毕业设计（论文）高等职教数控专业理论教学数铣课件

1、 毕业设计（论文） 高等职教数控专业理论教学数铣课件院 系 先进设计与制造系 专 业 数 控 年 级 2007 级 5班 学 号 751860330105020 学生姓名 指导老师 2010 年 2 月四川科技职业学院毕业论文（设计）鉴定院 系 四川科技职业学院先进设计与制造系 专 业 数控 年 级 2007 级 5班 姓 名 马 川 力 题 目 高等职教数控专业理论教学数铣课件指导教师评 语 指导教师 (签章)评阅人评语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日毕业论文（设计）任务书班 级 2007 级 5班 学生姓名马 川 力 学 号 751860330105020

2、 发题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日题 目 1.本论文（设计）的目标 2. 毕业论文（设计）工作内容 3.论文（设计）各部分内容及时间分配：（共 18 周）第一部分 ( 周) 第二部分 ( 周) 第三部分 ( 周)第四部分 ( 周) 第五部分 ( 周) 评阅及答辩 ( 周)备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日目 录摘要.6第一章 前言.7第二章 数控操作知识.8 2.1 安全知识.8 2.2 数铣操作界面认识8 2.2.1 操作界面 .8 2.2.2 七大功能键.9 2.2.3 六大操作方式.9 2.3 数铣加工步骤与对刀原理10 2.3.1 加工步骤.10 2.

3、3.2 加工对刀原理.11第三章 程序编辑.12 3.1 手工编程与自动编程的区别与联系. .12 3.1.1 手工编程.12 3.1.2 自动编程.12 3.2 程序指令说明.12 3.2.1 地址符的功能及含义，数据范围一览表123.2.2 常用的g、m代码.13 3.2.3 f、t、h、d、s功能.18第四章 刀具与材料19 4.1 刀具选择. 19 4.2刀具材料的认识与选择.19第五章 实例说明. 21 5.1 手工编程实例说明. 21 5.2 自动编程实例说明. 27结论31致谢31参考文献. 32 摘 要 20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出

4、现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合

5、了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，cad/cam与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。数控机床正朝着高性能、高精度、高效率、高柔性、高自动化和模块化方向迅速发展。 在数控系统中，机加工的自动化是以零件的程序设计为中心的，根据既定程序，控制机床的位置和速度。但是实际加工的过程是复杂多变的，加工的精度与效率不仅与伺服系统的精度和速度有关，而且受加工条件影响。 1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功

6、地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。【关键词】高性能、高精度、高效率、高柔性、高自动化、模块化第 一 章前 言随着现代科学技术的飞速发展，尤其是以计算机、信息技术为代表的高新技术的发展，机械制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化。传统的普通加工设备已难以适应市场对高质量、高效率和多样化的要求，以数控技术为核心的现代制造技术正在逐渐取代传统的机械制造技术。数字控制（numerical control）是20世纪50年代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号对机床运行及其加工过程进行控制的一种方法，简称为数控（nc）。在数控技术引进计算机技术，称为计算机数控

7、（computer numerical control，简称cnc）。数控机床（numerical control machine tools）是一种采用了数控技术的机床，或者说是一种装备了数控系统的机床，如图就是数控铣床的基本组成部分，数控加工是指在数控机床上对工件进行自动加工的一种工艺方法。本论文是以讲与数控铣床相关的知识，三年的大学学习积累了一些数铣知识现将其以论文的形式表达出来，共分为五章：第一章 前言、第二章 数控操作知识、第三章 程序编辑、第四章 刀具与材料、第五章 实例说明。由于水平有限，加之数控技术发展迅猛，本论文难免有不足和错误，恳请指导人员提出宝贵意见。2010年2月 第

8、二 章 数控操作知识2.1安全知识： a) 工作服工作帽的穿戴，严禁穿拖鞋进入。b) 严禁在工作时工作场地打闹，工作要认真严肃、心细。c) 工件、刀具要夹紧。d) 加工前检查机床给机床打油，工作台是否有多余物体（如卡尺不能放在工作台上）。e) 采用正确的速度和刀具。f) 机床运行中，严禁用手去触摸主轴和工件。g) 下班前，清洁卫生，作好交班工作。2.2数铣操作界面认识：2.2.1操作界面：fanuc 0i系统： 2.2.2 七大功能键： 七大功能键盘有位置，程序，刀补，报警，设置，参数，诊断，其中我重点掌握位置，程序，刀补，设置，下面分别介绍： 位置（pos）：位置是能显示当前状态的每个画面，

