数控铣削加工认识项目.doc

课题1：数控铣削加工认识项目

理论：1.掌握数控机床的概念、产生、组成、分类；
2.掌握数控加工基本概念；
3.掌握数控编程的概念、步骤及数控编程的格式；
4.掌握数控铣床的坐标系；
技能：1.能熟练使用数控铣床仿真软件。

数控加工仿真软件铣削的对刀

数控加工仿真软件的对刀操作

专业课（理实一体）

讲授法、案例教学法、示范法、练习法

多媒体、网络或投影仪

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杨丰

1.提问：什么是数控加工？通过仿真软件演示数控加工过程。
2.讲解：数控机床的概念、组成、分类
3.讲解：数控仿真软件的使用
4.练习：实例加工
5.讲解：数控编程的概念、步骤及数控编程的格式；
6.讲解：数控铣床的坐标系；
7.小结

课题1：数控铣削加工认识项目
1.1 数控加工概述
1.1.1数控机床简介
1.数控机床：装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。即：把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件的机床。
2.数控机床的工作原理
3.数控机床的结构
数控机床主要包括：控制介质、数控装置、伺服系统、机床主体。
（1）控制介质：控制介质是指将零件加工信息传送到控制装置去的程序载体。
（2）数控装置：数控装置是数控机床的核心，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。
（3）伺服系统：伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成，是数控系统的执行系统。
数控系统一般指数控装置和伺服系统。
（4）机床本体：机床主机是数控机床的主体。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。
1.1.2 数控机床分类
1.按加工工艺方法分类
（1）金属切削类数控机床。如：数控车床、铣床、钻床、磨床等。
（2）特种加工类数控机床。如：数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控激光加工机床等。
（3）板材加工类数控机床。如：数控压力机、数控剪板机和数控弯折机等。
2.按控制运动的方式分类
（1）点位控制运动 点位控制运动指刀具相对工件的点定位，一般对刀具运动轨迹无特殊要求。
（2）直线控制运动 直线控制运动指刀具或工作台以给定的速度按直线运动。
（3）轮廓控制运动 轮廓控制运动指刀具或工作台按工件的轮廓轨迹运动，运动轨迹为任意方向的直线、圆弧、抛物线或其它函数关系的曲线。
3.按进给伺服系统控制方式分类

