建大数控加工技术实验周

数控加工技术实验周

实 验 报 告

班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：赵志超 王全景

2012年6月

一、数控加工技术实验周的目的和意义

学习了一个学期的数控加工技术，只有应用到实际之中，创造出实际的价值才是最终目的。在本次数控加工技术实验周，我们将所学到的各学科的知识相互结合起来，综合运用，利用CAD/CAM技术、数控加工技术、机械制造技术基础等学科的知识，对要加工的零件进行工艺分析、实体造型、加工轨迹生成以及数控加工程序代码生成、模拟仿真加工等工作。数控加工技术实验周的目的是：弥补单科实验的单一性、不完整性或有些应学、应会、应实践而由于学时等的限制而无法在正常实验时间进行的内容。数控加工技术实验周实践内容主要结合对知识的掌握情况，查缺补漏，在学完了大多数专业课程之后，进行相关知识的再学习和再实践。同时也让我们能够有时间进行综合性的实践分析，为将来的从事数控加工或其他方面的工作提高了分析问题的能力。

二、实验仪器及设备

实践日期：2012年6月18日——2012年6月21日

实践地点：机电学院机床实验室（工程训练中心——桥下）

所用设备：XK5032数控铣床，机用平口钳，百分表和磁力表座，量棒，厚薄规，扳手，铜棒等。

三、加工工件工序图样

1.平面造型

图一 平面实体造型

结合平面造型零件图在CAXA制造工程师中进行实体造型。首先进行实体底端的造型，画出草图后利用拉伸增料进行造型。然后在实体底端的上表面绘制零件草图，在进行拉伸增

料。得到的实体造型如图一所示。 2.曲面造型

结合曲面造型零件图在CAXA制造工程师中进行实体造型。首先利用拉伸增料进行造型底端的建模。再在底端的上表面绘制零件草图，进行上端的实体拉伸增料。接下来进行孔和上端四周的拉伸除料。接着进行中心部分的拉伸除料，最后定义一个基准面，在该基准面内

绘制草图，进行实体拉伸生成曲面。得到的实体造型如图二所示。

图二 曲面实体造型

四、进行工艺分析

1.平面造型工艺分析

1.1 图纸分析

零件图如图三所示，该零件由一个120mm×120mm×15mm的长方体，以及另外上半部

分的一个100mm×100mm×5mm长方体倒去四个R10mm的圆角等组成。该零件的最大厚度为20mm。零件毛坯是一个长方体，在其他机床上已加工成120mm×120mm×20mm的长方体。

1.2 选择加工机床

利用FUNAC立式数控加工中心进行该零件的加工。

图三 平面造型零件图

1.3 加工工序的划分

由于零件毛坯已在其他机床上面进行过加工，其尺寸与零件的尺寸很相近，所以只需加

工120mm×120mm×20mm的长方体上方的部分，材料的切削量不大。加工时用两道工序，第一道工序是利用平面轮廓加工进行零件轮廓的铣削，第二道工序是钻削，第三道工序是平面区域加工。选用的刀具都是D6mm的端铣刀。

1.4 零件的装夹方式与夹具

加工的零件为长方体，而经过加工的长方体坯料，平行度、垂直度、尺寸精度都已得到

保证。可以选用长宽两方向相对面作为水平方向（XY方向）的基准（两边碰数分中）；选用底面作为高度方向(Z方向)的基准。这些基准面在数控加工过程中不再加工，作为加工基准可以保证基准的准确性和前后的统一性。所以选用平口钳进行装夹。 2. 曲面造型工艺分析

2.1 图纸分析

曲面造型的零件图如图四所示。

图四 曲面造型零件图

该零件由一个120mm×120mm×20mm的长方体，该零件的最大厚度为20mm。零件毛坯是一个长方体，在其他机床上已加工成130mm×130mm×30mm的长方体。

2.2 选择加工机床

选用FUNAC立式数控铣床加工中心进行加工零件。 2.3加工工序的划分

对该零件的加工时，用三道加工工序进行加工。第一道工序是采用平面轮廓加工对上部

分的四周进行加工，第二道工序是对四周的两个凹槽以及三个孔利用平面区域加工方法进行加工，第三道工序是利用曲面区域加工方法对中心的曲面凹槽进行加工。

2.4 零件的装夹方式与夹具

要加工的零件为长方体，而经过加工的长方体坯料，平行度、垂直度、尺寸精度都已得

到保证。可以选用长宽两方向相对面作为水平方向（XY方向）的基准（两边碰数分中）；选用底面作为高度方向(Z方向)的基准。这些基准面在数控加工过程中不再加工，作为加工基准可以保证基准的准确性和前后的统一性。所以仍然和平面造型一样选用平口钳进行装夹。

