#《数控机床与编程》实验报告

实验一、数控车床面板操作
一、实验目的：
1、熟悉数控车床的按钮功能及操作顺序。

2、了解数控车床的面板及主要功能的用法。

3、掌握数控车床的的回零及手动操作方法。

4、掌握数控车床对刀步骤及设定方法。

二、实验原理与说明：
1、数控机床的组成
数控机床由计算机数控系统和机床本体两部分组成。

计算机数控系统主要包括输入/输出设备、CNC装置、伺服单元、驱动装置和可编程控制器（PLC）等。

2、CK0638数控车床的操作方法
Sinumerik 802C 数控系统操作面板各按键功能如下。

三、实验设备与仪器
1、配备西门子802C数控系统的CK0638卧式车床一台。

2、尼龙棒一根（长150～200mm，直径26mm）。

3、深度游标卡尺、游标卡尺、外径千分尺各一把。

4、外圆车刀、螺纹车刀、切断刀各一把。

四、实验内容、方法与步骤
1、给数控车床通电，进行回零操作。

2、熟悉数控车床主要面板功能。

3、安装棒料。

4、首先进行X方向试切对刀，按键让主轴正转，然后进行试切外圆，切深必须小于根据零件图和毛坯大小所确定的能够切削的最大厚度以避免过切，切削距离以方便测量为宜，切削完成后保持X方向不变，以+Z方向移动退出加工位置以方便测量尺寸，然后按键停止主轴旋转，测量所车外圆大小D，并输入到图1-9中的“零偏”后的数值中，依次按软
键“计算”、“确定”完成X方向对刀。

5、然后进行Z方向对刀，按软键“对刀”，然后按图1-9软键“轴+”进入到对刀界面进行Z 方向试切对刀。

按键让主轴正转，然后进行手动试切端面，端面试切平整以后保持Z
轴不运动，沿+X方向退出加工区域，然后按键停止主轴旋转，零偏后输入0，依次按软键“计算”、“确定”完成Z方向对刀。

6、按照以上步骤分别进行三把刀的对刀，并记录所获取的刀偏数据。

五、实验记录、数据处理及结论
1、对刀数据的计算方法：
X向刀偏=车削时X向机械坐标—（所车外圆直径大小/2）
Z向刀偏=车削时X向机械坐标—所车棒料端面与对刀点Z向距离
3、实验结论
本实验误差主要来源：
由于对刀采用的是工程塑料，对刀过程由于塑料的变形对刀结果存在一定的误差，同时由于测量量具存在一定的人为误差。

实验二、数控车床复杂零件的编程及加工
一、实验目的：
1、了解数控车床的实物加工步骤。

2、掌握典型零件的加工工艺
3、掌握数控程序的输入、检验、自动加工的方法。

二、实验原理与说明：
首先对该零件进行工艺分析：
1、技术要求。

毛坯为φ60mm×120mm的棒料，粗加工每次进给深度2mm，进给量0.25mm/r，精加工余量X向为0.4mm，Z向为0.1mm，切断刀宽3mm，程序编程原点如图所示。

（注意：根据实际测出来的切断刀宽度，应对切槽切断部分的程序做少许变动。

）
2、加工工艺的确定。

（1）加工顺序和步骤推荐先平端面，再粗车外形，然后精车外形，最后切槽、切断。

（2）对加工走刀路线进行数值计算；
（3）按照该数控系统指令格式进行数控编程；
3、西门子数控车床外圆循环的含义：
毛坯切削循环格式：
R105 R106 R108 R109 R110 R111 R112
LCYC95
参数含义：R105：加工类型（1---12）
R106：精加工余量，无符号
R108：切入深度，无符号
R109：粗加工切入角
R110：粗加工时的退刀量
R111：粗切进给率
R112：精切进给率
三、实验设备与仪器：
1、配备西门子802C数控系统的CK0638卧式车床一台。

