《数控机床操作与编程》实验指导书doc.docx

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《数控机床操作与编程》

一体化教学实训指导书

目录

实训项目1数控车床基本操作与对刀方式1

实训项目2简单车削零件的编程与加工2

实训项目3复合车削零件的编程与加工5

实训项目4数控铣床基本操作与对刀方式8

实训项目5简单铣削零件的编程与加工10

实训项目6子程序调用编程与加工13

实训项目7复合铣削零件的编程与加工16

实训项目8加工中心基本操作与对刀方式18

实训项目9加工中心零件的编程与加工20

实训项目1数控车床基本操作与对刀方式

一、项目教学课时：

6学时

二、项目实施目标

了解所使用的数控车床的一般结构和功能，掌握数控车床安全操作规程、数控车床坐标系与加工对刀方式，熟悉数控车床的操作面板与使用方法，同时了解车削加工中常用到的一些工艺装备并掌握其使用方法。

五、学生实验操作步骤

步骤1：

熟悉数控车床的结构与机床坐标系方向；

步骤2：

熟悉数控车床的操作面板；

步骤3：

数控车床机械回零；

步骤4：

领取刀具并装夹；

注意：

车刀装夹时，刀尖必须严格对准工件旋转中心，过高或低都造成刀尖碎裂，安装时刀头伸出长度约为刀杆厚度的1～1.5倍。

步骤5：

领取工件并装夹；

步骤6：

进行主轴旋转；刀架+X、-X、+Y、-Y运动；手动换刀等手动方式操作；

步骤7：

对刀并设置加工坐标系；

步骤8：

MDI方式检测已设定的加工坐标系；

注意：

运行MDI方式前必须由指导教师先行检验加工坐标系设置参数。

六、考核要求

七、评测标准与考核记录（参考）

实训项目2简单车削零件的编程与加工

实验操作1：

车削图2-1所示的台阶零件

图2-1车削工件一

要求：

①使用Φ25×90mm棒料工件，按图完成外圆、台阶和圆弧的车削②分粗、精加工，精加工余量双边0.3mm（参考值）；

③使用G00、G01、G02、G03和G80等编程指令格式。

实验操作2：

车削图2-2所示的外三角螺纹件

图2-2车削工件二

要求：

①使用Φ50×120mm棒料工件，按图完成外圆、台阶和螺纹的车削加工；

②分粗、精加工，精加工余量双边0.3mm（参考值）；

③使用G00、G01、G32等编程指令格式。

六、学生实验操作步骤、要求及注意事项

1、加工图2-1所示的工件

步骤1：

上机操作之前，按照图2-1所示预先编写加工程序，并给指导老师检查；

注意：

因是初学，建议先在纸上或本上编写加工程序，不要直接在操作面板中输入程序，且必须先给指导老师检查。

步骤2：

领取和检查工件及刀、夹、量具等；

注意：

检查工件规格是否符合要求、刀具的刀刃是否完好、量具回零是否正确等。

步骤3：

开机操作并机械回零；

注意：

①开机后应先检查机床运行是否正常，包括主轴、导轨、操作面板等，如发现异常，应及时向指导老师报告；②检查主轴、导轨和其它运动付的润滑情况，并及时添加润滑油。

步骤4：

装夹刀具；

注意：

①装夹车刀时，刀尖位置一般应对准工件中心（可根据尾座顶尖高度检查）；②车刀不应伸出不要过长，一般为20~25mm（约为刀杆厚度的1.5倍）；③螺纹车刀刀尖角的对称中心必须与工件轴线垂直。

