数控实训说明书.doc

数控加工实训报告 题目名称数控加工实训专业班级学生姓名学 号指导教师机械与车辆工程系二一六年六月二十一日数控技术实训任务书 第一组学生姓名： 专业班级： 指导教师： 一、课程设计课题：数控技术实训二、课程设计工作日：自2016年5月30日至2016年6月12日 三、课程设计进行地点：CAD/CAM JD205/206、数控加工实训中心仿真及上机床实训实验时间安排由指导教师通知。四、课程设计任务要求：为了使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力；具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力；具备操纵、调试数控机床的能力；实训要求如下：1.必须独立完成实训。先进行程序编制工作，然后在计算机实验室上机数控仿真模拟，每位学生所编程序必须在微机上调试通过，然后进行加工实践；2. 实训完成后每人上交一份实训总结报告，正文包含 (1）计算机绘制图纸，根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线（附：数控加工工序卡和数控加工走刀路线图），计算走刀轨迹的基点坐标值（附：轨迹基点的坐标计算值列表）； （2）选择刀具，计算确定切削用量（附：数控加工刀具卡）；（3）确定工件坐标系、对刀点和换刀点；（4）编制数控加工程序单；（5）附打印的模拟结果；（6）实训心得等内容；3.每组数控车床、数控铣床各一题，设计任务技术图形如图（一）、（二）；4. 实训的时间为2周，同学们要抓紧时间，做到秩序井然、按时完成任务；5.凡不符合上述要求的必须重做。五、课程设计题图：A课题: 如图所示螺纹特形轴，生产纲领为小批量，毛坯为40×100棒材，材料为铝。数控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。外圆车刀粗精加工外圆，切槽刀切槽，外圆螺纹车刀加工螺纹。（先做工艺，编程，仿真然后上机床操作）B课题：毛坯为100×100×40板材，生产纲领为小批量，要求加工出如图所示的轮廓。工件材料为40Gr，正火：HB129-229。深度需要分层的，每层铣削厚度为2，选择合适的铣刀和钻头。（本题目需做做两种方式，1、做数控工艺，手工编程，仿真验证。2、做数控工艺，软件自动编程，仿真验证）目 录1 前 言12 车削综合训练12.1 零件工艺分析，毛坯及零件基准的确定12.1.1 零件工艺分析12.1.2 毛坯的确定22.1.3 零件基准的确定22.2 零件的工艺方案及切削用量22.2.1 零件的工艺方案22.2.2 确定刀具绘制刀具卡片32.2.3确定零件的切削用量32.3 计算轨迹坐标值，确定走刀路线，及程序的编写62.3.1 外轮廓面刀具轨迹坐标值及走刀路线图62.3.3 螺纹加工刀具轨迹坐标值82.3.4 螺纹特形轴加工工序卡及程序82.4 程序仿真图形及操作步骤102.4.1 仿真图形102.4.2 操作步骤113 铣床综合训练123.1 零件的工艺分析123.2 毛坯确定123.3 零件基准的确定123.4 零件工艺方案及切削用量123.4.1零件的工艺方案123.4.2加工工艺路线123.5选择刀具绘制刀具卡片123.6 加工方案、工序及加工过程图133.6.1 加工方案133.6.2 加工工序卡片133.6.3加工过程图（mastercam仿真软件操作流程图）143.7加工参考程序143.8加工步骤15结 语16谢 辞16参 考 文 献17附表A刀具卡，附表B工序卡，附表C走刀路线图18数控加工实训报告1 前 言数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身。要学好数控车床理论和操作，就必须勤学苦练，这次数控实训课是一个让我全面系统的实践锻炼的好机会，巩固所学的理论知识，增强我们的实际动手操作能力，进一步从实践中认识到数控机床加工对于我们本专业的重要性。在从事工作的过程中，只有理论知识是绝对不够的，应该理论结合实践。与此同时，我们应该以认真、严谨的态度和高度负责的精神，对待这次实训课程。2 车削综合训练2.1 零件工艺分析，毛坯及零件基准的确定2.1.1 零件工艺分析图1.1螺纹特型轴从上图1.1螺纹特型轴可看出，该零件是阶梯轴，径向尺寸的基准是中心线，轴向基准是零件的右端面。