数控加工实用技术（含MasterCAM）实验指导书
台州学院
机械工程学院
前言
数控加工实用技术实验指导书共编入7个实验，即数控车床编程与操作实验、数控铣床编程与操作实验、数控加工中心编程与操作实验、电火花与线切割实验、Mastercam构建二、三维零件实验、Mastercam造型与加工实验以及数控在线加工综合实验等内容。
在指导书编写过程中，本着改革的精神，力求在内容上做到理论与实际相结合，先进性、科学性和实用性相结合。在具体内容的安排上，充分注意到每个实验的层次和内容，力求形成一个完整的实验体系，使培养出的学生成为既具有一定的数控基础知识，又能掌握比较系统的专业技术理论，既得到较全面的技能训练，又掌握科学的实验研究方法的实用性、高层次、高技术水平的人才。同时也为今后进行各种数控机床的应用奠定一定的基础。
目录
目录 (3)
实验设备介绍 (4)
实验注意事项 (7)
实验安全操作规程 (8)
实验一数控铣床操作与编程 (9)
实验二控加工中心操作与编程 (9)
实验三数控车床数操作与编程 (17)
实验四数控电火花线切割机床编程与操作实验 (25)
实验五 Mastercam构建二、三维零件 (25)
实验六（1）Mastercam构建三维曲面零件 (49)
实验六（2）Mastercam造型与加工 (49)
实验七数控在线加工 (58)
主要参考文献 (65)
主要实验设备介绍
1.数控加工中心
VB-825A FEELER型数控立式加工中心一台，杭州友佳精密机械有限公司生产，配备FANUC 0i-MC 数控系统。
性能特点：
全封闭防护装置，造型美观。
配置FANUC数控系统。
快速可靠的换刀装置。
强力冷却排屑装置。
刚性攻丝，性能可靠。
高精、高速、高效，连续加工，操作方便。
2.数控立式铣床
XK-714A型数控立式铣床一台，南通纵横国际股份有限公司生产，配备FANUC 0i-MB数控系统。
性能特点
中小规格（工作台800-2000）、高效能床身型数控铣床
加工范围广泛，可完成铣、镗、钻、绞、攻丝等加工
大件采用稠筋封闭式框架结构、刚性高、抗震性好
五大件由进口五面体加工中心加工，切削应力小，热变形少
主轴采用伺服单元，传动噪音低，无级变速
三向导轨配合面贴塑，高速进给震动小，低速无爬行现象
大部分配套件（包括电器元件）采用进口或合资品牌，整机可靠性高
3.数控车床
CKA6136型和CKA6136i型卧式数控车床各两台，大连机床集团有限责任公司制造，其中两台配备FANUC 0i-TB数控系统，两台配备SINUMERIK 802S数控系统。
产品规格：
CKA系列经济型数控车床特点:
该系列产品采用卧式平床身结构，床身、床头、床鞍、床腿等基础件均采用树脂砂铸造，人工时效处理，整机稳定性好。
床身导轨中频淬火，床鞍及滑板导轨结合面采用“贴塑”处理，移动部件可实现微量进给，防止爬行。
进给系统采用伺服电机、精密滚珠丝杠、高刚性精密复合轴承结构，定位准确、传动效率高。 主轴转速高，调速范围宽，整机噪音低。主传动采用双速电机及电磁离合器实现有级自动变速或采用变频电机实现档内无级调速。其中CKA---i系列采用变频或主伺服电机配合独立主轴结构可实现主轴的全无级调速。
主轴通孔直径大为Φ82mm，通过棒料能力强，适用范围广。
机床的外观防护设计按照国际流行趋势，造型新颖独特，防水、防屑，维护方便；体现了时代特点。
随动式操纵箱，可任意位置移动，方便了操作者就近对刀，是人性化设计的体现。
配有集中润滑器对滚珠丝杠及导轨结合面进行强制自动润滑，可有效提高机床的动态响应特性及丝杠导轨的使用寿命。
采用内喷淋式不抬起刀架更有利于提高加工工件表面质量及防止冷却液飞溅。
实验注意事项
实验是本课程教学中的一个重要环节，实验目的是为了使学生加强理论与实践相结合的能力，培养学生严肃认真和实事求是的工作作风和科学态度，锻炼在实践中分析问题和解决问题的聪明才智，激发努力开拓不断创新的精神。为使实验达到预期目的，特提出如下要求：
1.实验室禁止吸烟，禁止酒后做实验。
2.实验前认真预习实验指导书，明确实验目的和要求，理解实验原理，掌握实验步骤及注意事项。
3.按实验指导书中的步骤和指导教师的要求做实验，认真作好实验记录。
4.实验后应切断电源，把仪器、设备整理好，保持实验室清洁。
5.按要求写实验报告，报告字迹要整齐，数据计算、图表、曲线均应符合要求。
6.不迟到不早退，认真听讲，不能大声喧哗，不能找人替做。
7.做完实验后，实验数据要由老师签字。
8.实验报告每人一份，内容要完整，不得抄袭。
9.必须遵守实验室各项规章制度。
10.实验室内一切物品，未经实验室负责老师批准严禁带出室外，借物必须办理登记手续。
11.对实验的内容和安排不合理的地方可提出改进意见．对实验中出现的一切反常现象应进行讨论，并大胆提出自己的看法，做到生动活泼，主动地学习。
实验安全操作规程
为了按时完成实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程：
1、严格遵守实验室安全操作规程及各项规章制度。
2、实验前认真学习机床使用说明书。
3、实验时，人体不可接触带电线路。
4、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
5、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。
6、总电源或机床电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。
7、机床的使用必须严格遵守操作规程。操作时要耐心细致、轻拨缓旋，决不可养成盲目地、随心所欲地乱调仪器的不良习惯。和实验无关的仪器不得动用，也不得随意取用其他实验台上仪器设备。
8、随时注意安全，当机床设备发生故障或事故时要立即停止实验，并报告指导老师。
9、实验完毕后，必须清点仪器，摆放整齐，并作好清洁工作，经指导老师许可后才能离开。
10、启动系统后首先要执行原点复归操作。
11、运行程序前须认真检查，并由指导老师审查、签字。
12、加工前，应进行程序预演和图形模拟。
实验一数控铣床操作与编程
一、实验目的
1.了解数控铣床的基本组成结构、基本运动、加工对象及其用途。
2.掌握FANUC系统数控铣床的基本操作。
3.掌握FANUC系统数控铣床程序编制。
二、实验内容
4.数控铣床的基本组成结构；
5.数控铣床的基本运动坐标轴及其方向。
6.数控铣床的加工对象及其用途。
7.数控铣床操作面板各个功能键的作用。
8.FANUC系统数控铣床对刀方法。
9.FANUC系统数控铣床手工程序编制。
10.FANUC系统数控铣床简单零件的加工。
三、实验设备
XK-714A型数控立式铣床、VB-825A FEELER型数控立式加工中心、千分尺、刀具、试件
四、实验步骤
1、对照实物，参考下图，了解数控铣床的主要组成部件。
2、了解数控铣床各主要组成部件的结构、功能以及传动系统。
3、了解数控铣床主要功能和加工对象
A) 数控铣床主要功能：不同档次的数控铣床的功能有较大的差别，但都应具备以下主要功能。
①.直线插补：完成数控铣削加工所应具备的最基本功能之一，可分为平面直线插补、空间直线插补、逼近直线插补等。
②.圆弧插补：完成数控铣削加工所应具备的最基本功能之一，可分为平面圆弧插补、逼近圆弧插补等。
③.固定循环：固定循环是指系统所作的固化的子程序，并通过各种参数适应不同的加工要求，主要用于实现一些具有典型性的需要多次重复的加工动作，如各种孔、内外螺纹、沟槽等的加工。使用固定循环可以有效地简化程序的编制。
④.刀具补偿：一般包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具空间位置补偿功能等。
⑤.镜向、旋转、缩放、平移：通过机床数控系统对加工程序进行上述处理，控制加工，从而简化程序编制。
⑥.自动加减速控制：该功能使机床在刀具改变运动方向时自动调整进给速度，保持正常而良好的加工状态，避免造成刀具变形、工件表面受损、加工过程速度不稳等情形。
