数控机床编程与操作
实验指导书
实验总体要求：上机实验时需自备U盘。实验2-5每人任选一个实验，实验6每人做2个零件图（按照学号排），车床零件图每人完成一个零件图（按照学号排）
根据你做的实验用实验报告纸书写相应的内容。并完成相应的思考题用宇航软件模拟验证程序，生成工程报告并保存打印提交工程报告（*.html）
班级
学号
姓名
武汉工程大学机电工程学院
实验一、斯沃数控仿真软件操作
一．启动软件：进入FUNC0i-T或者FUNC0i-M
二．机床通电及回参考点操作
1)机床开机：把“急停”按钮按一下即可。
2)手动返回参考点:(1) 先检查一下各轴是否在参考点的内侧。如不在，则
应手动回到参考点的内侧，以避免回参考点时产生超程。
(2) 按功能键，选择“回零功能”。
(3) 分别按+X、+Y、+Z轴移动方向按键，使各轴返回参考点。返回参考点
后，相应的指示灯将点亮。
三．程序编程操作
1、如何输入一个新程序
把方式开关置“编辑EDIT”方式，把程序保护开关置“0”，按“PRGRM”，按“字母0”，按要用的程序名，按“INSRT”或按“EOB”，输入N10和该程序段，按“EOB”自动生成N20，接着编辑即可。
?注：程序名最多为四位数0000～9999。但最好不要用9999来做程序名。
?程序段中有许多指令建议按如下顺序：
?／ＮＧＸＺＵＷR/CＦＳＴＭＰＱ
2、如何修改一个程序中的字符
?把方式开关置“编辑EDIT”方式，把程序保护置“０”，按“PRGRM”，按“字母０”，按要修改的程序号，按CURSOR↓。
?(1)把光标移到要修改的字符下，按新的字符，按ALTER即修改。
?(2)把光标移到要修改的字符下，按DELET即删除，或者直接按要修改的字符，按CURSOR↓，光标自动移到要修改的字节下，再执行ａ或ｂ两
步即可。
3)如何删除一个程序
?把方式开关置“编辑”方式，把程序保护置“０”，按PRGRM，按“字母0”，按要删除的程序名，按DELET 即可删除。
四．机床开机后常用操作
方式开关处于JOG或HNDL，可以实现机床操纵面板上所有的手动功能的操作。
1）位置显示
2）X轴及Z轴点动
3）机床超程解除
4）机床主轴手动启停操作
5）机床冷却操作
6）手动选刀操作
7）手摇进给方式操作
五．对刀、设定工件坐标系
1、车床对刀过程
1)按照程序要求选取适当的毛坯。如外为60，长为100的棒料；
2)按“对刀”自动将刀具移到毛坯外侧；
3)①按【OFSET】键，再按【补正】和【形状】软键，显示刀具几何
形状补偿画面。
②用【PAGE】键和【CURSOR】键，选择补偿参数号。
③输入刀具在工件坐标系中的Z坐标：即输入Z0（工件坐标系在毛
坯右端面）或输入Z100(工件坐标系在毛坯左端面)。
④按【测量】软键。
⑤刀具Z补偿值即自动输入到几何形状里，即找到所建立的工件坐
标系的Z轴零点（一般Z轴零点设在工件的右端面上）。
4)⑥输入刀具在工件坐标系中的X坐标：即输入X80(毛坯外径)、按
【测量】软键、刀具X补偿值即自动输入到几何形状里，即找到所建立的工件坐标系的X轴零点.。
5)【OFSET】--【补正】--【形状】--输入X试切直径、Z试切长度--【测
量】
注意：
●X轴为直径测量值。
●若把测量值作为几何形状补偿量输入，所有的偏置量都变为几何补
偿量，与之相应磨损补偿量为“零”。
●磨损补偿量的输入方法：【OFSET】--【补正】--【磨耗】--输入X
磨损量、Z磨损量--【INPUT】
●加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新对刀。
2、铣床对刀过程
1)数控铣床对刀的目的就是要明确工件坐标系原点在机床坐标系的坐
标值（G54~G59预置工件坐标系），或让刀具移到G92设定工件坐标
系的程序起始点（G92设定工件坐标系）。
