一、任务与目的
1、数控车床
根据系教学任务的安排,数控车床实训车间承接龙岩学院20 级的学生的数控车床实训任务,每班实训6个晚班,通过实训后要求能够达到:
(1)了解数控车床基础知识;
(2)熟练掌握阶梯轴零件的编程与加工;
(3)熟练掌握成型面类零件的编程与加工;
(4)熟练掌握复合循环指令的应用;
(5)熟练掌握切槽的编程与加工;
(6)熟练掌握外螺纹的编程与加工;
(7)掌握中等复杂轴类零件加工。
(8)、对各典型零件进行工艺分析及程序编制,能熟练掌握较复杂零件的编程。
(9)、对所操作的数控系统能熟练掌握,并能在数控机床上进行加工操作及调试。
(10)、能正确处理加工和操作中出现的相关问题。
(11)、实训应在老师的知道下由学生独立完成,在实训中提倡独立思考、深入钻研、苦学巧干的学习态度,要严肃认真地完成实训任务,增强自己的实践动手能力。
2、数控铣床
通过本次实训使学生基本掌握数控铣床的使用,学会数控机床手工编程、对刀、加工、机床保养维护、工量夹具使用等基本操作。能够编写较复杂的单件工件加工程序,加工精度和要求达到初级工水平。在实训中培养学生解决问题和思考问题的能力。
实习要求:
1、 学会数控仿真软件的使用。
2、 学会手工编程。
3、 学会对刀、加工零件、机床保养等数控铣床操作。
二、实训内容
数控机床是人类进行生产劳动的重要工具,也是社会生产力发展水平的重要标志,数控车床和数控铣床是数字程序控制车铣床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身,是国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,也是是一种通过数字信息,控制机床按给定的运动轨迹,进行自动加工的机电一体化的加工装备,经过半个世纪的发展,数控机床已是现代制造业的重要标志之一,在我国制造业中,数控机床的应用也越来越广泛,是一个企业综合实力的体现。
1、熟悉机床操作面板(FANUC)
本节将主要介绍宇龙仿真软件FANUC 0I数控车床的窗口界面、按钮功能和对刀等基本操作。
宇龙(FANUC 0i)数控车仿真软件的进入和退出
(1) 在“开始程序\数控加工仿真系统”菜单里点击“数控加工仿真系统”,或者在桌面双击
图标以运行宇龙仿真系统,弹出登陆窗口如下图18-1所示。
图1 宇龙仿真软件登陆窗口
2、 宇龙(FANUC 0i)数控车仿真软件的工作窗口
(1) 机床操作面板区,FANUC 0I车床标准面板如下图2所示。
图2 FANUC 0I标准车床操作面板
宇龙仿真软件中FANUC 0I车床与FANUC 0I铣床机床操作面板按钮布局和功能完全相同,这里就不再具体说明。
(2)数控系统操作区,FANUC 0I数控车床不同的机床生产厂家其机床操作面板不同,但数控系统操作面板布局功能却基本相同。下图18-4所示为FANUC 0I标准车床的面板。
图3 FANUC 0I车床数控操作区及MDI键盘
2、宇龙(FANUC 0i)数控车仿真软件的基本操作
宇龙仿真软件FANUC 0I车床中坐标位置、与程序相关的操作、MDI功能、设定工件坐标系等操作与铣床的操作相同,因此车床中仅介绍与对刀有关的操作。同时希望大家根据编程和对刀的相关理论找出车床和铣床之间的内在联系。
对刀的目的在于确定工件坐标系原点(编程原点)在机床坐标系中的位置,车床中调用工件坐标系的方法有两种,分别是G54~G59和T指令,因此对刀设置也有两种方法。一般情况下工艺人员将编程原点选择在工件右端面的中心,下面都以这种选择来进行说明。
(1) 设定工件坐标系G54~G59 点击MDI键盘上的
,进入刀补设置对话框,如下图4所示。
