《数控机床加工工艺与编程》

1、西南科技大学实验指导书数控机床加工工艺与编程实训指导书主编马有良、蔡勇、任国华、李平西南科技大学成人教育与网络学院2012年11月实训项目精密特种加工技术实验一电火花机床自动编程实验一、实验目的1、掌握电火花成型机床加工指令、工艺基础。2、熟悉G代码编程。3、通过简单零件的实际编程加工操作，掌握电火花成型机床基本的数控语言的使用。二、实验要求1、预习实验指导书；2、熟悉实验安全规程；3、认真完成实验报告；4、实验结束后做好设备清理工作。三、实验仪器和设备1 .电火花机床各一台1.油箱1主机3.上地阿门4.冲冏门5.就浦手柄6.液棺7.漫曲控制下柄2轴帐信盘 9一 Z轴 10电11.液晶显示看

2、12电处表 6一电源开关14手停开美15,健盘16口 "，轮盘弊动器 嘱掖神司门19生开关 20空气过滤器2 . PC机一台四、实验简介1 .实验原理手工编写G代码，通过指令的方式来控制运算器与输出装置，运算器接受控制器的指令,将输入装置送来的数据信息做进一步的处理，并将处理结果不断送到输出装置，使伺服系统执行所要求得运动，以实现对机床的各种操作，所完成完成电火花数控加工。2 .实验方法实验方法是对电火花成型机的机械部件和电控部分做一个初步的了解，将所要加工的毛胚按照要求合理装夹，操作者完成回零，找边等基本工作，熟悉手操盒的操作。根据零件的 形状和加工工艺进行编程完成加工。五、实验步

3、骤1 .上电开机，装夹工件，X,Y,Z三轴回零。2 .根据加工零件的尺寸，形状确定加工参考点。3 .进入电火花自动程序生成系统DSAPCS勺主画面.4 .设定加工工艺参数，零件尺寸信息，自动生成加工程序。5 .完成零件加工。六、预习要求1 .复习数控机床加工工艺2 .预习数控电加工机床编程指令3 .熟悉AF1000数控电火花机的操作七、注意事项1、在电火花成型机附近不能有明火。2、不能无人操作电火花成型机。3、机床在加工过程中，机床所有的防护板、盖必须就位。4、紧急情况发生时按下电柜控制面板上的红色急停开关，关断电柜电源，同时按下手控盒 的OFF键关断加工电源并停止所有程序动作。5、没有按要求

4、熟悉实验（实习）指导书的有关步骤及正确操作方法，造成人身伤害和设备 损坏，追究当事人应负的责任。6、为了避免加工液及电柜过热，冷却系统必须处于连续工作状态。7、为了避免直接接触到通电的电线，必须关闭机台防护门。9、禁止使用闪火电低于 60°的加工液。10、加工中液面控制要合理，必须避免液面浸入电极夹头。八、思考题1 .怎样确定加工零件的工艺参数。2 .编程时应注意那些方面。以免工件与刀具干涉。实验二线切割编程实验一、实验目的1、通过数控自动编程实验，掌握线切割编程。2、培养能应用计算机直接将零件的实体造型自动转化为数控加工程序的能力。二、实验要求1、预习实验指导书；2、熟悉实验安全规

5、程；3、认真完成实验报告；4、实验结束后做好设备清理工作。三、实验仪器和设备1. DK7532数控线切割机一台2. CAXA数控线切割软件四、实验简介1 .实验原理电火花线切割加工（ Wire cut Electrical Discharge Machining,简称 WEDM 有时又称线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进 行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用 的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、

6、生产周期 短、制造成本低等突出优点。根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS其电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为810m/s,电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；另一类是低速走丝电火花线切割机床（ WEDM-L£其电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s ,电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低，是国外 生产和使用的主要机种。2 .实验方法本实验的主要原理是通

7、过 CAXA造造工程师一XP软件进行三维实体造型，然后通过CAXA 的CAMT能，生成NC代码，完成线切割加工。3 .实验流程五、实验步骤电火花在一定设备条件下，合理的制定加工工艺路线是保证工件加工质量的重要环节。 线切割加工模具或零件的过程，一般可分以下几个步骤。1 .上电开机，装夹工件，X,Y,Z三轴回零。2 .根据加工零件的尺寸和加工要求，对刀并确定加工参考点。3 .进入加工控制软件界面。4 .设定加工工艺参数，自动生成加工程序。5 .完成零件加工。六、预习要求1 .预习实验指导书2 .预习DK7532数控线切割机床的原理3 .预习CAX嗽控线切割加工软件七、注意事项1、按各自的编号分组

