试题集锦 - 教学资源库

,加工中心是机电类专业的主要课程。通过本课程的学习使学生获得对数控加工的感性认识，了解数控加工特点。基本掌握加工中心的操作技能、典型零件的加工工艺及手工编程、自动编程的方法等使学生更加适应现代社会的发展。,教学目标,一、知识掌握点掌握加工中心的工作原理和有关组成部 分的作用。掌握零件数控程序的编制方法。掌握加工中心加工工艺及机床操作要领。,教学目标,二、能力训练点掌握加工中心基本操作方法。掌握刀具半径补偿和长度补偿的测量与输入方法。掌握工作坐标系的设定方法。,教学目标,通过实际编程和操作机床来掌握。通过观看教师示范并结合学生自身实践掌握刀具半径补偿和长度补偿的测量及使用方法。,解决方法,教学计划,材料：铸铝、45#钢等教具：计算机、黑板、投影仪等设备：加工中心、空压机、寻边器、等,物质准备,工具：刀具、刀柄、卡尺、螺旋测微器、毛刷、铜锤、 虎钳、棉纱等,物质准备,教学过程目录,模块一数控机床编程与操作基础 模块二零件轮廓的铣削加工 模块三固定循环编程与孔加工 模块四中级综合训练 模块五坐标变换编程 模块六宏程序编程与自动编程 模块七高级综合训练,模块一数控机床编程与操作基础,任务一 认识数控机床及其操作面板,任务二 数控机床的手动操作,任务三 数控程序输入与编辑,思考与练习,模块一:数控机床编程与操作基础,任务一 认识数控机床及其操作面板知识点： 数控机床的组成与分类； 加工中心操作面板上各功能按钮的含义与用途；技能点： 正确使用数控机床操作面板各功能按钮。,模块一数控机床编程与操作基础,任务一 认识数控机床及其操面板,1.认识数控机床,任务一 认识数控机床及其操面板,1.认识数控机床 （1）数控机床的分类 数控机床是指采用数字控制技术按给定的运动轨迹进行自如加工的机电一体化加工设备。按照机床主轴的方向分类，数控机床可分为卧式机床（主轴位于水平方向）和立式机床（主轴位于垂直方向）。按照加工用途分类，数控机床主要有以下几种类型：,数控铣床 用于完成铣削加工或镗削加工的数控机床称为数控铣床。加工中心 加工中心是指带有刀库和刀具自动交换装置的数控机床。数控车床 数控车床是用于完成车削加工的数控机床。数控钻床 数控钻床主要用于完成钻孔、攻螺纹等加工，有时也可完成简单的铣削加工。,任务一 认识数控机床及其操面板,数控电火花成形机床 数控电火花成形机床（即电脉冲机床）是一种特种加工机床。数控线切割机床 数控线切割机床工作原理与电火花成形机床相同，但其电极是电极丝（钼丝、铜丝等）和工件。其他数控机床 数控机床除以上的几种常用类型外，还有数控磨床、数控冲床、数控激光加工机床、数控超声波加工机床等多种形式。,任务一 认识数控机床及其操面板,（2）数控机床的组成 数控机床由机床主体、数控系统、伺服系统三大部分构成。 数控机床主体部分主要由床身、主轴、工作台、导轨、刀库、换刀装置、伺服电动机、数控系统等组成。数控系统由程序的输入/输出装置、数控装置等组成，其作用是接收加工程序等各种外来信息，并经过处理和分配后，向驱动机构发出执行命令。伺服系统位于数控装置与机床主体之间，主要由伺服电动机、伺服电路等装置组成。它的作用是根据数控装置输出信号，经放大转换后驱动执行电动机，带动机床运动部件按约定的速度和位置进行运动。,数控机床的基本组成,加工程序,输入装置,数控系统,机床,伺服系统,辅助控制装置,反馈系统,数控机床的基本组成,（3）数控铣床（加工中心）数控系统介绍FANUC数控系统 西门子数控系统 国产数控系统其他系统2.数控系统面板功能介绍现以青海第一机床厂生产的VC750为例说明面板上各按钮的功能，该机床以FANUC Oi-MATE作为数控系统。,一、系统面板,2.数控系统面板功能介绍现以青海第一机床厂生产的VC750为例说明面板上各按钮的功能，该机床以FANUC Oi-MATE作为数控系统。,系统面板常用按键说明如下：,复位键 按下这个键可以使 CNC 复位或者取消报警等。帮助键 当对MDI键的操作不明白时，按下这个键可以获得帮助。软键根据不同的画面，软键有不同的功能。软键功能显示在屏幕的底端。地址和数字键 按下这些键可以输入字母，数字或者其它字符。,系统面板常用按键说明如下：,切换键 在键盘上的某些键具有两个功能。按下键可以在这两个功能之间进行切换。输入键 当按下一个字母键或者数字键时，再按该键数据被输入到缓冲区，并且显示在屏幕上。要将输入缓冲区的数据拷贝到偏置寄存器中等，请按下该键。这个键与软键中的INPUT键是等效的。,系统面板常用按键说明如下：,取消键 取消键，用于删除最后一个进入输入缓存区的字符或符号。程序功能键：替换键：插入键：删除键,系统面板常用按键说明如下：,功能键 按下这些键，切换不同功能的显示屏幕。