2、尼龙棒一根（长150～200mm，直径26mm）。

3、深度游标卡尺、游标卡尺、外径千分尺各一把。

4、T01外圆车刀、T02切断刀(宽度4mm) 、T03螺纹车刀各一把。

四、实验内容、方法与步骤：
1、给数控车床通电，进行回零操作。

2、安装棒料。

3、检查刀偏及编程原点设定是否正确。

4、根据加工零件图纸编制数控程序，检查无误后输入数控车床。

5、验校并检查程序是否正确
6、执行自动加工，运行程序加工工件。

7、测量零件尺寸是否合格并分析误差原因。

五、实验记录、数据处理及结论：
数控程序：(编程原点设置在零件右端面与主轴轴线交点处) 主程序
SY2.MPF
G54
T1D1
G0X30Z0
S800M3
G1X-1F0.1
G0Z2
_CNAME="SY200"
R105=1000R106=0000
R108=2000R109=0000
R110=500R111=0300
R112=0100
LCYC95
G0X50Z150
T2D1
G0X25Z-20
G1X12F0.1
G4F1.0
G0X50
Z150
T3D1
G0X15Z2
S300M3
R100=15.000 R101=0.000
R102=15.000 R103=-16.000
R104=1.000 R105=1.000
R106=0.100 R109=2.000
R110=2.000 R111=1.600
R112=0.000 R113=7.000
R114=1.000
LCYC97
G0X50Z150
T2D1
G0X30Z-44
S800M3
G1X-1F0.1
G0X50Z150
M5
M30
子程序：
SY200.SPF
G0X9
G115Z-1F0.1
Z-20
X16
X18Z-21
Z-27
G2X24Z-30CR=3
G1Z-44
X28
M30
实验误差分析：
误差主要来源于对刀误差及加工时刀尖圆角的影响，可以考虑采用刀尖圆角补偿，并根据所加工零件的尺寸偏差修正刀偏的方法来减少加工误差。

实验三、数控铣床复杂零件的编程及加工
一、实验目的：
1、掌握数控铣床加工中的基本操作技能。

2、掌握开关机步骤及坐标轴回参考点的操作方法。

3、掌握数控铣床刀具的装卸
4、熟练掌握手动运行的各种方法及运行状态的数据设定方法。

5、熟练掌握MDA运行方式。

6、掌握辅助指令、主轴指令及相关G代码准备功能指令的使用。

二、实验原理与说明：
（1）性能特点：
XK713数控铣床可配置西门子系统，交流伺服电机驱动。

整体采用模块化设计，外形美观，精度高，噪声低，性能稳定。

该机床布局合理，采用整体铸铁床脚结构，机床导轨经过超音频淬火处理。

主轴采用变频器无级调速，能实现铣、镗、钻、攻丝等切削运动，适合于形状复杂的凸轮、样板、模具的加工；对于较复杂的零件，可通过CAD/CAM形成加工程序，采用DNC方式传送给数控系统进行实时加工。

（2）技术参数：
1、工作台尺寸1270×320mm
2、工作台三向行程700×400×400mm
3、主轴转速40-4000rpm（变频）
4、主轴功率4Kw
5、主轴锥度7:24
6、最大快移速度6000mm/min
7、最小设定单位0.001 mm
8、定位精度0.02mm
9、重复定位精度0.005mm
10、机床净重3000kg
三、实验设备与仪器：
1、配备西门子802D数控系统的XK713数控铣床一台。

2、方形毛坯一块（规格根据所加工零件定）。

3、游标卡尺、塞尺各一把、标准棒芯一根。

4、立铣刀一把。

四、实验内容、方法与步骤：
1、给数控铣床通电，进行回零操作。

2、将工件装到工作台上。

3、将程序输入数控系统中。

4、对刀，设定编程原点的位置，并将对刀所得的机械坐标在系统中进行设置
5、检查刀具半径及长度补偿参数是否正确
6、进行图形模拟功能，检查加工路线是否和程序设定路线一致。

7、自动运行程序，加工出所需的零件。

五、实验记录、数据处理及结论：
通过编程加工如下零件：
实验主程序：（编程原点设置在工件上表面中心位置）SY3.MPF G54 T1D1 G0X-85Y-21 Z3 G1Z-2F1100 G41G1X-65 G3X-45Y-1CR=20 G1Y35 G2X-35Y45CR=10 G1X35 G2X45Y35CR=10 G1Y-35 G2X35Y-45CR=10 G1X-35 G2X-45Y-35 G1Y1 G3X-65Y21CR=20 G40G1X-85 G0Z100 M5 M30实验结论
通过数控铣床的操作，了解到数控加工中机床坐标系与工件坐标系两种坐标系的作用，以及刀具补偿的原理，对数控加工的原理和操作有了进一步的认识。