8、，不得擅自调换。2、各小组负责人认真填写设备管理登记薄。3、加工后的工件不得带出培训中心；各小组负责人每项工作完毕后应将实验工具和机床台 面整理、清扫好，经指导老师认可后方可离开。4、实验（实习）中如有异常情况发生，应及时报告指导老师，否则，如造成不良后果，追 究当事人的责任，并做相应处理。5、没有按要求熟悉实验（实习）指导书的有关步骤及正确操作方法，造成人身伤害和设备损坏，追究当事人应负的责任。八、思考题1 .数控线切割机的组成和结构特点由哪些？2 .通过数控线切割机的基本操作，说出其加工规律。实训项目一实验报告1 .独立、认真地完成实验报告书实验报告是实验内容的提炼与总结，表达方式是用文字

9、、图形、加工程序，附上必要数 据与表格，要求文字清晰、工整、语句通顺，图形准确，加工程序准确。2 .实验报告提纲1）、设计题目；2）、实验概述，包括实验的意义和要求；3）、实验原理；4）、主要实验仪器设备情况；5）、绘出实验原理图或加工图等。包括书写某一自选零件的电加工方法设计与加工。阐述其设计和加工的过程的感受。6）、设计的思路及主要创新点；7）、编写详细的实验步骤；8）、体会及改进意见：深入分析研究自己设计加工的结果，分析研究设计、加工质量问题或其他技术问题。提出个人的体会及改进意见。完成报告中思考题部分；9）、实验照片；10）、产品的推广价值；实训项目二 零件的CADi型与CA廊程加工实

10、验一零件的CAD1型与CAM!程加工一、实验目的1 .进行数控机床自动编程加工实验，对提高学生的综合实践能力、自立学习能力和创 新能力具有重要的意义。使学生熟悉自动编程系统软件环境和使用流程。2 .利用CAX儆件进行造型设计及加工轨迹的生成，后置处理G代码，通过上位机、RS232串口与数控机床通讯，实现代码传输。用MCV60s口工中心、数控车床、立式数控钻铳床等数控设备进行实际加工；3 .熟悉数控机床的基本构成及功能，实现基本的手动“回零”、“点动”、“步进”等操作，用MDI功能控制机床运行，进行程序校验和仿真加工，学习数控系统的基本操作方法。二、实验仪器和设备1. 计算机系统安装北航海尔 C

11、AXA制造工程师2004软件2. XK5032数控铳床、ZJK7532数控钻铳床、MVC60O控加工中心。5. VNUC3.0数控加工仿真系统。三、实验简介1 .实验原理图象编程系统实质上是一个典型的CAD/CA陈统。学生在CAD/CAMP体化系统的图形终端上进行编程。编程系统所需的几何图形定义方式和数据不必专门设计，可以从CADfc成的几何图形信息中直接读取，有关刀具的信息也可以从 CAD/CA幅统中直接读取。有了零件的 几何信息和刀具信息，用图形交互方式生成刀具运动轨迹的动态显示，可对加工过程刀具与被加工面，刀具与夹具、工件、机床的干涉进行校验。经校验后的数据直接由通讯口送入机 床进行加工

12、。2 .实验方法要求内容方法完成某一自选题目的设计与数控加工创新设计设计，加工选择典型零件，进行库及计算机网络的基础上，实现了时间：16学时CAD造型设计，CAM加工仿真实现NC加工，建立工程数据CAD/CAE/CAM1 信息集成。3.实验流程四、实验步骤及内容1、CAXA20041征造型下面以连杆为例，介绍 CAXA2004寺征造型的步骤: 连杆三维造型如图1所示。图1连杆产品三维造型效果图第一步：作基本拉伸体的草图(1) 单击零件特征树的“平面 XOY”,选定该平面为草图基准面。(2) 单击按钮，进入草图状态。(3) 单击按钮，作圆1, “圆心一半径”：圆心(70 , 0, 0),半径R=

