一、實訓目的

通過實訓使學生了解加工中心的一般結構和基本工作原理。掌握加工中心（DMG 64V型）的功能及其操作使用方法，掌握常用功能代碼的用法，學會簡單程序的手工編程方法，掌握數控加工中的編程坐標系（工件坐標系）與機床坐標系之間的關系，學會工件裝夾及對刀方法，加深理解有關刀具知識和加工工藝知識。接受有關的生產勞動紀律及安全生產教育，培養學生良好的職業素質。訓練學生的實際操作技能，使全部學生能達到加工中心初級水平。

二、實訓條件

1．場地條件：生產型數控加工實訓車間；

2．設備條件：生產型加工中心（至少1臺）；

3．工具及材料條件：

⑴工量具：虎鉗、裝拆刀專用扳手、墊鐵、卡尺、百分表與表座、碰數棒、銑刀（各種規格的平刀球刀各10把）。

⑵材料：尺寸規格約為100×80×60的鋁合金材料每人一件（46件）

三、實訓要求及注意事項

1．要求每一個學生都能獨立并熟練地操作加工中心（DMG 64V型），獨立并熟練地完成本實訓要求的有關課題。

2．以教材《數控銑床編程與操作實訓教程》入門及中級工課題進行編程與加工強化訓練學生的手工編程與實際操作技能。

3．每個學生獨立完成實訓報告的撰寫。

4．說明

因已經開設了《機床數控技術應用》課程，該課程中已講解了加工中心手工編程的相關內容，再預先給學員發下本實訓指導書，讓他們預習附件1的內容，所有與手工編程有關內容在課內外完成，有問題可以當場問指導老師。

四、實訓內容和時間安排

本次實訓時間為2個星期（10天）。內容和時間安排如下：

五、實訓步驟

1．安全教育

⑴安全生產教育；

⑵講授實訓的目的意義；

⑶實訓紀律；

⑷實訓要求。

2．熟悉加工中心的編程方法（見附件1）

（1）常用G代碼、M代碼、輔助代碼的功能含義及使用。

常用G代碼：絕對坐標指令代碼G90，相對坐標指令代碼G91，坐標系設定指令G54～G57，快速點定位指令代碼G00，直線插補指令代碼G01，圓弧插補指令代碼G02、G03，坐標平面指令代碼G17、G18、G19，程序單位指令代碼G20、G21，刀具半徑補償指令代碼G40、G41、G42。孔加工指令代碼G80~G89。

常用輔助功能M代碼：加工暫停指令M00、M01，程序結束指令M02、M30，主軸轉、停指令代碼M03、M04、M05，換刀指令代碼M06，切削液開關指令代碼M08、M09。

其他指令代碼：主軸轉速S、進給F、刀具T。

（2）程序的組成

程序由程序名、程序段組成。程序名由程序號地址碼和程序編號組成，程序段由序號、指令代碼及數字、分隔符等組成。

3．熟悉加工中心的功能和操作使用方法（見附件2）。

4．在刀庫上裝刀。

5．工件裝夾、對刀（見附件3）。

6．手工編程。

7．工件的自動加工。

8．加工中心維護與保養、加工過程中問題的處理。了解一般的機床維護與保養方法。

9.實訓總結、寫實訓報告、評定實訓成績。

實訓總結要根據時間順序撰寫，寫出自己的體會。成績的評定見考核方式。

六、考核方式

⑴考查的依據是：實訓中的表現，出勤情況，對實訓相關知識的掌握程度，實際操作技術的熟練程度，分析問題和解決問題的能力，加工工件的質量，以及對設備工具維護的情況，實訓報告的編寫水平等。

⑵根據考勤、過程考核確定平時成績、實訓報告等三部分確定最后成績，權重分別為20％、70％、10％。

⑶成績評定可分為優、良、中、及格、不及格。

七、參考文獻

附件1：

西門子數控系統的常用G指令

1．G90/91絕對/增量尺寸編程

（1）G90（模態），G90是絕對尺寸輸入，所有數據對應于實際工件零點。

（2）G91（模態），G91是增量尺寸輸入，每一尺寸對應于上一個輪廓點。

2．G70/G71英制/公制編程

G70英制，G71米制，根據零件圖紙的需要，在編制零件加工程序時，可以在英制和米制之間切換。

3．G54～G57設置零點偏移，建立工件坐標系

G54/G55/G56/G57：調用第1至第4可設置零點偏置。

4．G17/G18/G19平面選擇指令

（1）G17：加工平面X/Y；

（2）G18：加工平面Z/X；

（3）G19：加工平面Y/Z；

加工平面的劃分用來決定要加工的平面，同時也決定了刀具半徑補償的平面、刀具長度補償的方向和圓弧插補的平面，一般在程序的開始定義加工平面；當使用刀具半徑補償命令G41/G42時加工平面必須定義，以便控制系統對刀具長度和半徑進行修正，一般設置為G17（X/Y）。

