数控车床实训综合训练教案.docx
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数控车床实训综合训练教案
实训教案
综合课题1
编制如图零件的加工程序.工艺条件:
工件材质为45号钢（塑料棒）,毛坯￠30mm的棒料
1.分析零件图样
（1）零件图样
如图的零件包括圆柱面、圆锥面、球面、端面、外沟槽、外螺纹、切断等加工.材料为45号钢（塑料棒）,毛坯￠30mm的棒料.
（2）本零件精度要求较高的尺寸:
有外圆￠280-0.033、￠24±0.02、￠250-0.033、长度20±0.01、77±0.02等。
（3）表面粗糙度
加工后的外圆￠280-0.033、￠24±0.02、￠250-0.033锥度1：
5，表面粗糙度要求为Rα1.6μm，切槽与其他表面的粗糙度为Rα3.2μm.
2、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
由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。
加工起点和换刀点可以为同一点，放在Z向距离工件端面X40，Z30的位置（其他机床可以为X100,Z200）
（2）制定加工方案及加工路线
根据工件形状及加工要求，选用数控车床进行工件加工。
（3）刀具的选用
根据加工内容，选用93º外圆车刀、60º外螺纹刀、4mm宽切断刀，3种刀具的刀片材料选用高速钢。
刀具表如下
实训课题
零件001
序号
刀具号
刀具名称规格
刀尖半径
数量
加工表面
备注
1
T0101
93º粗精外圆车刀
0.4mm
1
外表面、端面
2
T0202
60º外螺纹刀
0.2mm
1
外螺纹
3
T0303
切断刀（刀位点为左刀尖）
（4）确定加工参数
主轴转速（n）：
查表，高速钢刀具材料切削中碳钢件时，切削速度V=45~60m/min，根据公式n=1000Vc/πd及加工经验，并根据实际情况，本课题粗加工时主轴转速选取600r/min。
精加工时选取800r/min，切槽时主轴转速取300r/min，车螺纹时主轴转速取300r/min。
进给速度（Vf）：
粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，粗车时一般取0.3~0.8mm/r，精车时常取0.1~0.3mm/r，切断时宜取0.05~0.2mm/r。
本课题粗加工时进给速度选取0.3mm/r，精加工时进给速度选取0.1mm/r，切断及切糟时取0.1mm/r。
背吃刀量（αp）：
本课题粗加工背吃刀量取2mm，精加工背吃刀量取0.2mm。
（5）数值计算
计算锥面小端直径，根据公式C=（D-d）/L，即C=1/5=（25-d）/20，得d=21。
公差的处理，尺寸公差不对称取中值。
￠280-0.033的中值为￠27.983，￠250-0.033的中值为￠24.983。
计算M20的外圆直径，由经验公式，得=20-0.25=19.75。
其余各节点坐标的计算略。
（6）制定加工工艺
经过上述分析，本课题的加工工艺见表
材料
45号钢
零件号
图001
系统
FANUC
工步号
工步内容（走刀路线）
G功能
T刀具
切削用量
转速（r/min）
进给速度（mm/r）
背吃刀量mm
1
夹住棒料一头，留出长度大约100mm（手动操作），调用主程序加工
2
自右向左粗车球面、外圆表面
G71
T0101
600
0.3
2
3
自右向左精球面、外圆表面
G70
T0101
800
0.1
0.2
4
切外沟槽
G01子程序
T0404
300
0.1
0
5
车外螺纹
G76
T2020
300
6
切断
G01
T0404
300
0.1
7
检测、校核
3．编写加工程序
参考程序
程序号O1003
N010G50X100Z200；建立工件坐标系
N020M03S600T0101；主轴转选1号外圆刀
N030G99；进给速度为mm/r
N040G00X34Z2；快速定位至￠34直径距端面正向2mm
N050G71U2R0.5；调用粗车循环，每次切深2mm，留精加工余量单边0.2mm
