1、数控机床初级（数控机床的操作与调整方法）模拟试卷 2 及答案与解析一、问答题1 数控金属切削机床操作规程包括哪些作业要求?2 数控机床安全生产规程包括哪些作业要求?3 FANUC 数控装置典型产品系列有哪些适用范围?4 SIEMENS 系统数控机床操作面板有哪些基本形式?5 数控机床操作面板的按键和开关有哪些常用形式?6 怎样操作数控机床面板的 CRTMDI 键盘进行程序的搜索、删除和保存 ?7 怎样使用数控程序运行功能键实现各种方式的运行操作?8 怎样应用普及型数控车床的显示功能?9 报警界面应用操作方法?10 怎样进行 SIEMENS802D 数控系统机床与外部设备的数据交换 ?11 怎样
2、进行数控车床的返回参考点操作?12 使用 G50 指令设定工件坐标系应怎样进行对刀操作和刀具参数设置 ?13 怎样直接使用机床坐标系设定工件坐标系?14 怎样使用机床操作面板进行数控车床调整操作?15 怎样进行如图 318 所示的螺纹复合零件的数控车削加工?16 怎样解决数控车床刀具工位不足的难题?17 怎样进行数控铣床的一般操作?18 使用 G54 一 G59 指令设定工件坐标系应怎样进行工件坐标系原点坐标位置测量操作和计算?19 怎样进行数控铣床刀具数据的设定与补偿?20 工件装夹后，铣削前为什么需要找正工件装夹位置精度?如何找正工件的装夹位置精度?21 怎样应用子程序嵌套进行凸台零件的铣
3、削加工操作?22 怎样进行轮廓相同或相似部位和零件的铣削加工?23 怎样在加工中心上加工零件型腔?数控机床初级（数控机床的操作与调整方法）模拟试卷 2 答案与解析一、问答题1 【正确答案】 数控金属切削机床的操作规程涵盖了数控车床、数控铣床的操作规程，具体作业要求见表 3 一 1。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法2 【正确答案】 (1)作业环境数控机床的使用环境要避免光的直线照射和其他热辐射，要避免潮湿和粉尘过多的场所，特别要避免有腐蚀气体的场所。(2)机床电源 为了避免电源不稳定对电子元件造成损坏，数控机床应采用专线供电或增设稳压装置。(3)作业顺序 数控机床的开机、关机顺序，一定要按
4、照机床说明书的规定操作。(4)防护措施在主轴启动开始切削之前，一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护门。(5)禁用操作机床在正常运行时不允许开电气柜的门，禁止按动“急停”“复位”按钮。(6)故障处理 机床发生事故，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。(7)专人管理数控机床的使用一定要有专人负责，严禁其他人员随意动用数控设备。(8)交接记录要认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。(9)参数保护 不得随意更改数控系统内制造厂设定的参数。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法3 【正确答案】 FANUC 数控装置典型产
5、品系列的适用范围见表 32。7.FANUC 数控系统机床的操作面板有哪些基本形式? 答：(1)FANUC 数控车床系统面板在中国市场上，应用于数控车床的 FANUC 系统主要有 FANUC 18iTATBTC 、FANUC 0iTATBTC、FANUC 0iMaTe 、FANUC OTD 等。如图 31 所示为 FANUC 18iTATBTC 数控系统操作界面。(2)FANUC 系统数控铣床和加工中心操作面板用于数控铣床和加工中心的 FANUC 0 系统操作面板如图 32 所示，操作面板分为三个部分，包括 CRT 面板、MDI 键盘和机床操作面板。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法4 【正
6、确答案】 SIEMENS802D 系统数控车床操作面板如图 34 所示，与 FANUC系统操作面板组成部分基本类似，布局有所不同。面板分为四个部分，左上角为CRT 及软件操作部分；左下角为 MDI 编辑键盘；右上角为机床操作键盘；右下角为手摇脉冲发生器。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法5 【正确答案】 数控机床常用图形、英文缩略符号和中英文、数字字符和其他符号的按键和开关，以便操作者使用识别。例如图 31 所示的 FANUC 0i 数控系统标准数控机床的操作面板使用多种符号形式的按键和开关。(1)图形按键图形按键常用于机床操作面板的方式按键、主轴按键和运行按键等。图形按键示例及其说明见表