5．G0快速移動指令

（1）編程格式。G0 X__ Y__Z__；

（2）、意義：X__ Y__Z__:直角坐標系內的終點坐標；

可以用G0去快速移動刀具到工件表面或換刀點；這個指令不適合工件的加工。執行G0指令時刀具以盡可能快的速度（快速）運動，這個快速移動速度是在機床參數內為每個軸定義好的，但受進給速度修調開關的倍率調節。

6．G1直線插補指令

（1）編程格式：G1 X__Y__ Z__ F__；

（2）含義。X__Y__ Z__：直角坐標系內的終點坐標；F__：進給速度（mm/min）。

G1指令可以沿平行于坐標軸，傾斜于坐標軸或空間的任意直線運動，直線插補可以加工3D曲面及槽等。你可以用直角坐標系或極坐標系輸入目標點，刀具以進給速度F沿直線從目前的起刀點運動到編程目標點，沿這樣的路徑工件就被加工出來。例如：

G1 G94 X100 Y20 Z30 F100 LF

X、Y、Z的終點以速度100mm/min到達。G1是模態指令，主軸轉速S及主軸轉向M3/M4必須在加工之前被指定。

7．G2/G3/CIP圓弧插補指令

（1）編程格式。

①G2/G3 X—— Y—— Z—— I—— J—— K——；

②CIP X—— Y—— Z—— I1=—— J1=—— K1=——。

（2）含義。

G2：刀具以順時針沿圓弧運動；

G3：刀具以逆時針沿圓弧運動；

CIP：通過中間點的圓弧插補；

X——Y—— Z——：直角坐標系中的終點；

I—— J—— K——：直角坐標系中的圓弧中心點坐標（在X Y Z方向）；

I1=—— J1=—— K1=——：直角坐標系中的圓弧中點坐標（分別在X Y Z方向上）；

8．G94/G95進給速度控制指令

（1）G94：確定進給速度的單位為m m/min、inches/min、degrees/min，為模態指令；

（2）G95：確定進給速度的單位為mm/r、inches/r，與主軸轉速有關，為模態指令；

（3）F  ：確定進給速度值，具體單位由G94/G95確定，為模態指令；

9．G41/G42/G40刀具半徑補償指令

附件2：

加工中心的基本操作

一、手動控制進給軸運動

當軸在運動過程中時，進給速度和快速運動速度可以用進給速度控制旋鈕和快速控制旋鈕來改變。

1．調用“手動”操作模式

⑴按下按鈕調用“手動控制”；

⑵旋轉鍵鎖旋鈕到所需要的位置：。

2．Jog控制

⑶按下“主軸/進給軸（x、y、z軸）驅動使能鍵”；

⑷為了所希望的軸及其運動方向分別按每個“軸移動”鍵：、、、、、、、。

只要鍵被按下機床導軌就以預先設定的速度運動。根據所選的是哪一種操作模式來決定“使能按鈕”是否被額外地按下。

3．快速運動

⑸以快速的速度運動。 再附加按下“快速運動”鍵：＋；只要這個鍵被按下，機床導軌就在所選的方向上以快速運動速度保持運動。

4．增量速度

⑴調用“加工”或者“設置”模式。

⑵選擇所要的速度增量：    ；

按下“以增量方式運動（可變增量/固定增量）”鍵。

進給增量被定義為μm（1μm = 0.001mm = 0.00004 in）。激活的增量顯示在顯示屏的狀態欄內。

⑶為了所希望的軸及其運動方向分別按每個“軸移動”鍵：

只要這個鍵被按下，機床導軌就以每次所選的一個增量速度保持運動。

二、手工換刀

1．注意事項概述

