数控技术专业《综合实训》报告.docx

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数控技术专业《综合实训》报告

中央广播电视大学

开放教育试点和人才模式改革

专科综合实训报告

数控技术专业《综合实训》报告

专业

学号

姓名

直属／分校

指导老师

大连广播电视大学

2010年月日

目录

第一部分：

数控机床应用调查……………………………………3

一、（搜索）CK6128车床简述…………………………………………………3

二、CK6128数控机床外形图片………………………………………3

三、CK6128数控机床概况……………………………………………3

四、主要技术参数…………………………………………………4

第二部分：

数控加工工艺分析………………………………………5

一、盘类零件加工工艺分析…………………………………………5

二、轴套类零件加工工艺分析………………………………………7

第三部分：

编制数控加工程序………………………………………10

一、编制轴类零件数控加工程序……………………………………10

二、改编制槽形零件铣削编程序……………………………………………13

第四部分；绘制CAD零件图………………………………………16

一、盘类零件图………………………………………………16

二、轴套零件图………………………………………………17

三、轴类零件图………………………………………………18

四、改槽形零件图………………………………………………19

数控技术专业《综合实训》报告

第一部分：

数控机床应用调查

一、CK6128车床简述：

CK6128数控车床，使用广州、华兴、发那科数控系统，实现汉字提示全屏幕编辑，主轴采用高精度滚动轴承支承，主轴动采用变频调速器，实现无级调速功能及恒线速切削功能...

二、CK6128数控机床外形图片（如图1-1）:

图1-1

三、CK6128数控机床概况

1、型号：

CK6128数控机床

2、应用范围：

能够自动完成各种材料（特别是有色金属和不锈钢）的中小型精

密复杂零件车削加工，即可以车内外圆、端面、切槽、任意锥面、曲面、公英制

圆柱、圆锥螺纹等。

本款机床广泛适用于电器、仪表、家电、水暖洁具、煤气管

件、紧固件、汽车配件等行业高精度小型零部件的大批量加工制造。

3、可编程控制器（PLC）：

可编程控制器的作用是对数控机床进行辅助控制，即把计算机送来的辅助控制指令，经可编程控制器处理和辅助接口电路转换成强电信号，用来控制数控机床的顺序动作、定时计数，主轴电机的启动、停止，主轴转速调整，冷却泵启停以及转位换刀等动作。

可编程控制器本身可以接受实时控制信息，与数控装置共同完成对数控机床的控制。

CNC和PLC协调配合共同完成对数控机床的控制，其中CNC主要完成与数字运算和管理有关的功能，如工件程序的编辑、插补运算、译码、位置伺服控制等，PLC主要完成与逻辑运算有关的动作，如工件的装夹，刀具的更换，冷却液的开停等辅助动作，另外它还接收机床操作面板的控制信息，一方面直接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。

4、进给伺服驱动系统：

进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。

进给伺服系统的性能，是决定数控机床加工精度和生产效率的主要因素之一

伺服驱动的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床工作部件的运动，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件。

因为进给伺服驱动系统是数控装置和机床本体之间的联系环节，所以它必须把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺服电动机的大功率信号。

本系统采用的伺服电动机有交流伺服电动机。

伺服驱动是脉冲式驱动方式。

如果把数控装置比做人的大脑，那么进给伺服驱动系统就是人的四肢。

5、性能特点：

CK6128数控车床，使用广州、华兴、发那科数控系统，实现汉字提示全屏幕编辑，主轴采用高精度滚动轴承支承，主轴动采用变频调速器，实现无级调速功能及恒线速切削功能，床身采用超音频淬火工艺，步进（或伺服）电机驱动X轴和Z轴滚珠丝杠，实现进给运动，机床功率大，刚性好，精密储备量大，寿命长，自动化程度高。

三、主要技术参数：

项目

单位

参数值

床身上最大回转直径

mm

Φ300

滑板上最大回转直径

mm

Φ145

最大工件长度

mm

500

主轴转速级数

级

无级

主轴转速范围

r/min

150-3000

主电机功率

kw

4

主轴孔径

mm

32

定位精度（X/Z）

mm

X:

0.015Z:

0.02

重复定位精度（X/Z）

mm

X:

0.005Z:

0.01

刀架形式与刀具工位数

立或卧/个

立式四工位

刀架转位时间

S

1

刀架进给最小设定单位

mm

X:

0.005Z:

0.01

刀架快移速度X/Z

m/min

X:

3Z:

6

刀架转位重复定位精度

mm

0.005

工件精度（圆度）

mm

圆度：

0.002

工件表面粗糙度

um

1.6

尾座套筒直径

mm

Φ60

尾座套筒行程

mm

145

机床外形尺寸

mm

1600×900×1500

机床重量

kg

1050

数控系统型号

GSK980TA、GSK928TA、WA-21S等

动力刀具转速

r/min

/

C轴分度定位精度

（角）秒

/

C轴重复定位精度

（角）秒

/

第二部分：

数控加工工艺分析

要求：

能够根据图纸的几何特征和技术要求，运用数控加工工艺知识，选择加工方法、装夹定位方式、合理地选择加工所用的刀具及几何参数，划分加工工序和工步，安排加工路线，确定切削参数。

在此基础上，能够完成中等复杂零件数控加工工艺文件的编制（至少两个零件的工艺分析）。

一、盘类零件加工工艺分析

已知该零件的毛坯为100mm×80mm×27mm的方形坯料，材料为45钢，且底面和四个轮廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工顶面、孔及沟槽。

（要求编制工艺表）

零件号

101

零件名称

编制日期

2003-10-5

程序号

O1011

工步号

程序段号

工步内容

刀具

切削用量

S功能

F功能

切深/mm

1

N11

粗铣顶面

端面铣刀（φ125）

v=90m/min

f=0.2mm/齿

2.5

S240

F300

2

N12

钻φ32，φ12孔中心孔

中心钻（φ2）

2.5

S1000

F100

3

N13

钻φ32，φ12孔至φ11.5

麻花钻（φ11.5）

v=20m/min

f=0.2mm/rev

S550

F110

4

N14

扩φ32孔至φ30

麻花钻（φ30）

v=25m/min

f=0.3mm/rev

S280

F85

5

N15

钻3-φ6孔至尺寸

麻花钻（φ6）

v=20m/min

f=0.2mm/rev

S1100

F220

6

N16

粗铣φ60沉孔及沟槽

立铣刀（φ18，2刃）

v=20m/min

f=0.15mm/齿

5

S370

F110

7

N17

钻4-M8底孔至φ6.8

麻花钻（φ6.8）

v=20m/min

f=0.15mm/rev

S950

F140

8

N18

镗φ32孔至φ31.7

镗刀（φ31.7）

v=80m/min

f=0.15mm/rev

1.7

S830

F120

9

N19

精铣顶面

端面铣刀（φ125）

v=120m/min

f=0.15mm/齿

0.5

S320

F280

10

N20

铰φ12孔至尺寸

铰刀（φ12）

v=6m/min

f=0.25mm/rev

S170

F42

11

N21

精镗φ32孔至尺寸

微调精镗刀（φ32）

v=90m/min

f=0.08mm/rev

0.3

S940

F75

12

N22

精铣φ60沉孔及沟槽至尺寸

立铣刀（φ18，4刃）

v=25m/min

f=0.08mm/齿

0.3

S460

F150

13

N23

φ12孔口倒角

倒角刀（φ20）

v=20m/min

f=0.2mm/rev

S550

F110

14

N24

3-φ6，M8孔口倒角

麻花钻（φ11.5）

v=20m/min

f=0.15mm/rev

S830

F120

15

N25

攻4-M8螺纹成

丝锥（M8）

v=8m/min

二、轴套类零件加工工艺分析

如图为典型轴套类零件，该零件材料为45钢，无热处理和硬度要求，

试对该零件进行数控车削工艺分析（单件小批量生产）。

（1）零件图工艺分析

  该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。

零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标

注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，通过上述分析，采用以下几点工艺措施。

①对图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。

②左右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左右端面车出来。

③内孔尺寸较小，镗1:

20锥孔与镗φ32孔及150锥面时需掉头装夹。

（2）选择设备

根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6240数控车床。

（3）确定零件的定位基准和装夹方式

①内孔加工

定位基准：

内孔加工时以外圆定位；

装夹方式：

用三爪自动定心卡盘夹紧。

②外轮廓加工

定位基准：

确定零件轴线为定位基准；

装夹方式：

加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置（见图2-1双点划线部分），用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。

（4）确定加工顺序及进给路线

加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。

结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。

由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行（见图2-2）。

（5）刀具选择

将所选定的刀具参数填入表2-3轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。

注意：

车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。

本例中选κ=55。

图2-1 外轮廓车削装夹方案

图2-2 外轮廓加工走刀路线

表2-3 轴承套数控加工刀具卡片

产品名称或代号

零件名称

轴承套

零件图号

序号

刀具号

刀具规格名称

数量

加工表面

1

T01

450硬质合金端面车刀

1

车端面

2

T02

φ5㎜中心钻

1

钻φ5㎜中心孔

3

T03

φ26㎜钻头

1

钻底孔

4

T04

镗刀

1

镗内孔各表面

5

T05

930右手偏刀

1

从右至左车外表面

6

T06

930左手偏刀

1

从左至右车外表面

7

T07

600外螺纹车刀

1

车M45螺纹

2-3

（6）切削用量选择

根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式vc=πdn/1000和vf=nf，计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入表2-4工序卡中。

