综合实训报告
实训项目 数控技术 市 校 中央电大
学 号 [1**********]45 姓 名 华峰 指导教师 李军 职称 中学一级
实训时间： 2012年2月13日—2012年3月13日
2012 年 7 月 1 日
实 训 报 告
三、实训内容： 1.数控车床简介
数控车床的组成：数控系统、床身、主轴、进给系统、回转刀架、操作面板和辅助系统等。 数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。 立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工。 卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。
卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心 (1)经济型数控车床：采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。成本较低，自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。 (如图1所示)
图1 经济型数控车床
(2)普通数控车床：根据车削加工要求在结构上进行专门设计，配备通用数控系统而形成的数控车床。数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即x轴和z轴。 （如图2所示）
图2 普通数控车床
(3)车削加工中心：在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。
2.液压卡盘和液压尾架
液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件，对零件被夹持部位不是圆柱形的零件，则需要采用专用卡盘；用棒料直接加工零件时需要采用弹簧卡盘。
对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件，需要采用安装在液压尾架上的活顶尖对零件尾端进行支撑，才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通液压尾架和可编程液压尾架。
3.数控车床的刀架
数控车床可以配备两种刀架：
(1)专用刀架 由车床生产厂商自己开发，所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低，但缺乏通用性。
(2)通用刀架 根据一定的通用标准(如VDI，德国工程师协会)而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。（见图4）
图4 通用刀架
4.铣削动力头
数控车床刀架上安装铣削动力头后可以大大扩展数控车床的加工能力。如：利用铣削动力头进行轴向钻孔和铣削轴向槽。 5.数控车床的刀具
在数控车床或车削加工中心上车削零件时，合理、科学地安排刀具在刀架上的位置，并注意避免刀具在静止和工作时，刀具与机床、刀具与工件以及刀具相互之间的干涉现象。 数控车床上常用的刀具如图5所示。
图5 数控车床刀具
6. 选用原则 1) 前期准备
确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量，拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备，合理选用数控车床的前提条件 满足典型零件的工艺要求
典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。根据精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。 根据可靠性来选择
可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。数控机床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时，长时间稳定运行而不出故障。即平均无故障时间长，即使出了故障，短时间内能恢复，重新投入使用。选择结构合理、制造精良，并已批量生产的机床。一般，用户越多，数控系统的可靠性越高。 2) 机床附件及刀具选购
机床随机附件、备件及其供应能力、刀具，对已投产数控车床、车削中心来说是十分重要的。选择机床，需仔细考虑刀具和附件的配套性。 3) 注重控制系统的同一性
