数控车实习教学方案.docx

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数控车实习教学方案

榕成模具学校

数控班数控车床实习教学方案

二零零九年上学期

教案人：

颜良保

数控车床实习教学方案

教学总目标

通过实习使学生：

1、明白数车的安全文明操作规程;能够按照操作规程正确启动和停止机床。

2、了解数车加工的操作流程。

3、熟悉数控车床操作面板上各按钮的位置及其使用功能。

4、能正确进行机床回零操作。

能使用MDI功能进行自动换刀及主轴定速启动。

5、掌握手动、手轮操作，能进行试切对刀并确定相关坐标系。

6、能使用数控车床的常用夹具（如：

三爪卡盘、四爪卡盘）进行零件装夹与定位。

7、掌握数控加工程序的输入方法及编辑方法。

8、能正确设置刀具参数。

如：

刀具偏置补偿、半径补偿、磨损补偿、刀位点形状的正确输入。

9、能根据加工工艺正确选择和安装刀具。

10、能正确使用通用量具，对零件精度进行检验测量。

11、能够对程序进行校验、单段执行、试切运行并完成零件加工。

12、能够刃磨常用车削刀具。

13、能够正确使用切削液。

14、懂得数控车床的日常保养。

（如：

清洁、润滑、防锈）

15、养成热爱劳动、团结友爱、能吃苦耐劳的精神。

第一课、安全文明生产与机床操作面板

一、授课目的：

1、养成尊守纪律的良好风气。

2、懂得安全文明生产的重要性。

3、掌握正确开关机步骤。

3、熟悉数控车床操作面板上各按钮的位置及其使用功能。

4、能正确进行机床回零操作。

掌握手动、手轮、MDI工作方式的操作。

5、能手动加工端面和外圆台阶。

二、授课时间：

一天（根据实习人数再适当增加内容）/两天

三、授课内容：

（一）、实训劳动纪律

1、准时进入实训场地实习，未经请假不得迟到、早退或缺课。

2、实习场地的任何机器设备（如电闸、开关和操作按钮、手柄等），未经实习教师允许，不得擅自动用。

以免发生安全事故。

3、按照实习老师的指导及所分配的工作位置、工具、量具、原材料进行工作，不得随便更换位置或动用别人的工、夹、量具等。

4、实习完毕后，应如数交清所领工具、量具、图纸及工艺文件，如有遗失或损坏，酌情处理。

5、实习期间不得随意离开工作岗位，必要时应向实习教师或有关领导请假，批准后方可离开工作岗位。

6、实习时不得高声谈笑。

7、不得在实训场地制造或修理任何私人物品。

8、爱护公共财产，按照工艺规程、安全规则细心使用机器和工、夹、量具。

9、不浪费原材料，领料时应根据需要，剩余的材料应退还仓库，不得私藏或私自拿走。

10、保持实习岗位的整齐、清洁，不随地吐痰，不乱扔棉纱和废料，下班后应整理自己使用的机床、工具和工作场地。

11、遵守实训车间一切规则（包括劳动纪律、安全操作规程、机床保管责任制等），违犯者，按情节轻重给予批评，停止实习或纪律处分等。

（二）、安全文明操作规程：

1、操作机床时要按规定着装。

（穿好工作服、安全鞋、戴好安全帽及防护眼镜）不得光臂赤脚，不准穿凉鞋、拖鞋及高跟鞋、只能穿长裤。

严禁戴手套操作主轴正在运行的机床。

2、开车前应该检查车床各部分机构、按钮、手柄是否完好，数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。

3、数控车床通电后，检查电压、油压是否正常，润滑系统是否正常工作，各开关、按钮等是否正常、灵活，机床有无异常。

4、工作前检查机床各部分是否有受阻之处，清除车床上妨碍工作的杂物，工作中刀架和导轨上不得放置工具或其他物件。

5、车床启动后，应使主轴低速空转两到三分钟，让润滑油散布到各个需要的地方，侍车床运转正常后，才能进行切削操作。

6、刀具和工件装夹、转速及机床运转不正确时，必须立即停车。

7、不准在卡盘上和床身导轨上敲击或校正工件，床面上不准放置工具或工件。

8、加工过程中或机床没有完全停止时禁止测量工件、禁止用棉纱擦拭工件及清扫机床。

9、工作中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，不要将头部靠近工件，不得将身体和手脚依靠或放在机床上，以免发生危险。

