漯河技师学院数车项目教学实训课教案.docx

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漯河技师学院数车项目教学实训课教案

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号1~4

课题

车床结构、组成等；认识面板

教学目的

了解数控机床的结构；会数控机床正确开机与关机；掌握一些常用的数控刀具的类型；熟练掌握数控机床操作面板和控制面板上各键的功能和应用。

教学重点

数控车床操作面板和控制面板上各键的功能和应用

教学难点

无

教学主要内容

教学主要内容

教学主要内容

一.实训原理

数控机床主要由零件加工程序、输入装置、数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置、检测反馈装置、机床本体等七部分组成，其中数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置、检测反馈装置又合称为数控系统。

1.3数控机床面板介绍

1.CRT-MDI面板简介

加工型数控车削系统FANUC0imate-TB的CRT-MDI面板由CRT显示屏、MDI键盘两部分组成，如图1.6所示，各组成单元功能如下。

图1.6FANUC0imate-TB数控车削系统CRT-MDI面板

（1）CRT显示屏。

它主要用来显示各功能画面信息，在不同的功能状态下，它显示的内容也不相同。

在显示屏下方，有一排功能软键，通过它们可在不同的功能画面之间切换，显示用户所需要的信息。

（2）MDI键盘。

如图1.7所示，各键的意义如下：

地址/数字键：

按这些键可输入字母、数字以及其它字符。

POS：

按此键显示位置画面。

PROG：

按此键显示程序画面。

OFFSET/SETTING：

按此键显示偏置/设置画面。

SYSTEM：

按此键显示系统画面。

MESSAGE：

按此键显示信息画面。

GRAPH：

按此键显示图形画面。

CUSTOM：

按此键显示用户宏画面。

光标移动键：

用于在屏幕上移动光标。

翻页键（PAGEUP/DOWN）：

用于将屏幕显示内容朝前或朝后翻一页。

换档键（SHIFT）：

当要输入地址/数字键中右下角字符时用此键。

取消键（CAN）：

按此键可删除已输入到键的输入缓冲器的最后一个字符。

输入键（INPUT）：

当要把键入到输入缓冲器中的数据拷贝到寄存器时，按此键。

编辑键：

用于程序编辑。

ALTER：

替换；INSERT：

插入；DELETE：

删除。

帮助键（HELP）：

按此键用来显示如何操作机床的信息画面。

复位键（RESET）：

按此键可使CNC复位，消除报警等。

图1.7MDI键盘

（3）“功能键”菜单的常用选项。

它的常用菜单选项（仅介绍一级菜单）如表1.1。

表1.1“功能键”菜单的常用选项功能简介

功能键

系统工作方式

章节菜单选项

注解

POS

（位置）

任何工作方式

绝对

绝对坐标显示

相对

相对坐标显示

综合

绝对、相对、机械坐标同时显示

HNDL

手轮中断

PROG

（程序）

自动、DNC

程式

程序显示画面

检视

程序检查显示画面

现单节

当前程序段显示画面

次单节

下一个程序段显示画面

再开

程序再启动显示画面

DIR

显示文件目录画面

EDIT

程式

程序显示画面

DIR

显示程序目录画面

MDI

程式

程序显示画面

MDI

程序输入画面

现单节

当前程序段显示画面

次单节

下一个程序段显示画面

再开

程序再启动显示画面

手轮、手动、步进、回参考点

程式

程序显示画面

现单节

当前程序段显示画面

次单节

下一个程序段显示画面

再开

程序再启动显示画面

OFFSET/SETTING

（偏值/设定）

任何工作方式

补正

刀具偏值

SETTING

设定

坐标系

工件坐标系

MACRO

宏变量画面

SYSTEM

（系统）

任何工作方式

参数

系统参数

诊断

故障诊断

SYSTEM

系统配置

MESSAGE

（信息）

任何工作方式

ALARM

报警显示

MESSAGE

信息画面

过程

报警履历

HELP

（帮助）

任何工作方式

ALARM

详细报警画面

OPERAT

操作方法

PARAM

参数表画面

GRAPH

（图形）

任何工作方式

参数

图形参数设定

图形

刀具轨迹显示

扩大

图形放大或缩小

拟留作业

课后小结

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号5~8

课题

数控程序的编辑

教学目的

熟练掌握程序名建立，程序的输入，修改,删除方法

教学重点

数控车床操作面板和控制面板上各键的功能和应用；程序名建立，程序的输入，修改,删除方法

教学难点

无

教学主要内容

一.实训原理

（1）创建新程序。

选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入新程序文件名（O××××）→按ＭDI键盘上的“INSERT”键→通过ＭDI键盘输入程序，内容将在CRT屏幕上显示出来。

