重庆理工大学数控加工综合实践周报告样本2012版.doc

数控加工综合实践周

报
告
书

班 级:
学 号：
姓 名：
指导教师：王伟
时 间：2012年12月

重庆理工大学
汽车学院实践教学及技能培训中心
2012年12月

1 目的及要求
通过一周的数控加工综合实践使学生了解广州数控系统的特点；掌握数控编程的内容和步骤，数控程序编制中的工艺处理方法；熟练掌握数控加工仿真软件（上海宇龙软件）的使用；能根据给定的零件图进行正确地编程、操作数控车床及加工出合格的工件.
2 内容
1）广州数控928TC数控系统；
2）对零件进行工艺分析；
3）使用上海宇龙数控加工仿真软件进行数控机床的操作、编程、工件加工练习；
4）CJK6132简易数控车床的操作；
5)轴类零件的编程及加工。
3 实验设备
1)装备广州数控928TC数控系统的数控车床；
2）上海宇龙数控加工仿真软件；
3）计算机；
4）25mm铝棒、游标卡尺等其它工具。
4 广州928TC数控系统简介
GSK 928TC数控系统属于经济型级车床数控系统，采用大规模门阵列进行硬件插补，真正实现高速级控制。中文菜单及刀具轨迹图形显示,升降速时间可调，可适配反应式步进驱动器，混合式步进驱动器或交流伺服驱动器.其操作面板如图1所示，它由CRT/MDI操作面板及用户操作面板两大部分组成。

图1 GSK 928TC数控系统操作面板
GSK 928TC数控系统有六种工作模式，在任何情况下，仅能选择一种工作模式，被选择的工作模式指示灯亮。
哪六种，分别介绍其功能
数控系统有六种工作模式：
1、编辑（EDIT）工作模式
编辑工作模式即通过系统操作面板手工输入或修改零件程序内容的工作模式,在编辑工作模式中，可以通过键盘新建、选择或删除零件程序，可以对所选零件程序的内容进行插入、修改和删除等编辑操作，还可以通过RS232通信接口与通用个人计算机内编辑好的零件程序传送到系统中。
2、手动（JOG）工作模式
在手动工作模式下,通过键盘来完成机床拖板的移动，主轴和冷却液的启停，手动换刀,Z，X的回程序参考点和回机械零点等功能.手动工作模式有手动单步和手动点动两种方式，初始方式为点动方式。
3、自动（ＡOUT）工作模式
在自动工作模式中，系统按照选定零件程序逐段执行，加工出合格的工件，在自动工作模式中有机床锁住运行、加工运行单程序段加工运行、连续加工运行方式。
４、参数设置（ＰＡＲ)工作模式
系统共有Ｐ０１～Ｐ２５共２５个参数，每个参数都有其确定的含义并决定数控系统及机床的工作模式，在机床安装调试时应对其中的某些参数进行修改。
５、刀偏设置（ＯＦＴ)工作模式
系统有Ｔ１～Ｔ８共８组刀偏值，每组刀偏有Ｚ轴、Ｘ轴方向两个数据，其中，可通过手动对刀操作自动生成的刀偏组数量和使用的刀具总数相同，其余的刀偏数据只能通过键盘输入，９号刀偏为回机械零点后的坐标值,在指令中不能使用Ｔ＊９,否则会出现“参数错"报警。
６、诊断（ＤＧＮ)工作模式
在此工作模式下，可显示输入／输出接口中外部信号和状态及主轴转速等。
5 数控机床简介
数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工,并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及锥孔等。本次数控加工实践周所用的数控机床为CJK6132车床，外形如图2所示，它采用卧式车床布局，具体参数如下表1所示。

