数控技术实训作业指导手册

数控技术实训作业指导手册一、实训目标（一）知识目标1.理解数控加工原理与工艺特点，掌握G代码（如G01、G02）、M代码（如M03、M30）等核心编程指令的逻辑与应用场景。2.熟悉数控车床、铣床的结构组成与工作流程，能独立设置设备参数（如主轴转速、进给速度）。3.掌握零件加工工艺分析方法，可根据图纸规划装夹方式、刀具选择及切削参数方案。（二）技能目标1.熟练完成数控设备的开机调试、回零操作、工件装夹与刀具安装，规范执行对刀流程并验证精度。2.独立编写中等复杂程度的零件加工程序（含手动编程与CAM软件辅助编程），并通过仿真或试切验证程序合理性。3.完成典型零件的数控加工实操，确保尺寸精度、形位公差及表面质量符合工艺要求，能运用卡尺、千分尺等量具检测精度。4.具备设备故障初步排查能力，能规范处理加工中的异常情况（如撞刀、报警、尺寸超差）。二、实训准备（一）设备与工具1.数控设备：数控车床（如CK6140系列）、数控铣床（如XK7132系列）；配套数控系统（如FANUC0i、西门子808D）。2.通用工具：扳手（内六角、呆扳手）、螺丝刀、磁力表座；量具（游标卡尺、外径千分尺、百分表）。3.专用刀具：车床刀具（外圆车刀、切断刀）；铣床刀具（立铣刀、键槽铣刀）；刀具刀柄（BT40/BT30系列）。（二）材料与耗材1.加工材料：铝合金棒料、45#钢棒料/板材（尺寸如Φ50×150mm、100×100×20mm）。2.耗材：切削液（乳化液）、砂纸（800#-1200#）、防锈油。（三）软件与资料1.编程软件：数控仿真软件（如斯沃仿真）、CAM软件（如UGNX、Mastercam）。2.技术资料：数控系统操作手册、刀具手册、实训指导书（含零件图纸、工艺卡模板）。三、实训内容与操作步骤（一）模块一：数控编程基础实训1.编程指令学习解析G00（快速定位）、G01（直线插补）、G02/G03（圆弧插补）等核心指令的格式、参数含义，结合设备操作验证效果（如G00X50Z5的运动轨迹）。分析M03（主轴正转）、M08（切削液开）、M30（程序结束）等辅助指令的逻辑，明确其与加工流程的关联。2.手工编程实操以轴类、轮廓类零件为例，按“工艺分析→刀具选择→指令编写→程序校验”流程编程。例如，轴类零件需规划外圆、台阶、螺纹的加工顺序，合理设置F（进给）、S（转速）、T（刀补）参数。学习子程序调用（如O9000）、变量编程（如#1=#2+#3）简化复杂轮廓编程，通过仿真软件验证轨迹，修正逻辑错误。（二）模块二：数控车床操作实训1.设备开机与调试按“总电源→数控系统电源→伺服电源”顺序开机，检查急停按钮、冷却液液位；执行回零操作（Z轴→X轴），观察坐标轴运动是否平稳。2.工件装夹与刀具安装用三爪卡盘装夹工件，铜棒敲击找正（同轴度≤0.02mm）；长轴类零件需用跟刀架辅助支撑。清洁刀架与刀柄，安装对应刀具（如外圆车刀装于1号刀位），通过试切法设置刀具长度补偿（Z向）与半径补偿（X向），记录刀补值。3.程序输入与加工MDI模式输入简单程序（如`G00X50Z5;G01X40Z-2F0.2S1000M03`），验证主轴、进给运动；USB导入完整程序，检查指令逻辑。加工流程：空运行（验证轨迹）→单段执行（观察首件）→试切（测量修正刀补）→自动加工（佩戴防护眼镜，保持安全距离）。4.设备关机与维护加工结束后，G00回退刀具，关闭主轴、切削液；按“伺服电源→数控系统电源→总电源”顺序关机，清理切屑、擦拭导轨，添加导轨油。（三）模块三：数控铣床/加工中心操作实训1.坐标系与对刀建立工件坐标系（G54-G59），通过寻边器确定X/Y轴零点（精度≤0.01mm）；Z轴对刀采用刀具接触工件上表面，设置Z向零点。2.刀具路径与加工策略型腔、轮廓类零件规划“粗加工→半精加工→精加工”流程：粗加工分层切削（留0.2-0.5mm余量），精加工顺铣（提高表面质量）。孔加工选择合理循环指令：深孔用G83（啄钻），浅孔用G81（普通钻），攻丝用G84（需匹配S与F参数）。（四）模块四：综合零件加工实训工艺分析：以带槽轴、箱体类零件为例，分析加工难点（如薄壁、深腔），制定“先粗后精、先主后次”的工艺路线，填写工艺卡（含工序号、加工内容、刀具、参数）。编程与加工：结合手工编程与CAM软件生成刀路，优化走刀路径（减少空行程）；加工后用三坐标或量具检测关键尺寸，分析误差（如刀具磨损、切削振动）并优化工艺。四、安全操作规程（一）设备操作安全1.开机前检查：确认急停按钮按下，刀具/工件装夹牢固；严禁带手套操作旋转部件（如卡盘、主轴）。2.加工过程：切屑用毛刷清理（禁止用手）；听到异响或报警时，立即按下急停按钮。（二）用电与防护安全1.电气安全：禁止湿手操作开关，设备接地良好；漏电时先切断总电源。2.个人防护：佩戴防护眼镜、工作鞋，长发束起；切削时禁止佩戴手套。（三）应急处理火灾：用干粉灭火器扑灭电气火灾（禁止用水）；烫伤/划伤：立即用急救箱处理，严重时送医。设备故障：记录报警代码，联系维修人员，禁止擅自拆卸设备。五、常见问题与解决方法（一）编程与仿真问题1.程序报警（如“P/S001程序格式错误”）：检查程序段是否以“；”结束，指令格式是否正确（如G01需带X、Z坐标）。2.仿真轨迹错误：确认工件坐标系与编程坐标系一致，修正刀具补偿值（D/H值）。（二）加工精度问题1.尺寸超差（如外圆偏大）：检查刀具磨损（更换/刃磨），修正刀补值（如X向刀补减少0.02mm）。2.表面粗糙度差：优化切削参数（提高S、降低F），确保冷却液充足（防止积屑瘤）。（三）设备操作问题1.撞刀：立即急停，检查刀具/工件损坏情况；重新对刀，优化程序（增加G00安全距离）。2.主轴异响：检查皮带松紧，清理主轴锥孔，更换润滑脂。六、实训考核与评价标准（一）过程考核（40%）1.操作规范性：设备开机/关机、装夹/对刀流程的合规性，违反安全规程一次扣5分。2.问题处理能力：对报警、撞刀的排查效率，能独立解决基础问题得15分，需协助解决扣5-10分。（二）结果考核（60%）1.零件精度：关键尺寸（如孔径、轴径）超差±0.05mm扣3分，±0.1mm扣5分，严重超差（＞0.1mm）此项不得分。2.表面质量：表面粗糙度（Ra值）、毛刺情况，Ra超差扣3分，明显毛刺扣2分。3.工艺合理性：工艺卡编制、刀具选择的科学性，存在明显错误（如刀具干涉）扣5-10分。（三）综合评价