数控加工综合实践周报告综述.docx
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数控加工综合实践周报告综述
数控加工综合实践周
报
告
书
班级：
112040206
学号：
11204020603
姓名：
陈磊
指导教师：
王伟
时间：
18—B—1
重庆理工大学
机械工程学院实践教学及技能培训中心
二零一五年十二月
1目的及要求
通过一周的数控加工综合实践使学生了解CJK6132数控机床的结构和一般数控加工工艺，具备典型零件数控切削加工工艺规划能力，掌握广州数控GSK928TC数控系统编程指令、CJK6132数控机床操作，提高数字处理、数控机床设备应用、数控机床一般故障诊断、工艺问题分析与处理等能力。
2内容
1、了解广州数控GSK928TC数控系统的基本原理、数控机床的坐标系；
2、对典型零件进行工艺分析和数学处理，运用广州数控GSK928TC数控系统编制程序；
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、了解数控机床的结构，掌握CJK6132数控车床的操作；
5、熟练地进行零件装夹、刀具选择及装夹，加工出轴类零件。
6、根据所给零件图的尺寸公差与形位公差要求，选择合适的检验量具工具与规范的检测方法，检测出加工的零件尺寸偏差与形位偏差。
7、对零件检测出的问题进行分析，找出问题原因，并对工艺方案和加工程序提出优化建议。
3实验设备
1、装备广州数控GSK928TC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、外径千分尺等工具。
4广州数控GSK928TC数控系统简介
GSK928TC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1GSK928TC数控系统操作面板
GSK928TC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
（1）编辑（EDIT）工作模式
在编辑工作模式中，可以通过键盘新建、选择和删除零件程序，可以对所选择的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的串行借口链接，将系统内零件程序传送到外部计算机中或将外部计算机内编辑好的零件程序传送到数控系统中。
按工作方式选择键进入编辑工作方式，显示当前程序所存储的全部零件程序的程序名，当前程序所包含的字节数以及系统可用的存储器字节数等，显示画面如图1-1所示：
（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，主轴及冷却液的启停，手动换到，X，Z轴回程序参考点和回机械零点等功能。
当参数P11的CHCD位设置为1时，还可以实时显示主轴的实际转速，若CHCD为0则显示主轴的编辑转速。
按工作方式选择键进入手动工作方式。
手动工作方式有手动单步和手动点动两种方式。
初始方式为点动方式，按键可以进行手动点动和手动单步方式的相互切换。
当系统配置有电子手轮时还可以选择手轮控制。
手动点动方式显示如图1-2所示：
（3）自动（AUTO）工作模式
在自动工作模式中，系统按照选定的零件程序逐段执行，加工出合格的工件。
按工作方式选择键进入自动工作方式。
自动工作方式中有机床锁住运行和加工运行方式以及单程序段加工运行和连续加工运行方式，如图1-3所示。
（4）参数（PAR）设置工作模式
系统共有P01~P25共25参数，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。
按工作方式选择键按进入参数设置工作方式。
第一屏显示P01~P09共9个参数，如图1-4所示：
（5）刀偏（OFT）设置工作模式
系统共有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道具总数相同。
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设定值。
在指令中不能使用T*9，否则出现“参数错”报警。
按工作方式选择键键，进入刀偏设置工作方式，显示如图1-5所示：
（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的状态及主轴转速等。