光标移动键有四种不同的光标移动键。 这个键用于将光标向右或者向前移动。 这个键用于将光标向左或者往回移动。 这个键用于将光标向下或者向前移动。 这个键用于将光标向上或者往回移动。,系统面板常用按键说明如下：,翻页键 有两个翻页键。 该键用于将屏幕显示的页面往前翻页。 该键用于将屏幕显示的页面往后翻页。,单击右侧屏幕控制文件播放,二、机床操作面板,控制面板常用操作键说明如下：,：为程序保护钥匙，当处在ON时，方可进行程序 的编辑和修改。 ：自动方式选择键，在此工作方式机床自动运行 程序，并对程序进行控制运行。 ：编缉方式选择键，在此工作方式可对所选程序 进行编辑、修改、复制、拷贝、复位。 ：手动数据输入方式选择键，在此工作方式机床 可自动运行在此工作方式所编辑程 序。可改变“模态”有效的代码，可修改机床参数。,：DNC方式选择键，在此工作方式，按程序起动键出现标头“SKP”可使机床在线加工。：机床回参考点方式选择键，在此工作方式按各轴键可使机床回参考点，使机械坐标有效。 ：手动方式选择键，在此工作方式按手动各轴键移动机床，可找正、装夹工件，可手动换刀，可使主轴旋转。：手轮操作方式选择键，在此工作方式用手轮脉冲调节器，可移动机床，可找正工件。,：单段运行方式键，按下此键时指示灯亮，程序进行单段运行。在此工作方式程序一段一段运行，每运行一段程序结束后，程序自动停止，直到再次按下循环起动键，程序才继续运行；再一次按下单段运行键其上指示灯灭，取消该功能。为了安全起见，在换刀过程中不允许单段运行。 ：按下此键时，其上指示灯亮，程序中有跳段标记“ / ”的程序将被跳过。再一次按下该键，其上指示灯灭，取消该功能。 ：按下此键时，其上指示灯亮，此时若运行到M01程序段即可使程序停止。再一次按下该键，指示灯灭，取消该功能。,：空运行功能，按下此键时，其上指示灯亮，程序按G00的速度运行；再一次按下此键其指示灯灭，取消该功能。 ：程序测试功能，按下此键时，其上指示灯亮，程序按正常速度进行，但机床不动；再一次按下此键其指示灯灭，取消该功能。在运行此功能后必须重新回零。 ：循环起动键，按此键，程序按正常设定的进给速度运行，直到结束。 ：循环停止键。,：程序停止键。 ：程序再开按键。 ：在手轮方式下，指示灯亮表示已选择进给量 1，表示手轮每转一格，机床走0.001mm 。选择进给量 10，表示手轮每转一格机床走0.01mm 。选择进给量 100，表示手轮每转一格，机床走0.1mm 。,： 在JOG方式下，主轴正转启动键、 主轴停止键 、 主轴反转启动键(必须具有S值)。 ： (1) 在JOG方式下按下此键，其上指示灯亮，X轴进行正向运动，松开此键，其上指示灯灭，X轴停止运动。(2) 在HOME方式下，按下此键，其指示灯亮，x轴进行回零运动，位后该灯灭。(3) 在便携式手轮时其指示灯亮，表示已选择进给x轴。,： 在JOG方式下按下此键，其上指示灯亮，x轴进行负向运动，松开此键，其上指示灯灭，x轴停止运动。 ： (1) 在JOG方式下按下此键，其上指示灯亮，y轴进行正向运动，松开此键，其上指示灯灭，y轴停止运动。 (2)在HOME方式下，按下此键，其指示灯亮，y轴进行回零运动，位后该灯灭。 (3) 在便携式手轮时其指示灯亮，表示已选择进给y轴。,： 在JOG方式下按下此键，其上指示灯亮，y轴进行负向运动，松开此键，其上指示灯灭，y轴停止运动。 ： (1) 在JOG方式下按下此键，其上指示灯亮，z轴进行正向运动，松开此键，其上指示灯灭，z轴停止运动。 (2)在HOME方式下，按下此键，其指示灯亮，z轴进行回零运动，位后该灯灭。(3) 在便携式手轮时其指示灯亮，表示已选择进给z轴。,：在JOG方式下按下此键，其上指示灯亮，z轴进行负向运动，松开此上指示灯灭，z轴停止运动。 ： 快速运动功能。当各轴回零后， 在JOG方式下按下坐标运动键的同时按下该键其上指示灯亮，轴将以快速度运动，松开该键将以手动速度运动。,任务二 数控机床的手动操作,知识点：数控铣床坐标系的建立；数控铣床手动对刀的方法；用G54指令设定工件坐标系的方法。技能点：数控机床开机与关机操作，手动回参考点操作；手摇进级操作和手动进给操作；对刀操作及设定工件坐标系操作。,1. 数控机床的坐标系,1. 数控机床的坐标系（机床上固有的坐标系） （1）机床坐标系的确定 (机床相对运动的规定) 编程时，假定工件静止，刀具运动，实际恰相反；（2）机床坐标系的规定 在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。