数控技术课程设计说明书FANUC0I南通数控铣床操作与加工仿真

1、数控技术课程设计题目：fanuc0i南通数控铣床操作与加工仿真专业 班级： 机制二班 学生 姓名： 学 号： 指导 老师： 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：李耀文 2010年10月9日目 录1fanuc0i数控加工样品一41.1

2、 零件分析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 编写加工程序51.4 使用仿真软件进行加工仿真72 fanuc0i数控加工样品二152.1 零件分析152.2 样品工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备152.3 编写加工程序162.4 使用仿真软件进行加工仿真173. fanuc0i数控加工样品三233.1 零件分析233.2 样品工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备233.3 编写加工程序243.4 使用仿真软件进行加工仿真244. 参考文献311fanuc0i数控加工样品一1.1 零件分析（1）零件图样图1-1 样品图一 如上图，此零件一个凹槽组成。材料为

3、08f低碳钢，毛坯尺。（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，因此必须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 样品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。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中点。（2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用数控铣床加工。数控系统为fanuc0i系统。加工路线为：钻孔铣长、宽、深凹槽。（3）刀

4、具的选用根据加工内容，可选用平底刀铣凹槽，直柄麻花钻孔。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1t11孔2t21凹槽（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，根据公式及加工经验，主轴转速取为。 (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10低碳钢零件号0001系统fanuc 0i工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/min）1钻孔t12铣凹槽t21.3 编写加工程序加工程序表如表1.3所示。表1.3 加工程序卡程序号o0010编程系统fanuc 0

5、i序号程序简要说明o0001;n10 g90 g00 x0 y0 z125.0;n20 s800 m03;n30 g99 g81 x0 y0 z-20.0 r3.0 f20.0;n40 g00 x0 y0 z200.0;n50 m05;n60 m02;o0002;n10 g00 x0 y0 z15.0;n20 s275.0 m03 m08;n30 g01 z-5.0 f20.0;n40 x-17.5 y7.5 f100.0;n50 y-7.5;n60 x17.5;n70 y7.5;n80 x-17.5;n90 x-29.5 y19.5;n100 y-19.5;n110 x29.5;n120 y

6、19.5;n130 x-29.5;n140 x0 y0;n150 z-10.0 f20.0;n160 x-17.5 y7.5 f100.0;n170 y-7.5;n180 x17.5;n190 y7.5;n200 x-17.5;n210 x-29.5 y19.5;n220 y-19.5;n230 x29.5;n240 y19.5;n250 x-29.5;n260 x0 y0;n270 z-15.0 f20.0;n280 x-17.5 y7.5 f100.0;n290 y-7.5;n300 x17.5;n310 y7.5;n320 x-17.5;n330 x-29.5 y19.5;n340 y-

7、19.5;n350 x29.5;n360 y19.5;n370 x-29.5;n380 x0 y0;n390 z-20.0 f20.0;n400 x-17.5 y7.5 f100.0;n410 y-7.5;n420 x17.5;n430 y7.5;n440 x-17.5;n450 x-29.5 y19.5;n460 y-19.5;n470 x29.5;n480 y19.5;n490 x-29.5;n500 g00 x0 y0 z160.0;n510 m05 m09;n520 m02;程序代码快速移动到（0,0）主轴正转，转速为800r/min钻孔快速运动到换刀点主轴停止转动程序结束程序代码刀具

8、快速运动到对到点主轴正转，转速为275r/min刀具运动到z-5.0刀具从点（0，0）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-17.5，-7.5）刀具从点（-17.5，-7.5）走到点（17.5，-7.5）刀具从点（17.5，-7.5）走到点（17.5，7.5）刀具从点（17.5，7.5）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-29.5，19.5）刀具从点（-29.5，19.5）走到点（-29.5，-19.5）刀具从点（-29.5，-19.5）走到点（29.5，-19.5）刀具从点（29.5，-19.5）走到点（-29.5，19.5）刀具

9、从点（-29.5，19.5）走到点（0，0）刀具回（0,0）点刀具运动到z-10.0刀具从点（0，0）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-17.5，-7.5）刀具从点（-17.5，-7.5）走到点（17.5，-7.5）刀具从点（17.5，-7.5）走到点（17.5，7.5）刀具从点（17.5，7.5）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-29.5，19.5）刀具从点（-29.5，19.5）走到点（-29.5，-19.5）刀具从点（-29.5，-19.5）走到点（29.5，-19.5）刀具从点（29.5，-19.5）走到点（-29.5

