1、数控加工数控车工实训项目精编（数控加工）数控车工实训项目数控车工技能实训教材机电部：安红生前言随着数控机床的发展和普及，社会需求大批数控机床的编程和操作人员，本实训教材就是为了适应这壹需要，根据中等职业学校数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训指导方案中核心教学和训练项目基本要求和劳动和社会保障部制定的有关国家职业标准及相关的职业技能鉴定规范编写的。就数控车削技术的教学和培训而言，本书具有典型意义，它结合数控机床实践教学的需要，重点介绍广州数控系统的程序编制方法和数控机床的操作。通过本书的学习，使读者能掌握编制程序和学会数控机床操作；通过掌握本书的数控车床编程及操作方法，为进壹步掌握其它类
2、型的数控机床打下良好基础。本书内容丰富，图文且茂，通俗易懂，既注重实践教学环节，又同时兼顾理论知识，旨在培养既能编制程序又能操作数控机床，同时又掌握壹定的理论知识的实用性人才。本书能够联系数控车削操作实际情况，制定了相关的实训项目，且对部分实训项目进行了工艺分析，对部分实训项目编制了加工程序。本书主要针对广州数控车床（GSK980TA），其他系统能够借用。本教材最后对华中数控（HNC18iT/19iT）、发那科系统（FANUCOiTC）的编程和操作作了简单介绍。本书包括三大部分基本技能训练、专项技能训练、综合技能训练。在第二部分专项技能训练和第三部分综合技能训练中，如不加特殊说明，加工步骤相同
3、，只是程序和加工工序不相同。由于编写经验不足，书中不妥之处，恳请使用本教材的读者提出批评和改进意见，以便修订。编者2009年6月第壹部分基本技能训练实训项目壹安全教育4实训项目二数控加工仿真系统操作步骤7实训项目三程序的编辑操作10实训项目四装夹工件和刀具12实训项目五手动方式、手轮方式操作14实训项目六指令字的输入和执行16实训项目七试切对刀法18第二部分专项技能训练实训项目八直线插补指令的应用19实训项目九圆锥面的加工23实训项目十零件掉头的车削25实训项目十壹圆弧插补指令的应用28实训项目十二槽的车削32实训项目十三封闭切削循环指令G73的应用36实训项目十四内孔的车削39实训项目十五螺
4、纹切削循环指令G92的应用43第三部分综合技能训练实训项目十六综合练习壹47实训项目十七综合练习二50实训项目十八综合练习三54第壹部分基本技能训练实训项目壹安全教育实训目的：1掌握数控车床安全操作规程和安全文明生产注意事项；2掌握数控车床的清理和保养；3对学生加强安全教育，学会保护自己和设备。实训器材：GSK980TA、HNC18iT/19iT、FANUCOiTC实训内容：项目壹：安全文明生产安全文明生产是工厂管理的壹项十分重要的内容，它直接影响着产品的好坏及设备的使用寿命。作为企业的后备技术工人，从开始学习数控车床的操作时就必须做到以下几点；1操作前要戴好防护用品，穿工作服，袖口扎紧。女同
5、志要戴工作帽，且把头发塞入帽内。不准穿高跟鞋、拖鞋上岗。夏季禁止穿裙子、短裤和凉鞋上机操作。操作时不准带手套、围围巾。2不允许在卡盘及床身上敲击或校正工件，床头箱上不准放置工具或工件。3在车削铸铁工件时，导轨上润滑油要擦去；使用冷却液后，要再次在导轨上涂润滑油。4机床开始加工前，应关上机床防护门。5加工过程中严禁俩人或俩人之上同时操作壹台机床。6凡装夹工件、更换刀具、测量加工表面以及主轴变换速度时，须先停机。停机时不准用手刹住转动的卡盘。车床开动时不准用手摸工件表面，特别是加工螺纹时，严禁用手摸螺纹表面。7工件和车刀必须装夹牢固，工件装夹完毕后，应及时取下卡盘扳手，以防扳手在旋转中飞出发生事故
