数控编程仿真实训设计说明书范本.docx

安徽机电职业技术学院数控工程系
数控编程仿真实训设计说明书

班级：汽车3081
姓名：刘玉峰
学号：11
指导教师：王秋红
实训地点：数控0302机房
实训时间：2010.5.31—6.4

数控编程仿真实训说明书

一、 实训项目一 铣床加工
1. AutoCAD测绘零件图

2.各节点坐标：

O
(0,0)
A
(-37.500,0)
B
(-33.316,11.538)
C
(-31.716,15.399)
D
(-15.399,31.716)
E
(-11.538,33.316)
F
(11.538,33.316)
G
(15.399,31.716)
H
(31.716,15.399)
I
(33.316,11.538)
J
(33.316,-11.538)
K
(31.716,-15.399)
L
(15.399,-31.716)
M
(11.538,-33.316)
N
(-11.538,-33.316)
P
(-15.399,-31.399)
Q
(-31.716,-15.399)
R
(-33.316,-11.538)

3.工艺分析
（1）. 毛坯：80×80×50方形毛坯。
（2）. 机床：数控铣床。
（3）. 夹具：工艺板。
（4）. 刀具：一号刀：φ10平底刀、长70mm。二号刀：φ20平底刀、长100mm。三号刀：φ8平底刀、长60mm。四号刀：φ8球头刀、长100mm。
（5）. 工艺：
工步一：铣削烟灰缸外轮廓：沿A点切线方向由Y轴负方向切入，依次铣R18圆弧，R7圆弧 ，铣完整个外轮廓后又A点沿切线铣出。
工步二：铣削烟灰缸内轮廓：在毛坯中心依次铣两个R8半圆和两个R20半圆。
工步三：钻孔：依次钻X、Y轴上的孔。
工步四：铣槽：依次铣X、Y轴上的槽。
（6）.铣削用量：
根据各工步的工艺内容，使用的刀具，确定铣削用量（铣削速度、主轴转速和进给量）。
各工步的工艺内容，使用的刀具，铣削用量（铣削速度、主轴转速和进给量）。见下表：

各工步工艺内容、刀具及铣削参数表

工步号
工艺内容
刀具号
刀具名称
铣削参数
铣削速度
/m·min-1
主轴转速
/r·min-1
进给量
/mm·r-1
1
铣削烟灰缸外轮廓：沿A点切线方向由Y轴负方向切入，依次铣R18圆弧，R7圆弧 ，铣完整个外轮廓后又A点沿切线铣出。
T01
φ10平底刀

1000
100
2
铣削烟灰缸内轮廓：在毛坯中心依次铣两个R8半圆和两个R20半圆。
T02
φ20平底刀

1000

3
钻孔：依次钻X、Y轴上的孔。
T03
φ8平底刀

1000
100
4
铣槽：依次铣X、Y轴上的槽。
T04
φ8球头刀

1000
100

4.烟灰缸零件图及程序

烟灰缸切削图

零件一主程序
O1001;
N10 G21G94G40G49G80;
N11 G28G91Z0.;
N12 M06T01;
N13 G90G54Z100.;
N14 G00X-50.Y-50.;
N20 M03S1000.;
N30 G00Z5.;
N40 G01Z-2.F100.;
N50 M98P00051002D01;
N60 G90G00Z5.;
N70 M98P00051002D02;
N80 G90G00Z5.;
N90 G28G91Z0.;
N100 M05;
N110 M06T02;
N115 G00G90X0.Y-10.;
N120 M03S1000;
N130 G43G00Z5.H02;
N140 G01Z0.F100.;
N150 M98P00021003;
N160 G90G00Z5.;
N170 G40G00X-50.Y-50.;
N180 G49G00Z100.;
N190 G28G91Z0.;
N200 M05;
N210 M06T03;
N140 G00G90X-8.5Y0.;
N145 M03S1000;
N150 G00G43Z0.H03;
N160 M98P00021004;
N170 G00X0.Y8.5;

