数控机床操作与养护技能作业指导书

数控机床操作与养护技能作业指导书TOC\o"1-2"\h\u18173第1章数控机床概述 4307491.1数控机床的发展历程 4219901.2数控机床的组成与分类 4311031.3数控机床的工作原理 526248第2章数控机床操作基础 5112322.1操作前的准备工作 5150222.1.1熟悉机床结构及功能 595232.1.2阅读机床说明书 5180592.1.3确认机床状态 537722.1.4准备工装夹具及刀具 611932.2数控机床的操作面板 6322122.2.1操作面板布局 6282012.2.2功能键操作 69232.2.3显示屏及键盘操作 6251292.3数控机床的基本操作流程 6131232.3.1开机 6238922.3.2回零 671522.3.3装夹工件 6109772.3.4设置加工参数 6230892.3.5选择加工程序 6170322.3.6启动加工 7180772.3.7停机 7254072.3.8检查加工质量 712839第3章数控编程基础 7145213.1数控编程的基本概念 7261333.1.1数控编程术语 725563.1.2数控编程步骤 732733.2常用数控编程指令 885863.2.1常用准备功能指令 845413.2.2常用辅助功能指令 8255853.2.3常用刀具功能指令 8149393.3数控编程实例解析 828607第4章数控机床加工工艺 916894.1数控加工工艺的基本原则 9148924.1.1合理性原则 980684.1.2经济性原则 9301974.1.3安全性原则 928524.1.4可靠性原则 9159394.2数控加工工艺路线的制定 9226104.2.1分析零件图纸 934724.2.2确定加工方法 9190714.2.3制定加工工序 922804.2.4选择加工设备 1031994.3数控加工工艺参数的确定 10107424.3.1切削速度的选择 10273424.3.2进给量的确定 10263024.3.3切削深度的确定 10227714.3.4刀具的选择与更换 10112594.3.5切削液的应用 1025312第5章数控机床刀具与夹具 10264755.1数控机床刀具的选择与使用 10293215.1.1刀具类型的选择 1024595.1.2刀具规格的选择 10212625.1.3刀具的使用 10253275.2数控机床夹具的选择与使用 11261345.2.1夹具类型的选择 1176635.2.2夹具规格的选择 11259575.2.3夹具的使用 11269325.3刀具补偿与刀具磨损 1165685.3.1刀具补偿 11136585.3.2刀具磨损 1130983第6章数控机床的安装与调试 11204536.1数控机床的安装 11294516.1.1安装前的准备工作 12107566.1.2安装基础及地脚螺栓 1273746.1.3机床安装及调整 12211246.1.4电气系统的安装 12183226.2数控机床的调试 1293536.2.1调试前的检查 1274756.2.2数控系统的调试 12309036.2.3机床功能测试 12309956.2.4附件及刀具的调试 12217466.3数控机床的验收 12106066.3.1验收标准 12140516.3.2验收流程 13256526.3.3验收报告 1314308第7章数控机床的操作技巧与注意事项 13214717.1操作技巧 13319967.1.1熟悉数控机床的操作面板 139977.1.2合理选择切削参数 13153837.1.3正确装夹工件 13291017.1.4精确对刀 13101407.1.5合理使用刀具补偿功能 13282067.1.6注意程序检查 13235627.2常见操作错误及预防措施 