7、 33。 (2)英文英文缩略符号键英文英文缩略符号键是操作 面板上经常使用的按键，在按键区域位置比较宽敞时也有使用英 文进行功能标注的。按键和开关常见的英文缩略符号和英文示例见表34。 (3)英文数字字符键英文数字字符键是程序编辑键盘的主要按键，英文数字及其他符号都是程序编辑需要使用的字符。如字符 G 指令、F 指令、S 指令等。一些按键有多个字符和符号，此时需要使用 SHIFT 换挡键配合使用，或用按键的按动次序来输入相应的字符。例如字符键主字符为 G，右下角字符为 R，输入字符 G 直接按键，输入字符 R 需要先按换挡键，然后按字符键。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法6 【正确答案】
8、 将方式键处于编辑位置，按程序键 PROGRM，然后按需要进行以下操作。 (1)搜索程序和程序段输入程序号，如 0000l，按 CURSOR 方位键，程序号 00001 的程序显示在主页面上。在当前程序中搜索某一个程序段，可输入需要搜索的程序段号，如 N010，按 CURSOR 键，即可将光标移至所需搜索的程序段号上。 (2)显示内存和程序清单需要了解系统中的程序，可按软键 UB 即主页面可显示内存的程序清单，显示存储全部程序号和子程序号，存储的总程序数以及空位数，用存储字符数显示已存数据的程序存储区容量，剩余的存储容量，如图 37 所示。(3)部分程序的删除一些机床的数控系统可以删除部分程序
9、。删除一段程序的内容，将光标移至要删除的程序段号上，然后输入一个 EOB 分隔符，再按删除键 DELET，光标位置的程序段被删除。删除多个程序段内容，将光标移至第一个要删除的程序段号上(如 N40)，输入要删除部分的最后一个程序段号(如 N80)，再按删除键 DELET，N40 至 N80 的程序内容被删除。 (4)删除一个程序在输入区输入要删除程序的程序号，如“00006”，再按删除键DELET，程序 0006 被删除。 (5)删除全部程序在输入区输入字母“O”，输入“-9999”，再按删除键 DELET，全部程序被删除。 (6)程序的保存编辑好的程序需要保存，此时按软键“操作 ”，在下级子
10、菜单中按软键 “PUNCH”，在弹出的对话框中输入文件名，选择文件类型(*nc 或，*enc)和保存路径，按保存按钮。 (7)注意事项 编辑方式是输入、修改、删除、查询、呼叫工件加工程序的操作方式。在输入、修改、删除工件加工程序操作前，应注意将程序保护开关打开。在这种方式下，工件程序不能运行。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法7 【正确答案】 数控机床的程序运行方式操作方法如下：(1)MDI 运行方式 如前所述，在 MDI 方式下，在 PRGRMMDI 页面可以使用编辑键盘上的各种按键输人指令和程序段，输入后按自动运行键，可执行程序的指令，若需要执行轴移动指令，如 G00 X 一 300
11、Y 一 300 Z 一 30O ；应预先进行机床各坐标轴返回参考点操作。(2)SINGLE BLOCK 单程序段运行方式 在自动运行方式下，按单段 SINGLE BLOCK 键，机床只执行所指定的一段程序，然后停下，再次按循环运行启动键，依次执行下一个程序段。使用单段运行方式主要用于程序测试和试运行，使用时可与机床锁住、程序段的跳过功能进行组合。(3)OPT SKIP 程序段跳过运行方式 按 OPT SKIP 键，自动运行中执行程序段跳过方式，跳过程序中所有在程序段开头带“” 斜杠符号 (也称删节符号)程序段。此项功能主要用于含有特殊程序段的数控程序，例如在数控程序中编写了试切、测量、对刀等特
12、殊程序段时，可以在程序段前冠以“” 斜杠符号，进行自动运行加工时，机床可通过程序段跳过功能有选择地运行程序内容。(4)DRY RUN 试运行方式 按 DRY RUN 键，自动运行是在不切削的条件下进行，此方式用于检查新输入的工件加工程序。为了缩短调试时间，在试运行中进给速度被系统控制为最大值。试运行操作步骤：选择自动运行方式。按试运行键，试运行指示灯亮，试运行状态有效。按循环启动键，试运行开始执行。在试运行前应将工件拆下，并把机床工作台上的障碍物清理干净，以确保试运行安全进行。(5)M0l STOP 选择停方式 在自动运行方式下按 M01STOP 键，机床执行到写有M01 选择停止指令时，机床
