数控铣床实验报告

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第二篇：数控铣床编程与操作实训报告

数控铣床的编程与操作实训报告

一、实训课程：数控铣床的编程与操作

二、实训地点：XXX车间CNC班

三、实训时间：2012.08.10-2012.09.24

四、实训的目的：

1. 了解数控铣床的功能和结构，了解数控铣床常用刀具及常用加工指令。

2. 熟悉数控铣床加工的编程指令，掌握程序格式及编程方法。

3. 通过机床操作实训，熟练掌握数控铣床基本操作技能。

五、实训的意义

1. 初步掌握数控铣床编程和操作的基本方法。能够根据图纸要求，独立操作机床，独立地完成简单的零件的编程设计和加工操作。

报告内容：

第一部分：数控铣床编程规范

一、目的:

为加强CNC编程人员的工作规范,减少CNC编程误差返工,避免工件报废,并尽量缩短制造周期,确保品质要求和工程的排期需求。

二、范围:

适用于CNC编程人员管理。

三、内容：

（一）编程工作：

1、编程师对其负责模具的整个CNC制造过程中加工质量、加工效率、成本控制、出错控制负全部责任。

2、进行程式编辑前先考虑几种加工方式，再选择简单、快捷、高效的加工路径。

3、程式编辑完成后进行较对工作，确认无撞刀、漏加工等问题发生。

4、进行一些精密件的加工，一定要考虑到粗加工的问题，需要精加工的，尽量地粗至要求数目值。

5、精加工过程中注意进刀量与进刀方向，确保在最短的时间内加工出高品质的工件。

6、工件加工中应经常检查加工进度与加工质量。例如有加工速度太慢，刀路空刀太多等情况发生时应及时修改程序，减少加工工时的浪费。

7、加工中还应现场检测加工工件有无到数、余量是否太多、工件是否有变形等问题。如遇到大问题，例如加工出错、弹刀、变形等情况应及时向上级主管呈报，尽早解决问题。

9、工件在加工完成后不可立刻下机，应在机床上检测加工工件，检测时选择几组数据测量加工精确度，如误差太大应返工(须呈报上级主管)。

10、在机床上检测无漏加工和重大尺寸问题后加工工件方可下机做进一步的检查及确认。

11、定期对刀具及机床配件进行跟踪检查，及时更换报废刀具，确保加工进度与质量不会受刀具的影响。

（二）编程方式和工艺要求：

1、粗加工时必须尽量选用大直径的R5刀具。

2、根据工件的材料、型状确定加工方式与加工参数,应特别注意在拐角和变向时刀路的控制，拐角处一定要增加圆弧过渡和减少进给速度。

3、要尽量保持平稳切削，加工深框工件时，程序应根据刀具的长度分段加工，一般情况粗加工余量留0.5~1mm。半精加工时根据工件的型状、内拐角、凹槽的大小选择适当的刀具，如选用的刀具落差太大，则应多增加一把中间大小的刀具作局部半精加工；半精加工应保证精加工有均匀的余量，减少提刀次数。一般情况精加工余量留0.1~0.15mm。

4、精加工时根椐工件部位的作用分为（分型面、插穿面、配合面、料位面、避空面）进行加工。

5、加工时尽量减少提刀次数。加工顺序如下：

5.1 分型面加工,一定要使用新刀具加工，

5.2 对于较大面积的分型面应先精加工有效部分，其余部分可适当加大加工步距和进给速度；对于较小面积的分型面采用一次加工到位，加工余量为0。

5.3 插穿面加工：应按工艺要求预留装配余量（一般为0.05~0.1mm）.对于较大面积的插穿面应先加工其有效部分，其余部分可适当加大加工步距和进给速度；对于较小面积的插穿面采用一次加工到位。