1375977.2.1操作错误：误操作功能键 1318747.2.2操作错误：切削参数设置不当 1336277.2.3操作错误：工件装夹不稳定 14327577.2.4操作错误：对刀不准确 14252217.3数控机床的安全操作 14292447.3.1严格遵守安全操作规程 14162137.3.2定期检查设备 14153607.3.3避免操作过程中与他人交谈 14204977.3.4保持操作环境整洁 1450807.3.5穿戴合适的劳动保护用品 14117787.3.6注意刀具安全 1416050第8章数控机床的维护与保养 1458.1数控机床的日常维护 14284398.1.1检查机床运行状态 1484968.1.2清洁机床 159408.1.3检查电气系统 15199248.1.4检查液压系统 15180998.1.5检查气动系统 1544788.2数控机床的定期保养 1578318.2.1机床外观保养 15178738.2.2机床内部保养 15245158.2.3电气系统保养 15126678.2.4液压、气动系统保养 15128918.3数控机床的故障排除 1539888.3.1故障诊断 15211338.3.2故障排除 15192358.3.3故障预防 15267698.3.4交接班记录 1622432第9章数控机床的故障诊断与维修 16239639.1数控机床故障诊断方法 1657999.1.1望诊法 16320609.1.2听诊法 16318119.1.3问诊法 16284339.1.4触诊法 16282699.1.5诊断工具使用 16129799.2常见数控机床故障分析 164459.2.1电气故障 16225899.2.2机械故障 1611129.2.3系统故障 16168669.2.4通讯故障 1745169.3数控机床维修实例 17244329.3.1实例一：数控车床主轴故障 17318179.3.2实例二：数控铣床进给系统故障 1768349.3.3实例三：数控磨床数控系统故障 1724389.3.4实例四：数控加工中心通讯故障 179228第10章数控机床的升级与改造 17407010.1数控机床升级与改造的必要性 17224610.2数控机床升级与改造的方案 172376110.3数控机床升级与改造的实施与验收 18第1章数控机床概述1.1数控机床的发展历程数控机床（NumericalControlMachineTool）起源于20世纪40年代末期，由美国首次研发成功。科技的发展，数控技术经历了多次重大变革，其发展历程可分为以下几个阶段：（1）第一阶段：20世纪40年代至50年代，数控机床主要以电子管计算机和数控系统为基础，实现了简单的直线插补功能。（2）第二阶段：20世纪60年代至70年代，采用晶体管和集成电路技术，使数控机床功能得到提升，逐渐应用于机械制造领域。（3）第三阶段：20世纪80年代至90年代，数控机床采用微处理器和计算机技术，实现了复杂形状的加工，并在工业生产中广泛应用。（4）第四阶段：21世纪初至今，数控机床向高速、高精度、智能化和绿色制造方向发展，集成度和可靠性不断提高。1.2数控机床的组成与分类数控机床主要由以下几个部分组成：（1）数控系统：数控系统是数控机床的核心，负责接收、处理和输出数控程序，控制机床的运动。（2）机床本体：机床本体包括床身、立柱、工作台、刀架等部分，用于支撑和传递切削力。（3）伺服系统：伺服系统负责驱动机床的运动部件，实现数控程序所要求的运动。（4）测量反馈系统：测量反馈系统用于实时检测机床各轴的位置，并将信息反馈给数控系统，实现精确控制。数控机床可根据其运动控制方式、工艺用途和机床类型进行分类：（1）按运动控制方式分为：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。（2）按工艺用途分为：车床、铣床、磨床、镗床、钻床等。