《数控加工工艺与设备》实验指导书.doc

数控加工工艺与设备实验指导书适用专业：机械设计制造及其自动化 制定单位： 机械工程学院 所 有 人： 目 录实验项目一：数控机床典型夹具及其定位与夹紧1实验项目二：数控刀具实训4实验项目三：车削工件装夹及对刀12实验项目四：典型冷冲阶梯凸模零件数控车削仿真加工14实验项目一 数控机床典型夹具及其定位与夹紧一、 实训目的与要求1. 了解各种数控机床典型夹具的结构、功能，掌握各种夹具的安装、调整和使用方法；2. 了解常用数控机床夹具的定位与夹紧原理与方法3. 通过几个典型零件的定位与夹紧来分析夹具的定位与加紧原理及方法。二、 实验课时：2三、 实训装置及工量具1. 实训装置：孔系列组合夹具、三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、压板、顶尖2. 工量具：常用工具、量具一套孔系列组合夹具 三爪卡盘 四爪卡盘平口钳四、 实训内容1. 认识各种典型夹具，观察夹具的结构，认识其组成元件（定位元件、夹紧装置、夹具体等），了解他们的功用。2. 掌握车床典型夹具的安装、找正方法；掌握铣床典型夹具的安装、找正方法。3. 了解使用孔系列组合夹具、三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳等典型夹具装夹工作的方法，分析使用一顶一夹、两顶尖、平口钳装夹工件时定位与夹紧原理及方法。 零件图1 零件图2零件图3五、 实训步骤1. 认识并区分几种典型夹具的名称及功能2. 每个实训小组选择一种典型夹具进行拆装，了解该夹具的结构特征；3. 观察其余实训组拆装的情况，了解其余夹具的结构特征；4. 使用卡盘、平口钳和组合夹具装夹工件分别完成指定零件的装夹，分析定位与夹紧原理；5. 拆卸工件；6. 清理实训设备、装置、工量具及实训台。六、 实训报告课后每位同学按要求完成实训报告，内容包括实训中各种夹具的结构特点、功用，以及安装、调整方法和过程。七、 注意事项1、 夹具拆装实训时，按夹具结构原理图、夹具零件清单检查夹具零件数据2、 展示用夹具不允许用于拆装实训。八、 思考题：1 简述三爪卡盘、平口钳和孔系组合夹具的结构特点和功用？2 任选两种夹具分析其定位方法，在安装、调整过程中的注意事项？3 列举几种夹具的压紧方式、过定位欠定位现象，分析其利弊？实验项目二 数控刀具实训一、 实训目的与要求通过具体刀具的观察与拆装了解常用数控车床刀具、数控铣、加工中心刀具结构的特点，掌握数控车床、数控铣、加工中心所用刀具的名称及功用。二、 实验课时：2三、 实训装置及工量具实训装置：1. 普通车、铣床常用刀具、高速车、铣刀、焊接式车刀、机夹式可转位硬质合金车、铣刀等刀具；2. 数控车、铣、加工中心常用刀具及刀柄；国产机夹式可转位硬质合金数控车和铣刀等刀具工量具：常用工具、量具一批常用车刀及刀片外形图山特维克硬质合金铣刀整体式刀柄四、 实训内容认识各种常用刀具，观察各种刀具的结构，分辨组成元件、刀片定位夹紧机构特点。了解它们的功用，掌握各种车、铣刀具的用途。观察各种车铣刀具切削刃形状特征、刀片主要几何角度，将数控车、铣、加工中心常用刀具与普通车床常用刀具的特点进行对比，掌握数控车、铣、加工中心机床刀具的特性。五、 实训步骤1、 根据刀具结构图认识刀具名称；2、 分别观察各种刀具的外形结构特点，拆卸刀具刀片夹紧机构及刀柄；3、 复位安装刀片夹紧机构；4、 仔细观察刀具切削刃、断削槽及主要角度的特点；5、 清理实训设备、工量具及实训台 面铣刀安装图常用刀具安装图铣刀安装图六、 实训报告课后每位同学按照要求完成实训报告七、 注意事项1. 