数控加工技能培训总结

前言

一、数控铣床实训

1．1实训目的

1．2实训意义

1．3数控铣床简介

1．4数控铣床变频器主要特点

1．5工艺装备

1.6 数控铣床的主要功能

1．7数控铣床加工范围

1．8数控铣床指令

1．9数控机床的对刀

二、数控车床实训

2．1实训目的

2．2实训内容

2．3数控车床简介

2．4数控车床的安全操作规程

2．5数控车床的基本组成

2．6数控车床编程技巧

2．7数控车床编程常用指令

2．8数控车床的对刀

实习总结

前言

在大学的最后一段时间，学校组织了数控加工技能培训。通过这次学习实践，使我对数控的掌握从当初的朦胧不懂到如今的熟悉并会操作机床、加工零件，这次数控培训对我来说，这是一次提高、一次借鉴、一次实践，使我在大学的学习中深感收获巨大，这将受益终生。 近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，由于数控化加工可以让机械加工行业向高质量，高精度，高成品率，高效率方向发展,最重要的一点是还可以利用现有的普通车床，对其进行数控化改造，这样可以降低成本，提高效益。 普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力，使原来不能解决的许多问题，找到了科学解决的途径。 数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也是是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。

一、数控铣床实训

1．1实训目的

（1）. 了解数控铣床的功能和分类，数控铣床的结构及主要性能指标。

（2）. 了解数控铣床的常用刀具和数控铣床加工常用指令。

（3）. 熟悉数控铣床加工的编程指令，掌握程序格式及编程方法。

（4）. 通过操作实训，掌握数控铣床基本操作技能。

1．2实训意义

（1）. 初步掌握数控铣床编程和操作的基本方法。能够根据图纸要求，独立地完成 简单的零件的编程设计和加工操作。

（2）. 在了解、熟悉和掌握一定的基础知识和操作技能的过程中，培养、提高和加 强了我们的实践能力。

1．3数控铣床简介

数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工的机床。数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等

几大部分组成。

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的影响。

进给伺服系统：由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。

控制系统：数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。

辅助装置：如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。

机床基础件：通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。

1．4数控铣床变频器主要特点：

（1）低频力矩大、输出平稳。

（2）高性能矢量控

（3）转矩动态响应快、稳速精度高

（4）减速停车速度快

（5）抗干扰能力强

1．5工艺装备：

数控铣床的工艺装备主要是指夹具和刀具。

（1）夹具

数控机床主要用于加工形状复杂的零件，但所使用夹具的结构往往并不复杂。数控铣床夹具的选用可首先根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较大的模具加工来说，一般可直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧，然后通过加工坐标系的设定来确定零件的位置。数控铣床的通用夹具主要有平口钳、磁性吸盘和压板装置。对于加工中、大批量或形状复杂的工件则要设计组合夹具，如果使用气动和液压夹具，通过程序控制夹具，实现对工件的自动装缷，则能进一步提高工作效率和降低劳动强度。

（2）刀具

数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等，选择刚性好、耐用度高的刀具。常用的铣削刀具有立铣刀、端面铣刀、成形铣刀和孔加工刀具。

1.6 数控铣床的主要功能

（1)点位控制功能

数控铣床的点位控制主要用于工件的孔加工，如中心钻定位、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等各种孔加工操作。

（2)连续控制功能

通过数控铣床的直线插补、圆弧插补或复杂的曲线插补运动，铣削加工工件的平面和曲面。

(3)刀具半径补偿功能

如果直接按工件轮廓线编程，在加工工件内轮廓时，实际轮廓线将大了一个刀具半径值;在加工工件外轮廓时，实际轮廓线又小了一个刀具半径值。使用刀具半径补偿的方法，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具中心偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出符合图纸要求的轮廓。利用刀具半径补偿的功能，改变刀具半径补偿量，还可以补偿刀具磨损量和加工误差，实现对工件的粗加工和精加工。

（4)刀具长度补偿功能

改变刀具长度的补偿量，可以补偿刀具换刀后的长度偏差值，还可以改变切削加工的平面位置，控制刀具的轴向定位精度。

（5)固定循环加工功能

应用固定循环加工指令，可以简化加工程序，减少编程的工作量。

（6)子程序功能

如果加工工件形状相同或相似部分，把其编写成子程序，由主程序调用，这样简化程序结构。引用子程序的功能使加工程序模块化，按加工过程的工序分成若干个模块，分别

编写成子程序，由主程序调用，完成对工件的加工。这种模块式的程序便于加工调试，优化加工工艺。

（7)特殊功能

在数控铣床上配置仿形软件和仿形装置，用传感器对实物扫描及采集数据，经过数据处理后自动生成NC程序，进而实现对工件的仿形加工，实现反向加工工程。总之，配置一定的软件和硬件之后，能够扩大数控铣床的使用功能。

