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数控车床车已知圆弧起点和终点还有r半径,z轴怎么计算
我有更好的答案
如果已经知道起点、终点和半径，就没有什么需要计算的了。起点和终点都有X和Z坐标值，所以就有5个变量，知道4个就可以求另一个，虽然说能求，但是有时计算比较复杂，就会用AutoCAD软件画图，然后标注尺寸，就得到未知的那个值了。除了四分之一圆弧等，可以用心算的情况，都建议用AutoCAD绘图法求解。如果我的回答对您有帮助，请及时采纳为最佳答案，手机提问请点击右上角的“采纳回答”按钮。谢谢！
但我还是想用计算的方法来解决
这类问题，简单的情况用勾股定理就可以解决，复杂的时候，用平面解析几何是一定能算出来的。
怎么算长度
起点和终点都有X和Z坐标值，所以就有5个变量，知道4个就可以求另一个，
起点和终点都有X和Z坐标值，所以就有5个变量，知道4个就可以求另一个，你只已知了3个无法求解。
而且，需要算什么，我也看不懂。
直径8毫米的圆棒，在端面做一个R10的圆弧
你画个图，手机拍照就明确了。
你的意思是，端面完全是一个凹球面？球面和圆弧是不同的概念啊！
很简单，就是勾股定理，不用算，就是勾3股4弦5。绿色的数值是已知条件，红色的是算（看）出来的。先看出3，然后2就出来了。满意请采纳答案！
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数控铣教案
数控铣实训教案课题一 基础知识一、教学安排班级 A/B C/abc D/E de H I 实训周次 第一/三周 第一/三周 第一周 第一周 第一/三周 第一/三周 课 时 6 6 6 6 6 6 起止日 期 31/8 14/9 19/10 5/10 2/11 16/11 基础知识与编程 （G00/G01/ M00～M09/S/T） 备注 基础知识与编程 （G00/G01/G02/G03/G04/G90/G91/M00～ M09/S/T）二、教学目的了解安全文明生产和安全操作 了解数控铣床操作规程 掌握设备的日常维护保养及数控系统的日常维护 使学生熟练掌握机床各零部件的功能和作用 掌握数控铣床编程工艺分析 掌握仿真 FANUC 0I 系统软件操作三、板书内容基础教学 1. 2. 3. 4. 安全文明生产与安全操作； 数控机床日常维护 数控机床的组成； 数控铣 加工的工艺路线分 析；讲解四、仿真教学内容（FANUC 0I 系统） （一）仿真软件开启详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。1数控铣实训教案（二）仿真软件界面介绍及其操作1. 文件 详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。 2. 视图 详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。 3. 机床单击菜单 1) 选择机床 “选择机床”功能有七个数控系统供用户选择（包括数控车、数控铣、卧式加工中 心、立式加工中心等） ，如图 1-2 所示。 ，会弹出下拉菜单如图 1-1 所示，图 1-1 2) 选择刀具图 1-2“选择刀具”功能供用户选择操作所需刀具。可以通过如图 1-3 所示中“所有刀具 直径”输入操作者所需刀具直径、在“所有刀具类型”下拉菜单中选择刀具类型共有五 项供用户选择（平底刀、球头刀、平底带 R 的刀、钻头、镗刀） 、用鼠标点击相应的刀 具，设置刀具圆弧半径及刀具长度，然后按“确认推出”键。如需拆除某刀具，点击要 拆除的刀位，按“删除当前刀具”键完成操作。2数控铣实训教案图 1-3 3) 基准工具 “基准工具”功能用来对刀，按此键系统自动弹出如图 3-4 所示对话框。图 1-4 4) 拆除工具 “拆除工具”功能可以拆除所有安装好的刀具。 5) DNC 传送 “DNC 传送”功能供用户将电脑磁盘中以“记事本”格式编写好的程序调入数控机 床中，不同的系统调入方法不同，在以后讲具体某系统时详讲。 6) 检查 NC 程序 “检查 NC 程序”功能供用户对当前操作的 NC 程序检查效验。 7) 移动刀塔 “移动刀塔” 功能在数控车操作中为灰显，表示不可用。 8) 轨迹显示 “轨迹显示”功能在自动加工中按此键会以当前程序绘制刀具轨迹。4.零件单击菜单 ，会弹出下拉菜单如图 1-12 所示。3数控铣实训教案图 1-5 1) 定义毛坯图 1-6“定义毛坯”功能供用户选择所需毛坯名称、毛坯形状、毛坯材料、毛坯长、宽、 高尺寸等。设置完成后按“确定”键。如图 1-13 所示。 2) 安装夹具 “安装夹具”功能在数控铣操作中可以设置当前零件所用夹具， 供有两项 （平口钳、 工艺板） ，通过零件尺寸调试夹具尺寸，设置完成后按“确定”键结束。图 1-7 3) 放置零件 “放置零件”方法及步骤详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。 4) 拆除零件 “拆除零件” 方法及步骤详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。 5) 安装压板 “安装压板” 功能如图 1-8 所示可以选择压板类型、调试压板尺寸等，对所加工 零件起装夹、定位作用。4数控铣实训教案图 1-8图 1-96) 移动压板 “移动压板” 功能如图 1-9 所示可以调节压板位置或翻转。 7) 拆除压板 “拆除压板” 功能对所装夹的压板进行拆除。5.塞尺检查单击菜单 ，会弹出下拉菜单如图 1-15 所示在对刀时进行设置塞尺厚度。图 1-10图 1-116.测量单击菜单 ，会弹出下拉菜单 ，按此键后系统会自动弹出如图 1-11 所示对话框供用户测量当前夹持的零件尺寸。也可局部放大被侧图形。也可 对被测图形进行移动。测量完成后按“推出”键结束测量。7. 系统管理 详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。5数控铣实训教案（三）FANUC 0I 系统操作面板图 1-12（四）各键功能及作用1. 显示屏 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 2. 软键 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 3. MDI 键 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 4. 手动辅助功能操作键 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 5. 手动操作键1) 手动返回参考点 每台机床都把机床上某一固定点作为机床的参考位置点， 每次回机床参考位置点后 再回到加工起点， 可消除累积误差。 在加工之前先回机床参考位置点， 再确定加工起点， 记下加工起点的坐标， 在不断次断电后重新启动应先回机床参考点， 再回到记下的加工 起点后启动程序。 可避免断电后人为移动机床使机床实际位置与系统坐标不相符合而开 机后不重新确定加工起点就启动程序而发生事故。 在会参考点时先回“Z” 轴，再回“X” 或“Y”轴，避免刀具与零件和夹具发生干涉。当回零完成后 2) 手动方式键 “手动方式键” 功能用来手动移动坐标轴。 当按下此键时， 显示屏的右下角显示 ‘手 动方式’字样，然后按选择移动轴键如图 1-3 所示，按 亮显。通过调节进给倍率键或快速倍率键调节进给速度。 表示快速进给，此时指示灯 指示灯亮显。6数控铣实训教案图 1-13 3) 手轮方式键图 1-14“手轮方式键” 功能用来手轮移动坐标轴。 当按下此键时， 显示屏的右下角显示 ‘手 轮方式’ 字样， 然后手动扳档选择进给方向。 进给倍率通过手动扳档选择进给倍率。 “X1” 档表示手轮如图 1-14 所示每转动一小格机床坐标移动 0.001×1mm，其他依次类同。手 轮顺时针转动为‘正’ ，逆时针转动为‘负’ 。6. 功能选择键 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。（五）程序存储、编辑1. 程序编辑键 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 2. 程序存储、编辑操作前的准备 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 3. 程序号检索 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 4. 程序的删除 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 5. 程序调入 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 6. 程序字是检索、插入、修改、删除 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。（六）对刀方法及刀补使用1. 对刀前准备操作1) 机床回零操作， 2) 按要求安装好工件及所需刀具， 3) 用手动/MDI 使主轴正转。2. 对刀对刀方法有：定点对刀法、试切对刀法、回机床零点（机械零点）对刀法等，下面 主要以试切对刀法作讲解。 1) 手动试切削对“Z”轴7数控铣实训教案先将显示屏界面按位置键，以便操作者观察机床当前坐标轴位置。再按键调至手动方式， 按选择移动轴键移动刀具， 可通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合 理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟前，设置塞尺，然后换用手轮方式操作。如 图 1-15 所示刀具位置及图 1-16 所示塞尺显示，对好刀信息栏显示“合适”如图 1-17 所示。按 键，如图 5-18 所示，按【坐标系】软键，如图 1-18 所示，将光标位置处于 G54/G55/G65/G57/G58/G59 坐标系（将光标处于 Z 位置） ，键入当前位置界面当前坐 标系（机床坐标系 Z 值）显示值减去当前塞尺厚度值，而后按【输入】软键或 键， “Z”轴对刀完成。 输入图 1-15图 1-16图 1-17图 1-18 2) 手动试切削对“X”轴8数控铣实训教案 方法一：单边对刀 先将显示屏界面按 位置键，以便操作者观察机床当前坐标轴位置。再按 键调至手动方式， 按选择移动轴键移动刀具， 可通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合 理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟前，设置塞尺，然后换用手轮方式操作。如 图 1-19 所示刀具位置及图 1-20 所示塞尺显示，对好刀信息栏显示“合适”如图 1-17 所示。按 键，如图 5-18 所示，按【坐标系】软键，如图 1-18 所示，将光标位置处于 G54/G55/G65/G57/G58/G59 坐标系（将光标处于 X 位置） ，键入当前位置界面当前坐 标系（机床坐标系 X 值）显示值加上刀具半径值、工件一半值及当前塞尺厚度值{如果 当前刀具对刀相对于工件中心在 X 负方向，输入值为机床坐标系 X 值+（刀具半径值+ 工件一半值+当前塞尺厚度值） 如果当前刀具对刀相对于工件中心在 X 正方向， ， 输入值 为机床坐标系 X 值-（刀具半径值+工件一半值+当前塞尺厚度值）}而后按【输入】软键 或 输入键， “X”轴对刀完成。 （此操作以工件坐标系设在工件中心为例，工件坐标系设在其他位置于此方法同理） 。 方法二：对称对刀 先将显示屏界面按 位置键，以便操作者观察机床当前坐标轴位置。再按 键调至手动方式， 按选择移动轴键移动刀具， 可通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合 理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟前，设置塞尺，然后换用手轮方式操作。