《数控机床操作技能实训》学习指南

数控机床操作技能实训学习指南前言《数控机床操作技能实训》这门课程在高等职业院校、高等专科学校及成人高校机电一体化、数控技术应用、机械制造及自动化、模具设计及制造等专业都有开设，学习者众多。目前介绍编程及操作的相关教材已比较成熟，本指南是为了推广新的教学方法而组织编写的。学生一旦进入现代企业就能够接受行业标准、通晓企业流程及适应工作规范，从而表现出强烈的职业化素质与人文素养，是职业教育所追求的。编者经过思考和实践探索出一种教学方法——“客户会见机械师”情境教学法。学习该课程的学生经过操作入门及专项能力训练后(即“手把手”阶段),在综合实训期间(“放开手”阶段)将会面对一个“客户会见机械师”的情境，也就是一个客户把工程图和毛坯交给机械师。学生即为机械师，当他第一次遇见客户时就必须确定如何行动，来满足客户的需求。机械师的工作分三阶段，第一阶段与客户谈判，签订加工合同，明确责、权、利；第二阶段自行准备刀具、工具、量具、机床、制订加工工艺清单，经实训指导教师同意后，进行零件加工；第三阶段把经过自检的零件交于客户验收，履行合同。对加工完成的零件按企业标准（加工合同）与技能鉴定标准进行评价。在“客户会见机械师”情境教学法中，学生将扮演着双重角色：即机械师或实训学生；而实训指导教师扮演着三重角色：即客户、技术员与实训指导教师。“客户会见机械师”情境教学法让学生置身于真实的职业情境中，强调学生自主学习能力的培养，强化学生职业岗位技能的实战训练和综合职业能力的提高，融教、学、做于一体，实现教学与岗位的对接，达到培养职业人的目的。本指南主要内容是实施该教学方法的相关资讯，包括刀具及工具系统，刀具几何角度，刀片ISO代码、数控机床操作及维护、准备单参考。从实用角度及教学角度而言，本指南特别适合数控机床操作实训使用。第一章数控机床基础知识统览数控机床加工所用刀具及工具系统图1按机床类型和被加工表面特征分类的数控刀具图2数控车床常用刀具图3镗铣类数控工具系统图4数控铣床常用刀具第二节刀具几何角度1．车刀几何角度图5确定车刀角度的辅助平面图6在基面测量的车刀角度图7机夹车刀主后角与副后角图8车刀切入角图9前角、后角与刃倾角图1090°外圆车刀的刀具角度图1145°端面车刀的刀具角度图12切断刀的刀具角度图13通孔车刀的刀具角度2．铣刀的几何角度图14钻头切削刃上各点的基面和切削平面的变化图15圆柱形铣刀几何角度图16面铣刀的几何角度刀片2—刀垫3—压块4—螺钉5—刀体图17可转位面铣刀几何角度图18立铣刀几何角度图19键槽铣刀几何角度第三节刀片的ISO代码1．可转位车刀刀片的ISO代码图20可转位车刀刀片ISO代码2．可转位铣刀刀片的ISO代码图21可转位铣刀刀片ISO代码第四节数控机床准备单参考1．数控车床准备单参考（量具、刀具、工具及其它）分类名称规格数量备注量具钢皮尺150mm、300mm各1把游标卡尺0---200mm1把深度游标尺0---200mm1把外径千分尺0---25mm1把25---50mm1把50---75mm1把75---100mm1把内径千分尺0---25mm1把25---50mm1把50---75mm1把万能角度尺1把R（圆弧）规R1---R101副内径百分表Ф18---Ф35mm1套Ф35---Ф50mm1套Ф50---Ф75mm1套百分表0---10mm1个百分表坐1个螺纹环规、螺纹塞规刀具(正)93º偏头外圆车刀(粗、精)1把(正)93º偏头外圆仿形车刀(粗、精)刀尖角度35º1把外圆切（断）槽刀刀宽3mm1把端面切槽刀刀宽3、4、5mm各1把60º外螺纹车刀螺距1把60º内螺纹车刀底孔为Φ201把内螺纹车刀刀杆切削部分有效长度为85mm95º偏头内孔镗刀(粗、精)孔Ф20～Ф60各1把Ф20内孔镗刀切削部分有效长度为85mmФ30内孔镗刀切削部分有效长度为60mmФ50内孔镗刀切削部分有效长度为60mm(外)R球头刀R3或R51把中心钻A3或B31个钻头Ф20Ф25Ф30Ф32各1支工具及其它钻套（变径套）莫氏3、4号各1个机床尾架莫氏孔为莫氏4号钻夹头莫氏4号1个活动顶尖莫氏4号1个红丹粉（加工过程中检测锥度配合用）若干铜皮0.05---0.3mm若干垫刀片若干棉纱若干计算器、笔中性笔若干草稿纸若干三角函数表或切削手册工作服工作帽防护眼镜表1数控车床准备单参考（量具、刀具、工具及其它）2．