1．7数控铣床加工范围

（1)平面加工

数控机床铣削平面可以分为对工件的水平面(XY)加工，对工件的正平面(XZ)加工和对工件的侧平面(YZ)加工。只要使用两轴半控制的数控铣床就能完成这样平面的铣削加工。

（2)曲面加工

如果铣削复杂的曲面则需要使用三轴甚至更多轴联动的数控铣床。

1．8数控铣床指令

G92 坐标系设定 G04 进给运动暂停

G09 准停校验 G10 偏移量设定、工件零点偏移量设定

G27 返回参考点检查 G28 自动返回参考点

G29 从参考点返回 G53 选择机床坐标系

G45 刀具位置偏移增加 G46 刀具位置偏移减小

G47 刀具位置偏移2倍增加；G48 刀具位置偏移2倍减小

G00快速移动 G01 直线插补

G02 顺圆插补CW G03 逆圆插补CCW

G32 螺纹切削 G33 螺纹切削

G17 XY 平面选择 G18 XZ 平面选择

G19 YZ 平面选择 G90绝对值编程

G91 增量值编程 G22 存储行程极限开

G23 存储行程极限关 G94 每分进给

G95 每转进给 G96 主轴mpm

G97 主轴rpm G20 英制数控输入

G21 公制数控输入 G40取消刀具半径补偿

G41 刀具半径左补偿 G42 刀具半径右补偿

G43 刀具长度正补偿 G44 刀具长度负补偿

G49 取消长度补偿 G73 高速深孔啄钻

G74 攻左螺纹 G76 精镗

G80 取消孔循环 G81 钻孔

G82 钻孔（阶梯） G83 深孔啄钻

G84 攻右螺纹 G85 镗孔循环

G86 镗孔循环 G87 反镗孔循环

G88 镗孔循环 G89 镗孔循环

G98 返回初始平面 G99 返回R点平面

G54 工件坐标系1 G55 工件坐标系2

G56 工件坐标系3 G57 工件坐标系4

G58 工件坐标系5 G59 工件坐标系6

G61 精确停校验模式 G62 自动拐角修调有效

G64 切削方式

M代码

M00 程序停止

M01 条件程序停止 功能同M00，要按“选择暂停”才执行

M02 程序结束 主轴停、进给停、切削液关、控制部分复位，停在程序尾

M30 程序结束并返回程序开头，加工件数加1 与M02 相同，但停在程序开头

M98 调用子程序

M99 子程序结束返回/重复执行

由PLC 控制的M代码：

M03 主轴正转 M04 主轴反转

M05 主轴停 M08 冷却开

M09 冷却关 M29 刚性攻螺纹

M32 润滑开 M33 润滑关

1．9数控机床的对刀

数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。

假设零件为对称零件，并且毛坯已测量好长为L1、宽为L2，平底立铣刀的直径也已测量好。将工件在铣床工作台上装夹好后，在手动方式操纵机床，具体步骤如下：

（1）回参考点操作：

采用ZERO（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时CRT上将显示铣刀中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。

（2）手工对刀：

先使刀具靠拢工件的左侧面（采用点动操作，以开始有微量切削为准），按设置编程零点键，CRT上显示X0、Y0、Z0，则完成X方向的编程零点设置。再使刀具靠拢工件的前侧面，保持刀具Y方向不动，使刀具X向退回，当CRT上X坐标值0时，按编程零点设置键，就完成X、Y两个方向的编程零点设置。最后抬高Z轴，移动刀具，考虑到存在铣刀半径，当CRT上显示X坐标值为（L1/2+铣刀半径），Y的坐标值为（L2/2+铣刀半径）时，使铣刀底部靠拢工件上表面，按编程零点设置键，CRT屏幕上显示X、Y、Z坐标值都清成零（即X0，Y0，Z0），系统内部完成了编程零点的设置功能。就把铣刀的刀位点设置在工件对称中心上，即工件坐标系的工件原点上。

（3）建立工件坐标系：

此时，刀具（铣刀的刀位点）当前位置就在编程零点（即工件原点）上。由于手动试切对刀方法，调整简单、可靠，且经济，所以得到广泛的应用。

二、数控车床实训

2．1实训目的：

（1）了解数控车削加工的安全操作规程；

（2）熟悉数控加工的生产环境；掌控车床的基本操作方法及步骤；对操作者的有关要求

（3）掌握数控车削加工中的基本操作技能；培养良好的职业道德。

2．2实训内容：

（1）操作面板与控制面板：熟悉各类开关、按扭、操作键的使用

（2）基本操作：启动、停止、回参考点、手动进给、手轮进给、程序编辑管理等。

2．3数控车床简介：

数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆

等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。

2．4数控车床的安全操作规程

(1)操作机床前,必须紧束工作服,女生必须戴好工作帽,严禁戴手套操作数控车床.