N180 M98P00021005;
N190 G00G49Z100.;
N200 G28G91Z0.;
N210 M05;
N220 M06T04;
N230 M03S1000;
N240 G00G90X-40.Y0.;
N250 G00G43H04Z0.;
N260 G01Z-4.F100.;
N270 G01X40.;
N280 G00Z5.;
N290 G00X0.Y40.;
N300 G01Z-4.F100.;
N310 G01Y-40.F100.;
N320 G00G49Z100.;
N330 M05;
N340 G28G91Z0.;
N350 M30;

零件一子程序
O1002;
N10 G91G01Z-4.F100.;
N20 G00G90G41X-37.5Y-42.;
N30 G01Y0.F100.;
N40 G02X-33.316Y11.538R18.;
N50 G03X-31.716Y15.399R7.;
N60 G02X-15.399Y31.716R18.;
N70 G03X-11.538Y33.316R7.;
N80 G02X11.538Y33.316R18.;
N90 G03X15.399Y31.716R7.;
N100 G02X31.716Y15.399R18.;
N110 G03X33.316Y11.538R7.;
N120 G02X33.316Y-11.538R18.;
N130 G03X31.716Y-15.399R7.;
N140 G02X15.399Y-31.716R18.;

N150 G03X11.538Y-33.316R7.;
N160 G02X-11.538Y-33.316R18.;
N170 G03X15.399Y-31.716R7.;
N180 G02X-31.716Y-15.399R18.;
N190 G03X-33.316Y-11.538R7.;
N200 G02X-37.5Y0.R18.;
N210 G01Y10.;
N220 G00G40X-50.Y-50.;
N230 M99;

O1003;
N10 G91G01Z-4.F100.;
N20 G90G02X0.Y10.R10.F100.;
N30 G02X0.Y-10.R10.;
N40 G01X0.Y-20.;
N50 G02X0.Y20.R20.;
N60 G02X0.Y-20.R20.;
N70 G01X0.Y-10.;
N80 M99;

O1004;
N10 G01Z-12.F50.;
N20 G01Z0.F200.;
N30 G00X8.5;
N40 M99;

O1005;
N10 G01Z-12.F50.;
N20 G01Z0.F200.;
N30 G00Y-8.5;
N40 M99;

5.对刀过程

以刀具一为例：
（1） 选机床：FANUC/ FANUC 01/立式加工中心/北京第一机床厂。
（2） 定义毛坯：80×80×50方形毛坯。
（3） 选夹具：点击零件/安装压板/工艺板。
（4） 放置零件。
（5） 选择刀具：φ10平底刀，长70mm。先选择刀的序号1，再选择刀具半径R5。然后选择刀具长度70mm.选择刀具完毕。
（6） 对刀：点击“机床”选择“基准工具”，点击，选择第一种“对刀棒”。点击“塞尺检测”选择“1mm”塞尺。开机床，点击“手动”、调整X、Y、Z的值。使刀具靠近工件。X方向：移动刀具靠近工件左、右两端，调节X值，至塞尺松紧合适。手动调整无法满足时，使用“手轮”，记下两个X值，求得平均值即为工件中心点X值。点击“offsetsetting”，选择“G54”，输入X值。同理对Y方向，并输入Y值。Z方向：将1号刀具安装到主轴，点击“主轴转”，“前视图”，将主轴移下靠近工件，使用“手轮”，移动刀具沿Z方向切下，看到一丝切屑即可，记下Z值。在“offsetsetting”/G54中输入Z值。刀具需输入刀补值。一号刀：D01为14.5，D02为5.二号刀H02为30.三号刀H03为-10.四号刀H04为30.
二、实训项目二 车床加工
1. AutoCAD测绘零件图

2.各节点坐标：
A`
(14,2)
A
(20,-1)
B
(20,-20)
C
(24,-20)
D
(24,-25)
E
(24,-40)
F
(30,-55)
G
(30,-75)
H
(30,-85)
I
(38,-85)
K
(40,-86)

