数控车床实习教材.pdf

发布时间：2022-04-21 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.68M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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一、概述

二、数控机床工作原理

1. 控制介质

2. 数控装置

3. 伺服系统

4. 数控机床

1）按工艺用途分类

2）按加工路径分类

3）按有无检测装置分类

5. 数控车床的主要部件

1) 数控车床的组成

2) 步进电机控制

3）伺服电机控制

4) 滚珠丝杆传动部件

5) 四位自动回旋刀架

6）显微镜对刀装置的使用

三、工艺与刀具分析

1. 数控加工工艺的特点

2. 数控加工工艺的内容

3. 零件的安装与夹具的选择

4. 编程的步骤

5. 刀具的选择与切削用量

6. 切削用量的确定

四、数控编程的方法和步骤

1．程序段格式

2．常用指令说明

1) 快速点定位指令 G00

2) 直线插补指令 G01

3）圆弧插补指令 G02 / G03

4) 固定循环

单一形状固定循环 G90

复合固定循环 G70 G71 G72 G73　G74 G75

5) 螺纹加工 G32 G92

6) 子程序 M98 M99

五、控制面板操作

1. 面板键盘说明

2. 显示页面键

3. 操作面板按钮说明

六、要点说明

1. 跳步指令

2. S、M、T

3. 刀具补偿

4. 刀具补偿的提出

5. 刀具位置补偿的实现方法

6. G92螺纹切削循环

7. 插补

8. 误差分类

9. 数控车床坐标系

10. 对刀

七、加工实例

八、课程练习

1．程序输入

2．用对刀仪对刀

3．试切

4. 编写加工程序

九、数控车床安全操作规程

数控车床实习教材梁焱广东工业大学金工实习中心二 O O 一年十二月

数控车床实习教材目录一、概述......................................................................................................................... 3 二、数控机床工作原理................................................................................................ 4 1. 控制介质................................................................................................................................ 4 2. 数控装置................................................................................................................................ 4 3. 伺服系统................................................................................................................................ 5 4. 数控机床................................................................................................................................ 5 1）按工艺用途分类................................................................................................................ 5 2）按加工路径分类................................................................................................................ 6 3）按有无检测装置分类........................................................................................................ 7 5. 数控车床的主要部件 ............................................................................................................ 7 1) 数控车床的组成................................................................................................................ 8 2) 步进电机控制.................................................................................................................... 8 3）伺服电机控制.................................................................................................................. 10 4) 滚珠丝杆传动部件.......................................................................................................... 10 5) 四位自动回旋刀架...........................................................................................................11 6）显微镜对刀装置的使用...................................................................................................11 三、工艺与刀具分析...................................................................................................... 13 1. 数控加工工艺的特点 .......................................................................................................... 13 2. 数控加工工艺的内容 ......................................................................................................... 13 3. 零件的安装与夹具的选择 .................................................................................................. 13 4. 编程的步骤 .......................................................................................................................... 14 5. 刀具的选择与切削用量 ...................................................................................................... 15 6. 切削用量的确定 .................................................................................................................. 18 四、数控编程的方法和步骤................................................................................... 20 1．程序段格式 .......................................................................................................................... 20 2．常用指令说明 ...................................................................................................................... 23 1) 快速点定位指令 G00 ................................................................................................... 23 2) 直线插补指令 G01 ....................................................................................................... 23 1

数控车床实习教材 3）圆弧插补指令 G02 / G03 ............................................................................................. 24 4) 固定循环.......................................................................................................................... 27 单一形状固定循环 G90 ....................................................................................................... 27 复合固定循环 G70 G71 G72 G73 G74 G75....................................................... 28 5) 螺纹加工 G32 G92 .................................................................................................... 32 6) 子程序 M98 M99 ....................................................................................................... 33 五、控制面板操作............................................................................................................ 36 1. 面板键盘说明.................................................................................................................... 36 2. 显示页面键 .......................................................................................................................... 37 3. 操作面板按钮说明 .............................................................................................................. 38 六、要点说明.................................................................................................................... 40 1. 跳步指令............................................................................................................................. 40 2. S、M、T............................................................................................................................. 40 3. 刀具补偿.............................................................................................................................. 40 4. 刀具补偿的提出 .................................................................................................................. 40 5. 刀具位置补偿的实现方法 .................................................................................................. 41 6. G92 螺纹切削循环 ............................................................................................................. 41 7. 插补...................................................................................................................................... 42 8. 误差分类............................................................................................................................. 42 9. 数控车床坐标系 .................................................................................................................. 43 10. 对刀.................................................................................................................................... 45 七、加工实例....................................................................................................................... 46 八、课程练习.................................................................................................................... 49 1．程序输入.............................................................................................................................. 49 2．用对刀仪对刀 ...................................................................................................................... 49 3．试切...................................................................................................................................... 51 4. 编写加工程序 ...................................................................................................................... 52 九、数控车床安全操作规程 ..................................................................................... 53 2

