(IE工业工程)数控技术课程设计说明书SIEMENS810D数控铣床操作与加工仿真

1、数控技术课程设计题目：SIEMENS810鐵控铳床操作与加工仿真专业班级：机制二班学生姓名：姜子刚学号:0704102070指导老师：刘军说明数控技术课程设计实习是高等本科机械专业中重要的一个实践 环节。是在学生学完技术基础课和专业课进行的。 是培养学生理论联 系实际、解决生产实际问题能力的重要步骤。通过对数控机床加工程序的编制、数控系统设计总体方案的拟 定，使学生综合运用所学的机械、 电子和计算机的知识， 进行一次数 控技术的实践性训练。 从而培养学生具有加工编程能力， 初步设计计 算能力以及分析和处理生产中所遇到的数控技术方面技术问题的能 力。学生：姜 子 刚2010年 10 月 4 日目

2、录1 .SIEMENS810D数控加工样品一 41. 1 样品分析41. 2样品工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备41. 3编制加工程序51. 4使用仿真软件进行加工仿真72 .SIEMENS810D数控加工样品二 172. 1样品分析1 82. 2样品工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备1 92. 3编制加工程序212. 4使用仿真软件进行加工仿真233 .SIEMENS810数控加工样品三 263. 1编写加工程序303.2使用仿真软件进行加工仿真 334. 参数设置3434参考文献1.SIEMENS810戯控加工样品一1.1零件分析（1）零件图样如上图，此零件一个凸台和四个阶梯

3、孔组成。材料为08F低碳钢，毛坯尺寸25mm 45mm 65mm 。（2）精度分析本零件精度要求由刀具保证。由于尺寸精度要求主要通过在加工过程中的准确对刀，故此必须正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。（3）表面粗糙度零件的粗糙度要求需要通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。1.2工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备（1）确定装夹方案，定位基准，编程原点。由于毛坯为长方形，用工艺板或平口钳夹紧定位。由于工件结构简单，换算容易，故编程原点选为毛坯的上端面左下顶点。（2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用数

4、控铳床加工。数控系统为SIEMENS810孫统。加工路线为：铳平面t钻8mm通孔t铳 10mm台阶孔。(3) 刀具的选用根据加工内容，可选用 8mm平底刀铳平面，8mm直柄麻花钻 8mm通孔，10mm平底刀铳10mm台阶孔。具体情况见下表。表1.1 刀具选用序号刀具号刀具名称及规格刀具半径数量加工表面1T1DZ 4000 -8平底刀8mm1上表面2T2钻头-*88mm18mm通孔3T3DZ 4000 10平底刀8mm110mm台阶孔(4)确定加工参数主轴转速(n)：高速钢材料的刀具切削低碳钢工件时切削速度v取4560m/min,根据公式n =1000v及加工经验，主轴转速取为 1000r /

5、min。 ：D(5)制定加工工艺经上述分析，加工工艺见表1.2 :表1.2加工工艺表材料08F低碳钢零件号0001系统SIEMENS810D-r rH. 口、 工步号工步内容刀具转速 / (r/min )进给速度/ ( mm/min)1铳上端面T1100030028 mm通孔T21000200310 mm台阶孔T38002001.3编写加工程序加工程序表如图1.3所示。表1.3加工程序卡程序号O0010编程系统SIEMENS810D序号程序简要说明N010 G54确定工件坐标系N015 T1 D1换刀T1,刀具补偿号D1N020 M6换刀N025 M3 S1000主轴正转，转速为 1000 r

6、/minN030 G0 X0 Y-5 Z5刀具中心从换刀点快速走到下刀点N035 G1 Z-10 F300刀具以F300mm/min的进给速率下刀N040 Y50刀具从点（0, -5 ）走到点（0, 50）N045 X7刀具从点（0, 50）走到点（7, 50）N050 Y-5刀具从点（7, 50）走到点（7, -5 ）N055 X14刀具从点（7, -5 ）走到点（14, -5 ）N060 Y50刀具从点（14, -5 ）走到点（14, 50）N065 X21刀具从点（14, 50）走到点（21, 50）N070 Y-5刀具从点（21, 50）走到点（21, -5 ）N075 X44刀具从点

