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数控技术专业《综合实训》报告专业数控学号077004208姓名张任洋直属／分校大连广播电视大学指导老师大连广播电视大学2009年4月23日中央广播电视大学开放教育试点和人才模式改革专科综合实训报告1数控技术专业《综合实训》报告张任洋第一部分：数控机床应用调查一、ETC50数控机床外形图片如图1-1图1-11-1二、ETC50数控机床概况1、先进的机械设计采用先进的CAD/CAPP计算机辅助设计/计算机辅助工艺系统完成最优的结构设计。2、机床刚性优良机床采用树脂砂造型的高强度铸铁、45°整体倾斜床身底座结构、床身导轨为整体镶钢贴塑导轨，以及宽矩形导轨等结构，确保了机床高刚性及流畅的排屑性能，在机床重型强力或间歇切削时，具有优异的机床刚性。大功率强力型交流数字式的主轴伺服电机、强劲的主轴扭矩、大直径主轴通孔，使得有大的主轴刚性，以及大功率的动力刀塔主轴伺服电机，以满足切削的需要。2大直径滚珠丝杠与交流数字式伺服电机直联，并采用NSK丝杠专用轴承，以保证足够的传动刚性。3、结构先进合理床身导轨均为一次性经精密磨削而成，对应的导轨表面贴采用聚四氟乙烯带，实现了配合导轨副的完美结合，床鞍抗磨损能力强、移动速度快、重复定位精度高，由于床头、尾座、床鞍在同一平面内，因此具有极好的机床几何精度和优异的精度保持性，并保证了定位精度不受周围环境的影响和设备的长寿命；X向采用直线导轨，以实现其快速的进给。采用进口主轴组件，高精密通孔式主轴结构、抗振性设计、以及大功率广域型交流主轴电机，并配有可编程的主轴制动器和阻尼器，增强了机床运转的稳定性，实现主轴的高精度、高转速，低的传动噪声，保证了加工的高精度。配备意大利BARUFFALDI公司的12工位的动力刀塔，可连续分度，就近换刀，转位精度高，换刀速度快，用于车削加工、铣削加工、钻孔攻丝。采用进口尾座组件，精度高、刚性强，并采用了可编程控制尾座的移动。珠丝杠与螺母进行了预紧，安装时进行了预拉伸，提高了传动刚性，克服了丝杠热膨胀引起的位置偏差，确保机床的高精度，各进给方向配置快速响应的数字式AC伺服电机，移动速度快。采用独特的轴向限矩离合器，可防止在刀架与工件或卡盘发生碰撞时提供保护，而且离合器可在极短的时间内重新定位。4、机床操作宜人性良好采用全封闭防护罩（由专业板金制造厂制作）。符合安全规范及人性化的人机界面，操作简单。配置了切屑自动输送装置，使切屑清除及运送十分方便，并配有油水分离器，以防止冷却液的污染。5、机床配置国外著名品牌的控制系统，性能优越、运行可靠采用FANUCOi-TC控制系统，功能齐全、性能可靠、操作方便，稳定可靠，已被国内外用户广泛采用，也可根据用户的需要配置其它数控系统。三、主要技术参数床身最大回转直径:Φ545mm最大车削直径:Φ365mm床鞍上最大加工直径:Φ365mm最大车削长度:750mm最大棒料直径:Φ64mm主轴头（ISO）:A2-8主轴内孔锥度:公制1:20大端为Ф85主轴卡盘直径:10inch主轴转速范围:22-3200（无级）r/min主轴电机功率:15∕18.5（αiP30电机）Kw主轴最大输出扭矩:448/552（i=1:1.8计算转速319）NmC轴转速:22-300r/minX轴/Z轴向移动行程:275/750mm3X轴/Z轴向快速移动速度:25/20m/minX轴/Z轴伺服电机扭矩:12/20Nm尾座套筒直径:Φ90mm尾座套筒锥孔形式:MT5尾座套筒行程:90mm尾座套筒推力:500—8500N刀盘工位数:12个刀座标准:VD140车外圆刀柄尺寸:25*25mm刀盘动力头电机功率/最大转矩:7.5Kw/48Nm刀盘动力头转速:30-5000r/min刀塔分度时间（单步）:0.34s定位精度:X：0.015mm；Z：0.018mm重复定位精度:X：0.010mm；Z：0.012mm最大承重盘类件:120Kg最大承重轴类件:240Kg加工精度:IT5-IT6加工工件表面粗糙度:Ra1.6-Ra0.8冷却泵电机功率:0.37Kw液压油泵电机功率:2.2Kw机床电源容量:36KAV主配控制系统:FANUC0i-TC机床重量:6500Kg外形尺寸（长*宽*高）:4450*2000*2000mm第二部分：数控加工工艺分析一、平面钻孔零件加工工艺分析分析图2-1所示零件的数控铣削加工工艺，完成下列内容：①零件图工艺分析；②确定装夹方案；③确定加工顺序及走刀路线；④刀具选择；⑤切削用量选择；⑥拟定工艺卡片42-1（1）零件图工艺分析该平面主要由平面、外轮廓以及孔隙组成。