数控说明书
现代机械工程基础实
验Ⅰ（机电）实验报告 （数控编程部分） 班 级 机械112 姓 名 学 号 指导教师 赵志超 王全景 山东建筑大学机电工程学院
实 验 目 录
二轴加工零件图............................... 1
三轴加工零件图............................... 2
一、数控加工技术实验周的目的和意义........... 3
二、实验周实践日期、地点及设备............... 3
三、工序思路................................. 3
四、 工艺分析................................ 5
1、两轴加工工件 ........................... 5
五、数控编程................................. 7
1. 两轴加工工件 ........................... 7
2. 三轴加工工件 ........................... 7
六、数控加工仿真............................. 8
七、心得.................................... 11
一、数控加工技术实验周的目的和意义
本学期课程安排紧密，各学科实验任务密集，使得本学期的学习生活紧张而又充实。但同时，这又造成了单科实验的单一型、不完整性，及有些应学、应会、应实践而由于学时等的限制而无法在正常实验时间进行实践等弊端，因此在学期末开设数控加工技术实验周，让学生结合自身的实际学习情况，对各部分知识进行查缺补漏，同时进行相关知识的再学习和再实践就显得尤为重要。在数控加工技术实验周期间，学生应将所学到的各学科的知识串联起来，综合运用数控加工技术、CAD/CAM技术、机械制造技术基础等学科的相关知识，对要加工的零件进行工艺分析、实体造型、加工轨迹生成以及数控加工程序代码生成、模拟仿真加工等工作，同时提高自身分析、解决实际问题的综合能力。综上所述，数控加工技术实验周的开设使学生能够有条件进行综合性的实践分析，为将来从事数控加工或其他相关工作打下坚实的基础。因此，这是一次有意义并且很难得的进行综合实践的机会。
二、实验周实践日期、地点及设备
实践日期： 6月23日-6月29日
实践地点：机电学院机床实验室（校工程训练中心），KJ009, 计算机机房等
所用设备：XK5032数控铣床，计算机，机用平口钳，百分表和磁力表座，量棒，厚薄规，扳手，铜棒等。
三、工序思路
1. 两轴加工工件
工序思路：根据给出的两轴加工工件零件图在CAXA 制造工程师中进行实体造型。首先进行实体底板的造型，选定XOY 平面后进行草图绘制，再利用拉伸增料进行底板的造型；然后选择实体底板的上表面继续进行草图绘制，并利用拉伸增料在工件上方得到平板然后利用了拉伸除料四小圆孔及中间大盲孔，最后在盲孔底面拉伸整料凸台。最终得到实体造型如图1所示。
图1
2. 三轴加工工件
工序思路：根据给出的三轴加工工件零件图在CAXA 制造工程师中进行实体造型。首先利用拉伸增料进行矩形底板的建模。然后在底板的上表面绘制零件草图，向上方进行拉伸除料。接下来进行孔和槽的拉伸除料。接着进行中心部分的旋转整料，再进行扫描除料，最后进行凸台上端两扇形槽的除料。最终得到实体造型如图2所示。
图2
四、工艺分析
1、两轴加工工件
零件图纸分析：如图3所示，该零件底部为一个110mm
×110mm ×15mm 的长方体，其上是一个100mm ×100mm ×10mm
的长方体，长方体四角为半径R 为10mm 的圆弧，在四个角
上为四个直径为10mm 的通孔，中间是直径为70mm 盲孔深
度为20mm ，在中心处为四角为半径5mm 圆弧的
25mm ×25mm ×10mm 凸台所组成。该零件的最大厚度为25mm 。
毛坯选择：零件毛坯是一个长方体，已在其他机床上
已加工成110mm ×110mm ×25mm 的长方体。
机床选择：选择立式数控加工中心进行该零件的加工。 图3 工序划分：由于零件毛坯已在其他机床上面进行过加工，其尺寸与零件的尺寸很相近，所以只需加工上部凸台、四个通孔、盲孔及盲孔中的凸台，材料的切削量不大。加工时用两道工序，工序顺序：