2.5 刀具与切削用量

平面轮廓加工和平面区域加工时都采用D6mm的端铣刀，在进行曲面区域加工时使用

D6mm，r3mm的球头铣刀。

五、数控编程

1. 平面造型的数控编程

首先进行必要的后置设置，然后选取加工用的刀具，如图五所示，选用D6mm的端铣刀。

然后进行等高粗加工的参数设置，如图六和图七所示。

图五 刀具选取

图六 粗加工参数

图七 粗加工参数

进行粗加工的加工造型如图八所示。然后进行等高粗加工的加工轨迹生成。

图八 等高粗加工造型

将等高粗加工生成的轨迹进行隐藏，然后进行等高精加工。等高精加工的参数设置如图九所示。

图九 等高精加工参数

精加工参数设置完成后进行轨迹的生成。然后将粗加工的轨迹进行显示。最后生成等高粗加工和等高精加工的程序的NC代码。至此，平面造型的数控编程就完成了。生成轨迹后的平面试题的轨迹图形如图十所示。

图十 平面造型加工轨迹

2. 曲面造型加工的数控编程

进行后置设置后，为平面轮廓加工和平面区域加工选取刀具，选用D6mm和D4mm的端

铣刀。平面轮廓加工的参数设置如图十一所示。设置好参数后分别按照提示进行操作来生成平面轮廓加工和平面区域加工的轨迹。

图十一 平面轮廓加工参数

曲面区域加工选用D6mm，r5mm的球铣刀、D8的钻头。刀的形状如图十二所示。设置好其余参数后，进行曲面区域加工轨迹的生成。

图十二 曲面区域加工参数

所有轨迹都生成好之后，进行数控加工程序NC代码的生成。生成轨迹后的曲面实体的加工轨迹如图十三所示。

图十三 曲面造型轨迹

六、仿真加工的工作过程

1.首先根据加工要求选择相应的加工机床。在本实验周的仿真加工过程中，选用的是FANUC 0Ⅰ控制系统的立式加工中心。

2.按下控制面板上的启动按钮，检查紧急停止按钮是否松开，如果没有松开则将其松开。 3.将机床的X、Y、Z轴分别回零。

4.根据加工的零件类型及工艺要求，定义合适的毛坯。

5.根据工艺要求中的零件的装夹要求，选用合适的夹具对零件毛坯进行装夹。 6.将装夹好的零件安放在机床的工作台的合适位置。

7.按照工艺要求选取加工时需要使用的刀具，将其放在加工中心的刀库中。

8.数控程序的导入。点击操作面板上的编辑键 ，编辑状态指示灯变亮

，此时已

进入编辑状态。点击MDI键盘上的

在出现的下级子菜单中按软键

，CRT界面转入编辑页面。再按菜单软键 [操作]，

，按菜单软键[READ]，转入如图十四所示界面，点击MDI

键盘上的数字/字母键，输入“Ox”(x为任意不超过四位的数字)，按软键[EXEC]；点击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的对话框（如图十五）中选择所需的NC程序，按“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT界面上。

图十四 图十五

9.对刀。

刚性靠棒X，Y轴对刀,刚性靠棒采用检查塞尺松紧的方式对刀，具体过程如下(采用将零件放置在基准工具的左侧的方式)。点击菜单“机床/基准工具…”，弹出的基准工具对话框中，左边的是刚性靠棒基准工具，右边的是寻边器。

