《数控加工工艺》实验指导书及实验报告2.docx
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《数控加工工艺》实验指导书及实验报告2
实验五常用及新型刀具试切对比实验
一、实验的目的和要求
了解常用刀具、新型刀具的切削用量选择原理，进行对比试切实验。
二、实验设备、装置及工量具
实验设备、装置：
1.机床：
数控铣、加工中心、数控车床各一台；
2.常用夹具：
平口钳、三爪卡盘、顶尖；
3.刀具：
普通车床、铣床常用刀具和数控铣、加工中心和数控车床常用及新型刀具。
工量具：
1.游标卡尺、表面粗糙度样板；
2.实验用耗材：
Φ40X120、δ50X100X100（45钢）材料各一件。
三、实验内容
1.正确安装各种常用刀具，根据不同的加工项目正确的选择相应刀具，将数控加工常用刀具与普通加工常用刀具进行对比试切加工实验，掌握数控类刀具的特性；
刀片热裂及积屑瘤示意图
后刀面磨损和勾槽磨损示意图
刃口崩碎示意图
2.分析数控车刀具实验零件示意图；
数控车实验零件示意图
3.分析数控铣、加工中心刀具实验零件示意图；
数控铣、加工中心实验零件示意图
4.按实验测试零件技术要求，在测试段1、2、3、4选用不同的切削用量，以vc、ap、vf做变量，分别采用不同类型或不同材质的刀片加工，作好实验记录。
此外，在测试件上按思考题要求完成两段试切加工，做好实验记录。
四、实验步骤
1.数控铣、加工中心实验步骤：
（1）按图样及实验要求正确选用并安装刀具；
（2）按要求将工件1装夹在平口钳上；
（3）按图样及实验测试零件技术要求，使用普通铣床常用机夹式可转位硬质合金铣刀完成零件加工，拆卸工件；
（3）按要求将工件2装夹在平口钳上；
（4）按图样及技术文件要求，使用数控铣、加工中心常用机夹式可转位硬质合金及新型刀具完成零件加工，拆卸工件；
（5）将工件1、2进行对比，并按要求记录实验数据。
2.数控车实验步骤：
（1）按图样及实验测试零件技术要求正确选用并安装刀具；
（2）按要求将工件1装夹在三爪卡盘上，夹持长度>40mm；
（3）按图样及实验测试零件技术要求，使用普通车床常用机夹式可转位硬质合金车刀完成零件加工，拆卸工件；
（4）按要求将工件2装夹在三爪卡盘上，夹持长度>40mm；
（5）按图样及技术文件要求，使用数控车床常用机夹式可转位硬质合金车刀完成零件加工，拆卸工件；
（6）将工件1、2进行对比，并按要求记录实验数据。
四、实验报告
课后每位同学按照要求完成实验报告。
五、实验注意事项
实验时未经实验指导教师允许不得擅自启动数控机床。
实验报告
实验名称
成绩
班级
姓名
学号
日期
一、实验记录：
（1）数控铣、加工中心刀具实验记录
项目
测试段
切削速度Vc
单位：
mm/min
背吃刀量
单位：
mm
进给速度Vf
单位：
mm/min
表面粗糙度
切屑
颜色、形状
加工
时间
刀具磨
损情况
件1测试段1
件1测试段2
件1测试段3
件1测试段4
件2测试段1
件2测试段2
件2测试段3
件2测试段4
（2）数控车刀具实验记录
项目
测试段
切削速度Vc
单位：
mm/min
背吃刀量
单位：
mm
进给速度Vf
单位：
mm/min
表面粗糙度
切屑
颜色、形状
加工
时间
刀具磨
损情况
件1测试段1
件1测试段2
件1测试段3
件1测试段4
件2测试段1
件2测试段2
件2测试段3
件2测试段4
二、思考题：
1.数控车对比试切加工实验中，对件1、2选取相同切削用量的两段测试段的加工的情况，进行表面质量、刀具磨损、加工时间分析？
2.数控铣、加工中心对比试切加工实验中，对件1、2选取相同切削用量的两段测试段的加工的情况，进行表面质量、刀具磨损、加工时间分析？