10、正确安装工件且必须夹紧。

装夹完毕，必须将扳手取下来放在安全位置以免

开车时扳手飞出伤人。

11、工作中，需要手动变换速度时，必需先停车，装夹较重工件时，应该用木板保护床面。

12、使用冷却液时，应在机床导轨上涂上润滑油。

冷却系统中的冷却液应定期更换。

13、使用的刀具应与机床允许的规格相符，刀具严重磨损后要及时更换或刃磨。

刀具更换后，注意重新设置有关刀补参数。

14、缠绕在机床上的铁屑必须要用铁钩或毛刷子来清理，不得用手拉或用嘴吹。

15、打开防护门进行手动试切加工或手动对刀时，操作者不要站在卡盘的正前方，以免旋转中的工件切线方向飞出伤人。

16、机床运转中操作者不得离开岗们，当出现异常情况时如：

工件跳动、打抖、异常声响、刀具破损等，必须立即停车处理。

17、不允许两人同时去操作机床。

18、操作机床之前，请仔细地检查输入的数据。

输入程序后必须经过严格检验，确保语法、语意和数据等的正确。

方可进行操作运行。

（如果指定了不正确的数据操作机床，机床有可能发生误动作，从而引起工件或机床的损坏，甚至伤及操作者。

）

19、自动加工前应准确对刀或设定工件坐标系并严格检查核对，检查机床各个功能按键的位置是否正确。

20、自动加工前，一定要首先检查机床的正常运行。

加工前，一定要通过试车保证机床正确工作（例如：

安排程序空运行测试程序，在机床上不装工件和刀具时利用单程序段、进给倍率或机床锁住等检查机床的正确运行，检查刀具、夹具安装是否合理可靠，机床有无超程等。

）

21、首件试切将倍率开关打在较低档位，当接近工件时应打在0%，验证实际刀具位置与显示坐标值是否一致。

22、手动操作机床时，注意检查各种开关所选择的位置正确，运动方向正确，然后再进行操作。

手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。

23、加工过程中要认真观察切削及冷却情况，确保机床、刀具的运行及工件的质量，以免发生人生伤害事故。

24、加工过程中，如出现异常危急情况，可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。

25、加工过程中当使用刀具补偿功能时，请仔细检查补偿方向和补偿量。

（如果指定了不正确的数据操作机床，机床有可能发生误动作，从而引起工件或机床本身的损坏，甚至伤及用户。

）

26、机床发生事故后，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。

27、操作员不得随意更改数控系统内部制造厂家设定的参数。

CNC和PMC的参数都是机床厂家设置的，通常不需要修改。

当必须修改参数的时候，请确保改动参数之前对参数的功能有深入全面的了解。

如果不能对参数进行正确的设置，机床有可能发生误动作，从而引起工件或机床本身的损坏，甚至伤及操作者。

28、自动方式加工时，主轴启动开始切削之前一定要关好防护罩门，在加工过程中不允许打开机床防护门。

29、机床在正常运行时不允许打开电气柜门或切断电源。

30、下班前，要清除车床上及周围的切削和冷却液，擦净后按规定在相应部位加注润滑油。

31、下班关机前，要将刀架移动到床尾一端。

关机时要先按下急停按钮。

再依次关闭系统电源和机床电源。

32、每件工具应放置在固定位置，不能随便乱放，操作时应根据工具的使用性能正确使用。

33、爱护工具和机床并经常做好润滑、防锈、清洁保养工作。

34、确保指定的进给速度与想要进行的机床操作相适应。

（通常，每一台机床都有最大许可进给速度。

适合的进给速度根据不同的操作而变化。

请参阅机床厂家提供的说明书来确定最大的进给速度。

如果没有按正确的速度进行操作，机床有可能发生误动作，从而引起工件或机床本身的损坏，甚至伤及用户。

）

（三）、数控车床日常维护：

为了使数控车床保持良好状态，除了发生事故应及时修理外，坚持经常的维护保养是十分重要的。

坚持定期检查，经常维护保养，可以把许多故障隐患消灭在故障发生之前，防止或减少事故的发生。

对不同型号的数控车床要求不完全一样，具体情况应具体分析。

（1）每天做好各导轨清洁，有自动系统的数控车床要定期检查，清洗自动系统，检查油量，及时添加油。

（2）每天检查主轴自动系统是否工作正常。

（3）注意检查电气柜中冷却装置是否工作正常，风道网有无堵塞。

（4）注意检查冷却系统，检查液面高度，及时添加油或水，油、水脏时要更换。

（5）注意检查主轴驱动皮带，调整松紧程度。

（6）注意检查导轨镶条松紧程度，调节间隙。

（7）注意检查车床液压系统油箱油泵有无异常噪声，工作油面高度是否合适，压力表指示是否正常，管路及各接头有无泄漏。

（8）注意检查导轨、车床防护罩是否齐全有效。

（9）注意检查各运动部件的机械精度，减少形状和位置偏差。