10、，19.5）刀具从点（-29.5，19.5）走到点（0，0）刀具回（0,0）点刀具运动到z-15.0刀具从点（0，0）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-17.5，-7.5）刀具从点（-17.5，-7.5）走到点（17.5，-7.5）刀具从点（17.5，-7.5）走到点（17.5，7.5）刀具从点（17.5，7.5）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-29.5，19.5）刀具从点（-29.5，19.5）走到点（-29.5，-19.5）刀具从点（-29.5，-19.5）走到点（29.5，-19.5）刀具从点（29.5，-19.5）走

11、到点（-29.5，19.5）刀具从点（-29.5，19.5）走到点（0，0）刀具回（0,0）点刀具运动到z-5.0刀具从点（0，0）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-17.5，-7.5）刀具从点（-17.5，-7.5）走到点（17.5，-7.5）刀具从点（17.5，-7.5）走到点（17.5，7.5）刀具从点（17.5，7.5）走到点（-17.5，7.5）刀具从点（-17.5，7.5）走到点（-29.5，19.5）刀具从点（-29.5，19.5）走到点（-29.5，-19.5）刀具从点（-29.5，-19.5）走到点（29.5，-19.5）刀具从点（29.5，

12、-19.5）走到点（-29.5，19.5）刀具从点（-29.5，19.5）走到点（0，0）刀具回（0,0）点主轴停转1.4 使用仿真软件进行加工仿真进入系统打开“开始”菜单。在“程序/数控加工仿真系统/”中选择“数控加工仿真系统（fanuc0i）”点击进入。1.4.1 选择机床如图1-2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fanuc0i，机床类型选择南通铣床厂并按确定按钮，此时界面如图1-3所示。在视图中选择选项，可以去掉机床罩。图1-2 “机床”菜单及选择机床对话框 图1-3 “数控加工仿真系统”软件界面 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

13、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坐标发生变化，同样，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1-4所示。图1-5 铣床位置图1-4 crt界面上的指示灯 1.4.3 安装零件点击菜单“零件/定义毛坯”，在定义毛坯对话框如图1-6中将零件尺寸改为高、长和宽，并按确定按钮。 图1-6 “定义毛坯”对话框 点击菜单“零件/安装夹具”，在选择夹具对话框如图1-7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。图1-7“选择夹具”对话框点击菜单“零件/放置零件”，在选择零件对话框如图1-8中，选

14、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1-9所示，零件已放置在机床工作台面上。图 1-8 “选择零件”对话框 图 1-3-4 移动零件面板及机床上的零图 1-9 移动零件面板及机床上的零件1.4.4 对基准、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，直径为，如图1-10;点击 旋钮使其处于edit 档，切换到手动模式，利用操作面

15、板上的按钮，x、y、z轴的控制钮 ，将机床移动到如图1-11所示的大致位置。图1-11 对刀图1-10 选择基准 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1-12所示的位置，通过调节操作面板上的点动倍率 和按钮 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： 此为基准工具中心的x坐标，故工件中心的x座标为 ，同样可得到左下端点的y座标为。图1-12 对刀完成 x，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”，选择一把直径为的平底刀，如图1

16、-13，装好刀具后，机床如图1-14所示。用类似方法得到工件上表面的z座标为。图1-13 选择刀具1.4.5 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fanucoi系统的mdi键盘输入。本文前面的代码可存为一txt程序文件。点击菜单“机床/dnc传送”，在打开文件对话框如图1-15所示，选取文件“1.txt”，点击打开按钮。图1-14 对刀完成图1-15 “打开文件”对话框图1-16 选择程序图1-17 数控程序 点击控制面板的右方“键盘”，点击相对应的软健，再点击软件 ，输入o0001后再点击软件 ， 点击菜单“机床/dnc传送”，在弹出的如图

17、1-16所示的对话框中选择所需的数控程序，并打开。经过上述操作程序就输入数控机床，如图1-17所示。 点击 旋钮，使其处于edit 档，利用键盘上的，选择所需的数控程序。若更换程序可以在mdi面板上输入程序代码，点击软件，即可把所需要的程序导入。若要修改程序可以再文本里面修改，也可以在mdi面板上修改。1.4.6设定参数确定工件与机床坐标系的关系的方法，是通过g54-g57设定，此处采用的是g54方法：将通过对刀得到的工件在机床坐标系的坐标数据，结合工件本身的尺寸算出工件原点在机床坐标系中的位置，确定机床开始自动加工时的位置。图1-18 设定参数点击按钮，到crt上显示有parameter字样

