数控铣削编程与加工技术电子教案 电子教案第1-5章

主编张英伟主审电子工业出版社数控铣削编程与加工技术电子教案教育部职业教育与成人教育司推荐教材中等职业学校数控技术应用专业教学用书数控铣削编程与加工技术目录第1章初识数控铣削1．1数控铣削的预备知识1．2数控铣削的加工过程：1．3数控铣削加工涉及的技术：第2章数控铣床坐标系与运动2.1铣削加工的切削运2.2数控铣床的机床坐标系2.3编程坐标系（又称工件坐标系）第3章数控铣床基本操作3.1中小型数控铣床数控系统简介：3.2数控机床操作界面概述3.3机床的工作方式：3.4FANUC0i系统机床的操作界面详介3.5数控铣床上电操作步骤与安全规程3.6数控铣床的基本操作方法：目录第4章数控铣削加工工艺基础4．1数控铣削零件工艺分析4．2数控铣削刀具与切削用量4．3数控铣削刀具与工件的夹持第5章数控铣削编程基础5．1数控铣削编程概述5．2数控铣削加工程序的组成与格式5．3数控指令分类与典型数控系统指令5．4常用指令编程要点第6章直线与圆弧插补指令应用6．1项目准备知识6．2项目分析与实施6．3项目总结第7章刀具半径补偿指令应用7．1项目准备知识7．2项目分析与实施7．3项目总结数控铣削编程与加工技术目录第8章刀具长度补偿指令应用8．1项目准备知识8．2项目分析与实施8．3项目总结第9章固定循环指令及其应用9．1项目一：钻孔加工9．2项目二：内螺纹加工9．3项目三：镗孔加工第10章子程序的应用10．1项目准备知识10．2项目分析与实施第11章宏指令11．1用户宏程序的概述11．2宏程序的调用11．3宏程序的本体11．4宏变量11．5宏程序的操作11．6应用举例数控铣削编程与加工技术第一章第一章教学纲要初识数控铣削教学要求：1、掌握数控铣削加工的实现过程2、了解数控铣削加工程序的编制的过程。3、了解数控铣削加工涉及的技术。教学重点：数控铣削加工程序的编制的过程教学难点：对术语及其定义的理解教学内容:主要阐述了数控铣削的基本知识；数控铣削加工的工艺分析包括编制数控程序、程序输入、校验并首件试切、零件加工；以及数控铣削加工涉及的技术等内容。教学建议:本章内容综合性较强,有些工艺问题的理解有一定的难度,因而可分组到工厂或公司参加实践活动，了解数控机床的发展趋势和应用；教师在讲解时要抓住重点和难点作比较细致的分析讲解,这样才能收到比较满意的教学效果。第一章1.1.1数控铣削的加工范围平面铣削曲面铣削廓铣削钻孔镗削螺纹1.1.2数控铣削加工的装备1.数控铣床及加工中心概述普通数控铣床镗铣加工中心2.夹具3.刀具1.1数控铣削的预备知识初识数控铣削第一章1．2．1加工工艺分析提问：•我们要加工什么？——对加工对象进行分析•怎样进行加工？——确定加工方案•选择什么工具完成加工？——确定工艺装备1．分析零件样图，并确定毛坯：2．确定加工方案：1）确定加工方法2）确定加工过程，制定工序3．确定工艺装备1)刀具的选择：2)设计装夹、定位方式：4．确定加工工艺参数及走刀路线5．制定工艺规程1．2．2编制数控程序手工编程计算机辅助编程1.2数控铣削的加工过程初识数控铣削第一章1．2．3将程序输入数控系统：编制好的数控程序要以文本文件（ASCⅡ码）的形式存储在数控系统之中，以便加工时调用，一般可以利用数控系统提供的编辑功能将程序输入并存储；也可以利用数控系统的通讯功能直接将数控程序文件传输至数控系统之中。1．2．4校验并首件试切一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。1．2．5零件加工1.2数控铣削的加工过程初识数控铣削零件图样工艺卡数控程序数控机床试件零件工艺分析编程程序输入零件加工零件成品校验并首件试切修改第一章1．正确识图2．熟悉机械加工基本知识：3．熟悉数控技术，熟练操作机床思考与练习：•数控铣削加工的工艺装备包括哪些？•数控铣床与加工中心的区别是什么？•常见的铣削类型有哪些？•简述数控铣削加工的实现过程。1.3数控铣削加工涉及的技术初识数控铣削第二章第二章教学纲要教学要求：1.