生产厂家一般选择同一厂商的产品，至少应选购同一厂商的控制系统，这给维修工作带来极大的便利。教学单位，由于需要学生见多识广，选用不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。
4) 根据性能价格比来选择
做到功能、精度不闲置、不浪费，不要选择和自已需要无关的功能。 5) 机床的防护
需要时，机床可配备全封闭或半封闭的防护装置、自动排屑装置。 在选择数控车床、车削中心时，应综合考虑上述各项原则。 7. 安装方法 1) 起吊和运输
机床的起吊和就位，应使用制造厂提供的专用起吊工具，不允许采用其他方法进行。不需要专用起吊工具，应采用钢丝绳按照说明书规定部位起吊和就位 2) 基础及位置
机床应安装在牢固的基础上，位置应远离振源；避免阳光照射和热幅射；放置在干燥的地方，避免潮湿和气流的影响。机床附近若有振源，在基础四周必须设置防振沟。 3) 机床的安装
机床放置于基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。对于普通机床，水平仪读数不超过0.04/1000mm，对于高精度的机床，水平仪超过0.02／1000mm。在测量安装精度时，应在恒定温度下进行，测量工具需经一段定温时间后再使用。机床安装时应竭力避免使机床产生强迫变形的安装方法。机床安装时不应随便拆下机床的某些部件，部件的拆卸可能导致机床内应力的重要新分配，从而影响机床精度。 8. 试运转前的准备
机床几何精度检验合格后，需要对整机进行清理。用浸有清洗剂的棉布或绸布，不得用棉纱或纱布。清洗掉机床出厂时为保护导轨面和加工面而涂的防锈油或防锈漆。清洗机床外表面上的灰尘。在各滑动面及工作面涂以机床规定使滑油。
仔细检查机床各部位是否按要求加了油，冷却箱中是否加足冷却液。机床液压站、自动间润滑装置的油是否到油位批示器规定的部位。
检查电气控制箱中各开关及元器件是否正常，各插装集成电路板是否到位。
通电启动集中润滑装轩，使各润滑部位及润滑油路中充满润滑油。做好机床各部件动作前的一切准备。 9.刀具的安装
经济型数控车床的系统软件通常有刀具补偿功能。为了方便试切、确定刀具的相对位置，编出刀具的补偿程序后，仍要求回转刀架上所有的刀尖基本上在同一位置上，并略高于主轴中心。为了迅速夹好加工同一零件所需的刀具，可以按下面步骤进行。
（一）给控制系统输入这样一个程序——刀架纵向后退一个长度后，回转刀架转过一个工位再纵向进给所退的长度，回到原来的位置。 （二）在三爪卡盘上夹持一个顶尖。
（三）用点动或手动方法，使回转刀架处于一个可以装夹第一把刀具的位置，
使刀尖与顶尖的尖头重合，略高0.2～0.5mm。
（四）启动系统，使刀架按输入程序运行，再安装之后，下一把刀具，逐一进行就可把所有刀具装好。
10.零件的轴向定位
在批量加工零件时，程序及原点不必变更，但要求每次夹持的零件均在同一位置上。采用以下办法可以准确地做到这一点。
（一）在主轴锥孔内装入一锥塞，锥塞中心有一个可调的螺杆。
（二）每次装夹时把工件与螺杆紧贴。这样就可以保证同一种零件夹持在同一位置上。 （三）调整螺杆的长度，可以适应不同零件所需的位置。 11.巧编程序、避免失步
我们知道，步进电机起动时力矩较小，转速升高后才逐渐达到额定力矩。若我们编程时，的情况，导致加工的零件不合格或报废。重复使用这样的程序，由于“失步”，原点的位置也会发生变化，使所加工的批量零件不合格或报废。所以，在编程时应考虑步进电机的启动特性，在步进电机达到额定转速后再使刀具进入切削状态。根据我们的经验，让刀架空载运行6mm以后再进入切削，没有发生过“失步”现象。 12.巧编程序、避免刀具磨损误差
我们知道，一把新磨好的刀具，刚开始加工零件时、刀具的磨损不规则且较快，在加工小批零件后，就进入平稳状态，所以用新刀具加工零件时，加工的零件应逐个检查。对于中小轴类零件大约需4～5件后即进入刀具平稳状态。这时，刀具的磨损与所加工的零件数量基本上成正比。只要巧编程序，加入刀具的补偿量，即可保证批量加工零件的质量。
13.手动方式下，坐标轴不运动
现象：手动操作时，机床坐标轴不产生运动，坐标值也没有变化，M、S、T系统无报警显示。
分析及解决：该例故障发生时系统没产生报警，且M、S、T功能执行正常，据此可初步判断数控系统、伺服驱动等应无故障。因而可从手动条件上进行分析，仔细检查手动方向键的输入，手动方向的选择等均正常，再仔细观察操作面板“现在位置”的页面，发现手动速率、实际速率、进给速率均为零。确认坐标轴不产生手动的原因是手动运动速度为零引起，重新调整进给速度百分率，手动操作即恢复正常。 14.自动运行不到位
现象：欲将1号刀刀尖定位到工件上某一已知点，在程序录入方式（MDI）下正确输入有关指令后，M、S指令正常执行，机床坐标轴产生运动，CRT屏幕显示正确位置，但刀尖没有运行到既定位置，系统无报警显示。
