数控加工技术实验周实验报告~完美整理x
时间：2020-11-14 13:28:14 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
数控加工技术实验周实践报告
一、 数控加工技术实验周的目的和意义
本学期课程安排紧密，各学科实验任务密集，使得本学期的学习生活紧张而又充实。但 同时，这又造成了单科实验的单一型、不完整性，及有些应学、应会、应实践而由于学时等 的限制而无法在正常实验时间进行实践等弊端，因此在学期末开设数控加工技术实验周，让 学生结合自身的实际学习情况，对各部分知识进行查缺补漏，同时进行相关知识的再学习和 再实践就显得尤为重要。在数控加工技术实验周期间，学生应将所学到的各学科的知识串联 起来，综合运用数控加工技术、CAD/CAM技术、机械制造技术基础等学科的相关知识，对要 加工的零件进行工艺分析、实体造型、加工轨迹生成以及数控加工程序代码生成、模拟仿真 加工等工作，同时提高自身分析、解决实际问题的综合能力。综上所述，数控加工技术实验 周的开设使学生能够有条件进行综合性的实践分析，为将来从事数控加工或其他相关工作打 下坚实的基础。因此，这是一次有意义并且很难得的进行综合实践的机会。
二、 实验周实践日期、地点及设备
实践日期：2012年6月18日—— 2012年6月21日。
实践地点：机电学院机床实验室（工程训练中心一一桥下）。
所用设备：XK5032数控铣床，机用平口钳，百分表和磁力表座，量棒，厚薄规，扳手， 铜棒等。
三、 加工工件工序图样
【两轴加工工件】
图1两轴加工工件实体造型
工序思路:根据给出的两轴加工工件零件图在 CAXA制造工程师中进行实体造型。首先进 行实体底板的造型，选定 XOY平面后进行草图绘制，再利用拉伸增料进行底板的造型；然后 选择实体底板的上表面继续进行草图绘制，并利用拉伸增料分别得到圆形底板和正五边形底 板，禾I」用拉伸除料得到四个孔。最终得到实体造型如图 1所示。
【三轴加工工件】
图2三轴加工工件实体造型
工序思路:根据给出的三轴加工工件零件图在 CAXA制造工程师中进行实体造型。首先利 用拉伸增料进行矩形底板的建模。然后在底板的上表面绘制零件草图，向上方进行拉伸增料。
接下来进行孔和上端四周的拉伸除料。接着进行中心部分的拉伸除料，最后定义一个基准面， 在该基准面内绘制草图，进行实体拉伸生成曲面。最终得到实体造型如图 2所示。
四、工艺分析
【两轴加工工件】
图3两轴加工零件图
零件图纸分析：如图3所示，该零件底部为一个100mM 80mM 18mmt勺长方体，其上是 一个直径60mm高6mm勺圆柱体，圆柱体之上又有一个底面为内接正五边形高为 6mm的^底板, 在长方体上分布了四个直径为12mm深为6mm勺孔。该零件的最大厚度为30mm
毛坯选择：零件毛坯是一个长方体，已在其他机床上已加工成 100mrK 80mrK 30mm的长
方体。
机床选择：选择立式数控加工中心进行该零件的加工。
工装夹具选择：选用长宽两方向相对面作为水平方向（XY方向）的基准；选用底面作为 高度方向（Z方向）的基准，使用这些已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件左 右两侧面，台虎钳固定于加工中心工作台上。
工序划分：由于零件毛坯已在其他机床上面进行过加工，其尺寸与零件的尺寸很相近， 所以只需加工100m材80m材30mm的长方体上方的部分，材料的切削量不大。加工时用两道 工序，工序顺序：
（1） 平面轮廓加工凸台（分粗、精铣）
（2） 平面区域加工孔（分粗、精铣）
