数控机床实验教案

实验一数控机床的认识实验
一、教学目的与要求：通过本次实验，要求学生掌握数控机床的硬件基本组成，了解
数控机床的工作原理，掌握当今主流数控系统的控制面版的基本组
成，掌握FANUC系统操作面版的基本操作。

二、主要实验设备及仪器
数控机床；南京斯沃数控仿真软件；计算机
三、实验内容：
1、数控机床的组成及基本工作原理
1、数控机床的基本硬件组成；
2、普通机床与数控机床的区别；
3、数控机床的刀架与普通机床刀架的区别；
4、数控机床开机的步骤；
5、数控机床的关机的步骤；
6、数控机床加工的基本工作原理；
2、主流数控系统控制面版的基本组成
1、SIEMENS802S系统操作面版的基本组成。

2、FANUC-MATE-0系统操作面版的基本组成。

3、华中数控世纪星系统的操作面版的基本组成。

3、FANUCOiT系统的基本操作
（1）介绍南京斯沃数控仿真软件的基本功能。

（结合实际机床）
（2）介绍数控仿真软件的各菜单、按键的功能。

3、介绍FANUCOiT数控系统的主要工作方式：
（3）JOG工作方式（手动操作）
（4）REF工作方式（回零操作）
（5）VAR工作方式（步进操作）
（6）AUTO工作方式（自动加工方式）
（7）SBL工作方式（单段操作）
（8）MDI工作方式（手动数据输入自动加工方式）
4、介绍手动主轴正反转的操作。

5、介绍手动移动坐标轴（结合机床坐标系和编程坐标系的理解）
6、介绍如何确定数控机术的行程范围。

7、介绍对程序功能的管理（删除、拷贝、修改、输入程序）等基本操作。

学生完成的内容（55分钟）
详见实验报告（一）
姓名同组人
实验室实验名称时间
实验一数控机床的认识实验
一、实验目的：
1、了解该机床的坐标系统；
2、了解该机床的功能及结构；
3、了解机床控制面板各键和按纽的功能及用途；
4、熟练掌握开机、关机的操作步骤；
5、熟练掌握回零、手动、手轮方式的操作；
6、熟练掌握主轴启动、停止、正转、反转的操作。

二、实验设备：
数控机床
三、实验内容：
（1）机床开机步骤
（2）手动方式操作
（3）回零方式操作
（4）自动方式操作
（5）MDA方式操作
（6）程序显示操作
（7）主轴启动（正转/反转）
实验小结：通过本次实验学生应该对讲述的内容通过仿真软件基本能够完成。

未能完全掌握的同学可以在数控实训实践教学环节中去加深体会。

通过实验要
完成实验报告(一)的内容。

实验二数控车床的编程与仿真加工实验
一、教学目的与要求：通过本次实验，要求学生掌握数控车床的编程坐标系的设
定，了解刀具偏置量的设定，掌握手动对刀的基本步骤，并能通过
工艺分析对简单的零件图进行程序编制，并能够通过数控仿真软件
对简单零件进行模拟仿真加工。

二、主要实验设备及仪器
南京斯沃数控仿真软件；计算机
三、实验内容
1、数控加工对刀的基本步骤：
1、X坐标轴的对刀：手动启动主轴一一将刀具安装到相应的刀位一一试车外圆一一测量被加工后材料的直径——记录下直径值——点击按键“参数”——点击按键“对刀”——输入“测理被加工后材料的直径”——点击按键“计算”。

2、Z坐标轴的对刀：试车端面一一加工至正好没有切屑飞溅一一点击按键“参数”——点击按键“对刀”——在相应的位置输“0”——将G500改为G54——点击按键“计算”——点击按键“确认”。

3、验证对刀是否正确：选用MDI工作方式——输入程序段“G54G0X0Z0'——看是否刀具停在编程坐标称的原点位置。

2、讲述工件坐标系与机床坐标系的区别：
机床参考点3、对简单零件进行编程
程序段源程序注释
号
主程序O1234
N01 G54；建立工件坐标系
N02 G90G94G23；采用绝对值，直径编程，进给量单位为毫
米/ 分钟
N03 T0101；定位起刀点
N04 G0X15Z2；主轴正转，转速为1000转/分钟
N05 M3S1000；换一号刀位的外圆车刀
N06 G01X8Z0F80;
N07 X10Z-1;
N08 Z-10;
N09 X10;
N10 X12Z-11;
N11 Z-16;
N12 G02X12Z-21.66R4;
N13 G01Z-26.66;
N14 X14Z-34.66;
N15 Z-40;
N16 G00X40Z100；回到换刀点
N17 T0202；换二号刀位的割刀切退刀槽
N18 G0X12Z-10
N19 G1X8F10；切退刀槽
N20 G0X40
N21 Z100；回换刀点
N22 T1;
N23 M5；主轴停转
N24 M2；主程序结束
学生完成内容：
详见实验报告（二）
实验小结：通过本次实验完成实验所要求的内容，特别是掌握手机对刀的步骤，最终能够完成仿真加工，完成实验报告（二）的内容。