3. 工艺分析
（1）：毛坯：φ50X105圆柱毛坯。
（2）：机床：数控车床。
（3）：夹具：三爪卡盘。
（4）；刀具：一号刀：外圆右偏粗车刀。二号刀：外圆右偏精车刀。三号刀：宽为3mm的车槽刀。四号刀：螺纹车刀。
（5）：工艺：
工序一：夹右端，粗、精车削左端φ40外圆，长度为22mm。并倒角C1.
工序二：掉头，夹左端。
工步一：粗车：M22外圆、φ24外圆、R12圆弧、φ30圆锥面、R18圆弧、φ30外圆。
工步二：精车：M22外圆、φ24外圆、R12圆弧、φ30圆锥面、R18圆弧、φ30外圆。
工步三：车槽3X2.
工步四：车螺纹。
（6）：铣削用量：
根据各工步的工艺内容，使用的刀具，确定车削用量（车削速度、主轴转速和进给量）。
各工步的工艺内容，使用的刀具，车削用量（车削速度、主轴转速和进给量）。见下表：
各工步工艺内容、刀具及车削参数表
工序号
工步号
工艺内容
刀具号
刀具名称
切削参数
车削速度
/m·min-1
主轴转速
/r·min-1
进给量
/mm·r-1
10
1
粗车φ40外圆
T01
外圆右偏粗车刀

800
0.15
10
2
精车φ40外圆
T02
外圆右偏精车刀

1000
0.1
20
1
粗车：M22外圆、φ24外圆、R12圆弧、φ30圆锥面、R18圆弧、φ30外圆
T01
外圆右偏粗车刀

800
0.15
20
2
精车：M22外圆、φ24外圆、R12圆弧、φ30圆锥面、R18圆弧、φ30外圆
T02
外圆右偏精车刀

1000
0.1
20
3
车槽3X2
T03
宽为3mm的车槽刀

350
0.1
20
4
车螺纹
T04
螺纹车刀

800
2（螺距）

4. 零件二零件图及程序
零件二切削图

零件二程序
O1001;
N10 T0101;
N20 G00 X150. Z100.;
N30 M03 S800;
N40 G00 X52. Z2.;
N50 G71 U1.5 R1.0;
N60 G71 P70 Q90 U0.5 W0.2 F0.3;
N70 G42 G00 X34. Z2. S1000;
G01 X40. Z-1. F0.15;
G01 X40. Z-22.;
N90 G01 X52. Z-22.;
N100 G00 X150. Z100.;
N110 T0202;
N120 G00 X52. Z2.;
N130 G70 P70 Q90;
N140 G00 G40 X150. Z100.;
N150 M00;
N160 T0101;
N170 G00 X150. Z100.;
N180 M03 S800;
N190 G00 X52. Z2.;
N200 G71 U1.5 R1.0;
N210 G71 P220 Q230 U0.5 W0.2 F0.15;
N220 G42 G00 X14. Z2. S1000;
G01 X20. Z-1. F0.1;
G01 X20. Z-20.;
G01 X24. Z-20.;
G01 X24. Z-25.;
G02 X24. Z-40. R12.;
G01 X30. Z-55.;
G03 X30. Z-75. R18.;
G01 X30. Z-85.
G01 X38. Z-85.;
N230 G01 X40. Z-86.;
N240 G01 X150. Z100.;
N250 T0202;
N260 G00 X52. Z2.;
N270 G70 P220 Q230;
N280 G00 G40 X150. Z100.;
N290 T0303;
N300 S350;
N310 G00 X100. Z-20.;
N320 G00 X26. Z-20.;
N330 G01 X16. Z-20. F0.1;
N340 G04 P2000;
N350 G01 X26. F0.3;
N360 G00 X100. Z-20.;
N370 G00 X150. Z100.;
N380 T0404;
N390 S800.;
N400 G00 X52. Z2.;
N410 G92 X19.1 Z-18.5 F2.;
X18.5;
X17.9;
X17.5;
X17.4;
X17.4;
N420 G00 X150. Z100.;
N430 G28 U0. W0.;
N440 M30;
5.对刀过程
（1）机床选择：FANUC/ FANUC 01/车床/标准（平床身前置刀架）。
（2）定义毛坯：φ50X105圆柱毛坯。
（3）放置零件：选择毛坯/确定/机床自动装并向右移动至最大值。
(4) 定义刀具：选择刀位/刀片/刀具参数/刀柄/主偏角。
（5）对刀过程：以一号刀为例，启动车床，回原点.X方向：按手动键/主轴转
/移动刀具切外圆，刀具水平退出，主轴停，测量切削处外径值。点击offsets
etting/工具补正/形状/选择一号刀具/X方向/输入直径测量值，点击测量，X
值变化。Z方向：手动/主轴转/移动刀具切端面/刀具垂直退出/主轴停，点off
setSetting/刀具补正/形状/选择一号刀具/Z方向/输入Z0,点击测量，z值变化。
其余三把刀对刀同一号刀具。

