数控加工与编程实验报告

数控加工与编程实训报告

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一、课程的任务和基本要求

《数控加工与变成实习》是机械设计组织及其自动化专业在专业学习过程中一次重要的实践环节；也是机械类专业必修的专业课之一，对实际应用能力要求很高，该实习目的是通过实践方式使学生进一步掌握和消化数控机床基本内容，了解数控系统组成，深化系统控制原理和方法，通过设计和调试，掌握各种功能的实现方法，为今后从事数控邻域工作打下扎实基础。

二、基本内容和要求

通过实训使了解数控机床的结构与工作原理，掌握数控车床的功能及其操作使用方法，熟悉数控车床对零件加工的基本过程和一些常见的数控加工工艺知识，掌握常用功能代码的作用，掌握简单零件的手工编程方法，掌握工件装夹及对刀方法，加深有关刀具知识和加工工艺知识的理解，提高实践操作加工能力，熟练完成典型零件的自动加工。实训过程中，通过接受有关的安全文明生产知识、劳动纪律及安全生产教育，培养学生良好的职业素质，使学生适应当前工作岗位的能力需求。在学完本课程后应达到下列要求：

1、了解数控车床的工作原理，主要组成结构及其作用。

2、熟悉数控机床对零件加工一些常见的数控加工工艺知识。

3、掌握工件装夹及对刀方法。

4、掌握简单零件加工程序的编制和输入方法。

5、掌握数控车床的操作方法及安全技术，严格遵守安全操作规程。

6、掌握数控机床对零件自动加工的基本过程。

三、数控机床安全操作规程

1、实训前的安全注意事项

1)学生进入实训室学习，必须经过安全文明生产和数控车床操作规程的

学习。

2)进入实训场地后，应服从安排，不得擅自启动或操作数控机床。

3)按规定穿戴好劳动保护用品及防护镜，不许穿高跟鞋、拖鞋上岗，不

允许戴手套和围巾操作数控机床，也不允许扎领带。

4)开机前，要检查车床电气控制系统是否正常，润滑系统是否畅通、油

质是否良好，各操作手柄是否正确，工件、夹具及刀具是否已夹持牢

固，检查冷却液是否充足，然后开慢车空转3~5分钟，检查各传动部

件是否正常，确认无故障后，才可正常使用。

5)不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。

6)上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书，数控车床的开机、关机顺

序，一定要按照机床说明书的规定操作。

7)主轴启动开始切削之前一定要关好防护门，程序正常运行中严禁开启

防护门。

8)在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入

其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。

9)程序输入完成后，必须经过任课老师同意方可按步骤操作，未经任课

老师许可，擅自操作或违章操作，成绩作零分处理，造成事故者，按

相关规定处分并赔偿相应损失。

10)完成对刀后，要做模拟换刀实验，以防止正式操作时发生撞坏刀具、

工件或设备等事故。

11)在数控车削过程中，要选择好操作者的观察位置，不允许随意离开实

训岗位，发现机床运转不正常时，应立即停车，向任课老师报告，待

查明原因，排除故障，严禁设备带病工作。

12)操作数控系统面板及操作数控机床时，严禁两人同时操作。

13)手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件

要有足够的转位距离不至于发生碰撞。

14)加工过程中，如出现异常危机情况可按下“急停”按钮，以确保人身

和设备的安全。

15)机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如

机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；

2、工作过程中的安全注意事项

l)、禁止用手接触

2)、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位；

3)、车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车；

4)、经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查；

5)、严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经有关责任人同意；

6)、工件伸出车床100mm以外时，须在伸出位置设防护物。

3、工作完成后的注意事项

l)、清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态；

2)、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。

3)、机床开机时应遵循先回零（有特殊要求除外）、手动、点动、自动的原则。

机床运行应遵循先低速、中速、再高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2-3 分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。

4)、严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后

方可进行下步工作。

5)、操作者在工作时更换刀具、工件、调整工件或离开机床时必须停机。

6)、机床上的保险和安全防护装置，操作者不得任意拆卸和移动。

7)、机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所用程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。

8)、机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。

9)、实训完毕后应清扫机床，保持清洁，将尾座和拖板移至床尾位置，并切断机床电源。

10)、机床在工作中发生故障或不正常现象时应立即停机，保护现场，同时立即报告现场负责。

11)、操作者严禁修改机床参数。必要时必须通知设备管理员，请设备管理员修改。

12)、正确地选用数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确牢固。

13)、了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确地输入系统，并模拟检查、试切，做好加工前的各项准备工作。

14)、加工过程中如发现车床运转声音不正常或出现故障时，要立即停车检查并报告指导教师，以免出现危险

四、数控机床机构

1.主机是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。

他是用于完成各种切削加工的机械部件。

2.数控装置是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT、显示器、键盒、纸带阅读机等）以相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

