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1、数控加工实训报告 题目名称数控加工实训专业班级材料成型及控制工程学生姓名学 号指导教师机械与车辆工程系二一六年 6 月 12 日数控技术实训任务书蚌埠学院 13材料成型及控制工程专业 第二组学生姓名： 专业班级：指导教师： 一、课程设计课题：数控技术实训二、课程设计工作日：自2016年5月30日至2016年6月12日 三、课程设计进行地点：CAD/CAM JD205/206、金工实训加工中心四、课程设计任务要求：为了使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力；具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力；具备操纵、调试数控机床的能力；实训要求如下1.必须独立完成实训，先进行程序编制工作，然后在
2、数控仿真计算机实验室上机模拟，每位学生所编程序必须在微机上调试通过，然后进行加工实践；2. 实训完成后每人上交一份总结报告。必须包含1）计算机绘制图纸，根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线（附：数控加工工序卡和数控加工走刀路线图），计算走刀轨迹的基点坐标值（附：轨迹基点的坐标计算值列表）（2）选择刀具，计算确定切削用量（附：数控加工刀具卡）（3）确定工件坐标系、对刀点和换刀点（4）编制数控加工程序单（5）附打印的模拟结果（6）实训心得等内容；3.每组数控车床、数控铣床各一题，设计任务技术图纸如A、B；4. 实训的时间为2周，同学们要抓紧时间，做到秩序井然、按时完成任务；5.凡不符
3、合上述要求的必须重做。五、课程设计题图：A课题: 如图所示螺纹特形轴，生产纲领为小批量，毛坯为40100棒材，材料为45号钢。数控车削前毛坯已粗车端面、钻好中心孔。外圆车刀粗精加工外圆，切槽刀切槽，外圆螺纹车刀加工螺纹。（先做工艺，编程，仿真然后上机床操作）B课题：毛坯为10010040板材，生产纲领为小批量，要求加工出如图所示的轮廓及6的孔。工件材料为40Gr，正火：HB129-229。4的厚度需分两层铣削，即每层铣削厚度为2，轮廓铣削刀具使用12端铣刀，加工孔用6的钻头。（本题目需做做两种方式，1、做工艺，手工编程，仿真。2、做工艺，自动编程，仿真）目 录一、车削实训11、零件工艺分析，毛
4、坯及零件基准的确定12、零件的工艺方案、切削用量及加工2（1）、零件的工艺方案2、根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定零件的加工工艺路线2a）、先从右至左切削外轮廓面3（2）、确定零件的切削用量33、计算轨迹坐标值5（1）、外轮廓面刀具轨迹坐标值5（2）、退刀槽刀具轨迹坐标值6（3）.、螺纹加工刀具轨迹坐标值64、程序的编写75、加工程序仿真图形及操作步骤8二、数控铣削实训的准备过程131、数控铣床的开关机与回零操作132、数控铣床基本操作13（1）数控铣床常用刀具认识13（2）按铣刀结构形式不同可分为14（3）数控铣刀的选择及应用143、刀具的安装164、数控铣床的对刀165、数控铣床加工
5、的准备工作196、数控铣床程序模拟23三、铣削实训过程241、被加工零件的零件图242、实训步骤25（1）.分析零件图样25（2）.工艺分析25（3）加工程序编制27（4）、自动编程加工过程图29四、实训总结31参考文献32五、附表33III一、 车削实训1、 零件工艺分析，毛坯及零件基准的确定（1）、零件工艺分析与实训目的图1.1螺纹特型轴从上图1.1螺纹特型轴可看出，该零件是阶梯轴，径向尺寸的基准是中心线，轴向基准是零件的右端面。尺寸精度与粗糙度要求较低。生产纲领为小批量生产。（2）、毛坯的确定由于是小批量生产所以可以用数控车床进行加工，毛坯的材料选择45号钢，尺寸为：的棒料。（3）、零件
6、基准的确定 此工件的径向尺寸设计基准为中心线，轴向尺寸设计基准为右端面。采用三抓自定位卡盘装夹，定位基面为外圆，可认为定位基准为中心线，满足基准重合原则。用三抓自定心卡盘夹持外圆，使工件伸出卡盘，一次装夹完成粗精加工。2、零件的工艺方案、切削用量及加工（1）、零件的工艺方案 、确定工件坐标系，换刀点及循环起点根据零件的尺寸标注特点及基准统一的原则，编程原点选择零件的右端面。确定O点位工件坐标系原点；A点为换刀点，也为编程起点，B点为循环起点。具体如下图2.1所示：图2.1螺纹特型轴坐标系 、根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定零件的加工工艺路线a）、先从右至左切削外轮廓面。其路线为：倒角切削
