一.数控车床简介：

数控车床是常用的设备之一，主要由车床主体、数控系统、伺服驱动系统、辅助装置几部分组成。

1.数控车床的功能

数控车床主要用于回转类和盘类零件的加工，可以完成车外圆、车端面、车螺纹等工艺类型的加工。所用的车刀有外圆车刀、端面车刀、螺纹车刀等不同类型，并可以通过回转刀架实现快速换刀。

2.数控车床的机械结构

数控车床的机械结构形式与卧式车床类似，主要由床身、主轴箱、自动转为刀架、进给系统、尾座等部分组成。

二.数控铣床简介：

1.数控铣床的功能

数控铣床是主要采用铣削方式加工工件的数控机床，能完成各种平面、沟槽、螺旋槽、成形平面、平面曲线和空间曲线等复杂型面的加工。数控主轴安装铣削刀具，在加工程序控制下，安装工件的工作台沿着X、Y、Z坐标轴的方向运动，通过改变铣削刀具与工件之间的相对位置，加工出符合图样要求的工件。

2.数控铣床的机械结构

数控铣床一般由机床本体、数控系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成。

第二章 数控实训与编程

一.课程设计的目的： 

1.了解数控车工和铣工技术方面的知识，为了专业课的学习奠定必要的基础。 

2.了解数控车床和数控铣床的用途，型号，规格。主要成分及其作用。 

3.了解数控机床的使用方法及其所用刀具，掌握刀具的安装方法。   

4.培养操作各类机床和使用工具的能力。 

5.进行一次工程技术人员必备的思想作风训练。   

6.通过数控铣床手动操作，掌握数控面板上各个功能键的功能。 

7.通过编写数控铣床加工程序，加深理解数控车G代码的功能。 

8.了解数控机床的加工范围及装夹工具以及车削加工和达到的尺寸精度和表面粗糙度Ra大致范围。 

9.了解机床的主要附件（铣床四大附件：平口钳，分度头，圆工作台和立铣头。注：分度头和立铣头均有万能的和普通的）的结构特点极其作用。   

10.了解并遵守各类机床安全操作规程。

二.实习要求

1.通过实习，提高学生分析问题和解决问题的能力，学生通过观察实践过程中出现的各种现象，从理论上做出正确的分析和解释，使学生从实践中获得探求知识的能力。

2.培养学生严肃认真、一丝不苟、实事求是、严格要求的科学态度和工作作风，训练和提高学生的动手能力。

3.了解数控车床、数控铣床的基本组成，数控加工中心等一系列数控机床。

4.掌握数控加工工艺、数控加工程序的编制。

5.基本掌握数控机床的操作，了解数控系统常见故障和报警信息。

6.对数控技术在企业中的应用有一定的了解。

三.实习内容

1.数控加工编程的工艺处理：

   1）了解数控加工工艺的主要内容；

   2）基本掌握数控加工工艺过程卡的编制（包括刀具材料、角度选择，切削用量的选择，如转速、进给量、切削深度等，工件装卡、定位的方法）。

2.数控车床：

了解数控车床的结构及加工特点，数控车床数控系统的组成；数控加工程序的编制，编程前数值计算的方法、过程；熟悉数控车床的操作。

3.数控铣床：

了解数控铣床的结构及加工特点，数控铣床数控系统的组成；编程前数值计算的方法、过程，数控加工程序的编制，；熟悉数控铣床的操作。

4.加工中心：

了解加工中心的结构及加工特点，加工中心数控系统的组成；了解加工中心的操作方法。

5.数控机床常见故障和数控系统报警信息。

6.实习中出现问题及解决问题的方法。

四.斯沃数控仿真软件

南京斯沃软件技术有限公司开发的FANUC、SINUMERIK、MITSUBISHI、广州数控GSK、华中世纪星HNC、 北京凯恩帝KND、大连大森DASEN数控车铣及加工中心仿真软件，是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入。 

斯沃数控仿真软件具有FANUC、SINUMERIK、MITSUBISHI、广州数控GSK、华中世纪星HNC、 北京凯恩帝KND系统、大连大森DASEN编程和加工功能，学生通过在PC机上操作该软件，能在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作，可手动编程或读入CAM数控程序加工，既节省了成本和时间，从而提高学生的实际操作水平。 

该软件运行后其界面如下图1所示：

图1. 斯沃数控仿真软件界面

五、数控车床实验内容及步骤

1.数控车床对刀仿真练习

（1）启动斯沃数控仿真软件

在左边文件框内选择单机版，在右边的数控系统下拉列表中选择FANUC 0iT选择机器，点击“运行”进入系统界面。

（2）机床复位

此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮，确保此时机床处于回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床X向回到机床原点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。另外，在主窗口中滚动鼠标滚轮，则机床实时放大缩小。