三、数控仿真系统应用

虚拟数控机床实际上是虚拟环境中数控机床的模型。与真实机床相比，虚拟数
控机床具以下的功能和特点：
虚拟数控机床具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实
机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或
丢失，并与真实机床有完全相同的界面风格和对应功能，如动态旋转、缩放、
移动等功能的实时交互操作，从而为学员的学习和培训提供保证。
机床操作全过程仿真。仿真机床操作的整个过程：毛坯定义，工件装夹，
压板安装，基准对刀，安装刀具，机床手动操作。
丰富多样的刀具库。系统采用数据库统一管理的刀具材料、特性参数库，
含数百种不同材料、类型和形状的车刀、铣刀，同时还支持用户自定义刀具及
相关特性参数。
全面的碰撞检测。手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀炳刀
具与
夹具、压板、刀具，机床行程越界，主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。
出错时有报警或提示，从而防止了误操作的发生。
强大的测量功能。可实现基于刀具切削参数零件粗糙度的测量，能够对仿
真软件
上加工完成后的工件进行完全自动的、智能化的测量。
具有完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，
又能观察它的各种运行参数，并能将其他CAD／CAM软件，如UG、Pro/E、Mast
ercam等产生的三维设计后置处理的NC程序，直接调入加工。

四、问题总结
在这周数控仿真实训中，我遇到了很多的问题和困难，现举例如下：
1. 在编烟灰缸铣外轮廓，只进行一次刀具半径补偿，在调试时，毛坯外
轮廓还有剩余，于是修改程序为两次调用子程序，两次刀具半径补偿，但是，在
调试过程中，仍没 有达到预期效果，当把第一次刀具补偿改大至14.5以后，于
是达到了预期。
2． 在铣烟灰缸时，刀具长度补偿不起作用，在检查程序后发现，在刀具
长度补偿H02前没有刀具长度补偿命令G43，加入G43后，重新调试，刀具长度补
偿起作用。
3 在烟灰缸内轮廓时，刀具向下进给出现问题，在检查子程序O1003后
发线第一行没有建立增量坐标G91，而是绝对坐标G90，把G90改为G91后，内轮
廓铣削正常。
4. 在车零件二时，出现刀具达到极限值，但是车刀却还没有车削毛坯，
检查后发现，车零件外轮廓的程序中车削最后一点是刀具无法达到的，在三爪卡盘
上，于是修改最后车倒角的坐标，使问题得到解决。
5. 在车零件二时，车刀始终没有车毛坯，而是在别的地方运动，检查
可能是对刀错误，于是重新对刀，得到正确的对刀值，解决了问题。
6. 在车零件二的退刀槽时，刀具进给过大，使零件端几乎掉下，车床出
错停止，编程时退刀槽程序进给是没有错的，检查发现是漏输入一个小数点，把x16.
输成了x16.加入一个小数点后，问题得到了解决。

五．心得体会
心得体会：
“路漫漫其修远”数控不是不难！
数控自1952诞生以来，便迅速的运用到各行各业，推动工商业的发展，推动社会的不断进步。通过这一学期的学习使我对数控有了深入的认知。
我认为数控最难的部分应该是编程，它贯穿了我们学习的全过程，只要程序编的正确，那么上机操作时就会轻而易举、水到渠成。
编程的内容主要包括：分析零件图样、确定数控加工工艺方案、数值计算、编写零件加工程序、校对程序及首件试切。编程是数控的基础，也是数控的重中之重。
其实数控就是编程与上机操作，没有太复杂的过程。
数控实训快结束了，但我们的数控生涯还在继续。我们会努力的把数控学好，在今后的工作中独占鳌头。