數(shù)控加工綜合實(shí)踐1

1、數(shù)控加工綜合實(shí)踐周報(bào)告書班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：時(shí)間：理工大學(xué)汽車學(xué)院實(shí)踐教學(xué)及技能培訓(xùn)中心1 目的及要求通過一周的數(shù)控加工綜合實(shí)踐使學(xué)生了解數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)；掌握數(shù)控編程的容和步驟，數(shù)控程序編制中的工藝處理方法；熟練掌握數(shù)控加工仿真軟件（宇龍軟件）的使用；能根據(jù)給定的零件圖進(jìn)行正確地編程、操作數(shù)控車床及加工出合格的工件。2 容1 ）數(shù)控 928TC數(shù)控系統(tǒng)；2 ）對零件進(jìn)行工藝分析；3 ）使用宇龍數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的操作、 編程、工件加工練習(xí)；4 ）CJK6132 簡易數(shù)控車床的操作；5 ）軸類零件的編程及加工。3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 ）裝備數(shù)控 928TC 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床；2 ）宇

2、龍數(shù)控加工仿真軟件；3 ）計(jì)算機(jī)；4 ） 25mm 鋁棒、游標(biāo)卡尺等其它工具。4 928TC數(shù)控系統(tǒng)簡介GSK 928TC數(shù)控系統(tǒng)屬于經(jīng)濟(jì)型m級車床數(shù)控系統(tǒng)，采用大規(guī)模門陣列進(jìn)行硬件插補(bǔ)，真正實(shí)現(xiàn)高速m級控制。中文菜單及刀具軌跡圖形顯示，升降速時(shí)間可調(diào) ,可適配反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動器 ,混合式步進(jìn)驅(qū)動器或交流伺服驅(qū)動器。其操作面板如圖 1 所示，它由 CRT/MDI 操作面板及用戶操作面板兩大部分組成。圖 1 GSK 928TC 數(shù)控系統(tǒng)操作面板GSK 928TC數(shù)控系統(tǒng)有六種工作模式， 在任何情況下， 僅能選擇一種工作模式，被選擇的工作模式指示燈亮。：系統(tǒng)進(jìn)入程序編輯模式，在編輯工作模式中，可以通

3、過鍵盤新建、選擇和刪除零件程序， 可以對所選擇的零件程序的容進(jìn)行插入、修改和刪除等編輯操作；：系統(tǒng)進(jìn)入手動工作模式， 在手動工作模式下， 通過鍵盤來完成機(jī)床拖板的移動，主軸及冷卻液的啟停，手動換刀，X， Z 軸回程序參考點(diǎn)和回機(jī)械零點(diǎn)等功能；：系統(tǒng)進(jìn)入程序自動運(yùn)行模式，在自動工作模式中， 系統(tǒng)按照選定的零件程序逐段執(zhí)行，加工出合格的工件；：系統(tǒng)進(jìn)入?yún)?shù)編輯模式， 系統(tǒng)進(jìn)入?yún)?shù)編輯模式， 在機(jī)床安裝調(diào)試時(shí)可以對系統(tǒng)某些參數(shù)進(jìn)行修改；：系統(tǒng)進(jìn)入刀補(bǔ)參數(shù)編輯模式，在刀偏設(shè)置工作模式中， 可通過手動對刀操作，將各刀具的刀偏數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，保證系統(tǒng)刀補(bǔ)；：系統(tǒng)進(jìn)入診斷工作模式，在診斷工作模式下，可顯示輸入

4、/ 輸出接口中外部信號的狀態(tài)及主軸轉(zhuǎn)速等。5 數(shù)控機(jī)床簡介數(shù)控車床是目前使用較為廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。它主要用于軸類零件或盤類零件的外圓柱面、 任意錐角的外圓錐面、 復(fù)雜回轉(zhuǎn)外曲面和圓柱、 圓錐螺紋等切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及錐孔等。本次數(shù)控加工實(shí)踐周所用的數(shù)控機(jī)床為CJK6132車床，外形如圖2 所示，它采用臥式車床布局，具體參數(shù)如下表 1 所示。圖2CJK6132型簡式數(shù)控車床表 1CJK6132數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)最大工件回轉(zhuǎn)直徑320mm最大車削直徑170mm最大車削長度750mm床面中心高160mm縱溜板移動距離750mm主軸孔直徑30mm主軸孔錐度主軸端到外錐