,右手笛卡儿直角坐标系决定标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系： 1）大拇指X坐标；食指Y坐标；中指Z 坐标； 2）各指的指向为该坐标的正方向； 3）右手螺旋定则（大拇指的指向为各坐标的正向，四指的旋转方向为旋转坐标的正向） 决定围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标，用A、B、C表示；,2坐标轴方向的确定,2坐标轴方向的确定 （1）Z坐标 规定平行于主轴轴线的坐标为Z坐标；（2）X坐标 从机床正面看， X轴的正向指向右边；（3）Y坐标 确定XZ的坐标的正方向后，用右手直角坐标系确定Y坐标的方向；,3机床原点的设置,（1）机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点，在数控机床的使用说明书上均有说明；（2）数控铣床的原点 在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上 （如下图示）,4机床参考点,（1）机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。 （2）机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。 注意：通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的 ；,（3）数控机床开机时，必须先回零，即确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。 （4）为什么要返回参考点？ 在机床通电后，要在机床上建立唯一的坐标系，而大多数数控机床的位置反馈系统都使用增量式的旋转编码器或者增量式的光栅尺作为反馈元件，因而机床在通电开机后，无法确定当前在机床坐标系中的真实位置，所以都必须首先返回参考点，从而确定机床的坐标系原点。,任务实施,5. 任务实施 开机第一步总是首先进行返回机床参考点（即机床回零）操作。开机回参考点的目的就是为了建立机床坐标系，并确定机床坐标系的原点。,1.机床开与回参考点操作、关电源,（1）机床开电源 通电开机进入系统后的第一件事是接通系统电源，操作步骤如下：1）.按下机床面板上的系统启动键 ，接通电源，显示屏由原先的黑屏变为有文字显示，电源指示灯亮。2）. 旋转急停开关 ，使急停键抬起 。3）.这时系统完成上电复位，可以进行后面的操作,机床开电源及原点复位视频文件,3.这时系统完成上电复位，可以进行后面的操作。（2）回参考点操作手动返回参考点就是用机床操作面板上的按钮或开关，将刀具移动到机床的第一参考点。操作步骤如下：1.在系统操作面板中按下 键。这时数控系统显示屏幕显示三轴坐标；2按软按键所对应的综合坐标 ；,2.在操作选择键中按下回零键 ，这时该键上方的指示灯亮。3.在坐标轴选择键中按下 键， Z轴返回参考点，同时Z回零指示灯亮；4.依次按下键 ，X轴返回参考点，同时X回零指示灯亮；按下键 ，Y轴返回参考点，同时Y回零指示灯亮；,5再将模式改变为手动方式 ， 按键 、 、 ， 将x轴，y轴，z轴分别沿负方向移动一段距离，使主轴离开机床原点位置。（3）机床关电源关机操作步骤如下：1.关机前让主轴停留在工作台中间部位；2按下机床面板上的急停开关，使急停键按下 ；3再按下系统关闭键，关机床电源，切断总电源。,2.手摇进给操作和手动进给操作及设定工件坐标系的操作（1）常采用偏心式寻边器对刀偏心式寻边器是由一条弹簧将偏心轴和测定端连接而成的，其结构如图：单击右图可控制视频播放,采用寻边器对刀，其详细步骤如下： （ 1 ） X 、 Y 向对刀 将工件通过夹具装在机床工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置。 快速移动工作台和主轴，让寻边器测头靠近工件的左侧； 改用微调操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到寻边器发光，记下此时机床坐标系中的 X 坐标值， 如 -310.300 ；,抬起寻边器至工件上表面之上，快速移动工作台和主轴，让测头靠近工件右侧；改用微调操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到寻边器发光，记下此时机械坐标系中的 X 坐标值，如 -200.300 ；若测头直径为 10mm ，则工件长度为 -200.300-（-310.300）-10=100 ，据此可得工件坐标系原点 W 在机床坐标系中的 X 坐标值为 -310.300+100/2+5= -255.300 ；,同理可测得工件坐标系原点在机械坐标系中的 Y 坐标值。