數(shù)控加工技術實驗指導書

1、數(shù)控加工技術實驗指導書中南林業(yè)科技大學機電學院數(shù)控加工實驗室二一一年九月實驗二：數(shù)控車床加工實驗一、實驗目的1.熟悉數(shù)控車床加工的工作原理和加工特點；2.練習數(shù)控車床一般的操作步驟和基本編程；3.熟悉數(shù)控車床對刀步驟、工件坐標系的建立；4.了解數(shù)控車床的加工過程；二、實驗原理數(shù)控車床又稱為cnc（computer numerical control）車床，即計算機數(shù)字控制車床，其基本原理如圖1所示。普通車床是靠手工操作機床來完成各種切削加工，而數(shù)控車床是按照預先編制好的零件數(shù)控加工程序自動地對工件進行加工，由數(shù)控系統(tǒng)通過控制車床x、z坐標軸的伺服電動機去控制車床進給運動部件的動作順序、移動量和

2、進給速度，再配以各種輔助動作，便能加工出各種不同形狀的軸類和盤套類回轉體零件。數(shù)控車床的特點是加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好；生產(chǎn)效率高；自動化程度高，勞動強度低；控制復雜，維護成本高。數(shù)控車床一般應用于精度較高、大批量生產(chǎn)的零件。三、實驗設備1. ck6140s數(shù)控車床；2.機床專用工具、卡尺等測量工具一套；3.零件毛坯。四、注意事項1.操作者應先仔細閱讀“數(shù)控車床操作規(guī)程”和“數(shù)控車床操作說明”，并按其要求認真熟悉車床操作。2.必須先編寫好程序，然后再上機操作。3.程序模擬加工完畢后，應請指導人員檢查。4.操作過程中，仔細閱讀“數(shù)控車床操作規(guī)程”和“數(shù)控車床操作說明”，并按其要求認真熟悉車床

3、操作。五、實驗內(nèi)容1.實驗前必須認真預習并編制好指定零件的加工程序；2.輸入編寫好的零件加工程序；3.模擬運行程序，觀察仿真加工過程并確保程序無誤；4.裝卡毛坯，建立工件坐標系；5.啟動機床，完成零件加工；6.檢驗零件的尺寸精度等。六、實驗步驟（一）零件的工藝分析1.分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容和技術要求。在數(shù)控機床上加工零件時，考慮的主要因素概括起來有三點：零件技術要求能否保證，對提高生產(chǎn)率是否有利，經(jīng)濟上是否合算。2.確定工件坐標系。工件坐標系的選擇原則是既方便編程，又方便在機床上進行建立。3.選擇合理的加工參數(shù)。在加工過程中，應根據(jù)刀具和零件精度要求選擇合理的主軸轉速、進給速度和切削

4、深度。在本次實驗中，加工參數(shù)已經(jīng)注明。4.制定工藝路線。首先應確定起刀點位置，起刀點應便于檢查和裝夾工件；其次確定粗、精車路線，在保證零件尺寸精度和表面光潔度以及加工參數(shù)要求的前提下，盡可能以最少的路線完成零件的加工，以提高效率；最后確定換刀點位置，換刀點是加工過程中刀架進行自動換刀的位置，換刀點位置的選擇應考慮在換刀過程中不發(fā)生干涉現(xiàn)象。5.合理選擇刀具。根據(jù)加工零件的形狀和精度要求，選擇合適的刀具進行加工。（二）零件的程序編制本次實驗采用fanuc控制系統(tǒng)，要求所采用指令應符合該系統(tǒng)格式，并且正確用運。（三）機床對刀操作1）夾好工件毛坯,選擇合適的主軸轉速和進給速度,啟動主軸。2）選擇好要

