数控课程设计

数控实训

姓名: 王海华

学号：50801011011

指导老师：李大胜

班级：08机械设计制造及自动化（1）班

日期：2011年12月5日—2011年12月11日

《数控技术》实训任务书

蚌埠学院 08机制（本）专业第一组

学生姓名：王海华专业班级：08机制（1）班

指导教师：李大胜

一、实训课题：数控机床编程及加工

二、实训工作日：自2011年12月5日至2011年12月11日

三、实训进行地点：数控仿真计算机实验室JD206数控实训加工中心JD104

仿真和加工实验时间安排听候指导教师通知。

四、实训任务要求：

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，然后在数控仿真计算机实验室上机模拟，每位学生所编程序必须在微机上调试通过，然后上机床对所编程序进行加工实践；

2.实训完成后每人上交一份总结报告。必须包含

1）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，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（6）附打印的模拟结果（7）设计心得等内容；

3.每组设计任务技术图纸如下；

4.实训的时间为1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实训必须重做。

五、实训题图：

如图所示螺纹特形轴，生产纲领为小批量，毛坯为φ40㎜×100㎜㎜棒材，材料为铝。数控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。使用90°外圆车刀粗精加工，外圆螺纹车刀加工螺纹，螺纹导程2.5mm。

目录

一、绪论 (4)

二、实训目的 (4)

三、实训内容 (5)

四、刀具卡 (5)

五、加工方案及工序 (6)

1、零件工艺规划 (6)

2、工艺参数的计算与确定 (6)

3、计算走刀轨迹坐标值 (7)

六、实训注意事项 (7)

七、加工参考程序 (8)

八、加工步骤 (11)

九、实训小结 (12)

十、参考文献 (12)

一、绪论

我国现代制造业的现状急需在本科层次上培养出一大批生产一线急需的、具有较强的解决实际问题的能力的应用型人才。数控技术这门课程是实践性很强的课程，此课程着力培养本科应用型人才数控技术的应用能力，尤其是生产现场处理实际数控问题的能力。

数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替，使全球制造业发生了根本变化。因此，数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。为适应这种形势，需要大量培养数控专业技术人才。

数控技术的广泛应用，给机械制造业生产方式、产品结构、产业结构带来深刻的变化。随着我国工业现代化进程逐步加快，数控技术在制造业中越来越多地得到应用。

数控技术实训是高等院校机械专业类各专业实践性很强的，重要的实习操作活动。针对各用人单位对大学毕业生人才技能需要，对于工科专业的大学生，在培养过程中，学生应该自主加强自己的实践动手能力。通过课程设计将学生能够紧密结合生产实际，通过数控实训我们初步了解了一般数控车床的操作方法与步骤，为我们今后从事数控这一行业打下坚实的基础。