分析及解决：由于机床回既定点动作过程正常，但没有到达既定位置。出现此类故障，通常与刀补执行有关。检查刀具刀补执行情况，发现刀具功能为T0103，1号刀执行3号刀的刀具补偿值 ，导致刀尖不能运行到既定位置。重新在录入方式（MDI）下输入T0101，即解决此故障。 15.螺纹加工出现螺距不规则
现象：数控车床在加工螺纹时，螺纹起始段螺距不规则，即出现所谓的乱牙
分析及解决：在数控车床上加工螺纹，其实质X轴的转角与Z轴进给之间进行插补。乱牙是由于X轴与Z轴进给不能实现同步，机床伺服系统本身滞后特性引起。GSK980T是经济型数控系
统，主轴速度为开环控制，不同负载下，主轴起动时间不同，且起时主轴速度不稳定，转速亦会有相应的变化，螺纹切削开始是从检测出主轴上的位置编码器一转信号后开始的，因此可能导致X轴与Z轴进给不能实现同步。
O0001
M03 S650 T0101 //外圆车刀
G0 X40 Z5
G71 U0.75 R2
G71 P10 Q20 U0.5 F120
N10 G0 X0 S1200
G1 Z0 F80
G3 X30 Z-15 R15
G1 Z-46
X32
X34 Z-47
Z-51
X36
X38 Z-52
N20 Z-63
G70 P10 Q20
G0 X100 Z100
T0202
G0 X35 Z-29 S500
G1 X26 F40
X35 F100
W1
X26 F40
X35 F100
Z-29
X26 F40
X35 F100
W1
X26 F40
X35 F100
G0 X100 Z100
T0200
M30
O0002
M03 S650 T0101
G0 X40 Z5
G71 U0.75 R2
G71 P10 Q20 U0.5 F120
N10 G0 X16 S1200
G1 Z0 F80
G1 X19.75 Z-2
Z-24
X24
Z-34.74
G2 X31 Z-44.37 R15
N20 G3 X38 Z-54 R15
G70 P10 Q20
G0 X100 Z100
T0202 // 3mm的切槽车刀
G0 X35 Z-14 S600
G1 X16 F40
X35 F100
W1
X16 F40
X35 F100
G0 X100 Z100
T0303 //螺纹车刀
综合实训报告
实训项目 数控技术 市 校 中央电大
学 号 [1**********]45 姓 名 华峰 指导教师 李军 职称 中学一级
实训时间： 2012年2月13日—2012年3月13日
2012 年 7 月 1 日
实 训 报 告
三、实训内容： 1.数控车床简介
数控车床的组成：数控系统、床身、主轴、进给系统、回转刀架、操作面板和辅助系统等。 数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。 立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工。 卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。
卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心 (1)经济型数控车床：采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。成本较低，自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。 (如图1所示)
图1 经济型数控车床
(2)普通数控车床：根据车削加工要求在结构上进行专门设计，配备通用数控系统而形成的数控车床。数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即x轴和z轴。 （如图2所示）
图2 普通数控车床
(3)车削加工中心：在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。
2.液压卡盘和液压尾架
液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件，对零件被夹持部位不是圆柱形的零件，则需要采用专用卡盘；用棒料直接加工零件时需要采用弹簧卡盘。
对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件，需要采用安装在液压尾架上的活顶尖对零件尾端进行支撑，才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通液压尾架和可编程液压尾架。
