数控加工工艺与编程课程设计.docx

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数控加工工艺与编程课程设计

1课程设计任务书……………………..……………………………………………2

2车零件………………………………………………………………..…………....3

2.1要求…………………………………………………………………...…………3

2.2图样分析……………………………………………………………...………....3

2.3确定工件的装夹方案……………………………………………...……………4

2.4建立工件坐标系…………………………………………………...……………4

2.5切削用量选择……………………………………………………...……………4

2.5.1粗加工用量选择…………………………………………………...………….4

2.5.2精加工用量选择……………………………………………………...……….5

2.6确定加工路线……………………………………………………………...……5

2.7加工件的刀具和工艺卡…………………………………………………...……5

2.7.1工序图…………………………………………………………………...…….6

2.8数控车加工程序设计…………………………………………………...………7

2.9车零件操作注意事项………………………………………………...…………9

3铣零件…………………………………………………………………………….10

3.1要求……………………………………………………………………………..10

3.2图样分析………………………………………………………………………..10

3.3确定工件的装夹方案…………………………………………………………..10

3.4建立工件坐标系………………………………………………………………..11

3.5切削用量选择…………………………………………………………………..11

3.5.1粗加工用量选择……………………………...………………………………11

3.5.2精加工用量选择……………………………………………………………...11

3.6确定加工路线…………………………………………………………………..11

3.7加工件的刀具和工艺卡………………………………………………………..12

3.7.1工序图……………………………...…………………………………………13

3.8数控铣加工程序设计…………………………………………………………..14

3.9铣零件操作注意事项…………………………………………………………..17

4设计总结……………………………………………………………………….....18

5参考文献…………………………………………………………………………..19

1课程设计任务书

1.1题目：

轴套类零件的数控（车或洗）加工程序编制与加工工艺

根据本任务书提供的零件图及相关技术要求，要求学生能够合理的选择卡具和加工设备，分析加工工艺，独立完成数控编程，生成NC代码，最终完成零件加工，编制加工工序卡。

1.1.1具体要求如下：

1、根据零件图要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线

2、根据零件图样要求，选择机床设备

3、根据加工要求，选择刀具

4、确定切削用量

切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经济经验确定，详见加工程序。

5、确定工件坐标系、对刀点和换刀点

6、编写程序、编制加工工序卡。

然后在数控加工仿真软件上进行仿真。

7、编写设计说明书。

8、分组

2车零件

2.1要求：

零件图2.1.1

2.2图样分析

该零件图外形比较简单，需要加工端面、台阶、外圆、切槽以及切断。

毛坯直径为φ40mm，对φ24mm的锥度长度和直径尺寸有一定的精度要求和粗糙度要求，工艺处理与普通的车床加工工艺相似。

2.3确定工件的装夹方案

工件是一个直径为φ40mm的实心轴，且具有足够的夹持长度和加工余量，便于装夹。

所以，采用三爪定心卡盘夹紧，且自动定心。

工件装夹后一般不需要找正，以毛坯表面为定位基准面。

装夹时，装夹注意跳动不能太大，工件伸出卡盘140-150mm，能保证130mm车削长度。

同时，便于切断刀进行切断加工。

2.4工件坐标系建立

该零件为单件生产，端面为设计基准，也是长度方向的测量基准，选用95°的硬质合金端面车刀，刀具号T0101。

工件坐标原点在工件的右端面，加工前刀架从任意位置回参考点，进行换刀动作（确保1号刀在当前刀位）建立一号刀的坐标系。

2.5切削用量选择

2.5.1粗加工用量选择：

切削深度2-3mm（单边）

主轴转速800-1000r/min

