机电工程学院

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混值柴
7 years ago
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1 数控实习实验指导书

2 目录数控机床实习安全操作规程 1 第一章数控车床基本操作与编程概述 4 第二章数控车床编程举例 7 第三章数控铣床基本操作与编程概述 25 第四章数控铣床实习科目 32 附录一华中数控铣床指令集及宏指令编程 43 附录二西门子数控铣床指令集 50 附录三科目考核评分指标 54

3 数控机床实习安全操作规程 1 操作前穿戴好各劳保用品, 留长发的女生必须戴安全帽 2 实习期间严禁在生产车间内嬉戏打闹, 严禁用高压气枪对准人的面部喷射 3 未经指导老师的许可, 严禁擅自开启机床的电控柜门 4 在开机前, 按要求进行润滑油油位检查和高压气体压力检查 5 每次开机后, 必须首先进行回机床参考点的操作 6 在机床运行期间, 严禁戴手套操作, 并不得在工作台运行区域内徘徊或停留 7 在机床开始加工时, 必须关上防护罩, 通过防护罩的玻璃窗来观察加工情况, 机床如果没有配有防护罩, 则必须与机床保持足够的安全距离, 以避免因加工时飞出的铁屑造成伤害 8 运行程序前要先对刀, 确定工件坐标系原点对刀后立即修改机床零点偏置参数, 以防程序不正确运行 9 在手动方式下操作机床, 要防止主轴和刀具与机床或夹具相撞操作机床面板时, 只允许单人操作, 其他人不得触摸按键 10 运行程序自动加工前, 必须进行机床空运行空运行时必须将 Z 向提高一个安全高度 11 自动加工中出现紧急情况时, 立即按下复位或急停按钮当显示屏出现报警号, 要先查明报警原因, 采取相应措施, 取消报警后, 再进行操作 12 拆卸刀具时, 要先观察压力表, 待气压达到 0.5MPa 后, 再执行松刀指令若刀柄暂时未达到松刀状态, 手持刀柄等待数秒 13 新机床操作人员应在熟悉机床性能, 操作方法和注意事项后, 在有关人员的指导下, 方可上机操作

4 14 关闭机床主电源前必须先关闭控制系统; 非紧急状态不使用急停开关 15 工件加工完毕, 要清扫机床, 擦拭和润滑机床, 打扫周围卫生, 保持场地的整洁, 并将工具入库实训处

5 数控车床篇

6 第一章数控车床基本操作与编程概述一数控系统基本操作 ( 一 ) 机床的启动步骤 1 首先合上机床背部的总电源开关, 即手柄向上提 ; 2 然后按系统操作面板上的绿色电源开关 (POWER 键 ); 3 顺时针轻旋急停开关, 报警号 000 消失, 报警灯熄来 ( 二 ) 回零操作凯达数控机床是简易型数控机床, 故不需回零操作 ( 三 ) 对刀操作 1 对刀原理与方法简介对刀的目的是为了确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置, 其实质是要测得两坐标系原点的距离对刀的准确程度将直接影响加工精度, 因此, 对刀操作一定要仔细, 熟练其对刀的精度必须与零件的加工精度要求相适应当加工精度要求高时, 可采用对刀仪及寻边器等来完成对刀 ; 当加工精度要求不高时, 可采用当前的刀具直接对刀对刀时一般以机床主轴轴线与端面的交点为对刀点, 因此, 不管采用哪种工具对刀, 结果都是使机床主轴轴线和端面的交点与对刀点重合, 利用机床的坐标显示确定对刀点在机床坐标系中的位置, 从而确定工件坐标系在机床坐标系中的位置常用的对刀方法 : 碰刀试切对刀法寻边器精确对刀法光学对刀法 2 绝对坐标对刀 (1) 按 MODE 键数字 3 进入手动工作方式, 显示器显示手动方式两面 ; (2) 选择合适的主轴转数, 启动主轴 ; (3) 选择合适的手动连续进给速度 ( 用速度修调菜单选择 ); (4) 选择要测量刀具偏置的刀具号如 T1; (5) 使用选择好的刀具, 采用手动连续进给方式在零件毛坯上车削一小段外圆 ( 或内孔 ); (6) 车完后, 刀架沿 Z 轴退出 ( 注意 :X 轴不能移动 ); (7) 停止主轴 ;

7 (8) 用量具测量车好的外圆 ( 或内孔 ) 直径, 按两面转换键使系统进入刀具偏置两面, 按上下移键移动光标, 选择相应的刀具偏置号, 假设测量的结果为 φ30.85, 则 X 轴的 T1 刀具偏置的测量值就是 (9)Z 轴对刀方法同 1-8, 只需按键 2 次就回到手动方式 ( 四 ) 程序的输入和编辑 1 手工程序输入和编辑选择 MODE 数字 1 程序检索输入程序文件名 %+ 数字下移键, 即可进入程序编辑界面程序编写完成后, 程序系统自动保存按数字 1 后若出现是编辑, 选择程序检索 ( 五 ) 换刀操作换刀步骤如下 : (1) 选择 MODE 数字 3 切换到手动工作模式; (2) 按面板左下角换刀键即刀架转动一个刀位, 直到找到合适刀位即可 ; 二西门子数控系统基本操作 ( 一 ) 机床的启动步骤 1 按下急停按钮, 按机床左边的机床总电源和数控系统电源 ; 2 当数控系统启动完成后松开急停按钮 ; 3 选择 Reset 按钮, 机床的 K1 指示灯亮, 机床启动完成 ( 二 ) 回零操作机床上电启动后, 选择 REF POINT 模式依次点击 X+ Z+, 使二个进给轴各自回零注意 : 要让 X 轴最先开始回零, 防止刀具和尾架碰撞, 方可让 Z 轴回零回零时, 按钮要按住不放, 当看到二个进给轴坐标均回到原点, 并出现, 表明坐标轴已到过零点 ( 三 ) 对刀操作西门子数控系统只能采用按绝对坐标对刀, 对刀试切过程与凯达数控系统完全相同, 对刀完成后对刀参数的输入可由以下步骤完成 : 1 JOG 方式试切工件, 方法同凯达数控系统 ; 2 选择菜单参数刀具补偿选择对应的刀具号和刀沿号对刀 ;