图4 刀具偏置补偿设置界面
要设置补偿值或参数可输入刀补编号如“010”,然后点击“[NO检索]”,光标即可移动刀对应的刀补位置;或者通过光标移动到所需要的位置。
进入刀补设置对话框以后,点击“[坐标系]”命令,进入工件坐标系设定的窗口,如下图5所示。
图5 工件坐标系设置界面
要设置补偿值或参数可输入如“01”、“02”等,然后点击“[NO检索]”,光标即可移动刀对应的刀补位置,;例如输入“01”,点击“[NO检索]”命令后光标就快速移动到G54;或者通过光标移动到所需要的位置。
如果机床操作者自己计算出G54的坐标,就在缓冲区直接输入数值后,点击“[+输入]”、“[输入]”来设定工件坐标系的值;或则机床操作者想通过对刀点的机床坐标和对刀点在工
件坐标系中的坐标值让系统自动计算工件坐标位置,则可在缓冲区输入“X__”或“Y__”,然后点击“[测量]”命令,“X__”或“Y__”就是对刀点在工件坐标系中的坐标,与建立工件坐标系指令G50(FANUC系统)或G92(华中数控系统)原理相同。为了使读者能理解操作的原理,以下图18-7来进行说明编程原点、对刀点和机床原点的位置关系。
二、对刀
工件和刀具装夹完毕,驱动主轴旋转,移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动Z轴刀具离开工件,测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中,系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径,即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面,然后保持Z轴不变移动X轴刀具远离工件,在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0,系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值,即得工件坐标系Z原点的位置。对螺纹刀时的方法和对外圆车刀的方法差不多,也先车个外圆向Z轴方向退刀,量起外圆值输入刀具参数,对Z轴时不需要车端面,只需先启动主轴,让刀尖接触端面再向X轴向退刀,调出刀补输入Z0。
1 编程方法和新趋势
数控车主要加工轴类零件,从这几年的题型来看,主要涉及外圆、槽、梯形螺纹、孔、锥配合、异型螺纹、断面槽等。对编程的要求越来越高,加工的件数越来越多。那么如何通过编程方法来提高加工效率和质量呢?首先,统筹安排加工顺序。竞赛类图纸,不只是要求做出工件,而是通过竞赛,达到训练学生认真、细致、严谨、科学的加工方法和技巧。而且这两年还出现组合加工:即某些件必须和已经加工好的件组合到一起才好装夹,这也是在加工前必须考虑到的,否则当发现时已经晚了。其次,留好合适的加工余量。各类刀具的性能不同,对加工表面的影响也不一样。想在竞赛中获得好的名次,表面粗糙度必须达到要求。这个时候就要看平时训练中有没有总结,找到最佳的值。下面在刀具中还会谈到。再次,宏程序的运用。在椭圆、抛物线、正余弦函数、异性螺纹等这些特殊的形状加工中,大部分都需要用到宏程序。当然,宏程序对数学的要求较高,对职业类学生来说是个难题。他们大部分都没有好的数学基础,在遇到这类问题是都很头疼。其实可以让学生套用固定的格式,只要了解其中的几个变量时什么意思,遇到具体问题是相应的替换就可以了。比如椭圆,一般图中会告诉你长、短半轴。在设定变量时通常是以Z轴为变量#1,那么X方向#2=bSQRT[1-#1#1/a/a],其中a代表Z方向,b代表X方向。下次遇到类似的情况,不管长、短半轴和谁对应,都可以套用这个公式。最后,软件编程趋势。现在自动化加工已经越来越普及。各类软件(CAXA、mastCAM、UG等)都是既能画图又能生成程序自动加工,去年开始已经有很多学校在使用这些软件参加比赛。这也需要学校加强对老师和学生的培训,为以后尽快适应企业的需求打好基础。
