1、數控銑床編程與加工實訓教案西京學院機電系數控中心課程的任務和目的該課程主要學習數控機床的編程和操作加工，通過該門課程的學習，要求學生能夠獨立地完成典型零件的工藝處理、數值計算，以及編制出合理的加工程序，并能完成操作加工；對較為復雜的零件可以進行自動編程；對現代加工技術有初步的了解。總學時：30 實訓一 數控銑床基本操作（課時：3）教學目的要求：1了解數控及數控機床的組成、分類及加工特點；2了解數控銑床基本操作；3學習數控系統的基本操作；重點難點：1機床坐標系、工件坐標系的定義以及各坐標軸方向的判定。2數控銑床的基本對刀教學進程（含教學內容、學時分配、教學方法、 輔助手段）（理論學時：1）1數控

2、機床的組成 數控機床由計算機數控系統和機床本體兩部分組成。計算機數控系統主要包括輸入/輸出設備、cnc裝置、伺服單元、驅動裝置和可編程控制器（plc）等。 2zjk7532a-3/4數控銑床的操作（1）hnc-21m數控系統的操作面板。1 操作臺結構hnc-21m世紀星銑床數控裝置操作臺為標準固定結構，其外形尺寸為420x310x110mm。2 顯示器操作臺的左上部為7.5寸彩色液晶顯示器（分辨率為640x480），用于漢字菜單 系統狀態、故障報警的顯示和加工軌跡的圖形仿真。3 nc鍵盤 nc鍵盤包括精簡型mdi鍵盤和f1-f10十個功能鍵。4 操作面板按鈕功能 緊急停止與復位機床運行過程中，

3、當出現緊急情況時，按下急停按鈕，終止系統控制；伺服進給及主軸運轉立即停止工作，cnc進入急停狀態。松開急停按鈕，cnc進入復位狀態。 超程解除當某軸出現超程時，cnc處于急停狀態，顯示“超程”報警。要退出超程狀態時，必須松開急停按鈕，一直按壓超程解除開關，同時在手動方式下，控制該軸向相反方向退出超程狀態。 方式選擇通過方式選擇開關，選擇機床的工作方式，有以下幾種方式。自動 單段 手動 增量 回零 軸手動按鍵 +4th +z -y -x 快進 +x -y -z -4th 各按鍵用于在手動連續進給、增量進給和返回機床參考點方式下,選擇進給坐標軸 和進給方向. 增量進給增量進給的增量值由“x1”，“

4、x10”，“x100”，“x1000”四個增量倍率按鈕控制。增量倍率按鈕和增量值的對應關系如下表所示：增量倍率按鈕x1x10x100x1000增量值（mm）0.0010.010.11（2）hnc-21m數控系統的軟件操作界面。（3）hnc-21m數控系統的功能菜單結構。 3機床坐標系，工件坐標系的定義及各坐標軸方向的判定。 為了簡化編制程序的方法和保證記錄數據的互換性。對數控機床的坐標和方向的命名國際上很早就制定有統一標準，我國于1982年制定了jb305182數控機床坐標和運動方向的命名標準。在標準中統一規定采用右手直角笛卡兒坐標系對機床的坐標系進行命名。用x，y，z表示直線進給坐標軸，x，

5、y，z坐標軸的相互關系由右手法則決定，如圖所示。圍繞x，y，z軸旋轉的圓周進給坐標軸分別用a，b，c表示，根據右手螺旋定則確定+a，+b，+c 的方向，如圖所示。數控機床的進給運動，有的由主軸帶動刀具運動來實現，有的由工作臺帶著工件運動來實現。通常在編程時，不論機床在加工中是刀具移動，還是被加工工件移動，都一律假定被加工工件相對靜止不動，而刀具在移動，并規定刀具遠離工件的方向作為坐標的正方向z軸與主軸軸線重合，刀具遠離工件的方向為正方向(+z)；x軸垂直于z軸，并平行于工件的裝卡面，如果為單立柱銑床，面對刀具主軸向立柱方向看，其右運動的方向為x軸的正方向(+x)；y軸可根據已選定的x軸和z軸按