（3）按机床类型分为：立式数控机床、卧式数控机床、龙门式数控机床、数控加工中心等。1.3数控机床的工作原理数控机床的工作原理是基于数控程序的控制。数控程序是按照加工工艺要求编制的，包含了一系列指令和参数，用以描述机床的运动轨迹、速度、加速度等。数控机床的工作过程如下：（1）输入程序：将编制好的数控程序输入数控系统中。（2）程序处理：数控系统对输入的程序进行编译、解释和优化，机床运动控制指令。（3）运动控制：根据控制指令，伺服系统驱动机床的运动部件进行精确运动。（4）加工过程：机床按照数控程序的要求，完成工件的加工。（5）反馈调整：测量反馈系统实时检测机床各轴位置，根据误差进行实时调整，保证加工精度。通过以上过程，数控机床实现了高效率、高精度和自动化加工。第2章数控机床操作基础2.1操作前的准备工作2.1.1熟悉机床结构及功能操作者在进行数控机床操作前，应对机床的结构、功能、功能及各部分名称有充分的了解，保证能够正确、熟练地操作机床。2.1.2阅读机床说明书操作者应认真阅读机床的使用说明书，掌握机床的操作方法、安全注意事项及维护保养要求。2.1.3确认机床状态在操作前，检查机床是否处于正常工作状态，各部件是否完好，油液、冷却液等是否充足，保证机床可以安全、稳定地运行。2.1.4准备工装夹具及刀具根据加工要求，选择合适的工装夹具、刀具，并检查其是否完好、适用。2.2数控机床的操作面板2.2.1操作面板布局数控机床的操作面板主要包括电源开关、急停按钮、模式选择开关、功能键、显示屏、键盘等部分。操作者应熟悉各部分的功能及布局。2.2.2功能键操作介绍操作面板上的功能键，如启动、停止、回零、手动、自动等按键的功能及操作方法。2.2.3显示屏及键盘操作介绍显示屏上的信息显示、菜单操作、参数设置等功能，以及键盘的使用方法。2.3数控机床的基本操作流程2.3.1开机（1）检查机床周围环境，保证无异常。（2）打开机床电源，启动操作系统。（3）等待机床自检完成，确认机床处于正常工作状态。2.3.2回零（1）按下回零键，使机床各轴回到参考点。（2）确认各轴回零完成后，进行下一步操作。2.3.3装夹工件（1）根据加工要求，将工件装夹到机床工作台上。（2）保证工件固定牢固，防止加工过程中发生位移。2.3.4设置加工参数（1）在操作面板上设置加工参数，如转速、进给速度、切削深度等。（2）确认参数设置正确无误。2.3.5选择加工程序（1）在操作面板上选择相应的加工程序。（2）检查程序内容，保证与加工要求一致。2.3.6启动加工（1）按下启动键，开始自动加工。（2）在加工过程中，密切关注机床运行状态，如有异常立即停机检查。2.3.7停机（1）加工完成后，按停止键停止机床运行。（2）关闭机床电源，清理机床及工作现场。2.3.8检查加工质量（1）对加工完成的工件进行质量检查。（2）如有质量问题，分析原因，调整加工参数或加工程序，重新加工。第3章数控编程基础3.1数控编程的基本概念数控编程是指将工件加工过程中所需的刀具运动轨迹、工艺参数及辅助操作，按照一定的格式和规则编写成程序，输入数控系统，从而实现机床自动化加工的过程。数控编程主要包括手工编程和计算机辅助编程两种方式。本节将介绍数控编程的基本概念、术语和编程步骤。3.1.1数控编程术语（1）程序段：程序中的每一个加工步骤，由一行或几行指令组成。（2）指令：规定机床执行某种动作的代码。（3）参数：用于描述加工过程中某些特定值的变量。（4）刀具半径补偿：在编程过程中，考虑刀具半径对加工轮廓的影响，对刀具轨迹进行补偿。（5）刀具长度补偿：在编程过程中，考虑刀具长度对加工深度的影响，对刀具轨迹进行补偿。3.1.2数控编程步骤（1）分析加工任务：明确加工工件的形状、尺寸、材料及加工要求。（2）制定加工工艺：确定加工顺序、选择刀具、确定切削参数等。（3）编写数控程序：根据加工工艺，按照数控系统规定的格式编写程序。