数控技术课程设计-SIEMENS810D数控铣床操作与加工仿真（包含程序+数控加工仿真视频）
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如上图，此零件一个凸台和四个阶梯孔组成。材料为 08F 低碳钢，毛坯尺寸54525 。 （ 2）精度分析 本零件精度要求由刀具保证。由于尺寸精度要求主要通过在加工过程中的准确对刀，故此必须正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。 （ 3）表面粗糙度 零件的粗糙度要求需要通过选用合适的刀具及其几何 参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。 艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备 （ 1）确定装夹方案，定位基准，编程原点。 由于毛坯为长方形，用工艺板或平口钳夹紧定位。由于工件结构简单，换算容易，故编程原点选为毛坯的上端面左下顶点。 （ 2）制定加工方案及加工路线 图 1 根据工件的形状及加工要求，选用数控铣床加工。数控系统为 统。加工路线为：铣平面钻 通孔铣 台阶孔。 （ 3）刀具的选用 根据加工内容，可选用 平底刀铣平面， 直柄麻花钻 通孔， 底刀铣 台阶孔。具体情况见下表。 表 刀具选用 序号 刀具号 刀具名称及规格 刀具半径 数量 加工表面 1 底刀84000 1 上表面 2 钻头 1 通孔 3 底刀104000 1 台阶孔 （ 4）确定加工参数 主轴转速（ n）：高速钢材料的刀具切削低碳钢工件时切削速度 v 取 4560m/据公式1000及加工经 验，主轴转速取为 000 r 。 (5) 制定加工工艺 经上述分析，加工工艺见表 表 加工工艺表 材料 08F 低碳钢 零件号 0001 系统 步号 工步内容 刀具 转速 /（ r/ 进给速度 /（ mm/ 1 铣上端面 000 300 2 通孔 000 200 3 台阶孔 00 200 写加工程序 加工程序表如图 表 加工程序卡 程序号 程系统 号 程序 简要说明 015 1 025 1000 0 5 300 确定工件坐标系 换刀 具补偿号 刀 主轴正转，转速为 1000 r/具中心从换刀点快速走到下刀点 刀具以 进给速率下刀 045 050 055 060 065 070 075 080 085 090 095 100 105 110 115 200 125 2 135 1000 50 50 200 155 50 160 200 170 15 175 200 185 15 190 200 200 200 210 3 220 800 15 50 200 240 15 245 200 255 50 具从点（ 0， 到点（ 0， 50） 刀具从点（ 0， 50）走到点（ 7， 50） 刀具从点（ 7， 50）走到点（ 7， 刀具从点（ 7， 到点（ 14， 刀具从点（ 14， 到点（ 14， 50） 刀具从点（ 14， 50）走到点（ 21， 50） 刀具从点（ 21， 50）走到点（ 21， 刀具从点（ 21， 到点（ 44， 刀具从点（ 44， 到点（ 44， 50） 刀具从点（ 44， 50）走到点（ 51， 50） 刀具从点（ 51， 到点（ 58， 刀具从点（ 58， 到点（ 58， 50） 刀具从点（ 58， 50）走到点（ 65， 50） 刀具从点（ 65， 50）走到点（ 65， 刀具从点（ 65， 50）走到点 （ 65， 刀具快速退回到 主轴停止 换刀 具补偿号 刀 主轴正转，转速为 1000 r/具中心从换刀点快速走到下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速回到 主轴停止 换刀 具补偿号 刀 主轴正转，转速为 800 r/具中心从换刀点快速走到下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换 刀点快速走到下一个下刀点 200 270 50 275 200 285 200 295 具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速回到 主轴停止 程序结束 用仿真软件进行加工仿真 择机床 如图 2点击菜单“机床 /选择机床”，在选择机床对话框中控制系统选择 床类型选择立式铣床并按确定按钮，此时界面如图 3 所示。在机床窗口点 右键，点选项，可以去掉机床罩。 图 2 图 3 床回零 在操作面板上点击 按钮画面将转入会零模式，打开进给开关 选择 X 轴再点击按钮此时 X 轴将回零， 相应 X 轴的回零指示灯亮， 的 X 坐标发生变化，同样，进行以上操作可以将 Y、 时 所示 装零件 点击菜单“零件 /定义毛坯”，在定义毛坯对话框（如图 5）中将零件尺寸改为高 30、长 65和宽 45，并按确定按钮。 点击菜单“零件 /安装夹具”，在选择夹具对话框（如图 6）中，选择零件栏选取“毛坯 1”，选择夹具栏选取“ 平口钳 ”，夹具尺寸用缺省值，并按确定按钮。 