图2 CJK6132型简式数控车床
表1 CJK6132数控车床主要技术参数
项目
参数
最大工件回转直径
320mm
最大车削直径
170mm
最大车削长度
750mm
床面中心高
160mm
纵溜板移动距离
750mm
主轴内孔直径
30mm
主轴内孔锥度
莫氏5号锥度
主轴端到外锥体的锥度
1：4
主轴转速
180~1450r/min
主轴转速级数
8级
横向快速移动速度
2000mm/min
纵向快速移动速度
4000mm/min
刀架进给速度范围
横向：6mm~2000mm/min；
纵向：12mm~4000mm/min
回转刀架刀具容量
4把
装刀架支承面到顶尖中心线的高度
20mm
横溜板最大移动距离
170mm
尾座导筒最大移动距离
95mm
尾座导筒内孔锥度
莫氏4号锥度
尾座横向移动距离（以主轴中心为准)
±10mm
主电机功率
3/4。5KVA
步进电机最大静转矩
10N·m
外型尺寸(长×宽×高）
2160mm×1070mm×1560mm
控制系统
GSK928TC
控制系统脉冲当量
0.001mm
6 数控加工仿真软件
数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件。九十年代初源自美国的虚拟现实技术是一种富有价值的工具，可以提升传统产业层次、挖掘其潜力.虚拟现实技术在改造传统产业上的价值体现于：用于产品设计与制造，可以降低成本,避免新产品开发的风险；用于产品演示,可借多媒体效果吸引客户、争取订单；用于培训，可用“虚拟设备”来增加员工的操作熟练程度.
数控加工仿真系统软件是为了满足企业数控加工仿真和教育部门数控技术教学的需要,由上海宇龙软件工程有限公司研制开发。可以实现对数控铣和数控车加工全过程的仿真,其中包括毛坯定义与夹具，刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，加工仿真以及各种错误加检测功能.具有仿真效果好，针对性强，宜于普及等特点。

图3 数控加工仿真系统
7 数控车床编程
数控机床的自动加工过程，就是按照事先编写好的零件程序自动运行的过程.所谓编程,就是根据加工零件的图纸和工艺要求，把它用数控语言描述出来，编制成零件的加工程序。GSK928TC常用指令代码及其功能介绍如下:
1）常用G功能-准备功能
G功能定义为机床的运动方式,由字符G及后面2位数字构成，GSK 92TC数控系统常用G功能代码如下。
指令
功能
模态
编程格式
说明
G00
快速定位
初态
G00X（U)Z（W)
F:5~6000mm/min
G01
直线插补
＊
G01 X（U）Z(W）F
F：5～3000mm/min
G02
顺圆插补
＊
G02 X（U）Z(W)RF
G02 X(U)Z(W）IKF
F:5～3000mm/min
G03
逆圆插补
＊
G03 X(U)Z(W）RF
G03 X(U)Z（W）IKF

G33
螺纹切削
＊
G33 X(U)Z(W）P（E)IK

G22
局部循环开始

G22L

G80
局部循环结束

G80

G50
设置工件绝对坐标系

G50XZ

G26
X，Z轴回参考点

G26
按G00方式快速移动
G27
X轴回参考点

G27
按G00方式快速移动
G29
Z轴回参考点

G29
按G00方式快速移动
G04
定时延时

G04 D

G93
系统偏置

G93 X（U) Z(W)

G98
每分进给
*
G98 F
1~6000mm/min
G99
每转进给

G99 F
0。01~99.99mm/r

2）循环指令
指令
功能
模态
编程格式
说明
G22
局部循环开始

G22L

G80
局部循环结束

G80

G32
攻牙循环

G32ZP(E)

G90
外圆内圆柱面循环
＊
G90X(U）Z（W）RE

G92
螺纹切削循环
＊
G92X（U）Z(W)P(ELIKR

G94
外圆内圆锥面循环
＊
G94 X(U）Z（W）RE

G74
端面钻孔循环

G74 X（U)Z(W)IKEF

G75
外圆内圆切槽循环

G75 X（U）Z（W)IKEF

G71
外圆粗车循环

G71X(U）IKFL
复合循环
G72
端面粗车循环

G72X(U)IKFL
复合循环

3）M功能-辅助功能
M功能主要用来控制机床的某些动作的开关以及加工程序的运行顺序,M功能由地址符M后跟两位整数构成，GSK 928TC数控系统所用M功能如下，
指令
功能
编程格式
说明
M00
暂停等待启动
M00