如 图 1-19 所示刀具处于相对工件中心“X”负方向位置及图 1-20 所示塞尺显示，对好刀 信息栏显示“合适”如图 1-17 所示。记下此时机床坐标显示值，再手动或手轮处于相 对工件中心“X”正方向位置，对好刀信息栏显示“合适”如图 1-17 所示。记下此时机 床坐标显示值，再按 键，如图 5-18 所示，按【坐标系】软键，如图 1-18 所示，将光标位置处于 G54/G55/G65/G57/G58/G59 坐标系（将光标处于 X 位置） ，键入当前位置 界面当前坐标系两次对刀显示值的平均值，按【输入】软键或 输入键， “X”轴对刀完成。 （此操作以工件坐标系设在工件中心为例，工件坐标系设在其他位置于此方法 同理） 。图 1-19 3) 手动试切削对“Y”轴 “Y”轴对刀方法和步骤与“X”轴对刀同理。图 1-209数控铣实训教案3. 刀补使用在首件试切或批量加工时， 往往加工尺寸与图纸要求尺寸不相符， 则需要通过刀补 设置加工出合格的产品。例如当前刀具加工时“X”、 “Y”向加工测量尺寸比图纸要求 尺寸大 0.02mm， 则需在当前刀具的刀补界面进行刀具半径补偿， 如图 1-21 所示， 按 键，在，将光标指向“磨耗（D） ”位置，然后键入数字“-0.02” ，按 输入键；例如当前刀具加工时 “Z”向加工测量尺寸比图纸要求尺寸大 0.02mm，则需在当前刀具的 刀补界面进行刀具半径补偿，如图 1-21 所示，按 位置，然后键入数字“-0.02” ，按 输入键。 键，在，将光标指向“磨耗（H） ”图 1-21（七）自动运行1. MDI 方式运行 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 2. 自动方式运行 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。 3. 自动方式运行停止 详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。10数控铣实训教案（八）加工图样图 1-22图 1-2311数控铣实训教案（九）工艺分析1. 图纸分析1) 图 1-22 工艺分析 用平口钳装夹，面铣刀将毛坯铣成 140mm×140mm×50mm 尺寸，换 ? 20 立铣刀铣削 外轮廓 120±0.02mm 及 R20 至尺寸，换 ? 5 立铣刀铣字。 2) 图 1-23 工艺分析 用三爪卡盘夹紧方式装夹（仿真软件没有此夹具可以用压板装夹） ，用 ? 20 立铣刀 铣削 ? 60 轮廓及 ? 40 内孔，换 ? 8 钻头钻底孔，再用 ?10 立铣刀铣削至尺寸。2. 使用刀具图 1-243. 装夹方式图 1-22 零件用平口钳装夹，图 1-23 用三爪或压板装夹。（十）加工步骤1. 2. 3. 4. 定义毛坯 准备合理夹具 装夹工件及所用刀具 编写程序 程序号 主轴正转 建立工件坐标系 快速定位 切入下刀 逆时针圆弧插补 直线进给1) 图 1-22 程序（该程序适用于 FANUC 0I 系统）O0001; N02 M03 S600; N04 G17 G90 G54 G00 X0 Y0; N06 X71.000 Y40.000; N08 G01 Z-20.0; N10 G03 X40.000 Y71.000 R31.0 F150; N12 G01 X70.000 Y70.000;12数控铣实训教案N14 N16 N18 N20 N22 N24 N26 N28 N30 N32 N34 N36 N38 N40 N42 N44 N46 N48 N50 N52 N54 N58X-40.000 Y71.000; G03 X-71.000 Y40.000 R31.0 F150; G01 X-70.000 Y70.000; X-71.000 Y-40.000; G03 X-40.000 Y-71.000 R31.0 F150; G01 X-70.000 Y-70.000; X40.000 Y-71.000; G03 X71.000 Y-40.000 R31.0 F150; G01 X70.000 Y-70.000; X71.000 Y40.000; X70.000 Y40.000; G03 X40.000 Y70.000 R30.0 F50; G01 X-40.000 Y70.000; G03 X-70.000 Y40.000 R30.0 F50; G01 X-70.000 Y-40.000; G03 X-40.000 Y-70.000 R30.0 F50; G01 X40.000 Y-70.000; G03 X70.000 Y-40.000 R30.0 F50; G01 X70.000 Y40.000; Z10.0; G00 X0 Y0; M30;直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 直线进给 直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 抬刀 X，Y 轴回参考点 程序结束 程序号 主轴正转 建立工件坐标系 快速定位 Z 轴下刀 切入 逆时针圆弧插补 直线进给 逆时针圆弧插补 抬刀 快速定位 切入 直线进给 逆时针圆弧插补 直线进给 逆时针圆弧插补 抬刀 程序结束 程序号 增量方式，主轴正转 G81 钻孔循环加工孔 1 并返回2) 图 1-23 程序（该程序适用于 FANUC 0I 系统）O0002; N02 S600 M03; N04 G17 G90 G54 G00 X0 Y0; N06 X41.000 Y0.000; N08 Z10.0 ; N10 G01 Z-5.0 F1000; N12 G03 X41.000 Y0.000 I-41.0 J0 F120; N14 G01 X40.000 Y0.000; N16 G03 X40.000 Y0.000 I-40.0 J0 F120; N18 G00 Z10.0; N20 G00 X0.000 Y0.000; N22 G01 Z-10.0; N24 X9.000 Y-0.000; N26 G03 X9.000 Y-0.000 I-9.0 J0 F120; N28 G01 X10.000 Y-0.000; N30 G03 X10.000 Y-0.000 I-10.0 J0 F120; N32 G00 Z10.0; N34 M30; O0002;如图用φ 8 钻头钻底孔 N02 G91 M03 N04 G99 G81 X40.000 Y0.000 Z-10.0 R10.013数控铣实训教案F150 N06 X-28.284 Y28.284 N08 G98 X-40.000 Y0.000 N10 G80 X0 Y0 M05R 参考点 钻孔 2 钻孔 3，返回起始点 取消循环，快速返回刀具起刀 点位置，主轴停 N12 M30 程序结束 O0003；用φ 10 立铣刀铣削至尺寸 程序号 N02 G91 M03 增量方式，主轴正转 N04 G99 G81 X40.000 Y0.000 Z-10.0 R10.0 G81 钻孔循环加工孔 1，返回 F150 R点 N06 G98 X-28.284 Y28.284 钻孔 2 N08 G80 X0 Y0 取消循环并快速返回起刀点 N10 G00 X-40.000 Y0.000 快速定位 N12 G01 Z-10.0 切入 N14 G03 X28.284 Y-28.284 R40.0 F120 逆时针圆弧插补 N16 G00 Z10.0 抬刀 N18 X0.000 Y-0.000 快速返回刀具起刀点位置 N20 M30 程序结束 5. 对刀 6. 自动加工（十一）巡回指导1. 2. 3. 4. 指导学生掌握各类零件加工工艺安排 指导学生掌握零件的装夹 指导学生掌握各类零件加工程序编写 指导学生掌握 FANUC 0I 系统对刀及刀补使用五、实操教学内容 （一）安全文明生产与安全操作1. 安全操作1) 机床启动前的注意事项a) 数控机床启动前要熟悉数控机床的性能、结构、传动原理、操作顺序及紧急停止方法。b) 检查润滑油和齿轮箱内的油量情况。 c) 检查紧固螺钉，不得松动 。 d) 清扫机校正刀具，并达到使用要求 。床周围环境，机床和控制部分经常保持清洁，2) a) b) c) d) e) 不得取下罩盖而开动机床 。 调整程序时的注意事项 使用正确的刀具，严格检查机床原点、刀具参数是否正常 。 确认运转程序和加工顺序是否一致 。 不得承担超出机床加工能力的作业 。 确认工件的夹具是否有足够的强度 。 程序调整好后，要再次检查，确认无误后，方可开始加工 。14数控铣实训教案 3) a) b) c) d) 4) a) b) c) 1) 2) 3) 4) 机床运转中的注意事项 机床启动后，在机床自动连续运转前，必须监视其运转状态 。 确认冷却液输出通畅，流量充足 。 机床运转时，操作者不得离开， 机床运转时，不得调整刀具和测量工件尺寸，手不得靠近旋转的刀具和工件。 加工完毕时的注意事项 清扫机床 。 防锈油润滑机床 。 关闭系统，关闭电源。2. 数控铣床操作规程操作者应了解设备的使用性能并掌握操作； 操作时应严格遵循技安操作规程，禁子违规操作； 机床在运行时，禁子操作者离开，禁子变换主轴转速； 每班次交班时，应将机床的运转情况告知下一班操作人员，出现异常向老师反映， 以便及时排除； 5) 禁子擅自拆卸机床部件； 6) 爱护设备，做好数控铣床的日常维护及保养，保持工作台，刀盘、刀具的清洁。3. 电脑管理制度1) 2) 3) 4) 计算机开机，关机必须按要求程序进行； 上机时不能私自将 U 盘、MP3 等 与计算机连接； 上机时严禁玩游戏等与学习无关的操作； 机房保持清洁，上完机将凳子等物品归位。（二）机床日常维护1. 维护保养的有关知识1) 维护保养的意义 数控机床使用寿命的长短和故障的高低， 不仅取决于机床的精度和性能， 很大程度 上也取决于它的正确使用和维护。正确的使用能防止设备非正常磨损，避免突发故障， 精心的维护可使设备保持良好的技术状态， 延缓劣化进程， 及时发现和消除隐患于未然， 从而保障安全运行，保证企业的经济效益，实现企业的经营目标。因此，机床的正确使 用与精心维护是贯彻设备管理以防为主的重要环节。 2) 维护保养必备的基本知识 数控机床具有机、电、液集于一体，技术密集和知识密集的特点。因此，数控机床 的维护人员不仅要有机械加工工艺及液压、气动方面的知识，也要具备电子计算机、自 动控制、驱动及测量技术等知识，这样才能全面了解、掌握数控机床以及做好机床的维 护保养工作。 维护人员在维修前应详细阅读数控机床有关说明书， 对数控机床有一个详 细的了解，包括机床结构特点、数控的工作原理及框图，以及它们的电缆连接 。2. 设备的日常维护对数控机床进行日常维护、 保养的目的是延长元器件的使用寿命： 延长机械部件的 变换周期，防止发生意外的恶性事故，使机床始终保持良好的状态，并保持长时间的稳 定工作。 不同型号的数控机床的日常保养内容和要求不完全一样， 机床说明书中已有明 确的规定，但总的来说主要包括以下几个方面 ： 1) 每天做好各导轨面的清洁润滑，有自动润滑系统的机床要定期检查、清洗自动润滑 系统，检查油量，及时添加润滑油，检查油泵是否定时启动打油及停止；15数控铣实训教案 2) 3) 4) 5) 6) 每天检查主轴订自动润滑系统工作是否正常，定期更换主轴箱润滑油； 注意检查电器柜中冷却风扇是否工作正常， 风道过滤网有无堵塞， 清洗沾附的尘土； 注意检查冷却系统，检查液面高度，及时添加油或水，油、水脏时要更换清洗； 注意检查导轨镶条松紧程度，调节间隙； 注意检查机床液压系统油箱油泵有无异常噪声，工作幅面高度是否合适，压力表指 示是否正常，管路及各接头有无泄漏； 7) 每天下班前做好机床清扫卫生， 清扫铁屑， 擦静导轨部位的冷却液， 防止导轨生锈。3. 数控系统的日常维护数控系统使用一定时间之后， 某些元器件或机械部件总要损坏。 为了延长元器件的 寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，延长整台数控系统 的使用寿命，是数控系统进行日常维护的目的。