尺寸精度与粗糙度要求较低。生产纲领为小批量生产。2.1.2 毛坯的确定由于是小批量生产所以可以用数控车床进行加工，毛坯的材料选择45钢，尺寸为：的棒料。2.1.3 零件基准的确定 此工件的径向尺寸设计基准为中心线，轴向尺寸设计基准为右端面。采用三抓自定位卡盘装夹，定位基面为外圆，可认为定位基准为中心线，满足基准重合原则。用三抓自定心卡盘夹持40外圆，使工件伸出卡盘，一次装夹完成粗精加工。2.2 零件的工艺方案及切削用量 2.2.1 零件的工艺方案（1） 确定工件坐标系，换刀点及循环起点根据零件的尺寸标注特点及基准统一的原则，编程原点选择零件的右端面。确定O点为工件坐标系原点；A点为换刀点，也为编程起点，B点为循环起点。具体如下图2.1所示：图2.1螺纹特型轴坐标系（2） 根据图纸要求按先粗后精加工原则，确定零件的加工工艺路线 先从右至左切削外轮廓面。其路线为：倒角切削螺纹的实际外圆倒角车台阶平面车削36外圆切削圆弧部分车台阶平面车削38外圆。 切3mm，16的槽。 车的螺纹。2.2.2 确定刀具绘制刀具卡片对于不同的材料零件，一般多有适合的切削的刀具，刀具的选择不仅影响机床的加工效率而且直接影响加工质量，与传统的加工方法比较，数控加工对刀具的要求更高，高的精度、耐磨性、以及安装的方便快捷。这就需要用新优质的材料来制造数控刀具，同时考虑到生产率、经济型、生产批量等因素，因此选用如下刀具。刀具卡片见附表。2.2.3确定零件的切削用量（1） 粗车 a、确定被吃刀量:。 b、确定主轴转速：查机械制造技术基础表2-7，选用切削速度,则根据公式(取n=1600r/min） c、确定进给速度：查机械制造技术基础表2-5，取进给量，则进给度 （2） 精车 a、 确定背吃刀量：。 b、确定主轴转速：查数控机床加工工艺表5-2，选用切削速度v=240m/min，则根据公式：  取n=2000r/minc、确定进给速度：精车进给量，进给速度（3） 切槽 a、 确定背吃刀量：b、确定主轴转速：查数控机床加工工艺表5-2，选用切削速度，则根据公式： 取取n=1200r/minc、确定进给速度：查切削用量简明手册，取进给进给量，进给速度（4） 车螺纹螺纹大径，螺距，根据经验公式，螺纹小径取a、确定背吃刀量：查切削用量简明手册长用螺纹切削的进给次数与背吃刀量表，螺距，切削次数为4次，背吃刀量分别为，。b、确定主轴转速： 根据数控机床加工工艺，车螺纹时主轴转速，式中P被加工螺纹螺距，k保险系数，一般为80 则主轴转速取主轴转速n=520r/minc、确定进给速度：螺纹加工进给量与螺距相等，即进给量,进给速度2.3 计算轨迹坐标值，确定走刀路线，及程序的编写2.3.1 外轮廓面刀具轨迹坐标值及走刀路线图（1） 外轮廓面刀具轨迹坐标值图3.1螺纹特型轴各坐标点由图3.1可得各坐标的值分别为：A(60,20) B50,2) C(11,2) D(19,-2) E(19,-20) F(23,-22) G(26,-22) H(26,-27) I(31.74,-39.8) J(35,-47.18) K（35,-47.18) L(38,-52.18) M(40,-52.18)（2） 加工外轮廓面走刀路线图根据以上各点坐标值可得外轮廓面的走刀路线如下图所示：图3.2外轮廓面走刀路线图2.3.2 退刀槽刀具轨迹坐标值及走刀路线图（1） 退刀槽刀具轨迹坐标值图3.3退刀槽刀具轨迹路线图如图3.3可得各点的坐标分别为：A(60,20) B(52,-20) C(16,-20)（2） 退刀槽刀具走刀路线图退刀槽走刀路线图如图3.3所示。2.3.3 螺纹加工刀具轨迹坐标值（1） 螺纹加工刀具各点坐标图3.4螺纹加工坐标系及走刀路线图如图3.4可得螺纹加工各点坐标的坐标值分别为：A(60,20) B(25,2.5) C(16.3,2.5) D(16.3,-20.2) E(25,-20.2)。（2） 螺纹加工刀具走刀路线图螺纹加工走刀路线图如图3.4所示。.2.3.4 螺纹特形轴加工工序卡及程序（1） 螺纹特型轴加工工序卡螺纹特型轴加工工序卡见附表3。