⑦.数据输入输出及DNC 功能：数控铣床一般通过RS232C 接口进行数据的输入及输出，包括加工程序和机床参数等。当执行的加工程序超过存储空间时，就应当采用DNC 加工，即外部计算机直接控制数控铣床进行加工。
⑧.子程序功能：对于需要多次重复的加工动作或加工区域，可以将其编成子程序，在主程序需要的时候调用它，并且可以实现子程序的多级嵌套，以简化程序的编写。
⑨.自诊断功能：自诊断是数控系统在运转中的自我诊断，它是数控系统的一项重要功能，对数控机床的维修具有重要的作用。
B) 数控铣床主要加工对象：
①.平面类零件
加工面平行、垂直于水平面或与水平面成定角的零件称为平面类零件，这一类零件的特点是：加工单元面为平面或可展开成平面。其数控铣削相对比较简单，一般用两坐标联动就可以加工出来。
②.曲面类零件
加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，其特点是加工面不能展开成平面，加工中铣刀与零件表面始终是点接触示。
③.变斜角类零件
加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，以飞机零部件常见。其特点是加工面不能展开成平面，加工中加工面与铣刀周围接触的瞬间为一条直线。
④.孔及螺纹
采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铣都有镗、钻、铰功能。
4、数控铣床操作面板上各个按键的功用
数控铣床的操作面板由机床控制面板和数控系统操作面板两部分组成，如下图中，其左侧部分为数控系统操作面板，右侧部分为机床控制面板。
(1)机床控制面板
机床控制面板上的各种功能键可执行简单的操作，直接控制机床的动作及加工过程，一般有急停、模式选择、轴向选择、切削进给速度调整、主轴转速调整、主轴的起停、程序调试功能及其它M 、S 、T 功能等，其详细说明可参见下表1。
(2)数控系统操作面板
数控系统操作面板由显示屏和MDI 键盘两部分组成，其中显示屏主要用来显示相关坐标位置、程序、图形、参数、诊断、报警等信息，而MDI 键盘包括字母键、数值键以及功能按键等，可以进行程序、参数、机床指令的输入及系统功能的选择。面板功能键详细介绍可参见下表1，2。
表1
表2
5、开机
打开外部电源开关，启动机床电源，将操作面板上的紧急停止按钮右旋弹起，按下操作面板上的电源开关，若开机成功，显示屏显示正常，无报警。机床回原点
6、开机后的首要工作是回机床原点。
（1）检查坐标值，保证X 、Y 均在-30 以下。若不符合要求，则选择手动操作模式，利用手轮
将X 、Y、Z 的机械坐标值移动到符合要求为止。
（2）在回原点模式下，选中“ + ”键，再按住X 键，将X 轴回原点，回原点完成后，对应的指示灯闪烁，同理将Y、Z 轴回原点。
7、注意事项
回原点时必须先回Z 轴，再回X、Y轴，否则可能发生碰撞。
8、程序的输入
程序的输入有多种形式，可通过手动数据输入方式（MDI ）或通信接口将加工程序输入机床。
9、程序的调试
程序的调试是在数控铣床上运行该程序，根据机床的实际运动位置、动作以及机床的报警等来检查程序是否正确。一般可以采用以下方式：
(1)机床的程序预演功能
程序输入完以后，把机械运动、主轴运动以及M 、S 、T 等辅助功能锁定，在自动循环模式下让数控铣床静态地执行程序，通过观察机床坐标位置数据和报警显示判断程序是否有语法、格式或数据错误。
(2)抬刀运行程序
向+ Z 方向平移工件坐标系，在自动循环模式下运行程序，通过图形显示的刀具运动轨迹和坐标数据等判断程序是否正确。
10、确定程序及加工参数正确无误后，选择自动加工模式，按下数控启动键运行程序，对工件进行自动加工。
(1)程序运行方式
常见的程序运行方式有全自动循环、机床空运转循环、单段执行循环、跳段执行循环等。
(2)注意事项
在程序运行时应注意以下问题：
①.程序运行前要做好加工准备，遵守安全操作规程，严格执行工艺规程；
②.正确调用及执行加工程序；
③.在程序运行过程中，适当调整主轴转速和进给速度，并注意监控加工状态，随时注意中断加工。
11、程序执行完毕后，返回到设定高度，机床自动停止，松开夹具，卸下工件，用相应测量工具进行检测，检查是否达到加工要求。
12、数控铣削加工零件的检测，一般常规尺寸仍可使用普通的量具进行测量，如游标卡尺、内径百分表等，也可以采用投影仪测量；而高精度尺寸、空间位置尺寸、复杂轮廓和曲面的检验则只有采用三坐标测量机才能完成。
五零件图与参考程序
被加工零件如下图所示，工件厚度为20mm，φ50㎜的孔和工件的外轮廓已粗加工过，周边留了5㎜余量，要求精加工φ50㎜的孔和工件的外轮廓，单件生产，材料45#钢。
图1 零件简图
1) 程序编制
(1)确定工艺方案及工艺参数
以底面和φ50为定位基准，对刀点选在ф50孔的中心点上，加工刀具采用φ20的平底立铣刀，先加工φ50的孔后加工工件外轮廓，加工外轮廓路线顺序：按照ABCDEFGH线路进行铣削，加工工艺参数均为S200r/min，F50mm/min；
(2) 数学处理
建立工件坐标系，选φ50孔中心点为工件的坐标原点，Z的点为工件的上表面，在此坐标系中，A、B、C与G、H各点的坐标可从图纸中直接得到，其中D、E、F点的坐标计算结果如下：D(-37.707,35)、E(44.790,22.222)、F(80.623,0)；
(3) 进刀方法及起刀点坐标
在工件BA线的延长线法向切入，故起刀点坐标为(-120,-60,100)。
(4) 编写程序
加工φ50孔的参考程序：
O0001
N10 G92 X0 Y0 Z100.0；
N20 G00 Z-22.0 S200 M03；
N30 G01 G41 X25.0 D01 F50 M08；
N40 G03 I -25.0；
N50 G00 G40 X0 Y0 M09；
N60 Z100.0；
N70 M30；
加工外轮廓的程序：
O0002；
N10 G92 X0 Y0 Z100.0；
N20 G00 X-120.0 Y-60.0 S200 M03；
N30 Z-22.0；
N40 G41 X-75.0 D01 F50 M08；
N50 G01 Y70.0；
N60 X55.0 Y90.0；
N70 X37.707；
N80 G02 X44.790 Y 22.222 R50.0；
N90 G03 X80.623 Y0 R40.0；
N100 G01 X105.0；
N110 X-55.0；
N120 Y-75.0；
N130 G00 G40 X-120.0 Y-60.0 M09；
N140 Z100.0；
N150 M30；
六实验思考题
1.简述数控铣床主要组成部件及其功能。
2.简述数控铣床的主要功能及加工对象。
图2
图3
实验二数控加工中心操作与编程
一、实验目的
1.了解数控加工中心的基本组成结构、基本运动、加工对象及其用途。
2.掌握FANUC系统数控加工中心的基本操作。
3.掌握FANUC系统数控加工中心程序编制。
二、实验内容
1.数控加工中心的基本组成结构；
2.数控加工中心的基本运动坐标轴及其方向。
3.数控加工中心的加工对象及其用途。
4.数控加工中心操作面板各个功能键的作用。
5.FANUC系统数控加工中心手工程序编制。
6.FANUC系统数控加工中心简单零件的加工。
三、实验设备
VB-825A FEELER型数控立式加工中心、千分尺、刀具、夹具、试件
四、实验步骤
1、对照实物，参考下图，了解数控加工中心的主要组成部件。
2、主要加工对象
加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库和自动换刀装置，适合加工下列零件：
（1）.箱体类零件
（2）.复杂曲面
（3）.异形件
（4）.盘、套、板类零件
3、数控加工中心操作面板上各个按键的功用
数控加工中心的操作面板由机床控制面板和数控系统操作面板两部分组成，如下图
(1)机床控制面板
机床控制面板上的各种功能键可执行简单的操作，直接控制机床的动作及加工过程，一般有急停、模式选择、轴向选择、切削进给速度调整、主轴转速调整、主轴的起停、程序调试功能及其它M 、S 、T 功能等。
主轴负载表
急停按钮
?
