数控编程课程研究设计说明书模版.doc

技能训练报告书

题目： 数控编程加工技能训练
学院：机械工程学院
专业：机械设计制造及其自动化班级:学号:
学生姓名：
导师姓名：关耀奇、袁平
完成日期： 2012年12月15日
湖南工程学院
综合训练任务书

设计题目：数控编程加工技能训练
姓名院系 机械工程学院专业 机械设计制造及其自动化 班级班学号
指导老师 关耀奇、袁平 教研室主任关耀奇

一、训练目的
数控加工技能训练是是机械设计制造及其自动化专业教学计划中规定的实践教学环节，其目的是巩固和深化所学专业知识，掌握数控机床的基本操作、数控加工工艺设计、数控程序的编制、零件的数控加工等知识，较全面地获得数控加工的生产实际知识和综合应用能力。
二、训练任务
完成指定零件的数控编程与加工
训练内容：
1）确定毛坯类型，编制零件的加工工序卡，填写加工程序单；
2）根据已制订的加工工序卡，填写刀具调整单，动手调整、操作相应机床，完成零件的数控加工；
3）正确地选用检验方法及计量器具，对零件进行质量检测和分析；

图0-1 数控加工零件图

三、训练要求
1）完成指定零件的2D图，并正确标注好尺寸；
2）完成指定零件的3D造型；
3）对零件进行正确的工艺分析，按指定的格式填写数控加工工艺卡片；
4）刀具路径与指定数控系统的数控程序生成；
5）数控加工零件，并对零件进行质量检测和分析；
6）撰写综合训练说明书，应涵盖整个训练内容，字数不少于1.5千字；
目 录

课程设计任务书………………………………………………………1
第1章 数控加工……………………………………………………4
1.1 零件数控加工工艺分析………………………………………4
1.2填写加工程序单、零件加工工序卡、零件装夹示意图……5
1.2.1加工程序单……………………………………………5
1.2.2零件加工工序卡………………………………………8
1.2.3零件装夹示意…………………………………………8
13 数控加工过程综述………………………………………………9
1.31 机床坐标系、工件坐标系的建立………………………9
1.3.2刀具及切削用量的选择………………………………9
1.3.3各工步的加工操作要求………………………………9
1.4 检测加工零件、分析超差原因…………………………………9
心得体会…………………………………………………………10
参考文献……………………………………………………………11

第一章、数控加工
1.1 零件数控加工工艺分析
分析零件的形状尺寸，可以不整个零件分两部分来编程。首先用手动编程，编写程序车出一个立方体如下图2-1

图2-1
半凹球面用X6进行自动编程如下图2-2
零件外形规则，被加工部分的各尺寸要求不高。没有形位、表面粗糙度值等要求。工件复杂程度一般，包含了圆弧表面、空间立方体面加工。
选用机用平口钳装夹工件，校正平口钳固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块(垫块厚度与宽度适当)，利用木锤或铜棒敲击工件，使平行垫块不能移动，夹紧工件。采用试切法对刀，找正工件X、Y轴零点，零点位于工件表面中心位置，设置Z轴零点与机械原点重合，刀具长度补偿利用z轴定位器设定；有时也可不使用刀具长度补偿功能，而根据不同刀具没定多个工件坐标系零点进行编程加工。图中A表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。

图2-21.2、填写加工程序单、零件加工工序卡、零件装夹示意
1.2.1加工程序单
表1-1加工程序单
程序
说明
O0000
程序名
N10 G54 G90 G00 X0 Y0;
建立工件坐标系
N20 S1000 M03;
刀具运动到安全高度，启动主轴
N30 G00 X-50.0 Y50.0;

