数控编程与操作技能训练作业指导书

数控编程与操作技能训练作业指导书TOC\o"1-2"\h\u18300第1章数控编程基础 4239531.1数控机床概述 4305651.1.1数控机床的定义与分类 4193001.1.2数控机床的组成与功能 425321.1.3数控机床的发展趋势 45351.2数控编程的基本概念 453351.2.1数控编程的定义与作用 4264311.2.2编程语言的分类与特点 466511.2.3编程原点的设定 4261411.3数控编程的步骤与要求 4281931.3.1编程步骤 411621.3.2编程要求 468811.3.3编程注意事项 523637第2章数控编程坐标系与程序结构 558872.1数控编程坐标系 511812.1.1坐标系定义 5212182.1.2坐标系建立 548402.1.3坐标系变换 5168392.2程序结构及其功能 5230472.2.1程序段结构 534852.2.2程序功能 6320102.3常用编程指令及其应用 6211612.3.1基本编程指令 6242642.3.2辅助编程指令 6269812.3.3特殊编程指令 631441第3章数控车床编程与操作 6143893.1数控车床概述 6232333.2数控车床编程基础 650953.2.1编程语言 6131273.2.2编程步骤 7115493.2.3常用指令 7200723.3数控车床操作流程 7148613.3.1开机准备 7216943.3.2编程与输入 7182373.3.3对刀与装夹 7219523.3.4加工 7120673.3.5检验与清理 8121313.4数控车床加工实例 830680第4章数控铣床编程与操作 8142174.1数控铣床概述 838974.2数控铣床编程基础 8240864.2.1编程语言 9248694.2.2编程步骤 9298754.2.3编程实例 9247764.3数控铣床操作流程 9290494.3.1操作前准备 994824.3.2操作步骤 9276734.3.3操作注意事项 9311284.4数控铣床加工实例 9208074.4.1加工工艺分析 1043914.4.2编程 10262204.4.3操作步骤 1010976第5章数控加工中心编程与操作 10184085.1加工中心概述 10194785.2加工中心编程基础 1077895.2.1编程语言 10308965.2.2编程步骤 10277145.2.3编程要点 10266095.3加工中心操作流程 1164965.3.1开机准备 11247165.3.2程序输入与校验 11240175.3.3加工操作 11322775.3.4工件检查与拆卸 11255335.4加工中心加工实例 1129529第6章数控线切割编程与操作 1117866.1数控线切割概述 12143746.2数控线切割编程基础 1215766.2.1编程原理 12180466.2.2编程语言及指令 12229406.2.3编程步骤 12272206.3数控线切割操作流程 12180836.3.1操作准备 12676.3.2工件装夹与找正 12148256.3.3编程与输入 1289246.3.4加工参数设置 1225636.3.5加工启动与监控 128926.3.6加工结束与工件检验 1229326.4数控线切割加工实例 13212016.4.1分析图纸与确定加工工艺 13270406.4.2编制数控程序 13323646.4.3设置加工参数 1352586.4.4加工启动与监控 13297246.4.5加工结束与工件检验 1320817第7章数控电火花加工编程与操作 13248047.1数控电火花加工概述 13112067.2数控电火花加工编程基础 13206747.2.1编程原理 13147447.2.2编程步骤 14321717.2.3编程要点 