（2） 加工程序程序内容及注释如下：表1-1螺纹特型轴加工程序序号程序注释N01O0007程序号N02S1600 M03 M08 T0101；正转，冷却液开，选1号刀及1号刀补N03G00 X50 Z0；快速定位N04G01 X-3 F0.3；试切右端面N05G00 X50 Z2；设定循环起点N06G71 U3.0 R0.5；粗车循环指令N07G71 P08 Q20 U0.4 W0.2 F0.4；N08G00 G42 X11 Z2；精加工路径，即“告诉”数控系统，零件的最终形状。并非直接执行语句。数控系统根据零件的形状和G71参数，自动分配加工路径，重复切削N09G01 X19 Z-2；N10Z-20；N11X23 W-2；N12X26；N13W-5；N14G02 X31.74 Z-39.8 R30；N15G03 X35 Z-47.18 R17.5；N16G01 X38；N17W-5；N18X40N19W-5;N20G00 X50；N21S2000 F0.1；精车转速2000r/min 进给量0.1mm/rN22G70 P08 Q20；精车循环指令N23G00 X60 Z20；退刀N24S1200 T0202；换切槽刀N25G00 X50 Z-20；到切槽准备点N26G01 X16 F0.1；切槽N27G04 X0.2；延时0.2sN28G00 X50Z-20；回起刀点N29T0303 M03 S520；换螺纹刀N30G00 X25 Z2.5；设定循环起点N31G92 X18.8 Z-17.5.F2；螺纹加工固定循环N32X18；4次走刀加工螺纹N33X17.4；N34X17；N35X16.8；N36G00 X60 Z60；退刀N37M05；主轴停转N38M30；程序结束2.4 程序仿真图形及操作步骤2.4.1 仿真图形 基于南京宇航数控仿真软件得到的仿真图形如下： 完成时的工件截图（2D） 基于数控车床所得的实体图形如下：(说明：为了帮助学生动手实践，灵活运用所学知识，临时将零件材料改为塑料) 2.4.2 操作步骤 （1） 开机 打开机床电源； 打开数控系统电源； 打开急停开关。 （2） 回零（建立机床坐标系）选择回参考点方式，按下“+X”、“+Z”，直到显示X0.000，Z0.000，(指示灯亮时)，表示已经完成回零操作。（3）安装工件与安装刀具 工件要留有一定的夹持长度，其伸出长度要考虑零件的加工长度及必要的安全距离。 安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤； 将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确； 安装刀具时需注意使刀尖等高于主轴的回转中心； 车刀不能伸出过长，一般为30-35毫米左右。（4）程序输入选择程序编制方式，按下“PRGRM”按钮，先输入文件名(必须以英文字母O开头，后面四位数字)，按INSRT键，再按EOB（；），然后输入程序内容，每一段程序的结束符为EOB（；），再按INSRT键，一段程序输入完成直到全部输入。（5）对刀（建立工件坐标系） 通常将工件坐标系原点建立在工件右端面的中心，手轮方式进行对刀 先让主轴旋转，分别选择X轴、Z轴“-”向移动至靠近棒料右端面处； 对Z原点：分别选择X轴、Z轴并移动使刀尖轻碰右端面，并用很小的切削量切平端面后，沿+X方向退出，主轴停止。在手动数据输入方式下，按OFFSET按钮-形状-光标移到与程序对应的刀补号里，输入 “Z0”，点击“测量”； 对X原点：刀尖轻碰外圆，并用很小的切削量切一段外圆（游标卡尺能测量即可），然后沿+Z方向退出，主轴停止。在手动数据输入方式下，按OFFSET按钮-形状-光标移到与程序对应的刀补号里，输入用游标卡尺测量的试切外圆的直径，点击“测量”；（6） 选择自动循环方式，选中程序，选择循环启动，加工结束用游标卡尺测量外圆尺寸。（7） 加工结束，注意机床保养。（8）关机 关闭急停开关； 关闭数控系统电源； 关闭机床电源；3 铣床综合训练3.1 零件的工艺分析 从零件图可看出，该零件有台阶，孔，圆弧等特征尺寸要求和粗糙的要求较低，生产要求为小批量，考虑到其特征普通机床难以加工，同时为了满足其经济需求以及本次实训目的选用数控加工机床，但学校设备局限性，因此选用加工中心加工。3.2 毛坯确定 毛坯材料选择40Gr，尺寸为100*100*40的板材。