7、（21, -5 ）走到点（44, -5 ）N080 Y50刀具从点（44, -5 ）走到点（44, 50）N085 X51刀具从点（44, 50）走到点（51, 50）N090 Y-5刀具从点（51, -5 ）走到点（58, -5 ）N095 X58刀具从点（58, -5 ）走到点（58, 50）N100 Y50刀具从点（58, 50）走到点（65, 50）N105 X65刀具从点（65, 50）走到点（65, -5 ）N110 Y-5刀具从点（65, 50）走到点（65, -5 ）N115 G0 Z200刀具快速退回到Z200处N120 M5主轴停止N125 T2 D2换刀T2,刀具补偿号

8、D2N130 M6换刀N135 M3 S1000主轴正转，转速为 1000 r/minN140 G0 X50 Y10 Z50刀具中心从换刀点快速走到下刀点N145 G1 Z-30 F200刀具以F200mm/min的进给速率下刀N150 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N155 G0 X50 Y35刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点N160 G1 Z-30 F200刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N165 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N170 G0 X15 Y35刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点N175 G1 Z-30 F200

9、刀具以F200mm/min的进给速率下刀N180 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N185 G0 X15 Y10刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点N190 G1 Z-30 F200刀具以F200mm/min的进给速率下刀N195 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N200 G0 Z200刀具中心从换刀点快速回到Z200处N205 M5主轴停止N210 T3 D3换刀T3,刀具补偿号 D3N215 M6换刀N220 M3 S800主轴正转，转速为 800 r/minN225 G0 X15 Y10 Z50刀具中心从换刀点快速走到下刀点N230 G1 Z-15

10、 F200刀具以F200mm/min的进给速率下刀N235 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N240 G0 X15 Y35刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点N245 G1 Z-15 F200刀具以F200mm/min的进给速率下刀N250 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N255 G0 X50 Y35刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点N260 G1 Z-15 F200刀具以F200mm/min的进给速率下刀N265 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N270 GO X50 Y10刀具中心从换刀点快速走到下一个下刀点N275 G1 Z

11、-15 F200刀具以F200mm/min的进给速率下刀N280 Z5刀具以F200mm/min的进给速率返回参考平面N285 G0 Z200刀具中心从换刀点快速回到Z200处N290 M5主轴停止N295 M30程序结束1.4使用仿真软件进行加工仿真1.4.1选择机床如图2点击菜单“机床/选择机床”，在选择机床对话框中控制系统选择 SIEMENS机 床类型选择立式铳床并按确定按钮， 此时界面如图3所示。在机床窗口点右键，点选项， 可 以去掉机床罩。1.4.2机床回零在操作面板上点击按钮画面将转入会零模式，打开进给开关选择X轴再点击按钮此时X轴将回零，相应X轴的回零指示灯亮，CRT上的X坐标发

12、生变化，同样,进行以上操作可以将 Y、Z轴回零。此时CRT和操作面板上的指示灯如图4 所示MCSPositionSI x0.000mm0,000nunZ0.000mmB0,000DegSP0.000Deg图41.4.3安装零件点击菜单“零件/定义毛坯”，在定义毛坯对话框（如图5）中将零件尺寸改为高 30、长65和宽45,并按确定按钮。图5点击菜单“零件/安装夹具”，在选择夹具对话框（如图6）中，选择零件栏选取“毛坯1”，选择夹具栏选取“平口钳”，夹具尺寸用缺省值，并按确定按钮。点击菜单“零件/放置零件”，在选择零件对话框（如图7）中，选取名称为“毛坯1”的零件，并按确定按钮，界面上出现控制零件

13、移动的面板，可以用其移动零件，此时点 击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时机床如图8所示，零件已放置在机床工作台面上。图6图7irss图8144输入数控程序数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式文件，也可直接用SIEMENS系统的MDI键盘输入。本文前面的代码可存为一 TXT程序文件“S810MILLDOCU.txt”。点击菜单“机床/DNC传送”，在打开文件对话框（如图9）选取文件“ S810MILLDOCU.txt”，点击打开按钮。图9点击控制面板的右下角“键盘”，点击相对应的软健Program、Part program，打开SIEMENS系统的MDI键盘,点击切换机