7、螺纹外圆面车台阶平面车削外圆切削圆弧部分车削外圆车削外圆。b）、切的槽。c）、车的螺纹。、选择刀具填写加工刀具卡并绘制刀具布置图根据加工要求选择三把刀具。号刀为外圆车刀，号刀为切槽刀，号刀为螺纹刀（2）、确定零件的切削用量刀具选择卡片数控加工工艺卡单位 名称蚌埠学院45号钢零件图号工序号程序编号夹具名称使用设备车 间台钳工步号工步内容刀具号刀具材料主轴转速r/min每齿进给量mm/min背吃刀量/mm备 注1外圆车刀T01 硬质合金15000.542割刀T02高速钢5000.181.553螺纹刀T03高速钢刀具W18Cr4V4500.1编制审核 第 页共 页由刀具选择卡片可得：、粗车a）、确定
8、被吃刀量: 。b)、确定主轴转速：查数控机床加工工艺表5-2，选用切削速度,则根据公式：取n=1200r/minc）、确定进给速度：查数控机床加工工艺表5-3，取进给量,则进给速度、精车 a）、 确定背吃刀量：b）、确定主轴转速：查数控机床加工工艺表5-2，选用切削速度v=200m/min，则根据公式： 取n=1600r/minc）、确定进给速度：精车进给量，进给速度、切槽 a）、 确定背吃刀量：b）、确定主轴转速：查数控机床加工工艺表5-2，选用切削速度，则根据公式： 取取n=430r/minc）、确定进给速度：查切削用量简明手册，取进给进给量，进给速度、车螺纹螺纹大径，查实用金属切削手册表
9、1-93可知螺距p=，小径d=19.25mm。a）、确定背吃刀量：查切削用量简明手册长用螺纹切削的进给次数与背吃刀量表，螺距，切削次数为次，背吃刀量分别为，。b）、确定主轴转速： 根据数控机床加工工艺，车螺纹时主轴转速，式中P被加工螺纹螺距，k保险系数，一般为80 则主轴转速取主轴转速n=400r/minc）、确定进给速度：螺纹加工进给量与螺距相等，即进给量,进给速度3、计算轨迹坐标值 （1）、外轮廓面刀具轨迹坐标值图2.1螺纹特型轴各坐标点由图2.1可得各坐标的值分别为：A(80,50) B(43,5) C(20,0) D(22,-1) E(19,-21) F(22,-21) G(28,-2
10、4) H(28,-28) I(31.1,-35.72) J(34,-42.59) K(34,-49.59) L(38,-51.59) M(38,-57.59)N(40,-57.59) M(40,-62.59)（2）、退刀槽刀具轨迹坐标值退刀槽刀具轨迹各点的坐标分别为：A(80,50) H(25,-21) S(19,-21)（3）.、螺纹加工刀具轨迹坐标值螺纹加工各点坐标的坐标值分别为：A(30,5) B(21.1, -19) C(20.4, -19)D(20, -19) E(19.7,-19) F(19.4,-19)确定走刀路线根据以上各点坐标值可得外轮廓面的走刀路线如下图所示：图2.2外轮廓
11、面走刀路线图4、程序的编写程序内容及注释如下：O0001 程序号N20M03S1200T0101;选1号倒及1号刀补，正转，1200r/minN30G00X43Z5D01;对刀，车端面N40G71U1R0.5;粗车循环指令N50G71P60Q170U1W0.5F0.1;留0.1精车余量，进行粗车循环N60G00X10Z5;N70G01X22Z-1S800;N70-N170表示粗加工路径，向车床传达零件的形状，并执行程序N80W-20;N90X28W-3; N100W-4; N110G02X31.1W-7.72R20; N120G03X34W-10.87R17; N130G01W-7; N140
12、G02X38W-2R2; N150G01W-6; N160X40; N170W-5; N180G40G01X43;取消刀补 N190G70P60Q170; N210T0202M03S430F0.2;2号刀和2号刀补 N220G00X25Z-21; N230G01X19F0.2;切退刀槽至尺寸 N240G04X2.0; N250G01X25;退刀 N260G00X80Z50;回到换刀点 N270T0303M03S400F0.2;3号刀和刀补 N280G00X30Z5; N290G92X21.1Z-19F0.1;车削螺纹 N300X20.4; N310X20; N320X19.7; N330X19
13、.4; N340G00X80Z50; N350M05; N360M30程序结束5、加工程序仿真图形及操作步骤（1）、仿真图形基于南京宇航数控仿真软件得到的仿真图形如下：粗加工截图：精加工截图：切槽截图：切螺纹截图：完成时的工件截图（2D）：基于数控车床所得的实体图形如下：(说明：为了帮助学生动手实践，灵活运用所学知识，临时将零件材料改为塑料材料)（2）、操作步骤、开机1）打开机床电源； 2）打开数控系统电源； 3）打开急停开关。、回零（建立机床坐标系）选择回参考点方式，按下“+X”、“+Z”，直到显示X0.000，Z0.000，(指示灯亮时)，表示已经完成回零操作。、安装工件与安装刀具1） 工