进给量f=0.2-0.3mm/r

2.5.2精加工切削用量：

切削深度0.2-0.4mm（单边）

主轴转速1500-2500r/min

进给量f=0.1-0.2mm/r

2.6确定加工路线

①车端面

②粗、精车外圆轮廓φ24mm、φ30mm、φ40mm及圆弧R15

③切槽5xφ30mm

④切断

2.7加工件的刀具和工艺卡

零件图号

2.6.1

数控加工工艺卡号

机床型号

CKA6150

零件名称

零件2.1.1

机床编号

刀具表

量具表

刀具号

刀补号

刀具名称

刀具参数

量具名称

规格/（mm/mm）

T01

01

95° 外圆端面车刀

C型刀片

游标卡尺

千分尺

0-150mm/mm

25-50mm/mm

T02

02

93° 外圆车刀

D型刀片

游标卡尺

千分尺

0-150mm/mm

25-50mm/mm

T03

03

宽5mm硬质合金切断刀

宽刀5

游标卡尺

0-150mm/mm

T04

04

宽4mm机夹硬质合金切断刀

宽刀4

游标卡尺

0-150mm/mm

工序

工艺内容

切削用量

加工性质

S/（r/min）

F（mm/r）

Ap（mm）

数控车床

车外圆、端面

1000

0.-0.3

2

自动

车圆弧、圆锥

800

0.2-0.3

2

自动

切槽、切断

800

0.05-0.1

0.4

自动

表2.6.1

2.7.1工序图

2.8数控加工程序设计

O0001

N10G54F0.3S800M03M07T0101工艺设定

N20G50S2000限定主轴最高转速

N30G96S50设定车端面恒线速度加工速度50mm/min

N40G00X50Z0快速引刀接近工件

N50G01X-2粗车端面

N60G00X50Z80快速退刀

O0002

N10G50X50Z80工件坐标系设定

N20T0202S800M30F0.3调用2号车刀主轴预启动

N30G50S2000限制主轴最高转速2000r/min

N40G96S80设定粗车恒线速度加工80r/min、

N50G00X50Z10快速引到接近工件

N60G73U6W6R2G73循环粗车外圆轮廓

N70G73P80Q160U0.2W0.2F0.3

N80G00X0Z0外轮廓精车程序开始

N90G03X24Z-24R15

N100G02X24Z-40R15

N110G01X29.98Z-60

N120G01Z-70

N130G01X31.48Z-71.5

N140G01Z-120

N150G01X38

N160G01Z-150外轮精车程序结束

N170T0202调用2号精车刀

N180G96S120设定精车外轮廓恒线速度加工120mm/min

N190G70P80Q160G70循环精车外轮廓

N200G00X50Z80快速退刀，准备换切槽刀

N210T0404设定切槽恒线速度加工60mm/min

N220G96S80快速引刀接近切槽处

N230G00X40Z-120

N240G01X30

N250G01X50

N260G00Z80快速退刀换切断刀

N270T0505调用4号刀切断刀右刀尖

N280G96S80设定切槽恒线速速加工80mm/min

N290G00X40Z-130快速引刀接近零件左端面

N300G01X-1

N310M03M05程序结束，主轴停转

2.9操作注意事项

①采用三爪定心卡盘注意刀具和刀架之间的距离，刀伸出长度要适当

②刀尖长度及起刀点离Z方向要适当

③换刀点只能在工件正上方一适当安全位置，程序里不能用G28回参考点以免发生碰撞

3、铣零件

3.1要求：

3.2图样分析

本零件容易铣削，需要加工一个外轮廓和一个内轮廓，零件时高度对称图形，因此需要保持一定的对称度要求，凸台六边形有一定的尺寸要求。

另外，零件表面要保持一定的表面粗糙度。

3.3确定工件的装夹方案

本零件结构为矩形结构零件，厚度方向为20mm，因此零件可以采用机夹虎钳装夹的方法，底部用垫块垫起。

3.4工件坐标系的建立

该零件为单件小批量生产，端面为设计基准，使用φ10mm立铣刀，刀号T0101。

工件坐标原点在工件中心，建立1号刀坐标系。

3.5切削用量选择

3.5.1粗加工用量选择：

切削深度4.8mm

主轴转速800-1000r/min

进给量100mm/min

3.5.2精加工切削用量：

切削深度0.2mm

主轴转速1500-2000r/min

进给量150mm/min

3.6确定加工路线

①使用φ10mm立铣刀走内外轮廓，单边留0.2mm余量，粗铣外轮廓

②精加工内外轮廓，继续使用φ10mm立铣刀，加工剩余0.2mm余量，加快进给速度。

3.7加工工件的刀具和工艺卡

零件图号

3.7.1

数控加工工艺卡号

机床型号

XK5025

零件名称