5、對的刀具t01。3）用連續(xù)方式在零件毛坯上車一小段外圓。4）z軸退回(x軸不能移動)，關主軸。5）測量工件直徑大小。6）按“x”鍵，將上述測量值輸入設置坐標值中的“x”項。7）同樣的方法，用刀具車削工件毛坯的右端面。8）x軸退回(z軸不能移動)，關主軸。9）按“x”鍵，將“0”輸入設置坐標值中的“z”項。此時對刀完成，通過對刀，機床的工件坐標系已經(jīng)建立完畢。（四）程序模擬仿真按“仿真”鍵則進入仿真執(zhí)行方式。仿真運行是快速以圖形方式模擬程序加工軌跡。機床所有動作被封鎖（五）加工運行按“運行”鈕,程序自動開始執(zhí)行,同時運行燈亮。加工過程中按“上頁”進給速度倍率上調(diào)；“下頁”進給速度倍率下調(diào)。在加工

6、中可根據(jù)不同情況任意調(diào)整加工速度（六）緊急停止當發(fā)生緊急意外情況時可按下“急?！卑粹o,系統(tǒng)將停止機床一切動作,屏幕顯示“緊急停車”,同時運行燈閃爍，等待按鈕抬起。如果在按下“急停”按鈕,系統(tǒng)坐標與機床位置可能發(fā)生變化，下一次加工前需要重新確定坐標系位置。七、數(shù)控車床實驗項目1.編程車削以下工件1）編制數(shù)控加工程序；按法那科數(shù)控系統(tǒng)編制圖例所示零件的數(shù)控加工程序工藝條件：工件材質(zhì)為45#鋼；毛坯為直徑40，長100mm 的棒料；刀具選用：1 外圓刀加工工件輪廓， 2號切刀切斷。2）按要求調(diào)整機床、裝夾工件和刀具；3）試切法對刀； 4）設定相關參數(shù)后，進行數(shù)控車床切削。2實驗報告主要內(nèi)容1）如何合

7、理選定設置工件坐標系？2）如何執(zhí)行回參考點的操作？3）采用試切法對刀的步驟？4）編寫圖例所示零件的加工程序。5）實驗體會？o0004（供參考）n1 g92 x40 z5 （設立坐標系，定義對刀點的位置）n2 m03 s400 （主軸以400r/min 旋轉）n3 g00 x0 （到達工件中心）n4 g01 z0 f60 （工進接觸工件毛坯）n5 g03 u24 w-24 r15 （加工r15 圓弧段）n6 g02 x26 z-31 r5 （加工r5 圓弧段）n7 g01 z-40 （加工26 外圓）n8 x40 z5（回對刀點） n9 m30（主軸停、主程序結束并復位）實驗二：數(shù)控車床實驗報告

8、日期 班級 姓名 學號 一、實驗目的：二、主要儀器設備：三、實驗內(nèi)容：四、實驗體會？實驗三：數(shù)控銑床加工實驗一、實驗目的1.熟悉數(shù)控銑床加工的工作原理和加工特點；2.練習數(shù)控銑床一般的操作步驟和基本編程；3.熟悉數(shù)控銑床對刀步驟、工件坐標系的建立；4.掌握數(shù)控銑床的加工過程。二、實驗原理數(shù)控銑床又稱為cnc（computer numerical control）銑床，即計算機數(shù)字控制銑床，其基本原理如圖所示。數(shù)控銑床可以根據(jù)零件形狀、尺寸、精度和表面粗糙度等技術要求制定加工工藝，選擇加工參數(shù)，通過手工編程或利用cam軟件自動編程，將編好的加工程序輸入到控制器?？刂破鲗庸こ绦蛱幚砗螅蛩欧b置

9、傳送指令。伺服裝置向伺服電機發(fā)出控制信號。主軸電機使刀具旋轉，x、y和z向的伺服電機控制刀具和工件按一定的軌跡相對運動，并加以一系列的輔助動作，從而實現(xiàn)零件的輪廓、型腔、鉆孔、攻絲等工序的加工。數(shù)控銑床的特點是精度很穩(wěn)定。如果忽略刀具的磨損，用同一程序加工出的零件具有相同的精度；尤其適合加工形狀比較復雜的零件，如各種模具等；可實現(xiàn)自動編程，加工非線性曲面等；自動化程度很高，生產(chǎn)率高，適合加工批量較大的零件。三、實驗設備1. kvx-6v數(shù)控銑床；2.機床專用工具、卡尺等測量工具一套；3.零件毛坯。四、注意事項1.操作者應先仔細閱讀“數(shù)控銑床操作規(guī)程”和“數(shù)控銑床操作說明”，并按其要求認真熟悉銑