3.辅助装置指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

4. 编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

五、数控车床实验内容及步骤

（1）车削仿真

1.启动斯沃数控仿真软件

在左边文件框内选择单机版，在右边的数控系统下拉列表中选择FANUC 0iT，选择机器码加密，点击“运行”进入系统界面。

2.机床复位

此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮，确保此时机床处于回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键

，机床X向回到机床原点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回

到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。

3、设置毛坯

在机床主窗口已经装好了一个毛坯，需要重新设置。要求的毛坯为35号钢的Φ35×150的棒料毛坯。

4、添加刀具

从“刀具数据库”中选择（如果刀具库中没有，则自己建立一把编号为001的90°外圆车刀，刀具名称自己定。注意：新建车刀时，必须输入刀具编号和刀具名称，刀具编号和刀架中的刀位号可以不一样）编号为001的外圆车刀，此时将显示刀具图形和刀片图形，点击“添加到刀盘”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀架上出现所选刀具：

5、启动主轴

点击编辑，再点击程序，最后点击“手动输入方式”，输入“M03S600”，

点击控制面板上的循环启动按键，主轴以600r/min的数度正转。

6、对刀操作

点击编程面板的，点击显示屏下面对应“补正”的软键，再点击“形状”软键，利用编程面板上的上下左右方向键将光标定位于G001上，即本把刀具补偿值为1号。利用编程面板上的键盘输入“Z0”，点击显示屏下面对应“测量”的软键，则刀具的Z向刀补值自动算出并输入寄存器，同样再输入“X0”，点击显示屏下面对应“测量”的软键，则刀具的X向刀补值自动算出并输入寄存器：

001外圆车刀对刀过程：将刀移动至毛坯的右端，车掉毛边，编辑面板输入“Z0”,点击显示屏下面对应“测量”的软键，将刀移动至毛坯右下端向上3-4mm 处，车外圆并X轴负方向进给10mm左右，车完后刀沿X轴正方向进给退出毛坯，点击“工件测量”，记下毛坯右端外圆半径a，编辑面板输入“Xa”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。

002至004刀对刀过程：刀的左端靠近毛坯的右端，编辑面板输入“Z0”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。刀的上端靠近毛坯的右下方，编辑面板输入“Xa”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。

7、导入程序

8、自动运行程序

下面将输入的程序自动运行。点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程

序锁定，点击控制面板上的编辑按键，输入“O0022”，点击“INSERT ”，点

击“文件”，装载已经编写好的车削文件，点击控制面板的自动按键

，再点击控制面板的单步按键，点击控制面板的循环启动按键，车床开始按照编写

的程序一步一步走刀，没有错误后，点击控制面板的单步按键

，程序开始自动加工

加工工艺路线分析

车削操作

车削操作的过程与车削仿真类似。具体步骤如下：

1.上坯料将工件安装到三爪卡盘上，装夹准确。

2.对刀采用手动式对刀：

（1）回参考点操作采用zero或home（回参考点）方式进行回参考点操作，建立机床坐标系。此时数控系统显示器上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标系。

（2）试切对刀先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持x向尺寸不变，z向退刀，然后停止主轴，测量工件外圆直径d，根据不同的数控系统输入刀具的x向刀具长度补偿。再将工件端面车一刀，z向尺寸不变，x向退刀，根据不同的数控系统输入刀具z向刀具长度补偿。

（3）建立工作坐标系程序运行时，刀具添加相应对刀时的补偿值，刀具即处于编程的坐标系，工作坐标系建立。

3.导入编程，并将程序输入车床中。

4.加工输入程序完成后，运行程序，车床工作，开始加工。

注意点：（1）对刀必须准确。

（2）执行程序必须从程序段头开始执行。

六、数控铣床实验内容及步骤

（1）铣削仿真

1.启动数控铣床

在斯沃仿真软件启动界面上选择FANUC0iM数控系统，点击“运行”进入系统界面。

2.机床复位

此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮，确保此时机床处于回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床X向回到机床原点；按Y方向复位按键，机床沿Y方向回到机床原

点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回到机床原点（本机床没有

第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。

3.设置毛坯

修改装夹方式为工艺板装夹。把默认的毛坯修改为35号钢的120×120×40的毛坯。工件原点设在工件上表面中心，原点偏置值输入G54寄存器，点击“确

定”退出对话框。点击编程面板的，选择“坐标系”软键，将可以看到G54寄存器下的原点偏置值：

G54下的Z有数值，其值等于主轴上不装刀具时主轴端面与工件上表面重合时的Z向机械坐标，这样定义G54的Z值，则所有刀长度补偿值就是刀具本身的长度（等于装刀后从刀尖到主轴端面的距离）。工件装夹方式如图：

