣床和高速铣削数控铣床等。 1).经济型数控铣床 2).全功能数控铣床 采用半闭环控制或闭环控制,数控系统功能丰富,一般可以实现 4 坐标以上 联动,加工适应性强,应用最广泛。 3).高速铣削数控铣床 高速铣削是数控加工的一个发展方向,技术已经比较成熟,已逐渐得到广泛 的应用。 各种机床的实物图 名称 实物 名称 实物 数控 插齿 机 数控 电火 花线 切割 机床 数控 电火 花成 型机 实物 名称 实物

数控 滚齿 机 名称

数控 刀具 磨床

数控 火焰 切割 机

数控 镗床

数控 激光 加工 机

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数控 折弯 机

三坐 标测 量仪

数控 全自 动弯 管机

数控 对刀 仪

数控 旋压 机

数控 绘图 仪

4、数控铣床的主要功能 不同档次的数控铣床的功能有较大的差别,但都应具备以下主要功能。 1).铣削加工 数控铣床一般应具有三坐标以上联动功能,能够进行直线插补和圆弧插补, 自动控制旋转的铣刀相对于工件运动进行铣削加工,如图 1-9 所示。坐标联动轴 数越多,对工件的装夹要求就越低,加工工艺范围越大。 2).孔及螺纹加工 可以采用定尺寸孔加工刀具进行钻、扩、铰、锪、镗削等加工,也可以采用 铣刀铣削不同尺寸的孔,如图所示。

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图 1-9

图 1-10

3).刀具补偿功能 一般包括刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能。 4).公制、英制单位转换 可以根据图纸的标注选择公制单位(mm)和英制单位(inch)进行程序编制, 以适应不同企业的具体情况。 5).绝对坐标和增量坐标编程 程序中的坐标数据可以采用绝对坐标或增量坐标,使数据计算或程序的编写 更方便。 6).进给速度、主轴转速调整 数控铣床控制面板上一般设有进给速度、主轴转速的倍率开关,用来在程序 执行中根据加工状态和程序设定值随时调整实际进给速度和主轴实际转速, 以达 到最佳的切削效果。一般进给速度调整范围在 0%~150%之间,主轴转速调整范围 在 50%~120%之间。 7).固定循环 固定循环是固化为 G 指令的子程序,并通过各种参数适应不同的加工要求, 主要用于实现一些具有典型性的需要多次重复的加工动作, 如各种孔、 内外螺纹、 沟槽等的加工。使用固定循环可以有效地简化程序的编制。但不同的数控系统对 固定循环的定义有较大的差异,在使用的时候应注意区别。 8).工件坐标系设定 9).数据输入输出及 DNC 功能 10).子程序 11).数据采集功能 12).自诊断功能 5、主要加工对象 数控铣床主要用于加工各种材料如黑色金属、有色金属及非金属的平面轮廓 零件、空间曲面零件和孔加工。 1).平面轮廓零件 2).空间曲面零件 3).孔 4).螺纹 内、外螺纹,圆柱螺纹,圆锥螺纹等都可以在数控铣床上加工。
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数控铣床 CRT/MDI 面板上各键功用 名 称 功 用 说 明 地址/数字 按下这些键,输入字母、数字和运算符号等 输入键 按下此键,在地址输入栏出现上标符号(显示器倒数第三行),由 上档键 原来的〉__变为〉^,此时再按下“地址/数字输入键”,则可输入其右 下角的字母、符号等 段结束符键 位置显示键 * 程序键* 在编程时用于输入每个程序段的结束符“;” 在 CRT 上显示加工中心当前的工件、相对或综合坐标位置 在 EDIT 方式,显示在内存中的信息和所有程序名称,进入程序输 入、编辑状态 在 MDI 方式,显示和输入 MDI 数据,进行简单的程序操作

补偿量等参 数 刀具长度、半径补偿量的设置,工件坐标系 G54~G59、G54.1P1~ 设定与显示 P48 和变量等参数的设定与显示 键* 系统参数键 系统参数等设置按此键进入 * 报警显示键 按此键显示报警内容、报警号 * 图像显示键 可显示当前运行程序的走刀轨迹线形图 * 插入键 替换键 回退键 删除键 输入键 复位键 在编程时用于插入输入的字(地址、数字) 在编程时用于替换输入的字(地址、数字) 按下此键,可回退清除输入到地址输入栏“〉”后的字符 在编程时用于删除已输入的字及删除在内存中的程序 除程序编辑方式外, 输入参数值等必须按下此键才能输入到 NC 内。 另外,与外部设备通讯时,按下此键,才能启动输入设备,开始输入 数据或程序到 NC 内 按下此键,复位 CNC 系统。包括取消报警、中途退出自动操作运 行等 用于 CRT 屏幕选择不同的页面。 下一级页面 :返回上一级页面, :进入

页面变换键

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光标移动键 帮助键

用于 CRT 页面上、下、左、右移动光标(系统光亮显示) 可以获得必要的帮助 屏幕软键根据 CRT 页面最后一行所提供的信息,进入相应的功能 页面 :菜单返回键。返回上一级菜单 :菜单扩展键。进入下一级菜单

屏幕软键

同时按任何一个功能键(表 1-1 中打*者)按钮和“CAN”,页面的显示就 会消失,这时系统内部照样工作。之后再按其中任一个功能键,页面会再一次显 示。长时间接通电源而不必使用 CRT 时(如加工零件时间较长、采用 DNC 由计 算机边传输边加工而不需要页面显示) 请预先清除页面, , 以防止页面质量下降。

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课题三 数控铣床/加工中心基本操作
知识点 掌握数控机床坐标系的基本概念。 掌握数控机床指令代码意义 掌握控制面板上的各按键的功能。 技能点 能通过面板按键操作控制数控机床。 正确使用控制面板上的各个功能键。 能通过面板按键操作 FANUC 0i 系统加工中心的各种运动。 一、任务描述 加工中心的操作有很多方式,在课题一中介绍了各按键的功能。那么,如何实 现机床的自动加工呢?这就要求操作者首先熟练掌握机床的基本操作。 二、任务分析 本课题主要介绍 FANUC 0i 加工中心控制面板上各按键的功能及操作方法, 通过学习,掌握加工中心的基本操作。 三、相关知识 加工中心在编程时,对加工中心自动运行的各个动作,如主轴的转、停;刀 具的自动换刀;切削的进给速度;切削液的开、关等,都要以指令的形式予以给 定。我们把这类指令称为功能指令,它有准备功能 G 指令、辅助功能 M 指令以及 F、S、T、H、D 指令等几种。 1.准备功能 G 指令 准备功能 G 指令有模态和非模态两种指令。非模态 G 指令只在指令它的程序 段中有效;模态 G 指令一直有效,直到被同一组的其它 G 指令所替代。 FANUC 0i-MB 加工中心的准备功能 G 指令见表 3-2。 表 3-2 FANUC 0i-MB 系统准备功能 G 指令 G 指令 组号 功 能 G00* 定位 G01(*) 直线插补 顺时针圆弧插补/螺旋线插 01 G02 补 逆时针圆弧插补/螺旋线插 G03 补 G04 停刀,准确停止 G05.1 AI 先行控制 G07.1 00 圆柱插补 (G107) G08 先行控制 G09 准确停止
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G 指令 组号 功 能 G50.1* 可编程镜像取消 22 G51.1 可编程镜像有效 G52 00 G53 G54* G54.1 G55 G56 G57 14 选择机床坐标系 选择工件坐标系 1 选择附加工件坐标系(P1~P48) 选择工件坐标系 2 选择工件坐标系 3 选择工件坐标系 4 局部坐标系设定