9、主要有显示机械坐标画面，相对坐标画面，绝对坐标画面，还有能显示三个坐标画面，即我们称为综合坐标画面，还有当在自动方式下，能看到剩余值的画面，还有能看到我们将要运行程序的画面，在次功能中我们主要是要达到在操作中作到灵活运用。 程序（prog）：程序画面，有显示程序目录的画面，有我们新建，编辑的相关画面，在目录画面中我们能看到我们内存中所有存储的程序，当我们要新建程序，程序名是不能和现有程序一样，此时，我们就要查看拉，当我们在mdi状态下按prog键后输入我们要新建的程序名后，按下eobe键结束一行输入后换行，我们在输入程序时可以对程序进行修改、删除，按can键将删除单个字符，按delete键将删

10、除一段字符，还可以对现有程序的删除。 刀补（offsetseting）：刀补画面中主要是运用长度补偿，来是不同的刀具长度一样，这点只有在加工中心上用到，运用半径补偿能使我们的工件原点在刀具中心，方便编程，此功能重点。 设置：当我们在设置画面中能看到有g54到g59的坐标设置空间，即是为我们设置工件原点的画面。2.2.3 六大操作方式： 编辑：是在我们将要把外来字符录入进机床时，就必须把机床的打到此操作方式下，在不同的功能键中，编辑方式下，显示不同的操作界面。 自动：是在我们将所用准备工作都准备好了后（包括工件的装夹、找正、原点的找出、设置、程序的编辑、录入、调试）我们调出所要加工的程序，激活程

11、序后，在检查正确无误情况下，按自动，再按下循环启动键，机床就可以自动运行程序。 录入（mdi）：在录入方式下我们可以编辑程序段，进行循环启动，可以改变我们的初始转速，可以用g92方式在这里设置原点。 回零：回零即是回我们的机床参考点，fanuc 0i系统开始必须回零。 手轮/点动：手轮是为我们正确对刀，把握我们手动进刀速度而设置的。在机床上有三个挡位：0.1、0.01、0.001，所以我们要正确的把握不同的距离要打在不同的挡位上。 手动：在此方式下，可以有执行主轴正转、反转、停止，可以快速移动刀具，可以在不同的速度下移动刀具（在我们这说是刀具移动，其实质是工作台在移动，这是相对运动）。 总结：

12、这六大操作方式可以说每个数控操作系统都有，只是说它们在操作面板上的位置不同，所使用的名称有所差异，但实际功能都差不多，在不同的操作系统，在不同的版本系列中，它们的功能有所差别，厂家好的，高档机床，它们的功能将很强大，有的还是开放式的用户界面，非常具有可操作性，并且人性化非常高。2.3 数铣加工步骤与原理：2.3.1 加工步骤： a) 分析图纸 b) 按照图纸对程序的编辑 c) 按照工艺单图纸进行正确的装夹 d）找正工件并夹紧 e）装夹刀具 f）找原点，对刀半径补偿等进行相关的设置 g）启动程序，自动加工完成 h）加工完后取下零件去除毛刺并检验尺寸 i）清洁机床，打扫卫生2.3.2 加工对刀原理

13、： a) 分中对刀：找工件中心原点。b) 单边碰数： c) 对顶为零。 d) 对底为零： 第 三 章 程序编辑3.1 手工编程与自动编程的区别与联系：3.1.1 手工编程：根据零件图样要求计算出确定刀具位置和指定刀具运动方向的数值，然后将数据记录下来，最后送入机床中进行加工。3.1.2 自动编程：也称为计算机（或编程机）辅助编程。即程序编辑工作大部或全部由计算机完成，如完成坐标值计算、编写零件加工程序单等，有时甚至能帮助进行工艺处理，自动编程编出的程序还可以通过计算机或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形检查，编程人员可以及时检查程序是否正确，并及时修改。自动编程大大减轻了编程人员的劳动强度，提高

14、效率几十倍乃至上百倍，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。工作表面形状愈复杂，工艺过程愈烦琐，自动编程优势愈明显。3.2 程序指令说明：3.2.1 地址符的功能及含义，数据范围一览表：功 能地址符意 义数 据 范 围文件名%加工文件的文件名0-9 a-z程序段号n程序段的顺序号0000-9999准备功能g指定指令执行的内容和方式00-99辅助功能m辅助操作指令00-99刀具选择t刀具号01-99刀具补偿h、d长度补偿,半径补偿参数的编号1-4主轴功能s、sp主轴转速;主轴定位00-99999切削速度f指定每分钟切削的速度1-3000mm/min坐标字x/y/z u/v/w分别为

