机床数控技术及应用实验指导书中地.docx

机床数控技术及应用实验指导书中地.docx

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机床数控技术及应用实验指导书中地

《机床数控技术及应用》

实验指导书

前言

本实验指导书适用于数控专业。

“机床数控技术及应用”课程为高等职业技术教育数控加工技术专业的一门主干专业课程，也是机电一体化等专业的主要专业课程。

课程主要涉及传统课程体系中“现代数控编程”、“数控机床结构与应用”等课程内容。

原“数控技术及应用”经过多年发展，已形成较完成的教学内容及教学体系，但近年来随着数控机床的飞速发展，数控机床的结构和编程已成为相关专业必不可少的教学内容。

数控机床在本质上仍属于金属切削机床的范畴，其结构是以传统金属切削机床为基础的。

但由于数控加工的特点，对数控机床结构和编程提出了新的要求，这又使数控机床在结构上有别于传统的金属切削机床。

课程实验内容为车床的传动系统及结构、常用机床编程。

实验方式主要为现场观察、操作和讨论；实验重点是常用数控机床的结构与编程。

实验指导教师应按本指导书要求，准备实验机床等有关设备和工具，并按要求展示进行引导操作和讨论。

实验项目1数控机床参观实验„„„„„„„„„„„„„4

实验项目2数控铣床的操作与加工实验„„„„„„„„„9

实验项目3数控铣床的操作与加工实验„„„„„„„„..15

实验项目4数控铣床的编程实验

（1）„„„„„„„„„.22

实验项目5数控铣床的编程实验

（2）„„„„„„„„„.28

实验项目6数控铣床的编程实验（3）„„„„„„„„„.28

实验项目7数控铣床的编程实验（4）„„„„„„„„„.28

实验项目8加工中心的操作与加工实验„„„„„„„„..44

实验项目9数控机床的刀库及换刀机构„„„„„„„„..50

实验项目10数控系统的原理及组成„„„„„„„„„„..55

实验项目11数控系统的原理及组成„„„„„„„„„„.60

实验项目1数控机床参观实验

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

1．实验内容

参观各类数控机床，了解数控机床的组成、基本结构、基本运动、加工对象及其用途、传动系统、控制系统、装夹以及刀具系统、加工过程。

并注意数控机床与普通机床的区别。

2．实验目的

（1）了解数控机床的组成、基本结构。

（2）了解数控机床的基本运动、加工对象及其用途。

（3）了解数控机床的传动系统。

（4）了解数控机床的控制系统。

（5）了解数控机床的装夹以及刀具系统。

（6）了解数控机床的加工过程。

四、技术标准及要求

（1）注意同类机床不同数控系统的区别。

（2）注意不同类数控机床数控系统的区别。

（3）能够理解加工中心的结构及加工过程。

五、实验场地与器材

（1）数控车床（中地数控）。

（2）数控铣床（中地数控）。

（3）加工中心。

（4）数控电火花成型机。

（5）数控电火花线切割机。

六、操作步骤及工作要点

1．数控车床

（1）数控车床的机械结构，装夹机构，换刀装置，冷却系统。

（2）数控车床的主轴传动系统和进给传动系统。

（3）数控车床的数控系统（中达电通）。

2．数控铣床

（1）数控铣床的机械结构，装夹机构，换刀装置，冷却系统。

（2）数控铣床的主轴传动系统和进给传动系统。

（3）数控铣床的数控系统。

3．加工中心

（1）加工中心的机械结构，装夹机构，自动换刀装置，冷却系统、自动清洗系统、自动排屑系统、刀库。

（2）加工的主轴传动系统和进给传动系统。

（3）加工的数控系统。

4．数控电火花线切割机床（选择参观）

（1）数控电火花线切割机床的机械结构，装夹机构，冷却系统。

（2）数控电火花线切割机床的传动系统。

（3）数控电火花线切割机床的数控系统。

七、注意事项

（1）注意安全，请勿乱动机床。

（2）参观时请勿用手去触摸正在加工过程中的工件或机床。

（3）不得穿拖鞋进入实训室现场。

八、考核要求

（1）参观实验考勤情况占实验成绩30%。

（2）实验报告占实验成绩70%。

（3）本实验报告中实验结果及分析栏填写参观心得体会。

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

（1）数控机床与普通机床在性能上有什么不同？

（2）数控机床为了达到高性能在结构上采取了那些措施？

（3）数控机床与普通机床相比较机构上有那些不同？

数控机床参观实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目2数控车床的操作与加工实验

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

1．实验内容

了解数控车床系统、操作面板、机床结构，常用指令，加工特点以及加工过程。

2．实验目的

（1）了解数控车床的基本结构。

（2）了解数控车床的加工特点。

（3）了解数控车系统的面板操作。

（4）了解数控车功能指令。

四、技术标准及要求

（1）结合学过的理论知识理解数控车编程指令。

（2）注意观察数控车的加工特点。

五、实验场地与器材

（1）数控车床（华中数控世纪星系统，广州数控系统）。