3.对比试切实验中，对件1、2选取相同切削用量的两段测试段的加工的情况，进行断屑槽形状与切削刃的对比测试分析？
4.综合对比所选两种刀具在加工45钢工件时的优缺点？
实验六车削中心试切实验
一、实验目的
了解车削中心上的车、铣、钻等加工工艺，通过车削中心试切加工试验，了解车削中心的加工工艺范围。
二、实验设备、装置及工量具
实验设备、装置：
1.机床：
车削中心1台；
2.夹具：
三爪卡盘、顶尖、芯轴等；
3.刀具：
常用数控车及数控铣刀具。
工量具：
1.千分尺、0--125游标卡尺；
2.实验耗材：
Φ100×120（45钢）。
车削中心外形图
三、实验内容
通过在车削中心上完成如上图所示零件的加工，了解车削中心的加工工艺特点和数控刀具在车削中心上的应用，以及车削中心的工件装夹定位特点。
四、实验步骤
1.零件图分析
了解实验所用车削中心结构特点，分析图示零件的加工工艺。
2.装夹方案
采用三爪自动定心卡盘夹具实现工件的定位与夹紧。
3.分析加工顺序
一般情况下，应采用先粗后精，先面后孔的加工工艺。
先粗车外圆，再粗铣平面，然后再选
择槽或孔的加工。
4.填写数控加工刀具、工艺卡片：
通过工艺分析完成数控加工刀具、工艺卡片的填写。
数控加工刀具、工艺卡片
单位名称
产品名称或代号
零件名称
零件图号
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
工步
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速
（单位）
进给速度
（单位）
背吃刀量
mm
备注
1
2
3
4
5
5．安装刀具；
6．对刀，设置刀具的刀偏值；
7．根据相应加工工序，用MastercamLathe编制出加工程序，传输给数控系统；
8．试切加工，检测后拆卸工件；
9．清理设备、装置及工量具。
五、实验报告
课后每位同学按照要求完成实验报告。
六、实验注意事项
实验时未经实验指导教师允许不得擅自启动、操作数控机床。
实验报告
实验名称
成绩
班级
姓名
学号
日期
思考题：
1．简述实验用车削中心结构及功能特点？
3．加工下图所示零件，材料45钢，毛坯尺寸ф60X95。
根据零件图绘制并填写数控加工刀具、工艺卡片？
（注：
图中未注尺寸由各实验组同学自行确定，并标注在下图中）
5．编写上图所示零件在实验用车削中心上的加工程序？
实验七数控铣、加工中心试切实验
（一）
一、实验的目的和要求
了解数控铣、加工中心的基本结构和加工工艺范围。
了解铣削过程中，数控加工工艺过程处理的常见方法。
二、实验设备、装置及工量具
实验设备、装置：
1．机床：
数控铣、加工中心一台；
2．刀具:
部分数控铣、加工中心刀具（详见数控加工刀具卡）；
3．夹具：
精密平口钳。
工量具:
1．千分尺、游标卡尺和游标深度尺等工量具；
2．实验耗材：
δ30X110X70（45钢）。
Vcenter-85立式加工中心
三、实验内容
通过在数控铣、加工中心床上完成如下图所示零件的加工，了解数控铣、加工中心加工的加工工艺特点和数控刀具在数控铣、加工中心加工中的应用。
四、实验步骤
1．零件的铣削加工要求
加工图样所示零件，材料45钢，毛坯尺寸长×宽×高为110×70×30mm，试分析该零件的数控铣削加工工艺，如零件图分析、装夹方案、加工顺序等。
编制刀具卡、工艺卡，编写加工程序。
2．工艺分析
（1）零件图工艺分析
该零件主要由平面、孔及外轮廓组成，平面与外轮廓的表面粗糙度要求Ra6.3，可采用粗铣--精铣方案。
（2）确定装夹方案
根据零件的特点，加工上表面、外轮廓、Φ40圆柱及菱形台阶面和孔系时选用平口虎钳夹紧。