14、件要留有一定的夹持长度，其伸出长度要考虑零件的加工长度及必要的安全距离。2） 安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤；将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确；安装刀具时需注意使刀尖等高于主轴的回转中心；车刀不能伸出过长，一般为30-35毫米左右。、程序输入选择程序编制方式，按下“PRGRM”按钮，先输入文件名(必须以英文字母O开头，后面四位数字)，按INSRT键，再按EOB（；），然后输入程序内容，每一段程序的结束符为EOB（；），再按INSRT键，一段程序输入完成直到全部输入。、对刀（建立工件坐标系） 通常将工件坐标系原点建立在工件右端面的中心，手轮方式进行对刀、先让主轴旋转，分别选择X轴
15、、Z轴“-”向移动至靠近棒料右端面处；、对Z原点：分别选择X轴、Z轴并移动使刀尖轻碰右端面，并用很小的切削量切平端面后，沿+X方向退出，主轴停止。在手动数据输入方式下，按OFFSET按钮-形状-光标移到与程序对应的刀补号里，输入 “Z0”，点击“测量”；、对X原点：刀尖轻碰外圆，并用很小的切削量切一段外圆（游标卡尺能测量即可），然后沿+Z方向退出，主轴停止。在手动数据输入方式下，按OFFSET按钮-形状-光标移到与程序对应的刀补号里，输入用游标卡尺测量的试切外圆的直径，点击“测量”；、选择自动循环方式，选中程序，选择循环启动，加工结束用游标卡尺测量外圆尺寸。、加工结束，注意机床保养。、关机1）
16、关闭急停开关； 2）关闭数控系统电源； 3）关闭机床电源；二、 数控铣削实训的准备过程1、 数控铣床的开关机与回零操作数控铣床的开关机操作操作步骤：按回零“Z+” “X+”“Y+” 机床自动运行直到“X零点”“ Y零点”“ Z零点” 指示灯都亮后回零完毕。由于机床采用增量式测量系统，故一旦机床断电后，其上的数控系统就失去了对参考点坐标的记忆。当再次接通数控系统的电源后，操作者必须进行回零操作。其回零的目的在于让各坐标轴回到机床一固定点上,即机床的零点,也叫机床的参考点。另外，机床在操作过程中遇到急停信号或超程报警信号，待故障排除后，恢复机床工作时，也必须回参。数控机床回零的主要作用：机床坐标系
17、是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点称为机 床原点或机床零点。在机床经过设计、制造和调整后，这个原点 便被确定下来，它是固定的点。 数控装置上电时并不知道机床零点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。 机床参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数 指定机床参考点到机床零点的距离。 机床回到了参考点位置，也就知道了该坐标轴的零点位置， 找到所有坐标轴的参考点，CNC 就建立起了机床坐标系。2、 数控铣床基本操作（1） 数控铣床常用刀具认识、高速钢刀具高速钢(HSS)刀
18、具过去曾经是切削工具的主流，随着数控机床等现代制造设备的广泛应用，大力开发了各种涂层和不涂层的高性能、高效率的高速钢刀具，高速钢凭借其在强度、韧性、热硬性及工艺性等方面优良的综合性能，在切削某些难加工材料以及在复杂刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣刀造中仍有较大的比重。但经过市场探索一些高端产品逐步已被硬质合金工具代替。、硬质合金刀具硬质合金是用高硬度、难熔的金属碳化物（WC、TiC等）和金属粘结剂（C。、Ni等）在高温条件下烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金的常温硬度达8993HRA，760时其硬度为7785HRA，在8001000时硬质合金还能进行切削，刀具寿命比高速钢刀具高几倍到几十倍， 陶
19、瓷刀具与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。陶瓷材料的缺点是脆性大、横向断裂强度低、承受冲击载荷能力差，这也是近几十年来人们不断对其进行改进的重点。 陶瓷刀具材料可分为三大类：氧化铝基陶瓷。在Al2O3基体材料中加入TiC、WC、ZiC、TaC、ZrO2等成分，经热压制成复合陶瓷刀具，其硬度可达9395HRC，为提高韧性，常添加少量Co、Ni等金属。氮化硅基陶瓷。常用的氮化硅基陶瓷为Si3N4+TiC+Co复合陶瓷，其韧性高于氧化铝基陶瓷，硬度则与之相当。氮化硅氧化铝复合陶瓷。超硬刀具人造金刚石、立方氮化硼(CBN)等具有高硬度的材料统称为超硬材料。超硬刀具主要是以金刚石和立