?
程式启动/程式暂停
(2)数控系统操作面板
数控系统操作面板由显示屏和MDI 键盘两部分组成，其中显示屏主要用来显示相关坐标位置、程序、图形、参数、诊断、报警等信息，而MDI 键盘包括字母键、数值键以及功能按键等，可以进行程序、
参数、机床指令的输入及系统功能的选择。
?POS：监视画面，看各轴的运动状
况
?SYSTEM：参数区域。
?PROG：程式操作区。
?MESSAGE：报警显示区。
?OFFSET/SETTING：刀补，坐标系
设定区域。
?CUSTOM/GRAPH：图形显示区。
?SHIFT ：向上键
?CAN ：后退键
?INPUT ：输入键
?ALTER ：替换键
?INSERT ：插入键
?DELETE：删除键
帮助键复位键结束符号键
4、加工指令
1）自动返回参考点指令G28
执行G28指令，使各轴快速移动，分别经过指令的点返回到参考点定位。在使用G28指令时，必须先取消刀具半径补偿，而不必先取消刀具长度补偿，因为G28指令包含刀具长度补偿取消、主轴停止、切削液关闭等功能。故G28指令一般用于自动换刀。
程序格式：
G91 G28 X0 Y0 Z0；
2） 换刀指令
程序格式：
TXX ； M06 ；
3） 固定循环的指定 指令格式为：
G17 G90(G91)G99(G98)G73（~G89）X —Y —Z —R —Q —P —F —K —； 式中：
（1）定位平面由G17、G18或G19决定，立式加工中心常用G17。以下指令均用G17说明。 （2）返回点平面选择指令G98、G99： 由G98、G99决定刀具在返回时达到的平面，G98指令返回到初始平面，G99指令返回R 点平面
一般地，如果被加工的孔在一个平整的平面上，我们可以使用G99指令，因为G99模态下返回R 点进行下一个孔的定位，而一般编程中R 点非常靠近工件表面，这样可以缩短零件加工时间，但如果工件表面有高于被加工孔的凸台或筋时，使用G99时非常有可能使刀具和工件发生碰撞，这时，就应该 使用G98，使Z 轴返回初始点后再进行下一个孔的定位，这样就比较安全。
（3）孔加工方式，主要指G73、G74，G76、G81~G89等，模态变量。 （4）孔位数据： X 、Y 为孔位置坐标（G17定位平面）。 （5）孔加工数据（模态变量）。
Z ：在G90时，Z 值为孔底的绝对坐标值，在G91时，Z 是R 平面到孔底的增量距离。从R 平面到孔底是按F 代码所指定的速度进给。
R ：在G91时，R 值为从初始平面到R 点的增量距离；在G90时，R 值为绝对坐标值，此段动作是快速进给的。
Q ：在G73或G83方式中，规定每次加工的深度，以及在G87方式中规定移动值。Q 值一律是无符号增量值
P ：孔底暂停时间，用整数表示，以ms 为单位
F ：进给速度，mm/min ，攻螺纹时为F=S×T ，S 为主轴转速，T 为螺距。 （6）重复次数（非模态变量）。
K ：K 为0时，只存储数据，不加工孔。在G91方式下，可加工出等距孔。
如果正在执行固定循环的过程中NC 系统被复位，则孔加工模态、孔加工参数及重复次数K 均被取消。
高速深孔钻孔循环指令G73，
对于孔深大于5倍直径孔的加工由于是深孔加工，不利于排屑，故采用间断进给，每次进给深度为Q ，最后一次进给深度≤Q ，退刀量为d ，直到孔底为止。
程序格式：
G73 X —Y —Z —R —Q —F —
K
数控加工实用技术（含MasterCAM）实验指导书 台州学院 机械工程学院
前言 数控加工实用技术实验指导书共编入7个实验，即数控车床编程与操作实验、数控铣床编程与操作实验、数控加工中心编程与操作实验、电火花与线切割实验、Mastercam构建二、三维零件实验、Mastercam造型与加工实验以及数控在线加工综合实验等内容。 在指导书编写过程中，本着改革的精神，力求在内容上做到理论与实际相结合，先进性、科学性和实用性相结合。在具体内容的安排上，充分注意到每个实验的层次和内容，力求形成一个完整的实验体系，使培养出的学生成为既具有一定的数控基础知识，又能掌握比较系统的专业技术理论，既得到较全面的技能训练，又掌握科学的实验研究方法的实用性、高层次、高技术水平的人才。同时也为今后进行各种数控机床的应用奠定一定的基础。
目录 目录 (3) 实验设备介绍 (4) 实验注意事项 (7) 实验安全操作规程 (8) 实验一数控铣床操作与编程 (9) 实验二控加工中心操作与编程 (9) 实验三数控车床数操作与编程 (17) 实验四数控电火花线切割机床编程与操作实验 (25) 实验五 Mastercam构建二、三维零件 (25) 实验六（1）Mastercam构建三维曲面零件 (49) 实验六（2）Mastercam造型与加工 (49) 实验七数控在线加工 (58) 主要参考文献 (65)
主要实验设备介绍 1.数控加工中心 VB-825A FEELER型数控立式加工中心一台，杭州友佳精密机械有限公司生产，配备FANUC 0i-MC 数控系统。 性能特点： 全封闭防护装置，造型美观。 配置FANUC数控系统。 快速可靠的换刀装置。 强力冷却排屑装置。 刚性攻丝，性能可靠。 高精、高速、高效，连续加工，操作方便。 2.数控立式铣床 XK-714A型数控立式铣床一台，南通纵横国际股份有限公司生产，配备FANUC 0i-MB数控系统。 性能特点 中小规格（工作台800-2000）、高效能床身型数控铣床 加工范围广泛，可完成铣、镗、钻、绞、攻丝等加工 大件采用稠筋封闭式框架结构、刚性高、抗震性好 五大件由进口五面体加工中心加工，切削应力小，热变形少
数控铣床实验报告 【篇一：数控铣床实验报告】 数控铣床实训报告 一、实训目的： 1、熟悉数控实训车间安全管理规定； 2、了解数控铣床的基本结构、工作原理及其工作方法，学会正确的操作铣床； 3、熟练掌握系统面板及操作界面的使用； 、 4、掌握数控机床编程方法。 二、实训设备与材料： 铣床：大连xd-40a 刀具：平底铣刀 测量工具：游标卡尺 刀具：平口虎钳 材料：石蜡、木板 绘图工具：autocad绘图软件 ~ 三、实训内容： 1、在实训老师的指导下，了解数控铣床的结构特点，铣床的工作原理及其工作方法。 2、学会编辑并运行程序，最后加工成品。
四、操作步骤： 1、用autocad绘图软件绘出工件模型，并标出各点坐标。 2、对刀，并设定工作坐标系。 3、编写程序，在程序编辑模式下输入程序 4、用计算机仿真，若仿真结果出现错误，则需要再次修改程序，直至结果正确。此时需重新启动数控面板，接着重复步骤2。若仿真结果与所期望的图形一致，则新启动数控面板，接着重复步骤2。 ) 5、切削加工。 6、工件完成后将x、y、z轴复位。接着关闭数控面板电源，再关闭铣床电源。 五、操作注意事项： 1、在对刀过程中xyz轴向一定要清楚，头晕或状态不好时不要去操作操作机床，以免发生意外。在对刀过程中手摇器倍率要调节好，靠近工件的时候一定要把倍率调小，这样可以保证安全和确保更高的对到精确度。 2、操作时要注意刀具有半径补偿，故设计零件时要注意临界值，并注意刀补的方向。 3、铣床操作过程中出现警报时，要及时查找出错原因，切忌不可重启机子解决此问题，否则将出现同样情况。 4、编辑完程序后需要在模拟后保证安全的情况下才能进行加工，在模拟完后要进行加工时务必要先清零，而且要保证回零完全。 六、附录 * 哑铃程序：
