数控机床构造与维修及项目实训报告

PAGEPAGE1《数控机床构造与维修及项目实训》实训报告要求二、工作量要求（1）共同完成部分若因为分配不好，沟通不好，没有完成要求的题目，则同组人全部扣分。（2）交报告方式：A、电子文档（名字，学号）；B、个人所做题的打印文本（双面）。第一章数控机床加工程序编制的基础一、判断题1.（×）对几何形状不复杂的零件，自动编程的经济性好。2.（×）数控加工程序的顺序段号必须顺序排列。3.（√）增量尺寸指机床运动部件坐标尺寸值相对于前一位置给出。4.（√）G00快速点定位指令控制刀具沿直线快速移动到目标位置。5.（×）用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为基点。二、选择题1.下列指令属于准备功能字的是___A___。A、G01；B、M08；C、T01；D、S500。2.根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是__B___A、机床原点；B、编程原点；C、加工原点；D、刀具原点。3.通过当前的刀位点来设定加工坐标系的原点，不产生机床运动的指令是___D.A、G54；B、G53；C、G55；D、G92；4.用来指定圆弧插补的平面和刀具补偿平面为XY平面的指令____B___。A、G16；B、G17；C、G18；D、G19。5．撤消刀具长度补偿指令是___D_____。A、G40；B、G41；C、G43；D、G49；三、简答题1．数控机床加工程序的编制步骤？答：（1）分析零件图样和制定工艺方案（2）数学处理（3）编写零件加工程序（4）程序检验2．数控机床加工程序的编制方法有哪些？它们分别适用什么场合？答：手工编制程序和自动编制程序。手工编程使用于多工序但内容简单，计算方便的场合，比如数控车和二维平面内孔加工、面加工类程序加工中心编程。自动编程适用于型面复杂，计算量大的场合，比如模具制造类编程。3．用G92程序段设置的加工坐标系原点在机床坐标系中的位置是否不变？答：G92指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。第二章

数控加工工艺设计一、选择题1．在程序编制时，总是把工件看作（A）。A：静止的；B：运动的。2．车刀的刀位点是指（B）。A：主切削刃上的选定点；B：刀尖。3．精加工时，切削速度选择的主要依据是（B）。A：刀具耐用度；B：加工表面质量.4．在安排工步时，应安排（B）工步。A：简单的；B：对工件刚性破坏较小的。5．在确定定位方案时，应尽量将（B）。A：工序分散B：工序集中。二、判断题1．（√）立铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点。2．（√）球头铣刀的刀位点是刀具中心线与球头球面交点。3．（×）由于数控机床的先进性，因此任何零件均适合在数控机床上加工。4．（×）换刀点应设置在被加工零件的轮廓之外，并要求有一定的余量。5．（√）为保证工件轮廓表面粗糙度，最终轮廓应在一次走刀中连续加工出来。第三章

数控车床的程序编制一、判断题1．（×）数控车床与普通车床用的可转位车刀，一般有本质的区别，其基本结构、功能特点都是不相同的。2.（×）选择数控车床用的可转位车刀时，钢和不锈钢属于同一工件材料组。3.（×）使用G71粗加工时，在ns-nf程序段中的F、S、T是有效的。4.（×）45度倒角指令中不会同时出现X和Z坐标。5.（√）用刀尖点编出的程序在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象。二、选择题1．G96S150表示切削点线速度控制在___A__A、150m/min；B、150r/min；C、150mm/min；D、150mm/r。2．程序停止,程序复位到起始位置的指令__D___。A、M00；B、M01；C、M02；D、M30。3．圆锥切削循环的指令是__D_A、G90；B、G92；C、G94；D、G96。4.90度外圆车刀的刀尖位置编号__C__A、1；B、2；C、G3；D、4。5.从提高刀具耐用度的角度考虑，螺纹加工应优先选用___C_A、G32；B、G92；C、G76D、G85。第四章