6、。车削过程中清除切屑时应使用铁钩子，绝对不允许用手直接去拿，或用量具去钩。8每件工具都应放在规定的位置上，不可随便乱放。9爱护量具，经常保持量具的清洁。项目二：安全操作规程1开机前，应检查各开关、按钮是否正常、灵活，机床有无异常现象。2按顺序开、关机，开机时，先开机床电源再开系统电源，关机时，先关系统电源再关机床电源。3机床通电后，CNC装置尚未出现位置显示前，不能碰控制面板上的任何键，以免让机床出现非正常状态。参数都是机床出厂时厂家设置好的，通常不能修改。4开机后，应检查系统显示、机床润滑系统是否正常；开机预热机床5分钟后，进行零点回零操作。5各坐标轴手动回参考点，建立机床坐标系。回零时首先
7、将X坐标轴手动回零，再使Z轴回零。如某轴再回零前以在零位，必须先沿该轴负方向移动壹端距离后，再进行手动回零。6确定符合加工工艺要求的刀具系统，进行正确安装，且输入相应刀具补偿值。7装夹工件，确定对刀点和换刀点，通过对刀操作建立工件坐标系。8输入加工程序，应认真检查核对加工程序。可通过数控车床的图形加工模拟和空运行功能对程序进行校核。9手轮和手动操作时，必须检查各种开关所选的位置是否正确，弄清X、Z坐标轴的正负方向、轴的移动方向、移动倍率，认准按键，然后再进行操作。10试加工时，快速倍率开关置于低档，切入工件后再加大倍率。首先应采用单段执行方式进行加工，这样能够及时处理突发情况，验证加工程序、对
8、刀操作和刀具补偿的正确性，且在后续加工中作适当的调整。11在加工进行中，需细心观察加工情况，如果出现意外情况应及时按下“进给保持”、“复位”或“急停按钮”。12刀具重新磨刃或更换后，要重新对刀且修改刀具补偿值。加工时应使排屑装置畅通无阻，无卡塞。项目三：机床的清理和保养1在每天操作前要给机床加润滑油后方可工作。2每天工作结束后，应清除切屑，擦拭机床外表，保持内外洁净，无锈蚀，无油污，清理现场，保持地面清洁，使机床和环境保持清洁状态。3每天工作完毕后，对所有相对运动部位进行加油润滑，且在手动方式下将各坐标轴进行往复运动后置于相应行程的中间偏正向位置。4刀具、量具、夹具等用完要归仍，且按要求擦净、
9、涂油。5清洁保养后，先按下急停开关，再关闭系统电源，最后关闭机床电源，得到指导老师许可后方可离开。6检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。按规定定期对机床进行保养、维护。想壹想：进入数控实训车间，在文明生产和安全操作规程方面你做到了哪些？实训项目二数控加工仿真系统操作步骤实训目的：1能熟练地进入数控加工仿真系统界面；2认识仿真系统操作界面内的功能；3掌握模拟仿真的加工步骤。实训器材：电脑、数控加工仿真系统（宇龙）实训内容：项目壹：数控加工仿真系统操作界面初识1进入数控加工仿真系统（1）单击Windows的“开始”按钮，单击“程序”，单击“数控加工仿真系统”，单击“加密锁管理程序”，单击“确
10、定”。（2）单击“开始”按钮，单击“程序”，单击“数控加工仿真系统”，单击“快速登录”，数控加工仿真系统启动成功。2数控加工仿真系统界面的组成（1）主菜单栏：从左至右依次是：文件（F）、视图（V）、机床（M）、零件（）、塞尺检查（L）、测量（）、互动教学（）、系统管理（）、帮助（）。（2）工具条栏：工具条栏的含义从左至右依次是：机床选择、定义毛坯、夹具选择、装夹零件、刀具选择、取基准工具、移动尾座DNC传送、取消手脉、视图定位、局部放大、动态缩放、动态平移、动态旋转、前侧视图、后侧视图、俯视图、前视图、选项、控制系统面板切换。（3）机床显示区。（4）CRT/MDI操作面板。（5）机床操作面板。