N060G71P070Q170U0.4W0.2F0.3；
N070G00X0；快速到（X0,Z2）
N080G01Z0F0.1；进给加工至（X0,Z0）位置
N090G03X14Z-7R7；加工SR7球面
N100G01X16；加工端面
N110X19.75W-2；加工倒角
N120W-18；加工螺纹外圆至￠19.75
N130X21；加工端面
N140X24.983W-20；加工锥面
N150W-5；加工￠25
N160X27.983；加工端面
N170W-28；加工￠28圆柱面
N180G00X100；径向快退
N190Z200；轴向快退
N200M05；
N210M00；程序暂停，测量粗加工后工件
N220M03S800；
N230T0101；
N240G00X34Z2；快速移动到循环起点
N250G70P70Q170；从N70~N170对轮廓进行精加工
N260G00X100；
N270Z200；
N280M05；
N290M00；暂停，测量精加工后的工件
N300M03S300；
N310T0404；换4号切槽刀
N320G00Z-27；快速定位
N330X25；
N340G01X16F0.05；靠近槽￠16x4的起点
N350G04X2.0暂停2S
N360G01X22W3F0.05；切槽的右侧面倒角
N370G00X32；快速定位
N380Z-52；到槽起点
N390M98P21004；调用切槽子程序2次
N400G00X100；
N410Z200；
N420M05；
N430M00；暂停对精加工工件测量
N440M03S300；
N450T0202；换2号螺纹刀
N460G00X22Z-4；到螺纹的起点
N470G76P20160Q75R0.1；车螺纹复合循环
N480G76X16.75Z-25R0P1624Q500F2.5；车螺纹复合循环
N490G00X100；
N500Z200；
N510M05；
N520M00；
N530M03S300；
N540T0404；换4号切槽刀
N550G00X0F0.1；
N560G01X0F0.1；
N570G00X100；
N580Z200；
N590M05；
N600T0101；换1号外圆刀
N610M30；
切槽循环子程序O1004
N10G00W-10；靠近槽
N20G01X24F0.05;一次切槽
N30G04X1.0;暂停
N40G00X32;径向退刀
N50W1;沿Z轴正向平移1mm
N60G01X24F0.05;二次切槽
N70W-1;光槽底
N80G00X32;退出
N90M99;子程序结束
综合课题二
1、准备工作
在数控车床上加工如图工件，零件材料为45号钢或塑料棒料。
在进行零件加工前必须做好准备工作。
如零件图的审核、工艺的分析、j加工路线的确定、刀具的选择、切削用量的确定、程序的编制等。
具体操作步骤如下。
（1）工艺的分析
1）选用￠28的棒料，材质为45号钢或塑料棒。
2）以工件左端面及外圆为装夹基准，并取工件右端面回转中心为工件坐标系零点。
3）该工件的加工面有外圆面、锥面、螺纹、槽、圆弧面。
对带公差值的尺寸，取中间值加工。
可猜疑G71和G70组合加工。
工序安排如下：
1先粗车外圆面、锥面；
2再精车外圆面、锥面；
3接着车槽、车螺纹；
4最后切断。
2）工艺路线的确定
①车右端面粗车锥面——粗车￠14外圆——粗车M20X1.5的螺纹外圆——粗车￠20的外圆——粗车R2.5的圆弧面——粗车￠25的外圆。
②精车上述各外表面（先后次序同上）
③车￠16处退刀槽
④车M20X1.5螺纹
5切断
4）刀具的选择
根据加工要求选用以下刀具各一把，其编号分别为0.、0.2、0.3、04，材料为硬质合金。
190º外圆车刀T0101副偏角小，用于粗加工。
290º外圆车刀T0202副偏角大，用于精加工。
3切槽刀T0303宽4mm，切槽、切断。
460º螺纹刀T0404车螺纹
4）确定切削用量各工序的切削用量见下表
切削速度v/（mm/min）
主轴转速S/（r/min）
进给量F/（mm/r）
粗车
80
500
0.3
精车
120
1200
0.1
车槽、车断
60
600
0.1
车螺纹
80
500