数控铣床准备单参考（量具、刀具、工具及其它）分类名称尺寸规格数量备注刀具Φ20立铣刀刀片式1把选手自备Φ10立铣刀（铝高速钢）波刃铣刀粗加工1把选手自备Φ10立铣刀整体硬质合金铣刀精加工1把选手自备Φ8立铣刀整体硬质合金铣刀1把选手自备Φ8键槽铣刀整体硬质合金铣刀1把选手自备Φ4键槽铣刀整体硬质合金铣刀1把选手自备Φ6球头铣刀整体硬质合金铣刀1把选手自备Φ6R1平头小圆角刀整体硬质合金铣刀1把选手自备Φ18～Φ22精镗刀1套选手自备Φ3中心钻1把选手自备钻头及刀柄为（Φ18～Φ22精镗刀）配相应预钻孔的钻头，及莫氏刀柄1套选手自备手工丝锥（配绞杠）M8丝锥及钻头1套M10丝锥及钻头1套选手自备工具系统弹簧夹头刀柄（相配的弹性套）拉钉BT40-11个选手自备量具游标卡尺0.02mm（0～200mm1把选手自备杠杆百分表0.011只选手自备百分表0.01mm1只选手自备外径千分尺0.01mm（0～1套选手自备内径量表0.01mm（18～1把选手自备深度千分尺0.01mm（0～1把选手自备工具什锦锉刀1套选手自备油石1块选手自备等高垫块若干自备（平口钳深度50mm）铜棒或橡胶榔头1选手自备0.2~0.5mm铜片10×30若干选手自备其它函数计算器1只选手自备标准公差数值表1份选手自备工作服1套选手自备护目镜1付选手自备表2数控铣床准备单参考（量具、刀具、工具及其它）数控机床操作与维护第一节数控车削安全操作规程及日常维护1．数控车削的安全操作规程（1）安全操作注意事项eq\o\ac(○,1)工作时要穿好工作服、安全鞋，戴好工作帽及防护镜，严禁戴手套操作机床。eq\o\ac(○,2)不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌。eq\o\ac(○,3)不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。eq\o\ac(○,4)某一项工作如需要两人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致。eq\o\ac(○,5)不允许采用压缩空气吹洗机床、电气柜及NC单元。eq\o\ac(○,6)任何人员违反上述规定或学校的规章制度，实训指导教师或设备管理员有权停止其使用、操作，并根据情节轻重，报学校相关部门处理。（2）工作前的准备工作eq\o\ac(○,1)机床开始工作前要先进行预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑。eq\o\ac(○,2)使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换。eq\o\ac(○,3)调整刀具所用的工具不要遗忘在机床内。eq\o\ac(○,4)检查大尺寸轴类零件的中心孔是否合适，以免发生危险。eq\o\ac(○,5)刀具安装好后应进行1～2次试切削。eq\o\ac(○,6)认真检查卡盘夹紧的工作状态。eq\o\ac(○,7)机床开动前，必须关好机床防护门。（3）工作过程中的安全事项eq\o\ac(○,1) 禁止用手接触刀尖和切屑，切屑必须使用铁钩子或毛刷来清理。eq\o\ac(○,2) 禁止用手或其他任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其他运动部位。eq\o\ac(○,3) 禁止在加工过程中进行测量、变速，更不能用棉絮擦拭工件，也不能清扫机床。eq\o\ac(○,4) 车床运转中，操作者不得离开岗位，发现机床异常现象应立即停车。eq\o\ac(○,5) 经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查。eq\o\ac(○,6)在加工过程中，不允许打开机床防护门。eq\o\ac(○,7) 严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，未经同意不得擅自使用。eq\o\ac(○,8) 工件伸出车床100

mm以外时，须在伸出位置设防护物。eq\o\ac(○,9) 禁止进行尝试性操作。eq\o\ac(○,10)手动原点回归时，机床各轴的位置要距离原点-100