具体的日常维护保养的要求，在数控系 统的使用、维修说明书中一般都有明确的规定。总的来说，要注意以下几个方面： 1) 数控系统使用一定时间之后，某些元器件或机械部件总要损坏。为了延长元器件的 寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，延长整台数控 系统的使用寿命，是数控系统进行日常维护的目的。具体的日常维护保养的要求， 在数控系统的使用、维修说明书中一般都有明确的规定。制订数控系统日常维护的 规章制度。应尽量少开数控柜和强电柜的门 机加工车间空气中一般都含有油雾、 飘浮的灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控装置内的印刷线路板或电子器件上， 容易引起元器件间绝缘电阻下降，并导致元器件及印刷线路的损坏。因此，除非进 行必要的调整和维修，否则不允许随时开启柜门，更不允许加工时敞开柜门。 2) 存储器用电池的需要定期更换 存储器如采用 CMOS RAM 器件，为了在数控系统不 通电期间能保持存储的内容， 设有可充电电池维持电路。 在正常电源供电时， 由+5V 电源经一个二极管向 CMOS RAM 供电，同时对可充电电池进行充电，当电源停电时， 则改由电池供电维持 CMOS RAM 的信息。在一般情况下，即使电池尚未失效，也应 每年更换一次，以便确保系统能正常地工作。电池的更换应在 CNC 装置通电状态下 进行。 3) 数控系统长期不定时的维护 为提高系统的利用率和减少系统的故障率，数控机 床长期闲置不用是不可取的。 若数控系统处在长期闲置的情况下， 需注意以下两点： 一、是要经常给系统通电，特别是在环境温度较高的多雨季节更是如此。在机床锁 住不动的情况下，让系统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控装置内的潮 气，保证电子部件性能的稳定可靠。实践表明，在空气湿度较大的地区，经常通电 是降低故障率的一个有效措施。二、是如果数控机床的进给轴和主轴采用直流电机 来驱动， 应将电刷从直流电机中取出， 以免由于化学腐蚀作用， 使换向器表面腐蚀， 造成换向性能变坏，使整台电机损坏。16数控铣实训教案（三）数控机床的构成及特点图 1-25KND 系统数控铣床图 1-26 Siemens 802S 数控铣床1. 数控机床的基本构成图 1-27 数控机床的组成框图 数控机床一般由数控系统，控制介质，伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统，强 点控制柜，机床本身和各类辅助装置组成。 1) CNC 装置 CNC 装置是 CNC 系统的核心，主要包括微处理器 CPU、存储器、局部总线、外围逻 辑电路以及与 CNC 系统的其他组成部分联系的接口等。 数控机床的 CNC 系统完全由软件 处理数字信息，因而具有真正的柔性化，可处理逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字 控制系统的性能大大提高。 2) 输入/输出设备 键盘、磁盘机等是数控机床的典型输入设备。除上述以外，还可以用串行通信的方 式输入。数控系统一般配有 CRT 显示器或点阵式液晶显示器，显示的信息较丰富 ，并 能显示图形。操作人员通过显示器获得必要的信息。 3) 伺服单元 伺服单元是 CNC 和机床本体的联系环节， 它把来自 CNC 装置的微弱指令信号放大成 控制驱动装置的大功率信号。根据接收指令的不同，伺服单元有脉冲式和模拟式之分， 而模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺服单元和交流伺服单元。 4) 驱动装置17数控铣实训教案 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床， 使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动， 最后加工出图纸所要求的零件。 和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。伺服单元 和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC 装置的指令要靠伺 服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上 说， 数控机床功能的强弱主要取决于 CNC 装置， 而数控机床性能的好坏主要取决于伺服 驱动系统。 5) 可编程控制器 可编程控制器 (PC， Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用 型自动控制装置， 专为在工业环境下应用而设计的。 由于最初研制这种装置的目的是为 了解决生产设备的逻辑及开关控制， 故把称它为可编程逻辑控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。当 PLC 用于控制机床顺序动作时，也可称之为编 程机床控制器( PMC， Programmable Machine Controller )。PLC 己成为数控机床 不可缺少的控制装置。CNC 和 PLC 协调配合，共同完成对数控机床的控制。用于数控机 床的 PLC 一般分为两类：一类是 CNC 的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将 CNC 和 PLC 综合起来设计，称为内装型(或集成型)PLC，内装型 PLC 是 CNC 装置的一部分； 另一类是以独立专业化的 PLC 生产厂家的产品来实现顺序控制功能， 称为独立型( 或外 装型)PLC。 6) 测量装置 测量装置也称反馈元件，通常安装在机床的工作台或丝杠上，相当于普通机床的 刻度盘和人的眼睛，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给 CNC 装置，供 CNC 装置与指令值比较产生误差信号， 以控制机床向消除该误差的方向移动。 按有无检测装 置，CNC 系统可分为开环与闭环数控系统，而按测量装置的安装位置又可分为闭环与半 闭环数控系统。 开环数控系统的控制精度取决于步进电机和丝杠的精度， 闭环数控系统 的控制精度取决于检测装置的精度。 因此， 测量装置是高性能数控机床的重要组成部分。 此外，由测量装置和显示环节构成的数显装置，可以在线显示机床移动部件的坐标值， 大大提高工作效率和工件的加工精度。 7) 机床本体 CNC 机床由于切削用量大、连续加工发热量大等因素对加工精度有一定影响，加之 在加工中是自动控制，不能像在普通机床上那样由人工进行调整、补偿，所以其设计要 求比普通机床更严格，制造要求更精密，采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高 精度等方面的措施。2. 数控机床特点1) 适应性强 由于数控机床能实现多个坐标的联动， 所以数控机床能完成复杂型面的加工， 特别 是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件， 加工非常方便。 当改变加工零 件时，数控机床只需更换零件加工的 NC 程序，不必用凸轮、靠模、样板或其它模具等 专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产 品的迅速更新换代。所以，数控机床的适应性非常强。 2) 加工质量稳定 对于同一批零件， 由于使用同一机床和刀具及同一加工程序， 刀具的运动轨迹完全 相同， 且数控机床是根据数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了 零件加工的一致性好且质量稳定。 3) 生产效率高18数控铣实训教案 数控机床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动工时。还有自动换速、自 动换刀和其他辅助操作自动化等功能， 使辅助时间大为缩短， 而且无需工序间的检验与 测量，所以，比普通机床的生产率高 3～4 倍甚至更高。数控机床的主轴转速及进给范 围都比普通机床大。目前数控机床的最高进给速度可达到 100m/min 以上，最小分辨率 达 0.01μ m。 一般来说，数控机床的生产能力约为普通机床的三倍，甚至更高。数控 机床的时间利用率高达 90%，而普通机床仅为 30%～50% 。 4) 加工精度高 数控机床有较高的加工精度，一般在 0.005～0.1mm 之间。数控机床的加工精度不 受零件复杂程度的影响， 机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数 控装置自动进行补偿， 其定位精度比较高， 同时还可以利用数控软件进行精度校正和补 偿。 5) 工序集中、一机多用 数控机床特别是带自动换刀的数控加工中心， 在一次装夹的情况下， 几乎可以完成 零件的全部加工工序，一台数控机床可以代替数台普通机床。这样可以减少装夹误差， 节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以节省车间的占地面积，带来较高 的经济效益。 加工中心的工艺方案更与普通机床的常规工艺方案不同， 常规工艺以“工序分散” 为特点，而加工中心则以工序集中为原则，着眼于减少工件的装夹次数，提高重复定位 精度。 6) 减轻劳动强度 在输入程序并启动后，数控机床就自动地连续加工，直至零件加工完毕。这样就简 化了工人的操作，使劳动强度大大降低。数控机床是一种高技术的设备，尽管机床价格 较高，而且要求具有较高技术水平的人员来操作和维修，但是数控机床的优点很多，它 有利于自动化生产和生产管理，使用数控机床的经济效益还是很高的。（四）数控铣床基本参数1. KND 数控铣铣床1) KND 数控机床参数 铣床型号 系统 床身 工作台尺寸 工作台横向行程 工作台纵向行程 工作台垂直行程 主轴套筒行程 主轴转速范围 主轴变速极数 主电机功率 分辨率 定位精度 重复定位精度 XK5325A 北京 KND 黄山皖南机床有限公司 mm 360mm 720mm 440mm 110mm 80―5400r/min 16 3HP 0.004mm 0.01mm 0.015mm2) KND 数控机床的组成 控制介质、数控系统、伺服系统、检测系统、反馈系统、辅助装置、机床本体19数控铣实训教案 3) KND 数控机床结构和特点 ? 摇臂在床身上端能前后移动， 并作 360°回转， 能在一次装夹中完成多道工序加工； ? 主电机采用双速电机，铣头转速高；传动部分采用同步齿形胶带和磨削齿轮，传动 比正确；采用低噪音轴承和精密级电机降低燥声； ? 主轴前支承采用 C 级径向推力轴承，有适当的预加负载，主轴精度和刚度高； ? 工作台等用手拉油泵集中润滑； ? 本机床的三个方向道轨副均有 耐磨措施，精度保持性高、寿命长。 4) KND 数控机床用途 本机床是一种用途广泛的多功能， 高精度、 高可靠性数字控制摇臂铣床可以进行铣、 钻、镗、锪、磨等工序的加工。 5) KND 数控机床润滑与维护 润滑：头部润滑，每班检查油杯油量（8 号液压传动油） ；机体润滑，每班注满润 滑油泵（70 号精密机床导轨油） 维护：按机床润滑规定，定期注油润滑，油量不足时应及时补足；操作完毕，所有 固定杆放松工作台面清除干净并润滑少许油， 以保护工作台面， 尽可能经常变换工作台 面上工件的装夹位置， 以使台面磨损均匀； 检查各部件在锁定状态时不允许移动该部件， 以免损坏机床。2. Siemens 802S 数控铣床1) Siemens 802S 数控机床参数 铣床型号 系统 床身 工作台尺寸 工作台行程 工作台纵向行程 工作台最大承载 主轴端面距台面距离 主轴转速（无级） 定位精度 重复定位精度 XK0816S SINUMERIK802S 南京 第二机床厂 160×450mm 220×160×220mm 160mm 30kg 70～290mm 100～2000r/min ±0.02mm ±0.01mm2) Siemens 802S 数控机床的组成 控制介质、数控系统、伺服系统、检测系统、反馈系统、辅助装置、机床本体 3) Siemens 802S 数控机床结构特点 采用全封闭防护，工作人员操作安全、卫生；主轴采用步进电机变速方便、灵活。 