步骤5：

装夹工件毛坯（车削工件一）；

注意：

棒料外伸长度必须综合考虑工件加工长度、退刀距离和稳定装夹尺度等多种因素，否则容易撞刀或工件松脱。

若棒料整体长度不足，应及时向指导老师报告。

步骤6：

对刀并建立加工坐标系；

步骤7：

用MDI方式检测已建立的加工坐标系是否正确；

步骤8：

程序输入、编辑、检查和修改（车削工件一）；

步骤9：

程序模拟检验；

注意：

在程序模拟检验阶段，务必使主轴和刀架运动处于无效或空运行状态，以免撞刀。

步骤10：

调用程序进行自动加工；

注意：

①在加工中必须密切注视加工情况，一旦出现意外情况，必须及时按下急停按键；②可以在加工中调节主轴转速和进给速度，以适应加工情况。

步骤11：

检验工件尺寸，必要时进行修补加工；

注意：

①若工件尺寸有上下偏差，为保证加工尺寸不超差，可以按照尺寸较大的偏差值来编程。

如对于轴尺寸Φ30±0.01而言，取Φ30.1作为最终加工尺寸来编程；对于孔尺寸Φ30±0.01而言，则取Φ29.9作为最终加工尺寸来编程。

这样一旦尺寸超差，可以有再加工和修补的余地。

②当工件尺寸精度要求较高时，可以先试切1mm长度并测量，尺寸正确后再继续加工。

步骤12：

拆卸工件一

2、加工图2-2所示的工件

步骤13：

同样步骤加工图2-2所示的工件，此处略；

步骤14：

清扫机床并关机。

七、考核要求

九、思考题

实训项目3复合车削零件的编程与加工

实验操作1：

车削图3-1所示的零件

图3-1复合车削工件一

要求：

①使用Φ30×110mm棒料，按图完成工件的车削加工；

②使用外圆粗切循环指令G71和螺纹循环加工指令G82进行编程加工；

③分粗、精加工，外圆精加工余量为双边0.3mm（参考值），螺纹精加工余量为单边0.1mm（参考值），其余切削用量根据实际加工情况自定。

实验操作2：

车削图3-2所示的零件

图3-2复合车削工件二

要求：

①使用Ф30×80mm棒料工件，按图完成圆弧的车削加工；

②使用外圆粗切循环指令G71和圆弧指令G02、G03编程加工；

③分粗、精加工，留精加工余量双边0.2mm。

六、学生实验操作步骤、要求及注意事项

1、加工图3-1所示的工件

步骤1：

上机操作之前，按照图3-1所示预先编写加工程序，并给指导老师检查；

步骤2：

领取和检查工件及刀、夹、量具等；

注意：

检查工件规格及刀、夹、量具是否符合要求。

步骤3：

开机操作并机械回零；

注意：

开机后应先检查机床运行是否正常，以及主轴、导轨等的润滑情况，并及时添加润滑油。

步骤4：

装夹刀具；

注意：

①装夹车刀时，刀尖位置一般应对准工件中心（可根据尾座顶尖高度检查）；②车刀不应伸出不要过长，一般为20~25mm（约为刀杆厚度的1.5倍）；③螺纹车刀刀尖角的对称中心必须与工件轴线垂直。

步骤5：

装夹工件毛坯（复合车削工件一）；

步骤6：

对刀并建立加工坐标系；

步骤7：

用MDI方式检测已建立的加工坐标系是否正确；

步骤8：

程序输入、编辑、检查和修改（复合车削工件一）；

步骤9：

程序模拟检验；

注意：

在程序模拟检验阶段，务必使主轴和刀架运动处于无效或空运行状态，以免撞刀。

步骤10：

调用程序进行自动加工；

注意：

①在加工中必须密切注视加工情况，一旦出现意外情况，必须及时按下急停按键；②可以在加工中调节主轴转速和进给速度，以适应加工情况。

步骤11：

检验工件尺寸，必要时进行修补加工；

步骤12：

拆卸复合车削工件一；

2、加工图3-2所示的工件

步骤13：

同样步骤加工图3-2所示的工件，此处略；

注意：

①前刀架与后刀架数控车床所使用的编程坐标系不同，所以圆弧加工所使用的G02、G03指令也不相同，应特别注意。

②注意在凹槽处刀具是否会被干涉。

步骤14：

清扫机床并关机。

实训项目4数控铣床基本操作与对刀方式

一、项目教学课时：

6学时

二、项目实施目标

了解所使用的数控铣床的一般结构和功能，掌握数控铣床安全操作规程、数控铣床坐标系与加工对刀方式，熟悉数控铣床的操作面板与使用方法，同时了解铣削加工中常用到的一些工艺装备并掌握其使用方法。

