《数控机床》课程设计数控实训（西门子）（含数控编程）

1、学 号： 数控编程，联系153893706课 程 设 计题 目数控实训（西门子）教 学 院机电工程学院专 业机械设计与自动化班 级08机电专（2）姓 名指导教师2010年6月11日20092010学年第二学期课程设计任务书设计名称数控实训班级08机械制造与自动化班地点 cad室金工实训基地一、课程设计目的数控实训是在修完数控机床、机械制造基础等课程后的一次大型综合训练，使学生掌握数控机床加工的操作技能，加深和巩固数控编程的知识，熟悉数控加工工艺的设计方法，了解数控加工有关刀具、夹具的知识，是一项非常重要的实践环节。二、课程设计内容（含技术指标）1.车床加工任务车削零件时，注意分析零件形体和功能

2、结构，以选择合适的刀具；编程时注意尺寸公差的处理；注意零件装夹，是否需要调头加工；所有表面粗糟度均为ra3.2；未注倒角c1。对如下零件图进行工艺分析，编写数控加工程序。图t-01图t-02图t-03图t-042.铣床加工任务（1）茶杯垫二维图形的数控编程是cam软件自动数控编程中最常见、最基本的数控编程。图m-01为茶杯垫的2d几何图形，其材料厚度为2mm。要求对其轮廓进行手工数控编程。编程后，在仿真系统中运行并调试正确，确定加工参数，形成完整的数控加工工艺。最后要求在机床上加工该零件。表1为2d几何图形的节点坐标和各段圆弧的半径值。表1 茶杯垫图形节点参数节点abcde坐标（x，y）（0，

3、0）（-11，-15）（-30，-19）（-21，-56）（-13.5，-57.5）圆弧abbccddeef半径r12.00012.50029.1229.33215.216节点fghij坐标（x，y）（-5，-58）（2，-56.5）（9，-43）（9，-19）（-5，-14）圆弧fgghhiijja半径r6.81023.60813.00024.00012.000图m-03 连杆2d图形及仿真加工结果（2）平面类零件加工图m-02（3）连杆除外形轮廓加工以外，工件铣槽与孔加工是数控加工中经常要处理的加工过程。图m-03为连杆的2d几何图形，要求对其外轮廓、深8mm槽以及25孔进行手工数控编程。

4、编程后，在仿真系统中运行并调试正确，确定加工参数，形成完整的数控加工工艺。最后要求在机床上加工该零件。图m-03 连杆2d图形及仿真加工结果三、进度安排1第一周：数控车床编程及仿真加工训练；2第二周：数控铣床编程及仿真加工训练；3第二周：周五进行答辩。四、基本要求1具有中等复杂程度零件数控加工工艺设计的能力，掌握数控加工的装夹、刀具选择、切削用量选择的能力。能熟练进行手工编写数控加工程序；2了解使用caxa、mastercam等常用cam软件进行造型及辅助编程的过程；3掌握斯沃数控仿真软件的使用方法，能完成数控程序编辑及仿真加工；4采用siemens 802s数控车床，能正确开关机及熟练进行对

5、刀操作，会调试编辑程序并完成自动加工，完成1件零件的数控车削加工；5采用func 0i数控铣床，能正确开关机及熟练进行对刀操作，会调试编辑程序并完成自动加工，完成1件零件的数控铣削加工；6严格遵守安全操作规程，服从有关教师安排及指导；7实训期间不得无故迟到、早退，进行严格考勤，并计入平时成绩；8每日实训结束需归还物品，打扫清洁，经当日指导教师检查后方可离开。五、成绩评定方法1平时考勤占总成绩的10%，考勤采取随机考勤制度，设计期间考勤次数不少于5次。2进度安排占总成绩的20%，每天学生要按课程设计的进度进行设计。3课程设计说明书（实训报告）占40%，要求学生在课程设计后1周之内上交课程设计说明

