教材数控车床操作解读.docx
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教材数控车床操作解读
基础技能模块
岗位技能：
GJ–201T数控车床基本操作方法
GJ–201T数控车床基本操作方法主要任务是使学员正确使用数控车床，是数控车加工必须掌握的一项基本技能，主要有1、操作面板的使用方法；2、数控程序调入、编辑与调试方法；3、简易车床刀具的安装方法；4、数控车削的常用对刀方法。
1.能够正确操作GJ–201T数控车床；
2.独立完成工件的手动，自动加工；
3.懂得正确使用各种工具，能够分析加工误差及改进加工方法。
60小时
1.读图
外形尺寸；
尺寸公差；
形位公差；
表面粗糙度；
技术要求；
2.刀具：
外圆车刀、切槽刀
3.夹具：
三爪卡盘
4.量具：
游标卡尺、外径千分尺、
5.其他：
垫铁、榔头、毛刷
一.操作面板的使用方法
1GJ_201T数控车系统操作面板的功能
GJ_201T的操作面板如图所示，由液晶显示屏，功能键，编程与控制键盘及功能按钮与旋钮组成。
编程与控制键盘
图3.1：
GJ_201M的操作面板布局
●功能键控制机床的操作或显示；
●编程与控制键盘一般键盘功能；
●循环启动/指示灯按下此按钮，会根据操作方式完成相应的操作。
当操作进行中时，绿色指示灯亮；
●进给保持/指示灯当处于自动加工方式时，按下此按钮，系统进入进给保持状态，再次按下此按钮，系统退出保持状态。
当进入保持状态时，红色指示灯亮；
●方式选择旋钮共有8个档位，从左至右依次为：
MDI，自动连续（AUTO），自动单步（STEP），连续手动（MANU），增量手动/手轮（MANJ），点退（PROF），回零（HOME），复位（RESET）；
●进给倍率旋钮共有11个档位，倍率从0%~125%；
●主轴倍率旋钮共有11个档位，倍率从75%~125%；
2.数控机床开机与关机操作步骤
2.1开机步骤
（1）将机床侧面的旋钮旋至ON位置。
（2）按下机床面板上方型的绿色按钮
（3）系统启动后再打开急停按钮
注意事项：
1）开机之前，确认机床是正常的。
2）开机的同时，请不要动操作面板上的按键或旋钮，以避免引起意外。
在系统的位置显示画面出现之后，再开始进行操作。
3）上电之后，在开始操作之前，观察显示屏上部的状态信息，确认当前的操作方式是否与要进行的操作相符。
2.2关机步骤
（1）按下急停按钮
（2）按下机床面板上方型的红色按钮
（3）最后将机床侧面的旋钮旋至OFF位置
3.机床轴回零操作步骤
机床回零步骤：
（1）将工作方式旋钮扳到回零位置
（2）选择要回零的轴。
（也可以直接按ALL按钮，直接全部回零）按下要回零的轴的相应按钮。
（3）回零完成后屏幕上X、Z轴都显示为零
4.手动操作
各轴的手动运动倍率由“JOG选择旋钮”确定，倍率共有11档，
由左至右依此为–125%、-100%、-75%、-50%、
-25%、0%、25%、50%、75%、100%、125%。
JOG进给速度和方向可以通过倍率旋钮进行调整。
手动操作一次只能移动一个轴。
4.1手动连续进给
手动连续进给操作步骤：
1．将“方式选择旋钮旋钮”旋转至MANU，即手动连续进给方式，屏幕上方的加工状态信息显示区显示为：
手动-连续
2．选择要点动的轴
旋转JOG旋钮来控制速度。
4.2手动增量进给
在手动增量进给方式中按下“循环启动”按键一次，会使刀具沿着所选轴的所选方向移动一个点动量。
刀具移动的最小距离是最小的输入增量。
手动增量进给操作步骤：
1：
将控制面板上的“工作方式选择旋钮”旋转至MANJ，即手动增量进给方式，屏幕上方的加工状态信息显示区显示为：
手动-增量
2：
用控制面板上的上下方向键，来选择要点动的轴。
被选中的轴将用紫色背景来表示。
3：
用JOG旋钮来选择速度和方向。
4：
使用【增量倍率】按钮：