（1）平面轮廓加工凸台平底立铣刀直径25mm
（2）平面区域加盲孔
（3）钻孔
（4）平面轮廓加工盲孔凸台
刀具选择：采用直径25mm 的平底立铣刀（高速钢），并把刀具的半径输入刀具参数表中。主轴转速3000、慢速下刀速度1000、切入切出连接速度1200、切削速度2000、退刀速度2000、
确定切削用量：精加工余量0 .5mm ，主轴转速500 r/min，进给速度40mm/min。
2、三轴加工工件
零件图纸分析：如图4所示，该零件整体上是一个120mm ×100mm ×10mm 的长方体，在四角上分别为8mm 的凸台，在两对角中，一对角上各有一宽为10mm 和半径为5mm 圆弧组成的槽，在另一对角上为一直径为10mm 的沉孔和直径为10mm 的盲孔，在长方体的中心为三层曲面凸台，凸台顶端有一对称的扇形凹槽。零件最厚处为30mm 。
毛坯选择：零件毛坯是一个长方体，在其他机床上已加工成100mm ×120mm ×30mm 的长方体。已在其他机床加工完成。
机床选择：选择立式数控加工中心进行该零件的加工。
工装夹具选择：选用平口钳进行装夹。
工序划分：对该零件的加工时，用三道加工工序进行加工。
（1）采用平面区域加工对曲面凸台四周平面进行加工；
（2）采用平面区域加工方法对四角上的凸台进行加工；
（3）利用曲面区域加工方法对中心的曲面凸台进行加工。
图4
（4）采用平面区域加工方法对孔和槽进行加工
刀具选择：平面轮廓加工和平面区域加工时都采用D6mm 和D10mm
的端
铣刀，在进行曲面区域加工时使用D6，R3的球头铣刀。
确定切削用量：主轴转速3000 r/min，切削速度2000mm/min。
五、数控编程
1. 两轴加工工件
首先进行加工前的准备工作。用相贯线工具做出实体边界线，设定加工工艺，并设置加工用量，加工刀具等，根据当前的机床，设置各参数，生成轨迹如下图。
图5 两轴加工工件轨迹图
最后根据不同工序，生成不同工序的NC 程序段。
2. 三轴加工工件
首先，根据上述步骤，设置各工序参数，生成工序轨迹。如下图
图6 三轴加工工件轨迹图
所有轨迹都生成好之后，进行数控加工程序NC 代码的生成。
六、数控加工仿真
1. 首先根据加工要求选择相应的加工机床。在本实验周的仿真加工过程中，我选用的是FANUC 0I控制系统的北京第一机床厂XKA714/B的立式加工中心。
2. 按下控制面板上的启动按钮，检查紧急停止按钮
松开则将其松开。
3. 将机床的X 、Y 、Z 轴分别回零。
4. 根据加工的零件类型及工艺要求，定义合适的毛坯。其中，两轴加工工是否松开，如果没有件为110mm ×110mm ×25mm 的长方体；三轴加工工件为120mm ×100mm ×30mm 的长
方体。
5. 根据工艺要求中的零件的装夹要求，选用合适的夹具对零件毛坯进行装夹。
6. 将装夹好的零件安放在机床的工作台的合适位置。
7. 按照工艺要求选取加工时需要使用的刀具，将其放在加工中心的刀库中。
8. 数控程序的导入。点击操作面板上的编辑键，此时已进入编辑状态。点击MDI 键盘上的，编辑状态指示灯变亮，CRT 界面转入编辑页面。
，按菜单软键[READ]，再按菜单软键 [操作]
，在出现的下级子菜单中按软键
点击MDI 键盘上的数字/字母键，输入“Ox ”(x为任意不超过四位的数字) ，按软键[EXEC]；点击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的对话框中选择所需的NC 程序，按“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT 界面上。
9. 对刀。刚性靠棒X ，Y 轴对刀，刚性靠棒采用检查塞尺松紧的方式对刀，具体过程如下(采用将零件放置在基准工具的左侧的方式) 。点击菜单“机床/基准工具„”，弹出的基准工具对话框中，左边的是刚性靠棒基准工具，右边的是寻边器。如图
图7
X
轴方向对刀：点击操作面板中的“手动”按钮入“手动”方式。点击MDI
键盘上的，手动状态灯亮，进, 使CRT 界面上显示坐标值；借助“视，
，
，
图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具，适当点击，
