2023年实验指导书04.pdf
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1、 实验指导书 200804 精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 第一章 数控加工技术综合实验概述 一、数控加工技术综合实验的目的 数控加工技术综合实验是数控加工技术课程后进行的实践教学环节，通过对数控机床编程及动态模拟加工等训练，使学生进一步了解数控加工程序编制的目的、内容与步骤；掌握数控切削加工程序的结构与编程规则，理解掌握数控机床常用指令的编程方法；熟悉数控程序的输入、修改、存储及程序执行的操作。经过实际操作训练使学生了解数控加工的生产实际，了解数控加工的生产环境，提高学生的专业技术应用能力，为学生今后从事相关工作打下基础。二、课程设计教学的基本内容
2、和要求 1.数控程序编制 数控编程的主要内容有：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。要求每位学生独立完成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制。2.数控仿真加工 在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训练，每位学生一台计算机，独立完成若干零件的调试，以及动态模拟加工。3.数控机床加工 学生按 46 人一组，分成若干组，每一组学生完成一个车床零件和一个铣床零件的加工。要求学生在指导教师指导和监督下，完成数控机床开机、机床了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为
3、学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 回参考点、程序的输入、程序的调试、零件的安装、刀具的选择与安装、机床对刀以及自动运行加工。三、综合实验的进度安排 序号 内容 时间分配（天）1 数控实训安全教育,数控机床基本知识,任务布置。0.5 2 数控程序编制 1.0 3 计算机仿真加工 1.5 4 数控车床加工 0.5 5 数控铣床加工 0.5 6 整理数控加工技术综合实验报告,总结,考查。1 四、实验
4、设备及工具 1.数控铣床、数控车床各四台 2.每组一个工具柜，工具柜中装有必要工具、量具一套。3.实验所需的毛坯 4.每人一台 PC 机(装有数控仿真软件)五、实验报告要求 1.综合实验期间每日书写实验日记 2.综合实验结束必须完成综合实验报告 3.综合实验期间结合实验内容和体会完成思考题 了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精
5、品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 4.综合实验报告主要内容包括：1)数控加工零件图 2)数控加工工艺 3)数控加工程序 4)综合实验体会 5)综合实验思考题 六、综合实验成绩考核 评分依据：实验过程中的表现、学习态度 30，实验记录和报告 10，数控程序正确性、考查 60。七、实验思考题 1.数控加工中常用的坐标系有哪些?2.数控编程的一般步骤是什么?3.在数控铣床上使用的立铣刀直径有所改变时，该加工程序是否要改变?(说明理由)4.在数控车床上使用的割刀宽度改变时，该加工程序是否要改变?如何变?5.你在本实验中用到的循环指令有哪些?它们分别起什么作用?6
6、.M00 指令的作用是什么？了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 第二章 数控机床程序编制 一、数控机床程序编制基础 数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把其中的加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴
7、转速、进给量、吃刀深度等)以及辅助功能(换刀、主轴正转或反转、切削液开或关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，并把这一程序单中的内容记录在存储介质上(如磁盘等)，输入到数控装置，由数控装置指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控加工程序的编制。(一)数控编程的主要内容与步骤 1、数控编程的内容 数控编程的主要内容有：分析零件图样；确定加工艺过程；数值计算；编写零件加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。2、数控编程的步骤 数控编程的一般步骤：1)分析图样、确定加工工艺过程。在确定加工工艺过程时，编程人员要根据图样对工件的形状、尺寸、技术要求
8、进行分析；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，正确地选择对刀点、换刀点，并根据所用数控机床的规格、指令功能，编写零件数控加工程序，在制定零件加工工艺过程中，要充分发挥机床的效能，使机床安全、可靠地工作。了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删