（2）刀具：

90°外圆硬质合金车刀YT15。

（每组3把）

（3）量具：

0~125游标卡心、25~50千分尺、0~150钢尺。

（每组1套）

（4）材料：

45#钢、Ф45×83。

（每人一件）

六、操作步骤及工作要点

（1）介绍数控的车床结构，系统，加工特点及操作。

（2）启动机床、裝夹刀具和工件。

（3）简单介绍数控车的操作要点和主要功能指令特点，并演示主要指令运行效果。

（4）对刀操作。

（5）运行以下程序，并观察零件的加工过程（可以根据实验实际情况适当简化程序，如去掉精加工）。

（6）教师在加工过程中对程序进行讲解。

%0002

N01T0101（换一号刀，确定其坐标系）

N02G00X80Z80（到程序起点或掐刀点位置）

N03M08M03S800（冷却液开，主轴正转,转速为800r/min）N04G00X44Z2（刀尖快速定位到Φ44直径，距端面2mm处）10

N05G71U1R0.5P1Q2X0.4Z0.2F100（外径粗车复合循环加工）

N06M03S1600（主轴以1600r/min正转）

N07N1G00Z0（精加工轮廓起始行，到Z0处）N08G01X-0.5F80（直线插补加工到X-0.5处）N09X0（退回X0处）

N10G03X28Z-14R14（精加工R14圆弧）

N11G01X29（精加工距零点-14处的端面）

N12G03X32Z-15.5R1.5（精加工R1.5圆弧）N13G01Z-19（精加工Φ32外圆）

N14G02X37.33Z-25.8R10（精加工R10圆弧）N15G03X40Z-29.2R5（精加工R5圆弧）

N16G01Z-39（精加工Φ40外圆）

N17N2X43C0.5（精加工0.5×45°倒角）

N18G00X80Z80（返回程序起点位置）

N19M05M09（主轴停、冷却液关）

N20M30（主程序结束并复位）

七、注意事项

（1）观察机床运行时，注意与刀具和工件保持一定距离。

（2）女生需带帽观察，严禁穿拖鞋和松散衣物。

（3）严格按教师的要求行事。

八、考核要求

（1）考勤情况占实验成绩40%。

（2）实验报告占实验成绩60%。

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

（1）数控车有什么结构特点。

（2）数控车一般应用于那些零件的加工。

（3）数控车的操作方式。

（4）数控车主要功能代码作用。

数控车床的操作与加工实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目3数控铣床的操作与加工实验

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

1．实验内容

了解数控系统面板操作，观察数控铣床的机械结构，数控系统，数控加工的过程和特点，通过零件加工程序演示，了解数控指令的功能和应用。

2．实验目的

（1）熟悉数控铣床的结构和特点

（2）了解数控铣床的操作

（3）了解数控铣床加工程序的基本结构。

（4）学习数控加工直线插补和圆弧插补等功能的编程与加工。

（5）了解数控铣零件加工过程。

四、技术标准及要求

实验目的（3）（4）条根据教师要求选择。

五、实验场地与器材

数控铣床（SIEMENS数控，北京FANUC数控，广州数控）。

蜡模或金属毛坯一块（长×宽×高）：

180mm×120mm×50mm。

（此规格材料仅为参考，如现场有其他规格，程序作相应更改）15

圆柱（Ø12mm）平底铣刀一把

六、操作步骤及工作要点

蜡模上表面图1加工零件图

1．数控铣床电源通电与通气。

2．讲解数控铣床结构与系统面板操作。

3．安装刀具和裝夹工件。

4．对刀操作。

5．讲解常用数控指令。

6．输入以下程序并运行。

7．在零件加工过程中讲解铣床的加工原理。

X84图2加工起点与工艺路线26对刀点PX

参考程序如下：

%1000；主程序

N01G92X-10Y-10Z10

N02G90G01Z-5F300M03

N03X0Y0

N04M98P2000L6

N05G90Z10

N06G00X-10Y-10

N07M05

N08M30

%2000；子程序

N10G91G01X180F300

N11Y10

N12X-180

N13Y10

N14M99

七、注意事项

数控铣床常常会用到平面铣削循环，这种循环主要用于平面、凸曲面的加工，常用的刀具有面铣刀（加工平面）、端铣刀（加工平面或曲面）、球头铣刀（加工平面或曲面）。

对加工路线重复的情况，才用子程序编程就非常简便。

在数控加工中，选择合适的对刀点非常关键。

八、考核要求

（1）考勤情况学习态度占实验成绩40%。

（2）实验报告占实验成绩60%。

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

为什么在加工零件前必须进行对刀操作？

十一、参考文献

1、张超英，《数控机床加工工艺、编程及操作实训》2、王侃夫，《机床数控技术基础》，机械工业出版社3、眭润舟，《数控编程与加工技术》，机械工业出版社4、华茂发，《数控机床加工工艺》，机械工业出版社5、顾京，《数控加工程序编制》，机械工业出版社

