金工实习数控车床.docx

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金工实习数控车床

数控实习指导书

编制：

杨富贵姬晓利

河北工程大学

机电学院数控实训基地

2005年6月18日

第一章数控实习基本要求

1数控实习的基本要求

1）了解数控机床的结构和工作原理。

2）掌握数控程序常用的编程指令和编程方法。

3）会简单零件的程序编制以及加工。

4）了解复杂零件的编程方法和自动加工过程。

2数控实习纪律

1）数控实习是有关专业很重要的实践性教学环节，必须端正实习态度，把实习搞好。

2）应在实习前认真预习指定的内容，认真听讲，按时完成实习报告。

3）实习中必须思想集中，遵守实训基地的规章制度和各种设备的操作规程，听从实习指导教师的指挥。

4）不准穿拖鞋、短裤、背心进入实训基地，操作机床时必须带好防护用品，不准吸烟、聊天或做与实习无关的事情。

5）实习时必须在指定的数控机床上进行，未经允许不得动用其他机床和实训基地的其他物品。

6）听从实习指导人员的指挥，实习时间不准与实习指导人员争吵，如有意见，可向实训基地、机械制造系、机电学院领导反映。

7）遵守实习时间，有事须向指导教师请假。

第二章程序编制

程序编制是根据被加工工件的图纸和加工工艺要求,用所使用数控系统的数控语言,来描述加工轨迹,及其辅助动作的过程。

1基本概念

程序段：

（程序行）是由指令段和数据段共同组成的一个完整命令行。

程序：

是为了完成工件的加工,按加工的逻辑结构组合的全部程序段的集合。

机床坐标系：

如下图。

机床坐标系规定了机床坐标和方向，与主轴平行方向为Z轴，离开主轴方向为正方向；与主轴轴线垂直方向为X轴，刀尖离开方向为正方向。

本系统屏幕显示均为机床坐标,机床坐标值可以为负值。

绝对编程：

是以建立的绝对坐标系为基准确定的坐标资料编程方式。

用X、Z坐标字表示。

相对编程（增量编程）：

是指运行终点相对于运行起点的距离和方向。

用U、W坐标字表示。

混合编程：

指在同一段程序内同时用绝对和相对坐标编程。

直径编程：

指X轴的编程坐标值均以直径表示（本系统为直径编程）。

模态指令：

是指在程序中具有保留功能属性的指令，它不仅在本程序行起作用，而且在以后的程序行中也起作用。

直到其它同组的模态指令替代为止。

非模态指令：

是指不具备保留功能，仅在本程序段内起作用。

2程序指令说明

2.1地址符的含义

功能

地址符

意义

范围

文件名

﹪

加工工件的文件名

00～99、A～Z

程序段号

N

程序段的顺序号

0000～9999

准备功能

G

指定指令执行的内容和方式

00～99

辅助功能

M

辅助操作指令

00～99

刀具功能

T

换刀指令

01～08

（05～08不可用）

主轴功能

S

主轴速度，r/min

0～2000

切削速度

F

每分钟切削的速度，mm／min

1～3000

坐标字

X、U

Z、W

分别为X轴、Z轴坐标值

±7999.999mm

2.2编程指令及格式说明

（1）多指令共段：

在同一程序行内允许有多个指令同时存在，以减少编程行数，但同组指令不能共段。

注：

本次实习不允许指令共段。

（2）程序段内指令与参数项可以任意摆放。

如：

G01U10W-30可以写成U10G01W-30

注：

本次实习要求按照指令既定格式书写。

（3）程序段内指令不允许重复。

（4）程序段内不能有与指令无关的参数和操作数存在。

（5）指令代码的前“0”可不写出，如：

G01M03可写成G1M3。

注：

本次实习要求写出指令格式的全部内容。

2.3指令说明

（1）G00

快速点定位指令，可以是相对编程、绝对编程或混合编程（以下指令相同），执行速度为参数中的速度。

速度倍率修调对其无效。

可以是两轴联动，联动方式为X、Z轴45度进给，剩余轴再进给。

指令格式：

G00X（U）Z（W）

举例：

N0000G00X60W10；X快速进给到X60，Z轴正方向进给10mm。

N0010U80；X轴快速正方向进给80mm

N0020Z100；Z快速进给到100处

N0030M02；程序结束

（2）G01

直线插补指令，速度范围F为1～3000mm／min，F具有模态功能（以下相同）。

可以单轴进给，也可双轴联动。

指令格式：

G01X（U）Z（W）F

举例（如图）：

绝对方式编程：

N0000G00X80Z80；从A点快速到工件表面B点

N0010G01Z60F120；B点以120mm/min速度到C点