4) Siemens 802S 数控机床用途 本机床为教学式小型数控铣床， 易加工硬度较小的材料， 尤其对加工小型零件 （铣、 钻）具有一定的优势。 5) Siemens 802S 数控机床的润滑与维护序 号 部件 润滑部位名称 名称 主轴 1 箱 导轨面（Φ 8 弹子油杯） 4 每班 2 次 30#机械油 数 次 周期 油类20数控铣实训教案十字 2 拖板 3 Y 拖板导轨面（Φ 8 弹子油杯） 三坐标滚珠丝杠螺母付 2 每班 2 次 半年 30#机械油 轴承脂 SY1514-65 X 拖板导轨面（Φ 8 弹子油杯） 2 每班 2 次30#机械油（五）数控铣加工的工艺路线分析理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件， 同时应能使数控机床的功 能得到合理的应用和充分的发挥。 数控机床是一种高效率的自动化设备， 它的效率高于 普通机床的 2～3 倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、 特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。由于生产规模的差 异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的工艺 方案。1. 加工工序划分在数控机床上加工零件，工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。与 普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种。 1) 保证精度的原则 数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形 和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加 工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质 量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。 2) 提高生产效率的原则 数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位 全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工 工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。 实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。2. 加工路线的确定对于连续铣削轮廓，特别是加工圆弧时，要注意安排好刀具的切入、切出，要尽量 避免交接处重复加工，否则会出现明显的界限痕迹。如图 1-28 所示，用圆弧插补方式 铣削外整圆时，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，不要在切点 处直接退刀，而让刀具多运动一段距离，最好沿切线方向，以免取消刀具补偿时，刀具 与工件表面相碰撞，造成工件报废。铣削内圆弧时，也要遵守从切向切入的原则，安排 切入、切出过渡圆弧，如图 1-29 所示，若刀具从工件坐标原点出发，其加工路线为 1 →2→3→4→5，这样，来提高内孔表面的加工精度和质量。21数控铣实训教案 图 1-28 1) 位置精度要求高的孔加工路线的分析 图 1-29图 1-30 对于位置精度要求精度较高的孔系加工， 特别要注意孔的加工顺序的安排， 安排不 当时，就有可能将沿坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。如图 1-30 所示，图 a 为零件图，在该零件上加工的六个尺寸相同的孔，有两种加工路线。当按 b 图所示路 线加工时，由于 5、6 孔与 1、2、3、4 孔定位方向相反，在 Y 方向反向间隙会使定位误 差增加，而影响 5、6 孔与其它孔的位置精度。按图 c 所示路线，加工完 4 孔后，往上 移动一段距离到 P 点，然后再折回来加工 5、6 孔，这样方向一致，可避免反向间隙的 引入，提高 5、6 孔与其它孔的位置精度。 2) 铣削曲面的加工路线的分析图 1-31 图 1-32 铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮 廓的切点轨迹是一行一行的， 而行间的距离是按零件加工精度的要求确定。 对于边界敞 开的曲面加工，可采用两种加工路线。对于发动机大叶片，当采用图 1-31 的加工方案 时，每次沿直线加工，刀位点计算简单，程序少，加工过程符合直纹面的形成，可以准 确保证母线的直线度。当采用图 1-32 的加工方案时，符合这类零件数据给出情况，便 于加工后检验，叶形的准确度高，但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的，没有其 他表面限制，所以曲面边界可以延伸，球头刀应由边界外开始加工。 以上通过几例分析了数控加工中常用的加工路线， 实际生产中， 加工路线的确定要 根据零件的具体结构特点，综合考虑，灵活运用。而确定加工路线的总原则是：在保证 零件加工精度和表面质量的条件下，尽量缩短加工路线，以提高生产率。22数控铣实训教案六、指导总结 项目 内容 备注集 中 指 导集 中 总 结改 进 措 施23数控铣实训教案课题二 数控铣床基本操作一、教学安排班级 A/B C/abc D/E de H I 实训周次 第一/三周 第一/三周 第一周 第一周 第一/三周 第一/三周 课时 12 12 12 12 12 12 起止日 期 1/9 15/9 20/10 6/10 3/11 17/11 数控铣床基本操作与编程） （G02/G03/G04/G40～G42 G90/G91/G90/G94/G32/切槽 数控铣床基本操作与编程 （G90/G94/G32/切槽） 备注二、教学目的熟悉 KND、SIEMENS 802S 两种系统数控铣床操作面板 掌握夹具的选择、工件装夹、定位的确定方法 掌握数控机床切削用量的确定 掌握刀具的选择及对刀点、换刀点的设置 掌握 KND、SIEMENS 802S 两种系统数控铣床对刀方法 进一步提高 FANUC OI 数控铣仿真系统操作能力三、板书内容数控铣床基本操作 1. 夹具、刀具的选择及切削用量 的确定； 2. 机床操作面板介绍； 3. 对刀；讲解24数控铣实训教案四、仿真教学内容(FANUC 0I 系统) (一)加工图样图 2-1图 2-225数控铣实训教案(二)工艺分析1. 图纸分析1) 分析图 2-1 如图 2-1 所示，毛坯 110mm×110 mm×25mm, 此类工件一般一次装夹完成。用平口 钳装夹定位→用面铣刀铣 100mm×100mm×20mm 尺寸（对称铣并保证平面度、平行度、 垂直度，最后保证厚度 20mm 尺寸）→用立铣刀铣削轮廓并保证尺寸 60±0.05mm×60± 0.05mm、 R8、 及深度尺寸 5 0 0.05 mm→用立铣刀铣削 R14 轮廓并保证深度尺寸 5 0 0.05 mm→用 ? ? 键槽铣刀铣削 ? 20 孔并保证深度尺寸 10 ?0.01 mm。分粗精铣削完成，粗铣采用逆铣，精铣?0.02采用顺铣。 2) 分析图 2-2 如图 2-2 所示，毛坯 110mm×110 mm×35mm, 此类工件一般一次装夹完成。用平口 钳装夹定位→用面铣刀铣 100mm×100mm×30mm 尺寸（对称铣并保证平面度、平行度、 垂直度，最后保证厚度 30mm 尺寸）→用立铣刀铣削轮廓并保证尺寸 ?100 及深度尺寸 5mm→用键槽铣刀铣削正六方编程采用调用子程序。分粗精铣削完成，粗铣采用逆铣， 精铣采用顺铣。2. 使用刀具图 2-33. 装夹方式1) 图 2-1 装夹 用平口钳装夹， 铣削 100mm×100 mm×20mm 尺寸后同样用平口钳装夹一次完成加工。 2) 图 2-2 装夹 用平口钳装夹， 铣削 100mm×100 mm×30mm 尺寸后同样用平口钳装夹一次完成加工。(三)加工步骤1. 定义毛坯 2. 准备合理夹具 3. 装夹工件及所用刀具26数控铣实训教案4. 编写程序1) 图 2-1 程序（该程序适用于 FANUC 0I 系统）O0001; N02 M03 S800 N04 G90 G54 G00 X0.000 Y0.000 N06 Z5.0 N08 G01 Z-5.0 F1000 N10 X-6.000 Y-6.000 N12 X-6.000 Y6.000 N14 X6.000 Y6.000 N16 X6.000 Y-6.000 N18 X-6.000 Y-6.000 N20 X-12.000 Y-12.000 N22 X-12.000 Y12.000 N24 X12.000 Y12.000 N26 X12.000 Y-12.000 N28 X-12.000 Y-12.000 N30 X-18.000 Y-18.000 N32 X-18.000 Y18.000 N34 X18.000 Y18.000 N36 X18.000 Y-18.000 N38 X-18.000 Y-18.000 N40 X-24.000 Y-24.000 N42 X-24.000 Y24.000 N44 X24.000 Y24.000 N46 X24.000 Y-24.000 N48 X-24.000 Y-24.000 N50 G00Z5.0 N52 X-24.000 Y-9.506 N54 G01Z-5.0 N56 X-24.000 Y9.506 N58 G03 X-32.909 Y22.548 R14.0 N60 G00 Z5.0 N62 X-22.548 Y32.909 N64 G01 Z-5.0 N66 G03 X-9.506 Y24.000 R14.0 N68 G01 X9.506 Y24.000 N70 G03 X22.548 Y32.909 R14.0 N72 G00 Z5.0 N74 X32.909 Y22.548 N76 G01 Z-5.0 N78 G03 X24.000 Y9.506 R14.0 N80 G01 X24.000 Y-9.506 N82 G03 X32.909 Y-22.548 R14.027主程序号 主轴正转，选用直径￠12mm 的立铣刀 建立工件坐标系 Z 轴快速定位 Z 轴下刀 XY 轴进给 Y 轴进给 X 轴进给 Y 轴进给 X 轴进给 XY 轴进给 Y 轴进给 X 轴进给 Y 轴进给 XY 轴进给 XY 轴进给 Y 轴进给 X 轴进给 Y 轴进给 X 轴进给 XY 轴进给 Y 轴进给 X 轴进给 Y 轴进给 X 轴进给 Z 轴抬刀 XY 快速定位 Z 轴下刀 Y 轴进给 逆时针圆弧插补 Z 轴快速抬刀 XY 轴进给 Z 轴下刀 逆时针圆弧插补 X 轴进给 逆时针圆弧插补 Z 轴快速抬刀 XY 轴快速定位 Z 轴下刀 逆时针圆弧插补 Y 轴进给 逆时针圆弧插补数控铣实训教案N84 G00 Z5.0 N86 X22.548 Y-32.909 N88 G01 Z-5.0 N90 G03 X9.506 Y-24.000 R14.0 N92 G01 X-9.506 Y-24.000 N94 G03 X-22.548 Y-32.909 R14.0 N96 G00 Z5.0 N98 X-32.909 Y-22.548 N100 G01 Z-5.0 N102 G03 X-24.000 Y-9.506 R14.0 N104 G00 Z5.0 N106 X-30.000 Y30.000 N108 M98 P G90 G00 X30.000 Y30.000 