刀具选择：采用直径12 mm的平底立铣刀（高速钢），并把刀具的半径输入刀具参数表中
（粗加工R=6.5、精加工取修正值）。
确定切削用量：精加工余量0 .5mm，主轴转速500 r/min，进给速度40mm/min
【三轴加工工件】
图4三轴加工零件图
零件图纸分析：如图4所示，该零件由一个108mr^ 88mm< 12mm的长方体，以及上部的 直线和十五段R5mm勺圆弧、八段R10mm勺圆弧、一段R100mr的圆弧、一段R300mr的圆弧、 四个R5mr的圆以及四个R8mnS勺圆组成。该零件的最大厚度为 30mm
毛坯选择：零件毛坏是一个长方体，在其他机床上已加工成 108mrK 88mnh< 30mm的长方
体。已在其他机床加工完成。
机床选择：选择立式数控加工中心进行该零件的加工。
工装夹具选择：要加工的零件为长方体，而经过加工的长方体坏料，平行度、垂直度、
尺寸精度都已得到保证。可以选用长宽两方向相对面作为水平方向（ XY方向）的基准（两边
碰数分中）；选用底面作为高度方向（Z方向）的基准。这些基准面在数控加工过程中不再加工，
作为加工基准可以保证基准的准确性和前后的统一性。所以选用平口钳进行装夹
工序划分：对该零件的加工时，用三道加工工序进行加工。
（1） 采用平面轮廓加工对上部分的四周进行加工；
（2） 对四周的四个凹槽以及四个孔利用平面区域加工方法进行加工；
（3） 利用曲面区域加工方法对中心的曲面凹槽进行加工。
刀具选择：平面轮廓加工和平面区域加工时都采用 D6mr和D4mrtl勺端铣刀，在进行曲面
区域加工时使用D6, r3的球头铣刀。
确定切削用量：精加工余量0 .2mm,主轴转速1000 r/min，进给速度80mm/min
五、数控编程
【两轴加工工件】
首先进行加工前的准备工作，设定加工刀具，选用 D12mn的平底立铣刀，如图5所示。
然后进行必要的后置设置，根据当前的机床，设置各参数，如图 6所示。
TOC \o "1-5" \h \z 图5 图6
为了快速完成加工过程，这里采用知识加工的方法加工该正五边形底板。首先进行知识 库参数设置，为以后的知识加工中的粗加工、半精加工、精加工预先设置好合理的加工工艺 参数，如图7所示。
图7 图8
分别设置粗加工模板参数、半精加工模板参数、精加工模板参数 ，分别如图8、图9、图
10所示并保存设置好的加工参数，这样连杆知识加工的参数设置就完成了。
图9 图10
知识加工操作，选择知识加工中已经存在的加工模板，根据零件的整体特征以及零件加 工过程完成工件的加工。步骤如图 11、图12、图13所示。
图11 图12
图13
单击“完成”后立即生成加工过程的加工轨迹、加工代码以及加工工艺单。工件的知识 加工就完成了。如图14、图15所示。
图14
图15两轴加工工件知识加工
由于该两轴加工工件的整体形状是较为陡峭，整体加工选择等高粗加工，精加工采用等 高精加工。首先设置粗加工参数，生成等高粗加工刀具轨迹，如图 16、图17所示。
图16 图17等高粗加工的加工轨迹
将等高粗加工生成的轨迹进行隐藏，然后进行等高精加工。等高精加工的参数设置如图 18所示。精加工参数设置完成后进行等高精加工轨迹的生成。 然后将粗加工的轨迹进行显示。
最后生成等高粗加工和等高精加工的程序的 NC代码。至此，两轴加工工件的数控编程就完成 了。生成轨迹后的两轴工件的加工轨迹如图 19所示。
图18 图19两轴加工的加工轨迹
【三轴加工工件】
首先，根据上述步骤，得到三轴加工工件的知识加工及其轨迹明细单。
图20
图21三轴加工工件知识加工