15、x轴y轴和z轴坐标值999.999mm圆心坐标i j k分别为x轴y轴和z轴圆心坐标增量值999.999mm步进长度r圆弧半径0.001-999.999mm延长时间p指定延长的延长时时间0.001-99.999s程序入口p调用转移的入口程序文件名0000-9999重复次数l指定循环次数或子程序的调用次数1-99993.2.2 常用的g、m代码: g代码组功 能g0001快速定位g01直线插补g02顺圆插补g03逆圆插补g33螺纹切削g04 00延时g17 02选择xy平面选择xz平面选择yz平面g18g19g20 06英制输入g21公制输入g28/g281/g282g283 00返回第一个参考

16、点g30/g301/g302g303返回2，3，4参考点g26zxy返回程序起点g261x返回程序起点g262y返回程序起点g263z返回程序起点g40 07刀具半径补偿取消g41刀具半径左补偿g42刀具半径右补偿g43 08正向刀具长度补偿g44负向刀具长度补偿g49刀具长度补偿取消g45 00刀具位置偏置加g46刀具位置偏置减g47刀具位置偏置加2倍g48刀具位置偏置减2倍g37 11比例缩放取消g36比例缩放有效：格式：g36x-y-z-r-g12 22可编程镜像取消g11可编程镜像有效：实现坐标轴的对称加工g52 00局部坐标系设定：在工件坐标系中编制程序时，为容易编程，可以设定工件坐

17、标系的子坐标g53 14选择机床坐标系g54选择机床坐标系1g55选择机床坐标系2g56选择机床坐标系3g57选择机床坐标系4g58选择机床坐标系5g59选择机床坐标系6g60 15准确停止定位g64连续路径加工g68 16坐标旋转有效。格式：g17/g18/g19g68 a-b-rg69坐标旋转取消g7309深钻孔循环：间歇进给，回退快速移动，格式：g73 x-y-z-r-q-f-l-z：从r点到孔底的距离 r：从初始位置面到r点的距离q：每次切削进给的切削深度 f：切削进给速度l：重复次数g74左旋琢式深孔攻丝循环：切削进给，在孔底停刀-正转，回退切削进给。指令格式：g74 x-y-z-r

18、-p-k-q-s-l-g76精镗循环：切削进给，在孔底主轴定向停止回退快速移动。格式：g76 x-y-z-r-q-p-f-l- q：孔底的偏移量，在固定循环内保存的模态值。g80固定循环取消/外部操作功能取消g81钻孔循环：切削进给，镗循环或外部操作功能，回退快速移动。格式：g81 x-y-z-r-f-l-g82排屑钻孔循环或反镗循环：切削进给，在孔底停刀，回退快速移动。格式：g82 x-y-z-r-p-f-l-g83小孔深孔钻循环：间歇进给，回退快速移动。格式：g83 x-y-z-r-q-f-l-p-g84右旋琢式深孔攻丝循环：切削进给，在底孔停刀-正转，回退切削进给。格式：g84 x-y-

19、z-r-p-k-q-s-l- g85镗孔循环：切削进给，回退切削进给。格式：g85 x-y-z-r-f-l-g86镗孔循环：切削进给，在孔底主轴停止，回退快速移动格式：g86 x-y-z-r-f-l-g87镗孔循环，背镗循环：切削进给，在孔底主轴正转，回退快速移动。格式：g87 x-y-z-r-q-p-f-l-g89镗孔循环：在底孔停刀，回退切削进给。格式：g89 x-y-z-r-p-f-l-g90 03绝对值编程g91增量值编程g92 00设定工件坐标系或最大主轴速度钳制g94 05每分进给g95每转进给g98 10固定循环返回到初始点：用于最后钻孔g99固定循环返回到r点：用于第一次钻孔g

20、22 19程序循环指令g800取消程序循环指令m02程序结束，自动运行停止m30程序结束，关主轴和冷却m00程序暂停，按运行继续执行m20程序结束，根据参数设置运行次数自动重复运行程序，用于考机。m98子程序调动m99子程序结束m97程序跳转m03主轴顺转启动m04主轴逆转启动m05关主轴m08开冷切液m09关冷切液m10紧刀m11松刀m24关吹气m25开吹气m32开润滑m33关润滑m41用户自定义开m42用户自定义关m43用户自定义开m44用户自定义关m45用户自定义开m46用户自定义关m47用户自定义开m48用户自定义关m49用户自定义开m50用户自定义关m51用户自定义开m52用户自定义

