数控铣床及加工中心操作与加工技能实训指导书Word文档格式.docx
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5）机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。
6）加工程序必须经过严格检验方可进行操作运行。
7）手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；
手动换刀时，主轴距工件要有足够的换刀距离不至于发生碰撞。
8）加工过程中，如出现异常现象，可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。
9）机床发生事故，操作者注意保留现场，并向指导老师如实说明情况。
10）未经许可操作者不得随意动用其他设备。
不得任意更改数控系统内部制造厂设定的参数。
11）经常润滑机床导轨，做好机床的清洁和保养工作。
2、数控铣床的组成与系统（进行现场讲解）
1）组成
数控铣床主要由程序输入介质、数控系统、伺服系统（主轴伺服系统、进给伺服系统）、机床本体四部分组成。
2）数控系统介绍
FANUC数控系统是20世纪80年代产生于日本。
具有操作简单、高可靠性、高性能价格比等优点，广泛应用于工业生产中。
FANUC数控系统主要的型号有0i-MA、0i-MB、0i-MC。
我院所使用的数控系统为0i-MA。
3、常用刀具、夹具、量具的结构、使用与维护
1）数控铣削刀具系统要求
①刀具切削部分几何参数及其切削参数须规范化、合理化。
②刀具切削部分材料及切削参数选择必须与工件材料相匹配。
③刀具磨损及耐用度值规定必须合理。
④刀片在刀具中的定位方式及其结构必须优化。
⑤刀具安装后在机床中的定位应保持一定精度。
⑥换刀后刀具应在机床中仍有高的重复定位精度。
⑦刀具的刀柄应有足够的强度、刚度及耐磨性。
⑧刀柄及其工具对机床的重量影响应有相应的控制。
⑨刀片、刀柄切入的位置、方向必须正确。
⑩刀片、刀柄各参数应通用化、规格化、系列化,工具系统应进一步优化。
`
2）数控铣削刀柄系统标准
ISO7388
DIN69871
DIN2080
MAS403（BT）
HSKA/C
ANSI/ASMEB5.50（CAT）
GB10944
JB3381（JT，ST）
3）刀柄结构
刀柄类型：
圆柱铣刀刀柄
锥柄钻头刀柄
盘铣刀刀柄
直柄钻头刀柄
镗刀刀柄
丝锥刀柄
4）刀具类型
在数控铣床上使用的刀具主要为铣刀，包括面铣刀、立铣刀、球头铣刀、三面刃盘铣刀、环形铣刀等，除此以外还有各种孔加工刀具，如钻头（锪钻、铰刀、镗刀等）、丝锥等。
常用铣刀：
（1）立铣刀
（2）球头铣刀
（3）环形铣刀
立
铣
刀
机
夹
式
球
头
环
形
5）夹具
气
动
卡
盘
平
口
钳
6）量具
数控铣削加工零件的检测，一般常规尺寸仍可使用普通的量具进行测量，如游标卡尺、内径百分表等，也可以采用投影仪测量；
而高精度尺寸、空间位置尺寸、复杂轮廓和曲面的检验则只有采用三坐标测量机才能完成。
数控铣削加工中常用到的量具有：
①游标卡尺，②外径千分尺，③内径千分尺，④内径百分表，⑤万能游标角度尺，⑥高度游标卡尺，⑦深度千分尺，⑧表面粗糙度工艺样板。
内径千分尺
外径千分尺
万能游标角度尺
内径百分表
游标卡尺
高度游标卡尺
深度千分尺
三坐标测量机
4、数控铣床的维护与保养，包括：
机械、电器、液压、冷却及数控系统检查和日常保养。
数控机床是机、电、液集于一身，是一种自动化程度较高的机床，为充分发挥机床的效益，必须做好安全检查和日常保养：
1）严格遵守操作规程和日常维护保养制度，尽量避免因操作不当引起的故障。
2）操作者操作机床之前，必须确认主轴润滑油与导轨润滑油是否符合要求，油量不足时应按说明书加入合适的润滑油，并确认气压是否正常。