6、右手法則來確定，4數控銑床的基本對刀。5數控機床的基本操作 新建目錄程序編輯 文件管理 新建目錄 輸入新建目錄 程序編輯程序編輯 程序編輯 選擇編輯程序 磁盤程序 選擇目錄 建立g代碼文件 輸入程序 保存文件 程序校驗與加工自動加工 選擇程序 磁盤程序 選擇目錄 程序校驗 單段（自動） 循環啟動坐標軸方向的判定、數控銑床的基本對刀、數控銑床的基本操作（實訓學時：2） 本次課思考題1 坐標軸方向的判定。2 為什么每次啟動系統后要進行回零？3.采用12的立銑刀分別對工件兩側面，在機床坐標系顯示值分別為x=-207.033 y=-30.89,求工件原點的坐標值。（圖示為刀具的運動方向）主要參考資料：

7、hnc-21m數控系統操作說明書數控銑床編程與加工 華中科技大學實訓二 銑削加工利用子程序編程及加工（課時：3）教學目的要求：1.了解數控銑床加工程序的基本結構；2 掌握hnc-21m數控系統編程指令、格式以及子程序的編程技巧重點難點：子程序的調用教學進程（含教學內容、學時分配、教學方法、 輔助手段）（理論學時：1）1 子程序的定義。2 使用子程序的目的作用。3 子程序調用。格式：m98 p_ l_4 子程序結束 m995 子程序嵌套。 hnc-21m數控系統子程序嵌套深度為8層%0001。m98p1011。m30%1011。m98p1012。m99%1012。m99舉例：主程序%0002t0

8、1m06 (12立銑刀)g54g90g40g49g80；m03s800；g00x-43.5y-33.5；z10；g01z-5f100；m98p1011l3；g01x87f200 y7；x-87；g90g00z10；x0y-30；g01z-5f150g41d01x-10；g03x0y-40r10；g01x40；y40；x-50；y-40；x0；g03x10y-30r10；g01g40x0；g00z100；m30；子程序%1011g91x87f200y10；x-87；y10；m99；零件的校驗與加工（實訓學時：2）本次課思考題1零件加工設備的概述（系統名稱、機床型號）。2零件加工過程的概述（零件圖

9、、刀具軌跡、加工程序）。3調用子程序的格式。主要參考資料：hnc-21m數控系統操作說明書數控銑床編程與加工 華中科技大學實訓三 銑削加工利用刀具半徑補償功能編程及加工（課時7）教學目的要求：1學習數控加工編程中的數值計算方法。2學習數控加工編程中刀具半徑補償功能。重點難點：1刀具半徑補償的判定2刀具半徑補償的建立與取消教學進程（含教學內容、學時分配、教學方法、 輔助手段）（理論學時：3）在進行零件輪廓加工時，刀具中心軌跡相對于零件輪廓應讓開一個刀具半徑的距離，即刀具半徑偏置或刀具半徑補償。根據零件輪廓編制的程序和預先設定的偏置參數，數控系統能自動完成刀具半徑補償功能。g40、g41、g42為

10、刀具半徑補償指令。格式： x_y_ z_d_說明：g40：取消刀具半徑補償；g41：左刀補(在刀具前進方向左側補償)，如圖 (a)；g42：右刀補(在刀具前進方向右側補償)，如圖 (b)；x, y, z：g00/g01的參數，即刀補建立或取消的終點（注：投影到補償平面上的刀具軌跡受到補償）；d：g41/g42的參數，即刀補號碼，它代表了刀補表中對應的半徑補償值。g40、g41、g42都是模態代碼，可相互注銷。注意：(1) 刀具半徑補償平面的切換必須在補償取消方式下進行；(2) 刀具半徑補償的建立與取消只能用g00或g01指令，不得是g02或g03。舉例：%2000n01 g54 g90 g40

11、 g49 g80 n02 m03 s600n03 g00 x10 y60n04 g00 z10n05 g01 z-5 f200n06 g01 g42 d01 y50 f200 n07 g03 y-50 j-50n08 g03 x18.856 y-36.667 r20.0 n09 g01 x28.284 y-10.0n10 g03 x28.284 y10.0 r30.0n11 g01 x18.856 y36.667n12 g03 x0 y50 r20n13 g01 x-10n14 g01 g40 y60n15 g00 z100n16 m05n17 m30零件的校驗與加工（實訓學時：4）。本次課思