20、方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。许多切削加工概念，如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。 金刚石是世界上已知的最硬物质，并具有高导热性、高绝缘性、高化学稳定性、高温半导体特性等多种优良性能，可用于铝、铜等有色金属及其合金的精密加工，特别适合加工非金属硬脆材料。（2）按铣刀结构形式不同可分为1）整体式：将刀具和刀柄制成一体。如：钻头、立铣刀等。2）镶嵌式：可分为焊接式和机夹式。3）减振式：当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减
21、少刀具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具。4）内冷式：切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部；5）特殊型式：如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。（3）数控铣刀的选择及应用被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据：1）加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀,如图所示。球头铣刀2）铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图所示： 盘形铣刀3）铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，如图所示：立铣刀4）铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键
22、槽铣刀，如图所示：键槽铣刀5）孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具，如图所示： 钻头3、 刀具的安装（1）、刀柄数控铣床/加工中心上用的立铣刀和钻头大多采用弹簧夹套装夹方式安装在刀柄上的，刀柄由主柄部，弹簧夹套、夹紧螺母组成。（2）、铣刀的装夹铣刀安装顺序：1）、把弹簧夹套装置在夹紧螺母里；2）、将刀具放进弹簧夹套里边；3）、将前面做的刀具整体放到与主刀柄配合的位置上并用扳手将夹紧螺母拧紧使刀具夹紧。4)、将刀柄安装到机床的主轴上。4、数控铣床的对刀在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合某一理想基准点，这一过程称为对刀。对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之
23、间的空间位置关系，并将对刀数据输入到相应的存储位置。它是数控加工中最重要的工作内容，其准确性将直接影响零件的加工精度。对刀作分为X 、Y向对刀和Z向对刀。 1、对刀方法根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等。其中试切法对刀精度较低，加工中常用寻边器和Z向设定器对刀，效率高，能保证对刀精度。 2、对刀工具（1）寻边器 寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X、Y值，也可以测量工件的简单尺寸。 寻边器有偏心式和光电式等类型，如图2-9所示。其中以偏心式较为常用。 偏心式寻边器的测头一般为10mm和4mm两种的圆柱体 ，用弹簧拉紧在偏心
24、式寻边器的测杆上。光电式寻边器的测头一般为10mm的钢球，用弹簧拉紧在光电式寻边器的测杆上，碰到工件时可以退让，并将电路导通，发出光讯号。通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置可得到被测表面的坐标位置。（2）、Z轴设定器 Z轴设定器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z 轴坐标，或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。 Z轴设定器有光电式和指针式等类型，如图2-10所示。通过光电指示或指针判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度一般可达0.005mm。Z轴设定器带有磁性表座，可以牢固地附着在工件或夹具上，其高度一般为50mm或100mm。（a）偏心式寻边器(b)光电式寻边器（a）光电式 (b)指针式
