数控铣床的编程与操作

PAGEPAGE40重庆科创职业学院授课方案（教案）系别：机电工程学院教研室：机电技术中心科目：数控铣工中级技能训练班级：教师：陈勇学期：2012-2013学年度下期

重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目一、数控铣床的安全知识及机床结构授课时数2教学目的及要求：熟悉数控铣床安全操作规程。了解数控铣床的结构及种类。教学重点：介绍安全规程的重要性教学难点：铣床的发展历史小结：旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目二、认识数控铣削机床及选用授课时数2教学目的及要求：熟悉适合数控铣削零件；熟悉数控铣床的选择方法。教学重点：对数控铣床的类型进行选择机床规格的选择机床精度的选择教学难点：机床精度的选择一、适合数控铣削零件1、空间曲面类零件：2、平面曲线轮廓类零件3、其它适合数控铣削加工的零件旁批栏：演示教学二、数控铣床的选择1．数控铣床的类型选择不同类型的数控铣床，其使用范围也有一定的局限性，只有加工与工作条件相适合的工件，才能达到最佳的效果。一般来说，立式数控铣床适用于加工平面凸轮、样板、箱盖、壳体等形状复杂单面加工零件，以及模具的内、外型腔等；卧式铣床配合回转工作台适用于加工箱体、泵体、壳体有多面加工任务的零件。如果将适合在立式铣床的典型工件在卧式铣床上加工，则常常需要增加弯板夹具，从而降低工件加工工艺系统的刚性。2．机床规格的选择应根据被加工典型工件大小尺寸选用相应规格的数控机床。数控机床的主要规格包括工作台尺寸、几个数控进给坐标的行程范围和主轴电动机功率。选用合适的工作台尺寸保证工件在其上面能顺利装夹；选择合适的进给坐标行程保证工件的加工尺寸在各坐标有效行程内。选择机床的精度等级应根据被加工工件关键部位的加工精度要求来确定，一般来说，批量生产零件时，实际加工出的精度公差数值为机床定位精度公差数值的1.5～2倍。数控铣床和加工中心按精度分为普通型和精密型，其主要精度项目如表5-1-2所示。普通型CNC机床可批量加工IT8级精度的工件；精密型CNC铣床加工旁批栏：精度可达IT5～6级，但对使用环境要求较严格，以及要有恒温等工艺措施。数控铣床和加工中心主要精度项目表1精度项目普通型(mm)精密型(mm)直线定位精度±0．01／全程±0．005／全程重复定位精度±0．006土0．002铣圆精度0．03～0．040．02小结：适合数控铣削零件；数控铣床和加工中心的选择；旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目三、面板的熟悉，手动、手轮的操作、指令的输入（MDI方式）授课时数2教学目的及要求：熟悉数控面板中各键的功能及作用。掌握如何在MDI方式下加工。教学重点：面板各键的功能教学难点：MDI方式下得加工数控系统的种类：FANUC、三菱、西门子、广数以及华中等。我们车间采用的是华中数控系统。讲解数控系统面板的几大区的功能、作用。编程区、控制区、功能区、液晶面板。手轮的操作方法。手动功能的操作方法如何进入MDI，进入MDI的操作方式。MDI模式下的程序输入以及程序的启动。开机步骤——机床总电源开，机床电源指示灯亮。系统电源开，控制器指示灯亮。急停按钮松开，按下机床复位按钮，机床准备好灯亮。旁批栏：演示教学关机步骤——按下急停按钮，此时机床准备好灯灭，系统电源关，控制器指示灯灭。机床总电源关，机床电源指示灯灭。总结：键的基本操作；开关机步骤；旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目四、认识数控铣削刀具、平口钳的校正及刀具的拆装授课时数2教学目的及要求：熟悉铣削刀具的选择熟悉利用百分表、磁铁表座对平口钳进行校正。了解平口钳的种类及结构。教学重点：利用各种工具对平口钳校正。教学难点：对平口钳放入拆装。一、数控铣削加工的刀具1、面铣刀2、立铣刀立铣刀的一般结构/特种立铣刀3、模具铣刀4、键槽铣刀5、鼓形铣刀6、铣削刀具的选择二、平口钳的校正及刀具的拆装认识平口钳见图平口钳种类的介绍。精密平口钳、普通机用平口钳、可倾斜平口钳。平口钳的安装利用划针或者磁铁表座、百分表对平口钳进行校正。5、平口钳的拆装及结构的了解。旁批栏：实物演示教学。铣削刀具及铣削用量的选择独立对平口钳进行校正。能够对平口钳进行拆装。旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目五、对刀（G92的应用）方法授课时数2教学目的及要求：掌握G92的格式熟悉如何建立工件坐标系能够建立工件坐标系教学重点：利用G92建立工件坐标系教学难点：如何根据零件选择加工起点。