（ 2 ） Z 向对刀 卸下寻边器，将加工所用刀具装上主轴； 将 Z 轴设定器（或固定高度的对刀块，以下同）放置在工件上平面上； 快速移动主轴，让刀具端面靠近 Z 轴设定器上表面；,改用微调操作，让刀具端面慢慢接触到 Z 轴设定器上表面，直到其指针指示到零位； 记下此时机床坐标系中的 Z 值，如 -250.800 ； 若 Z 轴设定器的高度为 50mm ，则工件坐标系原点在机械坐标系中的 Z 坐标值为 -250.800-50-（ 30-20）=-310.800 。 （ 3 ）将测得的 X 、 Y 、 Z 值输入到机床工件坐标系存储地址中（ 一般使用 G54-G59 代码存储对刀参数 ）。,4、注意事项 在对刀操作过程中需注意以下问题： （ 1 ）根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差； （ 2 ）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度； （ 3 ）对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险； （ 4 ）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。,二、刀具补偿值的输入和修改,根据刀具的实际尺寸和位置，将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。 需注意的是，补偿的数据正确性、符号正确性及数据所在地址正确性都将威胁到加工，从而导致撞车危险或加工报废。,（2）工件坐标系的设定,（2）工件坐标系的设定 设定工件坐标系的具体操作步骤如下：当刀尖处在工件坐标系原点时，即可设置工件坐标系；按 键，进入参数设置页面；,OFFSETSETTING,按屏幕下的 软键，使屏幕显示出工件坐标系设定画面；将光标移动到 G54的X处。按地址键 、按数字键 ，此时输入缓冲区中显示X0 ；,坐标系,X,0,按软键 ， G54中X的机械坐标值被输入；按 键，光标下移到Y处；按地址键 、 按数字键 ， 此时输入缓冲区中显示Y0 ；按软键 ， G54中Y的机械坐标值被输入，同样方法，G54中Z的机械坐标值被输入，这时G54工件坐标系设定完成。,0,Y,测量,测量,工件坐标系G54设定屏幕显示画面,工件坐标系G54设定屏幕显示画面,任务三 数控程序输入与编辑,知识点：数控编辑常用功能指令；数控程序与程序段格式；数控程序手工输入与编辑方法；数控程序在数控机床上的校验方法。技能点：数控程序的手工输入与编辑；数控程序校验与数控机床绘图功能操作。,1、数控机床编程的概念数控编程：从分析零件图纸到制成数控机床所能识别的数控加工程序的过程，称为数控编程。2、数控机床编程的内容和步骤：3、数控加工程序的结构程序号、程序内容、结束程序,1）分析零件图样2）确定工艺过程3 ) 数值计算,4 ) 编写零件的加工程序单5 ) 程序输入6 ) 程序检验和首件加工,任务实施,1程序、程序段和程序字的输入和编辑程序输入分为手动输入和通信传输。 手动输入是通过操作面板上的功能键及数字键等进行程序输入，这种操作效率低，一般只适合于简短小程序和临时编写的程序；用通信口传输程序，可以大大减少手动输入占用机床的时间，有效的提高了机床的利用率，生产效率也随之提高。 手动输入程序操作步骤：,按编辑键 ， 将模式置于编辑 “EDIT”状态；按 PROG 键，显示程序屏幕；将程序保护开关置为无效处；在NC操作面板上依次输入程序内容：输入程序名O0001按插入键 INSERT此时屏幕显示O0001 EOB INSERT 出现程序序号N10后，将所编第一段程序输入 EOB 出现程序序号N20后，将所编第二段程序输入 ，依此类推输完所有程序段。, 通信传输程序操作步骤：按编辑键 按扩展软键 按READ 软键 输入程序名（例如O0005）按 EXEC软键 此时屏幕右下角处有SKP 标头闪烁，以等待接收外来程序。,2. 程序模拟演示先调出需演示的程序名(例：O0035)；按键，显示出O0035程序；按图形显示 CUSTOM GRAPH 键，选择坐标显示参数XY=0 或 XYZ=4 ；关上安全门；,按程序演示加工键 ；按自动方式键 + 循环加键 ， 即可图形显示模拟，也就是对运动轨迹进行全方位的动态观察；程序检测完成后，机床必须重新回零。3调用程序按编辑键 ，将模式置于编辑EDIT状态；,按PROG键，出现PROGRAM DIRGCTORY程序目录调出需要编辑的程序名（例O0008）；按 键或 检索 软键调出O0008程序。4编辑程序 字的修改。