数控加工操作实训08春(郭涛).doc

数控加工操作实训报告 学校 工 贸 电 大 姓名 郭 涛 学号 20087110630081班级 08（春）数控 数控加工中心实训1.1实训目的1 了解数控车削和铣削的编程的特点，掌握数控系统的常用指令与代码，了解数控车床铣床的基本操作；2 掌握工件在机床上的装夹；3 能够正确地对复杂的轴类零件进行数控车削和铣削工艺分析；4 通过对复杂轴类零件的加工，掌握数控车削和铣削加工的方法;5 能做到对一般零件到复杂零件进行熟练的手工编程，提高综合运用能力1.2实训设备及刀具：1BV75立式加工中心2刀具： 立铣刀、平面铣刀、钻头、镗孔刀 3量具： 游标卡尺、游标深度尺4夹具： 平口虎钳1.3加工中心的用途和加工特点：数控加工中心是高效、高速、自动化技术和数控技术的最佳组合,是高性能与经济性的完美统一加工中心是指备有刀库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序。因而大大减少了工件装夹时间，测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。一、数控加工常用刀具的种类及特点数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%40%，金属切除量占总数的80%90%。数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好(尤其是粗加工刀具)，精度高，抗振及热变形小；互换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。二、数控加工刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、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及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种，共包括16种不同用途的刀柄。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。本机床适用于多品种中、小批量生产的零件，对各种复杂曲线的凸轮、孔、样板弧形糟等零件的加工效能尤为显著；该机床高速性能好，工作稳定可靠，定位精度和重复精度较高，不需要模具就能确保零件的加工精度，减少辅助时间，提高劳动生产率。加工中心通常以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万能加工中心。(1)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加工箱体类零件。(2)立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。(3)万能加工中心(又称多轴联动型加工中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的加工中心。适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工1 手工编制各车削铣削的程序并检验;一、 开机：（1）开压缩空气阀门。（2）开主机电源。（3）开NC电源。（4）松开急停按钮。（5）待机器正常后，启动控制按钮。（6）原点回归：自动、手动回归（先将各轴移至距离机床原点100mm以上）二、关机：（1）将工作台移至安全位置（即各轴放到中间位置）。（2）按下急停开关。（3）关NC电源。（4）关主机电源。（5）关压缩空气阀门。虎钳找正步骤： （1）将工作台与虎钳地面擦拭干净。 （2）将虎钳放到工作台上。 （3）用百分表拉虎钳固定钳口与机床Y轴（或X轴）平行度，用木榔头敲击调整，平行度误差为0.01mm内合格。 （4）拧紧螺栓使虎钳紧固在工作台上。 （5）再用百分表效验一下平行度是否有变化。装夹工件步骤： （1）根据所夹工件尺寸，调整钳口夹紧范围。 （2）根据工件厚度选择合适尺寸垫铁，垫在工件下面。 （3）工件被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。 （4）圆形工件需用V型铁装夹。 （5）旋紧手柄后，用木榔头敲击工件上表面，使之工件地面与垫铁贴合。 确定工作原点（X、Y轴原点）：用偏心式找正器确定工件原点步骤：（1）将找正器安装到主轴上。（2）在MDI模式下输入：S500M03；按程序启动按钮，让主轴旋转。（3）进入手动模式，把屏幕切换到相对坐标系显示状态。（4）先找X轴一边，找好后相对坐标系X数值清零。再找另一边计下“数值/2”将X轴移到中点，再X清零。（5）用同样方法找Y轴中点。（6）屏幕切换到机械坐标系显示状态，此时机械坐标系X、Y显示数值即为工作坐标系原点位置。二、工作坐标系的数值输入 （1）将刚找到的工件坐标系原点所处的机械坐标系X、Y数值记录下来。（2）按OFFSET键切换到WORK工作坐标系页面。（3）将记录的机械坐标系X、Y数值添入G54X、Y处，即工作坐标系确定完毕。（4）G54坐标系效验：将刀具提高工件上表面200mm以上。 在MDI模式下输入：G90G54G00X0Y0; 执行后效验G54位置。