点击菜单“零件 /放置零件”，在选择零件对话框（如图 7）中，选取名称为“毛坯1”的零件，并按确定按钮，界面上出现控制零件移动的面板，可以用其移动零件，此时点击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时机床如图 8 所示，零件已放置在机床工作台 面上。 图 4 图 5 入数控程序 数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式文件，也可直接用 统的 盘输入。本文前面的代码可存为一 序文件“ 点击菜单“机床 /，在打开文件对话框（如图 9）选取图 6 图 7 图 8 文件“ 点击打开按钮。 点击控制面板的右下角“键盘”， 点击相对应的软健 打开击 切换机床控制面板。 此时界面如图 10所示。 也可以这样：按软键 ， 面下方显示菜单命令条。在菜单命令条上按软键，进入“ 面。如图 10 所示。 在弹出的下级子菜单中按软键 ，点击菜单“机床 /送”，在弹出的如图11所示的对话框中选择所 需的数控程序，并打开。 点击软键 ，弹出如图 12所示的“ 面。按软键 确认。此时 图 9 图 10 再次按软键 ，切换到主菜单命令条，按软键 ，再按软键 ，经过中。如图 13所示 点击工具条上的小图标 ，使控制面板切换到 用键盘上的 ，选择所需的数控程序。 点击 键将光标移动到你所需的程序上，在点击软 键“ 再点击 按钮， 4所示；即可输入预先编辑好的数控程序。 图 11 图 12 图 13 查运行轨迹 按下 键，切换到 机床控制健盘上的 ，然后按 的软键“ 配合 ，按下 ，将此选项打上勾，再点击 切换到机床控制键按 ，进入自动模式，通过 来控制程序的运行和停止，即可观察数控程序的运行轨迹。 按钮表示单行执行。 可使程序重置。此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等方式对三维运行轨迹进行全方位的动态观察， 运行轨迹如图 15所示。 图 14 图 15 基准、装刀具 运行轨迹正确，表明输入的程序基本正确，数控程序以零件上表面中心点为原点，下面将说明如何通过对基准来建立工件坐标系与机床坐标系的关系。 点击菜单“机床 /基准工具”，在基准工具对话框中选取左边的刚性圆柱基准工具，其直径为 14图 16;点击 切换到手动模式，利用操作面板上的按钮 ， X、 Y、将机床移动到如图 17 所示的大致位置。 图 16 图 17 点击菜单“塞尺检查 /1首先对 基准工具移动到如图 18所示的位置，通过 调节操作面板上的点动倍率 、 、 和 按钮移动基准工具，使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适” 记下此时 的 此为基准工具中心的 工件中心的 1（赛尺） （基准工具） 件） =同样可得到左下端点的 X， 击菜单“塞尺检查 /收回塞尺”收回了塞尺，抬高并点击“机床 /拆除工具”拆除基准工具，点击菜单“机床 /选择刀具”，选择一把直径为 8平底刀，如图 19，装好刀具后，机床如图 20所示。用类似方法得到工件上表面的 图 18 图 19 定参数 确定工件与机床坐标系的关系的方法，是通过 处采用的是 法：将对基准得到的工件在机床上的坐标数据，结合工件本身 的尺寸算出工件原点在机床中的位置，确定机床开始自动加工时的位置。 刀具补偿参数的输入：此处半径补偿值为 4 点击 按钮，到 显示有 1显示， 图 20 图 21 接着点击 按钮打开软健盘，分别点击 、 选择 点击 O 相对应的软健，进入输入画面如图 22： 分别在 X、 Y、 318,即完成了工作原点的输入。 动加工 确定 处于为选中状态。机床位置确定和刀补数据输入后，就可以开始自动加工了。首先机床回零，此时按下键盘的 软键，点击 按钮，机床就开始自动加工了。 2. 控加工样品二 件分析 （ 1）零件图样 如下图，此零件三个个凸台和一个通孔组成。材料为 08F 低碳钢，毛坯尺寸0010025 。 （ 2） 精度分析 本零件精度要求由刀具保证。由于尺寸精度要求主要通过在加工过程中的准确对刀，故此必须正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。 （ 3）表面粗糙度 零件的粗糙度要求需要通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。 图 22 艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备 （ 1）确定装夹方案，定位基准，编程原点。 由于毛坯为长方形，用工艺板或平口钳夹紧定位。由于工件结构简单，换 算容易，故编程原点选为毛坯的上端面左下顶点。 （ 2）制定加工方案及加工路线 根据工件的形状及加工要求，选用数控铣床加工。数控系统为 工路线为：铣平面钻 通孔。 （ 3）刀具的选用 图 23 根据加工内容，可选用 平底刀铣平面， 直柄麻花钻 通孔。具体情况见下表。 表 刀具选用 序号 刀具号 刀具名称及规格 刀具半径 数量 加工表面 1 底刀84000 1 上表面 2 钻头 1 通孔 （ 4）确定加工参数 主轴转速（ n）：高速钢材料的刀具切削低碳钢工件时切削速度 v 取 4560m/据公式1000及加工经验，主轴转速取为 000 r 。 (5) 制定加工工艺 经上述分析，加工工艺见表 表 加工工艺表 材料 08F 低碳钢 零件号 0001 系统 步号 工步内容 刀具 转速 /（ r/ 进给速度 /（ mm/ 1 铣上端面 000 300 2 通孔 000 200 写加工程序 加工程序表如图 表 加工程序卡 程序号 程系统 号 程序 简要说明 015 1 025 1000 030 50 5 1 20 050 96 96 R=47 50 065 070 8 R=12 20 085 50 定工件坐标系 换刀 具补偿号 刀 主轴正转，转速为 1000 r/给速率 具中心从换刀点快速走到下刀点 刀具以 进给速率下刀 左刀补，刀具以 进给速率到（ 8,20） 刀具从点（ 8,20）走到点（ 8,50） 刀具从点（ 8,50）走到点（ 50,96） 终点、半径圆弧插补，刀具走到点（ 50,47） 直线插补，刀具走到点（ 50,8） 刀具从点（ 50,8）走到点（ 20,8） 终点、半径圆弧插补，刀具走到点（ 8,20） 刀具从点（ 8,20）走到点（ 4,20） 刀具从点（ 4,20）走到点（ 4,50） 取消查补，刀具走到点（ 50,100） 100 R=50 8 8 54 100 96 0 130 135 140 145 90 155 160 82 170 175 94 185 190 200 100 210 2 220 1000 86 50 200 240 100 250 点、半径圆弧插补，刀具走到点（ 100,50） 刀具从点（ 100,50）走到点（ 50,8） 刀具从点（ 50,8）走到点（ 8,8） 刀具从点（ 8,8）走到点（ 8,54） 刀具从点（ 8,54）走到点（ 46,100） 刀具从点（ 46,100）走到点（ 100,96） 刀具从点（ 100,96）走到点（ 100,0） 刀具从点（ 100,0）走到点（ 0,0） 刀具从点（ 0,0）走到点（ 0,100） 刀具从点（ 0,100）走 到点（ 96,100） 刀具从点（ 96,100）走到点（ 96,66） 刀具从点（ 96,66）走到点（ 74,90） 刀具从点（ 74,90）走到点（ 90,90） 刀具从点（ 90,90）走到点（ 90,88） 刀具从点（ 90,88）走到点（ 78,82） 刀具从点（ 78,82）走到点（ 86,82） 刀具从点（ 86,82）走到点（ 86,77） 刀具从点（ 86,77）走到点（ 94,94） 刀具从点（ 94,94）走到点（ 94,6） 刀具从点（ 94,6）走到点（ 6,6） 刀具从点（ 6,6）走到点（ 6,94） 刀具从点（ 6,94）走到点（ 94,94） 刀具快速退回到 主轴停止 换刀 具补偿号 刀 主轴正转，转速为 1000 r/具中心从换刀点快速走到下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率返回参考平面 刀具中心从换刀点快速回到 主轴停止 程序结束 用仿真软件进行加工仿真 择机床 操作同上 床回零 操作同上 装零件 点击菜单“零件 /定义毛坯”，在定义毛坯对话框（如图 24）中将零件尺寸改为高25、长 100和宽 100，并按确定按钮。 点击菜单“零件 /安装夹具”，在选择夹具对话框（如图 25）中，选择零件栏选取“毛坯 1”，选择夹具栏选取“ 平口钳 ”，夹具尺寸用缺省值，并按确定按钮。 点击菜单“零件 /放置零件”，在选择零件对话框（如图 26）中，选取名称为“毛坯1”的零件，并按确定按钮，界面上出现控制零件移动的面板，可以用其移动零件，此时点 击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时机床如图 27 所示，零件已放置在机床工作台面上。 图 24 图 26 图 25 入数控程序 操作同上 查运行轨迹 按下 键，切换到 机床控制健盘上的 ，然后按 的软键“ 配合 ，按下 ，将此选项打上勾，再点击 切换到机床控制键按 ， 进入自动模式，通过 来控制程序的运行和停止，即可观察数控程序的运行轨迹。 按钮表示单行执行。 可使程序重置。此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等方式对三维运行轨迹进行全方位的动态观察， 运行轨迹如图 28所示。 基准、装刀具 运行轨迹正确，表明输入的程序基本正确，数控程序以零件上表面中心点为原点，下 面图 27 图 28 将说明如何通过对基准来建立工件坐标系与机床坐标系的关系。 点击菜单“机床 /基准工具”，在基准工具对话框中选取左边的刚性圆柱基准工具，其直径为 14图 29;点击 切换到手动模式，利用操作面板上的按钮 ， X、 Y、将机床移动到如图 30 所示的大致位置。 图 29 图 30 点击菜单“塞 尺检查 /1首先对 基准工具移动到如图 31 所示的位置，通过调节操作面板上的点动倍率 、 、 和 按钮移动基准工具，使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适” 记下此时 的 此为基准工具中心的 X 坐标，故工件中心的 X 座标为 1（赛尺） （基准工具） 件 ） =同样可得到左下端点的 464。 