其中16的表面粗糙度要求较高，为aR1.6；同时它对A面有垂直度要求，左右两个侧面和内槽边缘对A面都有垂直度要求。该零件为铸铁，切削加工性能好。根据上述分析，16和6两个孔分为精、粗加工，以保证表面粗糙度要求。同时应以底面A定位，提高装卡刚度以满足16内孔表面的垂直度要求。（2）选择加工方法上、下表面及台阶面的粗糙度为aR3.2，可选择“粗铣-——精铣”方案。孔加工方法的选择孔加工前，为方便钻头引正，先用中心钻加工中心孔，然后在钻孔。内孔表面的加工方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于精度较高、粗糙度值较小的表面，一般不能一次加工到规定的尺寸，而要划分加工阶段逐渐进行。该零件孔系加工方案的选择如下。a6,表面粗糙度值为aR3.2，选择“钻——粗绞——精绞”方案。b16,表面粗糙度值为aR1.6，选择“钻——粗镗——半精镗——精镗”方案。（3）确定装夹方案该零件毛坯的外形比较规则，因此在加工上下表面、台阶面及孔系时，选用平口虎钳夹紧；在铣削外轮廓时，采用一面两孔的定位方式，即以地面A,孔16和6孔定位。5（4）确定加工顺序及走刀路线按照基面先行，先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序。内轮廓加工采用顺铣方式，刀具沿切线方向切入切出。（5）刀具的选择零件上、下表面采用端铣刀加工，根据侧吃刀量选择端铣刀直径，使铣刀工作时有合理的切入、切出角；且铣刀直径应尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减少相邻两次进给之间的接刀痕迹。台阶面及其轮廓采用立铣刀加工，铣刀半径R受轮廓最小曲率半径的限制，取R=3mm.孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。该零件加工所选刀具见下表产品名称或代号零件名称零件图号2-1序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面备注1T0163硬质合金端面铣刀1铣削上下表面2T02硬质合金立铣刀1铣削台阶面及其轮廓3T033中心钻1钻中心孔4T0414钻头1钻16的孔5T05内孔镗刀1粗镗、半精镗和精镗6T066绞刀1绞6的孔7T0790度倒角铣刀116、6孔倒角1.5*45°8T083高速刚立铣刀1粗加工槽内外轮廓9T093硬质合金立铣刀1精加工槽内外轮廓编制审核批准年月日共页第页6）切削用量选择该零件材料切削性能较好，铣削平面、台界面及轮廓时，留0.5mm精加工余量；孔加工精趟余量留0.2mm，精绞余量留0.1mm.6选择主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定切削速度与每齿进给量，然后按式（1——2）、（1——4）计算主轴转速与进给速度（计算过程从略）。7）拟定数控铣削加工工序卡片为更好地指导编程和加工操作，把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入下表所示的工序卡片中。单位名称×××产品名称或代号零件名称零件图号2-1×××××××××工序号程序编号夹具名称使用设备车间××××××平口虎钳和一面两销自制夹具XK5025数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速进给速度被吃刀量备注1粗铣定位基准面AT016390202自动2精铣定位基准面AT016390130.5自动3粗铣上表面T016390202自动4精铣上表面T016390130.5自动5粗铣台阶面及其轮廓T023300184自动6精铣台阶面及其轮廓T02330090.5自动7钻所有孔的中心孔T0331000自动8钻16底孔至14T041410020自动9粗趟16到15T05500801.5自动10半精趟16T05700700.8自动7二、轴类零件加工工艺分析1.