10、床操作。2.必須先編寫好程序，然后再上機操作。3.移動刀具時必須先z向抬刀，抬刀到安全距離后，后再進行x、y向移動。4.程序模擬加工完畢后，應請指導人員檢查。5.操作過程中，如遇問題，應及時請教指導教師，禁止魯莽操作。6.實驗過程中，不準離開機床。五、實驗內(nèi)容1.實驗前必須認真預習并編制好指定零件的加工程序；2.輸入編寫好的零件加工程序；3.模擬運行程序，觀察仿真加工過程并確保程序無誤；4.裝卡毛坯，建立工件坐標系；5.啟動機床，完成零件加工；6.檢驗零件的尺寸精度等。六、實驗步驟（一）零件的工藝分析1.分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容和技術要求。在數(shù)控機床上加工零件時，考慮的主要因素概括起來

11、有三點：零件技術要求能否保證，對提高生產(chǎn)率是否有利，經(jīng)濟上是否合算。2.確定工件坐標系。工件坐標系的選擇原則是既方便編程，又方便在機床上進行建立。3.選擇合理的加工參數(shù)。在加工過程中，應根據(jù)刀具和零件精度要求選擇合理的主軸轉速、進給速度和切削深度。在本次實驗中，加工參數(shù)已經(jīng)注明。4.制定工藝路線。首先應確定起刀點位置，起刀點應便于檢查和裝夾工件；其次確定粗、精銑路線，在保證零件尺寸精度和表面光潔度以及加工參數(shù)要求的前提下，盡可能以最少的路線完成零件的加工，以提高效率；最后確定換刀點位置，換刀點是加工過程中刀具更換的位置，換刀點位置的選擇應考慮在手動換刀過程中操作方便且不發(fā)生干涉現(xiàn)象。5.合理選

12、擇刀具。根據(jù)加工零件的形狀和精度要求，選擇合適的刀具進行加工。（二）零件的程序編制本次實驗采用fanuc數(shù)控系統(tǒng)，要求所采用指令應符合該系統(tǒng)格式，并且正確用運各種數(shù)控指令。（三）機床對刀操作1、x，y軸對刀一般銑床及加工中心在x，y方向對刀時使用的基準工具包括剛性靠棒和尋邊器兩種。點擊菜單“機床/基準工具”，彈出的基準工具對話框中，左邊的是剛性靠棒基準工具，右邊的是尋邊器。如圖3-2-1-1圖 3-2-1-1剛性靠棒：剛性靠棒采用檢查塞尺松緊的方式對刀，具體過程如下(我們采用將零件放置在基準工具的左側（正面視圖）的方式)x軸方向對刀點擊操作面板中切換到“手動”方式；借助“視圖”菜單中的動態(tài)旋轉

13、、動態(tài)放縮、動態(tài)平移等工具，利用操作面板上的按鈕、 ，將機床移動到如下圖所示的大致位置。圖3-2-1-2移動到大致位置后，可以采用點動方式移動機床，點擊菜單“塞尺檢查/1mm”，使操作面板按鈕亮起，通過調(diào)節(jié)操作面板上的倍率，移動靠棒，使得提示信息對話框顯示“塞尺檢查的結果：合適”，如圖3-2-1-3所示。（表示點動的倍率，分別代表0.001毫米，0.01毫米，0.1毫米，1毫米）也可以采用手輪方式機床，點擊菜單“塞尺檢查/1mm”，點擊按鈕，顯示手輪，選擇旋鈕和手輪移動量旋鈕，調(diào)節(jié)手輪。使得提示信息對話框顯示“塞尺檢查的結果：合適”。如圖3-2-1-3所示。圖3-2-1-3記下塞尺檢查結果為“

