数控加工技术实验周

实 验 报 告

班    级：                  

姓    名：                  

学    号：                  

指导教师：   赵志超    王全景

20##年7月

数控加工技术实验周指导书

一、数控加工技术实验周的目的和意义

数控加工技术实验周设立的目的是为了弥补单科实验的单一型、不完整性或有些应学、应会、应实践而由于学时等的限制而无法在正常实验时间进行的内容。数控加工技术实验周实践内容主要根据《数控加工技术实验周》教学基本要求，结合学生对知识的掌握情况，查缺补漏，使学生在学完了大多数专业课程之后，进行相关知识的再学习和再实践。

二、数控加工技术实验周的实践内容

1、与数控加工相关的技能实践

为深入理解数控加工精度的获得，对数控加工前工件的装夹定位过程进行模拟训练。

夹具的找正定位：要求学生熟悉采用百分表对夹具进行找正的过程，体验铜棒敲击“力度”以及螺纹压紧对找正精度的影响。

对刀确立工件坐标系：要求学生熟悉采用量棒加塞尺对工件进行对刀的过程，体验塞尺“松紧度”、机床“爬行”以及操作“耐心”等因素对对刀精度的影响；同时深入理解G92、G54的适用范畴。

2、数控加工的工艺准备

数控加工前应对数控设备进行调试，检查有无故障，参数有无变动，并做相应调整。检查润滑油供应是否正常。针对欲加工对象进行工艺准备，包括：刀具、夹具、量具、检具及毛坯等。

3、工件工艺分析

要求学生针对给定工件进行充分的工艺分析：

首先理解工件的使用功能，分析哪些表面是“重要表面”需要重点对待；

分析哪些表面需要数控加工（结合批量、加工条件等）；

理出工艺路线，确定工艺基准以及基准的传递；

对重要工序进行详细设计（工步设计、刀具选择、切削用量选定等）。

4、加工对象的加工造型

针对欲加工对象进行必要的加工造型，其造型也要考虑现有的工艺条件，实现加工的可能性，造型手法力求简单实用，避免华而不实。

5、刀具轨迹生成及NC代码生成

选择适宜的加工方法生成刀具轨迹，加工参数应选择合理，针对加工部位的结构特点，尽量采用经济合理的方法生成刀具轨迹。合理设置后置处理，使NC代码得以优化。

6、NC代码传输及加工过程实践

选择一款可靠的串口传输程序，协调机床端和计算机端的传输参数配置，将NC代码传输给机床的数控系统。如果NC程序小于系统内存容量，则可以在加工前将NC代码先传入，若NC程序大于系统内存容量，有两种方法解决：一是用CAXA制造工程师生成NC代码时将其分成若干小程序，分段加工，这种方法用于程序不太长，加工表面质量要求不是太高并且加工时机床旁不宜放置计算机的情况；另一种方法是采用DNC功能进行实时传输实时加工。

7、安装找正夹具，安装找正工件

选择适合的夹具，将其安装在机床工作台面上并找正。然后将毛坯安装在夹具中，并找正，以确立工件坐标系。

8、实施加工（加工仿真）

运行程序进行加工，加工过程中不断观察加工状况，对进给速度和主轴倍率进行适当的调整，以保证加工的顺利进行。若加工条件不具备，可采用计算机模拟加工仿真。

三、时间安排（仅供参考）

1、找正练习                              约一天

2、工件造型                              约一天

3、工艺分析、数控编程            约一天

4、实际加工                              约一天

5、整理报告                              约一天

其中各项工作可以交叉穿插进行。

四、实践报告内容形式（推荐）

1、实验周目的及意义（不可直接抄写指导书内容）

2、实践日期：

实践地点：机电学院机床实验室（工程训练中心——桥下）

   所用设备：XK5032数控铣床，机用平口钳，百分表和磁力表座，量棒，厚薄规，扳手，铜棒等。

3、画出加工工件工序图样；

4、进行工艺分析

5、数控编程

6、将工作过程进行叙述；

7、心得。

《数控加工技术实验周》任务书

姓名：周信丞             班级：机械094           学号： 200909071226            

根据给定加工工件（或自行确定工件）要求完成下列工作：

1、数控加工的工艺准备

数控加工前对数控设备进行调试，检查有无故障，参数有无变动，并做相应调整。检查润滑油供应是否正常。针对欲加工对象进行工艺准备，包括：刀具、夹具、量具、检具及毛坯等。

