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数控加工与编程——实训报告专业：机械设计制造班级：学号：姓名：指导老师：一、目的和要求通过实训使学生了解数控机床的结构组成与工作原理，掌握数控车床的功能及其操作使用方法，熟悉数控车床对零件加工的基本过程和一些常见的数控加工工艺知识掌握常用功能代码的作用，掌握简单零件的手工编程方法，掌握工件装夹及对刀方法，加深有关刀具知识和加工工艺知识的理解，提高学生的实践操作加工能力。熟练完成典型零件的自动加工，实训过程中，通过接受有关安全文明生产知识，劳动纪律及安全生产教育，培养学生良好的职业素质，使学生适应当前工作岗位的能力需求。学生在学完本课程后应达到下列要求：1）了解数控车床的工作原理，主要组成结构及其作用。2）熟悉数控车床对零件加工一些常见的数控加工的工艺知识。3）掌握工件装夹和对刀方法。4）掌握简单零件加工程序的编制和输入方法。5）掌握数控车床的操作方法和安全技术，严格遵守安全操作规程。6）掌握数控机床对零件自动加工的基本过程。二、数控机床安全操作规程1）实训前的安全注意事项1)学生进入实训室实习必须经过安全文明生产和数控车床操作规程的学习。2）进入实训场地后应服从安排，不得擅自启动和操作数控机床。3）按规定穿戴好，劳动保护用品及防护镜，不许穿高跟鞋，拖鞋上岗，不允许带手套和围巾进行操作，也不允许扎领带。4)开机前要检查车床电气控制系统是否正常，润滑系统是否通畅通，油质是否良好，各操作手手柄是否正确，工件，夹具及刀具是否夹持牢固，检查冷却液是否充足，然后开慢车空转三到五分钟，检查各传动部件是否正常，确认无故障后，才可以正常使用。5)不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。6）上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书数控车床的开机关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。7)主轴启动，开始谦虚之前一定要关好防护门，程序正常运行中，严禁开启防护门。8)在每次电源接通后必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。9)程序输入完成后，必须经的任课老师同意方可按步骤操作，未经任何老师许可，擅自操作和违章操作成绩作零分处理，造成事故者，按相关规定处分，并赔偿相应损失。10)完成对刀后，要做模拟换刀试验，以防止正式操作时发生撞坏刀具，工件和设备等事故。11)在数控车削过程中要选择好操作者的观察位置，不允许随意离开实训岗位。发现机床运转不正常时，应立即停车，向任课老师报告，待查明原因，排除故障，严禁设备带病工作。12)操作数控系统面板及操作数控机床时严禁两人同时操作13）手动对刀时，应注意选择合适的竞技速度手动换刀时刀架具弓箭要有足够的转位距离，不至于发生碰撞。14）加工过程中，如出现异常危机情况，可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。15）机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑。2）工作过程中的安全注意事项1）禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子和毛刷来清理。2）禁止用手或其他任何方式接触正在旋转的主轴，工件或其他运动部位3）车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车。4）经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查。5）严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经有关责任人同意。6）工件伸出车床100毫米以外时，在伸出位置设置防护物。3）工作完成后的注意事项1）清除切屑，擦拭机身，使用机床与环境保持清洁状态。2）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。3）机床开机时，应遵循先回零、手动、点动、自动的原则，机床运行应遵守先低速，中速，再高速的原则，其中低速，中速运行时间不得少于二到三分钟，当确定无异常情况后，方可开始工作。4）严禁在卡盘上，顶尖间敲打，矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。5）操作者在工作时更换刀具，工件，调整工件或离开机床时必须停机。6）机床上的保险和安全防护装置，操作者不得任意拆卸和移动。7）机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所用程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。8)机床附件和量具，刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿9)实训完毕后应清扫机床，保持清洁，将尾座和托板移至床尾位置，并切断机床电源。10)机床在工作中，发生故障，或不正常现象时，应立即停机保护现场，同时立即报告现场负责人。11)操作者严禁修改机床参数，必要时必须通知设备管理员，请设备管理员修改12)正确的选用数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确牢固。13)了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确的输入系统，并模拟检查，试切，做好加工前的各项准备工作。14)加工过程中，如发现车床运转声音不正常或出现故障时，要立即停车检查，并报告知道导师，以免出现危险。三、数控车床和铣床结构组成及特点1）车床数控车床的机械结构形式与卧式车床类似，主要由床身、主轴箱、自动转位刀架、进给系统，尾座等部分组成，由于加入了计算机数控系统，动力源采用了伺服电动机和步进电动机，使得主运动和进给运动系统的机械结构与卧式车床又有所不同，刀架是通过指令实现自动换刀的，除此之外还有一些便于控制的辅助装置特点:高精度；高柔性；高效率；减轻工人的劳动强度,改善了劳动条件；有良好的经济效益；有利于生产的管理和现代化2)铣床数控铣床一般由机床本身，数控系统，进给伺服系统，冷却润滑系统等几大部分组成。