2)数控铣床对刀的内容包括基准刀具的对刀和各个刀具相对基准刀具
偏差的测量两部分。
3)分中对刀法：当工件原点设定在工件对称中心位置时，在JOG或HND
方式下，使刀具先后定位到工件的左右两侧和前后两侧，记下刀位点
在机床坐标系中对应的机械坐标值X1、X2、Y1、Y2。此时工件原点
在机床坐标系的坐标值为X轴偏置量=（X1+X2)/2、Y轴偏置量=
（Y1+Y2)/2将此两值输入到所选择的工件坐标系（G54~G59）的X、
Y偏移地址中。
再让刀具的端面接触工件的上平面，记下刀位点在机床坐标系中的机械坐标值Z0，然后通过测量确定工件上平面在工件坐标系Z轴方向的坐标值Lz（工件坐标系在零件上表面时Lz=0），将Z轴偏置量=Z0-Lz 输入到所选择的工件坐标系（G54~G59）的Z偏移地址中。
4)单边对刀法：当工件原点不在工件对称中心位置时，一般采用单边对
刀法。在JOG或HND方式下，使刀具圆周刃接触工件的左侧，记下
此时刀位点在机床坐标系中X轴的机械坐标值Xa，同时记下刀位点
在工件坐标系中X轴的坐标值（Xb+D/2）。使刀具圆周刃接触工件的前侧，记下此时刀位点在机床坐标系中Y轴的机械坐标值Y a，同时记下刀位点在工件坐标系中Y轴的坐标值（Yb+D/2）。这样工件原点在机床坐标系中的坐标值为：X轴偏置量=Xa-(Xb+D/2)、Y轴偏置量=Y a-(Yb+D/2）。将此两值输入到所选择的工件坐标系（G54~G59）的X、Y偏移地址中。
再让刀具的端面接触工件的上平面，记下刀位点在机床坐标系中的机械坐标值Z0，然后通过测量确定工件上平面在工件坐标系Z轴方向的坐标值Lz（工件坐标系在零件上表面时Lz=0），将Z轴偏置量=Z0-Lz输入到所选择的工件坐标系（G54~G59）的Z偏移地址中。
输入工件坐标系零点偏置值的方法：
?按【OFSET】键进入参数设定页面，按【坐标系】软键，出现工件坐标系设定画面。
?将光标移到选定工件坐标系（G54~G59）的工件原点偏移值X、Y、Z上。
?通过数字键分别输入前面得到的数值：X轴偏置值、Y轴偏置值、Z轴偏置值，按【INPUT】键，把输入域中间的内容输入到所指定的位置。
5)刀具半径补偿值和刀具长度补偿值的输入方法
【OFSET】--【补正】--刀径补偿值D、刀长补偿值H--【INPUT】
六．加工操作
1、自动运行操作
?（1）选择要运行的程序，认真检查核对。
?（2）将方式开关置于“AUTO”位置。
?（3）按“检视”软键。
?（4）按“循环启动”按钮，程序即开始自动运行，循环启动灯亮。首件试切时快速进给倍率必须打到较低档位。
2、MDI操作方式
MDI方式下可以从CRT/MDI面板上直接输入并执行单个程序段，被输入并执行的程序段不被存入程序存储器。例如要在MDI 方式下输入并执行程序段X-17.5，Z26.7；操作方法如下：
（1）将方式选择开关置为MDI位置。
（2）按PRGRM 键使CRT显示屏显示程序页面。
（3）依次按X、-、1、7、.、5键。
（4）按INPUT键输入。
（5）按Z、2、6、.、7。
（6）按INPUT键输入。
（7）按循环启动按纽，该键发光，证明已经在执行中。
七．验证程序，保存工程报告并打印。
数控车床程序示例：
O0021；
N20 M03 S800 T0101；
N30 G00 X120. Z12. M08；
N40 G71 U2. R0.5；
N50 G71 P60 Q120 U2. W1. F0.5；//粗加工循环N60 G00 X40.；——ns段
N70 G01 Z-30. F0.2；
N80 X60. Z-60.；
N90 Z-80.；
N100 X100. Z-90.；
N110 Z-110.；
N120 X120. Z-130.；——nf段
N125 G70 P60 Q120;//精加工
N130 G00 X200. Z140.M09；
