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1、数控加工实践数控加工实践实习报告数控加工实践实习报告学院：机械与车辆学院专业：姓名：指导老师：机械工程及自动化李 XX学号：职称：1204010410XXXXX讲师成绩：中国珠海二一五年六月目录目录一、绪论.1二、零件造型.32.1 轴.32.2 凸台.42.3 箱体.6三、零件的工艺规程编制.73.1 制定工艺规程的方法与步骤.73.2“轴”的工艺规程编制.93.2.1 轴的零件图.93.2.2 车削加工工艺分析.103.2.3 零件的车削加工工艺过程卡片.113.3“凸台”的工艺规程编制.123.3.1 凸台的零件图.123.3.2 铣削加工工艺分析.123.3.3 零件的铣削加工工艺过程
2、卡片.14四、数控加工仿真.154.1 轴数控车削仿真.154.2 凸台数控铣削仿真.274.3 练习一数控铣削仿真.384.4 练习二数控铣削仿真.50五.数控机床的操作.5585.1 数控机床的组成和结构.5585.2 数控机床的手动操作.5585.3 在数控机床上自动加工零件的工艺.595.3.1数控加工刀具卡片.595.3.2 数控加工工艺卡片.605.4 数控机床的自动加工操作.61六、实习后有感.6226.1 收获.626.2 存在的问题.6226.3 针对问题的合理化建议.62参考文献.631一、绪论一、绪论随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投
3、入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。数控技术的
4、应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：高精度、高速度的发展趋势尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。五轴联动加工和复合加工机床快速发展采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行
5、切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1 台 5 轴联动机床的效率可以等于 2 台 3 轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5 轴联动加工可比 3 轴联动加工发挥更高的效益。但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3 轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了 5 轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型 5 轴联动机床和复合加工机床（含 5 面加工机床）的发展。智能化、开放式、网络化成为当
6、代数控系统发展的主要趋势21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统
7、的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产2线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年
8、推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。数控加工的内容主要为数控车削，数控铣削。通过数控加工工艺规程的设计，使学生熟练掌握数控加工工艺要求及加工工艺的设计。通过 UG6.0 软件仿真，熟练数控机床的操作界面、刀具定义、编程坐标系的设定和对刀，能熟练编制车削和铣削的加工程序。通过对数控车床的操作，提高一般回转体零件工艺分析及程序编制的能力，掌握数控车床的操作过程及常用测量工具的使用。通过对数控铣床的操作，提高一般凸台零件的工艺分析及程序编制能力，掌握数控车的操作过程及常用测量工具的使用。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，熟练数控机床
9、的日常维护及常见的故障的判断和处理，进一步掌握数控程序的编程的方法，以便能够系统、完整的掌握数控技术，更快更好的适应机械专业的发展和需要。3二、零件造型2.1 轴轴打开 UG6.0，选择 XY 平面，作平面图（图 2.1.1），使用回转命令（图 2.1.2）图 2.1.1图 2.1.242.2 凸台凸台以 XY 平面为基准坐标系，作长方形（图 2.2.1），完成后往 Z 方向拉伸（图 2.2.2），再在拉伸后的长方向上表面作图（图 2.2.3），继续往 Z 方向拉伸（图 2.2.4），完成图 2.2.1图 2.2.25图 2.2.3图 2.2.462.3 箱体箱体以 XY 平面为基准坐标系，往
10、 Z 方向为高度，画长方体（图 2.3.1），长方体的基准上拉伸出整个箱体（图 2.3.2-图 2.2.6）图 2.3.1图 2.3.27图 2.3.3图 2.3.48图 2.3.5图 2.3.69三、零件的工艺规程编制三、零件的工艺规程编制3.1 制定工艺规程的方法与步骤制定工艺规程的方法与步骤3.2“轴轴”的工艺规程编制的工艺规程编制3.2.1 轴的零件图轴的零件图103.2.2 车削加工工艺分析车削加工工艺分析1.零件装夹零件装夹三爪卡盘2.工艺性分析工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，它包括零件整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、