例如将G00改为G01将光标移到G00的位置；输入改变后的字G01；,按ALTER替换键，即将G01替换到G00位置上。 删除某个字。例如：G90 G54 G00 X60. Y0. F300；删除其中的F300；将光标移到该行的F300的位置；按DELET键,即删除F300，光标将自动移到 ; 的位置。 删除某一句程序。, 删除某一句程序。例如：O0023；N10 G90 G54 G00 X-100. Y-110. ； N20 G43 H1 Z150. M03 S500 ；N30 G00 Z20. ；N40 G01 Z-10. F180 ；.将光标移到要删除的程序段的第一个字N20的位置；按 EOB键；,按DELE键，即删除整个程序段N20。 删除某一段程序。将光标移到删除的程序段的第一个字N20的位置；输入N40；按DELET键，即删除程序段N20至N40段。, 删除整段程序。程序目录名画面；输入欲删除的程序名（例：O0008）；按DELET键，即删除O0008整段程序。 (6).插入字.例：G01 X50. Y60. F500 ；在上面语句中插入G41 D1，改为下面形式：G01 G41 D1 X50. Y60. F500,将光标移动到要插入字的前一个字的位置G01；输入要插入的字G41 D1 ；按INSERT插入键 ；即改为G01 G41 D1 X50. Y60. F500 插入一个程序段例如：N10；N20；之间插入程序句N15。,将光标移到N10的末尾处；按 EOB键；按 INSERT键；此时在N10程序与N20程序直间会插入符号 ；输入N15程序句；按ALTER键，即将N15程序插入。,取消一个字。在编辑程序的过程中，如有错误需取消一个字时，例如： G90 G54 G00 X150. Y78. 改为Y87.按下取消一个字 CNA的按键删除最后一个进入输入缓冲区的字符或符号。,思考与练习,1.什么叫机床坐标系？如何确定数控铣床坐标系的方向？2.什么叫编程坐标系？如何确定编程坐标系原点？3.数控机床安全操作规程有哪些内容？4.如何进行机床回参考点操作？开机后的回参考点操作有何作用？5.简要说明对刀操作的过程。6.什么是数控编程，数控编程的内容和步骤有哪些？7.写出一个完整的数控程序段，并说明各部分的组成。8.什么叫代码分组？什么叫模态代码？什么叫开机默认代码？9.如何进行删除数控系统内存储器中所有程序的操作？10.如何进行机床锁住校验和机床空运行校验？,模块二零件轮廓的铣削加工,任务一 平面槽铣削加工,任务二 外形轮廓铣削加工,任务三 子程序编程与外形轮廓铣削加工,思考与练习,模块二 零件轮廓的铣削加工,任务一 平面槽铣削加工知识点：数控加工及数控编程规划；数控编程常用指令的含义；数控铣削程序开始与程序结束的基本格式。技能点：数控编程方法；数控刀具的安装；简单零件的数控铣加工方法；数控机床的自动运行操作。,（1）数控加工的概念 数控加工是指在数控机床上进行自动加工零件的一种工艺手段。数控加工的实质是：数控机床按照事先编制好的加工程序并通过数字控制加工过程，自动地对零件进行加工。数控机床的加工过程是：将所需的多个操作步骤(如机床的启动或停止、主轴的变速、工件的夹紧或松开、刀具的选择和交换、切削液的开或关等)和刀具与工件之间的相对位移，以及进给速度等都用数字化的代码来表示，按规定编写零件加工程序并送入数控系统，经分析处理与计算后发出相应的指令控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。,1.数控加工,（2）数控加工的内容 一般来说，数控加工流程主要包括以下几方面的内容：分析零件图样，确定加工方案 对所要加工的零件技术要求进行分析，选择合适的加工方案，再根据加工方案选择合适的数控加工机床。工件的定位与装夹 根据零件的加工要求，选择合理的定位基准，并根据零件批量、精度及加工成本选择合适的夹具，完成工件的装夹与找正。刀具的选择与安装 根据零件的加工工艺性与结构工艺性，选择合适的刀具材料与刀具种类，并完成刀具的安装与对刀，并将对刀所得参数正确设定在数控系统中。,编制数控加工程序 根据零件的加工要求，对零件进行编程，并经初步校验后将这些程序通过控制介质或手动方式输入机床数控系统。试切削、试运行并校验数控加工程序 对所输入的程序进行试运行，并进行首件工件的试切削。试切削一方面用来对加工程序进行最后的校验，另一方面用来校验工件的加工精度。数控加工 当试切的首件工件经检验合格并确认加工程序正确无误后，便可进入数控加工阶段。工件的验收与质量误差分析 工件入库前，先进行工件的检验，并通过质量分析，找出误差产生的原因，得出纠正误差的方法。