3）定期检查清扫数控柜空气过滤器和电气柜内电路板和电气元件，避免积累灰尘。
4）每天检查数控装置上各冷却风扇是否正常。
5）对于数控铣床伺服电动机，定期进行维护保养。
6）每天操作加工后对机床及时做好清洁保养工作。
数控铣床的每日保养：
1）查导轨润滑油箱的油量。
2）检查主轴润滑恒温油箱的油温和油量。
3）检查机床液压系统的油泵有无异常噪音，油面高度、压力表是否正常，管路及各接头有无泄露等。
4）检查压缩空气气源压力是否正常。
5）检查X、Z轴导轨面的润滑情况以及清除切屑和赃物，和导轨面有无刮伤损坏。
6）检查各防护装置是否齐全。
7）检查电气柜各散热通风装置是否正常工作，有无堵塞。
5、铣床开机和关机注意事项
1）开机
合上机床总电源开关。
（在操作面板上讲授）电源开关打到“ON”位置时根据机床厂家说明书的要求接通电源按ON，确认LCD画面上显示的内容，确认驱动器风扇是否正常转动。
注意：
接通电源的同时，请不要按面板上的键。
在LCD显示以前，不要按CRT/MDI面板的键。
因为此时面板键还用于维修和特殊操作，有可能会引起意外。
2）关机
手动操纵机床，使工作台和主轴箱停在中间适当位置，先按下操作面板上的紧急停止按钮，再依次关掉操作面板电源、机床总电源、外部电源。
6、机床的暂停和急停
1）按下暂停后，机床呈下列状态
①机床在移动时，进给减速停止；
②在执行暂停中，休止暂停；
③执行M、S、T的动作后，停止；
按自动循环启动键后，程序继续执行。
2）一按急停按钮，机床就被锁住，电机的电源被切断，在解除之前，要消除机床异常的因素。
旋转按钮后解除。
（二）操作演示
讲完理论后由老师上机床操作演示。
（三）操作实训
1．学生按照老师所讲的步骤进行机床安全操作。
2、巡回指导
（四）实训小结
本次课要求掌握安全文明生产知识，数控铣床的组成与系统，常用刀具、夹具、量具的结构、使用与维护，数控铣床维护和保养，铣床开机和关机注意事项，机床的暂停和急停等知识。
项目2机床操作
一、实训准备
1、铣刀φ8、φ10、φ12各若干把。
2、工件：
方块100×
100×
30，45＃钢，数量若干。
3、南通XK5032、XK5025FANUC。
1．按照操作规程启动和停止机床。
2．正确使用操作面板。
3．通过面板输入加工程序。
4．编辑加工程序。
5．进行对刀并输入刀具半径。
1．功能键的应用。
2．程序的输入与编辑。
3．试切法对刀。
讲解：
1．机床开启的步骤。
2．功能键的应用。
3．工件坐标系的设定。
4．程序的输入、编辑方式。
示范：
1．机床的开启。
2．程序的传输。
4．刀具参数的建立。
指导操作：
检查学生操作情况，指出不足。
1、复习
安全文明生产、机床操作规程及日常维护）
2、功能键
[POS]进行现在位置的显示。
[PROG]编辑方式时，进行存储器内程序的编辑、显示，MDI方式时，进行MDI数据的输入、显示，自动运转中进行指令值的显示等。
[OFFSETSETTING]进行偏置量的设定与显示。
[PARAMDGNOS]运行参数设定，显示及诊断数据的显示。
[OPR/ALARM]显示报警号。
（注）按任何一个功能按钮和[CAN]，画面的显示就会消失。
之后再按其中一个功能键，画面会再一次显示。
长时间接通电源而不使用装置时，请预先清除画面，以防止画面质量下降。
3、工件坐标系的建立
指令格式：
G92XαYβZγ。
其中（α，β，γ）是起刀点在工件坐标系中的坐标值。
4、程序录入，编辑及存储
1）程序录入及存储：
（1）选择[编辑]方式；
（2）按PROG键；
（3）键入地址O×
×
（4）按INSRT键，进入该程序的编辑画面；
（5）键入EOB分段；
（6）输入其他内容。
2）修改已有的程序
（1）选择方式[编辑]；
（2）按PROG键；
（3）按地址O×
；
（4）按[CURSOR↓]，则显示被检索的程序；