8 3 将试切好的工件尺寸对应输入到偏移, 按计算, 然后按确认, 对刀完成 ; 若更换轴, 只需按轴 + ( 四 ) 程序的输入和编辑 1 手工程序输入和编辑选择菜单程序新程序, 输入程序文件名, 点确定即可进入程序编辑界面程序编写完成后, 选择选择关闭文件名开始的两个字符必须是字母, 最多为 8 个字符 ( 五 ) 超程解除遇到软硬超程报警时, 先按下 Reset 按钮, 然后切换到手动方式, 并移动工作台离开超程位置即可 ( 六 ) 换刀操作换刀步骤如下 : (1) 切换到手动工作模式 ; (2) 按面板上 K4 键即刀架转动一个刀位, 直到找到合适刀位即可

9 第二章数控车床编程举例一端面外圆台阶倒角的加工 1 实习目的 (1) 了解数控系统的基本结构及工作原理, 常见的夹具工量具正确使用和工作时的注意事项 ; (2) 掌握数控车床的基本操作方法和加工步骤 ; (3) 掌握数控车床的对刀方法 ; (4) 掌握数控车床数控加工程序编写的一般过程和编程方法 ; (5) 掌握数控车床主轴的及伺服轴速度设置直线插补 G01 等 (6) 学习不同系统程序的编制 2 编程举例如图 2-1 所示零件 ( 毛坯为 φ35 mm 100 mm棒材 ), 材料为 45 钢图 2-1 端面外圆台阶倒角的加工 (1) 根据零件图样要求毛坯情况, 确定工艺方案及加工路线 ; 1) 对短轴类零件, 轴心线为工艺基准, 用三爪自定心卡盘夹持 φ 35 外圆, 使工件伸出卡盘 80 mm, 一次装夹完成粗精加工 2) 粗加工工步顺序 :

10 1 粗车端面 ;2 粗车 φ30 mm外圆至尺寸 ;3 粗车 φ26 mm外圆至尺寸 ; 3) 精加工工步顺序 : 1 精车端面 ;2 精车倒角 ;3 精车 φ26 的外圆 ;4 清角 ;5 精车 φ30 的外圆 ;6 清角 (2) 选择刀具根据此零件加工要求, 选用两把刀具,1 号刀为 90 YT5 外圆粗车刀,2 号刀为 93 YT15 外圆精车刀 ( 由于刀具材料中有 TiC 使刀具具有好的硬度和耐磨性适用于加工钢料含 TiC 越多的 YT 类硬质合金含 Co 量就越少, 其耐磨性耐热性就越好, 但强度韧性会下降, 适合精加工 ) 把刀装在自动换刀刀架上, 且对好刀, 把刀偏值输入相应的刀具参数中, 对完刀后让刀架位于工件的安全的位置 (3) 确定切削用量所谓切削用量是指切削速度进给速度 ( 进给量 ) 和背吃刀量三者的总称合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能, 在保证加工质量的前提下, 获得高生产率和低加工成本的切削用量由于不同的加工性质, 对切削加工要求是不一样的, 因此, 在选择切削用量时, 考虑的侧重点也有所区别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 (4) 确定工件坐标系对刀点和换刀点确定以工件右端面 S 与轴心线的交点 O 为工件原点, 建立 XOZ 工件坐标系, 如图 3-1 所示 (5) 编写程序 1) 按 SINUMERIK 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工步过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : AB0005 N010 M03 S600 LF N020 T1D1 LF

11 N030 ( 粗加工端面台阶并留有余量 ) N100 G00 X100 Z100 LF N110 T2D2 LF N120 S1200 LF N130 G00 X0 Z1 LF N140 G01 X0 Z0 F100 LF N150 X21.99 Z0 LF N160 X25.99 Z-2 LF N170 Z-30 LF N180 X29.98 LF N190 Z-64 LF N200 X36 LF N210 G00 X100 Z100 LF N220 M05 LF N230 M30 LF 2) 按凯达 10T 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工艺过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : %0006 * N010 M41 M03 * N020 T11 * N030 ( 粗加工端面台阶并留有余量 ) N100 G00 X100 Z100 * N110 T22 * N120 M42 * N130 G00 X0 Z1 * N140 G01 X0 Z0 F100 * N150 X21.99 Z0 * N160 X25.99 Z-2 * N170 Z-30 * N180 X29.98 *

12 N190 Z-64 * N200 X36 * N210 G00 X100 Z100 * N220 M05 * N230 M30 * 二圆弧面的加工 1 实习目的 (1) 掌握圆弧插补 G02 G03 的运用 (2) 了解尖形车刀的刀尖圆弧半径对车削质量的影响 (3) 掌握不同系统圆弧面程序的编制 2 编程举例如图 2-2 所示零件 ( 毛坯为 φ25 mm 100 mm棒材 ), 材料为 45 钢图 2-2 圆弧的加工 (1) 根据零件图样要求毛坯情况, 确定工艺方案及加工路线 ; 1) 对短轴类零件, 轴心线为工艺基准, 用三爪自定心卡盘夹持毛坯外圆, 使工件伸出卡盘 90 mm, 一次装夹完成粗精加工

13 2) 精加工工步顺序 : 1 精车 SR5.6 mm的球 ; 2 精车 R48 mm的圆弧面 ; 3 精车 R33.8 mm圆弧面 ; 4 精车 φ16 mm外圆 ; 5 清角 (2) 选择刀具选择 1 号刀为 90 YT5 外圆粗车刀, 副偏角取 25 ~30 ; 2 号刀为高速钢圆弧形车刀, 可用螺纹车刀改制 (3) 编写程序 1) 按 SINUMERIK 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工步过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : XY0008 N010 M03 S600 LF N020 T1D1 LF N030 ( 粗加工圆弧面并留有余量 ) N100 G00 X100 Z100 LF N110 T2D2 LF N120 S800 LF N130 G00 X0 Z2 LF N140 G41 G01 Z0 F120 LF N150 G03 X9.51 Z-2.64 CR=5.6 F80 LF N160 G03 X17.41 Z CR=48 LF N170 G02 X16 Z-68 CR=33.6 LF N180 G01 Z-73 LF N190 X26 LF N200 G40 G00 X100 Z100 LF N210 M05 LF N220 M30 LF

