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带头人指导骨干教师的工作记录表（2011—2012学年度）带头人：王凯骨干教师：郭爱军王占兵2一、基本情况骨干教师基本情况姓名郭爱军工作单位南宫市职业技术教育中心学科数控王占兵带头人基本情况姓名工作单位学科王凯南宫市职业技术教育中心数控研究专题数控机床编程及对刀研究计划要点1.数控机床程序编制的一般步骤和方法是什么?2.数控程序编制有哪些内容及步骤？3.数控机床如何编程？4.如何正确为数控机床选用刀具及编程？5.数控车床如何对刀？预期成果使数控教师熟练掌握数控机床的编程操作，并应用与生产实践。3二、指导过程指导过程重点记录数控机床程序编制的一般步骤和方法是什么?数控机床程序编制的一般步骤和方法如下：（1）确定工艺过程根据图样上的工件形状、技术条件及公差要求，对加工工件的加工方案进行分析，合理地确定出加工方法、定位夹紧方法及工艺顺序，正确地选用加工的机床、刀具及切削用量。做到走刀路线短、走刀次数和换刀次数尽可能少，加工安全可靠。（2）运动轨迹坐标的计算计算出粗、精加工各运动轨迹的坐标值，其中包括运动轨迹的起点和终点，圆弧的圆心等坐标尺寸。对圆形刀具，有时还要计算刀心运动轨迹坐标值，对非圆形曲线要计算出节点坐标值，并限制在允许误差范围内。（3）编写加工程序单按照数控装置规定使用的功能指令代码及程序格式，逐段编写加工程序单，并写上程序编号，后面还要加上此段程序结束符号。（4）制备控制介质把编成的程序清单的内容直接制备到纸带、磁带或磁盘上，或者通过手动装置按钮送人到数控装置的存储器中。（5）程序的检验和备件的试切把程序送到机床上进行空转检查或空转画图，以此来检查机床运动是否正确。但这种方法不能查出刀具调整不全或编程计算不准确造成的工件误差的大小，所以还要进行备件试切。实际切削检查，不仅可以检查出程序或介质的错误，还可以检查出加工精度。2011年9月11日4数控程序编制有哪些内容及步骤？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。如图所示，编程工作主要包括：（1）分析零件图样和制定工艺方案这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。（2）数学处理在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。2011年11月20日5数控机床如何编程？数控编程的主要理论基础知识，内容包括机床坐标系的定义、正负方向；数控加工工艺以及参数的合理选取；数控刀具及其选用；数控编程实例等。数控编程的基本步骤是按工件的图纸要求对工件进行工艺分析，确定加工工艺和工艺参数，然后用数控机床规定的格式和标准的指令，把工艺过程、工艺参数及其辅助操作，按动作顺序编成加工程序，输入数控系统，最后通过伺服系统控制刀具切削工件。工件坐标系的原点通常设在工件的设计基准和工艺基准上,用统一基准标注的方法设定刀具运动轨迹的坐标，这将给编程带来很大的方便。常用金属切削刀具材料为高速钢和硬质合金，按国内标准硬质合金刀具材料种类又分为YT、YG、和YW三种，相对应的国际ISO标准为P、K、M，分别为加工钢、铸铁和合金钢以及不易加工的材料。常用非金属刀具材料有陶瓷、聚晶金刚体和立方氮化硼，其中聚晶金刚体主要用于对耐磨、高硬度的非金属和非铁合金材料进行精加工。立方氮化硼适用于加工淬火钢、硬铸铁、高温合金和硬质合金，它能起到以车代磨的作用。为提高刀具材料的耐磨性和使用寿命，刀具材料的表面可用TiN、TiCN、Al2O3等材料作渡层处理。金属切削刀具可分为三大类：车削刀具、铣削刀具和孔加工刀具，在数控机床加工中，为提高机床的工作效率和减少机床加工的辅助时间，普遍使用可转位不重磨刀片，铣削刀具发展为模块组合式，形成了标准系列的数控铣刀工具系统。6数控机床加工工艺包括确定工艺过程、计算刀具轨迹坐标值、编写加工程序、输入程序到数控系统、程序检验五个步骤。可以断言，如果加工工艺不合理，即使是高精度的数控机床也不能加工出合格的零件，由此可见加工工艺在切削加工中是非常重要的。合理选择切削用量的原则是充分利用刀具材料的切削性能和数控机床的工作特点，不但要保证工件加工质量，而且要获得高的生产率和低的加工成本，因此选用切削用量要综合考虑，合理选用。2011年1月16日如何正确为数控机床选用刀具及编程？数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。数7控加工常用刀具的种类及特点数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。8数控加工刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。9编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种，共包括16种不同用途的刀柄。在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。加工过程中切削用量的确定合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度。2012年3月20日数控车床如何对刀？车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没10有对刀器。车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入X...按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样,Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然后测量Z0就可以了.这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点。这样对刀要记住对刀前要先读刀.有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样输入夹头外径就可以了.如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进去位置了。所以如果是多种类小批量加工最好买带对刀器的，节约时间。数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较在数控车床的操作与编程过程中，弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理，以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。一、基本坐标关系一般来讲，通常使用的有两个坐标系：一个是机械坐标系；另外一个是工件坐标系，也叫做程序坐标系。在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X，Z))。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定为(0，110)，这样势必造成基准的不统一，所以每次开机的第一步操作为参考点回归(有的称为回零点)，也就是通过确定(X，Z)来确定原点(0，0)。为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。二、对刀方法1.试切法对刀试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用MITSUBISHI50L数控系统的RFCZ12车床为例，来介绍具体操作方法。工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。然