《数控车床基本操作》-项目一数控车床基本操作任务五数控车床MDI操作与对刀操作

【能力目标】能进行MDI手动数据输入操作；会数控车床对刀方法及验证方法；会处理简单的数控车床报警；【知识目标】掌握工件坐标系及建立方法；掌握可设定的零点偏置指令；掌握主轴正反转、主轴转达速指令；掌握尺寸功能、刀具功能等指令；数控车床工件坐标系与机床坐标系【知识学习】机床坐标系零点偏置情况程序指令（一）可设定的零点偏置指令G54、G55、G56、G57、G58、Ｇ59等（二）主轴转速功能指令S（Spindle）功能，也称主轴转速功能。作用是控制主轴的转速。单位用G96（恒线速）和G97（恒转速）两种方式指定。（机床通电后默认为G97功能）G97：恒转速。格式：G97S---，表示每分钟主轴转数。如：G97S1000；表示主轴每分钟转数为1000转恒定不变。单位为r/min。G96：恒线速。格式：G96S---，表示切削点的线速度不变。即切削时工件上任一点的切削速度是固定的。如：G96S150，表示切削速度恒为150m/min。此时转速会由数控系统自动控制做相应变化。公式为：mm/s。单位：为m/min由刀具的耐用度决定，d为mm，n为r/min例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。对图中所示的零件，为保持ABC各点的线速度在150m/min，则各点在加工时的主轴转速分别为：由=nd/1000得n=1000/d故A点转速=1000×150/×40=1193r/minB点转速=1000×150/×60=795r/minC点转速=1000×150/×70=682r/min（三）主轴正（反）转功能指令代码及功能：M03（或M3）：表示主轴正转；

M04（或M4）：表示主轴反转。M03、M04指令一般与S功能指令结合在一起使用。例如，G97M03S1000；表示主轴正转1000r/min。（四）尺寸指令地址：X、Y、Z，此外还有U、V、W、A、B、C、I、J、K等。1．第一组X、Y、Z、U、V、W用于确定终点的直线坐标尺寸；2．第二组A、B、C用于确定终点的角度坐标尺寸；3．第三组I、J、K用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在法那克系统中，还可用R指令指定圆弧的半径。功能：表示机床上刀具运动到达的坐标位置或转角。尺寸有米制与英制之分。G20表示英制，G21表示米制。其中米制用毫米表示，英制用英寸表示。（五）刀具进给功能F（Feed）功能：也称进给功能，作用是指定刀具的进给速度。单位用G98（每分钟进给量）和G99（每转进给量）指定。格式：F--；G99：每转进给量，表示主轴每转一转刀具进给量。如：G99F0.2；表示主轴每转一转刀具进给0.2mm。即相当于F=0.2mm/r。G98：每分钟进给量，表示每分钟刀具进给量。如：G98F100；表示刀具进给速度为F=100mm/min。两者区别见图1-43与1-44。图1-43G98进给量（单位:mm/min）图1-44G99进给量（单位：mm/r）（六）刀具功能指令T（Tool）功能，也称刀具功能，作用是指定刀具和刀具补偿格式有两种：

T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码T--，第一位是刀具号，第二位是刀具补偿号（包括刀具偏置补偿、刀具磨损补偿、刀尖圆弧补偿、刀尖刀位号等。）T后面通常有四位数表示所选择的刀具号码T----，前两位是刀具号，后两位是刀具补偿号。如：T11表示选择1号刀执行1号补偿值。T13表示选择1号刀执行3号补偿值。T0101表示选择1号刀执行1号补偿值。T0205表示选择2号刀执行5号补偿值。如果取消刀补用Tx0或Txx00。在仿真中换刀时一般执行Txx00。对刀操作对刀操作是数控加工的重要操作，通过车刀刀位点的试切削，测出工件坐标系在机床坐标系中的位置，将其存储到G54等零点偏置寄存器或刀具长度补偿中，运行程序时调用存储器中数值。数控车床的对刀方法主要有试切对刀法、机械对刀仪对刀法、光学对刀仪法和自动对刀法等。其中试切对刀法是数控车削加工中应用最多的一种对刀方法，下面主要介绍试切对刀法，示意图如下所示。【实施训练】一、MDI手动输入操作步骤（1）按MDI键，使机床运行于MDI工作模式；（2）按程序键，出现如图1-46程序输入窗口；（3）按[MDI]软键，自动出现程序名“O0000”；（4）输入程序，例如“M03S600”；（5）按数控启动键，运行程序；（6）如遇M02或M30指令停止运行或按复位键结束。图1-46法那克系统MDI方式程序输入窗口二、试切法对刀及检验方法1．工件装夹取Ф50×70mm45钢毛坯，装夹在三爪自定心卡盘上，伸出50mm左右，用划线盘校正后用卡盘扳手旋紧三爪自定心卡盘，夹紧工件。2．刀具装夹按要求把外圆车刀装入刀架1号刀位并夹紧。3．对刀操作对刀操作是数控加工的重要操作，通过车刀刀位点的试切削，测出工件坐标系在机床坐标系中的位置，将其存储到G54等零点偏置寄存器或刀具长度补偿中，运行程序时调用存储器中数值。数控车床的对刀方法主要有试切对刀法、机械对刀仪对刀法、光学对刀仪法和自动对刀法等。试切对刀法，示意图如1-47所示。