G10 G11 G15* G16 G17* G18(*) G19(*) G20 G21 G22* G23 G25* G26 G27 G28 G29 G30 G31 G33 G37 G39 G40* G41

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06 04 24

可编程数据输入 G58 可编程数据输入方式取消 G59 极坐标指令取消 G60 极坐标指令 G61 选择 XPYP 平 XP:X 轴或其平行 G62 面 轴 选择 ZPXP 平 YP:Y 轴或其平行 G63 面 轴 选择 YPZP 平 ZP:Z 轴或其平行 G64* 轴 面 英吋输入 G65 毫米输入 G66 存储行程检测功能有效 G67* 存储行程检测功能无效 G68 主轴速度波动监测功能无效 G69* 主轴速度波动监测功能有效 G73 返回参考点检测 G74 返回参考点 G76

选择工件坐标系 5 选择工件坐标系 6 00/01 单方向定位 准确停止方式 自动拐角倍率 15 攻丝方式 切削方式 00 12 16 宏程序调用 宏程序模态调用 宏程序调用取消 坐标旋转/三维坐标转换 坐标旋转取消/三维坐标转换取 消 排屑钻孔循环 左旋攻丝循环 精镗循环 固定循环取消/外部操作功能取 消 钻孔循环、锪镗循环或外部操作 功能 钻孔循环或反镗循环 排屑钻孔循环 攻丝循环 镗孔循环 镗孔循环 背镗循环 镗孔循环 镗孔循环 绝对值编程 增量值编程 设定工件坐标系或最大主轴速度 箝制 工件坐标系预置 每分进给 每转进给

00

从参考点返回 返回第 2,3,4 参考点

G80* G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G89 G90* 03 G91 *) ( G92 00

01 00

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G42 G40.1 (G150)* G41.1 19 (G151) G42.1 (G152) G43 G44 G45 G46
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跳跃功能 螺纹切削 自动刀具长度测量 拐角偏置圆弧插补 刀具半径补偿取消/三维补 偿取消 左侧刀具半径补偿/三维补 偿 右侧刀具半径补偿 法线方向控制取消方式 法线方向控制左侧接通 法线方向控制右侧接通 正向刀具长度补偿 负向刀具长度补偿 刀具偏置量增加 刀具偏置量减少

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08 00

G92.1 G94* 05 G95

G47 G48 G49* G50* G51

08 11

2 倍刀具偏置量 1/2 刀具偏置量 刀具长度补偿取消 比例缩放取消 比例缩放有效

G96 恒表面速度控制 13 G97* 恒表面速度控制取消 G98* 固定循环返回到初始点 10 G99 固定循环返回到 R 点 编程时,前面的 0 可省略,如 G00、G01 可简 写为 G0、G1。

注:①带*号的 G 指令表示接通电源时,即为该 G 指令的状态。G00、G01;G17、 G18、G19;G90、G91 由参数设定选择。 ②00 组 G 指令中,除了 G10 和 G11 以外其它的都是非模态 G 指令。 ③一旦指令了 G 指令表中没有的 G 指令,显示报警。(NO.010) ④不同组的 G 指令在同一个程序段中可以指令多个,但如果在同一个程序段 中指令了两个或两个以上同一组的 G 指令时,则只有最后一个 G 指令有效。 ⑤在固定循环中,如果指令了 01 组的 G 指令,则固定循环将被自动取消,变 为 G80 的状态。但是,01 组的 G 指令不受固定循环 G 指令的影响。 ⑥G 指令按组号显示。 2.辅助功能 M 指令 M 指令主要用于机床操作时的工艺性指令,如主轴的启停、切削液的开关等。 它分为前指令和后指令两类。前指令是指该指令在程序段中首先被执行(不管该 指令是否写在程序段的前或后),然后执行其它指令;后指令则相反。具体的 M 指令参见表 3-3。 表 3-3 指 令 M00 M01 M02 M03 M04 M05 M06 M08 M09 M19 M29 功 能 FANUC 0i-MB 系统辅助功能 M 指令 指令执行 类别 后指令 前指令 后指令 前指令 后指令 单独程序 段 指 令 M30 M63 M64 M80 M81 M82 M83 功 能 指令执行类 别 后指令

程序停止 程序选择停止 程序结束 主轴正转 正转反转 主轴停止 刀具自动交换 切削液开(有些厂家设置 为 M07) 切削液关 主轴定向 刚性攻丝
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程序结束并返回 排屑起动 排屑停止 刀库前进 刀库后退 刀具松开 刀具夹紧

单独程序段

M85 刀库旋转 M98 调用子程序 后指令 M99 调用子程序结束并返回 编程时,前面的 0 可省略,如 M00、M01 可简 写为 M0、M1。

(1)M00 指令

M00 实际是一个暂停指令。当执行有 M00 指令的程序段后,

程序停止执行(进给停止,但主轴仍然旋转)。它与单段程序执行后停止相同, 模态信息全部被保存,按下“循环启动”按钮,可使加工中心继续运转。利用该 指令的暂停功能,可以用来检测加工工件的尺寸,但在执行上述操作时,在 M00 程序段前必须加一个 M05 的程序段,使主轴停转。 (2)M01 指令 M01 指令的作用和 M00 相似,但它必须是在预先按下操作面

板上的“程序选择停止”按钮的情况下,当执行完编有 M01 指令的程序段的其它 指令后,才会停止执行程序。如果不按下“程序选择停止”按钮,M01 指令无效, 程序继续执行。 (3)M02 与 M30 M02 只将控制部分复位到初始状态,表示程序结束;M30