（5）将光标移到程序某处，即可修改被检索的程序。
3）删除存储器中的程序
（1）选择[编辑]方式；
（2）按PRGRM键盘；
（3）按地址O；
（4）键入程序号；
（5）按DELET键，即可删除程序号所指定的程序。
二、操作演示
1、键盘的说明
号码
名称
用途
（1）
复位（RESET）键
用于解除报警。
CNC复位
（2）
起动（START）键
MDI运转的循环起动或自动运转的循环起动。
（3）
地址/数字键
字母、数字等文字的输入
（4）
INPUT键
按地址键或数值键后，地址或数值进入键输入缓冲器并显示在CRT上。
若想将缓冲器的信息设置到偏置寄存器中，就按INPUT键。
此键与软键中的INPUT键等价，无论使用哪一个都可以。
（5）
取消（CAN）键
消除键入缓冲器中的文字或符号。
（例）键输入缓冲器显示N0001时，若按（CAN）键，N0001就被消除。
（6）
光标移动键
有两种光标移动键。
↓：
用小区分单位移动光标时使用。
使光标顺方向移动。
↑：
使光标反主向移动。
（7）
翻页键
有两种翻页键。
顺方向翻CRT页面时使用。
反方向翻CRT页面时使用。
（8）
软键
软键按照用途可以给出种种功能。
软键能给出什么样的功能，在CRT画面的最下方显示
左端的软键[◄]：
由软键输入各种功能时，为返回最初状态（按功能键时的状态）而使用。
右端的软键[►]：
用于还未显示的功能。
2、对刀
1）概念：
把刀具的“刀位点”移到“起刀点”的过程叫对刀。
2）对刀方法
根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等。
其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z向设定器对刀，效率高，能保证对刀精度。
3）对刀工具
（1）寻边器
（2）Z轴设定器
寻
边
器
偏心式寻边器
光电式寻边器
Z
轴
设
定
寻边器对刀
Z轴设定器与刀具和工件的关系
4）采用试切法对刀步骤如下：
（1）选择工作方式为“手动”（JOG）；
（2）按[POS]键，使屏幕显示为相对坐标。
（3）手动向左移动刀具，让刀具侧面与工件左侧的中部轻碰，按Ｘ键，使之闪烁，按CAN键，使屏幕X=0。
（4）抬起刀具，并且向右移动刀具，使刀具与工件右侧面的中部轻碰，记下此时X向的相对坐标值，记为X2。
根据坐标公式：
=
把方式选择开关调到“MDI”位置，输入指令G92X0，按[循环起动]键
（5）同理可求得工件在Y轴方向的中点坐标。
（6）先抬起刀具，然后让铣刀下降与工件表面轻碰。
（7）把方式选择开关调到“MDI”位置。
（8）输入指令G90G00Z100，按[循环起动]键，再输入指令G92Z100，再按[循环起动]键。
则刀具可到达起刀点。
对刀完成。
5）刀具半径的设定
输入步骤：
（1）按OFSETSETTINGAL功能键，按软键[刀补]，进入了刀具半径设置画面。
（2）找到需要设定半径量的刀具号行，使光标移向该行的[形状（D）]列位置上。
（3）输入刀具半径值，按[INPUT]功能键。
三、操作实训
1、指导程序编辑
2、练习对刀
3、巡回指导
四、实训小结
本次课要求掌握程序的输入及修改，试切法、寻边器、Z轴设定器对刀，刀具参数的建立。
五、课后作业
1、总结归纳程序的输入、试切法对刀中所出现的问题和解决办法。
2、熟记功能键。
3、布置下次课需预习内容和相关知识。
项目3基本形状加工
任务3.1平面零件
1.复习平面铣削的基本知识。
2.了解刀具端刃的切削特点。
1.能编制数控加工程序对平面进行铣削加工。
2.达到零件尺寸精度和表面粗糙度要求。
3.熟悉子程序及应用。
1.子程序及应用。
2.平面铣削加工。
1.讲解G00、G01、M03、M04、M98、M99等指令。
2.示范铣削加工出整个平面，工件材料为45钢。