,（3）数控加工对象数控铣床加工对象 平面类零件 变斜角类零件 曲面类零件加工中心加工对象既有平面又有孔系的零件结构形状复杂的零件外形不规则的异形零件其他类零件,任务二 外形轮廓铣削加工 知识点：刀具半径补偿及其编程方法；编制数控程序的规范性和正确性；轮廓铣削加工用刀具知识。技能点：采用半径补偿方式编写数控铣加工程序；选择数控铣床刀具及相应的切削用量；分析加工工件表面粗糙度及其影响因素；设定刀具半径补偿参数的方法。,任务二 外形轮廓铣削加工,知识点：子程序的概念、格式和编程方法；轮廓分层切削的加工方法；精加工余量的确定方法；数控机床常用夹具。技能点：运用子程序编写数控铣加工程序；工件在平口钳中的装夹与校正；尺寸精度的检验与误差分析。,任务三 子程序的编程与外形轮廓铣削加工,数控铣编程中的子程序子程序的定义 机床的加工程序可以分为主程序和子程序两种。 所谓主程序是一个完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主体部分，它和被加工零件或加工要求一一对应，不同的零件或不同的加工要求，都只有唯一的主程序。 在编制加工程序时，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现,或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。子程序通常不可以作为独立的加工程序使用，它只能通过调用，实现加工中的局部动作。子程序执行结束后，能自动返回调用的主程序中。,（2）子程序格式如下O0100；N10 G91 G01 Z-2.0;N80 G91 G28 Z0;N90 M99;子程序则用M99指令表示子程序结束。,（3）子程序的调用格式格式一 M98 PL子程序的执行过程可表示为：主程序：O0001； 子程序：N10； O01OO；N20 M98 P0100； N30； M99； O0200；N60 M98 P0200 L2； M99；N100 M30；子程序的应用,实现零件的分层切削 当零件在某个方向上的总切削深度比较大时，可通过调用该子程序采用分层切削的方式来编写该轮廓的加工程序。例：在立式加工中心上加工凸台外形轮廓，Z向采用分层切削的方式进行，每次Z向背吃刀量为5mm，试编写其数控铣削加工程序。,其加工程序如下：O0001； (主程序)G90 G94 G40 G21 G17 G54；G91 G28 Z0；G90 G00 X-40.0 Y-40.0; （XY平面快速点定位） Z-20.0;M03 S1000 M08;,分层切削加工零件,G01 Z0.0 F50; （刀具下降到子程序Z向起始点）M98 P100 L2; （调用子程序2次）G00 Z50.0 M09;M30;O100; （子程序）,G91 G01 Z-5.0; （刀具从Z0或Z-5.0位置增量向下移动5mm）G90 G41 G01 X-20.0 D01 F100; (建立左补刀，并从轮廓切线方向切入，如图所示轨迹11或21) Y25.0; （轨迹12或22） X25.0; （轨迹13或33） Y-25.0; (轨迹14或44) X-40.0; （沿切线切出，轨迹15或55）G40 Y-40.0; （取消刀布，轨迹16或66）M99; （字程序结束，返回主程序） 同平面内多个相同轮廓工件的加工 在数控编辑时，只编写其中一个轮廓的加工程序，然后用主程序调用。,毛坯70mm X 60mm X 18mm, 六面已粗加工过，要求铣出图示凸台及槽，工件材料为45钢,实例,R10,一、根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线1、用已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件左右两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上 2、工序顺序：（1）加工凸台(分粗、精铣）,（2）加工槽(分粗、精铣）,二、选择机床设备三、选择刀具采用直径12 mm的平底立铣刀（高速钢），并把刀具的半径输入刀具参数表中(粗加工R=6.5、精加工取修正值）四、确定切削用量精加工余量0 .5mm主轴转速500 r/min进给速度40mm/min,五、确定工件坐标系和对刀点,五、确定工件坐标系和对刀点1、在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向经工件表面为工件原点，建立工件坐标系。图示2、采用手动对刀方法把O点作为对刀点。