14、合適”時crt界面中的x坐標值，此為基準工具中心的x坐標，記為；將定義毛坯數(shù)據(jù)時設定的零件的長度記為；將塞尺厚度記為；將基準工件直徑記為（可在選擇基準工具時讀出）。則工件上表面中心的x的坐標為基準工具中心的x的坐標 零件長度的一半 塞尺厚度 基準工具半徑。即。結果記為x。y方向對刀采用同樣的方法。得到工件中心的y坐標，記為y。注：使用點動方式移動機床時，手輪的選擇旋鈕需置于off檔完成x，y方向對刀后，點擊菜單“塞尺檢查/收回塞尺”將塞尺收回；點擊操作面板中切換到“手動”方式；利用操作面板上的按鈕，將z軸提起，再點擊菜單“機床/拆除工具”拆除基準工具。注：塞尺有各種不同尺寸，可以根據(jù)需要調(diào)用。

15、本系統(tǒng)提供的賽尺尺寸有0.05mm，0.1mm，0.2mm，1mm，2mm，3mm，100mm（量塊）尋邊器：尋邊器有固定端和測量端兩部分組成。固定端由刀具夾頭夾持在機床主軸上，中心線與主軸軸線重合。在測量時，主軸以400rpm旋轉。通過手動方式，使尋邊器向工件基準面移動靠近，讓測量端接觸基準面。在測量端未接觸工件時，固定端與測量端的中心線不重合，兩者呈偏心狀態(tài)。當測量端與工件接觸后，偏心距減小，這時使用點動方式或手輪方式微調(diào)進給，尋邊器繼續(xù)向工件移動，偏心距逐漸減小。當測量端和固定端的中心線重合的瞬間，測量端會明顯的偏出，出現(xiàn)明顯的偏心狀態(tài)。這是主軸中心位置距離工件基準面的距離等于測量端的半

16、徑。x軸方向對刀點擊操作面板中切換到“手動”方式；借助“視圖”菜單中的動態(tài)旋轉、動態(tài)放縮、動態(tài)平移等工具，利用操作面板上的按鈕、，將機床移動到如圖3-2-1-2所示的大致位置。在手動狀態(tài)下，點擊操作面板上或按鈕，使主軸轉動。未與工件接觸時，尋邊器測量端大幅度晃動。移動到大致位置后，可采用增量方式移動機床，使操作面板按鈕亮起，通過調(diào)節(jié)操作面板上的倍率，點擊按鈕，使尋邊器測量端晃動幅度逐漸減小，直至固定端與測量端的中心線重合，如圖3-2-1-4所示；若此時再進行增量或手輪方式的小幅度進給時，尋邊器的測量端突然大幅度偏移，如圖3-2-1-5所示。即認為此時尋邊器與工件恰好吻合。也可以采用手輪方式機床

17、，點擊按鈕，顯示手輪，點擊鼠標左鍵或右鍵調(diào)整選擇旋鈕和手輪移動量旋鈕，并調(diào)節(jié)手輪。尋邊器晃動幅度逐漸減小，直至幾乎不晃動，如圖3-2-1-4所示，若此時再進行增量或手輪方式的小幅度進給時，尋邊器突然大幅度偏移，如圖圖3-2-1-5所示。即認為此時尋邊器與工件恰好吻合。 圖3-2-1-4 圖3-2-1-5記下尋邊器與工件恰好吻合時crt界面中的x坐標，此為基準工具中心的x坐標，記為；將定義毛坯數(shù)據(jù)時設定的零件的長度記為；將基準工件直徑記為。（可在選擇基準工具時讀出）則工件上表面中心的x的坐標為基準工具中心的x的坐標 零件長度的一半 基準工具半徑。即。結果記為x。y方向對刀采用同樣的方法。得到工件