13、运动停止，再按循环启动键，机床恢复运行，执行下一程序段。使用此方式主要用于停机检测工件的加工精度，以便及时调整刀具和机床。若不使用此功能，机床将忽略程序中“M01” 选择停指令，继续执行下一程序段。(6)自动运行的停止在自动运行的过程中，除了使用程序中的指令：暂停(MOO)、选择停止(M01)、程序结束(M02、M30)指令程序自动运行停止外，操作者可以按进给保持键、急停按钮、复位键中断或停止机床自动运行。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法8 【正确答案】 (1)显示功能的层次结构 在数控机床的操作中，许多操作都是需要按相应显示界面进行的，因此需要合理应用数控系统的显示功能，掌握显示界面应
14、用的操作方法。例如普及型数控车床常用的 GSK980TDb 有位置界面、程序界面等 9 个显示界面，每一个界面下又有多个显示页面。各界面(页面)与操作方式是独立的。(2)显示功能的应用操作方法示例【知识模块】 数控机床的操作与调整方法9 【正确答案】 报警页面：按报警 ALM 键进入报警界面，通过翻页键可查看全部报警内容，报警内容包括 CNC 和 PLC 报警数量，报警号、报警类型、报警说明等。按复位键可清除报警，301 号报警必须同时按复位键和取消 CAN 键才能清除。报警日志页面：在报警页面按报警 ALM 键将进入报警日志页面，通过翻页键可查看总计 200 条的报警日志信息。报警日志的排列
15、顺序为最新的报警日志排在第一页的最前面，以此类推。当报警日志超过 200 条时，位于最后的一条历史日志信息被清除。手动清除报警日志，需在 2 级密码下按取消 CAN 键和 R 键，可清除全部的报警日志信息。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法10 【正确答案】 SIEMENS802D 数控系统通过控制系统的 RS232 接口，可以从机床中读出数据(比如零件程序)并传输到外部设备中，同样可以从外部设备中把数据读入到系统中，操作过程中注意 RS232 接口必须与数据保护设备匹配，参数的设定见表 35、表 36。 (1)程序输出操作步骤打开“程序管理器”，进入数控程序主目录。 按读出键，用此键通过
16、 RS232 接口存储零件数控加工程序。 按全部文件键，使用此键选择零件程序目录中所有的文件。 按启动键，用此键启动输出过程，从零件目录中输出一个或几个文件。按“停止”键中断传送过程。 (2)程序输入操作步骤 打开“ 程序管理器”，进入数控程序主目录。 按读入键，用此键通过 RS232 接口装载零件数控加工程序。 PC 机上选定程序，按“回车”键。 按机床上启动键，用此键启动输入过程。 (3)外部程序的输入 一个外部程序可有计算机通过 RS232 接口直接输入控制系统，当按下“NC 启动” 键后，立即执行该程序，当缓冲存储器的内容被处理后，程序被自动再装入。操作步骤： 控制系统处于复位状态，
17、RS232 接口设置正确。 按程序控制键，在外部设备(PC)上使用 PCIN 并在数据输出栏激活程序输出，此时程序被传送到缓冲存储器，并自动选择，且显示在程序选择栏中。 按运行开始键，机床开始执行程序，程序可被连续装入。注意在执行外部程序状态下，程序运行结束或中途按“ 复位” 键，程序会自动从控制系统中退出。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法11 【正确答案】 (1)必须操作返回机床参考点的原因和前提 数控机床一般采用增量式反馈元件，机床断电后，机床数控系统失去对机床参考点的记忆，因此数控机床接通电源后，首先应进行返回参考点操作。 数控机床使用紧急停止操作后，若解除紧急停止信号，使用机床前
18、必须进行返回参考点的操作。 数控机床在操作中发生超行程报警，进行反向运行解除报警信号后，必须进行返回参考点操作。 (2)返回参考点的操作方法 按操作面板上回原点 REF 键(或转动方式开关至 REF位置)，回原点方式有效指示灯亮。 按操作面板上的坐标轴选择键 x(或将坐标轴选择开关 AXIS SELECT 转至 X 轴位置)，相应的指示灯亮。 按+向和快速键，指示灯亮。 X 轴返回原点时，X 轴原点指示灯亮。 按 POS 键(cRT 初始状态画面)显示绝对坐标当前位置，如显示 X 轴为 390000。 重复操作步骤，使 Z 轴返回参考点，如 Z 轴的绝对坐标值为 300000。 (3)数控车床