,六、编写程序,安全平面设为5mm,（1）加工凸台,G54G40G49G80G0X-50Y-50S500M03,G43Z5H01G1Z-4F40,G41X-30Y-35D02M08,Y15,G02X-25Y25R10,接前页,G01X20,G02X30Y15R10,G01Y-15,G02X20Y-25R10,G01X-20,G02X-30Y-15R10,G03X-40Y-5R10,G40G01X-50Y-50M09,G0Z5G49Z100M30,（2）加工槽,G54G40G49G80G0X0Y-50S500M03,G43Z5H01G1Z-4F40,G41X8Y-35D02M08,Y-8,X15,G03Y8R10,G1X8,Y35,接前页,X-8,Y8,X-15,G03Y-8R8,G1X-8,Y-35,G40X0Y-50M09,G0Z5G49Z100M30,思考与练习,1.数控铣床和加工中心的加工对象各有哪些？2.FANUC系统常用的返回参考点指令有哪些？这些指令各有何不同？3.M02、M05、M30指令的功能是什么？它们相互间有何联系？4.我国常用的加工中心刀柄系列有哪些？如何确定刀柄号？5.什么是刀具半径补偿？刀具半径补偿通常分成哪两种形式？6.在选择切削用量时，应考虑哪些因素？这些因素对切削用量有何影响？7.什么是子程序？子程序有何特点？子程序调用应注意哪些问题？8.如何进行平口钳装夹与校正？如何进行压板的装夹与校正？9.数控铣削加工过程中，影响精加工余量的因素有哪些？如何确定精加工余量？10.如何选择内外轮廓的切入、切出方向？11.什么是顺铣？什么是逆铣？各有何特点？12.简要说明三爪自定心卡盘的找正过程？13.数控铣削加工时，影响尺寸精度的因素有哪些？,模块三 固定循环编程与孔加工,任务一 钻、锪与铰孔加工,任务二 镗孔与攻螺纹加工,思考 与 练习,模块三 固定循环编程与孔加工,任务一 钻、锪与铰孔加工知识点：数控加工固定循环的基本概念；孔加工固定循环的基本指令格式；钻、锪、铰孔固定循环的指令格式；孔加工路线的确定方法。技能点：孔加工方法的选择；孔加工刀具的选择；孔加工固定循环程序的编制；孔的测量及孔加工精度及误差分析。,任务二 镗孔与攻螺纹加工,知识点：镗孔与攻螺纹加工固定循环编程的方法；镗孔与攻螺纹的加工工艺；镗孔与攻螺纹加工用刀具；镗孔与攻螺纹加工的精度测量方法。技能点：控制镗孔尺寸；编制镗孔类零件的加工程序；镗孔与攻螺纹精度分析。,固定循环功能(点击下面屏幕控制视频播放）,固定循环的基本动作固定循环指令通式固定循环指令介绍 钻孔循环指令镗孔循环指令螺纹循环指令取消固定循环指令,固定循环六个动作,动作1x轴和y轴定位： 使刀具快速定位到孔加工的位置。,动作2快进到R点： 刀具自起始点快速进给到R点。,动作3孔加工：以切削进给的方式执行孔加工的动作。(Z点）,动作4孔底动作：包括暂停、主轴准停、刀具移动等动作。,动作5返回到R点：继续加工其它孔时，安全移动刀具。,动作6返回起始点：孔加工完成后一般应返回起始点。,【刀具返回指令】,2、固定循环指令通式,式中：G孔加工固定循环（G73G89）。 X、Y孔在xy平面的坐标位置（绝对值或增量值）。 Z孔底的Z坐标值（绝对值或增量值） 。 RR点的Z坐标值（绝对值或增量值） 。 Q每次进给深度（G73、G83）；刀具位移量（G76、G87）。 P暂停时间，ms。 F切削进给的进给量,mm/min。 L固定循环的重复次数。只循环一次时L可不指定。,注意： G73G89是模态指令。 G01G03取消。 固定循环中的参数（Z、R、Q、P、F）是模态的。 在使用固定循环指令前要使主轴启动。 固定循环指令不能和后指令M代码同时出现在同一程序段。 在固定循环中，刀具半径尺寸补偿无效，刀具长度补偿有效。当用G80取消固定循环后，那些在固定循环之前的插补模态恢复。,3、固定循环指令介绍,（1）钻铰循环指令,1）高速深孔啄钻循环指令格式：G73 X Y Z R Q F ； 式中：Q每次进给深度（23）。,2）钻孔循环指令,格式：G81 X Y Z R F ；,3）沉孔钻削循环指令,格式：G82 X Y Z R P F ；式中：P孔底暂停时间（ms）。,4）深孔啄钻循环指令,格式：G83 X Y Z R Q F ；式中： Q每次进给深度。,5）铰孔循环指令,格式：G85 X Y Z R F ；,加工图示工件的5个孔，分别用G81和G83编程。,G81（增量方式）编程：G90 G54 G00 X0 Y0 Z100. S200 M03；G91 G99 G81 X10. Y-10. Z-30. R-95. F150；Y30.；X10. Y-10.；X10.；G98 X10. Y20.；G80 X-40. Y-30. M05；M30；,G83（绝对方式）编程：G90 G54 G00 X0 Y0 Z100. S200 M03；G99 G83 X10. Y-10. Z-25. R-5. Q5.0 F150；Y20.