共4档，分别为基数*1、基数*10、基数*100、基数*1000，基数的默认值由启动配置文件设定。
5：
按下“循环启动”按钮一次，会使刀具沿着所选轴的所选方向移动一个点动量。
4.3手轮进给
在手轮进给方式中，刀具可以通过旋转
机床操作面板上的手摇脉冲发生器微量
移动。
控制面板上的上下方向键，来选
择要移动的轴。
手摇脉冲发生器旋转一
个刻度时，刀具移动的最小距离与当前
手动增量值相等。
手轮进给的操作步骤：
1）：
在手动增量进给的工作方式下，按下【手轮使能】按钮，即【F1】，即切换到手轮工作方式。
如图所示：
2）：
用控制面板上的上下方向键，来选择要点动的轴。
被选中的轴将用紫色背景来表示。
3）：
沿逆时针或者顺时针方向转动手轮，使选定的轴向正、负方向移动。
警告：
在较大的倍率比如*100下旋转手轮可能会使刀具移动太快。
5.MDI操作
MDI方式操作步骤：
1）：
将工作方式旋钮旋到MDI
2）：
输入MDI指令，按下“循环启动”按钮，指令开始执行。
中途停止或结束MDI操作：
要在中途停止或结束MDI操作，请按以下步骤进行：
1）．暂停MDI操作：
按下操作面板上的进给保持开关，进给保持指示灯亮，循环启动指示灯熄灭；
2）．结束MDI操作：
将工作方式选择旋钮转到“复位（RESET）”方式下，并按下循环启动按钮，即可终止MDI操作。
。
注意：
1）：
在MDI方式中编制的程序不能被存储；
2）：
只能编制一行程序。
6.自动运行
自动运行的步骤：
1）：
将工作方式旋钮旋到AUTO
2）：
选择一个工件程序：
按下的“打开程序”按钮，选择好要运行的工件程序文件，确定，所选的工件文件内容将显示在屏幕工件程序显示区。
3）：
按下操作面板上的循环启动按钮，启动自动运行并且循环启动灯闪亮；工件程序开始运行。
当前执行的程序行被高亮显示。
当自动运行结束时，指示灯熄灭。
6.1快速验证
工件程序打开以后，在运行之前必须进行程序正确性验证。
步骤：
在自动运行状态下，按下快速验证按钮，系统将自动对已经打开的工件程序进行验证，如果程序有错误，将在错误信息提示栏中文字提示。
如果工件程序验证无误，系统将提示：
程序验证完成！
此时可以进行工件程序的运行。
6.2暂停或取消自动运行
（1）暂停自动运行：
按下机床操作面板上的进给保持按钮，指示灯亮并且循环启动指示灯熄灭。
再次按下机床操作面板上的循环启动按钮会重新启动机床的自动运行。
（2）终止自动运行：
将工作方式选择旋钮转到“复位（RESET）”方式下，并按下绿色的循环启动按钮，可以终止自动运行。
7.系统复位
步骤：
（1）将工作方式旋钮扳到RESET
（2）按下循环启动按钮，系统复位。
8.机床操作控制
在自动操作方式下，用户按下“操作”按钮，即可进行一些对机床操作的控制。
8.1M01功能
M01是条件暂停，当M01使能被选中，则当工件程序遇到M01时会暂停，否则无效。
8.2斜线“/”功能
斜线功能用来在执行程序时跳过指定的某一行程序。
当在工件程序的某一行之前加入“/”时，斜线功能被选中状态，则在执行该程序时，这一行将被跳过，不予执行。
否则，即使在程序中有“/”，该行将照常执行。
8.3轴锁住
轴锁住功能开启时，机床轴不移动，但位置坐标的显示和机床运动时一样，并且M、S、T都能执行，此功能用于工件程序校验。
轴锁住按钮，则信息显示区的轴锁住变为黄色，表明此时轴锁住功能开启。
再次按下轴锁住按钮，则为关闭轴锁住功能。
8.4辅助锁住
机床辅助锁住功能开启时，M、S、T指令代码不执行，与轴锁住功能配合使用，用于工件程序校验。
按下辅助锁住按钮，则信息显示区的辅助锁住变为黄色，表明此时辅助锁住功能开启。
再次按下辅助锁住按钮，则为关闭辅助锁住功能。
8.5空运行
在自动运行方式下，开启空运行功能，不管工件程序中如何指定进给速度，都以固定的空运行速度来运行。