6、书（实训报告），报告的装订格式：封面、任务书、设计说明书、课程设计小结、答辩记录表及成绩评定表、封底。报告内容不少于20个标准页码。4课程设计答辩占总绩的30%，课程设计的答辩在课程设计安排中的最后一天进行，考核时，由学生随机抽取典型零件进行仿真加工，加工后由指导教师对加工过程、零件质量、程序编写、工艺分析等方面随机提出4个问题。机械电子教研室 2010-3-1工艺分析、程序清单及部分辅助作图turning一. 车床零件一工艺分析：1. 毛坯的选择：100*d302. 定位与装夹：采用三爪卡盘一次性装夹3. 刀具的选择：t01d0135外圆车刀4. 切削用量三要素：粗加工：ap=1mm,f=1

7、00mm/min,s=1000r/min精加工：ap=0.3mm,f=20mm/min,s=2000r/min5. 对刀点与换刀点：对刀点：零件加工端面中心；换刀点：g54下x50 z50。程序清单：dzy1.mpf%0001g54 g90 g94m03 s600g00 x50 z50t01d01_cname=dz1r105=9 r106=0.2r108=1 r109=0.0r110=2 r111=120r112=30lcyc95dz1.spfg00 x17.2z-2g01 x17.2 z-10g02 x21.2 z-12 cr=2g01 x21.2 z-20g03 x21.2 z-38 cr

8、=20g01 x27.2z-60z-70m02二. 车床零件二工艺分析：1. 毛坯的选择：100*d302. 定位与装夹：采用三爪卡盘一次性装夹3. 刀具的选择：t01d0135外圆车刀4. 切削用量三要素：粗加工：ap=1mm,f=100mm/min,s=1000r/min精加工：ap=0.3mm,f=20mm/min,s=2000r/min5. 对刀点与换刀点：对刀点：零件加工端面中心；换刀点：g54下x50 z50。程序清单：dzy2.mpf%0002g54 g90 g94 m03 s1000t01d01g00 x50 z50_cname=dz2r105=9 r106=0.2r108=1

9、 r109=0.0r110=2 r111=120r112=30lcyc95dz2.spfg00 x0 z1g01 x0 z0g03 x5.85 z-2.33 cr=3g01 x14 z-20z-30g03 x24 z-35 cr=5g01 x24 z-50x27.2 z-50.9z-65m02三. 车床零件三工艺分析：1. 毛坯的选择：100*d302. 定位与装夹：采用三爪卡盘一次性装夹3. 刀具的选择：t01d0135外圆车刀t02d02刀宽为3mm的割断刀t03d01螺纹刀4. 切削用量三要素：外圆：粗加工：ap=1mm,f=100mm/min,s=1000r/min精加工：ap=0.3

10、mm,f=20mm/min,s=2000r/min割断：f=20mm/min,s=2000r/min螺纹：调用循环lcyc97：粗加工：粗切5次；精加工：ap=0.15mm；深度：1.2；导程：2mm；单头外螺纹。5. 对刀点与换刀点：对刀点：零件加工端面中心；换刀点：g54下x50 z50。程序清单：dzy3.mpf%0003g54 g90 g94 m03 s1000g00 x50 z50t01d01_cname=dz3r105=1 r106=0.3r108=1 r109=7r110=2 r111=100lcyc95g00 x50 z50m03 s2000_cname=dz3r105=5 r

11、112=20lcyc95g00 x50 z50x10 z1g01 x16 z-2g00 x50 z50t02d02g00 x50 z-20g01 x11 z-20 f20x50 z-20g00 x50 z50t03d01g00 x16 z1r100=16 r101=-2r102=16 r103=-17r104=2 r105=1r106=0.15 r109=3r110=2 r111=1.2r113=5 r114=1lcyc97g01 x50 z-19g00 x50 z50m05m30dz3.spfg00 x16 z1g01 x16 z-20x18x20 z-21z-32g02 x24 z-50