除将机床及控制系统复位到初始状态外,还自动返回到程序开头位置,为加工下 一个工件作好准备。 在一个程序段中只能指令一个 M 指令,如果在一个程序段中同时指令了两个 或两个以上的 M 指令时,则只有最后一个 M 指令有效,其余的 M 指令无效。 3.其它指令 (1)进给速度指令——F 进给速度指令用字母 F 及其后面的若干位数字来表示,单位为 mm/min(G94 有效) mm/r 或 (G95 有效) 例如在 G94 有效时, 。 F150 表示进给速度为 150mm/min。 一旦用 F 指令了进给速度就一直有效,直到指令新的 F 指令。 (2)主轴转速指令——S 主轴转速指令用字母 S 及其后面的若干位数字来表示,单位为 r/min。例如, S300 表示主轴转速为 300r/min。 (3)刀具指令——T 它由字母 T 及其后面的三位数字表示,表示刀具号。如 T001(编程时前面的 0 可省略,简写为 T1)。 (4)刀具长度补偿值和刀具半径补偿值指令——H 和 D 它由字母 H 和 D 及其后面的三位数字表示,该三位数字为存放刀具补偿量的 存储器地址字(番号)。刀具补偿存储器页面见图 3-4,如 H003(编程时前面

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的 0 可省略,简写为 H3),则调用的长度偏置值为-298.561mm;D003(编程时 前面的 0 可省略,简写为 D3),则调用的半径补偿量为 7mm。

图 3-4

刀具补偿存储器页面

(五) FAMUC 0i-MB 系统程序结构 1.加工程序的组成
加工程序可分为主程序和子程序,但不论是主程序还是子程序,每一个程序都是 由若干个程序段组成。程序段是由一个或若干个字(字是由表示地址的字母和数字、 符号等组成,它表示控制数控机床完成一定功能的具体指令)组成,它表示数控机床 为完成某一特定动作而需要的全部指令。例如:

O3001 N1 M6T1; N2 G54 G90 G0 G43 H1 Z100; N3 M3 S600; … N80 M30; % 上面每一行称为一个程序段,N1、G54、M3、S600……都是一个字。 2.加工程序的格式 每个加工程序都有加工程序号、程序段、程序结束符等几部分组成。 (1)加工程序号 格式为:O××××

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××××为加工程序号,可以从 0000~9999。存入数控系统中的各零件加 工程序号不能相同。 (2)程序段 格式为: N×…× ×…× ; 程序段号 准备功能 结束代码 (3)程序结束符 FANUC 数控系统的程序结束符为“%”。 坐标运动尺寸 工艺性指令 G×× X±×…× Y±×…× Z±×…× M×× T××F×…× S

四、任务实施 加工程序的管理和传输 (一)查看内存中的程序和打开程序 1.在标准机床操作面板上按<EDIT>。

图 3-5

存储在内存中的所有程序文件名页面

图 3-6

打开程

序后的页面 2.连续按 PROG, 上的页面在图 3-5 与图 3-6 之间切换 CRT (按[程式]或[DIR] 同样可以切换)。在图 3-5 中,显示存储在内存中的所有程序文件名(按 PAGE ↓或 PAGE↑可查看其它程序文件名) 在图 3-6 中显示上次加工的程序 ; (按 PAGE ↓可查看其它程序段;按 RESET 返回)。

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3.要打开某个程序,则在图 3-5 中输入 O××××(程序名),此时图 3- 5 最后一行转换为图 3-7 所示,按[O 检索]或光标移动键←、→、↑、↓中的任

何一个都可以打开程序,如图 3-6。

图 3-7 入页面

打开程序输入页面

图 3-8

程序输

(二)输入加工程序 1.按<EDIT>。 2.在图 3-5 页面中查看一下所输入的程序名在内存中是否已经存在,如果 已经存在,则把将要输入的程序更名,输入 O××××(程序名)→按 INSERT →按 EOB→按 INSERT,程序换段(进入如图 3-8 所示的页面)→输入字(如 G54G90G0G43H2Z200)→按 EOB→按 INSERT,程序换段…… 3.程序输入完毕后,按 RESET,使程序复位到起始位置(图 3-6 所示,光标 在程序名处),这样就可以进行自动运行加工了。 (三)编辑程序
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1.插入漏掉的字 (1)利用打开程序的方法,打开所要编辑的程序。 (2)利用光标和页面变换键,使光标移动到所需要插入位置前面的字(如: “G2 X123.685 Y198.36 F100 ;”,在该程序段中漏掉与半径有关的字。 (3)输入如 R50→INSERT,该程序段就变为:“G2 X123.685 Y198.36 R50 F100 ;” 2.删除输入错误的、不需要的字 在输入加工程序过程中输入了错误的、不需要的字,必须要删除。主要有二 种情况。 第一种情况: 在未按 INSERT 前就发现错误, 如图 3-8 页面中倒数第三行 (在 临时内存中)。处理方法是连续按 CAN 键进行回退清除。 第二种情况:在按 INSERT 后发现有错误(程序段已输入到系统内存中)。 处理方法是把光标移动到所需删除的字处,按 DELETE 进行删除。 3.修改输入错误的字 在程序输入完毕后, 经检查发现在程序段中有输入错误的字, 则必须要修改。 (1) 利用光标移动键使光标移动到所需要修改的字 “G2 X12.869 Y198.36 (如 R50 F100 ;”,其中在该程序段中 X12.869 需改为 X123.869) (2)具体修改方法为①输入正确的字,按 ALTER 进行替换;②先按 DELETE 删除错误的字,输入正确的字,按 INSERT 键插入。 (3)处理完毕后,按 RESET 键,使程序复位到起始位置。 (四)删除内存中的程序 1.删除一个程序的操作 (1)按<EDIT>→PROG,进入图 3-5 所示页面。 (2)输入 O××××(要删除的程序名,如图 3-7 所示),按 DELETE 删除 该程序。 2.删除所有程序的操作 (1)按<EDIT>→PROG,进入图 3-5 所示页面。 (2)输入 O-9999,按 DELETE,删除内存中的所有程序。 3.删除指定范围内的多个程序
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(1)按<EDIT>→PROG,进入图 3-5 所示页面。 (2)输入“OXXXX,OYYYY”(XXXX 代表将要删除程序的起始程序号,YYYY 代表将要删除程序的终了程序号),按 DELETE,删除 No.XXXX 到 No.YYYY 之间 的程序。