刀具刀片夹紧系统的拆装必须使用专用工具并参照结构原理图，实训前、后必须按结构原理图附零件清单核对零件数量；2. 展示用刀具只能用于观察，不允许用于拆装实训；3. 刀具刃口较为锋利，实训时注意安全操作。八、 思考题1. 对比实训中，根据数控车床或数控铣、加工中心常用机夹式可转位硬质合金刀与普通机床常用机夹式可转位硬质合金刀片材质、刀片夹紧机构区别，查阅相关资料后，阐述各自的优缺点？2. 每类选取数控车或数控铣两种刀具进行切削刃形及断削槽形对比，查阅相关资料后，阐述其各自的优缺点？3. 将常用数控铣、加工中心和普通铣床刀柄进行对比，查阅相关资料后，阐述其各自的优缺点？实验项目三 车削工件装夹及对刀一、 实验的目的和要求1、 了解工件的基本定位原理、常见的定位方式与定位元件2、 掌握定位基准的选择原则与数控机床夹具的种类、特点和选择方法3、 典型零件的装夹方式与夹具的选择4、 了解对刀的有关概念及常用的对刀方法。二、 实验课时：2三、 实验设备及夹具、刀具、量具1、数控车床 2、常用夹具，包括：三爪卡盘、顶尖、心轴（备用）3、外圆车刀、端面车刀4、0-125mm游标卡尺四、常用装夹方法、对刀方法 常用装夹方法：1、 在三爪自动定心卡盘装夹2、 在两顶尖之间装夹对刀方法：主要有试切对刀、机外对刀仪对刀、ACT对刀等。五、实训内容（一）.如下图所示薄壁套筒零件，工件材料HT200，试确定其外、内表面粗、精加工时的装夹方式并选择相应的夹具，可考虑用特制的扇形卡及心轴安装。零件分析：该零件轴向尺寸不大，但径向尺寸较大，而且有一台阶，内外圆表面同轴度要求较高，相关表面，位置精度要求也较高，可考虑用特制的扇形卡及心轴装夹车削。（1） 粗车内孔、大端面时，用三爪卡盘夹持外圆小头（2） 夹持内孔、粗车外圆及小端面（3） 精车内孔、大端面时，为减少变形，可用扇形软卡爪装夹（4） 以内孔和大端面定位，心轴夹紧，精车外圆。（二）用试切法确定起刀点的位置 （1）在MDI或手动方式下，用基准刀切削工件端面 （2）用点动移动X轴使刀具试切该端面，然后刀具沿X轴方向退出，停主轴。记录该Z轴坐标值并输入系统 （3）用基准刀切量工件外径 （4）用点动移动Z轴使刀具切该工件的外圆表面，然后刀具沿Z方向退出，停主轴。用游标卡尺测量工件的直径，记录该X坐标值并输入系统。 （5）对第二把刀，让刀架退离工件足够的地方，选择刀具号，重复（1）-（4）步骤。六、工艺报告上交本次课对刀实验所用的方法及实验过程。实验项目四 典型冷冲阶梯凸模零件数控车削仿真加工一、实验目的 1.掌握阶梯凸模的加工工艺规程编制。2.掌握数控车削的编程方法。3.掌握数控加工仿真系统的操作流程。 二、实验课时：4三、实验内容1. 编写阶梯凸模的加工工艺规程。2. 编写阶梯凸模零件的数控车削加工程序。 3. GSK980数控加工仿真系统对刀。（2学时）4. 在GSK980数控加工仿真系统中输入数控加工程序进行切削模拟加工。（2学时）四、实验设备 1. 计算机 2. 数控加工仿真软件五、实验步骤:1. 分析下述凸模零件图纸；2. 确定加工采用的刀具参数。 3. 零件工艺分析。 4. 在数控加工仿真系统中模拟对刀。（2学时）5. 编写程序加工程序。6. 在数控加工仿真系统中模拟切削加工。