按工作方式选择键，进入诊断方式。
诊断方式显示如图1-6所示：
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2CJK6132型简式数控车床
表1CJK6132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。
G00——快速定位
指令格式：
G00X（U）Z（W）F
G00指令使刀具以快速移动速度到指定位置，其中X（U）Z（W）为指定点坐标值。
G01——直线插补
指令格式：
G01X（U）Z（W）F
G01指令使刀具按设定速度，沿当前点到X（U）Z（W）指定点的连线同时到达指定的终点位置，其中，X（U）Z（W）为指定的终点坐标，F为进给速度。
G02，G03——圆弧插补
指令格式：
G02X（U）Z（W）IKF—圆心坐标编程，G03X（U）Z（W）IKF
或G02X（U）Z（W）RF—半径编程，G03X（U）Z（W）RF
G02，G03指令可使刀具以设定速度按规定的圆弧轨迹运动。
圆弧方向是以圆心为参考点，G02为顺时针圆弧，G03为逆时针圆弧。
G33——螺纹切削
指令格式:
G33X（U）Z（W）P（E）Ik
其中，X（U）Z（W）为螺纹终点的绝对或相对坐标，P为公制螺纹的导程，E为英制螺纹导程，K为螺纹退尾起始点距螺纹终点在Z方向的长度，I为螺纹退尾时X方向移动总量（直径值）。
G50——工件坐标系设定
指令格式：
G50XZ
G50定义一个坐标系，并确定刀具当前位置为坐标系中X,Z的坐标值。
其建立的坐标系称为工件坐标系。
一旦建立工件坐标系，后面指令中绝对坐标的位置都是在此次坐标系中的坐标值。
建立工件坐标系时，一般是把工件坐标系的Z轴定义在工件旋转中心，而工件坐标系的X轴，则可根据习惯将其定义在卡盘断面或工件的断面。
2）循环指令
在某些特殊的粗车加工过程中，由于切削量大，同一加工路线反复多次切削，为简化编程，提高编程和加工效率而设定了固定循环。
G90——内外圆柱面车削循环
指令格式：
G90X（U）Z（W）RF
其中，X（U）Z（W）为柱（锥）面终点位置，且两轴坐标必须齐备，相对坐标不能为零；R为循环起点与循环终点的直径的差值，省略R为轴面切削；F为切削速度。
G92——螺纹切削循环
指令格式：
G92X（U）Z（W）P（E）LIKR
其中，I不能为负值，X（U）Z（W）为螺纹终点的坐标位置，P为公制螺纹螺距，E为英制螺纹导程，I为螺纹退尾时X轴方向的移动距离。
K为螺纹退尾时退尾起点距终点在Z轴方向的距离，R为螺纹起点与螺纹终点的直径之差,L多头螺纹头数（单头螺纹时省略L）。
G94——内、外圆端面车削循环
指令格式：
G94X（U）Z（W）RF
其中，X（U）Z（W）为终点坐标，且两轴坐标必须齐备，相对坐标不能为零；R为锥面起点Z向坐标之差，端面切削时省略R;F为切削速度。
G71——外圆粗车循环
指令格式：
G71X（U）IKFL
其中，X（U）为精加工轮廓起点的X轴坐标值；I为X轴方向每次进刀量，直径量表示，无符号数；K为X轴方向每次退刀量，直径值表示，无符号数；L为描述最终轨迹的程序段数量，不包括自身；F为切削速度。
G72——端面粗车循环
指令格式：
G72X（U）IKFL
其中，Z（W）为精加工轮廓起点的Z轴坐标值；I为Z轴方向每次进刀量;K为Z轴方向每次退刀量；L为描述最终轨迹的程序段数量，不包括自身；F为切削速度。
G22G80——程序局部循环
在实际加工过程中，对于某些局部需要反复加工或已基本成型的零件,可使用局部循环指令来简化编程。
局部循环的循环体由用户编程，执行后的结束点坐标由程序运行后决定。
在程序中Ｇ２２和Ｇ８０必须成对使用。
在循环体中不能再有Ｇ２２指令，即Ｇ２２指令不能嵌套。
指令格式：
Ｇ２２ Ｌ
：
Ｇ８０
其中：
L—循环次数范围1-99L=1时不能省略。
循环执行过程。
1G22定义程序循环体开始，L定义循环次数
2执行循环体程序
3G80循环体结束时循环次数L减1，若L不等于零，再次执行循环体程序，若L等于零循环结束,顺序执行后面的程序。
对于形状已经确定而需粗精加工的零件，用Ｇ２２与Ｇ８０指令编程是非常方便而且能提高加工效率。
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。