9、除 谢谢63 2)数值计算。根据零件图的几何尺寸确定工艺路线及设定坐标系，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(如直线和圆弧组成的零件)轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心，要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状复杂的零件的坐标值，一般要借助计算机来完成。3)编写零件加工程序单。加工路线、工艺参数及刀位数据确定以后。编程人员根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。4)制备控制介质。制备控制介质就是把编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。5)程序校对与首件试切。程序单和制备好的控制介质必须经过校验和试切才能
10、正式使用。校验多种方法，如让机床空运转，可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，用模拟刀具对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，以及时发现原因加以修正。(二)数控编程的种类 数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。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、制备控制介质到程序校核都是由人工完成。对于加工形状简单、计算量小、程序不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或由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
11、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，常用自动编程的方法编制程序。了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序。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，
12、编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通讯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。本综合实验要求学生采用手工编程。二、数控车床程序编制举例 图 2-1 零件图（一）工艺分析 图中所示为阶梯轴零件，其成品最大直径为 32mm，采用 40mm 的圆柱棒料加工后切断，这样可以节省装夹料头，并保证各加工表面间具有较高的相互位置精度。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大，如果可能应采用恒线速度切削功能的应用，以提高加工质量和生产效率。了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理
13、解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63（二）数值计算 零件上直径 32mm 和 25mm 位置有公差要求，其标注形式不符合编程要求，需进行尺寸计算，具体如下：32mm 的编程尺寸为：d32=(32.10+32.03)/2=32.065mm 25mm 的编程尺寸为：d25=(25+25-0.06)/2=24.97mm（三）工艺安排
14、根据零件加工要求，端面采用可转位硬质合金90o偏头端面车刀，轮廓粗、精车均采用可转位硬质合金 93o偏头外圆车刀，螺纹退刀槽采用宽 3mm 机夹硬质合金切槽刀，螺纹采用可转位硬质合金外螺纹刀，以便采用较高的切削速度，从而提高加工质量和效率，最终切断采用宽 4mm 高速钢切断刀。具体过程见表 2-1。了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加
15、工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 表 2-1 数控加工工序卡片 步骤 加工内容要求 刀具 转速或切削速度 进给量 备注 1 粗车端面，留余量 02mm T01 50m/min 0.3 mm/r 2 精车端面至要求 T01 80m/min 0.15 mm/r 3 粗车外圆轮廓，留单面余量0.2mm T02 50m/min 0.3 mm/r G71 4 精车外圆轮廓至要求 T02 80m/min 0.1 mm/r G70 5 切螺纹退刀槽 T03 60m/min 0.1 mm/r 6 车螺纹 T04 500rpm G92 7 切断 T05 20m/m
16、in 0.1 mm/r 表 2-2 数控加工刀具卡片 序号 刀具号 刀具规格名称 刀具规格mm 加工表面 刀尖半径 mm 1 T01 可转位硬质合金 90o偏头端面车刀 25 25 车端面 0.5 2 T02 可转位硬质合金 93o偏头外圆车 25 25 车外表面 0.2 3 T03 宽 3mm 机夹硬质合金切槽刀 25 25 车退刀槽 0.4 4 T04 可转位硬质合金外螺纹刀 25 25 车螺纹 0.3 5 T05 宽 4mm 高速钢切断刀 25 25 切断 0.4 （四）加工程序 00001 N10 G54 F0.3 S800 M03 T0101；工艺设定 N20 G50 S2000；限
