了得網工業技術_金工實習教程(葉雲)

內容簡介

《金工實習教程》根據精品課程“機械制造實習”內容以及各高校金工實習課程實際執行教學大綱編寫而成。目的是讓學生在進行生產實習之前，先對理論知識有所了解，在實習過程中把實物與理論相結合。內容涵蓋了鋼的熱處理、鑄造、焊接、車削加工、銑削加工、鉗工、數控加工技術和金工實習作業報告等。

《金工實習教程》可作為機械、材料、化工、安全、電氣、自動化等專業學生的教材，也可供相關領域工程技術人員參考使用。

作者簡介

葉雲，中北大學材料開學與工程學院，教授，繫主任，主要教學經歷

從事材料研究研究近二十多年，主講研究生課程《現代材料分析技術》，本科生課程《零件失效分析》、《熱處理設備與自動控制》、《機械制造基礎》課的理論教學。

主要教學、科學研究、實踐經歷

現為中國體視學會金相與顯微分會理事,山西省金工學會理事,從事金屬工藝學教學有十多年的經歷.主講研究生課程現代材料檢測技術和本科生課程材料科學與工程基礎等課程.曾指導中北大學學生參加中國體視學會金相與顯微分會金相大賽獲一等獎兩次,二等獎一次,三等獎三次.參加山西省工程綜合能務比賽獲二等獎一次.主持山西省教育改革項目一項,並獲山西省教育廳二等獎一項,獲國家發明專利兩項,山西省科技廳科技進步獎二等獎一項,三等獎兩項.發表相關的學術論文27篇.

第1章總論1
1.1金工實習的基本要求1
1.2金工實習的主要內容2
1.3金工實習的相關制度4
第2章鋼的熱處理6
2.1熱處理基本知識6
2.2鋼的普通熱處理7
第3章鑄造15
3.1金屬的鑄造性能15
3.2型砂鑄造17
3.3鑄件的結構設計20
3.4常用鑄件的生產21
3.5特種鑄造23
第4章焊接28第1章總論1

1.1金工實習的基本要求1

1.2金工實習的主要內容2

1.3金工實習的相關制度4

第2章鋼的熱處理6

2.1熱處理基本知識6

2.2鋼的普通熱處理7

第3章鑄造15

3.1金屬的鑄造性能15

3.2型砂鑄造17

3.3鑄件的結構設計20

3.4常用鑄件的生產21

3.5特種鑄造23

第4章焊接28

4.1概述28

4.2手工電弧焊29

4.3其他焊接方法35

第5章車削加工42

5.1切削用量三要素42

5.2臥式車床43

5.3車刀及其刃磨與安裝49

5.4工件的安裝及所用附件53

5.5基本車削工件57

5.6典型零件車削工藝67

第6章銑削加工71

6.1概述71

6.2銑床73

6.3銑刀74

6.4銑床附件及工件安裝76

6.5銑削方法80

第7章鉗工82

7.1概述82

7.2劃線83

7.3鋸削87

7.4銼削89

7.5鑽孔、擴孔和鉸孔91

7.6攻螺紋和套螺紋96

7.7刮削98

7.8裝配101

第8章數控加工技術104

8.1概述104

8.2數控加工的一般過程與要求106

8.3數控加工工藝的主要內容107

8.4數控機床與編程實習應用舉例114

金工實習報告作業部分139

鋼的熱處理實習報告（1）139

鋼的熱處理實習報告（2）140

鑄造實習報告（1）141

鑄造實習報告（2）142

鑄造實習報告（3）143

鑄造實習報告（4）144

鑄造實習報告（5）145

鑄造實習報告（6）146

鍛造實習報告147

焊工實習報告148

車工實習報告（1）149

車工實習報告（2）150

鉗工實習報告151

銑工實習報告152

數控實習報告153

參考文獻154

前言

本書是根據精品課程“機械制造實習”內容以及各高校金工實習課程實際執行的教學大綱來編寫的，適用於機械、材料、化工、安全、電氣、自動化等專業的本科教學，也可供工程技術人員參考使用。

全書的內容涵蓋了鋼的熱處理、鑄造、焊接、車削加工、銑削加工、鉗工、數控加工技術和金工實習作業報告等內容，目的是讓實習學生在進行生產實習之前，先對理論知識有個了解，使學生在生產實習的過程中，把實物與理論相結合，加以融會貫通。