12、cr=20g01 x24 z-60m17四. 车床零件四工艺分析：1. 毛坯的选择：85*d302. 定位与装夹：采用三爪卡盘中途调头装夹3. 刀具的选择：t01d0135外圆车刀t02d02刀宽为3mm的割断刀t03d01螺纹刀4. 切削用量三要素：外圆：粗加工：ap=1mm,f=100mm/min,s=1000r/min精加工：ap=0.3mm,f=20mm/min,s=2000r/min割断：f=20mm/min,s=2000r/min螺纹：调用循环lcyc97：粗加工：粗切5次；精加工：ap=0.15mm；深度：1.5；导程：1.5mm；单头外螺纹。5. 对刀点与换刀点：对刀点：零件加

13、工端面中心；换刀点：g54下x50 z50程序清单：dzy4右.mpf%0042g55 g90 g94 g71m03 s1000g00 x50 z50t02d02g00 x50 z-7g01 x0 z-7 f20x50z-29x16x50g00 x50 z50t01d01_cname=dzr4r105=1 r106=0.3r108=1 r109=7r110=2 r111=100lcyc95g00 x50 z50m03 s2000_cname=dzr4r105=5 r112=20lcyc95g00 x50 z50t03d01g00 x20 z-12r100=20 r101=-14r102=20

14、r103=-26r104=1.5 r105=1r106=0.15 r109=2r110=2 r111=1.2r113=5 r114=1lcyc97g01 x50 z-28g00 x50 z50m05m30dzr4.spfg00 x0 z-6g01 x0 z-7g03 x12 z-13 cr=6g01 x18 z-13x20 z-14z-29x25.2x27.2 z-30m17dzy4左.mpf%0041g55 g90 g94 g71m03 s1000t01d01_cname=dzl4r105=1 r106=0.3r108=1 r109=7r110=2 r111=100lcyc95g00 x50

15、 z50m03 s2000_cname=dzl4r105=5 r112=20lcyc95g00 x50 z50t02d02g00 x50 z-33g01 x21.2 z-33x50z-46x21.2x50g00 x50 z50m05m30dzl4.spfg00 x19.98 z1g01 x19.98 z-4g02 x19.98 z-16 cr=8g01 x19.98 z-20x25.2x27.2 z-21z-56m17milling五. 铣床零件一工艺分析：1. 毛坯的选择：70*85*2（长*宽*厚）2. 定位与装夹：直接装夹方式，采用左右单螺栓定位3. 刀具的选择：t01d01d8默认的端

16、铣刀4. 切削用量三要素：表面方向：粗f=30mm/min，s=1000r/min精f=10mm/min，s=2000r/min深度方向：粗ap=0.5mm，f=20mm/min，s=1000r/min精ap=0.45mm，f=10mm/min，s=2000r/min5. 对刀点与换刀点：对刀点：上加工表面左上顶点下（-22，-12）为工件原点；换刀点：g54下 x0 y0 z50程序清单：dzy5.mpf%0005g54 g90 g94 g71m03 s1000t01d01g00 x0 y0 z50r1=-0.5g00 x0 y0 z5labe1:g94 f20g42 g01 x0 y0 z

17、=r1g94 f30g03 x-11 y-15 cr=12g03 x-30 y-19 cr=12.5g03 x-21 y-56 cr=29.122g03 x-13.5 y-57.5 cr=9.332g02 x-5 y-58 cr=15.216g03 x2 y-56.5 cr=6.810g03 x9 y-43 cr=23.608g02 x9 y-19 cr=13g03 x-5 y-14 cr=24g40 g01 x0 y0r1=r1-0.5if r1=-1.5 gotob labe1g00 x0 y0 z5m03 s2000g94 f10g42 g01 x0 y0 z-1.95g03 x-11

18、y-15 cr=12g03 x-30 y-19 cr=12.5g03 x-21 y-56 cr=29.122g03 x-13.5 y-57.5 cr=9.332g02 x-5 y-58 cr=15.216g03 x2 y-56.5 cr=6.810g03 x9 y-43 cr=23.608g02 x9 y-19 cr=13g03 x-5 y-14 cr=24g40 g01 x0 y0g00 x0 y0 z50m05m30辅助作图：六. 铣床零件二工艺分析：1. 毛坯的选择：100*80*252. 定位与装夹：直接装夹方式，采用左右单螺栓固定3. 刀具的选择：t01d01d12默认的端铣刀t02