(2)通电后,检查机床有无异常现象.

(3)刀具要垫好,放正,夹牢;安装的工件要校正,夹紧,安装完毕应取出卡盘扳手.

(4)换刀时,刀架应远离卡盘,工件和尾架;在手动移动拖板或对刀过程中,在刀尖接近工件时, 进给速度要小,移位键不能按错,且一定注意按移位键时不要误按换刀键.

(5)自动加工前,程序必须通过模拟或经过指导教师检查,正确的程序才能自动运行,加工工件.

(6)自动加工前,确认起刀点的坐标无误;加工时要关闭机床防护门,加工过程中不能随意打开.

(7)数控车床的加工虽属自动进行,但仍需要操作者监控,不允许随意离开岗位.

(8)若发生异常,应立即按下急停按钮,并及时报告以便分析原因.

(9)不得随意删除机内的程序,也不能随意调出机内程序进行自动加工.

(10)不能更改机床参数设置.

(11)不要用手清除切屑,可用钩子清理,发现屑缠绕工件时,应停车清理;机床面上不准放东西.

(12)机床只能单人操作;加工时,决不能把头伸向刀架附近观察,以防发生事故.

(13)工件转动时,严禁测量工件,清洗机床,用手去摸工件,更不能用手制动主轴头.

(14)关机之前,应将溜板停在 X 轴,Z 轴中央区域.

2．5数控车床的基本组成：

数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。

立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工

2．6数控车床编程技巧：

数控车床虽然加工柔性比普通车床优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车床还存在一定的差距。因此，提高数控车床的效率便成为关键，而合理运用编程技巧，编制高效率的加工程序，对提高机床效率往往具有意想不到的效果。

（1）．灵活设置参考点

数控车床共有二根轴，即主轴Z和刀具轴X。棒料中心为坐标系原点，各刀接近棒料时，坐标值减小，称之为进刀；反之，坐标值增大，称为退刀。当退到刀具开始时位置时，刀具停止，此位置称为参考点。参考点是编程中一个非常重要的概念，每执行完一次自动循环，刀具都必须返回到这个位置，准备下一次循环。因此，在执行程序前，必须调整刀具及主轴的实际位置与坐标数值保持一致。然而，参考点的实际位置并不是固定不变的，编程人员可以根据零件的直径、所用的刀具的种类、数量调整参考点的位置，缩短刀具的空行程。从而提高效率。

（2）．化零为整法

在低压电器中，存在大量的短销轴类零件，其长径比大约为2~3，直径多在3mm以下。由于零件几何尺寸较小，普通仪表车床难以装夹，无法保证质量。如果按照常规方法编程，在每一次循环中只加工一个零件，由于轴向尺寸较短，造成机床主轴滑块在床身导轨局部频繁往复，弹簧夹头夹紧机构动作频繁。长时间工作之后，便会造成机床导轨局部过度磨损，影响机床的加工精度，严重的甚至会造成机床报废。而弹簧夹头夹紧机构的频繁动作，则会导致控制电器的损坏。要解决以上问题，必须加大主轴送进长度和弹簧夹头夹紧机构的动作间隔，同时不能降低生产率。由此设想是否可以在一次加工循环中加工数个零件，则主轴送进长度为单件零件长度的数倍 ，甚至可达主轴最大运行距离，而弹簧夹头夹紧机构的动作时间间隔相应延长为原来的数倍。更重要的是，原来单件零件的辅助时间分摊在数个零件上，每个零件的辅助时间大为缩短，从而提高了生产效率。为了实现这一设想，我电脑到电脑程序设计中主程序和子程序的概念，如果将涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中，而将有关机床控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中，每加工一个零件时，由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序，加工完成后，跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序，十分有利于增减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简洁明了，便于修改、维护。值得注意的是，由于子程序的各项参数在每