小心避免因旋轉的刀具和尖銳的切削刃引起的事故的危險。

·確認刀具已經加工好工件以便換刀；

·未帶安全手套絕不要去抓刀；

·只要刀具還在旋轉就不要去抓它。

如果刀具還沒有進入刀具管理器會因碰撞而損壞。在自動換刀之前，手工更換的刀具必須從主軸上卸下。

許可使用的刀具：

·要遵守許可使用刀柄和拉釘的指令；

·只能使用合適的刀柄和拉釘。

·只能使用完好條件的、牢固地安裝和很好地平衡過的刀具；

·檢查主軸轉速，決不能超過刀具許可使用的最大主軸轉速。

2．調用刀具交換

①按下按鈕調用“手動控制”模式。小心避免因在加工操作過程中解鎖門而引起的損壞危險。這樣容易導致機床無法工作，輪廓被破壞和或者刀具破損，因為所有驅動將立即死死地停止。當正在加工過程中時決不要按“預選手動換刀”鍵。

②按“預選手動換刀”鍵。工作區門解鎖且可以被打開。

3．卸下刀具

④卸下刀具。

4．夾緊刀具

小心你的手被夾緊去！抓刀具不要太靠近刀具的驅動法蘭。

⑥松開“釋放主軸上的刀具”按鈕并且通過輕輕地向上推刀具以助刀具的夾緊過程。夾緊后再向下拉刀具確認已被夾緊。

⑦按下“加工基本顯示”鍵，完成刀具交換。

⑧關閉工作區門；

⑨按下“主軸/進給軸（x、y、z軸）驅動使能鍵”；門被鎖緊。

三、主軸的操作

1．啟動主軸

⑴輸入主軸速度值

①按下“手動控制鍵”調用手動控制功能。

②按“T，S，M（刀具，主軸轉速，輔助功能）”功能軟鍵。

③用“光標移動鍵”選擇“S…rpm（主軸轉速）”對話窗口。

④輸入主軸速度值。

⑵選擇主軸旋轉方向。

⑤用“光標移動鍵”選擇“Spindle（主軸）”對話窗口。

⑥用“選擇，切換鍵”來設置所希望的主軸旋轉方向。

·順時針（CW）；

·逆時針（CCW）；

·主軸停止；

·主軸定位；

·在“Stop pos（主軸定位）”對話框為主軸定位輸入所希望的定位位置（單位：°）。

⑶選擇操作模式

⑦旋轉鍵鎖開關切換到所希望的操作位置。

⑷打開

小心避免因使用太高的主軸轉速而引起事故的危險。在開始啟動主軸旋轉之前：

·檢查所用的刀具最大許可主軸轉速。

·再檢查所選擇的主軸轉速，如果有必要，輸入新的主軸轉速。

⑧按“NC 啟動鍵”以啟動主軸旋轉。

根據所選的是哪一種操作模式來決定是否需要附加地按下“使能按鈕”。

2．變換主軸轉速

①通過按“降低主軸轉速”鍵和“升高主軸轉速”鍵來實現在主軸運行時變換主軸轉速。

在“設置”、“手動干涉”和“擴展的手動干涉”模式下，不能升高主軸轉速值到超過100%。如果你這樣做，所選的高的數值將顯示在屏幕上，但為了安全的原因，主軸旋轉將不會快于100%的轉速。

②按下“重新設置主軸轉速到100%”鍵取消先前所選擇的主軸轉速變量。

3．關掉主軸

按下“主軸/進給軸（x、y、z軸）驅動禁止鍵”按鈕。主軸立即停止旋轉。

4．Jog控制

按下“以負方向運動鍵”并一直按著，Jog控制順時針方向旋轉。按下“以正方向運動鍵”并一直按著，Jog控制逆時針方向旋轉。只要鍵被按下，主軸將一直旋轉。

5．手工旋轉主軸

當主軸和機床驅動被關掉時，當工作區門被打開后，可以用手旋轉主軸。小心避免機床導軌和主軸運動所引起事故的危險！在接觸任何零件之前總是先關掉機床驅動和主軸。為了避免損壞主軸上的刀具裝夾系統，除非刀具被安裝上并且被安全地夾緊，絕不啟動和運行主軸。