N0020X120Z50；C点到D点

N0030Z0F80；D点以80mm／min的速度到E点

N0040M02；程序结束

相对方式编程（指令前0省略）：

N0000X80Z80；从A点快速达工件表面B点

N0010G1W-20F120；B点以120mm／min速度到C点

N0020U40W-10；C点到D点

N0030W-50F80；D点以80mm／min的速度到E点

N0040M2；程序结束

（3）G02、G03

G02代表顺圆，G03代表逆圆。

I为起点到圆心X方向的增量值乘以2（直径编程），K为起点到圆心Z方向的增量，X、Z为终点坐标。

也可以不用I、K编程，而用R编程，当所编圆弧大于半圆用R编程时，R必须为负值。

指令格式：

G02X（U）Z（W）IKF

G03X（U）Z（W）IKF

G02X（U）Z（W）RF

G03X（U）Z（W）RF

举例（如下图）：

只编C点到D点的圆弧程序

绝对编程相对编程

N0000G2X60Z50R10F80N0000G2U20W-10R10F80

或G2X60Z50I20K0F80或G2U20W-10I20K0F80

在实际加工中经常遇到用球刀（圆弧刀）加工圆弧工件，在编程时必须使用刀具半径补偿功能，即用G41、G42指令。

（4）G22、G80

G22为程序循环指令，G80为循环结束指令。

两者必须配对使用，用于零件加工中需要反复加工的场合。

L为循环次数，取值范围为1～99。

指令格式：

G22L

·

·

·循环体

·

·

G80

举例：

N0000G0X50Z0

50,0

42,-30

44,0

38,0

36,-30

30,-30

N0010G22L3；循环三次

N0020G01U-8F200

N0030W-30

N0040G01U2

N0050W30

N0060G80；循环结束

N0070M2

（5）G24

锥面固定循环指令，用于加工锥面。

运动轨迹为三角形，先加工锥面切削再退刀。

如果锥面切削X是正方向则先退Z后退X，如果X是负方向则先退X后退Z。

指令格式：

G24X（U）Z（W）F

举例：

N0000G0X40；；快速到B点

N0010G24X50W-55F150；执行B→C→A→B循环

N0020U-8；；到B1，执行B1→C1→A1→B1循环

N0030U-8；；进刀B2，执行B2→C2→A2→B2循环

N0040G0X70；；快速返回起点

N0050M2；；程序结束

其中：

执行B→C为F速度，C→A→B为G00速度。

（6）G77

柱面固定循环指令，用于加工相互垂直的两个相邻的表面，运动轨迹为矩形，所以也叫矩形固定循环。

指令格式：

G77X（U）Z（W）F

举例：

N0000G0X40；；起刀点快速到A点

N0010G77X34Z50F150；执行A→B→C→D→A循环

N0020U-4；；进刀Al，执行A1→B1→C1→D1→A1循环

N0030X32；；进刀A2，执行A2→B2→C2→D2→A2循环

N0040G0X60；；快速到起刀点

N0050M2；；程序结束

其中：

执行A→B为G00速度，B→C为F速度，C→D→A为G00速度。

（7）G75

车槽固定循环。

实际上是类似G77指令的矩形循环，只是把相邻的两个切削面改为三个切削面。

指令格式：

G75X（U）Z（W）F

举例：

N0000G00X70；；到A点

N0010G75U-10Z47.5F30；执行A→B→C→D→A

N0020U-8；；进刀A1，执行A1→B1→C1→D1→A1

N0040U-8；；进刀A2，执行A2→B2→C2→D2→A2

N0050M02；；程序结束

其中：

执行A→B→C为F速度，C→D→A为G00速度。

（8）辅助功能指令

M02：

程序结束M03：

主轴正转M04：

主轴反转M05：

主轴停转

（9）刀具指令

T01～T04：

换至相应刀位

3建立工件坐标系

3.1建立工件坐标系原理

建立工件坐标系是一项重要的工作，就是要求把编程坐标系与机床坐标系重合起来，从而保证加工的正确性。

当刀尖处于X轴上时，刀尖点的Z坐标值为0；当刀尖处于Z轴上时，刀尖点的X坐标值为0

3.2建立工件坐标系过程

1）夹好工件毛坯,选择合适的主轴转速和进给速度,启动主轴。

2）选择好要对的刀具T01。

3）用连续方式在零件毛坯上车一小段外圆。

4）Z轴退回（X轴不能移动），关主轴。

5）测量工件直径大小。

6）按“X”键，将上述测量值输入设置坐标值中的“X”项。

7）同样的方法，用刀具车削工件毛坯的右端面。

