數控加工工藝與程序

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3、 中央廣播電視大學 開放教育試點和人才模式改革 ?？凭C合實訓報告 數控技術專業(yè)《綜合實訓》報告 專 業(yè) 學 號 姓 名 直屬／分校 指 導 老 師 大連廣播電視大學 2022年 月 日 目

4、 錄 第一部分：數控機床應用調查 ……………………………………3 一、（搜索）CK6128 車床簡述…………………………………………………3 二、CK6128數控機床外形圖片………………………………………3 三、CK6128數控機床概況……………………………………………3 四、主要技術參數 …………………………………………………4 第二部分：數控加工工藝分析………………………………………5 一、盤類零件加工工藝分析…………………………………………5 二、軸套類零件加工工藝分析………………………………………7 第三部分：編制數控加工程序………………………………………1

5、0 一、 編制軸類零件數控加工程序……………………………………10 二、 改 編制槽形零件銑削編程序……………………………………………13 第四部分； 繪制CAD零件圖………………………………………16 一、盤類零件圖 ………………………………………………16 二、軸套零件圖 ………………………………………………17 三、軸類零件圖 ………………………………………………18 四、改 槽形零件圖 ………………………………………………19 數控技術專業(yè)《綜合實訓》報告 第一部分：數控機床應

6、用調查 一、CK6128 車床簡述： CK6128數控車床，使用廣州、華興、發(fā)那科數控系統(tǒng)，實現漢字提示全屏幕編輯，主軸采用高精度滾動軸承支承，主軸動采用變頻調速器，實現無級調速功能及恒線速切削功能... 二、CK6128數控機床外形圖片(如圖1-1): 圖1-1 三、CK6128數控機床概況 1、型號：CK6128數控機床 2、應用范圍：能夠自動完成各種材料（特別是有色金屬和不銹鋼）的中小型精 密復雜零件車削加工，即可以車內外圓、端面、切槽、任意錐面、曲面、公英制 圓柱、圓錐螺紋等

7、。本款機床廣泛適用于電器、儀表、家電、水暖潔具、煤氣管 件、緊固件、汽車配件等行業(yè)高精度小型零部件的大批量加工制造。 3、可編程控制器（PLC）： 可編程控制器的作用是對數控機床進行輔助控制，即把計算機送來的輔助控制指令，經可編程控制器處理和輔助接口電路轉換成強電信號，用來控制數控機床的順序動作、定時計數，主軸電機的啟動、停止，主軸轉速調整，冷卻泵啟停以及轉位換刀等動作?？删幊炭刂破鞅旧砜梢越邮軐崟r控制信息，與數控裝置共同完成對數控機床的控制。 CNC和PLC協(xié)調配合共同完成對數控機床的控制，其中CNC主要完成與數字運算和管理有關的功能，如工件程

8、序的編輯、插補運算、譯碼、位置伺服控制等，PLC主要完成與邏輯運算有關的動作，如工件的裝夾，刀具的更換，冷卻液的開停等輔助動作，另外它還接收機床操作面板的控制信息，一方面直接控制機床的動作，另一方面將一部分指令送往CNC用于加工過程的控制。 4、進給伺服驅動系統(tǒng) ： 進給伺服驅動系統(tǒng)由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電動機組成。進給伺服系統(tǒng)的性能，是決定數控機床加工精度和生產效率的主要因素之一 伺服驅動的作用，是把來自數控裝置的位置控制移動指令轉變成機床工作部件的運動，使工作臺按規(guī)定軌跡移動或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件。因為進給伺服驅動系統(tǒng)是數控裝置和機床本體之間的聯系環(huán)節(jié)，

9、所以它必須把數控裝置送來的微弱指令信號，放大成能驅動伺服電動機的大功率信號。本系統(tǒng)采用的伺服電動機有交流伺服電動機。伺服驅動是脈沖式驅動方式。 如果把數控裝置比做人的大腦，那么進給伺服驅動系統(tǒng)就是人的四肢。 5、性能特點： CK6128數控車床，使用廣州、華興、發(fā)那科數控系統(tǒng)，實現漢字提示全屏幕編輯，主軸采用高精度滾動軸承支承，主軸動采用變頻調速器，實現無級調速功能及恒線速切削功能，床身采用超音頻淬火工藝，步進（或伺服）電機驅動X軸和Z軸滾珠絲杠，實現進給運動，機床功率大，剛性好，精密儲備量大，壽命

