数控加工技术实验指导书 - 副本

机电工程学院

2012级机械设计制造及其自动化专业

目录

实验一、数控车床基本操作........................................................................................ 1 实验二、数控车床轴类零件加工.............................................................................. 11 实验三、数控车床螺纹零件加工.............................................................................. 13 实验四、数控车床槽类零件加工.............................................................................. 14 实验五、数控铣床(加工中心)基本操作.................................................................. 15 实验六、平面外轮廓铣削加工.................................................................................. 20 实验七、平面内轮廓铣削加工*................................................................................ 22 补充1、FANUC Series 0i Mate -TD数控车床常用命令...................................... 24 补充2、FANUC Series 0i Mate -MD数控铣床常用命令...................................... 26 补充3、数控车床一般操作流程与加工流程........................................................... 27

2014-2-16

实验一、数控车床基本操作

一、实验目的：

1、熟悉数控车床的安全操作规程。

2、掌握数控车床系统、机床结构、操作面板、系统菜单的基本操作。 3、掌握工件、车刀在数控车床上的安装、试切对刀、参数设定的操作。 4、掌握数控车削加工中的基本操作技能，培养良好的职业道德。 二、实验原理：

数控车床是一种高度自动化的机床，在加工工艺与加工表面形成方法上，与普通机床是基本相同的，最根本的不同在于实现自动化控制的原理与方法上。数控车床是用数字化的信息来实现自动化控制的，将与加工零件有关的信息—工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数（进给执行部件的进给尺寸），切削加工的工艺参数（主运动和进给运动的速度、切削深度等），以及各种辅助操作（主运动变速、刀具更换、冷却润滑液关停、工件夹紧松开等）等加工信息—用规定的文字、数字和符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后，发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自动加工。 三、实验仪器：

1、FANUC Series 0i Mate -TD数控车床CAK4085di一台； 2、Φ40x150尼绒棒料或45#钢1根,普通U盘1个；

3、基本装夹工具、量具(0~125游标卡心、25~50千分尺、0~150钢尺)等各1套； 4、刀具：YT15硬质合金90°外圆车刀、切槽刀、螺纹刀等各1把。 四、实验步骤及方法：

(一) 数控机床安全操作规程及维护保养制度

1、 数控机床由专职人员负责管理，任何学员使用该设备及工具、材料等都应服从管理。 2、 学员操作数控机床前，认真阅读机床安全操作规程，严格按照机床操作规程进行。禁止大声喧哗、嬉戏追逐，禁止吸烟，禁止从事一些未经指导人员同意的工作，不得随意触启动各种开关，其他一切设备、工具未经同意不准动用。

3、 操作机床操作学员穿着要合适。进入岗位前必须按规定穿戴好劳动保护用品，进入劳动现场不准穿高跟鞋、拖鞋、短裤、凉鞋，不准戴头巾和围巾；不准赤臂、赤膊，不准敞衣工作。女学员禁止穿裙子，长头发要盘在适当的帽子里；凡是操作机床时，禁止带手套并且不能穿着过于宽松的衣服。

4、 使用机床前应按规定对机床进行检查，认真检查电网电压、油泵、润滑、油量是否正常，检查压力、冷却、油管、刀具、工装夹具是否完好，润滑油路是否畅通，油质是否良好，按规定加润滑剂，作好机床的定期保养工作。 5、 机床通电启动后，先进行机械回零操作，然后空运转10分钟以上，对机床进行维护保养，确认机械、刀具、夹具、工件、数控参数等正确无误后，方能开始正常工作。

6、 认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关保护等环节是否完全无误，以免加工时造成事故、损坏刀具及相关部件。严格按操作流程进行试切对刀，调试完成后要做好程序保护工作。

7、 机床加工时，应关好防护拉门，在主轴旋转同时需要进行手动操作时，一定要使自己的身体和衣物远离旋转及运动部件，以免将衣物卷入造成事故。在运行加工前，必须由实验教师检查认可后,方可加工操作或试运行，特别注意工件是否固定牢靠，调节工具是否已经移开。 8、 装夹测量工件或装刀操作一定要在机械运动停止状态下进行，并注意和协作人员间的配合，以免出现事故。在手动换刀或自动换刀时，要注意刀具等的安装位置。

9、 工件装夹时要夹牢，以免工件飞出造成事故，完成装夹后，要注意将卡盘扳手及其它调整工具取出拿开，以免主轴旋转后甩出造成事故。

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10、 机床工作时，操作者不能离开机床。当程序出错或机床性能不稳定时，应立即按下急停按钮，消除故障后方能重新开机操作。

11、 开动机床应关闭保护罩，以免发生意外事故。主轴未完全停止前，禁止触摸工刀具或主轴。触摸工刀具或主轴时要注意是否烫手，小心灼伤。

12、 在操作范围内，应把刀工量材料等物品放在工作台上，机床上不应放任何杂物。 13、 手潮湿时勿触摸任何开关或按钮，手上有油污时禁止操控控制面板。

14、 机床与计算机进行通讯时，严禁带电插拔通讯电缆，否则会造成接口损坏。

15、 操控控制面板上的各种功能按钮时，一定要辨别清楚并确认无误后，才能进行操控。不要盲目操作。禁止随意改变机床内部设置。

16、 机床操作者应能够处理一般性报警故障，若出现严重故障，应立即切断电源，保护现场并立即报告现场指导人员，勿带故障操作和擅自处理。现场指导人员应作好相关记录。 17、 在机床实操时，只允许一名学员单独操作，其余应等候轮流上机床实操。实操时，同组学员要注意工作场所的环境，互相提醒，防止发生人员或设备的安全事故。