（3）确定加工顺序
按照基面先行，先面后孔，先粗后精的原则确定加工顺序：
粗铣上表面、粗铣Φ40圆柱及菱形—→粗铣100×60轮廓—→精铣上表面、Φ40圆柱及菱形底面—→精铣100×60轮廓、Φ40圆柱及菱形侧面—→钻3-Φ12孔至Φ10—→扩3-Φ12孔至Φ11.8—→铰3-Φ12孔—→翻面装夹粗精加工底面并保证尺寸20。
（4）刀具选择
数控加工刀具卡
零件号
零件名称
编制
程序号
日期
刀具号
刀具规格名称
加工表面
刀具半径补偿值
T01
Φ63面铣刀
粗精铣上表面、菱形及Φ40圆柱底面
D01=32
T02
Φ20波刃刀
100×60外轮廓
D02=10.5
T03
Φ20整体硬质合金铣刀
精铣轮廓、菱形及Φ40圆柱侧面
D03=10D04=9.97
T04
Φ10高速钢钻头
钻3-Φ12孔至Φ10
T05
Φ11.8高速钢钻头
扩3-Φ12孔至Φ11.8
T06
Φ12铰刀
铰3-Φ12孔
（5）切削用量的选择
铣削平面、Φ40圆柱及菱形台阶面和外轮廓时可留0.5mm的精加工余量，其余一次粗铣完。
确定主轴转速时，查阅相关技术手册，90°面铣刀加工45钢时的速度为100～200m/min取Vc=160m/min，高速钢波刃刀及钻头的线速度为20～45m/min,整体硬质合金立铣刀的线速度为60～120m/min,根据铣刀直径和公式计算主轴转速，并填入工序卡片中。
确定进给速度时，根据铣刀齿数、主轴转速和相关技术手册中给出的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。
3.拟订数控铣削加工工序卡片
分析加工工艺，将刀具和切削用量等参数编入数控加工工序卡片中，以指导编程加工操作。
数控加序工工卡
零件号
零件名称
编制
程序号
日期
工步号
工步内容
使用刀具名称
切削用量
刀具号
刀长补偿
半径补偿
S功能
F功能
切削深度
1
粗铣上表面、粗铣Φ40圆柱及菱形
Φ63端面铣刀
S1000
F800
1
T01
H01
D01
2
粗铣100×60轮廓
Φ20波刃刀
S450
F100
4.5
T02
H02
D02
3
精铣上表面、Φ40圆柱及菱形底面
Φ63端面铣刀
S1000
F800
0.3
T01
H01
D01
4
精铣100×60轮廓、Φ40圆柱及菱形侧面
Φ20整体硬质合金立铣刀
S1500
F300
0.5
T03
H03
D03
D04（铣圆柱）
5
钻3-Φ12孔至Φ10
Φ10高速钢钻头
S500
F60
T04
H04
6
扩3-Φ12孔至Φ11.8
Φ11.8高速钢钻头
S300
F40
T05
H05
7
铰3-Φ12孔
Φ12铰刀
T06
H06
4.装夹工件、安装刀具；
5.对刀设定刀具参数；
6.编制数控铣削加工程序；
7.试切加工，检验并拆卸工件，作好实验记录；
8.清理设备、装置和工量具。
五、实验报告
课后每位同学按照要求完成实验报告。
六、实验注意事项
实验时未经实验指导教师允许不得擅自启动、操作数控机床。
实验报告
实验名称
成绩
班级
姓名
学号
日期
思考题：
要求在实验用机床上完成如图所示零件的加工,毛坯尺寸为长×宽×高为110×110×40（单位：
mm），材料为45钢,要求完成以下思考题：
1.零件加工工艺分析，包括零件图分析、装夹方案、加工顺序、填写刀具卡、切削用量计算和填写工序卡片？
2.编写在试验用机床上加工上图所示零件的程序？
实验八数控铣、加工中心试切实验
（二）
一、实验目的与要求
通过对数控铣、加工中心新型加工方法的认识，了解数控铣、加工中心加工工艺范围及特点。
二、实验设备、装置及工量具
实验设备、装置：
