数控铣削编程与加工.pdf

全国高等职业教育“十三五”规划教材 全国高等院校规划教材精品与示范系列 辽宁省职业教育改革发展示范建设项目成果 数数控控铣铣削削编编程程与与加加工工 主 编 齐孟雷 姜云宽 副主编 柳 琳 主 审 何 晶 赵岐刚 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 内 容 简 介 本书以培养学生的数控铣削零件加工技能为核心，以国家职业标准中级数控铣工考核要求为基本依据，以工作过程为导向，以项目为载体，以 FANUC 数控系统为基本教学环境，详细介绍了数控铣削加工工艺设计、程序编制，数控铣床、加工中心操作加工等内容。本书项目主要来源于企业的典型案例，共包含 6 个项目，每个项目由工作任务、相关知识、任务实施、考核评价、探究与拓展 5 部分组成。本书为高等职业本专科院校相应课程的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校和培训班的教材，以及企业工程技术人员的参考书。本教材配有数控加工技能训练册和数控加工实训指导书及免费的电子教学课件等，详见前言。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 数控铣削编程与加工/齐孟雷，姜云宽主编.北京：电子工业出版社，2018.2 全国高等院校规划教材精品与示范系列 ISBN 978-7-121-32183-2.数 .齐 姜 .数控机床铣床程序设计高等学校教材数控机床铣床 金属切削高等学校教材 .TG547 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2017）第 161169 号 策划编辑：陈健德（E-mail：）责任编辑：刘真平 印 刷：三河市鑫金马印装有限公司 装 订：三河市鑫金马印装有限公司 出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：8.25 字数：211.2 千字 版 次：2018 年 2 月第 1 版 印 次：2018 年 2 月第 1 次印刷 定 价：32.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888，88258888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：。前 言 随着现代制造业在我国不断发展，对具备数控加工职业能力的人才需求越来越大，许多院校结合专业背景开设了数控类专业课程。本书根据数控铣削编程的实际过程与数控铣床中级操作员职业岗位要求设置本课程的内容，重点介绍数控铣床相关基础知识、编程技术、铣削加工技术等。本教材的编写始终坚持以就业为导向、以职业能力培养为核心的原则，将数控铣削加工工艺和程序编制方法等专业技术能力融合到教学项目之中。教材内容的编写主要体现以下几方面特点。（1）围绕中级数控铣床操作员的职业岗位要求对内容进行取舍。为把提高学生的职业能力放在突出位置，本教材借鉴数控铣床中级操作员应具备的核心职业能力，对教学内容进行取舍。围绕数控编程、加工工艺两大部分进行展开，同时强化数控铣削加工工艺知识和训练，使学员通过学习逐步形成职业能力；而对与编程和操作无关的理论知识，适当予以删减。（2）通过项目驱动的组织形式分散难点。本教材的组织形式是设置若干项目，每个项目都以一个实际零件的加工任务为核心引出新的数控指令和数控工艺知识。项目内容从易到难，逐步将各种数控加工指令与工艺知识引出。在多个零件加工项目的驱动下，完成对数控加工指令与工艺知识的学习。（3）采用深入浅出、适当重复的编写风格。本教材采用螺旋式上升的方式展开内容，新知识、新技能都在原有知识基础上引出，同时复习和巩固已学过的内容。如在分析铣削编程与加工实例时，所选工程实例的复杂程度逐步提高，在已有知识的基础上引出新的编程方法与工艺知识，做到既有重复，又有提高。本书由辽宁机电职业技术学院齐孟雷、姜云宽担任主编，柳琳担任副主编。