，按钮，移动机床的位置。移动到大致位置后，可以采用手轮调节方
式移动机床，点击菜单“塞尺检查/1mm”，基准工具和零件之间被插入塞尺。在机床下方显示局部放大图。（紧贴零件的红色物件为塞尺）点击操作面板上的“手
动脉冲”按钮
点击显示手轮
钮
，在手轮，使手动脉冲指示灯变亮，将手轮对应轴旋钮，采用手动脉冲方式精确移动机床，置于X 档，调节手轮进给速度旋
上点击鼠标左键或右键精确移动靠棒。使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适”。记下塞尺检查结果为“合适”时CRT 界面中的X 坐标值，此为基准工具中心的X 坐标，记为X 1；将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为X 2；将塞尺厚度记为X 3；将基准工件直径记为X 4。则工件上表面中心的X 的坐标为基准工具中心的X 的坐标减去零件长度的一半减去塞尺厚度减去 基准工具半径，记为X 。
Y 方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的Y 坐标，记为Y 。
完成X ，Y 方向对刀后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”将塞尺收回，点击
“手动”按钮，手动灯亮，机床转入手动操作状态，点击按钮，将Z 轴提起，再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具。
塞尺法Z 轴对刀，铣床Z 轴对刀时采用实际加工时所要使用的刀具。点击菜单“机床/选择刀具”
或点击工具条上的小图标
点击操作面板中的“手动”按钮利用操作面板上的
，
，
，
，选择所需刀具。装好刀具后，
，系统进入“手动”方式。
，手动状态灯亮，
，按钮，移到机床的大致位置。类似在X ，Y 方向对刀的方法进行塞尺检查，得到“塞尺检查：合适”时Z 的坐标值，记为Z1。则坐标值为Z1减去塞尺厚度再减去零件毛坯厚度后数值为Z 坐标原点，此时工件坐标系在工件下表面。
10. 工件坐标系的设定
在MDI
键盘上点击
用方位键键，按菜单软键[坐标系]，进入坐标系参数设定界面
选择所需的坐标系和坐标轴。利用MDI 键盘输入通过对刀所得到的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值。首先将光标移到G54坐标系X 的位置，在MDI 键盘上输入数值，按菜单软键[输入]或按
，参数输入到指定
区域。按
键可逐个字符删除输入域中的字符。点击，将光标分别移到Y 、Z 的位置，输入相应的坐标值。
综上所述，完成以上操作后就可以进行模拟铣削加工。
七、心得
这次的总共一个周的数控加工实验，可以说是收获颇多的一周。由于加工设备的有限，所以我们的实际的机床操作改成了利用仿真软件进行仿真加工。进行数控加工程序的编制，我们借助了CAXA 制造工程师。由于我们以前学习过SolidEdge 三维造型软件，而且我们在本学期的CAD/CAM课程中也使用过CAXA 制造工程师，所以进行实体造型不存在问题，但是在CAD/CAM课程中对于加工轨迹的生成也只是了解了一点，理解的不够深入，另外在机械制造技术基础中也只是简单的学习了工艺的分析，所以就给这次的数控加工实验带来了问题，在进行加工轨迹的生成时存在不少的问题。虽然我们小组的同学之间通过讨论解决了一些问题，但是问题还是没有得到完全的解决。另外，对于仿真软件，我们以前没有接触过，所以在进行仿真的过程中需要边用边学，遇到问题就到使用说明说中去查找解决问题的方法，可以说在这两三天的时间内对这个软件的掌握也是一知半解，只能是进行简单的应用。从这一方面就看出了知识面的不足，以及对所学过的知识掌握的不精。今后应该尽量弥补这方面的不足，扩充自己的知识面，多主动的去学习一些新的知识。
通过这次的数控加工实验，我也认识到实践能力不是参观出来的，也不是理论知识能提高的，实践能力的提高需要亲身实践，多动手，勤练习。更为重要的是要在动手中发现问题，解决问题，理论联系实际，只有这样，才能迅速提高我们的实践能力。此外，小组实验对我们学习如何在团队合作中发挥自己的作用以及如何协调小组其他成员工作都有大有好处。总之，该实验让我们受益匪浅。