五、学生实验操作步骤

步骤1：

熟悉数控铣床的结构与机床坐标系方向；

步骤2：

熟悉数控铣床的操作面板；

步骤3：

数控铣床机械回零；

步骤4：

领取毛坯并装夹；

注意：

若使用平口虎钳装夹工件，则工件应高出钳口15mm左右。

步骤5：

领取刀具并装夹；

注意：

①因准备铣削坯料的上表面，所以应使用直径较大的平底铣刀，如Φ12平底铣刀；②若使用分中棒对刀，可先装夹分中棒。

步骤6：

XY向对刀，并设置加工坐标系的XY向零点；

步骤7：

Z方向对刀，并设置毛坯的上表面为加工坐标系的Z向零点；

注意：

若在XY向对刀使用分中棒，则Z方向对刀时应更换为准备加工的刀具。

步骤8：

MDI方式检测已设定的加工坐标系；

注意：

运行MDI方式前必须由指导教师先行检验加工坐标系设置参数。

步骤9：

测量毛坯的X、Y方向的长度尺寸，以作为编程依据；

步骤10：

根据测量的毛坯的XY方向尺寸，编写铣削上表面的加工程序，铣削表面深度1～2mm；

注意：

因是初学，建议先在纸上或本上编写加工程序，不要直接在操作面板中输入程序，且必须给指导老师检查。

步骤11：

程序输入、编辑、检查和修改；

步骤12：

程序模拟加工或空运行检查；

步骤13：

调用程序自动加工。

注意：

①在加工中必须密切注视加工情况，一旦出现意外情况，必须及时按下急停按键；②可以在加工中调节主轴转速和进给速度，以适应加工情况。

步骤14：

检验和观察上表面的加工精度。

实训项目5简单铣削零件的编程与加工

实验操作1：

铣削图5-1所示的工件

图5-1铣削工件轮廓图一

要求：

①使用80×80×60mm的铝合金毛坯，按图完成工件的轮廓加工，轮廓深度1mm；

②刀具中心沿工件轮廓走刀，不使用刀具偏置指令；

③可以采用角对刀法或分中对刀法。

实验操作2：

铣削图5-2所示的工件

图5-2铣削工件轮廓图二

要求：

①使用80×80×60mm的铝合金毛坯，按图完成工件的轮廓加工，轮廓深度1mm；

②使用刀具偏置指令，建议采用顺铣方式走刀，以提高加工质量；

③可以采用角对刀法或分中对刀法。

六、学生实验操作步骤、要求及注意事项

1、加工图5-1所示的工件

步骤1：

上机操作之前，按照图5-1所示预先编写加工程序，并给指导老师检查；

步骤2：

领取和检查工件及刀、夹、量具等；

注意：

检查工件规格是否符合要求、刀具的刀刃是否完好、量具回零是否正确等。

步骤3：

开机操作并机械回零；

注意：

①开机后应先检查机床运行是否正常，包括主轴、导轨、操作面板等，如发现异常，应及时向指导老师报告；②检查主轴、导轨和其它运动付的润滑情况，并及时添加润滑油。

步骤4：

装夹工件毛坯；

注意：

若使用平口虎钳装夹工件，则工件至少应高出钳口15mm左右。

步骤5：

装夹刀具或分中棒，进行XY向对刀，并设置加工坐标系的XY向零点；

注意：

①可以采用角对刀法或分中对刀法进行对刀，但无论采用哪种对刀法，都应使工件轮廓大致位于毛坯工件的中心；②刀具直径建议采用Φ6或Φ8平底铣刀。

步骤6：

Z方向对刀，并设置毛坯的上表面为加工坐标系的Z向零点；

注意：

若在XY向对刀使用分中棒，则Z方向对刀时应更换为准备加工的刀具。

步骤7：

MDI方式检测已设定的加工坐标系；