25、 Z轴设定器3、注意事项在对刀作过程中需注意以下问题： （1）根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差； （2）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度； （3）对刀时需小心谨慎作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险； （4）对Z轴时，微量调节的时候一定要使Z轴向上移动，避免向下移动时使刀具、辅助刀柄和工件相碰撞，造成损坏刀具，甚至出现危险。（5）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。 4、刀具补偿值的输入和修改根据刀具的实际尺寸和位置，将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。需注意的是，补偿的数据正确性、符号正确性及数据所在地
26、址正确性都将威胁到加工，从而导致撞车危险或加工报废。5、数控铣床加工的准备工作（1）数控铣床刀补的使用方法刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿，其内容和方法已在前面章节中作了详细说明，本章拟用另外一种指令格式对刀具长度补偿功能进行介绍，目的在于进一步强调不同的数控系统对同一编程功能可能采用不同的指令格式。 刀具半径补偿G41、G42、G40刀具半径补偿有两种补偿方式，分别称为B型刀补和C型刀补。B型刀补在工件轮廓的拐角处用圆弧过渡，这样在外拐角处，由于补偿过程中刀具切削刃始终与工件尖角接触，使工件上尖角变钝，在内拐角处会则引起过切。C型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了
27、B型刀补存在的不足。下面仅讨论C型刀补。(1).指令格式指令格式：G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。半径补偿必须规定补偿号，由补偿号L存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了GOO(或GO1)。在程序结束前应取消补偿。具体的判断方法见本书第二章。 (2).刀补过程刀具补偿包括刀补建立，刀补执行
28、和刀补取消这样三个阶段，其中刀补建立与刀补取消均应在非切削状态下进行。程序中含有G41或G42的程序段是建立刀补的程序段，含有G40的程序段是取消刀补的程序段，在执行刀补期间刀具始终处于偏置状态。为了在建立刀补和取消刀补时，避免发生过切或撞刀，以及在刀补执行期间掌握刀具在运动段的拐角处的运动情况，有必要对刀补过程作一简要说明。 (3).刀具偏置矢量 刀具偏置矢量是二维矢量，其大小等于D代码所规定的偏置量，矢量方向的计算是依照各轴刀具进给情况而于控制单元内自动完成的。通过该偏置矢量计算出刀具中心偏离编程轨迹的实际轨迹。偏置计算在由G17、G18和G19确定的平面内进行，该平面称之为偏置平面。 例
29、如在已经选择了XY平面时，仅对程序中(X、Y)或(1、J)计算偏置量，并计算偏置矢量。不在偏置平面内的轴的坐标值不受偏置的影响。在3轴联动控制中，投影到偏置平面上的刀具轨迹才得到偏置补偿。 (4).刀补的建立与刀补的取消 刀补的建立是进入切削加工前的一个辅助程序段，刀补的取消是加工完成时要写入到程序中的辅助程序段，如果处理得好则有利于简捷快速而又安全地使刀具进入切入位置和加工完了时退出刀具。刀补建立时的核心问题是刀具从何处下刀并进入到工件加工的起始位置，刀补取消时则主要应考虑刀具沿何方向退离工件。系统操作说明书中讨论了各种可能遇到的情况，为简化叙述，下面仅根据习惯的编程方法讨论刀补建立与刀补取
30、消的问题。不使用这些方法一般也可以正确地完成刀补建立与刀补取消的过程，但特殊情况下可能出现过切或报警。 1)使用GOO或G01的运动方式均可完成刀补建立或取消的过程，事实上使用G01往往是出于安全的考虑。而如果不把刀补的建立(包括刀补的取消)建立在加工时的Z轴高度上，而采取先建立补偿再下刀或先提刀再取消补偿的方法，则既使在GOO的方式下建立(或取消)刀补也是安全的。 2)为了便于计算坐标，可以按图5-18所示两种方式来建立刀补，图5-18a为切线进入方式，图5-18b为法线进入方式。同样取消刀补通常也采用这种切线或法线的方式。图5-18 两种刀补建立方式图5-19 内圆轮廓的补偿 3)在不便于