4）S功能—主轴功能
通过地址符S和其后的数据把代码信号送给机床，用于控制机床的主轴转速
5）T功能—刀具功能
加工一个工件通常需要几把不同的刀具。
由于安装误差或磨损，每把刀处于切削位置时的位置均不相同。
为了编程不受上述因素影响，设置了换刀及刀具补偿功能。
6）F功能—进给速度功能
指令格式：
F*****,或F**，**
决定刀具切削进给速度的功能。
即进给速度功能进给速度功能用地址符F后跟4位整数来表示。
范围为0-9999，单位为mm/min;F值是模态值，一旦指定如果不改变可以不重写。
刀具的实际移动速度受F值与进给倍率的控制即：
刀具实际切削速度 = Ｆ × 进给倍率
由于本系统没有设定每转进给量的定义，对习惯使用每转进给的使用者，可根据以下公式计算F值。
F = 每转进给量（ｍｍ/转）×主轴转速（转/分）
或 每转进给量（ｍｍ／转）＝Ｆ（ｍｍ／分）／主轴转速（转／分）
7加工编程实例
1）零件分析
图3加工零件图
2）工件坐标系
建立如图3所示的加工坐标系，X轴原点在轴心线上，Z轴原点在轴的左端面上。
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
此类螺纹轴类零件，可用三爪自定心卡盘夹紧定位。
为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可设置为同一点，放在Z向距工件前段面100mm，X向距轴心线100mm的位置。
（2）相关数据确定
螺纹编程大径d=mm，加工螺纹前，车削外圆到该尺寸；查表2.27得牙深为mm，进刀次数为12次，进刀量分别为mm；螺纹编程小径d1=mm；取退尾长度K=1.5mm。
（3）制定加工方案及加工路线
根据工件的图纸要求，选用数控车床进行本例工件的加工。
数控系统选用GSK928TC。
此零件由于加工余量比较大，宜采用二次加工，即粗加工和精加工。
加工流程为：
粗车外圆→粗车圆弧→粗车圆弧→粗车外圆，粗车后留0.2mm余量精加工；精车外圆柱面→精车圆弧→精车圆弧→精车外圆；换切槽刀，切退刀槽；车螺纹；换切槽刀，切断零件。
粗加工和精加工采用同一把左偏刀，刀号为1号，刀补为1号；螺纹刀刀号为2号，刀补为2号；切槽刀刀号为3号，刀补为3号，刀宽，到位点为切槽刀右刀尖。
如表2所示为简化的加工工序卡。
表2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
/（r/min）
粗加工
1
1
左偏刀
S4
750
80
精加工
1
1
左偏刀
S4
750
50
切退刀槽
3
3
切槽刀
S4
750
30
车螺纹
2
2
螺纹刀
S4
750
切断
3
3
切槽刀
S4
750
30
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3所示。
表3实例加工参考程序
程序号
程序
备注
%22
程序文件名
N0000
G00X100Z100
定义工件坐标系
N0010
M3S4
开主轴、置4挡主轴转速
N0020
M8
开冷却液
N0030
T11
换1号刀，执行1号刀补
N0040
G00X26Z0
刀具靠近工件
N0050
G01X0F80
切断面，速度为
N0060
G00X24.2Z1
刀具离开工件表面并定位
N0070
G01Z-28
粗车并预留切刀宽度
N0080
G00X26Z1
刀具离开工件表面并定位
N0090
X21.2
准备粗车外圆柱面到
N0100
G01Z-19
粗车外圆柱面到
N0110
G00X26Z1
刀具离开工件表面并定位
N0120
X18.2
准备粗车外圆柱面到
N0130
G01Z-15.9
粗车外圆柱面到
N0140
G03X24.2Z-19.9R4F60
粗车圆弧，速度为
N0150
G00X18Z1
刀具离开工件表面并定位
N0160
X14.2
准备粗车外圆柱面到
N0170
G01Z-13.9
粗车外圆柱面到
N0180
G00X18Z1
刀具离开工件表面并定位
N0190
X12
准备粗车外圆柱面到
N0200
G01Z-13.9
粗车外圆柱面到
N0210
G02X16.2Z-16R2.1F60
粗车圆弧，速度为
N0220
G00X18Z1
刀具离开工件表面并定位
N0230
X11.8