14255687.3数控电火花加工操作流程 14203257.3.1操作前准备 14210177.3.2加工操作 14233307.3.3加工后处理 14106947.4数控电火花加工实例 1526894第8章数控编程中的工艺处理 15123698.1数控加工工艺概述 15305048.2数控加工工艺参数的选择 1522868.3数控加工工艺文件编制 16113058.4数控加工工艺实例 1622148第9章数控机床的维护与故障处理 175729.1数控机床的维护保养 1725389.1.1维护保养的重要性 17288819.1.2维护保养的主要内容 1799759.1.3维护保养的实施方法 17219859.2数控机床的故障诊断与处理 17243819.2.1故障诊断的基本原则 1787829.2.2故障诊断的方法 1759849.2.3故障处理流程 17108239.3数控机床故障实例分析 1721613第10章数控编程与操作技能训练 181686010.1数控编程技能训练 181449110.1.1数控编程基础知识回顾 182026310.1.2常用数控编程指令的应用 181314510.1.3数控编程实例分析 18171010.2数控机床操作技能训练 182627010.2.1数控机床基本操作 192763110.2.2数控机床程序输入与调试 19506910.2.3数控机床加工操作 191617910.3数控加工工艺技能训练 191348710.3.1数控加工工艺基础知识 19284710.3.2数控加工工艺文件编写 191877210.3.3数控加工工艺实例分析 192242410.4综合应用实例训练 202709310.4.1综合实例分析 202993910.4.2综合实例操作训练 202542110.4.3常见问题分析与解决方法 20第1章数控编程基础1.1数控机床概述1.1.1数控机床的定义与分类数控机床是指采用数字控制系统进行控制的机床，可根据编程指令自动完成工件的加工。本章将对数控车床、数控铣床、数控加工中心等常见数控机床的分类、结构及功能进行介绍。1.1.2数控机床的组成与功能数控机床主要由机床本体、数控系统、伺服系统、辅助装置等部分组成。本章将详细阐述各部分的组成、功能及其相互关系。1.1.3数控机床的发展趋势制造业的快速发展，数控机床在加工精度、效率、自动化程度等方面不断提高。本章将简要介绍数控机床的发展历程、现状及未来发展趋势。1.2数控编程的基本概念1.2.1数控编程的定义与作用数控编程是指根据工件加工要求，采用规定的编程语言和格式，编写数控机床加工所需程序的过程。本章将阐述数控编程在数控加工中的重要作用。1.2.2编程语言的分类与特点数控编程语言主要包括ISO标准编程语言、EIA标准编程语言等。本章将介绍各类编程语言的特点、应用范围及编程规范。1.2.3编程原点的设定编程原点是数控编程中一个重要的概念，本章将介绍编程原点的定义、分类及设定方法。1.3数控编程的步骤与要求1.3.1编程步骤数控编程主要包括以下几个步骤：分析加工要求、选择合适的加工工艺、确定加工参数、编写加工程序、输入程序、调试程序、加工工件。本章将对这些步骤进行详细阐述。1.3.2编程要求为了保证数控加工的顺利进行，编写数控程序时需遵循以下要求：程序结构清晰、逻辑性强；加工路径合理、高效；保证加工精度和表面质量；便于操作者理解和调试。1.3.3编程注意事项本章将介绍数控编程过程中需要注意的一些事项，如避免程序错误、提高加工效率、保证加工安全等。通过本章的学习，使读者对数控编程基础有全面、系统的了解，为后续学习数控编程与操作技能打下坚实的基础。第2章数控编程坐标系与程序结构2.1数控编程坐标系2.1.1坐标系定义在数控编程中，坐标系是描述工件与刀具相对位置关系的基础。通常采用右手直角坐标系，即X、Y、Z轴分别代表工件在水平面、垂直面及纵向的位置。