（10）每天下班前做好车床清扫卫生，清扫铁屑，擦净导轨部件的冷却液，防止导轨生锈。

（11）车床启动后，在车床自动连续运转前，必须监视其运转状态。

（12）确认冷却液输出通畅，流量充足。

（13）车床运转时，不得调整刀具和测量工件尺寸，手不得靠近旋转的刀具和工件。

（14）停机时除去工件或刀具上的切屑。

（15）加工完毕后关闭电源，清扫车床并涂防锈油。

（四）数控车床的组成及应用

1．数控车床的基本原理、特点及应用

普通车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工，而数控车床是将编好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过控制车床X，Z坐标轴的伺服电机去控制车床运动部件的动作顺序,移动量和进给速度，再配以主轴的转速和转向，便能加工出各种不同形状的轴类和盘类回转体零件。

1）、数控车床的加工特点：

加工精度高，稳定性强；加工效率高，经济效益好；自动化程度高，劳动强度低；价格昂贵，控制复杂，维修较难。

2）、数控车床的加工范围：

本课程以大连CK6150数控车床为例，该卧式数控车床采用的是FANUC0iMATETC型数控系统。

主要功能和用途：

CK6150型数控卧式车床能对两坐标（横向Z轴、纵向X轴）进行连续伺服自动控制，能自动实现直线插补和圆弧插补，自动过象限，能对黑色金属、有色金属和非金属工件自动完成内圆表面、端面、各种螺纹（公英制螺纹、锥螺纹和端面螺纹、变螺距螺纹）、钻绞和镗孔等一般性车削和精密加工。

特别适合于加工轻金属零件和中型零件。

3）、数控车床一般应用：

精度较高、批量生产的零件；各种形状复杂的轴类零件和盘套类零件。

2、数控车床的基本结构：

数控车床由数控系统和机床本体组成，数控系统包括控制电源及线路，伺服控制器，计算单元（主机），测量单元（主轴编码器）,图像显示器、操作面板等组成。

机床本体包括床身、电动机、主轴箱（主轴）、电动回转刀架、进给传动系统（拖板以及相应的传动机构）、冷却系统、润滑系统、安全保护系统和辅助装置（如排屑装置、自动接收工件装置、工件自动交换装置等）等组成。

（五）、开/关机与FANUC系统数控车床操作面板的详细介绍

开机

（1）检查机床状态是否正常

（2）检查电源电压是否符合要求

（3）打开机床电源

（4）按下急停按钮（可减少设备的电冲击）

（5）按下数控启动按钮

（6）检查风扇电机运转是否正常

（7）检查面板上的指示灯是否正常

注：

首先应检查机床各部分是否有受阻之处

在机床通电后，CNC单元尚未出现位置显示或报警画面之前，请不要碰MDI面板上的任何键。

MDI面板上的有些键专门用于维护和特殊的操作。

按下这其中的任何键，可能使CNC装置处于非正常状态。

在这种状态下启动机床，有可能引起机床的误动作。

关机

（1）关机前，应确认：

CNC的X、Z轴及主轴都处于停止状态；

（2）按下控制面板上的急停按钮（断开伺服电源）

（3）断开数控电源

（4）断开机床电源

急停

机床运行过程中在危险或紧急情况下按急停按钮（外部急停信号有效时），CNC即进入急停状态，此时机床移动和主轴运转立即停止（控制柜内的进给驱动电源被切断），所有的输出（如换刀、冷却液等）全部关闭。

松开急停按钮解除急停报警，CNC进入复位状态。

（松开急停开关时，应顺着其标示的箭头方向旋转抬起。

）

注：

1、解除急停报警前先确认故障已排除；

2、急停报警解除后应重新执行回机械零点操作，以确保坐标位置的正确性（若机床未安装机械零点，则不得进行回机械零点操作）；

RESET：

复位键。

当机床异常输出、坐标轴异常动作或紧急状况时，按复位键

1、所有轴运动停止；

2、M、S功能输出无效（可由参数设置按键后是否自动关闭润滑、冷却等信号）；

3、自动运行结束，模态功能、状态保持。

4、取消一般报警。

切断电源

机床运行过程中在危险或紧急情况下可立即切断机床电源，以防事故发生。

但必须注意，当机床正在移动时切断电源后CNC显示坐标与实际位置可能有较大偏差，必须进行重新对刀等操作。

Position

按此键显示位置画面

相对坐标：

相对坐标位置值的预置（如输入U100.再按软键预置）屏幕将显

X的相对坐标U100.00

绝对坐标：

以工件零点为参考的坐标值

综合坐标：

包括相对坐标、绝对坐标、机床坐标及程序待走距离

program

按此键显示程序画面（通常在MDI、自动、编程方式下使用）

Offset/setting

按此键显示刀偏/设定（SETTING）画面

按此键显示系统画面

按此键显示信息画面

（报警信息与用户提示信息）

Custom/graphic

按此键显示图形画面

显示自动运行期间刀具的移动轨迹。

（通常是在开启机床锁之后进行自动运行程序用于检查程序的正确性）

Shift:

上档键（切换键）EOBE:

程序段结尾符（；）

Can:

[cancel]取消键

Input:

输入键

Alter:

替换键（用于修改程序）

Insert:

插入键（用新建与输入程序）Delete:

删除键

超程解除（适用于广州机床厂的CNC6140）

在伺服轴行程的两端各有一个极限开关作用是防止伺服机构碰撞而损坏每当伺服机构碰到行程极限开关时就会出现超程；当某轴出现超程，机床会自动进入急停状态，要退出超程状态时必须

（1）置工作方式为手动或手摇方式

（2）一直按压着超程解除按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）

（3）在手动（手摇）方式下使该轴向相反方向退出超程状态

（4）松开超程解除按键

注意：

在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及移动速率以免发生撞机

手动（JOG）

在手动操作方式下，可进行手动进给、手动快速、进给倍率调整、快速倍率调整及主轴启停、冷却液开关

进给速率修调开关

以给定的F指令进给时，可在一定的范围内调节进给速率。

JOG方式时，亦可用其改变JOG速率。

快速倍率开关：

用于选择快速定位的速度。

手摇（HANDLE）：

手摇脉冲方式，通过摇动手摇脉冲发生器来达到机床移动控制的目的。

在手摇方式下，机床移动快慢是通过选择X1、X10、X100这三个手轮倍率开关来进行控制的。

机床X轴、Z轴的移动是通过操作面板上的手轮方式轴选择开关来控制的。

各轴的移动方向对应于手轮上的“+”“—”符号方向。

手轮进给倍率开关

用于选择手轮进给的每小格移动当量。

编辑方式（EDIT）程序存储编辑方式，在编辑操作方式下，可以进行加工程序的建立、删除和修改等操作。

自动方式（AUTO）/（MEM）程序自动运行方式，自动运行一个已存储的程序。

执行存储在CNC存储器中的程序的运行方式。

MDI（ManualDateInput）<录入方式>即手动数据输入自动执行方式

直接运行从MDI面板手动输入的程序去控制机床运行。

并且程序运行后不保存。

一般用于执行单段的程序控制，可执行除G70—G73、M98、G65之外的大部分指令。

DNC

用外部输入/输出设备上输入的程序控制机床自动运行的方式。

程序再启动

从中断点重新启动自动运行。

空运行（DRN）：

打开空运行时，机床以手动进行给时的最大进给速度运行。

段跳（BDT）：

程序段跳功能按钮（带灯）

打开段跳功能时，自动运行时当程序执行到前面有反斜杠“/”的程序段时，该程序段将不执行。

单段（SBK）：

程序单段执行按钮（带灯）

当单段功能开启！

自动执行程序时，每按一下循环启动按钮，只执行一个程序段。

机床锁（MLK）按钮（带灯）

自动和MDI操作时，将“机床锁住”键按下，再循环启动，坐标信息变化，但刀具位置不动，这个功能用于校验程序。

注意事项：

即使是G28、G29指令，刀具也不运动到参考点。

机床辅助功能（M、S、T）仍有效。

选择停（OPTSTOP）：

当此功能开启时，M01相当于M00执行。

否则不起作用。

循环启动按钮

自动操作方式时，选择所要执行的程序，按下此按钮自动操作开始。

MDI方式下，按下此按钮指令即可执行。

进给保持（循环停止）按钮

自动或MID执行程序期间，按下此按钮，程序暂停执行，刀具减速停止。

需要特别注意的是螺纹切削、循环指令运行中，此功能不能使运行动作立即停止。

自动方式与手动方式最本质的区别在于：

自动方式下机床的控制是通过程序执行G代码和M、S、T等指令来达到机床控制的要求，而手动方式是通过控制面板上其他驱动按键和倍率开关的配合来达到控制目的。

（六）、零件加工时主轴转速的合理设定

零件材料

刀具材料

ap（mm）

2.4—0.3

10-2.4

f（mm/r）

0.4--0.1

0.6--0.3

VC（m/min）

低碳钢

高速钢

60--80

40--60

硬质合金

160--200

120--160

中碳钢

高速钢

40--60

30--40

硬质合金

100--140

60--100

灰铸铁

高速钢

35--45

25--35

硬质合金

110--140

80--120

黄/青铜

高速钢

80--100

60--80

硬质合金

160--200

150--180

铝合金

高速钢

70--100

45--70

硬质合金

120--200

80--120

切削速度参考表

主轴的转速S（r/min）主要根据零件材料和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度Vc（m/min）进行选取确定。

