《数控加工技术》实训教案.docx

数控加工技术实训教案一、数车部分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）实训1数控车床基本操作学时：6一、教学目的和要求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一、重占难占1 .数总车笳的安全操作规程2 .数控车床程序的存储与传递3 .程序的模拟运行三、实训内容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、实训设备CK6032数控车床12台二、实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书三、小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、程序的管理与编辑、学会在MDl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。实训2数控车床的装刀、对刀操作及零件加工学时：6一、教学目的和要求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、重点难点1 .零件的加工2 .熟练掌握试切对刀的方法三、实训内容加工零件如下图，毛坯外径中30X120的45#钢，编制数控加工程序。30±0.1实训设备、材料及工具12台各1把各1把1.CK6032数控车床3 .游标卡尺0125mm3.900偏刀4 .零件毛坯45#钢若干五、实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六、小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。实训3数控车床零件程序编制及模拟加工训练学时：18一、教学目的和要求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GOO、GOl、G80、G81指令的应用和手工编程方法3 .掌握GO2、G03指令与G01、GOO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、重点难点1 .熟练掌igG80、G81指令的应用和手工编程方法2 .熟练掌握GO2、G03圆弧指令的编程方法3 .数控车床的模拟加工操作三、实训内容1.如图4-1所示成型面零件，已知毛坯尺寸为40X80,编写数控加工程序并进行图形模拟加工。图4-1四、实训设备CK6032数控车床12台五、实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六、小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。实训4简单成形面类零件的编程与加工学时：18一、教学目的和要求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、重点难点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、实训内容零件如下图，毛坯外径30X120,编制数控加工程序。Cl四、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、实训步骤实训步骤见数控车床编程与操作实训指导书六、小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。实训5数控车床复杂轴类零件加工学时：24一、教学目的和要求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。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、重点难点1 .了应数面土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、实训内容加工零件如下图，毛坯外径30X110编制数控加工程序O全部3088IO1094±0.05四、实训设备、材料及工具1.CK6032数控车床2.游标卡尺0125mm3.90°偏刀4.零件毛坯45#钢12台各1把各1把若干五、六、实训步骤实训步骤见小结数控车床编程与操作实训指导书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、数铳部分任务和目的学习数控铳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）实训一数控铳床基本操作（课时：6）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. 了解数控铳床基本操作；3. 学习数控系统的基本操作；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 .数控铳床的基本对刀教学进程（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。2 .XK713数控铳床的操作（1） HNC-21M数控系统的操作面板。1操作台结构HNC-21M世纪星铳床数控装置操作台为标准固定结构，其外形尺寸为420X310X1IOmmo2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。3NC键盘NC键盘包括精简型MDl键盘和Fl-FlO十个功能键。4操作面板按钮功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+ZI-Y丫II_ZI14TH各按键用于在手动连续进给、增量进给和返回机床参考点方式下,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“XI”，“X10”，“XlO0”，“XlOo0”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XlXlOXlOOXlOOO增量值（mm）0.0010.010.11（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JB3051-82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用右手直角笛卡儿坐标系对机床的坐标系进行命名。用K匕Z表示直线进给坐标轴，XK,Z坐标轴的相互关系由右手法则决定，如图所示。图机床坐标轴围绕XY,Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用4B,C表示，根据右手螺旋定则确定M,+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方向（+2；才轴垂直于Z轴，并平行于工件的装卡面，如果为单立柱铳床，面对刀具主轴向立柱方向看，其右运动的方向为才轴的正方向（+给；Y轴可根据已选定的才轴和Z轴按右手法则来确定，4 .数控铳床的基本对刀。5 .数控机床的基本操作新建目录程序编文件管理一新建目t输入新建目录程序编辑程序编修程序编辅f选择编辑程序磁盘程序一选择目录建立G代码文件一输入程序一保存文件程序校验与加工自动加上选择程序磁盘程序一选择目录一程序校验单段（自动）一循环启动坐标轴方向的判定、数控铳床的基本对刀、数控铳床的基本操作（实训学时：2）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的立铳刀分别对工件两侧面，在机床坐标系显示值分别为X=-207.033实训二铳削加工一利用子程序编程及加工（课时：教学目的要求：1.了解数控铳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：子程序的调用教学进程（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:M98P_L_4,子程序结束M995 .子程序嵌套。HNC21M数控系统子程序嵌套深度为8层%0001OOOOOOM98P1011OOOOOOM30举例:M98P1011L3；G01X87F200Y7；X-87；G90G00Z10；X0Y-30；G01Z-5F150主程序%0002T01M06（12立铳刀）G54G90G40G49G80；MO3S8OO；G00X-43.5Y-33.5；Z10；G01Z-5F100；G41D01X-10；M30；G03X0Y-40R10；GOlX40；子程序Y40；%1011X-50；G9IX87F200Y-40；Y10；X0；X-87；G03XI0Y-30R10；Y10；G01G40X0；M99；GOOZ100；零件的校验与加工（实训学时：2）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：HNC-21M数控系统操作说明书实训三铳削加工一利用刀具半径补偿功能编程及加工（课时6）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：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。