1.5
5）编程
程序内容说明
O0002
N10G54G97G99;
N20M03S500T0101;
N30G00X35Z0;快进至工件端面处（对刀点）
N40G01X0F0.1;车端面，进给量0.1mm/r
N50G00Z1;快速退刀至循环起点
N60X35;
N70G71U2R1;外圆粗车固定循环
N80G71P90Q190U0.3W0.2F0.3;
N90G00X10;锥面起刀点
N100G01Z0;
N110X14.01Z-10;车锥面
N120W-6;车￠14外圆
N130X16;车端面
N140X19.9W-2;倒角C2
N150W-22;车螺纹外表面
N160X20.01;车台阶面
N170W-8.5;车￠20外表面
N180G02X25W-2.5R2.5;车R2.5圆弧
N190G01W-10;车￠25外圆
N200T0100G00X150;快速回换刀点
N210Z150;
N220T0202M03S1200F0.1;换精车刀并指定转速和方向
N230G00X35Z2;快速回对刀点
N240G70P90Q190;精车固定循环
N250G00X150;
N260Z150;
N270M01;停车检验
N280T0303M03S600F0.1;换车槽刀
N290G00X30Z-40;车槽定位
N300G01X16;车槽￠16
N310T0200G00X150;
N320Z150;
N330T0404M03S500;换螺纹刀
N340G00X30Z-38;
N350G92X19.2Z-14F1.5;第一刀
N360X18.6;第二刀
N370X18.2;第三刀
N380X18.04第四刀
N390G00X150;
N400Z150;
N410T0300M01;
N420T0303M03S500F0.1;换车槽刀
N430G00X30Z-60;
N440G01X5;车断
N460G00X150;
N470Z150;
N480T0300M05
N490M30;
2、数控机床的开机
3、数控机床的回零
4、安装刀具
5、装夹工件
6、加工程序的输入与编辑
7、对刀及工件坐标系的建立
8、图形模拟加工
9、自动加工
10、工件加工完毕
11、关闭机床电源
12、清扫卫生
综合课题三
在数控车床上加工如图零件
1、零件图工艺分析
（1）技术要求分析该零件包括圆锥面、外圆柱面、凹凸圆弧面等加工。
零件材料为LY12硬铝合金材料，￠48外圆柱面粗糙度要求Ra1.6，其余各处要求Ra3.2，外圆柱面处尺寸经典要求为￠48±0.03，总长为50±0.1（手动车端面保证尺寸），无热处理和硬度要求。
（2）确定装夹方案、定位基准和刀位点
1）装夹方案原料为毛坯棒料，可猜疑三爪自定心卡盘装夹定位，伸出卡盘端面60mm。
2）设定程序原点在工件右端面与轴线交点处建立工件坐标系（采用试切对刀法建立）
3）换刀点位置在工件坐标系X200、Z100处。
4）加工起点设置表面粗加工设定在X52、Z2.0处；精加工设定在X50,Z2.0处。
（3）刀具选择、加工方案制定和切削用量确定见表
刀具卡
实训课题
车圆锥面和圆弧回转面训练
零件名称
锥弧相接件
图号
序号
刀具号
刀具名称
规格
数量
加工表面
1
T0101
90º外圆车刀
20X20
1
端面、外圆
2
T0202
93º外圆车刀
20X20
1
端面、外圆
工序卡
材料
LY12
零件图号
系统
FANUC
工序号
操作序号
工步内容（走刀路线）
G功能
T功能
切削用量
转速S（r/min）
进给速度F（mm/r）
切削深度（mm）
主程序1
夹住棒料一头，留出长度大约60mm（手动操作），调用主程序
1
粗车外圆柱面
G90
T0101
600
0.15
2
2
粗车C1:
2圆锥外表面
G90
T0101
600
0.15
1.5
3
粗车R15凹圆表面
G90
T0101
600
0.15
2
4
粗车R15凹圆表面
G02
T0101
600
0.15
1.5
5
粗车￠35、￠30圆锥表面
G90
T0101
600
0.15
1
6
粗车R25凸圆表面
G03
T0101
600
0.15
1.5
7
精车表面
G01\G02\G03