集中讲解G92的格式G92X_Y_Z_如何将工件的中间建立为坐标系零点。首先将刀具移动到工件的边缘并接触并清零，然后将刀具移动到并一侧边缘，将得到的数值除以2，在MDI模式下输入G92以及除以2以后的数值，单段，循环启动。另一轴采用同样的方法进行对刀。讲解如何将工件的左下角建立为坐标系零点。分中棒、寻边器等工具的介绍，以及使用方法利用塞尺建立Z轴的零点旁批栏：演示教学实物演示小结：如何将工件的右上角建立为工件坐标系零点。下图的零点应该如何建立。旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目六、指令G00、G01的应用及程序的构成授课时数2教学目的及要求：掌握G00、G01的格式。了解G00、G01的区别。熟悉程序的建立与修改。教学重点：合理的运用G00、G01。教学难点：G00、G01路径区别。一、G00快速定位G01直线插补格式G00X_Y_Z_G01X_Y_Z_F_X、Y、Z代表终点坐标F进给速度，单位mm/min。G00不受F速度控制。旁批栏：实物演示教学。二、区别：从上图可以看出G00快速定位是独立线条。G01是走的合成路径，纯粹的直线。分组到机床讲解程序的建立、修改、删除。程序建立：文件名O+四个字母。如：OABCD程序名：%+四个数字。如：%1234修改程序：要修改程序必须先停止程序，然后才能对程序修改。小结：掌握G00、G01的区别与应用。能够对程序修改以及修改后的重新运行。旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目七、综合练习一授课时数4教学目的及要求：熟练建立工件坐标系熟练铣运用G00、G01编写程序独立对程序的调试教学重点：合理的运用G00、G01编写程序教学难点：程序的调试与优化对下图进行编程并加工。设定工件左下角为零点，程序如下：OABCD%1234旁批栏：G00X0Y0Z10M03S1000G00Z2G01Z-1F200X50Y30X30Y50X0Y0G0Z20M05M30小结：先要建立工件坐标系，然后确定加工路线，然后着手编写程序。程序写好后进行模拟校验，确定没有问题才加工。旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目八、圆弧指令G02G03的格式及应用授课时数2教学目的及要求：掌握圆弧的加工方法。熟悉整圆的加工方法。熟悉I、J、K计算。教学重点：加工圆弧的几种方式。教学难点：I、J、K的计算集中讲解G02、G03的格式G02：顺时针方向（CW）圆弧切削G03：逆时针方向（CCW）圆弧切削G02/G03X_Y_Z_R_/I_J_K_F_圆弧半径，以半径值表示。（以R表示者称为半径法）。旁批栏：演示教学实物演示当圆心角大于0°小于180°的时候R值取正值。当圆心角大于180°小于360°的时候R值取负值。当圆弧等于360°时，采用I、J、KI、J、K的计算I：表示圆心点相对起点在X轴上的增量坐标。J： 表示圆心点相对起点在Y轴上的增量坐标。K： 表示圆心点相对起点在Z轴上的增量坐标实例运用：小结：1、在编程是分清顺时针和逆时针圆弧。2、注意圆时，应该采用I、J、K及会计算旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目九、外轮廓铣削工艺及其编程授课时数2教学目的及要求：熟悉和掌握立铣刀的铣削工艺熟悉外轮廓铣削工艺及其编程编程方法、注意点，掌握刀具半径补偿的方法。教学重点：立铣刀粗、精加工，内、外结构加工方法。立铣刀的刀具参数选择。立铣刀的刀具路线教学难点：针对不同加工内容，立铣刀的切削用量三要素的选择，刀具半径补偿的应用。旁批栏：加工程序如下：O1008；N10G54GN20G00Z100；N30X75Y35；N40Z10；N50G01Z-3F120；N60G41X40Y35D02；N70Y-40，R6；N80X-40Y-40，C5；N90Y40，R6；N100X40，C5；N110X75Y35G40；N120G00Z100；N130M05；N140M30；旁批栏：小结：1、立铣刀粗、精加工，内、外结构加工方法。2、立铣刀的刀具参数选择。3、立铣刀的刀具路线。旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目十、刀具补偿的建立授课时数2教学目的及要求：掌握刀具半径补偿的方法能熟练的运用刀具半径补偿教学重点：运用刀具半径补偿教学难点：刀具半径补偿的概念在加工轮廓（包括外轮廓、内轮廓）时，由刀具的刃口产生切削，而在编制程序时，是以刀具中心来编制的，即编程轨迹是刀具中心的运行轨迹，这样，加工出来的实际轨迹与编程轨迹偏差刀具半径，这是在进行实际加工时所不允许的。