次调用中都保持不变，而主轴的坐标时刻在变化，为与主程序相适应，在子程序中必须采用相对编程语句。

（3）．减少刀具空行程

在数控车床中，刀具的运动是依靠步进电动机来带动的，尽管在程序命令中有快速点定位命令G00，但与普通车床的进给方式相比，依然显得效率不高。因此，要想提高机床效率，必须提高刀具的运行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完毕后退回参考点所运行的距离。只要减少刀具空行程，就可以提高刀具的运行效率。（对于点位控制的数控车床，只要求定位精度较高，定位过程可尽可能快，而刀具相对工件的运动路线是无关紧要的。）在机床调整方面，要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根据零件的结构，使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散，在很接近棒料时彼此就不会发生干涉；另一方面，由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化，必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改，使之与实际情况相符，与此同时再配合快速点定位命令，就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。

（4）．优化参数，平衡刀具负荷，减少刀具磨损

2．7数控车床编程常用指令

G00 快速定位

G20 英制单位选择

G72 径向粗车循环

G01 直线插补

G21 公制单位选择

G73 封闭切削循环

G02 顺时针圆弧插补

G28 自动返回机床零点

G70 精加工循环

G03 逆时针圆弧插补

G30 回机床第2、3、4 参考点

G74 轴向切槽循环

G04 暂停、准停

G31 跳跃机能

G75 径向切槽循环

G05 三点圆弧插补

G32 等螺距螺纹切削

G76 多重螺纹切削循环

G6.2 顺时针椭圆插补

G32.1 刚性螺纹切削

G80 刚性攻丝状态取消

G6.3 逆时针椭圆插补

G33 Z 轴攻丝循环

G84 轴向刚性攻丝

G7.2 顺时针抛物线插补

G34 变螺距螺纹切削

G88 径向刚性攻丝

G7.3 逆时针抛物线插补

G36 自动刀具补偿测量X

G90 轴向切削循环

G12.1 极坐标插补

G37 自动刀具补偿测量Z

G92 螺纹切削循环

G7.1 圆柱插补

G40 取消刀尖半径补偿

G94 径向切削循环

G15 极坐标指令取消

G41 刀尖半径左补偿

G96 恒线速控制

G16 极坐标指令

G42 刀尖半径右补偿

G97 取消恒线速控制

G17 平面选择代码

G50 设置工件坐标系

G98 每分进给

G18 平面选择代码

G65 宏代码非模态调用

G99 每转进给

G19 平面选择代码

G66 宏程序模态调用

G10 数据输入方式有效

G67 取消宏程序模态调用

G11 取消数据输入方式

G71 轴向粗车循环（支持凹槽）

2．8数控车床的对刀

（1). 试切法对刀

切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。

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。然后保持 X 坐标不变移动 Z 轴刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中，系统会自动用刀具当前 X 坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系 X 原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入 Z0 ，系统会自动将此时刀具的 Z 坐标减去刚才输入的数值，即得工件坐标系 Z 原点的位置。

事实上，找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置，而是找刀尖点到达 (0 ， 0) 时刀架的位置。采用这种方法对刀一般不使用标准刀，在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。

（2）. 对刀仪自动对刀

刀尖随刀架向已设定好位置的对刀仪位置检测点移动并与之接触，直到内部电路接通发出电信号 ( 通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示 ) 。在 2# 刀尖接触到 a 点时将刀具所在点的 X 坐标存入到 G02 的 X 中，将刀尖接触到 b 点时刀具所在点的 Z 坐标存入到 G02 的 Z 中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。

事实上，在上一步的操作中只对好了 X 的零点以及该刀具相对于标准刀在 X 方向与 Z 方向的差值，在更换工件加工时再对 Z 零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位置总

是一定的，所以在更换工件后，只需要用标准刀对 Z 坐标原点就可以了。操作时提起 Z 轴功能测量按钮“ Z-axis shift measure ”面。

手动移动刀架的 X 、 Z 轴，使标准刀具接近工件 Z 向的右端面，试切工件端面，按下“ POSITION RECORDER ”按钮，系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中 Z 向的位置，并将其他刀具与标准刀在 Z 方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的 Z 原点，其数值显示在 WORK SHIFT 工作画面上

实习总结

时光如流水，两周时间转眼即逝，为期两周的实习给我的体会是：

① 通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。

②在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上，具有初步的独立操作技能。

③在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。

④这次实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！

⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。

⑥在整个实习过程中，老师对我们的纪律要求非常严格，制订了学生实习守则，同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求，对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。

很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未

来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我们接触到的车工，虽然它的危险性很大，但是要求每个同学都要去操作而且要作出成品，这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。四周的车工实习带给我们的，不全是我们所接触到的那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次实习达到了他的真正目的。