19、t01d8l100的钻头4. 切削用量三要素：a 铣槽：（粗顺铣，精逆铣）表面方向：粗加工：f=30mm/min,s=1000r/min精加工：f=10mm/min,s=2000r/min深度方向：粗加工：ap=1mm,f=20mm/min,s=1000r/min精加工：ap=1mm,f=10mm/min,s=2000r/min（先采用lcyc75循环，粗铣一个尺寸较小的矩形槽，然后用宏程序精铣侧壁轮廓）b 钻孔：采用lcyc82循环钻削沉孔，套用lcyc60循环进行线性孔排加工。s=1500r/min，在孔低停留时间为3s。5. 对刀点与换刀点：对刀点：零件加工上表面中心；换刀点：g54下x

20、0 y0 z50程序清单：dzy6.mpf%0006g54 g90 g94 g71m03 s1000t01d01g00 x0 y0 z50r101=50 r102=5r103=0 r104=-8r116=0 r117=0r118=56 r119=58r120=8 r121=1r122=20 r123=30r124=0 r125=0.5r126=2 r127=1lcyc75g00 x0 y0 z50m03 s2000r121=0.5 r122=10 r123=10 r126=2 r127=2lcyc75g00 x0 y0 z50g94 f10r1=-1g00 x-24 y-24 z5labe1:

21、g41 g01 x-24 y-30 z=r1x24g03 x32 y-22 cr=8g01 x32 y-13.08g03 x31.2 y-9.59 cr=8g02 x31.2 y9.59 cr=22 g03 x32 y13.08 cr=8g01 x32 y22g03 x24 y30 cr=8g01 x-24 y30g03 x-32 y22 cr=8g01 x-32 y13.08g03 x-31.2 y9.59 cr=8g02 x-31.2 y-9.59 cr=22g03 x-32 y-13.08 cr=8g40 g01 x-26 y-22g03 x-24 y-24 cr=8r1=r1-1if

22、r1=-8 gotob labe1g00 x0 y0 z50m06 t02d01m03 s1500g00 x0 y0 z50r101=50 r102=5r103=0 r104=-15r105=3r115=82 r116=-40r117=32 r118=0r119=2 r120=0r121=80lcyc60g00 x0 y0 z50r117=-32lcyc60g00 x0 y0 z50m05m30辅助作图：七. 铣床零件三工艺分析：1. 毛坯的选择：220*150*202. 定位与装夹：直接装夹方式，采用作用双螺栓固定3. 刀具的选择：t01d01d8默认的端铣刀4. 切削用量三要素：a. 铣槽

23、与铣外侧面：表面方向：粗加工：f=30mm/min,s=1000r/min精加工：f=10mm/min,s=2000r/min深度方向：粗加工：ap=1mm,f=20mm/min,s=1000r/min精加工：ap=1mm,f=10mm/min,s=2000r/min（用宏程序铣内壁轮廓一次完成，并用宏程序精铣外侧壁轮廓）b. 镗孔：采用lcyc75循环铣圆形槽。s=1500r/min，在孔低停留时间为3s。表面方向进给：粗f=30r/min，精f=10r/min；深度方向进给：f=20r/min，ap=1mm。5. 对刀点与换刀点：对刀点：加工上表面最左端中点；换刀点：g54下x0 y0 z

24、50程序清单：dzy7.mpf%0007g54 g90 g94 g71m06 t01d01m03 s1000g00 x0 y0 z50r1=-1labe1:g94 f20g41 g01 x144 y-10 z=r1g94 f30g03 x150 y-4 cr=6g01 x150 y4g03 x144 y10 cr=6g01 x76.23 y10g02 x66.92 y16.99 cr=10g03 x43.46 y41.04 cr=45g03 x35 y35.57 cr=6g01 x35 y32.25g03 x38.33 y26.87 cr=6g02 x38.33 y-26.87 cr=30g0

