数控加工实用技术（含MasterCAM）实验指导书台州学院机械工程学院前言数控加工实用技术实验指导书共编入7个实验，即数控车床编程与操作实验、数控铣床编程与操作实验、数控加工中心编程与操作实验、电火花与线切割实验、Mastercam构建二、三维零件实验、Mastercam造型与加工实验以及数控在线加工综合实验等内容。

在指导书编写过程中，本着改革的精神，力求在内容上做到理论与实际相结合，先进性、科学性和实用性相结合。

在具体内容的安排上，充分注意到每个实验的层次和内容，力求形成一个完整的实验体系，使培养出的学生成为既具有一定的数控基础知识，又能掌握比较系统的专业技术理论，既得到较全面的技能训练，又掌握科学的实验研究方法的实用性、高层次、高技术水平的人才。

同时也为今后进行各种数控机床的应用奠定一定的基础。

目录目录 (3)实验设备介绍 (4)实验注意事项 (7)实验安全操作规程 (8)实验一数控铣床操作与编程 (9)实验二控加工中心操作与编程 (9)实验三数控车床数操作与编程 (17)实验四数控电火花线切割机床编程与操作实验 (25)实验五 Mastercam构建二、三维零件 (25)实验六（1）Mastercam构建三维曲面零件 (49)实验六（2）Mastercam造型与加工 (49)实验七数控在线加工 (58)主要参考文献 (65)主要实验设备介绍1.数控加工中心VB-825A FEELER型数控立式加工中心一台，杭州友佳精密机械有限公司生产，配备FANUC 0i-MC 数控系统。

性能特点：全封闭防护装置，造型美观。

配置FANUC数控系统。

快速可靠的换刀装置。

强力冷却排屑装置。

刚性攻丝，性能可靠。

高精、高速、高效，连续加工，操作方便。

2.数控立式铣床XK-714A型数控立式铣床一台，南通纵横国际股份有限公司生产，配备FANUC 0i-MB数控系统。

性能特点中小规格（工作台800-2000）、高效能床身型数控铣床加工范围广泛，可完成铣、镗、钻、绞、攻丝等加工大件采用稠筋封闭式框架结构、刚性高、抗震性好五大件由进口五面体加工中心加工，切削应力小，热变形少主轴采用伺服单元，传动噪音低，无级变速三向导轨配合面贴塑，高速进给震动小，低速无爬行现象大部分配套件（包括电器元件）采用进口或合资品牌，整机可靠性高3.数控车床CKA6136型和CKA6136i型卧式数控车床各两台，大连机床集团有限责任公司制造，其中两台配备FANUC 0i-TB数控系统，两台配备SINUMERIK 802S数控系统。

产品规格：CKA系列经济型数控车床特点:该系列产品采用卧式平床身结构，床身、床头、床鞍、床腿等基础件均采用树脂砂铸造，人工时效处理，整机稳定性好。

床身导轨中频淬火，床鞍及滑板导轨结合面采用“贴塑”处理，移动部件可实现微量进给，防止爬行。

进给系统采用伺服电机、精密滚珠丝杠、高刚性精密复合轴承结构，定位准确、传动效率高。

主轴转速高，调速范围宽，整机噪音低。

主传动采用双速电机及电磁离合器实现有级自动变速或采用变频电机实现档内无级调速。

其中CKA---i系列采用变频或主伺服电机配合独立主轴结构可实现主轴的全无级调速。

主轴通孔直径大为Φ82mm，通过棒料能力强，适用范围广。

机床的外观防护设计按照国际流行趋势，造型新颖独特，防水、防屑，维护方便；体现了时代特点。

随动式操纵箱，可任意位置移动，方便了操作者就近对刀，是人性化设计的体现。

配有集中润滑器对滚珠丝杠及导轨结合面进行强制自动润滑，可有效提高机床的动态响应特性及丝杠导轨的使用寿命。

采用内喷淋式不抬起刀架更有利于提高加工工件表面质量及防止冷却液飞溅。

实验注意事项实验是本课程教学中的一个重要环节，实验目的是为了使学生加强理论与实践相结合的能力，培养学生严肃认真和实事求是的工作作风和科学态度，锻炼在实践中分析问题和解决问题的聪明才智，激发努力开拓不断创新的精神。

为使实验达到预期目的，特提出如下要求：1.实验室禁止吸烟，禁止酒后做实验。

2.实验前认真预习实验指导书，明确实验目的和要求，理解实验原理，掌握实验步骤及注意事项。

3.按实验指导书中的步骤和指导教师的要求做实验，认真作好实验记录。

4.实验后应切断电源，把仪器、设备整理好，保持实验室清洁。

5.按要求写实验报告，报告字迹要整齐，数据计算、图表、曲线均应符合要求。

6.不迟到不早退，认真听讲，不能大声喧哗，不能找人替做。

7.做完实验后，实验数据要由老师签字。

8.实验报告每人一份，内容要完整，不得抄袭。

9.必须遵守实验室各项规章制度。

10.实验室内一切物品，未经实验室负责老师批准严禁带出室外，借物必须办理登记手续。

11.对实验的内容和安排不合理的地方可提出改进意见．对实验中出现的一切反常现象应进行讨论，并大胆提出自己的看法，做到生动活泼，主动地学习。

实验安全操作规程为了按时完成实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程：1、严格遵守实验室安全操作规程及各项规章制度。