21、关m53用户自定义开m54用户自定义关m55用户自定义开m56用户自定义关m57用户自定义开m58用户自定义关m61主轴高（第一）档切换m62主轴低（第二）档切换m317将x轴机床坐标清零m318将y轴机床坐标清零m319将z轴机床坐标清零m320将x、y、z、机床坐标全部清零3.2.3 f、t、h、d、s功能: 一、 f是切削的进给速度，它是模态。实际运行速度为设置的速度为乘以速度修调倍率。直线插补g01、圆弧插补g02、g03等的进给速度是用f代码后面的数值指令的。在切削进给中，程序段连续执行，所以，进给速度的变化为最小进给速度。可用两种方式指定1、每分进给g94在f之后指定每分钟的刀具进

22、给量（mm/min）2、每转进给g95在f之后，定主轴每转的刀具进给量(mm/rev)二、t/h/d/功能： t/h/d功能，是对刀具半径或刀具长度进行补偿的参数调用功能，为模态，在程序中用编号调用。其中t01到t99为刀具编号，每把刀具有四个刀沿，h1到h4为刀具长度补偿参数编号，d1到d3为刀具半径补偿参数编号。三、s功能s功能对主轴速度进行控制，凡配备变频调速器进行主轴速度控制的机床均可使用此功能。在程序中用s字段控制进行无级调速。提供010v的模拟电压控制信号，s功能是模态指令。当指定一个数值时，代码信号和选通信号被送到基础样去控制主轴旋转速度。主轴速度可以直接用地址s后的最多位数值（

23、r/min）指定。第 四 章 刀具与材料4.1 刀具选择：材质铝件钢件铜件直径名称转速进给转速进给转速进给20平刀s1800f1800s1800f1500s1800f180016平刀s1800f1600s1800f1400s1800f160012平刀s2000f1500s2000f1200s2000f150010平刀s2200f1500s2000f1200s2200f15008平刀s2400f1200s2000f1000s2400f12006平刀s2500f1200s2200f800s2500f12004平刀s2600f1000s2400f600s2600f10002平刀s2800f800s2

24、600f400s2800f8001平刀s3000f400s2800f200s3000f4000.8平刀s3500f200s3000f100s3500f200sfsfsf20球刀s2000f1800s1800f1500s2000f180016球刀s2200f1800s1800f1200s2200f180012球刀s2300f1600s2000f1000s2500f160010球刀s2500f1400s2200f1000s2500f14008球刀s2500f1200s2400f800s2600f12006球刀s2600f1000s2600f800s2600f10004球刀s2800f1000s28

25、00f500s3800f10003球刀s3000f800s2800f500s3800f8002球刀s3200f600s3000f300s3000f6001球刀s3500f300s3000f200s3500f3000.8球刀s3500f200s3200f150s3500f2004.2刀具材料的认识与选择： 切削刀具与加工对象的力学性能匹配主要是指刀具与工件材料的强度、韧性及硬度等力学性能参数应相互匹配。不同力学性能的刀具(如高速钢刀具、硬质合金刀具和超硬刀具等)所适合加工的工件材料有所不同约材料有所不同。通常，刀具材料的硬度必须高。通常，刀具材料的硬度，刀具硬度一般要求在60 hrc以上。高硬度

26、的工件材料必须用更高硬度的刀具来加工，具体的刀具材料参数见表1。为了提高切削加工生产率，一般采用高速切削加工。高速切削采用的切削速度比常规切削高出几倍甚至十几倍，因此切削温度很高。可是刀具材料随着温度的升高，强度和硬度会下降。为此，高速切削时要求刀具材料不仅要有良好的室温力学性能，还应具有优异的高温力学性能，且其高温力学性能比室温力学性能更为重要。各种刀具材料的硬度随温度的变化见图1。 第 五 章 实例说明5.1 手工编程实例说明：a） 工艺分析：数控加工工序卡片零件图号零件名称材料45工步号工步内容刀具号刀具名称刀具规格主轴转速进给速度1钻40通孔的中心孔t01中心钻62000602钻40通孔至5t02麻花钻5600603扩钻40通孔至38t03麻花钻3860060b) 手工编制程序，将程序输入机床里：%；n10g00g54g90x0y-60z-6；n20m03s600m08；n30g01g42d1x0y-40f60；n40x23.9；n50x46.