《数控铣》实训教案.pdf

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1、数控加工技术实训教案数控加工技术实训教案平江县职业技术学校机械教研组平江县职业技术学校机械教研组20072007 年年 3 3 月月一一、数数车车部部分分任务和目的任务和目的学习数控车床的编程和操作加工，通过该门课程的学习，要求学生能够独立地完成典型零件的工艺处理、数值计算，以及编制出合理的加工程序，并能完成操作加工。(总学时：72)实实训训 1 1 数数控控车车床床基基本本操作操作学时：6一一、教教学学目目的的和和要要求求1.了解数控车床的安全操作规程2.掌握数控车床的基本操作及步骤3.掌握数控车削中的基本操作技能4.培养良好的职业道德二二、重重点点难难点点1.数控车床的安全操作规程2.数控

2、车床程序的存储与传递3.程序的模拟运行三三、实实训训内内容容1.数控车床安全操作规程2.数控车床的操作面板与控制面板3.数控车床的基本操作 数控车床的启动和停止；启动和停止的过程 数控车床的手动操作：手动操作回参考点、手动连续进给、增量进给、手轮进给 数控车床的 MDI 运行；MDI 的运行步骤 数控车床的程序和管理一一、实实训训设设备备CK6032 数控车床12 台二二、实实训训步步骤骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书三三、小小结结本课题对数控车床（CK6032）操作的有关基本知识、基本操作方法和步骤，做了详细的阐述，这是数控车床加工的一项主要内容。要求学生掌握数控车床的启动和停止、程

3、序的管理与编辑、学会在 MDI 方式下的程序运行，并能熟练的进行手动操作，为后续的加工打下基础。实实训训 2 2 数数控控车车床床的的装装刀刀、对对刀刀操操作作及及零零件件加加工工学时：6一一、教教学学目目的的和和要要求求1.熟练掌握装刀、装工件的方法2.熟练掌握试切对刀的方法3.通过对零件的加工，了解数控车床的工作原理及操作过程二二、重重点点难难点点1.零件的加工2.熟练掌握试切对刀的方法三三、实实训训内内容容加工零件如下图，毛坯外径30120 的 45#钢，编制数控加工程序。四四、实训设备、材料及工具实训设备、材料及工具1.CK6032 数控车床12 台2.游标卡尺 0125mm各 1 把

4、3.90偏刀各 1 把4.零件毛坯45#钢若干五五、实训步骤实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六六、小小结结本课题是数控车床加工的重要环节，必须熟练掌握装刀、装工件的方法，熟练掌握试切对刀的方法。实实训训 3 3数数控控车车床床零零件件程程序序编编制制及及模模拟拟加加工工训训练练学时：18一一、教教学学目目的的和和要要求求1.熟练掌握数控车床操作面板上各按键的功用及使用方法2.掌握 G00、G01、G80、G81 指令的应用和手工编程方法3.掌握 G02、G03 指令与 G01、G00 指令的应用和编程方法4.掌握子程序 M98、M99、C、R 倒角在程序编制中的应用5.熟练掌握程

5、序的输入及修改方法6.熟练掌握程序输入的正确性及检验二二、重重点点难难点点1.熟练掌握 G80、G81 指令的应用和手工编程方法2.熟练掌握 G02、G03 圆弧指令的编程方法3.数控车床的模拟加工操作三三、实实训训内内容容1.如图 4-1 所示成型面零件，已知毛坯尺寸为4080，编写数控加工程序并进行图形模拟加工。图 4-1四四、实实训训设设备备CK6032 数控车床12 台五五、实实训训步步骤骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六六、小小结结本课题对数控车床（CK6032）操作的有关基本知识、基本操作方法和步骤、成形面类零件程序的编辑与模拟加工，这是数控车床加工的一项主要内容。要求学生

6、掌握数控车床的启动和停止、程序的管理与编辑、学会在 MDI 方式下的程序运行、图形模拟加工操作，并能熟练的进行手动操作，为后续的加工打下基础。实实训训 4 4 简简单单成成形形面面类类零零件件的的编程与编程与加加工工学时：18一一、教教学学目目的的和和要要求求1.了解数控车床加工成形面的特点2.能够正确地对成形面零件进行数控车削工艺分析3.掌握手工编程方法4.掌握试切对刀方法及自动加工的过程及注意事项二二、重重点点难难点点1.能够正确地对成形面零件进行数控车削工艺分析2.掌握手工编程方法3.了解数控车床加工成形面的特点三三、实实训训内内容容零件如下图，毛坯外径30120，编制数控加工程序。四四

