xx大学《工程训练》实训报告.doc

*大学工程训练实训报告班 级 姓 名 .训练名称 数控车加工操作实训 指导教师 . 训练时间 2010年11月 训练地点 . 一、实训目的与要求1、熟悉数控车床的结构组成、控制面板的按键功能，掌握数控车床操作基本过程；2、掌握数控车床编程原理与编程指令，完成给定实例零件或自拟零件的数控车加工，自拟零件应有一定的创意性。3、通过实训，提高学生的工程实践动手能力，培养学生创新设计意识及综合设计的能力。二、实训仪器设备、工具、材料1、实训设备：CJK0620/A型数控车床。2、实训工具：绘图仪器、笔和纸。三、实训内容及实训原理1、控制面板各按键功能控制面板包括LCD显示器、5个软功能键（F1）、4个点动方向键、8个手动操作键（F+）、5个方式转换键（编辑）和36个编辑键，每个按键功能，详见实训指导书。2、对刀（刀具偏置的测量和输入）刀具偏置，就是以机床上的某一点为参考点的机床坐标系中，将刀具的绝对坐标值偏置到工件坐标系上。本系统采用了刀具偏置测量值的直接输入和刀具偏置自动生成的刀具调整方法，因而使刀具安装调整非常简便迅速。当使用多把刀加工时，用户只要根据零件图纸及加工工艺编制工件的加工程序。编写程序完全不必考虑刀具间的相关位置。假设参考点已经设定好,如果没有设定参考点,则对刀前应先设参考点。X向对刀：1）按功能键F3，系统进入MDI方式，输入T指令，将刀架转至需对刀的刀号位置，选择合适的主轴转速，启动主轴。2）退回手动状态主菜单，按 1 8 键，选择合适的手动速度。手动连续进给靠近工件毛坯，在工件毛坯上车削一小段外圆；车完后，手动控制刀架沿Z轴退出。注意，对刀很关键，不可出错，否则加工零件出偏，甚至会损坏机床。3、对刀结果校验4、加工程序编制程序基本格式、准备功能（G 功能）、辅助功能（M功能）、主轴功能（S功能）、刀具功能（T功能），各指令作用、格式详见实训指导书。程序编辑输入：新建程序、编辑已有程序、删除或拷贝已有程序、清程序、清坐标，具体操作详见实训指导书。5、自动运行程序四、实训过程与步骤1、了解数控车床基本结构、控制面板各按键功能1）仔细阅读指导书，并与实际机床相对照。2）重点了解控制面板的各按键功能，做到心中有数。3）了解数控加工的基本步骤。2、安装零件毛坯和刀具1）根据加工零件，选择零件毛坯，安装零件毛坯。2）根据加工零件，选择一或几把刀具，并夹持在刀架中。安装刀具时要求刀尖与零件轴线等高。3、对刀每把刀分别对刀。先进行X向对刀，将对刀后测得的数据输入相应刀具的刀补。再进行Z向对刀，同样输入刀补。 4、对刀结果校验5、加工程序的编辑及输入建立工件坐标系的原点，确定零件各加工点的坐标值。按零件加工尺寸编制程序，并对照零件仔细检查程序。程序检查无误后，将程序输入机床，并对照程序仔细检查，直至确认输入无误。6、零件加工零件自动加工。 加工过程中可采用单段运行方式或连续运行方式。加工完毕后，检查零件加工结果是否达到零件图要求。7、清理工具、清洁机床、实物拍照8、撰写实训报告。五、实训结果与分析1、（给定的或自拟的）加工零件结构图2、（给定的或自拟的）零件加工程序（带必要的解释）%1314M06 T0101M03 S600G00 X51 Z2G71 U1.5 R1 P3 Q8 X0.2 Z0.2 F100N3 G00 X8 Z2 G01 X12 Z-4 F50 S800 Z-14 X20 X24 W-2 W-6 G01 X35 Z-52 G03 X46 W-13 R-22.5 N8 G01 Z-73G00 X60Z80M06 T0202M03 S300G00 X18Z-14G01 X12 F20X18G00 X60Z80M06 T0303 M03 S400G00 X11.4 Z1.5G82 X11.1 Z-12 F4G82 X10.8 Z-12 F4G82 X10.5 Z-12 F4G82 X10.2 Z-12 F4G82 X10.123 Z-12 F4G00 X60Z80M06 T0202M03 S300G00 X51 Z-74G01 X5 F20X51G00 X60Z80M303、零件加工结果实物照片六、实训意见建议与实训体会此次工程实训我学会了利用数控车床对毛胚进行加工。