（2学时）六、广州数控GSK980TD操作步骤一、打开程序目录：录入程序翻页（找到“程序目录”界面）二、打开一个程序：（例：打开O 0001号程序）编辑程序O0001换行（或）三、编写新的程序：（举例：编写O 0001号程序）编辑程序O0001换行（或）（不能与已有程序重命名）四、删除一个程序：（举例：删除O 0001号程序）编辑程序O0001删除五、全部程序一次删除：编辑程序O999删除六、调出转速：（举例：输入S800转速）录入程序翻页（找到“程序段值”界面）S800输入运行七、转动刀架：调出所须刀号。（举例：把刀架转动到1号刀位）方法1：录入程序翻页（“程序段值”界面）T0100 或T0101输入运行 方法2：手动换刀八、对刀前刀补应清零：录入刀补（光标移到所须刀号）X输入；Z输入 九、把T0100最后两个数的黄色清除(这样1号基准刀才能准确对刀，2号刀不用清除)：位置(如果当前位置是U150.30，W140.6)录入程序翻页（找到“程序段值”界面）X150.30输入Z140.6输入运行（此时最后两个数的黄色数自动消除）十、对1号外圆刀（基准刀 T0100）：手轮正转Z向：用手轮横向车一刀端面（约0.5），再横向退刀录入程序翻页（找到“程序段值”界面）G50输入Z0输入运行（此时输入的数据自动消失）X向：用手轮纵向车一刀外圆 ，再纵向退刀,停车测量外圆录入程序翻页（找到“程序段值”界面）G50输入X25.32(假如外圆测量值是 25.32)输入运行（此时输入的数据自动消失）十一、对2号切槽刀（非基准刀T0200）：手轮正转Z向：用手轮纵向轻微碰端面，再横向退刀录入刀补（光标移到2号刀）Z0输入；X向：用手轮纵向车一刀外圆 ，再纵向退刀停车, 测量外圆录入刀补（光标移到2号刀）X25.32(假如外圆测量值是25.32)输入十二、对3号螺纹刀（非基准刀T0300）：方法和对2号切槽刀相同。注意对Z向时，由于车刀尖是60度，因此刀尖不能轻碰端面，刀尖只能与端面基本对齐。十三、检验对刀是否正确:1号外圆刀（基准刀 T0100）：位置翻页（找到“绝对座标”界面）用手轮摇至Z0，查看车刀刀尖是否与端面对齐,再用手轮摇至X25.32（假如外圆测量值是25.32），查看车刀刀尖是否在25.32外圆上面。2号切槽刀（非基准刀T0202）:位置翻页（找到“绝对座标”界面）用手轮摇至Z0，查看车刀刀尖是否与端面对齐,再用手轮摇至X25.32（假如外圆测量值是25.32），查看车刀刀尖是否在25.32外圆上面。3号螺纹刀（非基准刀T0303）: 检验方法和2号刀、1号刀相同。十四、把车刀移动到指定位置。（例：把车刀移动到X32、Z1位置）录入程序翻页（找到“程序段值”界面）G00输入X32输入Z1输入运行十五、修改刀补：1、为了预防外圆车小，应在图纸尺寸要求的基础上预留0.3，修改方法是：录入刀补光标移到所须刀号U0.3输入2、加工时外圆实际尺寸30.32比图纸要求尺寸30大0.32，修改方法是：录入刀补光标移到所须刀号U0.32输入十六、机床仿真空运行：先把刀补清零，否则图形坐标不正确。还要注意应在对刀前仿真空运行，如果在对刀后仿真空运行，则车刀X向和Z向坐标会变 。 自动设置设置机床锁辅助锁空运行快速运行（ 如果没有图，就 翻页 找到为止；如果原来已有图，就按 R 把原来的图清掉 ) S开始作图十七、自动加工零件:打开程序复位（或光标移到程序第一段）自动运行(如果出现紧急情况立即按急停或 复位)。十八、零件调头加工：调头时，只须把1号外圆刀（基准刀 T0100）的Z方向设置为零点即可。1号刀X向和非基准刀不用重新对刀。对刀时，应注意先把T0100最后两个数的黄色清除(这样1号基准刀才能准确对刀)。