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课题四
知识点

对刀操作及参数设置

加工中心工具的实用知识。 对刀的方法及步骤。 技能点 加工中心对刀操作的步骤。 加工参数输入的方法。 一、任务描述 数控程序输入数控系统后,自动加工前还需要进行对刀操作。对刀操作的目 的就是确定工件在数控机床中的位置,保证自动加工的准确定位。本课题主要介 绍常用的对刀操作方法及常用对刀工具的使用方法。 二、任务分析 通过对本课题的学习能够进行对刀操作并确定相关工件坐标系,同时还应能 对加工所需要的刀具参数进行设置。 三、相关知识 坐标系设定 在切削加工过程中,CNC 将刀具移动到指定位置,而刀具位置由刀具在坐标 系中的坐标值表示。在系统中有三种坐标系:(1)机床坐标系;(2)工件坐标 系;(3)局部坐标系。 (一)机床坐标系 机床上的一个用作为加工基准的特定点称为机床零点,机床制造厂对每台机 床设置机床零点。用机床零点作为原点设置的坐标系称为机床坐标系。加工中心 在通电后,执行手动返回参考点来设置机床坐标系,机床坐标系一旦设定,就保 持不变,直到电源关闭为止。 机床坐标系可用 G53 来选择。 编程格式:G90 G53 X__ Y__ Z__ (X、Y、Z 为机床坐标值)

G54 指令使刀具快速定位到机床坐标系中的指定位置上。 当指定 G53 指令时, 就清除了刀具半径补偿、刀具长度补偿和刀具偏置。该指令一般在换刀时使用, 只给定 Z 轴。 (二)工件坐标系 加工工件时使用的坐标系(编程时所确定)称为工件坐标系。工件坐标系通 过对刀预先设置。在图 4-1 中,假如编程的原点选在工件上表面的中心处,那么

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通过对刀使刀具端面中心与此位置重合, 然后把此位置对应的机床坐标值输入到 系统中设定工件坐标系的 G54 等对应位置(图 4-2 所示)。

图 4-1

设定工件坐标系

对刀操作 (一)用铣刀直接对刀 用铣刀直接对刀,就是在工件已装夹完成并在主轴上装入刀具后,通过手摇 脉冲发生器操作移动工作台及主轴,使旋转的刀具与工件的前(后)、左(右) 侧面及工件的上表面(图 4-6 中 1~5 这五个位置)作极微量的接触切削(产生 切削或摩擦声) 分别记下刀具在作极微量切削时所处的机床 , (机械) 坐标值 (或 相对坐标值),对这些坐标值作一定的数值处理后就可以设定工件坐标系了。

图 4-6

用铣刀直接对刀

图 4-7

用铣刀直接

对刀时的刀具移动图 操作过程为(针对图 4-6 中 1 的位置): 1.工件装夹并校正平行后夹紧。 2.在主轴上装入已装好刀具的刀柄。
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3.在 MDI 方式下,输入 M3S300,按<循环启动>,使主轴的旋转与停止能手动 操作。 4.主轴停转, 手持盒上选择 Z 轴 (图 1-15 中选择坐标轴, 倍率可以选择×100) , 转动手摇脉冲发生器(图 1-14),使主轴上升的一定的位置(在水平面移动时 不会与工件及夹具碰撞即可);分别选择 X、Y 轴,移动工作台使主轴处于工件 上方适当的位置(如图 4-7 中 A)。 5.手持盒上选择 X 轴,移动工作台(图 4-7 中①),使刀具处在工件的外侧 (图 4-7 中 B);手持盒上选择 Z 轴,使主轴下降(图 4-7 中②),刀具到达图 4-7 中 C;手持盒上重新选择 X 轴,移动工作台(图 4-7 中③),当刀具接近工 件侧面时用手转动主轴使刀具的刀刃与工件侧面相对,感觉刀刃很接近工件时, 启动主轴使主轴转动,倍率选择×10 或×1,此时应一格一格地转动手摇脉冲发 生器,应注意观察有无切屑(一旦发现有切屑应马上停止脉冲进给)或注意听声 (一般刀具与工件微量接触时会发出“嚓”、“嚓”、“嚓”…的响声,一旦听 到声音应马上停止脉冲进给),即到达了图 4-7 中 D 的位置。 6.手持盒上选择 Z 轴(避免在后面的操作中不小心碰到脉冲发生器而出现意 外)。按 POS 进入图 2-5 或图 2-7 所示的页面,记下此时 X 轴的机床坐标或把 X 的相对坐标清零。 7.转动手摇脉冲发生器 (倍率重新选择为×100) 使主轴上升 , (图 4-7 中④) ; 移动到一定高度后,选择 X 轴,作水平移动(图 4-7 中⑤),再停止主轴的转动。 图 4-6 中 2、3、4 三个位置的操作参考上面的方法进行。 在用刀具进行 Z 轴对刀时, 刀具应处在今后切除部位的上方 (如图 4-7 中 A) , 转动手摇脉冲发生器, 使主轴下降, 待刀具比较接近工件表面时, 启动主轴转动, 倍率选小,一格一格地转动手摇脉冲发生器,当发现切屑或观察到工件表面切出 一个圆圈时(也可以在刀具正下方的工件上贴一小片浸了切削液或油的薄纸片, 纸片厚度可以用千分尺测量, 当刀具把纸片转飞时) 停止手摇脉冲发生器的进给, 记下此时的 Z 轴机床(机械)坐标值(用薄纸片时应在此坐标值的基础上减去一 个纸片厚度);反向转动手摇脉冲发生器,待确认主轴是上升的,把倍率选大, 继续主轴上升。

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用铣刀直接对刀时,由于每个操作者对微量切削的感觉程度不同,所以对刀 精度并不高。这种方法主要应用在要求不高或没有寻边器的场合。

图 4-8

光电式寻边器对刀

图 4-9

偏心式寻边器对刀 (二)用寻边器对刀 用寻边器对刀只能确定 X、Y 方向的机床(机械)坐标值,而 Z 方向只能通 过刀具或刀具与 Z 轴设定器配合来确定。图 4-8 为使用光电式寻边器在 1~4 这 四个位置确定 X、Y 方向的机床(机械)坐标值;在 5 这个位置用刀具确定 Z 方 向的机床(机械)坐标值。图 4-9 为使用偏心式寻边器在 1~4 这四个位置确定 X、Y 方向的机床(机械)坐标值;在 5 这个位置用刀具确定 Z 方向的机床(机 械)坐标值。 使用光电式寻边器时 (主轴作 50~100r/min 的转动) 当寻边器 S , 球

头与工件侧面的距离较小时,手摇脉冲发生器的倍率旋钮应选择×10 或×1,且 一个脉冲、一个脉冲地移动;到出现发光或蜂鸣时应停止移动(此时光电寻边器 与工件正好接触。其移动顺序参见图 4-7),且记录下当前位置的机床(机械) 坐标值或相对坐标清零。在退出时应注意其移动方向,如果移动方向发生错误会 损坏寻边器,导致寻边器歪斜而无法继续准确使用。一般可以先沿+Z 移动退离 工件,然后再作 X、Y 方向移动。使用光电式寻边器对刀时,在装夹过程中就必 须把工件的各个面擦干净,不能影响其导电性。