14、床控制面板。此时界面如图10所示。也可以这样：按软键Igl，CRT界面下方显示菜单命令条。在菜单命令条上按软键，进入“ program Overview ”界面。如图10所示。Program OverrawNameType LoadedLengthEnable丨-旦TST2WPD1142/2002 XFree nisinoiy 14745600 HaH 丘k2147155963 NCU图10在弹出的下级子菜单中按软键Data in，点击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的如图11所示的对话框中选择所需的数控程序，并打开。点击软键，弹出如图12所示的“ Insert ”界面。按软键确认。此时DNC

15、程序已经导入。打开_hitxt 0 003. tKi 004. txt 005. tjftDOT. t000. txt01. txtJ痒3 33a33343s厂打开Q1*.*3|0303.!C 因lOOQ.FRT文件容文件类型图11再次按软键戸，切换到主菜单命令条，按软键Program，再按软键Part program，经过DNC专送的程序的文件名显示在Program Overview ”框中。如图13所示图 12.,点击工具条上的小图标 匚1,使控制面板切换到 MDI键盘，禾U用键盘上的*屮，选择所需的数控程序。图13点击MDI键盘上的丄，丄键将光标移动到你所需的程序上,在点击软键“ Sel

16、ect ”，再点击三I按钮,CRT如图14所示；即可输入预先编辑好的数控程序。图141.4.5检查运行轨迹按下I笔键，切换到Machine状态下。按机床控制健盘上的然后按CRT上的软键Program control ”再配合Siemens键盘方向键移到匚PRT, Pt曾mitE上，按动模式，通过下丄2_,将此选项打上勾，再点击 CRT上的软键“ 0K,切换到机床控制键按，进入自来控制程序的运行和停止，即可观察数控程序的运行轨迹。钮表示单行执行。2可使程序重置。此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等方式对三维运行轨迹进行全方位的动态观察，运行轨迹如图15所示。图15146对基

17、准、装刀具运行轨迹正确，表明输入的程序基本正确， 数控程序以零件上表面中心点为原点，下面将说明如何通过对基准来建立工件坐标系与机床坐标系的关系。点击菜单“机床/基准工具”，在基准工具对话框中选取左边的刚性圆柱基准工具，其直径为14mm如图16;点击.讥切换到手动模式，禾U用操作面板上的按钮将机床移动到如图17所示的大致位置。图17点击菜单“塞尺检查/1mm”，首先对X轴方向的基准，将基准工具移动到如图 18所示的位置，通过调节操作面板上的点动倍率而|可、而|両、h蛊IL赢j和| 一 |H按钮移动基准工具，使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适”记下此时CRT中的X坐标：-459.5 此为

18、基准工具中心的 X坐标，故工件中心的 X座标为-459.5 -1 （赛尺）-14/2（基准工具）-65 （工件）=-532.5 ，同样可得到左下端点的 Y座标为-437.5 。p Lu h L&flpl广J严傅nmMCS-Po5ikrnR.tfa 口鱼mXLJ39.5W uni復他VLaster SpinsScAct1图18X，Y方向基准对好后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”收回了塞尺，抬高并点击“机床/拆除工具”拆除基准工具，点击菜单“机床/选择刀具”，选择一把直径为8mm的平底刀,如图19,装好刀具后，机床如图20所示。用类似方法得到工件上表面的Z 座标为-318.000。序需刀具盲徑：R

19、商畫71具奠型：|平医刀臺頑菇I刀具类出百厨LM20M-8甲底门2PZ40M-B甲氏匸.00B.00區丙半翟总岷 J挨OlOO6Dl00前DC.009D,M40. DD刀县製型7旦咗魅信息:III區曲半雀总低 刃長r :度-F 1放：长亡 :丰:-舅厨的-T 宕百冒心刃切前亠村IfDMOOUHS8,00D.OD 9D. OD40. 004O.N4.00rZ40CD-8S134JS.000.009D. 00 4CLDDIII刀柄肓径關八|3D刀 ffilSCBDsI当前主咄耒安装刀耳剧徐当前珈可刀具总*: fl50貶消图19图20147设定参数确定工件与机床坐标系的关系的方法，是通过P-DEft

20、lOIlRspas offset0.000Y1402.600 tnmD.000Z1*：；第皿： D.-. J；.：；捏示IS亘m：fAbr r r rG54-G57设定，此处采用的是G54方法:将对基准得到的工件在机床上的坐标数据，结合工件本身的尺寸算出工件原点在机床中的位 置，确定机床开始自动加工时的位置。刀具补偿参数的输入：此处半径补偿值为4mm点击、上.按钮，到 CRT上显示有Parameter字样如图21显示,图21接着点击一按钮打开软健盘，分别点击、选择G54,再点击Settable Z0相对应的软健，进入输入画面如图22：图22分别在X、Y、Z上用软健盘输入-532.5,-437.