步骤8：

程序输入、编辑、检查和修改；

步骤9：

程序模拟加工或空运行检查；

步骤10：

调用程序自动加工。

注意：

①在加工中必须密切注视加工情况，一旦出现意外情况，必须及时按下急停按键；②可以在加工中调节主轴转速和进给速度，以适应加工情况。

步骤11：

测量和检验工件轮廓的尺寸。

步骤12：

拆卸工件

2、加工图5-2所示的工件

步骤13：

同样步骤加工图5-2所示的工件，此处略；

注意：

图5-2工件的加工程序中须加入刀具偏置指令，编程前应设计好走刀路线，尽量使用顺铣方式，以提高工件加工质量。

步骤14：

清扫机床并关机。

实训项目6子程序调用编程与加工

实验操作1：

加工图6-1所示的工件

图6-1钻削孔

要求：

①使用80×80×60mm的铝合金毛坯，按图完成孔的加工；

②半径30mm尺寸，孔对称分布，两孔夹角45度，孔的个数8个，孔深8mm，直径8mm；

③使用定点钻孔循环指令G81编程（标准钻）。

实验操作2：

铣削图6-2所示的工件内凹槽

图6-2铣削内凹槽

要求：

①使用80×80×60mm的铝合金毛坯，按图完成工件的内凹槽加工，凹槽为等角六边形，倒圆R6，凹槽深度2mm；

②使用子程序调用指令和刀具偏置指令进行分层铣削；

③R6倒圆角可以利用刀圆半径来加工完成。

六、学生实验操作步骤、要求及注意事项

1、加工图6-1所示的工件

步骤1：

上机操作之前，按照图6-1所示预先编写加工程序，并给指导老师检查；

注意：

①在确定半径r和两孔夹角α尺寸后，通过计算确定各孔的位置尺寸；②建议设置孔底停留时间，以保证加工质量。

步骤2：

领取和检查工件及刀、夹、量具等；

步骤3：

开机操作并机械回零；

步骤4：

装夹工件毛坯；

步骤5：

装夹刀具或分中棒，进行XY向对刀，并设置加工坐标系的XY向零点；

步骤6：

Z方向对刀，并设置毛坯的上表面为加工坐标系的Z向零点；

步骤7：

MDI方式检测已设定的加工坐标系；

步骤8：

程序输入、编辑、检查和修改；

步骤9：

程序模拟加工或空运行检查；

步骤10：

调用程序自动加工。

注意：

①在加工中必须密切注视加工情况，一旦出现意外情况，必须及时按下急停按键；②可以在加工中调节主轴转速和进给速度，以适应加工情况。

步骤11：

测量和检验工件尺寸。

步骤12：

拆卸工件一

2、加工图6-2所示的凹槽

步骤13：

同样步骤加工图6-2所示的工件，此处略；

步骤14：

清扫机床并关机。

实训项目7复合铣削零件的编程与加工

五、实验内容

加工图7-1所示的工件

图7-1铣削工件

要求：

①使用100×80×60mm的铝合金毛坯，按零件图完成加工；

②使用刀具偏置指令和子程序调用指令加工外轮廓和分层铣削内凹槽。

六、学生实验操作步骤、要求及注意事项

步骤1：

上机操作之前，按照图7-1所示预先编写加工程序，并给指导老师检查；

注意：

①内凹槽必须进行分层加工，外轮廓由于有较大的斜角，不能一次加工到位，也应进行分层加工；同时由于切削深度较大，也必须分层加工，可以利用子程序调用指令和刀具偏置指令来完成分层加工；②加工内凹槽时，因没有预留进刀点，所以应事先在内凹槽钻一个孔，作为进刀点，或者采用键槽铣刀进行加工。