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图 4-10 偏心式寻边器

偏心式寻边器对刀过程

图 4-11

使用偏心式寻边器的对刀过程见图 4-10。 a 为偏心式寻边器装入主轴没有 图 旋转时;图 b 为主轴旋转时(转速为 200~300r/min)寻边器的下半部分在弹簧 (见图 4-11)的带动下一起旋转,在没有到达准确位置时出现虚像;图 c 为移 动到准确位置后上下重合,此时应记录下当前位置的机床(机械)坐标值或相对 坐标清零;图 d 为移动过头后的情况,下半部分没有出现虚像。对于初学者最好 使用偏心式寻边器对刀,因为移动方向发生错误不会损坏寻边器。另外在观察偏 心式寻边器的影像时,不能只在一个方向观察,应在互相垂直的两个方向进行。 对刀后的数值处理和工件坐标系 G54~G59 等的设置 通过对刀所得到的 5 个机床 (机械) 坐标值 (在实际应用时有时可能只要 3~ 4 个),必须通过一定的数值处理才能确定工件坐标系原点的机床(机械)坐标 值。代表性的情况有以下几种:

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——加工平面 直线插补指令) 加工平面( 课题五 ——加工平面(直线插补指令)
知识点 掌握平面加工工艺; 了解平面类零件的特点; 掌握数控编程基础 技能点 平面加工工艺分析; 掌握数控机床坐标系的建立及常用的编程指令; 能够正确安装、找正和加工工件; 做到安全文明生产。 一、任务描述 加工如图所示零件,该零件为平面类零件,对于平面类零件的加工工艺安排 是该任务的重点和难点。 编制如图所示零件的平面加工程序,深度为 2mm。

二、任务分析 此零件的加工部位主要是上表面。下面针对该任务,说明平面类零件铣削加工工 艺安排及数控程序的编制。 三、相关知识 (一)插补功能指令 1.快速点定位指令——G00 编程格式:G00 X__ Y__ Z__ G00 指令使刀具以点位控制方式从刀具当前点以最快速度(由机床生产厂家在系 统中设定)运动到另一点。其运动轨迹不一定是两点一线,而有可能是一条折线 (是直线插补定位还是非直线插补定位,由参数 No.1401 的第 1 位所设定) 。例 如,在图 5-2 中从 A(10,10,10)运动到 D(65,30,45) ,其运动轨迹可能是 从点 A→点 B→点 C→点 D,即运动时首先是以立方体(由三轴移动量中最小的量 为边长)的对角线三轴联动,然后以正方形(由剩余两轴中移动量最小的量为边 长)的对角线二轴联动,最后一轴移动。执行 G00 指令时不能对工件进行加工。

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G00 快速点定位移动轨迹 在执行 G00 时为避免刀具与工件或夹具相撞,可采用三轴不同段编程的方法。即 刀具从上往下移动时: 刀具从上往下移动时: 编程格 G00 X__ Y__ 编程格 G00 Z__ 式: Z__ 式: X__ Y__ 即刀具从上往下时,先在 XY 平面内定位,然后 Z 轴下降;刀具从下往上时,Z 轴先上升,然后再在 XY 平面内定位。 2.直线插补指令——G01 编程格式:G01 X__ Y__ Z__ F__ G01 指令使刀具按 F 指令的速度从当前点运动到指定点。 (二)参考程序 O0004 程序号 采用绝对值方式编程,建立坐标 N10 G90 G54 系 N20 M03 S2000 主轴正转,转速 2000 r/min N30 G00 X-60 Y-20 快速移至 P0 点上方 N40 Z100 Z 向下刀 N50 Z2 N60 Z-2 N70 G01 X60 Y-20 F500 N80 G01 X60 Y0 移至 P1 点,进给速度 500mm/min N90 G01 X-60 Y0 切削至 P2 点 N100 G01 X-60 Y20 切削至 P3 点 N110 G01 X60 Y20 切削至 P4 点 N120 G00 Z100 切削至 P5 点 N130 M05 Z 向抬刀 N140 M30 主轴停转 程序结束 四、机床操作 (一)开机 1、打开机床电气柜主电源开关,按下机床操作面板上的“开机” (ON)绿色按钮。 开机前应检查机床上各处的门(防护、强电箱、操作箱等) ,液压油箱及润滑装 置上油标的液面位置,切削液的液面,气源等。
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2、等待 CRT 上初始画面出现,检查显示资料,如有报警必须先处理完毕。 (二)手动返回机床参考点 1、模式旋钮开关选择 REF(返回参考点)档。 (注:有的机床是选择 按键。 )

如主轴或工作台在参考点附近,应首先用 JOG(手动)方式移开一段距离再回参 考点。 2、分别选择各轴,依次回参考点。 为了确保回零过程中刀具和机床的安全,应养成按 Z、X、Y 轴顺序进行操作的良 好习惯。在主轴或工作台移动过程中手应一直按着按钮,直至减速时。返回参考 点的轴,对应的指示灯将点亮。 (三)程序输入及编辑 1、模式旋钮开关选择 EDIT(编辑)档。 (注:有的机床是选择 按键。 )

2、按 键切换到程序画面。建立一个新程序,程序号为 O0004。 注意: 建立新程序时,要注意建立的程序号应为机床内存储器中没有的新程序。 在建立或编辑程序时,应解除程序保护锁。 3、输入程序。 (四)工件装夹定位 采用平口钳装夹,如图所示。

装夹应用百分表找正,确定装夹稳固牢靠。 模式旋钮开关选择 JOG(手动)档或手轮档,装夹好刀具。 (五)对刀 1、模式旋钮开关选择 MDI 档。 (注:有的机床是选择 2、按 按键。 ) 、

键切换到程序画面,系统会自动显示程序号 O0000。依次输入

、 “M03S2000” 、 、 。 3、按下循环启动键,主轴带动刀具旋转。 4、采用碰双边试切法对刀,将工件上表面中心的机械坐标值记录到 G54 中。
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试切法对刀,就是在回参考点后,将标准刀具或标准测量棒移动并接触到毛坯上 工件原点或可以间接确定工件原点的其他点上,利用数控系统反馈的坐标值,经 过计算后获得工件原点与机床原点的位置关系。 由于是利用数控系统的位置反馈 获得工件原点在机床坐标系的位置,所以又称为机内对刀法。例如:图 3-7 中 的零件,工件坐标系设定在左上角点上,可以通过三次寻边接触毛坯,获得工件 原点的坐标值。注意:在获取 X/Y 值时要将刀具半径考虑在内。