数控车床加工工艺分析 摘要：随着数控加工的日益成熟越来越多的零件产品都用数控机床来加工,因此如何改进数控加工的工艺问题就越来越重要。在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。 关键词：数控加工加工工艺薄壁套管、护轴 前言：数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。下面我将结合某一生产实例对数控加工的工艺进行分析。以便帮助大家进一步了解数控加工，对实际加工起到帮助作用。 一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度，同时能比较精准的加工出合格的零件。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，
否则就会产生严重的后果。 1、1 零件图样分析 因为薄壁加工比较困难，尤其是内孔的加工，由于在切削过程中，薄壁受切削力的作用，容易产生变形。从而导致出现椭圆或中间小，两头大的“腰形”现象。另外薄壁套管由于加工时散热性差，极易产生热变形，使尺寸和形位误差。达不到图纸要求，需解决的重要问题，是如何减小切削力对工件变形的影响。薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。 无论用什么形式加工零件，首先都必须从查看零件图开始。由图看见该薄壁零件加工，容易产生变形，这里不仅装夹不方便，而且所要加工的部位也那难以加工，需要设计一专用薄壁套管、护轴。
江苏省技工院校 教案首页 授课 2.15 2.17 日期 班级10数/10机10数/10机 课题：第四章第一节数控加工用刀具的种类与特点 教学目的要求： 1. 刀具的种类。2. 刀具的特点。3. 对刀具的要求。教学重点、难点： 1. 刀具的种类。2. 刀具的特点。3. 对刀具的要求。授课方法：示范 授课执行情况及分析：基本掌握，作业情况良好 板书设计或授课提纲 一、复习前课（5’） 二、导入新课（10’） 三、讲解新课（45’） 四、课堂小结（15’） 五、布置作业（5’）
教学活动及板书设计 第四章数控加工用刀具与夹具系统 第一节数控加工用刀具的种类与特点一、复习前课 二、导入新课 数控加工用刀具可分为常规刀具和模块化刀具。 三、讲解新课 （一）刀具的种类 1. 车削刀具 2. 钻削刀具 3. 铣削刀具 4. 镗削刀具 5. 特殊型刀具 （二）刀具的特点 （三）对刀具的要求 1. 强度高 2. 精度高
3. 切削速度和进给速度高 4. 可靠性好 5. 使用寿命长 6. 断屑及排屑性能好 四、课堂小结 五、作业布置
江苏省技工院校 教案首页 授课 2.22 2.24 日期 班级10数/10机10数/10机 课题：第四章第二节数控车削用刀具 教学目的要求：1. 机夹可转位片刀具及代码。2. 数控车削刀具系统的形式。3. 数控车削用刀具的选用。 教学重点、难点： 授课方法：示范 授课执行情况及分析：基本掌握，作业情况良好 板书设计或授课提纲 一、复习前课（5’） 二、导入新课（10’） 三、讲解新课（45’） 四、课堂小结（15’） 五、布置作业（5’）
数控车床加工实训指导书 一、实训目的和要求 1、掌握数控车床的操作过程及安全操作规程。 2、熟练掌握数控车床操作面板上各种按钮的使用功能。 3、认识数控车床的坐标系并熟练掌握通过试切对刀确定工件坐标系的方法。 4、掌握数控车床的编程步骤和编程方法。 二、实训注意事项 1、严格执行数控车床安全操作规程。 2、认真听讲，听从老师的安排。 3、不得擅自修改、删除系统内的程序和参数。 4、数控车床属贵重设备，必须有指导老师在场方可操作。 5、工作完毕后必须清擦机床，打扫环境卫生，清点工卡量具。 6、注意节约材料。 三、实训设备 CY-K6136 6台 CY-K6150 2台 CY-K360 2台 四、考试或考查方式 实训课程成绩评定按五级记分制评分，即优、良、中、及格、不及格。为了便于考核，可先按百分制记分，然后折算。总分在90分及以上者记为优，80～89分记为良，70～79分记为中，60～69分记为及格，60分以下记为不及格。评分标准如下： 实际操作50分，包括动手能力10分、完成实训任务10分、考核件30分；基本知识30分，包括操作理论知识15分、实训成果与报告15分；安全生产10分；文明生产10分。 实训期间，学生每迟到一次扣除1分、每早退一次扣除1分；学生每请假一次扣除1分；学生每旷课一次扣除5分；学生不交实训报告者不记分，补交后补记成绩；学生无故不参加实训者不记分，按校规校纪处理。
五、实训内容 （一）安全教育和数控车床的基本操作（4学时） 【教学目的与要求】 1、熟练掌握数控车床操作面板各按键的功能。 2、熟练掌握数控车床的基本操作方法。 3、了解安全文明生产知识和机床操作规程、数控车床操作工高级职业技能的国家标准和日常维护保养知识。 4、培养良好的职业道德。 【教学重点与难点】 1、数控车床操作面板各按键的功能。 2、数控车床的基本操作方法。 【教学方法】 教师讲解与现场演示指导相结合。 【教学内容】 1、以FANUC系统数控车床为例进行介绍数控车床操作面板各按键的功能，主要分为三个区域：CRT显示屏、MDI操作面板和机床控制面板。 2、数控车床的基本操作 ⑴机床上电与断电操作 ⑵机械回零操作 ⑶激活主轴操作 ⑷手动操作 ⑸MDI操作 ⑹编辑操作 ⑺自动运行操作 3、数控车床安全操作规程 4、数控车床工高级职业技能国家鉴定标准 5、数控车床的日常维护保养知识 （二）数控车床对刀操作及刀具补偿值的设定（4学时） 【教学目的与要求】
数控数控铣床加工实验报告班级机械姓名 学号同组人员 一. 实验目的 1、了解ZXK-35型数控铣床的基本组成与操作。 2、?学习数控车床加工零件编程设计。 3、?掌握机床操作面板的使用。? 4、掌握机床的基本操作，如装夹工件，对刀等。 二. 实验设备 1、ZXK-35型数控铣床一台 2、平面立铣刀一把? 3、铝制四方工件一件 4、台虎钳装夹座一台 三. 实验步骤 1、了解ZXK-35型数控铣床的主要结构布置。
（1） 刀具安装 刀具安装：利用两个开口扳手卡住主轴切口与锁嘴螺母，反向使力，可以将刀具取出；将所需使用的刀具的刀柄套入锁嘴中，留出适当的长度；按照类似上面取出刀具的方法，可以将刀柄夹紧，完成刀具的安装。 （2） 对刀操作 对刀操作：通过刀具试触工件样品两对边边缘，读入相应位置坐标，可以得出相应的X 、Y 轴的对刀零点，Z 轴对刀采用正转的刀具Z 轴下降到触碰到工件的坐标值为Z 轴零点。 载入相应数据到控制面板，完成机床的工件坐标零点设置。 数控面板 装夹 座 主 轴 刀 具 扫屑气 枪 工件
2、数控系统操作面板的熟悉及操作。 （1）机床MDI操作 MDI操作是可以简单输入编程指令，运行机床，试看机床对刀或者检测编程的正确安全性。 （2）主轴转速调节 主轴转速可以通过右边的旋钮调节对应转速。 （3）机床坐标移动的正确操作方法。 可以通过转动手轮或者使用数控面板上X/Y/Z按键。 3、编写零件加工程序 在铣床控制面板中新建一个程序名，将需要加工的零件程序编写到控制面板内。 G17G90G54 T1D1 M03S500F100 G00Z2X0Y0 X-30 Y-25 G01Z-1