2、加工对象的加工造型

针对欲加工对象进行必要的加工造型，其造型也要考虑现有的工艺条件，实现加工的可能性，造型手法力求简单实用，避免华而不实。

3、刀具轨迹生成及NC代码生成

选择适宜的加工方法生成刀具轨迹，加工参数应选择合理，针对加工部位的结构特点，尽量采用经济合理的方法生成刀具轨迹。合理设置后置处理，使NC代码得以优化。

4、NC代码传输及加工过程实践

选择一款可靠的串口传输程序，协调机床端和计算机端的传输参数配置，将NC代码传输给机床的数控系统。如果NC程序小于系统内存容量，则可以在加工前将NC代码先传入，若NC程序大于系统内存容量，采用DNC功能进行实时传输实时加工。

5、安装找正夹具，安装找正工件

选择适合的夹具，将其安装在机床工作台面上并找正。然后将毛坯安装在夹具中，并找正，以确立工件坐标系。

6、实施加工（加工仿真）

运行程序进行加工，加工过程中不断观察加工状况，对进给速度和主轴倍率进行适当的调整，以保证加工的顺利进行。若加工条件不具备，可采用计算机模拟加工仿真。

报告要求：

1、画出加工工件工序图样；

2、进行工艺分析

3、将工作过程进行叙述；

4、心得。

实验日期：  20##年6月18日——20##年6月21日

指导教师：     赵志超    王全景           

一、数控加工技术实验周的目的和意义

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”当我们看到老师给我们进行设计演示，我们禽兽实践时，我们才真正体会到了这句话的真正含义。我们在课堂上学到的知识药应用到真正的生产中。很多知识不能只是靠纯粹的简单理解就能够掌握的，需要进行真正的操作实习进行掌握，以便为将来的工作打下一定的基础。在数控加工技术实验周，我们应该将所学到的各学科的知识相互结合起来，综合运用数控加工技术、机械制造技术基础等学科的知识，对要加工的零件进行工艺分析、实体造型、加工轨迹生成以及数控加工程序代码生成、模拟仿真加工等工作。数控加工技术实验周的目的是为了弥补单科实验的单一性、不完整性或有些应学、应会、应实践而由于学时等的限制而无法在正常实验时间进行的内容。数控加工技术实验周实践内容主要结合对知识的掌握情况，查缺补漏，在学完了大多数专业课程之后，进行相关知识的再学习和再实践。这是一次难得的进行综合实践的机会。

二、实践日期、实践地点和所用设备

实践日期：20##年6月18日——20##年6月21日

实践地点：机电学院机床实验室（工程训练中心——桥下）

所用设备：XK5032数控铣床，机用平口钳，百分表和磁力表座，量棒，厚薄规，扳手，铜棒等。

三、加工工件工序图样

1.平面造型           

结合平面造型零件图在CAXA制造工程师中进行实体造型。首先进行实体底端的造型，画出草图后利用拉伸增料进行造型。然后在实体上端的上表面绘制零件草图，在进行拉伸增料。再在上表面画草图，再进行拉伸除料。得到的实体造型如图一所示。

                 图 一

2.曲面造型

图二  曲面实体造型

结合曲面造型零件图在CAXA制造工程师中进行实体造型。首先利用拉伸增料进行造型底端的建模。再在底端的上表面绘制零件草图，进行上端的实体拉伸增料。接下来进行孔和上端四周的拉伸除料。接着进行中心部分的拉伸除料，最后定义一个基准面，在该基准面内绘制草图，进行实体拉伸生成曲面。得到的实体造型如图二所示。

四、进行工艺分析

1.平面造型工艺分析

       1.1 图纸分析

零件图如图三所示，该零件由一个100mm×100mm×20mm的长方体，以及另外上半部分的一些直线和两段的圆弧组成。该零件的最大厚度为25mm。零件毛坯是一个长方体。