18、 工作完毕后，应将机床导轨、工作台擦干净，作好设备清洁和日常设备维护工作，将刀架回机床参考点，按下急停按钮，切断机床控制系统电源，最后关闭机床总电源。

19、 关机后认真填写工作日志，保持工作环境的清洁，检查门窗、相关设备和照明电源开关是否关好，做好防防盗工作。

20、 任何人员，违反上述规定或相关规章制度，实习指导人员有权停止其操作。 (二) 数控机床的面板操作

1、FANUC Series 0i Mate -TD机床控制面板

机床操作面板如下图所示,主要用于控制机床运行状态，由模式选择按钮、运行控制开关等多个部分组成，每一部分的详细说明如下：

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按键功能：

AUTO：自动加工模式。 MDI：手动数据输入。 HND：手轮模式移动机床。 DNC：用232电缆线连接PC机和数控机床 ，选择程序传输加工。 程序运行控制开关 程序运行开始；模式选择旋钮在“AUTO”和“MDI”位置时按下有效，其余时间按下无效。 程序运行停止；在程序运行中，按下此按钮停止程序运行。 EDIT：编辑模式。 INC： 增量进给。 JOG：手动模式，手动连续移动机床。 REF：回参考点 。 机床主轴手动控制开关 手动主轴正转 手动主轴反转 手动停止主轴 增量进给倍率选择按钮 手动移动机床各轴按钮 选择移动机床轴时，每一步的距离：×1为0.001毫米，×10为0.01毫米，×100为0.1毫米，×1000为1毫米。 进给率(F)调节旋钮 调节程序运行中的进给速度，调节范围从主轴转速倍率调节旋钮 0～120% 。 调节主轴转速，调节范围从50～120%。 单步执行开关 条程序指令。 程序段跳读自动方式按下此键，跳过程序每按一次程序启动执行一段开头带有“/”程序。 程序停 自动方式下，遇有M00程序停止。 手脉手轮顺时针转，相应轴往正方向移动，手轮逆时针转，相应轴往机床空运行按下此键, 各轴以固定的速度负方向移动。 运动。 3

冷却液开关按下此键, 冷却液开；再按在刀库中选刀刀。 机床锁定开关只能程序运行。 按下此键, 刀库中转位换一下，冷却液关。 按下此键，机床各轴被锁住，程序编辑锁定开关可编辑或修改程序。 程序重启动 置于“”位置，M00程序停止程序运行中，M00停止。 由于刀具破损等原因自 动停止后，程序可以从指定的程序段重新启动。 紧急停止旋钮2、FANUC 0i数控系统操作 系统操作键盘在视窗下方角，其上面为显示屏，编程面板如下图所示:

FANUC 0i (车床)面板

按键介绍 复位键：按下这些键可以使CNC复位或者取消报警等 数字/字母键用于输入数据到输入区域，系统自动判别取字母还是取数字。 4

系统帮助页面 换档键：键切换输入

编辑键 DELETE 删除键 删除光标所在的数据；或者删除一个程序或者删除全部程序。 INSERT 插入键 把输入区之中的数据插入到当前光标之后的位置。 ALTER 替换键 用输入的数据替换光标所在的数据。 取消键 消除输入区内的数据。 输入键 把输入区内的数据输入参数页面。 回车换行键 结束一行程序的输入并且换行。 程序显示与编辑页面 位置显示页面。位置显示有三种方式，用PAGE按钮选择。 光标移动 参数输入页面。按第一次进入坐标系设置页面，按第二次进入刀具补偿参数页面。进入不同的页面以后，用PAGE 按钮切换。 翻页按钮（PAGE） 系统参数页面 信息页面，如“报警” 图形参数设置页面 (三) 手动操作机床 1. 回参考点

(1) 置模式旋钮在

位置。

(2) 选择各轴，按住按钮,即回参考点。 2. 移动

手动移动机床轴的方法有三种：

方法一：快速移动

，这种方法用于较长距离的工作台移动。

位置：

，机床各轴移动，松开后停止移动。

(1) 置“JOG”模式

(2) 选择各轴，点击方向键 (3) 按

键，各轴快速移动。

，这种方法用于微量调整，如用在对基准操作中。

方法二：增量移动

(1) 置模式在 位置： 选择

(2) 选择各轴，每按一次，机床各轴移动一步。

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步进量

方法三：操纵“手脉” 3. 开、关主轴

，用于微量调整。可以让操作者容易控制和观查机床移动。

(1) 置模式旋钮在“JOG”位置 (2) 按

主轴停转

机床主轴正反转，按

刚开机时，须在MDI方式下，输入MO3S300等,启动运行。 4. 启动程序加工零件

(1) 置模式旋钮在“AUTO”位置

(2) 选择一个程序(参照下面介绍选择程序方法) (3) 按程序启动按钮

5. 试运行程序

试运行程序时，机床和刀具不切削零件，仅运行程序。 （1）置在

模式

调出程序

（2）选择一个程序如O0001后按 （3）按程序启动按钮 6. 单步运行 （1）置单步开关

于“ON”位置

执行一条指令

（2）程序运行过程中，每按一次 7. 选择一个程序

有二种方法进行选择： i. 按程序号搜索

(1) 选择模式放在”编辑” (2) 按 (3) 按

键输入字母“O”

键输入数字“7”，输入搜索的号码：“O7”

开始搜索；找到后，“O7”显示在屏幕右上角程序号位置，“O7”NC

(4) 按CURSOR： 程序显示在屏幕上。 ii. 选择模式AUTO (1)按 (2)按 (3)按

位置

键入字母“O”

