《数控铣自动编程与加工专周实训》指导书
一、实训目的
《数控铣自动编程与加工专周实训》是机电类专业重要的综合性实践教学课程，是对学生数控加工工艺及工装设计、实施能力、数控自动编程及加工调整能力的综合评价。
本项目在完成“数控编程”与“数控加工实训”课程教学的基础上，通过数控工艺工装设计、数控程序编制、三维造型设计及自动编程加工、数控加工调试及数控机床操作等方面训练，使学生具备数控铣削加工技术的应用能力。
二、实训要求
1）掌握CAD/CAM软件三维造型设计、自动编程和数控加工；
2) 掌握刀具路径的规划方法及参数设置；
3）掌握数控程序校验、调试及数控机床操作。
三、实训任务与内容
（一）CAD/CAM软件造型、自动编程及操作模拟
1）完成给定的图纸零件1的造型、自动编程、加工轨迹仿真和操作模拟
图1 五角星零件图图2 五角星三维图
要求：完成图2所示的曲面造型与曲面编辑等。对曲面工件进行自动编程及刀具轨迹仿真。掌握刀具参数、切削参数、各种加工方式的参数的修改。
图3 连杆零件图图4 连杆三维图
2）完成给定的图纸零件3的造型、自动编程、加工轨迹仿真和操作模拟
要求：完成图4所示的实体造型、刀具路径规划、NC文件的编辑等。掌握刀具参数、切削参数、各种加工方式的参数的修改。
3）自行设计一个三维造型零件
要求：选择需用三轴联动数控加工的零件，采用合适的加工方法来加工，粗精加工分开。
（二）数控机床操作
三维零件的加工：每组自选一个学生设计的三维零件程序，通过软盘或移动硬盘将程序拷贝到机床，针对加工机床的编程特点将程序略作修改后，进行程序校验，校验正确后再数控铣削加工（有机玻璃材料）。
（三）编写专周实训说明书
将所完成的内容整理成技术文件，字数不少于3000字。具体要求：
1) CAD/CAM软件的造型、自动编程、轨迹仿真和超软软件的操作模拟:
包括造型图、主要造型步骤、自动编程参数设置、刀具路径规划、轨迹仿真、操作模拟等方面的简要说明，要求图文并茂。
2) 数控机床操作
包括程序代码修改、刀具半径补偿参数；参数设置说明、确定刀、夹、量具、G54-G59设定工件坐标系、程序的调试、对刀、数控机床的操作和提高工件质量的技巧等。
四、实验设备和工具
1）华中世纪星（HNC-21M）数控系统的ZJK7532A立式钻铣床
2）有机玻璃：180×120×50
3）圆柱铣刀、球头铣刀
4）游标卡尺、千分尺、直尺等测量工具
五、实训指导
1.五角星的造型与加工
五角星的造型思路：图纸分析可知五角星由五组空间面组成的，因此在构造实体时首先应使用空间曲线构造实体的空间线架，然后利用直纹面生成曲面，可以逐个生成也可以将生成的一个角的曲面进行圆形均步阵列，最终生成所有的曲面。对底平面使用曲面裁剪方法生成中间挖空的边界平面。
主要造型步骤如下：
（一）构建五角星框架
1．以TOP面为草图平面，按下列的步骤创建一个内接直径为25的五边形（图1）
图1 五边形平面
2．构建五角星
用LINE连接各顶点，使用打断，删除不必要的线段。步骤如下，结果如图。
（二）五角星曲面的生成
1．构建空间框架
点击3D空间按扭；创建高为3.2的点,按下面的步骤进行：
创建空间线框,步骤如下，最后要连接线段的端点与上一步创建的空间点结果如下图所示。
2．创建填充面。步骤如下面所示，最后一步要拾取空间线段。
3．旋转填充曲面，生成五角星。步骤如下面，在这过程中要拾取两个曲面与旋转点。
（三）构建底面。按下列的步骤，最后拾取原点。结果如下图所示。
填充曲面；步骤近下列的，最后拾取平面五角星与圆；结果如下图。
这样就完成五角星的造型。
五角星加工思路：等高粗加工、放射线精加工。五角星的整体形状是较为平坦，因此整体加工时应该选择等高粗加工，精加工时应采用放射线精加工。
（一）加工前的准备。
1．移动工件，使坐标处于工件顶点位置。
2．设置毛坯。步骤如下：
弹出如左图所示的对话框，点击确定结果如右图。
接着应用边界盒，生成毛坯。步骤如下：
3．创建刀具，创建Φ8，R1.5的两把刀。步骤如下列所示。
二．等高粗加工刀具轨迹。
1．步骤如下。
2．设置参数。弹出如下图的对话框；设置如上。
点击确定，左下角弹出提示拾取毛坯边界，步骤如下。