       1.2 选择加工机床

       利用立式数控加工中心进行该零件的加工。

                         图三

五、数控编程

1. 平面造型的数控编程六                三轴分析

任务描述：三轴加工零件零件图如图2-1所示，按单件生产安排其数控铣削工艺，编写出加工程序（底

面、四方轮廓已加工）。

1、加工工件工序图样

结合曲面造型零件图在CAXA制造工程师中进行实体造型。首先利用拉伸增料进行造型底端的建模。再在底端的上表面绘制零件草图，进行上端的实体拉伸增料。接下来进行孔和上端四周的拉伸除料。接着进行中心部分的拉伸除料，最后定义一个基准面，在该基准面内绘制草图，进行实体拉伸生成曲面。得到的实体造型如图2-2所示。

2、进行工艺分析

1）图纸分析

根据如图2-1所示的三轴加工零件零件图该，可知道零件由一个108mm×88mm×12mm的长方体，以及另外上半部分的一些直线和十五段R5mm的圆弧、八段R10mm的圆弧、一段R100mm的圆弧、一段R300mm的圆弧、四个R5mm的圆以及四个R8mm的圆组成。该零件的最大厚度为30mm。零件毛坯是一个长方体，在其他机床上已加工成108mm×88mm×30mm的长方体。

2）选择加工机床

该三轴加工零件可以数控加工中心，也可以用立式数控铣床进行加工。虽然数控加工中心换刀方便，但是由于使用成本较，并且加工该零件不要复杂的工序，故我们选用立式数控铣床进行加工。

3）加工工序的划分

由于零件毛坯已在其他机床上面进行过加工，其尺寸与零件的尺寸很相近，所以只需加工108mm×88mm×30mm的长方体上方的部分，毛坯材料的切削量不大。加工时用两道工序，第一道工序是利用平面轮廓加工，进行零件轮廓的铣削，选用的刀具都是r5mm的端铣刀；第二道工序是钻孔加工四个Φ10mm的通孔，选用的道具是D10mm的钻孔刀。

4）零件的装夹方式与夹具

要加工的零件为长方体，而经过加工的长方体坯料，平行度、垂直度、尺寸精度都已得到保证。可以选用长宽两方向相对面作为水平方向（XY方向）的基准；选用底面作为高度方向(Z方向)的基准。这些基准面在数控加工过程中不再加工，作为加工基准可以保证基准的准确性和前后的统一性。所以仍然和平面造型一样选用平口钳进行装夹。

5）刀具与切削用量

平面轮廓加工和平面区域加工时都采用任r5mm的球头铣刀，主轴的转速为S=1000r/min，加工时进给速度F=100mm/min。进行钻孔加工时采用D10mm的钻孔刀，主轴转速S=1000r/min，进给量F=20 mm/min。

3、数控编程

CAXA制造工程师进行后置，设置完成之后为等高线加工选取设置加工参数如图2-3所示的等高线加工参数表，选用r5mm的球头铣刀如图图2-4所示；行钻孔加工时采用D10mm的钻头，如图2-4所示。

      

 

设置好其其余的参数如切削用量、进退刀方式后，使用等高线加工轨迹的生成的方式进行第一道工序。根据提示进行操作，生成轮廓加工轨迹如图2-5所示。

第一道工序完成之后，要进行第二道工序钻孔。

钻孔所选用D10mm的钻头，主轴转速S=1000r/min，进给量F=20 mm/min，钻刀的参数设置如图2-6所示，设置好了钻孔之后生成加工轨迹如图2-7所示。

设置好参数生成了加工轨迹之和钻孔加工轨迹之后，进行数控加工程序NC代码的生成，生成G代码。即得到了数控加工的程序，之后可以导入到机床进行试切检验代码的正确性。

4、仿真加工的工作过程

本次数控加工实验周采用上海宇龙数控加工仿真软件进行仿真加工，三轴零件加工与两周零件加工仿真都是使用该软件，其中该仿真软件的基本控制面板可以参考如图2-8所示。

本次数控加工仿真的主要步骤已经工作过程如下：

1）选择加工机床。在对盘类零件进行仿真加工过程中，选用的FANUC 0Ⅰ控制系统的标准的立式数控铣床，其最大工件尺寸为1000×1000×200mm，最大的工件质量为3000kg。