按下空运行按钮，则信息显示区的空运行变为黄色，表明此时空运行功能开启。
再次按下空运行按钮，则为关闭空运行功能。
8.6图形显示
步骤：
按下控制面板上的图形显示键
，可实现图形显示与主界面之间的切换。
设置图形显示范围
界面中按下设置图形范围按钮，进行图形显示范围的设定：
当前显示范围为X轴方向范围、Z轴方向范围，单位毫米（mm），此范围由图中的4个参数决定：
图形范围（最小）X、图形范围（最大）X
图形范围（最小）Z、图形范围（最大）Z
根据选择的坐标和加工工件的尺寸来进行设定，以使图形显示在屏幕的最佳位置。
（用控制面板上的Tab键进行切换）调整好之后，按下确定按钮，新的图形显示范围参数将会被存入系统配置文件中，这些参数在下次被改变之前，一直有效。
二程序调入、编辑与调试
按下控制面板上的特殊功能键：
即可实现前台主界面与后台界面之间的切换，
后台界面可操作的功能：
●程序编辑：
用来编辑工件程序；
●文件操作：
在USB设备和数控机之间传送文件及其它相关文件操作；
●刀具偏置：
提供用户配置刀具偏置的窗口；
●历史信息：
提供用户查看系统历史信息的窗口；
（一）程序编辑
程序编辑的操作步骤：
用方向键选中程序编辑并回车（或直接按快捷键A进入）.
列出了有用户可编辑的工件程序名称，用户可以用键盘上的上下箭头来进行选择，选中的文件以背景紫色高亮表示，选中文件后按会车键，即打开了此工件程序，可以进行编辑了。
下面以打开一个工件程序为例说明：
例如选择工件程序中的cds.prg文件，回车，屏幕显示如图3.39示：
状态信息显示区域：
（状态、位置、程序名称、当前操作的行列号）
用户编辑区
程序显示区
功能按钮区
图3.39编辑工件文件
状态信息显示区：
1.用户可以对用户编辑区内的程序行进行编辑后回车即可替代
2.当需要插入新的程序行，直接按控制面板上的回车键，即可清空用户编辑区，然后输入希望插入的程序行。
输入好之后，再次按下回车键，即将此程序行插入程序的当前行（程序显示区内紫色高亮显示）之前。
3.首部：
表示当前行是整个程序的第一行，相应的，程序的最后一行，此处显示为尾部。
4.Cds.prg：
是当前打开的程序的程序名称
5.行列号：
显示当前程序行的行号，以及当前光标所在的列号。
用户编辑区和功能按钮：
用户编辑提供给用户进行对程序的编辑，以及相关输入：
编辑：
用户用控制面板上面的
来选择的程序行，将会显示在此区域内。
用户在此对其进行编辑。
编辑好后，按回车键，即将程序显示区内高亮行进行修改，但此时，并未真正保存至文件，只有当用户按下了功能按钮中的“保存退出”键，才会将修改真正的保存到文件。
在编辑的过程中，可以使用功能按钮的行首（将光标移动到行首）、行尾（将光标移动到行尾），加快编辑速度。
1.查找功能：
在用户编辑区，输入希望查找的字符或字符串，然后按向前查找或者向后查找，可以在程序显示区内，进行查找，符合条件的行将被紫色高亮显示。
向前查找是指从当前行开始向前查找用户输入的字符或字符串；向后查找是指从当前行开始向后查找用户输入的字符或字符串；
2.删除行：
按下删除行按钮，将删除程序显示区内当前高亮的行。
3.转到N行：
在用户编辑区内，输入希望找到的行号，然后按下转到N行按钮，在程序显示区内，该行将高亮显示。
4.保存退出：
保存所做的修改；
5.退出：
系统会在提示栏提示：
是否保存所做的修改？
保存Y不保存N（大小写均可），用户可以根据需要选择保存并退出或者不保存退出。
警告：
用户通过进给暂停使自动运行停止，进行程序的编辑，如替换插入或删除后，不能继续程序的执行。
这样做是很危险的，有可能不按显示的程序内容执行。
因此当要通过编辑功能修改内存中的数据时，一定要进行复位，或者在编辑执行完后重新载入程序。
（二）程序调试
程序调试的步骤：
1：
将工作方式旋钮扳到AUTO，
2：
选择一个工件程序，