2 如何选择合适的切削量
竞赛时,必须尽可能在规定时间内完成整套零件的加工。除科学合理的编程外,必须充分考虑切削量的选取。切削用量的选择原则是:粗加工时以提高生产率为主,同时兼顾经济性和加工成本的考虑;半精加工和精加工时,应同时兼顾切削效率和加工成本的前提下,保证零件的加工质量。值得注意的是,切削用量(主轴转速、切削深度及进给量)是一个有机的整体,只有三者相互适应,达到最合理的匹配值,才能获得最佳的切削用量。其实在竞赛中,很少能像企业那样分粗加工、半精加工、精加工,因为时间有限。很多时候能保证用粗、精加工刀就很不错了。因此,首先要选择好的刀具。现在各学校为了在竞赛中获得好的名次,都不惜花钱购买好的刀具。但是刀具市场很复杂,好坏很难分辨。这就需要相关的专业知识和能力。最好能有机会试用一下,通过实际切削来判别刀具的优劣,结合刀具参数设置切削量。其次,机床性能的影响。好的刀具只是第一步。如果机床性能不高,再好的刀也很难发挥出全部的优势。所以需要平时训练中加强对各类车床性能的了解,知道机床的功率和机床的刚性如何、加工最大转速是多少而不会引起共振。再次,常规参数设置参考:1)确定背吃刀量ap(mm)。背吃刀量的大小主要依据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚度来决定,在系统刚度允许的情况下,为保证以最少的进给次数去除毛坯的加工余量,根据被加工零件的余量确定分层切削深度,选择较大的背吃刀量。2)确定主轴转速n(r/min)。主轴转速n主要根据刀具允许的切削速度VC(m/min)确定:
n=1000VC/π·d
其中:VC——切削速度;d——零件的直径(mm)。
实际竞赛中,没有时间来计算,只能依靠平时训练的经验来设定。3)进给量的选择。在使用机夹刀时,刀片都会有相应的推荐值。在保证刀具不损坏的前提下,选择尽可能大的进给量。
3 加工精度控制
在竞赛中,相同条件下,需要看谁的加工精度高才能获得高分。因此加工精度直接决定了竞赛的结果。那么怎样控制加工精度呢?第一,严格控制对刀的精度。做过数控车的都知道,对刀是加工前的第一步,也是关键的一步。如果对刀的误差大,在后面使用补偿时会很麻烦。所以一定要认真做好对刀,确保有个好的开始。第二,正确使用量具。使用千分尺测量,一定要准确测量直径,保证尺和工件垂直。在加工前需要校验尺的精度,不能因为尺本身的误差影响工件的精度。测量孔时,一定要很细心,稍微的失误都会导致尺寸偏差加大。有条件的可以使用高精度的量具。如果在竞赛中发现工件因为尺寸问题不能配合时,必须牺牲一个,确保工件能正常装配,否则会影响配合分。
4 竞赛中一些常见问题的处理
由于竞赛时间的限制,很多选手会出现各类问题,处理不当,导致成绩不理想。那么对一些常见问题如何解决?1)机床报警。如果在你之前有人使用过此车床,但是你在加工时却总不能正常运转。那你可以考虑到是否有被修改参数的可能。毕竟这是竞赛,有些人会故意设置一些小动作,以此来影响别人的成绩。虽然现在已经明文规定不允许这样,但是还有人为之。那你最好想办法解决。你可以向主考报告,千万不要自己修改,到时候说不清的。
2)如果加工时刀具不按照正确方向走,可能是有人运行了小程序,让你不能正常加工。遇到这种情况直接关机,重新启动,问题即可解决。