10、長，自動化程度高。 三、 主要技術參數： 項目 單位 參數值 床身上最大回轉直徑 mm Φ300 滑板上最大回轉直徑 mm Φ145 最大工件長度 mm 500 主軸轉速級數 級 無級 主軸轉速范圍 r/min 150-3000 主電機功率 kw 4 主軸孔徑 mm 32 定位精度（X/Z） mm X:0.015 Z:0.02 重復定位精度（X/Z） mm X:0.005 Z:0.01 刀架形式與刀具工位數 立或臥/個 立式 四工位 刀架轉位時間 S 1 刀架進給最小設定單位 mm X:0.005 Z:0.01

11、 刀架快移速度X/Z m/min X:3 Z:6 刀架轉位重復定位精度 mm 0.005 工件精度（圓度） mm 圓度：0.002 工件表面粗糙度 um 1.6 尾座套筒直徑 mm Φ60 尾座套筒行程 mm 145 機床外形尺寸 mm 16009001500 機床重量 kg 1050 數控系統(tǒng)型號 GSK980TA、GSK928TA、WA-21S等 動力刀具轉速 r/min / C軸分度定位精度 （角）秒 / C軸重復定位精度 （角）秒 / 第二部分：數控加工工藝分析 要求：能夠根據圖紙的幾何特征和技術要求，運

12、用數控加工工藝知識，選擇加工方法、裝夾定位方式、合理地選擇加工所用的刀具及幾何參數，劃分加工工序和工步，安排加工路線，確定切削參數。在此基礎上，能夠完成中等復雜零件數控加工工藝文件的編制（至少兩個零件的工藝分析）。 一、盤類零件加工工藝分析 已知該零件的毛坯為100mm80mm27mm的方形坯料，材料為45鋼，且底面和四個輪廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工頂面、孔及溝槽。 （要求編制工藝表） 零件號 101 零件名稱 　 編制日期 2021-10-5 程序號 O1011 工步號 程序段號 工步內容 刀具 切 削 用 量 S功能

13、F功能 切深/mm 1 N11 粗銑頂面 端面銑刀（φ125） v=90m/min f=0.2mm/齒 2.5 S240 F300 2 N12 鉆φ32，φ12孔中心孔 中心鉆（φ2） 　 　 2.5 S1000 F100 3 N13 鉆φ32，φ12孔至φ11.5 麻花鉆（φ11.5） v=20m/min f=0.2mm/rev 　 S550 F110 4 N14 擴φ32孔至φ30 麻花鉆（φ30） v=25 m/min f=0.3mm/rev 　 S280 F85 5 N15 鉆3-φ6孔至尺寸 麻花鉆（φ

14、6） v=20m/min f=0.2mm/rev 　 S1100 F220 6 N16 粗銑φ60沉孔及溝槽 立銑刀（φ18，2刃） v=20m/min f=0.15mm/齒 5 S370 F110 7 N17 鉆4-M8底孔至φ6.8 麻花鉆（φ6.8） v=20m/min f=0.15mm/rev 　 S950 F140 8 N18 鏜φ32孔至φ31.7 鏜刀（φ31.7） v=80m/min f=0.15mm/rev 1.7 S830 F120 9 N19 精銑頂面 端面銑刀（φ125） v=120m/min

15、f=0.15mm/齒 0.5 S320 F280 10 N20 鉸φ12孔至尺寸 鉸刀（φ12） v=6m/min f=0.25mm/rev 　 S170 F42 11 N21 精鏜φ32孔至尺寸 微調精鏜刀（φ32） v=90m/min f=0.08mm/rev 0.3 S940 F75 12 N22 精銑φ60沉孔及溝槽至尺寸 立銑刀（φ18，4刃） v=25m/min f=0.08mm/齒 0.3 S460 F150 13 N23 φ12孔口倒角 倒角刀（φ20） v=20m/min f=0.2mm/rev 　

16、S550 F110 14 N24 3-φ6，M8孔口倒角 麻花鉆（φ11.5） v=20m/min f=0.15mm/rev 　 S830 F120 15 N25 攻4-M8螺紋成 絲錐（M8） v=8m/min 　 　 二、軸套類零件加工工藝分析 如圖為典型軸套類零件，該零件材料為45鋼，無熱處理和硬度要求， 試對該零件進行數控車削工藝分析（單件小批量生產）。 （1）零件圖工藝分析 該零件表面由內外圓柱面、內圓錐面、順圓弧、逆圓弧及外螺紋等表面組成，其中多個直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件圖尺寸標注完整，符