数控车床实习教材一、概述计算机数字控制 CNC（Computer Numericaled Control）机床，是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量、机械设计等方面的最新成就，是典型的机电一体化设备。数控机床的发展经历了从电子管数控、晶体管数控、集成电路数控、计算机数控、微型计算机数控等五代演变。它具有高效、高精度、低劳动强度、高度自动化等特点，最适合多品种、外形复杂、小批量零件的加工。近十多年来，随着微电子技术的发展，能够自动换刀的高度自动化计算机数控机床：加工中心 MC（Machining Center）发展更为迅速。与一般数控机床不同的是：它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置。工件经过一次装夹后，数控装置就能控制机床自动更换刀具，完成铣、镗、钻、铰及攻丝等多道工序。近年来，各工业发达国家相继出现了双工位和多工位交换工作台的加工中心，与工业机器人等组成的柔性制造单元 FMC（Flexible Manufacturing Cell）, 以及由多台加工中心与物料搬运装置等组成的柔性制造系统 FMS ( Flexible Manufacturing System) 。之后，在此基础上又发展出了自动化工厂 FA（Factory Automation）。另外，值得一提的是在日常的设计与制造领域会经常用到 CAD 和 CAM 。计算机辅助设计 CAD（Computer - aided Design），是通过专门的应用软件在计算机上进行零件、电路、建筑等方面的辅助设计,能高效、快速、高标准地完成图纸的设计，减少绘制和计算的工作量。在机械制造方面，CAD 软件能帮助设计出二维及三维零件图，并以图纸的形式输出。计算机辅助制造 CAM （Computer - aided Manufacturing）能将设计出的二维及三维零件，自动生成加工程序，并可在计算机上进行仿真加工，并能通过传输线与数控机床连接，传送程序，进行零件的加工。 3

数控车床实习教材二、数控机床工作原理数控机床分为开环控制和闭环控制，开环控制的数控机床是由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。为了提高机床的加工精度，在上述系统中，再加入一测量装置，构成闭环控制的数控机床。如图 1 。 → → → → → 伺服系统机床本体控制介质数控装置 1. 控制介质测量装置图 1 数控机床工作时，无需人手直接操纵，但又必须执行人们的意图，这就要在人和机床间建立某种联系，这种联系的媒介称为控制介质。在数控机床上加工，要将加工零件所需的全部动作及刀具相对于工件位置等内容，用数控装置能接受的数字和文字代码来表示，并将这些代码存储在控制介质上,在数控设备上读取。控制介质可以是穿孔带、磁盘等，也可以存储在计算机上，由计算机通过传输线传送给数控机床进行加工。 2. 数控装置数控装置是数控机床的中枢，一般由输入装置、控制器、运算器和输出装置组成，它根据输入的程序控制机床动作。输入装置将传入的信息送到有关的寄存器，作为控制和运算的依据。控制器主要是按代码信息去控制运算器和输出装置，使机床按规定的要求协调进行工作。运算器接受控制器的命令，及时对输入装置输入的数据进行运算，并按控制器 4