3：
选择好要运行的工件程序文件，确定，所选的工件文件内容
4：
快速验证，如果程序有错误，将在错误信息提示栏中。
如果工件程序验证无误，系统将提示：
程序验证完成！
此时用户可以进行工件程序的运行。
5：
机床轴和辅助锁住。
6：
空运行。
在自动运行方式下，开启空运行功能，不管工件程序中如何指定进给速度，都以固定的空运行速度来运行。
7：
图形显示。
在加工过程中，用户可以按照XY、YZ、XZ三种坐标平面或者模拟3D演示的方式来选择察看刀具轨迹，可以进行清屏操作，还可以根据需要，设置图形的显示范围。
三、车床刀具的安装
（一）数控车床刀具
数控车床刀具已经标准化和模块化，这不但提高了数控机床的工作效率，而且在使用中非常方便。
数控车床常用机夹可转位刀具，数控车床的机夹可转位刀具分为刀杆与刀片二部分，在数控车床加工中更换磨损的刀片，只需松开螺钉，将刀片转位，将新的刀刃放于切削位置即可，因此又称之为可转位刀片。
由于可转位刀片的尺寸精度较高，刀片转位固定后一般不需要刀具尺寸补偿或仅需要少量刀片尺寸补偿就能正常使用。
1、数控车床机夹可转位刀具类型
数控车床刀具如图3-1与图3-2所示，按进刀方向可分为左进刀、
图3-1数控车床外圆和端面车刀
右进刀和中间进刀三种形式；按刀具对工件的加工位置可分为内孔加工、外圆加工和端面加工三种形式；按加工工件形状可分为切槽、螺纹和仿形加工三种形式。
图3-2数控车床内孔车刀
2、数控车床机夹可转位刀具的选择：
数控车床机夹可转位刀具的选用分为五个步骤：
选择刀片夹固系统，选择刀片型号，选择刀片刀尖圆弧和选择刀片材料牌号。
还有刀杆尺寸。
（二）车刀的安装
车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。
安装车刀时应注意下列几点（图3-4）。
⑴车刀刀尖应与工件轴线等高：
如果车刀装得太高，则车刀的主后面会与工件产生强烈的磨擦；如果装得太低，切削就不顺利，甚至工件会被抬起来，使工件从卡盘上掉下来，或把车刀折断。
为了使车刀对准工件轴线，可按床尾架顶尖的高低进行调整。
⑵车刀不能伸出太长：
因刀伸得太长，切削起来容易发生振动，使车出来的工件表面粗糙，甚至会把车刀折断。
但也不宜伸出太短，太短会使车削不方便，容易发生刀架与卡盘碰撞。
一般伸出长度不超过刀杆高度的一倍半。
正确错误
图3-4车刀的安装
⑶每把车刀安装在刀架上时，不可能刚好对准工件轴线，一般会低，因此可用一些厚薄不同的垫片来调整车刀的高低。
垫片必须平整，其宽度应与刀杆一样，长度应与刀杆被夹持部分一样，同时应尽可能用少数垫片来代替多数薄垫片的使用，将刀的高低位置调整合适，垫片用得过多会造成车刀在车削时接触刚度变差而影响加工质量。
⑷车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。
⑸车刀位置装正后，应交替拧紧刀架螺丝。
1）切断刀的安装
⑴刀尖必须与工件轴线等高，否则不仅不能把工件切下来，而且很容易使切断刀折断（图3-5）。
⑵切断刀和切槽刀必须与工件轴线垂直，否则车刀的副切削刃与工件两侧面产生磨擦（图3-6）。
⑶切断刀的底平面必须平直，否则会引起副后角的变化，在切断时切刀的某一副后刀面会与工件强烈磨擦。
（a）（b）
a）刀尖过低易被压断b）刀尖过高不易切削
图3-5切断刀尖须与工件中心同高图3-6切槽刀的正确位置
2）螺纹车刀的角度和安装
螺纹车刀的刀尖角直接决定螺纹的牙形角（螺纹一个牙两侧之间的夹角），对公制螺纹其牙形角为60°，它对保证螺纹精度有很大的关系。
螺纹车刀的前角对牙形角影响较大（图3-7），如果车刀的前角大于或小于零度时，所车出螺纹牙形角会大于车刀的刀尖角，前角越大，牙形角的误差也就越大。
精度要求较高的螺纹，常取前角为零度。
粗车螺纹时为改善切削条件，可取正前角的螺纹车刀。