试切上表面获得 Z 值

试切左端面获得 X 值 图 3-7 试切法对刀

试切前端面获得 Y 值

(六)自动运行 1、选择要运行的程序 O0004。 2、模式旋钮开关选择 AUTO 档。 (注:有的机床是选择 3、按 程序启动按钮。 按键。 )

运行程序前应进行模拟仿真或空运行,验证程序。运行时开始应选择单段方式, 确定程序及对刀无误后再采用连续方式运行。 4、在运行过程中,选择“检视”软键,可一边查看程序,一边观察坐标变化情 况。 (七)测量检验 拆卸工件,对工件进行检测。 本例也可采用手动铣削平面,即将上表面试切后 Z 向相对坐标起源(清零) ,然 后下刀至相对坐标 Z-2 位置,将模式选择开关置于手轮档,X、Y 向摇动手轮铣 削上表面。

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课题六——加工外轮廓零件(圆弧插补指令) 课题六——加工外轮廓零件(圆弧插补指令) ——加工外轮廓零件
知识点 掌握轮廓零件编程指令的使用方法; 掌握轮廓零件加工工艺的制定方法; 掌握刀具补偿的运用方法。 技能点 能合理制定轮廓零件加工路线; 正确操作机床,保证零件加工质量; 能正确使用平口钳装夹工件 会合理使用使用的刀具 一、任务描述 加工如图 6-1 所示零件,该零件为轮廓类零件,对于轮廓类零件的加工工艺安排 是该任务的重点和难点。

图 6-1 二、任务分析 此零件的加工部位主要是表面六边形轮廓和孔的加工。下面针对该任务,说明轮 廓类零件铣削加工工艺安排及数控程序的编制。 三、相关知识 1.刀具长度补偿指令——G43、G44、G49 刀具长度补偿指令对立式加工中心而言,一般用于刀具轴向(Z 方向)的补偿, 它将编程时的刀具长度和实际使用的刀具长度之差设定于刀具偏置存储器中, 用 G43 或 G44 指令补偿这个差值而不用修改程序。图 6-2 为加工中心刀库中的部分 刀具, 它们的长度各不相同, 为每把刀具设定一个工件坐标系也是可以的 (FANUC 0i-MB 系统可以设置 54 个工件坐标系) ,但通过刀具的长度补偿指令在操作上 更加方便。

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G43、G44 与 H 指令对应偏置量的运算结果
?G 43? ? ?Z __ H __ ?G 44? 编程格式:

… G49 Z__ G43 指令表示刀具长度正方向补偿;G44 指令表示刀具长度负方向补偿;G49 指 令表示取消刀具长度补偿。 使用 G43、 G44 指令时, 不管是 G90 指令有效还是 G91 指令有效,刀具移动的最终 Z 方向位置,都是程序中指定的 Z 与 H 指令的对应偏 置量进行运算(见图 6-3) 指令对应的偏置量在设置时可以为“+” 。H 、也可以 为“-” ,它们的运算关系见图 6-3,编程时一般使用 G43 指令。 2.刀具半径补偿指令——G40、G41、G42 在加工工件轮廓时,当用半径为 R 的圆柱铣刀加工工件轮廓时,如果数控系统不 具备刀具补偿功能, 那么编程人员必须要按照偏离轮廓距离为 R 的刀具中心运动 轨迹的数据来编程,其运算有时是相对复杂的;而当刀具磨损后,刀具的半径减 少,此时就要按新的刀具中心轨迹进行编程,否则加工出来的零件要增加一个余 量(即刀具的磨损量) 。对于有刀具半径补偿功能的数控系统,可不必求刀具中 心的运动轨迹,而只需按被加工工件轮廓曲线编程,同时在程序中给出刀具半径 的补偿指令, 数控系统自行计算后, 偏置一定的距离 (如刀具半径或其它设定值) 后进行走刀,这样就可加工出具有轮廓曲线的零件,使编程工作大大简化。

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G41 指令表示刀具半径左侧补偿。沿刀具进给方向看去,刀具中心在零件轮廓的 左侧(通常顺铣时采用左侧补偿) 。 G42 指令表示刀具半径右侧补偿。沿刀具进给方向看去,刀具中心在零件轮廓的 右侧(通常逆铣时采用右侧补偿) 。 G40 指令表示刀具半径补偿取消。当 G41 或 G42 程序完成后用 G40 程序段消除偏 置值,从而使刀具中心与编程轨迹重合。 有了刀具补偿,除了可免去刀具中心轨迹的人工计算外,还可以利用同一加工程 序去适应不同的情况(例如用同一程序进行粗加工、半精加工及精加工;刀具磨 损后的补偿) ,只需要在系统参数中更改一下有关半径补偿量就可。 使用刀具半径补偿指令时应注意: (1)从无刀具补偿状态进入刀具半径补偿方式时,或在撤消刀具半径补偿时, 刀具必须移动一段距离,否则刀具会沿运动的法向直接偏移一个半径量,很容易 出意外,特别在加工全切削的型腔时,刀具无回转空间,会造成刀具崩断。 (2)在执行 G41、G42 及 G40 指令时,其移动指令只能用 G01 或 G00,而不能用 G02 或 G03。 (3)为了保证切削轮廓的完整性、平滑性,特别在采用子程序分层切削时,注 意不要造成欠切或过切的现象。 内、 外轮廓的走刀方式见图 6-5。 具体为: G41 用 或 G42 指令进行刀具半径补偿→走过渡段→轮廓切削→走过渡段→用 G40 指令取 消刀具半径补偿。 (4)切入点应选择那些在 XY 平面内最左(或右) 、最上(或下)的点(如圆弧 的象限点等)或相交的点。 四、机床操作 (一)开机 1、打开机床电气柜主电源开关,按下机床操作面板上的“开机” (ON)绿色按钮。 开机前应检查机床上各处的门(防护、强电箱、操作箱等) ,液压油箱及润滑装 置上油标的液面位置,切削液的液面,气源等。 2、等待 CRT 上初始画面出现,检查显示资料,如有报警必须先处理完毕。 (二)手动返回机床参考点 1、模式旋钮开关选择 REF(返回参考点)档。 (注:有的机床是选择 按键。 )

如主轴或工作台在参考点附近,应首先用 JOG(手动)方式移开一段距离再回参 考点。 2、分别选择各轴,依次回参考点。 为了确保回零过程中刀具和机床的安全,应养成按 Z、X、Y 轴顺序进行操作的良 好习惯。在主轴或工作台移动过程中手应一直按着按钮,直至减速时。返回参考 点的轴,对应的指示灯将点亮。 (三)程序输入及编辑 1、模式旋钮开关选择 EDIT(编辑)档。 (注:有的机床是选择 按键。 )