17、制主轴最高转速 2000rmin N30 G96 S50；设定粗车端面恒线速度加工 50mmin N40 G0 X42 Z0.2；快速引刀接近工件 了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 N50 G1 X-2；粗切端面 N60 G0 X40 Z2；N70 G
18、96 S80；设定精车端面恒线速度加工 80mmin N80 Z0；N90 G1 X-2 F0.2；精切端面 N100 G28 U0 W0；返回第一参考点准备换外圆车刀 N110 T0202；调用 T02外圆车刀 N120 G0 X40 Z2；快速引刀接近工件，准备粗车外轮廓 N130 G96 S50；设定粗车外轮廓恒线速度加工 50mmin N140 G71 U2 R1；N150 G71 P160 Q250 U0.4 W0.2 F0.3；G71 循环粗车外轮廓 N160 G0 X15.8；外轮廓精车程序开始 N170 G1 Z-16 F0.1；N200 X24.97 Z-25；N210 Z-
19、50；N220 X26；了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 N230 X32.065 Z-53；N240 Z-70；N250 X36；外轮廓精车程序结束 N260 G96 S80；设定精车外轮廓恒线速度加工 80mmin N270 G70 P160 Q2
20、50；G70 循环精车外轮廓 N280 G28 U0 W0；返回第一参考点准备换切槽刀 N290 T0303；调用 T03切槽刀，左刀尖有效 N300 G96 S60；设定切槽恒线速度加工 60mmin N330 G0 Z-15；轴向接近螺纹退刀槽 N340 G0 X18；径向接近螺纹退刀槽 N350 G1 X12；径向切螺纹退刀槽至深度 N360 G0 X18；径向退出 了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削
21、和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 N400 G28 U0 W0；返回第一参考点准备换外螺纹刀 N410 T0404；调用 T04外螺纹车刀 N420 G0 X20 Z4 S500；快速引刀接近螺纹外圆，设定转速 N430 G92 X15.2 Z-14 F2；循环车螺纹 N435 X14.5;N140 X13.8;N145 X13.5;N450 G28 U0 W0；返回第一参考点准备换切断刀 N460 T0505 ；调用 T05 切断刀右刀尖 N470 G96 S20；设定
22、切断恒线速度加工20mmin N480 G0 X33 Z-65；快速引刀接近切断位置 N490 G1 X28 F0.1；预切至直径 28mm N500 G0 X33；径向退刀 N510 Z-62.5；轴向移动准备切2 X45 倒角 N520 G1 X28 Z-65;倒 2X45o 角 N530 X-1；径向切断 了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编
23、程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 N540 G28 U0 W0；返回第一参考点刀具远离工件 N550 M30；程序结束 。三、数控铣床程序编制 加工如图 2-2所示的零件，该零件需加工上表面凸台轮廓。（一）工艺方案分析 1.本零件可采用机用虎钳装夹的方法，底部用垫块垫起。2.加工路线。粗加工四个长槽：使用 12 的键槽刀先进行逆铣粗加工，单边留 1mm 加工余量；粗加工外形轮廓：使用 12 的立铣刀对轮廓先进行粗加工，单边留精加工余量 0.2mm；精加工外形轮廓：使用 8 的立铣刀对轮廓顺铣精加工。具体见表 2-3。表 2-3 数控
24、加工工序卡片 步骤 加工内容要求 刀具 备注 1 粗加工四个长槽，单边留 1mm 加工余量 T01 2 粗加工外形轮廓，单边留精加工余量0.2mm T02 3 精加工外形轮廓 T03 顺铣 了解数控加工程序编制的目的内容与步骤掌握数控切削加工程序的结构与编程规则理解掌握数控机床常用指令的编程加工的生产环境提高学生的专业技术应用能力为学生今后从事相关工作打基础二课程设计教学的基本内容和要求数控成若干零件的数控车削和数控铣削的程序编制数控仿真加工在数控仿真系统上进行数控机床编程及动态模拟加工等训精品好文档，推荐学习交流 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢63 图 2-2 零件图 3.刀具
25、与合理的切削用量：详见表 2-4 4.对刀，正确输入刀具补偿值。1）X、Y 向对刀：本例选择96 外圆中心为坐标系原点，通过对刀操作，得到 X、Y 零偏值，并输入到 G54 中。2）Z 向对刀：依次安装三把刀具，在从参考点运动到工件基准面高度时对每把刀读数，记录此时基准面在机床坐标系下的 Z 值，并输入到对应的刀具长度补偿号(H11、H12、H13)中。表 2-4 刀具及切削用量表 刀具号 刀具规格 工序内容 进给量mm/min 转速rpm 刀具偏置 T01 12 键槽铣刀 粗铣四槽，单边余量 1mm 100 500 D01，H11 T02 12 立铣刀 粗铣轮廓，留精加工余量 0.2mm 1
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