锉刀手柄零件图如附图2-2所示。2-22.工艺方案拟定过程(1)首先要熟读图样，分折零件图可知手柄轮廓是由一个圆锥台、一个柱面和三个圆弧连接曲面组成。确定工件坐标原点并汁算出每个折点的坐标以及曲线连接点的坐标，见零件图上所注。(2)选择刀具，主要是考虑刀具结构和尺寸能否与工件已加工部位发生干涉，在切削中切削点一但偏离刀尖，就有可能发生过切。对尺寸较小的曲线轮廓可考虑使用成形刀具。手柄是由三段圆弧连接的非单一曲线轮廓，用外圆车刀车削应考虑车刀主偏角和副偏角的选择，主偏角的大小决定工件的形状，而副偏角的选择要考虑是否与已加工表面轮廓发生干涉。经计算副偏角应大于13.4º，故选用主偏角为90º、副偏角为15º的外圆右偏刀和切断刀两种刀具。到15.511精趟16孔T05800600.2自动122-M16底孔倒角T0690°倒角铣刀30040自动13绞6孔T07600250.1自动14一面两孔定位粗铣外轮廓T08600402自动15精铣外轮廓T08250.5自动编制×××审核×××批准×××年×月×日共×页第×页8(3)按选择的刀具划分工序，以外圆右偏刀为主加工刀具，应尽可能加工出可以加工的所有部位，然后换切断刀车锥面和切断，并考虑切断刀的宽度。这样可以减少换刀次数，压缩李行程时间。(4)还应考虑按粗、精加工划分工序，若采用整个轮廓循环程序，编程虽然简单，但前几个循环中的空程太多，不利于发挥数控加工的高效率。故对右端R8mm球头先用车锥法粗车、再同中部R30mm凹弧处用循环程序粗车。粗加工切除大部分余量后，再将其表面精车一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。(5)合理选择切削用量，一般是在保证加工质量和刀具寿命的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高、加工成本最低。粗加工时，多选用低的切削速度，较大的背吃刀量和进给量；精加工时，选用高的切削速度，较小的进给量数控车床3.编程和实训中的考虑(1)依据工艺考虑进行编程，编程就是给出工步中的每一次走刀命令。首先确定工件的坐标原点(手柄右端中心点)，并计算出每个折折点的坐标以及曲线连接点的坐标，见零件图上所注。正确给出每一工步的起刀点，即加工某个部位时刀具的初始位置，见实例编程中的N00040、N00110、N00210、N00300等程序。起刀点的正确与否直接影响编程和被加工表面轮廓的形成。(2)按粗、精加工和所选刀具划分工序编程，粗加工程序N00040～N00200，去除大部分加工余量；精加工程序N00210～N00280，提高表面质量，由T01刀(外圆右偏刀，副偏角15º)完成；车锥面和切断程序N00300～N00340，由T02刀(切断刀，刀宽4mm)完成。考虑切断刀的实际工作刀尖，编程时应考虑刀宽的影响，见实例编程中的N00300、N00320等程序。(3)在编程中不能直接使用G00程序使刀具直达工件表面，刀具与工件表面在零接触下也不允许使用G00程序移动，而应采用G01程序，见实例编程中的N00140、N00220、N00270、N00310等程序。这样可有效避免刀具与工件接触可能产生的碰撞，避免造成刀具划伤工件表面或刀具磨损。(4)准确对刀，数控编程是以刀尖点为参考沿零件轮廓的运动轨迹。实训加工前首先通过正确对刀，使刀尖坐标与工件原点坐标重合。只有这样，才能保证刀具按编程运行后获得正确的零件轮廓。(5)输入编程模拟仿真，仿真看到的是模拟刀尖按编程刻划出的轮廓轨迹。而在切削过程中切削刃对工件是否造成干涉，在仿真中很难反应出来。仿真轨迹正确，最后加工出的工件轮廓不一定就完整，也就是说仿真可检验编程是否正确，而不能把加工过程中的过切干涉现象全部反映出来。第三部分：编制数控加工程序一、编制洗削零件数控加工程序9如图3-1所示，本工序的加工内容为：用Φ10麻花钻头钻1#~#6孔，设刀号为11