键入数字“7”，键入搜索的号码：“07” →

搜索程序段。

“O7”显示在屏幕上。

(4)可输入程序段号“N30”，按

8. 删除一个程序

(1)选择模式在”编辑”

6

(2)按 (3)按 (4)按

键输入字母“O”

键输入数字“7”，输入要删除的程序的号码：“07” “07”NC程序被删除

9. 删除全部程序

(1)选择模式在”编辑” (2)按 (4)按

键输入字母“O” 全部程序被删除

(3)输入“-9999”

10. 搜索一个指定的代码

一个指定的代码可以是：一个字母或一个完整的代码。例如：“N0010”，“M”，“F”，“G03”等等。搜索应在当前程序内进行。操作步骤如下： （1）在“AUTO”（2）按

或”编辑”

模式

（3）选择一个NC程序

（4）输入需要搜索的字母或代码，如：“M”，“F”，“G03” （5）按 检索 索。

11. 编辑NC程序（删除、插入、替换操作） （1）模式置于”编辑”（2）选择

即可编辑。

，开始在当前程序中搜

（3）输入被编辑的NC程序名如“07”，按 （4）移动光标：

? 方法一：按 PAGE：

或

翻页，按 CURSOR ： 或 移动光标。

? 方法二：用搜索一个指定的代码的方法移动光标。 （5）输入数据：按数字/字母键，数据被输入到输入域。

删除、插入、替代： 按 按 按

键，删除光标所在的代码

键，把输入区的内容插入到光标所在代码后面。 键，把输入区的内容替代光标所在的代码。

。

进入程序页面。

键用于删除输入域内的数据。

12. 通过操作面板手工输入NC程序 （1）置模式开关在”编辑”（2）按 （3）按 （4）按 （5）按

键，再按

输入“O7” 程序名 (输入的程序名不可以与已有程序名重复) 。 → →

键，开始程序输入。 键换行后再继续输入。

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13. 选择设备的步骤

1） 按下功能键。

2） 按下软键［一览］。

3） 按下操作选择软键［(操作)］。

4） 在出现软键［设备选择］之前，按住继续菜单键。 5） 按下软键［设备选择］。 6） 按下想要选择的设备的软键。 14. 输入文件

1） 按下机床操作面板上的EDIT（编辑）开关，或者使其处于紧急停止状态。 2） 按下软键［(操作)］。 3） 按下软键［文件读取］。 4） 设定成为输入对象的文件号。 键入文件号，按下软键［F 设定］。 5） 设定输入后的程序号。

键入程序号，按下软键［O 设定］。

如果在这里不指定程序号，则原样采用文件中的程序号。 6） 按下软键［执行］。

读入程序，画面右下的“输入”提示信息闪烁显示。在完成读入处理之后，画面上的“输入”显示消失。要取消输入时，按下软键［取消］。 ［F ［O 输入文件名 输入程序 输入程序号 设定］ 设定］ 通过［O 设定］设定以由［O 设定］设定的以由［O 设定］设定的程序– ○ 的程序号的文件 程序内的所有程序 号为开头的连续的程序号 通过［F 设定］设定通过［F 设定］指定的○ – 保存时的程序号 的文件号的文件名 文件内的所有程序 通过［F 设定］设定通过［F 设定］指定的以由［O 设定］设定的程序○ ○ 的文件号的文件名 文件内的所有程序 号为开头的连续的程序号 ○ : 予以指定 – : 不予指定 15. 输出文件

1) 按下机床操作面板上的EDIT（编辑）开关，或者使其处于紧急停止状态。 2) 按下软键［(操作)］。 3) 按下软键［文件输出］。

4) 设定将要输出的程序。键入程序号，按下软键［O 设定］。此时，键入-9999 时，输出存储器内的所有程序。

5) 设定将要输出的文件名。键入文件名，按下软键［F 名称］。

不设定文件名时，将被输出的文件名若以程序号单独指定，为“O 号”；以-9999 指定时，为“ALL-PROG.TXT”。 6) 按下软键［执行］。

输出程序，画面右下的“输出”提示信息闪烁显示。在完成写入处理之后，画面上的“输出”显示消失。要取消输出时，按下软键［取消］。 16. 输入零件原点参数 （1）按

键进入参数设定页面，按“坐标系”。

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图1-1

（2）用（3）按 （1）按 （2）用

或

图1-2

选择坐标系。输入地址字（X/Y/Z）和数值到输入域。方

法参考“输入数据”操作。（图1-1）

键，把输入域中间的内容输入到所指定的位置。 键进入参数设定页面，按“ 和

”

17. 输入刀具补偿参数

键选择长度补偿,半径补偿 和

键选择补偿参数编号。

（3）用CURSOR：（5）按

（4）输入补偿值到长度补偿或半径补偿。（图1-2）

键，把输入的补偿值输入到所指定的位置。

18. T01刀（外圆刀）对刀

① 手动模式→试切工件端面→Z方向不动，沿X方向退出→

进入参数输入界面。

图1-3

图1-4

② 按[补正]→[形状]如图1-3→输入z0→[测量]→T01刀Z轴对刀完毕。 ③ 试切外圆→X方向不动，沿Z方向退出→主轴停止，测量工件直径（假设测量得直径φ96.17）→

进入参数输入界面，按[补正]→[形状]→输入测量的直径X96.17→[测量]→T01刀（外

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圆刀）X方向对刀完毕。

验证对刀是否正确时，首先在MDI方式下，输入T0101,让该刀具生效后再进行验证。 19. T02刀（螺纹刀）对刀

① 换T02刀（螺纹刀:假定螺纹刀宽为4mm）→碰工件端面→Z方向不动，沿X方向退出→进入参数输入界面，按[补正]→[形状]→光标移到2号刀补→输入z2→[测量]→T02刀Z轴对刀完毕。

