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数控加工实践指导书大连大学机械工程学院2011年目录前言............................................................................................1实践一数控车床的基本认识........................................................3实践二数控车床的基本操作......................................................10实践三数控车床的加工程序编制..............................................23实践四数控车床的加工实践......................................................25实践五数控铣床的基本认识......................................................28实践六数控铣床的基本操作......................................................29实践七数控铣床的加工程序编制..............................................32实践八数控铣床的加工实践......................................................34实践九宇龙数控加工仿真系统基本操作方法..........................361前言一、设备1.数控车床：大连机床厂华中数控系统，共4台。2.数控铣床：北京第一机床厂华中数控系统，1台。二、数控车床安全操作规程1.学生必须在教师指导下进行数控车床操作，禁止多人同时操作；严格按照操作步骤操作，有问题要询问教师，不可尝试性操作。2.手动回原点顺序为：首先+X轴，其次+Z轴。3.用手动或机动方式移动各轴时，必须看清各轴正负方向。先慢转手轮观察方向无误后再快移。4.学生编完程序后或将程序输入机床后，须先进行图形模拟，准确无误后再进行机床试运行，并且刀具应离开工件端面200mm以上。5.程序运行注意事项：a）对刀应准确无误，刀具补偿号应与程序调用刀具号符合。b）检查机床各功能按键的位置是否正确。c）光标要放在主程序头。d）启动程序一手按“开始”按钮，一手按“停止”按钮，按停止按钮手不能离开，如有情况立即按下。6.测量工件时，必须等机床停止，主轴停转后进行，此时千万不要触及开始按钮，以防伤人。7.加工完毕，清扫机床。主轴停转3分钟方可关机，注意关机顺序。8.严禁学生在车间打闹、喧哗和玩游戏。9.如违反安全操作规程，教师应给予严厉警告，造成严重机床故障的，根据有关规定取消实验资格、成绩或给予赔偿，望学生严肃、认真地操作机床。三、数控铣床（加工中心）安全操作规程1.学生必须在教师指导下严格按照操作步骤操作。2.必须按单人操作，其他人员检查的原则。有问题要询问教师，不可尝试性操作。3.手动回原点，各轴必须离机械原点-100mm以上。4.用手动或机动方向移动各轴时，必须看清各轴正负方向。先慢转手轮观察方向无误后再快移。5.操作机床时，必须擦尽手上油污，避免按键短路引起机床故障，机床有异常，要立即报告。6.量块对刀时，必须将量块与Z轴分步移动，以防刀具撞坏。7.必须在教师检查无误后方可试运行。运行程序必须由教师监督，运行程序必须关防护门。8.程序运行注意事项：a）试运行前G54或增量坐标系提高+100mm；b）程序启动前刀具离工件200mm以上；c）调主程序，光标放程序头；d）检查各功能按键位置；e）启动程序一手按“开始”按钮，一手按“停止”按钮，按停止按钮手不能离2开，如有情况立即按下。9.测量工件时，必须等机床停止，主轴停转后进行，此时千万不要触及开始按钮，以防伤人。10.加工完毕，清扫机床。主轴停转3分钟方可关机，注意关机顺序。11.严禁学生在车间打闹、喧哗和玩游戏。12.如违反安全操作规程，教师应给予严厉警告，造成严重机床故障的，根据有关规定取消实验资格、成绩或给予赔偿，望学生严肃、认真地操作机床。3实践一数控车床的基本认识[目的]1.了解数控车床的组成结构、特点及功能；2.了解数控车床的操作面板上各种键盘区的功用；3.了解数控车床的基本运动、加工对象及其用途；4.掌握数控车床的调整及加工前的准备工作。[仪器与设备]1.HNC-21/22T型卧式数控车床四台；2.华中世纪星数控系统。[相关知识概述]一、HNC-21/22T型卧式数控车床的特点采用了全封闭防护装置，可防止切屑或切削液飞出，避免给操作者带来意外伤害；可自动换刀，采用了自动回转刀架，在加工过程中可自动换刀，连续完成多道工序的加工；主、进给传动分离：数控车床的主传动与进给传动采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单、可靠，同时，各电机既可单独运动，也可实现多轴联动。二、HNC-21/22T型卧式数控车床的主要加工对象数控车床主要用于轴类或盘类零件的内、外圆柱面、任意角度的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等，特别适合加工形状复杂的零件。三、华中世纪星数控系统的特点华中世纪星（HNC-21T）是一基于PC的车床CNC数控装置，高性能经济型数控装置。HNC-21T采用彩色LCD液晶显示器，内装式PLC，可与多种伺服驱动单元配套使用。具有开放性好、结构紧凑、集成度高、可靠性好、性能价格比高、操作维护方便的特点。图1-1数控车床的基本组成卡盘控制面板防护罩主轴床身4四、HNC-21/22T型卧式数控车床的基本组成如上图1-1所示，数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。五、操作台结构数控车床的操作面板由机床控制面板和数控系统操作面板两部分组成。机床控制面板上的各种功能键可执行简单的操作，直接控制机床的动作及加工过程。数控系统操作面板由显示屏和MDI键盘两部分组成，其中显示屏主要用来显示相关坐标位置、程序、图形、参数、诊断、报警等信息；而MDI键盘包括字母键、数值键以及功能按键等，可以进行程序、参数、机床指令的输入及系统功能的选择。HNC-21T世纪星车床数控装置操作台为标准固定结构，如图1-2所示，外形尺寸为420×310×110毫米（W×H×D）。