17、合數控加工尺寸標 注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為45鋼，通過上述分析，采用以下幾點工藝措施。 ①對圖樣上帶公差的尺寸，因公差值較小，故編程時不必取平均值，而取基本尺寸即可。 ②左右端面均為多個尺寸的設計基準，相應工序加工前，應該先將左右端面車出來。 ③內孔尺寸較小，鏜1:20錐孔與鏜φ32孔及150錐面時需掉頭裝夾。 （2）選擇設備 根據被加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6240數控車床。 （3）確定零件的定位基準和裝夾方式 ①內孔加工 定位基準：內孔加工時以外圓定位； 裝夾方式：用三爪自動定心卡盤夾緊。 ②外輪廓加工 定位基準：確定零件

18、軸線為定位基準； 裝夾方式：加工外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需要設一圓錐心軸裝置（見圖2-1雙點劃線部分），用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。 （4）確定加工順序及進給路線 加工順序的確定按由內到外、由粗到精、由近到遠的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產，走刀路線設計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進行（見圖2-2）。 （5）刀具選擇 將所選定的刀具參數填入表2-3軸承套

19、數控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。注意：車削外輪廓時，為防止副后刀面與工件表面發(fā)生干涉，應選擇較大的副偏角，必要時可作圖檢驗。本例中選κ =55 。 圖2-1 外輪廓車削裝夾方案 圖2-2 外輪廓加工走刀路線 表2-3 軸承套數控加工刀具卡片 產品名稱或代號 　 零件名稱 軸承套 零件圖號 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數量 加工表面 1 T01 450硬質合金端面車刀 1 車端面 2 T02 φ5㎜中心鉆 1 鉆φ5㎜中心孔 3 T03 φ26㎜鉆頭 1 鉆底孔 4 T04 鏜刀 1

20、 鏜內孔各表面 5 T05 930右手偏刀 1 從右至左車外表面 6 T06 930左手偏刀 1 從左至右車外表面 7 T07 600外螺紋車刀 1 車M45螺紋 2-3 （6）切削用量選擇 根據被加工表面質量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊或有關資料選取切削速度與每轉進給量，然后利用公式v c=πdn/1000和vf = nf，計算主軸轉速與進給速度（計算過程略），計算結果填入表2-4工序卡中。 背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時，在工藝系統(tǒng)剛性和機床功率允許的情

21、況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進給次數；精加工時，為保證零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.1～0.4㎜較為合適。 （7）數控加工工藝卡片擬訂 將前面分析的各項內容綜合成表2-4所示的數控加工工藝卡片。 表2-4 軸承套數控加工工藝卡片 單位名稱 產品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 軸承套 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 車間 001 三爪卡盤和自制心軸 CJK6240數控車床 數控中心 工步號 工步內容 （尺寸單位 ㎜） 刀具號 刀具、刀柄規(guī)格 / ㎜ 主軸轉速 /r.min 進給速度 /㎜.min

22、背吃刀量 /㎜ 備注 第三部分：編制數控加工程序 要求：能夠根據圖紙的技術要求和數控機床規(guī)定的指令格式與編程方法，正確地編制中等復雜典型零件的加工程序，或應用CAD/CAM自動編程軟件編制較復雜零件的加工程序。（至少兩個零件）。 一、編制軸類零件數控加工程序 編制圖所示零件加工程序，材料為45鋼，棒料直徑為Φ40mm。 選擇93o正偏刀為1號刀，2號刀為寬4mm的割槽刀，3號刀為60o硬質合金螺紋刀。 （l）工藝路線 ①工件伸出卡盤外85mrn，找正后夾緊： ②用 93o外圓車刀車工件右端面，粗車外圓至 Φ38.5 80； ③先切出Φ30.540圓柱，再