实验四、加工中心复杂零件的编程及加工
一、实验目的：
1、了解加工中心的面板操作、对刀及编程原点设定方法。

2、了解典型零件的数控铣削加工工艺。

3、掌握直线、圆弧、刀偏及半径补偿等编程指令的用法。

4、掌握对指定零件数控编程、输入加工中心并进行自动加工的方法。

5、掌握加工中心换刀编程方法及刀具补偿设定方法。

二、实验原理与说明：
1、机床面板功能
FANUC MDⅡ型数控系统机床操作面板主要功能键的作用如下：
AUTO：进入自动加工模式。

EDIT: 用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。

MDI：手动数据输入。

MPG:手轮方式移动台面或刀具。

HOME:回参考点。

JOG：手动方式，手动连续移动台面或者刀具。

JOG INC：手动脉冲方式
MPG：快速手轮方式
2、数控面板功能
FANUC MDⅡ型数控系统数控操作面板主要功能键的作用如下：
POS：位置显示页面。

位置显示有三种方式，用 PAGE 按钮选择。

PRGRM：数控程序显示与编辑页面。

MENU OFSET：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
三、实验设备与仪器：
1、配备FANUC MDⅡ型数控系统的TH7640加工中心一台。

2、毛坯一块（大小由零件尺寸决定）。

3、游标卡尺、塞尺各一把，标准棒芯一根（或寻边器、Z轴设定器各一个）。

4、立铣刀、钻头各一把。

四、实验内容、方法与步骤：
1、打开电源启动系统并打开程序保护钥匙。

2、进行回零操作。

3、安装毛坯并进行找正。

4、对指定的零件进行工艺分析，数值计算，并按加工中心指令格式编程。

5、在计算机中输入要求的加工程序并按要求对加工程序进行修改、编辑。

6、用数据线将计算机与数控机床相连。

7、启动计算机传输程序。

8、将程序从计算机传输到数控机床。

9、装刀并设定刀偏。

10、设定编程原点。

11、加工前进行图形模拟显示。

12、进行自动加工，并测量所加工的零件，进行误差分析。

五、实验记录、数据处理及结论：
数控程序：
%
O0001
N10G21
N12G0G17G40G49G80G90
( 10. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.) N14T1M6
N16G0G90G54X-6.083Y-20.535S800M3
N18G43H1Z20.
N20Z10.
N22G1Z-2.F100.
N24G41D1X-3.583Y-16.205F200.
N26G3X-5.413Y-9.375R5.
N28G1X-10.825Y-6.25
N30Y6.25
N32X0.Y12.5
N34X10.825Y6.25
N36Y-6.25
N38X0.Y-12.5
N40X-5.413Y-9.375
N42G3X-12.243Y-11.205R5.
N44G1G40X-14.743Y-15.535
N46X-6.083Y-20.535
N48Z-4.F100.
N50G41D1X-3.583Y-16.205F200.
N52G3X-5.413Y-9.375R5.
N54G1X-10.825Y-6.25
N56Y6.25
N58X0.Y12.5
N60X10.825Y6.25
N62Y-6.25
N64X0.Y-12.5
N66X-5.413Y-9.375
N68G3X-12.243Y-11.205R5.
N70G1G40X-14.743Y-15.535
N72Z6.F100.
N74G0Z20.
N76X-17.5Y-5.
N78Z10.
N80G1Z-2.
N82G41D1X-12.5F200.
N84G3X-7.5Y0.R5.
N86G1Y7.5
N88X7.5
N90Y-7.5
N92X-7.5
N94Y0.
N96G3X-12.5Y5.R5.
N98G1G40X-17.5
N100Z8.F100.
N102G0Z20.
N104M5
N106G91G28Z0.
N108G28X0.Y0.
N110M30
%
实验结论
加工中心能够通过数控指令进行自动换刀，一次装夹能完成多个工序的加工，效率较高，并且能够避免反复装夹造成的累积误差，特别适合用来加工复杂精密的零件。

下图仅供参考，不用写入实验报告。