2.1.2坐标系建立数控编程坐标系的建立主要包括以下步骤：（1）选择工件坐标系原点，通常位于工件的对称中心或便于编程的某一固定点。（2）确定各轴正向，遵循右手定则。（3）确定坐标系范围，以满足加工要求。2.1.3坐标系变换在实际加工过程中，可能需要变换坐标系以满足加工需求。主要包括以下变换：（1）平移变换：将坐标系沿某一轴方向移动。（2）旋转变换：将坐标系绕某一轴旋转。2.2程序结构及其功能2.2.1程序段结构数控程序由一系列程序段组成，每个程序段包含以下内容：（1）程序段号：用于标识程序段，便于查找和修改。（2）指令：表示加工动作、刀具移动方向、速度等。（3）参数：指定加工参数，如坐标值、半径、角度等。2.2.2程序功能数控程序主要实现以下功能：（1）控制刀具沿指定路径移动，完成工件加工。（2）设置加工参数，如切削速度、进给速度等。（3）实现加工过程的自动化，提高生产效率。2.3常用编程指令及其应用2.3.1基本编程指令（1）G00（快速定位）：用于快速移动刀具至指定位置。（2）G01（直线插补）：用于直线切削。（3）G02（圆弧插补，顺时针）：用于顺时针圆弧切削。（4）G03（圆弧插补，逆时针）：用于逆时针圆弧切削。2.3.2辅助编程指令（1）G28（返回参考点）：用于将刀具返回参考点。（2）G40（取消刀具半径补偿）：用于取消刀具半径补偿。（3）G49（取消刀具长度补偿）：用于取消刀具长度补偿。2.3.3特殊编程指令（1）M98（子程序调用）：用于调用子程序。（2）M99（子程序返回）：用于从子程序返回。（3）G65（宏程序调用）：用于调用宏程序，实现复杂加工。本章主要介绍了数控编程坐标系与程序结构，以及常用编程指令及其应用。掌握这些内容是进行数控编程与操作的基础。第3章数控车床编程与操作3.1数控车床概述数控车床作为数控加工中的一种重要设备，广泛应用于机械制造领域。本章主要介绍数控车床的基本结构、功能及其在工业生产中的应用。数控车床具有高效、精确、多品种加工等优点，为现代制造业提供了强大的技术支持。3.2数控车床编程基础3.2.1编程语言数控车床编程主要采用G代码和M代码。G代码用于描述刀具在工件上的运动轨迹，M代码用于控制机床的动作和功能。3.2.2编程步骤（1）分析图纸，确定加工工艺。（2）选择合适的刀具、切削参数和装夹方式。（3）编写数控程序。（4）程序检验。3.2.3常用指令（1）G00：快速定位。（2）G01：直线插补。（3）G02、G03：圆弧插补。（4）M03、M04：主轴正反转。（5）M05：主轴停止。（6）T：刀具选择。（7）S：主轴转速设置。（8）F：进给速度设置。3.3数控车床操作流程3.3.1开机准备（1）检查机床各部分是否正常。（2）开启机床总电源。（3）启动数控系统。（4）回参考点。3.3.2编程与输入（1）根据图纸要求，编写数控程序。（2）将编写好的程序输入数控系统。3.3.3对刀与装夹（1）对刀：调整刀具与工件之间的相对位置，保证加工精度。（2）装夹：将工件固定在车床上，保证加工过程中工件稳定。3.3.4加工（1）启动主轴。（2）启动进给。（3）观察机床运行状态，及时调整切削参数。（4）加工完毕，停车。3.3.5检验与清理（1）检查加工质量。（2）清理机床和工件。3.4数控车床加工实例以下是一个简单的数控车床加工实例：（1）加工要求：加工一个直径为50mm，长度为100mm的轴类零件。（2）工艺分析：采用G01、G02、G03指令完成零件轮廓的加工。（3）编程与输入：G00X50.0Z0.0；G01X30.0F100；G02X0.0Z50.0R30.0；G01X30.0；G03X0.0Z100.0R30.0；G00X50.0Z0.0；M30；（4）对刀与装夹：将工件装夹在车床上，对刀，调整刀具与工件的相对位置。（5）加工：启动主轴和进给，观察机床运行状态，及时调整切削参数。