数控铣、加工中心一台及部分常用数控铣、加工中心刀具；
工具：
常用工具、量具一套。
三、实验内容
了解插铣、坡度铣、螺旋铣等加工方法。
通过零件试切加工与传统加工工艺的对比实验，完成零件加工工艺分析，包括零件图分析、装夹方案、加工顺序、编制刀具卡、编制工序卡片。
四、实验步骤
1．装夹工件；
2．调用零件加工程序；
3．检查刀具及加工程序参数；
4．试切加工；
5．拆卸工件，作好实验记录；
6．清理实验设备及工量具。
四、实验报告
课后每位同学按照要求完成实验报告。
五、实验注意事项
实验时未经实验指导教师允许不得擅自启动、操作数控机床。
实验报告
实验名称
成绩
班级
姓名
学号
日期
思考题：
在实验用机床上完成下图所示零件的加工，毛坯尺寸为长×宽×高为110×160×40（单位：
mm），材料为45钢,要求完成以下思考题：
1．分析该零件的加工工艺，填写数控加工刀具卡：
零件号
零件名称
编制
程序号
日期
刀具号
刀具规格、名称
加工表面
刀具长度补偿值
刀具半径补偿值
2．分析该零件的加工工艺，填写数控加序工工卡：
零件号
零件名称
编制
程序号
日期
工步号
工步内容
使用刀具名称
切削用量
刀具号
刀长补偿
半径补偿
S功能
F功能
切削深度
实验九电加工试切实验
一、实验的目的和要求
了解电加工机床的基本结构、加工原理和加工特点。
掌握电加工机床的加工工艺范围。
二、实验设备、装置及工量具
实验设备、装置：
1．机床：
高速快走丝电火花线切割机一台；
2．夹具：
电加工通用夹具。
工量具：
1.游标卡尺、游标深度尺；
2.实验耗材：
δ20钢板。
数控高速快走丝电火花线切割机
三、实验内容
1．了解机床结构
主要由脉冲电源柜、主机、工作液箱、锥度切割装置和机床电气等部分组成。
2．了解机床的用途和加工特点
本机床适用于加工硬性材料（如硬质合金钢、淬火钢及特殊金属）制成的平板型模具（如冲模、挤压模）等类零件的加工。
线切割加工零件图
四、实验步骤
1．典型零件编程工艺性分析
如图所示，分析该零件的电加工工艺,完成零件图分析、装夹方案、加工顺序等内容，用CAXA线切割软件生成图形、加工轨迹和G代码程序，并完成零件加工.。
钼丝半径为0.18mm，放电间隙为0.1mm。
工件毛坯厚度为20mm，材料为普通钢板。
（1）零件图分析该工件形状简单，由简单的直线和圆弧光滑连接而成，厚度较薄，采用线切割机床加工，一次装夹加工成型。
（2）确定装夹方案由于该零件形状简单，且材料厚度较薄，可采用悬臂支撑方式直接将毛坯用压板装夹在工作台架上进行加工。
（3）加工顺序根据装夹方式，让夹紧受力边最后加工；
（4）切割参数选择
选择切割参数时，在保证加工表面粗糙度及零件加工精度的前提下，尽可能提高切割加工速度（如选择较大的脉冲宽度、较小的脉冲停歇、较大的最大电流以及较大的进给速度等）。
另外，由于此零件为厚度较薄普通钢板，工作液的浓度配置为10%～15%。
2．主要操作过程及程序加工
（1）生成加工轨迹；
（2）生成机床加工代码并进行处理；
（3）程序加工。
3．拆卸工件，清理实验设备、装置及工量具。
五、实验报告
课后每位同学按照要求完成实验报告。
六、实验注意事项
实验时未经实验指导教师允许不得擅自启动、操作机床，电加工机床运行中，严格按照操作规程进行操作。
实验报告
实验名称
成绩
班级
姓名
学号
日期
在实验机床上加工下图零件,已知零件材料为5mm厚的普通钢板，要求完成以下思考题：
1．分析零件电加工工艺？
2．在图纸上描绘加工轨迹，编写机床加工G代码？
3．试分析电加工的优缺点？
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