3.3 零件基准的确定 此工件的定位基准为下表面，限为基准为下表面，技术要求不高且为小批量生产，因此采用平口钳装夹，一次装夹就能完成粗精加工。3.4 零件工艺方案及切削用量 3.4.1零件的工艺方案 根据零件的尺寸标注特点编程原点，编程原点选择毛坯的几何中心；（0,0,100）点为换刀点，也为编程原点。 3.4.2加工工艺路线 先铣削外轮廓面，回到安全换刀点再次下刀进行内腔的铣削和钻孔。3.5选择刀具绘制刀具卡片通常选用通用夹具，对于不同的材料零件，一般多有适合的切削的刀具，刀具的选择不仅影响机床的加工效率而且直接影响加工质量，与传统的加工方法比较，数控加工对刀具的要求更高，高的精度、耐磨性、以及安装的方便快捷。这就需要用新优质的材料来制造数控刀具，同时考虑到生产率、经济型、生产批量等因素，因此选用了高速钢刀具。产品名称零件名称零件图号程序号工部号刀具号刀具名称刀柄型号刀具补偿量备注直径（mm）刀长（mm）1T01高速钢铣刀 12 1202T02钻头6120编制审核批准3.6 加工方案、工序及加工过程图 3.6.1 加工方案 根据零件的工艺特点（凸台、孔、圆弧）和毛坯等确定加工方案，先用的铣刀加工凸台，再用的钻头加工直径6mm的孔，4mm厚度需分两层铣削，即每层铣削厚度为2mm。 3.6.2 加工工序卡片单位名称蚌埠学院45号钢零件图纸工序号程序编码家具名称使用设备车间台钳工步号工步类容刀具号刀具规格mm主轴转速r/mm每齿进给量mm/min背吃刀量mm备注1加工和外轮廓T018000.1-0.1522加工的孔T035000.1-0.152编制审核3.6.3加工过程图（mastercam仿真软件操作流程图） 过程图如下： 3.7加工参考程序O0000(PROGRAMNAME-2)(DATE=DD-MM-YY-01-07-16TIME=HH:MM-10:59)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(12.FLATENDMILLTOOL-221DIA.OFF.-221LEN.-221DIA.-12.)N104T01M06N106G0G90G54X76.2Y7.726S500M3N108G43H221Z25.N110Z5.N112G1Z-2.F300.N114G42D221X64.2F200.N116G2X52.2Y19.726R12.N118G1Y27.N120G3X27.Y52.2R25.2N122G1X0. .N718G1Y-22.996N720G3X0.Y-38.R15.N722X15.Y-22.996R15.N724G1Y-20.N726G3X35.Y0.R20.N728X29.142Y14.142R20.N730X12.172R12.N732G1G40X3.686Y5.657N734G0Z25.N736M5N738G91G28Z0.N740G28X0.Y0.N742M303.8加工步骤开机：合上电源，打开机床开关，按下操作面板启动按钮。机床回零。程序输入：从键盘输入程序或从计算机传程序。程序调试：不装刀空运行或轨迹模拟。安装工件、安装刀具并试切对刀，确定工件坐标系。自动运行程序。拆卸工件、打扫机床。关机：先关数控系统，后关机床电源。结 语为期两个星期的实习结束了，短短的两个星期让我对数控系统有了更全面的认识，对数控有了更深的了解，经过这次实习，我们熟练的掌握了数控程序的编程和数控加工的操作，收获颇多。在实训过程中,老师耐心地给我们讲解数控软件上面每个指令的使用，在老师的指导下，我们很快就上手了，踏入了数控这个门槛，认真完成每一次老师布置下来的任务。课本上学的知识都是最基本的知识，不管现实情况怎样变化，抓住了最基本的就可以以不变应万变，这样才能在以后的工作岗位上取得优秀的成绩。在这次实训过程中，让我感触最深的是把理论知识联系到实际运用中，实践是检验真理的唯一标准。理论知识固然重要，可是无实践的理论就是空谈。真正做到理论与实践的相结合，将理论真正用到实践中去，才能更好的将自己的才华展现出来。经过这次的实训，我终于明白，没有实践所学的东西就不属于你的。现在的社会需要的是动手能力强的人，而不是理论好的人，对于我们二本学生来说这更重要了。毕业之后，我希望能够找到自己理想的工作，好好去工作，我相信，我们的未来是美好的，需要我们用心去创造。