通常使用查表计算确定——如上表（也可根据实际操作经验确定）

计算公式：

S=1000Vc/∏D

式中：

Vc——切削速度，一般由刀具寿命决定。

m/min

D——工件待加工表面直径，mm。

S——主轴转速,r/min。

切削速度又称为线速度，是指车刀刃上某一点相对于待加工表面在主运动方向的瞬时速度。

四、授课方法：

1、宣读纪律规定和安全文明操作规程。

2、直观讲解、并示范。

3、学生实际操作练习。

五、作业

1、记忆操作面板各按钮功能。

2、查看切削参数表。

2、查看刀具几何角度的定义。

第二课、刀具、工件的装夹与试切对刀

一、授课目的：

（1）学生能熟练的掌握车刀和工件的正确装夹

（2）学会试切法对刀

（3）了解刀具的常用种类、结构及几何角度

二、授课时间：

2天

三、授课内容：

（一）、车刀的安装：

车刀安装得是否正确，直接影响切削的顺利进行和工件的加工质量。

即使刀具的角度刃磨得非常合理，如果安装得不正确，也会改变车刀的实际工件角度。

车刀安装过程的注意事项有：

1、车刀在安装时刀头的伸出长度要合理。

（外圆刀一般不超过刀杆高度的1.5倍；切刀和内孔刀为加工深度+（2—5）mm的安全距离。

）

2、车刀刀尖要装得与工件中心线等高。

其方法有：

1）根据车床主轴中心高，用尺测量法装刀。

2）根据尾座顶尖的高度装刀；

3）把车刀靠近工件端面，用目测估计车刀的高低；然后坚固车刀，将工件端面车一刀，再根据工件端面中心装准车刀。

刀尖高度的调整：

1）车端面、车圆锥面、车螺纹、车成形面及切断实心件时，刀尖高度一般应与工件轴线等高。

2）粗车外圆、精车孔时，刀尖一般应比工件轴线高0.1~0.5。

3）精车细长轴、粗车孔、切断空心工件时，刀尖一般应比工件轴线低0.1~0.5。

3、安装车刀时，刀杆轴线应与走刀方向垂直或平行，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化。

（螺纹车刀刀尖角的平分线应与工件轴线垂直。

）

4、装夹车刀时，刀杆下面的垫片要少而平，并与刀架对齐；压紧车刀至少要用两个螺钉进行坚固。

（二）、对刀

    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、机内对刀装置对刀（有手动和自动之分）、机外对刀仪对刀（对刀装置又分为机械对刀仪对刀<接触式>和光学对刀仪对刀<非接触式>，如图3-9所示。

1、试切对刀

1）外径刀的对刀方法：

将工件、刀具安装好之后，使用合适的转速启动主轴，进行换刀操作选择所需刀具，用手动或手轮方式操作机床。

    如图3-10所示。

 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。

选择（OFS/SET）对刀页面，选择（补正），选择（形状），将光标移到与刀具相对应的刀补号，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，但不可X方向移动，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”。

下一把外圆刀 Z向对刀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轴对刀与第一把刀相同

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。

选择（OFS/SET）对刀页面，选择（补正），选择（形状），将光标移到与刀具相对应的刀补号，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）钻头、中心钻的对刀方法

    如图3-11所示。

Z向对刀如（a）所示。

钻头（或中心钻）轻微接触到基准面后，就不可再作Z向移动。

Z轴对刀输入：

“Z0测量”。

    X向对刀如（b）所示。

主轴不必转动，以手动方式将钻头沿X轴移动到钻孔中心，X轴对刀输入：

“X0测量”。

2、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。

有的机床具有刀具探测功能，即通过机床上的对刀仪测头测量刀偏量。

3、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。

（三）工件装夹

工件装夹包括定位与夹紧两项内容。

1、工件定位：

工件定位就是把工件装好、装正，也就是要在机床上确定工件相对刀具的正确加工位置。

工件只有外在这一位置上才能接受加工，才能保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。

（六点定位规则：

指工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的六个位置完全确定，