数控铣床的程序编制一、判断题1.（√）被加工零件轮廓上的内转角尺寸是要尽量统一。2．（×）曲面加工程序编写时，步长越小越好。3．（×）现在CAD/CAM得到广泛应用，宏程序逐渐失去了应用价值。4．（√）在程序段G65H01P#100Q1中，H01是指01号偏移量。5．（√）G68指令只能在平面中旋转坐标系。二、选择题1.宏程序中的#110属于___A__。A、公共变量；B、局部变量；C、系统变量；D、常数。2．M98P01000200是调用___B__程序。A、0100；B、0200；C、0100200；D、P0100。3.有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，应采用___D__。A、比例加工功能；B、镜像加工功能；C、旋转功能；D、子程序调用功能。4.数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，但不具有__D_____工艺手段。A、镗削；B、钻削；C、螺纹加工；D、车削。5.数控铣床的G41/G42指令是对__B___进行补偿。A、刀尖圆弧半径；B、刀具半径；C、刀具长度；D、刀具角度。第五章

加工中心程序的编制一、判断题1.(√)固定循环功能中的K指重复加工次数，一般在增量方式下使用。2.(×)固定循环只能由G80撤消。3.(×)加工中心与数控铣床相比具有高精度的特点。4.(×)一般规定加工中心的宏编程采用A类宏指令，数控铣床宏编程采用B类宏指令。5.(×)立式加工中心与卧式加工中心相比，加工范围较宽。二、选择题1．加工中心刀具与数控铣床刀具的区别在___A____A、刀柄；B、刀具材料；C、刀具角度；D、拉钉。2．加工中心编程与数控铣床编程的主要区别是___B__A、指令格式；B、换刀程序；C、宏程序；D、指令功能。3．下列字符中，___D___不适合用于B类宏程序中文字变量。A、F；B、G；C、J；D、Q。4.Z轴方向尺寸相对较小的零件加工，最适合用__A___加工。A、立式加工中心；B、卧式加工中心；C、卧式数控铣床；D、车削加工中心。5．G65P9201属于__B_宏程序。A、A类；B、B类；C、SIMENS；D、FAGOR。三、简答题1、加工中心可分为哪几类？其主要特点有哪些？答：加工中心可以分为两类，即按照加工中心布局方式分类和按换刀形式分类。（1）按照加工中心布局方式分类。①立式加工中心，结构简单、占地面积小、价格地；②卧式加工中心，机构复杂，占用面积大，质量大，价格高；③龙门式加工中心，带有自动换刀装置及可更换的主轴头附件，适用于大型或形状复杂的工件；④万能加工中心，主要适用于复杂外形、复杂曲线的小型工件加工，结构复杂、占地面积大、造价高。2、请总结加工中心刀具的选用方法。答：加工中心所用的刀具是由通用刀具和与加工中心主轴前端锥孔配套的刀柄等组成。在应用中，要根据加工中心机床的要求、夹具要求、工件材料的性能。加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具。刀具选择的原则是：刀具的安装和调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在保证安全和满足加工要求的前提下，刀具长度应尽可能短，以提高刀具的刚性。3、加工中心的编程与数控铣床的编程主要有何区别？答：加工中心就是带刀库的数控铣床，增加了关于刀具自动交换（ATC）的代码，如选刀的Txx，和换刀的M06。对于绝大部分数控系统来说，数控铣和加工中心是通用的。譬如FANUC-0M，其中M就表示该数控系统用于镗铣类机床。4、B类宏程序中，为何英文字母G、L、N、O、P一般不作为文字变量名？答：因为在B类宏程序中，英文字母G、L、N、O、P这些文字变量与数字序号之间没有对应关系5、B类宏程序中，有哪些变量类型，其含义如何？答：B类宏程序中，有文字变量与数字序号变量。其含义如下表表示。A#1I#4T#20B#2J#5U#21C#3K#6V#22D#7M#13W#33E#8Q#17X#246、编程练习。采用加工中心加工图1—图4各平面曲线零件，加工内容：各孔，深5mm；外轮廓表面，深5mm。试编写加工程序。图1编程如下：O0001（铣外形）N0010G21GN0020G0GN0030G0G90GN0040Z15.N0050Z10.N0060G1Z-5.F500.N0070G02X0.Y190.R12.F1000.N0080G01X-140.N0090G03X-160.Y170.R20.N0100G01Y-170.N0110G03X-140.Y-190.R20.N0120G01X140.N0130G03X160.Y-170.R20.N0140G01Y170.N0150G03X140.Y190.R20.N0160G01X0.N0170G02X-12.Y202.R12.N0180G01Z10.F2000.N0190G00Z15.N0200M5N0210M30O0002（钻孔）N0010