N112 M98 P G90 G00 X30.000 Y-30.000 N116 M98 P G90 G00 X-30.000 Y-30.000 N120 M98 P G00 Z30.0 N124 M05 N126 M30 O0002; N02 G91 G01 Z-15.0 N04 X4.0 Y0 Z0 N06 G03 X0 Y0 I-4.0 J0 N08 G00 X0 Y0 Z15.0 N10 X4.0 Y0 Z0 N12 G01 X0 Y0 Z-10.0 N14 G03 X0 Y0 I-8 J0 N16 G00 X0 Y0 Z10.0 N18 M99Z 轴快速抬刀 XY 轴快速定位 Z 轴下刀 逆时针圆弧插补 X 轴进给 逆时针圆弧插补 Z 轴快速抬刀 XY 轴快速定位 Z 轴下刀 逆时针圆弧插补 Z 轴快速抬刀 XY 轴快速定位 调用子程序 绝对坐标快速定位 调用子程序 绝对坐标快速定位 调用子程序 绝对坐标快速定位 调用子程序 快速抬刀 主轴停止 程序停止 子程序号 建立增量坐标，Z 轴下刀 X 轴进给 逆时针圆弧插补 Z 轴快速抬刀 X 轴快速定位 Z 轴下刀 逆时针圆弧插补 Z 轴快速抬刀 子程序结束，返回主程序2) 图 2-2 程序（该程序适用于 FANUC 0I 系统）28数控铣实训教案O0001; N02 M03 S600; N04 G54 G00 X0 Y0 F1000; N06 Z5.0; N08 X67.0 Y0; N10 G01 Z-5.0; N12 G03 X67.0 Y0.0 I-67.0 J0.0; N14 G00 Z5.0; N16 X56.0 Y0; N18 G01 Z-5.0; N20 G03 X56.0 Y0I-56.0 J0; N22 M05; N24 M30; O0002; N02 M03 S800 N04 G54 G00 X0 Y0; N06 Z5.0; N08 M98 P0003; N10 G90 G00 X29.0 Y0; N12 M98 P0003; N14 G90 G00 X14.5 Y25.1; N16 M98 P0003; N18 G90 G00 X-14.5 Y25.1; N20 M98 P0003; N22 G90 G00 X-29.0 Y0; N24 M98 P0003; N26 G90 G00 X-14.5 Y-25.1; N28 M98 P0003; N30 G90 G00 X14.5 Y-25.1; N32 M98 P0003; N34 M05; N36 M30; O0003; N02 G91 G00 X14.489 Y-8.367; N04 G01 X0 Y0 Z-15.0; N06 X0 Y16.734 Z0; N08 X-14.489 Y8.368 Z0; N10 X-14.489 Y-8.836 Z0; N12 X0 Y-16.734 Z0; N14 X14.489 Y-8.836 Z0; N16 X14.489 Y8.836 Z0; N18 X0 Y0 Z15.0; N20 M99; 5. 对刀29外圆铣削程序名 选用直径为￠12mm 的立铣刀 建立工件坐标系 Z 轴定位 X 轴快速定位 Z 轴下刀 逆时针圆弧插补 Z 轴抬刀 X 轴快速定位 Z 轴下刀 逆时针圆弧插补 主轴停止 程序停止 六方主程序名 主轴正转,选直径为￠4mm 的立铣刀 建立工件坐标系 Z 快速定位 调用子程序 XY 轴快速定位 调用子程序 XY 轴快速定位 调用子程序 XY 轴快速定位 调用子程序 XY 轴快速定位 调用子程序 XY 轴快速定位 调用子程序 XY 轴快速定位 调用子程序 主轴停止 程序停止 六方子程序名 增量坐标下 XY 轴定位 Z 轴下刀 Y 轴进给 XY 轴进给 Y 轴进给 XY 轴进给 XY 轴进给 Y 轴进给 XY 轴进给 子程序结束，返回主程序数控铣实训教案6. 自动加工(四)示范操作1. FANUC 0I 系统子程序编写 2. FANUC 0I 系统调用子程序使用(五)巡回指导1. 指导学生掌握 FANUC 0I 系统子程序编写方法和技巧 2. 指导学生掌握 FANUC 0I 系统调用子程序使用五、实操教学内容 (一)夹具、刀具的选择及切削用量的确定1. 夹具的选择、工件装夹方法的确定1) 夹具的类型 数控铣床上的夹具， 一般安装在工作台上， 其形式根据被加工工件的特点可多种多 样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。 2) 夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求： 其一是夹具应具有足够的精度和刚度； 其二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：a) 尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。b) 在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 c) 装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 d) 夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。3) 零件的安装 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样， 要合理选择定位基准和夹紧方案， 注 意以下两点： a) 力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精 确性。 b) 尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。2. 刀具的选择及对刀点、换刀点的设置1) 刀具的选择 数控加工中， 铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀， 该刀具有关参数 的经验数据如下： a) 铣刀半径 RD 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径 Rmin，一般取 RD=(0.8～ 0.9)Rmin b) 零件的加工高度 H≤（1/4-1/6）RD，以保证刀具有足够的刚度。30数控铣实训教案图 2-4 c) 粗加工内轮廓时，铣刀最大直径 D 可按下式计算（参见图 2-4） ：式中 D1――轮廓的最小凹圆角半径； Δ ――圆角邻边夹角等分线上的精加工余量； Δ 1――精加工余量； ?――圆角两邻边的最小夹角。图 2-5图 2-631数控铣实训教案 d) 用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的 半径 Re=R-r,如图 2-5 所示， 即直径为 d=2 Re=2 （R-r） ,编程时取刀具半径为 Re=0.95 （R-r） 。 e) 对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工， 常用球形铣刀、 环形铣刀、 鼓形铣刀、 锥形铣刀和盘铣刀。如图 2-6 所示。 2) 标准化刀具 目前，数控机床上大多使用系列化、标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀、端面车 刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号；对于加工中心及有自动换刀装置的机 床， 刀具的刀柄都已有系列化和标准化的规定， 如锥柄刀具系统的标准代号为 TSG―JT， 直柄刀具系统的标准代号为 DSG―JZ。 此外， 对所选择的刀具， 在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据， 并由操作者将这些数据输入数据系统， 经程序调用而完成加工过程， 从而加工出合格的 工件。 3) 对刀点、换刀点的设置 工件装夹方式在机床确定后， 通过确定工件原点来确定了工件坐标系， 加工程序中 的各运动轴代码控制刀具作相对位移。 例如： 某程序开始第一个程序段为 N X100 Z20 ，是指刀具快速移动到工件坐标下 X=100mm Z=20mm 处。究竟刀具从什么位 置开始移动到上述位置呢？所以在程序执行的一开始， 必须确定刀具在工件坐标系下开 始运动的位置， 这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点， 所以称程序起始 点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。 在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是： a) 便于数值处理和简化程序编制。 b) 易于找正并在加工过程中便于检查。 c) 引起的加工误差小。 对刀点可以设置在加工零件上， 也可以设置在夹具上或机床上， 为了提高零件的加 工精度， 对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。 以外圆或孔定位零件， 例： 可以取外圆或孔的中心与端面的交点作为对刀点。 实际操作机床时， 可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上， “刀位点” 即 与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或 刀尖圆弧中心；平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点；球头铣刀是球头的球心，钻 头是钻尖等。 用手动对刀操作， 对刀精度较低， 且效率低。 而有些工厂采用光学对刀镜、 对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。3. 切削用量的确定表 2-1 常用切削用量数控编程时， 编程人员必须确定每道工序的切削用量， 并以指令的形式写入程序中。 切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同 的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具 切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降32数控铣实训教案 低成本。图 2-7 切削用量计算示意图 1) 主轴转速的确定 主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。其计算公式为： n=1000v/π D 式中 V-----切削速度，单位为 m/min，由刀具的耐用度决定； n-----主轴转速，单位为 r/min； D-----工件直径或刀具直径，单位为 mm。 计算的主轴转速 n 最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。 2) 进给速度的确定 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数， 主要根据零件的加工精度和表面粗糙 度要求以及刀具、 工件的材料性质选取。 最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限 制。 确定进给速度的原则： a) 当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一 般在 100～200mm/min 范围内选取。 b) 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在 20～ 50mm/min 范围内选取。 c) 当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在 20～50mm/min 范 围内选取。 