X轴方向对刀

点击操作面板中的“手动”按钮，手动状态灯亮，进入“手动”方式。点击MDI键盘上的

,使CRT界面上显示坐标值；借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动

态平移等工具，适当点击

，，，，，按钮，将机床移动到如下图所示的大致位置。

移动到大致位置后，可以采用手轮调节方式移动机床，点击菜单“塞尺检查/1mm”，基准工具和零件之间被插入塞尺。在机床下方显示局部放大图。

（紧贴零件的红色物件为塞尺） 点击操作面板上的“手动脉冲”按钮移动机床，点击显示手轮

，使手动脉冲指示灯变亮

，采用手动脉冲方式精确

，将手轮对应轴旋钮置于X档，调节手轮进给速度旋

钮，在手轮上点击鼠标左键或右键精确移动靠棒。使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适”。

记下塞尺检查结果为“合适”时CRT界面中的X坐标值，此为基准工具中心的X坐标，记为X1；将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为X2；将塞尺厚度记为X3；将基准工件直径记为X4。则工件上表面中心的X的坐标为基准工具中心的X的坐标减去零件长度的一半减去塞尺厚度减去 基准工具半径，记为X。Y方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的Y坐标，记为Y。完成X，Y方向对刀后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”将塞尺收回，点击

“手动”按钮

，手动灯亮

，机床转入手动操作状态，点击

按钮，将Z轴提起，再点

击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具。

塞尺法Z轴对刀

铣床Z轴对刀时采用实际加工时所要使用的刀具。点击菜单“机床/

选择刀具”或点击工具条上的小图标状态灯亮

，选择所需刀具。装好刀具后，点击操作面板中的“手动”按钮

，

，

，

，

，

，手动

按钮，

，系统进入“手动”方式。利用操作面板上的

将机床移到如图18-3-3-1的大致位置。类似在X，Y方向对刀的方法进行塞尺检查，得到“塞尺检查：合适”时Z的坐标值，记为Z1。则坐标值为Z1减去塞尺厚度再减去零件毛坯厚度

后数值为Z坐标原点，此时工件坐标系在工件下表面。 10.工件坐标系的设定

在MDI键盘上点击用方位键

键，按菜单软键[坐标系

]，进入坐标系参数设定界面

选择所需的坐标系和坐标轴。利用MDI键盘输入通过对刀所得到的工件

坐标原点在机床坐标系中的坐标值。首先将光标移到G54坐标系

X的位置，在MDI键盘上输入数值，按菜单软键[输入]或按域中的字符。点击

，参数输入到指定区域。按

键可逐个字符删除输入

，将光标分别移到Y、Z的位置，输入相应的坐标值。

完成以上操作后就可以进行模拟铣削加工。

七、实验周的心得和体会

一个周的数控加工实验收获颇多。由于加工设备的有限，所以我们的实际的机床操作改成了利用仿真软件进行仿真加工。进行数控加工程序的编制，在本学期我们借助了CAXA制造工程师进行实体造型，在进行加工轨迹的生成时存在不少的问题。我们小组的同学之间通过讨论解决了一些问题，但是问题还是没有得到完全的解决。

通过这次的数控加工实验，我也认识到实践能力不是参观出来的，也不是理论知识能提高的，实践能力的提高需要亲身实践，多动手，勤练习。更为重要的是要在动手中发现问题，解决问题，理论联系实际，只有这样，才能迅速提高我们的实践能力。此外，小组实验对我们学习如何在团队合作中发挥自己的作用以及如何协调小组其他成员工作都有大有好处

《数控加工技术实验周》任务书

姓名： 班级： 学号：

根据给定加工工件（或自行确定工件）要求完成下列工作： 1、数控加工的工艺准备

数控加工前对数控设备进行调试，检查有无故障，参数有无变动，并做相应调整。检查润滑油供应是否正常。针对欲加工对象进行工艺准备，包括：刀具、夹具、量具、检具及毛坯等。

2、加工对象的加工造型

针对欲加工对象进行必要的加工造型，其造型也要考虑现有的工艺条件，实现加工的可能性，造型手法力求简单实用，避免华而不实。

3、刀具轨迹生成及NC代码生成

选择适宜的加工方法生成刀具轨迹，加工参数应选择合理，针对加工部位的结构特点，尽量采用经济合理的方法生成刀具轨迹。合理设置后置处理，使NC代码得以优化。

4、NC代码传输及加工过程实践

选择一款可靠的串口传输程序，协调机床端和计算机端的传输参数配置，将NC代码传输给机床的数控系统。如果NC程序小于系统内存容量，则可以在加工前将NC代码先传入，若NC程序大于系统内存容量，采用DNC功能进行实时传输实时加工。