G21GN0020G00GN0030G00G90GN0040Z10.N0050G99GN0060Y0.N0070Y-150.N0080X-120.Y150.N0090Y0.N0100Y-150.N0110G80N0120M5N0130M30图2编程如下：O0003（外形铣）N0010G21GN0020G00GN0030G0G90GN0040Z10.N0050G99GN0060Y0.N0070Y-150.N0080X-120.Y150.N0090Y0.N0100Y-150.N0110G80N0120M05N0130M30O0004（钻孔）N0010G21GN0020G00GN0030G0G90G5N0040Z10.N0050G99GN0060Y0.N0070X25.Y-125.N0080X-125.N0090Y125.N0100G80N0110M5N0120M30图3编程如下：O0001（铣外形）N0010G21GN0020G0GN0030G00G90G54X-N0040Z10.N0050Z5.N0060G01Z-5.F500.N0070G03X-168.Y0.R8.F600.N0080G02X168.R168.N0090X-168.R168.N0100G03X-176.Y8.R8.N0110G01Z5.F2500.N0120G00Z10.N0130M5N0140M30O0002（钻孔）N0010G21GN0020G00GN0030G00G90GN0040Z10.N0050G99GN0060X99.593Y57.5N0070Y-57.5N0080X0.Y-115.N0090X-99.593Y-57.5N0100Y57.5N0110G80N0120M5N0130M30图4编程如下：O0003（铣外形）N0010G21GN0020G0GN0030G0G90GN0040Z10.N0050Z5.N0060G1Z0.F500.N0070G3X-1.512Y-104.R10.F1200.N0080G1X-31.N0090G3X-115.Y-188.R84.N0100G2X-322.999Y-188.556R104.N0110X-32.003Y104.R291.N0120G1X500.N0130G2Y-104.R104.N0140G1X-1.512N0150G3X-11.512Y-114.R10.N0160G1Z5.F2500.N0170G0Z10.N0180M5N0190M30O0004(钻孔)N0010G21GN0020G0GN0030G0G90GN0040Z10.N0050G99GN0060X250.N0070X0.N0080X-219.Y-188.N0090G80N0100M5N0110M307、编程练习。采用加工中心加工图5图6所示的各平面型腔零件，加工内容：各型腔，深5mm；440╳340mm外轮廓表面，深5mm。试编写加工程序。图5编程如下：O0005N0010G21GN0020G0GN0030T1M6N0040G0G90GN0050G43H1Z50.N0060Z10.N0070G01Z-5.F7.2N0080Y130.F763.6N0090G03X0.Y110.R20.N0100G01X125.N0110G02X135.Y100.R10.N0120G01Y-100.N0130G02X125.Y-110.R10.N0140G01X-125.N0150G02X-135.Y-100.R10.N0160G01Y100.N0170G02X-125.Y110.R10.N0180G01X0.N0190G03X20.Y130.R20.N0200G01Y150.N0210Z10.F7.2N0220G00Z50.N0230S1500M03N0240X-9.633Y-37.25N0250Z10.N0260G1Z-5.F300.N0270X9.633F600.N0280G02X7.25Y-26.R27.75N0290G01Y26.N0300G02X9.633Y37.25R27.75N0310G01X-9.633N0320G02X-7.25Y26.R27.75N0330G01Y-26.N0340G02X-9.633Y-37.25R27.75N0350G01X14.75Y-16.449N0360Y26.N0370G02X35.Y46.25R20.25N0380G01X50.N0390G02X69.75Y30.472R20.25N0400G01Y44.75N0410X57.649N0420G02X69.75Y30.472R20.25N0430X70.25Y26.R20.25N0440G01Y-26.N0450