14 (2) 按凯达 10T 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工艺过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : %0009 * N10 M41 M03 * N20 T11 * N30 ( 粗加工圆弧面并留有余量 ) N100 G00 X100 Z100 * N110 T22 * N120 M42 * N130 G00 X0 Z2 * N140 G01 Z0 F120 * N150 G02 X9.51 Z-2.64 R5.6 F80 * N160 G02 X17.41 Z R48 * N170 G03 X16 Z-68 R33.6 * N180 G01 Z-73 * N190 X26 * N200 G00 X100 Z100 * N210 M05 * N220 M30 * 三阶梯轴类工件的加工 1 实习目的 (1) 熟悉加工指令的格式及应用 (2) 学会端面台阶圆弧等简单零件的编程和加工 (3) 学会零件的尺寸控制方法 (4) 遵守数控操作规程, 养成安全文明生产的好习惯 2 编程举例如图 2-3 所示零件 ( 毛坯为 φ35 mm 70 mm棒材 ), 材料为 45 钢

15 图 2-3 阶梯轴 (1) 根据零件图样要求该工件为简单的轴类零件, 只有外形轮廓的尺寸要求, 所以控制零件的外圆尺寸是关键确定工艺方案及加工路线 1) 对短轴类零件, 轴心线为工艺基准, 用三爪自定心卡盘夹持 φ 40 外圆, 使工件伸出卡盘 64 mm, 一次装夹完成粗精加工 2) 加工步骤 : 1 平端面 ; 2 粗车零件外轮廓并留有余量 3 精车零件外轮廓至图样要求 4 检验零件的质量 (2) 选择刀具选择 1 号刀为 90 YT5 外圆粗车刀, 2 号刀为 93 YT15 外圆精车刀 (3) 编写程序 1) 按 SINUMERIK 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工步过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 :

16 CY0012 ; 主程序 N010 M03 S600 LF N020 T1D1 LF ; 选择粗加工车刀 N030 G00 X37 Z0 LF N040 G01 X0 F120 LF N050 G00 X37 Z2 LF _CNAME= CF0013 LF ; 子程序名为 CF0013 R105=1 R106=0.25 ; 各参数请参考 P23 附录 1 R108=1.5 R109=0 LF R110=0.5 R111=120 R112=100 LF LCYC95 LF N100 G00 X100 Z100 LF N110 T2D1 LF ; 选择精加工车刀 N120 S800 LF N130 G00 X37 Z2 LF _CNAME= CF0013 LF ; 子程序名为 CF0013 R105=5 R106=0.25 LF ; 各参数请参考 P23 附录 1 R108=1.5 R109=0 LF R110=0.5 R111=120 LF R112=100 LF LCYC95 LF N180 G00 X100 Z100 LF N190 M02 LF CF0013 N20 G01 X0 Z0 LF N30 G03 X14 Z-7 CR=7 LF N40 G01 Z-13 LF N50 X16.98 LF ; 子程序

17 N60 X19.98 Z-14.5 LF N70 Z-23 LF N80 X24 LF N90 X25.98 Z-31 LF N100 Z-42 LF N110 G02 X32 Z-45 CR=3 LF N120 G01 X32 Z-54 LF N130 X37 LF N140 RET LF 2) 按凯达 10T 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工艺过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : %0014 * ; 主程序 N010 M41 M03 * N020 T11 * ; 选择粗加工车刀 N030 G00 X37 Z2 * N040 G94 X0 Z0 F120 * (G94 为端面固定循环 ) N050 G90 X31.5 Z-53.9 F120 *( 凯达系统中 G90 为外圆固定循环 ) N060 X29 Z-43 * N070 X26.5 Z-41.9 * N080 G00 X27 Z2 * N090 G90 X23.5 Z-22.9 * N100 X20.5 Z-22.9 * N110 X17.5 Z-12.9 * N120 X14.5 Z-12.9 * N130 G00 X0 Z0.5 * N140 G02 X15 Z-7 R7.5 * N160 G00 X100 Z100 * N170 T22 * ; 选择精加工车刀 N180 G00 X37 Z2 * N190 G00 X0 *

18 N200 M98 L1 P100 * N240 G00 X100 Z100 * N250 M02 * %100 * ; 子程序 N010 G01 X0 Z0 F100 * N020 G02 X14 Z-7 R7 * N030 G01 X14 Z-13 * N040 X16.98 * N050 X19.98 Z-14.5 * N060 Z-23 * N070 X24 * N080 X25.98 Z-31 * N090 Z-42 F80 * N100 G03 X32 Z-45 R3 * N110 G01 Z-54 * N120 X37 * N130 M99 * 四阶梯孔类工件的加工 1 实习目的 (1) 熟悉加工指令的格式及应用 (2) 学会端面阶梯孔圆弧等零件的编程和加工 2 编程举例如图 2-4 所示零件 ( 毛坯为 φ44 mm 60 mm棒材,φ18 mm的内孔已钻 ), 材料为 45 钢

19 图 2-4 阶梯孔 (1) 根据零件图样要求该工件为简单的台阶孔类零件, 有孔径长度的尺寸要求, 所以控制零件的孔径长度尺寸是关键确定工艺方案及加工路线 1) 对短轴类零件, 轴心线为工艺基准, 用三爪自定心卡盘夹持 φ 44 外圆, 使工件伸出卡盘 45 mm, 一次装夹完成粗精加工 2) 加工步骤 : 1 粗车零件内轮廓并留有余量 2 精车零件内轮廓至图样要求 3 检验零件的质量 (2) 选择刀具选择 1 号刀为 YT5 粗镗孔车刀,2 号刀为 YT15 精镗孔车刀 (3) 编写程序 1) 按 SINUMERIK 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工步过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : CY0016