准备精车外圆柱面到
N0240
G01Z-14
精车外圆柱面到
N0250
X12
准备精车圆弧
N0260
G02X16Z-16R2F50
精车圆弧
N0270
G03X24Z-20R4F50
精车圆弧
N0280
G01Z-28
精车外圆
N0290
G00X100Z100
返回换刀点
N0300
T33
换3号刀，执行3号刀补
N0310
G00X14Z-11
刀具定位到工件附近
N0320
G01X9F30
切退刀槽
N0330
G00X100
退出刀具
N0340
Z100
返回换刀点
N0350
T22
换2号刀，执行2号刀补
N0360
G00X13Z1
定位到第一刀螺纹起点
N0370
G92X11.7Z-12.5P1.5K1.5
加工螺纹，退尾长度为，进刀
N0380
X11.4
进刀，切第2刀螺纹
N0390
X11.1
进刀，切第3刀螺纹
N0400
X10.8
进刀，切第4刀螺纹
N0410
X10.5
进刀，切第5刀螺纹
N0420
X10.3
进刀，切第6刀螺纹
N0430
X10.1
进刀，切第7刀螺纹
N0440
X10.0
进刀，切第8刀螺纹
N0450
X9.9
进刀，切第9刀螺纹
N0460
X9.8
进刀，切第10刀螺纹
N0470
X9.7
进刀，切第11刀螺纹
N0480
X9.7
进刀，切第12刀螺纹
N0490
X9.7
进刀，切第13刀螺纹
N0510
X9.7
进刀，切第14刀螺纹
N0520
G00X100Z100
返回换刀点
N0530
T33
换3号刀，执行3号刀补
N0540
G00X26Z-25
定位到切断点
N0550
G01X0F30
切断
N0560
G00X100Z100
退刀到安全距离
N0570
M05
停主轴
N0580
M02
程序结束
5）加工准备及加工
使用数控机床加工的流程如下：
（1）开机
首先合上数控车床电气柜总开关，机床正常送点；再接通操作面板电按钮，给数控系统上电，本数控车床的操作面板电按钮与急停按钮串联，故需检查急停按钮是否复位。
如果机床启动一切正常，则CRT显示屏显示出系统初始画面，若无按键操作系统将一直循环显示，直到按复位以外的任一键，系统进入上次关电前所处的工作模式。
（2）返回参考点操作
通过手动操作方式，分别按下“方向键”中X轴负方向和Z轴负方向键，使刀具回到换刀位置附件。
（3）车床手动操作
通过数控车床面板的手动操作，可以完成主轴旋转、进给运动、刀架转位、冷却液开/关等动作，检查基础基础状态，保证机床正常工作。
（4）输入工件加工程序
选择编辑方式（EDIT）进入加工程序编程画面，按照系统要求完成加工程序输入，并检查程序无误。
（5）刀具和工件装夹
根据加工要求，合理选择加工刀具，刀具安装时，要注意刀具伸出刀架的长度，合理选择工装夹具，完成工件的装夹，并用百分表等进行找正。
（6）程序校验
程序校验的方法有机床锁紧和机床空运行两种。
自动工作模式中选择空运行方式，程序运行时，机床坐标轴不移动，S,M,T功能无输出，从而达到检验程序的目的。
（7）工件加工
首件加工完成后，测量各加工部位的尺寸，修改各刀具的刀补值及完善程序，然后加工第二件，确认无误后恢复快速倍率100%，加工全部工件。
（8）零件尺寸检测
对零件的各种尺寸参数进行测量，获得的测量结果与其标准进行比较，看是否在允许误差范围之内。
8体会总结
在为期5天的数控实习中，我通过自己的努力，顺利完成了学校的教学要求。
成功做出了各种零件，虽然现在还不能很熟悉的操作数控加工台，但是我相信工作以后经过自己的不断积累，我也会成为一名优秀的机械工程师。
另一方面，也让我知道了理论与实践的重要意义，在课本上学习了理论知识还远远不够。
还需要在实践中去巩固去提升，也让我了解到了我以后的大概的工作内容和工作环境，给我毕业后参加工作做了一个开始。
我相信经过这一周的学习，我会更加快速的适应以后的环境。
尽快完成自己从学生到工人的角色转换。
这些都是在书本上学不到的东西。
在如今这个技术至上的时代，必须要自身掌握一门技术，才能在企业中站稳脚跟，这次的实习就给我们自身的技术提升了很大一截，我觉得这样的实习非常有必要。
如果可以的话，希望学校能适当延长我们的实习时间，让我们更深入的学习数控相关的东西。
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