（6）检验与清理：加工完毕后，检查加工质量，清理机床和工件。通过本章的学习，读者应掌握数控车床的基本编程与操作方法，为实际生产中的应用奠定基础。第4章数控铣床编程与操作4.1数控铣床概述数控铣床作为现代制造业中的重要设备，具有高效率、高精度和自动化程度高等特点。本章主要介绍数控铣床的基本结构、功能及其在机械加工中的应用。4.2数控铣床编程基础4.2.1编程语言数控铣床编程主要采用ISO标准数控编程语言，包括G代码和M代码。G代码用于控制机床的运动和加工过程，M代码用于控制机床的辅助功能。4.2.2编程步骤（1）分析加工零件图纸，确定加工工艺。（2）选择合适的刀具、切削参数和加工路径。（3）编写数控程序。（4）校对和修改数控程序。4.2.3编程实例以一个简单的零件为例，介绍数控铣床编程的具体步骤和注意事项。4.3数控铣床操作流程4.3.1操作前准备（1）检查机床外观，保证机床清洁、无异常。（2）检查机床液压、气压系统，保证正常。（3）检查机床刀具、夹具、量具等，保证齐全、完好。4.3.2操作步骤（1）开机，进行机床回零。（2）安装工件和刀具。（3）输入数控程序。（4）对刀，调整刀具补偿。（5）启动数控程序，进行加工。（6）加工过程中，注意观察机床运行状况，及时处理异常。（7）加工完成后，进行零件检测。4.3.3操作注意事项（1）严格遵守操作规程，保证操作安全。（2）保持机床清洁，定期进行保养。（3）及时更换磨损的刀具、夹具等。4.4数控铣床加工实例以下是一个数控铣床加工实例，包括加工工艺分析、编程和操作步骤。4.4.1加工工艺分析（1）分析零件图纸，确定加工部位、尺寸和精度要求。（2）选择合适的刀具、切削参数和加工路径。4.4.2编程根据加工工艺分析，编写数控程序。4.4.3操作步骤参照4.3节中的操作流程，进行加工。注意：本章节内容旨在介绍数控铣床编程与操作的基本知识和技能，具体操作时应结合机床说明书和实际加工要求进行调整。加工过程中，务必注意安全，防止意外发生。第5章数控加工中心编程与操作5.1加工中心概述加工中心是一种高度自动化的数控机床，具有高效率、高精度和良好的加工稳定性。本章主要介绍加工中心的组成、分类、功能特点及其在机械加工中的应用。5.2加工中心编程基础5.2.1编程语言加工中心编程主要采用ISO国际标准数控编程语言，包括G代码和M代码两大类。G代码用于描述加工路径、速度、加速度等，M代码用于控制机床辅助功能。5.2.2编程步骤（1）分析加工图纸，明确加工要求；（2）确定加工工艺，选择合适的刀具和切削参数；（3）编制加工程序，包括加工顺序、刀具路径、切削参数等；（4）程序校验，保证无误。5.2.3编程要点（1）合理选择加工坐标系；（2）确定合理的加工路径，减少空行程；（3）注意刀具补偿和刀尖半径的影响；（4）合理设置切削速度、进给速度和切削深度。5.3加工中心操作流程5.3.1开机准备（1）检查机床各部件是否正常；（2）开启机床电源，进行回零操作；（3）安装并检查刀具；（4）安装工件，调整对刀。5.3.2程序输入与校验（1）输入加工程序；（2）检查程序，保证无误；（3）进行模拟加工，确认加工路径和切削参数正确。5.3.3加工操作（1）启动主轴，调整转速；（2）启动进给，开始加工；（3）监控加工过程，注意切削液的供给；（4）加工完成后，关闭主轴和进给。5.3.4工件检查与拆卸（1）检查加工工件，确认尺寸和表面质量；（2）拆卸工件，清理机床。5.4加工中心加工实例以下为一个加工中心加工实例：（1）加工任务：加工一个法兰盘，材料为45钢；（2）加工内容：内孔、外圆、端面、螺纹等；（3）加工工艺：粗加工、半精加工、精加工；（4）编程与操作：根据加工要求，编制加工程序，进行加工操作；（5）加工结果：达到图纸要求，尺寸精度和表面质量符合标准。本章内容旨在让读者掌握加工中心编程与操作的基本技能，为实际加工操作奠定基础。