3.指导操作：
检查学生编程、对刀和机床操作。
五、主要训练指令：
G00、G01、M98、M99。
平面加工
比例
数量
材料
图号：
01
1：
1
45钢
姓名
日期
职业技术学院
评分
六、实训过程
上节课所讲的程序调试、模拟运行及参数的修改。
2、工艺分析
1）零件几何特点
该零件毛坯的外轮廓为方形，零件为简单的水平面加工，表面粗糙度为3.2μm，注意平面度的要求。
2）加工工序
毛坯为100×
22板材，工件材料为45钢，四面已加工，根据零件图样要求，其加工工序为：
（1）以底面为定位基准，两侧用机用平口钳夹紧，固定于铣床工作台上。
（2）采用立铣刀，安装到机床主轴上。
（3）采用子程序，按直线循环铣削轮廓。
（4）确定工件坐标系和对刀点。
在XOY平面内确定以0点为工件原点，Z方向以工件上表面为工件原点，建立工件坐标系。
采用手动对刀方法把0点作为对刀点。
3）编程指导
子程序
（1）程序段中，当某一程序反复出现时，可以把这类的程序段单独抽出，并按一定格式单独加以命名，作为子程序，事先编好存储起来，编程时调用。
（2）子程序调用原理，子程序调用最多可嵌套四级。
（3）在主程序中，调用子程序的指令是一个程序段其格式如下：
格式:
M98PL;
P后面为子程序号,L后面为调用重复次数。
M98：
子程序调用字。
M99：
子程序返回到主程序。
4）加工过程
3、参考程序
φ16铣刀（面铣）
%
O1000
N50G01G91X-120;
N60Y10;
N70X120;
N80Y10
N80M99;
O2000
N10G90G40S600M03;
N20G00Z10;
N30G01X120Y0F200;
N40G01Z-1F100;
N50M98P1000L5;
N60G00Z50G90;
N70M05;
N80M30;
1.程序的输入
2.示范精度检验方法
1、指导学生建立工件坐标系和程序的编制及工艺的制定。
2、在加工一定尺寸后测量其精度，校正尺寸精度。
3、程序调试与零件的试切。
4、巡回指导。
5、注意事项
1）从工件轮廓外下刀。
2）子程序采用增量编程。
3）根据工件外轮廓尺寸确定子程序的调用次数。
本次课重点掌握平面铣削加工常用的编程指令及程序编制方法；
熟练掌握操作加工及精度检验。
（五）课后作业
1、总结归纳平面铣削加工中所出现的问题和解决办法。
2、分析保证零件加工精度和表面粗糙度要求应采取的措施。
任务3.2轮廓加工
1.复习平面轮廓铣削的基本知识。
2.了解轮廓铣削刀具的切削特点及轮廓铣削常用编程指令。
1.工件坐标系的建立与刀补值的设置方法。
2.轮廓铣削程序编程方法。
1.重点掌握刀补值的设置方法。
2.熟悉轮廓铣削常用编程指令及程序编制方法。
1.讲解轮廓铣削的基本知识、轮廓铣削编程知识。
2.示范基点计算、程序编制、刀补设置、操作加工及精度检验。
3.指导操作巡回指导。
G00、G01、G02、G03、G41、G42、G40、G49。
轮廓加工
02
上节课操作中问题分析。
零件的毛坯为方形，该零件为轮廓加工的平面二维图形，轮廓由直线和两段圆弧组成。
（1）毛坯为100×
20板材，外轮廓和上表面已精加工过，要求铣削平面轮廓，工件材料为45钢。
（2）根据零件图样要求，选用XK5032数控铣床即可达到要求。
（3）以底面为定位基准，两侧用机用平口钳夹紧，固定于铣床工作台上。
（4）采用φ16的立铣刀（铣轮廓），安装在机床主轴上。
（5）建立右刀补，按零件图样外形采用逆铣，考虑到立铣刀不能垂直切入工件，下刀点选择在工件右下方，沿直线切入铣削轮廓。
（6）确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
3、主要训练指令
（1）G02、G03指令格式
G02顺时针圆弧插补
G03逆时针圆弧插补