（3）设置毛坯

选择自己需要的毛胚进行设置

（4）添加刀具

启动菜单命令，出现“刀具库管理”对话框，从“刀具数据库”中选择编号为001的外圆车刀，点击“添加到刀盘”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀架上出现所选刀具。

（5）对刀操作

工件坐标系要求置于工件右端面中心。对刀的原理如下：刀具刀位点和工件原点重合时，此时显示的机械坐标即为这把车刀的刀补值，此刀补值其实就是对于这把刀具而言的工件原点与机械零点的偏置值。实际上刀具的刀位点不可能一下子就准确的和工件原点重合，需要Z、X向分开来对刀，可以用试切法对刀。依次对好需要的四把刀。

（6）手动输入加工程序

输入程序，点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编辑按键，在编程面板上点击PROG按键，点击“DIR”软键则显示已存在的程序名列表，输入“O201”然后点击INSERT，将建立新程序（删除已有的程序也在“DIR”键下进行）。点击显示屏下面对应“程序”的软键，显示屏如下：输入程序时，按照程序段为单位输入，遇到“；”时点击EOB，再点击INSERT，即可输入一个程序段。

（7）自动运行程序

点击控制面板的自动按键，再点击控制面板的单步按键。这时显示屏上显示的就是刚输入的程序,点击控制面板上的循环启动按键，由于选择了单步运行，因此每按一次循环启动按键，则程序运行一个程序段。也可以不用单步运行，则程序将连续运行，但是软件将提示先关上舱门。

2.车削零件

（1）本次数控车床实验要加工的零件如图2所示。工件材质为铝，毛坯为直径50mm、长150mm的棒料。

（2）加工工序为：先车端面，再车外圆，然后车出退刀槽，车出螺纹，最后切断。

图2.车削加工零件图

（3）刀具选择：如下表1所示

（4）数控加工程序：

O0002

N1 G50X54Z1       工件坐标系

N2 T0101           1号刀

N3 M03S500         车端面

N4 G00X200Z80

N5 G00X110Z5

N6 X110Z0F60

N7 X110Z-1

N8 X53Z-1

N9 G00X200Z80

N10 T0202          换2号刀

N11 G00X108Z3       车外圆

N12 G01X106.6Z0F60

N13 Z-160

N14 G00X108Z2

N15 G95G00X108Z2M08

N16 G71U3R1

N17 G71P18Q30U0.4W0.2F0.3

N18 G00X

N19 G01X74Z-4

N20 G01Z-34F0.05

N21 X84Z-34

N22 X84Z-44

N23 G03X96W-6.0R6.0

N24 G01U-8.0W-12.0

N25 G01W-10.0

N26 G02U4.0W-2.0R2.0

N27 G01U6.0

N28 G01W-8.0

N29 G02U0W-30.0R25.0

N30 G01W-8  

N31 G00X200Z80

N32 T0303          换3号刀

N33 G00X110Z-33     车槽

N34 G01X72

N35 G00X110

N36 G00X110Z5

N37 T0404           换4号刀

N38 X73Z5            车螺纹

N39 G32X72Z-33F2.5

N40 G00X110

N41 X200Z80

N42 M05M30

（5）数控软件加工完成零件图片：如下图3所示。

（6）车削实物图：如下图4所示。

六、数控铣床试验及步骤

1.数控铣床对刀仿真练习

（1）启动数控铣床

在斯沃仿真软件启动界面上选择FANUC0iM数控系统，点击“运行”进入系统界面。

（2）机床复位

此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮，确保此时机床处于回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床X向回到机床原点；按Y方向复位按键，机床沿Y方向回到机床原点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。

（3）机床参数设置

在机床复位后，需要根据情况调整机床参数。在“机床操作”页面下选择卧式刀架，在“编程”页面下确保“脉冲混合编程”选项未被选中。单击“确定”退出对话框

（4）调整冷却液软管

启动菜单命令，出现“冷却液软管调整”对话框：根据需要调整冷却液软管，另外在程序仿真加工的过程中也可以随时调整。

（5）设置毛坯

机床默认用直接装夹方式装夹毛坯，我们需要修改装夹方式。启动菜单命令，出现“工件装夹”对话框，选择平口钳装夹，并调整毛坯夹紧位置。虎钳和毛坯在机床工作台上的位置也可以调整，启动菜单命令，出现“工件放置”对话框，可以根据需要调整虎钳和毛坯在工作台上的位置。启动菜单命令，出现“设置毛坯”对话框，按照设置参数，其中毛坯类型选择 “长方体”类型。在此我们可以省略掉繁琐的对刀过程，可以直接预先设置工件原点并预先存入指定的寄存器。工件原点设在工件上表面中心，原点偏置值输入G54寄存器，点击“确定”退出对话框。点击编程面板的，选择“坐标系”软键，将可以看到G54寄存器下的原点偏置值。G54下的Z有数值，其值等于主轴上不装刀具时主轴端面与工件上表面重合时的Z向机械坐标，这样定义G54的Z值，则所有刀长度补偿值就是刀具本身的长度（等于装刀后从刀尖到主轴端面的距离）。