18、如图1-18所示，把对刀后的经过算得到的坐标值输入。 1.4.7自动加工首先回零，确定 处于zer档。然后使分别处于x、y、z点击按钮使其回零，然后即可以自动加工。钻孔如图1-19所示：图1-19 钻孔 铣凹槽如图1-20所示:图1-20 铣凹槽 2fanuc0i数控加工样品二2.1 零件分析（1）零件图样图2-1 样品图二 如上图，此零件圆弧和直线组成。材料为10低碳钢，毛坯。（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，因此必须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，

19、合适的切削用量及冷却液等措施来保证。2.2 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右上顶点。（2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用数控铣床加工。数控系统为fanuc0i系统。加工路线为：铣圆弧铣直线铣圆弧铣直线铣圆弧。（3）刀具的选用根据加工内容，可选用平底刀铣平面，刀具参数如表2.1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1t11直线和圆弧（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

20、v取4560m/min，根据公式及加工经验，主轴转速取为。 (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10低碳钢零件号0001系统fanuc oi工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/min）1铣圆弧、直线t12.3 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o0010编程系统fanucoi序号程序简要说明o0001;n010 g90 g54 m03 s800;n020 g00 x-6.0 y-13.0;n030 g00 z100.0;n040 g00 z2.0;n050 g00 z-3.0;n060 g01 x-4.0

21、 f40.0;n070 g03 x5.0 y-22.0 r9.0 ;n080 g01 x45.5;n090 g03 x53.92 y-14.8 r9.0 ;n100 g02 x55.0 y-14.0 r1.0;n110 g01 x95.0;n120 g03 x104.0 y-5.0 r9.0;n130 g01 x106.0;n140 g01 y-18.0;n150 g01 x55.0;n160 g00 z180.0;n170 m05；n180 m30;程序名主轴正转，转速为800 r/min设置工件坐标系刀具有起点快速移动到a点刀具以f40mm/min的进给速率下刀刀具运动到z2.0点刀具运动

22、到z-3.0点刀具以f40mm/min的进给速率下刀刀具从点（-6.0，-13.0）走到点（5.0，-22.0）刀具从点（5.0，-22.0）走到点（45.0，-22.0）刀具从点（45.0，-22.0）走到点（53.92，-14.80）刀具从点（53.92，-14.80）走到点（55.0，-14.0）刀具从点（55.0，-14.0）走到点（95.0，-14.0）刀具从点（95.0，-14.0）走到点（104.0，-5.0）刀具从点（104.0，-5.0）走到点（106.0，-5.0）刀具从点（106.0，-5.0）走到点（55.0，-5.0）刀具从点（55.0，-5.0）走到点回刀点退刀主轴

23、停转程序结束2.4 使用仿真软件进行加工仿真2.4.1选择机床 操作同上2.4.2机床回零 操作同上2.4.3 安装零件点击菜单“零件/定义毛坯”，在定义毛坯对话框如图2-2中将零件尺寸改为高、长和宽，并按确定按钮。图2-2 “定义毛坯”对话框 点击菜单“零件/安装夹具”，在选择夹具对话框如图2-3中，选择零件栏选取“毛坯1”，选择夹具栏选取“平口钳”，并按确定按钮。图2-3 “选择夹具”对话框点击菜单“零件/放置零件”，在选择零件对话框如图2-4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2-

24、5所示，零件已放置在机床工作台面上。图 2-4 “选择零件”对话框 图 2-5 移动零件面板及机床上的零件 2.4.4 对基准、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，直径为，如图2-6;点击 旋钮使其处于edit 档，切换到手动模式，利用操作面板上的按钮，x、y、z轴的控制钮 ，将机床移动到如图2-7所示的大致位置。图2-7 对刀图2-6 选择基准 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2

