数控普专实验课教案

实验项目一数控车床基本操作一实验目的数控车床的安全操作规程数控车床工件坐标系的建立二实验设备虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0FANUC0I-Mate-TC数控系统大连机床厂虚拟数控车床面板三实验原理启动虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0，可以选择与本单位数控设备参数及外形一致的虚拟数控设备，通过操作虚拟数控设备，熟练掌握数控机床的基本安全操作规程及工件坐标系的建立。四实验过程教师演示(15分钟)，学生观察，试做主要数据记录如下：机床回零，建立机床坐标系，注意一下机床坐标系下刀具的零点位置。建立工件坐标系，在工件坐标系下，让刀尖走到0点，比较两种坐标系的不同。设定毛坯：￠74×270试切端面，输入Z0,点击测量，得到刀具的Z向补偿。试切直径：输入X72.337,点击测量按钮，得到当前刀具的X向偏置。学生操作练习（45分钟）五思考反馈（30分钟）刀具偏置里X、Z坐标数据的意义是什么？实验项目二数控车床加工编程与仿真一实验目的外圆车削数控编程指令运用。设计外圆加工走刀路线。二实验设备虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0FANUC0I-Mate-TC数控系统大连机床厂虚拟数控铣床面板三实验原理启动虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0，可以选择与本单位数控设备参数及外形一致的虚拟数控设备，通过操作虚拟数控设备，数控车削工艺设计和程序编制的合理性，快速提高编程和操作技能。四实验过程如图2-1所示零件，材料为45#钢，毛坯直径Φ36棒料，小批量生产，使分析其数控车削加工工艺过程。图2-1阶梯轴零件图在数控车削中，该零件加工精度要求较低，所有的几何尺寸公差均为未注公差，装夹定位用毛坯面装夹一次加工完成即可，刀具选择上注意刀具形状与加工表面相应。刀具的几何形状特征及切削用量参考表2-1。表2-1数控加工工序卡片工步号工步内容刀具参数切削用量刀具号刀具主偏角刀尖角刀尖半径刀尖半径补偿号S功能F功能切削深度5粗车外圆T010193°80°0.205000.2mm/rec210精车外圆T010193°80°0.208000.05mm/rec0.2刀具运行轨迹路线是本项目的重点，应对刀具从程序起始点开始运行的路线绘制出来，设O点为坐标原点，如下图4-3所示为数控车削加工刀具运动轨迹路线图，程序起始点A应远离工件以便工件的装夹和检测，端面切削起点eq\o\ac(○,1)应前延切入，端面切削终点eq\o\ac(○,2)应过轴线，eq\o\ac(○,3)为切出既退出加工状态，切削完成后刀具应返回到外圆加工程序循环起点eq\o\ac(○,4)，从eq\o\ac(○,4)至eq\o\ac(○,5)采用外圆复合循环加工命令完成轮廓的粗车（粗车加工轨迹略），外圆车削循环轮廓描述从点eq\o\ac(○,5)开始，即前延切入倒角起点，依次按顺序加工阶梯外圆及锥面，即eq\o\ac(○,5)—eq\o\ac(○,6)—eq\o\ac(○,7)—eq\o\ac(○,8)—eq\o\ac(○,9)—eq\o\ac(○,10)—eq\o\ac(○,11)—eq\o\ac(○,12)，加工结束后程序自动返回到程序起始点A。图2-3刀具轨迹路线图加工程序表2-2FANUC0iMate-TC系统加工程序FANUC0iMate-TC系统程序华中世纪星系统程序注释%O0813T0101M03S500G00X38Z0.0G01X-4.0F0.1Z2.0G00X38.0G71U2R0.5G71P40Q100U0.2W0.2F0.2N40G01X12.0F0.05S800X20.0Z-2.0Z-17.0X22.0Z-22.0Z-32.0X28.0X30.0Z-42.0N100X38.0G70P40Q100G00X100.0Z100.0M05M30%%0813G95T0101M03S500G00X38Z0.0G01X-4.0F0.1Z2.0G00X38.0G71U2R0.5P40Q100X0.5Z0.5F0.2N40G01X12.0F0.05S800X20.0Z-2.0Z-17.0X22.0Z-22.0Z-32.0X28.0X30.0Z-42.0N100X38.0Z2.0G01X12.0F0.05S800X20.0Z-2.0Z-17.0X22.0Z-22.0Z-32.0X28.0X30.0Z-42.0N100X38.0G00X100Z100M05M30%程序开始调1号刀主轴正转，转速为500r/min端面起点端面终点切出回到外圆循环起点外径粗车循环粗加工轮廓描述及加工参数精车快速定位至换刀点，主轴停转程序结束并返回到程序头，准备下一个零件的自动加工五思考反馈（30分钟）零件图如图2-1所示，根据零件图选择毛坯、制定工艺路线、计算基点坐标，编写加工程序。