2）激活机床。按下控制面板上的启动按钮，检查紧急停止按钮是否松开，如果没有松开则将其松开，然后启动机床，将机床激活。

3）选择安装毛坯。根据加工的零件类型及工艺要求，可以确定这次加工选定的是108mm×88mm×30mm的长方体快料。然后通过夹具将坯料安装到数控机床上。

4）对刀。利用数控机床的刚性靠棒X，Y轴对刀，刚性靠棒采用检查塞尺松紧的方式对刀，其中塞尺法Z轴对刀，铣床Z轴对刀时采用实际加工时所要使用的刀具。确定出了工件坐标系的坐标原点，在机床坐标系中的绝对坐标为（-500，-415，-398）。然后根据上述的绝对坐标在G54中设定工件坐标系。

5）导入数控加工程序。利用该软件导入G代码的方法，分别将加工该工件的等高线加工代码，以及钻孔加工代码分别导入到数控机床，其程序名称分别为O0001和O0002。

6）零件平面轮廓加工。选取程序名为O0001的代码，然后安装r5mm铣刀安装到数控机床。将机床机床的X、Y、Z轴分别回零，然后启动自动加工按钮进行加工。零件等高线加工过程如图2-9所示。

7）零件钻孔加工。零件平面轮廓加工完成之后，选取程序名为O0002的代码，然后安装D10mm钻头安装到数控机床。将机床机床的X、Y、Z轴分别回零，然后启动自动加工按钮进行加工。

       完成以上操作后就可以实现盖二轴零件的模拟加工过程，最终得到的加工零件如图2-11所示。

七、工作过程

    我们第二天到工程训练中心，老师给我们细致地讲了我们需要做哪些工作。一开始老师给我们演示应该如何进行夹具的找正，然后让后我们每个人都做了一遍。后来老师接着给我们演示了应该如何进行对刀（X轴首先快速让刀具靠近工件的左侧，快要接近工件时改用小的倍率并用塞规进行检验，感觉适合的时候沿Z轴方向将刀具提起来，然后将X轴清零。再告诉让刀具靠近工件的右侧，快要接近工件时改用小的倍率并用塞规进行检验，感觉适合的时候沿Z轴方向将刀具提起来。将X轴的数除二并用当前的数减去这个数，快速将刀具移动到这点，并记录这点的坐标值）。我们经过自己操作后有很大的误差。后来经过老师的讲解，我们明白了原来错误处在我们感觉塞规是松还是紧的感觉不一样，导致工件的移动所致。第二天进行了零件的分析，进行工艺过程的分析。第三天用CAXA制造工程师进行造型，以及生成G代码，在这过程中我遇到了很多的困难尤其是R300的圆弧时，经过与同学的讨论最后解决了。第四天用仿真软件进行了仿真加工。

八、实验周的心得和体会

  这一个周我们收获了很多。由于加工设备的有限，所以我们的实际的机床操作改成了利用仿真软件进行仿真加工。进行数控加工程序的编制，我们借助了CAXA制造工程师。由于我们以前学习过SolidEdge三维造型软件，而且我们在本学期的CAD/CAM课程中也使用过CAXA制造工程师，所以进行实体造型不存在问题，但是在CAD/CAM课程中对于加工轨迹的生成也只是了解了一点，理解的不够深入，另外在机械制造技术基础中也只是简单的学习了工艺的分析，所以就给这次的数控加工实验带来了问题，在进行加工轨迹的生成时存在不少的问题。虽然我们小组的同学之间通过讨论解决了一些问题，但是问题还是没有得到完全的解决。另外，对于仿真软件，我们以前没有接触过，所以在进行仿真的过程中需要边用边学，遇到问题就到使用说明说中去查找解决问题的方法，可以说在这两三天的时间内对这个软件的掌握也是一知半解，只能是进行简单的应用。从这一方面就看出了知识面的不足，以及对所学过的知识掌握的不精。今后应该尽量弥补这方面的不足，扩充自己的知识面，多主动的去学习一些新的知识。

通过这次的数控 加工实验，我也认识到实践能力不是参观出来的，也不是理论知识能提高的，实践能力的提高需要亲身实践，多动手，勤练习。更为重要的是要在动手中发现问题，解决问题，理论联系实际，只有这样，才能迅速提高我们的实践能力。此外，小组实验对我们学习如何在团队合作中发挥自己的作用以及如何协调小组其他成员工作都有大有好处。还要感谢老师在这过程中的指导和热心的答疑，没有老师的帮助，我们同样很难顺利完成设计。总之，该实验让我们受益匪浅。