25、-8所示的位置，通过调节操作面板上的点动倍率 和按钮 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： 此为基准工具中心的x坐标，故工件中心的x座标为 ，同样可得到左下端点的y座标: 此为基准工具中心的y坐标，故工件中心的y座标。图2-8 对刀完成x，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”，选择一把直径为的平底刀，如图2-9，装好刀具后，机床如图2-10所示。用类似方法得到工件上表面的z座标为。图2-9 选择刀具图2-10 对刀完成 2.4.5 输入数控程序数控程序

26、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fanucoi系统的mdi键盘输入。本文前面的代码可存为一txt程序文件。点击菜单“机床/dnc传送”，在打开文件对话框如图2-11所示，选取文件“5.txt”，点击打开按钮。图2-11 “打开文件”对话框点击控制面板的右方“键盘”，点击相对应的软健，再点击软件 ，输入o0001后再点击软件 ， 点击菜单“机床/dnc传送”，在弹出的如图2-12所示的对话框中选择所需的数控程序，并打开。经过上述操作程序就输入数控机床，如图2-13所示。 图2-12 选择程序 点击 旋钮，使其处于edit 档，利用键盘上的，选择所需的数控程序。

27、若更换程序可以在mdi面板上输入程序代码，点击软件，即可把所需要的程序入。若要修改程序可以再文本里面修改，也可以在mdi面板上修改。图2-13 数控程序2.4.6设定参数确定工件与机床坐标系的关系的方法，是通过g54-g57设定，此处采用的是g54方法：将通过对刀得到的工件在机床坐标系的坐标数据，结合工件本身的尺寸算出工件原点在机床坐标系中的位置，确定机床开始自动加工时的位置。点击按钮，到crt上显示有parameter字样如图2-14显示，把对刀后的经过算得到的坐标值输入。图2-14 设定参数2.4.7自动加工首先回零，确定 处于zer档。然后使分别处于x、y、z点击按钮使其回零，然后即可以

28、自动加工。铣键如图2-15示：图2-15 铣键 3fanuc0i数控加工样品三3.1 零件分析（1）零件图样图3-1 样品图三 如上图，此零件五个通孔组成，毛坯尺寸。（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，因此必须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。3.2 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

29、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，选用数控铣床加工。数控系统为fanuc0i南通系统。加工路线为：钻的通孔。（3）刀具的选用根据加工内容，可选用麻花钻，刀具参数如表3.1表3.1 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1t11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，根据公式及加工经验，主轴转速取为。(5) 制定加工工艺经上述分析，加工工艺见表3.2：表3.2 加工工艺表材料10低碳钢零件号0001系统fanucoi工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/min）1钻孔t

30、13.3 编写加工程序加工程序表如图3.3所示。表3.3 加工程序卡程序号o0010编程系统fanucoi序号程序简要说明o0001;n10 g90 g00 x20.0 y20.0 z40.0;n20 s800 m03;n30 g99 g81 z-30.3 r3.0 f100.0;n40 x20.0 y80.0;n50 x80.0 y80.0;n60 x80.0 y20.0;n70 x50.0 y50.0n80 g00 z50.0;n90 m05;n100 m30;程序名设置工件坐标系刀具有起点快速移动到a点主轴正转，转速为800 r/min刀具以f100mm/min的进给速率下刀刀具从点（2

31、0，20）走到点（20，80）刀具从点（20，80）快速走到点（80，80）刀具从点（80，80）走到点（80，20）刀具从点（80，20）快速走到点（50，50）退刀主轴停转程序结束3.4 使用仿真软件进行加工仿真3.4.1选择机床 操作同上3.4.2机床回零 操作同上3.4.3 安装零件点击菜单“零件/定义毛坯”，在定义毛坯对话框如图3-2中将零件尺寸改为高、长和宽，并按确定按钮。 图3-2 “定义毛坯”对话框 点击菜单“零件/安装夹具”，在选择夹具对话框如图3-3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。图3-3 “选择夹具”对话框点击菜单“

32、零件/放置零件”，在选择零件对话框如图3-4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3-5所示，零件已放置在机床工作台面上。图 3-4“选择零件”对话框 图3-5 移动零件面板及机床上的零件3.4.4 对基准、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，直径为，如图3-6所示;点击 旋钮使其处于edit 档，切换到手动模式，利用操作面板上的按钮，x、y、z轴的控制钮 ，将机床移动到如图3-8所示的大致位置。图3-7 对刀 图3-6选择基准 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2-9所示的位置，通过调节操作面板上的点动倍率 和按钮 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