19、返回参考点操作的注意事项 返回参考点操作实质上是将刀架运动到机床参考点，机床参考点不是数控车床的机床坐标系原点，如图 311 所示，刀架运动到机床参考点的位置由机床的机械挡块和行程开关位置确定，通过机床的回零(回参考点)操作，确定了机床的原点，从而在机床开始使用前准确地建立了机床坐标系。因此在 POS 位置方式下 CRT 显示的 X 轴与 Z 轴的坐标位置应是正值。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法12 【正确答案】 在数控车床的加工操作中，需要根据所加工工件的安装位置和加工部位设定工件坐标系，并通过对刀操作和参数设置，建立工件坐标系，确定刀具刀尖与工件零点的坐标位置。使用 G50 设定零
20、件坐标系时，机床坐标系原点在卡盘底面中心，工件坐标系、机床坐标系和参考点的位置如图 314 所示，使用 G50设定工件坐标系，是以刀具的设定位置(或称为设定起刀点位置)的方法来确定工件坐标系的零点位置的，而刀具的预置位置需要预先通过 G28、G00 指令来确定。程序指令格式： G28 U_W_； G50 X_Y_：对刀操作方法如下： 刀具 X方向坐标位置测量：沿毛坯轴向切削，测量直径 D； 记录当时 MACHINE 所显示的 X 位置坐标 Xm； 计算 xp=-(Xm-D)； 刀具 Z 方向坐标位置测量：沿毛坯径向切削端面； 记录当时 MACHINE 所显示的 Z 位置坐标 Zm； 计算 zp
21、=-(Zm-Zz)，Z z 为端面在工件坐标系中的 Z 坐标值； 修改程序：G50 X xp Z zp。该段程序是以刀架处于刀具参考点为前提的，所以在执行该程序段前，必须先执行G28 U0 W0，使刀架回到参考点： 如果使用多把刀具，确定一把基准刀具，将基准刀具的对刀位置相对坐标值设置为零，然后对其余每一把刀进行测量，分别记录其xp i、zp i，并对各把刀具相对基准刀具的偏置参数作相应的输入； 在一般的情况下，刀具的 X 和 Z 方向偏移值设为 0。 使用 G50 设定工件坐标系，是以刀具的位置来确定工件坐标系的零点位置，而刀具的位置需要预先通过 G28 指令来确定。【知识模块】 数控机床的
22、操作与调整方法13 【正确答案】 如前所述，在机床回参考点后，数控车床的数控系统确认了机床坐标系，在车床上对刀操作时，可以直接使用机床坐标系来设定工件坐标系。例如设定工件坐标系在工件右侧端面的中心，外圆车刀 T01 的对刀具体操作步骤如下：(1)X 轴对刀 用外圆车刀 T01 车削工件上一段距离外圆，此时机床坐标系显示的X 坐标值是刀架中心至机床坐标原点的 X 向距离，例如显示值为 26900mm，此时若测量刀具 T01 车削后的外圆直径尺寸为 100mm，当刀尖的位置沿 X 轴到达机床 X 向零点时，刀架中心至机床原点的 X 坐标为 26900-10000=16900mm。(2)Z 轴对刀
23、用外圆车刀 T01 车削工件端面，设定车削后的端面为工件坐标系 Z坐标零点，车削一段距离后，在 POS 页面显示的 Z 坐标值是刀架中心至机床坐标原点的 Z 向距离，例如显示为 15600mm。(3)输入参数使用机床坐标系确定刀具偏置建立工件坐标系，是在刀尖处于工件坐标系零点获得刀架回转中心在机床坐标系中的坐标位置后，将此参数作为刀具T01 的偏移量输入系统来确认刀具。T01 与工件坐标系的相对位置的。输入参数是在刀具的形状补偿位置，将以上参数输人刀具序号为 01 的对应位置，即输入X169.00、Z15600，便完成了刀具 T01 的对刀操作。在数控加工程序中，当使用指令 T0101 时，便
24、建立了刀具 T01 对刀刀尖与工件坐标系的关系。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法14 【正确答案】 (1)切削用量的调整操作 在数控加工中，车削用量的调整是达到加工精度和加工效率要求的主要操作步骤。一般是通过程序的设置和面板上倍率开关的配合进行调试的，确定数值后可修改程序中的设定值。例如试加工时，主轴设定为 180rmin，进给量为 015。mmr。在试加工中通过观察排屑情况、振动情况、加工精度检测，主轴和进给倍率开关为 80，因此在正常加工时，可修改程序中的主轴转速为 1 0rmin，进给量为 0.2mmr。(2)刀具安装位置的调整操作 刀具的安装操作要达到加工部位的需要，调整的内容是