mm以上，机床原点回归顺序为：首先是+X轴，其次是+Z轴。eq\o\ac(○,11)使用手轮或快速移动方式调整各轴位置时，一定要看清机床X、Z轴各方向的“＋、－”号标牌后再移动。移动时，先慢转手轮观察机床移动方向无误后方可加快移动速度。eq\o\ac(○,12) 编完程序或将程序输入机床后，须先进行图形模拟，准确无误后再进行机床试运行，并且刀具应离开工件端面200mm以上。（4）程序运行注意事项eq\o\ac(○,1)对刀应准确无误，刀具补偿号应与程序调用刀具号相符。eq\o\ac(○,2)检查机床各功能按键的位置是否正确。eq\o\ac(○,3)光标要放在主程序头。eq\o\ac(○,4)加注适量冷却液。eq\o\ac(○,5)站立位置应合适，启动程序时，右手做按停止按键准备，程序在运行当中手不能离开停止按键，如有紧急情况应立即按下停止按键。eq\o\ac(○,6)加工过程中认真观察切削及冷却状况，确保机床、刀具的正常运行及工件的质量，并关闭防护门以免切屑、润滑油飞出。eq\o\ac(○,7)在程序运行中需暂停测量工件尺寸时，要待机床完全停止、主轴停转后方可进行测量，以免发生危险。eq\o\ac(○,8)关机时，要等主轴停转3min后方可关机。eq\o\ac(○,9)未经许可禁止打开电器箱。eq\o\ac(○,10)各手动润滑点必须按说明书要求进行润滑。11。eq\o\ac(○,12)使用机床时，每日必须使用切削液循环0.5h，冬天时间可稍短一些；切削液要定期更换，一般更换周期为1～2个月。eq\o\ac(○,13)如果几天不使用机床，则每隔一天应对NC数控装置及CRT(显示装置)部分通电2～3h。（5）工作完成后的注意事项eq\o\ac(○,1)清除切屑、擦拭机床，使机床与环境保持清洁状态。eq\o\ac(○,2)注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油擦板。eq\o\ac(○,3)检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。eq\o\ac(○,4)依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。2．数控车床的日常维护（1）每日维护及保养要点eq\o\ac(○,1)擦拭机床丝杠和导轨的外露部分，用轻质油洗去污物和切屑。2。eq\o\ac(○,3)检查润滑油箱和液压油箱及油压、油温、油雾和油量。eq\o\ac(○,4)使电气系统和液压系统至少升温30min，检查各参数是否正常，气压压力是否正常，有无泄漏。eq\o\ac(○,5)空运转使各运动部件得到充分润滑，防止卡死。eq\o\ac(○,6)检查刀架转位、定位情况。（2）每月维护及保养要点eq\o\ac(○,1)清理控制柜内部。eq\o\ac(○,2)检查、清洗或更换通风系统的空气过滤器。eq\o\ac(○,3)检查按键及指示灯是否正常。eq\o\ac(○,4)检查全部电磁和限位开关是否正常。eq\o\ac(○,5)检查并紧固全部电线接头及有无腐蚀破损等现象。eq\o\ac(○,6)全面检查安全防护设施是否完整牢固。（3）六个月维护及保养要点eq\o\ac(○,1) 对液压油化验，根据化验结果，对液压油箱进行清洗换油，疏通油路，清洗或更换滤油器。eq\o\ac(○,2) 检查机床工作台是否水平，检查锁紧螺钉及调整垫铁是否锁紧，并按要求调整水平。eq\o\ac(○,3) 检查镶条、滑块的调整机构，调整间隙。eq\o\ac(○,4) 检查并调整全部传动丝杠负荷，清洗滚动丝杠并涂上新油。eq\o\ac(○,5) 拆卸、清扫电动机，加润滑油脂，检查电动机轴承，并予以更换。eq\o\ac(○,6) 检查、清洗并重新装好机械式连轴器。eq\o\ac(○,7) 检查、清洗和调整平衡系统，并更换钢缆和钢丝绳。eq\o\ac(○,8) 清扫电气柜、数控柜及电路板，更换维护RAM(随机存取存储器)内的失效电池。第二节数控铣削安全操作规程及日常维护1．加工中心(数控铣床)的安全操作规程（1）操作员必须熟悉机床使用说明书等有关资料，如主要技术参数、传动原理、主要结构、润滑部位及维护保养等一般知识。（2）机床通电后，检查各开关、按钮和键是否正常、灵活、机床有无异常现象。（3）检查电压、气压、油压是否正常，有手动润滑的部位要先进行手动润滑。（4）机床空运转达15min以上，使机床达到热平衡状态。（5）各坐标轴手动回零（机床原点）。（6）程序输入后，应认真核对，确保无误，其中包括对代码、指令、地址、数值、正负号、小数点及语法的查对。（7）正确测量和计算工件坐标系，并对所得的结果进行验证和验算。（8）将工件坐标系输入到偏置页面，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。