3.数控车床的刀架
数控车床可以配备两种刀架：
(1)专用刀架 由车床生产厂商自己开发，所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低，但缺乏通用性。
(2)通用刀架 根据一定的通用标准(如VDI，德国工程师协会)而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。（见图4）
图4 通用刀架
4.铣削动力头
数控车床刀架上安装铣削动力头后可以大大扩展数控车床的加工能力。如：利用铣削动力头进行轴向钻孔和铣削轴向槽。 5.数控车床的刀具
在数控车床或车削加工中心上车削零件时，合理、科学地安排刀具在刀架上的位置，并注意避免刀具在静止和工作时，刀具与机床、刀具与工件以及刀具相互之间的干涉现象。 数控车床上常用的刀具如图5所示。
图5 数控车床刀具
6. 选用原则 1) 前期准备
确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量，拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备，合理选用数控车床的前提条件 满足典型零件的工艺要求
典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。根据精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。 根据可靠性来选择
可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。数控机床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时，长时间稳定运行而不出故障。即平均无故障时间长，即使出了故障，短时间内能恢复，重新投入使用。选择结构合理、制造精良，并已批量生产的机床。一般，用户越多，数控系统的可靠性越高。 2) 机床附件及刀具选购
机床随机附件、备件及其供应能力、刀具，对已投产数控车床、车削中心来说是十分重要的。选择机床，需仔细考虑刀具和附件的配套性。 3) 注重控制系统的同一性
生产厂家一般选择同一厂商的产品，至少应选购同一厂商的控制系统，这给维修工作带来极大的便利。教学单位，由于需要学生见多识广，选用不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。
4) 根据性能价格比来选择
做到功能、精度不闲置、不浪费，不要选择和自已需要无关的功能。 5) 机床的防护
需要时，机床可配备全封闭或半封闭的防护装置、自动排屑装置。 在选择数控车床、车削中心时，应综合考虑上述各项原则。 7. 安装方法 1) 起吊和运输
机床的起吊和就位，应使用制造厂提供的专用起吊工具，不允许采用其他方法进行。不需要专用起吊工具，应采用钢丝绳按照说明书规定部位起吊和就位 2) 基础及位置
机床应安装在牢固的基础上，位置应远离振源；避免阳光照射和热幅射；放置在干燥的地方，避免潮湿和气流的影响。机床附近若有振源，在基础四周必须设置防振沟。 3) 机床的安装
机床放置于基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。对于普通机床，水平仪读数不超过0.04/1000mm，对于高精度的机床，水平仪超过0.02／1000mm。在测量安装精度时，应在恒定温度下进行，测量工具需经一段定温时间后再使用。机床安装时应竭力避免使机床产生强迫变形的安装方法。机床安装时不应随便拆下机床的某些部件，部件的拆卸可能导致机床内应力的重要新分配，从而影响机床精度。 8. 试运转前的准备
机床几何精度检验合格后，需要对整机进行清理。用浸有清洗剂的棉布或绸布，不得用棉纱或纱布。清洗掉机床出厂时为保护导轨面和加工面而涂的防锈油或防锈漆。清洗机床外表面上的灰尘。在各滑动面及工作面涂以机床规定使滑油。
仔细检查机床各部位是否按要求加了油，冷却箱中是否加足冷却液。机床液压站、自动间润滑装置的油是否到油位批示器规定的部位。
检查电气控制箱中各开关及元器件是否正常，各插装集成电路板是否到位。
通电启动集中润滑装轩，使各润滑部位及润滑油路中充满润滑油。做好机床各部件动作前的一切准备。 9.刀具的安装
经济型数控车床的系统软件通常有刀具补偿功能。为了方便试切、确定刀具的相对位置，编出刀具的补偿程序后，仍要求回转刀架上所有的刀尖基本上在同一位置上，并略高于主轴中心。为了迅速夹好加工同一零件所需的刀具，可以按下面步骤进行。