一、刀具准备及安装： 教师示范后练习。二、刀具长、刀具半径的测量。三、刀具装入刀库。四、刀具登录。五、刀具补偿的输入。六、加工中心G54Z轴原点的确定步骤：（1）将刀具调入主轴。进入手动模式用量块测量，把屏幕切换到机床坐标显示状态。（2）用100mm量块测量工件上表面与刀尖之间的距离，使刀刃和量块微微接触（注意量块的插入与Z轴的移动两者要分步进行，否则量块在工件与刀具之间时移动Z轴刀具易被撞坏）。（3）测得机床坐标系Z轴的值后，在G54坐标系中Z轴输入数值公式为：G54Z机械Z量块Z当前刀具长度H。七、工作坐标系Z轴长度补偿效验：（1）将刀具提高工件上表面200mm以上。（2）在MDI模式下输入：T1;G90G54G00G43Z100.0H1;（3）执行后效验Z轴长度补偿位置是否正确。（执行时要小心刀具距离工件100mm处如不停止应立即按下停止键） 一、手动进给切削训练：操作步骤：（1）装夹工件。（2）安装刀具（12端铣刀），将刀具装入主轴。（3）MDI方式输入：S600M03; 启动。（4）用试切法确定X轴坐标，刀具尽可能在工件直径位置，相对坐标清零。（5）用试切法确定Z轴坐标，相对坐标清零。（6）将刀具移出工件， X轴先移至一边台阶处Z轴下移10mm用顺铣切削方式。（7）将手轮倍率放在10每小格0.01mm处，手动移动刀具切削工件（可打开切削液）。（8）用同样方法切削工件另一边。二、机动进给切削训练： 主轴旋转S600，进给率旋钮转至F50处。 工件如图所示：操作步骤：一、开机二、机床原点回归三、安装刀具一、 刀具长度、半径的测量五、刀具装入刀库六、刀具长度、半径补偿输入七、工件装夹、找正八、用16端铣刀将工件上表面切平（切削用量：S600F60）九、用试切法确定X、Y工作原点，用量块对刀法确定工件Z轴原点。十、输入程序（教师检查）十一、试运行： 步骤：（1）试运行增量坐标系设置100mm。（2）手动刀具离工件200mm以上。（3）调出主程序，光标放到程序头。（4）检查各功能按键位置。（5）启动程序一手按开始按钮，一手按停止按钮。按停止按钮手不能离开，如有情况立即按下。工件如图所示：操作步骤：一、开机二、机床原点回归三、安装刀具四、刀具长度、半径的测量五、刀具装入刀库六、刀具长度、半径补偿输入七、工件装夹、找正八、用找正器确定X、Y工作原点，用量块对刀法确定工件Z轴原点。九、输入程序（教师检查）十、试运行： 十一、自动加工十二、测量、清理、关机。加工中心标准训练样件一22手工编程主程序%o1G91G28Z0.T1M6G90G54G0X0Y0S500M3G43H1Z100.X-65.Y0Z5.0G01Z-8.F50M98P100D1(D=8.2)G01Z-16.F50M98P100D1(D=8.2)G01Z-24.F50M98P100D1(D=8.2)G0Z100.M05G91G28Z0T2M6G90G54G0X0Y0S1000M3G43H2Z100.X-65.Y0Z5.0G01Z-5.F50M98P100D2(D=5.)G01Z-10.F50M98P100D2(D=5.)G01Z-15.F50M98P100D2(D=5.)G01Z-20.F50M98P100D2(D=5.)G01Z-24.F50M98P100D2(D=5.)G0Z100.M05G91G28Z0T3M6G90G54G0X0Y0S1500M03G43H3Z100.0G98G81R5.0Z-5.0F80G80M05G91G28Z0T4M06G90G54G0X0Y0S1500M03G43H4Z100.0M08G98G83R5.0Z-42.0Q2.0F70G80M05G91G28Z0T5M06G90G54G0X0Y0S180M03G43H5Z100.0M08G98G81R5.0Z-45.0F40G80M05M09G91G28Z0M30%子程序O100%G41G01X-65.Y-30.0F100G03X-35.Y0R30.G01Y32.G02X-32.Y35.R3.G01X32.G02X35.Y32.R3.G01Y-32.G02X32.Y-35.R3.G01X-32.G02X-35.Y-32.R3.G01Y0G03X-65.0Y30.R30.G40G01Y0M99%加工中心标准训练样件二手工编程主程序%O0001G91G28Z0T1M06G90G54G0X0Y0S500M03G43H01Z100.0M08X-65.Y0Z5.0G01Z-12.8F50D01M98P100F80(D01=15)D02M98P100F80(D02=8.2)G0Z-7.8F50D02M98P200F80(D02=8.2)G0Z100.0M05G91G28Z0T2M06G90G54G0X0Y0S500M03G43H02Z100.0X-65.0Y0Z5.0G01Z-13.0F50D03M98P100F120(D03=13.0)D04M98P100F120(D04=5.0)G0Z-8.0F50D04M98P200F120(D04=5.0)G0Z100.0M05M09M30%子程序O100G41G01Y-30.G03X-32.5Y0R30.G02X0Y32.5R32.5X32.50Y0R32.5X0Y-32.5R32.5X-32.5Y0R32.5G03X-62.5Y30.0R30.0G40G01Y0M99子程序O200G41G01X-30