31、直接沿着工件的轮廓线切向切入和切向切出时，可再增加一个圆弧辅助程序段。如图5-19所示的内圆轮廓形状，采用铣圆法加工。编程时根据孔加工的余量大小及刀具尺寸等情况，取一个适当大小的圆弧，设半径为r，并由此求出圆心点A的坐标和圆弧上B、C、E点的坐标。加工时先让刀具定位到大圆的圆心并下刀至孔深。若孔加工的编程轨迹为OABC0CEAO，并于A-B段建立刀补，A-E段取消刀补，则实际加工的刀心运动轨迹为OABCDCEAO，这样就能十分方便地实现切向切入与切向切出，使加工时不致于在内孔的C点处产生明显的刀痕。实际处理时，BAC与EAC的值也可根据需要取30、45或60，以减少空刀时间，但计算略繁。对于外
32、形轮廓的加工，若采用直线段实现切向切入与切向切出有困难时，也可以采用这种增加辅助圆弧程序段的办法。(5).执行C型刀补过程中的刀心运动轨迹为了能对刀补执行过程中，编程轨迹与刀心运动轨迹的关系有一个初步的了解，图5-20示出了几种用G42编程时典型的C型刀补编程轨迹与刀心运动轨迹之间的关系，图a为 180由直线段到直线段在拐角处的转接情况，刀具沿内侧运动至S点转到后一段加工，在拐角处不产生过切；图b为90180由直线段到圆弧段的转接情况；图C为190时由圆弧段到直线段在拐角处的转接情况。由图不难看出C型刀补在拐角处一律采用直线转接的型式，通过伸长直线段或增加直线段的方法实现转接，这就避免了B型刀
33、补采用圆弧转接带来的不足。如使用G41时则刀具中心轨迹在编程轨迹的左侧，处理方法与上述一致。图5-20 C型刀补过程的刀心运动轨迹(6).使用刀具半径补偿注意事项1) G41、G42、G40不能和G02、G03在一起程序段中使用，只能与GOO或G01一起使用，且刀具必须要移动。2)在程序中用G42指令建立右刀补，铣削时对于工件将产生逆铣效果，故常用于粗铣；用G41指令建立左刀补，铣削时对于工件将产生顺铣效果，故常用于精铣。3)一般情况下，刀具半径补偿量应为正值，如果补偿值为负，则G41和G42正好相互替换。通常在模具加工中利用这一特点，可用同一程序加工同一公称尺寸的内外两个型面。4)在补偿状态
34、下，铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径，否则补偿时会产生干涉，系统在执行相应程序段时将会产生报告，并停止执行。5)若程序中建立了半径补偿，在加工完成后必须用G40指令将补偿状态取消，使铣刀的中心点回复到实际的坐标点上。亦即执行G40指令时，系统会将向左或向右的补偿值，往相反的方向释放，这时铣刀会移动一铣刀半径值。所以使用G40指令时最好是铣刀已远离工件。6、数控铣床程序模拟 1、在数控加工中，自动运行之前必须要确认数控的加工程序，因程序大多数是手工输入，容易出现错打，漏打现象，或者学生编制程序时有失误或者马虎现象，所以必须在加工前进行程序模拟。 模拟方法，首先选择要加工
35、的程序，点击自动按钮，机床锁住按钮后，循环启动在页面看 程序模拟的轮廓是否是理想或者是图纸的轮廓。如果正确，回零后壳自动关加工。如不对且查询程序错误地方。三、 铣削实训过程1、 被加工零件的零件图毛坯：10010040板材工件材料：402、实训步骤（1）.分析零件图样零件轮廓由直线和圆弧组成，表面粗糙度全部为Ra3.2m，没有形位公差项目的要求，整体加工要求不高。（2）.工艺分析1）加工方案的确定根据零件的工艺特点（凸台、孔、圆弧）和毛坯10010040mm等确定加工方案：先用12的铣刀加工凸台，再用12的钻头加工半径28mm的孔，最后用6的钻头加工46深15mm的孔。4mm厚度需分两层铣削，
36、即每层铣削厚度为2mm。2）确定装夹方案该零件为单件生产，且零件外型为长方体，可选用平口虎钳装夹。工件上表面高出钳口7mm左右。3）确定加工工艺数控加工工艺卡单位 名称蚌埠学院45号钢零件图号工序号程序编号夹具名称使用设备车 间台钳工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速r/min每齿进给量mm/min背吃刀量/mm备 注1加工外轮廓T01 126000.100.1522加工56的孔T02125000.100.1523加工46的孔T0365000.100.152编制审核 第 页共 页注：主轴转速来源：n=1000v/3.14d（其中v为铣刀切削速度，d为铣刀直径）（1）根据教材数控机床编程与