25、3 x35 y-32.25 cr=6g01 x35 y-35.57g03 x43.46 y-41.04 cr=6g03 x66.92 y-16.99 cr=45g02 x76.23 y=-10 cr=10g01 x144 y=-10r1=r1-1if r1=-7 gotob labe1g00 x144 y-10 z5m03 s2000g94 f10g01 x144 y-10 z-8g03 x150 y-4 cr=6g01 x150 y4g03 x144 y10 cr=6g01 x76.23 y10g02 x66.92 y16.99 cr=10g03 x43.46 y41.04 cr=45g03

26、 x35 y35.57 cr=6g01 x35 y32.25g03 x38.33 y26.87 cr=6g02 x38.33 y-26.87 cr=30g03 x35 y-32.25 cr=6g01 x35 y-35.57g03 x43.46 y-41.04 cr=6g03 x66.92 y-16.99 cr=45g02 x76.23 y=-10 cr=10g01 x144 y=-10g40 g01 x144 y-10 z50g00 x150.51 y-15 z50m03 s1000r2=-1labe2:g94 f20g42 g01 x150.51 y-15 z=r2g94 f30g02 x1

27、57.5 y-17.86 cr=6g03 x157.5 y17.86 cr=-25g02 x150.51 y15 cr=10g01 x76.23 y15g02 x70.45 y20.83 cr=10g03 x39.29 y47.92 cr=50g02 x35 y53.67 cr=6g01 x35 y60x25y25g02 x25 y-25 cr=25g01 x25 y-60x35y-53.67g02 x39.29 y-47.92 cr=6g03 x70.45 y-20.83 cr=50g02 x79.54 y-15 cr=10g01 x150.51 y-15r2=r2-1if r2=-19 g

28、otob labe2g00 x150.51 y-15 z5m03 s2000g94 f10g01 x150.51 y-15 z-19.9g02 x157.5 y-17.86 cr=6g03 x157.5 y17.86 cr=-25g02 x150.51 y15 cr=10g01 x76.23 y15g02 x70.45 y20.83 cr=10g03 x39.29 y47.92 cr=50g02 x35 y53.67 cr=6g01 x35 y60x25y25g02 x25 y-25 cr=25g01 x25 y-60x35y-53.67g02 x39.29 y-47.92 cr=6g03 x

29、70.45 y-20.83 cr=50g02 x79.54 y-15 cr=10g01 x150.51 y-15g40 g01 x150.51 y-15 z50m03 s1500g00 x175 y0 z50r101=50 r102=5r103=0 r104=-19.9r116=175 r117=0r118=25 r119=25r120=12.5 r121=1r122=20 r123=30r124=0.5 r125=0r126=2 r127=1lcyc75r123=10 r127=2lcyc75g00 x175 y0 z50g00 x0 y0 z50m05m30辅助作图：实训小结本次数控实训，

30、目的主要在于让我们对本学期所学数控机床这门专业课进行巩固并熟练掌握数控编程这门技能，为我们将来毕业后的就业开拓了一条重要的道路。在经过本次为期两周的数控实训之后，我感受量多：首先讲讲第一周加工车床零件时得状况吧。车床零件的编程，比较简单，特别是外轮廓的粗精车，只要熟悉lcyc95循环的调用就可以一次性完成。但应注意的是，第二个车床零件尖端结点应用cad作图测量其坐标。而加工第3、4个车床零件时，涉及到螺纹的车削循环lcyc97，并且此时，应该利用公式在已知螺纹的公称直径以及螺纹导程的情况下，计算出纹深度。同时，我们也应学会翻阅工艺手册，查找出不同螺纹深度锁对应的最大背吃刀量，然后计算出其初切次