11、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，其涉及面很广，具有综合性。在不同的生产类型和生产条件下，同一种零件制造的可行性和经济性可能不同，所以，在对零件进行工艺性分析时，必须根据具体生产类型和生产条件，全面、具体、综合地分析。在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺分析，它主要涉及如下几点：1)工件应便于在机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。2)刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量。3)便于观察切削情况。4)尽量减少刀具调整和走刀次数。5)尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。6)便于采用标准刀具，尽可能减少刀具种类。7)尽量减少工件条件和刀具的受力变形。8)改善加工条件，便
12、于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。9)适宜的定位基准，且定位基准至加工面的标注尺寸应便于测量。综上所述，根据加工工艺分析，从图样要求看出，该零件加工内容为圆锥面、圆柱面、凹半圆弧、凸半圆弧、螺纹且都集中在外表面上。尺寸的精度、表面粗糙度要求不算高，但是在能达到加工要求且不浪费材料和工时的情况下尽量做好每一步。3.确定零件加工方案确定零件加工方案数控车削113.2.3 零件的车削加工工艺过程卡片零件加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡零件图号材料件数毛坯类型毛坯尺寸轴0000000145#小批棒料105 x120mm工序号工序名称工序内容机床工装1下料下105 x 120mm 棒料2热处理调
13、质3平端面将棒料进行端面车削至指定尺寸数控车削加工中心三爪卡盘 端面车刀4粗车粗车零件外圆轮廓至尺寸数控车削加工中心三爪卡盘 外圆车刀 千分尺5精车精车零件外圆轮廓至尺寸数控车削加工中心三爪卡盘 外圆车刀 千分尺6切槽切80，38 的槽数控车削加工中心三爪卡盘 切槽刀千分尺7切端面槽数控车削加工中心三爪卡盘9切断数控车削加工中心切断刀北京理工大学珠海学院工艺设计日期共页第页123.3“凸台凸台”的工艺规程编制的工艺规程编制3.3.1 凸台的零件图凸台的零件图3.3.2 铣削加工工艺分析铣削加工工艺分析1.零件装夹零件装夹虎钳2.工艺性分析工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计零件在能满足使用要求
14、的前提下制造的可行性和经济性，它包括零件整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，其涉及面很广，具有综合性。13在不同的生产类型和生产条件下，同一种零件制造的可行性和经济性可能不同，所以，在对零件进行工艺性分析时，必须根据具体生产类型和生产条件，全面、具体、综合地分析。在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺分析，它主要涉及如下几点：1)工件应便于在机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。2)刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量。3)便于观察切削情况。4)尽量减少刀具调整和走刀次数。5)尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。6)便于采用标
15、准刀具，尽可能减少刀具种类。7)尽量减少工件条件和刀具的受力变形。8)改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。9)适宜的定位基准，且定位基准至加工面的标注尺寸应便于测量。综上所述，根据加工工艺分析，从图样要求看出，该零件加工内容为圆锥面、圆柱面、凹半圆弧、凸半圆弧、螺纹且都集中在外表面上。尺寸的精度、表面粗糙度要求不算高，但是在能达到加工要求且不浪费材料和工时的情况下尽量做好每一步。3.确定零件加工方案确定零件加工方案数控铣削143.3.3 零件的铣削加工工艺过程卡片零件加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡零件图号材料件数毛坯类型毛坯尺寸凸台0000000145#小批长方体80
16、x 60 x25mm工序号工序名称工序内容机床工装1粗铣端面粗铣上表面，和周铣数控铣床虎钳2精铣端面精铣上表面，和周铣数控铣床虎钳3粗铣粗铣上表面外形数控铣床虎钳4精铣精铣上表面外形数控铣床虎钳5粗镗镗6，深度 8 的孔数控铣床6 的镗刀 虎钳6半精镗镗6，深度 13 的孔数控铣床6 的镗刀 虎钳7精镗镗6，深度 17 的孔数控铣床6 的镗刀 虎钳8钻孔钻19 深 10 的孔数控铣床19 的麻花钻 虎钳9去毛刺10清洗北京理工大学珠海学院工艺设计日期共页第页15四、数控加工仿真四、数控加工仿真4.1 轴数控车削仿真轴数控车削仿真创建几何体(图 4.1.1)图 4.1.1创建刀具创建端面车刀，粗