实验报告
专业班级指导老师
姓名同组人
实验室实验名称时间
实验二数控车床编程实验
一、实验目的
1、了解掌握编程坐标系的设定；
2、了解掌握刀具偏置量的设定；
3、掌握手动对刀的操作；
4、熟练掌握程序的编制；
5、完成一个简单程序的加工。

二、实验设备
斯沃FANUCOiT数控仿真系统（数控车部分）
三、实验内容：
（1）编程坐标系与机床坐标系的区别（图示）
（2）手动对刀步骤
(3)对下列零件图编程(图形轮廓)
程序清单
实验三数控铣床的编程实验
一、教学目的与要求：
通过本次实验，要求学生掌握数控铣床的计算参数和宏程序的调用，并掌握数控铣床的手动对刀的方法，对简单箱体类零件完成工艺设计并能够通过南京斯沃的仿真软件进行模拟仿真加工。

二、数控铣床对刀的步骤与方法
1、首先对z轴对刀：将主轴上刀上相应的刀具一一手动方式下启动主轴一一用JOG 方式和VAR方式让刀具正好停在工作的上表面上一一记下此进机床坐标系下Z轴的坐标值。

2、再对Y轴进行对刀：将刀具向X轴向的工件外边缘上靠一一用JOG方式和VAR方式让刀具正好停在X方向的工件外边缘上一一记下此时的坐标值一一将坐标值加上刀具的半径值。

3、再对X轴进行对刀：将刀具向Y轴向的工件外边缘上靠一一用JOG方式和VAR方式让刀具正好停在Y方向的工件外边缘上一一记下此时的坐标值一一将坐标值加上刀具的半径值。

4、将上述XYZ的坐标输到参数的零点偏置的G54下。

5、验证对刀是否正确：选用MDA工作方式——输入程序段“G54G0X0Z0”——看是否刀具停在编程坐标称的原点位置。

三、对典型零件进行编程
*Y
程序段源程序注释
号
主程序XING.MPF
N01 G54 建立工件坐标系
N02 GOG14G90F200S300M3T4DI 确定工艺参数
N03 X60Y40Z5 设定钻削循环参
数
N04 R101=5R102=2R103=9R104=-17.5R105=2 调用钻削循环
N05 LCYC82
N06 M6T01 换刀
N07 RI16=60RI17=40RI18=60RI19=40
N08 R120=8R121=4R122=120R123=300
N09 R124=0.75R125=0.5R126=2R127=l
N10 LCYC75 调用加工循环
Nil M2 程序结束
学生完成部分：（65分钟）详见实验报告（三）
实验小结：通过本次实验，学生基本掌握数控铣床的对刀和固定循环的调用方法，
能够独立完成实验的所有内容。

并完成实验报告（三）。

实验报告
专业班级指导老师
姓名同组人
实验室实验名称时间
实验三数控铣床编程与仿真加工实验
四、实验目的
1、掌握数控铣削固定循环的调用方法；
2、利用固定循环G73编写数控铣床加工程序；
3、掌握数控加工工序设计；
五、实验设备
斯沃数控FANUC0iM数控仿真系统（数控铣部分）
六、实验内容：
（1）固定循环G73和G83各参数的含义
（2）数控加工工序设计
①走刀路线：
②定义夹紧
③刀具选择
④切削用量
⑤对刀点换刀点的选择
（3）数控铣削的对刀骤
程序清单
实验四数控加工中心的编程实验
一、实验目的与要求：
通过本次实验，要求学生掌握数控加工中心的计算参数和宏程序的调用，并掌握数控铣床的手动对刀的方法，对简单箱体类零件完成工艺设计并能够通过南京斯沃的仿真软件进行模拟仿真加工。

二、固定循环参数的调用格式
Lcyc972参数调用格式
LCYC95参数调用格式
三、数控加工中心对刀的步骤与方法
1、首先对z轴对刀：将主轴上刀上相应的刀具—-手动方式下启动主轴一一用JOG方式和VAR方式让刀具正好停在工作的上表面上一一记下此进机床坐标系下Z轴的坐标值。

