数控技术实验指导书
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《数控技术》实验指导书
合肥学院机械工程系
2008.12.
目 录
实验一 数控铣削编程加工实验……………………………………………… 1
一、实验预习要求………………………………………………………… 1
二、实验指导……………………………………………………………… 2
附一：数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）操作规程…4
附二：数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）的基本操作…4
实验二 数控车削编程加工实验………………………………………………… 6
一、实验预习要求…………………………………………………………… 6
二、实验指导………………………………………………………………… 7
附一：数控车床（配FANUC Series 0i Mate-TC数控系统）操作规程 … 9
附二：数控车床（配FANUC Series 0i Mate-TC数控系统）的基本操作…9
实验三 二维插补原理及实现实验…………………………………………… 11
一、实验预习要求………………………………………………………………11
二、实验指导……………………………………………………………………12
实验一 数控铣削编程加工实验
一、实验预习要求
1、每个同学在进行数控铣削编程加工实验之前，需要认真预习实验指导书，牢固树立安全操作意识；在实验过程中，应有端正的实验态度，积极主动地学习，善于发现问题，不断提高思考能力和动手能力。
2、请思考下列问题并写出实验预习报告：
（1）数控铣削加工操作的基本步骤应该怎样？
（2）数控铣床坐标系如何确定的；什么是数控铣床参考点；什么是刀具半径补偿；什么是工件坐标系？
（3）在对工件进行轮廓切削加工之前，如果需要首先将工件上表面铣削平整，应该采用什么刀具，怎样编程？
（4）试按要求编写图示实验零件的数控加工程序。
二、实验指导
1、实验目的
（1）了解数控铣床的基本结构、工作原理；
（2）了解数控铣削加工的工艺特征；
（3）了解数控铣削加工所用铣刀的特征及其用途；
（4）熟悉数控铣床的基本操作；
（5）熟悉数控铣床的指令系统和手工编程方法，掌握基本的G代码和M代码的使用；
2、 实验仪器设备
（1）数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）。
（2）游标卡尺
3、实验要求
数控铣削加工是实际生产中最常用和最主要的数控加工方法之一，它的特点是能同时控制多个坐标轴运动，使多个坐标方向的运动之间保持预先确定的关系，从而把工件加工成某一特定形状的零件。
数控铣床除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表面外、槽腔，还能铣削普通铣床不能铣削的，需多坐标联动的各种平面轮廓、立体轮廓和曲面零件。
本实验以图示的典型零件为例，要求用150mm×80mm×40mm的铝板或塑料板进行加工，经过粗铣、精铣等多次走刀，最后得到图示轮廓形状和尺寸的零件。编程时，要求以工件上表面A点为编程原点建立工件坐标系。
在自动运行数控程序加工零件之前，首先应熟悉数铣车床的基本组成和各部件的功能；了解操作面板及相关按键的功能；并完成以下数控铣床的基本操作：
（1） 数控铣床开机操作、回机床参考点操作、
（2） 手动连续进给（JOG进给）操作、
（3） 进给倍率调整操作、
（4） 手轮进给操作、
（5） MDI（手动数据输入）运行、
（6） 主轴转动、转速倍率调整操作
（7） 程序编辑修改操作；
在完成以上基本操作后，经过加工程序轨迹检查校验、对刀操作后，才能自动运行程序切削加工零件；最后对实验结果进行分析总结。
4、根据图纸要求确定加工工艺
（1） 加工方式：立铣。
（2） 加工刀具：直径Φ10号的立铣刀。为编程方便，并考虑刀具半径对刀具中心轨迹的影响，应采用刀具半径补偿指令，即可直接按工件轮廓的坐标数据编程以加工出合格的工件。刀具半径补偿数值通过数控机床控制面板手工输入。
（3） 工艺路线：根据相关的工艺原则合理地确定工艺路线。要求每次粗、精加工时所选的切削深度和切削宽度合理。
（4） 切削用量：应根据实际情况，综合考虑工件材料、切削刀具及粗精加工的不同要求，合理选定切削用量。参考值如下：精加工时主轴转速600r/min，进给速度200mm/min；粗加工时主轴转速400r/min，进给速度150mm/min；
（5） 定位夹紧：通过机用台钳将工件安装在机床工作台上。
