数控课程设计实训说明书黑白版mastercam学习.docx
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数控课程设计实训说明书黑白版mastercam学习
数控编程课程设计说明书
班级
学生
学号
指导教师
设计日期2015年11月16日至2015年12月11日
前言..............................................................1
第一章车削零件手工编程及自动编程............................1
第一节阶梯轴类零件编程加工....................................1
1.手动编程.....................................................1
2.自动编程.....................................................5
第二节螺纹类零件编程加工......................................11
1.手动编程.....................................................11
2.自动编程.....................................................15
第二章铣削零件手工编程及自动编程..........................21
第三节孔系零件编程铣削加工....................................21
1.手动编程.....................................................21
2.自动编程.....................................................25
第四节平面图形类零件铣削编程加工..............................29
1.手动编程.....................................................29
2.自动编程.....................................................34
第二章曲面零件自动编程........................................40
第一节烟灰缸自动编程..........................................40
1.曲面编程.....................................................40
2.自动编程.....................................................41
第四章CIMCO仿真................................................48
小结..............................................................49
参考文献.........................................................50
前言
数控机床是实现装备制造业现代化的基础装备，以其高速、高效、高精度、高可靠性，以及柔性化、网络化、智能化的卓越性能开创了机械产品向机电一体化发展的先河。
随着数控机床的飞速发展，对数控人才的需求也越来越大。
国家教育部已将数控技术应用人才确定为国家技能型紧缺人才。
数控编程是数控技术的核心，是充分发挥数控机床效率的关键，是连接数控机床与数控加工工艺的纽带，同时也是利用CAD/CAM软件进行自动编程加工的基础。
学好数控编程技术对充分利用数控机床的功能与效率起着举足轻重的作用。
本次数控编程实训是一个重要的综合型实验教学环节，是成的一份总结性的大作业。
它的目的在于培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识; 帮助学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法，准确使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力; 引导学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。
本次实训安排时间为四周，前两周实训安排为手工编程及自动编程教学，后两周时间为mastercam，CIMCO学习，在学习的基础上，本说明书对所做的几个编程实例进行汇总整理。
因为是初次设计，所以其中难免会有疏漏和错误，恳请老师帮助指正。
第一章车削零件手工编程及自动编程
第1节阶梯轴类零件编程加工
1.手工编程
（1）零件工艺分析
如图1-1所示阶梯轴，该零件形状简单，结构尺寸变化不大，有两个台阶面、两处直槽，外圆Φ25mm、Φ20mm加工精度为0.04mm。
轴向尺寸中外圆段无长度公差要求，表面粗糙度值Ra1.6～3.2mm,无几何公差要求。
该零件为简单阶梯轴，选用自定心卡盘夹紧。
根据工件坐标系建立原则，将工件坐标系原点设定在其装夹后的工件右端面轴线上。
图1-1零件图
（2）刀具与切削用量
该零件需加工内容有外圆面和沟槽特征，选择外圆车刀和切槽刀。
零件毛坯为Φ40mm的棒料，材料为45钢，硬度较高，切削力较大，切削速度应选择低些。
根据加工要求，切削用量的选择见表1-1
表1-1切削用量与刀具选择