7、、实训设备、材料及工具实训设备、材料及工具1.CK6032 数控车床12 台2.游标卡尺 0125mm各 1 把3.90偏刀各 1 把4.零件毛坯45#钢若干五五、实训步骤实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六六、小小结结本课题是数控车床编程加工的重要环节，必须了解数控车床的的编程特点，熟练掌握复合固定循环的应用，能够编制简单的成形面类零件的数控加工程序。实实训训 5 5 数数控控车车床床复复杂杂轴轴类类零零件件加加工工学时：24一一、教教学学目目的的和和要要求求1.了解数控车床加工复杂轴类零件的特点。2.能够正确地对复杂零件进行数控车削工艺分析。3.掌握数控车床的复合循环指令的应用

8、。4.通过对复杂轴类零件的加工，掌握数控车床的编程技巧。二二、重重点点难难点点1.了解数控车床加工复杂轴类零件的特点。2.能够正确地对复杂零件进行数控车削工艺分析。3.掌握数控车床的复合循环指令的应用。4.通过对复杂轴类零件的加工，掌握数控车床的编程技巧。三三、实实训训内内容容加工零件如下图，毛坯外径30110 编制数控加工程序。四四、实训设备、材料及工具实训设备、材料及工具1.CK6032 数控车床12 台2.游标卡尺 0125mm各 1 把3.90偏刀各 1 把4.零件毛坯45#钢若干五五、实训步骤实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六六、小小结结本课题是数控车床编程加工的重要环

9、节，必须了解数控车床的的编程特点，熟练掌握复合循环的应用，掌握精度控制的基本方法，能够编制复杂轴类零件的数控加工程序，并进行加工。二、数铣部分二、数铣部分任务和目的任务和目的学习数控铣床的编程和操作加工，通过该门课程的学习，要求学生能够独立地完成典型零件的工艺处理、数值计算，以及编制出合理的加工程序，并能完成操作加工。(总学时：36)实训一实训一数控铣床基本操作数控铣床基本操作（课时：6）教学目的要求：教学目的要求：1了解数控及数控机床的组成、分类及加工特点；2了解数控铣床基本操作；3学习数控系统的基本操作；重点难点：重点难点：1机床坐标系、工件坐标系的定义以及各坐标轴方向的判定。2数控铣床的

10、基本对刀教学进程教学进程（含教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）（理论学时：1）1数控机床的组成数控机床由计算机数控系统和机床本体两部分组成。计算机数控系统主要包括输入/输出设备、CNC 装置、伺服单元、驱动装置和可编程控制器（PLC）等。2XK713 数控铣床的操作（1）HNC-21M 数控系统的操作面板。1操作台结构HNC-21M 世纪星铣床数控装置操作台为标准固定结构，其外形尺寸为420X310X110mm。2显示器操作台的左上部为 7.5 寸彩色液晶显示器（分辨率为640X480），用于汉字菜单系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图形仿真。3 NC 键盘 NC 键盘包括精简型 MD

11、I 键盘和 F1-F10 十个功能键。4操作面板按钮功能能 紧急停止与复位机床运行过程中，当出现紧急情况时，按下急停按钮，终止系统控制；伺服进给及主轴运转立即停止工作，CNC 进入急停状态。松开急停按钮，CNC 进入复位状态。超程解除当某轴出现超程时，CNC 处于急停状态，显示“超程”报警。要退出超程状态时，必须松开急停按钮，一直按压超程解除开关，同时在手动方式下，控制该轴向相反方向退出超程状态。方式选择通过方式选择开关，选择机床的工作方式，有以下几种方式。自动单段手动增量回零 轴手动按键 +4TH +Z -Y -X快进 +X -Y -Z -4TH各按键用于在手动连续进给、增量进给和返回机床参

12、考点方式下,选择进给坐标轴和进给方向.增量进给增量进给的增量值由“X1”，“X10”，“X100”，“X1000”四个增量倍率按钮控制。增量倍率按钮和增量值的对应关系如下表所示：增量倍率按钮增量值（mm）X10.001X100.01X1000.1X10001（2）HNC-21M 数控系统的软件操作界面。（3）HNC-21M 数控系统的功能菜单结构。3机床坐标系，工件坐标系的定义及各坐标轴方向的判定。为了简化编制程序的方法和保证记录数据的互换性。对数控机床的坐标和方向的命名国际上很早就制定有统一标准，我国于 1982 年制定了 JB305182数控机床坐标和运动方向的命名标准。在标准中统一规定采