5、體的錐度莫氏1 ： 45 號錐度主軸轉(zhuǎn)速1801450r/min主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)8 級橫向快速移動速度2000mm/min縱向快速移動速度4000mm/min刀架進(jìn)給速度圍橫向：6mm2000mm/min；縱向： 12mm4000mm/min回轉(zhuǎn)刀架刀具容量4 把裝刀架支承面到頂尖中心線的高度20mm橫溜板最大移動距離170mm尾座導(dǎo)筒最大移動距離95mm尾座導(dǎo)筒孔錐度莫氏 4 號錐度尾座橫向移動距離（以主軸中心為準(zhǔn)）±10mm主電機(jī)功率3/4.5KVA步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩10N ·m外型尺寸（長×寬×高）2160mm × 1070mm ×

6、 1560mm控制系統(tǒng)GSK928TC控制系統(tǒng)脈沖當(dāng)量0.001mm6 數(shù)控車床編程數(shù)控機(jī)床的自動加工過程，就是按照事先編寫好的零件程序自動運(yùn)行的過程。所謂編程，就是根據(jù)加工零件的圖紙和工藝要求，把它用數(shù)控語言描述出來，編制成零件的加工程序。GSK928TC常用指令代碼及其功能介紹下：如1 ）常用 G 功能準(zhǔn)備功能表 2常用 G 代碼功能及編程格式說明指令功能模態(tài)編程格式說明G00快速定位初態(tài)G00X(U)Z(W)F:56000mm/minG01直線插補(bǔ)*G01 X(U)Z(W)FF:53000mm/minG02順圓插補(bǔ)*G02 X(U)Z(W)RFF:53000mm/minG02X(U)Z(

7、W)IKFG03逆圓插補(bǔ)*G03 X(U)Z(W)RFG03X(U)Z(W)IKFG33螺紋切削*G33X(U)Z(W)P(E)IKG22局部循環(huán)開始G22LG80局部循環(huán)結(jié)束G80G50設(shè)置工件絕對坐標(biāo)系G50XZG26X,Z 軸回參考點(diǎn)G26按 G00方式快速移動G27X 軸回參考點(diǎn)G27按 G00方式快速移動G29Z 軸回參考點(diǎn)G29按 G00方式快速移動G04定時(shí)延時(shí)G04 DG93系統(tǒng)偏置G93 X(U) Z(W)G98每分進(jìn)給*G98 F16000mm/minG99每轉(zhuǎn)進(jìn)給G99 F0.0199.99mm/r2 ）循環(huán)指令在某些特殊的粗車加工中， 由于切削量大， 同一加工路線反復(fù)多

8、次切削，為簡化編程提高編程加工效率而設(shè)定了固定循環(huán)。每執(zhí)行一次固定循環(huán)， 刀具自動返回執(zhí)行前的坐標(biāo)位置。G71 ：外圓粗車循環(huán)，指令格式為G71 X （U ） I K F L該指令使刀具完成粗車到精車外圓的功能；G92 ：螺紋切削循環(huán)，指令格式為G92X(U)Z(W)P(E) LIKR該指令可使刀具對工件進(jìn)行螺紋的循環(huán)切削；3 ）M 功能輔助功能M 功能主要用來控制機(jī)床的某些動作的開關(guān)以及加工程序的運(yùn)行順序。表 3 GSK 928TC數(shù)控系統(tǒng)M 功能說明指令功能編程格式說明M00暫停等待啟動M00M02程序結(jié)束M02M20程序結(jié)束，返回第M20一段循環(huán)加工M30程序結(jié)束，關(guān)主M30軸，關(guān)冷卻液

9、M03主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動M03M04主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動M04M05關(guān)主軸M05M08開冷卻液M08M09關(guān)冷卻液M09M97子程序轉(zhuǎn)移M97 P由 P 指定轉(zhuǎn)移入口程序段號M98子程序調(diào)用M98 P由 P 指定轉(zhuǎn)移入口程序段號M99子程序返回M99由 L 指定調(diào)用次數(shù)4 ）S 功能主軸功能S1-S4分別指四種主軸轉(zhuǎn)速，如：S4指令使主軸轉(zhuǎn)速為高速檔1500r/min,低速檔 750r/min；5 ）T 功能刀具功能Tab ：完成換刀及刀具補(bǔ)償功能，a 表示需要的刀具號， b 為刀具補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)的編號；6 ）F 功能進(jìn)給速度功能決定刀具切削進(jìn)給速度的功能，即進(jìn)給速度功能。7 加工編程實(shí)例1 ）零件分析2

10、）工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系 X ，Z 軸及坐標(biāo)原點(diǎn)如圖所示；3 ）工藝分析（ 1）確定裝夾方案、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)、加工起點(diǎn)、換刀點(diǎn)此類螺紋軸類零件，可用三爪自定心卡盤夾緊定位。 為了加工路徑清晰，加工起點(diǎn)和換刀點(diǎn)可設(shè)置為同一點(diǎn)，放在 Z 向距工件前端面100mm ，X 向距軸心線 100mm的位置。（ 2）相關(guān)數(shù)據(jù)確定螺紋編制大徑 D=11.8mm，加工螺紋前，車削外圓至該尺寸；進(jìn)刀次數(shù) 為8 ， 進(jìn) 刀 量 分 別為0.3,0.5,0.4,0.6,0.2,0.1,0mm； 螺紋 編程 小 徑d=10.65mm；取退尾長度 K=1.5 。（ 3）制定加工方案及加工路線加工工藝流程為：車端面粗車外