M02
程序结束
M02

M20
程序结束，返回第一段循环加工
M20

M30
程序结束，关主轴,管冷却液
M30

M03
主轴顺时针转动
M03

M04
主轴逆时针转动
M04

M05
关主轴
M05

M08
开冷却液
M08

M09
关冷却液
M09

M97
子程序转移
M97 P
由P指定转移入口程序段
M98
子程序调用
M98 P
由P指定转移入口程序段
M99
子程序返回
M99
由L指定调用次数

4）S功能-主轴功能
指令
主轴转速(r/min）
高速档
低速档
S1
190
380
S2
300
600
S3
450
900
S4
750
1500
5）T功能-刀具功能
换刀及刀具补偿功能。
指令格式:T ab
其中，a表示需要的刀具号，0～4.
b,表示刀具补偿的数据的编号。
6)F功能—进给速度功能
指令格式：F＊＊＊*或F**.*＊
进给速度功能在每分钟进给（G98）时，用F＊＊＊*来表示，范围为0~9999，单位：mm/min；进给速度功能在每分钟进给（G99）时，用F*＊.*＊来表示，范围为0.01~99.99，单位：mm/r。
刀具实际切削速度=F＊进给倍率（每分进给）
刀具实际切削速度=F*主轴转速*进给倍率(每分进给）
8 加工编程实例
1）零件分析

如图所示，车床加工如图所示零件，主要加工两个圆弧和三个外圆柱面。材料为45刚或硬铝,毛坯件直径25mm的棒料。
2）工件坐标系
在零件图中标示工件坐标系原点位置，建立如上图所示的工件坐标系，工件坐标系原点为轴心线与工件右端面的交点。
3）工艺分析
（1）确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点
此类轴类零件，可用三爪自定心卡盘夹紧定位。为了加工路径清晰，加工起点和换刀点设置为同一点，放在z向距工件前端面100mm，x向距轴心线100mm的位置。
（2）相关数据确定
此次加工采用粗车—-半精车——精车的加工路线，查相关书籍可得，粗车一次进给量定为4mm， 半精车一次进给量定为0.5mm—-4mm, 精车一次进给量定为0—-0。5mm。
（3）制定加工方案及加工路线
加工工艺流程为:车端面—-粗车外圆——半精车外圆及圆弧——精车外圆及圆弧—-切断。
车外圆及端面选用90°车刀,刀号为1号,刀补为1号；车螺纹选用螺纹车刀，刀号为2号，刀补为2号；切断选用切断刀，刀号为3号,刀补为3号。
简化的加工工序卡。
加工内容
刀号
刀补号
刀具名称
主轴转速档位
主轴转速（r/min)
进给速度（mm/min）
车端面
1
1
90°外圆车刀
S4
750
80
粗车外圆
1
1
90°外圆车刀
S4
750
120
半精车外圆及圆弧
1
1
90°外圆车刀
S4
750
120
半精车外圆及圆弧
1
1
90°外圆车刀
S4
750
120
精车外圆及圆弧
1
1
90°外圆车刀
S4
750
120