13、用右手直角笛卡儿坐标系对机床的坐标系进行命名。用X，Y，Z表示直线进给坐标轴，X，Y，Z坐标轴的相互关系由右手法则决定，如图所示。+Y+Y+X+C+Z+X+Z+B+Z+X+X+Y+Z+A+Y+A+B+C图机床坐标轴围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则确定+A，+B，+C的方向，如图所示。数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。通常在编程时，不论机床在加工中是刀具移动，还是被加工工件移动，都一律假定被加工工件相对静止不动，而刀具在移动，并规定刀具远离工件的方向作为坐标的正方向Z轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为正

14、方向(+Z)；X轴垂直于Z轴，并平行于工件的装卡面，如果为单立柱铣床，面对刀具主轴向立柱方向看，其右运动的方向为X轴的正方向(+X)；Y轴可根据已选定的X轴和Z轴按右手法则来确定，4数控铣床的基本对刀。5数控机床的基本操作新建目录程序编辑文件管理新建目录输入新建目录程序编辑程序编辑程序编辑选择编辑程序磁盘程序选择目录建立 G 代码文件输入程序保存文件程序校验与加工自动加工选择程序磁盘程序选择目录程序校验单段（自动）循环启动坐标轴方向的判定、数控铣床的基本对刀、数控铣床的基本操作（实训学时：2）本次课思考题本次课思考题1 坐标轴方向的判定。2 为什么每次启动系统后要进行回零？3.采用 12 的立

15、铣 刀分别 对工 件两 侧面，在 机床 坐标 系显 示值 分别 为X=-207.033 Y=-30.89,求工件原点的坐标值。（图示为刀具的运动方向）主要参考资料：主要参考资料：HNC-21M 数控系统操作说明书实训二实训二铣削加工利用子程序编程及加工铣削加工利用子程序编程及加工（课时：12）教学目的要求：教学目的要求：1.了解数控铣床加工程序的基本结构；2 掌握 HNC-21M 数控系统编程指令、格式以及子程序的编程技巧重点难点：重点难点：子程序的调用教学进程教学进程（含教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）（理论学时：1）1 子程序的定义。2 使用子程序的目的作用。3 子程序调用。格式：

16、M98 P_ L_4 子程序结束M995 子程序嵌套。HNC-21M 数控系统子程序嵌套深度为8 层%0001%1011%1012。M98P1011M98P1012。M99M30M99举例：主程序%0002T01M06(12立铣刀)G54G90G40G49G80；M03S800；G00X-43.5Y-33.5；Z10；G01Z-5F100；M98P1011L3；G01X87F200Y7；X-87；G90G00Z10；X0Y-30；G01Z-5F150G41D01X-10；G03X0Y-40R10；G01X40；零件的校验与加工（实训学时：2）Y40；X-50；Y-40；X0；G03X10Y-3

17、0R10；G01G40X0；G00Z100；M30；子程序%1011G91X87F200Y10；X-87；Y10；M99；本次课思考题本次课思考题1零件加工设备的概述（系统名称、机床型号）。2零件加工过程的概述（零件图、刀具轨迹、加工程序）。3调用子程序的格式。主要参考资料：主要参考资料：HNC-21M 数控系统操作说明书实训三实训三 铣削加工利用刀具半径补偿功能编程及铣削加工利用刀具半径补偿功能编程及加工加工（课时 6）教学目的要求：教学目的要求：1学习数控加工编程中的数值计算方法。2学习数控加工编程中刀具半径补偿功能。重点难点：重点难点：1刀具半径补偿的判定2刀具半径补偿的建立与取消教学进

18、程教学进程（含教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）（理论学时：3）在进行零件轮廓加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓应让开一个刀具半径的距离，即刀具半径偏置或刀具半径补偿。根据零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控系统能自动完成刀具半径补偿功能。G40、G41、G42 为刀具半径补偿指令。G17G40格式：G18G41G19G42说明：G00X_Y_ Z_D_G01G40：取消刀具半径补偿；G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)，如图(a)；G42：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)，如图(b)；X,Y,Z：G00/G01 的参数，即刀补建立或取消的终点（注：投影到补偿平面上的刀具轨迹