（9）未装工件以前，空运行一次程序，看程序能否顺利执行，刀具长度选取和夹具安装是否合理，有无超程现象。（10）刀具补偿（位置、半径）输入偏置页面后，要对刀补号、补偿值、正负号、小数点进行认真核对。（11）检查各刀头的安装方向及各刀具旋转方向是否合乎程序要求。（12）查看各刀杆前后部位的形状和尺寸是否合乎程序要求。（13）无论是首次加工的零件，还是周期性重复加工的零件，首件都必须对照图样工艺、程序和刀具调整卡，进行逐段程序的试切。（14）单段试切时，快速倍率开关必须打到最低档。（15）每把刀首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给刀补值是否相符。（16）在程序运行中，要观察数控系统上的坐标显示，可了解目前刀具运动点在机床坐标系及工件坐标系中的位置。了解程序段的位移量，还剩余多少位移量等。（17）程序运行中也要观察数控系统上的工作寄存器和缓冲寄存器的显示，查看正在执行的程序段各状态指令和下一个程序段的内容。（18）在程序运行中要重点观察数控系统上的主程序和子程序，了解正在执行主程序段的具体内容。（19）试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，一定要重新测量刀长并修改好刀补值和刀补号。（20）程序检索时应注意光标所指位置是否合理、准确、并观察刀具与机床运动方向坐标是否正确。（21）程序修改后，对修改部分一定要仔细计算和认真核对。（22）手摇进给和手动连续进给操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，弄清正、负方向，认准按键，然后再进行操作。（23）必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁在工件转动时测量、触摸工件。（24）操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须立即停车处理。（25）自动加工过程中，不允许打开机床防护门。（26）严禁盲目操作或误操作。工作时穿好工作服、安全鞋，戴好工作帽、防护镜、不可戴手套、领带操作机床。（27）加工镁合金工件时，应戴防护面罩，注意及时清理加工中产生的切屑。（28）一批零件加工完成后，应核对程序、偏置页面、调整卡及工艺中的刀具号、刀补值，并作必要的整理、记录。（29）做好机床卫生清扫工作，擦净导轨面上的冷却液，并涂防锈油，以防止导轨生锈。2．加工中心(数控铣床)的日常维护加工中心(数控铣床)日常维护见表3所列。序号检查周期检查部位检查要求1每天机床外观①清洗机床外表面，保持机床外观干净②重要警示标志醒目无损③清洗附件，放置整齐，无锈迹④补齐并紧固螺钉、螺母等机件2每天导轨润滑油箱检查油标、油量，检查润滑泵工作是否正常3每天X、Y、Z轴导轨面及工作台①清除工作台上切屑和脏物②检查导轨面有无划伤损坏，润滑油是否充足4每天机床气压系统检查气动控制系统压力、过滤器压力指示是否正常，气管及各接头有无漏气5每天机床液压系统油箱、液压泵无异常噪声、压力指示是否正常，管路及各接头有无泄漏6每天机床冷却系统检查冷却系统工作是否正常、冷却管、接头有无漏水7每天换刀装置检查换刀装置工作是否正常8每天各种电气柜散热通风装置各电气柜冷却风扇工作正常，风道过滤网无堵塞9每天各种防护装置导轨、机床防护罩等无松动、无漏水10每半年机床水平检查机床是否处于水平位置11每半年滚珠丝杠清洗丝杠上旧润滑脂、重新上新润滑脂12不定期切削油箱检查冷却液油标指示高度，经常清洗过滤器等13不定期排屑器经常清理切屑14不定期清理废油池及时取走滤油池中的废油，以免外泄15不定期调整主轴驱动带松紧程度按机床说明书调整表3加工中心(数控铣床)的日常维护第三节企业6S管理标准6S现代企业管理模式简称“6S管理”，这一管理法首先在日本的企业应用。由于整理（Seiri）、整顿（Seiton）、清扫（Seiso）、清洁（Seiketsu）、素养（Shitsuke）的日语罗马拼音均以“S”开头，故最早简称“5S”。我国企业在引进这一管理模式时，另加上了英文“安全（Safety）”，因而称“6S”现场管理法。目前，我国许多企业实行了这一管理法，有效地推动了管理模式的精益化革新，其作用是：“现场管理规范化、日常工作部署化、物资摆放标识化、厂区管理整洁化、人员素养整齐化、\t"_bla