G02X69.75Y-30.472R20.25N0460X57.649Y-44.75R20.25N0470G01X69.75N0480Y-30.472N0490G02X50.Y-46.25R20.25N0500G01X35.N0510G02X27.351Y-44.75R20.25N0520X14.75Y-26.R20.25N0530G01Y26.N0540G02X27.351Y44.75R20.25N0550G01X-27.351N0560G02X-14.75Y26.R20.25N0570G01Y-26.N0580G02X-27.351Y-44.75R20.25N0590G01X27.351N0600X-27.351N0610G02X-35.Y-46.25R20.25N0620G01X-50.N0630G02X-57.649Y-44.75R20.25N0640X-69.75Y-30.472R20.25N0650G01Y-44.75N0660X-57.649N0670G02X-70.25Y-26.R20.25N0680G01Y26.N0690G02X-69.75Y30.472R20.25N0700X-57.649Y44.75R20.25N0710G01X-69.75N0720Y30.472N0730X-84.75Y59.75N0740Y-59.75N0750X84.75N0760Y59.75N0770X-84.75N0780X-99.75Y74.75N0790Y-74.75N0800X99.75N0810Y74.75N0820X-99.75N0830Z10.F1000.N0840G00Z50.N0850X-100.Y75.N0860Z10.N0870G01Z-5.F300.N0880Y-75.F600.N0890X100.N0900Y75.N0910X-100.N0920Z10.F1000.N0930G00Z50.N0940X-70.Y-26.N0950Z10.N0960G01Z-5.F300.N0970Y26.F600.N0980G02X-50.Y46.R20.N0990G01X-35.N1000G02X-15.Y26.R20.N1010G01Y-26.N1020G02X-35.Y-46.R20.N1030G01X-50.N1040G02X-70.Y-26.R20.N1050G01Z10.F1000.N1060G00Z50.N1070X15.N1080Z10.N1090G01Z-5.F300.N1100Y26.F600.N1110G02X35.Y46.R20.N1120G01X50.N1130G02X70.Y26.R20.N1140G01Y-26.N1150G02X50.Y-46.R20.N1160G01X35.N1170G02X15.Y-26.R20.N1180G01Z10.F1000.N1190G00Z50.N1200M05N1210M30图6编程如下：O0006N0010G21GN0020G0GN0030T1M6N0040G00G90GN0050G43H1Z50.N0060Z10.N0070G01Z-5.F400.N0080X-120.F600.N0090G02X-100.Y0.R20.N0100G01Y-90.N0110G03X-90.Y-100.R10.N0120G01X90.N0130G03X100.Y-90.R10.N0140G01Y90.N0150G03X90.Y100.R10.N0160G01X-90.N0170G03X-100.Y90.R10.N0180G01Y0.N0190G02X-120.Y-20.R20.N0200G01X-140.N0210Z10.F1000.N0220G00Z50.N0230X-32.75Y-29.664N0240Z10.N0250G01Z-5.F300.N0260Y-32.75F500.N0270X-29.664N0280G02X-32.75Y-29.664R27.25N0290G01Y29.664N0300G02X-29.664Y32.75R27.25N0310G01X-32.75N0320Y29.664N0330X-39.75Y39.75N0340Y-39.75N0350X39.75N0360Y-32.25N0370X-12.N0380G02X-32.25Y-12.R20.25N0390G01Y12.N0400G02X-12.Y32.25R20.25N0410G01X39.75N0420Y39.75N0430X-39.75N0440Z10.F1000.N0450G00Z50.N0460X40.Y40.N0470Z10.N0480G01Z-5.F300.N0490X-40.F500.N0500Y-40.N0510X40.N0520Y-32.N0530X-12.N0540G02X-32.Y-12.R20.N0550G01Y12.N0560G02X-12.Y32.R20.N0570G01X40.N0580Y40.N0590Z10.F1000.N0600G00Z50.N0610M05N0620M308、在图7示的零件图样中，材料为45#，技术要求见图。