（一）给控制系统输入这样一个程序——刀架纵向后退一个长度后，回转刀架转过一个工位再纵向进给所退的长度，回到原来的位置。 （二）在三爪卡盘上夹持一个顶尖。
（三）用点动或手动方法，使回转刀架处于一个可以装夹第一把刀具的位置，
使刀尖与顶尖的尖头重合，略高0.2～0.5mm。
（四）启动系统，使刀架按输入程序运行，再安装之后，下一把刀具，逐一进行就可把所有刀具装好。
10.零件的轴向定位
在批量加工零件时，程序及原点不必变更，但要求每次夹持的零件均在同一位置上。采用以下办法可以准确地做到这一点。
（一）在主轴锥孔内装入一锥塞，锥塞中心有一个可调的螺杆。
（二）每次装夹时把工件与螺杆紧贴。这样就可以保证同一种零件夹持在同一位置上。 （三）调整螺杆的长度，可以适应不同零件所需的位置。 11.巧编程序、避免失步
我们知道，步进电机起动时力矩较小，转速升高后才逐渐达到额定力矩。若我们编程时，的情况，导致加工的零件不合格或报废。重复使用这样的程序，由于“失步”，原点的位置也会发生变化，使所加工的批量零件不合格或报废。所以，在编程时应考虑步进电机的启动特性，在步进电机达到额定转速后再使刀具进入切削状态。根据我们的经验，让刀架空载运行6mm以后再进入切削，没有发生过“失步”现象。 12.巧编程序、避免刀具磨损误差
我们知道，一把新磨好的刀具，刚开始加工零件时、刀具的磨损不规则且较快，在加工小批零件后，就进入平稳状态，所以用新刀具加工零件时，加工的零件应逐个检查。对于中小轴类零件大约需4～5件后即进入刀具平稳状态。这时，刀具的磨损与所加工的零件数量基本上成正比。只要巧编程序，加入刀具的补偿量，即可保证批量加工零件的质量。
13.手动方式下，坐标轴不运动
现象：手动操作时，机床坐标轴不产生运动，坐标值也没有变化，M、S、T系统无报警显示。
分析及解决：该例故障发生时系统没产生报警，且M、S、T功能执行正常，据此可初步判断数控系统、伺服驱动等应无故障。因而可从手动条件上进行分析，仔细检查手动方向键的输入，手动方向的选择等均正常，再仔细观察操作面板“现在位置”的页面，发现手动速率、实际速率、进给速率均为零。确认坐标轴不产生手动的原因是手动运动速度为零引起，重新调整进给速度百分率，手动操作即恢复正常。 14.自动运行不到位
现象：欲将1号刀刀尖定位到工件上某一已知点，在程序录入方式（MDI）下正确输入有关指令后，M、S指令正常执行，机床坐标轴产生运动，CRT屏幕显示正确位置，但刀尖没有运行到既定位置，系统无报警显示。
分析及解决：由于机床回既定点动作过程正常，但没有到达既定位置。出现此类故障，通常与刀补执行有关。检查刀具刀补执行情况，发现刀具功能为T0103，1号刀执行3号刀的刀具补偿值 ，导致刀尖不能运行到既定位置。重新在录入方式（MDI）下输入T0101，即解决此故障。 15.螺纹加工出现螺距不规则
现象：数控车床在加工螺纹时，螺纹起始段螺距不规则，即出现所谓的乱牙
分析及解决：在数控车床上加工螺纹，其实质X轴的转角与Z轴进给之间进行插补。乱牙是由于X轴与Z轴进给不能实现同步，机床伺服系统本身滞后特性引起。GSK980T是经济型数控系
统，主轴速度为开环控制，不同负载下，主轴起动时间不同，且起时主轴速度不稳定，转速亦会有相应的变化，螺纹切削开始是从检测出主轴上的位置编码器一转信号后开始的，因此可能导致X轴与Z轴进给不能实现同步。
O0001
M03 S650 T0101 //外圆车刀
G0 X40 Z5
G71 U0.75 R2
G71 P10 Q20 U0.5 F120
N10 G0 X0 S1200
G1 Z0 F80
G3 X30 Z-15 R15
G1 Z-46
X32
X34 Z-47
Z-51
X36
X38 Z-52
N20 Z-63
G70 P10 Q20
G0 X100 Z100
T0202
G0 X35 Z-29 S500
G1 X26 F40
X35 F100
W1
X26 F40
X35 F100
Z-29
X26 F40
X35 F100
W1
X26 F40
X35 F100
G0 X100 Z100
T0200
M30
O0002
M03 S650 T0101
G0 X40 Z5
G71 U0.75 R2
G71 P10 Q20 U0.5 F120
N10 G0 X16 S1200
G1 Z0 F80
G1 X19.75 Z-2
Z-24
X24
Z-34.74
G2 X31 Z-44.37 R15
N20 G3 X38 Z-54 R15
G70 P10 Q20
G0 X100 Z100
T0202 // 3mm的切槽车刀
G0 X35 Z-14 S600
G1 X16 F40
X35 F100
W1
X16 F40
X35 F100
G0 X100 Z100
T0303 //螺纹车刀