其中项目 1、项目 2、项目 3 由齐孟雷编写，项目 4 由姜云宽编写，项目 5 由柳琳编写，项目 6由张明海编写。本书由辽宁机电职业技术学院何晶教授、赵岐刚副教授主审，特此致谢。因编者水平和经验有限，书中欠妥之处在所难免，敬请读者批评指正。为了方便教师教学，本书还配有数控加工技能训练册和数控加工实训指导书及免费的电子教学课件等，请有此需要的教师登录华信教育资源网（http:/）免费注册后再进行下载，有问题时请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail：）。编 者 V 目 录 项目 1 数控铣床（加工中心）面板应用1 1.1 工作任务2 1.2 相关知识2 1.2.1 数控铣床的分类与结构2 1.2.2 数控铣床坐标系 5 1.2.3 数控铣床操作面板7 1.2.4 数控铣床面板操作11 1.2.5 对刀方法15 1.2.6 数控铣床安全操作规程18 1.2.7 数控铣床的日常维护和保养19 1.3 任务实施20 1.3.1 面板操作20 1.3.2 对刀操作21 1.4 考核评价21 1.5 探究与拓展21 1.5.1 问题探究21 1.5.2 知识拓展企业现场管理 6S（HSE）制度 22 1.5.3 拓展训练23 项目 2 数控铣削仿真加工24 2.1 工作任务25 2.2 相关知识25 2.2.1 数控仿真软件的进入和退出25 2.2.2 机床系统及毛坯的选择26 2.2.3 数控铣床刀具选择30 2.2.4 FANUC 0i 标准铣床面板操作30 2.3 任务实施36 2.4 考核评价36 2.5 探究与拓展37 2.5.1 问题探究37 2.5.2 知识拓展企业安全生产教育 37 2.5.3 拓展训练38 项目 3 平面铣削加工39 3.1 工作任务40 3.2 相关知识40 VI 3.2.1 数控铣削编程基础知识40 3.2.2 平面铣削刀具48 3.2.3 游标卡尺的使用 50 3.2.4 数控铣削加工工艺51 3.3 任务实施56 3.3.1 加工工艺设计56 3.3.2 程序编制与加工 58 3.4 考核评价59 3.5 探究与拓展60 3.5.1 问题探究60 3.5.2 知识拓展数控设备使用注意事项60 3.5.3 拓展训练61 项目 4 轮廓铣削加工62 4.1 工作任务63 4.2 相关知识63 4.2.1 轮廓铣削相关编程指令63 4.2.2 轮廓铣削常用刀具68 4.2.3 轮廓测量常用量具69 4.2.4 轮廓铣削的工艺知识72 4.3 任务实施74 4.3.1 加工工艺设计74 4.3.2 程序编制与加工 75 4.4 考核评价77 4.5 探究与拓展78 4.5.1 问题探究78 4.5.2 知识拓展高速加工的要求与注意事项78 4.5.3 拓展训练79 项目 5 键槽型腔铣削加工80 5.1 工作任务81 5.2 相关知识81 5.2.1 相关编程指令81 5.2.2 键槽型腔铣削常用刀具82 5.2.3 键槽和型腔的测量装置83 5.2.4 键槽型腔加工的工艺知识84 5.3 任务实施86 5.3.1 加工工艺设计86 5.3.2 程序编制与加工 87 5.4 考核评价90 5.5 探究与拓展91 VII 5.5.1 问题探究91 5.5.2 知识拓展柔性制造系统简介 91 5.5.3 拓展训练93 项目 6 孔加工 95 6.1 工作任务96 6.2 相关知识96 6.2.1 孔类零件加工相关编程指令96 6.2.2 孔加工常用刀具 105 6.2.3 内径百分表的使用108 6.2.4 孔加工的工艺知识109 6.3 任务实施114 6.3.1 加工工艺设计 114 6.3.2 程序编制与加工 115 6.4 考核评价119 6.5 探究与拓展120 6.5.1 问题探究120 6.5.2 知识拓展钻头刃磨与群钻 121 6.5.3 拓展训练122 参考文献 124 项目1 1 1 1 数控铣床（加工中心）面板应用 【项目导读】数控铣床（加工中心）面板应用是学习数控铣削技术的基础。