參加本書編寫的人員有：郝曉東（第1、2章）、葉雲（第3、4、5、6章）、周慧珍（第7、8章，金工實習報告作業部分）。

由於編者水平有限，並且編寫時間倉促，書中難免有疏漏之處，衷心希望讀者批評指正。

編者

2016年3月

在線試讀

二、數控銑床復雜零件的編程及加工
1、實習目的與要求
（1）掌握數控銑床加工中的基本操作技能。
（2）掌握開關機步驟及坐標軸回參考點的操作方法。
（3）掌握數控銑床刀具的裝卸
（4）熟練掌握手動運行的各種方法及運行狀態的數據設定方法。
（5）熟練掌握MDA運行方式。
（6）掌握輔助指令、主軸指令及相關G代碼準備功能指令的使用。
2、實驗儀器與設備
（1）配備西門子802S數控繫統的XK713數控銑床一臺。
（2）方形毛坯一塊（規格根據所加工零件定）。
（3）遊標卡尺、塞尺各一把、標準棒芯一根。
（4）立銑刀一把。
3、實習原理
1．數控機床簡介
（1）性能特點：
本銑床可配置西門子繫統，交流伺服電機驅動。整體采用模塊化設計，外形美觀，精度高，噪聲低，性能穩定。該機床布局合理，采用整體鑄鐵床腳結構，機床導軌經過音頻淬火處理。主軸采用變頻器無級調速，能實現銑、鏜、鑽、攻絲等切削運動，適合於形狀復雜的凸輪、樣板、模具的加工；對於較復雜的零件，可通過CAD/CAM形成加工程序，傳送給前臺數控繫統，進行加工實現。二、數控銑床復雜零件的編程及加工

1、實習目的與要求

（1）掌握數控銑床加工中的基本操作技能。

（2）掌握開關機步驟及坐標軸回參考點的操作方法。

（3）掌握數控銑床刀具的裝卸

（4）熟練掌握手動運行的各種方法及運行狀態的數據設定方法。

（5）熟練掌握MDA運行方式。

（6）掌握輔助指令、主軸指令及相關G代碼準備功能指令的使用。

2、實驗儀器與設備

（1）配備西門子802S數控繫統的XK713數控銑床一臺。

（2）方形毛坯一塊（規格根據所加工零件定）。

（3）遊標卡尺、塞尺各一把、標準棒芯一根。

（4）立銑刀一把。

3、實習原理

1．數控機床簡介

（1）性能特點：

本銑床可配置西門子繫統，交流伺服電機驅動。整體采用模塊化設計，外形美觀，精度高，噪聲低，性能穩定。該機床布局合理，采用整體鑄鐵床腳結構，機床導軌經過音頻淬火處理。主軸采用變頻器無級調速，能實現銑、鏜、鑽、攻絲等切削運動，適合於形狀復雜的凸輪、樣板、模具的加工；對於較復雜的零件，可通過CAD/CAM形成加工程序，傳送給前臺數控繫統，進行加工實現。

（2）技術參數：

1、工作臺尺寸 1270×320mm

2、工作臺三向行程 700×400×400mm

3、主軸轉速 40-4000rpm（變頻）

4、主軸功率 4Kw

5、主軸錐度 7:24

6、大快移速度 6000mm/min

7、小設定單位 0.001 mm

8、定位精度 0.02mm

9、重復定位精度 0.005mm

10、機床淨重 3000kg

2. XK713數控銑床的操作

（三）機床的操作面板與控制面板

機床操作面板位於窗口的右側，如下圖所示。主要用於控制機床的運動和選擇機床運行狀態，由模式選擇按鈕、數控程序運行控制開關等多個部分組成，每一部分的詳細說明如下：

802D銑床面板

MDA 直接通過操作面板輸入數控程序和編輯程序 AUTO 進入自動加工模式

JOG 手動模式,手動連續移動各軸 REF 回參考點模式

VAR 増量選擇 SINGL自動加工模式中，單步運行

SPINSTAR主軸正轉 SPINSTAR主軸反轉

SPINSTP主軸停止 RESET復位鍵

CYCLESTAR循環啟動 CYCLESTOP循環停止

RAPID快速移動選擇/轉換鍵(當光標後有時使用)

方向鍵:選擇要移動的軸。緊急停止旋鈕

主軸速度調節旋鈕進給速度（F）調節旋鈕

返回鍵菜單擴展鍵

報警應答鍵通道轉換鍵

信息鍵上檔鍵

控制鍵 ALT鍵

空格鍵刪除鍵(退格鍵)