安装螺纹车刀时，应使刀尖与工件轴线等高，否则会影响螺纹的截面形状，并且刀尖的平分线要与工件轴线垂直。
如果车刀装得左右歪斜，车出来的牙形就会偏左或偏右。
为了使车刀安装正确，可采用样板对刀（图3-8）。
图3-7三角螺纹车刀图3-8用对刀样板对刀
四、数控车削的对刀
对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。
对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点（即对刀点）来实现。
对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，对刀时应使对刀点与刀位点重合。
数控车床常用的对刀方法有三种：
试切对刀、机械对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式），如图4-1所示。
图4-1数控车削的对刀
1、试切对刀
1）外径刀的对刀方法：
如图4-2所示。
图4-2试切对刀
Z向对刀如（a）所示。
先用外径刀将工件端面（基准面）车削出来；车削端面后，刀具可以沿X方向移动远离工件，但不可Z方向移动。
Z轴对刀输入：
“Z0测量”。
X向对刀如（b）所示。
车削任一外径后，使刀具Z向移动远离工件，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。
例如，测量值为Φ50.78mm,则X轴对刀输入：
“X50.78测量”。
2）内孔刀的对刀方法：
类似外径刀的对刀方法。
Z向对刀内孔车刀轻微接触到己加工好的基准面（端面）后，就不可再作Z向移动。
Z轴对刀输入：
“Z0测量”。
X向对刀任意车削一内孔直径后，Z向移动刀具远离工件，停止主轴转动，然后测量已车削好的内径尺寸。
例如，测量值为Φ45.56mm,则X轴对刀输入：
“X45.56测量”。
3）多刀加工时的对刀
利用刀具长度补偿功能对刀。
此种对刀的目的是使所换刀具的刀位点位于对刀点上，不是建立工件坐标系。
T代码由字母T后面跟4位数码组成T口口口口（如T0101），其中前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。
手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的“试切--测量--调整”的对刀模式，占用较多的在机床上时间。
2机外对刀仪对刀
机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z方向的距离。
利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用，如图所示。
光学对刀仪对刀：
将刀具刀尖对准刀镜的十字线中心，以十字线中心为基准，得到各把刀的刀偏量。
3自动对刀
自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，自动对刀过程如下图所示。
机械对刀仪对刀：
将刀具的刀尖与对刀仪的百分表测头接触，得到两个方向的刀偏量。
由培训师现场操作，示范操作加工过程。
学员根据教师演示及图纸要求应用练习，培训师巡回指导。
学员根据练习加工工件进行检测，记录质量问题，由培训教师讲解分析。
尺寸公差问题：
形位公差问题：
表面质量问题：
其他质量问题：
在培训操作中，遇到的实际问题，如何解决与处理，请记录在下面。
教材名称
出版社/版次
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金工实习
中国劳动社会保障出版社（第三版）
机械加工手册
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