20 N010 M03 S600 LF N020 T1D1 LF N030 G00 X46 Z0 LF N040 G01 X17 F120 LF N050 G00 X17 Z2 LF _CNAME= CY0017 LF R105=3 R106=0.2 LF R108=1 R109=0 LF R110=0.4 R111=100 LF R112=80 LF LCYC95 LF N100 G00 X100 Z100 LF N110 T2D1 LF N120 S800 LF N130 G00 X17 Z2 LF _CNAME= CY0017 LF R105=7 R106=0.2 LF R108=1 R109=0 LF R110=0.4 R111=100 LF R112=80 LF LCYC95 LF N180 G00 X100 Z100 LF N200 M02 LF CY0017 LF N10 G01 X35.02 LF N20 Z LF N30 G03 X33.02 Z CR=1 LF N40 G01 X LF N50 Z LF ; 子程序

21 N60 G03 X Z CR=2 LF N70 G01 X LF N80 G01 Z-42 LF N90 M02 LF 2) 按凯达 10T 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工艺过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : %0015 * N010 M41 M03 * N020 T11 * N030 G00 X46 Z2 * N040 G94 X17 Z0 F120 *(G94 为端面循环 ) N041 G00 X17 Z2 * N042 G90 X19.5 Z-41 *(G90 为内圆循环, 不是绝对编程 ) N043 X22 Z-22.9 * N044 X24.5 Z-22.9 * N045 X27 Z-13.9 * N046 X29.5 Z-13.9 * N047 X32 Z-13.9 * N048 X34.5 Z-13.9 * N050 G00 X80 Z100 * N060 T22 * N070 G00 X18 Z2 * N100 M98 L1 P200 * N110 G00 X18 Z2 * N120 G00 X80 Z100 * N130 M02 * %200 * N080 G01 X35.02 Z2 F100* N090 Z F100 *

22 N100 G02 X33.02 Z R1 * N110 G01 X25.02 * N120 Z N130 G02 X Z R2 * N140 G01 X20.02 * N150 G01 Z-41 * N170 M99 * 五螺纹类工件的加工 1 实习目的 (1) 熟悉加工指令的格式及应用 (2) 熟练掌握数控车三角形螺纹的基本方法 (3) 掌握车螺纹时的进刀方法用切削余量的合理分配 (4) 掌握控制螺纹的尺寸精度和表面粗糙度 2 编程举例如图 2-5 所示零件 ( 毛坯为 φ30 mm 40 mm棒材 ), 材料为 45 钢图 2-5 螺纹类

23 (1) 根据零件图样要求加工该零件时一般先加工零件外形轮廓, 切槽后再加工零件螺纹确定工艺方案及加工路线 1) 对短轴类零件, 轴心线为工艺基准, 用三爪自定心卡盘夹持 φ 30 外圆, 使工件伸出卡盘 30 mm, 一次装夹完成粗精加工 2) 加工步骤 : 1 车右端面 2 粗精加工零件外轮廓至尺寸要求 3 切槽至尺寸要求. 4 粗精加工螺纹至尺寸要求, 返回换刀点, 程序结束 (2) 选择刀具选择 1 号刀为 93 YT15 外圆车刀,2 号刀为主切削刃宽 4mm 的 YT10 切槽刀,3 号刀为 YT15 60 外螺纹车刀 (3) 编写程序 1) 按 SINUMERIK 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工步过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : CY0020 N10 M03 S600 LF N20 T1D1 LF N30 ( 粗精加工工件的外轮廓至螺纹大径尺寸 ) N40 G00 X100 Z100 LF N50 T2D1 LF N60 S600 LF N70 ( 加工槽 ) N80 G00 X100 Z100 LF N90 T3D1 LF N100 S300 LF N120 G00 X25 Z2 LF R100=24 R101=0 LF R102=24 R103=-20 LF R104=1.5 R105=1 LF

24 R106=0.1 R109=2 LF R110=1 R111=0.85 LF R112=0 R113=6 LF R114=1 LF LCYC97 LF N190 G00 X100 Z100 LF N220 M02 LF (2) 按凯达 10T 机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的工艺过程编写成程序清单该工件的加工程序如下 : %0016 * N010 M41 M03 * N020 T11 * N030 ( 粗精加工工件的外轮廓至螺纹大径尺寸 ) N040 G00 X100 Z100 * N050 T22 * N060 M41 * N070 ( 加工槽 ) N080 G00 X100 Z100 * N090 T33 * N100 M41 * N120 G00 X25 Z3 * N130 G72 X24 Z-21 L P0.05 F1.5 * N170 G00 X100 Z100 * N180 M05 * N190 M30 *

25 附录 1 1 毛坯切削循环 LCYC95 R105 中 1-12 含义参数含义及数值范围数纵向外部粗加工值横向内部精加工加工类型 1 纵向外部 R105 数值取横向外部粗加工 R106 精加工余量, 无符号 3 纵向内部 R108 切入深度, 无符号, 4 横向内部即最大背吃刀量 ap 5 纵向外部 R109 粗加工切入角, 在端面 6 横向外部加工时该值必须为零 7 纵向内部精加工 R110 粗加工时从轮廓退刀量, 然后用 G0 返起点 8 横向内部粗加工进给率, 9 纵向外部 R111 综合加工即进给量 f 给速度 F 10 横向外部先粗加工精加工进给率, 11 纵向内部 R112 后精加工即进给量 f 给速度 F 12 横向内部注 : 加工外圆时, 最大退刀直径 = 编程最大直径 +2( 余量 R106+ 退刀 R110) 加工内孔时, 最小退刀直径 = 编程最小直径 -2( 余量 R106+ 退刀 R110), 所以, 加工内孔时, 退刀量尽量设小些, 如 0.4~0.5 2 螺纹切削循环 LCYC97 R105 中 1-2 含义参数含义及数值范围数值加工类型 R100 螺纹起点直径, 外螺纹为大径, 内螺纹为底孔直径 1 外螺纹 R101 Z 向轴螺纹起点 2 内螺纹 R102 螺纹终点直径注 : R103 Z 向轴螺纹终点 1 外螺纹加工时, R104 螺纹导程值, 无符号最大退刀直径 = R105 加工类型数值取 1-2 R102 直径 +2mm; R106 精加工余量, 无符号 2 内螺纹加工时, R109 空刀导入量 ( 头部让刀 ) 最小退刀直径 = R110 空刀退出量 ( 尾部让刀 ) R102-2mm R111 螺纹深度, 无符号 ( 单边深度 ) R112 起点偏移, 无符号 R113 粗切削次数, 无符号 R114 螺纹头数, 无符号