零件3.1

机床编号

刀具表

量具表

刀具号

刀补号

刀具名称

刀具参数

量具名称

规格/（mm/mm）

T01

01

φ10mm立铣刀

游标卡尺

千分尺

0-150mm/mm

25-50mm/mm

T01

01

φ10mm立铣刀

游标卡尺

千分尺

0-150mm/mm

25-50mm/mm

工序

工艺内容

切削用量

加工性质

S/（r/min）

F（mm/r）

Ap（mm）

数控铣床

粗铣外轮廓

1000

100

4.8

自动

精铣外轮廓

1500

150

0.2

自动

表3.7.1

3.7.2工序图

3.8数控加工程序设计

O0001

N10G17G90G40G80G49G21G代码初始状态

N20G00G54X10Y0Z50G54坐标设定，快速到达初始位置

N30M03M08S320主轴正传，切削液开

N40G43Z5H02刀具补偿至安全高度

N50G01Z-3F1000第一次下刀至铣削深度

N60M98P0002调用子程序O0002铣削内轮廓

N70G01Z-4.8F1000第二次下刀至铣削深度

N80M98P0002调用子程序O0002

N90G00X34.64Y0快速到达下刀位置，准备铣外轮廓

N100G01Z-3F1000第一次下刀至铣削深度

N110M98P0003调用子程序O0003

N120G01Z-4.8F2000第二次下刀至铣削深度

N130M98P0003调用子程序O0003

N140G00G54X250Y200Z50刀具返回起刀点

N150M30程序结束

O0002

N10G41X10Y-10D01F150建立刀具半径补偿

N20G02X-10Y-10R10

N30G01Y10

N40G02X10Y10R10

N50G01X5

N60G01Y0

N60G01X5

N70G01Y-10

N80G02X-5Y-10R10

N90G01Y10

N100G02X5Y10R10

N110G01Y0

N120G01X3

N130G01Y-10

N140G02X-3Y-10R3

N150G01Y10

N160G02X3Y10R3

N170G01Y0

N180G40G01X0Y0撤销刀具半径补偿

N190Z5F1000刀具返回安全位置

N200M99子程序结束

O0003

N10G41G01X17.32Y30F200

N20G01X-17.32

N30G01X-34.64Y0

N40G01X-17.32Y-30

N50G01X17.32

N60G01X34.64Y0

N70G01X43.88

N80G01X21.94Y38

N90G01X-21.94

N100G01X-43.88Y0

N110G01X-21.94Y-38

N120G01X21.94

N130G01X43.88Y0

N140G01X53.11

N150G01X26.56Y46

N160X-26.56

N170X-53.11Y0

N180X-26.56Y-46

N190C26.56

N200X53.11Y0

N210X62.35

N220X31.18Y54

N230X-31.18

N240X-62.35Y0

N250X-31.18Y-54

N260X31.18

N270X62.35Y0

N280Z5

N290G40X17.32Y0撤销刀具半径补偿

N300M99程序结束

3.8注意事项

①铣削内轮廓时注意内轮廓圆弧大小，刀具半径要小于或等于内轮廓圆弧半径

②为保证圆弧处有较好的垂直度和表面粗糙度，最够一次精加工时，刀具可以相对基准面Z向上提高0.02mm

③采用顺铣加工，这样可以在刀具精加工中受到轴向力作用而划伤不加工表面

4设计总结

经过为期两周的数据编程设计，感觉收获了很多，学到了很多，发现有许多东西是课本里面学不到。

要学着自己到网上查找资料，学习别人的一些知识和优缺点，学着到图书馆查找有关资料和书籍，学一些以前不知道的治疗，感觉自己的知识面又更加宽广了。

有时候会遇到自己解决不了的东西，跟同学跟老师在加上自己的努力，大部分的困难都会迎刃而解。

我感觉自己很享受这个过程，很辛苦但是很充实。

最重要是学到了知识学到了方法，学会了找出问题，分析问题，到最终解决问题。

我想这会为我以后的工作生活，带来很好的借鉴。

希望自己以后有更多的这样锻炼自己的机会

2013-12-29

5参考文献

1王令其张思弟数控加工技术【M】北京：

机械工业出版社2007

2田萍数控机床加工工艺及设备【M】北京：

电子工业出版社2005

3吴云飞数控车床编程与操作实训教程【M】北京：

北京航空航天航空大学出版社2011

4涂志标黎胜荣典型零件数控铣加工生产实例【M】北京：

机械工业出版社2011

5徐伟数控机床仿真实训【M】北京：

电子工业出版社2004