12、考題1零件加工設備的概述（系統名稱、機床型號）。2零件加工過程的概述（零件圖、刀具軌跡、加工程序）。3刀具半徑補償功能指令有幾種？ 其含義是什么？。主要參考資料：hnc-21m數控系統操作說明書數控銑床編程與加工 華中科技大學實訓四 銑削加工利用孔的固定循環功能編程及加工（課時：5）教學目的要求： 掌握hnc-21m數控系統中孔循環的各種指令格式以及加工孔的動作。重點難點：孔循環的各種指令格式以及加工孔的動作。教學進程（含教學內容、學時分配、教學方法、 輔助手段）（理論學時：2）數控加工中，某些加工動作循環已經典型化。例如，鉆孔、鏜孔的動作是孔位平面定位、快速引進、工作進給、快速退回等，這樣一

13、系列典型的加工動作已經預先編好程序，存儲在內存中，可用稱為固定循環的一個g代碼程序段調用，從而簡化編程工作。孔加工固定循環指令有g73，g74，g76，g80g89，通常由下述6個動作構成。(1) x、y軸定位；(2) 定位到r點(定位方式取決于上次是g00還是g01)；(3) 孔加工；(4) 在孔底的動作；(5) 退回到r點(參考點)；(6) 快速返回到初始點。固定循環的數據表達形式可以用絕對坐標(g90)和相對坐標(g91)表示，如圖所示，其中圖(a)是采用g90的表示，圖(b)是采用g91的表示。固定循環的程序格式包括數據形式、返回點平面、孔加工方式、孔位置數據、孔加工數據和循環次數。數

14、據形式(g90或g91)在程序開始時就已指定，因此，在固定循環程序格式中可不注出。固定循環的程序格式如下：g_x_y_z_r_q_p_i_j_k_f_l_；說明：g98：返回初始平面；g99：返回r點平面；g_：固定循環代碼g73，g74，g76和g81g89之一；x、y：加工起點到孔位的距離(g91)或孔位坐標(g90)；r：初始點到r點的距離(g91)或r點的坐標(g90)；z：r點到孔底的距離(g91)或孔底坐標(g90)；q：每次進給深度(g73/g83)；i、j：刀具在軸反向位移增量(g76/g87)；p：刀具在孔底的暫停時間；f：切削進給速度；l：固定循環的次數。g73、g74、g

15、76和g81g89、z、r、p、f、q、i、j、k是模態指令。g80、g01g03等代碼可以取消固定循環。舉例：舉例：%0003n01t01m06（2.5中心鉆）n02g54g90g40g49g80n03m03s1500n04g00x50y50n05g43h01z50n06m08n07g99g81r5z-4.5f200n08m98p1011n09m09n10g49g00z100n11 t02m06（18鉆頭）n12m03s1000n13g00x50y50n14g43h02z50n15m08n16g99g83r5q-5k3z-35n17m98p1011n18m09n19g49g00z100n20

16、t03m06（19.8鉆頭）n21m03s1000n22g00x50y50n23g43h03z50n24m08n25g99g81r5z-35n26m98p1012n27m09n28g49g00z100n29t04m06（20h7鏜刀）n30m03s300n31g00x50y50n32g43h04z50n33m08n34g99g86r5z-32f50n35m98p1012n36m09n37g49g00z100n38m30子程序%1011n01x100y50n02x150n03x200n04y110n05x150n06x100n07x50n08m99子程序%1012x200y110m99零件的校驗

17、與加工（實訓學時：3）本次課思考題1零件加工設備的概述（系統名稱、機床型號）。2零件加工過程的概述（零件圖、刀具軌跡、加工程序）。3孔加工循環指令有幾種？ 其含義分別是什么？。主要參考資料：hnc-21m數控系統操作說明書數控銑床編程與加工 華中科技大學實訓五 銑削加工利用宏指令編程（課時：6）教學目的要求：掌握hnc-21m數控系統中宏指令的編程技巧，了解宏程序的應用范圍重點難點：宏指令編程中變量的賦值、運算以及循環語句的使用。教學進程（含教學內容、學時分配、教學方法、 輔助手段）（理論學時：2）。在程序編制中，宏程序是含有變量的程序，因為它允許使用變量、運算以及條件功能，則使程序編制更加合

