机制数控实习指导书.docx

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机制数控实习指导书

河北科技师范学院

数控技术实习

指导书

机电工程学院

机制专业教学部

一、实习意义和目的

通过实习，使学生在学完数控技术等相关理论课程的同时，熟练操作数控机床，熟悉数控机床的日常维护及常见故障的判断和处理，进一步掌握数控编程的方法，以便能够系统、完整地掌握数控技术，更快更好地适应机械专业发展的需要。

二、实习内容

1.每小组至少完成三个不同难度车削零件的编程调试、加工仿真及实际加工。

2.每个同学至少完成一个较为复杂的车削零件的自动编程与加工仿真。

3.每个同学至少完成一个较为复杂的铣削零件的自动编程与加工仿真。

三、实习设备、器件及工具

斯沃数控仿真软件、MasterCAM计算机辅助制造软件，CAK3675数控车床5台，游标卡尺等量具若干，装夹工具若干，PVC棒料若干。

四、实习时间、场地及安排

机制本07010203班

实习时间：

12-15周

实习地点：

计算机中心、机电工程学院实习工厂

实习安排：

分成两个大组，再以3个人为单位分成小组。

第一，二周

第一组进行数控加工工艺及编程调试，加工仿真。

地点：

计算机中心C408机房，指导教师：

张小芹伦翠芬，于晶晶，孙磊。

第三周

第一组数控车床实习，地点：

机电工程学院实习工厂指导教师：

樊华，刘策，王海芳，赵进尚

第二组自动编程与加工仿真，地点：

计算机中心C404机房，指导教师：

张小芹于晶晶孙磊。

第四周

第一组自动编程与加工仿真，地点：

计算机中心C404机房，指导教师：

张小芹于晶晶孙磊。

第二组数控车床实习，地点：

机电工程学院实习工厂指导教师：

樊华，刘策，王海芳，赵进尚

机制本070405

实习时间：

15-18

实习地点：

计算机中心、机电工程学院实习工厂

实习安排：

分成两个大组，再以3个人为单位分成小组。

第一，二周

第一组进行数控加工工艺及编程调试，加工仿真。

地点：

计算机中心C408机房，指导教师：

张小芹伦翠芬，于晶晶，孙磊。

第三周

第一组数控车床实习，地点：

机电工程学院实习工厂指导教师：

樊华，刘策，王海芳，赵进尚

第二组自动编程与加工仿真，地点：

计算机中心C404机房，指导教师：

张小芹于晶晶孙磊。

第四周

第一组自动编程与加工仿真，地点：

计算机中心C404机房，指导教师：

张小芹于晶晶孙磊。

第二组数控车床实习，地点：

机电工程学院实习工厂指导教师：

樊华，刘策，王海芳，赵进尚

机制接本0904+机制专070102

实习时间：

17-20

实习地点：

计算机中心、机电工程学院实习工厂

实习安排：

分成两个大组，再以3个人为单位分成小组。

第一，二周

第一组进行数控加工工艺及编程调试，加工仿真。

地点：

计算机中心C408机房，指导教师：

张小芹伦翠芬，于晶晶，孙磊。

第三周

第一组数控车床实习，地点：

机电工程学院实习工厂指导教师：

樊华，刘策，王海芳，赵进尚

第二组自动编程与加工仿真，地点：

计算机中心C404机房，指导教师：

张小芹于晶晶孙磊。

第四周

第一组自动编程与加工仿真，地点：

计算机中心C404机房，指导教师：

张小芹于晶晶孙磊。

第二组数控车床实习，地点：

机电工程学院实习工厂指导教师：

樊华，刘策，王海芳，赵进尚

注：

每位实习指导教师必须严格考勤，并根据表现给出每位学生相应实习内容的成绩。

五、实习组织管理

整个数控技术实习，在机电工程学院主管院长的领导下，由机制专业教学部与机电工程学院实习工厂共同负责组织实施。

学生内部管理由各实习小组组长协助各班班长、学习委员负责，严格按教学规范实施执行。

六、实习总体要求

1．所加工零件要求包含内、外圆柱面，圆弧面，内、外槽、内外螺纹加工等加工内容。

2．自动编程生成的程序要在斯沃仿真软件中进行真实加工模拟。

实习学生在实习结束时完成实习报告1份，其核心部分包括所加工零件的零件工程图、数控加工工艺及程序，自动编程零件工程图、程序及仿真加工效果图，实习的收获与体会、对实习的建议等。