的控制信号向输出装置发出进给脉冲。数控车床实习教材输出装置根据控制器的命令接受运算器的输出脉冲，经过功率放大，驱动伺服系统，使机床按规定要求运行。 3. 伺服系统伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出合格的零件。伺服系统的性能是决定数控机床的加工精度、表面质量和生产效率的主要因素之一。相对于每个脉冲信号，机床移动部件的位移量叫脉冲当量，常用的有：1 毫米／脉冲、0.1 毫米／脉冲、0.01 毫米／脉冲、0.001 毫米／脉冲。在开环控制数控系统的伺服系统中，常用功率步进电机作为伺服驱动元件（数字/ 角度转换器），每输入一个脉冲信号，它就旋转一定的角度。在闭环控制数控系统的伺服系统中，可用大惯量直流电机或交流电机驱动的伺服系统。 4. 数控机床 1）按工艺用途分类一般数控机床这类机床和通用机床一样有数控的车、铣、镗、钻、磨等，这类机床的工艺性能图 2 和通用机床相似，所不同的是它能加工复杂形状的零件。机床移动部件的导轨方向，按 5

数控车床实习教材右手直角笛卡儿坐标来定义。如图 2 。带自动换刀装置的数控机床这类机床是在一般数控机床的基础上发展起来的。它在一般数控机床上加装了一个刀库（可容纳 10 ～ 100 把刀）和自动换刀装置,如加工中心。使数控机床进一步向自动化和高效化方向发展。它和一般数控机床不同的是：工件经一次装夹后，数控装置就能控制机床自动更换刀具，连续对工件各加工面自动地完成铣、镗、钻、铰、攻丝等多道工序的加工。它和一般数控机床相比有如下优点：减少机床台数，便于管理；由于工件只要一次装夹，减少了多次安装造成的定位误差，可以依靠机床精度来保证加工质量；工序集中，减少了辅助时间，提高了生产效率；由于一次装夹后，可完成工件多道工序的加工，大大减少了专用工夹具的数量，进一步缩短了生产准备时间。多坐标数控机床有些形状复杂的零件，用三坐标的数控机床还无法加工，为此就出现了多坐标数控机床，其特点是数控装置控制的轴数较多，机床结构也较为复杂，其坐标轴数通常取决于加工零件的工艺要求。现常用的是 4～6 坐标数控机床。 2）按加工路径分类点位控制数控机床这类机床的数控装置只能控制机床移动部件从一个位置（点）精确地移动到另一个位置（点），在移动过程中不进行任何加工，至于两点间的移动速度取决于生产效率。为了在精确定位的基础上有尽可能高的生产效率，两相关点间的移动先是以快速移动到接近新的位置，然后降速 1～3 级，使之慢速趋近定位点，以保证定位精度。这类机床主要有：数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床等。点位直线控制数控机床这类机床工作时，除了控制两相关点之间的位置，还要控制两相关点之间的移动速度和路线。其路线一般都由和各轴线平行的直线段组成。它和点位控制数控机床的区别在于：当机床移动部件移动时，可以沿一个坐标轴的方向进行切削加工，且其辅助机能比点位控制数控机床多。这类机床主要有：简易数控车床、数控铣镗床、自动换刀的数控铣床等。 6

轮廓控制数控机床数控车床实习教材这种机床的控制装置能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。加工时不仅要控制起点和终点，还要控制整个加工过程中每点的速度和位置，使机床加工出符合要求的复杂形状的零件。它的辅助机能也比较齐全。这类机床主要有：数控车床、数控磨床、数控铣床等。 3）按有无检测装置分类数控机床按照对被控制量有无检测反馈装置可分为开环和闭环两种。开环控制数控机床这种机床没有检测反馈装置，数控装置发出信号的流程是单向的，所以不存在系统稳定性问题。也正是由于信号的单向流程，它对机床移动部件的实际位置不作检测，所以机床加工精度不高，其精度主要取决于伺服系统的性能。这种机床由于工作比较稳定，反应迅速、调试方便，目前较多地被使用。闭环控制数控机床由于开环控制精度达不到精密机床和大型机床的要求，所以必须检测它的实际工作位置。为此在开环控制数控机床上增加反馈检测装置，在加工中时刻检测机床移动部件的位置，使之和数控装置所要求的位置相符合，以达到很高的加工精度。这类机床的关键是系统的稳定性，在设计时要给于足够重视。 5. 数控车床的主要部件车床型号: G-CNC6135A（G） CNC -- 数控车床 6 -- 组别代号，为落地及卧式车床组 1 -- 系别代号，为卧式车床 35 -- 床身上工件最大回旋直径的 1/10 A -- 改进序号本车床床身上工件最大回旋直径 350mm，最大工件长度 500 mm 。 7

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