（2）程序查找。

选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要查找的程序文件名（O××××）→按CRT屏幕下方的“O检索”软键，屏幕上即可显示要查找的程序内容。

（3）程序修改。

选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要查找的程序文件名（O××××）→按CRT屏幕下方的“O检索”软键，屏幕上即可显示要查找的程序内容→使用ＭDI键盘上的光标移动键和翻页键，将光标移至要修改的字符处→通过ＭDI键盘输入要修改的内容→按ＭDI键盘上的程序编辑键“ALTER、INSERT、DELETE”对程序内容进行“替代”、“插入”或“删除”等操作。

（4）程序删除。

选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要删除的程序文件名（O××××）→按ＭDI键盘上的“删除”（DELETE）键，即可删除该程序文件。

（5）程序字符查找。

选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要查找的程序文件名（O××××）→按CRT屏幕下方的“O检索”软键，屏幕上即可显示要查找的程序内容→通过MDI键盘输入要查找的字符→按屏幕下方的“检索↑”或“检索↓”软键，即可按要求向上或向下检索到要查找的字符。

二、实训内容

数控程序的编辑

三、实训目的

熟练掌握程序名建立，程序的输入，修改,删除

四、实训环境

数控车床一台

五、实训步骤

1.打开总电源；

2.开启机床电源，解除急停状态并复位；

3.回零；

4.把机床转为编辑模式状态下；

5.新建一程序名，输入程序内容，并修改或删除；

拟留作业

课后小结

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号8~12

课题

数控车床的对刀（外圆车刀\割刀\螺纹刀）方法

教学目的

学会工件坐标系的建立方法；熟练掌握对刀（外圆车刀\割刀\螺纹刀）方法

教学重点

对刀（外圆车刀\割刀\螺纹刀）方法

教学难点

无

教学主要内容

教学主要内容

一.实训原理

1.2工件坐标系的建立

以G54为例，如图1.9所示，将工件右端面的圆心点O设为G54原点，操作方法如下：

图1.9G54坐标原点设置图1.10刀偏设置

（1）手动返回参考点；

（2）在手动方式下，用基准刀车削表面A；

（3）仅仅在X轴向上退刀，不要移动Z轴，停止主轴；

（4）按MDI键盘上的“SETTING”键→按屏幕下方的“键盘上输入“Z0”→按屏幕上的“测量”软键，将基准刀此时Z向坐标值设为坐标系”软键→通过光标移动键将光标移至G54（零点偏值）设置栏→在MDIG54的Z向“零点偏值”；

（5）基准刀车表面B；

（6）刀具沿Z轴方向上退出工件，停主轴；

（7）测量表面B的直径；

（8）按（4）中所述方法，在MDI键盘上输入“X+测量值”→按屏幕上的“测量”软键。

将工件右端面的圆心点O的X轴坐标值设为了G54的X向“零点偏值”。

至此，就将图中工件右端面的圆心点O设为了G54的原点。

1.3刀具位置补偿

刀具位置补偿又称为刀具偏置补偿或刀具偏移补偿，亦称为刀具几何位置及磨损补偿。

在下面三种情况下，均需进行刀具位置的补偿。

1）在实际加工中，通常是用不同尺寸的若干把刀具加工同一轮廓尺寸的零件，而编程时是以其中一把刀为基准设定工件坐标系的，因此必须将所有刀具的刀尖都移到此基准点。

利用刀具位置补偿功能，即可完成。

2）对同一把刀来说，当刀具重磨后再把它准确地安装到程序所设定的位置是非常困难的，总是存在着位置误差。

这种位置误差在实际加工时便成为加工误差。

因此在加工前，必须用刀具位置补偿功能来修正安装位置误差。

3）每把刀具在其加工过程中，都会有不同程度的磨损，而磨损后刀具的刀尖位置与编程位置存在差值，这势必造成加工误差，这一问题也可以用刀具位置补偿的方法来解决，只要修改每把刀具在相应存储器中的数值即可。