本项目以常规数控铣床操作面板和 FANUC Series 0i-MC 数控系统为例，介绍数控铣床结构、维护保养知识，MDI 面板和机床操作面板上各按键及旋钮的含义及功能，试切法对刀的对刀方法等，为后续项目学习奠定基础。【知识目标】1了解数控铣床的基本结构、特点和应用范围。2掌握数控系统操作面板各键和旋钮的含义及功能。3了解机床坐标系和工件坐标系。4了解机床的技术参数。5掌握试切对刀法。6了解数控铣床的安全操作规程和维护保养知识。【能力目标】1熟练进行机床的开机、回零、工作台和主轴的移动、关机等操作。2熟练运用 MDI 键盘进行简单程序的输入、修改、删除等编辑操作。3能够进行图形的模拟。4熟练运用试切对刀法进行对刀。【素质目标】1通过对刀操作，培养学生严谨认真、一丝不苟的工作作风。2通过操作规程的学习，培养学生安全生产意识。数控铣削编程与加工 2 1.1 工作任务 将 O0001 程序录入数控系统，并进行图形模拟与校验。O0001；N90 G02 X80 Y42 R8；N10 G90 G54 G00 X0 Y0 Z100；N100 Y18；N20 M03 S800；N110 G02 X72 Y10 R8；N30 Z10；N120 X28；N40 G01 Z-2 F100；N130 X20 Y18 R8；N50 X20 Y18；N140 X0 Y0；N60 Y42；N150 G00 Z100；N70 G02 X28 Y50 R8；N160 M05；N80 G01 X72；N170 M30；1.2 相关知识 1.2.1 数控铣床的分类与结构 数控铣床可进行平面铣削、轮廓铣削、型腔铣削、钻孔、镗孔、攻螺纹及空间三维复杂型面的铣削等。1按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类 1）立式数控铣床 立式数控铣床的主轴轴线垂直于水平面，是数控铣床中最常见的一种布局方式，应用范围也最广，如图 1-1 所示。立式数控铣床一般用于加工盘、套、板类零件，一次装夹后，可对上表面进行平面铣削，钻、扩、镗、锪、攻螺纹等孔加工及侧面的轮廓加工。2）卧式数控铣床 卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面，主要用于箱体类零件的加工，如图 1-2 所示。为了扩大加工范围和扩充功能，通常采用增加数控转台或万能数控转台的方式来实现 图 1-1 立式数控铣床 图 1-2 卧式数控铣床 项目 1 数控铣床（加工中心）面板应用 3 四轴和五轴联动加工。一次装夹后可加工工件侧面的连续回转轮廓，也可通过转台改变零件的加工位置，进行多个位置或工作面的加工。3）立卧两用数控铣床 立卧两用数控铣床又称万能数控铣床，如图 1-3 所示，主轴可旋转 90或工作台带工件旋转 90，一次装夹后可以完成对工件 5 个表面的加工。其使用范围更广、功能更全，选择加工对象的余地更大。4）龙门数控铣床 如图 1-4 所示，采用对称双立柱结构的数控铣床，通常称为龙门铣床。双立柱结构保证了机床的整体刚性和强度，有工作台移动和龙门移动两种形式。它适用于加工整体结构件零件、大型箱体零件及大型模具等。图 1-3 立卧两用数控铣床 图 1-4 龙门数控铣床 2按数控系统的功能分类 1）经济型数控铣床 一般采用经济型数控系统，采用开环控制，可以实现三坐标联动，如图 1-5 所示。2）全功能数控铣床 采用半闭环控制或闭环控制，功能丰富，加工适应性强，应用最广泛，如图 1-6 所示。图 1-5 经济型数控铣床 图 1-6 全功能数控铣床 数控铣削编程与加工 4 3数控铣床的结构组成 数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的，其结构与普通铣床有些相似，但也有很大区别。数控铣床一般由数控系统、主轴传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成，如图 1-7 所示。图 1-7 数控铣床组成 1）主轴箱 主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接影响。2）进给伺服系统 进给伺服系统由进给电动机、进给执行机构、检