8）X轴退回（Z轴不能移动），关主轴。

9）按“X”键，将“0”输入设置坐标值中的“Z”项。

此时，机床的工件坐标系已经建立完毕。

4数控机床加工流程

1）分析图纸，明确加工内容及技术要求，确定加工方案。

2）根据图纸进行计算，编制加工工艺和设置加工路线。

3）依据加工工艺、计算数据等结合所使用的机床进行程序编制。

4）输入加工程序。

5）进行加工仿真。

6）修改、调整加工指令。

7）装卡工件，建立工件坐标系

8）进行加工。

9）加工完毕，进行测量。

5编程实例

在实际编程时，必须根据图纸及工艺要求，选择正确的装夹和适合的刀具，并结合机床的实际工作性能选择正确的切削余量，现举例说明：

毛坯：

φ25

精车量：

0.5mm

最大吃刀量：

2mm

N0010M03S600

N0020G00X50Z50

N0030T1（外园刀）

N0040G00X26Z2

N0050G01X24.5Z1F150

N0060G01U0W-40F80

N0070G01U1.5W0F150

N0080G00U0W40

N0090G01X24.5Z1F150

N0100G77X22.5Z-7F80

N0110X22.5

N0120U-2

N0130X18.5

N0140U-2

N0150G01X14.5Z1F150

N0160G01U-2W-1F150

N0170G01U2W-1F80

N0180G01U0W2F150

N0190G01U-4W-1F150

N0200G01U4W-2F80

N0210G01X14.5Z1F150（粗车结束）

N0220G01X10Z0F150

N0230G01U4W-2F80

N0240G01U0W-5F80

N0250G01U10W0F150

N0260G01U0W-32F80

N0270G01U1W0F150（精车结束）

N0280G00X50Z50

N0290T3（切槽刀宽3.5mm）

N0300M03S500

N0310G00X25Z-13.5

N0320G01X24Z-13.5F150

N0330G75U-2W-1.5F50

N0340U-2

N0350U-2

N0360U-2

N0370U-2

N0380G01X26Z-13.5F150（切槽结束）

N0390G00X26Z-42.5

N0400G01X4Z-42.5F50

N0410G01X26Z-42.5F150（切断结束）

N0420G00X50Z50

N0430T1

N0440M05

N0450M02

第三章数控车床操作

1面版分布及说明

字母键

SXZGUWIKDFMPLEFTR用于程序命令和参数编制

数字键

0123456789.用于数据输入和参数设计

方向键

“插入、删除、上页、下页”用于程序编辑和速度修调

功能键

“返回”用于操作取消和功能返回

“回车”用于功能选择和输入确认

“仿真”图形方式快速模拟显示程序加工轨迹

“编程”进入程序编辑菜单

“参数”进入参数设置菜单

“偏置”进入加工起点偏置设置菜单

“单段”选择手动、自动执行方式，加工中可暂停

“对刀”确认当前刀在机床坐标系中的位置

“刀补”修正换刀误差

“快速”用于手动连续高、低速切换

控制键

“主轴正、主轴反、主轴停”用于主轴的启动和停止

“冷却”用于冷却液的启动和停止

“基点”X、Z回基准点

“换刀”用于电动刀架或排刀的换位

“卡盘”用于主轴卡盘的启动和停止

“顶针”用于尾座顶针的启动和停止

控制钮

紧急停止：

终止机床一切动作，等待按键抬起

干预开关：

在加工过程中暂停丝杆和主轴

程序运行：

执行自动加工程序，同时灯亮

注意：

未经指导教师允许，不准擅自操作、修改有关参数，否则后果自负。

2操作主界面

整个系统采用一级菜单式操作，直观、方便、快捷，提示信息全面。

N0000G00X50Z100

N0010G01X10F100

X+0220.000

Z+0680.000

程序状态：

%99连续F0100V100%

G50

机床状态：

M10M3M9T1S3000

屏幕第一、二行显示当前执行的程序段和下段执行的程序段；第三、第四行显示为X、Z轴的机床坐标；第五、六、七行显示的“%99”是当前要加工或正在加工的程序名，“连续”显示自动或手动执行方式，“F0100”是运行速度（自动加工时显示自动加工速度），“V100%”显示执行速度修调倍率；G50显示换刀方式；第八、九行显示的“M10”是主轴卡盘状态，“M3”是主轴状态，“M9”是冷却状态，“T1”是刀架当前刀位，“S3000”显示主轴转速。