5.4 配合面：应按工艺要求加工至图纸尺寸.一般情况为零对零加工，余量为0。

5.5 料位面：一般情况为零对零加工余量为0。

5.6 避空面：编程时应把步距、进给、转速加大，提高加工效率。

6、相关标准规定：

6.1 前、后模内模料基准单边取数，底面为零；

6.2原身模胚单边取数，PL面是平面时，平面取数；PL面不是平面时，底面取数。

6.3行位两边分中，行位底碰单边。

6.4前、后模内模料打印有模具编号的角落即基准角。

6.5工件加工摆放方向，原则上X方向为长尺寸，Y方向为短尺寸。

6.6使用“等高外形”、“最佳等高”方式精加工时，加工方向尽量采取“顺铣”；使用飞刀把精铣时，必须采取“顺铣” 。

第二部分：数控铣床编程的基本流程

一、数控编程的概念

数控机床加工零件，先对零件进行工艺分析，制定工艺规程，同时要将工艺参数、几何图形数据等，按规定的信息格式记录在控制介质上，将此控制介质上的信息输入到数控机床的数控装置，由数控装置控制机床完成零件的全部加工。我们将从零件图样到制作数控机床的控制介质并校核的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程。

二、数控编程的基本操作流程

一般来讲，数控编程过程的主要内容包括：分析零件图样、工艺处理、数值计算、编写加工程序单、制作控制介质、程序校验和首件试加工。数控自动编程的具体操作流程如下：

1．分析零件图

首先要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工。同时要明确加工的内容和要求。

2．零件的几何建模或CAD模型导入

分析了零件图以后，在masterCAM Mill中绘制零件图，或者直接导入CAD几何模型。

3、制定加工工艺

在分析零件图的基础上，进行工艺分析，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工路线（如对刀点、换刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量等）等工艺参数。数控加工工艺分析与处理是数控编程的前提和依据，而数控编程就是将数控加工工艺内容程序化。制定数控加工工艺时，要合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等；同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能；尽量缩短加工路线，正确地选择对刀点、换刀点，减少换刀次数，并使数值计算方便；合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳；避免刀具与非加工面的干涉，保证加工过程安全可靠等。

4、数值计算

零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状比较简单的零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，如果数控装置无刀具补偿功能，还要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状比较复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值，这种数值计算一般要用计算机来完成。

5．编写加工程序单

根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。

6．制作控制介质

将编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。

7．程序校验与首件试切

程序单和制备好的控制介质，必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方

法是直接将控制介质上的内容输入到数控系统中，让机床空运转，以检查机床的运动轨迹是否正确。在有CRT图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便，但这些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此，要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正，直至达到零件图纸的要求。

三、数控编程的方法

数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。

1．手工编程

手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。对于加工形状简单、计算量小、程序段数不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有时甚至无法编出程序，必须用自动编程的方法编制程序。

2．自动编程

自动编程是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。 第三部分：数控铣床操作规程

一、安全操作基本事项

1 、进入车间要正确着装。要穿好工作服，戴好安全帽，大袖口要扎紧，衬衫要

系入裤内。女的要将头发塞入帽内。不得穿凉鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴围巾进入车间。注意：不允许戴手套操作机床；

2 、不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌；

3 、不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大；

4 、一般不允许2人同时操作机床。某一项工作如需要2人或多人共同完成时，

应注意相互间的协调一致；

5 、实习人员应在指定的机床和计算机上进行实习。未经允许，不得擅自操作或

违章操作，不得在其它机床设备、工具或电器开关等均不得乱动。

二、工作前的检查

1 、操作前必须熟悉数控铣床的结构组成及工作原理，掌握各操作按钮、指示灯

功能及操作程序。在弄懂整个操作过程前，不要进行机床的操作和调节。 2 、严禁私自打开数控系统控制柜进行观看和触摸。

3 、开机前的检查工作要到位，要检查机床电气控制系统是否正常，润滑系统是

否畅通、油质是否良好，并按规定要求加足润滑油，检查各操作手柄是否正确，检查气压压力是否大于0.4MPa，检查主轴水冷机水位是否在最低位以上（红线以上），检查图纸、工件、夹具及刀具等是否已准备齐全，检查冷却液是否充足，然后开慢车空转 3 ～ 5 分钟，检查主轴及各传动部件是否正常，确认无故障后，填写机床危险源表单，才可以正常使用。