二、实训目的

通过操作技能综合实训，能独立操作数控机床，完成中等复杂程度的轴类零件的程序编制和加工全过程，具体达到以下具体要求：

(1)、会使用数控仿真软件，掌握机床、刀具、工件、对刀、参数设置、编程和加工过程等仿真加工的基本过程。

(2)、能熟练操作数控车床，特别是数控车床各种分部操作的基本步骤。

(3)、正确装夹工件和刀具，正确设定加工起点，正确处理粗精加工和切削用量。

(4)、能制定工艺路线，熟练编制中等复杂程度零件的数控加工程序。

(5)、正确测量与控制工件的工序尺寸、余量与工件的最终尺寸。

(6)、能分析加工程序的错误原因，并进行修正与调试。

(7)、能正确使用工具与量具。

(8)、能理解数控机床的报警信息，入软硬超程、X或Z向坐标丢失等。

三、实训内容

需要加工的零件如图：

四、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备注

1 T01 90°外圆车刀 1 车轮廓

2 T02 割刀 1 车退刀槽

3 T03 螺纹刀 1 车螺纹

编制王海华审核批准2011年12月10日共1页第1页

五、加工方案及工序

1、零件工艺规划

1.制定工艺方案

单件，小批量。

2.拟定工艺线路

（1）确定工件的定位基准。确定坯料轴线和右端面为定位基准。

（2）选择加工方法。该零件的加工表面均为回转体，主要加工表面的加工精度为IT8，表面粗糙度为5。采用加工方法为粗车加精车。

（3）拟定工艺线路

1）按错误！未找到引用源。下料；

2）车削各表面；

3）切槽；

4）切螺纹；

5）去毛刺；

6）检验。

3.加工设备、零件、刀具、夹具、量具的选择与安装

（1）选用FUNUC OI标准数控车床；

（2）毛胚零件错误！未找到引用源。铝；

（3）刀具选择

1）外圆车刀T0101：粗精车外圆端面。

2）割刀T0202：切槽。

3）螺纹刀T0303：切螺纹。

（4）采用三爪自动定心卡盘自定心夹紧。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Ф40外圆，使工件

伸出卡盘80mm，一次装夹完成粗精加工。

（5）量程为200mm，分度值是0.02的游标卡尺，测量范围是错误！未找到引用源。，分度值是0.001的外径千分尺。

2、工艺参数的计算与确定

1.粗车：

1）毛坯材料选定为铝，查《数控机床加工工艺》表5-3得进给量错误！未找到引用源。,取错误！未找到引用源。。

2）错误！未找到引用源。.

查《数控机床加工工艺》表5-2得铝的切削速度错误！未找到引用源。。

根据公式

得错误！未找到引用源。。取错误！未找到引用源。。

3）背吃刀量错误！未找到引用源。，退刀量错误！未找到引用源。。

4）精车余量常取错误！未找到引用源。，故取错误！未找到引用源。。

2.精车：

1）毛坯材料选定为铝，查《数控机床加工工艺》表5-3得进给量错误！未找到引用源。,取错误！未找到引用源。。

2）错误！未找到引用源。.

查《数控机床加工工艺》表5-2得铝的切削速度错误！未找到引用源。。根据公式

得错误！未找到引用源。。取错误！未找到引用源。。

3.切槽

1）背吃刀量错误！未找到引用源。.

2）查《数控机床加工工艺》表5-2得铝的切削速度错误！未找到引用源。。根据公式

得错误！未找到引用源。。取错误！未找到引用源。。

查《切削用量简明手册》，切槽进给量错误！未找到引用源。，取进给量错误！

未找到引用源。。

4.切螺纹

1）根据公式

保险系数错误！未找到引用源。。螺距错误！未找到引用源。，算得错误！未找到引用源。。取错误！未找到引用源。。

2）编程大径：有错误！未找到引用源。知，基本偏差错误！未找到引用源。，公差错误！未找到引用源。，则螺纹大径尺寸为错误！未找到引用源。，取错误！未找到引用源。。

3）编程小径：根据经验公式计算

4）进给量

螺纹加工进给量与螺距相等，即进给量错误！未找到引用源。。

5）螺纹切削次数与每次切削深度的确定

由于螺纹车削加工为成形加工，刀具强度较大，且切削进给量较大，刀具所受切削力也很大，所以一般要求分数次进给加工，并按递减趋势选择相对合理的切削深度。

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，切削深度为2.7mm，切削次数为6次，背吃刀量分别为错误！未找到引用源。3、计算走刀轨迹坐标值

1.确定工件坐标系

以毛坯轴线与右端面的交点作为工件坐标系原点。

2.确定走刀轨迹及换刀点

将

O（42,2）设为换刀点。

1

（1）如上图，O为坐标系原点，为循环起点。为零件轮廓形状，亦为粗精加工循环的依据。各点坐标与相对关系依次为：

A（11,2）、B(18.8,-1.9)、C（18.8，-20）、D(19，-20)、E(23,-22)、F(26,-22)、FG=5、H(32.073,-40.175)、I(35,-47.180)、IJ=1.5、JK=5、KL=1。

先将刀具移至，然后运用和指令分别进行粗精车循环切削。

（2）切槽时，在处换刀，然后延Z轴（X轴不变）平移至D正上方，再延X 轴（Z轴不变）平移至刚刚接近D处（不能触碰D）。切完槽后延原路返回循环起点。这样做的目的是防止割刀在平移是触碰工件。