操作序号
工步内容
刀具号
切削用量
主轴转速/（r/min）
进给速度/（mm/r）
背吃刀量/mm
1
车端面（手动）
T01
600
0.2
1～2
2
粗车外轮廓，留0.5mm精加工余量
T01
600
0.2
1～2
3
精车外轮廓
T01
900
0.1
0.25
4
加工直槽
T02
400
0.1
4
5
切断
T02
400
0.1
4
（3）加工工艺卡片拟定
表1-2零件机械加工工艺卡片
工厂
机械加工工艺卡片
产品型号
零（部）件型号
产品名称
零（部）件名称
材料牌号
45
毛坯种类
圆钢
毛坯外形尺寸/mm
Ø30
每个毛坯件数
每台件数
工序号
1
工步号
工序内容
同时加工零件数
切削用量
工艺装备名称及编号
技术等级
背吃刀量/mm
切削速度/（m/min）
每分钟转速或往复次数
进给量/（mm/r）
设备名称及编号
夹具
刀具
量具
1
2
3
4
5
车端面（手动）
粗车轮廓
精车轮廓
切槽
切断
2
0.5
56
70
22
600
600
900
400
400
0.2
0.2
0.1
0.1
0.1
数控车床
数控车床
数控车床
数控车床
数控车床
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
T01
T01
T01
T02
T02
千分尺
游标卡尺
图1-2零件粗车精车切削示意图
（4）加工工序卡
表1-3零件机械加工工艺卡片
单位名称
数控加工工序卡片
产品名称
零件名称
零件图号
工序简图
工序名称
数控铣削
工序号
车间
1
使用设备
夹具名称
数控车床
三爪卡盘
夹具编号
备注
工步
工步内容
程序编号
刀具号
刀具类型
主轴转速/（）
进给量/（mm∙）
背吃刀量/mm
备注
1
平端面
T01
外圆车刀
600
0.2
1～2
手动
2
粗车轮廓
T01
外圆车刀
600
0.2
1～2
自动
3
精车轮廓
T01
外圆车刀
900
0.1
0.25
自动
4
切槽
T02
切槽车刀
400
0.1
4
自动
6
切断
T02
切槽车刀
400
0.1
4
自动
（5）手工编程程序
在FANUC系统的数控车床上加工，数控加工参考程序见表1-4
表1-4数控加工程序
程序
说明
N010G92X45Z20S600M06T0101M03M08
N020G00G90X28Z2
N030G01X28Z-93
N040G00X45Z-93
N050G00X45Z20
N060G00X26Z2
N070G01X26Z-93
N080G00X45Z-93
N090G00X45Z20
N100G00X23.4Z2
N110G01X23.4Z-39.987
N120G00X45Z-39.987
N130G00X45Z20
N140G00X21Z2
N150G01X21Z-39.5
N160G00X45Z-39.5
N170G00X45Z20
N180G00X20Z2S900M03
N190G01X20Z-40
N200G00X22Z-40
N210G01X25Z-41
N220G01X25Z-93
N230G00X45Z-93
N240G00X45Z20T0100
N250G00X25Z-40M06T0202S400M03
N260G01X18Z-40
N270G00X25Z-40
N280G00X25Z-58
N290G01X18Z-58
N300G01X18Z-56
N310G00X30Z-56
N320G00X30Z-92
N330G01X-1Z-92
N340G01X30Z-92
N350G01X45Z20T0200
N360M05M09M02
粗车外圆，建立刀补，打开切削液
提速，精车外轮廓
取消刀补
换刀割槽，建立刀补
取消刀补
关闭主轴，关闭切削液，结束程序
2.自动编程
（1）编程仿真
对如图1-1所示的零件外形进行加工，根据前文零件工艺分析，由图1-3可知，本零件车削仿真由车端面——粗车——精车——两次割槽——切断组成，生成的刀具轨迹如图1-4所示。
图1-3车削操作列表
图1-4生成的车削刀具轨迹
该零件毛坯为Φ30mm的棒料，材料为45钢，其参数设定可见图1-5，实体仿真效果可见图1-6。
图1-5毛坯参数设定
图1-5毛坯仿真
图1-6粗车外轮廓
本零件需要割槽操作，具体割槽参数可见图1-7，刀具参数可参考图1-8与图1-9，割槽实体仿真可见图1-10.
图1-7割槽参数设置
图1-8刀具刀头参数设置图1-9刀具刀把参数设置
图1-10割槽仿真
（2）输出程序
%
O0000
G21
（PROGRAMNAME-CHE1DATE=DD-MM-YY-11-12-15TIME=HH:
MM-07:
56）
（TOOL-1OFFSET-1）
（车刀74INSERT-CNMG120408）
G0T0101
G97S600M03
G0G54X38.Z0.M8
G99G1X34.F.2
X-1.6
G0Z2.
G1Z4.
G0X28.067
Z2.7
G1Z-92.8
X30.
X32.828Z-91.386
G0Z2.7
X24.533
G1Z-41.184
X25.883Z-41.859
G3X26.Z-42.R.2
G1Z-52.
Z-58.
Z-87.
Z-92.8
X28.467
X31.295Z-91.386
G0Z2.7
X21.
G1Z0.
Z-36.
Z-39.8
X21.6
G3X21.883Z-39.859R.2
G1X24.933Z-41.384
X27.762Z-39.97
G97S900
G0Z2.177
X18.354
G1Z.177
X20.354Z-.823
G3X20.5Z-1.R.25
G1Z-36.