X， 击菜单“塞尺检查 /收回塞尺”收回了塞尺，抬高并点击“机床 /拆除工具”拆除基准工具，点击菜单“机床 /选择刀具”，选择一把直径为 8平底刀，如图 32，装好刀具后，机床如图 33所示。用类似方法得到工件上表面的 图 31 图 32 定参数 确定工件与机床坐标系的关系的方法，是通过 处 采用的是 法：将对基准得到的工件在机床上的坐标数据，结合工件本身的尺寸算出工件原点在机床中的位置，确定机床开始自动加工时的位置。 刀具补偿参数的输入：此处半径补偿值为 4 点击 按钮，到 显示有 4显示， 图 33 图 34 接着点击 按钮打开软健盘，分别点击 、 选择 点击 入输入画面如图 35： 分别在 X、 Y、 550,333,即完成了工作原点的输入。 动加工 确定 处于为选中状态。机床位置确定和刀补数据输入后，就可以开始自动加工了。首先机床回零，此时按下键盘的 软键，点击 按钮，机床就开始自动加工了。 3. 控加工样品三 样品三分析注：通过对以上的实例的编程及操作训练，我们已初步掌握了 法，样品三为用 控铣床铣削文字的例子，本例省略其加工工艺分析，只对其编程及操作做以下分析： 图 35 图 36 写加工程序 加工程序表如图 表 工程序卡 程序号 程系统 号 程序 简要说明 015 1 025 1000 22 5 200 40 050 10 055 200 35 070 40 075 200 15 090 10 095 200 15 110 50 115 200 25 130 60 135 200 10 15 155 75 160 200 44 175 70 180 200 35 定工件坐标系 换刀 具补偿号 刀 主轴正转，转速为 1000 r/给速率 具中心从换刀点快速走到下刀点 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 30,40） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 10,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 50,35） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走 到（ 40,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 27,15） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 10,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 40,15） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 50,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 50,25） 刀具以 进给速率返 回到参考平面 刀具中心快速走到（ 60,45） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 60,10） 刀具以 进给速率到（ 57,15） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 75,44） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 95,44） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 67,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 100,35） 刀具以 进给速率返回到参考平面 85 200 200 35 215 95 220 200 20 235 80 240 200 10 10 20 265 95 270 200 20 285 115 290 200 25 305 122 310 200 15 325 138 330 200 50 345 148 350 200 9 365 133 370 200 40 40 20 24 400 190 405 200 25 刀具中心快速走到（ 85,50） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 85,35） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 95,44） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 70,20） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 80,30） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 