进行后置设置，为平面轮廓加工和平面区域加工选取刀具， 选用D6mr和D4mr的端铣刀。
平面轮廓加工的参数设置如图22所示，设置好参数后分别按照提示进行操作来生成平面轮廓 加工和平面区域加工的轨迹；曲面区域加工选用 D6mm r3mm的球铣刀，刀的参数设置如图
23所示，设置好其余参数后，进行曲面区域加工轨迹的生成。
图22 图23
所有轨迹都生成好之后，进行数控加工程序NC代码的生成。生成轨迹后的曲面实体的加 工轨迹如图24所示。
图24三轴加工的加工轨迹
六、数控加工仿真
首先根据加工要求选择相应的加工机床。在本实验周的仿真加工过程中，我选用的是 FANUC 01控制系统的北京第一机床厂 XKA714/B的立式加工中心。
按下控制面板上的启动按钮，检查紧急停止按钮 ⑥是否松开，如果没有松开则将其
松开。
将机床的X、Y、Z轴分别回零。
根据加工的零件类型及工艺要求，定义合适的毛坯 ；' '1 o其中，两轴加工工件为 100mm
x 80mm< 30mnt勺长方体；三轴加工工件为 108mM 88mrK 30mnt勺长方体。
图25 图26
根据工艺要求中的零件的装夹要求，选用合适的夹具对零件毛坯进行装夹。
将装夹好的零件安放在机床的工作台的合适位置。
按照工艺要求选取加工时需要使用的刀具，将其放在加工中心的刀库中
8.数控程序的导入。点击操作面板上的编辑键编辑状态指示灯变亮进入编辑状态。点击MDI键盘上的CRT
8.数控程序的导入。点击操作面板上的编辑键
编辑状态指示灯变亮
进入编辑状态。点击
MDI键盘上的
CRT界面转入编辑页面。再按菜单软键
［操作］，
在出现的下级子菜单中按软键 * ,按菜单软键［READ］,转入如图27所示界面，点击MDI键盘
式。点击MDI键盘上的P" |,使CRT界面上显示坐标值；借助“视图”菜单中的动态旋转、 动态放缩、动态平移等工具，适当点击B3, S3
式。点击MDI键盘上的P" |,使CRT界面上显示坐标值；借助“视图”菜单中的动态旋转、 动态放缩、动态平移等工具，适当点击B3, S3, S3, E3, 口，E3按钮，将机床移动到如下 图所示的大致位置。移动到大致位置后，可以采用手轮调节方式移动机床，点击菜单“塞尺 检查/1mm,基准工具和零件之间被插入塞尺。在机床下方显示局部放大图。 （紧贴零件的红
色物件为塞尺）点击操作面板上的“手动脉冲
动脉冲方式精确移动机床，点击□显示手轮
”按钮 叵；使手动脉冲指示灯变亮 |，采用手
，将手轮对应轴旋钮
H，在手轮
置于X档，调节 E上点击鼠标左键或右键精确移动靠棒。使得提示信息对话 记下塞尺检查结果为“合适”时 CRT界面中的X坐标值,
X2；将塞
手轮进给速度旋钮
框显示“塞尺检查的结果：合适” 。
此为基准工具中心的X坐标，记为X!；将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为 尺厚度记为X3；将基准工件直径记为X 4 o
则工件上表面中心的 X的坐标为基准工具中心的 基准工具半径，记为Xo
丫坐标，记为丫。
X的坐标减去零件长度的一半减去塞尺厚度减去
丫方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的
完成X, 丫方向对刀后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”将塞尺收回，点击“手动”按 钮画，手动灯亮
，机床转入手动操作状态，点击一按钮，将Z轴提起，再点击菜单“机床