4 、加工零件前，认真核对加工程序，必须检查工件原点、刀具数据是否正常，

验证刀具的刀位点是否与工件坐标原点重合。检查各项参数，并进行刀具轨迹仿真运行无误后，方可加工零件。

三、工作中的安全事项

1 、严格按照机床操作手册正确操作机床。严格按照顺序开启机床，依次开启主

轴水冷机电源、机床总电源、电脑操作系统（操作面板上的绿色系统启动按钮），再右旋弹出急停按钮，然后打开气阀。开机后，首先要进行机械回零操作。

2 、加工零件时，必须关上防护门，不准把头、手抻入防护门内，加工过程中不

允许打开防护门。

3 、工件装夹时注意不能损坏工件。工具要轻拿轻放，搬运工件要避免工件表面

刮伤、碰伤；装夹时要检查夹具是否会妨碍刀具运动。

4 、加工过程中，操作者不得擅自离开机床，应高度集中，观察机床的运行状态。

若发生不正常现象或事故时，应立即终止程序运行，切断电源并及时报告指导老师，不得进行其它操作。

5 、装卸刀的操作规范：因生产需要需要更换刀具的时候，其手动在主轴上装卸

刀柄的方法如下： ①确认刀具和刀柄的重量不超过机床规定的许用最大重量；清洁刀柄锥面和主轴锥孔；②左手握住刀柄，将刀柄的键槽对准主轴端面键垂直伸入到主轴内，不可倾斜；③右手按下换刀按钮，压缩空气从主轴内吹出以清洁主轴和刀柄，按住此按钮，直到刀柄锥面与主轴锥孔完全贴合后，松开按钮，刀柄即被自动夹紧，确认夹紧后方可松手；④刀柄装上后，用手转动主轴检查刀柄是否正确装夹；⑤卸刀柄时，先用左手握住刀柄，再用右手在操作面板按换刀按钮，否则刀具从主轴内掉下，可能会损坏刀具、工件和夹具，取下刀柄。

6 、对刀问题的操作规范：对刀分为XY平面的对刀和Z方向的对刀。其操作步

骤为：①手动方式将刀具移到工件原点附近位置，再手轮方式调整移动，使刀具圆周刃口接触工件的左或右侧面（YZ平面），此时确定刀具在机床坐系中的x坐标值，手摇使刀具离开工件左或右侧面。 用同样的方法调整移动刀具圆周刃口接触工件的前或后侧面，记下此时的y坐标值，最后让刀具离开工件的前或后侧面，进行z轴对刀。 根据刀具的实际尺寸和位置，将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。