T0202
1000
0.08
0.25
4、数值计算
1）设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。
2）计算基点位置坐标值
锥度C1：
2处小径值计算:
根据锥度计算公式：
C=（D-d）/L得d=D-CL,d=15
基点值为X15.0Z0
其他个基点计算略
3）粗车锥度C1:
2处圆锥R值计算
R值：
R为切出点A到切入点B在X轴的投影。
与X轴同向取正，与X轴反向取负。
根据相似三角形公式：
DE/AE=BC/AC（20-15）/10=R/（10+2）R=6
因为投影的方向X轴反向取负值，R=-6mm
5）工艺路线确定用G90指令粗车外圆柱----粗车￠48X50——粗车￠35X30——粗车￠20X10；用G90指令粗车C1:
2圆锥——用G02指令粗车R15凹弧——用G90指令粗车￠30、￠35圆锥外表面——用G03指令粗车R25凸弧表面。
用G01、G02、G03指令精车表面。
6）编程
程序内容说明
O0003
N1;粗加工
N10G99G97S600M03;
N20T0101;
N30X200Z100;换刀点
N140X52Z2;循环点（加工起刀点）
N150G90X48.5Z-52.5F0.15;外圆单一固定循环指令粗车￠48外圆柱
N160X44.5Z-30;粗车￠35外圆柱
N170X40.5;
N180X36.5;
N190X35.5;
N200X31.5Z-20;粗车￠30外圆柱
N210X30.5;
N220X26.5Z-10;粗车￠20外圆柱
N230X22.5;
N240X20.5;
N250G00X22.0;改变刀位（循环）点至（.X22.0，Z2.0）
N260G90X21Z-10R-3.0F0.15;外圆锥单一固定循环粗车C1：
2锥面
N270X20.5;
N280G00X32;改变刀位循环点
N290Z-10;
N300G90X30.5Z-20R-2F0.15;用单一固定循环伞形切削法，粗车R15处圆锥面
N310R-4.0;
N320R-5.0;
N330G01X20.5;改变刀位循环点
N340G02X30.8Z-20.0R14.75;粗车凹弧，留精加工余量0.5mm
N350G00X37.0;改变刀位循环点
N360G90X35.5Z-25.0R-2.5F0.15;用单一固定循环改变Z向值切削法粗车￠35￠3锥面
N370Z-30.0;
N380G00X50.0;改变刀位循环点
N390Z-30.0;
N400G01X44.5F0.3;
N410G03X57.0Z-46.82R29.75F0.15;用同心圆车圆弧方法浇灌R25处圆弧
N420Z-30.0;
N430G01X44.5F0.3;
N440G03X57.0Z-46.82R29.75F0.15;
N450G00Z-30.0;
N460G01X41.5F0.3;
N470G03X54.0Z-46.82R28.25F0.15;
N480G00X38.5F0.3;
N490G03X51.0Z-46.82R26.75F0.15;
N500Z-30.0;
N510G01X38.5F0.3;
N520G03X48.5Z-46.82R25.5F0.15;
N530G00X200.0Z100.0;
N540T0100M05;
N560M00;
N2精加工
N580G99G971000M03;
N590T0202;
N600G00X50.0Z2.0;
N610X0;
N620G01Z0F0.08;
N630X15.0;车端面
N640X20.0Z-10.0;车C1：
2圆锥
N650G02X30.0Z-20.0R15.0;车R15凹弧表面
N670G01X35.0Z-30.0;车￠35、￠30处锥面
N680G03X48.0Z-46.82R25.0;车R25凸弧表面
N690Z-52.5;车￠48外圆柱
N700G01Z-52.5;
N710G00X200.0Z100.0;
N720T0200M05;
N730M30;
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