（4）程序输入与调试：将编写好的程序输入数控系统，进行模拟加工和实际加工，验证程序的正确性。3.2常用数控编程指令数控编程指令是数控程序中的核心部分，用于控制机床的运动和加工过程。本节将介绍常用的数控编程指令及其功能。3.2.1常用准备功能指令（1）G00：快速定位指令，使刀具以最大速度移动到指定位置。（2）G01：直线插补指令，使刀具在直线轨迹上以给定的速度和进给量移动。（3）G02：顺时针圆弧插补指令，使刀具沿顺时针方向进行圆弧插补。（4）G03：逆时针圆弧插补指令，使刀具沿逆时针方向进行圆弧插补。3.2.2常用辅助功能指令（1）M03：主轴正转指令，用于启动主轴，进行加工。（2）M05：主轴停止指令，用于停止主轴旋转。（3）M08：冷却液开指令，用于开启冷却液，降低加工温度。（4）M09：冷却液关指令，用于关闭冷却液。3.2.3常用刀具功能指令（1）T01：选择刀具指令，用于选择编号为01的刀具。（2）G43：刀具长度补偿指令，用于设置刀具长度补偿值。（3）G41：刀具半径补偿指令，用于设置刀具半径补偿值。3.3数控编程实例解析以下是一个简单的数控编程实例，用于加工一个矩形轮廓。（1）分析加工任务：矩形轮廓的尺寸为100mm×50mm，材料为45钢。（2）制定加工工艺：采用外圆刀进行轮廓加工，切削参数为：主轴转速n=1000r/min，进给速度f=200mm/min。（3）编写数控程序：N10G21G40G17G94M03S1000T01N20G00X0Y0N30G43H1N40G01X100Y0F200N50G01X100Y50N60G01X0Y50N70G01X0Y0N80G28G91Z0N90M05N100M30（4）程序输入与调试：将编写好的程序输入数控系统，进行模拟加工和实际加工，验证程序的正确性。注意：本实例仅供参考，实际加工中需根据具体情况进行调整。第4章数控机床加工工艺4.1数控加工工艺的基本原则本节主要阐述数控加工工艺应遵循的基本原则，以保证加工过程的合理性、稳定性和高效性。4.1.1合理性原则根据零件的结构特点、技术要求及生产条件，合理选择加工方法、工序内容和加工顺序。4.1.2经济性原则在满足加工要求的前提下，力求降低加工成本，提高生产效率。4.1.3安全性原则保证加工过程安全可靠，避免机床、刀具和工件受损。4.1.4可靠性原则选用成熟、稳定的加工工艺，保证加工质量的稳定。4.2数控加工工艺路线的制定本节主要介绍如何根据零件图纸和技术要求，制定合理的数控加工工艺路线。4.2.1分析零件图纸对零件的结构、尺寸、形状及加工要求进行分析，明确加工目标。4.2.2确定加工方法根据零件的加工要求，选择合适的加工方法，如车削、铣削、磨削等。4.2.3制定加工工序按照加工顺序，将加工内容分解为若干个工序，明确各工序的加工要求。4.2.4选择加工设备根据加工工序的要求，选择合适的数控机床和附件。4.3数控加工工艺参数的确定本节主要讨论数控加工过程中，如何合理选择和调整工艺参数，以保证加工质量。4.3.1切削速度的选择根据工件材料、刀具类型和加工要求，选择合适的切削速度。4.3.2进给量的确定根据工件材料、刀具直径和加工要求，合理选择进给量。4.3.3切削深度的确定在保证加工质量的前提下，合理选择切削深度，提高加工效率。4.3.4刀具的选择与更换根据工件材料和加工要求，选择合适的刀具，并掌握更换刀具的时机。4.3.5切削液的应用根据加工材料和加工要求，合理使用切削液，降低切削温度，提高加工质量。第5章数控机床刀具与夹具5.1数控机床刀具的选择与使用5.1.1刀具类型的选择在选择数控机床刀具时，应根据工件材料、加工性质和加工要求进行合理选择。常见的刀具类型包括车刀、铣刀、钻头、镗刀等。刀具材料应具备良好的切削功能、耐磨性和耐热性。5.1.2刀具规格的选择刀具规格应根据工件加工尺寸和加工工艺要求进行选择。