图1-2华中世纪星车床数控装置操作台MDI键盘“急停”按钮液晶显示器功能键机床控制面板5数控装置操作台功能键介绍：显示器操作台的左上部为7.7寸彩色液晶显示器（分辨率为640×480），用于汉字菜单、系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图形仿真。NC键盘NC键盘用于零件程序的编制、参数输入、MDI及系统管理操作等。NC键盘包括精简型MDI键盘和F1～F10十个功能键。标准化的字母数字式MDI键盘介于显示器和“急停”按钮之间，其中的大部分键具有上档键功能，当“Upper”键有效时（指示灯亮），输入的是上档键。F1～F10十个功能键位于显示器的正下方。机床控制面板机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。急停“急停”按钮位于操作台的右上角。机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮（左旋此按钮，按钮将自动跳起），CNC进入复位状态。在启动和退出系统之前应按下“急停”按钮以保障人身、财产安全。方式选择自动运行方式单程序段执行方式手动连续进给增量/手摇脉冲发生器进给方式返回机床参考点轴手动按键“+X”、“+Z”、“–X”、“–Z”按键用于在手动连续进给、增量进给和返回机床参考点方式下，选择进给坐标轴和进给方向。“+C”、“–C”只在车削中心上有效，用于手动进给C轴。速率修调进给修调快速修调主轴修调回参考点按一下回零按键（指示灯亮），系统处于手动回参考点方式，可手动返回参考点。(1)在每次电源接通后，必须先用这种方法完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；(2)在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的“回参考点方向”相反侧；否则应手动移动该轴直到满足此条件。手动进给手动进给：按一下“手动”按键（指示灯亮）系统处于手动运行方式，可手动移动机床坐标轴。6在手动连续进给方式下，进给速率为系统参数“最高快移速度的1/3乘以进给修调选择的进给倍率。手动快速移动在手动连续进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。手动快速移动的速率为系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。增量进给增量进给当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off”档时,按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于增量进给方式，可增量移动机床坐标轴手摇进给手摇进给当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“X”、“Z”档时，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于手摇进给方式，可手摇进给机床坐标轴。手摇进给方式每次只能增量进给1个坐标轴。手摇进给的增量值（手摇脉冲发生器每转一格的移动量）由手持单元的增量倍率波段开关“×1”“×10”“×100”控制。MPG手持单元MPG手持单元由手摇脉冲发生器，坐标轴选择开关组成，用于手摇方式增量进给坐标轴。自动运行按一下“自动”按键（指示灯亮），系统处于自动运行方式，机床坐标轴的控制由CNC自动完成。进给保持后的再启动在自动运行暂停状态下按一下循环起动按键系统将重新启动从暂停前的状态继续运行自动运行启动循环启动自动运行暂停进给保持空运行机床锁住单段运行按一下“单段”按键，系统处于单段自动运行方式（指示灯亮），程序控制将逐段执行。超程解除在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（“超程解除”7按键内指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须(1)松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“手摇”方式；(2)一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）；(3)在手动(手摇)方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；(4)松开“超程解除”按键。手动机床动作控制(1)主轴正转在手动方式下，按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速正转。(2)主轴反转在手动方式下，按一下“主轴反转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速反转。(3)主轴停止在手动方式下，按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主电机停止运转。(4)主轴点动在手动方式下，可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键，点动转动主轴。(5)刀位转换在手动方式下，按一下“刀位转换”按键，转塔刀架转动一个刀位。(6)冷却启动与停止在手动方式下，按一下“冷却开停”按键，冷却液开（默认值为冷却液关），再按一下又为冷却液关，如此循环。(7)卡盘松紧在手动方式下，按一下“卡盘松紧“按键，松开工件（默认值为夹紧），可以进行更换工件操作；再按一下又为夹紧工件，可以进行加工工件操作，如此循环。8六、软件操作界面HNC-21T的软件操作界面如图1.3，所示其界面由如下几个部分组成：图1-3HNC-21T的软件操作界面①图形显示窗口②菜单命令条通过菜单命令条中的功能键F1～F10来完成系统功能的操作。③运行程序索引自动加工中的程序名和当前程序段行号。④选定坐标系下的坐标值坐标系可在机床坐标系/工件坐标系/相对坐标系之间切换；显示值可在指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流/补偿值之间切换。⑤工件坐标零点工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标。⑥倍率修调主轴修调当前主轴修调倍率；进给修调当前进给修调倍率；快速修调当前快进修调倍率。⑦辅助机能自动加工中的M、S、T代码⑧当前加工程序行⑨当前正在或将要加工的程序段⑩机床坐标、剩余进给345710812699[实践内容]1．实践前