4.添加刀具

从“刀具数据库”中选择编号为007的端铣刀（如果刀库中没有，可以自己创建一把编号为007的端铣刀，直径为10，长度为100，刀具名称自定。注意：新建铣刀时，必须输入刀具编号和刀具名称，刀具编号与刀库中的刀位号可以不一样），此时将显示刀具图形，点击“添加到刀库”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀库上出现所选刀具（注意：数控铣床卧式刀库容量为12把刀具，分别用1～12表示刀位号，主轴上的刀位号则为13）

5、导入程序

6、自动运行程序

点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编

辑按键，在编程面板上点击按键，点击“DIR ”软键则显示已存在的程序名列表，输入“O0022”，然后点击，将建立新程序（删除已有的程序也在“DIR ”软键下进行），点击“文件”，装载已经编写好的铣削文件。点击控制面板的自动按键

，再点击控制面板的单步按键。点击控制面板上的循环启动按键，由于选择了单步运行，因此每按一次循环启动按键，则程序运行一个程序段。也可以不用单步运行，则程序将连续运行。

7、加工图片

（2）铣削操作

毛坯为200mm*200mm*40mm的板材，工件材料为45钢。

1、根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线

1）以已加工过的底面为定位基准，用通用机用平口虎钳夹紧工件前后两侧面，虎钳固定于铣床工作台上。

2）工步顺序

2、选择机床设备：经济型数控铣床

3、选择刀具

采用直径为10的端铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数

表中。

4、确定切削用量

切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。

5、确定工件坐标系和对刀点

在X0Y平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件上表面为工件

原点，建立工件坐标系。采用手动试切方法，完成对刀。

6、操作流程

1）进行开机步骤

2）输入加工程序，检查输入无误

3）锁定机床，空运行程序，验证程序的正确性，特别要仔细观察各程序段的坐标尺寸是否正确，完毕后务必要撤销空运行操作

4）机床重新进行回机械原点操作

5）放开机床，装夹试切工作，手动选择各个刀具，用试切法测量各刀的刀补，并置入程序规定的刀补单元，注意小数点和正负符号。

6）调出当前加工件的程序，选用自动操作方式，选择适当的进给倍率和快速倍率，按循环启动键，开始进行自动循环加工。首件加工时应选用较低的快速倍率，并利用单程序段功能，可减少程序和对刀错误引发的故障。

7）首件加工完成后，测量各加工部位的尺寸，修改各刀的刀补值，

然后加工第二件。确认尺寸无误后恢复快速倍率100%，加工全部工件。

8）加工完毕，执行关机步骤。

七、工作完成后的注意事项

（1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。

（2）依次关掉机床面板上的电源和总电源。

（3）机床开机时应遵循先回零点、手动、点动、自动的原则。机床运行应遵循先低速、中速、在高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2-3分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。

（4）严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。

（5）操作者在工作时更换刀具、工件、调整工件或离开机床时必须停机。

（6）机床上的保险和安全防护装置，操作者不得随意拆卸和移动。

（7）机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所有程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。

（8）机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。

（9）实训完毕后应清扫机床，保持洁净，将尾座和托板移至床尾位置，并切断机床电源。

（10）机床在工作中发生故障或不正常现象时应立即停机，保护现场，同时立即报告现场负责。

（11）操作者严禁修改机床参数，必要时必须通知设备管理人员，请

设备管理员修改。

（12）正确的选择数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确和牢固。

（13）了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确输入系统，并模拟检查、试切，做好加工前的各项准备工作。

（14）加工过程中入发现车床运转声音不正常或出现故障时，要求立即停车检查并报告指导老师，以免出现危险。

八、实习心得体会

在实训期间，虽然我们之前有学过一些理论的知识，但是实践才能证明你的能力，所以我觉得这是一次理论与实践相结合的好机会，又是将全面地检验我们的知识水平。数控加工实训是培养我们学生实践能力的有效途径。作为一名工科生，实训课是非常重要的也特别有意义。数控加工实习是我们的一次实际掌握知识的机会，离开了课堂严谨的环境，让我们会感受到车间的气氛。同时也更加感受到了当一名车间工人的心情，使我们更加清醒地认识到肩负的责任。

一年后就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、自主学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。

随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我们接触到的车床、铣床，虽然它的危险性很大，但是要求每个同学都要去操作而且要加工出产品，这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。数控加工实训带给我们的，不全是我们所接触到的

那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在实训结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次实训达到了他的真正目的。

对我们来说,数控加工实训是一次很好的学习、锻炼的机会,甚至是我们生活态度的教育的一次机会!在这次实训中，让我体会最深的是理论联系实际，实践是检验真理的唯一标准。理论知识固然重要，可是无实践的理论就是空谈。真正做到理论与实践的相结合，将理论真正用到实践中去，才能更好的将自己的才华展现出来，才能保证在未来的社会竞争中有自己的位置。这带给我们的不仅仅是经验，还让我们知道什么叫工作精神和严谨认真的作风。