数控铣床的操作与加工实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目4数控铣床的编程实验

（1）

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

（一）实验目的

1、通过编写数控铣加工程序，加深理解数控车G代码的功能。

2、通过数控铣手动编程操作，掌握数控面板各个功能键的功能

3、了解数控铣床的加工过程。

（二）实验内容

1、介绍数控铣床的特点及类型

2、介绍数控铣床的基本组成及其功能

3、通过老师指导观察铣床的加工过程

4、介绍数控铣床G代码00、01、03组的功能

5、数控铣手动编程操作

四、技术标准及要求

（1）掌握数控铣床G代码00、01、03组的功能

（2）了解数控铣床的特点和结构

五、实验场地与器材

（1）数控铣床车间。

（2）FANUCOi－MB操作系统（或其他系统）

六、操作步骤及工作要点

1．实验讲解

（1）讲解数控铣机床的常识。

（2）讲解直线插补指令，圆弧插补指令，G92工件坐标系设定

指令，绝对值和相对值指令在数控机床上的意义。

（3）指导老师讲解指令过程中进行各种指令运行的演示。

（4）编写包含以上指令的简单综合程序，进行简单的零件加工

操作示范；

（5）指导学生代表上机操作完成所要求的内容。

2．实验指导

⑴01组代码的格式用法：

G00X_Y_Z_

G01X_Y_Z_F_

G02（03）X_Y_Z_

⑵00组代码的格式用法

G92X_Y_Z_

⑶03组代码的格式用法

G90

G91

⑷对半径30缺口角度90的优弧、劣弧以及整园编程

七、注意事项

（1）注意安全，在指导老师的要求下操作机床

（2）参观时请勿用手去触摸加工工件或机床（3）不得穿拖鞋进入实训室现场

八、考核要求

（1）对机床的了解程度

（2）上机操作的熟练度（3）上机作业的完成情况

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

（1）铣床和车床有什么区别

（2）铣床的操作面板上的按钮各有那些功能

（3）G代码中00、01、03组有什么作用

数控编程

（1）实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目5数控铣床的编程实验

（2）

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

（一）实验目的

1、通过编写数控铣加工程序，加深理解数控车G代码的功能。

2、通过数控铣手动编程操作演示，掌握数控面板各个功能键的功能和G代码的应用。

3、了解数控铣床的加工过程。

（二）实验内容

1、通过老师指导观察铣床的加工过程

2、介绍数控铣床G代码14组的功能

3、数控铣手动编程操作

四、技术标准及要求

（1）掌握数控铣床G代码14组的功能

（2）了解数控铣床的特点和结构

五、实验场地与器材

（1）数控铣床车间。

（2）FANUCOi－MB操作系统（或其他系统）

六、操作步骤及工作要点

1．实验讲解

（1）讲解实验要求

（2）讲解数控铣床G54、G55、G56的功能和用法；

（3）指导老师针对上述指令进行操作演示，让学生观察。

（4）利用上述指令，编写简短综合程序，并运行演示。

（5）指导学生代表上机操作完成所要求的内容。

2．实验指导

14组建立坐标系的格式

（1）G54X_Y_Z_（建立第一工件坐标系）

（2）G55X_Y_Z_（建立第二工件坐标系）

七、注意事项

（1）注意安全，在指导老师的要求下操作机床

（2）参观时请勿用手去触摸加工工件或机床

（3）不得穿拖鞋进入实训室现场

八、考核要求

（1）对机床的了解程度

（2）上机操作的熟练度（3）上机作业的完成情况

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