刀具位置补偿一般用机床所配对刀仪自动完成，也可用手动对刀和测量工件加工尺寸的方法，测出每把刀具的位置补偿量并输入到相应的存储器中。

当程序执行了刀具位置补偿功能后，刀尖的实际位置就代替了原来的位置。

这里主要介绍在没有对刀仪情况下的对刀方法

（1）基准刀

1）如图1.10，用基准刀手动车削工件表面A和表面B；

2）将基准刀刀位点（刀尖）精确定位到表面A表面B的交点C上；

3）按MDI键盘上的“POS”键→依次按屏幕下方的“相对”、“操作”、“起源”、“全轴”软键，将CRT屏幕上显示的相对坐标（U、W）设为零。

即将基准刀刀具偏值设为零。

（2）其它刀

1）手动方式将基准刀移开；

2）MDI方式换刀，如刀架上2号刀；

3）手动方式将2号刀刀位点移至图中C点上（尽量精确）；

4）按MDI键盘上的“POS”键，此时CRT屏幕上显示的相对坐标值（U、W）不为零，记下此值；

5）按MDI键盘上的“SETTING”键→依次按屏幕下方的“补正”、“形状”软键→将光标移至2号刀刀具偏值设置栏→在MDI键盘上输入分别输入2号刀的X向和Z向的刀具偏置值（注：

X向输入U值，Z向输入W值）→按“INPUT”键确认，至此，2号刀刀具偏值己存入数控系统；

二、实训内容

工件坐标系的建立与对刀操作

三、实训目的

1.熟练掌握程序名建立，程序的输入，修改,删除

2.熟练掌握数控车床的对刀（外圆车刀\割刀\螺纹刀）方法

四、实训环境

数控车床一台

五、实训步骤

1.打开总电源；

2.开启机床电源，解除急停状态并复位；

3.装好毛坯调好机床转速；

4.根据需要在相应的刀位上装上合适刀具；

5.回零；

6.进行对刀操作（试切法）。

拟留作业

课后小结

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号14~18

课题

三爪卡盘的三爪折与装

教学目的

通过实训使学生掌握三爪卡盘的三爪折与装方法

教学重点

三爪卡盘的三爪折与装的注意事项

教学难点

无

教学主要内容

一.实训原理

三爪卡盘定义：

利用均布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件。

结构：

三爪卡盘由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构组成。

三爪卡盘上三个卡爪导向部分的下面，有螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳手通过四方孔转动小伞齿轮时，碟形齿轮转动，背面的平面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近或退出，用以夹紧不同直径的工件。

用在三个卡爪上换上三个反爪，用来安装直径较大的工件。

三爪卡盘的自行对中精确度为0.05-0.15mm。

用三爪卡盘加工件的精度受到卡盘制造精度和使用后磨损情况的影响。

组装部件大体有盘根、卡爪、盘丝、伞齿轮。

三爪自定心卡盘可安装成正爪或反爪两种形式，反爪用来装夹直径较大的工件，如图1-2所示

工作原理：

三爪自定心卡盘利用三个螺钉，通过盘体止口端面上的螺孔，将卡盘紧固在机床法兰上。

将扳手插入任一齿轮方孔中，转动扳手时，小齿轮带动盘丝转动，通过盘丝端面螺纹的转动，带动三块卡爪同时趋进或离散。

从卡盘爪数上面可以分为：

两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘，六爪卡盘和特殊卡盘。

从使用动力上可以分为：

手动卡盘，气动卡盘，液压卡盘，电动卡盘和机械卡盘。

从结构上面还可以分为：

中空型和中实型。

二、实训内容

三爪卡盘的三爪折与装

三、实训目的

学会三爪卡盘的三爪折与装方法

四、实训环境

数控车床一台及其其他的辅件

五、实训步骤

1、先依次取下三爪

2、装1号爪，卡爪第一将盘丝露出一个头（每个卡爪上分别有1.号2号.3号标示），1号爪插入露头处（记得露头应该拧回去；爪插到底敲击几下确定到底，不然卡爪会卡不住产生错牙状态）；