② 试切外圆→X方向不动，沿Z方向退出→工具条中测量直径（假设测量得直径φ94.67）→进入参数输入界面，按[补正]→[形状]→光标移到2号刀补→输入测量的直径X94.67→[测量]→T02刀（螺纹刀）X方向对刀完毕→对刀全部完成。 20. 刀具磨耗补偿设置

当刀具出现磨损或更换刀片后，可以对刀具进行磨损设置，只要修改“刀具磨损设置”画面中的数值即可。一般可以分为以下两种情况。

(1)当番号X、Z向原数值是0的情况：例如工件外圆直径加工尺寸应为40 mm，如果实际加工后测得尺寸为40.08 mm，尺寸偏大0.08 mm(直径)，则在刀具磨损设置画面所对应刀具补偿号，如1号刀具一般番号W001中的X向补偿值内输入“-0.04 (半径值) ”。如果工件长度尺寸应为30 mm，实际加工后测得尺寸为29.93 mm，尺寸偏小0.07 mm，则在刀具磨损设置画面所对应刀具补偿号，如1号刀具一般番号W001中的Z向补偿值内输入“0.07”。

(2)当番号X、Z向原数值不是0的情况：需要在原来数值的基础上进行累加，把累加后的数值输入。如上例原来的X向补偿值中已有数值为“0.06”，则输入的数值为“0.02”。 21. 位置显示

按 (1) 按 (2) 按 (3) 按 (4) 按

键切换到位置显示页面。用 键，切换到“MDI”模式 键，再按

→

分程序段号“N10”，输入程序如：G0X50

和

键或者软键切换。

22. MDI手动数据输入

“N10G0X50” 程序被输入 程序启动按钮。

23. 零件坐标系（绝对坐标系）位置

绝对坐标系：显示机床在当前坐标系中的位置。 相对坐标系：显示机床坐标相对于前一位置的坐标。 综合显示：同时显示机床在以下坐标系中的位置。 五、实验注意事项 ：

1、装夹工件或刀具时，一定要在机械运动停止状态下进行，并注意和协作人员间的配合，以免出现事故。在手动换刀或自动换刀时，要注意刀具等的安装位置。

2、工件装夹时要夹牢，以免工件飞出造成事故，完成装夹后，要注意将卡盘扳手及其它调整工具取出拿开，以免主轴旋转后甩出造成事故。 3、机床上不应放任何杂物。

4、机床加工时，应关好防护拉门。 六、实验过程记录：

1、画出数控车床坐标系示意图，写明工件坐标零点位置，坐标方向及毛坯、刀架相应位置； 2、分别写出数控车床开机启动及关机的主要步骤；

3、分别写出数控车床选择程序、删除程序、新建程序的步骤；

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4、分别写出从U盘输入cnc机床程序、cnc机床输出到U盘的步骤； 5、分别写出用外圆车刀、螺纹车刀试切对刀及验证对刀正确性的步骤； 七、实验现象及原始数据记录 ：

1、机床+X轴、-Z轴行程超限时出现什么提示？如何解除报警？ 2、按下急停按钮后出现什么提示？如何解除报警？

3、删除程序时出现什么提示？没有相应检索文件时，出现什么提示？ 4、刀具安装后，如何验证刀具安装的中心高正确？ 5、如何将刀具半径及刀具位置码输入CNC系统？ 八、数据处理及实验结果分析：

1、实验用的数控车床中心高为多少？装刀时若中心高不对，偏高会产生什么后果？偏低会产生什么后果？

2、机床回零的主要作用是什么？实验用的数控车床为什么可以不用回零？

3、数控车床在实际切削运动过程中，刀具和工件之间的相对运动是什么样的关系？ 4、以FANUC Oi-TD数控系统为例，说明数控车床的每种工作方式及其用途。 九、实验后回答以下思考题 ：

1、数控机床坐标系和工件坐标系的定义，其主要区别是什么？ 2、刀具磨耗如何进行补偿？请举例说明。 3、数控车床刀具安装注意事项。

实验二、数控车床轴类零件加工

一、实验目的：

1．能够对简单轴类零件进行数控车削工艺分析。

2．掌握G00、G01、G02、G03及粗车、精车复合循环等指令的应用和手工编程方法。 3．熟练掌握程序输入的正确性及检验

4．通过对零件的加工，了解数控车床的工作原理及过程。 二、实验原理：

1．G功能( 格式：G2 G后可跟2位数 ) G代码 功能 G代码 功能 *G00 定位(快速移动) G70 精加工循环 G01 直线切削 G71 内外圆粗车循环 G02 圆弧插补(CW，顺时针) G72 台阶粗车循环 G03 圆弧插补(CCW，逆时针) G73 成形重复循环 根据给定的毛坯及零件图，编制数控加工程序并完成零件的加工。

(直径36、20、15公差为：上偏差0，下偏差-0.10,长度15、75公差为±0.10)

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三、实验仪器：

1、FANUC Series 0i Mate -TD数控车床CAK4085di一台； 2、Φ40x80尼绒棒料或45#钢1根；

3、基本装夹工具、量具(0~125游标卡心、25~50千分尺、0~150钢尺)等各1套； 4、刀具：YT15硬质合金90°外圆车刀、切槽刀、螺纹刀等各1把。 四、实验步骤及方法：

1．加工零件图样分析，写出加工工艺流程。 2．编制数控加工工序卡、刀具卡及相关切削参数

车削加工程序卡 工序号 工序内容 刀具类型 刀号 切削参数 主轴转速r/min 进给mm/r 吃刀量mm 1 工件装夹： 2 3 3．根据零件的加工工艺分析和所使用数控车床的编程指令说明，编写加工程序。 4．根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测。 五、实验注意事项 ：