11、项目二：数控加工仿真系统操作步骤1选择数控车床及其系统（广州数控）方法壹：单击“机床”菜单，单击“选择机床”；选择“控制系统”里的“广州数控”，选择“GSK980TA”，选择“机床类型”里的“车床”，单击“确定”按钮；方法二：单击“工具栏”中的“选择机床”按钮；选择“控制系统”里的“广州数控”，选择“GSK980TA”，选择“机床类型”里的“车床”，单击“确定”按钮。2开机单击“电源开”接通电源，单击“急停”按钮。3机械回零单击“机械回零”按钮，按下“+X”键，回X轴机械零点，按下“+Z”键，回Z轴机械零点。确定机床零点，建立机床坐标系。4装夹工件（1）定义毛坯方法壹：单击“零件”菜单，单击“
12、定义毛坯”，选择材料，输入长度、直径值，单击“确定”按钮；方法二：单击“工具栏”中的“定义毛坯”按钮，选择材料，输入长度、直径值，单击“确定”按钮；（2）装夹毛坯方法壹：单击“零件”菜单，单击对话框中定义好的毛坯，单击“安装零件”按钮，单击“退出”按钮。在单击“退出”前，能够调整工件伸出卡盘的长度。方法二：单击“工具栏”中的“装夹零件”按钮，单击对话框中定义好的毛坯，单击“安装零件”按钮，单击“退出”按钮。在单击“退出”前，能够调整工件伸出卡盘的长度。5安装刀具方法壹：单击“零件”菜单，单击“刀具选择”，选择刀位号让其变为黄色，选择合适“刀片”、“刀柄”，单击“确定”按钮。方法二：单击“工具栏
13、”中的“刀具选择”按钮，选择刀位号让其变为黄色，选择合适“刀片”、“刀柄”，单击“确定”按钮。6输入程序（1）单击“编辑方式”按钮，单击“程序”，输入程序号（如O0001），单击“EOB”按钮，即建立好新程序。（2）输入程序内容。利用MDI键盘上的地址键/数字键、插入键、EOB键、光标移动键、取消键、修改键、删除键、翻页键等输入程序。7对刀（1）单击“录入方式”，利用翻页键找到MDI界面，依次输入“T0100”、“S500”、“M03”，且每次都按下“输入”键，单击“循环启动”；（2）逐壹对各把刀，且输入刀补，详细见“试切对刀”。8自动运行单击“自动运行”按钮，单击“循环启动”按钮，程序开始运
14、行。（注意：加工时程序要复位，即光标要在程序名下）9测量工件单击主菜单的“测量”；出现“请你作出选择！”界面。单击“是”按钮，弹出“车床工件测量”。将光标移至已加工出的表面，下面将自动显示出测量数据。想壹想：1你是如何认识对刀的？什么是对刀？如何对刀？2模拟仿真加工的步骤：（1）进入数控车床界面；（2）开机；（3）_；（4）装夹工件；（5）_；（6）_；(7)输入程序；（8）_；（9）测量工件。实训项目三程序的编辑操作实训目的：1熟练掌握程序的查见、建立、输入、打开、删除等编辑操作；2培养学生学习数控专业的兴趣。实训器材：数控车床（GSK980TA）操作原理：程序的查见、建立、输入、打开、删除
15、等操作方法和步骤：项目壹：查见已有程序1.在“编辑”操作方式外任何操作方式中（如录入方式），即按下“录入”操作方式键；2.按下“程序”键，进入程序页面显示；3.按下“翻页”键，选择程序目录方式，翻到显示有“系统版本号、已存程序数、已有存储量、程序目录表”即可。项目二：建立新程序1.在“编辑”操作方式，即按下“编辑”键；2.按下“程序”键，进入程序页面显示；3.按下“翻页”键，选择程序显示方式；4依次键入程序名（包含地址键和数字键，例如O0001）；5按下“EOB”键，建立新程序。项目三：输入程序1在“编辑”操作方式，即按下“编辑”键；2按下“程序”键，进入程序页面显示；3利用MDI键盘上的地址