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2、按 键切换到程序画面。建立一个新程序,程序号为 O0005。 建立新程序时,要注意建立的程序号应为机床内存储器中没有的新程序。 在建立或编辑程序时,应解除程序保护锁。 3、输入程序。 (四)工件装夹定位 采用平口钳装夹,如图所示。

装夹应用百分表找正,确定装夹稳固牢靠。 模式旋钮开关选择 JOG(手动)档或手轮档,装夹好刀具。 (五)对刀 1、模式旋钮开关选择 MDI 档。 (注:有的机床是选择 2、按 按键。 ) 、

键切换到程序画面,系统会自动显示程序号 O0000。依次输入

、 “M03S500” 、 、 。 3、按下循环启动键,主轴带动刀具旋转。 4、将模式旋钮开关选择 HANDLE(手轮)档(注:有的机床是选择 用碰双边法对刀,将工件上表面中心的机械坐标值记录到 G54 中。 (六)自动运行 1、选择要运行的程序 O0005。 2、模式旋钮开关选择 AUTO(自动)档。 (注:有的机床是选择 3、按 程序启动按钮。 按键。 ) 按键) ,采

运行程序前应进行模拟仿真或空运行,验证程序。运行时开始应选择单段方式, 确定程序及对刀无误后再采用连续方式运行。 4、在运行过程中,选择“检视”软键,可一边查看程序,一边观察坐标变化情 况。 (七)测量检验 拆卸工件,对工件进行检测。

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课题七
知识点

槽类加工

初步掌握槽零件编程加工工艺的制定方法; 了解槽类零件的特点 掌握刀具补偿的运用方法。 技能点 能合理制定槽零件加工路线; 正确操作机床,保证零件加工质量; 能正确使用平口钳装夹工件 会合理使用使用的刀具及确定切削用量 一、任务描述 加工如图 6-1 所示零件,该零件为槽类零件,对于槽类零件的加工工艺、刀具的 合理选择是该任务的重点和难点。 编制如图所示零件的矩形外轮廓及槽的加工程序,深度为 8mm。

二、任务分析 此零件的加工部位主要是内轮廓加工。下面针对该任务,说明槽类零件铣削加工 工艺安排及数控程序的编制。 三、相关知识 1.了解槽类加工切削方法 (1)轨迹法切削 (2)型腔法切削 2.零件几何特点 该零件由平面、轮廓、槽组成,其几何形状为平面二维图形,零件的外轮廓为方 形,型腔尺寸精度为未注公差取公差中等级±0.1,表面粗糙度为 3.2μm,需采 用粗、精加工。注意位置度要求。
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(2)加工工序 毛坯为 100×100×20 板材,工件材料为 PVC 板,外形已加工,根据零件图样要 求其加工工序为: 1)铣内轮廓时,刀具沿零件轮廓切向切入,切向切入可以是直线切向切入, 也可以是圆弧切向切入,铣刀要沿零件轮廓的法线切入和切出。 2)确定切削用量 刀具直径 16 (铣外型) 圆弧槽的铣削采用刀具直径为 8 的平铣刀,刀具直 径为 8mm 立铣刀(斜槽加工) (3)各工序刀具及切削参数选择 3.加工过程 确定工件坐标系和对刀点 在 XOY 平面内确定以 O 点为工件原点,Z 方向以工件上表面为原点,建立工件坐 标系。

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课题八
知识点

型腔加工

初步掌握型腔零件编程加工工艺的制定方法; 了解型腔类零件的特点 掌握刀具补偿的运用方法。 技能点 能合理制定槽零件加工路线; 型腔类加工工艺 会合理使用使用的刀具及确定切削用量 一、任务描述 加工如图 6-1 所示零件,该零件为槽类零件,对于槽类零件的加工工艺、刀具的 合理选择是该任务的重点和难点。 编制如图所示零件的矩形外轮廓及槽的加工程序,深度为 10mm。

二、任务分析 此零件的加工部位主要是内外轮廓加工。下面针对该任务,说明槽类零件铣削加 工工艺安排及数控程序的编制。 三、相关知识 装夹定位:采用平口钳。 加工路线:如图所示,外轮廓从 P0→P1→P2→P3→P4→P5→P6→P7→P8→P9→ P10 →P0,槽从其 Q0→Q1→Q2→Q3→Q4→Q5→Q6→Q7→Q8→Q9→Q10→Q2→Q11 →Q0。

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由于铣削零件内轮廓时,应沿轮廓外形的切线方向切入和切线方向切出,故 切入时加入 Q0-Q1-Q2 段,切出时加入 Q2-Q11-Q0 段。 加工刀具:采用 ?12mm 键槽铣刀。 切削用量:主轴转速 500r/min,进给速度 100mm/min。 (实际加工时可通过倍率 开关做适当调整) 加工原点:坐标原点选在工件上表面中心。

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课题九
知识点

孔类加工

掌握孔隙加工的编程方法 掌握孔隙加工工艺的制定方法 刀具长度补偿的应用 技能点 能制定正角的工艺方案(包括定位、夹紧方案和工艺路线) 选择合理的刀具和切削工艺参数,编写加工程序 灵活运用加工中心孔得加工指令进行编程 会用 G81,G83,G84 等指令编程 一、任务描述 加工如图所示的孔类零件,该零件上有四个φ6、四个φ10 通孔组成。孔.、

A -A

φ40±0.1 15 100
4-φ6通孔
12.5

4-φ10通孔

O(0,0)

45°

二、任务分析 用加工中心对不同类型的孔的加工, 主要是通过孔的固定循环指令编写相关 程序来实现的。因此,根据具体得孔的加工类型,确定合理的加工工艺,从而编 制出正确的程序显得尤为重要。 三、相关知识 一般来说,在数控加工中一个动作就应编制一个程序段。但是在孔加工时,
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100

A

12.5

A

往往需要快速接近工件、 工进速度进行孔加工及孔加工完成后快速返回等固定动 作。而固定循环指令可以用一个程序段完成一个孔加工的全部动作。固定循环主 要包括钻孔、镗孔、攻螺纹等。固定循环指令的详细功能见表 3-4。 表 3-4 G 指令 G73 G74 G76 G80 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G89 固定循环指令功能一览表 孔底的动作 主轴:停转→正转 主轴定向停止→刀具 移位 回退(+Z 方 向) 快速移动 切削进给 快速移动 快速移动 快速移动 快速移动 切削进给 切削进给 快速移动 快速移动 手动移动 切削进给 用途 高速深孔往复排屑钻循环 反转攻左旋螺纹循环 精镗孔循环 取消固定循环 点钻、钻孔循环 锪孔、镗阶梯孔循环 深孔往复排屑钻循环 正转攻右旋螺纹循环 精镗孔循环 镗孔循环 反镗孔循环 镗孔循环 精镗阶梯孔循环