1、数控机床加工时，操作面板端和机床主轴端的操作由一人进行操作，以避免发生多人操作时相互间配合失误而引起事故。

2、工件装夹时要夹牢，以免工件飞出造成事故，完成装夹后，要注意将卡盘扳手及其它调整工具取出拿开，以免主轴旋转后甩出造成事故。 3、机床上不应放任何杂物。

4、机床加工时，应关好防护拉门。 六、实验过程记录：

1、将实验之前已编好的数控程序，输入CNC系统，验证所编程序刀具轨迹，修改直至正确，记录操作步骤及程序修改之处。

2、指出你所确定的工件坐标系零点位置，正确安装实验所需刀具、工件，每把刀分别进行对刀，刀具生效后验证对刀的正确性。

3、加工工件，根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测，记录检测结果。 七、实验现象及原始数据记录 ：

1、数控机床刀具轨迹图及加工后的零件成品图； 2、加工工件检测结果： 序号 图纸尺寸 允许范围 实际测量尺寸 是否合格？ 1 2 3 八、数据处理及实验结果分析： 1、写出最终完成加工工件所编写的程序；

2、加工工件检测结果说明，并对零件进行质量分析。 九、实验后回答以下思考题 ：

1、 使用G02/G03指令时，如何判断顺时针/逆时针方向？I、K指令含义。 2、 说明G71指令各参数的含义及应用场合。

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实验三、数控车床螺纹零件加工

一、实验目的：

1、了解数控车床车削螺纹的工作原理，掌握切槽刀、螺纹刀的对刀方法。 2、掌握带有螺纹的轴的数控车削工艺分析及加工。 3、掌握数控车床车削螺纹的编程方法。 二、实验原理：

根据给定的毛坯及零件图编制数控加工程序并完成零件的加工。

三、实验仪器：

1、FANUC Series 0i Mate -TD数控车床CAK4085di一台； 2、Φ40x150尼绒棒料或45#钢1根；

3、基本装夹工具、量具(0~125游标卡心、25~50千分尺、0~150钢尺)等各1套； 4、刀具：YT15硬质合金90°外圆车刀、切槽刀、螺纹刀等各1把。 四、实验步骤及方法：

1．加工零件图样分析，写出加工工艺流程。 2．编制数控加工工序卡、刀具卡及相关切削参数

车削加工程序卡 工序号 工序内容 刀具类型 刀号 切削参数 主轴转速r/min 进给mm/r 吃刀量mm 1 工件装夹： 2 3 3．根据零件的加工工艺分析和所使用数控车床的编程指令说明，编写加工程序。 4．根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测，并对零件进行质量分析。 五、实验注意事项 ：

1、车削螺纹和退刀槽时，应注意选择合理的主轴转速和进给速度。 2、编程的螺纹长度包括螺纹的有效长度L、进刀空行程段δ1和退刀空行程段δ2，注意δ1与δ2的取值。

3、程序中的刀具起始位置要考虑到毛坯尺寸的大小，换刀位置应考虑刀架与工件及机床尾座之间的距离应足够大，否则，将发生严重事故。 六、实验过程记录：

1、将实验之前已编好的数控程序，输入CNC系统，验证所编程序刀具轨迹，修改直至正确，

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记录操作步骤及程序修改之处。

2、指出你所确定的工件坐标系零点位置，正确安装刀具、工件，记录切槽刀、螺纹刀试切对刀及刀具生效后验证对刀的正确性步骤。

3、加工工件，根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测，记录检测结果。 七、实验现象及原始数据记录 ：

1、数控机床刀具轨迹图及加工后的零件成品图； 2、加工工件检测结果： 序号 图纸尺寸 允许范围 实际测量尺寸 是否合格？ 1 2 3 八、数据处理及实验结果分析： 1、写出最终完成加工工件所编写的程序；

2、加工工件检测结果说明，并对零件进行质量分析。 九、实验后回答以下思考题 ：

1、说明外螺纹切削时，螺纹大径、螺纹小径、螺纹牙高的计算公式；

2、分别写出G32、G92、G76螺纹切削指令格式及每个参数的具体含义、应用场合。

实验四、数控车床槽类零件加工

一、实验目的：

1．了解数控车床切槽循环的工作原理，掌握对带有切槽的轴进行数控车削工艺分析。 2．掌握数控车床切槽循环的编程方法及零件加工。 二、实验原理：

根据给定的毛坯及零件图编制数控加工程序并完成零件的加工。

三、实验仪器：

1、FANUC Series 0i Mate -TD数控车床CAK4085di一台； 2、Φ45x150尼绒棒料或45#钢1根；

3、基本装夹工具、量具(0~125游标卡心、25~50千分尺、0~150钢尺)等各1套； 4、刀具：YT15硬质合金90°外圆车刀、切槽刀、螺纹刀、端面槽刀等各1把。 四、实验步骤及方法：

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点测量

。完成X方向的对刀。同理，可完成Y方向对刀。

验证对刀的正确性，要求刀具不切削工件 五、实验注意事项 ：

1、拿刀具时应该避免直接接触刀具的刃口，应拿布包住刃口，因为刃口非常锋利； 2、刀具在满足切削深度的情况下应尽量装得短一些；

3、装刀和卸刀的站立姿势要保持好身体的重心，以免出现打滑时，身体失去重心而扑向机床 4、回参考点时应先走Z轴，待提升到一定高度后再走向X、Y轴，以免碰撞刀、夹具； 5、手动或自动移动过程中若出现超程报警，必须转换到“手动”方式，然后按反方向轴移动按钮，退出超程位置，再按“RESET”复位键解除报警。