16、键/数字键、插入键、EOB键、光标移动键、取消键、修改键、删除键、翻页键等输入程序。项目四：打开已有程序1在“编辑”操作方式，即按下“编辑”键；2按下“程序”键，进入程序页面显示；3键入要打开的程序名，如O0002；4按下“向下翻页”键即可。项目五：删除程序1在“编辑”操作方式，即按下“编辑”键；2按下“程序”键，进入程序页面显示；3键入程序名，如O0001；4按下“删除”键，即可删除程序。项目考核：要求在20分钟内输完四个程序，不能缺整个程序段，不能有俩处之上的错误。否则，本项目不能通过，不能进行下壹个项目。实训项目四装夹工件和刀具实训目的：1熟练掌握装夹工件的方法；2熟练掌握安装刀具的方法
17、。实训器材：数控车床（GSK980TA）、90外圆粗车刀、精车刀、切断刀操作方法和步骤：项目壹：装夹工件1.装夹工件（1）三爪自定心卡盘装夹三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，壹般不需找正。但应保证工件轴线和车床主轴轴线在同壹条直线上。当加工的工件精度要求较高时，也需找正。用三爪自定心卡盘装夹精加工过的表面时，被夹住的工件表面应包壹层铜皮，以免夹伤工件表面。装夹直径较大的工件应用反爪装夹。三爪自定心卡盘装夹工件具有方便、省时、自动定心等优点，但只适用于装夹外形规则、长度较短的工件。（2）四爪卡盘装夹装夹不规则的工件可使用四爪卡盘。四爪卡盘的四个爪是独立的，因此工件装夹必须找正。（
18、3）壹夹壹顶装夹车削较长工件时，常用卡盘和顶尖装夹工件，这种方法比较安全，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。（4）俩顶尖装夹对于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类工件要用俩顶尖装夹，俩顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度高，但需先在工件俩端钻出中心孔。工件壹般不能由顶尖直接带动旋转，必须通过拔盘和鸡心夹头带动工件旋转。2.注意事项：（1）工件要装正（目测）；（2）夹紧力足够，保证加工时能抵抗切削力；（3）工件伸出卡盘长度应大于工件总长至少10mm，留出加工的位置，但也不能太长，伸出长度越长刚性越差。有切断要求的要再加上切断位置尺寸。（4）装夹完工件切记把卡盘扳手随手拿走。项目二：安装刀具装刀
19、注意事项：（1）车刀安装在刀架上，伸出部分不宜太长，壹般为刀杆高度的1.5倍左右。伸出过长会使刀杆刚性差，易产生振动。（2）刀杆中心线应和进给方向垂直。否则会使实际前角和副偏角的数值发生变化。（3）车刀刀尖壹般应和轴线等高，否则会使实际前角和实际后角发生变化，使切削不能顺利进行。可用钢板尺测量刀尖到机床导轨的高度保证其等于导轨到车床主轴线的中心高。也可利用尾座顶尖的高度安装车刀，使车刀和顶尖中心等高。项目考核：要求在10分钟内完成90外圆粗车刀、精车刀、切断刀的安装。实训项目五手动方式、手轮方式操作实训目的：1.熟练掌握手动方式、手轮方式等操作；2.学会超程报警解除的方法。实训器材：数控车床（