（3）切螺纹时，在处换刀，先向下平移至靠近待切螺纹处，而后运用G92指令进行螺纹循环切削，最后返回循环起点。这样做的目的是使循环长度不

至于太长，进而节省切削时间。

具体切削流程及走刀路线见附4。

3.确定对刀点

采用手动对刀法，把点O作为对刀点。

六、实训注意事项

（1）根据加工零件的特点，选择合适的编程指令，简化程序。

程序中的刀具起始位置要考虑到毛坯尺寸的大小，换刀位置应考虑刀架与工件及机床尾座之间的距离应足够大，否则，可能会导致严重事故的发生。

（2）螺纹牙顶外圆柱加工直径20mm，螺距P=2.5mm，螺纹小径17.30mm，双边切深1.25mm，分6刀进行，切深分别为0.9mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0mm.

（3）装夹内、外螺纹时，用三角螺纹样板对螺纹刀。

七、加工参考程序

数控加工程序单

O1111 程序编号

M03 M08 S1200 T0101; 正转、切削液开，选1号刀和1号刀补

GOO X42; 试切外圆端面

Z0;

G01 X-2 F0.2;

G00 X42 Z2; 回循环起点

G71 U2 R0.5; 外径粗车循环

G71 P08 Q19 U0.4 W0.2 F0.4;

N08 G42 G00 X11 Z2; 精加工轨迹路线，数控系统根据该路线，确

定零件的最终形状。并根据G71中所设定的

参数，自动进行加工循环。

G01 X18.8 Z-1.9;

Z-20;

X19;

X23 W-2;

X26;

W-5;

G02 X32.073 Z-40.175 R30;

G03 X35 Z-47.180 R17.5;

G01 X38;

W-5;

N19 G40 G01 X40;

M03 S2400; 改变转速

G70 P08 Q19 F0.2; 精车循环

T0100; 取消1号刀补

M03 S2400 T0202; 换割刀

G00 Z-20; 移至待加工点附近

X20;

G01 X16 F0.1; 切槽

G00 X42; 退刀

Z2 T0200; 回循环起点，取消刀补

M03 S400 T0303; 改变转速，换螺纹刀

G00 X20 Z2.5; 移至待加工点附近

G92 X17.8 Z-17.2 F2.5; 螺纹加工

X17.1;

X16.7;

X16.4;

X16.2;

X16.1;

G00 X42 Z2 T0300; 回循环起点，取消刀补

M05 M09 M30; 主轴停转，切削液关，程序结束加工后三维图片（Pro\E）如图6-1：

加工后三维图加工成型图：

八、加工步骤

①开机：合上电源，打开机床开关，按下操作面板启动按钮。

②机床回零：

③程序输入：从键盘输入程序或从计算机传程序。

④程序调试：不装刀空运行或轨迹模拟。

⑤安装工件、安装刀具并试切对刀，确定工件坐标系。

⑥自动运行程序。

⑦测量工件。

⑧拆卸工件、打扫机床。

⑨关机：先关数控系统，后关机床电源。

九、实训小结

转眼间我期望已久的实训周已经过去，经过一周的实训让我学到了许多知识，回想实训这几天我确实有很大的收获。在李老师和缪老师的耐心指导和鼓励下，圆满完成了实训任务，从总体上达到了实训预期的目标和要求。这次实训给了我一次全面的、系统的实践锻炼机会，巩固了所学的理论知识，增强了我的数控操作能力，我进一步从实践中认识到数控的重要性。