（1）G代码中00、01、03和14组有什么区别

（2）G代码中14组有什么作用

数控编程

（2）实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目6数控铣床的编程实验（3）

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

（一）实验目的

1、通过编写数控铣加工程序，加深理解数控车G代码的功能。

2、通过数控铣手动编程操作，掌握数控面板各个功能键的功能

3、了解数控铣床的加工过程。

（二）实验内容

3、通过老师指导观察铣床的加工过程

4、介绍数控铣床G代码07组的功能

5、数控铣手动编程操作

四、技术标准及要求

掌握数控铣床G代码07组的功能

五、实验场地与器材

（1）数控铣床车间。

（2）FANUCOi－MB操作系统（或其他系统）

六、操作步骤及工作要点

1．实验讲解

（1）讲解实验要求

（2）讲解数控铣床G代码G40、G41、G42的功能和用法；32

（3）针对上述指令、指导教师上机演示的指令的用法。

（4）利用上述指令，编写简短综合程序，并运行演示。

（5）指导学生代表上机操作完成所要求的内容。

2．实验指导

⑴07组代码的指令格式用法

G40直接使用

41G01GG42X-Y-D-{}

⑵上机操作（图见课本P1788－23）程序：

％8031

N10G92X-10Y-10Z50

N20G90G17

N30G42G00X4Y10D01

N40Z2M03S900

N50G01Z-2F800

N60X30

N70G03X40Y20I0J10

N80G02X03Y30I0J10

N90G01X10Y20

N100Y5

N110G00Z50M05

N120G40X-10Y-10

N130M02

七、注意事项

（1）注意安全，在指导老师的要求下操作机床

（2）参观时请勿用手去触摸加工工件或机床

（3）不得穿拖鞋进入实训室现场

八、考核要求

（1）对机床的了解程度

（2）上机操作的熟练度

（3）上机作业的完成情况

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

（1）G代码中00、01、03和07以及14有什么区别

（2）G代码中14组有什么作用

数控编程（3）实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目7数控铣床的编程实验（4）

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

（一）实验目的

1、通过编程指令的讲解及演示，加深理解数控铣G代码的功能。

2、通过数控铣手动编程演示观察，掌握G代码的应用。

3、了解数控铣床的加工过程。

（二）实验内容

3、通过老师指导观察铣床的加工过程

4、介绍数控铣床G00、G01、G02、G03、G90、G91、G54、G41、G42等G代码的功能

5、数控铣手动编程操作

四、技术标准及要求

掌握数控铣床G代码功能

五、实验场地与器材

（1）数控铣床车间。

（2）FANUCOi－MB操作系统（或其他系统）

六、操作步骤及工作要点

1．实验讲解

（1）讲解实验要求

（4）讲解数控铣床G00、G01、G02、G03、G90、G91、G54、G41、G42几种G代码的功能和用法；

（5）针对上述指令、指导教师上机演示的指令的用法。

（4）利用上述指令，编写简短综合程序，并运行演示。

七、注意事项

（1）注意安全，在指导老师的要求下操作机床

（2）参观时请勿用手去触摸加工工件或机床

（3）不得穿拖鞋进入实训室现场

八、考核要求

（1）对机床的了解程度

（2）上机操作的熟练度

（3）上机作业的完成情况

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