三．零件的数控加工工艺分析 （一）数控加工的基础知识 1．概述零件的数控加工过程 在数控机床上加工零件时，首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化。先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、刀具参数，再按数控机床规定采用的代码和程序格式，将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量)以及辅助操作(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关)等编制成数控加工程序，然后将程序输入到数控装置中，经数控装置分析处理后，发出指令控制机床进行自动加工。 数控车床工作过程：如图所示。数控车床工作大致分为下面几个步骤： 1）根据零件图要求的加工技术内容，进行数值计算、工艺处理和程序设计。 2）将数控程序按数控车床规定的程序格式编制出来，并以代码的形式完整记录在存储介质上，通过输入（手工、计算机传输等）方式，将加工程序的内容输送到数控装置。 3）由数控系统接收来的数控程序（NC代码），NC代码是由编程人员在CAM软件上生成或手工编制的，它是一个文本数据，表现比较直观，较容易地被编程人员直接理解，但却无法为软件直接利用。 4）根据X、Z等运动方向的电脉冲信号由伺服系统处理并驱动机床的运动结构（主轴电动机、进给电动机等）动作，使机床自动完成相应零件的加工。 2．切削加工必须具备的两种运动 1）主运动：主运动是切除工件多余金属层，形成工件新表面的必要运动。它是由机床提供的主要运动。主运动的特点是速度最高，消耗功率最多。切削加工中只有一个主运动，它可由工件完成，也可由刀具完成。如车削时工件的旋转运动、铣削和钻削时和钻头的旋转运动等都是主运动。 2）进给运动：进给运动是把切削金属层间断或连续投入切削的一种运动，与主运动相配合即可 不断切削金属层，获得所需的表面。进给运动的特点是速度小、消耗功率少。切削加工中进给运动可以是一个、两个或多个。它可以是连续的运动，如车削外圆时，
数控加工工艺与编程课 程标准
《数控加工工艺与编程》课程标准 开课院部：机电工程学院 课程编号：020810019 课程负责人： 编制日期：2014年5月26日
《数控加工工艺与编程》课程标准课程名称：数控加工工艺与编程 适用专业：数控技术、机械制造与自动化、机电一体化技术 1.前言 1.1课程性质 本课程是数控技术专业中核心职业技能课，培养具有较高职业道德和素养，了解数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本编程功能指令，掌握数控车床、数控铣床、加工中心程序编制方法的高素质技能型人才。 本课程是数控技术专业的一门职业技术课程。课程主要讲授数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本编程功能指令，掌握数控车床、数控铣床、加工中心的程序编制方法。 前导课程：《机械制造技术基础》、《计算机绘图》、《工程材料与成型工艺》、《公差配合与技术测量》等。 后续课程：顶岗实习 1.2课程设计理念 根据行业经济和山东、济南地区经济发展需要，立足于“以服务为宗旨，以就业为导向，以学生为中心”的办学定位，通过对机械加工行业的调研，明确学生的主要就业岗位及其岗位工作标准，分析与之相适应的职业能力，采用“任务驱动、项目导向”的教学方式，有针对性的选择若干个典型机械零件，确定学习领域课程及其学习情境，构建新的学习领域课程内容体系。 1.3课程设计思路 （1）采用“工学结合”的教学模式 在教学过程中，采用“工学结合”的教学模式，通过与我院实践教学实习基地：济南四机数控机床、威海华东数控股份有限公司（国内主流机械加工设备供应商）、中国重汽集团等建立起密切合作关系，将实验实训放到工程训练中心或实践教学基地进行，使学生能够深入生产第一线，参观和参与生产过程，为学生提供良好的工程实践环境。 （2）采用“项目导向、任务驱动”的教学方式 以数控加工岗位工作任务为驱动，以来自企业真实产品的典型零件加工过程规划教学内容，以实际工作过程为主线，将数控加工工艺与编程的理论知识，融于机械零件的实际加工过程中，在实际工作需要时引入相关
《数控机床》 实 验 指 导 书 （简本） 蚌埠学院机电系李大胜2008年9月修订
实验一数控车床操作模拟（计算机仿真） 一、实验目的和要求 数控加工在制造业中占有非常重要的地位，数控机床是一种高效的自动化设备，它可以按照预先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工。宇航数控加工仿真系统可以在计算机屏幕上仿真完成数控加工程序的输入输出、数控机床操作、工件加工、虚拟测量等数控加工全过程，而且在数控加工仿真系统中，机床操作面板和操作步骤与相应的实际数控机床完全相同，学生在这种虚拟工业环境中可以学习掌握典型数控车床的加工操作方法，通过数控加工仿真系统可以使培训得到实物操作训练的目的，本次实验主要要求学生了解宇航仿真软件的使用和熟悉配备主流数控系统的数控车床的操作及对刀方法。 二、实验内容 1、了解数控车床的基本运动、加工对象及其用途； 2、了解数控车床操作面板各按键（CNC界面）的功用； 3、掌握数控车床的调整及加工前的准备工作、尤其要熟练掌握FANUC0i系统的多种对刀方法； 三、实验仪器 软件要求：宇航数控仿真系统30节点 硬件要求：微机30台 四、实验内容及步骤 YHCNC仿真系统及虚拟机床操作（FANUC 0i） 1、机床操作面板 机床操作面板位于窗口的右下侧，如下图所示,主要用于控制机床运行状态，由模式选择按钮、运行控制开关等多个部分组成，每一部分的详细说明如下： FANUC 0i面板 AUTO：自动加工模式。EDIT：编辑模式。MDI：手动数据输入。 INC：增量进给。 HND：手轮模式移动机床。 JOG：手动模式，手动连续移动机床。 REF：回参考点。
目录 一、零件图的工艺分析 二、零件设备的选择 三、确定零件的定位基准和装夹方式 四、确定加工顺序及进给路线 五、刀具选择 六、切削用量选择 七、填写数控加工工艺文件
1、如图1所示，材料为45钢，单件生产，毛坯尺寸为 84mm×84mm×22mm），试对该零件的顶面和内外轮廓进行数控铣削加工工艺分析。 图1带型腔的凸台零件图 一零件图的工艺分析 1、图形分析 （1）分析零件图是否完整、正确，零件的视图是否正确、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、明确。从上图可以看出该零件图的尺寸符合了这一要求。 （2）分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。上图的精度为IT8级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。 （3）该零件图上的尺寸标注既满足了设计要求，又便于加工，各图形几何要素间的相互关系（相切、相交、垂直和平行）比较明确，条件充分，并且采用了集中标注的方法，满足了设计基准、工艺基准与编程原点的统一。因此该图的尺寸标注符合了数控加工的特点。 2、零件材料分析 由题目提供，材料为45钢。 3、精度分析