为了解决这个矛盾，可以建立刀具半径补偿，使刀具在加工工件时，能够自动偏移编程轨迹刀具半径，即刀具中心的运行轨迹偏移编程轨迹刀具半径，形成正确加工。沿着刀具的前进方向，看刀具与工件的位置关系，如果刀具在工件的左侧，为左刀补，用指令G41表示，反之，用指令G42表示。旁批栏：演示教学格式：（G17）G41/G42G01/G00X-Y-DxxF-M-S-；该程序段使刀具中心在XOY平面内发生位置偏移，从无刀补到有刀补。注：1、建立刀补时只能在直线段建立，即使用G00或G01，刀具中心在XOY平面中移动的过程中实现偏移，在Z方向上移动时不能建立刀具半径补偿（在XOY平面内的刀补）。考虑实际情况选择使用G00、G01。刀具补偿的值在DXX代码中赋予，与所使用的D代码数字大小没有关系，但同一补偿代码只能对一把刀具使用(D001-D400),其中D000默认为0。2、刀补建立后，只能沿着单一方向加工，即顺时针或逆时针方向加工工件。如下图所示：或小结：用刀具半径补偿功能对内外轮廓进行程序编制旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：授课时数2教学目的及要求：教学重点：教学难点：在数控铣床与加工中心的编程中，用一些特殊的方法和功能指令可简化编程。一、子程序在编制加工程序中，有时会出现有规律、重复出现的程序段。将程序中重复的程序段单独抽出，并按一定格式单独命名，称之为子程序。采用子程序的意义使复杂程序结构明晰程序简短增强数控系统编程功能子程序调用的指令格式：M98P单次调用指令，P后跟被调用的子程序号M98PL重复调用子程序指令，L后跟重复调用的次数子程序的格式：子程序号:是调用入口地址，必须和主程序中的子程序调用指令中所指向的程序号一致。子程序结束：M99子程序的应用关键：找出重复程序段规律，确定子程序。将要变化的部分写在主程序，不变的部分作子程序。旁批栏：演示教学将要变化的部分写在主程序，不变的部分作子程序。主—子程序接口：保证主程序调用和子程序返回正确的衔接如：从某点进入子程序，返回时也固定在该点。小结：1、熟悉子程序的结构2、明白子程序的嵌套旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目十二、数控铣削系统简化编程的方法授课时数2教学目的及要求：熟悉掌握数控铣削系统简化编程的方法和指令的应用教学重点：如何使用子程序缩放编程简化编程教学难点：子程序的使用方法和注意点。极坐标编程的应用场合和注意点。在数控铣床与加工中心的编程中，用一些特殊的方法和功能指令可简化编程，复习子程序功能。一、比例缩放1、指令G50——取消缩放G51——建立缩放2、指令格式G51X～Y～Z～I～J～K～；G50；3、比例缩放中的注意事项(1)比例缩放中的圆弧插补⑵比例缩放程序的刀补程序段⑶比例缩放的限制⑷缩放状态下的禁止使用指令4、比例缩放的应用举例旁批栏：演示教学主程序%0007G92X0Y0Z25.0G90G00Z5.0M03G01Z-18.0F100M98P100G01Z-28.0G51X15.0Y15.0P2M98P100G50G00Z25.0M05M子程序%100G41G00X10.0Y4.0D01G01Y30.0X20.0G03X30.0Y20.0R10.0G01Y10.0X5.0G40G00X0Y0M99小结：如何使用子程序比例缩放给编程带来方便。旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目十三、数控铣削系统简化编程的方法授课时数2教学目的及要求：熟悉掌握数控铣削系统简化编程的方法和指令的应用教学重点：如何使用子程、旋转编程简化编程教学难点：子程序的使用方法和注意点。极坐标编程的应用场合和注意点。在数控铣床与加工中心的编程中，用一些特殊的方法和功能指令可简化编程。一、旋转变换功能指令G68、G691、指令功能：该指令可使编程图形按照指定旋转中心及旋转方向旋转一定角度。通常和子程序一起使用，加工旋转到一定位置的重复程序段。2、格式：G17G68X__Y__P__G18G68X__Z__P__坐标旋转功能G19G68Y__Z__P__G69取消坐标旋转功能其中：X、Y、Z是旋转中心的坐标值；P为旋转角度，单位是（°），0≤P≤360.