26 数控铣床篇

27 第三章数控铣床基本操作与编程概述一数控系统基本操作 ( 一 ) 回零操作机床上电启动后, 选择回零模式依次点击 Z+ X+ Y+ 按钮, 使三个进给轴各自回零注意 : 要让 Z 轴最先开始回零, 当 Z 轴回到安全高度以上时, 方可让 X,Y 轴开始回零当看到三个进给轴坐标均回到原点, 模式状态显示正常, 且 Z+ X+ Y+ 按钮上指示灯均点亮, 表明回零结束 ( 二 ) 对刀操作 1 对刀原理与方法简介对刀的目的是为了确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置, 其实质是要测得两坐标系原点的距离对刀的准确程度将直接影响加工精度, 因此, 对刀操作一定要仔细, 熟练其对刀的精度必须与零件的加工精度要求相适应当加工精度要求高时, 可采用对刀仪及寻边器等来完成对刀 ; 当加工精度要求不高时, 可采用当前的刀具直接对刀对刀时一般以机床主轴轴线与端面的交点为对刀点, 因此, 不管采用哪种工具对刀, 结果都是使机床主轴轴线和端面的交点与对刀点重合, 利用机床的坐标显示确定对刀点在机床坐标系中的位置, 从而确定工件坐标系在机床坐标系中的位置常用的对刀方法 : 碰刀试切对刀法寻边器精确对刀法光学对刀法 2 按绝对坐标对刀 (1) 利用刀具直接对 X 轴 Y 轴和 Z 轴对刀注意 :1 对刀试切时要能熟练掌握运动方向, 防止过切 2 严格按照的倍率档位顺序依次降低对刀速率, 以提高对刀精度 (2) 记录对刀坐标数据, 并计算工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标注意 :X Y 轴计算时一定要把刀具半径考虑进来 (3) 进入数控系统的坐标系设置界面, 在 G54 参数中输入对刀结果数据

28 (4) 在程序起始位置用 G54 指令选择该坐标系 3 按相对坐标对刀 (1) 利用刀具直接对 X 轴 Y 轴和 Z 轴对刀 ; (2) 记录对刀结果坐标, 并计算工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标 (3) 用手持单元将刀具移到加工起点, 并记录该点的机床坐标系坐标 ; (4) 计算加工起始点相对于工件坐标系原点的偏差 ( 含方向 ), 并在程序起始位置用 G92 设定该偏差值 ( 三 ) 刀补设置进入刀库表, 将 #0001 号刀的刀号设为 1, 组号设为 0 然后进入刀补表, 将 1 号刀的刀具半径位置设置刀具半径值 ( 四 ) 程序的输入和编辑 1 手工程序输入和编辑选择程序编辑编辑程序文件新建程序文件, 输入程序文件名, 即可进入程序编辑界面程序编写完成后, 选择保存并退出 2 读入串口程序到电子盘读入串口程序到电子盘的操作方法如下 : (1) 选择设置串口参数, 将参数设为 , 按 Enter 键保存 ; (2) 返回主菜单, 选择 DNC 通讯 ; (3) 将 PC 机 COM1 口用 9 针串口通讯线连接到数控系统上的 RS232 接口 ; (4) 在 PC 机端运行华中 DNC 通讯软件, 串口参数设置如图 3-1 所示, 并选择打开串口, 选择发送 G 代码, 选择相应的加工程序发送即可 ( 注意 :G 代码文件名必须以 O 开头, 且文件名少于 8 个字符 );

29 图 3-1 华中 DNC 通讯软件串口参数设置 (5) 稍等片刻后, 数控系统提示接收完毕, 此时选择程序选择程序, 即可在程序列表中找到该程序文件 ( 注意 : 用串口通讯方式接收的程序中可能会有字符遗漏, 所以当程序上传后, 必须进行程序的仔细核对, 方能开始进行加工 ) 3 DNC 边传边加工 DNC 边传边加工的操作步骤如下 : (1) 选择设置串口参数, 将参数设为 , 按 Enter 键保存 ; (2) 返回主菜单, 选择程序选择程序, 用方向键选择 DNC, 并按 Enter 键启动 DNC 接收 ; (3) 将 PC 机 COM1 口用 9 针串口通讯线连接到数控系统上的 RS232 接口 ; (4) 在 PC 机端运行华中 DNC 通讯软件, 串口参数设置如图 3-1 所示, 并选择打开串口, 选择发送 G 代码, 选择相应的加工程序发送即可 ( 注意 :G 代码文件名必须以 O 开头, 且文件名少于 8 个字符 ); (5)PC 机开始发送程序后, 华中数控系统自动将当前接收的 G 代码作为当前加工程序, 此时只需选择自动模式, 按循环启动即可开始加工

30 ( 五 ) 超程解除 1 软超程的解除遇到软超程报警时, 只需切换到手动方式, 移动工作台离开超程位置即可 2 硬超程的解除遇到硬超程报警时, 应先按住超程解除按钮不放, 此时 NC 进入复位状态, 当复位完成后, 选择手动方式, 移动工作台离开超程位置, 注意整个过程超程解除按钮应始终按住不放, 否则 NC 将回到硬超程报警状态 ( 六 ) 换刀操作换刀之前应检查工作气压是否正常换刀步骤如下 : (1) 切换到手动工作模式, 按换刀允许键 ; (2) 一手抓住刀柄, 一手按 Z 轴上的换刀按钮, 此时换刀气门打开, 取下刀柄, 再按一次换刀按钮, 关闭换刀气门 ; (3) 将刀柄拿到钳工台上将刀具换好 ; (4) 一手抓住刀柄, 并将刀柄对准 Z 轴的刀具卡口, 一手按 Z 轴上的换刀按钮, 此时换刀气门打开, 刀柄自动被吸到刀具卡口上, 再按一次换刀按钮, 关闭换刀气门, 换刀完成二西门子数控系统基本操作 ( 一 ) 机床的启动步骤 1 按下急停按钮, 开机床总电源和数控系统电源 ; 2 当数控系统启动完成后松开急停按钮 ; 3 选择 Reset 按钮, 并点击 K1 按钮, 此时机床坐标开始漂移 ; 4 稍等片刻后再次按 Reset 按钮, 此时坐标停止变动, 机床启动完成 ( 二 ) 回零操作机床上电启动后, 选择回零模式依次点击 Z+ X+ Y+ 按钮, 使三个进给轴各自回零注意 : 要让 Z 轴最先开始回零, 当 Z 轴回到安全高度以上时, 方可让 X,Y 轴开始回零回零时, 按钮要按住不放, 当看到三个进给轴坐标均回到原点, 各轴显示零位图标时, 表明回零结束