这次实训我学会了华中数控车床、铣床、数控加工中心的基本操作，但在实际加工中又反应了许多学习上的不足。通过这次实训我明白了在以后的工作中光有理论知识是不够的，还要把理论运用到实践中去才行。实训就是把理论知识运用到实践操作中，及时对实践能力的培训，又是对理论知识的复习巩固和延伸。再通过于老师的交谈中，了解了当即时代数控加工在工厂中的重要性，特别是未来工业。老师还帮我们分析了数控在模具加工方面的主要运用，数控加工模具的工艺流程以及加工编程方面的技巧。

总之，本次数控实训确实比以前提高了水平，尤其在实际操作方面和编程方面。遗憾的是时间有些短，通过实训也发现了自己的不足。比如说程序的编制还不熟练，加工工艺方面还有待提高，实践经验还比较欠缺。今后要虚心学习，继续提高自己的水平。

我相信通过我的努力，我以后一定会弥补这些不足.我坚信通过这一段时间的实训，所获得的实践经验对我终身受益，在我毕业后的实际工作中将不断的得到验证，我会不断的理解和体会实训中所学到的知识，在未来的工作中我将把我所学到的理论知识和实践经验不断的应用到实际工作来，充分展示自我的个人价值和人生价值。为实现自我的理想和光明的前程努力。

十、参考文献

【1】、《数控机床加工程序编制》顾京．北京：机械工业出版社，2006．

【2】、《数字控制机床》廖效果．武汉：华中科技大学出版社，l992．

【3】、《数控机床编程与应用》郭培全．北京：机械工业出版社，2001．

【4】、《数控机床的编程及实例》于华．北京：机械工业出版社，2000．

【5】、《数控加工程序编制》林洁．北京：航空工业出版社，l993．

【6】、《数控机床与编程》方新．北京：高等教育出版社，2007．

蚌埠学院数控加工工序卡

零件名称零件图号

螺纹特型轴

车间工序号工序名称工件材料

1 车外轮廓铝

机床型号数控系统机床编号毛坯尺寸CK6136A FANUC 1 Ф40×100程序名编程原点工位器具O1111 O

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/min）

背吃刀量

（mm）

加工方

式

切削

工时

1 粗车外轮廓T01 1200 0.4

2 自动

2 精车外轮廓T01 2400 0.2 0.2 自动

编制王海华审核批准2011年12月10日共3页第1页

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蚌埠学院数控加工工序卡

零件名称零件图号

螺纹特型轴

车间工序号工序名称工件材料

2 车退刀槽铝

机床型号数控系统机床编号毛坯尺寸CK6136A FANUC 1

程序名编程原点工位器具O1111 O

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/min）

背吃刀量

（mm）

加工方

式

切削

工时

1 车退刀槽T0

2 2400 0.16 1.5 自动

编制王海华审核批准2011年12月10日共3页第2页

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附4 数控加工走刀路线图

蚌埠学院 数控加工工序卡

零件名称

零件图号

螺纹特型轴

车间工序号 工序名称

工件材料

3

车螺纹

铝

机床型号

数控系统

机床编号

毛坯尺寸

CK6136A

FANUC

1

程序名

编程原点

工位器具

O1111

O

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/min ） 背吃刀量（mm ）

加工方式

切削工时

1 车螺纹 T03 400 2.5

1.0 自动 0.7 自动 0.4 自动 0.3 自动 0.2 自动 0.1

自动

编制

王海华 审核 批准 2011年12月10日 共3页 第3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

车轮廓O1111

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

1 CK6136A FANUC T01 01

坐标点（坐标值）

A(11,2) G(26,-27)

B(18.8,-1.9) H(32.073,-40.175)

C(18.8,-20) I(35,-47.180)

D(19,-20) J(38,-47.180)

E(23,-22) K(38,-52.180)

F(26,-22) L(40,-52.180)

备注

编制王海华校队审核2011年12月10日共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

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