d) 刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进 给速度。 3) 背吃刀量确定 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使 背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工 表面质量，可留少量精加工余量，一般 0.2～0.5mm。 总之， 切削用量的具体数值应根据机床性能、 相关的手册并结合实际经验用类比方 法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用 量。(二)顺铣、逆铣的确定1. 顺铣33数控铣实训教案图 2-8 顺铣示意图 铣刀旋转方向与工件进给方向相同。铣削时每齿切削厚度从最大逐渐减小到零。 特点： 1) 切削厚度的变化 顺铣时刀齿的切削厚度是从最大到零， 但刀齿切入工件时的冲击力较大， 尤其工件 待加工表面是毛坯或者有硬皮时。 2) 切削力方向的影响 顺铣时作用于工件上的垂直切削分力 FfN 始终压下工件 ，这对工件的夹紧有利。 逆铣时 FfN 向上，有将工件抬起的趋势，易引起振动，影响工件的夹紧。铣薄壁和刚 度差工件时影响更大。 铣床工作台的移动是由丝杠螺母传动的， 丝杠螺母间有螺纹间隙。 顺铣时工件受到 纵向分力 Ff 与进给运动方向相同，而一般主运动的速度大于进给速度 υ f，因此纵向 分成 Ff 有使接触的螺纹传动面分离的趋势，当铣刀切到材料上的硬点或因切削厚度变 化等原因，引起纵向分力 F f 增大，超过工作台进给摩擦阻力时，原是螺纹副推动的 运动形式变成了由铣刀带动工作台窜动的运动形式， 引起进给量突然增加。 这种窜动现 象不但会引起“扎刀” ，损坏加工表面；严重时还会使刀齿折断，或使工件夹具移位， 甚至损坏机床。2. 逆铣图 2-9 逆顺铣示意图 铣刀旋向与工件进给方向相反。铣削时每齿切削厚度从零逐渐到最大而后切出。 特点： 1) 切削厚度的变化 逆铣时，每个刀齿的切削厚度由零增至最大。但切削刃并非绝对锋利，铣刀刃口处 总有圆弧存在，刀齿不能立刻切入工件，而是在已加工表面上挤压滑行，使该表面的硬34数控铣实训教案 化现象严重，影响了表面质量，也使刀齿的磨损加剧。 2) 切削力方向的影响 逆铣时工件受到纵向分力 Ff 与进给运动方向相反，丝杠与螺母的传动工作面始终 接触，由螺纹副推动工作台运动。在不能消除丝杠螺母间隙的铣床上，只宜用逆铣，不 宜用顺铣。(三)机床坐标系与工件坐标系数控机床各坐标轴按标准 JB3051-82 &数控机床及其数控机械的坐标系和运动方向 的命名方法& 确定后，还要确定坐标系原点的位置，这样坐标系才能确定下来。依原点 的不同，数控机床的坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系。 数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。 机床各坐标轴及其正方向的确 定原则是： ? 先确定 Z 轴，以平行于机床主轴的刀具运动坐标为 Z 轴。Z 轴正方向是使刀具远离 工件的方向。 ? 再确定 X 轴，X 轴为水平方向且垂直于 Z 轴并平行于工件的装夹面。 ? 最后确定 Y 轴，在确定了 X、Z 轴的正方向后，即可按右手定则定出 Y 轴正方向。1. 机床坐标系以机床原点为坐标原点建立起来的 X、Y、Z 轴直角坐标系，称为机床坐标系。机床 原点为机床上的一个固定点，也称机床零点。机床零点是通过机床参考点间接确定的， 机床参考点也是机床上的一个固定点， 其与机床零点间有一确定的相对位置， 一般设置 在刀具运动的 X、Y、Z 正向最大极限位置。在机床每次通电之后，工作之前，必须进行 回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机械档块确定。这样，通过机床 回零操作，确定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立 一个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。 机床坐标系是机床固有的坐标系， 一般情况 下，机床坐标系在机床出厂前已经调整好，不允许用户随意变动。图 2-10 笛卡尔直角坐标系示意图2. 工件坐标系工件图样给出以后， 首先应找出图样上的设计基准点。 其他各项尺寸均是以此点为 基准进行标注。该基准点称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立的 X、Y、Z 轴直角 坐标系， 称为工件坐标系。 工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而 设置的坐标系， 工件原点的位置是人为设定的， 它是由编程人员在编制程序时根据工件 的特点选定的，所以也称编程原点。35数控铣实训教案 数控铣床加工零件的工件原点选择时应该注意： 工件原点应选在零件图的尺寸基准 上，对于对称零件，工件原点应设在对称中心上；对于一般零件，工件原点设在工件外 轮廓的某一角上，这样便于坐标值的计算。对于 Z 轴方向的原点，一般设在工件表面， 并尽量选在精度较高的工件表面。 同一工件，由于工件原点变了，程序段中的坐标尺寸也随之改变。因此，数控编程 时，应该首先确定编程原点，确定工件坐标系。编程原点的确定是在工件装夹完毕后， 通过对刀确定。(四)操作面板图 2-11 KND 控制面板图 2-12 Siemens802S 控制面板(五)KND 数控系统各键功能及作用1. 显示屏图 2-13 显示屏也叫人机交换界面，操作者通过显示屏可以知道机床当前操作信息。2. 软键36数控铣实训教案图 2-14 功能键用于选择显示的屏幕(功能)类型。按了功能键之后，按软键(节选择软键)， 与已选功能相对应的屏幕(节)就被选中(显示)。 1) 在 MDI 面板上按功能键。属于选择功能的章选择软键出现。 2) 按其中一个章选择软键。 与所选的章相对应的画面出现。 如果目标章的软键未显示， 则按继续菜单键(下一个菜单键)。 3) 当目标章画面显示时， 按操作选择键显示被处理的数据。 为了重新显示章选择软键， 按返回菜单键。 4) 画面的一般操作如上所述。然而，从一个画面到另一画面的实际显示过程是千变万 化的。有关详细情况见各操作说明。3. MDI 键1) 地址、数字键图 2-15 按下这些键可以输入字母、 数字或其他字符。 在一个键上有多个字符的键需输入其 他字符时按连续转两次即可完成。如需键入“P”则直接按 “Q”则需要按两次 键，系统自动切换。 键就可以了，需要键入37数控铣实训教案2) 复位键 “复位键”功能自动运转结束，变成复位状态。在机床运行中如果进行复位，则机 械减速后停止。使机床当前一切操作恢复原始状态。 3) 上、下翻页键 “翻页键”功能可以将显示屏上的界面进行“翻页” ，便于用户操作。4) 上、下、左、右光标键 “光标键”功能与翻页键功能相似，主要用于在屏幕上指定某位置。 5) 程序结束键 “程序结束键”功能主要用来编辑程序的结束。4. 手动辅助功能操作键1) 急停键 “急停键”功能使机床运行立即停止，并且所有的输出如主轴的转动，冷却液等也 全部关闭。旋转按钮后解除，但所有的输出都需重新启动。 2) 冷却液开、关键 手动冷却液开关键，当手动按此键时指示灯亮显，切削液开启。同带自锁按钮，进 行‘开’‘关’互相切换。 、 3) 手动润滑键 此键用于对机床润滑。 4) 手动换刀键 5) 主轴正传 “主轴正传” 功能在手动/手轮/单步方式下，按下此键，主轴正向转动启动，且 指示灯亮显。 6) 主轴反传 “主轴反传” 功能在手动/手轮/单步方式下，按下此键，主轴反向转动启动，且 指示灯亮显。 7) 主轴停止 “主轴停止” 功能在手动/手轮/单步方式下，按下此键，主轴停止转动。且指示 灯亮显。 8) 主轴点动 “主轴点动”是用于换刀后主轴试转动。38数控铣实训教案9) 主轴倍率10) 进给倍率图 2-16 也可通过如图 2-16 所示，手动调节。 11) 全轴机床锁住 “全轴机床锁住”功能用于程序效验，按一次此键，同带自锁的按钮，进行‘开’ 、 ‘关’切换，当为‘开’时，指示灯亮，机床不移动，但位置坐标的显示和机床运行时 一样，并且 M、S、T 都执行。当为‘关’时，指示灯灭，机床一切可以正常运行。 12) 辅助功能锁住 “辅助功能锁住”功能用于程序效验，按一次此键，同带自锁的按钮，进行‘开’ 、 ‘关’切换，当为‘开’时，指示灯亮，M、S、T 都不执行。当为‘关’时，指示灯灭， 机床一切可以正常运行。 13) 空运转 “空运转” 功能用于程序效验，按一次此键，同带自锁的按钮，进行‘开’‘关’ 、 切换，当为‘开’时，指示灯亮，不管程序中如何指定进给速度，机床都以最高速度快 速进给。当为‘关’时，指示灯灭，机床一切可以正常运行， 14) 跳段 “单节忽略” 功能用于当机床操作面板上的跳过任选程序段按钮接通时，有斜线 (/) 符号的程序段被忽略。且指示灯亮显。 15) 自动运行启动键 “自动运行启动键” 功能用于自动运行启动，或运行 16) 自动运行保持键 “自动运行启动键” 功能用于自动运行保持动（暂停） ，或运行 17) 系统上电 “系统上电”功能用于启动数控系统。 键。 键。39数控铣实训教案18) 系统下电 “系统下电” 功能用于正常关机时使用。 19) 机床复位键 “机床复位键” 功能用于操作者操作不当导致机床超出行程，系统报警而不能正 常运行机床，此时需要解除超程，按此键不放，同时再按超出行程坐标轴的反方向选择 键，进行解除。5. 手动操作键1) 手动返回参考点 每台机床都把机床上某一固定点作为机床的参考位置点， 每次回机床参考位置点后 再回到加工起点， 可消除累积误差。 在加工之前先回机床参考位置点， 再确定加工起点， 记下加工起点的坐标， 在不断次断电后重新启动应先回机床参考点， 再回到记下的加工 起点后启动程序。 可避免断电后人为移动机床使机床实际位置与系统坐标不相符合而开 机后不重新确定加工起点就启动程序而发生事故。 在会参考点时先回“X” 轴，再回“Z” 轴，避免刀架与尾座发生干涉。当回零完成后 2) 手动方式键 “手动方式键” 功能用来手动移动坐标轴。 当按下此键时， 显示屏的右下角显示 ‘手 动方式’字样，然后按选择移动轴键如图 2-17 所示，按 示灯亮显。通过调节进给倍率键或快速倍率键调节进给速度。 表示快速进给，此时指 指示灯亮显。图 2-17 3) 手轮方式键 “手轮方式键” 功能用来手轮移动坐标轴。 当按下此键时， 显示屏的右下角显示 ‘手 轮方式’字样，然后按 键选择。 键选择进给方向。进给倍率通过按 表示手轮如图 2-18 所示每转动一小格机床坐标移动 0.001mm，其他依次类同。手轮顺时针转动为‘正’ ，逆时针转动为‘负’ 。图 2-18图 2-1940数控铣实训教案6. 功能选择键(如图 2-19)1) 位置键 按下此键，如图 2-20 所示，LCD 屏幕左上角显示‘现在位置’ ，共有四页， 【相对】 、 【绝对】【综合】【位置/程序】 、 、 ，通过翻页键或软键转换。图 2-20 2) 程序键图 2-21按下此键，如图 2-21 所示，LCD 屏幕左上角显示‘程序’ ，按编辑方式 行编辑程序。可以直接通过软键选择显示“程序目录表”“MDI”等界面，如果在 、键进方式下，通过翻页键或软键也可显示如图 2-22 显示“MDI” 如图 2-23 显示“程序目 、 录表”等界面。图 2-22图 2-233) 刀补键 按下此键，如图 2-24 所示，LCD 屏幕左上角显示‘偏置’ ，共有两项， 【偏置】【宏 、 变量】 ，反复按此键时在两种显示页面间互相切换。41数控铣实训教案图 2-24图 2-254) 报警键 按下此键，如有报警则显示其报警信息。如无报警则不显示。 5) 设置键 按下此键，如图 2-25 所示，LCD 屏幕左上角显示‘设置’ ，设置显示及加工轨迹图 形显示， 反复按此键时在两种显示页面互相切换。 通过翻页键翻页也可设置 ‘参数开关’ 如图 2-26 所示。