6、锁定机床进行图形模拟显示程序加工轨迹后，必须重新进行加参考点及对刀。 六、实验过程记录：

1、数控铣床开机启动及关机顺序，回参考点的操作步骤； 2、画出数控铣床工件坐标系示意图；

3、选择程序、删除程序、新建程序的步骤；

4、安装刀具、裝夹工件、直接用刀具试切对刀及验证对刀正确性的步骤； 5、用寻边器、Z轴设定器对刀及验证对刀正确性的步骤。 6、加工工件，用子程序对下图所示工件进行平面铣削。

3.21000.01210020

七、实验现象及原始数据记录 ：

1、机床+X轴、-Y轴行程超限时出现什么提示？如何解除报警？ 2、按下急停按钮后出现什么提示？如何解除报警？

3、删除程序时出现什么提示？没有相应检索文件时，出现什么提示？ 4、试切工件后，如何验证对刀的正确？ 八、数据处理及实验结果分析： 1、工件进行平面铣削所编程序。

2、数控机床回零的主要作用是什么？实验用的数控铣床为什么必须回零？ 九、实验后回答以下思考题 ：

1、数控铣床和数控车床有什么区别? 2、数控立式铣床坐标系如何确定？

3、数控立式铣床在编程坐标中，刀具和工件之间按什么样的运动关系进行编程？

实验六、平面外轮廓铣削加工

一、实验目的：

1、掌握轮廓铣削刀具的切削特点及轮廓铣削常用编程指令。 2、数控铣床工件坐标系的建立与刀补值的设置方法。

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3、掌握轮廓铣削程序编程方法及粗、精加工操作技能。 二、实验原理：

根据给定的毛坯及零件图编制数控加工程序并完成零件的加工（二选一进行加工） 三、实验仪器： 1、FANUC Series 0i Mate -MD数控铣床VM600一台；

2、蜡模或金属毛坯一块（长×宽×高）：200mm×200mm×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）

3、锁刀器、铣刀、寻边器、Z轴设定器、基本装夹工具、量具(0~125游标卡心、25~50千分尺、0~150钢尺)等各1套； 四、实验步骤及方法：

1．加工零件图样分析，写出加工工艺流程。 2．编制数控加工工序卡、刀具卡及相关切削参数

铣削加工程序卡 工序号 工序内容 刀具类型 刀号 切削参数 主轴转速r/min 进给mm/min 吃刀量mm 1 工件装夹： 2 3 3．根据零件的加工工艺分析和所使用数控铣床的编程指令说明，编写加工程序。 4．根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测，并对零件进行质量分析。 五、实验注意事项 ：

1.工件装夹、刀具装夹的可靠性

2. 机床在试运行前必须进行图形模拟加工，避免程序错误、刀具碰撞工件或夹具。 3. 锁定机床进行图形模拟显示程序加工轨迹后，必须重新进行加参考点及对刀。 4. 快速进刀和退刀时，一定要注意不要碰上工件和夹具。

5. 加工零件过程中一定要提高警惕，将手放在“急停”按钮上，如遇到紧急情况，迅速按下“急停”按钮，防止意外事故发生。 六、实验过程记录：

1、将实验之前已编好的数控程序，输入CNC系统，验证所编程序刀具轨迹，修改直至正确，记录操作步骤及程序修改之处。

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2、指出你所确定的工件坐标系零点位置，正确安装刀具、工件，试切对刀，刀具生效后验证对刀的正确性。

3、加工工件，根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测，记录检测结果。 七、实验现象及原始数据记录 ：

1、数控机床刀具轨迹图及加工后的零件成品图； 2、加工工件检测结果： 序号 图纸尺寸 允许范围 实际测量尺寸 是否合格？ 1 2 3 八、数据处理及实验结果分析： 1、写出最终完成加工工件所编写的程序；

2、加工工件检测结果说明，并对零件进行质量分析。 九、实验后回答以下思考题 ：

1、总结归纳平面轮廓铣削加工中所出现的问题和解决办法。

2、分析刀具补偿精度问题，考虑保证零件加工精度和表面粗糙度要求应采取的措施。

实验七、平面内轮廓铣削加工*

一、实验目的：

1、掌握内轮廓铣削刀具的切削特点及内轮廓铣削常用编程指令。 2、数控内轮廓铣削时刀补值的设置方法。

3、掌握内轮廓铣削程序编程方法及粗、精加工操作技能。 二、实验原理：

根据给定的毛坯及零件图编制数控加工程序并完成零件的加工 三、实验仪器： 1、FANUC Series 0i Mate -MD数控铣床VM600一台；

2、蜡模或金属毛坯一块（长×宽×高）：200mm×200mm×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）

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3、锁刀器、铣刀、寻边器、Z轴设定器、基本装夹工具、量具(0~125游标卡心、25~50千分尺、0~150钢尺)等各1套； 四、实验步骤及方法：

1．加工零件图样分析，写出加工工艺流程。 2．编制数控加工工序卡、刀具卡及相关切削参数

铣削加工程序卡 工序号 工序内容 刀具类型 刀号 切削参数 主轴转速r/min 进给mm/min 吃刀量mm 1 工件装夹： 2 3 3．根据零件的加工工艺分析和所使用数控铣床的编程指令说明，编写加工程序。 4．根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测，并对零件进行质量分析。 五、实验注意事项 ：