23、車出 Φ22.520圓柱； ④車右端圓弧，車圓錐，分別留0.5mm精車余量； ⑤精車外形輪廓至尺寸； ⑤切退刀槽，并用割槽刀右刀尖倒出M383螺紋左端245o倒角； ⑦換螺紋刀車雙頭螺紋； ⑧切斷工件。 （2）相關計算 ①計算雙頭螺紋 M38 3P1.5）的底徑： d’=d-2 0．62P=(38-20.621.5)= 36.14mm ②確定背吃刀量分配：lmm、0.5mm、0.3mm、0.06mm。 （3） 加工程序如下。 程序一： ％KG101；程序名 N10G90 G94 G54； 采用G54工件坐標系，每分進給，

24、絕對值編程 N20 S600 M03； 主軸正轉，轉速600r/pm N30 T1 D1 M08； 換1號外圓刀，切削液開 N40 G00 X45 Z0； 快速進刀 N50 G01 X0 F80； 車端面 N60 G00 X38.5 Z2； 快速退刀 N70 G01Z-80 F150； 粗車外圓 N80 G00 X42 Z2； 快速退刀 N90 G00 X34； 快速進刀 N100 G01G-40；

25、 粗車外圓 Nll0 G00 X42 Z2； 快速退刀 N120 G00 X30.5； 快速進刀 N130 G01 Z-40； 粗車外圓 N140 G00 X42 Z2； 快速返刀 N150 G00 X26； 快速進刀 N160 G01Z-20： 粗車外圓 N170 G00 X30 Z2; 快速退刀 N180 G00 X22．5； 快速進刀 N190 G01Z-20；

26、 粗車外圓 N200 G00 X30 Z2； 快速退刀 N210 G00 XO； 快速進刀 N220 G03 X26 Z-11 CR=13 F100；車R13圓弧 N230 G00 Z0.5； 快速退刀 N240 G00 X0； 快速進刀 N250 G03 X23 Z-11 CR=11.5；車Rll.5圓弧 N260 G00 X25.5 Z-18； 快速進刀 N270 G01 X25.5 Z-20； N280 X30.5 Z-40； 車圓錐 N2

27、90 G00 X100 Z100； 快退至起刀點 N295 S1000 M03； 主軸變速，轉速1000rpm N300 G00 X2 Z2； 快速進刀 N310 G01 X0 Z0 F60； 進刀至（0，0）點 N320 G03 X22 Z-11 CR=11； 精車Rll圓弧 N330 G01Z-20； 精車Φ22外圓 N340 X25； 精車臺階 N350 X30 Z-40； 精車圓錐 N360 X34 ;

28、 精車臺階 N370 X37.8 Z-42； 倒角 N380 Z-60； 精車M38螺紋外圓至Φ37.8 N390 X37.975； N400 Z-80； 精車Φ38外圓 N410 G00 X100 Z100； 快退至起刀點 N420 T2 D1； 換2號割槽刀 N430 S420 M03；主 軸變速，轉速420rpm N440 G00 X40 Z-64； 快速進刀至（X40,Z-64） N450 G01 X30.2 F30；

29、割槽至Φ30．2 N460 G00 X40； 快速退刀 N470 G00 Z-68； 向左移動4 mm N480 G01 X30 F30； 割槽至一30 N490 Z-64； 向右橫拖4mm，消除割刀接縫線 N500 G00 X40； 快速返刀 N510 G00 Z-61； 快速進刀 N520 G01X34 Z-64F30； 用割槽刀右刀尖倒＊38螺紋左端ZX＊5”倒角 N530 G00 X100； 快退至起刀點 N540 Z100； N550 T3

30、D1； 換3號螺紋刀 N560 S600 M03； 主軸變速，轉速600rpm N570 G00 X37 Z34； 快速進刀 N580 LWJG； 調子程序車第一條螺紋 N590 G00 X36.5； 快速進刀 N600 LWJG； 調子程序車第一條螺紋 N610 G00 X36.2； 快速進刀 N620 LWJG； 調子程序車第一條螺紋 N630 G00 X36.14； 快速進刀 N640 LWJG； 調于程序車第一條螺紋 N650 G00

31、 X37 Z-35.5； 快速進刀 N660 LWJG； 調子程序車第二條螺紋 N670 G00 X36.5； 快速進刀 N680 LWJG； 調子程序車第二條螺紋 N690 G00 X36.2； 快速進刀 N700 LWJG； 調子程序車第二條螺紋 N710 G00 X36.14； 快速進刀 N720 LWJG； 調子程序車第二條螺紋 N730 G00 X100 Z100； 快退至起刀點 N740 T2 D1 S420 M03；換2號割槽刀，主軸變速，轉速420 rpm。 N750 G0