31 ( 三 ) 对刀操作西门子数控系统只能采用按绝对坐标对刀, 对刀过程与华中数控系统完全相同, 对刀完成后对刀参数的输入可由以下步骤完成 : 1 选择菜单参数零点偏移 ; 2 将对刀参数填入 G54 坐标系 ; 3 对刀补参数进行修正 ( 可选 ) ( 三 ) 刀补设置 1 选择菜单参数刀具补偿 ; 2 在 1 号刀 (T1) 的 1 号刀沿 (D1) 位置设置刀具半径值 ; 3 在程序中用 T1D1 指令调用该刀补参数注意 :1 每次对刀后, 系统将自动更新刀具 Z 方向刀补值, 因此需要对刀具 Z 方向刀补值进行重新修正 ; 2 在西门子系统中, 同一把刀最多可以有 8 个刀沿, 即可以同时给一把刀具设置 8 个不同的刀补参数, 分别在程序中用 D1~D8 来调用即可 ( 四 ) 程序的输入和编辑 1 手工程序输入和编辑选择菜单程序菜单翻页新程序, 输入程序文件名, 点确定即可进入程序编辑界面程序编写完成后, 选择菜单翻页选择关闭 2 读入串口程序到电子盘读入串口程序到电子盘的操作方法如下 : (1) 选择主菜单通讯, 用键选择程序代码和程序循环选项, 并选择输入启动键启动通讯, 等待接收程序 ; (2) 将 PC 机 COM1 口用 9 针串口通讯线连接到数控系统上的 RS232 接口 ; (4) 在 PC 机端运行西门子自带的 WINPCIN 通讯软件, 选择 RS232 config, 串口参数设置如图 3-2 所示, 并选择 Save&Activate, 选择 Back ;

32 图 3-2 西门子 WINCPIN 软件串口参数设置 (5) 选择 Send data 发送西门子 G 代码加工程序文件 ( 注意 : G 代码文件头必须设置为如下格式 : %_N_filename_MPF ;$PATH=/_N_MPF_DIR 其中, filename 部分为传送后 G 代码的文件名 ); (6) 数控系统中选择主菜单程序, 即可在程序列表中找到该程序文件 3 DNC 边传边加工 DNC 边传边加工的操作步骤如下 : (1) 选择 AUTO 模式, 并在扩展菜单中, 选择执行外部程序选项 ; (2) 将 PC 机 COM1 口用 9 针串口通讯线连接到数控系统上的 RS232 接口 ; (3) 在 PC 机端运行 CIMCO EDIT 软件, 并在软件中打开加工文件 ( 注意 :G 代码文件头必须设置为如下格式 : %_N_filename_MPF ;$PATH=/_N_MPF_DIR 其中, filename 部分为传送后 G 代码的文件名 ); (4) 选择机床通讯 DNC 配置, 将 Machine1 的串口参数配置为如图 3-3 所示 ;

33 图 3-3 CIMCO EDIT 串口参数配置 (5) 选择机床通讯发送 ; (6) 数控系统自动将当前接收的 G 代码作为当前加工程序, 此时只需选择自动模式, 按循环启动即可开始加工 ( 五 ) 超程解除遇到软超程报警时, 先按下 Reset 按钮, 然后切换到手动方式, 并移动工作台离开超程位置即可 ( 六 ) 换刀操作换刀之前应检查工作气压是否正常换刀步骤如下 : (1) 切换到手动工作模式 ; (2) 一手抓住刀柄, 一手按住 Z 轴上的换刀按钮不放, 此时换刀气门打开, 取下刀柄, 松开换刀按钮, 换刀气门自动关闭 ; (3) 将刀柄拿到钳工台上将刀具换好 ; (4) 一手抓住刀柄, 并将刀柄对准 Z 轴的刀具卡口, 一手按 Z 轴上的换刀按钮不放, 此时换刀气门打开, 刀柄自动被吸到刀具卡口上, 松开换刀按钮, 关闭换刀气门, 换刀完成

34 1 实习目的实验 ( 实习 ) 指导书第四章数控铣床实习科目科目四毛坯平面铣削加工 (1) 了解数控系统的基本结构及工作原理, 常见的夹具道具和工作时的注意事项 ; (2) 掌握数控铣床的基本操作方法和加工步骤 ; (3) 掌握数控铣床的对刀方法 ; (4) 掌握数控铣床数控加工程序编写的一般过程和编程方法 ; (5) 掌握数控铣床主轴的及伺服轴速度设置直线插补子程序编写和调用等相关编程指令的用法 2 实习设备及材料 (1) 数控铣床, 游标卡尺 (2) 铝块毛坯 3 实习内容加工零件图 : 图 4-1

35 实习步骤 : (1) 准备加工材料, 毛坯尺寸为 mm; (2) 将工件安装到铣床工作台上 ; (3) 启动数控铣床并进行各伺服轴的回参考点操作 ; (4) 建立工件坐标系, 对刀, 并将对刀结果数据输入机床 ; (5) 设计编写铣平面加工程序, 手工输入程序并进行模拟调试 ; (6) 粗铣各个面并保证尺寸精度, 需要精细的面要至少留有 0.5mm 的加工余量 ; (7) 精细平面, 保证尺寸精度达到公差要求 ; (8) 机床各伺服轴回中点位置, 关闭机床 ; (9) 拆除已加工好的工件, 并清理铁屑 4 实习报告要求 (1) 记录加工程序清单 ; (2) 简述对刀的原理步骤和注意事项