13、20o(4) 作圆2, “圆心一半径”：圆心(-70 ,0, 0),半径R=40。(5) 单击 /,按钮，作圆弧3: “两点半径”：用“切点”方式，半径 R=250O(6) 作圆弧4: “两点半径”：用“切点”方式，半径R=250O(7) 单击尾按钮，在立即菜单中选择“快速裁剪”，裁掉圆弧段。(8)单击“绘制草图"图标退出草图状态，草图完成。按F8在轴侧图中观察。结果如图2所示：图2基本拉伸体草图第二步：基本拉伸体生成单击 后 按钮，在对话框中输入深度值10,用鼠标点击“增加拔模斜度”前的小方框,输入拔模角度值 5。点击“确定”。对话框和拉伸结果如下:图3基本拉伸体对话框图4基本拉伸

14、体图6第三步一(3)(3)单击唳 按钮，在对话框中输入深度值10,拔模角度值5,单击“确定”第三步：拉伸小凸台(1)单击基本拉伸体的上表面和 "1按钮。在草图1上作圆：心圆心一半径”，圆心为基本拉伸体上表面的小圆弧的圆心，半径与之相同，如图 5所示。(提示：圆心和圆上一点用 点工具菜单得到，或者空格键得到选项)。图5第三步一(1)(2)单击"【按钮，退出草图状态。结果如图6。第四步：拉伸大凸台(1)单击基本拉伸体的上表面和“按钮，进入草图状态。(2)作圆：心圆心一半径”，圆心为基本拉伸体上表面的大圆弧的圆心，半径与之相同。(3)单击U ,退出草图状态。(4)单击按钮，在对话

15、框中输入深度值15,拔模角度值5,单击“确定”结果如图7、8所示。图8第四步一(4)击“确定”，删除空间直线，结果如图12。图9第五步一(4)图10第五步一(7)图7第四步一(2)第五步：小凸台凹坑(1)单击零件特征树的“平面 XZ'和"按钮，进入草图状态。(2)作直线1,直线1的首点是小凸台上表面圆的端点，直线 1的末点是小凸台上表面 圆的中点(端点和中点的拾取利用“点工具”菜单 )。(3)将直线1向上等距10,得到直线2。(4)作圆：以直线2的中点为圆心，半径 R 15作圆，如图9。(5)删除直线1,裁剪掉直线2的两端和圆的上半部分。(6)单击国按钮，退出草图状态。(?)

16、作与半圆直径完全重合的空间直线。如图10所示：(8)单击管按钮，弹出旋转对话框如下图11,在对话框中选取空间直线为旋转轴，单图11旋转对话框图12第五步 一(8)第六步：大凸台凹坑(1)单击零件特征树的“平面 xz和"按钮，进入草图状态。(2)作直线3。直线3的首点是大凸台上表面圆的端点，末点是大凸台上表面圆的中点。(3)将直线3向上等距20,得到直线4。(4)作圆：以直线4的中点为圆心，半径 R=30作圆。(5)删除直线3,裁剪掉直线4的两端和圆的上半部分，如图 13所示：(6)单击/按钮，退出草图状态。(?)作与半圆直径完全重合的空间直线。(8)单击解 按钮，弹出旋转对话框。拾取

17、草图和旋转轴空间直线，点击“确定”(9)删除空间直线后，结果如图15;图13第六步 一(5)图14第六步 一(9)第七步：基本拉伸体上表面凹坑(1)单击基本拉伸体的上表面和"按钮，进入草图状态。(2)单击曲面相关线按钮 6.，在立即菜单中选择“实体边界”，单击如图15所示位置,得到各边界线。图15第七步一(2)图16第七步一(3)(3)51等距线生成：以等距半径10和6分别作刚生成的边界线的等距线，如图16。(4)曲线过渡：单击曲线过渡按钮广，在立即菜单中处输入半径值6 ,对等距生成的曲线作圆弧过渡。(5)删除得到的各边界线，如图 17所示：(6)单击L/按钮，退出草图状态。(7)单

18、击拉伸除料 同 按钮，设置深度=6,角度=30度，对话框和结果如图18,19所示:图17第七步一(5)图18第七步一(7)图19第七步一(7)图20第八步操作结果第八步：过渡生成(1)单击过渡按钮 ，对话框中输入半径值8,单击大凸台和基本拉伸体的交线，确a£o(2)单击 按钮，在对话框中输入半径值5,点取小凸台和基本拉伸体的交线，确定。(3)单击心 按钮，在对话框中输入半径值3,点取所有棱边，单击确定按钮。结果如图20所示：第九步：打孔大孔：(1)单击基本拉伸体的下表面。(2)单击孔按钮 喻,在对话框中选择第一种方式，选取基本拉伸体的下表面大圆的圆 心单击“下一步”，弹出孔的参数对话