切断
3
3
切断刀
S4
750
40

4)程序编制
根据所建立的工件坐标系和加工流程,编制数控程序，具体如表xx所示.
表11 实例加工参考程序
程序号
程序
备注

%15
程序文件名
N0000
G0 X100 Z100
快速定位于工件坐标系X100，Z100处
N0002
T11
选择1号车刀
N0004
M03 S04
主轴顺时针启动,转速为s04
N0006
G00 X26 Z0
快速定位到x26 z0
N0008
G01 X0 F80
车端面
N0010
G00 X24.5 Z1
快速定位到x24。5 z1
N0012
G01 Z-38 F120
加工到Z-38
N0014
G00 X26 Z1
快速定位到X26 Z1
N0016
X20.5
快速定位到X20。5
N0018
G01 Z-23
加工到Z—23
N0020
G00 X22 Z1
快速定位到X22 Z1
N0022
X16。5
快速定位到X16.5
N0024
G01 Z—23
加工到Z—23
N0026
G03 X24。5 Z-27 R4
半精车圆弧到X24.5 Z—27 R4
N0028
G00 X26 Z1
快速定位到X26 Z1
N0030
X12。5 Z1
快速定位到X12。5 Z1
N0032
G01 Z-11
加工到Z-11
N0034
X16.5 Z-17
加工到X16.5 Z-17
N0036
G00 X26 Z1
快速定位到X26 Z1
N0038
X0 Z0
快速定位到X0 Z0
N0040
G02 X12.5 Z-6 R6。25
半精车圆弧到X12。5 Z—6 R6.25
N0042
G00 X26 Z1
快速定位到X26 Z1
N0044
X0 Z0
快速定位到X0 Z0
N0046
G02 X12 Z-6 F80
精车圆弧到X12 Z-6 F80
N0048
G01 Z—11
加工到Z—11
N0050
X16 Z-17
加工到X16 Z—17
N0052
Z-23
加工到Z—23
N0054
G03 X24 Z-27 R4
精车圆弧到X24 Z—27 R4
N0056
G01 Z—35
加工到Z-35
N0058
G00 X100 Z100
快速定位到X100 Z100
N0060
T33
换为3号刀具
N0062
G00 X26 Z-35
快速定位到X26 Z—35
N0064
G01 X0 F40
加工到X0 F40
N0066
G00 X100
快速定位到X100
N0068
Z100
快速定位到Z100
N0070
M05
主轴停止
N0072
M02
程序关闭

5）加工准备及加工
使用数控机床加工的流程如下：
（1） 开机
开机前检查数控机床是否在安全状态下，电源、设备完好并符合规定。顺时针转动“急停旋钮",开机。
（2） 返回参考点操作
打开界面，进入“手动”操作模式，顺序点击“Z””0” "回车” 按钮,刀具返回Z轴参考点；顺序点击“X"”0” "回车" 按钮,刀具返回X轴参考点.
（3） 车床手动操作
在说“手动"操作模式下，可以点击“光标移动键",工作台沿X，Z轴移动；“主轴正转”“主轴停转”,控制主轴转动；“冷却液开关”,控制冷却液；“主轴转速”，控制主轴转速档位;“刀具按钮”，选择道具;各个倍速调节按钮，调节倍速。“急停按钮”,以防事故，紧急停车.
（4） 输入工件加工程序
见上表。
（5） 刀具和工件装夹
根据实习，我们需要三把刀，为1号刀90度车刀 2号刀螺纹刀 3号刀切断刀 .需要的毛坯直径25mm的棒料，用三爪卡盘、80mm卡尺，装加工件。
（6） 程序校验
反复校验三遍,程序无误。
（7） 工件加工
执行程序,加工无误。
（8） 零件尺寸检测
零件与零件图尺寸一致，符合标准

9 体会总结
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势.通过一周的数控加工综合实践，让我基本了解广州数控系统的特点；掌握数控编程的内容和步骤,数控程序编制中的工艺处理方法；熟练掌握数控加工仿真软件（上海宇龙软件）的使用；能根据给定的零件图进行正确地编程、操作数控车床及加工出合格的工件。通过对零件的加工,我明白了对刀的原理,基本坐标系的建立，数控机床面板的控制,以及模拟软件的使用.这些都使我更加熟悉了我的专业知识，巩固了我的专业课程，受益良多。也感谢三位老师对我们的教导，在一周的数控实习后,我发现了我还是初学者只有在错误中学习和成长。虽然我们所学的操作系统不是最先进的，但是它让我们对数控系统有了一个最初的认识，发现了数控系统的强大，它的优势所在,作为一位即将毕业的机械专业的学生,我们应该努力学习，好好为未来的中国机械做出自己的贡献。