5、安装找正夹具，安装找正工件

选择适合的夹具，将其安装在机床工作台面上并找正。然后将毛坯安装在夹具中，并找正，以确立工件坐标系。

6、实施加工（加工仿真）

运行程序进行加工，加工过程中不断观察加工状况，对进给速度和主轴倍率进行适当的调整，以保证加工的顺利进行。若加工条件不具备，可采用计算机模拟加工仿真。

报告要求：

1、画出加工工件工序图样； 2、进行工艺分析 3、将工作过程进行叙述； 4、心得。

实验日期： 2012年6月18日——2012年6月21日 指导教师： 赵志超 王全景

数控加工技术实验周指导书

一、数控加工技术实验周的目的和意义

数控加工技术实验周设立的目的是为了弥补单科实验的单一型、不完整性或有些应学、应会、应实践而由于学时等的限制而无法在正常实验时间进行的内容。数控加工技术实验周实践内容主要根据《数控加工技术实验周》教学基本要求，结合学生对知识的掌握情况，查缺补漏，使学生在学完了大多数专业课程之后，进行相关知识的再学习和再实践。 二、数控加工技术实验周的实践内容

1、与数控加工相关的技能实践

为深入理解数控加工精度的获得，对数控加工前工件的装夹定位过程进行模拟训练。

夹具的找正定位：要求学生熟悉采用百分表对夹具进行找正的过程，体验铜棒敲击“力度”以及螺纹压紧对找正精度的影响。

对刀确立工件坐标系：要求学生熟悉采用量棒加塞尺对工件进行对刀的过程，体验塞尺“松紧度”、机床“爬行”以及操作“耐心”等因素对对刀精度的影响；同时深入理解G92、G54的适用范畴。

2、数控加工的工艺准备

数控加工前应对数控设备进行调试，检查有无故障，参数有无变动，并做相应调整。检查润滑油供应是否正常。针对欲加工对象进行工艺准备，包括：刀具、夹具、量具、检具及毛坯等。

3、工件工艺分析

要求学生针对给定工件进行充分的工艺分析：

首先理解工件的使用功能，分析哪些表面是“重要表面”需要重点对待； 分析哪些表面需要数控加工（结合批量、加工条件等）； 理出工艺路线，确定工艺基准以及基准的传递；

对重要工序进行详细设计（工步设计、刀具选择、切削用量选定等）。 4、加工对象的加工造型

针对欲加工对象进行必要的加工造型，其造型也要考虑现有的工艺条件，实现加工的可能性，造型手法力求简单实用，避免华而不实。

5、刀具轨迹生成及NC代码生成

选择适宜的加工方法生成刀具轨迹，加工参数应选择合理，针对加工部位的结构特点，尽量采用经济合理的方法生成刀具轨迹。合理设置后置处理，使NC代码得以优化。

6、NC代码传输及加工过程实践

选择一款可靠的串口传输程序，协调机床端和计算机端的传输参数配置，将NC代码传输给机床的数控系统。如果NC程序小于系统内存容量，则可以在加工前将NC代码先传入，若NC程序大于系统内存

容量，有两种方法解决：一是用CAXA制造工程师生成NC代码时将其分成若干小程序，分段加工，这种方法用于程序不太长，加工表面质量要求不是太高并且加工时机床旁不宜放置计算机的情况；另一种方法是采用DNC功能进行实时传输实时加工。

7、安装找正夹具，安装找正工件

选择适合的夹具，将其安装在机床工作台面上并找正。然后将毛坯安装在夹具中，并找正，以确立工件坐标系。

8、实施加工（加工仿真）

运行程序进行加工，加工过程中不断观察加工状况，对进给速度和主轴倍率进行适当的调整，以保证加工的顺利进行。若加工条件不具备，可采用计算机模拟加工仿真。 三、时间安排（仅供参考）

1、找正练习 2、工件造型

约一天 约一天 约一天 约一天 约一天

3、工艺分析、数控编程 4、实际加工 5、整理报告

其中各项工作可以交叉穿插进行。 四、实践报告内容形式（推荐）

1、实验周目的及意义（不可直接抄写指导书内容） 2、实践日期：

实践地点：机电学院机床实验室（工程训练中心——桥下）

所用设备：XK5032数控铣床，机用平口钳，百分表和磁力表座，量棒，厚薄规，扳手，铜棒等。 3、画出加工工件工序图样； 4、进行工艺分析 5、数控编程

6、将工作过程进行叙述； 7、心得。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/re91.html