《机床数控技术》实验指导书(共11页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上实验一 数控系统的认识 实验目的1. 掌握数控机床的特点与运用；2. 认识了解数控加工机床的组成与结构；3. 掌握数控加工的工作原理；4. 掌握数控机床一般的操作步骤和基本编程；实验内容一、数控机床的组成、特点及分类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IO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

2、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

3、，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。二、数控机床加工程序的编制数控机床是按编制好的程序进行加工，因此程序编制的好坏，直接影响加工过程是否能正常进行，加工的零件是否能达到图纸要求。这就要求编制程序的人员，不仅要掌握数控机床工作原理和程序结构，而且还要掌握各种零件加工工

4、艺性。零件程序编制一般包括如下五个方面：分析零件图纸、对零件进行工艺分析及处理、对零件进行数学处理、编写零件加工程序清单，对程序进行调试与修改并最终确定。1. 分析零件图纸：任何一个零件无论怎样加工，首先应对其零件图进行分析。全面了解被加工零件的几何形状、尺寸大小、零件材料及热处理情况，为工艺处理做好准备。2. 工艺分析与处理：工艺分析就是编制零件的加工工艺，包括毛坯选择、工装夹具选择、刀具选择以及热处理的安排等。对于数控加工还有选择工件坐标原点、确定加工中的换刀点以及走刀路线的确定等。a. 确定加工方案：首先选择使用的数控机床和工装夹具，其次选择加工刀具以及切削用量。b. 建立工件坐标系：确

5、定工件坐标系与机床坐标系之间的正确关系，给刀具运动轨迹的确定和加工中几何尺寸的计算做准备，同时应考虑零件形位公差的要求。c. 确定加工中的对刀点和换刀点：数控机床的对刀点、换刀点和加工中的刀具的起点一般为同一点。这一点在选择上，首先要方面检测和刀具轨迹的计算，其次要是换刀点与工件有一个安全的距离，却不允许换刀时刀具与工件发生碰撞，最后还要注意换刀点与工件相距不可太大，造成过大的空行程，应使刀具与工件保持一个安全合理的距离。注意不同的数控机床，其对刀点和换刀点的确定也不尽相同。d. 选择合理的走刀路线：走刀路线就是整个加工过程中，刀具相对工件的具体运动轨迹，包括快速运动的空行程和根据需要进行的加

6、工过程。选择时首先应确保加工零件的精度和表面质量的要求，其次应注意尽量减少走刀路线和空行程，提高生产效率，最后应注意使计算简单、减少程序数目和编程工作量。e. 合理安排辅助功能：加工中应根据需要合理安排一些辅助项目。如：切削液的启停、主轴的速度变换、对重要加工尺寸安排停机检测等。3. 数学处理：所谓的数学处理，就是根据零件图纸尺寸、已确定的走刀路线，计算数控编程时所需的数据。主要有各个基本点的计算、列表曲线的拟合、复杂的三维曲线或曲面的坐标运算等方面。4. 编制零件加工程序：根据确定的走刀路线、计算完成的各个数据和已确定的切削用量，按照CNC系统的加工指令代码和程序段格式，编写零件加工程序清单

7、。编写过程应严格遵守编程说明书的规定，编程方法一般有手动编程和计算机辅助编程。单个小型零件可采用手动编程，复杂大型零件应采用计算机辅助编程，以提高编程效率和质量，减轻编程劳动强度。5. 加工程序的调试与最终的确定：加工程序编制完成后，应将其输入数控系统的计算机中。可以通过CNC控制菜单输入，也可以运用DOS中的编辑器进行输入。输入完毕后，应对其进行语法检测、示教演示、模拟加工等，最后进行首件试加工且检测无误后，确定最后的加工程序。三、实验的方法与步骤1. 对照数控机床认识机床的各个组成部分：a. 认识并熟悉数控系统的各个部分，包括数控主机的控制面板、显示器、键盘等。b. 认识并熟悉机床本体的各

8、个部分，包括床身、导轨、步进电机、丝杆、工件夹头、刀架、控制开关等。c. 熟悉并掌握整个数控机床的启动和停止。2. 启动数控机床认识并熟悉操作系统：a. 启动数控机床进入主控菜单，对主控菜单中各个子菜单进行熟悉，了解并掌握进入、退出各级菜单的方法。b. 分别进入各级子菜单，对各级子菜单的作用进行认识，重点掌握“文件编辑、参数设定、坐标设定、手动运行、立即执行、示教功能、模拟加工”各子菜单中的内容，以及各个功能键的作用。c. 熟悉数控机床的控制面板，了解并掌握控制面板中各个功能键的作用，以及同各级子菜单中一些功能相互结合的运用。d. 调出准备好的一个或二个加工程序，进行手动运行、示教功能、模拟加