1. 程序中的刀具起始位置要考虑到毛坯实际尺寸大小，在编写端面程序时，注意Z向吃刀量。 2. 机床在试运行前必须进行图形模拟加工，避免程序错误、刀具碰撞工件或夹具。 3. 锁定机床进行图形模拟显示程序加工轨迹后，必须重新进行加参考点及对刀。 4. 快速进刀和退刀时，注意不要碰上工件和夹具。

5. 加工零件过程中一定要提高警惕，将手放在“急停”按钮上，如遇到紧急情况，迅速按下“急停”按钮，防止意外事故发生。 六、实验过程记录：

1、将实验之前已编好的数控程序，输入CNC系统，验证所编程序刀具轨迹，修改直至正确，记录操作步骤及程序修改之处。

2、指出你所确定的工件坐标系零点位置，正确安装刀具、工件，试切对刀，刀具生效后验证对刀的正确性。

3、加工工件，根据零件图要求，选择合适的量具对工件进行检测，记录检测结果。 七、实验现象及原始数据记录 ：

1、数控机床刀具轨迹图及加工后的零件成品图； 2、加工工件检测结果： 序号 图纸尺寸 允许范围 实际测量尺寸 是否合格？ 1 2 3 八、数据处理及实验结果分析： 1、写出最终完成加工工件所编写的程序；

2、加工工件检测结果说明，并对零件进行质量分析。 九、实验后回答以下思考题 ：

1、分析内轮廓加工工艺的合理安排。 2、顺铣与逆铣的区别。

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补充1、FANUC Series 0i Mate -TD数控车床常用命令

一、G功能( 格式：G2 G后可跟2位数 ) G代码 功能 G代码 功能 *G00 定位(快速移动) G58 选择工件坐标系5 G01 直线切削：G01 X(U) __ Z(W) __ F__ G59 选择工件坐标系6 G02 圆弧插补(顺/逆时针) ： G65 宏程序命令 G02(G03) X(U)__Z(W)__[I__K]/R__F__ G70 精加工循环 G03 G04 暂停：G04 X(秒)/P(毫秒) G71 内外圆粗车循环 G27 参考点返回检查 G72 台阶粗车循环 G28 参考点返回 G73 成形重复循环 G30 回到第二参考点 G74 Z 向端面钻孔循环 G32 螺纹切削：G32 X(U)__Z(W)__F（E）__ G75 X 向外圆/内孔切槽循环 *G40 刀尖半径补偿取消 G76 螺纹切削复合循环 G41 刀尖半径左补偿 G90 内外圆固定切削循环 G42 刀尖半径右补偿 G92 螺纹固定切削循环 G50 坐标系设定/恒线速最高转速设定 G94 端面固定切削循环 *G54 选择工件坐标系1 G96 恒线速度控制 G55 选择工件坐标系2 *G97 恒线速度控制取消 G56 选择工件坐标系3 G98 每分钟进给 G57 选择工件坐标系4 *G99 每转进给 *表示开机时系统默认值 举例： 1、G90 X(U)＿Z(W)＿ R＿ F＿；R为圆锥面切削的起点相对于终点的半径差

2、G94 X(U)～ Z(W)～ R～ F～；R-端面切削起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量 3、G92 X(U)＿ Z(W)＿R＿F＿；R表示锥螺纹始点与终点在Ｘ轴方向的坐标增量（半径值），圆柱螺纹切削循环时Ｒ为零，可省略；加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，R为负，反之为正。F表示螺纹导程。 4、G71 U（Δd） R（e）

G71 P（ns） Q（nf） U（Δu） W（Δw） F S T 式中：Δd——循环每次的切削深度（半径值、正值） e——每次切削退刀量

ns——精加工描述程序的开始循环程序段的行号 nf——精加工描述程序的结束循环程序段的行号

Δu——X向精车预留量（直径值） Δw——Z向精车预留量 5、G72 W(△d)＿R(e)＿；

G72 P(ns)＿Q(nf)＿U(△u)＿W(△w)＿F(f)＿S(s)＿T(t)＿； 6、G73 U(△ i)＿ W(△ k)＿ R(d)＿；

G73 P(ns)＿Q(nf)＿U(△u)＿W(△w)＿F(f)＿S(s)＿T(t)＿；

△ i：X轴向总退刀量，半径值。实际上是切削循环的X方向总加工余量，与毛坯种类及加工余量有关。当向+X 轴方向退刀时,该值为正，反之为负。

△ k：Z轴向总退刀量，就是循环起点离工件零点端面的距离，一般取3-5mm。当向+Z 轴方向退刀时,该值为正，反之为负。 d:粗车循环次数。 7、端面钻孔复合循环指令（G74），编程格式：

G74 R（e）；

G74 X（U）Z（W）P（?i）Q（?k）R（?d）F（f）；

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式中：e：每次沿Z方向切削?k后的退刀量。没有指定R(e) 时，用参数也可以设定。根据程序指令，参数值也改变。

X（U）Z（W）: 切削终点 坐标

?i：X方向的每次循环移动量(无符号，单位：微米)(半径) ?k：Z方向的每次切削移动量(无符号，单位：微米)。 ?d：切削到终点时X方向的退刀量（半径），通常不指定，省略X(U) 和?i时，则视为0。 f：进给速度。

8、外径沟槽复循环（G75）

1）概述：G75指令用于内、外径切槽。 2）格式： G75 R（e）；

G75 X（U）Z（W）P（Δi）Q（Δk） R（Δd） F； R（e）：每次沿径向(X 方向)切削Δi 后的退刀量，单位mm； X（U）Z（W）: 切削终点 坐标； P（Δi）：X 方向的每次切削量，半径值，单位:0.001mm； Q（Δk）：刀具完成一次径向切削后，在Z方向的偏移量，单位：0.001mm； R（Δd）：刀具在切削底部的Z向退刀量，无要求时可省略。 F: 径向切削进给速度mm/r。