17、车刀，精车刀，切槽刀，螺纹刀，端面切槽刀（图 4.1.2）图 4.1.216创建操作（图 4.1.3）平端面（图 4.1.4），粗车外圆（图 4.1.5），精车外圆（图 4.1.6），切槽（图 4.1.7 和图 4.1.8），车螺纹（图 4.1.9，切端面槽（图 4.1.10）图 4.1.3图 4.1.417图 4.1.5图 4.1.618图 4.1.7图 4.1.819图 4.1.9图 4.1.1020后处理，按加工顺序为图 4.1.11 至 4.1.17图 4.1.1121图 4.1.1222图 4.1.1323图 4.1.1424图 4.1.1525图 4.1.1626图 4.1.172
18、74.2 凸台数控铣削仿真凸台数控铣削仿真创建几何体（图 4.2.1）图 4.2.1创建刀具（图 4.2.2）16 立铣刀8 立铣刀6 钻孔刀图 4.2.228创建操作（图 4.2.3）铣上表面余量为 0（图 4.2.4），铣长圆块余量为 0（图 4.2.5），粗铣凸台底面余量 0.5（图 4.2.6），精铣凸台底面余量为 0（图 4.2.7），粗铣中心孔余量为 0.5（图 4.2.8），精铣中心孔余量为 0（图 4.2.9），钻通孔（图 4.2.10）图 4.2.3操作图 4.2.429图 4.2.5图 4.2.630图 4.2.7图 4.2.831图 4.2.9图 4.2.1032后处理，
19、按加工顺序为图 4.2.11 至 4.2.17图 4.2.1133图 4.2.1234图 4.2.1335图 4.2.1436图 4.2.1537图 4.2.1638图 4.2.174.34.3练习一数控铣削仿真练习一数控铣削仿真创建几何体(图 4.3.1)图 4.3.139创建刀具（图 4.3.2）16mm 立铣刀，8mm 立铣刀，12mm 钻孔刀图 4.3.240创建操作（图 4.3.3）铣上表面（图 4.3.4），粗铣中间凹槽（图 4.3.5），精铣中间凹槽（图 4.3.6），钻凹槽通孔1（图 4.3.7），钻凹槽通孔 2（图 4.3.8），钻 6 个通孔（图 4.3.9），铣削工件外形
20、（图 4.3.10）图 4.3.3操作图 4.3.441图 4.3.5图 4.3.642图 4.3.7图 4.3.843图 4.3.9图 4.3.1044后处理，按加工顺序图 4.3.11 至图 4.3.17图 4.3.1145图 4.3.1246图 4.3.1347图 4.3.14图 4.3.1548图 4.3.1649图 4.3.17504.4练习二数控铣削仿真4.4练习二数控铣削仿真创建几何体（图 4.4.1）图 4.4.1创建刀具（图 4.4.2）16mm 立铣刀，8mm 立铣刀，10mm 钻孔刀图 4.4.251创建操作（图 4.4.3）铣工件上表面（图 4.4.4），粗铣中间凹槽（
21、图 4.4.5），精铣中间凹槽（图 4.4.6），钻孔（图4.4.7）图 4.4.3操作图 4.4.452图 4.4.5图 4.4.653图 4.4.754后处理，按加工顺序图 4.4.7 至图 4.4.11图 4.4.855图 4.4.956图 4.4.1057图 4.4.1158五五.数控机床的操作数控机床的操作5.1 数控机床的组成和结构数控机床的组成和结构数控车床主机，是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件，是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT 显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程
22、序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他、是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。数控车床由数控系统和机床本体组成，数控系统包括控制电源，伺
23、服控制器，主机，主轴编码器,图像管显示器等组成。机床本体包括床身、电动机、主轴箱、电动回转刀架、进给传动系统、冷却系统、润滑系统、安全保护系统等组成。数控铣床该机床由 6 个主要部分组成即床身部分，铣头部分，工作台部分，横向进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有 4 个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储存在机床座内部。5.2 数控机床的手动操作数控机床的手动操作机床的开机、关机机床的开机、关机在机床主电源开关接通之前，应检查自动润滑站的润滑油面是否在正常位置上。上电后，检查电源担忧进否正常，有无缺相等现象。数控车床的开机按下列顺序操作，而关机则
24、按相反顺序操作。打开电器柜侧面的总电源开关，接通机床的主电源，照明灯亮，电器柜散热风扇启动。按机床操作面板上的“电源启动”键，接通数控系统电源，“主轴停止|按键灯亮。而关机时先按机床操作面板上的“电源判断”键，再关闭电器柜侧面总电源。机床的手动操作机床的手动操作当机床按照加工程序对零件进行自动加工时，机床的操作基本上是自动完成的，而其他情况下，要靠手动来操作机床。手动返回参考点操作。当接通数控系统的电源后，操作者必须首先进行返回参考点的操作。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，也必须进行返回机床参考点的操作。具体操作方法如下：59选择机床工作方式为返