上的数字/字母键，输入“ OX' （x为任意不超过四位的数字），按软键［EXEC］;点击菜单“机 床/DNC传送”，在弹出的对话框（如图29）中选择所需的NC程序，按“打开”确认，则数控 程序被导入并显示在CRT界面上（如图28）。
图27图
图27
图29
9.对刀。刚性靠棒X，丫轴对刀，刚性靠棒采用检查塞尺松紧的方式对刀，具体过程如下 （采用将零件放置在基准工具的左侧的方式）。点击菜单“机床/基准工具…”，弹出的基准工 具对话框中，左边的是刚性靠棒基准工具，右边的是寻边器。如图 30o
图30
，进入“手动”方X轴方向对刀：点击操作面板中的“手动”按钮|也，手动状态灯亮
，进入“手动”方
/拆除工具”拆除基准工具。
塞尺法Z轴对刀，铣床Z轴对刀时采用实际加工时所要使用的刀具。点击菜单“机床 / 选择刀具”或点击工具条上的小图标?田，选择所需刀具。装好刀具后，点击操作面板中的“手
动”按钮手动状态灯亮」，系统进入“手动”方式。利用操作面板上的
, , , ,
—,_按钮，将机床移到如图18-3-3-1的大致位置。类似在X, 丫方向对刀的方法进行塞尺 检查，得到“塞尺检查：合适”时 Z的坐标值，记为Z1。则坐标值为Z1减去塞尺厚度再减 去零件毛坯厚度后数值为Z坐标原点，此时工件坐标系在工件下表面。
10.工件坐标系的设定
在MDI键盘上点击键，按菜单软键［坐标系］，进入坐标系参数设定界面用方位键 _ _J_J选择所需的坐标系和坐标轴。利用MDI键盘输入通过对刀所得到的工件坐标原点在机 床坐标系中的坐标值。首先将光标移到 G54坐标系X的位置，在MDI键盘上输入数值，按菜 单软键［输入］或按加，参数输入到指定区域。按卜二打键可逐个字符删除输入域中的字符。
点击U,将光标分别移到丫、z的位置，输入相应的坐标值。
综上所述，完成以上操作后就可以进行模拟铣削加工。
七、心得与体会
为期一周的数控加工技术实验周结束了，我觉得从中收获良多。我们从中学到了很多课 本上没有的知识，积累了许多实际加工中的经验，为以后从事相关工作打下了一个坚实的基 础。由于加工设备的有限以及数控机床的磨损，因此我们原本实际的机床操作改成了利用仿 真软件进行仿真加工。首先，借助 CAXA制造工程师进行实体造型和刀具轨迹的生成，由于我 们在本学期的CAD/CA课程中也使用过CAX刪造工程师，因此在这一过程中还是比较顺利的， 但是也存在诸多的不足，如不能够深入理解刀具仿真轨迹的含义及其他多种生成方法。 另外,
在进行工件的工艺分析时，机械制造基础的相关知识掌握的并不扎实，给这次的数控加工实 验周的报告分析带来了问题，并在进行加工轨迹的生成时存在不少的问题。但是经过小组成 员的群策群力，大家思维积极踊跃，集中集体的力量最终圆满的解决了问题。
仿真软件的使用时我遇到的一大难题，由于之前没有接触过类似的软件，因此在进行仿 真的过程中需要边用边学，根据使用说明书去查找解决问题的方法，惭愧的讲，在这一周的 时间里我对这个软件的掌握依然不尽人意，只能达到简单应用的水平。从这件事上我也看出 了自己的不足，对新知识接受能力还需要锻炼提高，从今往后我决心努力扩充自己的知识面， 发挥“活到老，学到老”的精神，积极主动的学习新的知识。
总而言之，这次的数控加工技术实验周，让我受益匪浅。既发现了自己的学习潜力和热 情，同时也认识到实践动手能力的欠缺。同时，这次实验周也大大增进了我的团队精神，让 我学会了如何在一个团队中与他人协调沟通，从而发挥大家的智慧，很好的完成任务。
最后，我要衷心感谢指导这次实验周的赵志超老师， 感谢老师细致的讲解和耐心的答疑， 以及在炎热的天气里辛勤的付出。再次请允许我代表全体参加实验周同学对老师表达最诚挚 的感谢！祝老师身体健康，工作顺利，万事如意！