在实训过程中我学习了如何对刀、进刀、退刀以及如何加毛胚，熟悉了数控车床的操作界面，制作出了自己的一个零件。这让我对零件加工的理解更上了一个台阶，为今后的工作就业添加了一份自信。2010年12 月 5 日实训成绩： 指导教师(签字)： 数控车削加工操作实训指导书一、数控车床与数控系统介绍1、数控车床采用浙江金火机床有限公司的CJK0620/A型数控车床，具有车削圆柱面、圆锥面、圆弧面、内孔、外圆切槽等功能，最大加工直径100mm，最大加工长度300mm，主轴最高转速3200r/min，外形如右图。 2、数控系统机床采用江苏仁和新技术产业有限公司CNC-32T/5型数控系统，系统控制面板包括LCD显示器、5个软功能键（F1）、4个点动方向键、8个手动操作键（F+）、5个方式转换键（编辑）和36个编辑键，如下图所示。 LCD显示器显示加工过程；各种参数设定过程；自动和手动状态下工作台坐标的动态计数值以及主轴、刀位、冷却泵状态等辅助信息。各键和开关的功能如下表。表2.1 各键和开关的功能和使用 键名称 功能和使用 程序管理键 编 辑按此键进入程序管理方式，实现加工程序的输入、修改、拷贝、删除等操作。 参数设定键 参 数按此键进入参数设定方式，对快进速度、主轴最高转速、间隙补偿、换刀反转时间、主轴输出方式、刀补等参数进行设定操作。 自动运行键 自动按此键进入自动运行方式，用于实际加工零件，可实现程序单段运行或连续运行。并可切换到另一程序或选择某一程序段运行。 手动键 手动按此键进入手动运行方式，可进行手动进给、刀具回零、刀具坐标清零设参考点及对刀操作。在手动方式下，可对主轴、冷却泵、刀架进行操作，还可用手摇脉冲发生器代替四个点动方向键进行操作。 复位键 复位结束当前状态，重新启动系统，回到主菜单。一般用于退出急停和用于误操作后出现的死机现象，以及退出检测状态。软功能键F1、F2、F3、F4、F5五个软功能键在各级菜单中功能不一样，参阅菜单提示做相应的操作。 字母键P、G、S、T、M、F、R、X、Z、N、U、W、L、I、K 数字符号键1、2、3、4、5、6、7、8、9、0、-、删除键 DEL在程序编辑时，当光标停在某一数字或字母上，按DEL 键可删除该数字和字母，还可用于删除程序段和加工程序。插入键 INS 回车键 LF在编辑程序时，写完一个程序段，按回车确认换行，在“参数设定”方式下，不选参数时按 LF 键跳过，选中设定的参数修改后按 LF键确认修改。 移动键 键可实现光标或光带的上下移动， 键可实现光标或光带的左右移动。 空格键 SP输入空格时用。 复合键 CRTL与其它键同时按下实现一些特殊功能。 手动功能键正转停止反转S+ S- 换刀 F+ F- 在手动方式下按此键发M03信号,主轴正转。按此键发M05信号,主轴停止。按此键发M04信号,主轴反转。按此键输出S01信号。按此键输出S02信号。按此键刀架依次换刀。 在自动方式下，按此键进给速度倍率增加一档。在自动方式下，按此键进给速度倍率减少一档 点动方向键 在手动方式下，按 键，刀架沿X-方向进给，按 键，刀架沿X+方向进给, 按 键，刀架沿Z+方向进给,按 键，刀架沿Z-方向进给，进给速度由手动进给速度参数设定。急停开关（红色蘑菇按钮）在加工运行过程中有效。实际加工过程中遇到意外情况，必须打断加工的执行，按下急停开关，使工作台停止运动。急停后只能将急停开关右旋使急停开关松开，再用RESET键退出急停状态，重新校核工作台起始点，再开始加工。（位于面板的右边）电源显示系统控制器电源显示，表明控制器已接通电源，计算机开始工作，显示主菜单。（位于面板的右边）功放开关打开功放开关即可驱动电机及工作台按指定程序进行加工操作。注意：系统开机时，先开电源开关，后开功放开关，系统关机时，先关功放开关，后关电源开关。（位于面板的右边） 启动键 在“自动运行”方式下按启动键，程序开始运行，运行中途暂停后需再次启动程序时，按启动键继续运行。在MDI方式下输入某些指令后按启动键可执行这些指令。（位于面板的右边） 暂停键 在“自动运行”方式下程序运行时需要暂停，按暂停键。按启动键继续运行。（位于面板的右边）3、坐标系定义坐标系 本系统采用标准坐标系统如下图所示。纵向为Z轴，横向为X轴。