该零件最高精度等级为IT8级，所以表面粗糙度均为Ra3.2um。加工时不宜产生震荡。如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。 4、结构分析 从图1上可以看出，带型腔的凸轮零件主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔、铰孔。需要粗精铣上下表面外轮廓内轮廓凸台内腔及铰孔等加工工序。 二、选择设备 由该零件外形和材料等条件，选用XK713A数控铣床。 三、确定零件的定位基准和装夹方式 由零件图可得，以零件的下端面为定位基准，加工上表面。把零件竖放加工外轮廓。 零件的装夹方式采用机用台虎钳。 四、确定加工顺序及进给路线 1、确定加工顺序 加工顺序的拟定按照基面先行，先粗后精的原则确定，因此先加工零件的外轮廓表面，加工上下表面，接着粗铣型腔，再加工孔，按照顺序再精铣一遍即可。 加工圆弧时，应沿圆弧切向切入。 2、进给路线
序号 1 日期班级 课题数控程序编制的概念 重点与难点数控编程的内容与步骤 教研室主任年月日教师年月日 教学手段：多媒体教学 引入：由普通机床难加工零件及东芝事件引出数控机床应用（5分钟）正课：第一章数控加工技术概况（85分钟） 1.1 数控程序编制的概念 在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。 1.1.1 数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。 1、数控程序编制的内容及步骤 数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。 （1）分析零件图样和制定工艺方案 这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线
及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。 （2）数学处理 在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。 （3）编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。 （4）程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查 机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进 行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。 总结与提问：数控机床的应用及数控机床编程步骤（10分钟）
《数控加工技术》 实验指导书 （第二版） 适用专业：机械电子工程 机械设计制造及其自动化 江苏科技大学 机械工程实验中心 2011年8月 实验二：插补原理实验 实验学时：2
实验类型：验证、设计 实验要求：必修 一 、实验目的 1要求学生学会独立查阅资料，掌握逐点比较法插补原理。 2通过插补原理实验，能够自主用逐点比较法完成手工计算直线和圆弧的插补轨迹。 3了解其他数控插补算法。 二、实验内容 1.逐点比较法（直线插补 、圆弧插补）验证。 2.其他插补算法（直线插补 、圆弧插补）验证（选做）。 三、数控机床插补原理 机床数控系统依据一定方法确定刀具运动轨迹，进而产生基本廓形曲线，如直线、圆弧等。其它需要加工的复杂曲线由基本轮廓逼近，这种拟合方式称为“插补”（Interpolation ）。“插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息（如直线的起点、终点，圆弧的起点、终点和圆心等），在轮廓的已知点之间确定一些中间点，完成所谓的“数据密化”工作。 数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法，数字积分法，时间分割法，样条插补法等。逐点比较法，即每一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，视该点在给定轨迹的上方或下方，或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近给定轨迹。如此，走一步，比较一次，决定下一步走向，以便逼近给定的轨迹。下面以逐点比较法为例，阐述插补的原理。 直线插补计算原理： 偏差计算公式：以第一象限为例，取直线起点为坐标原点，如图2-1所示，m 为动点，有下面关系： X m X e Ym Ye = 取 m F Ym Xe Xm Ye =-作为偏差判别式， 若 Fm=0，表明 m 点在OA 直线上； 若 Fm>0，表明m 点在线上方的m ′处； 若 Fm<0，表明m 点在直线下方的m ″处。 从坐标原点出发，当Fm ≧0时，沿＋X 方向走一步，当Fm<0，沿＋Y 方向走一步，当两方向所走的步数与终点坐标（Xe,Y e ）相等时，停止插补。
数控机床仿真模拟加工实验报告 实验目的 1、熟悉典型数控加工仿真软件——宇龙数控加工仿真软件的特点及其应用； 2、通过软件系统仿真操作和编程模拟加工，进一步熟悉实际数控机床操作，提高编写和调试数控加工程序的能力。 3、了解如何应用数控加工仿真软件进行加工过程预测，以及验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。 实验基本原理 宇龙数控加工仿真软件是模拟实际数控机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统；应用该软件，可以基于虚拟现实技术，模拟实际的数控机床操作和数控加工全过程。本实验在熟悉软件的用户界面及使用方法的基础上，针对典型零件进行机床仿真操作运行和零件数控编程模拟加工，从而预测加工过程，验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。 实验内容及过程 本实验通过指导老师讲解和自己的实际操作练习，分两个阶段完成实验任务；具体如下： 一、初步熟悉数控加工仿真软件的用户界面及基本使用方法： 通过实际练习，了解应用宇龙数控加工仿真软件系统进行仿真加工操作的基本方法，包括： 如何选择机床类型； 如何定义毛坯、使用夹具、放置零件； 如何选择刀具； FANUC 0i 数控系统的键盘操作方法； 汉川机床厂XH715D加工中心仿真操作方法等。 二、针对汉川机床厂XH715D数控加工中心，应用宇龙数控加工仿真软件对凸轮零件进行机床仿真操作运行和数控编程模拟加工： 凸轮零件图如下所示：
机床仿真操作运行和数控编程模拟加工过程如下： 1、机床开启 启动数控铣系统前必须仔细检查以下各项：1.所有开关应处于非工作的安全位置；2.机床的润滑系统及冷却系统应处于良好的工作状态；3.检查工作台区域有无搁放其他杂物，确保运转畅通。之后打开数控机床的电器总开关，启动数控车床。 2、机床回参考点 启动数控铣系统后，首先应手动操作使机床回参考点。将工作方式旋钮置于“手动”，按下“回参考点”按键，健内指示灯亮之后，按“+X”健及“+Z”键，刀架移动回到机床参考点 3、设置毛坯，并使用夹具放置毛坯 通过三爪卡盘将工件夹紧。 4、选择刀具并安装