36 科目五刀补铣削加工 1 实习目的 (1) 掌握圆弧插补指令刀补指令等数控指令的用法 ; (2) 掌握刀补指令使用过程中的注意事项 ; (3) 掌握内轮廓和外轮廓的刀补编程的加工方法和注意事项 ; (4) 掌握串口程序导入和 DNC 在线加工的方法步骤及注意事项 2 实习设备及材料 (1) 数控铣床, 游标卡尺 (2) 铝块毛坯 3 实习内容加工零件图 : 图 4-2

37 图 4-3 图 4-4

38 图 4-5 实习步骤 : (1) 将工件安装到铣床工作台上 ; (2) 建立工件坐标系, 对刀, 并将对刀结果数据输入机床 ; (3) 调用铣平面加工程序, 将工件上表面铣平 ; (4) 在上位机编写加工程序, 并进行仿真调试 ; (5) 用串口将程序导入数控系统再执行或采用 DNC 在线加工来完成零件加工 ; (6) 机床各伺服轴回中点位置, 关闭机床 ; (7) 拆除已加工好的工件, 并清理铁屑 4 实习报告要求 (1) 记录加工程序清单 ; (2) 简述串口程序导入和 DNC 在线加工的方法步骤及注意事项

39 1 实习目的实验 ( 实习 ) 指导书科目六二维模具铣削加工 (1) 掌握二维模具加工的一般编程方法 ; (2) 掌握对称图形的加工编程技巧和注意事项 ; (3) 掌握通过改变补参数实现粗精加工的编程方法 2 实习设备及材料 (1) 数控铣床, 游标卡尺 (2) 铝块毛坯 3 实习内容加工零件图 : 图 4-10

40 图 4-11 图 4-12

41 图 4-13 实习步骤 : (1) 将工件安装到铣床工作台上 ; (2) 建立工件坐标系, 对刀, 并将对刀结果数据输入机床 ; (3) 调用铣平面加工程序, 将工件上表面铣平 ; (4) 在上位机编写加工程序, 并进行仿真调试 ; (5) 用串口将程序导入数控系统再执行或采用 DNC 在线加工来完成零件加工 ; (6) 机床各伺服轴回中点位置, 关闭机床 ; (7) 拆除已加工好的工件, 并清理铁屑 4 实习报告要求 (1) 记录加工程序清单 ; (2) 简述华中数控系统及西门子系统中编程简化指令的用法及注意事项 (3) 列举二维模具编程的一般方法和注意事项

42 1 实习目的实验 ( 实习 ) 指导书科目七 Cimatron 三维自动编程加工 (1) 掌握 CimatronE8.0 自动编程模块设计流程和基本应用 ; (2) 掌握三维模具加工自动编程的参数设置方法 ; (3) 掌握自动编程程序的仿真调试的处理方法 ; (4) 掌握自动编程程序应用到实际加工的步骤和方法 2 实习设备及材料 (1) 数控铣床, 游标卡尺 (2) 铝块毛坯 3 实习内容加工零件图 : 图 4-14

43 图 4-15 图 4-16

44 图 4-17 图 4-18

45 实习步骤 : (1) 通过 Cimatron 软件的自动编程模块生成零件加工程序, 并按照利用华中数控后处理模块和西门子后处理模块对生成的加工程序进行后处理 ; (2) 通过数控加工仿真软件对生成的程序进行模拟加工调试 ; (3) 将工件安装到铣床工作台上 ; (4) 建立工件坐标系, 对刀, 并将对刀结果数据输入机床 ; (5) 调用铣平面加工程序, 将工件上表面铣平 ; (6) 按照模型坐标系建立工件坐标系, 对刀, 并将对刀结果数据输入机床 ; (7) 用串口将程序导入数控系统再执行或采用 DNC 在线加工来完成零件加工 ; (8) 机床各伺服轴回中点位置, 关闭机床 ; (9) 拆除已加工好的工件, 并清理铁屑 4 实习报告要求 (1) 简述利用 CimatronE8.0 自动编程模块进行数控加工程序设计的基本流程 ; (2) 列举自动编程模块几个注意参数的含义及设置方法 ; (3) 简述采用自动编程进行三维模具加工的注意事项

46 附录一 : 华中数控铣床指令集及宏指令编程数控铣床准备功能一览表 G 代码组功能参数 ( 后续地址字 ) G00 G01 G02 G03 01 快速定位直线插补顺圆插补逆圆插补 X,Y,Z,4TH X,Z,I,K,R G04 00 暂停 P G07 16 虚轴指定 X,Y,Z,4TH G09 00 准停校验 G17 G18 G19 02 XY 平面选择 ZX 平面选择 YZ 平面选择 X,Y X,Z Y,Z G20 G21 G22 08 英寸输入毫米输入脉冲当量 G24 G25 03 镜像开镜像关 X,Y,Z,4TH G28 G29 00 返回到参考点由参考点返回 X,Y,Z,4TH G40 G41 G42 09 刀具半径补偿取消左刀补右刀补 D D G43 刀具长度正向补偿 H G44 G49 10 刀具长度负向补偿刀具长度补偿取消 H G50 04 缩放关 X,Y,Z,P

47 G51 缩放开 G52 G53 00 局部坐标系设定直接机床坐标系编程 X,Y,Z,4TH G54 G55 G56 G57 11 工件坐标系 1 选择工件坐标系 2 选择工件坐标系 3 选择工件坐标系 4 选择 G58 G59 11 工件坐标系 5 选择工件坐标系 6 选择 G60 00 单方向定位 X,Y,Z,4TH G61 G64 12 精确停止校验方式连续方式 G65 00 子程序调用 P,A~Z G68 G69 05 旋转变换旋转取消 X,Y,Z,P G73 G74 G76 G80 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G89 06 深孔钻削循环逆攻丝循环精镗循环固定循环取消定心钻循环钻孔循环深孔钻循环攻丝循环镗孔循环镗孔循环反镗循环镗孔循环镗孔循环 X,Y,Z,P,Q,R,I,J,K G90 G91 13 绝对值编程增量值编程