19、受到补偿）；D：G41/G42 的参数，即刀补号码，它代表了刀补表中对应的半径补偿值。G40、G41、G42 都是模态代码，可相互注销。注意：注意：(1)刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；(2)刀具半径补偿的建立与取消只能用G00 或 G01 指令，不得是 G02或 G03。刀具旋转方向刀具前进方向(a)补偿量刀具旋转方向在前进方向右侧补偿补偿量刀具前进方向在前进方向右侧补偿(b)图示刀具补偿方向(a)左刀补 (b)右刀补举例：%2000N01 G54 G90 G40 G49 G80N02 M03 S600N03 G00 X10 Y60N04 G00 Z10N05 G01 Z-5

20、 F200N06 G01 G42 D01 Y50 F200N07 G03 Y50 J50N08G03X18.856Y-36.667R20.0N09 G01 X28.284 Y-10.0N10 G03 X28.284 Y10.0 R30.0N11 G01 X18.856 Y36.667N12 G03 X0 Y50 R20N13 G01 X10N14 G01 G40 Y60N15 G00 Z100N16 M05N17 M30零件的校验与加工（实训学时：4）。本次课思考题本次课思考题1零件加工设备的概述（系统名称、机床型号）。2零件加工过程的概述（零件图、刀具轨迹、加工程序）。3刀具半径补偿功能指令

21、有几种？其含义是什么？。主要参考资料：主要参考资料：HNC-21M 数控系统操作说明书实训四实训四 铣削加工利用孔的固定循环功能编程及铣削加工利用孔的固定循环功能编程及加工加工（课时：6）教学目的要求：教学目的要求：掌握 HNC-21M 数控系统中孔循环的各种指令格式以及加工孔的动作。重点难点：重点难点：孔循环的各种指令格式以及加工孔的动作。教学进程教学进程（含教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）（理论学时：2）数控加工中，某些加工动作循环已经典型化。例如，钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用称为固定循

22、环的一个G 代码程序段调用，从而简化编程工作。孔加工固定循环指令有 G73，G74，G76，G80G89，通常由下述 6 个动作构成。(1)X、Y 轴定位；(2)定位到 R 点(定位方式取决于上次是G00 还是 G01)；(3)孔加工；(4)在孔底的动作；(5)退回到 R 点(参考点)；(6)快速返回到初始点。固定循环的数据表达形式可以用绝对坐标(G90)和相对坐标(G91)表示，如图所示，其中图(a)是采用 G90 的表示，图(b)是采用 G91 的表示。固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式(G90 或 G91)在程序开始时就已指

23、定，因此，在固定循环程序格式中可不注出。固定循环的程序格式如下：G_X_Y_Z_R_Q_P_I_J_K_F_L_；动作1动作2R点初始点动作6R点ZZ=0RR点R动作 3动作4动作5Z 点Z 点Z图示固定循环动作实线切削进给虚线快速进给(a)(b)图示固定循环的数据形式说明：G98：返回初始平面；G99：返回 R 点平面；G_：固定循环代码 G73，G74，G76 和 G81G89 之一；X、Y：加工起点到孔位的距离(G91)或孔位坐标(G90)；R：初始点到 R 点的距离(G91)或 R 点的坐标(G90)；Z：R 点到孔底的距离(G91)或孔底坐标(G90)；Q：每次进给深度(G73/G8

24、3)；I、J：刀具在轴反向位移增量(G76/G87)；P：刀具在孔底的暂停时间；F：切削进给速度；L：固定循环的次数。G73、G74、G76 和 G81G89、Z、R、P、F、Q、I、J、K 是模态指令。G80、G01G03 等代码可以取消固定循环。举例：举例：%0003N01T01M06（2.5 中心钻）N02G54G90G40G49G80N03M03S1500N04G00X50Y50N05G43H01Z50N06M08N07G99G81R5Z-4.5F200N08M98P1011N09M09N10G49G00Z100N11 T02M06（18 钻头）N12M03S1000N13G00X50

25、Y50N14G43H02Z50N15M08N16G99G83R5Q-5K3Z-35N17M98P1011N18M09N19G49G00Z100N20T03M06（19.8 钻头）N21M03S1000N22G00X50Y50N23G43H03Z50N24M08N25G99G81R5Z-35N26M98P1012N27M09N28G49G00Z100N29T04M06（20H7 镗刀）N30M03S300N31G00X50Y50N32G43H04Z50N33M08N34G99G86R5Z-32F50N35M98P1012N36M09N37G49G00Z100N38M30子程序%1011N01X1

