数控综合加工实习报告
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数控加工综合实践周
报
告
书
班 级: 0842—3
学 号: 10801040216
姓 名: 廉昀臻
指导教师: 高元林
时 间: 2011.12.19-23
组 数 第一组
重庆理工大学
汽车学院实践教学及技能培训中心1 目的及要求
通过一周的数控加工综合实践使学生了解广州数控系统的特点;掌握数控编程的内容和步骤,数控程序编制中的工艺处理方法;熟练掌握数控加工仿真软件(上海宇龙软件)的使用;能根据给定的零件图进行正确地编程、操作数控车床及加工出合格的工件。
2 内容
1)广州数控928TC数控系统;
2)对零件进行工艺分析;
3)使用上海宇龙数控加工仿真软件进行数控机床的操作、编程、工件加工练习;
4)CJK6132简易数控车床的操作;
5)轴类零件的编程及加工。
3 实验设备
1)装备广州数控928TC数控系统的数控车床;
2)上海宇龙数控加工仿真软件;
3)计算机;
4)25mm铝棒、游标卡尺等其它工具。
4 广州928TC数控系统简介
GSK 928TC数控系统属于经济型m级车床数控系统,采用大规模门阵列进行硬件插补,真正实现高速m级控制。中文菜单及刀具轨迹图形显示,升降速时间可调,可适配反应式步进驱动器,混合式步进驱动器或交流伺服驱动器。其操作面板如图1所示,它由CRT/MDI操作面板及用户操作面板两大部分组成。
图1 GSK 928TC数控系统操作面板
GSK 928TC数控系统有六种工作模式,在任何情况下,仅能选择一种工作模式,被选择的工作模式指示灯亮。
数控系统有六种工作模式:
1、编辑(EDIT)工作模式
编辑工作模式即通过系统操作面板手工输入或修改零件程序内容的工作模式,在编辑工作模式中,可以通过键盘新建、选择或删除零件程序,可以对所选零件程序的内容进行插入、修改和删除等编辑操作,还可以通过RS232通信接口与通用个人计算机内编辑好的零件程序传送到系统中。
2、手动(JOG)工作模式
在手动工作模式下,通过键盘来完成机床拖板的移动,主轴和冷却液的启停,手动换刀,Z,X的回程序参考点和回机械零点等功能。手动工作模式有手动单步和手动点动两种方式,初始方式为点动方式。
3、自动(AOUT)工作模式
在自动工作模式中,系统按照选定零件程序逐段执行,加工出合格的工件,在自动工作模式中有机床锁住运行、加工运行单程序段加工运行、连续加工运行方式。
4、参数设置(PAR)工作模式
系统共有P01~P25共25个参数,每个参数都有其确定的含义并决定数控系统及机床的工作模式,在机床安装调试时应对其中的某些参数进行修改。
5、刀偏设置(OFT)工作模式
系统有T1~T8共8组刀偏值,每组刀偏有Z轴、X轴方向两个数据,其中,可通过手动对刀操作自动生成的刀偏组数量和使用的刀具总数相同,其余的刀偏数据只能通过键盘输入,9号刀偏为回机械零点后的坐标值,在指令中不能使用T*9,否则会出现“参数错”报警。
6、诊断(DGN)工作模式
在此工作模式下,可显示输入/输出接口中外部信号和状态及主轴转速等。
5 控机床简介
数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工,并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及锥孔等。本次数控加工实践周所用的数控机床为CJK6132车床,外形如图2所示,它采用卧式车床布局,具体参数如下表1所示。
图2 CJK6132型简式数控车床
表1 CJK6132数控车床主要技术参数
项目 参数
最大工件回转直径 320mm
最大车削直径 170mm
最大车削长度 750mm
床面中心高 160mm
纵溜板移动距离 750mm
主轴内孔直径 30mm
主轴内孔锥度 莫氏5号锥度
主轴端到外锥体的锥度 1:4
主轴转速 180~1450r/min
主轴转速级数 8级
横向快速移动速度
2000mm/min
纵向快速移动速度 4000mm/min
刀架进给速度范围 横向:6mm~2000mm/min;
纵向:12mm~4000mm/min
回转刀架刀具容量 4把
装刀架支承面到顶尖中心线的高度 20mm
横溜板最大移动距离 170mm
尾座导筒最大移动距离 95mm
尾座导筒内孔锥度 莫氏4号锥度
尾座横向移动距离(以主轴中心为准) ±10mm
主电机功率 3/4.5KVA
步进电机最大静转矩 10N·m
外型尺寸(长×宽×高) 2160mm×1070mm×1560mm
控制系统 GSK928TC
控制系统脉冲当量 0.001mm
6 数控车床编程
数控机床的自动加工过程,就是按照事先编写好的零件程序自动运行的过程。所谓编程,就是根据加工零件的图纸和工艺要求,把它用数控语言描述出来,编制成零件的加工程序。GSK928TC常用指令代码及其功能介绍如下:
1) 常用G功能—准备功能
G功能定义为机床的运动方式,由字符G及后面2位数字构成,GSK 92TC数控系统常用G功能代码如下。
指令 功能 模态 编程格式 说明
G00 快速定位 初态 G00X(U)Z(W) F:5~6000mm/min
G01 直线插补 * G01 X(U)Z(W)F F:5~3000mm/min