25、刀尖的高低位置、刀杆伸出的长度、偏角位置的准确性等，另外还需要根据程序编制的刀具代号，与刀架上的位置对应。调整操作中可以通过手动操作，进行对刀、试切削等。对于一些特殊的刀具，如螺纹车刀，还需要用样板调整刀尖夹角与工件轴线垂直，以保证螺纹牙形的准确性。(3)工件装夹位置的找正操作采用三爪自定心卡盘装夹的轴套类工件，一般需要找正工件与卡盘的同轴度，粗加工需要保证余量均匀，精加工需要使用百分表进行找正。工件的伸出长度应保证加工的退刀位置，注意大于程序中最大的 Z 坐标移动尺寸。采用两顶尖装夹工件的，需要找正两顶尖的同轴度，避免尾座顶尖与主轴不同轴。使用专用夹具和四爪卡盘装夹工件的，找正方法参见夹具章
26、节有关内容。(4)换刀位置的设定调整操作数控车床的换刀位置不一定在参考点，可以自行设定，因此需要进行必要的调整，一般是按机床的绝对坐标系显示，手动操作机床刀架移动到某一位置，手动操作刀架转位，当刀架上最长的刀具可以进行换刀转位，与周围的防护罩、工件等没有干涉，又便于工件的装拆操作时，可设定为换刀位置，在程序中输入换刀位置的坐标值。(5)加工程序的搜索和接口输入操作在机外编程或借用其他机床的数控加工程序时，需要进行程序的接口输入，一般通过 RS232 接口或 USB 接口，将程序导人数控机床的系统。加工程序的编号要按工艺规定，若程序是操作者自行管理的，注意使用书面的程序列表，以便在操作中准确地搜
27、索和调入所需要的程序，避免重复操作和程序差错，造成操作失误。(6)加工试运行的调整操作加工试运行的操作主要是按单步进行操作，可以进行试件加工，也可以空运行进行观察。经过轨迹显示的程序还是要进行单步运行检查，以确保程序的准确性。在试运行中要注意观察退刀是否与工件干涉、切削用量是否合理、余量的分配是否正确、辅助指令的设置是否正确等，以便进一步进行程序的修改。(7)加工过程中的暂停检验、调整操作数控加工中可能需要在程序中设定暂停的程序段，以便进行必要的检测和调整，例如需要通过检测确定某一加工部位的实际加工尺寸，然后观察在后续的其他部位加工后该部位尺寸的变化情况，此时需要在暂停时间内进行必要的检测操作
28、，注意暂停时间应有足够的余地。又如对于一些通过部分粗加工判断工件毛坯质量的，也可以设置暂停程序，合格的毛坯继续加工，不合格的毛坯可以中途结束加工，以免浪费加工时间。再如在模具加工时，会进行清角和细节部位的加工，需要进行暂停调整操作，以确认加工部位的质量。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法15 【正确答案】 用数控机床加工如图 318 所示的螺纹类零件，应掌握以下操作要点： (1)图样和工艺分析 本例属于套类螺纹零件，外螺纹 M1103 和内螺纹M602 均为细牙螺纹。 工件两端都有加工内容，右端包括端面、外圆锥面、外圆柱面、连接圆弧面等；内螺纹、退刀槽、内锥面、内连接圆弧面、内孔等；左端有
29、端面、内球面和外螺纹。 工件的尺寸精度要求不高，表面粗糙度除了球面标注为 Ra1.6mm 外，其余均为 Ra32m。 为了便于装夹，工件的加工顺序为：坯料检验粗车右端外轮廓面精车右端外轮廓面粗车内轮廓面精车内轮廓面车内螺纹退刀槽车内螺纹；工件调头装夹：车左端面车左端台阶外圆柱面车外螺纹车内球面工件检验。 工件预制孔径为 28mm；坯料为120mm100mm。 (2) 程序编制要点 本例采用 G54 或 G50 设定工件坐标系(参考程序中省略)，工件零点分别设置在端面中心，车削左端，工件坐标系原点设在左端面中心；车削右端，工件坐标系原点设在右端面中心。 使用 G71、G70 复合循环粗车、精车指
30、令加工轮廓面。 使用 G92 指令加工螺纹。 采用子程序引用方法加工各工步内容，程序调试方便，主程序简洁，便于分析检查。两端加工可分为两个主程序，也可用暂停程序段隔开。 (3)操作加工要点 选用 90外圆刀(T0101、T0202) 、精车削外轮廓的；选用 90内孔镗刀(T0303) 粗精车削内轮廓面；选用刀头宽度为 5mm 的 90内孔切槽刀(T0404)车削内螺纹退刀槽；选用 60内螺纹车刀(T0505)车削内螺纹；选用 60外螺纹车刀(T0606)车削外螺纹；选用 108内圆车刀(T0707)车削内球面。 车削内球面时可以使用台阶内孔的车削方法，将球面的大部分余量车去，然后使用内锥面方法