37、操作表3-2可查得40高速钢铣刀的的铣削速度v=(2045)m/min。求得主轴转速为n=（5301194）r/min。所以铣削时主轴转速取n=600r/min。（2）加工18和48mm的孔时主轴转速不宜过高，一般应小于等于1000r/min。所以此时主轴转速取n=500r/min。（3）进给速度v的确定：v=zfn。其中z为铣刀齿数，n为主轴转速，f为铣刀每齿进给量（查表得高速钢铣刀的f=（0.10-0.15）mm/z）。（4）进给路线的确定在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。为了保证表面质量，进给路线采用顺铣和圆弧进退刀方式，采用子程序对零件进行粗、精加工，该零件进给
38、路线如图4-2 加工路线图所示：4-2 加工路线图（3）加工程序编制1）工件坐标系的建立为使编程方便，工件坐标系建立在左右和前后对称中心线的交点上，Z轴0点在工件上表面。2）编制加工程序程序内容说明N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T1 M6N106 G0 G90 G54 X-27.633 Y68.576 S800 M3N108 G43 H1 Z25.N110 Z8.75N112 G1 X-39.47 Y70.548 Z-1.25 F200.N114 G3 X-29.606 Y56.739 R12.N116 G1 X-10.856 Y53.614N
39、118 G2 X-2.5 Y43.75 R10.N120 G3 X2.5 R2.5N122 G2 X10.856 Y53.614 R10.N124 G1 X48.356 Y59.864N126 G2 X59.864 Y48.356 R10.N128 G1 X53.614 Y10.856N130 G2 X43.75 Y2.5 R10.N132 G3 Y-2.5 R2.5N134 G2 X53.614 Y-10.856 R10.N136 G1 X59.864 Y-48.356N138 G2 X48.356 Y-59.864 R10.N140 G1 X10.856 Y-53.614N142 G2 X
40、2.5 Y-43.75 R10.N144 G3 X-2.5 R2.5N146 G2 X-10.856 Y-53.614 R10.N148 G1 X-48.356 Y-59.864N150 G2 X-59.864 Y-48.356 R10.N152 G1 X-53.614 Y-10.856N154 G2 X-43.75 Y-2.5 R10.N156 G3 X-41.25 Y0. R2.5 .N1316 G1 X2.5N1318 G0 Z25.N1320 M5N1322 G91 G28 Z0.N1324 G28 X0. Y0. N1326 M01N1328 T2 M6N1330 G0 G90 G5
41、4 X40. Y-40. S0 M5N1332 G43 H2 Z25.N1334 G99 G82 Z-15. R25. P1. F.3N1336 Y40.N1338 X-40.N1340 Y-40.N1342 G80N1344 M5N1346 G91 G28 Z0.N1348 G28 X0. Y0. A0.N1350 M30%3）程序校验4）工件装夹及对刀操作5）在MDI方式下检验已测定的加工坐标系在MDI方式下输入：G01 X0 Y0 Z10 F300 M03 S800；然后按“循环启动”键进行检验对刀是否正确。6）自动加工。7）自动加工。注意事项:1.编程时，注意Z方向的数值正负号。2.认
42、真计算圆弧连接点和各基点的坐标值，确保走刀正确。3.安全第一，必须在老师的指导下，严格按照数控铣床安全操作规程，有步骤的进行。4.首次模拟可按控制面板上的“机床锁住”按钮，将机床锁住，看其图形模拟走刀轨迹是否正确，再关闭“机床锁住”进行刀具实际轨迹模拟。（4）、自动编程加工过程图刀具路径图加工模拟图仿真模拟加工图四、实训总结“光阴似箭，如月如梭”，弹指一挥间，四年大学时间已经过去仨。我们的学习也由浅到深由表及里，从专业基础课到专业课，随着课程学习的逐渐深入，我们迎来了数控课程的实训课。咋一听来，还以为仅仅是在数控机床上操作演练一下而已，等到那一天方才知晓，机床的操作只是其中的一个环节，而实训的前前后后，从任务书的书写，到刀具的选取，切削用量的查询，再到图形的绘制，程序的编写以及加工路线的制定全都得靠自己。其实这正好应正了“实训”这个词，实训就是更切近实际生产，将自己置身在实际生产的情景中，以生产为目的来自己动手解决一切环节。时间如白驹过隙，简短的两个星期的实训就这样过去了，回忆这次实训收获颇多。我们在老师的指导、同学的相互鼓励和帮助之下，我们每天都像往常上课一样，查询资料、绘制图形、编写程序、软件模拟、机床实际操作。繁忙，但充实。终于圆满完成了这次