7 、严禁触摸显示屏。严禁在机床上堆放任何工、夹、刃、量具、工件和其它杂

物，尤其是在导轨内。

8 、机床控制微机上，除进行程序操作和传输及程序拷贝外，不允许做其它操作； 9 、禁止用手接触刀尖和碎屑，碎屑必须要用铁钩子或毛刷来清理。禁止用手或

其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位；

10 、禁止加工过程中测量工件、手动变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清

扫机床；

11 、禁止进行尝试性操作；

12 、使用手轮或快速移动方式移动各轴位置时，一定要看清机床 X 、 Y 、 Z 轴

各方向“＋、－”号标牌后再移动。移动时先慢转手轮观察机床移动方向无误后方可加快移动速度；

13 、在程序运行中须暂停测量工件尺寸时，要待机床完全停止、主轴停转后方

可进行测量，以免发生人身事故；

14 、机床若数天不使用，则每隔一天应对 NC 及 CRT 部分通电 2-3 小时。

15 、关机时，要等主轴停转 3 分钟后方可关机。机床应按照顺序依次关闭：关

闭电脑操作系统（HMI系统→关闭操作系统→按下系统关闭按钮关闭显示屏）→释放气体→关闭空气阀→关闭机床总电源→关闭主轴水冷机电源。

四、工作后的注意事项

l 、清除碎屑，清理机床。将机床主轴移动到指定位置或零点位置。 2 、检查润滑油、冷却液的状态，必要时及时添加或更换。

3 、打扫现场，填写设备使用记录，做好工作交接手续。

第四部分：数控铣床的基本操作流程：

一、加工前的准备

1、接到零件加工指令后，接收零件图纸和原料，并检查来料。

2、准备所需工具：扳手、夹具、刀具、量具、卷尺、卡尺、锉刀、刮刀等。

3、根据图纸标准和客户的要求，确定合理的加工工艺。

4、根据待加工件尺寸和加工工艺选择合适的刀具、量具。

二、设备的检查

1、检查气压压力是否大于0.4MPa。

2、检查主轴水冷机水位是否在最低位以上（红线以上）。

3、检查冷却油箱油位是否在最低位以上。

三、开机

1、开机顺序：开启主轴水冷机电源→开启机床总电源→开启电脑操作系统（操作面板上的绿色系统启动按钮）→右旋弹出急停按钮→打开气阀。

2、开机后第一步：机械回零。具体操作：操作面板K2复位按钮→HMI手动方式→F4回原点→操作面板程序启动按钮。机床机械回零的目的是建立机床坐标系。

3、机床回到原点后，慢速运行机床10分钟，观察机床运行是否正常。

4、检查机床并确定运行无误后，填写机床岗位危险源检查表。

四、工件装夹

1、根据待加工件准备合适的装夹。装夹需满足以下要求：①工具轻拿轻放，搬运工件要避免工件表面刮伤、碰伤。②装夹时要清楚加工程序走刀路线，夹具不能太高，考虑走刀避免撞到夹具。

2、工件装夹完后，工件坐标系即已确定。

五、对刀

1、先确定工件坐标原点。

2、确定工件坐标原点后，以一号刀（标准刀）开始对刀。对刀步骤：①手动方式将机床主轴移到工件原点附近位置。②手轮方式将主轴刀具摇到工件原点，依次对X轴、Y轴、Z轴进行对刀。对刀操作：对刀确认→“X﹢、Y﹢、Z﹣”→对刀确认结束。

3、一号刀对刀结束，将主轴抬至安全位置。

4、对工件坐标系进行刀具半径补偿，即在原来的基础上或加或减刀具半径值。CNC 1机床是在数据中修改工件坐标系，有些机床是对刀操作后进行零位偏置：正向偏置或负向偏置。

5、手动编程验证刀具的刀位点是否与工件坐标原点重合。（对刀的目的就是确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置）。

6、从一号刀开始，依次执行自动对刀程序，对加工所需的所有刀具依次换刀和对刀。

六、编程

1、采用根据图像自动编程的方式。根据图纸要求，用masterCAM软件数控Mill模块绘图。

2、绘图完后，根据加工工艺确定走刀路径。选择刀具，设置刀具参数；设置外形铣削（钻孔、面铣、挖槽等）参数。

3、对每个工序进行刀具路径模拟，确认刀具路径无误后，重新计算，执行后处理，存储为加工程序xxx.nc。

七、加工操作

1、调取程序xxx.nc，进行加工。首件加工时，将进给速率旋钮调到“0”位，按下程序启动按钮，再逐渐加大进给速率。当刀具接近零件时注意控制进给速率，安全无误后，加工至完毕。

2、加工完后，将工件、夹具上的碎屑清理干净，松开夹具，将零件放到指定位置，去尖角毛刺。

八、质量检测

1、使用合理的量具对产品进行全面细致的检测。如检测出不合格产品，应立即停止后续加工，及时向班长和质检员反馈情况，待查明问题后再后续加工。

九、关机

1、将机床主轴移到零点位置或指定位置。

2、关机顺序：关闭电脑操作系统（HMI系统→关闭操作系统→按下系统关闭按钮关闭显示屏）→释放气体→关闭空气阀→关闭机床总电源→关闭主轴水冷机电源。

3、整理工具，各就各位；按照8S要求进行场地清扫。

第五部分：数控实训心得

在XXX车间CNC班学习已有一个半月，在这段时间内将数控铣床编程与操作学习的一点心得总结如下：

首先要注重细节。改变观念，从点滴小事做起，把细节做好，最好的办法就是对每件小事进行训练，形成习惯。还有，就这数控铣床操作而言，从开始就要养成好的习惯，规范操作，严谨细致。要时刻有安全意识和质量意识，这一点往往比单纯的技术学习更重要。另外，数控学习重在积累。学习过程中要把平时遇到的问题、失误和学习内容记下来，马上解决，平时实际加工获得的实践经验是数控技术的一个很重要的方面，这是书面教材上无法学习到的。更重要的是，作为工艺人员和操作人员，都要认真分析零件图纸，严格按照图纸标准和客户要求来加工零件。不要犯一些主观上的错误。比如去尖角毛刺，比如是单面开孔还是开通孔，等等。当然，作为工艺员应对刀具、加工材料、工艺知识加深学习，会工艺分析，制定合理的工艺方案。

报告人：XXX

报告时间：2012.09.25