步骤2：

领取和检查工件及刀、夹、量具等；

步骤3：

开机操作并机械回零；

步骤4：

装夹工件毛坯；

步骤5：

装刀、对刀并设置加工坐标系；

注意：

①由于外形轮廓深度为20mm，所以应特别注意刀具的伸出长度，以免撞刀；②铣削外轮廓时可以采用直径较大的刀具，以提高加工效率，铣削内凹槽时，则应根据凹槽尺寸确定刀具大小，刀具直径应小于凹槽的最小尺寸；③换刀后必须重新Z向对刀，但XY向一般可以不重新对刀。

步骤6：

程序输入、编辑、检查和修改；

步骤7：

程序模拟加工或空运行检查；

步骤8：

调用程序自动加工；

注意：

①在加工中必须密切注视加工情况，一旦出现意外情况，必须及时按下急停按键；②可以在加工中调节主轴转速和进给速度，以适应加工情况。

步骤9：

测量和检验工件尺寸。

步骤10：

清扫机床并关机。

实训项目8加工中心基本操作与对刀方式

一、项目教学课时：

6学时

二、项目实施目标

了解所使用的加工中心的一般结构和功能，掌握加工中心安全操作规程、基本操作坊式、刀库类型、装卸刀方式、换刀方式和对刀方式等，同时掌握带有换刀指令的简单的加工中心加工程序的编制方法。

五、学生实验操作步骤

步骤1：

熟悉加工中心的结构与刀库结构；

步骤2：

熟悉加工中心的操作面板；

步骤3：

加工中心机械回零；

步骤4：

打开机床防护门安装工件，并测量毛坯的X、Y方向的长度尺寸，以作为编程依据；

步骤5：

选取多把刀具并手动安装；

步骤6：

再利用机械手换刀方式进行装刀和卸刀；

步骤7：

安装分中棒，进行XY方向对刀并设置加工坐标系的XY坐标；

步骤8：

选择一把基准刀，安装基准刀并Z方向对刀，设置加工坐标系的的Z向坐标；

步骤9：

利用机械手换刀方式将刀库的刀一一调出，并Z向对刀，相对基准刀输入刀具长度补偿值；

注意：

也可以在装刀前先利用对刀仪将准备使用的多把刀具进行对刀。

步骤8：

MDI方式检测已设定的加工坐标系；

注意：

运行MDI方式前必须由指导教师先行检验加工坐标系设置参数。

步骤9：

根据测量的毛坯尺寸，编写铣削上表面和四侧周边外形的加工程序，铣削上表面和周边外形的吃刀深度均为1mm，外形铣削深度5mm；

注意：

①建议先在纸上或本上编写加工程序，不要直接在操作面板中输入程序，且必须给指导老师检查；②铣削上表面和四侧周边外形采用不同的刀具，程序中应有换刀指令。

步骤10：

程序输入、编辑、检查和修改；

步骤11：

程序模拟加工或空运行检查；

注意：

运行程序前必须检查加工坐标系和刀具偏置坐标系，以防撞刀。

步骤12：

调用程序自动加工。

注意：

①在加工中必须密切注视加工情况，一旦出现意外情况，必须及时按下急停按键；②可以在加工中调节主轴转速和进给速度，以适应加工情况。

步骤13：

检验和观察上表面的加工精度。

实训项目9加工中心零件的编程与加工

五、实验内容

加工图9-1所示的工件

图9-1加工中心加工工件

要求：

①使用100×100×60mm的铝合金毛坯，按零件图完成加工；

②使用换刀指令进行加工；

③使用刀具偏置指令和子程序调用指令加工外轮廓和分层铣削内凹槽。

六、学生实验操作步骤、要求及注意事项（本实验以教师演示为主）

步骤1：

上机操作之前，按照图9-1所示预先编写加工程序，并给指导老师检查；

步骤2：

领取和检查工件及刀、夹、量具等；

步骤3：

开机操作并机械回零；

步骤4：

装夹工件毛坯；

步骤5：

手动装刀、对刀并设置加工坐标系；

步骤6：

程序输入、编辑、检查和修改；

步骤7：

程序模拟加工或空运行检查；

步骤8：

调用程序自动加工；

步骤9：

测量和检验工件尺寸。

步骤10：

清扫机床并关机。