19、框，选择通孔，输入直径值20,点击“完成”。孔的类型UUUUUUUMUU:二境胤二E3完成凶图22孔的参数对话框图21孔形式对话框小孔:(1)单击基本拉伸体的下表面。(2)单击接钮，在对话框中选择第一种方式,选取基本拉伸体的下表面小圆的圆心,单击下一步按钮，弹出孔的参数对话框，选择通孔，输入直径值 图所示：10,单击“完成”。结果如图23连杆三维造型图第十步：保存文件。默认为ME数据文件*.mxe。保存图形文件时可以选择其他图形文件类型。? XI文件名邕）:pw保存类型（I）:|邺数据文件札mm/ II!" n1111! F'U « 111 !' «

20、;! LLkssLEE3D数据交升值«b)Fur43olid i_t 交件(*. k_U PufftEQlid x b 文件 包,x b) dxf 文件(*.IGEfi文件队；铲)株M用据文件时 wrjST喝I据文件加式1） 时97数据文件*.电岫）所有文件（* *）图24保存文件取消il存储文件保存在（X）二|z桌面百我的文档 国我的电脑 一网上邻居JJProgramming of tool path centred二I报告2、刀具轨迹生成1） CAD造型文件调入利用CAXA-ME!（统中的建模功能生成三维零件，或利用该系统提供的数据转换功能将其它CAD/CAM（统中设计好的零件文

21、件读入。例：连杆CAXA-NC例程.mxek t：穴XA制造 1 程棘2口口 1 D:CAXACAXA4sanplesSff更件0 城翼E显示M 造型力 加工M ZA.,1）帽肩3）帮助寸正中3 3 X书史广，注/日共、|晅|伶戏3中|也号可也台|、 F00f豆州口白电父13 国=舟-史自陛 一lzN®nIG>N*ljwloE 以飞斗<9韭A器出一二“一理广广q 口 出由出4 一一 岬扁好V气冒物Hltsp!由 ©qjieg电等科X&平面T7*平面腔引屈的管里料二-I河渭乜三+1嗤也髀增加 好颤勒器科0 -I WfFMr 71同拉仲日询e以.©

22、过/5也拜文件图25建模功能生成三维零件2） 设定零件毛坯设置刀具路径前，应设置毛坯的尺寸， 依次单击主菜单中“加工” 一 “定义毛坯”选项, 弹出图26所示对话框，各参数含义如下：锁定 使用户不能设定毛坯的基准点，大小，毛坯类型等。这是为了防止设定好的毛数 据不小心被改变了。毛坯定义系统提供了三种毛坯定义的方式。两点方式：通过拾取毛坯的两个角点（与顺序，位置无关）来定义毛坯。三点方式： 通过拾取基准点，拾取定义毛坯大小的两个角点（与顺序，位置无关）定义毛坯。参照模型：系统自动计算模型的包围盒，以此作为毛坯。基准点 毛坯在世界坐标系（.sys.）中的左下角点。大小 长度，宽度，高度是毛坯在 x

23、方向，y方向，z方向的尺寸。毛坯类型 系统提供铸件，精铸件，锻件，精锻件，棒料，冷作件，冲压件，标准件，外购件，外协件，其他等毛坯的类型，主要是写工艺清单时需要。毛坯精度设定 设定毛坯的网格间距，主要是仿真时需要。毛坯显示设定是否在工作区中显示毛坯。透明度设定毛坯显示时的透明度。选择参照模型单选项,单击参照模型按钮，设置好毛坯尺寸。图26毛坯设置对话框3） 制定零件的加工工艺规程CAXA2004制造工程师提供了粗加工、精加工、补加工和槽加工等多种加工方法，每种加工方法都有其相应的子加工功能，具体加工功能如图27所示。选择一种加工方法后，系统会自动弹出加工参数设置菜单。AXA制造工程师2004

24、-加工®工具团粗加工® 精加工- 补加工© - 槽加工国命加工模型代毛坯寺起始点£机床后置： 由丫刀具库：fer口刀具轨迹；后置处理也） 工艺清单凶I.生成模板 应用模板寺工艺孑Uta工哈孔加工一其它加工© 知识加工（I） 轨迹仿真我） 轨迹编辑设置C多区域式粗加工 ©等高然粗加工 购扫描线粗力口工 切摆线式粗i 口工 心插铳式粗加工 -等壁厚粗加工 工导动线粗力口工等高线补加工翳笔式清根加工>区域式补加工参数线精加工 叁等高线精加工 等扫描线精加工 盘浅平面精加工 懿隈制俄精加工 否导动线精加工 3轮廓线精加工 凰三维偏置加工