第二篇：UG实验报告

实验三：典型零件的数控编程及虚拟加工仿真

一 实验目的

1. 了解UG NX4.0 NC编程思路。

2. 学会如何进行零件加工工艺的分析，如何选择加工工序等。

3. 掌握UG NX4.0 NC编程，仿真方法。

二 实验设备简介

UGNX4.0软件 电脑。

三 实验内容及步骤

数控编程加工的操作过程是指从加载毛胚，定义工序加工的对象，设计刀具，定义加工的方式并生成该相应的加工程式，然后依据加工程式的内容，如加工对象的具体参数，刀具的导动方式，切削步距，主轴转速，进给量，切削角度，进退刀点，干涉面及安全平面等详细内容来确立刀具轨迹的生成方式；仿真加工后对刀具轨迹进行相应的编辑修改，复制等。待所有的道具轨迹设计合格后，进行后处理生成相应数控系统的加工代码进行DNC传输与数控加工。具体流程如下：

1、导入CAD模型

导入CAD模型作为数控加工的第一步决定着之后操作的成败与否，其导入模型的收缩率、单位或形状结构等参数必须符合实际要求。用户可以直接打开UG文件，也可以应用【导入】选项，导入合适的CAD文件进行数控加工。

2、分析模型加工工艺

加工工艺分析就是指对零件的加工顺序进行规划，其具体安排应该根据零件的结构、材料特性、夹紧定位、机床功能、加工部位的数量以及安装次数等进行灵活划分，一般可根据下列方法进行划分：

（1）刀具集中分序法

以应用的刀具进行划分，用同一把刀具加工完成所有可以加工的零件部位。再用第2把或第3把刀具完成他们可以完成的其他部位。这样可以减少换刀次数，压缩空白程序的时间，减少不必要的定位误差。

（2）加工部位分序法

在数控机床上加上零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序对于加工部位很多的零件。

（3）粗、细加工分序法

对于易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形，故一般来说凡要进行粗、细加工的都要将工序分开。

（4）保证精度的原则

3、设置数控加工原点坐标系

建立数控加工坐标系是为了确定刀具或工件在机床中的位置，确定机床运动部件的位置及其运动范围。统一规定数控加工坐标系各轴的含义及其正负方向，可以简化程序编制，并使所编的程序具有互换性。

4、工件的装夹、校正

工件在进行切削加工之前，必须准确可靠地装夹在即窗上，用来确定工件在机床上的位置点。线或面，此过程称为基准。因为点或线一般由具体的表面体现，所以工件上的定位基准又称定位基准面。

5、设置加工切削参数

切削参数作为数控加工中的主导关键之一，其设置的可靠与否直接影响到加工效率、刀具寿命或零件精度等问题。参数主要包括：粗加工，精加工，主轴转速，切削速度等。

6、生成刀轨并检验刀轨

生成刀轨是指通过路径轨迹反映模型零件的切削位置。

7、NC文件后处理和创建车间工艺文件

NC文件是由G、M代码所组成并用于实际机床上加工的程序文件。

车间工艺文件也是数据加工程序单，是编程人员与机床操作员之间的交流平台。

二、UG NX4.0编程过程图

（1）粗加工步骤

2.精加工步骤：

3.复制修改方法：

4.数控加工程序单：（由于程序很长，所以截取一小部分为例）

四 .遇到的困难及分析对策：

1.第一次接触这个软件还是比较无所适从，必须跟着老师的讲解才能完成；

2.步骤简单但是繁琐,不多做一次很难上手；

3.使用不同颜色来区分零件，在颜色不够使用时可使用命名方法来区分。在选择的时候会方便许多。

4. 在输入参数时按TAB可输入下一项，SHIFT+TAB可返回上一项。

五．实验体会与收获：

这是第一次接触UG软件, ,各方面都是新的挑战,跟着老师的讲解还是能很轻松的完成, , UG软件是一套集CAD、CAM、CAE 于一身的大型软件，其功能强大，使用该软件进行设计，能直观、准确地反映零、组件的形状、装配关系，大大缩短了生产周 期，非常有利于新品试制及多品种产品的设计、开发、制造。