图2-1被加工零件尺寸图参考程序如下：（FANUC0iT系统）1）不用循环语句编程O0001N20T0101;N30S500M03;N40G00X36.0Z5.0;N50G98GN60G00X52.0;N70Z5.0;N80X22.0;N90G01Z-23.0;N100G00X52.0;N110Z5.0;N120X12.0;N130G01N140G00X12.0;N150Z1.0;N160X4.0;N170G01X10.0Z-2.0;N180Z-10.0;N190G02X20.0Z-15.0R5.0;N200G01Z-25.0;N210G03X34.0Z-32.0R7.0;N220G01Z-42.0;N230X40.0Z-52.0;G00X200.0Z200.0;T0202;G00X50.0Z-57.0;G01X20.0F50;X-1.0;G00X200.0;Z200.0;M05;M30;2）使用循环语句编程O0002N20T0101;N30S500M03;N40GN50G71U1.5R0.5;N60G71P70Q140U0.5W0.5F100;N70G00X4.0Z1.0;N80G01X10.0Z-2.0;N90Z-10.0;N100G02X20.0Z-15.0R5.0;N110G01Z-25.0;N120G03X34.0Z-32.0R7.0;N130G01Z-42.0;N140X40.0Z-52.0;N150G70P70Q140;G00X200.0Z200.0;T0202;G00X50.0Z-57.0;G01X20.0F50;X-1.0;G00X200.0;Z200.0;M05;M30;实验项目三数控铣床基本操作一实验目的数控铣床的安全操作规程数控铣床工件坐标系的建立二实验设备虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0FANUC0I-Mate-MC数控系统虚拟大连机床厂数控铣床面板三实验原理启动虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0，可以选择与本单位数控设备参数及外形一致的虚拟数控设备，通过操作虚拟数控设备，熟练掌握数控机床的基本安全操作规程及工件坐标系的建立。四实验过程教师演示(28分钟)，学生观察，试做主要数据记录如下：回零，注意坐标为0点时刀具刀位点的位置建立工件坐标系，注意这时候运用建立好的工件坐标系也让刀具走到0点，比较两种坐标系刀具的不同位置。设定毛坯：200×200×70刀具直径：25Z=-440.775-0.5=-440.770X1=-536.960X2=-762.964Y1=-180.296Y2=-406.251/2(X1+X2)=-649.9621/2(Y1+Y2)=-293.273输入验证代码：MDI方式M03S500G54G00X0Z5.0学生操作练习（45分钟）五思考反馈（30分钟）工件坐标系G54里输入的值的意义是什么？实验项目四数控铣床加工编程与仿真一实验目的掌握立铣刀刀具半径补偿方法。掌握轮廓铣削时刀具的下刀、切入与切出方式。掌握手工编程的指令及编程方法，并能够对给出零件图形进行编程。掌握CNC系统的运行过程，加工出零件图形中指定的零件。二实验设备虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0FANUC0I-Mate-MC数控系统虚拟大连机床厂数控铣床面板三实验原理启动虚拟数控加工仿真系统VNUC4.0，可以选择与本单位数控设备参数及外形一致的虚拟数控设备，通过操作虚拟数控设备，熟练掌握数控机床刀具的半径补偿方法，掌握数控轮廓铣削时刀具的下刀、切入、走刀、切出方式，虚拟数控系统运行过程，能仿真验证零件的加工程序。四实验过程1.实验原理讲解（28分钟）刀具半径补偿，是数控系统提供给操作者的一种简化编程功能。其原理是：编程时按工件轮廓编制程序，实际加工时，通过给数控系统输入刀具半径，数控系统会自动偏移轮廓一个刀具半径进行加工。（板书）讲解被加工零件刀具的走刀轨迹。2.学生编程过程（20分钟）零件图如图1所示，根据零件图选择毛坯、制定工艺路线、计算基点坐标，编写加工程序。图1被加工零件尺寸图（2）工艺分析零件毛坯是120×120×60的长方体，根据图1零件图纸的尺寸要求，确定零件的加工工艺，确定加工刀具和切削用量。不考虑凸轮轮廓加工完成后在外侧留下的余量。（3）数学计算确定程序原点，建立工件坐标系（以工件上表面的对称中心作为编程坐标系的原点），计算各节点绝对位置坐标值。起始点坐标取（-50，80），切入线起点坐标取（-50，50），以凸轮与Y轴正向交点（0，50）为切入线终点沿顺时针方向加工；沿顺时针方向的基点坐标依次为（0，50）、（18.856，36.667）、（28.284，10.236）、（28.284，-10.236）、（18.856，-36.667）、（0，-50）；切出线终点坐标取（50，50），终止点坐标取（50，80）。（4）编写加工程序参考程序如下：（FANUC0iM系统）%O1000N100G21G54N102G0GN106S800N108Z100.N109X-50Y