钻削(-Z 方向) 间歇进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给 间歇进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给 切削进给

进给暂停数秒 主轴:停转→反转 主轴停止 主轴正转 进给暂停→主轴停转 进给暂停数秒

固定循环通常由六个基本动作构成: (见图 3-27)

图 3-27

固定循环动作及图形符号

动作 1——X、Y 轴定位。刀具快速定位到孔加工的位置(初始点) 。 动作 2——快进到点 R 平面。刀具自初始点快速进给到点 R 平面(准备切削 的位置) ,在多孔加工时,为了刀具移动的安全,应注意点 R 平面 Z 值的选取。
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动作 3——孔加工。以切削进给方式执行孔加工的动作。 动作 4——在孔底的动作。包括暂停、主轴定向停止、刀具移位等动作。 动作 5——返回到点 R 平面。 动作 6——快速返回到初始点。 编程格式: G90(G91) G98(G99) G73~G89 X__ Y__ Z__ R__ Q__ P__ F__ K__ (1)数据形式 固定循环指令中地址 R 与地址 Z 的数据指定与 G90 或 G91 的方式选择有关, 见图 3-28。在采用绝对方式时,R 与 Z 一律取其终点坐标值;在采用增量方式 时,R 是指自初始点 I 到点 R 的距离,Z 是指自点 R 到孔底平面上点 Z 的距离。 在循环指令中 X、Y 与 Z 可以分别用 G90 或 G91 进行指令,因为 X、Y 的移动与 Z 的动作是在不同的基本动作中完成的,所以可以这样编程。如: G91 G98 G73 X100 Y30 G90 Z20 R3 Q5 F50 (2)返回点平面选择指令 由 G98、G99 指令决定刀具在返回时到达的平面。G98 指令返回到初始点 I 平 面(I 平面) ;G99 指令返回到点 R 平面(R 平面) ,见图 3-29。

图 3-28

数据形式及孔加工数据

图 3-29

返回

点平面选择 (3)孔加工方式 G73~G89 规定孔加工方式,具体根据孔加工形式选取(见表 3-4) 。
40

(4)孔加工位置 X、Y:孔加工位置坐标值。 (5)孔加工数据 Z:在 G90 指令有效时,Z 值为孔底的绝对坐标值;在 G91 指令有效时,Z 是 点 R 平面到孔底的距离,见图 3-28。 R:在 G90 指令有效时,R 值为绝对坐标值;在 G91 指令有效时,R 值为从初 始点 I 平面到点 R 平面的增量。此段动作是快速进给的。 Q:在 G73、G83 方式中,Q 规定每次加工的深度;以及在 G76、G87 方式中, Q 为刀具的偏移量。Q 值始终是增量值,且用正值表示,与 G91 的选择无关。 P:规定在孔底的暂停时间,用整数表示,以 ms 为单位。 F:切削的进给速度。在图 3-27 中,循环动作 3(切削进给)的速度由 F 指 定,而循环动作 5(快速移动)的速度则由选定的循环方式确定。 上述孔加工数据,不一定全部都写,根据需要可省略若干地址和数据。 (6)重复次数 K:决定图 3-27 中动作 1~动作 6 等一系列操作的重复加工次数,最大值为 9999。没有指定 K 时,系统默认 1,亦就是 K1 可以省略;如果把 K 指定为 0,即 K0,则只存储孔加工数据,而不进行孔加工。 固定循环指令是模态指令,一旦指定,就一直保持有效,直到用 G80 撤消指 令为止。 因此, 只要在开始时用了这些指令, 在后面连续的加工中不必重新指定。 如果仅仅是某个孔加工数据发生变化(如孔深发生变化) ,仅需要修改变化了的 数据即可。此外,G00、G01、G02、G03 也起撤消固定循环指令的作用。

41

课题十
知识点

综合零件加工

掌握综合零件加工工艺的制定方法 了解综合零件的特点 技能点 能制定正确的工艺方案(包括定位、夹紧方案和工艺路线) 选择合理的刀具和切削工艺参数,编写加工程序 一.任务描述 加工如图所示综合类零件,零件为平面铣削、轮廓铣削、槽铣削及孔加工 综合加工的.

3.2

35±0.1

R6
2 3.

100

O(0,0)

φ40±0.1

A
二、任务分析 该零件的加工部位主要有孔、 直形槽、 腰槽等组成.根据具体得孔的加工类型, 确定合理的加工工艺,从而编制出正确的程序显得尤为重要。 三、相关知识 1)零件几何特点 该零件由孔、直形槽、腰槽等组成组成,其几何形状为平面二维图形,零件 的外轮廓为方形,开式型腔,尺寸精度为±0.01,表面粗糙度为 1.6μm,圆弧槽 表面粗糙度 3.2μm,需采用粗、精加工。孔为对称分布,表面粗糙度为 1.6μm。 2)加工工序 毛坯为 100 ㎜×100 ㎜×15 ㎜板材,工件材料为 45 钢,外形已加工,根据零 件图样要求其加工工序为:
42

3.2

70±0.05

5+0.03 0

3.2

R6

6-φ8 0

+0.02

3.2

100 30°

EQS

A

A-A 5+0.03 0

R3 7

(1)粗加工凸台平面,选用φ80 立铣刀,加工面大,可提高加工效率。槽 的加工选用φ8 三刃立铣刀,采用螺旋式沿轮廓下刀。精加工采用改变刀具半径 值补偿值的方法加工。 (2)点孔加工,选用φ3mm 中心钻。 (3)钻孔加工,选用φ7.8mm 直柄麻花钻,可用高速钻循环指令 G81。 (4)铰孔加工,选用φ8mmH7 机用铰刀,可用高速钻循环指令 G81。 3)加工过程 序 加工面 号 1 2 3 4 5 6 粗加工凸台 粗加工槽 精加工槽 点孔加工 钻孔加工 铰孔加工 刀 具 号 T01 T02 T02 T03 T04 T06 刀具规格 类型 φ80 立铣刀 φ8 键槽刀 φ8 三刃立铣刀 φ3mm 中心钻 Φ7.8mm 直柄麻花钻 Φ8mmH7 机用铰刀 材 料 高 速 钢 主轴转速 进给速度 n (r. min-1) V (mm. min-1) 1000 600 800 1200 500 300 200 120 50 120 50 30

4)操作中应注意的重点、难点 注意刀具补偿值的正确使用, 通过正确测量工件的尺寸, 合理地修改刀补值, 保证加工精度 3、参考程序 1)确定工件坐标系和对刀点 在 XOY 平面内确定以 O 点为工件原点,Z 方向以工件上表面为原点,建 立工件坐标系。

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