机床本体是数控机床的主体，包括:床身、立柱等支承部件；主轴等运动部件；工作台、刀架以及进给运动执行部件、传动部件；1此外还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置特点：半封闭或全封闭式防护；主轴无级变速且变速范围宽；采用手动换刀，刀具夹紧方便；一般为三坐标联动；应用广泛四、数控车床实验内容及步骤1）数控车削仿真1.启动斯沃数控仿真软件在左边文件框内选择单机版，在右边的数控系统下拉列表中选择FANUC0iT，选择机器码加密，点击“运行”进入系统界面。2.机床复位此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮，确保此时机床处于回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床X向回到机床原点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回到机床原点。3.机床参数设置在机床复位后，需要根据情况调整机床参数。如下所示启动菜单命令，出现“机床参数”对话框，在“机床操作”页面下选择前置刀架，刀架位数选择“四方刀架”，在“编程”页面下确保“脉冲混合编程”选项未被选中。单击“确定”退出对话框.4.设置毛坯在机床主窗口已经装好了一个毛坯，需要重新设置。要求的毛坯为35号钢的Φ100×200的棒料毛坯。5.添加刀具从“刀具数据库”中选择（如果刀具库中没有，则自己建立一把编号为001的90°外圆车刀，刀具名称自己定。编号为001的外圆车刀，此时将显示刀具图形和刀片图形，点击“添加到刀盘”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀架上出现所选刀具：6.对刀操作工件坐标系要求置于工件右端面中心。对刀的原理如下：刀具刀位点和工件原点重合时，此时显示的机械坐标即为这把车刀的刀补值，此刀补值其实就是对于这把刀具而言的工件原点与机械零点的偏置值。实际上刀具的刀位点不可能一下子就准确的和工件原点重合，需要Z、X向分开来对刀，可以用试切法也可以用对刀仪对刀。因为我们在软件下仿真，因此可以省去繁琐的对刀过程，利用软件的“快速定位”功能可以直接将刀具的刀位点与工件原点重合。选择工件端面的中心点，点击“确定”。此时刀具的刀位点将和工件端面中心即7.手动输入加工程序现在我们车出Φ92×100的外圆柱面，利用编程面板的键盘手动输入程序。程序如下：O201；N10G40G21G18G80；N20T0101；N30G00X92Z10S500M03M08；N40G01Z-100F50；N50G00X120；N60G00Z100M05M09；N70M30；点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编辑按键，在编程面板上点击按键，点击“DIR”软键则显示已存在的程序名列表，输入“O201”然后点击，将建立新程序（删除已有的程序也在“DIR”软键下进行）。点击显示屏下面对应“程序”的软键，输入程序时，按照程序段为单位输入，遇到“；”时点击，再点击，即可输入一个程序段。在程序段输入过程中，如要临时修改，方法如下：点击，可以向左删除一个字符；插入程序字，将光标移至插入位置的左边，点击；删除程序字，将光标移至要删除的程序字上，点击；替换程序字，将光标移至要替换的程序字上，点击。8.自动运行程序下面将输入的程序自动运行。点击控制面板的自动按键，再点击控制面板的单步按键。这时显示屏上显示的就是刚输入的程序，点击控制面板上的循环启动按键，由于选择了单步运行，因此每按一次循环启动按键，则程序运行一个程序段。也可以不用单步运行，则程序将连续运行，但是软件将提示先关上舱门。程序运行结束后，毛坯如下所示：2）车削操作实例1、零件图（毛坯为30的棒料，材料为尼龙棒）2、刀具选用T010195度右偏刀（55度菱形刀片）可以车端面和外圆T020295度右偏刀（55度菱形刀片）可以车端面和外圆以及曲率半径稍大的成型轮廓T030360度右偏刀（60度螺纹刀片）可以车螺纹T040493度切断刀（93度切断刀片）可以切断和切槽3、加工工艺路线分析1）装夹与定位短轴类零件，三爪自定心卡盘夹持棒料外圆，棒料伸出卡盘约70.5mm。一次装夹完成粗精加工2）右端平端面，T02023）从右向左粗加工，留径向和轴向精加工余量均为0.2mm。T02024）精加工T02025）切退刀槽5mm，T04046）车螺纹，T03037）切断，T04044、夹具选择三爪卡盘5、量具游标卡尺0-150mm6、工艺参数粗精加工，S：800r/min，粗加工：120mm/min，精加工余量：0.2mmS：1000r/min，精加工：50mm/min螺纹加工：S：400r/min切断加工：S：800r/min，30mm/min//15mm/min采用恒线速度进给7、工件坐标系、对刀点、加工起始点和换刀点。工件坐标系：X0.Z0.，工件右端面和轴线交点。对刀点：X0.Z0.，工件右端面和轴线交点。加工起始点：X36.Z2.该点与毛坯余量有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。换刀点：工件坐标系下的X100.Z100.处。8、程序编制实训图片五、数控铣床实验内容及步骤1）数控铣削仿真1.启动数控铣床在斯沃仿真软件启动界面上选择FANUC0iM数控系统，点击“运行”进入系统界面。2.机床复位此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮，确保此时机床处于回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床X向回到机床原点；按Y方向复位按键，机床沿Y方向回到机床原点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。3.机床参数设置在机床复位后，需要根据情况调整机床参数。在“机床操作”页面下选择卧式刀架，在“编程”页面下确保“脉冲混合编程”选项未被选中。单击“确定”退出对话框.4.设置毛坯在机床主窗口已经装好了一个毛坯。机床默认用直接装夹方式装夹毛坯，把默认的毛坯修改为35号钢的200×200×50的毛坯。启动如下菜单命令，出现“设置毛坯”对话框，其中毛坯类型选择“长方体”类型。在此我们可以省略掉繁琐的对刀过程，可以直接预先设置工件原点并预先存入指定的寄存器。工件原点设在工件上表面中心，原点偏置值输入G54寄存器，点击“确定”退出对话框。点击编程面板的，选择“坐标系”软键，将可以看到G54寄存器下的原点偏置值。G54下的Z有数值，其值等于主轴上不装刀具时主轴端面与工件上表面重合时的Z向机械坐标，这样定义G54的Z值，则所有刀长度补偿值就是刀具本身的长度。5.添加刀具从“刀具数据库”中选择编号为007的端