18、中心的y坐標，記為y。完成x，y方向對刀后，點擊操作面板中切換到“手動”方式；利用操作面板上的按鈕，將z軸提起，再點擊菜單“機床/拆除工具”拆除基準工具。注：使用點動方式移動機床時，手輪的選擇旋鈕需置于off檔2、z軸對刀銑床對z軸對刀時采用的是實際加工時所要使用的刀具。塞尺檢查法：點擊菜單“機床/選擇刀具”或點擊工具條上的小圖標，選擇所需刀具。點擊操作面板中切換到“手動”方式；借助“視圖”菜單中的動態(tài)旋轉、動態(tài)放縮、動態(tài)平移等工具，利用操作面板上的按鈕、 ，將機床移動到如圖3-2-1-6所示的大致位置。類似在x，y方向對刀的方法進行塞尺檢查，得到“塞尺檢查：合適”時z的坐標值，記為z1，如圖

19、3-2-1-7所示。則工件中心的z坐標值為z1 塞尺厚度。得到工件表面一點處z的坐標值，記為z。圖3-2-1-6圖3-2-1-7試切法：點擊菜單“機床/選擇刀具” 或點擊工具條上的小圖標，選擇所需刀具。點擊操作面板中切換到“手動”方式；借助“視圖”菜單中的動態(tài)旋轉、動態(tài)放縮、動態(tài)平移等工具，利用操作面板上的按鈕、 ，將機床移動到如圖3-2-1-6所示的大致位置。打開菜單“視圖/選項”中“聲音開”和“鐵屑開”選項。點擊操作面板上或按鈕，使主軸轉動；點擊、按鈕，移動z軸，切削零件的聲音剛響起時停止，使銑刀將零件切削小部分，記下此時z的坐標值，記為z，此為工件表面一點處z的坐標值。通過對刀得到的坐標

20、值（x，）即為工件坐標系原點在機床坐標系中的坐標值。（四）程序模擬仿真按“仿真”鍵則進入仿真執(zhí)行方式。仿真運行是快速以圖形方式模擬程序加工軌跡。機床所有動作被封鎖（五）加工運行按“運行”鈕,程序自動開始執(zhí)行,同時運行燈亮。加工過程中按“上頁”進給速度倍率上調(diào)；“下頁”進給速度倍率下調(diào)。在加工中可根據(jù)不同情況任意調(diào)整加工速度（六）緊急停止當發(fā)生緊急意外情況時可按下“急?！卑粹o,系統(tǒng)將停止機床一切動作,屏幕顯示“緊急停車”,同時運行燈閃爍，等待按鈕抬起。如果在按下“急停”按鈕,系統(tǒng)坐標與機床位置可能發(fā)生變化，下一次加工前需要重新確定坐標系位置。七、數(shù)控銑床實驗項目1.編程銑削以下圖形1）編制數(shù)控加

21、工程序；按法那科數(shù)控系統(tǒng)編制圖例所示零件的數(shù)控加工程序工藝條件：工件材質(zhì)為45#鋼；1.16mm立銑刀加工形狀，2. 12.5 mm麻花鉆加工12.5通孔。2）按要求調(diào)整機床、裝夾工件和刀具；3）光電式分中棒對刀； 4）設定相關參數(shù)后，進行數(shù)控銑削加工。2實驗報告主要內(nèi)容1）如何合理選定設置工件坐標系？2）如何執(zhí)行回參考點的操作？3）采用光電式分中棒對刀的步驟？4）編寫圖例所示零件的加工程序。5）實驗體會？實驗三：數(shù)控銑床加工實驗報告日期 班級 姓名 學號 一、實驗目的：二、主要儀器設備：三、實驗內(nèi)容：四、程序：實驗四：加工中心加工實驗一、實驗目的1.熟悉加工中心加工的工作原理和加工特點；2.