机床坐标系 机床坐标系的原点定在机床零点，该点作为参考点。工件坐标系 工件坐标系是以工件上的某一点为原点建立的坐标系，一般取工件轴线和工件右端面的交点为工件坐标系原点。通常用于工件编程时对工件几何位置的描述。起始点 程序启动时刀尖的初始位置。二、数控车床系统的使用数控车床使用的基本步骤为：1）系统上电；2）程序输入与编辑；3）手动工作方式对刀；4）自动工作方式运行。（一）系统上电1、合上电源空气开关； 2、合上机床总电源开关（位于机床前面靠右下位置），电源信号灯、照明灯、电源指示灯将亮起，系统直接进入“编辑”工作方式，显示器显示程序编辑菜单。3、在各个工作方式间切换时显示也应有相应的变化。（二）程序编辑与常用编程指令系统上电后自动进入程序编辑状态，或按面板上“编辑”键进入程序编辑状态，如下图所示。其中F1、F2、F3、F4、F5为面板上的5个软功能键，分别对应于上方显示器显示的功能，比如按“新建”键，指的是按其下方的F1键，后述类同。程序编辑方式主要完成对用户加工程序的输入、修改、存储、删除、复制等操作。1、程序编辑1）新建程序 按“新建”键（F1键），进入“新建程序”子菜单，首先输入由最多四位数字组成的程序名，例如0001，按LF（回车）后，LCD显示器自动生成第一个程序段号N0010。在此屏上即可输入用户加工程序的第一程序段，例如输入：G00 X100 Z300，按LF键，系统即自动生成第二个程序段号N0020,用同样方法输入整个用户加工程序。在程序输入过程中，可用 移动键移动光标对程序进行修改，修改时只需将光标移到要修改的地方,输入新的内容即可。如要在N0020行后插入一个程序段，可用移动键移动光标至N0020行，按“插行”键，系统自动插入一行，再在光标处输入段号及该程序段内容,如N0025 G00 U50 W200即可。若要删除N0030程序段，将光标移至N0030处，按“删行”键即可删除该行。程序输入编辑完成后，按“存储”键，该程序即被存入内存。如果输入或修改程序后不进行存储，则输入或修改程序无效。按“退回”返回上一级菜单。2）编辑已有程序在“程序编辑”菜单中，按“打开”键，即可进入“编辑已有程序”子菜单。在此菜单下，可对已有程序进行查看、编辑、删除、拷贝等操作。用 、 移动键移动灰色光带来选择你需要的程序，如果已有程序很多，超过一屏，可以按“下页”或“上页”键向后或向前翻屏。如果要对P0001号程序进行编辑，可将灰色带移至0001号程序,按回车键，对程序进行编辑。3）删除、拷贝已有程序在“编辑已有程序”子菜单下用 、 键移动灰色光带选择需要删除的程序，必要时用F1、F2键翻屏，将灰色光带移至需要删除程序处，按“删除”键或“拷贝”键，删除程序或复制程序。4）清程序、清坐标在程序编辑方式下，按“清程序”键，清除内存中所有程序，按LF键，则清除完毕。在程序管理方式下，按“清坐标”键，系统清除坐标，使坐标值计数器清零。清程序与清坐标，一般用于内存混乱时，使内存初始化或使坐标值初始化（不要随意用）。2、常用编程指令1）程序格式表1 指令字的基本格式名 称基 本 格 式主 要 含 义例程序号P不同加工程序的代号P0101程序段号N程序段的顺序号（N0000无意义）N0050准备功能G运动方式（直线、斜线、圆弧等） G01坐标字X.Z.U.W.I.K.径向运动，绝对坐标（直径量） 轴向运动，绝对坐标径向运动，相对起点增量（直径增量）轴向运动，相对起点增量圆心相对圆弧起点的径向直径增量圆心相对圆弧起点的轴向增量X100Z-10U10W-10I0K-10进绐功能F.进给速度（mm/min），螺纹导程（mm）F300主轴变速S选择主轴转速，S01最高，S03最低S02刀具功能T选择刀具和某组刀具补偿量T11辅助功能M机床辅助动作，开车、停车、暂停M03注：代表阿拉伯数字09。整数前零可省略，小数后零可省略。2）准备功能（G 功能）G00（快速点定位指令）：本指令可将刀具快速移动到所需位置上，一般作为空行程运动，既可是单坐标运动，又可两坐标同时运动，程序格式如下：例1 N0020 G00 X100 Z300表示将刀具快速移动到X为100、Z为300的位置上。例2 N0040 G00 U-36.02表示刀具从当前位置向X轴负方向快速移动36.02（直径量），实际位移18.01。