背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。

粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.1～0.4㎜较为合适。

（7）数控加工工艺卡片拟订

将前面分析的各项内容综合成表2-4所示的数控加工工艺卡片。

表2-4 轴承套数控加工工艺卡片

单位名称

产品名称或代号

零件名称

零件图号

轴承套

工序号

程序编号

夹具名称

使用设备

车间

001

三爪卡盘和自制心轴

CJK6240数控车床

数控中心

工步号

工步内容

（尺寸单位㎜）

刀具号

刀具、刀柄规格

/㎜

主轴转速

/r.min

进给速度

/㎜.min

背吃刀量

/㎜

备注

第三部分：

编制数控加工程序

要求：

能够根据图纸的技术要求和数控机床规定的指令格式与编程方法，正确地编制中等复杂典型零件的加工程序，或应用CAD/CAM自动编程软件编制较复杂零件的加工程序。

（至少两个零件）。

一、编制轴类零件数控加工程序

编制图所示零件加工程序，材料为45钢，棒料直径为Φ40mm。

选择93o正偏刀为1号刀，2号刀为宽4mm的割槽刀，3号刀为60o硬质合金螺纹刀。

（l）工艺路线

①工件伸出卡盘外85mrn，找正后夹紧：

②用93o外圆车刀车工件右端面，粗车外圆至Φ38.5×80；

③先切出Φ30.5×40圆柱，再车出Φ22.5×20圆柱；

④车右端圆弧，车圆锥，分别留0.5mm精车余量；

⑤精车外形轮廓至尺寸；

⑤切退刀槽，并用割槽刀右刀尖倒出M38×3螺纹左端2×45o倒角；

⑦换螺纹刀车双头螺纹；

⑧切断工件。

（2）相关计算

①计算双头螺纹M38×3P1.5）的底径：

d’=d-2×0．62P=（38-2×0.62×1.5）=36.14mm

②确定背吃刀量分配：

lmm、0.5mm、0.3mm、0.06mm。

（3）加工程序如下。

程序一：

％KG101；程序名

N10G90G94G54；采用G54工件坐标系，每分进给，绝对值编程

N20S600M03；主轴正转，转速600r/pm

N30T1D1M08；换1号外圆刀，切削液开

N40G00X45Z0；快速进刀

N50G01X0F80；车端面

N60G00X38.5Z2；快速退刀

N70G01Z-80F150；粗车外圆

N80G00X42Z2；快速退刀

N90G00X34；快速进刀

N100G01G-40；粗车外圆

Nll0G00X42Z2；快速退刀

N120G00X30.5；快速进刀

N130G01Z-40；粗车外圆

N140G00X42Z2；快速返刀

N150G00X26；快速进刀

N160G01Z-20：

粗车外圆

N170G00X30Z2;快速退刀

N180G00X22．5；快速进刀

N190G01Z-20；粗车外圆

N200G00X30Z2；快速退刀

N210G00XO；快速进刀

N220G03X26Z-11CR=13F100；车R13圆弧

N230G00Z0.5；快速退刀

N240G00X0；快速进刀

N250G03X23Z-11CR=11.5；车Rll.5圆弧

N260G00X25.5Z-18；快速进刀

N270G01X25.5Z-20；

N280X30.5Z-40；车圆锥

N290G00X100Z100；快退至起刀点

N295S1000M03；主轴变速，转速1000rpm

N300G00X2Z2；快速进刀

N310G01X0Z0F60；进刀至（0，0）点

N320G03X22Z-11CR=11；精车Rll圆弧

N330G01Z-20；精车Φ22外圆

N340X25；精车台阶

N350X30Z-40；精车圆锥

N360X34;精车台阶

N370X37.8Z-42；倒角

N380Z-60；精车M38螺纹外圆至Φ37.8

N390X37.975；

N400Z-80；精车Φ38外圆

N410G00X100Z100；快退至起刀点

N420T2D1；换2号割槽刀

N430S420M03；主轴变速，转速420rpm

N440G00X40Z-64；快速进刀至（X40,Z-64）

N450G01X30.2F30；割槽至Φ30．2

N460G00X40；快速退刀

N470G00Z-68；向左移动4mm

N480G01X30F30；割槽至一30

N490Z-64；向右横拖4mm，消除割刀接缝线

N500G00X40；快速返刀

N510G00Z-61；快速进刀

N520G01X34Z-64F30；用割槽刀右刀尖倒＊38螺纹左端ZX＊5”倒角

N530G00X100；快退至起刀点

N540Z100；

N550T3D1；换3号螺纹刀

N560S600M03；主轴变速，转速600rpm