3)切断异响或难切。一方面可能是切断刀装夹过长产生振动。或者是工件太长,会向后让刀。只要用顶尖顶住工件,就可正常切断了。还有可能是因为刀尖和工件中心差太大,也会出现难切断,需要重新装刀。
4)机床本身误差大,导致工件精度不达标。遇到这种情况只能要求换机床。如果实在没有换的,那你自认倒霉。不是没有办法的,可以尽可能减小误差。最好不用循环程序一次加工很多部分,可以分小段加工。最好一个台阶一个台阶加工,每次的误差可以调控。这样就能避免一次加工多个尺寸公差不合格的问题。这个方法很多人都在使用。
我有幸参加了上海海洋大学举办的XX年数控中级培训。通过这几个月的学习实践,使我对数控中级的掌握从当初的朦胧不懂到如今的熟悉并会操作机床,加工零件这次数控中级培训对我来说,这是一次提高、一次借鉴、一次实践,使我在大学的学习中深感收获巨大,这将受益终生,以下便是我整理的XX年数控专业实习报告。
对于刚开始的编程理解,我个人还是比较感兴趣,从当初的一知半解到现在熟悉运用每个命令,并理解其含义,都是自己每天不断的摸索和老师耐心的教导息息相关。
这次数控中级培训,主要是对pa系统的学习,内容有车床,铣床。暑假之前主要练习数控编程,而这个学期偏向于机床操作。通过电脑编程模拟和下车床操作,以及加工零件。我对数控中级的学习有了一定的掌握。
主要总结以下几点:
一、对数控编程和模拟的理解和运用
我很荣幸能有这么好的老师来教我们数控编程,其实学习最主要的还是靠自己去多练,但关键的时候有老师指导,这样还是进步快点。特别是刚开始接触编程和机械加工的时候,有老师指导进步特别快。记得8月9日那天,老师开始讲编程的过程,特别对经常使用的代码给介绍出来,然后对点位的理解和计算。对模拟好的零件进行模拟加工。通过这些知识点的学习,我才渐渐的理解数控编程的一些基本要领。机床上对刀是我之前遇到的最大难题,这是由于命令使用不习惯,和基本感念理解不够透彻,不过通过后面的反复练习,现在已经熟悉掌握了模拟系统。如今已经能够看懂图,知道走刀路线。以及涉及到的点位能够进行换算。
二、理论知识的`学习和理解
对于老师发的资料,我已经认真的去学习,当然,相对要记住每个知识点,还是有一定的差距,但我有信心能把理论知识学习好。我认为最主要的是去理解每个知识点,而不是死记硬背,因为许多的理论知识都会在实际操作中用到,而且必须掌握。只有完全的理解理论上的知识,才能更好的去完成实际的操作。比如机床上的按钮,走刀路线,刀补等。都涉及到许多理论知识。只有把理论知识吃透了,才能在加工过程中认真的去遵守规则,更安全的完成零件的加工。
三、实际加工的学习方法和掌握程度。
对于机床的操作,我总感觉自己练习不够,特别是对零件加工花的时间比较多,还有实际对刀也掌握不够好,虽然现在已经能把零件给加工出来,而且尺寸也把握得当,但时间控制方面还是不够好。这主要还是自己的操作熟练程度不够。
车床上,对刀和加工现在我已经能够在规定的时间内完成了,并且尺寸也能达到所要求,但我认为还是因为自己花在车床的时间多点。而铣床,相对来说,熟练程度不够好,尽管知道怎么去加工,但尺寸的控制和时间的把握不够好。不过在后面的不断实践和练习中,我得到了很好的提升,能够进行零件的加工,对机床出现的小问题也会去解决。特别是在最后那段时间,我已经能够加工零件。而且尺寸已能把握好,达到了图纸上的要求。
光阴荏苒,转眼间已离开校园五个多月。实习对我来说的确很陌生又是那么的新奇,一切都在用试探的心里去对待,生怕在这条成长的桥梁上摔的一蹶不振,我明白,这段实习期将是对我个人本身一个全面的考验:学习、生活、心理、身体以及思想。要想以后能真正安稳的立足于这个充满机遇和挑战的社会中,必须要将以前所有学到的理论知识转化成实践。
3月28日