G01（直线切削指令）：本指令可将刀具按给定速度沿直线移动到所需位置，一般作为切削加工运动指令，既可单坐标运动，又可两坐标同时插补运动。程序格式如下：例1 N0060 G01 Z100 F200表示将刀具以每分钟200毫米的速度直线走到Z100的位置（X不变，切端面）。例2 N0080 G01 U20.5 W-40 F150表示刀具以每分钟150毫米的速度，从当前位置开始走一斜线，终点相对于起点的坐标为(U20.5,W-40),即其沿X轴正方向移动20.5（直径量）,沿Z轴负方向移动40。G02、G03（圆弧切削指令）：本指令可将刀具按所需圆弧运动，G02为切凹圆弧，G03为切凸圆弧。G02 G03编制圆弧程序时，应确定圆弧终点位置与圆心位置。如需编制下图所示圆弧轨迹的程序，应明确圆弧终点位置为（X120、Z10）或（U60、W-90），圆心位置是相对于圆弧起点来描述的，用（I、K）表示圆心位置，这样图中圆心位置应是（I60、K-40），圆弧半径50。一般情况下，I=X圆心X起点，K=Z圆心Z起点指令：N0100 G02 X120 Z10 I60 K-40 F300 圆心坐标编程或： N0100 G02 U60 W-90 I60 K-40 F300或： N0100 G02 X120 Z10 R50 F300 圆弧半径编程，半径50或： N0100 G02 U60 W-90 R50 F300注：用圆弧半径编程时，圆弧对应的圆心角不能超过180度，圆弧半径R，及圆弧程序中X坐标或Z坐标的位移量不能超过650mm。3) 辅助功能（M功能）M指令可发出或接收多种信号，控制机床主轴、冷却泵或其它电气机械装置的动作；M指令还用于其它辅助动作。M03、M04（主轴正转、反转指令）： M03 S 正转执行本指令，接口发出主轴正转信号，主轴以S指定的转速转动。M00（程序运行暂停）：程序运行到此处暂停，等待人员处理，按启动键程序继续运行。M05（主轴停止）：本指令发出主轴停车信号。M30（主轴停止，程序结束指令）本指令表示某程序号程序结束返回，同时发出主轴停车信号。4) 主轴功能（S功能）通过设定S指令可控制主轴转速。本系统只有三档速度：S01(2500r/min)、S02(1250 r/min)、S03(625r/min)功能：使相应的接口发出信号（位控方式），信号保持至执行下一个S指令时撤除。5）刀具功能（T功能）本系统换刀是采用绝对刀号自动换刀的，即通过编程设定，在加工过程中由系统自动控制换刀，本系统设置四个刀位：T11、T22、T33、T44。3、模态所谓指令具备模态是指有些指令不仅在本程序段内有作用，而且在后继的程序段内仍保持作用，直到被适当的指令代替或中止为止。利用模态特性可以节省程序编制工作量。例 N0050 G01 X200.00 F300.00 N0060 Z100.00 N0070 X180.00 由于G01指令具备模态，并且相对应的F字也具备模态，所以在N0060和N0070段中可省略写G01和F300.00，沿用了N0050段中的G01和F300.00。由此可见，模态可使程序简洁。具备模态的指令与字：G00、G01【X、Z（U、W）、F】G02【F】、G03【F】等。4、编程实例例1：简单加工实例编程。说明：粗加工路线为：车右端面，粗车外圆12345621786591087。精加工路线：精车倒角和外圆 111213141516170。图中圆点为粗、精车路线各加工段的起讫点；红双点画线为精车预留线，余量0.5mm。编程步骤： 1）主轴正转； 2）选1号刀具； 3）车最右端面（Z0）； 4）粗车：阶梯各外圆；5）精车； 6）换3号刀具； 7）切槽； 8）切断 9）返回起始点，停车。