N140 M30；
数控铣床程序示例：
主程序（刀具为10mm的立铣刀）O0001；
G54 G90 G17 G94 G00 X0 Y0；
G43 Z10. H01；
M03 S600；
X-50.Y-20.；
Z-5.；
F60 D11 M98 P100；（d11=6mm）X-39.Y-5.；
G01 Y34.；
X-34.Y39.；
X34.；
X39.Y34.；
Y-34.；
X34.Y-39.；
X-40.；
G00 X-50. Y-20. S800；
F48 D12 M98 P100；(d12=5mm)
G91 G28 G49 Z0.；
G28 X0 Y0；
M30；
子程序：
?O100；
?G41 Y-40.；
?G03 X-30. Y-20. R20.；
?G01 Y-10.；
?G03 X-30. Y10. R10.；
?G01 Y20.；
?G02 X-20. Y30. R10.；
?G01 X-10.；
?G03 X10. Y30. R10.；
?G01 X20.；
?G02 X30. Y20. R10.；
?G01 Y10.；
?G03 X30. Y-10. R10.；
?G01 Y-20.；
?G02 X20. Y-30. R10.；
?G01 X10.；
?G03 X-10. Y-30. R10.；
?G01 X-20.；
?G02 X-30. Y-20. R10.；
?G03 X-50. Y0. R20.；
?G00 G40 Y-20.；
?M99；
螺纹加工指令：
等螺距螺纹切削指令G32 X Z F
?单一螺纹切削循环指令G92 X(U) Z(W) F ；
?G92 X(U) Z(W) I F
?其中：
?X、Z——螺纹终点坐标值；
?U、W——螺纹终点坐标相对于起点坐标的增量值；
?I——螺纹切削部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。
?注意：加工圆柱螺纹时，I=0可省略；加工圆锥螺纹时，当X 向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。其加工路线如图3-35所示。G92的回退方向为45°。回退距离由系统参数确定。
圆柱螺纹车削循环
圆锥螺纹加工
实验二数控车床零件程序编制及模拟加工实验
一. 实验目的
1.熟练掌握数控车床操作面板上各个按键的功用及其使用方法。
2.掌握子程序M98、M99、C、R倒角在程序编制中的应用。
3.掌握G02、G03指令与G01、G00指令的应用和编程方法；
4.掌握程序输入及修改方法。
5.熟练掌握程序输入的正确性及检验；
二. 实验设备
1.CK6230数控车床
三. 实验内容
1.如图2—1所示成型面零件，已知毛坯尺寸为Φ40×80，编写数控加工程序并进行图形模拟加工。
图2—1
2.数控加工程序卡
根据零件的加工工艺分析和所使用的数控车床的编程指令说明，编写加工程序，填写程序卡，见下表：
四. 实验步骤
1.开机
2.编写图2—1加工程序
3.程序输入
4.检验程序及各字符的正确性
5.模拟自动加工运行
6.观察机床的程序运行情况及刀具的运行轨迹。
7.回参考点
五.注意事项
1.编程注意事项
①编程时，注意Z方向的数值正负号。
②认真计算圆弧连接点和各基点的坐标值，确保走刀正确。
2.其他注意事项
①安全第一，必须在老师的指导下，严格按照数控车床安全操作规程，有步骤的进行。
②首次模拟可按控制面板上的“机床锁住”按钮，将机床锁住，看其图形模拟走刀轨迹是否正确，再关闭“机床锁住”进行刀具实际轨迹模拟。
六.实验思考题
1.使用G02/G03指令时，如何判断顺时针/逆时针方向？
2.试用R和I、K指令分别编写程序。
3.说明摸态和非摸态之区别。
实验三台阶轴零件加工实验
一. 实验目的
1.能够对简单轴类零件进行数控车削工艺分析。