谢 辞 在本次实训过程中，我的老师倾注了大量的心血，他不厌其烦地帮我指出实训操作的具体问题，严格把关，循循善诱。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德给我留下了深刻的印象。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！同时我还要感谢在这三年学习期间给我极大关心支持和帮助的各位老师以及关心我的同学和朋友。参 考 文 献1 陈则钧. 车工工作手册. 北京：化学工业出版社，2012.2 张建成,方新. 数控机床与编程M. 北京：高等教育出版社，2007.3 顾京. 数控机床加工程序编制M.北京：机械工业出版社，2004.附表A刀具卡，附表B工序卡，附表C走刀路线图附表A刀具卡蚌埠学院数控加工刀具卡零件名称螺纹特型轴零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀具材料1T0190°外圆车刀1车外轮廓面2T02割刀1车退刀槽3T03螺纹刀1车螺纹编制审核批准2016.6共1页第1页蚌埠学院数控加工工序卡零件名称零件图号螺纹特形轴车间工序号工序名称工件材料1车外轮廓机床型号数控系统机床编号毛坯尺寸CK6136AFANUC-0T240×100程序名编程原点工位器具O0007O夹具名称量具名称工序工时准终三爪自定心卡盘游标卡尺单件工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速 (r/min)进给量（mm/r）背吃刀量（mm）加工方式切削工时1粗车外轮廓T0116000.44自动2精车外轮廓T0120000.11自动编制审核批准2016年6月共3页 第1页附表B工序卡蚌埠学院数控加工工序卡零件名称零件图号螺纹特形轴车间工序号工序名称工件材料2车退刀槽机床型号数控系统机床编号毛坯尺寸CK6136AFANUC-0T240×100程序名编程原点工位器具O0007O夹具名称量具名称工序工时准终三爪自定心卡盘游标卡尺单件工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速 (r/min)进给量（mm/r）背吃刀量（mm）加工方式切削工时(min)1车退刀槽T0212000.11.5自动编制审核批准2016年6月共3页 第2页蚌埠学院数控加工工序卡零件名称零件图号螺纹特形轴车间工序号工序名称工件材料3车螺纹机床型号数控系统机床编号毛坯尺寸CK6136AFANUC-0T240×100程序名编程原点工位器具O0007O夹具名称量具名称工序工时准终三爪自定心卡盘游标卡尺单件工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速 (r/min)进给量（mm/r）背吃刀量（mm）加工方式切削工时(min)1车螺纹T0352020.8自动0.0190.6自动0.0190.4自动0.0190.2自动0.019编制审核批准2016年6月共3页 第3页附表C走刀路线图蚌埠学院数控加工走刀路线图零件图号工序名称程序号车表面轮廓O0007工序号工步号机床型号数控系统刀具号刀补号刀尖半径刀具长度1CK6136AFANUC-0TT0101A(60,20)B(50,2)C(11,2)D(19,-2)E(19,-20)F(23,-22)G(26,-22)H(26,-27)I(31.74,-39.8)J(35,-47.18)K(38,-47.18)L(38,-52.18)备注M(40,-52.18)编制蔡锋校对审核2016年6月共3页 第1页蚌埠学院数控加工走刀路线图零件图号工序名称程序号车退刀槽O0007工序号工步号机床型号数控系统刀具号刀补号刀尖半径刀具长度21CK6136AFANUC-0TT0202坐标点（坐标值）A(60,20)B(43,-20)C(16,-20)备注蚌埠学院数控加工走刀路线图零件图号工序名称程序号车螺纹O0007工序号工步号机床型号数控系统刀具号刀补号刀尖半径刀具长度31CK6136AFANUC-0TT0303坐标点（坐标值）A(60,20)B(25,2.5)C(16.3,2.5)D(16.3,-20.2)E(25,-20.2）备注编制校对审核 2016年6月共3页 第3页