第6章数控线切割编程与操作6.1数控线切割概述数控线切割加工是一种利用高速运动的金属丝作为切割工具，通过电极丝与工件之间的电火花腐蚀作用，实现金属等导电材料切割的数控加工方法。本章主要介绍数控线切割的基本原理、加工特点及其在工业生产中的应用。6.2数控线切割编程基础6.2.1编程原理数控线切割编程主要包括几何造型、路径规划、工艺参数设置等环节。编程人员需根据工件图纸和加工要求，利用编程软件进行编程。6.2.2编程语言及指令数控线切割编程采用G代码和M代码，其中G代码用于描述加工路径，M代码用于控制机床辅助功能。本章将重点介绍常用的G代码和M代码。6.2.3编程步骤编程步骤主要包括：分析图纸、确定加工工艺、编制程序、校验程序、程序至机床等。6.3数控线切割操作流程6.3.1操作准备操作前需检查机床、刀具、工件等是否符合加工要求，保证设备安全运行。6.3.2工件装夹与找正将工件放置在机床工作台上，采用适当的装夹方式固定工件，并进行找正，保证加工精度。6.3.3编程与输入按照编程步骤，编制数控程序，并将程序输入机床控制系统。6.3.4加工参数设置根据工件材料、加工要求等，设置合适的加工参数，如切割速度、丝径、放电参数等。6.3.5加工启动与监控启动机床，开始加工。在加工过程中，密切监控机床运行状态和切割质量，及时调整参数，保证加工质量。6.3.6加工结束与工件检验加工结束后，关闭机床，取出工件进行尺寸、形状等检验，确认是否符合图纸要求。6.4数控线切割加工实例以下为一个简单的数控线切割加工实例：实例：加工一个矩形工件，尺寸为100mm×50mm，材料为45钢。6.4.1分析图纸与确定加工工艺根据工件图纸，确定加工路径为从左上角开始，沿矩形边缘切割至右下角。6.4.2编制数控程序根据加工路径，编制如下数控程序：G90G92X0Y0G01X100Y0F100G01X100Y50G01X0Y50G01X0Y0M306.4.3设置加工参数根据工件材料和加工要求，设置切割速度为100mm/min，丝径为0.15mm，放电参数为正常范围。6.4.4加工启动与监控启动机床，开始加工。在加工过程中，密切关注切割质量和机床运行状态。6.4.5加工结束与工件检验加工结束后，关闭机床，取出工件进行尺寸和形状检验，确认加工质量符合要求。第7章数控电火花加工编程与操作7.1数控电火花加工概述数控电火花加工是利用电火花腐蚀金属的原理进行的一种高精度加工方法。本章主要介绍数控电火花加工的基本原理、加工特点及其在工业生产中的应用。7.2数控电火花加工编程基础7.2.1编程原理数控电火花加工编程主要包括加工轨迹的、工艺参数的设置和程序的后处理。编程人员需根据工件图纸和加工要求，编制出符合加工需求的数控程序。7.2.2编程步骤（1）分析工件图纸，确定加工工艺；（2）选择合适的电极和加工参数；（3）绘制加工轨迹；（4）编写数控程序；（5）程序后处理。7.2.3编程要点（1）保证加工轨迹的正确性；（2）合理设置工艺参数，提高加工效率；（3）优化程序结构，降低加工时间；（4）注意电极的装夹和调整。7.3数控电火花加工操作流程7.3.1操作前准备（1）检查设备状态，保证设备正常运行；（2）核对程序和工艺参数；（3）准备电极和装夹装置；（4）清理工作台，保证加工区域干净整洁。7.3.2加工操作（1）启动设备，进行设备自检；（2）装夹电极，调整电极与工件的相对位置；（3）输入数控程序，检查程序无误后开始加工；（4）监控加工过程，及时调整工艺参数；（5）加工完成后，关闭设备，取出工件。7.3.3加工后处理（1）检查工件加工质量，确认加工要求达成；（2）清理工作区域，回收废弃物料；（3）对设备进行日常维护保养。7.4数控电火花加工实例以下为一个简单的数控电火花加工实例，以说明编程与操作过程。（1）加工任务：加工一个方形凸模。（2）工件材料：Cr12。