20、GSK980TA）操作方法和步骤：项目壹：手动方式操作方法壹：壹般移动1按下“手动方式”键，进入手动方式操作方式，显示页面的最下行显示“手动方式”字样；2按下“-X”或“+X”键，可使X轴向负向或正向进给；松开按键时，X轴运动停止；3按下“-Z”或“+Z”键，可使Z轴向负向或正向进给；松开按键时，Z轴运动停止。方法二：快速移动4按下“快速移动”键，使指示灯“”亮，进入手动快速移动状态：按下“-X”或“+X”键，可使X轴快速向负向或正向进给；松开按键时，X轴运动停止；按下“-Z”或“+Z”键，可使Z轴快速向负向或正向进给；松开按键时，Z轴运动停止。项目二：手轮方式操作1按下“手轮方式”键，进入手
21、轮方式操作方式，显示页面的最下行显示“手轮方式”字样；2按下手轮增量键“0.001”、“0.01”、“0.1”、“1”中之壹，选择手轮增量；3按下“X手轮”或“Z手轮”键，分别使地址U或W闪烁；4手轮进给方向由手轮旋转方向决定。壹般情况下，手轮顺时针旋转为正向进给（退刀），手轮逆时针旋转为负向进给（进刀）。项目三：超程报警解除的方法若发生超程报警，让刀架向超程的相反方向移动，必要时需要按下“超程解除”键。项目考核：1让学生在手动方式、手轮方式下移动刀架，见其进给方向是否正确。2给学生设置“超程报警”故障，让学生解除。实训项目六指令字的输入和执行实训目的：1熟练掌握指令字的输入和执行；2熟练掌握
22、刀补的取消；3培养学生规范操作意识，树立自信心。实训器材：数控车床（GSK980TA）操作原理：1指令字的输入；2指令字的执行；3指令字的停止运行；4刀补的取消。训练中可出现的问题：1注意输入指令字时页面的变化；2若指令字输入错误，请按“取消”键或者重新输壹遍；3注意安全。操作方法和步骤：项目壹：指令字的输入1.按“录入方式”键进入“录入操作”方式；2.按“程序”键；3.按“上翻页”键或“下翻页”键进入MDI页面；4.依次键入地址键“T”、数字键“0”、“1”、“0”、“0”及“输入”键；5.依次键入地址键“S”、数字键“5”、“0”、“0”及“输入”键；6.依次键入地址键“M”、数字键“0”
23、、“3”及“输入”键。项目二：指令字的执行按“循环启动键”执行指令字。项目三：指令字的停止方法壹：（1）按“手轮方式”或“手动方式”键；（2）按“复位”键或“主轴停转”键；方法二：（1）按“自动运行”键；（2）按“急停”按钮或“程序暂停”键。项目四：刀补的取消1按“录入方式”键进入录入操作方式；2按“程序”键；3按“上翻页”键或“下翻页”键进入MDI页面；4依次键入地址键“T”、数字键“0”、“1”、“0”、“0”、及“输入”键。项目考核：逐壹对学生进行之上四个项目考核，要求熟练，不能有误。实训项目七试切对刀法实训目的：1.熟练掌握试切对刀法；2.学会正确输入刀补。实训器材：数控车床（GSK9
24、80TA）、90外圆粗车刀、精车刀、游标卡尺（0150mm）、外径千分尺（025mm）、外径千分尺（2550mm）操作方法和步骤：项目壹：1.按下“手轮操作”键，进入手轮方式。2.将普通车刀移至工件附近，距离直径方向2毫米，偏左1毫米（距端面）。3.车端面：选择合适的增量（0.01），按下“X”键，逆时针匀速摇动手轮，车端面。4.输入刀补Z0：按下“刀补”键，再按下“翻页”键，找到输入刀补的界面，利用“光标”键找到“101”，输入“Z0”,按下“输入”键。5.退刀：按下“Z”键，顺时针摇动手轮沿Z方向退刀；6.车外圆：选择合适的增量（0.01），按下“Z”键，逆时针匀速摇动手轮，车外圆，长度2