9、G76 P(m)（r）(α)＿ Q（△dmin）＿ R(d) ＿；

G76 X(U)＿ Z(W)＿ R(i)＿P(k)＿ Q(△d)＿F(f) ＿； ①m表示精车重复次数，从1—99；

②r表示螺纹尾端倒角量，在0.0f—9.9f之间，以0.1f为一单位，(即为0.1的整数倍)，用00—99两位数字指定，(其中f为螺纹导程），如r=10,倒角量=10x0.1x导程； ③α表示刀尖角度（刀具角度）；从80°、60°、55°、30°、29°、0°六个角度选择；(m、r、α用地址P同时指定，如：m=2，r=1.2f，α = 60°表示P021260）

④Δdmin：表示最小切削深度，当计算深度小于Δdmin，则取Δdmin作为切削深度；用半径编程指定, (单位：微米μm)

⑤d：表示精加工余量，用半径编程指定(单位：mm)； Δd ：表示第一次粗切深（半径值,单位：微米μm)；

⑥i：表示锥螺纹的半径差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差；加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，i为负，反之为正。 若i=0,则为直螺纹。 ⑦k：表示螺纹高度（X方向半径值）；(单位：微米μm) ⑧f——螺纹导程(单位：mm)。

二、M功能( 格式：M2 M后可跟2位数 )

M00-- 进给暂停 M01-- 条件暂停 M02-- 程序结束 M03-- 主轴正转 M04-- 主轴反转 M05-- 主轴停转 M08-- 开切削液 M09-- 关切削液 M30-- 程序结束并返回到开始处 M98-- 子程序调用 M99-- 子程序返回。 三、T功能 ( 格式：T4 )

T后则允许跟4位数字，前2位表示刀具号，后2位表示刀具补偿号。如：T0202表示用第二把刀具，其刀具偏置及补偿量等数据在第02号地址中。 四、S功能( 格式：S500 S后可跟4位数 )

用于控制带动工件旋转的主轴的转速。实际加工时，还受到机床面板上的主轴速度修调倍率开关的影响。按公式：N=1000Vc /πD 可根据某材料查得切削速度Vc，然后即可求得N. 例如：若要求车直径为60mm的外圆时切削速度控制到48mm/min，则换算得： N=250 rpm ( 转/分钟 )，则在程序中指令 S250。

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补充2、FANUC Series 0i Mate -MD数控铣床常用命令 G代码 *G00 G01 G02 G03 G04 *G17 G18 G19 G28 G30 *G40 G41 G42 *G43 *G44 *G49 *G94 G95 组别 01 00 02 00 07 解释 G代码 组别 定位（快速移动） G73 直线进给 G74 顺时针切圆弧 G76 逆时针切圆弧 *G80 暂停 G81 XY面选择 G82 XZ面选择 G83 09 YZ面选择 G84 机床返回原点 G85 机床返回第2原点 G86 取消刀具直径偏移 G87 刀具半径左偏移 G88 刀具半径右偏移 G89 刀具长度+方向偏移 *G90 03 刀具长度–方向偏移 G91 取消刀具长度偏移 G92 00 每分进给 G98 10 每转进给 *G99 解释 高速深孔钻循环 左螺旋切削循环 精镗孔循环 取消固定循环 中心钻循环 反镗孔循环 深孔钻削循环 右螺旋切削循环 镗孔循环 镗孔循环 反向镗孔循环 镗孔循环 镗孔循环 使用绝对值命令 使用相对值命令 设置工件坐标系 固定循环返回起始点 返回固定循环R点 08 05 *表示开机时系统默认值 26

补充3、数控车床一般操作流程与加工流程

一、操作流程

1、合上电源总开关，机床送电正常。 2、按通电按钮，给数控系统送电。 3、返参考点（两种方法），将X轴和Z轴分别返参考点，待指示灯亮。 （我校FANUC Series 0i Mate -TD数控车床CAK4085di可省略此步）

4、机床空转，热机5-10分钟，进行日常维护保养，输入加工程序，检查确保输入无误。 5、锁住机床空运行程序，验证程序的正确性。特别要仔细观察各程序的坐标尺寸是否有误，完毕后务必要撤消空运行操作。

6、对刀，装夹试切工件，手动选择各刀具，用试切法测量各刀具的刀补并置入程序规定的刀补单元，手动验证对刀是否正确。注意：小数点和正负符号。 7、以试切工件为基准，用手动方式移动刀架到安全坐标位置。

8、调出当前加工工件的程序，选自动操作方式，选择适当的进给倍率，和快速倍率，按循环启动键，开始自动循环加工，首件加工时应选较低的快移倍率，并利用单步程序段功能，可减少程序和对刀错误引起的故障。

9、首先加工完毕后测量各加工部位尺寸，修改各刀的刀补值然后加工正式工件，确认尺寸无误后恢复快速倍率（根据实际加工随时调整）加工全部工件，记录相关实验结果。

10、加工完成后，拆缷刀具、毛坯，机床润滑保养，整理工具箱，打扫卫生，检查无误后，经指导教师签字确认，关闭机床电源，关好门窗。 二、数控车床一般的加工流程：

确定零件的定位基准和装夹方式 分析零 件图样 确定加工 工艺路线， 选定设备 确定加工 所用刀具 并对刀 编制加工程序，输入机床空运行检验程序正确性 确定切 削用量，起刀点、换刀点 位置。 试件的加工，对加工结果进行分析 进行点位 数据的计 算 对加工参数进行修整，到加工要求

按要求加工完图样零件的全部工件

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三、数控常识

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