80,10） 刀具以 进给速率到（ 100,10） 刀具以 进给速率到（ 100,20） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 95,30） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 85,20） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 115,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 115,25） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 122,45） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 122,15） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 138,50） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 158,50） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 148,50） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 148,9） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 133,20） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 133,40） 刀具以 进给速率到（ 163,40） 刀具以 进给速率到（ 163,20） 刀具以 进给速率到（ 159,24） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 190,45） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 175,25） 10 425 193 435 200 10 450 175 455 200 35 470 206 475 200 50 35 9 15 505 200 510 200 30 525 0 200 535 具以 进给速率到（ 195,10） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 193,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 175,10） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 175,35） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 200,35） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 206,50） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 200,50） 刀具以 进给速率到（ 210,35） 刀具以 进给速率到（ 210,9） 刀具以 进给速率到（ 203,15） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心快速走到（ 200,30） 刀具以 进给速率下刀 刀具以 进给速率到（ 220,30） 刀具以 进给速率返回到参考平面 刀具中心从换刀点快速回到 主轴停止 程序结束 用仿真软件进行加工仿真 择机床 操作同上 床回零 操作同上 装零件 点击菜单“零件 /定义毛坯”，在定义毛坯对话框（如图 37）中将零件尺寸改为高30、长 240和宽 60，并按确定按钮。 图 37 点击菜单“零件 /安装夹具”，在选择夹具对话框（如图 38）中，选择零件栏选取“毛坯 1”，选择夹具栏选取“ 平口 钳 ”，夹具尺寸用缺省值，并按确定按钮。 点击菜单“零件 /放置零件”，在选择零件对话框（如图 39）中，选取名称为“毛坯1”的零件，并按确定按钮，界面上出现控制零件移动的面板，可以用其移动零件，此时点击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时机床如图 40 所示，零件已放置在机床工作台面上。 图 38 图 39 图 40 入数控程序 操作同上 查运行轨迹 按下 键，切换到 机床控制 健盘上的 ，然后按 的软键“ 配合 ，按下 ，将此选项打上勾，再点击 切换到机床控制键按 ，进入自动模式，通过 来控制程序的运行和停止，即可观察数控程序的运行轨迹。 按钮表示单行执行。 可使程序重置。此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转
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