18、理。此外，宏程序還提供了循環語句、分支語句和子程序調用語句，有利于編制各種復雜的零件加工程序，減少乃至免除了手工編程時繁瑣的數值計算，還可以簡化程序。1變量變量的表示變量的引用變量的類型變量2常量3運算符4表達式 賦值語句：宏變量=表達式 條件判斷語句：if else endif 格式： if 條件表達式 else endif 循環語句： while endw 格式： while 條件表達式 endw舉例：%0001 #10=100#11=50#12=20#13=10#14=80#15=150#101=12（粗加工）#102=6.5（半精加工）#103=6 （精加工）g54g90g40g49g

19、80m03s800#0=0g00x-#13 y-#13z-#12while#0lt3g01g42x0 y-#13f#15d#0+101g01 y#11x#10y0x-#13g01g40 y-#13#0=#0+1endwg00z100m302利用宏指令加工橢圓 %0002 #20=100/2（長半軸）#21=50/2 （短半軸）#22=2*pi#23=5#24=200g54g90g40g49g80m03s800g00x60y-10z#23+10g01z-#23f#24 x#20y0 #10=0while#10le#22g01x#20*cos#10y#218sin#10 #10= #10+pi/1

20、2endwy10g00z100m30零件的校驗與加工（實訓學時：4）本次課思考題1零件加工設備的概述（系統名稱、機床型號）。2零件加工過程的概述（零件圖、刀具軌跡、加工程序）。3分析宏程序的適用范圍。主要參考資料：hnc-21m數控系統操作說明書數控銑床編程與加工 華中科技大學實訓六 銑削加工典型零件編程與加工（課時：6）教學目的要求：通過典型零件編程與加工，進一步熟悉和掌握hnc-21m數控系統常用指令的編程與加工工藝，加深對數控銑床工作原理的了解；重點難點：數控銑床編程中數值的計算以及工藝分析。教學進程（含教學內容、學時分配、教學方法、 輔助手段）數控銑床的主要加工對象為平面類零件、箱體類

21、零件和曲面類零件，還能進行數控鉆、鏜、锪、鉸及攻螺紋等孔加工操作。由于數控銑床沒有刀庫，不具有自動換刀功能，所以其加工程序的編制比較簡單；通常數值計算量不大的平面輪廓加工程序或孔加工程序可直接通過手工編程完成。舉例：典型零件編程（理論學時：2）圖樣分析工藝分析數值計算程序的編制%0001n01 t01m06(12立銑刀)n02 g54g90g40g49n03 m03s1000n04 g0x-65y60n05 g43h01z10n06 m08n07 g01z-3f300n08 y-40.49n09 x-55n10 y40.49n11 x-45n12 y-40.49n13 x-40.49n14 y

22、-36n15 x-24n16 y-30n17 x-40.49n18 y30n19 x-24n20 y36n21 x-40.49n22 y40.49n23 x60n24 y-40.49n25 x50n26 y40.49n27 x44n28 y-40.49n29 x40.49n30 y-36n31 x24n32 y-30n33 x40.49n34 y30n35 x24n36 y36n37 x40.49n38 y40.49n39 g0z10n40 x40.49y-40.49n41 g01z-3f100n42 x-40.49n43 x-62y-46.8n44 x62n45 g0z10n46 y46.8n47 g01z-3n48 x-62n49 g0z10n50 g0x-50y0n51 g01z-3f300n52 g41d01y7n53 g01x-34.293n54 m98p1012n55 g68x0y0p-90n56 m98p1012n57 g68x0y0p-180n58 m98p1012n59 g68x0y0p-270n60m98p1012n61 g69n62 g02x35y0r35n63 g01g40x50n64 g49g0z100n65 m09n66 m05n67 t02m06(2.5中心鉆)n68 m03s1800n69 g00x-50y25n70 g43h0