11、圓精車外圓及圓弧車退刀槽車圓弧及螺紋切斷。根據(jù)加工工藝選用3 種車刀進(jìn)行加工：車外圓及端面選用90 °車刀，刀號為1 號，刀補(bǔ)為1 號；車螺紋選用螺紋車刀，刀號為2 號，刀補(bǔ)為2 號；切斷選用切斷刀，刀號為3 號，刀補(bǔ)為3 號。簡化的加工工序卡如下：主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度刀補(bǔ)刀具主軸轉(zhuǎn)速/加工容刀號號名稱檔位（r/min（mm/min）車外圓90 °車11S475080及端面車螺紋切槽及切斷2323刀螺紋車刀切斷刀S4S4750750404 ）程序編制根據(jù)所建立的工件坐標(biāo)系和加工流程，編制數(shù)控程序，具體如下表所示。程序號程序備注%41程序文件名N0000G00X100Z100快速

12、定位于工件坐標(biāo)系X100 ，Z100處N0010T11換 1 號刀，執(zhí)行 1號刀補(bǔ)N0020M03 S04開主軸、置 4 擋主軸轉(zhuǎn)速N0030G00X26Z0刀具靠近工件N0040G01X0F80切端木進(jìn)給速度為80mm/minN0050G00X24.5Z1刀具離開工件表面N0060G01Z-40F120粗車直徑 24.5mm。并保留切刀寬度N0070G00X26Z1刀具離開工件N0080X20.5定位到工件附近N0090G01Z-19粗車直徑 20.5. 保留切刀寬度N0100X24.5Z-29刀具離開工件N0110G00X25Z1定位到工件附近N0120X16.5進(jìn)一步切削到直徑16.5

13、。保留切削寬度N0130G01Z-19刀具離開工件N0140X24.5Z-29定位到工件附近N0150G00X26Z1切削直徑 12.5 。保留切削寬度N0160X12.5Z1刀具離開工件N0170G01Z-19定位到倒角開始位置N0180G00X14Z1F80切削倒角，進(jìn)給速度為80mm/minN0190X0Z2切削螺紋外徑N0200G02X14Z-15R7定位到直徑 16mm 位置N0210G00X14Z1精確切削直徑 16mmN0220X0切削順圓直徑 8N0230G01Z0切削直徑 24mmN0240G02X10Z-5R5 F80遠(yuǎn)離工件準(zhǔn)備換刀N0250G01X11.8換 3 號刀具

14、，并執(zhí)行3 號刀補(bǔ)N0260Z-19定位到工件附近，準(zhǔn)備切削螺紋退刀槽N0270X16切削退刀槽留取直徑8mmN0280X24Z-29退出退刀槽N0290Z-40遠(yuǎn)離工件準(zhǔn)備換刀具N0300G00X100Z100換取 2 號刀具，執(zhí)行2 號刀補(bǔ)N0310T33定位到工件附近，準(zhǔn)備切圓弧N0320X18Z-16切圓弧第一刀N0330G01X9F30離開工件N0340G00X100徑向退刀N0350Z100遠(yuǎn)離工件N0360T22換 3 號刀，執(zhí)行2 號刀補(bǔ)N0370X13Z-2靠近工件，準(zhǔn)備切螺紋N0380G92X11.5Z-11.5P1.5 切螺紋到直徑 11.5K1.5N0390X11切螺紋

15、到直徑 11N0400X10.6切螺紋到直徑 10.6N0410X10.2切螺紋到直徑 10.2N0420X10切螺紋到直徑 10N0430X9.8精切螺紋到直徑9.8N0440X9.7精切螺紋到直徑9.7N0450X9.7精切螺紋到直徑9.7N0460G00X100Z100遠(yuǎn)離工件準(zhǔn)備換刀N0470T33換 3 號刀具，執(zhí)行 3號刀補(bǔ)N0480G00X26Z-37定位到切斷位置N0490G01X0F40切斷工件N0500G00X100徑向退刀N0500z100遠(yuǎn)離工件N0510M05停主軸N0520M02程序結(jié)束5 ）加工準(zhǔn)備及加工使用數(shù)控機(jī)床加工的流程如下：（3 ）車床手動操作： 通過數(shù)控