N40 G01 Z0 F100;
开始铣削
N50M98 P0153;
调用子程序0001进行第一层铣削
N60 G01 Z-3.0;
垂直进刀3mm
N70 M98 P0153
调用子程序0001进行第二层铣削
N80 G01 Z-6.0;
垂直进刀3mm
N90 M98 P0153;
调用子程序0001进行第三层铣削
N100G01 Z-9.0;
垂直进刀3mm
N110 M98 P0153;
调用子程序0001进行第四层铣削
N120 G01 Z-12.0;
垂直进刀3mm
N130 M98 P0153;
调用子程序0001进行第五层铣削
N140 G01 Z-15.0;
垂直进刀3mm
N150 M98 P0153;
调用子程序0001进行第六层铣削
N160 G01 Z-18.0;
垂直进刀3mm
N170 M98 P0153;
调用子程序0001进行第七层铣削
N180 G01 Z-21.0;
垂直进刀3mm
N190 M98 P0153;
调用子程序0001进行第八层铣削
N200 G01 Z-24.0;
垂直进刀3mm开始铣削
N210 M98 P0153;
调用子程序0001进行第九层铣削
N220 G01 Z-27.0;
垂直进刀3mm
N230 M98 P0153;
调用子程序0001进行第十层铣削
N240 G01 -30.0;
垂直进刀3mm
N250 M98 P0153;
调用子程序0001进行第十一层铣削
N260 G00 Z100.0;
抬刀至安全面高度
N270 M30;
程序结束，主轴停止转动

O0001
子程序
N10 G01 Y-50.0 F100;

N20 X50.0;

N30 Y50.0;

N40 X-46.0;

N50 Y-46.0;

N60 X46.0;

N70 Y46.0;

N80 X-42.0;

N90 Y-42.0;

N100 X42.0;

N110 Y42.0;

N120 X-38.0;

N130 Y-38.0;

N140 X38.0;

N150 Y38.0;

N160 X-34.0

N170 Y-34.0;

N180 X34.0;

N190 Y34.0;

N200 X-36.0;

N210 G00 X-50.0 Y50.0;

N220 M99;

O0009
程序名，此程序是把凹球面铣出来
N100 G21

N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90

N106 G0 G90 G54 X.939 Y0. A0. S2000 M3

N108 G43 H1 Z50.

N110 Z5.3

N112 G1 Z-.2 F500.

N114 G3 X-1.873 Y2.812 I-2812 J0.

N116 X-4.686 Y0. I0. J-2.812

N118 X1.877 Y-6.563 I6.563 J0.

N120 X8.439 Y0. I0. J6.563

N122 X-1.873 Y10.312 I-10.312 J0.

N124 X-12.186 Y0. I0. J-10.312

N126 X1.877 Y-14.063 I14.063 J0.

N128 X15.939 Y0. I0. J14.063

N130 X-1.873 Y17.812 I-17.812 J0.

N132 X-6.694 Y17147 I0. J-17.812

N134 X-18.316 Y1.825 I6.696 J-17.147

N136 G1 X-18.406 Y-.023

N138 G3 X-9.715 Y-15.63 I18.403 J.025

N140 X.003 Y-18.405 I9.718 J15.63

N142 X18.408 Y0. I0. J18.405

N144 X13.645 Y12.354 I-18.405 J0.

N146 X5.461 Y17.576 I-13.652 J-12.371

N148 X3.011 Y18.154 I-4.924 J-15.394

N150 X-.01 Y18.406 I-3.021 J-17.979

N152 X-5.089 Y17.684 I0. J-18.231

N154 X-6.694 Y17.147 I4.841 J-17.135

N156 G1 X-5.145 Y17.877

N158 G3 X-18.515 Y1.84 I5.129 J-17.868

N160 G1 X-18.606 Y-.018

N162 G3 X-9.82 Y-15.8 I18.603 J.02

N164 X.003 Y-18.605 I9.823 J15.8

……………………

N2314 G0 Z-13.94

N2316 Z5.56

N2318 X.937 Y-.004

N2320 Z5.067

N2322 Z-14.433

N2324 G1 Z-19.933

N2326 G3 X.78 Y.923 I-2.812 J0.

N2328 X0. Y1.208 I-.78 J-.924

N2330 X-1.209 Y-.001 I0. J-1.209

N2332 X-1.129 Y-.434 I1.209 J0.

N2334 X-.017 Y-1.212 I1.112 J.405

N2336 X.159 Y-1.199 I0. J1.183

N2338 X1.128 Y-.437 I-.128 J1.16

N2340 X1.209 Y-.001 I-1.128 J.436

N2342 X.78 Y.923 I-1.209 J0.