31、加工，使内球面的加工余量尽可能少，精车球面时注意调整主轴转速和进给量，有条件最好采用恒线速功能，以保证和提高球面的表面精度。 为保证左端的外螺纹车削加工，调头装夹后需要在工件和卡爪端面留有车螺纹退刀距离。螺纹车削应合理选择进给次数和背吃刀量，加工中可参考表 39。 调头设置工件原点的坐标时，需要考虑控制工件的总长尺寸精度，调整时可通过修改程序或修改坐标原点的 Z 坐标值达到要求。车削内外轮廓中的连接圆弧面时，可能产生干涉，影响圆弧面的精度，可通过修改程序坐标值或刀补参数予以调整。 (4)检验操作要点 螺纹采用螺纹塞规和螺纹环规进行综合检测，牙型、螺距加工精度采用螺纹样板检验； 外圆、内孔及其台
32、阶深度尺寸使用游标卡尺检验； 连接圆弧面使用圆弧样板进行比照检验，检验时注意样板沿径向放置； 球面需要专用样板进行比照检验，检验时应在多个径向截面比照检验； 表面粗糙度采用车削的粗糙度样板比照进行检验。 (5)加工质量分析本例加工的常见质量问题： 工件调头装夹后工件两端不同轴：主要原因是调头装夹后没有进行找正，或找正精度较差，若采用螺纹装夹工件，车削时可能有微量松动。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法16 【正确答案】 在使用数控车床时，常会因刀架的刀具位不够用而产生加工问题，此时，可参考以下方法解决：(1)一个刀位安装两把刀 在一个刀位安装两把车刀，可以解决刀架刀位不足的难题，此时需要注
33、意两把刀具的刀号相同，刀补号不同，如刀号为 T01，其中一把刀使用时用 T0101 调用，而另一把刀使用时用 T0102 调用，这样可增加刀具的数量，解决加工中难题，但使用中必须注意避免刀具对夹具、工件和其他部位的干涉。(2)一把刀使用两个刀尖 在刀具上设定两个可用的刀尖部位，加工不同的部位，调用的方法与上述方法相同。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法17 【正确答案】 数控铣床的一般操作方法与步骤如下：依次打开各电源开关，系统启动；X、Y、 Z 轴手动操作回参考点；调入或输人数控加工程序；装夹工件；使用寻边器进行 X、Y，轴对刀操作；安装铣刀，进行 Z 轴对刀操作；进行“刀具补偿量”和“
34、工件坐标系偏置参数”设置；程序测试运行 (机床锁住 )；加工运行。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法18 【正确答案】 数控铣床使用中，当工件安装、找正后，必须准确测量出工件上编程坐标系原点在机床坐标系中的位置，并输入到系统内存，这样才能在运行操作中使用 G54 一 G59 等指令进行工件坐标系的设定。 在回机床参考点后，存储器以及显示的机床坐标值均以机床零点为基准，而工件加工程序则以编程零点(也称工件零点)为基准，工件零点相对于机床零点的偏移量称为零点偏置值。零点偏置值的确定和计算方法可根据工件精度确定。 (1)顶尖测量法如图 322 所示，当工件零点设置在表面划线所指定的交点位置时，可
35、使用顶尖测量法。操作方法：将顶尖装入机床主轴内。 手动方式启动机床主轴，并使主轴中速旋转。 用手动、手轮操作方法移动工作台 (或主轴箱)，使顶尖逐渐靠近工件零点，逐步对准。 这时显示器 CRT 上机床坐标显示状态 POS界面上 X、Y 方向的坐标值就是相对于机床坐标原点的偏置值。分别记录这两个数值，就得到了工件零点 X、Y 方向的偏置量。工件零点 Z 方向的偏置量可按工件零点的设定位置直接用刀具端面齿对刀进行测量，若工件零点在上表面，刀具端面齿与顶面恰好接触的位置即为 Z 坐标偏置量；若工件零点设定在工件的安装基准底面，则对刀后需要加上工件高度的实际尺寸。 (2)用浮动寻边器测量 当工件零点设
36、置在矩形工件顶角点时，若使用浮动寻边器进行测量。测量步骤如下： 把测量工具浮动寻边器装夹在主轴刀轴的弹簧夹头中。 手动方式，启动主轴，使主轴中速旋转。 选定 X 轴，手动进给操作、手轮微量移动，使浮动测量工具头部逐渐趋近并接触工件的左侧面。 当观察到浮动测量工具的浮动轴与固定轴同轴旋转时，铣床主轴轴线与工件表面 X 轴的相对位置就已经确定。 此时通过显示器 CRT 上机床坐标显示状态 POS 界面记录下 X 轴坐标值。但需注意实际工件零点 X 轴的偏置值应加上寻边器测量头的半径，即 X 实际 =X+d2； 用相同的方法测出 Y 轴的坐标位置，根据显示器记录的数值，加上测量头半径来确定工件零点
37、Y 轴的偏置量。 工件 Z 轴的偏置量可以用加工用刀具的端面齿使用 Z 轴设定器直接对刀测量。 计算示例：如图 323 所示，例如浮动寻边器的直径为1000mm，Z 轴设定器的高度为 5000mm。X、Y 轴的零点偏置的测量计算如图323ab 所示。假定工件零点 W 设定在工件的左下角，则： X 轴方向的零点偏置值 Xw=Xm+R。 Y 轴方向的零点偏置值 Yw=Ym+R。 Z 轴方向的零点偏置值计算如图 323c 所示。假定 Z 方向的工件零点设定在工件的上表面，则： Z 轴方向的零点偏置值 Zw=Zm-L-50。 (3)使用电子式找正器测量如图 324 所示，工件零点设置在对称中心位置，若