9、工等各项演示。四、思考题1. 数控机床的工作原理是什么？2. 结合本次试验，谈谈本数控系统刀具参数的设定方法？3. 工件坐标系是如何建立的？实验二 数控车床操作与编程加工一、半圆、直线的加工1 实验目的：使学生掌握数控车床面板的基本操作，掌握基本的G代码编辑，学会分析简单轴类零件加工的工艺方法。2 实验设备：车床数控模拟实验系统3 加工工艺确定1) 加工方式：2) 加工刀具：3) 切削用量：4) 编程原点及工艺路线选择：加工零件见图 4程序编辑 参阅实验教材编写零件的加工程序。5上机操作及加工1) 输入零件程序2) 程序校验及空运行仿真6实验程序：二、螺纹加工1 实验目的：通过对螺纹的加工，使

10、学生了解掌握螺纹加工的原理及编程方法。2 实验设备：车床数控模拟实验系统3 加工工艺确定1）工刀具选择：2）切削用量选择：3）切削用量：4）编程原点及工艺路线选择加工零件见图 材料25mm铝棒或塑料棒4 程序编辑参阅实验教材编写零件的加工程序。5 上机操作及加工1） 输入零件程序2） 通过数控车多媒体仿真软件观察车床的加工过程3） 程序校验及图形仿真6 实验程序： 三、数控车床基本操作1、实验目的要求1）了解数控机床教学系统的组成结构、特点及功能。2）了解机床操作面板各按钮的功能。3）了解数控系统的菜单功能和菜单结构。4）上机练习程序的编辑与系统的设置。5）学习系统的运行操作方法。要求上机前仔

11、细阅读数控机床加工编程与实验教材的有关部分，了解数控系统与机床的技术指标、数控功能及操作方法，通过实验掌握数控系统的基本操作。2、实验设备：CAK6150Di车床（FANUC oi数控系统）3、实验步骤与内容1）现场了解数控机床教学系统的组成结构、特点、功能。2）接通电源，启动系统。3）在机上试验系统的菜单功能。4）练习程序编辑和进行工件坐标系的设定及刀具补偿的设定等操作。5）进行手动、MDI和回零等操作。思考题1数控机床与普通机床在性能上有何不同？2数控机床在保证高性能上，在结构上采用了哪些措施？实验三 数控铣床操作与编程加工一、简单直线、圆弧加工1、 实验目的：通过这一简单零件的实际编程与

12、加工操作，掌握基本的数控语言的使用、刀具补偿及加工圆的方法。2、 实验设备：数控铣床模拟试验系统3、 加工工艺的确定1）加工方式：2）加工刀具：3）切削用量：4）编程原点及工艺路线的选择：加工零件见图4、 程序编制参阅教材（数控技术）编写加工程序。5、 上机操作及加工1） 输入零件程序2）通过数控铣多媒体仿真软件观察铣床的加工过程3）程序校验及空运行6、 实验程序：二、平面轮廓加工1、 实验目的：通过较复杂的平面轮廓加工，进一步熟悉和掌握数控系统常用指令的适用于操作，并学习手工编程求取各基点的数学处理方法。2、 实验设备： 数控铣床模拟试验系统3、毛坯70mm X 60mm X 18mm, 六

13、面已粗加工过，要求铣出图示凸台及槽，工件材料为45钢。 4、程序编制一、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、用已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件左右两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上 2、工序顺序：（1）加工凸台 (分粗、精铣）（2）加工槽(分粗、精铣）三、选择刀具采用直径12 mm的平底立铣刀（高速钢），并把刀具的半径输入刀具参数表中(粗加工R=6.5、精加工取修正值）四、确定切削用量精加工余量0 .5mm主轴转速500 r/min进给速度40mm/min1、在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向经工件表面为工件原点，建立工件坐标系。图示2、采用

14、手动对刀方法把O点作为对刀点。（1）加工凸台 G54G40G49G80G0X-50Y-50S500M03G43Z5H01G1Z-4F40G41X-30Y-35D02M08Y15G02X-25Y25R10 G01X20G02X30Y15R10三、数控铣床基本操作1、实验目的要求1）了解数控机床教学系统的组成结构、特点及功能。2）了解机床操作面板各按钮的功能。3）了解数控系统的菜单功能和菜单结构。4）上机练习程序的编辑与系统的设置。5）学习系统的运行操作方法。要求上机前仔细阅读数控机床加工编程与实验教材的有关部分，了解数控系统与机床的技术指标、数控功能及操作方法，通过实验掌握数控系统的基本操作。2、实验设备：XK5032B型立式铣床（西门子802D数控系统）3、实验步骤与内容1）现场了解数控机床教学系统的组成结构、特点、功能。2）接通电源，启动系统。3）在机上试验系统的菜单功能。4）练习程序编辑和进行工件坐标系的设定及刀具补偿的设定等操作。5）进行手动、MDI和回零等操作。专心-专注-专业