N2344 G1 X1.316 Y-.507

N2346 G3 X1.41 Y-.001 I-1.316 J.506

N2348 X0. Y1.409 I-1.41 J0.

N2350 X-1.41 Y-.001 I0. J-1.41

N2352 X-1.408 Y-.072 I1.41 J0

N2354 X-.012 Y-1.411 I1.396 J.058

N2356 X.185 Y-1.397 I0. J1.397

N2358 X1.316 Y-.507 I-.154 J1.358

N2360 G0 Z-14.933

N2362 Z50.

N2364 M5

N2366 G91 G28 Z0.

N2368 G28 X0. Y0. A0.

N2370 M30
主轴停止转动

1.2.2零件加工工艺卡
表1.2工件坐标系及工件装夹示意图
图 号

名 称

工 序 号

编 制

日 期

校对

日期

机床型号
加工中心

序号
刀具
类型
刀具
规格
工步内容
加工时间
注意
事项
操作者
1
端面铣刀

铣出上端面

C3
2
球铣刀
Φ10
铣凹球面和立方体

C3

1.3加工过程综述
1.3.1机床坐标系、工件坐标系的建立
机床坐标系是数控机床上固有的坐标系，用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的特殊位置以及运动范围等。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系。工件坐标系在机床坐标系位置可通过对刀确定。采用绝对刀偏法对刀，不需要用G92指令设定，既可减少操作误差，也可以提高加工效率。
1.3.2刀具及切削用量的选择
工步1：平端面，使用01号车刀（端面铣刀），切削用量：F=100mm/min，n=1000r/min。
工步2：铣出高58*58*30的立方体，使用球头铣刀，切削用量：F=100mm/min，n=1000r/min，=5mm。
工步3：铣凹球面，使用球铣刀，切削用量：F=100r/min，n=1000 r/min。
1.3.3各工步的加工操作要求
工步l：如要切端面时，限制最高转速，以免车至圆心时转速过高使工件飞出，另外应切过中心一些，注意选好切入点和切出点。为保证工件的表面质量，应使转速高些，进给量小些。
工步2：为提高加工效率，要选取合适的切削用量。
工步3：要保证工件表面质量，要将主轴转速适当调大，为保证曲面光滑，要选取合适的切削用量。
1.4 检测加工零件，分析超差原因
零件加工后，用游标卡尺检测个加工表面尺寸，结果如表2-4所示。所加工零件尺寸全部合格。
表1-3 零件检测记录表
图纸尺寸
检测用器具
检测尺寸
结论
备注
立方体长58mm
游标卡尺
58.05mm
合格

立方体宽58mm
游标卡尺
57.82mm
合格

立方体高30mm
游标卡尺
30.02mm
合格

凹球直径40mm
游标卡尺
39.80mm
合格

心得体会
通过两周的设计，让我们了解到很多有关于数控加工工艺的知识，如怎样选择毛坏、数控加工零件工艺分析、加工方法怎样选择、加工方案怎样确定、刀具的选择还有切削用量的确定，各方面知识都有所提高，特别是加工路线的确定。
数控加工工艺与编程是一门以机械加工基本理论为基础，并与数控加工紧密结合的专业技术课，我们应注意本课程与“机械制造基础” 、“数控机床” 、“公差与技术测量”等机械类专业课程关系密切，应在巩固复习好这些课程的基础上，学懂弄通基本理论、基本知识。数控加工工艺同生产实际密切相关，是长期生产实践的经验总结。因此，学习本课程必需注意同生产实际的结合，要注意通过金工实习、生产实践，理解和应用本课程的知识，提高工艺分析和工艺设计的能力。对同一个加工零件，可能会有几种不同的加工方案，必需针对具体问题进行具体分析，在不同的现场条件下，灵活运用有关知识，优选最佳方案。参考文献

1、宁立伟主编《机床数控技术》高等教育出版社，2010
2、薛山、薛芳主编《Mastercam X5基础教程》清华大学出版社，2011年