48 G92 00 工件坐标系设定 X,Y,Z,4TH G94 G95 14 每分种进给每转进给 G98 G99 15 固定循环返回起始点固定循环返回到 R 点注意 : (1) 4TH 指的是 X Y Z 之外的第 4 轴, 可用 A B C 等命名 : (2) 00 组中的 G 代码是非横态的, 其他组的 G 代码是模态的 ; (3) 标记者为缺省值数控铣床 M 代码及功能 M 代码模态功能说明 M 代码模态功能说明 M00 非模态程序停止 M03 模态主轴正转启动 M02 非模态程序结束 M04 模态主轴反转启动 M30 非模态程序结束并 M05 模态主轴停止转动返回程序起点 M98 非模态调用子程序 M06 非模态换刀 M07 模态切削液打开 M99 非模态子程序结束 M09 模态切削液停止宏指令编程说明 HNC-21M 为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能用户可以使用变量进行算术运算逻辑运算和函数的混合运算此外宏程序还提供了循环语句分支语句和子程序调用语句利于编制各种复杂的零件加工程序, 减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算, 以及精简程序量 (1) 宏变量 #0 #49 当前局部变量 #50 #199 全局变量 #200 #249 0 层局部变量 #250 #299 1 层局部变量 #300 #349 2 层局部变量 #350 #399 3 层局部变量

49 #400 #449 4 层局部变量 #450 #499 5 层局部变量 #500 #549 6 层局部变量 #550 #599 7 层局部变量 #600 #699 刀具长度寄存器 H0 H99 #700 #799 刀具半径寄存器 D0 D99 #800 #899 刀具寿命寄存器 (2) 常量 PI 圆周率 TRUE 条件成立 ( 真 ) FALSE 条件不成立 ( 假 ) (3) 算术运算符 +,-,*,/ (4) 条件运算符 EQ(=), NE( ), GT(>), GE( ), LT(<), LE( ) (5) 逻辑运算符 AND,OR,NOT (6) 函数 SIN COS TAN ATAN ATAN2 ABS INT SIGN SQRT EXP (7) 表达式用运算符连接起来的常数, 宏变量构成表达式例如 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ] #3*6 GT 14 (8) 赋值语句格式 : 宏变量 = 常数或表达式把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值例如 #2 = 175/SQRT[2] * COS[55 * PI/180 ] #3 = 124.0

50 (9) 条件判别语句 IF...ELSE...ENDIF 格式 (i) IF 条件表达式 ELSE 格式 (ii) ENDIF IF 条件表达式 ENDIF (10) 循环语句 WHILE...ENDW 格式 WIIILE 条件表达式 ENDW 宏程序编制举例例 28 切圆台与斜方台, 各自加工 3 个循环, 要求倾斜 10 的斜方台与圆台相切, 圆台在方台之上, 顶视图如图所示 %8002 #10=10.0 圆台阶高度 #11=10.0 方台阶高度 #12=124.0 圆外定点的 X 坐标值 #13=124.0 圆外定点的 Y 坐标值 N01 G92 X0.0 Y0.0 Z0.0 N05 G00 Z10.0

51 #0=0 N06 G00 X[ #12] Y[ #13] N07 Z[ #10] M03 S600 WHILE #0 LT 3 加工圆台 N[08+#0*6] G01 G42 X[ #12/2] Y[ 175/2] F280.0 D[#0+1] N[09+#0*6] X[0] Y[ 175/2] N[10+#0*6] G03 J[175/2] N[11+#0*6] G01 X[#12/2] Y[ 175/2] N[12+#0*6] G40 X[#12] Y[ #13] N[13+#0*6] G00 X[-#12] Y[ #13] #0=#0+1 ENDW N100 Z[-#10-#11] #2=175/SQRT[2]*COS[55*PI/180] #3=175/SQRT[2]*SIN[55*PI/180] #4=175*COS[10*PI/180] #5=175*SIN[10*PI/180] #0=0 WHILE #0 LT 3 加工斜方台 N[101+#0*6] G01 G90 G42 X[ #2] Y[ #3] F280.0 D[#0+1] N[102+#0*6] G91 X[+#4] Y[+#5] N[103+#0*6] X[ #5] Y[+#4] N[104+#0*6] X[ #4] Y[ #5] N[105+#0*6] X[+#5] Y[ #4] N[106+#0*6] G00 G90 G40 X[ #12] Y[ #13] #0=#0+1 ENDW G00 X0 Y0 M05 M30

52 附录二 : 西门子数控铣床指令集 G 指令一览表

54 辅助功能指令一览表实验 ( 实习 ) 指导书

55 宏编程指令与函数一览表实验 ( 实习 ) 指导书

56 附录三 : 科目考核评分指标项目基本操作能力工艺程序设计能力文明加工素养实验报告总评比例 40% 20% 10% 30% 评分细则分值是否在急停状态下启动关闭机床 5 能否正确完成回零操作 5 能否正确完成换刀操作 5 能否正确完成超程解除操作 5 能否正确完成对刀操作 5 能否正确完成刀补设置操作 5 能否正确完成手工程序编辑操作 5 能否正确完成数控程序的串口传输操作 5 能否正确完成 DNC 在线加工操作 5 能否正确完成利用 Cimatron 实现自动编程操作 5 加工工艺刀路轨迹的设计是否合理 10 加工程序设计是否合理 10 加工零件尺寸是否满足设计图要求 10 着装是否规范 5 操作是量具的使用和管理是否合理 2 加工前是否有对机床状态进行检查 2 加工后各轴是否已回到中间位置 2 加工完后是否有清理工作台上的铁屑 10 是否严格遵守安全操作规程操作 10 实验程序是否合理 15 答题格式是否规范 10 总结是否深刻 5 字迹是否工整 5 是否按时交实验报告 10

HNC-21M HNC-18iM/19iM V

HNC-21M HNC-18iM/19iM V1.2 2006.02 HNC-21M 1.... 1 1.1...1 1.1.1...1 1.1.2...1 1.2...1 1.2.1...1 1.2.2...2 1.2.3...3 2.... 5 2.1...5 2.2...6 2.3...6 3. HNC-18iM/19iM... 7 3.1 M...7 3.1.1 CNC...8 (1) M00...8

机 电 工 程 学 院

机电工程学院