（6）添加刀具

启动菜单命令，出现“刀具库管理”对话框，从“刀具数据库”中选择编号为007的端铣刀，此时将显示刀具图形，点击“添加到刀库”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀库上出现所选刀具（注意：数控铣床卧式刀库容量为12把刀具，分别用1～12表示刀位号，主轴上的刀位号则为13）：

（7）手动输入加工程序

点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编辑按键，在编程面板上点击按键，点击“DIR”软键则显示已存在的程序名列表，输入“O201”然后点击，将建立新程序。

（8）自动运行程序

下面将输入的程序自动运行。点击控制面板的自动按键，再点击控制面板的单步按键。这时显示屏上显示的就是刚输入的程序。点击控制面板上的循环启动按键，由于选择了单步运行，因此每按一次循环启动按键，则程序运行一个程序段。也可以不用单步运行，则程序将连续运行。

2.铣削零件

（1）本次数控车床实验要加工的零件如图5所示。毛坯为50mmX50mmX25mm的铝锭。

（2）加工工序为：先铣外圆面，再铣出十字槽，最后钻出中心孔。

（3）铣削刀具：如下表2所示。

 O0003

N1 G91G54G40M03S1500      补偿

N2 T01M06                 1号刀

N3 Z-175           循环铣削外圆

N4 X-350Y-140

N5 G01Z-20.0F20.0

N6 Y-5

N7 X-105.0

N8 Y-110.0

N8 X110.0

N9 Y110.0

N10 X-5.0

N11 G01Z-20.0F20.0

N12 X-105.0

N13 Y-110.0

N14 X110.0

N15 Y110.0

N16 Z25

N17 X-6Y-6

N18 G03X-98Y-98R49F1.0

N19 G03X98Y98R49

N20 G01X-8Y-8

N21 G03X-82Y-82R41

N22 G03X82Y82R41 

N23 G01X-5Y-5

N24 G03X-72Y-72R36

N25 G03X72Y72R36 

N26 Z9

N27 G01X-5Y-5

N28 G03X-62Y-62R31

N29 G03X62Y62R31 

N30 G03X-31Y12.8R40

N31 T02Z-20    换2号刀

N32 G01Y-88     铣槽

N33 G01Y44

N34 G01X44

N35 G01X-88

N36 G00X44

N37 T03        换3号刀

N38 G00Z200     钻孔

N39 M05

N40 M30

（5）数控软件加工完成零件图片：如下图6所示。

（6）铣削实物图：如下图7所示。

七.实习操作过程中出现的故障报警类型及解决的方法

数控实训期间，主要在用数控软件对零件的仿真加工期间会遇到很多的问题。因为我们对数控加工基本没有什么概念，基本上是从零开始学数控仿真软件。在对刀过程中，经常会遇到碰刀的问题，以及误车误铣的问题。主要是通过先熟悉掌握软件中的坐标系，不可以弄错方向。

总结

本次数控实训我们主要是学习了斯沃数控模拟仿真系统，在该系统中我们使用了数控车床和数控铣床两种机床，分别模拟加工了一个零件。过程中又在数控车床上通过零件的实体加工，让我们亲身感受了一下数控车床的加工过程。

在实训过程中，我们真正使用了本学期刚刚学完的数控加工这门课，将课程上的理论知识与实际运用结合起来，使我们对数控加工这门课和此次数控实训都有了比较深入的理解，方便以后在这方面从事相关的工作。起初都是什么都不会，在老师的教导和带领下，我们逐渐学会了使用相关软件的应用。后期就是我们根据自己选择的零件开始编制相关的数控程序，然后在电脑模拟仿真系统上进行模拟和调试，直到能完整的完成整个零件的加工。

总之，本次实训将书本上的理论知识与实际操作技术相结合，不仅锻炼了我们的自主思考能力和实际操作的能力，也让我们接触到相对传统手动操作较为先进的数控机床，开阔了我们的视野，让我们在机械方面产生了更加浓厚的兴趣，对以后的学习和工作方面都有巨大的影响。因此，本次实训是非常有意义的，我们也很珍惜这样的机会，也努力的去付出了，也学到了很多的东西。希望以后有更多这样可以锻炼的机会。下载本文