七、参考零件图：

附件1

附2常用车削复合固定循环

它应用于切除非一次加工即能加工到规定尺寸的场合。

主要在粗车和多次加工切螺纹的情况下使用。

如用棒料毛坯车削阶梯相差较大的轴，或切削铸、锻件的毛坯余量时，都有一些多次重复进行的动作。

每次加工的轨迹相差不大。

利用复合固定循环功能，只要编出最终加工路线，给出每次切除的余量深度或循环次数，机床即可自动地重复切削直到工件加工完为止。

它主要有以下几种：

①内、外径粗车循环G71

它适用于圆柱毛坯料粗车外径和圆筒毛坯料粗车内径，如图1-33所示。

指令格式：

G71U（Δd）R（e）

G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）

其中，Δd——背吃刀量（沿垂直轴线方向即AA′方向）；

e——退刀量；

ns——循环程序中第一个程序段的顺序号；

nf——循环程序中最后一个程序段的顺序号；

Δu——径向（X轴方向）的精车余量（直径值），

Δw——轴向（Z轴方向）的精车余量；

f、s、t——F、S、T代码

注意：

ns→nf程序段中即使指令了F、S、T功能，对粗车循环也无效。

图1-33内、外径粗车循环G71

当上述程序指令的是工件内径轮廓时，G71就自动成为内径粗车循环，此时径向精车留量Δu应指定为负值。

G71只能完成外径或内径粗车。

②端面粗车循环G72

它适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，图1-34所示为从外径方向往轴心方向车削端面循环。

端面粗车循环的切削轨迹平行于X轴，但循环指令与G71指令完全相同。

指令格式：

G72U（Δd）R（e）

G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）

其中，Δd——背吃刀量（沿垂直轴线方向即AA′方向）；

e——退刀量；

ns——循环程序中第一个程序段的顺序号；

nf——循环程序中最后一个程序段的顺序号；

Δu——径向（X轴方向）的精车余量（直径值），

Δw——轴向（Z轴方向）的精车余量；

f、s、t——F、S、T代码

注意：

ns→nf程序段中即使指令了F、S、T功能，对粗车循环也无效。

图1-34端面粗车循环G72

③固定形状粗车循环G73

它适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时的粗车。

例如，一些锻件、铸件的粗车，这种循环方式的走刀路线如图1-35所示。

执行G73指令时，每一刀加工路线的轨迹是相同的，只是位置不同。

每加工完一刀，就把加工轨迹向工件方向移动一个距离，这样就可以将锻件待加工表面较均匀的加工余量分层切去。

图1-35固定形状粗车循环G73

指令格式：

G73U（Δi）W（Δk）R（d）

G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）；

其中，ns、nf、Δu、Δw、f、s、t与G71指令中相同；

Δi——X方向总退刀量（半径值）；

Δk——Z方向总退刀量；

d——粗切循环次数；

④精车循环G70

当用G71、G72、G73粗车工件后，必须用G70来指定精车循环，切除粗加工中留下的余量。

在精车循环G70状态下，ns→nf程序中指定的F、S、T有效；当ns→nf程序中不指定的F、S、T时，粗车循环中指定的F、S、T有效。

指令格式：

G70P（ns）Q（nf）

其中，ns——指定精车循环的第一个程序段的顺序号；

nf——指定精车循环的最后—个程序段的顺序号。

⑤复合固定循环应用举例

图1-36为采用G71外圆粗车循环与G70精车循环的例子。

毛坯为棒料，粗加工切削深度为7mm，进给量0.3mm/r，主轴转速为500r/min，精加工余量X向4mm（直径上），Z向2mm，进给量为0.15mm/r，主轴转速为800r/min，程序起点见图。

图1-36G71、G70加工例图

用G70、G71加工举例：

N01M03S800T0101；

N03G00X160.0Z180.0；

N04G71U7.0R0.5；

N05G71P06Q12U4.0W2.0F0.3S500；（粗车循环）

N06G00X40.0S800；

N07G01W-40.0F0.15；

N08X60.0W-30.0；

N09W-20.0；

N10X100.0W-10.0；

N11W-20.0；

N12X140.0W-20.0；

N13G70P06Q12；

N14G00X200.0Z220.0；

N15M05；

N16M30；

当工件毛坯为锻件或铸件时，往往可以使用G73和G70循环功能。

G73和G71功能一样，也是一种具有自动加工分配的固定循环，但分配的方式不同。

执行G73功能时，每一刀的加工路线的轨迹形状是相同的，只是位置不同。

每走完一刀，就把加工轨迹向工件方向移动一个位置，这样就可以将锻件待加工表面上分布较均匀的加工余量分层切去。

如图1-37所示为用G73粗车循环和G70精车循环的例子。

图1-37G73、G70加工例图

设粗加工分三刀进行，第一刀后留给剩下两刀的总余量X向和Z向均为单边14mm；三刀完毕，留给精加工的余量X方向（直径上）为4.0mm；Z向为2.0mm；粗加工进给量为0.3mm/r；主轴转速为500r/min；精加工进给量为0.15mm/r；主轴转速为800r/min；完成上述加工的程序如下：