加工程序：P0001 程序名M03 S02 主轴正转T11 1号刀G00 X26 ZO G01 X-0.5 F100车右端面GOO X23 Z1 到1点G01 Z-19.5 F100 12X25 23G00 Z1 34X21 45G01 Z-19.5 F100 56X23 62G00 Z1 21X19 17G01 Z-19.5 F100 78X21 86GOO Z1 65X17 59G01 Z-19.5 F100 910X19 108G00 Z1 87X12 711G01 X16 Z-1 F1001112Z-20 1213X22 1314X24 Z-21 1415Z-41 1516X26 1617G00 X50 Z50 刀具回退T33 换3号刀GOO X26 Z-20G01 X13 切槽X26G00 Z-43 G01 X-0.5 F100 切断G00 X50 Z50 刀具回退M05 停车M30 程序返回5、常用加工指令类别指令作用说明参数说明格式举例准备功能G指令G00快速移动定位（不切削）X、Z、U、W（终点坐标）X：径向量（直径），Z：轴向量，U、：分别是X、Z向的增量（相对起点）G00 X40 Z2 G00 U-10 W-10G00 X40 W-10G00 X40 G00 U-10G01直线切削X、Z、U、W、FX、Z、U、W ：上同F：进给量（毫米/分钟）G01 X30 Z-10 F150（车锥面）G01 X30 F150（车端面）G01 Z-10 F150（车圆柱面）G02凹圆弧切削X、Z、U、W、F、I、K、RX、Z、U、W、F ：上同I、K：圆心相对起点的增量R：圆弧半径（小于半圆弧）（、K与R只能二选一）G02 Z-20 I0 K-10 F100G02 X30 Z-10 R30 F100G03 W-10 I0 K-5 F100G03 X30 Z-10 R30 F100G03凸圆弧切削辅助功能M指令M00运行暂停M00M03主轴正转SM03 S01M05主轴停转M05M30程序返回M30主轴功能主轴转速，本机三档转速， S01(2500r/min)、S02(1250 r/min)、S03(625r/min)S01刀具功能选择刀具，本机可同时夹持四把刀具，分别为T11（一号刀）、T22、T33、T44T11（三）手动工作方式对刀按“手动”键,指示灯亮，系统进入手动方式，屏幕显示“手动工作方式”菜单如下图。在手动方式下，可对主轴、刀架进行操作。1、对主轴、刀架的操作1）主轴转速设定。按面板上S+,则发S01信号, 屏幕显示S01；按S-,则发S02信号，屏幕显示S02。2）主轴转向设定。按面板上“正转”键则主轴正转，屏幕显示M03；按“反转”键，主轴反转，屏幕显示M04；按“停止”键，主轴停止，屏幕显示M05。3）换刀设定。按面板上“换刀”键可以依次换刀，每按一次换刀键，刀架旋转一个工位（90），同时屏幕上显示相应的刀位信息。2、手动进给按数字键选择手动进给速度，1最低，9最高，再按屏幕下方点动方向键 中的任何一个键就可按照键上所示的方向连续移动刀架，直至该键抬起，4个点动方向键所代表的坐标轴及进给方向分别是: X轴负方向 X轴正方向 Z轴负方向 Z轴正方向手动一般用于加工前调整刀架的起始点或是进行一些简单的加工。动态显示工作台的坐标值。当工作台沿某一方向移动到保护开关设置的位置时,工作台将不能再向前移动,同时屏幕显示“超程”,此时只能让工作台沿相反方向移动。3、对刀（刀具偏置的测量和输入）刀具偏置，就是以机床上的某一点为参考点的机床坐标系中，将刀具的绝对坐标值偏置到工件坐标系上。本系统采用了刀具偏置测量值的直接输入和刀具偏置自动生成的刀具调整方法，因而使刀具安装调整非常简便迅速。当使用多把刀加工时，用户只要根据零件图纸及加工工艺编制工件的加工程序。编写程序完全不必考虑刀具间的相关位置。每把刀要分别对刀，对刀前按“换刀”键选择刀具，再按S+或S-键选择主轴转速。X向对刀：1）按数字键，选择合适的手动速度，如按“4”（F600），按 移动键，移动刀具到工件对刀点附近约1mm左右；2）按“正转”键开车，按数字键“2”（F100），按移动键切外圆，按 键退出，按“停止”键停车；3）用游标卡尺测量直径，记下读数，假如读数是f25.2mm；4）按“对刀”功能键F2，显示刀补画面，用将光标移到相应的刀补号,按LF键确认，并在光标处输入X25.2，按LF键确认，再按“输入”功能键F3，刀补值自动生成，然后按“退出”功能键F1，退出对刀，此时X向的坐标显示已变为X25.200。Z向对刀：1）按数字键，选择合适的手动速度，如按“4”，按移动键，移动刀具到工件对刀点附近约1mm左右；2）按“正转”键开车，按数字键