Z-39.75
X21.
G3X21.354Z-39.823R.25
G1X25.354Z-41.823
G3X25.5Z-42.R.25
G1Z-52.
Z-58.
Z-87.
Z-93.
X28.328Z-91.586
G0Z2.
X18.
G1Z0.
X20.Z-1.
Z-36.
Z-40.
X21.
X25.Z-42.
Z-52.
Z-58.
Z-87.
Z-93.
X27.828Z-91.586
M9
G28U0.W0.M05
T0100
M01
（TOOL-2OFFSET-2）
（车刀76INSERT-N151.2-185-20-5G）
G0T0202
G97S400M03
G0G54X25.Z-40.M8
G1X17.8F.1
G0X25.
X29.
Z-58.
G1X17.8
G0X29.
Z-56.
G1X17.8
G0X29.
M9
G28U0.W0.M05
T0200
M30
%
第2节螺纹类零件编程加工.
1.手工编程
（1）零件工艺分析
图1-11螺纹零件可以一次装夹加工出外圆面、圆弧面、退刀槽及螺纹，然后切断。
工件用自定心卡盘装夹，用划针盘找正。
根据工件坐标系建立原则，将工件坐标系原点设定在其装夹后的工件右端面轴线上。
图1-11零件图
（2）刀具与切削用量
该零件需要加工外圆面、圆弧面、螺纹退刀槽、螺纹及端面。
根据加工要求，选用的刀具见下表
表1-5刀具选用
序号
刀具号
道具类型
规格
数量
用途
1
T01
外圆车刀
93°
1
粗精车各外圆面及端面
2
T02
切槽刀
宽4mm
1
加工螺纹退刀槽及切断
3
T03
外螺纹刀
60°
1
车削螺纹
零件加工材料为硬铝，硬度较低，切削力较小，切削用量可以选择大些。
根据加工要求，切削用量的选择见表
表1-6切削用量
操作序号
工步内容
刀具号
切削用量
主轴转速/（r/min）
进给速度/（mm/r）
背吃刀量/mm
1
车端面
T01
500
0.2
1～2
2
粗车左端外形轮廓，留0.4mm精车余量
T01
600
0.2
1～2
3
精车左端外形轮廓
T01
1000
0.1
0.2
4
加工螺纹退刀槽
T02
400
0.1
4
5
车削螺纹
T03
600
1.5
6
切断
T02
400
0.1
4
（3）加工工艺卡片拟定
表1-7零件机械加工工艺卡片
工厂
机械加工工艺卡片
产品型号
零（部）件型号
产品名称
零（部）件名称
材料牌号
45
毛坯种类
圆钢
毛坯外形尺寸/mm
Ø40
每个毛坯件数
每台件数
工序号
1
工步号
工序内容
同时加工零件数
切削用量
工艺装备名称及编号
技术等级
背吃刀量/mm
切削速度/（m/min）
每分钟转速
进给量/（mm/r）
设备名称及编号
夹具
刀具
量具
1
2
3
4
5
6
7
8
车端面（手动）
粗车轮廓
粗车轮廓
粗车轮廓
精车轮廓
加工螺纹退刀槽
车削螺纹
切断
3.2
2
1.5
0.4
4
4
71
64
56
75
25
60
600
600
600
600
1000
400
600
400
0.2
0.2
0.2
0.2
0.1
0.1
1.5
0.1
数控车床
数控车床
数控车床
数控车床
数控车床
数控车床
数控车床
数控车床
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
三爪卡盘
T01
T01
T01
T01
T02
T02
T03
T02
千分尺
游标卡尺
图1-12零件粗车精车切削示意图
（4）加工工序卡
表1-8零件机械加工工艺卡片
单位名称
数控加工工序卡片
产品名称
零件名称
零件图号
工序简图
工序名称
数控铣削
工序号
车间
1
使用设备
夹具名称
数控车床
三爪卡盘
夹具编号
备注
工步
工步内容
程序编号
刀具号
刀具类型
主轴转速/（）
进给量/（mm∙）
背吃刀量/mm
备注
1
平端面
T01
93°外圆车刀
500
0.2
1～2
手动
2
粗车轮廓
T01
93°外圆车刀
600
0.2
1～2
自动
3
精车轮廓
T01
93°外圆车刀
1000
0.1
0.2
自动
4
切槽
T02
切槽车刀
400
0.1
4
自动
6
切断
T02
切槽车刀
400
0.1
4
自动
（5）手工编程
在FANUC系统的数控车床上加工，数控加工参考程序见表1-9
表1-9数控加工程序
程序