5、加工程序的编制
请根据所学的数控编程知识，自行设计编制零件的加工程序。编程时注意工件坐标系的确定、相应的数值计算。
6、实验操作和编程加工
在教师的指导下，完成实验操作和编程加工等各步骤。
7、实验思考题：
根据实验过程及实验结果，提交实验报告，并思考回答下列问题：
(1) 在铣削加工中，采用相对坐标方式编程和绝对坐标方式编程有何不同？
(2) 本次铣削加工时，实际的刀具中心轨迹形状和工件轮廓形状有何异同？
(3) 对本次铣削加工的零件，可以通过改变刀具半径补偿量，实现用同一把刀具进行粗、精加工；此时应如何编写数控加工程序以较方便地实现该功能？
(4) 若要铣削加工非圆曲线、三维空间曲线、或三维空间曲面等复杂轮廓型面，请考虑用什么方法编写数控加工程序。
附一：数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）操作规程：
1.启动数控铣系统前必须仔细检查以下各项：
a）所有开关应处于非工作的安全位置。
b）机床的润滑系统及冷却系统应处于良好的工作状态。
c）检查工作台区域有无搁放其它杂物，确保运转畅通。
2.启动数控铣系统后，首先应手动操作使机床回参考点。
3.程序输入前必须严格检查程序的格式、代码及参数选择是否正确，学生编写的程序必须经指导教师检查同意后，方可进行输入操作。
4.程序输入后必须首先进行加工轨迹的模拟显示，确定程序是否正确后，方可进行加工操作。
5.主轴启动前应注意检查以下各项：
a）按照程序给定的坐标要求，调整好刀具的工作位置，检查刀具是否拉紧、刀具旋转是否撞击工件等。
b）禁止工件未压紧就启动机床。
c）调整好工作台的运行限位。
6.操作数控铣进行加工时应注意以下各项：
a）加工过程不得拨动变速手柄，以免打坏齿轮。
b)必须保持精力集中，发现异常要立即停车及时处理，以免损坏设备。
c)装卸工件、刀具时，禁止用重物敲打机床部件。
d)务必在机床停稳后，再进行测量工件、检查刀具、安装工件等项工作。
e)严禁带手套操作机床。
f)操作者离开机床时，必须停止机床的运转。
7.操作完毕必须关闭电源开关，清理工具，保养机床和打扫工作场地。
附二：数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）的基本操作：
1．手动连续进给（JOG进给）
按下 键，并选择进给修调倍率，再持续按下某个进给轴方向键（如“+Z”或者“-Z”、“+X”、“-X” 、“+Z” 、“-Z”）使刀具沿该进给轴方向连续移动；若同时按压 按键，则产生相应轴
的正向或负向快速运动。
2．手轮进给
按下 键， 以X轴为例，将手轮上的坐标轴选择开关置于“X”档，顺时针/逆时针旋转手摇脉冲发生器一格，可控制刀具向X轴向正向或负向移动一个增量值。连续旋转手摇脉冲发生器，则使刀具持续移动。
手摇进给的增量值由“×1”、“×10”、“×100”三个增量倍率按键控制。增量倍率按键和增量值的对应关系如表所示。
增量倍率按键 ×1
×10 ×100
增量值(mm)
0.001 0.01 0.1
3．手动回参考点操作步骤
按下 键后，按“+Z” 键 、 “+X”键及“+Y”键，刀架移动回到机床参考点。
4．手动数据输入（MDI）操作。
按下 键后，通过面板上的字母和数字按键，手动输入较短的程序；在输入时可用编辑键进行修改。完成后按 键运行。适合于简单的测试操作。
5．程序编辑：
按下 键后，按“PROG”键，在编辑状态下，通过面板上的字母和数字按键，输入程序；在输入时可用编辑键进行修改。
６．自动运行：
按下 键后，并从存储器中选择要运行的程序，按 键，程序自动运行。
在机床自动运行时，可按 按扭临时中止运行；刀具进给速度可以通过进给倍率旋钮来调整。
若先按下 键，再按 键，则机床不运动，但数控装置的显示器上能显示刀具位置的变化；这样可进行程序的模拟运行和检查。
7．超程解除：
当刀具在某个方向出现超程时，应先按下 键，按住 键不放，再选择与超程方向相反的进给轴方向键持续按下，主轴或工作台移动，解除超程。
实验二 数控车削编程加工实验
一、实验预习要求
1、每个同学在进行数控车削编程加工实验之前，需要认真预习实验指导书，并牢固树立安全操作意识；在实验过程中，应有端正的实验态度，积极主动地学习，善于发现问题，不断提高思考能力和动手能力。
2、请思考下列问题并写出实验预习报告：
（1）数控车床加工操作的基本步骤应该怎样？
（2）数控车床坐标系如何确定的；什么是数控车床参考点；什么是刀具偏置补偿；什么是工件坐标系？
（3）工件在精加工之前，必须首先切除大部分加工余量；为简化编程，减少程序段数，应该采用何种编程指令？
（4）试按要求编写图示实验零件的数控加工程序。