（1）G代码中直线插补、圆弧插补的功能及使用方法。

（2）G54等坐标系设定代码功能及使用方法。

（3）绝对值编程和相对值编程方法的区别及使用场合。

数控编程（4）实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目8加工中心的操作与加工实验

一、项目编号：

二、实验课时：

2

三、主要内容及目的

1．实验内容

了解加工中心的组成、基本结构、基本运动、加工对象及其用途、传动系统、控制系统、装夹以及刀具系统、加工过程。

并注意加工中心与普通数控机床的区别。

了解加工中心的操作，以及换刀演示和简单零件编程后的加工演示。

2．实验目的

（1）通过换刀操作，进一步认识换刀程序。

（2）通过演示，了解对刀操作的方法。

（3）了解加工中心底结构和加工特点。

四、技术标准及要求

认识加工中心的刀具系统，认识其换刀程序，掌握换刀操作和对刀操作。

五、实验场地与器材

加工中心、游标卡尺、零件毛坯。

六、操作步骤及工作要点

1、介绍加工中心加工特点和操作方式。

2．把工作夹持在工作台上，并测量工件的长、宽尺寸。

3．手动操作把φ20立铣刀夹持在主轴上。

4．用手动模式换刀，把主轴上的φ20立铣刀换到储刀仓刀套内。

5．设定刀长补正值。

6．设定刀径补正值。

7．工作坐标系设定

8．输入如下程序并进行加工（零件尺寸可以根据材料规格进行相应调整）

O0001；

N1（EM-20）；

G90G54G40

G00X40Y-35；

G43Z20H01M13S800；

Z-7；

G42X25D01；

G01Y0F100；

G03X-25Y0I-25F80；

G01Y-25F100；

Z30；

G00G40Z20M09M05

G91G28Z0；

M30；N1：

刀号

EM-20：

直径φ20的固定铣刀（ENDMILL）G54—G59：

设定工作坐标系。

M13：

主轴正转：

切削液ON。

M09：

切削液关G91G28Z0：

回归原点

七、注意事项

（1）注意安全，请勿乱动机床。

（2）参观时请勿用手去触摸正在加工过程中的工件或机床。

（3）不得穿拖鞋进入实训室现场。

八、考核要求

（1）考勤情况占实验成绩40%。

（2）实验报告占实验成绩60%。

九、配分、评分标准（参考）

十、思考题

加工中心的换刀程序与教材上的换刀程序有何不同？

加工中心的操作与加工实验报告书

备注：

1、此表表头必须按此格式制作。

2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所

列内容仅供参考。

该栏可以根据需要加页。

3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。

实验项目9数控机床的刀库及换刀机构

一、项目编号：

二、实验课时：

2课时

三、主要内容及目的

1.实验内容

（1）了解转位刀架内部结构，观察刀具位置与分度定位机构之间的关系。

（2）了解圆盘刀库（或链式刀库）的转位定位机构的工作原理，以及刀具在刀库中的安装基准或固定方法。

（3）了解换刀机械手的工作原理和工作过程。

2.实验目的

（1）对照实物了解自动换刀机构的组成及工作原理，并建立所学机构的感性认识。

四、技术标准及要求

认识数控机床的刀具系统及换刀机构,认识圆盘刀库的转位定位机构的工作原理,认识机械手的工作过程.

五、实验场地与器材

1、现代加工中心实训室

2、加工中心设备一台

3、活动扳手1个

六、操作步骤及工作要点

1、加工中心通电，打开刀库门

2、观察一个多工位的转位刀架，认清它的转位、定位和夹紧等机构的工作原理。

3、进行换刀操作，观察换刀动作，及刀库的旋转和刀具的定位。

4、观察一种换刀机械手，认清它的工作原理和工作过程。

七、注意事项

1、不能携带液体物质进入实验室；

2、实验操作时，保证手干燥、手