第三节数控机床的分类及应用 一、按工艺用途分类 1．一般数控机床 最普通的数控机床有钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床。 2．数控加工中心 加工中心是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置，构成一种带自动换刀装置的数控机床。 二、按加工路线分类 1．点位控制机床 刀具与工件相对移动时，只控制从一点运动到另一点的准确性，而不考虑两点之间的路径和方向。 2．直线控制机床 刀具与工件相对移动时，除控制从起点刀终点的准确定位外，还要保证平行于坐标轴的直线切削运动。 3．轮廓控制机床 刀具与工件相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。 三、按可控制联动的坐标轴数分类 数控机床可控制联动的坐标轴数是指数控装置控制几个伺服电动机同时驱
动机床移动部件运动的坐标轴数目。 1．两坐标联动 数控机床能同时控制两个坐标轴联动，即数控装置同时控制X和Z方向运动，可用于加工各种曲线轮廓的回转体类零件。 2．三坐标联动 数控机床能同时控制三个坐标轴联动，此时，铣床称为三坐标数控铣床，可用于加工曲面零件。 3．两轴半坐标联动 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但控制装置只能同时控制两个坐标联动，而第三个坐标只能作等距周期移动。 4．多坐标联动 能同时控制四个以上坐标轴联动的数控机床，多坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂的零件。 四、按控制方式分类 1．开环控制数控机床 开环控制数控机床系统中没有检测反馈装置，不检测运动的实际位置，没有位置反馈信号。指令信息在控制系统中单方向传送，不反馈。 2．全闭环控制数控机床 安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要
数控加工技术实验指导书 山东建筑工程学院机电工程学院 机械工程实验室 2005年4月
实验一数控原理演示实验 一、实验目的： 该实验为演示性实验。通过实验进一步了解数控机床的组成、工作原理、直线及圆弧插补原理、步进电机和交流伺服电机的控制原理。 二、实验仪器设备： NCD-3型数控原理演示系统；EM-400交流伺服控制系统；J1FCNCⅠ-B型数控车床；XK5032数控铣床。 三、演示内容： 1、基本门电路（与、或、与非）、触发器（D、JK）计数器、寄存器等逻辑单元的功能演示。 2、硬件电路的运算演示，并用可调步长放大器将脉冲当量放大，使模型机描绘出一定步长的插补轨迹，观察插补拟合过程。 3、步进电机的驱动控制，正反转控制及频率特性实验的演示。 4、开放式数控系统的构成，PMAC多轴运动控制卡的工作原理以及运动控制程序演示。 5、数控机床回零原理演示。 6、了解专用数控系统的构成，直线导轨的结构，同步齿形带传动的特点。 四、思考题： 1、要组成一个完整的数控系统，需要哪些硬件电路及设备？ 2、步进电机的运行特性与输入脉冲频率有什么关系？ 3、交流伺服电机在数控机床中能否采用开环控制模式？
实验二数控车床模拟编程器编程 一、实验目的： 1、使学生对数控车床编程特点、编程方法和加工方式有所了解； 2、根据给定的零件图纸，编出零件加工程序，并进行程序的输入、检查等，最后模拟加工过程。 二、实验设备及仪器： NIM-9001增强型数控车床编程模拟器 三、实验步骤： 1、认真阅读实验指导书； 2、按指定零件编制程序； 3、输入程序，模拟加工。 四、编程模拟器的使用说明： 1、NIM-9001编程模拟面板 NIM-9001编程模拟面板见图一； 控制键盘主要有功能选择键、编辑键与手动键三大部分组成。各功能下：（1）功能选择键 EDIT：编辑状态选择键 EXT：通讯状态进入键 ZERO：回机床零点功能键。控制拖板沿X、Z两向分别运动至机床零点。 AUTO：自动加工控制功能键。进入此状态，系统控制加工程序的执行。 GRAPH：图形模拟控制功能键。进入此状态，以图形方式仿真加工程序的执行。 F：刀偏量、齿补量设置功能键。进入此状态，系统可设置8把刀的刀偏量，并可任意修改。同时也可设置与修改丝杆间隙补偿量（0~2.55mm）。 M：M功能检索键。屏幕显示全部M功能指令及解释。 G：G功能检索键。屏幕显示全部G功能指令及解释。 （2）编辑键 ~9 0数字 .小数点 —负号 EOB 程序段输入 E 数据输入（编辑时为清除当前程序段） ←→↑↓移动光标 CE 清除当前输入数据 DEL 程序段删除 INS 程序段插入 GOTO 程序段检索 EXIT 退出 （3）手动键 TOOL 手动换刀 FWD 主轴正转 REV 主轴反转
典型零件数控加工工艺分析及编程 姓名： 班级： 学号： 指导老师： （单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002） 2009-4-10
典型零件数控加工工艺分析及编程 【摘要】针对典型零件选择机床、夹具、刀具及量具，拟定加工工艺路线、切削用量等，编写数控加工的程序。 【关键词】工艺编程 一、数控加工工艺路线的设计 工艺路线是指零件加工所经过的整个路线，也就是列出工序名称的简略工艺过程。工艺路线的拟定是制订工艺规程的重要内容，其主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序及整个工艺过程的工序数目和工序内容。 数控加工工艺路线的设计与通用机床加工工艺路线的设计的主要区别在于它往往不是只从毛坯到成品的整个过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其它加工工艺衔接好。 ⒈工序的划分 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行： ⑴以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态。 ⑵以同一把刀具加工的内容划分工序。有些零件虽然能再一次安装加工中加工很多代加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等，此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序内容
不能太多。 ⑶以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。 ⑷以粗、精加工划分工序。对于加工后易发生变形的工件，由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的过程，都要将工序分开。 ⒉顺序的安排 顺序的安排应根据零件的结构和毛坯，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行： ⑴上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插于通用机床加工工序的也应综合考虑; ⑵先进性内腔加工,后进行外形加工; ⑶以相同定位、夹紧方式或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重负定位次数和换刀次数。 ⑷同时还应遵循切削加工顺序的安排原则：先粗后精、先主后次、先面后孔、基准先行。 二、数控编程 数控编程就是生产用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。数控程序是由一系列程序段组成，把零件的加工过程、切削用量、位移数据以及各种辅助操作，按机床的操作和运动顺序，用机床规定的指令及程序各式排列而成的一个有序指令集。 零件加工程序的编制是实现数控加工的重要环节，特别是对于复杂零件的加工，其编程工作的重要性甚至超过数控机床