格式：G17rG40GOOlG18>«G41*'卜XYZDGOlG19G42IJ说明:G40：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,YZG00/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：（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GOO或GOl指令，不得是G02或GO3。在前进方向 右侧补偿补偿量一具方 刀转补偿量刀具前进方向刀具旋二 转方向在前进方向右侧补偿(b)刀具前进方向图示刀具补偿方向（a）左刀补（b）右刀补举例:A%2000NOlG54G90G40G49G80N02M03S600N03G00X10Y60N04GOOZlON05GOlZ-5F200N06GOlG42DOlY50F200N07G03Y-50J-50N08G03X18.856Y-36.667R20.0N09 GOl X28.284Y-IO.ONlO G03 X28.284Y10.0 R30.0Nil GOl X 18.856 Y36.667N12G03 X0Y50 R20N13G01 X-ION14G01 G40 Y60N15 GOO ZIOON16M05NI7M30零件的校验与加工（实训学时：4）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有几种？其含义是什么？。主要参考资料：HNC-21M数控系统操作说明书实训四铳削加工一利用孔的固定循环功能编程及加工（课时:6）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：孔循环的各种指令格式以及加工孔的动作。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、镣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GOO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_：1.X以也_/初始点I动作2：:动作6IRzAIII动作3；动作5I动作4(a)(b)图示固定循环的数据形式图示固定循环动作实线一切削进给虚线一快速进给说明：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、K：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/G83)；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；1.：固定循环的次数。G73>G74、G76和G81G89Z、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：%0003N01T01M06（02.5中心钻）N02G54G90G40G49G80NO3MO3S15OON04G00X50Y50N05G43H01Z50N06M08N07G99G81R5Z-4.5F200N08M98P1011N09M09N10G49G00Z100NilT02M06（018钻头）N12M03S1000N13GOOX5OY5ON14G43H02Z50N15M08NI6G99G83R5Q-5K3Z-35N17M98P1011N18M09N20T03M06（019.8钻头）N21M03S1000N22G00X50Y50N23G43H03Z50N24M08N25G99G81R5Z-35N26M98P1012N27M09N28G49G00Z100N29T04M06（02OH7獴刀）N3OMO3S3OON31G00X50Y50N32G43H04Z50N33M08N34G99G86R5Z-32F50N35M98P10I2N36M09N37G49G00Z100N38M3O子程序N05X150N06XI00N07X50N08M99YllO%1011NO1X1OOY5ON02X150N03X200N04Y110子程序%1012X200M99零件的校验与加工（实训学时：3）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：HNC21M数控系统操作说明书实训五铳削加工一典型零件编程与加工（课时：6）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，加深对数控铳床工作原理的了解；重点难点：数控铳床编程中数值的计算以及工艺分析。教学进程（含教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）数控铳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、馍、钱、钱及攻螺纹等孔加工操作。由于数控铳床没有刀库，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l|o.Q5IClIZZIoMCIn100土。2i40±I-LMtI5Al_-rl|IQQ51Al%OOO1NOITolMo6（12立铳刀）N02G54G90G40G49NO3MO3S1OOON04G0X-65Y60N05G43H01Z10N06MO8N09X-55NI9X-24NlOY40.49N20Y36NilX-45N2lX-40.49N12Y-40.49N22Y40.49N13X-40.49N23X60N14Y-36N24Y-40.49N15X-24N25X50N16Y-30N26Y40.49N17X-40.49N27X44N18Y30N28Y-40.49N29X40.49N60M98P1012N85M98P1013N3OY-36N61G69N86GOXOYON31X24N62G02X35Y0R35N87N32Y-3ON63G01G40X50G99G83R5Q-3K2Z-2N33X40.49N64G49G0Z1005N34Y3ON65M09N88G49G0Z100N35X24N66M05N89M09N36Y36N67T02M06(2.5中N90M05N37X40.49心钻）N91T04M06(ll.8N38Y40.49N68MO3S18OO钻头）N39GOZlON69G00X-50Y25N92M03S1500N40X40.49Y-40.49N70G43H03Z20N93G00X0Y0N41G01Z-3FI00N71M08N94G43H04Z20N42X-40.49N72N95MO8N43X-62Y-46.8G99G81R5Z-4.5F200N96N44X62N73M98P1013G99G81R5Z-25FI50N45GOZlON74GOXOYON97G49G0Z100N46Y46.8N75N98M09N47G01Z-3G99G81R5Z-4.5F200N99M05N48X-62N76G49G0Z100NI00T05M06(12N49GOZlON77M09H较刀）N50G0X-50Y0N78M05N101M03S350N51G01Z-3F300N79TO3M06(10钻N102G00X0Y0N52G41D01Y7头）NI03G43H05Z20N53G01X-34.293N80M03S1500N104M08N54M98P1012N81G00X-50Y25N105N55G68X0Y0P-90N82G43H03Z20G99G85R5Z-25F80N56M98P1012N83M08NI06G49G0Z100N57G68X0Y0P-180N84N107M09N58M98P1012G99G83R5Q-3K2Z-2N108M05N59G68X0Y0P-2705N109M30%IO1250NOlG01X-34.293Y-7N05N07N02X-20G02X-32.62Y12.67RG02X-7Y34.293R35N03G03Y7R735N08M99N04G01X-34.293N06%1013X5OY-25X-5OM99典型零件的校验与加工（实训学时：4）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，总结数控铳床加工零件的全过程。主要参考资料：HNC-21M数控系统操作说明书