3、装2号爪，卡盘扳手把盘丝头拧到第2个出口（安上2号卡爪），

4、此类推…….装2号爪，完了卡爪内径不会差太多，1毫米左右少则十几道，5毫米左右就是错牙了，重新安装三个卡爪其他配件不动。

拟留作业

课后小结

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号14~18

课题

建立工件坐标系；应用G00，G01指令编程；

教学目的

通过实训使学生学会建立工件坐标系，并能用G00，G01指令编制出简单的精加工程序。

教学重点

基点坐标的计算，用G00，G01指令编程的方法

教学难点

无

教学主要内容

教学主要内容

一.实训原理

1、快速定位指令G00

G00X（U）____Z（W）____；

当用绝对值编程时，X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。

当用相对值编程时，U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向。

2、直线插补指令G01

G01指令命令机床刀具以一定的进给速度从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置。

指令格式：

G01X（U）____Z（W）____F；

其中F是切削进给率或进给速度，单位为mm/r或mm/min，取决于该指令前面程序段的设置。

二、实训内容

建立工件坐标系；应用G00，G01指令编精加工程序。

三、实训目的

熟练掌握工件坐标系的建立方法，熟练运用G00，G01指令编精加工程序。

四、实训环境

数控车床一台

五、实训步骤

1.打开总电源；

2.开启机床电源，解除急停状态并复位；

3.装好毛坯调好机床转速；

4.根据需要在相应的刀位上装上合适刀具；

5.回零；

6.进行对刀操作（试切法）；

7．根据零件图要求建立工件坐标系；

8．编写程序并输入机床；

9．试切加工，测量零件与图纸是否相符合。

O0089

T0101

G00X100Z100

M03S1000

G00X50Z2

G71U2R1

G71P1Q2U0.5W0.5F100

G01X6F50

Z0

X10Z-2

Z-20

G02X20Z-25R5

G01Z-35

G03X34Z-42R7

G01Z-52

X44Z-62

Z-82

G00X100Z100

M05

M30

拟留作业

课后小结

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号14~18

课题

应用G90，G94等指令编程

教学目的

通过实训使学生学会G90，G94等指令编程格式，并能用G90，G94指令编制出加工程序。

教学重点

用G90，G94指令编锥度的方法

教学难点

无

教学主要内容

教学主要内容

一.实训原理

1、外圆车削固定循环指令G90

1）外圆切削循环指令格式：

G90X（U）____Z（W）____F____：

如图所示，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。

X（U）、Z（W）为车削循环中车削进给路径的终点坐标，在使用增量值指令时，U、W数值符号由刀具路径方向来决定。

2）锥面切削循环指令格式：

G90X（U）____Z（W）____R____F____；

2．端面车削固定循环指令G94

（1）垂直端面车削固定循环指令格式为：

G94X（U）____Z（W）____F____：

（2）锥形端面车削固定循环指令格式为：

G94X（U）____Z（W）____R____F____；

二、实训内容

应用G90，G94等指令编程

图a图b

三、实训目的

通过实训使学生学会G90，G94等指令编程格式，并能用G90，G94指令编制出加工程序

四、实训环境

数控车床一台；外圆车刀一把；游标卡尺和千分尺各一把。

五、实训步骤

1．打开总电源；

2．开启机床电源，解除急停状态并复位；

3．回零；

4．装好毛坯调好机床转速；

5．根据需要在相应的刀位上装上合适刀具，并调整好中心高；

6．在编辑方式下，新建一程序名O0056；

7．根据图纸a、b的要求，输入程序；

8．检查调试程序，试加工零件；

9．测量零件尺寸，并分析零件尺寸是否符合要求。

O0056；

……..

G90X40.Z30.F30

X30.

X20.

………..

拟留作业

课后小结

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号

课题

应用G71，G70指令编程

教学目的

通过实训使学生学会G71，G70等指令编程格式，并能用G71，G70指令编制出加工程序。

教学重点

G71，G70指令编程格式

教学难点

用G71，G70指令编制出加工程序

教学主要内容

教学主要内容

一.实训原理

1、G71——外径/内径粗车循环

格式：

G71U（Δd）R（e）

G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST

N（ns）

………

………

N（nf）

说明：

（1）如图所示为用G71粗车外圆的加工路线，图中C点是粗车循环的起

点，A点是毛坯外径与端面轮廓的交点。

R表示快速进给，F表示

切削进给。

（2）程序段中各地址符的含义为：

e：

回刀时的径向退刀量（又参数设定）

Δd：

每次切削深度（沿垂直轴线方向即AA方向，半径给顶）

ns：

精加工程序第一个程序段的顺序号

nf：

精加工程序最后一个程序段的顺序号

Δu：

径向（X轴方向）的精车余量

Δw：

轴向（Z轴方向）的精车余量

当上述程序指令的是工件内轮廓时，G71就自动成为内孔粗车循环，此时径向精车余量Δu应指定为负值。

（4）在使用G71进行粗车循环时，只有含在G71程序段中的或前面程序段中指定的F、S、T功能才有效，而包含在ns—nf程序段中的F、S、T功能，只对精车循环有效，对粗车循环无效。