机电工程学院 数控技术实验指导书 编者：华东徐赐军黄松林 审核：丁晚景 班级 学号
机械电子工程系二0一一年十二月
实验一：数控机床的认识及基本操作实验 [实验目的] 通过本次实验，要求学生掌握数控机床的硬件基本组成，了解数控机床的工作原理，掌握当今主流数控系统的控制面版的基本组成，掌握SIEMENS和FUNC系统操作面版的基本操作。 [实验属性] 本实验属验证性质 [实验学时] 4学时，可根据实际教学计划选作2~4学时。 [实验容] 1．数控机床的组成、特点及分类 1.1数控机床的组成： 现代数控机床都是CNC机床，一般由数控操作系统和机床本体组成，主要有如下几部分组成。 1)CNC装置： 计算机数控装置（即CNC装置）是CNC系统的核心，由微处理器（CPU）、存储器、各I／O接口及外围逻辑电路等构成。 2)数控面板： 数控面板是数控系统的控制面板，主要有显示器和键盘组成。通过键盘和显示器实现系统管理和对数控程序及有关数据进行输入和编辑修改。 3)可编程逻辑控制器PLC： PLC是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，用于完成数控机床的各种逻辑运算和顺序控制。例如：主轴的启停、刀具的更换、冷却液的开关等辅助动作。 4)机床操作面板： 一般数控机床均布置一个机床操作面板，用于在手动方式下对机床进行一些必要的操作，以及在自动方式下对机床的运行进行必要的干预。上面布置有各种所需的按钮和开关。 5)伺服系统： 伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系统，进给伺服系统主要有进给伺服单元和伺服进给电机组成。用于完成刀架和工作台的各项运动。主轴伺服系统用于数控机床的主轴驱动，一般由恒转矩调速和恒功率调速。为满足某些加工要求，还要求主轴和进给驱动能同步控制。 6)机床本体： 机床本体的设计与制造，首先应满足数控加工的需要，具有刚度大、精度高、能适应自动运行等特点，由于一般均采用无级调速技术，使得机床进给运动和主传动的变速机构被大大简化甚至取消，为满足高精度的传动要求，广泛采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度传动件。为提高生产率和满足自动加工的要求，还采用自动刀架以及能自动更换工件的自动夹具等。 1.2数控机床的特点： 由于数控机床是计算机自动控制同精密机床两者之间的相互结合，使得它具有高效率、高精度、高
计算机控制加工工程实验指导书 邵明辉编 徐州师范大学机电工程学院
目录 实验一数控车削编程与加工 (2) 实验二、数控铣削编程与加工 (4) 实验三、数控加工中心编程与工 (6)
实验一数控车床编程 一、实验目的 1.熟悉SIEMENS数控机床NC操作面板、机床控制面板各主要按键名称及功能； 2.了解数控车床的基本操作方法，刀具参数及工件坐标系参数设置的具体含义。 3.熟悉数控车床基本编程指令，重点掌握直线插补、圆弧插补、纵向毛坯切削循环LCYC95等指令的合理使用。 二、实验设备和工具 1．SIEMENS数控车床或宇航数控仿真 2．钢板尺150mm 3．游标卡尺150mm 4. 外圆车刀、割刀 5．棒料22X300mm （铝材） 三、实验内容 1、数控机床NC操作面板、机床控制面板主要按键名称及功能； 2、数控车床的基本操作方法，及对刀方法。 3、编程 编制图示零件的数控车削加工程序，毛坯为Φ22mm棒料，T1刀为外圆刀，T2刀为割刀（刀宽3mm）。
四、实验步骤 1．确定加工工艺 加工刀具 切削用量 走刀路线 2．编制数控加工程序 确定工件坐标系 计算坐标尺寸 编制程序 3．调试程序及（模拟）加工 机床通电，启动数控系统； 机床回机械原点； 安装刀具与工件毛坯； 对刀； 输入加工程序； 首件试切削；
检验零件加工精度，根据需要调整机床参数及修改加工程序，使之符合零件加工要求。 五、数控加工程序：（参考）
二、数控铣床铣削加工实验 一、实验目的： 1、了解数控铣床的基本操作。 2、了解数控铣刀的特征及其用途。 3、了解数控铣削加工的工艺特征。 4、学习数控系统的基本操作方法。 5、通过具体实例练习轮廓简单铣削指令，重点掌握刀具半径补偿指令在具体程序中的应用。 二、实验设备 1、配FANUC Oi铣床数控系统的XK714立式数控铣床一台。 2、量具、夹具等辅助工具。 三、实验内容 1、了解数控机床的组成及功能; 2、接通电源，启动系统，进行手动“回零”、“点动”、“步进”操作; 3、用MDI功能控制机床运行（程序指令：G91 X Y Z ），观察程序轨迹及机床坐标变化; 4、在数控铣床系统中输入程序，进行程序校验和加工。 四、实验步骤 1、图样分析（见图1） 2.工艺路线设定 1）走刀路线设定 2）进、退刀点设定
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
数控加工仿真系统操作实验指导书 课程编号：02000560 课程名称：数控技术 实验一数控加工仿真系统操作实验 一、实验目的 本实验是在学完“数控技术”数控编程一章之后所进行的4个学时操作演示实验，其目的是使学生通过这种数控加工仿真系统软件的操作，掌握车、铣削类零件的数控加工工艺及数控编程的特点，完成编写一个零件的实际加工程序及在数控机床上仿真加工。 二、实验的主要内容 1、机床坐标回零； 2、定义毛坯、安装夹具、选择刀具； 3、对刀、刀补设置； 4、数控程序的导入； 5、加工； 三、实验设备和工具 正版数控加工仿真软件及计算机。 四、实验原理 三维动态模拟加工原理。 五、实验方法和步骤 见附件一（铣削）、附件一（车削）。 六、实验报告主要内容及要求 1、程序及程序说明； 2、切削用量的确定； 3、刀具轨迹图(在计算机上)； 4、在计算机上演示模拟加工。 七、实验注意事项 程序文件存放在：G\200*+学号+零件号，注学号零件号均取两位数。
附件一实验指导书 数控加工仿真系统操作步骤（铣削加工） 1、选择机床类型，在菜单里选择相应机床，确定按钮。 打开菜单“机床/选择机床…”，在选择机床对话框中选择控制系统类型和相应的机床并按确定按钮，此时界面如图1-1-1所示。 图1-1-1 FANUC 0I MDI键盘操作说明 图FANUC 0I MDI键盘 MDI键盘说明 图1-1所示为FANUC0I系统的MDI键盘（右半部分）和CRT界面（左半部分）。MDI键盘用于程序编辑、参数输入等功能。MDI键盘上各个键的功能列于表1-1。 MDI软键功能 软键实现左侧CRT中显示内容的向上翻页；软键实现左侧CRT显示内容的向下翻页。