31、数以及精加工余量等参数。车床零件虽然简单，但要做到熟练精通，确实还需要大量的实践经验。接下来便是第二周的铣床编程实训。铣床零件只有三个，看似简单，但加工编程起来却十分复杂。首先铣床的第一个零件，毛坯的选择就是难点，我是利用cad作出此图形，然后测量左右与上下端点的距离，再适当选择毛坯，折中定下对刀点。编程时应注意刀具的半径补偿，g41、g42、g40的运用。（在实际加工中，本零件还应该注重数控铣削加工后，为了达到零件所要求形状，而增加的磨削精加工工序）铣床的第二个零件则更加复杂，内轮廓的各结点要用cad作图测出坐标，层切时要学会使用宏程序以及跳转指令，而编程时更重要的是要注意刀具半径的补偿（程

32、序段结束后应注意利用g40取消刀具补偿，以免发生错误）。我在对这个零件编程时，先用lcyc75循环再中心粗铣一个矩形槽，然后再精铣内测轮廓。而对于四周的4个空的钻削，我采用lcyc60循环，钻矩阵孔。这样大大减少了编程的工作量。而对于第三个铣床零件，基本与第二个铣床零件类似。但在连杆的直径25mm孔的钻削中，我同样采用lcyc75循环（相当于铣圆形槽），这样避免了用两把刀具。而在外轮廓与此孔的断削中，我采用的是铣削到19.9mm深处，然后将其取下，打掉多余部分，去毛刺的方法。这样，避免了因对刀误差而导致的刀具撞到工作台。对于铣床比较复杂的零件，我们也尝试了运用编程辅助软件caxa，这样也为我们

33、的变成节省了不少的时间，同时也减少了编程中常出现的错误。到此，我们为期两周的数控实训就结束了，虽然时间不长，但我还是学到了很多加工工艺方面的知识。特别是在对各种循环的灵活调用，我感触良多，这或许将成为我将来工作中无比贵重的财富！机电工程学院课程设计成绩评定表姓 名性 别专业、班级课程设计题目：课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年 月 日课程设计答辩记录或质疑记录1. 简述机床坐标系与工件坐标系的含义机床坐标系是在机床制造时，以厂家根据实际运用设定的固有参考点为坐标原点而确定的坐标系。机床的上的一切运动均在该坐标系下进行。而工件

34、坐标系是工人在加工工件时，为了方便坐标的计算，以其所设定的参考点为原点的坐标系。在加工时，系统会自动计算出该坐标系下坐标值所对应的机床坐标系下坐标值，然后再进行插补。2. 加工之前为什么要对刀由于要在机床坐标系下设定工件坐标系，为了保证加工精度，加工前，应进行准确对刀，以确定准确的工件原点于机床坐标系下的坐标值。3. 简述lcyc95的调用基本格式及参数含义（毛坯切削循环）调用格式如下：_cname=”子程序名”r105= r106= r108= r109= r110= r111= r112= lcyc95（其中r参数为给对应参数赋值）参数含义如下：r105加工类型（数值1-12，纵向/横向加

35、工、外/内加工、粗/精/综合加工进行组合）r106精加工余量（无符号）r108切入深度（无符号）r109粗加工切入角（常为7，在端面加工时该值必须为零）r110粗加工时的对刀量r111粗切进给率r112精切进给率4. 简述g42的含义及判断方法g42为铣削加工时的刀具右补偿。根据刀具在xoy平面上的进给方向，可判断其使用方法，若在加工表面应向右偏移补偿，则使用g42。在铣削外轮廓侧壁时，若为逆时针铣削，则使用g42；而在铣削内槽侧壁时，若为顺时针铣削，则使用g42。5. 何谓顺铣铣刀与工件接触部分的旋转方向与工件进给方向相同成为顺铣。主轴正转时，对于铣削外轮廓侧壁，若为顺时针铣削，则为顺铣；而对于铣削内槽侧壁，若为逆时针铣削，则为顺铣。主轴反转时，对于铣削外轮廓侧壁，若为逆时针铣削，则为顺铣；而对