25、0毫米左右；顺时针摇动手轮沿Z向退刀；按下“主轴停转”键，让主轴停止运转。7.测量：（1）软件：按下“测量”按钮，再按下“是”按钮，将鼠标在被车过的外圆上点壹下，找到它的直径值，点击“退出”按钮；（2）实际数控车床：用游标卡尺或外径千分尺测量已车外圆直径；8.输入刀补X值：操作同第4步，在“101”处输入X值，按下“输入”键。9.选择第二把刀（精车刀），按下“换刀”键；10.输入刀补Z0：把精车刀移至已车端面附近，选择“0.1”或“0.01”的增量，按下“Z”键，逆时针匀速摇动手轮，靠近端面，当有铁屑飞出时停止转动手轮；在输入刀补的界面内，利用“光标”键找到“102”，输入“Z0”,按下“输入
26、”键；按下“Z”键，顺时针摇动手轮，沿Z轴方向退刀。11.输入刀补X值：把精车刀移至已车外圆附近，选择“0.1”或“0.01”的增量，按下“X”键，逆时针匀速摇动手轮，靠近已车外径；当有铁屑飞出时停止摇动手轮；按下“Z”键，顺时针匀速摇动手轮，沿Z轴向退刀，找到“102”,输入X值，按下“输入”键。12.其他刀具对刀方法基本同“911”步。提示：注意观察每把刀刀补值的变化，比较各把刀的刀补值，想壹想各值的含义。第二部分专项技能训练实训项目八直线插补指令的应用实训目的：1.熟练掌握快速移动G00、直线插补G01等基本指令的用法；2.掌握循环编程指令G71、G70的编程格式和方法；3.能够应用循环
27、指令对轴类零件轮廓进行粗、精加工。实训器材：数控车床（GSK980TA）、粗车刀（T0101）、精车刀（T0202）、游标卡尺（0150mm）、外径千分尺（025mm）、外径千分尺（2550mm）、塑胶棒（40mm65mm）、卡盘扳手、刀架扳手等。理论基础：1.快速移动指令G00：（1）指令格式：G00X（U）_Z（W）_；其中：X、Z为目标点（刀具运动的终点）的绝对坐标；U、W为目标点相对刀具移动起点的增量坐标。（2）指令功能：X轴、Z轴同时从起点以各自的快速移动速度移动到终点。G00为初态G指令。（3）指令应用：主要用于使刀具快速接近或快速离开零件。（4）说明：1）俩轴是以各自的速度移动的
28、，其合成轨迹不壹定是直线。2）G00指令使刀具移动的速度是由机床系统设定的，无需再程序段中指定；实际的移动速度可通过机床面板的快速倍率键进行修调。3）使用G00指令时要注意刀具所走路线是否和零件或夹具发生碰撞。4）车削时，快速定位目标点不能选在零件上，壹般要离开零件表面15mm。2.直线插补指令G01：（1）指令格式：G01X（U）_Z（W）_F_；其中：X、Z为目标点（刀具运动的终点）的绝对坐标；U、W为目标点相对刀具移动起点的增量坐标。F为刀具在切削路径上的进给量，根据切削要求确定；实际的切削进给速度为进给倍率和F指令值的乘积。（2）指令功能：运动轨迹为从起点到终点的壹条直线。G01为初态
29、G指令。（3）指令应用：主要用于完成端面、内圆、外圆、槽、倒角、圆锥面等表面的加工。（4）说明：1）当省略X（U）_或Z（W）_之壹时，表示该轴的起点和终点坐标轴壹致。2）G01指令中必须写F值。3.外圆粗车循环指令G71：（1）指令格式：G71UdRe；G71PnsQnfUuWwF_S_T_；其中：d为粗车时X轴每刀的背吃刀量（切削深度），半径值。壹般取13mm。e为粗车时X轴的退刀量，半径值。壹般取0.51mm。ns为指定精加工路线的第壹个程序段的段号。nf为指定精加工路线的最后壹个程序段的段号。u为X方向的精加工余量，直径值，壹般取0.5mm。加工内径轮廓时，为负值。w为Z方向的精加工余量，壹般取0.020.05mm。（2）指令功能：该指令只需指定粗加工的背吃刀量、精加工余量和精加工路线，系统便会自动给出粗加工路线和加工次数，完成各外圆表面的粗加工。能够有效简化程序。（3）指令应用：用于棒料毛坯的加工。4.精加工循环指令G70：（1）指令格式：G70PnsQnf；其中：G70为精