（1）开环控制系统 这种控制系统采用步进电机，对执行机构不检测，无反馈控制信号。
（2）闭环控制系统 这种控制系统绝大多数采用伺服电机，有位置测量元件和位置比较电路。
（3）半闭环控制系统 这种控制系统的位置测量元件不是测量工作台的实际位置，而是测量伺服电机的转角，经过推算间接测量工作台位移，不能补偿数控机床传动链零件的误差
4.按可联动的坐标轴分类
数控机床的联动数是指机床数控装置的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目。目前有两轴联动（数控车床、数控线切割机床）；三轴联动（数控铣床）；四轴联动、五轴联动（加工中心）
1.1.3数控机床的特点
1.1.4机床数控技术的发展趋势
1.高速化
2.高精度化
3.多功能化
4.加工功能复合化
5.结构新型化
1.2 数控加工仿真系统操作界面的熟悉
1.2.1如何进入数控加工仿真系统
1、 开始菜单 → “数控加工仿真系统” → 打开“加密管理程序”
2、 开始菜单 → “数控加工仿真系统” → 打开“数控加工仿真系统” → 进入“用户登录”界面 → 点击“快速登录”。
1.2.2 选择机床类型
1、 选择控制系统：FANUC系统
2、 系统名称：FANUC-0I系统
3、 机床类型：铣床 标准
1.2.3 介绍数控加工仿真系统的面板
1.机床操作面板按键说明
一>MDI键盘
（1）常用功能键
POS 当前机床位置显示
PROGRAM 程序显示
MENU/OFSET 偏置量显示
（2）常用的编辑键
RESET 复位键：终止当前一切操作、CNC复位、解除报警。
INPUT 用于参数、偏置量的输入
地址/数字键 用于字母、数字等的输入
CAN取消输入键 用于删除已输入到缓冲器的文字或符号
CURSOR↑↓ 光标的移动键
PAGE↑↓ 翻页键
ALTER 字符替换键
INSRT 字符输入（插入）
DELET 字符、程序删除
注： 同一键上有多个地址和数字，按同一键循环。
二>操作面板键
（1）EMERGENCY STOP 急停键
（2）Start 循环启动键 自动方式：程序运行
MDI方式：执行MDI程序
（3）HOLD 进给保持键： 在自动运行状态下，暂停进给M、S、T功能有效。
（4）STOP 终止程序键： 在自动状态下，终止运行程序。
（5）MODE（选择机床工作方式）
EDIT： 编辑方式，用于与程序有关的操作
AUTO： 自动方式，用于零件的加工
REF ： 回参考点，用于机床回参考点操作
MDI ： 手动数据输入方式，在MDI&CRT面板上，直接用键盘将一些简短的程序输入到MDI存储器并运行。
STEP/HANDLE： 手轮方式，用于手轮进给
X1 ——移动量：0.001mm/每格
X10 ——移动量：0.01mm/每格
X100——移动量：0.1mm/每格
JOG ： 手动进给，用于手动移动工作台
（6）FEEDRATE OVERRIDE 进给倍率修调旋钮，控制F指令进给量在0%—150%的范围内修调。
（7）JOG FEEDRATE OVERRIDE 手动进给倍率修调
（8）AXIS 手动（或手轮）方式进给时，选择移动轴
（9）SPINDLE： Start 手动方式时主轴启动
Stop 手动方式时主动停止
（10）JOG“+”，“-” 手动进给时轴移动方向
（11）程序控制开关：
Single Block 单段运行开关
Opt Skip 跳段执行开关 注：工作方式选择和手轮的旋转左右方向用鼠标的左右键来控制
M01 Stop 选择停执行开关。
1.2.4 结合一简单实例讲解
零件图（如图1-31所示，毛坯尺寸为90*90*30）
O0001
N010 G54 G0 G90 X-65. Y40. S500 M3
N020 Z50.
N030 Z10.
N040 G1 Z-5. F80.
N050 G41 D1 X-50. F120.
N060 X35.
N070 G2 X40. Y35. R5.
N080 G1 Y-35.
N090 G2 X35. Y-40. R5.
N100 G1 X-35.
N110 G2 X-40. Y-35. R5.
N120 G1 Y35.
N130 G2 X-35. Y40. R5.
N140 G3 X-20. Y55. R15.
N150 G1 G40 Y70.
N160 G0 Z50.
N170 M5
N180 M30
1.3 数控编程概述
数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。
1.3.1数控编程的内容和步骤
（1）数控编程的内容
（2）数控编程的步骤（见图）
（1）分析零件图样
（2）制定工艺过程
（3）数学处理
（4）编写零件加工程序
（5）程序检验
1.3.2数控编程方法
数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。
（1）手工编程
手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。
（2）自动编程
自动编程即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。
1.3.3程序的结构与格式
1.程序的结构
加工程序的一般格式举例：
O1000 // 程序名
　 N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000
N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 // 程序主体
N30 X90
……
N300 M30 // 结束符
（1）程序名
FANUC系列数控系统中，一般用O开头，后跟0001～9999数字。一般要求单列一段。
（2）程序主体
程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。
一个程序段由若干个代码字组成，每个代码字则由地址符和数值构成。(见表1)
（3）程序结束指令
程序结束指令可以用M02或M30。一般要求单列一段。
2.程序段格式
表1
字符
意义
字符
意义
A
关于X轴的角度尺寸
N
顺序号
B
关于Y轴的角度尺寸
O
程序号
C
关于Z轴的角度尺寸
P
固定循环参数
D
第二刀具功能
Q
固定循环参数
E
第二进给功能
R
固定循环参数
F
第一进给功能
S
主轴速度功能
G
准备功能
T
刀具功能
H
刀具偏置号
U
平行X轴的第二尺寸
I
X轴分量
V
平行Y轴的第二尺寸
J
Y轴分量
W
平行Z轴的第二尺寸
K
Z轴分量
X
基本X尺寸
L
不指定
Y
基本Y尺寸
M
辅助功能
Z
基本Z尺寸
程序段由若干个程序字组成的，程序字通常由英文字母表示的地址符和后面的数字和符号组成。
程序段格式举例：
N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08
N40 X90（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）
（3）程序结束指令
程序结束指令可以用M02或M30。一般要求单列一段。
1.4数控机床坐标系确定的原则
1.4.1坐标和运动方向的命名原则
（1）永远假定刀具相对于静止的工件坐标而运动
（2）数控机床的坐标系按国际标准化组织规定为右手直角笛卡尔坐标系
（3）坐标的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向
1.4.2数控机床的坐标轴

标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系。图中拇指、食指和中指分别代表X、Y、Z三个直线移动轴。围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。
（1）Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。
（2）X坐标
X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：
1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况： Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
（3）Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
1.4.3机床坐标系与工件坐标系
1.机床坐标系
机床坐标系的坐标轴及方向按标准规定，其零点是机床上设置的一个固定点，在机床安装调试时就已经确定下来，该点也称机床零点或机床原点。
2.工件坐标系（编程坐标系）
专供编程用。工件坐标系的零点称工件零点或编程原点，编程人员可以在图纸上根据需要设定。
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