22、練習加工中心一般的操作步驟和基本編程；3.熟悉加工中心對刀步驟、工件坐標系的建立；4.掌握加工中心的加工過程。二、實驗原理加工中心又稱為cnc，即計算機數(shù)字控制銑床，其基本原理如圖所示。加工中心可以根據(jù)零件形狀、尺寸、精度和表面粗糙度等技術要求制定加工工藝，選擇加工參數(shù)，通過手工編程或利用cam軟件自動編程，將編好的加工程序輸入到控制器?？刂破鲗庸こ绦蛱幚砗?，向伺服裝置傳送指令。伺服裝置向伺服電機發(fā)出控制信號。主軸電機使刀具旋轉，x、y和z向的伺服電機控制刀具和工件按一定的軌跡相對運動，并加以一系列的輔助動作，從而實現(xiàn)零件的輪廓、型腔、鉆孔、攻絲等工序的加工。加工中心的特點是精度很穩(wěn)定。如果

23、忽略刀具的磨損，用同一程序加工出的零件具有相同的精度；尤其適合加工形狀比較復雜的零件，如各種模具等；可實現(xiàn)自動編程，加工非線性曲面等；自動化程度很高，生產(chǎn)率高，適合加工批量較大的零件。三、實驗設備1. xh714g數(shù)控加工中心；2.機床專用工具、卡尺等測量工具一套；3.零件毛坯。四、注意事項1.操作者應先仔細閱讀“數(shù)控加工中心操作規(guī)程”和“數(shù)控加工中心操作說明”，并按其要求認真熟悉數(shù)控加工中心操作。2.必須先編寫好程序，然后再上機操作。3.移動刀具時必須先z向抬刀，抬刀到安全距離后，后再進行x、y向移動。4.程序模擬加工完畢后，應請指導人員檢查。5.操作過程中，如遇問題，應及時請教指導教師，禁

24、止魯莽操作。6.實驗過程中，不準離開機床。五、實驗內(nèi)容1.實驗前必須認真預習并編制好指定零件的加工程序；2.輸入編寫好的零件加工程序；3.模擬運行程序，觀察仿真加工過程并確保程序無誤；4.裝卡毛坯，建立工件坐標系；5.啟動機床，完成零件加工；6.檢驗零件的尺寸精度等。六、實驗步驟（一）零件的工藝分析1.分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容和技術要求。在數(shù)控機床上加工零件時，考慮的主要因素概括起來有三點：零件技術要求能否保證，對提高生產(chǎn)率是否有利，經(jīng)濟上是否合算。2.確定工件坐標系。工件坐標系的選擇原則是既方便編程，又方便在機床上進行建立。3.選擇合理的加工參數(shù)。在加工過程中，應根據(jù)刀具和零件精度要

25、求選擇合理的主軸轉速、進給速度和切削深度。在本次實驗中，加工參數(shù)已經(jīng)注明。4.制定工藝路線。首先應確定起刀點位置，起刀點應便于檢查和裝夾工件；其次確定粗、精銑路線，在保證零件尺寸精度和表面光潔度以及加工參數(shù)要求的前提下，盡可能以最少的路線完成零件的加工，以提高效率；最后確定換刀點位置，換刀點是加工過程中刀具更換的位置，換刀點位置的選擇應考慮在手動換刀過程中操作方便且不發(fā)生干涉現(xiàn)象。5.合理選擇刀具。根據(jù)加工零件的形狀和精度要求，選擇合適的刀具進行加工。（二）零件的程序編制本次實驗采用西門子數(shù)控系統(tǒng)，要求所采用指令應符合該系統(tǒng)格式，并且正確用運各種數(shù)控指令。（三）機床對刀操作1、x，y軸對刀加工中心在x，y方向對刀時使用光電式分中棒。如圖1-1光電式分中棒光電式分中棒由刀具夾持在機床主軸上，中心線與主軸軸線重合，在測量，時，主軸不旋轉，通過手動方式，使主軸（光電式分中棒）向工作基準面移動靠近，讓測量段接近基準面。當分中棒即將要接近時，這時使用點動方式或手輪方式微調(diào)進給，分中棒繼續(xù)向工件移動，當測量球剛好接近工件基準面時，這時指示燈會發(fā)光。x軸方向對刀旋轉操作面板中 調(diào)節(jié)到手動模式，利用操作面板上的按鈕或將機床移動到如下圖1-2所示的大致位置。 圖1-2 移動到大致位置后，可采用手輪方式移動機床，調(diào)節(jié)手輪上的倍率，移動機床，慢慢向工件靠近，當光電式分中棒上的指示燈剛好發(fā)亮