38、使用电子寻边器测量，测量步骤如下： X、Y 轴坐标的测量方法，如图 324a、b 所示： a 在数控铣床主轴安装电子找正器； b使机床进入手动方式； c按 POS 键使 CRT 显示机床坐标显示； d选择 X 向，手动进给、手轮微量移动使电子找正器靠近、恰好接触工件两侧面(电子找正器发光二极管亮)。 e 分别确定、记录 CRT 显示的 X1、X 2 坐标值；f计算 X 坐标值=(X1+X2)2； g按 df 操作方法，确定 Y 坐标值=(Y 1+Y2)2； 测量 Z 轴坐标，如图 324c 所示： a在铣床主轴上安装加工使用的刀具； b机床进入手动、手轮方式； c 显示器 CRT 上切换至 P
39、OS 机床坐标显示状态； d手动慢速移动，手轮微量移动使刀具端面接触工件编程原点表面； e记录机床坐标系中工件原点Z 轴坐标值。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法19 【正确答案】 数控铣床在加工工件时，必须对刀具的长度、半径等数值进行设置与补偿。刀具长度和半径补偿的数据输入存储器后，在程序中使用长度补偿指令和左、右刀补指令时，才能调用存储器中的数据。 (1)获得刀具数据的方法 刀具长度、半径等数据，可以通过机外对刀的方法获得；也可根据工艺卡上刀具表中的数据获得；刀具磨损后的补偿数据可以从工件实际加工误差测量中获得。 (2)刀具数据的输入与修改方法 进入 MDI 方式； 按 OFFSET
40、SETING 键进入参数设定页面； 按刀具补正软键，进入刀具补正参数设定页面； 使用 CURSOR 光标移动键，选择与刀具号对应的刀具番号； 按数字键，将需要输入的补偿数据至输入域； 按 INPUT 键分别将输入域的内容输入到对应番号刀具的长度补偿 H或半径补偿 D 的指定位置，完成刀具补偿参数输入。例如在刀具番号 N0008 的刀具直径补偿位置输入补偿值 11213 时，CRT 上刀具补正页面显示如图 325所示。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法20 【正确答案】 (1)需要进行工件基准找正的原因 在铣削加工准备工作中，工件在夹具或直接在工作台面上装夹后，找正工件基准与机床进给轴、工作
41、台面的位置是保证加工精度的重要操作环节。工件装夹后需要进行找正基准位置操作的原因：装夹定位基准与加工基准不重合例如在机用平口虎钳上装夹立方体工件，若加工的基准平面为上平面，此时因装夹的定位基准是工件底平面，由于工件的上平面与底平面存在平行度误差，因此加工精度要求较高时需要用百分表找正上平面与工作台的平行度。又如，用机用平口虎钳装夹立方体工件，装夹定位基准使用底面和两侧面，但加工中的尺寸基准是工件的某一端面，由于侧面与端面存在垂直度误差，因此需要使用百分表找正工件端面与 X 或 Y 轴平行。装夹后工件欠定位 如在工作台面上用压板螺栓装夹工件，底面基准与工作台面重合定位，但侧面基准处于未定位状态，
42、此时需要用百分表找正工件侧面基准与X 或 Y 轴平行。再如用安装在工作台上的三爪卡盘装夹盘类工件，因三爪夹持定位面小，工件基准端面处于未定位状态，因此需要用百分表找正盘类工件的基准端面与工作台面的平行度。装夹定位精度较低例如用两块 V 形架装夹较长的轴类零件，因 V 形架制造精度的误差，使得工件轴线的定位可能与进给轴不平行或不垂直，与工作台面不平行，因此需要用百分表进行找正复核。又如使用等高平行垫块衬垫板状工件，用螺栓压板装夹工件进行孔系加工，基准面为底平面，由于等高垫块的尺寸精度误差和平行度误差等，会影响基准底面与工作台面的平行度，因此需要用百分表找正和复核基准底面与工作台面的平行度。(2)
43、用百分表找正工件基准位置的操作方法 找正方法如下：将百分表安装在接杆和磁性表座上，磁性表座吸附在机床的某一固定部位，也可将百分表安装在机床主轴的弹簧夹头中。使用手动方式操作机床使百分表沿坐标轴移动接近工件。使用手轮操作，使百分表触头触及工件需要找正的基准面、线、点。找正面与坐标轴的平行度时，使用手轮操作，使百分表与基准面所在的坐标平面的两个轴作相对移动进行找正检测。例如，找正工件上平面与工作台面平行，此时可操作手轮，使百分表测头沿 X 轴方向与工件相对运动，检测找正该平面与X 轴的平行度；然后操作手轮，使百分表测头沿 y 轴方向与工件相对运动，检测找正该平面与 U 轴的平行度，当工件上被找正平