（3）编程与操作步骤：a.分析工件图纸，确定加工工艺；b.选择电极材料（紫铜）和加工参数；c.绘制加工轨迹；d.编写数控程序；e.输入程序，进行加工操作；f.加工完成后，检查工件质量。通过本章的学习，读者应掌握数控电火花加工的基本原理、编程方法和操作流程，并能运用所学知识进行实际加工操作。第8章数控编程中的工艺处理8.1数控加工工艺概述数控加工工艺是指利用数控机床进行工件加工过程中所涉及的各项技术要求和操作方法。本章主要介绍数控加工工艺的基本概念、分类及特点。通过学习，使读者了解数控加工工艺的重要性，掌握合理的工艺安排，从而提高数控编程与操作的质量和效率。8.2数控加工工艺参数的选择数控加工工艺参数是影响加工质量、效率及成本的关键因素。本节主要介绍以下内容：（1）切削速度的选择：根据工件材料、刀具材料及加工要求，合理选择切削速度。（2）进给速度的选择：根据工件材料、加工表面质量及加工精度要求，选择合适的进给速度。（3）切削深度的选择：根据工件材料、刀具直径及加工要求，选择适当的切削深度。（4）刀具补偿的设置：根据刀具磨损、加工误差等因素，设置合理的刀具补偿值。8.3数控加工工艺文件编制数控加工工艺文件是指导数控编程与操作的重要依据。本节主要介绍以下内容：（1）工艺文件的内容：包括工件名称、加工要求、加工工艺路线、切削参数、刀具选用等。（2）工艺文件的编制方法：根据工件图纸、技术要求及生产条件，编制合理的工艺文件。（3）工艺文件的审核与修改：保证工艺文件的正确性、合理性和可行性。8.4数控加工工艺实例以下为一个简单的数控加工工艺实例：（1）工件名称：轴类零件（2）材料：45钢（3）加工内容：外圆、内孔、端面、螺纹等（4）加工工艺路线：①粗加工：外圆、内孔、端面；②半精加工：外圆、内孔、端面；③精加工：外圆、内孔、端面、螺纹；④光整加工：外圆、内孔、端面。（5）切削参数：①粗加工：切削速度Vc=120m/min，进给速度F=0.2mm/r，切削深度ap=2mm；②半精加工：切削速度Vc=160m/min，进给速度F=0.15mm/r，切削深度ap=1mm；③精加工：切削速度Vc=200m/min，进给速度F=0.1mm/r，切削深度ap=0.5mm；④光整加工：切削速度Vc=240m/min，进给速度F=0.05mm/r，切削深度ap=0.1mm。（6）刀具选用：外圆刀、内孔刀、端面刀、螺纹刀。通过以上实例，读者可以了解数控加工工艺的实际应用，为后续的数控编程与操作提供参考。第9章数控机床的维护与故障处理9.1数控机床的维护保养9.1.1维护保养的重要性数控机床作为高精度、高效率的加工设备，其维护保养工作。合理的维护保养可以保证数控机床正常运行，提高加工质量和效率，延长机床使用寿命。9.1.2维护保养的主要内容（1）日常保养：清洁机床表面、导轨、丝杠、刀库等部件，检查机床各部分的紧固件是否松动，检查液压、气动系统是否漏气、漏油。（2）定期保养：根据机床使用说明书，定期更换润滑油、液压油、冷却液等，检查电气系统、控制系统、驱动系统等关键部件的工作状态。9.1.3维护保养的实施方法（1）制定维护保养计划，明保证养周期和内容。（2）培训操作人员，掌握维护保养方法和技巧。（3）建立维护保养记录，对机床的运行状况进行跟踪。9.2数控机床的故障诊断与处理9.2.1故障诊断的基本原则（1）及时性：发觉故障及时处理，避免故障扩大。（2）准确性：准确判断故障原因，避免盲目处理。（3）安全性：在保证人员安全的前提下进行故障诊断和处理。9.2.2故障诊断的方法（1）观察法：观察机床运行状态、报警信息、异常声音等。（2）试错法：根据经验，逐个排除可能的原因。（3）诊断仪器法：使用专业诊断仪器进行检测。9.2.3故障处理流程（1）报警信息分析：根据机床报警信息，初步判断故障原因。（2）故障排查：根据故障现象和诊断方法，逐步排查故障原因。（3）故障处理：针对故障原