2.掌握G00、G01、G80、G81指令的应用和手工编程方法。
3.熟悉数控车床上工件的装夹、找正。
4.掌握试切对刀方法及自动加工的过程及注意事项。
5.通过对零件的加工，了解数控车床的工作原理及操作过程。
二. 实验设备、材料及工具
1.CK6230数控车床
2.游标卡尺0～125mm 各1把
3.90°偏刀各1把
4.零件毛坯45#钢若干
三. 实验内容
加工零件如下图，毛坯外径Φ30×120的45#钢，编制数控加工程序。
四. 实验步骤
1.分析工件图样，选择定位基准和加工方法，确定走刀路线选择刀具和装夹方法，确定切削用量参数。
2.数控加工程序卡
根据零件的加工工艺分析和所使用的数控车床的编程指令说明，编写加工程序，填写程序卡，见下表：
4.输入程序、检查
程序的编写要做到，严谨、仔细、认真，以避免不必要的错误。
5.程序图形模拟校验
6.零件自动加工
对于初学者，应多采用单段执行循环，并将有关倍率开关修调到最低，便于边加工边分析，以避免某些错误。
7.根据零件图纸要求，选择量具对工件进行检测，并对零件进行质量分析。
五.注意事项
1.工件装夹的可靠性
2.刀具装夹的可靠性
3.机床在试运行前必须进行图形模拟加工，避免程序错误、刀具碰撞工件或卡盘。
4.快速进刀和退刀时，一定要注意不要碰上工件和三爪卡盘。
5.加工零件过程中一定要提高警惕，将手放在“急停”按钮上，如遇到紧急情况，迅速按下“急停”按钮，防止意外事故发生。
六.实验思考题
1.编程时如何处理尺寸公差？试举例说明
2.如何正确对刀？对刀的目的是什么？怎样检验对刀的正确性？
3.自动加工前，应进行哪些检查？
4.总结在数控车床上加工轴类零件的操作步骤。
实验四车成形面实验
一. 实验目的
1.了解数控车床加工成形面的特点。
2.能够正确地对成形面零件进行数控车削工艺分析。
3.掌握手工编程方法。
4.掌握试切对刀方法及自动加工的过程及注意事项。
二. 实验设备、材料及工具
1.CK6230数控车床
2.游标卡尺0～125mm 14把
3.90°偏刀各1把
4.零件毛坯45#钢若干
三. 实验内容
零件如下图，毛坯外径Φ30×120，编制数控加工程序。
四.实验步骤
1.分析工件图样，选择定位基准和加工方法，确定走刀路线选择刀具和装夹方法，确定切削用量参数。
2.数控加工程序卡
根据零件的加工工艺分析和所使用的数控车床的编程指令说明，编写加工程序，填写程序卡，见下表：
1.机床在试运行前必须进行图形模拟加工，避免程序错误、刀具碰撞工件或卡盘。
2.快速进刀和退刀时，一定要注意不要碰上工件和三爪卡盘。
3.加工零件过程中一定要提高警惕，将手放在“急停”按钮上，如遇到紧急情况，迅速按下“急停”按钮，防止意外事故发生。
六. 实验思考题
1.使用G02/G03指令时，如何判断顺时针/逆时针方向？
2.试用圆弧插补指令R或I、K分别编写程序。
3.数控车床加工成形类零件时应注意那些问题？
4.采用G71复合循环编写程序时应注意那些问题？
5.加工时观察G71所调用的循环体与G71是否独立？
实验五复杂轴类零件加工及精度控制实验
一.实验目的
1.了解数控车床加工复杂轴类零件的特点。
2.能够正确地对复杂零件进行数控车削工艺分析。
3.掌握数控车床的复合循环指令的应用。
4.通过对复杂轴类零件的加工，掌握数控车床的编程技巧。
二. 实验设备、材料及工具
1.CK6230数控车床
2.游标卡尺0～125mm 各1把
3.90°偏刀各1把
4.零件毛坯45#钢若干
三. 实验内容
加工零件如下图，毛坯外径Φ30×110编制数控加工程序。
四.实验步骤
1.分析工件图样，选择定位基准和加工方法，确定走刀路线选择刀具和装夹方法，确定切削用量参数。
2.数控加工程序卡
根据零件的加工工艺分析和所使用的数控车床的编程指令说明，编写加工程序，填写程序卡，见下表：