附件3：  

工件裝夾與對刀

一、長方體工件裝夾與對刀

圖1所示長方體工件，編程坐標（工件坐標）原點在長方體的頂面中心位置，長度方向為X方向，寬度方向為Y方向，高度方向為Z方向。如何把工件裝夾在機床上進行加工？ 

1．裝夾與找正步驟

具體步驟如下：

（1）把虎鉗裝在機床上，鉗口方向與X軸方向大約一致。

（2）把工件裝夾在虎鉗上，工件長度方向與X軸方向基本一致，工件底面用等高墊鐵墊起，并使工件加工部位最低處高于鉗口頂面（避免加工時刀具撞到或銑刀虎鉗）。

（3）夾緊工件。

（4）拖表使工件長度方向與X軸平行后，將虎鉗鎖緊在工作臺。

（也可以先通過拖表使鉗口與X軸平行，然后鎖緊虎鉗在工作臺上，再把工件裝夾在虎鉗上。如果必要可再對工件拖表檢查長度方向與X軸是否平行）。

（5）必要時拖表檢查工件寬度方向與Y軸是否平行。

（6）必要時拖表檢查工件頂面與工作臺是否平行。

圖2  長方體工件基準

2．對刀

說明：尋邊器對刀、Z向設定器、Z向直接碰刀對刀的方法、原理、步驟完全相同。

⑴XY方向（尋邊器對刀）

①第一種方法：基準邊碰數對刀

圖2中長方體工件左下角為基準角，左邊為X方向的基準邊，下邊為Y方向的基準邊。通過正確尋邊，尋邊器與基準邊剛好接觸（誤差不超過機床的最小手動進給單位，一般為0.01，精密機床可達0.001）。

在左邊尋邊，在機床控制臺顯示屏上讀出機床坐標值X0(即尋邊器中心的機床坐標)。

左邊基準邊的機床坐標為：

X1=X0＋R；

工件坐標原點的機床坐標值為：

X=X1＋a/2=X0＋R＋a/2；

a/2為工件坐標原點離基準邊的距離。

同理：

在下邊尋邊，在機床控制臺顯示屏上讀出機床坐標值Y0（即尋邊器中心的機床坐標）。

下邊基準邊的機床坐標為：

Y1=Y0＋R；

工件坐標原點的機床坐標值為：

Y=Y1＋b/2=Y0＋R＋b/2;

b/2為工件坐標原點離基準邊的距離。

②第二種方法：雙邊碰數分中對刀

雙邊碰數分中對刀方法適用于工件在長寬兩方向的對邊都經過精加工（如平面磨削），并且工件坐標原點（編程原點）在工件正中間的情況。

左邊正確尋邊，讀出機床坐標XZ，右邊正確尋邊，讀出機床坐標XY；

下邊正確尋邊，讀出機床坐標YX，上邊正確尋邊，讀出機床坐標YS。

則工件坐標原點的機床坐標值X、Y為：

X=(XZ+XY)/2

Y=(YX+YS)/2

⑵Z方向：可直接碰刀對刀或Z向設定器對刀。

①基準面在頂面（如圖3）：

頂面正確尋邊，讀出機床坐標Z0，則工件坐標原點的機床坐標值Z為：

Z=Z0－h

h為塊規或Z向設定器的高度

②基準面在底面（如圖4）：

底面正確尋邊，讀出機床坐標Z0，則工件坐標原點的機床坐標值Z為：

Z=Z0－h＋H

H為工件坐標原點離基準面（底面）的距離。

對刀完成后，把X、Y、Z值輸入到G54中去（或G55、G56、G57、G58、G59，依程序所引用的代碼對應 

二、圓柱體工件的裝夾與對刀

圖5所示圓柱體工件，編程坐標（工件坐標）原點在圓柱體的頂面圓心位置，左右方向為X方向，前后方向為Y方向，高度方向為Z方向。如何把工件裝夾在機床上進行加工？

圖5 圓形工件對刀

操作步驟如下：

1．裝夾與找正

⑴把虎鉗裝在機床上，使鉗口方向與X軸方向大約一致(最好拖平行)然后鎖緊。

⑵把工件裝夾在虎鉗上，工件底下用等高墊鐵墊起，使工件加工部位最低處高于鉗口頂面（避免加工時刀具撞到或銑到虎鉗）。

⑶拖表使工件高度方向與Z軸平行后夾緊工件。

⑷必要時拖表檢查工件頂面與工作臺是否平行。

2．對刀

⑴XY方向對刀：

尋邊器雙邊碰數分中對刀(同長方體：尋邊器雙邊碰數分中)；

⑵Z方向對刀：(同長方體Z方向對刀)。