26、00Y50N02X150N03X200N04Y110子程序%1012X200Y110M99N05X150N06X100N07X50N08M99零件的校验与加工（实训学时：3）本次课思考题本次课思考题1零件加工设备的概述（系统名称、机床型号）。2零件加工过程的概述（零件图、刀具轨迹、加工程序）。3孔加工循环指令有几种？其含义分别是什么？。主要参考资料：主要参考资料：HNC-21M 数控系统操作说明书实训五实训五铣削加工典型零件编程与加工铣削加工典型零件编程与加工（课时：6）教学目的要求：教学目的要求：通过典型零件编程与加工，进一步熟悉和掌握 HNC-21M 数控系统常用指令的编程与加工工艺，加深

27、对数控铣床工作原理的了解；重点难点：重点难点：数控铣床编程中数值的计算以及工艺分析。教学进程教学进程（含教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）数控铣床的主要加工对象为平面类零件、箱体类零件和曲面类零件，还能进行数控钻、镗、锪、铰及攻螺纹等孔加工操作。由于数控铣床没有刀库，不具有自动换刀功能，所以其加工程序的编制比较简单；通常数值计算量不大的平面轮廓加工程序或孔加工程序可直接通过手工编程完成。举例：典型零件编程（理论学时：2）图样分析工艺分析数值计算程序的编制%0001N01 T01M06(12 立铣刀)N02 G54G90G40G49N03 M03S1000N04 G0X-65Y60N05

28、G43H01Z10N06 M08N07 G01Z-3F300N08 Y-40.49N09 X-55N10 Y40.49N11 X-45N12 Y-40.49N13 X-40.49N14 Y-36N15 X-24N16 Y-30N17 X-40.49N18 Y30N19 X-24N20 Y36N21 X-40.49N22 Y40.49N23 X60N24 Y-40.49N25 X50N26 Y40.49N27 X44N28 Y-40.49N29 X40.49N30 Y-36N31 X24N32 Y-30N33 X40.49N34 Y30N35 X24N36 Y36N37 X40.49N38 Y4

29、0.49N39 G0Z10N40 X40.49Y-40.49N41 G01Z-3F100N42 X-40.49N43 X-62Y-46.8N44 X62N45 G0Z10N46 Y46.8N47 G01Z-3N48 X-62N49 G0Z10N50 G0X-50Y0N51 G01Z-3F300N52 G41D01Y7N53 G01X-34.293N54 M98P1012N55 G68X0Y0P-90N56 M98P1012N57 G68X0Y0P-180N58 M98P1012N59 G68X0Y0P-270%1012N01 G01X-34.293Y-7N02 X-20N03 G03Y7R7N

30、04 G01X-34.293N60M98P1012N61 G69N62 G02X35Y0R35N63 G01G40X50N64 G49G0Z100N65 M09N66 M05N67 T02M06(2.5中心钻)N68 M03S1800N69 G00X-50Y25N70 G43H03Z20N71 M08N72G99G81R5Z-4.5F200N73 M98P1013N74 G0X0Y0N75G99G81R5Z-4.5F200N76 G49G0Z100N77 M09N78 M05N79 T03M06(10 钻头)N80 M03S1500N81 G00X-50Y25N82 G43H03Z20N83

31、M08N84G99G83R5Q-3K2Z-25N05G02X-32.62Y12.67R35N06G03X-12.67Y32.62RN85 M98P1013N86 G0X0Y0N87G99G83R5Q-3K2Z-25N88 G49G0Z100N89 M09N90 M05N91T04M06(11.8钻头)N92 M03S1500N93 G00X0Y0N94 G43H04Z20N95 M08N96G99G81R5Z-25F150N97 G49G0Z100N98 M09N99 M05N100T05M06(12H 铰刀)N101M03S350N102 G00X0Y0N103 G43H05Z20N104 M08N105G99G85R5Z-25F80N106 G49G0Z100N107 M09N108 M05N109M3050N07G02X-7Y34.293R35N08 M99%1013X50Y-25X-50M99典型零件的校验与加工（实训学时：4）本次课思考题本次课思考题1零件加工设备的概述（系统名称、机床型号）。2零件加工过程的概述（零件图、刀具轨迹、加工程序）。3根据本次实训，总结数控铣床加工零件的全过程。主要参考资料：主要参考资料：HNC-21M 数控系统操作说明书