G02 顺圆插补 * G02 X(U)Z(W)RF
G02 X(U)Z(W)IKF F:5~3000mm/min G03 逆圆插补 * G03 X(U)Z(W)RF
G03 X(U)Z(W)IKF
G33 螺纹切削 * G33 X(U)Z(W)P(E)IK
G22 局部循环开始 G22L
G80 局部循环结束 G80
G50 设置工件绝对坐标系 G50XZ
G26 X,Z轴回参考点 G26 按G00方式快速移动
G27 X轴回参考点 G27 按G00方式快速移动
G29 Z轴回参考点 G29 按G00方式快速移动
G04 定时延时 G04 D
G93 系统偏置 G93 X(U) Z(W)
G98 每分进给 * G98 F 1~6000mm/min
G99 每转进给 G99 F
0.01~99.99mm/r
2)循环指令
指令 功能 模态 编程格式 说明
G22 局部循环开始 G22L
G80 局部循环结束 G80
G32 攻牙循环 G32ZP(E)
G90 外圆内圆柱面循环 * G90X(U)Z(W)RE
G92 螺纹切削循环 * G92X(U)Z(W)P(ELIKR
G94 外圆内圆锥面循环 * G94 X(U)Z(W)RE
G74 端面钻孔循环 G74 X(U)Z(W)IKEF
G75 外圆内圆切槽循环 G75 X(U)Z(W)IKEF
G71 外圆粗车循环 G71X(U)IKFL 复合循环
G72 端面粗车循环 G72X(U)IKFL 复合循环
3)M功能—辅助功能
M功能主要用来控制机床的某些动作的开关以及加工程序的运行顺序,M功能由地址符M后跟两位整数构成,GSK 928TC数控系统所用M功能如下,
指令 功能 编程格式 说明
M00 暂停等待启动 M00
M02 程序结束 M02
M20 程序结束,返回第一段循环加工 M20
M30 程序结束,关主轴,管冷却液 M30
M03 主轴顺时针转动 M03
M04 主轴逆时针转动 M04
M05 关主轴 M05
M08 开冷却液 M08
M09 关冷却液 M09
M97 子程序转移 M97 P 由P指定转移入口程序段
M98 子程序调用 M98 P 由P指定转移入口程序段
M99 子程序返回 M99 由L指定调用次数
4)S功能—主轴功能
指令 主轴转速(r/min)
高速档 低速档
S1 190 380
S2 300 600
S3 450 900
S4 750 1500
5)T功能—刀具功能
换刀及刀具补偿功能。
指令格式:T ab
其中,a表示需要的刀具号,0~4.
b,表示刀具补偿的数据的编号。
6)F功能—进给速度功能
指令格式:F****或F**.**
进给速度功能在每分钟进给(G98)时,用F****来表示,范围为0~9999,单位:mm/min;进给速度功能在每分钟进给(G99)时,用F**.**来表示,范围为0.01~99.99,单位:mm/r。
刀具实际切削速度=F*进给倍率(每分进给)
刀具实际切削速度=F*主轴转速*进给倍率(每分进给)
7 加工编程实例
1)零件分析
如图所示零件,车床加工后还要进行磨削直径24mm端面。主要加工螺纹、圆弧、切槽及圆锥面。材料为铝,毛坯件直径25mm的棒料。 2)工件坐标系
建立如上图所示的工件坐标系,工件坐标系原点为轴心线与工件右端面的交点。
3)工艺分析
(1)确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点
此类螺纹轴类零件,可用三爪自定心卡盘夹紧定位。为了加工路径清晰,加工起点和换刀点设置为同一点,放在z向距工件前端面100mm,x向距轴心线100mm的位置。
(2)相关数据确定
螺纹编程大经d= 12 mm,加工螺纹前,车削外圆到该尺寸;查表得牙深为 0.974 mm,进刀次数为 9 次,进刀量分别为 0.8,0.4,0.2,0.1mm,螺纹编程小径d1= 8.052 mm;取得尾长度K=1.0mm。
(3)制定加工方案及加工路线
加工工艺流程:车端面——粗车外圆——精车外圆——车退刀槽——车螺纹——切断。
车外圆及端面选用90°车刀,刀号为1号,刀补为1号;车螺纹选用螺纹车刀,刀号为2号,刀补为2号;切断选用切断刀,刀号为3号,刀补为3号。
简化的加工工序卡。
加工内容 刀号 刀补号 刀具名称 主轴转速档位 主轴转速(r/min) 进给速度(mm/min)
车端面 1 1 90°外圆车刀 S4 750 80
车圆柱面 1 1 90°外圆车刀 S4 750 90
车槽 3 3 3mm外圆切槽刀 S4 750 40
车顺圆弧R5 1 1 90°外圆车刀 S4 750 80
车螺纹M12 2 2 60度外圆螺纹刀 S4 750 40
4)程序编制
根据所建立的工件坐标系和加工流程,编制数控程序,具体如下表所示。
程序号 程序 备注
N0000 G00 X100 Z100 快速定位于工件坐标系X100,Z100处
N0002 T11 换1号车刀
N0004 M3 S4 主轴顺时针启动,转速S4
N0006 G00 X26 Z0 快速定位到点X26,Z0
N0008 G01 X0 F80 切断面
N0010 G00 X24.5 Z1 快速定位到点X24.5,Z1
N0012 G01 Z-40 F120 加工到z-40
N0014 G00 X26 Z1 快速定位到x26,z1