试从选择毛坯开始，按数控加工中心加工要求完成以下工作：1）分析零件加工要求及工装要求；2）编制加工工艺和卡片，并请提供2种以上的加工方案；3）编制刀具卡片；4）手工编制加工程序，并仿真加工验证。图7答：（1）分析零件加工要求及工装要求：本零件的加工要求，由于4个孔的加工精度和加工难度不大，在普通铣床上就能加工出来，中心的凸台和中间的方孔由于形状复杂曲线较多故在加工中心上完成加工。本零件的装夹是采用典型的一面两孔定位，螺母锁紧。（2）加工工艺卡方案1机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容设备及工装１下料四方毛坯、单边留有2.5mm的余量2钳工划全线、检查3铣粗、精铣下表面，粗铣上表面留为0.3mm余量普通铣床4钻钻4Xφ12中心孔、钻4Xφ12孔尺寸为φ11.85mm、钻4Xφ20尺寸为19.85mm普通铣床5铰铰4Xφ12孔铰4Xφ20孔普通铣床6数控加工上凸台、方孔和φ30的孔立式加工中心数控加工工卡工序号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm1精铣上表面至尺寸T01φ30200018000.32曲面挖槽，粗加工上表面凸台、粗加工φ30、加工18X18的方孔，采用螺旋降插式加工留0.2精加工余量T02φ10200018000.53精加工上凸台的底面、加工凸台的外形轮廓、圆孔和方孔的精加工T03φ8200010000.2方案2机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容设备及工装１下料四方毛坯、单边留有2.5mm的余量2钳工划全线、检查3铣粗、精铣下表面，粗铣上表面留为0.3mm余量普通铣床4钻钻4Xφ12中心孔、钻4Xφ12孔尺寸为φ11.85mm、钻4Xφ20尺寸为19.85mm普通铣床5铰铰4Xφ12孔铰4Xφ20孔普通铣床6数控加工上凸台、方孔和φ30的孔立式加工中心数控加工工卡工序号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm1精铣上表面至尺寸、曲面挖槽，粗加工上表面凸台外的轮廓，凸不加工、精加工上凸台的底面T01φ30200018000.32曲面挖槽，粗加工上表面凸台T02φ10200018000.53加工上凸台的外形轮廓、圆孔和方孔的精加工T03φ8200010000.2（3）刀具卡片产品名称或代号零件名称数控铣零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01φ30直角圆鼻刀1上表面、挖槽、精加工上表面底部2T02φ10直角圆鼻刀1加工上凸台3T03φ8钨钢立铣刀1精加工上凸台外形轮廓、圆孔和方孔（4）编制加工程序，并仿真加工验证。O0002N0010G21GN0020G00GN0030G00G90GN0040Z20.N0050Z15.N0060G01Z14.F500.N0070G02X29.345R4.8F1000.N0080X20.751Y40.775R51.N0090G03X18.871Y42.498R4.N0100X6.565Y46.034R46.5N0110X2.Y42.074R4.N0120G01Y24.269N0130G02X-2.R2.N0140G01Y42.074N0150G03X-6.565Y46.034R4.N0160X-18.871Y42.498R46.5N0170X-20.751Y40.775R4.N0180G02X-40.775Y20.751R51.N0190G03X-42.498Y18.871R4.N0200X-46.034Y6.565R46.5N0210X-42.074Y2.R4.N0220G01X-24.269N0230G02Y-2.R2.N0240G01X-42.074N0250G03X-46.034Y-6.565R4.N0260X-42.498Y-18.871R46.5N0270X-40.775Y-20.751R4.N0280G02X-20.751Y-40.775R51.N0290