刪除鍵插入鍵

制表鍵回車/輸入鍵

加工操作區域鍵程序操作區域鍵

參數操作區域鍵程序管理操作區域鍵

報警/繫統操作區域鍵未使用

翻頁鍵光標鍵

數字鍵,上檔鍵轉換對應字符字母鍵，上檔鍵轉換對應字符

（四）數控繫統操作

開機

操作步驟：接通機床電源，繫統啟動以後進入“加工”操作區“JOG REF”模式，出現“回參考點窗口”。

回參考點----“加工”操作區

注意：“回參考點”隻有在REF 回參考點模式下可以進行。

操作步驟：

(1) 按鍵，按順序點擊，即可自動回參考點。

(2) 在“回參考點”窗口中顯示該坐標軸是否回參考點：

坐標未回參考點

坐標已到達參考點

“JOG”模式---“加工”操作區

功能：在“JOG”模式中，可以移動機床各軸。

操作步驟：

(1) 選擇 JOG模式。按方向鍵可以移動三軸。這時，移動速度由進給旋鈕控制。

(2) 如果用點擊鍵，則三軸快速移動，再點擊一次取消快速移動。

(3) 連續按鍵，在顯示屏幕左上方顯示增量的距離：1INC，10INC，100INC 1000INC (1INC=0.001mm)，三軸以增量移動。

手動脈衝方式

在手動/連續加工或在對刀，需調節機床時，可用手動脈衝方式調節機床。

操作步驟：

(1) 選擇“手輪” 運行方式。

(2) 選擇X、Y或Z軸 ,調節手輪旋轉移動距離。

編程設定數據

利用設定數據鍵可以設定運行狀態，並在需要時進行修改。操作步驟

OFFSET PARAM 通過按“參數操作區域”鍵和“零點偏移”軟鍵選擇設定數據。

設定數據在按下“設定數據”鍵後進入下一級菜單，在此菜單中可以對繫統的各個選

件進行設定。見下圖。

圖“設定數據”狀態圖

JOG一進給率在JOG狀態下的進給率設定。如果該進給率為零，則繫統使用機床參數中存儲的數值。

主軸轉速設定主軸轉速小值／大值。時主軸轉速的限制（G26大/G25小），隻可以在機床數據所規定的極限範圍內進行。

可編程主軸極限值在恆定切削速度（G96）時可編程的大速度(LIMS)。

空運行送給率在自動方式中若選擇空運行進給功能，則程序不按編程的進給率執行，而是執行參數設定值的進給率，即在此輸入的進給率。

螺紋切削開始角（SF）：在加工螺紋時主軸有一起始位置作為開始角，當重復進行該加工過程時，就可以通過改變此開始角切削多頭螺紋。

R參數

“R參數”窗口中列出了繫統中所用到的所有R參數，需要時可以修改這些參數，若當前不是在參數操作區，按“參數操作區域鍵” 和按軟鍵“R參數” 進入R參數修改界面，如圖所示，利用或翻頁鍵移動要輸入的位置按“數字鍵”輸入數據，然後按輸入鍵或移動光標到其它位置來確認輸入。也可利用“搜索”軟鍵，輸入要搜索的R參數的索引號，按“確認”或輸入鍵進行確認查找R參數。

注：R參數從R0－R299共有300個

輸入數據範圍：±(0.0000001—99999999)