N570G00X37Z34；快速进刀

N580LWJG；调子程序车第一条螺纹

N590G00X36.5；快速进刀

N600LWJG；调子程序车第一条螺纹

N610G00X36.2；快速进刀

N620LWJG；调子程序车第一条螺纹

N630G00X36.14；快速进刀

N640LWJG；调于程序车第一条螺纹

N650G00X37Z-35.5；快速进刀

N660LWJG；调子程序车第二条螺纹

N670G00X36.5；快速进刀

N680LWJG；调子程序车第二条螺纹

N690G00X36.2；快速进刀

N700LWJG；调子程序车第二条螺纹

N710G00X36.14；快速进刀

N720LWJG；调子程序车第二条螺纹

N730G00X100Z100；快退至起刀点

N740T2D1S420M03；换2号割槽刀，主轴变速，转速420rpm。

N750G00X42Z-79；快速进刀

N760G01X0F30；割断

N770G00X100；

N780Z100M09；退回起刀点，切削液关

N790M05；主轴停转

N800M02；主程序结束

％LWJG；车螺纹子程序

N100G91G33Z-28K3；车削螺纹

Nll0G00X10；快速退刀

N120G00Z28返回

N130G90；回到绝对坐标编程

N140RET；子程序结束

二、编制槽形零件铣削编程（改）

图所示的槽形零件，其毛坯为四周已加工的铝锭（厚为20mm），槽宽6mm，槽深2mm。

试编写该槽形零件加工程序。

 ①工艺和操作清单。

该槽形零件除了槽的加工外，还有螺纹孔的加工。

其工艺安排为“钻孔→扩孔→攻螺纹→铣槽”，工艺和操作清单见表3-1。

表3-1槽形零件的工艺清单

材料

铝

零件号

001

程序号

0030

操作序号

内容

主轴转速

/r.min-1

进给速度

/r.min-1

刀具

号数

类型

直径/mm

1

2

3

4

中心钻

扩钻

攻螺纹

铣斜槽

1500

2000

200

2300

80

100

200

100、180

1

2

3

4

4mm钻头

5mm钻头

M6攻螺纹

6mm铣刀

4

5

6

6

 ②程序清单及说明。

该工件在数控铣钻床ZJK7532A-2上进行加工。

程序如下。

程序

说明

N10G21

设定单位为mm

N20G40G49G80H00

取消刀补和循环加工

N30G28X0Y0Z50

回参考点

N40M00

开始Ф5mm钻孔

N50M03S1500

N60G90G43H01G00X0Y20.0Z10.0

快速进到R点，建立长度补偿

N70G81G99X0Y20.0Z-7.0R2.0F80

G81循环钻孔，孔深7mm，返回R点

N80G99X17.32Y10.0

N90G99Y-10.0

N100G99X0Y-20.0

N110G99X-17.32Y-10.0

N120G98Y10.0

N130G80M05

取消循环钻孔指令、主轴停

N140G28X0Y0Z50

回参考点

N150G49M00

开始扩孔

N160M03S2000

N170G90G43H02G00X0Y20.0Z10.0

N180G83G99X0Y20.0Z-12.0R2.0Q7.0F100

G83循环扩孔

N190G99X17.32Y10.0

N200G99Y-10.0

N210G99X0Y-20.0

N220G99X-17.32Y-10.0

N230G98Y10.0

N240G80M05

取消循环扩孔指令、主轴停

N250G28X0Y0Z50

N260G49M00

开始攻螺纹

N270M03S200

N280G90G43H03G00X0Y20.0Z10.0

N290G84G99X0Y20.0Z-8.0R7F200

G84循环攻螺纹

N300G99X17.32Y10.0

N305G99Y-10

N310G99X0Y-20.0

N320G99X-17.32Y-10.0

N330G98Y10.0

N340G80M05

取消螺纹循环指令、主轴停

N350G28X0Y0Z50

N360G49M00

铣槽程序

N370M03S2300

N380G90G43G00X-30.0Y10.0Z10.0H04

N390Z2.0

N400G01Z0F180

N410X0Y40.0Z-2.0

N420X30.0Y10.0Z0

N430G00Z2.0

N440X-30.0Y-30.0

N450G01Z-2.0F100

N460X30.0

N470G00Z10.0M05

N480G28X0Y0Z50

N490M30

第四部分；绘制CAD零件图

一、盘类零件图

二、轴套零件图

三、轴类零件图

四、槽形零件图