25、回参考点方式；选择返回参考点的快速（G00）移动速度；按住正向 X 轴或正向 Z 轴点动键，车床溜板在所选择的轴向自动快速移动回零。当车床溜板停在参考点位置时，相应轴的回零指示灯亮。手动进给操作手动进给操作当手动调整机床时，需要手动操作车床溜板进给。其操作方法有三种；手动连续进给操作选用这种方式，刀具能点动或连续移动以接近或离开工件，具体操作方法如下：选择机床工作方式为手动进给方式；设置“进给倍率修调”旋钮的位置，选择手动连续移动的速度；按住所要移动的轴及方向所对应的“点动”键，车床溜板在所选择的轴向，以“进给倍率修调”旋钮设定的速度连续移动。当放开“点动”按键时，车床溜板在所选择的轴向停止连
26、续移动。手动快速进给操作手动快速进给操作在机床换刀或手动操作时，要求刀具能快速移动接近或离开工件。其操作方法如下;选择机床工作方式为手动进给方式；选择手动快速移动的速度；按住所要移动的轴及方向所对应的“点动”键，同时按下“手动快速”键，车床溜板在所选择的轴向，以所选择的速度快速移动。当放开“点动”键时，车床溜板停止快速移动。进给操作在手动调整刀具或试切削时，可用手轮确定刀具的正确位置进给，此时，一面转动手轮微调，一面观察刀具的位置或切削情况。其操作方法如下：选择机床工作方式为手动进给方式；按下手办经 X 轴进给或 Z 轴进给键，对应指示灯亮；选择手轮进给移动速度；顺时针或逆时针转动托办，车床溜
27、板在所选轴的正向或负向，以所选择的进给移动量移动5.3 在数控机床上自动加工零件的工艺在数控机床上自动加工零件的工艺数控车削陀螺5.3.1数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片605.3.2 数控加工工艺卡片数控加工工艺卡片车削陀螺数控加工刀具卡片序号刀具号规格与名称刀尖半径/mm加工表面备注1T0195外圆车刀端面、外圆硬质合金2T02切断刀外圆硬质合金北京理工大学珠海学院工艺设计日期共页第页数控车削陀螺工艺过程卡片机械加工工艺过程卡零件图号材料件数毛坯类型毛坯尺寸轴0000000145#小批棒料105 x120mm工序号工序名称工序内容机床工装1粗车粗车工件外圆数控车床三爪卡盘2精车精车工件外圆
28、 切断数控车床三爪卡盘北京理工大学珠海学院工艺设计日期共页第页615.4 数控机床的自动加工操作数控机床的自动加工操作1.计算机与数控机床之间的计算机与数控机床之间的 NC 程序的传输程序的传输O1114;G99;T0101;M03 S600;G00 X46.0 Z2.0;G71 U1.0 R0.5;G71 P1 Q2 U0.5 W0.0 F0.15;N1 G01 X0.0;Z0.0;G03 X10.0 Z-5.0 R5.0;G01 X40.0 Z-28.0;G01 X40.0 Z-50.0;N2 G01 X46.0 Z-50.0;G70 P1 Q2;G00 X150.0 Z150.0;T02
29、02;M03 S500;G00 X41.0 Z-40.0;G01 X36.0 Z-40.0 F0.03;G04 X2.0;G01 X41.0 Z-40.0;G00 X150.0 Z150.0;M05;M30;2.零件的自动加工零件的自动加工按绿色启动键，将速率调至 10%，刀具移动到距离工件很近的位置，将速率调至 0，观察刀具工件距离，查看程序距离，判定是否合理，确认无误将速率调为 100%，数控机床会按照数控编程软件内生成的代码进行自动加工。62六、实习后有感六、实习后有感6.1 收获收获两周的数控机床操作实训转眼间就结束了，从第一天的懵懵懂懂到现在已经基本掌握数控编程、仿真模拟、零件加工以
30、及多种对刀和机床操作方法。本次实训使用的是 FANUC 数控系统。虽然经过金工实习，实际操作之前，老师再次为我们详细讲解并演示了数控铣床的操作方法以及操作注意事项。在实际操作时，认真按照老师的要求去做，遇到问题就向老师请教。老师对提出的问题，总是耐心的解答。操作中有错误的地方，老师及时指出来。数控编程与加工老师给我们布置任务，我们按照文档里面的工程图对零件进行初步分析，之后开始进行工艺分析，然后开始按照工艺卡片进行模拟加工，老师详细的讲解使我对数控编程有了进一步的理解，并基本掌握数控程序的编制。加工零件前进行了仔细的对刀让我有了更加严谨的态度。总之，本次数控实训确实比以前提高了水平，尤其在实际
31、操作方面和计算机模拟加工方面。6.2 存在的问题存在的问题在使用软件进行仿真时，创建操作后的各种参数修改并不熟练，面对稍微复杂需要使用铣削加工的工件时，对于边界的选择出现错误较多，经多次修改才得以完成。实际操作数控铣床的时候对刀摇手轮时，需看看机床上面的标注才知道方向，对刀后测量刀偏值等掌握还不够熟练要在主板上按不同界面慢慢寻找。在操作数控车床的时候对于对刀的进给切削速度有恐惧，对刀比较慢，耗时长。6.3 针对问题的合理化建议针对问题的合理化建议数控加工实习的三维建模，编程，加工模拟仿真与数控机床加工工件虽然紧密联系，但加工的并不是自己画的零件，这样感觉上机课与实践课分离了，感受不到他们之间的关系，如果从建模，编程，仿真到实际在数控机床加工都是同一个工件，那么印象会更加深刻，并且让人觉得意义重大。63参考文献参考文献1吴明友、程国标 数控机床与编程 华中科技大学出版社 2013.12吴明友 UG NX6.0 数控编程 化学工业出版社 2010.5