说明
N010G92X45Z20S600M06T0101M03M08
N020G00G90X38.8Z2
N030G01X38.8Z-60
N040G00X45Z-60
N050G00X45Z20
N060G00X34.8Z2
N070G01X34.8Z-38.548
N080G00X45Z-38.548
N090G00X45Z20
N100G00X30.8Z2
N110G01X30.8Z-29.6
N120G00X45Z-29.6
N130G00X45Z20
N140G00X27.8Z2
N150G01X27.8Z-29.6
N160G00X45Z-29.6
N170G00X45Z20
N180G00X24.8Z2
N190G00X24.8Z-20.308
N200G00X45Z-20.308
N210G00X45Z20
N220G00X24Z2S1000
N230G01X24Z-20
N240G00X27Z-20
N250G01X27Z-30
N260G00X30Z-30
N270G03X38Z-42
N280G01X38Z-60
N290G00X45Z-60
N300G00X45Z20T0100
N310M06T0202S400M03
N320G00X45Z-30
N330G01X20Z-30
N340G00X45Z-30
N350G00X45Z20T0200
N360M06T0303S600M03
N370G00X41.4Z2
N380G33X41.4Z-26F1.5
N390G00X45Z-26
N400G00X45Z20
N410G00X41.1Z2
N420G33X41.1Z-26
N430G00X45Z-26
N440G00X45Z20
N450G00X41Z2
N460G33X41Z-26
N470G00X45Z-26
N480G00X45Z20T0300
N490M06T0200S400M03
N500G00X45Z-60
N510G01X-1Z-60
N520G00X45Z20T0200
N530M05M09M02
主轴转，切削液开，建立刀补
粗车外轮廓
精车开始，提速
取消刀补，换刀，切退刀槽
取消刀补，换刀，车螺纹
取消刀补，换刀，切断
程序结束，主轴停，切削液关
2.自动编程
（1）编程仿真
对如图1-11所示的零件外形进行加工，根据前文零件工艺分析，由图1-13可知，本零件车削仿真由粗车——精车——割槽——车削螺纹——截断组成，生成的刀具轨迹如图1-14所示。
图1-13操作选项
图1-14刀具路径
图1-15毛坯
图1-16粗车外轮廓
该零件有一道螺纹车削步骤，具体螺纹参数可见图1-17与1-18，刀具参数可参考图1-19与1-20，螺纹实体仿真可见图1-21
图1-17螺纹切削参数
图1-18螺纹牙齿切削参数
图1-19刀具刀片参数图1-20刀具刀把参数
图1-21车螺纹
（2）输出程序：
%
O0000
G21
（PROGRAMNAME-CHE2DATE=DD-MM-YY-11-12-15TIME=HH:
MM-08:
05）
（TOOL-1OFFSET-1）
（LATHETOOL80INSERT-CNMG120408）
G0T0101
G97S600M03
G0G54X36.537Z2.7M8
G99G1Z-40.264F.2
G2X38.72Z-41.88R19.8
G3X38.8Z-42.R.2
G1Z-54.
Z-59.8
X40.
X42.828Z-58.386
G0Z2.7
X33.073
G1Z-36.612
G2X36.937Z-40.587R19.8
G1X39.765Z-39.173
G0Z2.7
X29.61
G1Z-29.8
X30.4
G3X30.8Z-30.R.2
G2X33.473Z-37.151R19.8
G1X36.302Z-35.737
G0Z2.7
X26.146
G1Z-19.8
X27.4
G3X27.8Z-20.R.2
G1Z-29.8
X30.01
X32.838Z-28.386
G0Z2.7
X22.683
G1Z.141
X24.683Z-.859
G3X24.8Z-1.R.2
G1Z-14.
Z-19.8
X26.546
X29.375Z-18.386
M9
G28U0.W0.M05
T0100
M01
（TOOL-2OFFSET-2）
（LATH
升级会员 