应保证刀具的尺寸、形状和安装方式与机床和工件相适应。5.1.3刀具的使用（1）刀具的安装：刀具的安装应保证稳固、准确，避免加工过程中产生振动。（2）刀具的调整：根据加工要求调整刀具的位置、角度等参数，以保证加工精度。（3）刀具的更换：在加工过程中，如发觉刀具磨损或损坏，应及时更换，以保证加工质量和效率。5.2数控机床夹具的选择与使用5.2.1夹具类型的选择根据工件形状、加工要求和生产批量，选择合适的夹具类型，如卡盘、虎钳、专用夹具等。5.2.2夹具规格的选择夹具规格应根据工件尺寸和加工工艺要求进行选择，保证工件在加工过程中保持稳定的位置。5.2.3夹具的使用（1）夹具的安装：保证夹具安装稳固，与机床工作台接触良好。（2）工件的装夹：将工件放置在夹具中，调整工件位置，使其满足加工要求。（3）夹具的调整：根据加工需求，调整夹具的夹紧力、位置等参数。5.3刀具补偿与刀具磨损5.3.1刀具补偿（1）刀具半径补偿：在编程时，根据刀具半径和加工要求，设置刀具半径补偿值，以提高加工精度。（2）刀具长度补偿：设置刀具长度补偿值，以消除刀具磨损和更换对加工精度的影响。5.3.2刀具磨损（1）刀具磨损的监测：定期检查刀具磨损情况，如发觉磨损严重，应及时更换。（2）刀具磨损的补偿：通过调整刀具补偿值，消除刀具磨损对加工精度的影响。（3）刀具磨损的预防：合理选择刀具材料、规格，优化加工参数，降低刀具磨损速度。第6章数控机床的安装与调试6.1数控机床的安装6.1.1安装前的准备工作在数控机床安装前，应保证安装场地符合要求，包括环境温度、湿度、洁净度等。同时对机床及其附属设备进行开箱检查，确认设备外观无损坏，随机文件及工具齐全。6.1.2安装基础及地脚螺栓根据机床厂家提供的基础图，施工安装基础。在基础养护期满后，将机床放置在基础上，调整机床水平，拧紧地脚螺栓。6.1.3机床安装及调整按照机床安装说明书，进行机床的组装和安装。安装过程中注意检查各部件的配合间隙，保证符合技术要求。6.1.4电气系统的安装按照电气接线图，将数控机床的电源线、信号线等连接好，保证接线正确、牢固。同时对电气柜进行布线，避免电缆相互干扰。6.2数控机床的调试6.2.1调试前的检查确认机床安装完成后，对机床进行全面的检查，包括机械部件、电气系统、液压系统等，保证各部件正常运行。6.2.2数控系统的调试启动数控系统，进行基本功能的检查，包括机床坐标轴的运动、刀具补偿、程序编辑等。同时对数控系统进行参数设置和优化。6.2.3机床功能测试进行机床空载运行，检查各坐标轴的运动平稳性、定位精度、重复定位精度等。并对机床进行负载测试，验证机床的切削功能。6.2.4附件及刀具的调试对机床的附件、刀具进行调试，包括换刀装置、刀库等，保证其正常工作。6.3数控机床的验收6.3.1验收标准参照相关国家标准和行业规定，制定数控机床验收标准。主要验收项目包括：机床功能、精度、功能、安全防护等。6.3.2验收流程按照验收标准，进行机床验收。验收过程中，对发觉的问题及时进行整改，直至符合验收要求。6.3.3验收报告验收合格后，编写验收报告，记录验收过程及结果，为后续机床投入使用提供依据。第7章数控机床的操作技巧与注意事项7.1操作技巧7.1.1熟悉数控机床的操作面板操作者应充分了解并熟悉数控机床的操作面板，掌握各功能键的作用，以便在操作过程中能迅速、准确地执行各项指令。7.1.2合理选择切削参数根据工件材料、刀具类型及加工要求，合理选择切削速度、进给量和切削深度等切削参数，以提高加工效率和工件质量。7.1.3正确装夹工件保证工件在数控机床上正确装夹，避免因装夹不当导致的加工误差或。7.1.4精确对刀在加工前，操作者应进行精确对刀，保证刀具与工件的相对位置关系正确，减小加工误差。7.1.5合理使用刀具补偿功能充分利用数控机床的刀具补偿功能，简化编程过程，提高加工精度。