25、 研深腔侧壁加工麴扫描式铳槽尹曲线式铳槽工艺孔设置图27 CAXA2004提供的加工方法操作者可以综合运用所学过的如机械制造工艺学、金属切削机床等课程的相关知识，选择合适的加工艺方法，安排零件的加工工序，确定粗加工、半粗加工、精加工所对应 的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后，CAXA-M舔统便自动计算机加工余量， 并动态显示出和粗加工、半粗加工、精加工所对应的不同加工表面的刀位轨迹和机床代码。根据图25所示零件，选择粗加工方式为等高线粗加工，依次选择主菜单中“加工” 一“粗加工”一 “等高线粗加工”，或单击加工工具条中 通图标，弹出图28所示等高线粗加工 对话框，设置

26、对话框。工艺参数设置完成后，系统提示“拾取轮廓”，鼠标拾取要加工的曲面轮廓后，右键确认， CAXA2004自动计算刀具轨迹，稍后显示图 29所示加工轨迹。设置等高线粗加工时应注意：加工参数：加工边界不能被指定的行距 （残留高度指定同理） 整除时，会产生切削残余。切入切出：采用3D圆弧方式时，实现圆弧插补的必要条件为：加工方向往复，行间连接 方式投影，最大投影距离 >=行距（XY向）。下刀方式：指定切入方式为Z字形或倾斜线时，系统会缺省设定切入方式的距离模式为 相对。已经指定3D圆弧切入切出方式的前提下，指定切入方式为Z字形或倾斜线时无效，系统会恢复切入方式为垂直。等高线相加工般 或消 I

27、 悬挂 I图28等高线设置对话框5 cAM制造 TSMJ04 -0:QXAlCAXAMEgEesl集杆）CAXA-M:例程,i rrxe丈三匠法稳R. £示0为吧，党E工出)二月工)被否，1格前：H)|DH(5 上用星1n3| 口感可於闻，。与会后L件加工福慢国。起始点工机床喏=；玷。.r刀汽车fiTlt=0型款迹：共丁条IT *1-整总统招加二 、it "，墙小区,坦!口口IT *4咱鹿籍芥如HH _!-能牖狷精加工3r?J哥对卜M工 /迪宾EHik近区扫描纥粗制二京M P 14*J jn_r峻幻Q2不玲市|%支、g 岳鼻热 w 间 70 4心寺脸七具堂审| 知 抄步 嬴

28、步图29连杆零件刀位轨迹根据同样的方法，操作者可以设置连杆的精加工和残留余量的补加工。3、轨迹仿真模拟真实加工选择一种刀具轨迹方案（例程中已经生成6条轨迹），进行刀具动态仿真，还可以对刀具轨迹进行编辑处理（慎用）。CAXA-ME200仆，选“加工”-“轨迹仿真”，软件会自动到 CAXA-ME200轨迹仿真模块, 如图30所示。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况，刀位 计算是否正确。Q CAXA制造工程师-轨迹仿真-In X|文件编辑但）视图为窗口可修改®1）工具CD 仿

29、真帮助回X -126,875 / -48.012 Z 96.587图30轨迹仿真窗口图31轨迹仿真加工过程匈a c I禾做干涉判断口”| 引.1，|倒目丫厂士-< 2-扫描线粗加工口 SCWACAIMlElMual强-扫描搂祖那：索引 -1119 / 1119轨迹元素类型-宜蛇迸给速度-一耒设定刀具径朴正偏移代四耒谩定入.一一.一._ ,文字列-一耒设定文字列-未设定开始点 ：（-102.T4Z0OQ 绛点 ：（0.000000 , 0.限制信息-存在轨迹类型一-旋贷速度-未设定快逮程疝轴的黄t -3C. ET3S00 , 100.000000 ) 003。，100. 00X00 )0.36225 . a,282645 , 0. OODOOQ )希:16.41A107:107.10941倾斜角度：0.00000011图32轨迹仿真过程控制选项及加工参数显示通过对照加工后的结果，明白了不同的刀位轨迹，其加工结果有很大的差异。学生可以发挥自己的创造性和综