也可通过软键选择如图 2-27 所示界面设置工件坐标系（对刀） 。图 2-26 6) 参数键图 2-27按下此键，如图 2-28 所示，LCD 屏幕左上角显示‘参数’ ，系统参数及螺补参数显 示，共四项， 【偏置】【螺补 X】【螺补 Y】【螺补 Z】【求助】 、 、 、 、 ，反复按此键时在两种 显示页面互相切换。42数控铣实训教案 图 2-28 7) 诊断键 按下此键，如图 2-29 所示，LCD 屏幕左上角显示‘诊断’ ，诊断机床信息。 8) 图形 按下此键，如图 2-30 所示，LCD 屏幕左上角显示‘图形参数’ ，此界面可以对加工 程序进行效验。 图 2-29图 2-30 9) 机床引索图 2-31按下此键，如图 2-31 所示，LCD 屏幕左上角显示‘机床面板’ ，此界面可以设置操 作方式、单程序段、回零开关、空运行、程序选跳、内外卡盘、辅助锁住、程序保护等 开关。(六)KND 数控系统程序存储、编辑1. 程序编辑键（如图 2-32） 2. 程序存储、编辑操作前的准备1) 把程序保护开关置于‘开’状态。 2) 按 3) 按 键将操作方式设定为编辑方式。 键，显示程序界面即可编辑程序。 图 2-32 ，输入“0”,接着输入四个自然数组成一个程序名，按 键及3. 程序的新建、复制、重命名1) 新建程序 按地址键 键结束。 2) 重命名程序 按地址键 ，接着输入与当前程序名不同的四个自然数组成一个程序名，按43数控铣实训教案修改键结束。4. 程序号检索当存储器存入多个程序时，按 键时，总是显示指针指向的一个程序，即使断电，该程序指针也不会丢失。可以通过检索的方法调出需要的程序，而对其进行编辑或 执行，此操作称为程序检索。 1) 检索指定的程序号 先选择编辑方式，然后按 检索的程序号，按 键显示程序画面，再按地址键 ，接着输入要下光标键结束。此时在 LCD 画面显示检索出的程序，如果没有此程序，系统则会报警。 2) 扫描法 先选择编辑方式，然后按 键显示程序画面，再按地址键 ，接着输入要检索的程序号，按上、下光标键依次检索。将检索刀的程序调入 LCD 画面显示屏中。5. 程序的删除1) 先选择编辑方式，然后按 2) 按地址 3) 按 键显示程序画面，键，接着输入要删除的程序号， 删除键。则对应键入程序号的存储器中程序被删除， 删除键，则全部程序被删除。如果没有此程序，系统则会4) 如果输入-9999 并按 报警。6. 程序调入此功能是将计算机磁盘中一 “记事本” （程序第一段及最后一段输入%） 中以备操作。 具体操作步骤为： 1) 计算机与数控系统连接好，打开 2) 按 KND 系统传输软件。键从磁盘中找出用记事本格式编写好的程序如图 2-33 所示。44数控铣实训教案 图 2-33 3) 按 键设置波特率为“2400” 。如图 2-34 所示。 图 2-344) 将光标移至程序头。 5) 按 6) 按 7) 按 程序键和 编辑方式键，键，屏幕右下角显示‘输入’字样。 键，传输成功。 键，幕右下角显示‘输出’ 字8) 如需将数控机床程序输出到计算机磁盘中，按 样，再按 1) 字的检索 先选择编辑方式，然后按 键即可。7. 程序字是检索、插入、修改、删除程序键显示程序画面，输入要检索的字，如果要检 下光标键，如果要检索的字相对于当前光标索的字相对于当前光标位置的下面用 位置的上面用 2) 字的插入 先选择编辑方式，然后按 输入要插入的字，按 3) 字的修改 先选择编辑方式，然后按上光标键键。如果程序中没有此字，系统则会报警。程序键显示程序画面，光标移至要插入字的位置，插入键即可。程序键显示程序画面，用检索方法将光标移至要修 修改键结束。改的位置，输入欲修改新的字，使其字处在显示屏地址栏，然后按 4) 字的删除 先选择编辑方式，然后按 除的位置，然后按 5) 取消键 “取消键”功能为取消操作者在地址栏输入的字。程序键显示程序画面，用检索方法将光标移至要删删除键结束。(七)KND 数控系统对刀方法及刀补使用1. 对刀前准备操作1) 机床回零操作，45数控铣实训教案 2) 按要求安装好工件及所需刀具， 3) 用手动/MDI 使主轴正转。2. 对刀对刀方法有：定点对刀法、试切对刀法、回机床零点（机械零点）对刀法等，下面主要 以试切对刀法作讲解。 1) 手动试切削对“Z”轴 先将显示屏界面按 位置键，用翻页键或软键调至综合坐标界面，以便操作者 键调至手动方式，按选择移动轴键移动刀具，可观察机床当前坐标轴位置。再按通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟 前，然后换用手轮方式操作。如图 2-35 所示刀具位置，按 键，进入如图 2-25 所示界面， 按软键和光标键将光标位置处于 G54/G55/G65/G57/G58/G59 坐标系 （将光标处 于 Z 位置） ，键入当前位置界面当前坐标系（机床坐标系 Z 值）显示值，而后按 入键输入， “Z”轴对刀完成。 输图 2-35 2) 手动试切削对“X”轴 方法一：单边对刀 先将显示屏界面按图 2-36位置键， 以便操作者观察机床当前坐标轴位置。 再按键调至手动方式， 按选择移动轴键移动工作台， 可通过调节进给倍率键及快速倍率键调 节合理的进给量。 以此方式将刀具移动至工件跟前， 设置塞尺， 然后换用手轮方式操作。 如图 2-36 所示刀具位置，按 键，进入如图 2-25 所示界面，按软键和光标键将光标位置处于 G54/G55/G65/G57/G58/G59 坐标系（将光标处于 X 位置） ，键入当前位置界 面当前坐标系（机床坐标系 X 值）显示值加上刀具半径值、工件一半值{如果当前刀具 对刀相对于工件中心在 X 负方向， 输入值为机床坐标系 X 值+ 刀具半径值+工件一半值） （ ， 如果当前刀具对刀相对于工件中心在 X 正方向，输入值为机床坐标系 X 值-（刀具半径 值+工件一半值）}而后按 输入键输入， “X”轴对刀完成。 （此操作以工件坐标系设在工件中心为例，工件坐标系设在其他位置于此方法同理）46数控铣实训教案 方法二：对称对刀 先将显示屏界面按 位置键， 以便操作者观察机床当前坐标轴位置。 再按键调至手动方式， 按选择移动轴键移动工作台， 可通过调节进给倍率键及快速倍率键调 节合理的进给量。 以此方式将刀具移动至工件跟前， 然后换用手轮方式操作。 如图 2-36 所示刀具处于相对工件中心“X”负方向位置，记下此时机床坐标显示值，再手动或手 轮处于相对工件中心“X”正方向位置，记下此时机床坐标显示值，再按 键，如图 2-25 所示，按软键和光标键将光标位置处于 G54/G55/G65/G57/G58/G59 坐标系（将 光标处于 X 位置） 键入当前位置界面当前坐标系两次对刀显示值的平均值， ， 按 输入键输入， “X”轴对刀完成。 （此操作以工件坐标系设在工件中心为例，工件坐标系 设在其他位置于此方法同理） 3) 手动试切削对“Y”轴 “Y”轴对刀方法和步骤与“X”轴对刀同理。3. 刀补使用在首件试切或批量加工时， 往往加工尺寸与图纸要求尺寸不相符， 则需要通过刀补 设置加工出合格的产品。例如当前刀具加工时“X”、 “Y”向加工测量尺寸比图纸要求 尺寸大 0.02mm，则需在当前刀具的刀补界面进行刀具半径补偿， ，按 键进入如图 输入2-24 所示界面，再将光标指向对应的刀偏位置，然后键入数字“-0.02” ，按 键。(八)KND 数控系统自动运行1. MDI 方式运行从 LCD/MDI 面板上输入一个程序段的指令，并可以执行该程序段。 例： G01 X10.5 Z20.5 F80； 1) 按 程序键及 录入方式键，再按【MDI】软键或翻页键进入如图 2-22 所示 MDI 界面。 2) 键入欲运行的程序指令，按 输入键输入，再按 循环启动键开始运行。2. 停止 MDI 运行按机床操作面板上的进给暂停按钮。 进给暂停灯亮而循环起动灯灭。机床的响应 如下： 1) 当机床正在移动时，进给减速并停止。 2) 当暂停(停刀)正在执行时，暂停(停刀)就停止。 3) 当 M，S 或 T 功能正在执行时，在 M，S 或 T 功能完成之后操作停止。3. 终止 MDI 运行按 MDI 面板上的 复位键。 自动运行结束并进入复位状态。 当在移动期间复位时，移动减速然后停止。 说明 前面有关执行和停止存储器运行的说明也适合于 MDI 运行， 只是在 MDI 运行47数控铣实训教案 中，M30 不返回到程序的开始(M99 完成此功能)。4. 自动方式运行1) 按 程序键和 编辑方式键。用 自动方式键，再按 单段启动键运行。 复位键将程序光标调至程序头。 循环启动键开始自动运行，如2) 准备操作完成后选择 需单段自动运行按5. DNC 在线加工如所加工的零件程序特别长， 输入数控机床会占用系统很多存储空间或根本无法存 储，就需要 DNC 在线加工完成，DNC 在线加工程序不需要输入数控机床中，可通过传输 软件直接加工。 1) 计算机与数控系统连接好，打开 2) 按 KND 系统传输软件。键从磁盘中找出用记事本格式编写好的程序如图 2-33 所示(程序号前必须加:,如：O1234，即改为“：1234”)。 3) 按 键设置波特率为“2400” 。如图 2-34 所示。4) 将光标移至程序头。 5) 按 6) 按 7) 按 8) 按 程序键和 在线加工键。 循环启动键。 键，开始在线加工。 自动方式键，6. 自动方式运行停止自动方式运行停止可以按 可按 急停按钮进行停止。 复位键或 循环启动保持键，遇到紧急情况也(九)Siemens 802S 系统操作说明详见数控铣实训教案课题三仿真教学内容。48数控铣实训教案六、指导总结 项目 内容 备注集 中 指 导集 中 总 结改 进 措 施49数控铣实训教案七、课题考核评分标准序号 检测项目 考核内容及要求 1)对刀方法及步骤 2)刀补使用 1)测量方法 1)开机前的检查和开机顺 序正确，回参考点； 2)正确对刀，建立工件坐 标系； 3)正确设置参数； 4)正确仿真效验。 1)着装规范，未受伤； 2)刀具、工具、量具的放 置； 3)工件、刀具安装规范； 4)正确使用量具。 配分 评分标准 每违反一条酌情扣 1～20 分，扣完为 止。 严重违规不得分 检测 结果 得 分1 2对刀 测量40 分 20 分3数控铣床 规范操作20 分每违反一条酌情扣 1～5 分， 扣完为止。4安全文明 生产20 分每违反一条酌情扣 1～5 分， 扣完为止。5 6 否定项合计100 分发生重大事故（人身、设备安全事故等）暂停实习，由实训中心办公室处 理。50数控铣实训教案课题三 平面铣削一、教学安排班级 A/B C/abc D/E de H I 实训周次 第一/三周 第一/三周 第一周 第一周 第一/三周 第一/三周 课时 12 12 12 12 12 12 起止日期 3～4/9 17～18/9 22～23/10 8～9/10 5～6/11 19～20/11 平面铣削与编程 （G71/G72/G73/G76） 备注二、教学目的掌握数控铣床的切削原理 区分顺、逆铣及其应用场合 掌握手动切削单件、简单零件的方法 掌握手工编辑简单零件程序 掌握铣削平面装夹方法及注意事项 掌握 SIEMENS 802S 系统仿真加工三、板书内容平面铣削讲解四、仿真教学内容(SIEMENS 802S 系统) (一)仿真软件开启详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。51数控铣实训教案(二)仿真软件界面介绍及其操作详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。(三)SIEMENS 802S 系统操作面板图 3-1(四)SIEMENS 802S 系统各键功能及作用1. 显示屏图 3-2 显示屏也叫人机交换界面，操作者通过显示屏可以知道机床当前操作信息。2. 软键52数控铣实训教案图 3-3 功能键用于选择显示的屏幕(功能)类型。按了功能键之后，按软键(节选择软键)， 与已选功能相对应的屏幕(节)就被选中(显示)。 1) 在 MDI 面板上按功能键。属于选择功能的章选择软键出现。 2) 按其中一个章选择软键。 与所选的章相对应的画面出现。 如果目标章的软键未显示， 则按继续菜单键(下一个菜单键)。 