点击Done,生成刀具轨迹如下图所示。
三．放射线精加工 1．步骤如下：
2．设置参数。弹出如下图的对话框；设置如上面的。
点击确定，再点击Done,生成如下的刀具轨迹。
四．对刀轨迹进行仿真。
如下图，在弹出的对话框中选择所有的刀轨，点击实体验证结果如下图所示。
五．生成G代码。
如下图，在弹出的对话框中选择所有的刀轨，参数的设置如图上的，点击后处理结果如图5所示，对其进行如下的修改后可用于我校现在的数控铣床，如图6。
图5
图6
2 连杆的造型与加工
连杆的造型思路：对连杆的图形分析可看出连杆主要包括底部的托板、基本拉伸体、两个凸台、凸台上的凹坑和基本拉伸体上表面的凹坑。底部的托板、基本拉伸体和两个凸台通过拉伸草图得到。凸台上的凹坑使用旋转除料来生成。基本拉伸体上表面的凹坑先使用等距实体边界线得到草图轮廓，然后拉伸减料来生成。最后，进行拔模斜度的构建与倒圆角。（一）构建基体
1．以TOP面为草图平面，按下列的步骤创建Φ80和Φ40的圆。
2．绘制相切圆。按下列的步骤创建上下的R250的相切圆。如下图所示。
3.修剪。按下列的步骤对上面的草图进行修剪。结果如下图所示。
提示：修剪时点击要保留的部分。
4．拉伸为实体。按下列的步骤对上面的草图进行拉伸。
拾取上面的草图点DONE弹出上图所示的对话框，单击确定，结果如下图。
（二）构建两凸台
1．把构图深度设为10如下图所示。
2．以TOP面为草图平面，创建一个Φ80,图A所示；一个Φ40的圆；结果如下图所示的。
3．拉伸两个凸台。步骤同拉伸基体一样结果如下图所示。
三．拨模斜度。
1．对实体进行布尔运算。步骤如下面所示。
选取上面的三个实体。结果如下图所示。（如果是一个实体那只有整体的轮廓，没有圆台下面的轮廓）
2．对实体进行拨模，步骤如下。
接着拾取上面的面除上下面外。接着弹出如下图所不的对话框。设置如上，最后拾取底面与拨模方向结果如下图。
（四）构建底座
1．拾取第一步的草图，向下拉伸10的高度。结果如下图所示。
2．按上面的方法把Z的深度设置为-10。绘制如左图所示的矩形；拉伸为实体如右图所示。
（五）构建凸台上的凹坑
1．设置构图深度为45。绘制一个R30，圆心为（-70，0）的圆。如下图所示。
2．绘制过原点的直线，并修剪使成为旋转截面。如下图所示。
3．旋转去料。生成凹坑，步骤如下。
拾取截面，弹出上面的对话框。设置如上。点击确定后，拾取基体，使用同样的方法构建小凸台上的凹坑，结果如下图所示。
（六）构建基体上的凹坑
1．设置绘图深度为10，
2．绘制如图5所示的草图。
3．拉伸减料，结果如图6所示。
图5 图6
（七）对实体进行倒圆角，完成实体的构建，如下图所示。
连杆加工思路：等高环形铣粗加、半精加工，精铣所有
连杆件电极的整体形状是较为陡峭，整体加工选择等高环形铣粗加工（Ф25）；由于基体上的凹坑余量较多所以要对其进行半精加工；使用二次开粗（Ф10）；精加工采用曲面铣的平行精铣所有（r2）。
一.加工前的准备
1.移动连杆使坐标处于顶点位置
2．设置毛坯。步骤如下：
弹出如左图所示的对话框，点击确定结果如右图。
接着应用边界盒，生成毛坯，步骤如下。
3．创建刀具，创建Φ8，R1.5的两把刀。步骤如下列所示。
二．等高环形铣粗加
1．步骤同上面的一样。
2．参数设置定如下图所示。
点击确定，再点击Done,生成如下的刀具轨迹。
三．二次开粗
1．步骤同上面的一样，刀具选用Φ10的，边界选取下图所示的，（这个边界是上面的建模中的草图，所以一般不要把草图删除。）
2．参数的设置如下图所示。
这是二次开粗，有的地方已经被加工了，所以要对深度进行设置。
点击确定，再点击Done,生成如下的刀具轨迹。
四．平行精铣所有实体
1．刀具选用R2的球刀。
2．参数设置如下图所示。
点击确定，再点击Done,生成如下的刀具轨迹。
四．对刀轨迹进行仿真。
如下图，在弹出的对话框中选择所有的刀轨，点击实体验证结果如右图所示。
五．生成G代码。
如下图，在弹出的对话框中选择所有的刀轨，参数的设置如图上的，点击后处理结果如图5所示，对其进行如下的修改后可用于我校现在的数控铣床，如图6。
图5
图6
至此连杆的生成加工轨迹、加工轨迹仿真检查、生成G代码程序的工作已经全部做完。