掌握数控铣削加工的进给运动和切削运动。2.了解数控铣削数控进给运动和切削运动。3.掌握数控铣床的坐标轴及其运动方向的判定。4.理解机床坐标系、工件坐标系的关系。教学重点：1.能正确判断数控机床坐标的方向。2.能掌握编程原点选择方法。3.能分析机床坐标系、工件坐标系的关系教学难点：掌握数控铣床的坐标轴及其运动方向的判定；理解机床坐标系、工件坐标系的关系。本章教学内容：1．主要阐述数控铣削加工的进给运动和切削运动。2．阐述了数控机床坐标的方向的判断；以及正确选择编程原点的方法；分析机床坐标系、工件坐标系的关系本章教学建议：本章的主要内容实践性较强、因而在教学过程中应紧密结合生产实际/实例进行讲解。在讲解过程中多引入实例，帮助学生理解进给运动和切削运动、进给运动和切削运动坐标轴及其运动方向的判定等内容；特别在讲到编程原点的确定时更需要引入不同类型的零件说明编程员点确定的原则。数控铣床坐标系与运动第二章2.1铣削加工的切削运动数控铣床坐标系与运动2.1.1数控铣削的主运动主运动使刀具切削刃及其毗邻的刀具表面切入工件材料，使被切削层转变成切屑，从而形成工件新表面，即产生切屑的运动。1.立式铣床切削运动2.卧式铣床切削运动2.1.2数控铣削的进给运动：1.进给运动概念2.机床坐标轴及联动概念1）三坐标联动2）五坐标联动第二章2.2数控铣床的机床坐标系数控铣床坐标系与运动笛卡儿坐标系只表明了六个坐标之间的关系，而对于数控机床坐标方向的判断则有如下规定：原则一：刀具相对于静止的工件坐标而运动：原则二：坐标正方向判断顺序先Z后X再Y。以铣床为例：1.Z坐标的方向判定2.X坐标的方向判定3.Y坐标的方向判定4.机床进给运动部件的运动方向:5.机床原点：第二章2.3编程坐标系（又称工件坐标系）数控铣床坐标系与运动编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等在工件上建立的坐标系，是编程时的坐标依据，又称工件坐标系。编程原点选择原则：原则1：编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。原则2：尽量选择便于对刀的位置。YZXYww第二章2.4机床参考点R数控铣床坐标系与运动机床参考点是机床位置测量系统的基准点，用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。2.5工件坐标系与机床坐标系的关系机床坐标系是机床运动控制的参考基准。而工件坐标系是编程时的参考基准；机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点。而工件坐标系是建立在工件上，是根据编程习惯位置可变的。在加工时通过对刀手段确定工件原点与机床原点的位置关系，将工件坐标系与机床坐标系建立固联关系。第三章数控铣床基本操作第三章教学纲要教学要求：1.掌握数控机床操作界面的组成2.掌握常用数控系统的操作方法3.树立机床安全操作意识教学重点：掌握数控铣床控制面板功能和使用。教学难点：掌握数控铣床控制面板功能和使用。本章教学内容：数控机床的种类繁多，操作方法各有特点，但是不论何种数控机床，作为机床控制核心的数控系统在功能大致相同，本课题仅以FANUC-0i-M系统为例，介绍数控铣床操作面板上的主要按钮与操作方法，了解数控铣床的操作规程。本章教学建议：分组参加实践活动，利用数控铣床进行实际操作。第三章3.1中小型数控铣床数控系统简介3.1.1FANUC公司的主要数控系统1.高可靠性的PowerMate0系统：2.普及型FANUC0-D系列：3.全功能型的FANUC0-C系列：4.