3) 当目标章画面显示时， 按操作选择键显示被处理的数据。 为了重新显示章选择软键， 按返回菜单键。 4) 画面的一般操作如上所述。然而，从一个画面到另一画面的实际显示过程是千变万 化的。有关详细情况见各操作说明。3. MDI 键1) 地址、数字键图 3-4 按下这些键可以输入字母、 数字或其他字符。 在一个键上有多个字符的键需输入其 他字符时按 上档键即可完成。如需键入“G”则直接按 上档键，再按53键就可以了，需要键入“E”则需要先按键就可以了。数控铣实训教案2) 复位键 “复位键”功能自动运转结束，变成复位状态。在机床运行中如果进行复位，则机 械减速后停止。使机床当前一切操作恢复原始状态。 3) 上翻页键 、下翻页键“翻页键”功能可以将显示屏上的界面进行“翻页” ，便于用户操作。4) 上、下、左、右光标键 “光标键”功能与翻页键功能相似，主要用于在屏幕上指定某位置。 5) 回车/输入键 “回车/输入键”功能主要用来编辑程序的结束或对某参数设置确认键。 6) 空格键（插入键） “空格键（插入键） ”功能用来编辑程序输入空格。 7) 删除键（退格键） “删除键（退格键） ”功能用来逐字删除。 8) 选择/转换键 “选择/转换键”功能用来选择或转换。 9) 垂直菜单键 “垂直菜单键”功能用来选择更多的循环编程指令及宏程序调用。 10) 报警应答键 “报警应答键”功能用来显示系统报警信息。4. 手动辅助功能操作键1) 急停键 “急停键”功能使机床运行立即停止，并且所有的输出如主轴的转动，冷却液等也 全部关闭。旋转按钮后解除，但所有的输出都需重新启动。 2) 主轴正传 “主轴正传” 功能在手动/手轮/单步方式下，按下此键，主轴正向转动启动，且 指示灯亮显。 3) 主轴反传 “主轴反传” 功能在手动/手轮/单步方式下，按下此键，主轴反向转动启动，且 指示灯亮显。 4) 主轴停止54数控铣实训教案 “主轴停止” 功能在手动/手轮/单步方式下，按下此键，主轴停止转动。且指示 灯亮显。 5) 主轴倍率图 3-5 图 3-6 图 3-7 如图 3-5 所示，在单段、自动、手动、点动、回零方式时，由开关所在位置决定主 轴实际转速与给定速度之间的倍率关系。 6) 进给倍率 如图 3-6 所示，在单段、自动、手动、点动、回零方式时，由开关所在位置决定实 际进给速度与给定速度之间的倍率关系。 7) 快捷键 如图 3-7 所示， “快捷键”功能是由厂家自行设定，各键功能不同，便于用户操作。 不同的机床制造厂其操作不同。请见机床制造厂提供的说明书。5. 手动操作键1) 手动返回参考点 打开机床后必须先回零操作。 每台机床都把机床上某一固定点作为机床的参考位置 点，每次回机床参考位置点后再回到加工起点，可消除累积误差。在加工之前先回机床 参考位置点，再确定加工起点，记下加工起点的坐标，在不断次断电后重新启动应先回 机床参考点， 再回到记下的加工起点后启动程序。 可避免断电后人为移动机床使机床实 际位置与系统坐标不相符合而开机后不重新确定加工起点就启动程序而发生事故。 在会 参考点时先回“X”轴，再回“Z”轴，避免刀架与尾座发生干涉。当回零完成后如图 3-8 所示，指示灯亮显。图 3-8 2) 手动方式键 “手动方式键”功能用来手动移动坐标轴。按选择移动轴键如图 3-9 所示，按 表示快速进给，此时指示灯亮显。通过调节进给倍率键或快速倍率键调节进给速度。55数控铣实训教案图 3-9 3) 点动距离键 “点动距离键”功能用来微调各坐标轴进给距离。当按下此键时，显示屏的右上角 显示‘1INC、10 INC、100 INC、1000 INC’字样， INC’表示每点一下手动方向选 ‘1 择键，对应的坐标轴移动 1×0.001mm， ‘10 INC、100 INC、1000 INC’同理。继续按 此键‘1INC、10 INC、100 INC、1000 INC’依次互相切换。 4) 手轮方式键 “手轮方式键”功能用来手轮移动坐标轴。操作方法：在手动方式下按 区域转换键，此时屏幕显示如图 3-10 所示，再按【加工】软键，此时屏幕左下角显示【手轮 方式】软键，按【手轮方式】软键屏幕显示如图 3-11 所示，再选择手轮进给方向软键。 点击左下角 按键， 系统会自动弹出如图 3-12 所示首轮操作柄， 进给倍率通过点动距离键选择进给倍率。共有 4 个档 ‘1INC、10 INC、100 INC、1000 INC’“ 1INC” 。 档表示手轮如图 3-12 所示每转动一小格机床坐标移动 1×0.001mm，其他与此同理。手 轮顺时针（按鼠标右键）转动为‘正’ ，逆时针（按鼠标左键）转动为‘负’ 。图 3-10图 3-11图 3-126. 功能选择键（软键）56数控铣实训教案 1) 加工软键 如图 3-10 所示，在 LCD 屏幕左下角显示【加工】软键，按此键后屏幕如图 3-13 所示，操作者可以通过对应的软键选择需要的显示界面。图 3-13 2) 参数软键 如图 3-10 所示， LCD 屏幕下面显示 在 【参数】 软键， 按此键后屏幕如图 3-14 所示， 操作者可以通过对应的软键选择需要的显示界面。 对刀及刀补在此界面设置， 后续详解。图 3-14 3) 程序软键键 如图 3-10 所示， LCD 屏幕下面显示 在 【程序】 软键， 按此键后屏幕如图 3-15 所示， 操作者可以通过对应的软键选择需要的显示界面。程序编辑在此界面设置，后续详解。图 3-15 4) 通讯软键57数控铣实训教案 如图 3-10 所示， LCD 屏幕下面显示 在 【通讯】 软键， 按此键后屏幕如图 3-16 所示， 操作者可以通过对应的软键选择需要的显示界面。此界面可以输入、输出程序。图 3-16 5) 诊断软键 如图 3-10 所示，在 LCD 屏幕下面显示【通讯】软键，按此键后操作者可以通过对 应的软键可以进行屏幕亮、暗调节，界面语言转换，机床指令编辑等等操作。(五)程序存储、编辑1. 程序存储、编辑操作前的准备1) 如图 3-10 所示，在 LCD 屏幕下面显示【程序】软键，按此键后屏幕如图 6-15 所示， 2) 按 菜单扩展软键，屏幕显示如图 3-17 所示，此界面即可编辑程序。图 3-172. 程序的新建、复制、重命名1) 新建程序 如图 3-10 所示，在 LCD 屏幕下面显示【新程序】软键，按此键后屏幕如图 3-18 所示，SIEMENS 802S 系统是由任意的字母组成，按地址键，输入字母如“NIHAo”,再 按【确认】软键系统进入程序编辑界面，如图 3-19 所示。58数控铣实训教案图 3-18 图 3-19 2) 复制程序 如图 3-17 所示，在 LCD 屏幕下面显示【拷贝】软键，用光标/鼠标点击选择需要拷 贝的程序号，按此键后屏幕如图 3-20 所示，在绿条中输入另一个程序名，按【确认】 软键结束，此时屏幕上显示所拷贝的程序名，所拷贝的程序与原程序名不同，但程序内 容相同。图 3-20 3) 重命名程序 如图 3-17 所示，在 LCD 屏幕下面显示【重命名】软键，用光标/鼠标点击选择需要 拷贝的程序号，按此键后屏幕如图 3-21 所示，在绿条中输入另一个程序名，按【确认】 软键结束， 此时屏幕上显示所重命名的程序名， 所重命名的程序与原程序名及程序内容 相同。图 3-213. 程序号检索当存储器存入多个程序时，总是显示指针指向的一个程序，即使断电，该程序指针59数控铣实训教案 也不会丢失。可以通过检索的方法调出需要的程序，而对其进行编辑或执行，此操作称 为程序检索。如图 3-17 所示，用光标键/鼠标点击选择需要打开的程序号，按 菜单扩展软键，此键后屏幕如图 3-22 所示，按【打开】软键，此时屏幕上显示如图 3-19 所示界面。图 3-224. 程序的删除如图 3-17 所示，在 LCD 屏幕下面显示【删除】软键，用光标/鼠标点击选择需要删 除的程序号，按此键后屏幕如图 3-23 所示，按【确认】软键完成删除。图 3-235. 程序调入/调出此功能是将计算机磁盘中一 “记事本” 格式文件编写程序的调入数控系统中以备操 作。具体操作步骤为：图 3-24图 3-2560数控铣实训教案 1) 程序调入 a) 如图 3-16 所示，在 LCD 屏幕下面显示【显示】软键， b) 按【输入启动】软键，屏幕显示如图 3-24 所示对话框，从计算机磁盘中找出预先 编写好的程序，鼠标单击后按 键。程序调入完成。2) 程序调出 a) 如图 3-16 所示，在 LCD 屏幕下面显示【显示】软键， b) 按【输出启动】软键，屏幕显示如图 3-25 所示对话框，从计算机磁盘中找出预先 编写好的程序，鼠标单击后按 1) a) b) c) 键。程序调入完成。6. 程序字是检索、插入、修改、删除、复制、粘贴字的检索 打开如图 3-22 所示界面，按【打开】软键，进入程序编辑界面如图 3-26 所示， 按【搜索】软键，系统自动弹出如图 3-27 所示对话框， 在此对话框的蓝条中输入欲搜索的程序字，按【确认】软键，此时光标位置处在当 前所搜索的程序字上。图 3-26 图 3-27 d) 如需继续搜索此程序字，按如图 3-26 所示【继续搜索】软键。按【确认】软键， 此时光标位置处在当前所搜索的程序字上。 2) 字的插入 直接用地址、数字键输入即可，分段按 3) 字的修改 按 4) a) b) c) d) 取消/退格键，取消要修改的字，重新输入需要的新程序字。 回车键。字的删除 打开如图 3-26 所示界面，按【编辑】软键，此时界面显示如图 3-28 所示界面， 用检索方法将光标移至要删除的位置， 然后按【删除】软键进行删除。 也可用如图 3-28 所示界面用【标记】软键整体删除，方法：按【标记】软键，移 动光标框选要删除的程序字，按【删除】软键进行删除。61数控铣实训教案图 3-28 5) 字的复制 打开如图 3-28 所示界面按【标记】软键，移动光标框选要复制的程序字，按【拷 贝】软键进行复制。 6) 字的粘贴 打开如图 3-28 所示界面，将光标移至需要粘贴的位置，按【粘贴】软键进行粘贴。(六)对刀方法及刀补使用1. 对刀前准备操作图 3-29图 3-301) 2) 3) 4) 5)图 3-31 图 3-32 机床回零操作， 按要求安装好工件及所需刀具， 将当前要对的刀具用手动/MDI 方式调至当前位置， 用手动/MDI 使主轴正转。 先将显示屏界面调至如图 3-29 所示， 【刀具补偿】 按 软键， 此时界面显示如图 2-3062数控铣实训教案 所示， 6) 按 菜单扩展软键，此时界面显示如图 3-31 所示，7) 建立新刀具，按【新刀具】软键，此时界面显示如图 3-32 所示，在加工程序中使 用几把刀在此就得建立几把刀。T-类型只能输入 1XX/2XX， “1XX”为铣刀， “2XX” 为钻头，若输入其他值系统报警，如果输错按 回车键重新输入。8) 建立新刀沿，操作方法与建立新刀具方法同理。 9) 删除刀具，即将建立好的刀具进行删除，按【删除刀具】软键，系统自动提示操作 者输入要删除的刀具号。输入要删除的刀具号后按【确认】软键。 10) 搜索，将当前要对刀的刀具号通过【搜索】软键先搜索出，按【搜索】软键，系统 自动提示操作者输入要搜索的刀具号，输入要搜索的刀具号后按【确认】软键。屏 幕界面显示如图 3-33 所示。图 3-33 图 3-34 11) 如图 3-29 所示按【零点偏移】软键，此时界面显示如图 3-34 所示，2. 对刀对刀方法有：定点对刀法、试切对刀法、回机床零点（机械零点）对刀法等，下面 主要以试切对刀法作讲解。 1) 手动试切削对“Z”轴 按 键调至手动方式， 按选择移动轴键移动工作台， 可通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟前，设置塞尺，然后换用手 轮方式操作。如图 3-35 所示刀具位置及图 3-36 所示塞尺显示，对好刀信息栏显示“合 适”如图 3-37 所示。在如图 2-34 所示，将光标位置处于 G54/G55/G65/G57/G58/G59 坐标系（将光标处于 Z 位置） ，而后按【测量】软键，系统自动弹出如图 3-38 所示界面 输入当前刀具号，输入完成按【确认】软键，系统自动弹出如图 3-39 所示界面，输入 当前刀具的刀沿号按 回车键， 用 选择转换建