N01M03S800T0202；

N03G00X220.0Z160.0；

N04G73U14.0W14.0R3；

N05G73P06Q11U4.0W2.0F0.3S500；

N06G00X80.0W-40.0；

N07G01W-20.0F0.15S800；

N08X120.0W-10.0；

N09W-20.0；

N10G02X160.0W-20.0I20.0；

N11G0lX180.0W-10.0；

N12G70P06Q11；

N13G00X260.0Z220.0；

N14M05；

N15M30；

（8）螺纹加工

在加工螺纹时，需要有一个引入距离和超越距离，具体内容见1.2.2。

要提高螺纹的加工精度，还需要认真选用切削用量。

如每次进给量小些，分六至七刀加工。

如用硬质合金刀片高速切削，高速钢车刀低速切削，且进给量小些，最后几刀可重复加工。

1）螺纹尺寸的计算

编程大径：

取决于螺纹大径。

例如要加工M30×2-6g外螺纹，由GB/T197-2003知：

基本偏差为ES＝－0.038mm，公差为Td=0.28mm，则螺纹大径尺寸为30

mm，所以螺纹大径应在此范围内选取，并在加工螺纹前，由外圆车削来保证。

编程小径：

取决于螺纹小径。

因为编程大径确定后，螺纹总切深在加工中是由编程小径（螺纹小径）来控制的。

螺纹小径的确定应考虑满足螺纹中径公差要求。

设牙底由单一圆弧形状构成（圆弧半径为R）则编程小径可用下式计算：

式中：

d——螺纹公称直径（mm）；

H——螺纹原始三角形高度（mm）；

R——牙底圆弧半径（mm），一般取R＝（1/8～l/6）H；

es——螺纹中径基本偏差（mm）；

——螺纹中径公差（mm）。

本题取R＝[1/8H-1/8×0.866×2-0.2165]mm≈0.2mm；

则编程小径为：

d′=（30-1.75×0.866×2+2×0.2-0.038-0.17/2）mm＝27.246mm

通常编程小径计算的经验公式为：

小径=大径-1.1×螺距。

2）螺纹切削指令

螺纹切削指令分为单行程螺纹切削指令G32、简单螺纹循环指令G92和螺纹切削复合循环指令G76。

①单行程螺纹切削G32

G32指令可以执行单行程螺纹切削，车刀进给运动严格根据输入的螺纹导程进行。

但是，车刀的切入、切出、返回均需编入程序。

指令格式：

G32X（U）＿Z（W）＿F＿；

式中F为螺纹导程。

对锥螺纹，其斜角α在45°以下时，螺纹导程以Z轴方向指定，45°以上至90°时，以X轴方向值指定。

该指令一般很少使用。

②螺纹切削循环G92

螺纹切削循环G92为简单螺纹循环，该指令可切削锥螺纹和圆柱螺纹，其循环路线与前述的单一形状固定循环基本相同。

指令格式：

G92X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；

如图1-39所示，a）为圆锥螺纹循环，b）为圆柱螺纹循环。

刀具从循环点开始，按A、B、C、D进行自动循环，最后又回到循环起点A。

图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工作进给速度移动。

X、Z为螺纹终点（C点）的坐标值；U、W为螺纹终点坐标相对于螺纹起点的增量坐标，R为锥螺纹起点和终点的半径差。

加工圆柱螺纹时R为零，可省略。

a）圆锥螺纹循环b）圆柱螺纹循环

图1-39螺纹循环G92

例如，车削如图1-40所示的M30×2-67的普通螺纹。

由GB/Tl97-2003知：

该螺纹大径为30

mm，所以编程大径取为29.7mm，设牙底由单一圆弧形状构成，取圆弧半径为R＝1/8H-0.2，则编程小径为：

d′=30-7/4×0.866×2+2×0.2-0.038-0.17/2=27.246；取编程小径为27.3mm，加工程序如下：

图1-40G92圆柱螺纹切削实例

N01G50X270.0Z260.0；建立工件坐标系

N02M03S800T0101；主轴正转，建立刀补

N03G00X35.0Z104.0；建立循环起点

N04G92X28.9Z53.0F2.0；

N05X28.2；

N06X27.7；

N07X27.3；

N08G00X270.0Z260.0T0100；返回起刀点，取消刀补

N09M05；

N10M30；