3编程

在任何菜单下，按“编程”键，进入程序编制状态

程序管理采用文件管理方式，本系统可存储55个程序。

程序编辑采用全屏幕操作方式。

程序状态：

%99%91%X2%ED%33

%S1%X2%E1%35

编辑拷贝删除更名通讯信息

编程状态包括“编辑”、“拷贝”、“删除”、“更名”、“通讯”、“信息”六项功能，反白显示“编辑”为当前功能项；通过“←→”键可选择。

中部为程序目录区，显示内存中所有程序名，反白显示“%99”为当前程序；可通过“上页、下页”键任意选择其它程序，并以反白方式显示。

按“回车”键即进入相应操作状态。

3.1编辑

选择“编辑”功能后，系统提示“%”，此时若直接按回车则编辑当前文件，若输入系统已存在的文件名，则将原文件调出，若输入的文件名不存在，则建立一个新文件。

程序名可以是数字、字母（“N”除外）或混用，长度为2位。

程序名输入法：

输入过程按“←”键删除前键，按“返回”放弃。

若输入一位按“回车”键则自动在前面加“0”；若无任何输入直接按“回车”则默认为当前文件名，无当前文件时默认为“%00”。

本系统程序名不允许重名。

输入文件名后便进入全屏幕编辑系统。

编辑状态：

N0000G00X100Z60

N0010G04D2

N0020G01X50F300

程序名：

%99状态：

插入

屏幕底行提示所编辑的程序名和编辑状态（“插入”键进行切换）。

中部左面为行号区，如：

N0000，用户不能操作，由系统自动生产；右面为程序内容区，即用户可操作区。

3.2拷贝

输入文件名后便将当前程序拷贝到指定程序，即复制一个不同程序名而内容完全相同的程序，以便修改、备份和更名。

3.3删除

输入文件名后将提示“确认删除？

”，若按“回车”键则将该程序删除；否则不删除，以预防错误按键。

3.4更名

输入一个内存中没有的程序名后便将当前程序更名为指定程序名。

3.5通讯

通讯用来与IPM/PC系列兼容机（PC机）进行通讯，实现把选定的文件传送到PC机，或者从PC机接收文件。

实现该功能需在PC机上安装本公司通讯软件。

3.6信息

将显示当前程序的加工起点、编程时间和编程人员，并可修改；以及显示当前程序已用内存的字节数和可用内存的字节数。

以便查阅和修改。

可通过“↑、↓、回车”键进行选择和修改；按“返回”键则返回。

4手动

手动主要用于机床坐标的调整，刀具的对刀，加工工件的起点确定，以及进行手动加工。

其显示画面与自动一起，组成系统的主功能菜单。

1）“F”键：

设定手动进给速度，以mm/min为单位，其输入范围为：

1～8000mm/min。

其输入方法参见参数中的速度输入方法。

2）“S”键：

设定主轴转速。

主轴转速范围为0～9999，其中最大值取决于参数状态中的主轴最高转速。

3）“上页、下页”：

进给速度倍率修调，每按一次，倍率变化10%，范围为5～150%共16檔。

4）“X”键：

修改当前坐标值。

5）主轴控制：

“主轴正”、“主轴反”、“主轴停”分别控制主轴正转、反转和停止。

同时按“快速”、“主轴正”键时为主轴点动控制，即按下时主轴正转，抬起时主轴停。

6）坐标进给：

直接按“↓↑→←”键分别对应X轴和Z轴的正、负方向进给。

在连续进给时，再按下“快速”键，则立刻转化为系统参数中的执行速度，松开“快速”键则继续按原来的速度进给。

7）换刀：

按“换刀”键,电动刀架或排刀架自动转至下一把刀；或按“T”键,直接输入要换的刀号即可。

注：

不允许选择T5～T8刀具。

5仿真

坐标仿真的选择：

按“仿真”键则坐标/仿真执行方式进行反复切换。

仿真运行是快速以图形方式模拟程序加工轨迹。

机床所有动作被封锁。

6程序启动

按“运行”钮,程序自动开始执行,同时运行灯亮。

速度修调：

加工过程中按“上页”速度修调倍率上调；“下页”速度修调倍率下调。

加工过程中根据不同情况可以任意地调整加工速度。

7紧急停止

当发生紧急意外情况时可按下“紧急停止”按钮,系统将停止机床一切动作,屏幕显示“紧急停车”,同时运行灯闪烁。

等待按钮抬起。

如果在加工过程中或在机床运动按“紧急停止”按钮,系统坐标与机床位置可能发生变化,加工前需要重新确定系统坐标位置,使之与机床位置一致。

毛坯φ15毛坯φ15

毛坯φ26

参数要求：

最大吃刀量≤2mm

主切削S：

600～800r/minF：

60～80mm/min

切槽S：

400～600r/minF：

30～50mm/min