若輸入數據過範圍後，自動設置為允許的大值。

加工中心刀具的裝卸

1、用鎖刀器安裝或拆卸刀具

2、在機床上裝刀、換刀

刀具參數管理

1、建立新刀具

1．若當前不是在參數操作區，按繫統面板上的“參數操作區域鍵” ，切換到參數區。

2．按軟鍵“刀具表”切換到刀具表界面

3．點擊軟鍵“新刀具”，切換到新刀具界面。

4．軟鍵“銑刀”、“鑽削”選擇要新建的刀具類型，繫統彈出新刀具對話框，對應“銑刀”、“鑽削”的對話框所示

在對話框中輸入要創建的刀具數據的刀具號。

5．確認，則創建對應刀具，按中斷，返回新刀具具界面，不創建任何刀具。

2、搜索刀具

1．按軟鍵“刀具表”切換到刀具表界面。

2．按軟鍵“搜索”，在搜索刀具對話框中輸入刀具號。

3．按確認，光標將自動移動到相應的行，按中斷，僅返回上一界面，不做任何事情。

3、刀具參數及刀具補償參數的設定

刀具參數包括刀具幾何參數、磨損量參數和刀具型號參數。

不同類型的刀具均有一個確定的參數數量，每個刀具有一個刀具號（T—號）。

按下及“刀具表”按鈕，打開刀具補償參數窗口，顯示所使用的刀具清單。可以通過光標鍵和“上一頁”、“下一頁”鍵選出所要求的刀具。如圖所示：

通過以下步驟輸入補償參數：

在輸入區域利用定位光標。

輸入數值，輸入完畢後按“改變有效”鍵，則輸入的數據將被立即保存。

4、刪除刀具數據

1．按軟鍵“刪除刀具”，繫統彈出刪除刀具對話框，如圖8-15所示；

圖8-15

2．如果按“確認”軟鍵，對話框被關閉，並且對應刀具及所有刀沿數據將被刪除；如果按“中斷”軟鍵，則僅僅關閉對話框。

輸入/修改零點偏置值

功能：在回參考點之後實際值存儲器以及實際值的顯示均以機床零點為基準，而工件的加工程序則以工件零點為基準，這之間的差值就作為可設定的零點偏移量輸入。

操作步驟：通過按“參數操作區域”鍵和“零點偏移”軟鍵可以選擇零點偏置。

屏幕上顯示出可設定零點偏置的情況，包括已編程的零點偏置值，有效的比例，

繫數狀態顯示“鏡相有效”以及所有的零點偏置。

把光標移到待修改的範圍，輸入數值。通過移動光標或者使用輸入鍵輸入零點偏置的大小。按“修改生效”，輸入的值即存儲有效。

程序管理

操作步驟：選擇“程序”操作區。PROGRAM MANAGER 打開“程序管理器”，以列表形式顯示零件程序及目錄。程序管理窗口見圖8-16。

圖 8-16程序管理窗口

在程序目錄中用光標鍵選擇零件程序。為了更快地查找到程序，輸入程序名的個字母。控制繫統自動把光標定位到含有該字母的程序前。

軟鍵含義

程序按程序鍵顯示零件程序目錄。

執行按下此鍵選擇待執行的零件程序，按數控啟動鍵時啟動執行該程序。

新程序操作此鍵可以輸入新的程序。

復制操作此鍵可以把所選擇的程序拷貝到另一個程序中。

打開按此鍵打開待執行的程序。

刪除用此鍵可以刪除光標定位的程序，並提示對該選擇進行確認。按下確認鍵執行清除功能，按返回鍵取消並返回。

重命名操作此鍵出現一窗口，在此窗口可以更改光標所定位的程序名稱。輸入新的程序名後按確認鍵，完成名稱更改，用返回鍵取消此功能。

讀出按此鍵，通過RS232接口，把零件程序送到計算機中保存。

讀入按此鍵，通過RS232接口裝載零件程序。接口的設定請參照“繫統”操作區域。零件程序必須以文本的形式進行傳送。

循環按此鍵顯示標準循環目錄。隻有當用戶具有確定的權限時纔叫以使用此鍵。

輸入新程序一“程序”操作區

操作步驟

PROGRAM MANAGER 選擇“程序”操作區，顯示NC中已經存在的程序目錄。

新程序按動“新程序”鍵，出現一對話窗口，在此輸入新的主程序和於程序名稱，見圖8-17。

圖 8-17新程序輸入屏慕格式

輸入新文件名

√確認按“確認’鍵接收輸入，生成新程序文件，現在可以對新程序進行編輯。

╳中斷用中斷鍵中斷程序的編制，並關閉此窗口。

零件程序的編輯

在編輯功能下，零件程序不在執行狀態時，都可以進行編輯。對零件程序的任何修改，可立即被存儲。見圖8-18。

圖8-18 程序編輯器窗口

軟鍵

編輯程序編輯器。

執行使用此鍵，執行所選擇的文件。

標記程序段按此鍵，選擇一個文本程序段，直至當前光標位置。

復制程序段用此鍵，拷貝一程序段到剪貼板。

粘貼程序段用此鍵，把剪貼板上的文本粘貼到當前的光標位置。

刪除程序段按此鍵，刪除所選擇的文本程序段。

搜索用“搜索”鍵和“搜索下一個”鍵在所顯示的程序中查找一字符串。在輸入窗口鍵入所搜索的字符，按“確認”鍵啟動搜索過程。按“返回”鍵則不進行搜索，退出窗口。按此鍵繼續搜索所要查詢的目標文件。