图1-47试切法对刀示意图Z向试切对刀X向试切对刀（1）使用G54、G55、G56、G57、G58、G59等零点偏置指令对刀工件坐标系建立在工件右端面轴线上，通过对刀将工件坐标系在机床坐标系中偏置距离测量出来输入、存储到G54中。(2)使用刀具长度补偿对刀车床加工零件时，一般使用多把刀具完成，若采用零点偏置指令对刀时，需一把车刀设置在一个零点偏置指令中，使用时不太方便，故车床加工常采用刀具长度补偿对刀，通过对刀将工件坐标系原点在机床坐标系中位置测出并输入到刀具长度补偿等寄存器中，运行程序时调用该刀具长度补偿，使刀具在工件坐标系中运行。此时一般把G54、G55等零点偏置指令中X、Z值先全部清零。机外对刀仪对刀机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z方向的距离利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用，如右图所示。

自动对刀自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值自动对刀过程如右图所示。其他对刀方法光学对刀仪对刀外径千分尺内径千分尺万能游标角度尺常用测量工具两用游标卡尺由尺身3和游标5组成选松螺钉4，移动游标调节内外量爪开档大小进行测量下量爪1用来测量工件外径或长度尺寸上量爪2用来测量工件孔径或槽宽深度尺用来测量工件的深度测量前先检查并校对零件游标卡尺读数精度分0.02mm和0.05mm等级游标卡尺测量轴段尺寸的方法游标卡尺测量孔深尺寸的方法游标卡尺测量孔径尺寸的方法外径千分尺测量范围分为0～25mm；25～50mm；50～75mm；75～100mm四种外径千分尺由尺架1、座2、测微螺杆3、锁紧装置4、微分筒6、测力装置5组成外径千分尺在测量前，必须先检查并校对零件。如果零件不准确，可用专用扳手转动固定套管。当零件偏离较大时，可松开紧固螺钉，使测微螺杆3与微分筒6转动，再转动微分筒，对准零件读数外径千分尺的读数分三步：先读出微分筒左边固定套筒中露处刻线整数与半毫米数值接着读出微分筒上与固定套管上基线对齐刻线的小数值然后将所读整数和小数相加，既为被测零件的尺寸例如：使用25～50mm的外径千分尺固定套筒上的刻线读数值为32.5mm，微分筒上的刻线读数值为0.35mm,此时实际测量值为:32.5mm+0.35mm=32.85mm外径千分尺测量小零件尺寸的方法外径千分尺在车床上测量零件尺寸的方法不准在转动的工件上进行测量，还应该注意温度的影响内孔千分尺螺纹千分尺一般用来测量三角螺纹的中径螺纹千分尺由尺架1、固定螺母2、下测量头3、上测量头4、测微螺杆5组成螺纹千分尺测量螺纹尺寸的方法测量时选用一套与螺纹牙形角相同的上、下两个修理头，让两个测量头正好卡在螺纹的牙侧上，此时螺纹千分尺的读数就是螺纹的中径尺寸百分表主要用于测量工件的形状和位置精度常用的百分表有钟表式和杠杆式百分表的测量范围分为0～0mm；0～5mm；0～10mm钟表式百分表可以测量径向圆周跳动、端面垂直度、径向圆周跳动、端面圆周跳动对刀操作注意事项1．对刀练习中，刀具接近工件外圆面、端面时，进给倍率应调至较小，一般为1%--2%；进给倍率过大会损坏刀具或机床设备；2．对刀前应注意确定刀具在刀架中