3、G70——精车循环

格式：

G70P（ns）Q（nf）

说明：

（1）当用G71、G72、G73指令粗车工件后，用G70指令精车循环，切除粗加工留的余量。

（2）ns：

精车循环的第一个程序段的顺序号。

nf：

精车循环的最后一个程序段的顺序号。

（3）精车循环中的G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令都无效，只有在ns-nf之间指定的F、S、T才有效。

（4）当G70循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段

二、实训内容

根据如图1、2、3、4所示，应用G71，G70等指令编程

图1

图2

三、实训目的

通过实训使学生学会G71，G70等指令编程格式，并能用G71，G70指令编制出加工程序

四、实训环境

数控车床一台；外圆车刀一把；游标卡尺和千分尺各一把。

五、实训步骤

1．打开总电源；

2．开启机床电源，解除急停状态并复位；

3．回零；

4．装好毛坯调好机床转速；

5．根据需要在相应的刀位上装上合适刀具，并调整好中心高；

6．在编辑方式下，新建一程序名O0056；

7．根据图纸的要求，输入程序；

8．检查调试程序，试加工零件；

9．测量零件尺寸，并分析零件尺寸是否符合要求。

图1参考程序：

O0045

T0101

G00X100Z100

M03S1000

G00X50Z2

G71U2R1

G71P1Q2U0.5W0.5F100

N1G01X6F50

Z0

X10Z-2

Z-20

G02X20Z-25R5

G01Z-35

G03X34Z-42R7

G01Z-52

X44Z-62

N2Z-82

G70P1Q2

G00X100Z100

M05

M30

图2参考程序：

O0046

T0101

G00X100Z100

M03S1000

G00X30Z2

G71U2R1

G71P1Q2U0.5W0.5F100

N1G01X0F50

Z0

G03X14.77Z-4.923R8

G03X21.2Z-44.8R60

G02X24Z-73.437R40.

N2G01Z-90

G70P1Q2

G00X100Z100

M05

M30

拟留作业

课后小结

漯河技师学院数车项目教学实训课教案

教研室：

数控教研室授课教师：

果义围

时间

第周

序号

课题

刀具补偿的修改方法

教学目的

通过实训使学生学会修改刀具补偿的方法，保证零件的加工精度

教学重点

刀具补偿的格式

教学难点

修改刀具补偿的具体操作方法

教学主要内容

教学主要内容

一.实训原理

1、刀具位置补偿

在实际加工工件时，使用一把刀具一般不能满足工件的加工要求，通常要使用多把刀具进行加工。

作为基准刀的1号刀刀尖点的进给轨迹如图5.1所示（图中各刀具无刀位偏差）。

其它刀具的刀尖点相对于基准刀刀尖的偏移量（即刀位偏差）如图5.2所示（图中各刀具有刀位偏差）。

在程序里使用M06指令使刀架转动，实现换刀，T指令则使非基准刀刀尖点从偏离位置移动到基准刀的刀尖点位置（A点）然后再按编程轨迹进给，如图5.2的实线所示。

刀具在加工过程中出现的磨损也要进行位置补偿。

图5.1基准刀图5.2刀具位置补偿

2、刀尖半径补偿

刀尖半径补偿的目的就是为了解决刀尖圆弧可能引起的加工误差。

图5.3刀尖圆弧半径和理想刀尖点

在车端面时，刀尖圆弧的实际切削点与理想刀尖点的Z坐标值相同；车外圆柱表面和内圆柱孔时，实际切削点与理想刀尖点的X坐标值相同。

因此，车端面和内外圆柱表面时不需要对刀尖圆弧半径进行补偿。

当加工轨迹与机床轴线不平行（斜线或圆弧时），则实际切削点与理想刀尖点之间在X、Z轴方向都存在位置偏差，如图5.4所示。

以理想刀尖点P编程的进给轨迹为图中轮廓线，圆弧刀尖的实际切削轨迹为图中斜线所示，会出现少切或过切现象，造成了加工误差。

刀尖圆弧半径R越大，加工误差越大。

图5.4刀尖圆弧半径对加工精度的影响

常见的刀尖圆弧半径为0.2mm、0.4mm、0.8mm、1.2mm。

为使系统能正确计算出刀具