32、0 X42 Z-79； 快速進刀 N760 G01 X0 F30； 割斷 N770 G00 X100； N780 Z100 M09； 退回起刀點，切削液關 N790 M05； 主軸停轉 N800 M02； 主程序結束 ％LWJG； 車螺紋子程序 N100 G91 G33 Z-28 K3；車削螺紋 Nll0 G00 X10； 快速退刀 N120 G00 Z28 返回 N130 G90； 回到絕對坐標編程 N140 RET； 子程序結束

33、 二、編制槽形零件銑削編程（改） 圖所示的槽形零件，其毛坯為四周已加工的鋁錠（厚為20mm），槽寬6mm，槽深2mm。試編寫該槽形零件加工程序。 ① 工藝和操作清單。該槽形零件除了槽的加工外，還有螺紋孔的加工。其工藝安排為“鉆孔→擴孔→攻螺紋→銑槽”，工藝和操作清單見表3-1。 表3-1 槽形零件的工藝清單 材料 鋁 零件號 001 程序號 0030 操作序號 內容 主軸轉速 /r.min-1 進給速度 /r.min-1 刀具 號數 類型 直徑/mm 1 2 3 4 中心鉆 擴鉆 攻螺紋 銑斜槽 1500 2000 200

34、 2300 80 100 200 100、180 1 2 3 4 4mm鉆頭 5mm鉆頭 M6攻螺紋 6mm銑刀 4 5 6 6 ② 程序清單及說明。該工件在數控銑鉆床ZJK7532A-2上進行加工。程序如下。 程序 說明 N10 G21 設定單位為mm N20 G40 G49 G80 H00 取消刀補和循環(huán)加工 N30 G28 X0 Y0 Z50 回參考點 N40 M00 開始Ф5mm鉆孔 N50 M03 S1500 N60 G90 G43 H01 G00 X0 Y20.0 Z10.0 快速進到R點，建立長度補償 N7

35、0 G81 G99 X0 Y20.0 Z-7.0 R2.0 F80 G81循環(huán)鉆孔，孔深7mm，返回R點 N80 G99 X17.32 Y10.0 N90 G99 Y-10.0 N100 G99 X0 Y-20.0 N110 G99 X-17.32 Y-10.0 N120 G98 Y10.0 N130 G80 M05 取消循環(huán)鉆孔指令、主軸停 N140 G28 X0 Y0 Z50 回參考點 N150 G49 M00 開始擴孔 N160 M03 S2000 N170 G90 G43 H02 G00 X0 Y20.0 Z10.0

36、 N180 G83 G99 X0 Y20.0 Z-12.0 R2.0 Q7.0 F100 G83循環(huán)擴孔 N190 G99 X17.32 Y10.0 N200 G99 Y-10.0 N210 G99 X0 Y-20.0 N220 G99 X-17.32 Y-10.0 N230 G98 Y10.0 N240 G80 M05 取消循環(huán)擴孔指令、主軸停 N250 G28 X0 Y0 Z50 N260 G49 M00 開始攻螺紋 N270 M03 S200 N280 G90 G43 H03 G00 X0 Y20.0 Z10.0

37、 N290 G84 G99 X0 Y20.0 Z-8.0 R7 F200 G84循環(huán)攻螺紋 N300 G99 X17.32 Y10.0 N305 G99 Y-10 N310 G99 X0 Y-20.0 N320 G99 X-17.32 Y-10.0 N330 G98 Y10.0 N340 G80 M05 取消螺紋循環(huán)指令、主軸停 N350 G28 X0 Y0 Z50 N360 G49 M00 銑槽程序 N370 M03 S2300 N380 G90 G43 G00 X-30.0 Y10.0 Z10.0 H04 N390 Z2.0 N400 G01 Z0 F180 N410 X0 Y40.0 Z-2.0 N420 X30.0 Y10.0 Z0 N430 G00 Z2.0 N440 X-30.0 Y-30.0 N450 G01 Z-2.0 F100 N460 X30.0 N470 G00 Z10.0 M05 N480 G28 X0 Y0 Z50 N490 M30 第四部分； 繪制CAD零件圖 一、盤類零件圖 二、軸套零件圖 三、軸類零件圖 四、槽形零件圖