2、再对Y轴进行对刀：将刀具向X轴向的工件外边缘上靠一一用JOG方式和VAR方式让刀具正好停在X方向的工件外边缘上一一记下此时的坐标值一一将坐标值加上刀具的半径值。

3、再对X轴进行对刀：将刀具向Y轴向的工件外边缘上靠一一用JOG方式和VAR方
式让刀具正好停在Y方向的工件外边缘上一一记下此时的坐标值一一将坐标值加上刀具的半径值。

4、将上述XYZ的坐标输到参数的零点偏置的G54下。

5、将其它刀具与1号刀位的刀具偏差值记入刀具半径的补偿和刀具长度的补偿
6、验证对刀是否正确：选用MDA工作方式——输入程序段"G54GOXOZ0”——看是否刀具停在编程坐标称的原点位置。

四、对典型零件进行工艺分析、编程并仿真加工
数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。

例如，要加工形状如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。

由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同，因此应根据设备类型进行编程。

以西门子802s数控系统为例，应进行如下操作。

图1零件图
(1)确定加工路线
按先主后次，先精后粗的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行
粗加工，再精加工，然后车退刀槽，最后加工螺纹。

⑵装夹方法和对刀点的选择
采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，对刀点选在工件的右端面与回转轴线的交点。

（3）选择刀具
根据加工要求，选用四把刀，1号为粗加工外圆车刀，2号为精加工外圆车刀，3号为切槽刀，4号为车螺纹刀。

采用试切法对刀，对刀的同时把端面加工出来。

（4）确定切削用量
车外圆，粗车主轴转速为500r/min,进给速度为0.3mm/r,精车主轴转速为800r/min,进给速度为0.08mm/r,切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min,进给速度为
0.1mm/r。

（5）程序编制
确定轴心线与球头中心的交点为编程原点，零件的加工程序如下：
主程序
JXCP1.MPF
N05G90G95G00X80Z100（换刀点）
N10T1D1M03S500M08（外圆粗车刀）
-CNAME=“L01”
R105=1R106=0.25R108=1.5（设置坯料切削循环参数）
R109=7R110=2R111=0.3R112=0.08
N15LCYC95（调用坯料切削循环粗加工）
N20G00X80Z100M05M09
N25M00
N30T2D1M03S800M08（外圆精车刀）
N35R105=5（设置坯料切削循环参数）
N40LCYC95（调用坯料切削循环精加工）
N45G00X80Z100M05M09
N50M00
N55T3D1M03S300M08（切槽车刀，刀宽4mm）
N60G00X37Z-23
N65G01X26F0.1
N70G01X37
N75G01Z-22
N80G01X25.8
N85G01Z-23
N90G01X37
N95G00X80Z100M05M09
N100M00
N105T4D1M03S300M08（三角形螺纹车刀）
R100=29.8R101=-3R102=29.8（设置螺纹切削循环参数）R103=-18R104=2R105=1R106=0.1
R109=4R110=2R111=1.24R112=0
R113=5R114=1
N110LCYC97（调用螺纹切削循环）
N115G00X80Z100M05M09
N120M00
N125T3D1M03S300M08（切断车刀，刀宽4mm）
N130G00X45Z-60
N135G01X0F0.1
N140G00X80Z100M05M09
N145M02
子程序
L01.SPF
N05G01X0Z12
N10G03X24Z0CR=12
N15G01Z-3
N20G01X25.8
N25G01X29.8Z－5
N30G01Z－23
N35G01X33
N40G01X35Z－24
N45G01Z－33
N50G02X36.725Z－37.838CR=14
N55G01X42Z－45
N60G01Z－60
N65G01X45
N70M17
学生完成部分：（65分钟）
详见实验报告（四）
实验小结：通过本次实验，学生基本掌握数控铣床的对刀和固定循环的调用方法，能够独立完成实验的所有内容。

并完成实验报告（四）。

实验报告
专业班级指导老师
姓名同组人
实验室实验名称时间
实验四数控加工中心编程与仿真加工实验
七、实验目的
1、掌握计算参数的用法；
2、利用宏程序编写数控铣床加工程序；
3、掌握数控加工工序设计；
八、实验设备
斯沃数控FANUCOiM数控仿真系统（数控加工中心部分）九、实验内容：
（1）计算参数的调用格式
（2）数控加工工序设计
①加工路线：
②装夹方法
③刀具选择
④切削用量
⑤对刀点的选择。