2、实验前认真学习机床使用说明书。

3、实验时，人体不可接触带电线路。

4、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

5、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。

实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

6、总电源或机床电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。

7、机床的使用必须严格遵守操作规程。

操作时要耐心细致、轻拨缓旋，决不可养成盲目地、随心所欲地乱调仪器的不良习惯。

和实验无关的仪器不得动用，也不得随意取用其他实验台上仪器设备。

8、随时注意安全，当机床设备发生故障或事故时要立即停止实验，并报告指导老师。

9、实验完毕后，必须清点仪器，摆放整齐，并作好清洁工作，经指导老师许可后才能离开。

10、启动系统后首先要执行原点复归操作。

11、运行程序前须认真检查，并由指导老师审查、签字。

12、加工前，应进行程序预演和图形模拟。

实验一数控铣床操作与编程一、实验目的1.了解数控铣床的基本组成结构、基本运动、加工对象及其用途。

2.掌握FANUC系统数控铣床的基本操作。

3.掌握FANUC系统数控铣床程序编制。

二、实验内容4.数控铣床的基本组成结构；5.数控铣床的基本运动坐标轴及其方向。

6.数控铣床的加工对象及其用途。

7.数控铣床操作面板各个功能键的作用。

8.FANUC系统数控铣床对刀方法。

9.FANUC系统数控铣床手工程序编制。

10.FANUC系统数控铣床简单零件的加工。

三、实验设备XK-714A型数控立式铣床、VB-825A FEELER型数控立式加工中心、千分尺、刀具、试件四、实验步骤1、对照实物，参考下图，了解数控铣床的主要组成部件。

2、了解数控铣床各主要组成部件的结构、功能以及传动系统。

3、了解数控铣床主要功能和加工对象A) 数控铣床主要功能：不同档次的数控铣床的功能有较大的差别，但都应具备以下主要功能。

①.直线插补：完成数控铣削加工所应具备的最基本功能之一，可分为平面直线插补、空间直线插补、逼近直线插补等。

②.圆弧插补：完成数控铣削加工所应具备的最基本功能之一，可分为平面圆弧插补、逼近圆弧插补等。

③.固定循环：固定循环是指系统所作的固化的子程序，并通过各种参数适应不同的加工要求，主要用于实现一些具有典型性的需要多次重复的加工动作，如各种孔、内外螺纹、沟槽等的加工。

使用固定循环可以有效地简化程序的编制。

④.刀具补偿：一般包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具空间位置补偿功能等。

⑤.镜向、旋转、缩放、平移：通过机床数控系统对加工程序进行上述处理，控制加工，从而简化程序编制。

⑥.自动加减速控制：该功能使机床在刀具改变运动方向时自动调整进给速度，保持正常而良好的加工状态，避免造成刀具变形、工件表面受损、加工过程速度不稳等情形。

⑦.数据输入输出及DNC 功能：数控铣床一般通过RS232C 接口进行数据的输入及输出，包括加工程序和机床参数等。

当执行的加工程序超过存储空间时，就应当采用DNC 加工，即外部计算机直接控制数控铣床进行加工。

⑧.子程序功能：对于需要多次重复的加工动作或加工区域，可以将其编成子程序，在主程序需要的时候调用它，并且可以实现子程序的多级嵌套，以简化程序的编写。

⑨.自诊断功能：自诊断是数控系统在运转中的自我诊断，它是数控系统的一项重要功能，对数控机床的维修具有重要的作用。

B) 数控铣床主要加工对象：①.平面类零件加工面平行、垂直于水平面或与水平面成定角的零件称为平面类零件，这一类零件的特点是：加工单元面为平面或可展开成平面。

其数控铣削相对比较简单，一般用两坐标联动就可以加工出来。

②.曲面类零件加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件，其特点是加工面不能展开成平面，加工中铣刀与零件表面始终是点接触示。

③.变斜角类零件加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件，以飞机零部件常见。

其特点是加工面不能展开成平面，加工中加工面与铣刀周围接触的瞬间为一条直线。

④.孔及螺纹采用定尺寸刀具进行钻、扩、铰、镗及攻丝等，一般数控铣都有镗、钻、铰功能。

4、数控铣床操作面板上各个按键的功用数控铣床的操作面板由机床控制面板和数控系统操作面板两部分组成，如下图中，其左侧部分为数控系统操作面板，右侧部分为机床控制面板。

(1)机床控制面板机床控制面板上的各种功能键可执行简单的操作，直接控制机床的动作及加工过程，一般有急停、模式选择、轴向选择、切削进给速度调整、主轴转速调整、主轴的起停、程序调试功能及其它M 、S 、T 功能等，其详细说明可参见下表1。

(2)数控系统操作面板数控系统操作面板由显示屏和MDI 键盘两部分组成，其中显示屏主要用来显示相关坐标位置、程序、图形、参数、诊断、报警等信息，而MDI 键盘包括字母键、数值键以及功能按键等，可以进行程序、参数、机床指令的输入及系统功能的选择。

面板功能键详细介绍可参见下表1，2。

表1表25、开机打开外部电源开关，启动机床电源，将操作面板上的紧急停止按钮右旋弹起，按下操作面板上的电源开关，若开机成功，显示屏显示正常，无报警。

机床回原点6、开机后的首要工作是回机床原点。

（1）检查坐标值，保证X 、Y 均在-30 以下。

若不符合要求，则选择手动操作模式，利用手轮将X 、Y、Z 的机械坐标值移动到符合要求为止。

（2）在回原点模式下，选中“ + ”键，再按住X 键，将X 轴回原点，回原点完成后，对应的指示灯闪烁，同理将Y、Z 轴回原点。

7、注意事项回原点时必须先回Z 轴，再回X、Y轴，否则可能发生碰撞。

8、程序的输入程序的输入有多种形式，可通过手动数据输入方式（MDI ）或通信接口将加工程序输入机床。