21、5,-318,即完成了工作原点的输入。1.4.8自动加工确定DRY Dry叭 兔站血 处于为选中状态。机床位置确定和刀补数据输入后，就可以开始自动加工了。首先机床回零，此时按下键盘的软键，点击bL按钮，机床就开始自动加工了。2. IEMENS810D数控加工样品二2.1零件分析（1）零件图样如下图，此零件三个个凸台和一个通孔组成。材料为08F低碳钢，毛坯尺寸 25mm 100mm 100mm。（2 ）精度分析本零件精度要求由刀具保证。由于尺寸精度要求主要通过在加工过程中的准确对刀，故此必须正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。（3）表面粗糙度零件的粗糙度要求需要通过选用合适

22、的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。Ifl图232.2工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备(1) 确定装夹方案，定位基准，编程原点。由于毛坯为长方形，用工艺板或平口钳夹紧定位。由于工件结构简单， 换算容易，故编程原点选为毛坯的上端面左下顶点。(2) 制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用数控铳床加工。数控系统为SIEMENS810孫统。加工路线 为：铳平面t钻 8mm通孔。(3)刀具的选用根据加工内容，可选用8mm平底刀铳平面，8mm直柄麻花钻 8mm通孔。具体情况见下表。表2.1 刀具选用序号刀具号刀具名称及规格刀具半径数量加工表面1

23、T1DZ 4000 8平底刀8mm1上表面2T2钻头-帕8mm1$8mm通孔（4）确定加工参数主轴转速（n）:高速钢材料的刀具切削低碳钢工件时切削速度v取4560m/min，根据公式n J000v及加工经验，主轴转速取为 1000r/min。D（5）制定加工工艺经上述分析，加工工艺见表2.2 :表2.2 加工工艺表材料08F低碳钢零件号0001系统SIEMENS810D-r rH. 口、 工步号工步内容刀具转速 /（ r/min ）进给速度/ （ mm/min）1铳上端面T1100030028 mm通孔T210002002.3编写加工程序加工程序表如图2.3所示。表2.3加工程序卡程序号O00

24、10编程系统SIEMENS810D序号程序简要说明N010G54N015T1 D1N020M6N025M3 S1000 F300N030G0 X-50 Y-50 Z50N035G1 Z5N040G41 G1 X8 Y20N045Y50N050X50 Y96N055G2 X96 Y50 CR=47N060G1 X50 Y8N065X20N070G2 X8 Y20 CR=12N075X4 Y20N080Y50N085G40 X50 Y100确定工件坐标系换刀T1，刀具补偿号D1换刀主轴正转，转速为1000 r/min，进给速率 F300mm/min刀具中心从换刀点快速走到下刀点刀具以F300mm/

25、min的进给速率下刀左刀补，刀具以 F300mm/min的进给速率到（8,20）刀具从点（8,20 ）走到点（8,50）刀具从点（8,50 ）走到点（50,96）终点、半径圆弧插补，刀具走到点（50,47）直线插补，刀具走到点（50,8）刀具从点（50,8 ）走到点（20,8）终点、半径圆弧插补，刀具走到点（8,20）刀具从点（8,20 ）走到点（4,20）刀具从点（4,20 ）走到点（4,50 ）取消查补，刀具走到点（50,100 ）N090 G2 X100 Y50 CR=50终点、半径圆弧插补，刀具走到点（100,50 ）N095 X50 Y8刀具从点（100,50 ）走到点（50,8 ）N100 X8 Y8刀具从点（50,8 ）走到点（8,8 ）N105 X8 Y54刀具从点（8,8 ）走到点（8,54 ）N110 X46 Y100刀具从点（8,54 ）走到点（46,100 ）N115 X100 Y96刀具从点（46,100 ）走到点（100,96 ）N120 X100 Y0刀具从点（100,96 ）走到点（100,0 ）N125 X0刀具从点（100,0 ）走到点（0,0 ）N130 Y100刀具从点（0,0 ）走到点（0,100 ）N135 X96刀具从点（0,100 ）走到点（96,100 ）N140 Y66刀具从点（96,100 ）走到点