44、面与 X、Y 两个坐标轴的平行度都在精度要求之内时，则表明上平面已与工作台面处于平行位置。找正轴类零件的轴线与坐标轴的平行度时，需要找正轴类零件外圆柱面的上素线和侧素线与该轴的平行度。例如找正上素线与 X 坐标轴平行时，手轮移动使百分表测头与轴一端的圆柱面最高点接触(最高点需要沿 Y 轴来回移动找到)，然后使百分表测头与轴的另一端最高点接触，若两端百分表显示的高度值一致，则表明工件上素线与 X 轴平行。类似的可以找正检测工件的侧素线与 X 轴平行。当轴类零件的上素线和侧素线与坐标轴都平行时，工件的轴线与该坐标轴平行。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法21 【正确答案】 凸台零件是铣削加工的
45、常见典型加工内容，铣削加工如图 332所示的正五边形凸台零件，可参照以下加工操作步骤：(1)图样分析工件外形为圆柱体，直径 150mm。 凸台高度 10mm，俯视图凸台正五边形与外圆内切。 五边形各边的中部有半径 R15mm 的凹半圆弧。 俯视图中凸台部位底边与 Y 坐标垂直，因此各点的坐标容易通过计算获得。 (2)加工工艺与加工路线 采用立式铣刀周刃切削加工凸台侧面；端面齿加工凸台底面； 采用逆铣方式加工。 加工步骤：工件预制件检验装夹找正工件安装铣刀机床回参考点对刀获取工件坐标系零点偏置参数(工件坐标系零点在工件上端面中心)输入工件坐标系零点偏置数据编制和导人数控加工程序按刀具直径输入刀具
46、半径补偿参数单步运行程序轨迹检查运行粗加工预检修改精加工补偿参数运行程序进行自动精加工工序检验。 加工路线：快速移动至工件底边左侧进刀位置上方Z 向进刀自左向右铣削底边左侧平面铣削中部圆弧面铣削右侧平面Z 向退刀工件坐标系旋转 72铣削加工相邻的平面和圆弧面依次旋转坐标系至 144、216、288位置，按底边加工步骤，加工凸台各边的平面和圆弧面粗加工完成后按以上步骤精加工Z 向退刀。 (3)刀具选择和工件装夹 选用直径 20ram 的立式铣刀或键槽铣刀。铣刀的转速为 400rmin，进给量为 75mmmin。 工件采用三爪自定心卡盘装夹，注意上平面与工作台面的平行度；三爪卡盘用压板螺栓装夹在工
47、作台面上。 (4)程序编制要点 采用子程序，按底边位置的平面圆弧面平面加工路线应用刀具半径右补偿指令 G42、直线插补 G01、圆弧插补 G02 进行子程序编程 00032。底边的基点坐标从左到右为(-4408，-6068)、(-150，-6068)(15 0，-6068)(4408，-6068)。 采用嵌套子程序，按旋转角度 72、144、216、288应用坐标旋转指令 G68、G69 编制嵌套子程序 00031。 编制主程序，在主程序 00030 中应用 D01、D02 分别进行刀具半径的粗加工和精加工半径补偿。 工件坐标系由 G54 设定。(5) 加工操作要点 工件安装找正后，可以使用百
48、分表找正主轴与工件外圆的同轴度，按坐标显示获取工件坐标系的零点偏置参数，Z 向由刀具对刀数据确定。 工件在粗加工后，可在主程序设置暂停程序段，检测粗加工后的尺寸精度，以便输入比较准确的 D02 刀具半径补偿参数。 按参考程序应用旋转坐标指令加工凸台零件，切入和切出的距离要适当大一些，以避免刀具干涉工件。 手动编制程序或导人已编制的程序，需要使用单步运行进行仔细的核对，嵌套的子程序要注意坐标点位置的合理衔接。 (6)工件的检验和质量分析 本例检验主要是五边形凸台的等分精度，一般使用精度较高的分度头进行检验，有条件可使用光学分度头进行检验，检验方法可参见第五章有关内容。 圆弧的尺寸和形状位置检验需要借助标准圆棒进行，用标准圆棒的外圆柱面与圆弧面贴合，可通过间隙检验圆弧的尺寸精度和形状精度；用百分表检测圆弧中心位置如图 333 所示，工件装夹在 V 形块上，V 形块上的 V 形槽对称外形，标准圆柱棒外圆柱面与圆弧面贴合，V 形块放置在标准平板上，找正被测边平面与平板垂直，然后用百分表检测点 1 位置高度，工件随 V 形块翻转 180，若百分表测得点 2 的高度与点 1 相同，则表明圆弧中心与工件外圆中心等高，即处于边长的中间位置。【知识模块】 数控机床的操作与调整方法22 【正确答案】 (1)轮廓相同、相似部位的铣削加工 在两轴加工中，一个零件上有几个轮廓相同或相似的部位