16、車床面板的的手動操作，可以完成主軸旋轉(zhuǎn)、進(jìn)給運(yùn)動、刀架轉(zhuǎn)位、冷卻液開/ 關(guān)等動作，檢查基礎(chǔ)機(jī)床狀態(tài)，保證機(jī)床正常工作。（4 ）輸入工件加工程序：選擇編輯方式進(jìn)入加工程序編輯畫面，按照系統(tǒng)（ 1）開機(jī)：首先合上數(shù)控車床電氣柜總開關(guān)，機(jī)床正常送電；再接通操作面板點(diǎn)按鈕，給數(shù)控系統(tǒng)上電， 本數(shù)控車床的操作面板電按鈕與急停按鈕串聯(lián)， 故需檢查急停按鈕是否復(fù)位。如果機(jī)床啟動一切正常，則 crt 顯示屏顯示開機(jī)界面，若無按鍵操作系統(tǒng)將一直循環(huán)顯示， 直到按復(fù)位鍵以外的任何一鍵， 系統(tǒng)進(jìn)入上一次關(guān)電前所處的工作模式，如按住退出鍵 Esc 鍵開機(jī)或同時(shí)按下復(fù)位鍵及退出鍵，先放開復(fù)位鍵，稍后再放開退出鍵，則強(qiáng)制

17、系統(tǒng)進(jìn)入手動工作模式。（2 ）返回參考點(diǎn)操作：正常開機(jī)后，首先應(yīng)完成返回參考點(diǎn)操作。由于機(jī)床斷電后將失去對各坐標(biāo)軸位置的記憶， 因此，接通電源后， 必須讓各坐標(biāo)返回參考點(diǎn)。機(jī)床返回參考點(diǎn)后，要通過手動操作（JOG ）方式，分別按下“方向鍵”中 x 軸負(fù)方向和 z 軸負(fù)方向鍵，使刀具回到換刀位置附近。要求完成加工程序的輸入，并檢查輸入無誤。（5 ）刀具和工件裝夾：根據(jù)加工要求，合理選擇加工刀具。夾具安裝時(shí)，要注意刀具伸出刀架的長度。合理選擇工裝夾具， 完成工件的裝夾， 并用百分表等進(jìn)行找正。（6 ）程序校驗(yàn)：程序校驗(yàn)的方法常用有機(jī)床鎖緊和機(jī)床空運(yùn)行兩種。GSK928TC提供了機(jī)床空運(yùn)行此種校驗(yàn)方

18、法：自動工作模式中選擇空運(yùn)行方式，程序運(yùn)行時(shí)，機(jī)床坐標(biāo)軸不移動，S， M ，T 功能無輸出，從而達(dá)到檢驗(yàn)程序的目的。（7 ）工件加工：首件加工完成后，裝夾好工件。在自動工作模式下，選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給率和快速倍率，按循環(huán)啟動鍵，開始自動加工。首件試切時(shí)，應(yīng)選較低的快速倍率，并利用單步運(yùn)行功能，可以減少程序和對刀錯(cuò)誤引發(fā)的故障。（8 ）零件尺寸檢測：尺寸精度的檢驗(yàn)常用游標(biāo)卡尺、千分尺等。若測得尺寸在最大極限尺寸與最小極限尺寸之間，零件合格。若測得尺寸大于最大實(shí)體尺寸，零件不合格，需進(jìn)一步加工。若測得尺寸小于最小實(shí)體尺寸，零件報(bào)廢。8 體會總結(jié)經(jīng)過一周的數(shù)控實(shí)習(xí)，加深了對數(shù)控技術(shù)的理解，對數(shù)控編程有了深刻的認(rèn)識，對刀是數(shù)控加工精度的保證，程序是加工可行性的保證，編程時(shí)應(yīng)注意換刀應(yīng)盡量遠(yuǎn)離主軸上夾著地工件，加工余量大時(shí)，應(yīng)多次走刀，減小進(jìn)給量，手手動進(jìn)給時(shí)應(yīng)小心， 不要開著快速進(jìn)給時(shí)加工工件，離工件近時(shí)也不能用快速進(jìn)給以免打刀， 車外圓弧時(shí)用外圓車刀， 車圓弧時(shí)時(shí)用螺紋車刀， 車螺紋時(shí)多次走刀，處理好進(jìn)給量與轉(zhuǎn)速問題， 能熟悉的使用加工命令， 熟悉了數(shù)控車床操作界面，這一周數(shù)控實(shí)習(xí)收獲很多。 通過這次實(shí)習(xí)我們了解了現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的生產(chǎn)方式和工藝過程。熟悉工程材料主要成形方法和主要機(jī)械加工方法及其所用主要設(shè)備的工作原理和典型結(jié)構(gòu)、工夾量具的使用以及安全操作技術(shù)。了解機(jī)械制造工藝知識和新工