；X20. Y10.；X30.；G98 X40. Y30.；G80 X0. Y0. M05；M30；,【例】,加工图示工件的5个孔，用G82编程。,G82（增量方式）编程：G90 G54 G00 X0 Y0 Z100. S200 M03；G91 G99 G82 X20. Y30. Z-30. R-95. P1000 F120；X20. Y10. L3；G80 Z95.；X-80. Y-60.；M30；,1）精镗孔循环指令格式：G76 X_ Y _ Z _ R_ Q_ P_ F_ ； 式中：Q刀具移动量（正值、非小数、1.0）。 P孔底暂停（ms)。,（2）镗孔循环指令,格式：G86 X Y Z R F ；,2）镗孔循环指令,（3）攻螺纹循环指令,1）攻左旋螺纹循环指令格式：G74 X_ Y _ Z _ R_ F_ ； 式中：F攻螺纹的进给速度（/min）， vf（mm/min)=螺纹导程P(mm) 主轴转速n（r/min）。,格式：G84 X Y Z R F ；,2）攻右旋螺纹循环指令,（4）取消固定循环指令,格式：G80； 注意：当用G80取消孔加工固定循环后，固定循环指令 中的 孔加工数据也被取消。那些在固定循环之前 的插补模态恢复。,思考与练习,1.什么是初始平面、R点平面和孔底平面？如何定义这几个平面的Z向高度？2.执行固定循环时，刀具从孔底平面返回的方式有哪几种？在程序中如何进行定义？3.试写出G83指令的格式，并简要说明其动作的执行过程。4.如何确定孔加工过程中的导入量和超越量？5.如何进行孔的尺寸精度和孔距的测量？6.镗孔过程中需解决的关键问题是什么？如何解决？7.如何确定攻螺纹时的底孔直径？8.影响镗孔质量的因素有哪些？如何提高镗孔质量？,模块四 中级综合训练,任务一 数控铣床/加工中心中级综合练习,思考与练习,模块四 中级综合训练,任务一 数控铣床/加工中心中级综合练习知识点：加工中心的换刀程序；刀具长度补偿编程及参数设定方法；加工中心加工阶段的划分方法；加工中心工序与工步的划分方法；简单零件的数控铣加工方法。技能点：加工中心MDI方式换刀及长度参数的设定；确定零件加工的加工工艺；编写零件的加工程序。,1.加工中心自动换刀系统,采用加工中心自动换刀加工零件时，通常将系统中工作坐标的Z参数值设定为0，而将每一把刀对刀所得到的机床坐标系Z坐标值输入刀具长度补偿参数之中。1.加工中心自动换刀系统（1）换刀动作刀具选择 刀具选择是将刀库上某个刀位的刀具转到换刀的位置，为下次换刀做好准备。,刀具换刀前的准备主轴回到换刀点 在Z方向上，由于刀库的Z向高度是固定的，所以其Z向换刀点位置也是固定的，该换刀点通常位于靠近Z向机床原点的位置。主轴准停 在进行换刀前，必须实现主轴准停，以使主轴上的两个凸起对准刀柄的两个卡槽。切削液关闭 换刀前通常需要“M09”指令关闭切削液。,刀具的交换 （2）加工中心常用换刀程序带机械手的换刀程序 带机械手的换刀程序格式为：TM06该指令格式中，T指令在前，表示选择刀具。M06指令在后，表示通过机械手执行主轴中刀具与刀库中刀具的交换。不带机械手的换刀程序 当加工中心的刀库为转盘式刀库，且不带有机械手时，其换刀程序为：,M06 T07注意：该指令格式中的M06指令在前，T指令在后，且指令中的“M06”指令和“T”指令不可以前后调换位置。如果调换位置，则在指令执行过程出现程序出错报警现象。 执行该指令时，同样先自动完成换刀前的准备动作，再执行M06指令，主轴上的刀具放入当前刀库中处于换刀位置的空刀位；然后刀库转位寻刀，将7号刀具转换到当前换刀位置，再次执行M06指令，将7号刀具装入主轴。这种方式的换刀，在每次换刀过程中要执行两次刀具交换。,交换刀具方法 对于24把（BT4024D4CH02）圆盘式刀库操作步骤：1） 自动及MDI方式：自动及MDI方式下的刀具交换是通过 M06 T 指令实现，无需人为操作。AUTO方式下编程格式举例如下：M15T（例 T1） 准备1号刀G30Z0M19； Z轴回第二参考点，主轴定向M06 T（例 T2） 把1号刀换到主轴上，并准备2号刀 1号刀的加工程序,G30Z0M19M06 T（例 T3） 把2号刀换到主轴上1号刀送回刀库，并准备3号刀 2号刀的加工程序G30Z0M19 M06 T0 把3号刀换到主轴上，并准备空刀套 3号刀的加工程序 G30Z0M19M16 把3号刀送回刀库M30 程序结束为了保证正确、安全地交换刀具请按照以上举例格式编制加工程,2） 手动方式：1）将工作方式转换JOG方式下：2）手动或自动使主轴定向完成；3）按下位于主轴上的松刀