高性能/价格比的FANUC0i系列：3.1.2SIEMENS公司的主要数控系统1.SINUMERIK802S/C：2.SINUMERIK802D：3.SINUMERIK810D4.SINUMERIK840D3.1.3华中数控以“世纪星”系列数控单元为典型产品，HNC-21/22M为铣削系统，最大联动轴数为4，采用开放式体系结构，内置嵌入式工业PC；数控铣床基本操作第三章3.2数控机床操作界面概述3.2.1机床控制面板：大部分机床的控制面板都由两部分组成：机床操作面板、系统操作面板数控铣床基本操作a)FANUC0i(铣床)机床操作面板第三章3.2数控机床操作界面概述3.2.1机床控制面板：大部分机床的控制面板都由两部分组成：机床操作面板、系统操作面板数控铣床基本操作b)FANUC0i(铣床)系统操作面板第三章3.2数控机床操作界面概述3.2.2数控系统的工作界面：1.加工界面数控铣床基本操作2.程序编辑界面：第三章3.2数控机床操作界面概述3.2.2数控系统的工作界面：数控铣床基本操作2.程序编辑界面：i.参数设定界面：完成对机床各种参数的设置，FANUC0i-M(铣床)刀具补正界面FANUC0i-M(铣床)工件坐标系界面ii.诊断界面：iii.通讯界面:第三章3.3机床的工作方式：数控铣床基本操作基本工作方式:1.手动工作方式（JOG）：完成机床手动控制操作，包括手动移动机床、手动控制主轴正反转等。2.量进给方式（INC）：3.回参考点方式（REF）：完成机床回参考点操作。4.自动工作方式（AUTO）：实现程序自动控制。5.手动数据输入（MDI）：该功能允许机床操作人员在该界面下实时输入一条指令并运行。6.单段执行方式：第三章数控铣床基本操作3.4FANUC0i系统机床的操作界面详介:3.4.1FANUC0i机床操作面板详介：1）工作方式选择键：按钮图标名称用途AUTO自动加工模式EDIT编辑模式。MDI手动数据输入INC增量进给。HND手轮模式移动机床。JOG手动模式，手动连续移动机床。DNC用232电缆线连接PC机和数控机床，选择程序传输加工。REF回参考点。第三章数控铣床基本操作3.4FANUC0i系统机床的操作界面详介:3.4.1FANUC0i机床操作面板详介：2）程序运行控制开关：程序运行开始模式选择旋钮在“AUTO”和“MDI”位置时按下有效，其余时间按下无效。程序运行停止在程序运行中，按下此按钮停止程序运行。M00程序停止程序运行中，M00停止。单步执行开关每按一次程序启动执行一条程序指令。程序段跳读自动方式按下此键，跳过程序段开头带有“/”程序。程序停自动方式下，遇有M00程序停止。机床空运行按下此键,各轴以固定的速度运动。手动示教程序重启动由于刀具破损等原因自动停止后，程序可以从指定的程序段重新启动。机床锁定开关按下此键，机床各轴被锁住，只能程序运行。第三章数控铣床基本操作3.4FANUC0i系统机床的操作界面详介:3.4.1FANUC0i机床操作面板详介：3）手动控制按钮：按钮图标名称用途机床主轴手动控制开关手动主轴正转手动主轴反转手动停止主轴手动移动机床各轴按钮增量进给倍率选择按钮选择移动机床轴时，每一步的距离：×1为0.001毫米，×10为0.01毫米，×100为0.1毫米，×1000为1毫米进给率(F)调节旋钮调节程序运行中的进给速度，调节范围从0～120%主轴转速倍率调节旋钮调节主轴转速，调节范围从0～120%。程序编辑锁定开关置于“”位置，可编辑或修改程序。第三章数控铣床基本操作3.4FANUC0i系统操作面板详介：数字/字母键编辑键菜单选择键FANUC0i(铣床)系统操作面板1.菜单选择键2.数字/字母键3.编辑键:替换键删除键插入键取消键回车换行键上档键4.页面切换键:程序显示与编辑页面位置显示页面参数输入页面系统参数页面信息页面图形参数设置页面系统帮助页面复位键5.翻页按钮（PAGE）向上翻页向下翻页。6.光标移动（CURSOR）向左移动光标向右移动光标7.输入键第三章数控铣床基本操作3.5数控铣床上电操作步骤与安全规程1.机床上电前，应检查数控铣床各部分机构是否完好，各按钮是否能够复位。2.检查润滑装置中油量是否充裕，切削液面是否高出水泵吸入口。3.开机、关机操作应按照机床使用说明书的规定进行4.机床在开机后，或掉电后重新接通电源，及在解除急停状态、超程报警信号后，必须进行返回机床参考点操作。5.在手动操作时，必须时刻注意：在进行X、Y方向进行移动时必须使Z轴处于抬刀位置。要注意观察