°逆时针旋转时为“+”，顺时针旋转时为“—”在有刀具补偿的情况下，先进行坐标旋转，然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿。在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转。旁批栏：演示教学3、应用实例主程序%0009G92X0Y0Z25.0G90G17G00Z5.0MM98P100G68X0Y0P90.0M98P100G69G68X0Y0P180.0M98P100G69G68X0Y0P270.0M98P100G69Z25.0M05M30子程序%100G41G00X10.0Y4.0D01G01Y30.0X20.0G03X30.0Y20.0R10.0G01Y10.0X5.0G40G00X0Y0M99小结：如何使用子程序旋转编程给编程带来方便旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目十四、数控铣削系统简化编程的方法授课时数2教学目的及要求：熟悉掌握数控铣削系统简化编程的方法和指令的应用教学重点：如何使用子程序、镜像编程简化编程教学难点：子程序的使用方法和注意点。极坐标编程的应用场合和注意点。在数控铣床与加工中心的编程中，用一些特殊的方法和功能指令可简化编程。一、镜像编程1、镜像指令G24——建立镜像G25——取消镜像：2、指令格式：G24X__Y__Z__建立镜像（M98P_）G25X__Y__Z__取消镜像指令说明：建立镜像由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置（对称轴、线、点）有刀补时，先镜像，然后进行刀具长度补偿、半径补偿。3、应用实例旁批栏：演示教学主程序%0008G92X0Y0Z25.0G90G17G00Z5.0MM98P100加工图1G24X0坐标变换M98P100加工图2G24Y0M98P100G25X0M98P100G25Y0Z25.0M05M30子程序%100G41X10.0Y4.0D01Y5.0G01Z-28.0F200Y30.0X20.0G03X30.0Y20.0R10.0G01Y10.0X5.0G00Z5.0G40X0Y0M99小结：如何使用子程序镜像编程给编程带来方便。：旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目十五、数控铣床固定循环授课时数2教学目的及要求：熟悉掌握数控铣床固定循环简化编程的方法和指令的应用教学重点：钻孔固定循环的6个动作，指令的格式和编程方法教学难点：钻孔循环的6个固定动作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、工作进给、快速退回等这样一系列典型的加工动作，预先编好程序存储在内存中，作为固定循环的一个G代码程序段调用从而简化编程工作。一、固定循环基本动作动作1：X轴和Y轴定位，使刀具快速定位到孔加工位置。动作2：Z轴快速运行到靠近孔上方的安全高度平面，即快速进给到R点。动作3：孔加工，以切削进给方式执行孔的加工。动作4：在孔底的动作，包括暂停、主轴准停、刀具移动等动作。动作5：返回到R点，继续孔的加工而又可以安全移动刀具时选择退刀到R点。动作6：快速返回初始点，孔加工完成后一般退刀到初始点。二、固定循环的格式及代码1、固定循环指令G73——高速深孔加工循环指令G74——反攻丝循环指令G80——取消固定循环指令旁批栏：演示教学G81——钻孔循环（中心钻）G82——带停顿的钻孔循环指令G84——攻丝循环指令2、固定循环的格式GGXYZRQPFK___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循环次数GGXYZRQPFK___第二个G代码为返回点平面G代码.G98—返回初始平面。初始点是为安全下刀而规定的点。该点到零件表面的距离可以任意设定在一个安全高度上。执行循环指令前刀具所在的高度位置既视为初始点。G99—返回安全（R点）平面R点平面是刀具下刀时由快进转为工进的转换起点。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2～5mm。第三个G代码为孔加工方式，即固定循环代码G73，G74，G76和G81～G89中的任一个GG××XYZRQPFK___旁批栏：实例运用：如何使用钻削固定循环编程。旁批栏：重庆科创职业学院授课方案（教案）课名：数控铣工中级技能训练教师：陈勇班级：编写时间：2013.3.5课题：项目十六、数控铣削加工综合加工实例一授课时数4教学目的及要求：通过数控铣削加工综合加工实例，熟悉掌握数控铣削工艺