7.1.6注意程序检查在运行加工程序前，操作者应仔细检查程序，保证无误。如有疑问，及时与编程人员沟通解决。7.2常见操作错误及预防措施7.2.1操作错误：误操作功能键预防措施：操作者在操作过程中要集中注意力，避免误操作功能键。在操作前，可进行模拟练习，提高操作的熟练度。7.2.2操作错误：切削参数设置不当预防措施：充分了解工件材料、刀具功能等，根据实际情况合理设置切削参数。如有疑问，可向经验丰富的操作者或技术人员请教。7.2.3操作错误：工件装夹不稳定预防措施：加强工件装夹的检查，保证装夹稳定可靠。对于易变形的工件，可采取适当的辅助措施，如使用夹具等。7.2.4操作错误：对刀不准确预防措施：采用高精度的对刀工具，严格按照对刀操作规程进行操作。对刀完成后，进行试加工，验证对刀精度。7.3数控机床的安全操作7.3.1严格遵守安全操作规程操作者应熟悉并遵守数控机床的安全操作规程，保证自身及设备的安全。7.3.2定期检查设备定期对数控机床进行检查，保证设备功能良好，消除潜在的安全隐患。7.3.3避免操作过程中与他人交谈操作过程中，避免与他人交谈或分心，以免影响操作安全。7.3.4保持操作环境整洁保持数控机床操作环境的整洁，防止因杂物、油污等导致的滑倒、火灾等安全。7.3.5穿戴合适的劳动保护用品操作者应穿戴合适的劳动保护用品，如工作服、安全鞋、防护眼镜等，保障个人安全。7.3.6注意刀具安全在更换、调整刀具时，应保证机床处于停机状态，防止发生意外伤害。同时要妥善保管好刀具，防止刀具丢失或伤人。第8章数控机床的维护与保养8.1数控机床的日常维护8.1.1检查机床运行状态在日常生产过程中，操作者应随时关注数控机床的运行状态，发觉异常声音、气味、温度等情况，应立即停机检查。8.1.2清洁机床保持数控机床的清洁是日常维护的重要内容。定期清理机床上的铁屑、灰尘等杂物，避免影响机床的正常运行。8.1.3检查电气系统定期检查电气系统，包括电缆、插座、开关等，保证无破损、漏电等现象。8.1.4检查液压系统检查液压系统的油位、油质，保证系统正常运行。发觉液压油变质或泄漏，应及时更换或修复。8.1.5检查气动系统检查气动系统的气压、气路连接，保证无漏气现象。8.2数控机床的定期保养8.2.1机床外观保养定期对机床外观进行清洁、润滑、防锈处理，延长机床使用寿命。8.2.2机床内部保养定期对机床内部进行清洁，检查导轨、丝杠、轴承等传动部件的磨损、润滑情况，及时添加润滑油。8.2.3电气系统保养对电气系统进行定期检查，包括电路板、电缆、插座等，发觉异常应立即修复。8.2.4液压、气动系统保养定期对液压、气动系统进行维护，更换油液、密封件等，保证系统正常运行。8.3数控机床的故障排除8.3.1故障诊断当数控机床出现故障时，应首先进行故障诊断，根据机床故障现象、故障代码等信息，分析可能的故障原因。8.3.2故障排除针对诊断出的故障原因，采取相应的措施进行排除。常见故障排除方法包括：检查电气线路、更换损坏部件、调整机床参数等。8.3.3故障预防针对常见故障，制定预防措施，降低机床故障率。如：加强机床日常维护、定期更换易损件、提高操作人员技能等。8.3.4交接班记录操作者在交接班时，应详细记录机床的运行状况、故障处理情况等，便于下一班次操作者了解机床状态，保证生产顺利进行。第9章数控机床的故障诊断与维修9.1数控机床故障诊断方法9.1.1望诊法通过观察数控机床的运行状态、外观、电气元件、机械部件等方面，初步判断故障部位和原因。9.1.2听诊法利用听觉判断数控机床运行过程中是否有异常声音，从而推断故障所在。9.1.3问诊法向操作者了解故障发生前的运行情况、故障现象、已采取的措施等信息，有助于快速定位故障。9.1.4触诊法通过触摸机床各部件，感知温度、振动、松动等情况，进一步确定故障部位。9.1.5诊断工具使用利用数控机床自带的诊断功能、示波器、万用表等工具进行故障诊断。9.2常见数