.Y25.0X30.G02X30.Y-25.R32.5G01X-30.X-62.5Y0G40M99加工中心标准训练样件三手工编程主程序%O0001G91G28Z0T1M06G90G54G0X28.0Y35.0S500M03G43H01Z100.Z5.0G01Z-12.0F50G01Y24.0F80X35.0Y-24.0X28.0Y-40.0X-28.0Y-24.0X-35.0Y24.0X-28.0Y40.0X28.0G0Z20.0X51.0Y0Z5.0G01Z-3.8F50D01M98P100F80(D01=8.2)G0Z100.0M05G91G28Z0T2M06G90G54X51.0Y0S1000M03G43H02Z100.0Z5.0G01Z-4.0F50D02M98P100F120(D02=5.0)G01Z-11.8F50D03M98P200F50(D03=5.2)G01Z-12.0F50D02M98P200F120G0Z100.0M05M09M30%子程序O100G01G41Y30.0G03X21.0Y0R30.0G02I-21.0J0G03X51.0Y-30.0R30.0G01G40Y0M99%子程序O200G01G41Y30.0G03X21.0Y0R30.0G02X14.0Y-15.6525R21.0G03X12.0Y-20.1246R6.0G01Y-24.0G02X6.0Y-30.0R6.0G01X-6.0G02X-12.0Y-24.0R6.0G01Y-20.1246G03X-14.0Y-15.6525R6.0G02Y15.6525R21.0G03X-12.0Y20.1246R6.0G01Y24.0G02X-6.0Y30.0R6.0G01X6.0G02X12.0Y24.0R6.0G01Y20.1246G03X14.0Y15.6525R6.0G02X21.0Y0R21.0G03X51.0Y-30.0R30.0G01G40Y0M99%加工中心标准训练样件四手工编程主程序%G91G28Z0T1M06G90G54G0X0Y0S500M03G43H1Z100.0Z5.0G01Z-11.8F50D01M98P100F80(D01=8.2)G0Z100.0M05G91G28Z0T2M06G90G54G0X0Y0S1000M03G43H02Z100.0Z5.0G01Z-8.0F50Y15.0F80Y-15.0Y0D02M98P200F120(D02=5.2)D03M98P200F120(D03=5.0)G01Z-13.0F50D04M98P100F120(D04=12.0)D03M98P100F120G0Z100.0M05M09M30%子程序O100G01G41X-5.0Y16.0G03X-21.0Y0R16.0G03I21.0J0G03X-5.0Y-16.0R16.0G01G40X0Y0M99子程序O200G01G41X-5.0Y16.0G03X-21.0Y0R16.0G03X-14.0Y-15.6525R21.0G02X-12.0Y-20.1246R6.0G01Y-24.0G03X-6.0Y-30.0R6.0G01X6.0G03X12.0Y-24.0R6.0G01Y-20.1246G02X14.0Y-15.6525R6.0G03Y15.6525R6.0G02X12.0Y20.1246R6.0G01Y24.0G03X6.0Y30.0R6.0G01X-6.0G03X-12.0Y24.0R6.0G01Y20.1246G02X-14.0Y15.6525R6.0G03X-21.0Y0R21.0G03X-5.0Y-16.0R16.0G01G40X0Y0M99加工中心标准训练样件五手工编程主程序%O0001G91G28Z0T1M06G90G54G0X0Y0S500M03G43H01Z100.0M08X60.0Y0Z2.0G01Z-10.0F50D01M98P100F80(D01=19.0)D02M98P100F80(D02=8.2)G0Z100.0M05G1G28Z0T2M06G90G54G0X0Y0S1100M03G43H02Z100.0M08X60.0Y0Z2.0G01Z-10.0F50D03M98P200F120(D03=4.2)D04M98P200F120(D04=4.0)G0Z20.0X0Y0G01Z-10.0F50D03M98P300F120(D03=4.2)D04M98P300F120(D04=4.0)G0Z100.0M05M09M30%子程序O100G01G41Y30.0G03X30.0Y0R30.0G01Y-8.0X8.0Y-30.0X-8.0X-30.0Y-8.0Y8.0X-8.0Y30.0X8.0X30.0Y8.0Y0G03X60.0Y-30.0R30.0G40Y0M99子程序O200G01G41Y30.0G03X30.0Y0R30.0G01Y-4.0G02X26.0Y-8.0R4.0G01X20.7846G03X17.3205Y-10.0R4.0G02X10.0Y-17.3205R20.0G03X8.0Y-20.7846R4.0G01Y-26.0G02X4.0Y-30.0R4.0G01X-4.0G02X-8.0Y-26.0R4.0G01Y-20.7846G03X-10.0Y-17.3205R4.0G02X-17.3205Y-10.0R20.0G03X-20.