在X--Y平面
G17{G02/G03}X_Y_{（I_J_）/R_}F_；
在X--Z平面
G18{G02/G03}X_Z_{（I_K_）/R_}F_；
在Y--Z平面
G19{G02/G03}Y_Z_{（J_K_）/R_}F_；
（2）圆弧插补格式说明
1）X、Y、Z值是当前工件坐标系中终点位置的坐标值（绝对编程）；
2）X、Y、Z值是从起点到终点的距离（有方向的）（增量编程）；
3）I，J，K分别表示X，Y，Z轴从起点到圆心的距离（有方向的）；
4）当圆弧圆心角小于180°
时，R为正值，当圆弧圆心角大于180°
时,R为负值；
5）整圆编程时不可以使用R，只能用I、J、K；
6）F为编程的两个轴的合成进给速度。
（3）G41、G42、G40指令格式
刀具半径补偿G40，G41，G42
1）G41刀径半径左补偿，G42刀径半径右补偿，G40为取消刀补。
2）在进行刀径补偿前，必须用G17或G18、G19指定刀径补偿是在哪个平面上进行。
平面选择的切换必须在补偿取消的方式下进行，否则将产生报警。
3）刀补的引入和取消要求必须在G00或G01程序段，不应在G02/G03程序段上进行。
4）当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。
5）G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。
6）G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
7）在刀具半径补偿开始的程序段中，补偿值从零均匀变化到给定的值，同样的情况出现在刀具半径补偿被取消的程序段中，即补偿值从给定值均匀变化到零，所以在这两个程序段中，刀具不应接触到工件。
8）D为刀补号地址，用D00～D99来指定，它用来调用内存中刀具半径补偿的数值。
（4）刀具半径补偿的目的：
在数控铣床上进行轮廓加工时,由于刀具半径的存在,刀具中心轨迹与轮廓不重合.如果数控系统不具备半径补偿功能,则只能按刀心轨迹进行编程,即在编程时给出刀具中心运动轨迹,其计算相当复杂,尤其当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，修改程序，这样即繁琐，又不易保证加工精度。
当数控系具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，数控系统会自动计算刀心轨迹，使刀具偏离工件一个半径值，即进行刀具半径补偿。
（5）刀具半径补偿的过程分为三步：
1）刀补的建立：
在刀具从起点接近工件时，刀心轨迹从与编程轨迹重合过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。
2）刀补进行：
刀具中心始终与变成轨迹相距一个偏置量直到刀补取消。
3）刀补取消：
刀具离开工件，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。
刀补位置的左右应是顺着刀具运动轨迹向前看，刀具在工件的左边为左刀补，刀具在工件的右边为右刀补。
4、参考程序
N10G49G40G90S400M03;
N20G01Z30F200;
N30X95Y-35;
N40Z-3F100;
N50G42X95Y-20D01;
N60Y30;
N70X60.489Y81.318;
N80G03X24.74Y77.26R20;
N90G01X5Y25;
N100G03X25Y5R20;
N110G01X80;
N120X95Y20;
N130Y40;
N140Z30;
N145G40Y60；
N150M05;
N160M30;
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