重編號使用該功能，替換當前光標位置到程序結束處之間的程序段號。

鑽削參見章節“循環”。

銑削參見章節“循環”。

重編輯在重新編譯循環時，把光標移到程序中調用循環的程序段中。在其屏幕格式中輸入相應的參數。如果所設定的參數不在有效範圍之內，則該功能會自動進行判別，並且恢復使用原來的缺省值。

屏幕格式關閉之後，原來的參數就被所修改的參數取代。

注意：僅僅是自動生成的程序塊/程序段纔可以重新進行編譯。

MDA模式(手動輸入)----“加工”操作區

功能：在“MDA”模式下可以編制一個零件程序段加以執行。

操作步驟：

(1) 選擇機床操作面板上的MDA鍵。

(2) 通過操作面板輸入程序段。

(3) 按啟動鍵執行輸入的程序段。

注：在程序啟動後不可以再對程序進行編輯，隻在“停止”和“復位”狀態下纔能編輯。

執行完後，程序仍然存在，可按“運行開始”按鈕重新運行程序。

自動加工

自動加工流程

1．查機床是否機床回零。若未回零，先將機床回零

2．使用程序控制機床運行，已經選擇好了運行的程序參考選擇待執行的程序

3．按下控制面板上的自動方式鍵，若CRT當前界面為加工操作區，則繫統顯示出如圖8-19所示的界面

圖8-19

否則僅在左上角顯示當前操作模式（“自動”）而界面不變。

4．按軟鍵“程序控制”來設置程序運行的控制選項

5．程序控制中狀態說明

軟鍵顯示說明

程序測試PRT 在程序測試方式下所有到進給軸和主軸的給定值被禁止輸出，機床不動，但顯示運行數據。

空運行進給DRY進給軸以空運行設定數據中的設定參數運行，執行空運行進給時編程指令無效。

有條件停止M01程序在執行到有M01指令的程序時停止運行。

跳過SKP前面有斜線標志的程序在程序運行時跳過不予執行（如：

／N100G…）。

單一程序段SBL 此功能生效時零件程序按如下方式逐段運行：每個程序段逐段解碼，在程序段結束時有一暫停，但在沒有空運行進給的螺紋程序段時為一例外，在引隻有螺紋程序段運行結束後纔會產生一暫停。單段功能中有處於程序復位狀態時纔可以選擇。？

ROV有效ROV 按快速修調鍵，修調開關對於快速進給也生效。

若需修改程序，可按“程序修正”進入編輯狀態，所有修改立即被存儲。

6．按啟動鍵開始執行程序。

7．程序執行完畢。或按復位鍵中斷加工程序，再按啟動鍵則從頭開始。

中斷運行

數控程序在運行過程中可根據需要暫停，停止，急停和重新運行。

數控程序在運行過程中，點擊“循環保持”按鈕，程序暫停運行，機床保持暫停運行時的狀態。再次點擊“運行開始”按鈕，程序從暫停行開始繼續運行。

數控程序在運行過程中，點擊“復位” 按鈕，程序停止運行，機床停止，再次點擊“運行開始”按鈕，程序從暫停行開始繼續運行。

數控程序在運行過程中，按“急停”按鈕，數控程序中斷運行，繼續運行時，先將急停按鈕松開，再點擊“運行開始”按鈕，餘下的數控程序從中斷行開始作為一個獨立的程序執行。

程序段搜索打開搜索窗口，準備裝載中斷點坐標。

搜索斷點裝載中斷點坐標。

啟動中斷點搜索，使機床回中斷點。執行一個到中斷程序段起始點的補償。

按數控啟動鍵繼續加工。

模擬圖形

模擬功能編程的刀具軌跡可以通過圖形來表示。

操作步驟

當前為自動運行方式，並且已經選擇了待加工的程序。

模擬按模擬鍵，屏幕顯示初始狀態，見圖8-20。

圖8-20 模擬初始狀態

按數控啟動鍵，模擬所選擇的事件程序的刀具軌跡。

軟鍵的含義

自動縮放操作此鍵可以自動縮放所記錄的刀具軌跡。

到原點按此鍵，可以恢復到圖形的基本設定。

顯示按此鍵，可以顯示整個工件。

縮放＋按此鍵，可以放大顯示圖形。

縮放－按此鍵，可以縮小顯示圖形。

刪除畫面按此鍵，可以擦除顯示的圖形。

光標粗細按此鍵，可以調整光標的步距大小。

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