数控第六组课程设计.docx
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数控第六组课程设计.docx
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数控第六组课程设计
一、设计题目及零件图
1.1数控车零件设计题目及零件图
用数控车床完成如下零件图1-1所示的零件。
零件材料为45#钢,工件总长为120mm,最大回转直径42mm轴类零件。
工件坐标系在工件右端面,车床为后置刀架。
制定正确的工艺方案,选择合理的刀具和切削工艺参数,编制数控加工程序。
图1-1
1.2数控铣零件设计题目及零件图
用数控铣床完成如零件图1-2所示的零件。
零件材料为45#钢。
零件毛坯设定为180mm×120mm×40mm,按图样要求设定工件坐标系,制定正确的工艺方案,选择合理的刀具和切削工艺参数,编制数控加工程序。
图1-2
二、工艺设计
2.1数控车零件工艺设计
2.1.1工艺分析
图1-1中所示为阶梯轴零件。
其成品最大直径为φ42mm.由于直径较小,可以用φ44mm的圆柱棒料加工切断即可.这样可以节省装夹料头,并保证各加工面间具有较高的相互位置精度。
装夹时注意控制毛坯外伸量,提高装夹刚性。
由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大,注意恒线速度切削功能的应用,以提高加工质量和生产效率。
2.2.2工艺安排
零件采用机床本身标准的三爪卡盘,找正并夹紧。
装夹夹住的部分为左端毛坯的外表面,加工右端外轮廓。
加工内容如下:
1、粗车端面,留0.2mm余量,左端面为基准,可转位硬质合金
偏头端面车刀。
2、精车端面至要求,左端面为基准,可转位硬质合金
偏头端面车刀。
3、粗车外圆轮廓,留单面余量0.2mm,左端面为基准,可转位硬质合金
偏头外圆车刀。
4、精车外圆轮廓至要求,左端面为基准,可转位硬质合金
偏头外圆车刀。
5、切2个4mm槽,宽4mm机夹硬质合金切槽刀。
6、切螺纹退刀槽,宽4mm机夹硬质合金切槽刀。
7、车螺纹,左端面为基准,可转位硬质合金外螺纹刀。
8、切断,宽4mm高速钢切断刀。
9、倒角,宽4mm高速钢切断刀。
10、钳工去毛刺,终检。
2.2数控铣零件工艺设计
2.2.1工艺分析
通过对零件图纸的分析研究,判断该零件的结构和技术要求都比较合理,符合工艺要求,视图正确、完整,公差及技术要求齐全。
该零件属平面类与槽相结合的零件,上表面由一个圆弧凸台,两个直径分别为15mm和30mm的孔和三个凹槽及一个外轮廓台阶面组成。
零件材料为45#钢,各表面的加工精度和表面粗糙度都可以保证。
2.2.2工艺安排
零件采用机用虎钳装夹,在安装工件时,要注意工件安装,要放在钳口中间部位。
安装虎钳时,要对它的固定钳口找正,工件加工部分要高出钳口,避免刀具与钳口发生干涉。
安装工件时注意工件上浮,在零件粗加工时要保证夹紧力足够大,但又不能把工件夹压变形。
所有表面需铣削加工,各表面的加工精度和表面粗糙度都可以保证。
下表面已在普通车床上加工。
如零件图1-2将工件坐标系G54建立在工件下表面、零件的对称中心处。
针对零件图样设定加工内容如下:
1、粗铣A基准面(留圆弧凸台)留3mm精铣余量,下端面为基准面,φ40mm面铣刀。
2、精铣A基准面,下端面为基准面,φ40mm面铣刀。
3、铣R50mm半圆外轮廓,下端面为基准面,φ40mm立铣刀。
4、铣4×R8矩形凹槽,下端面为基准面,φ15mm立铣刀。
5、铣∠28.8º台阶面,下端面为基准面,φ20mm立铣刀。
6、铣12×17矩形半圆,凹槽下端面为基准面,Φ8mm立铣刀。
7、铣R103mm圆弧凸台,下端面为基准面,φ12mm球铣刀。
8、钻φ30mm、φ15mm定位中心孔,φ3mm中心钻。
9、钻φ30mm孔,φ30mm钻头。
10、钻φ15mm孔,φ15mm钻头。
11、钳工去毛刺,终检。
三、零件工艺规程
零件工艺规程由机械加工工艺卡片、数控加工走到路线图组成。
数控车削、铣削的机械加工工艺卡片及数控加工走刀路线图见附录。
四、程序设计
4.1、数控车零件程序设计
4.1.1机床的选择
根据零件的加工尺寸范围、机床的精度与工序的安排、功率与工序的要求和生产率与工件生产类型,选择卧式车床CKA6140。
4.1.2刀具的选择
根据零件的加工要求,端面采用可转位硬质合金
偏头端面车刀T01,轮廓粗、精车均采用可转位硬质合金
偏头外圆车刀T02,切槽及螺纹退刀槽采用宽4mm机夹硬质合金切槽刀T03,螺纹采用可转位硬质合金外螺纹刀T04,以便采用较高的切削速度,从而提高加工质量和效率,最终切断采用宽4mm高速钢切断刀T05。
4.1.3数值计算
1、外螺纹的计算
外螺纹大径:
。
外螺纹小径:
。
2、圆弧节点坐标的计算
圆弧节点坐标采用Pro/E软件计算:
R14:
终点坐标X41.97,Z-57;起点坐标X35.025,Z-47.74。
R10:
终点坐标X24.98,Z-115;起点坐标X24.98,Z-103。
4.1.4切削参数的选择
各工序刀具切削参数见表4-1:
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速或切削速度
进给速度mm/r
备注
1
粗车端面,留余量0.3mm
T0101
可转位硬质合金
偏头端面车刀
50m/min
0.3
2
精车端面至要求
T0101
可转位硬质合金
偏头端面车刀
80m/min
0.2
3
粗车外圆轮廓,留单面余量0.2mm
T0202
可转位硬质合金
偏头外圆车刀
50m/min
0.3
G71
4
精车外圆轮廓至要求
T0202
可转位硬质合金
偏头外圆车刀
80m/min
0.2
G70
5
切2个4mm槽
T0303
宽4mm机夹硬质合金切槽刀
60m/min
0.1
子程序
6
切螺纹退刀槽
T0303
宽4mm机夹硬质合金切槽刀
60m/min
0.1
7
车螺纹
T0404
可转位硬质合金外螺纹刀
500r/min
G76
8
切断
T0505
宽4mm高速钢切断刀
20m/min
0.1
右刀尖刀补
4.2、数控铣零件程序设计
4.2.1机床的选择
根据零件的加工尺寸范围、机床的精度与工序的安排、功率与工序的要求和生产率与工件生产类型,选择立式铣床XK5025。
4.2.2刀具的选择
加工工序中采用的刀具为Φ40mm面铣刀、Φ40mm立铣刀、Φ15mm立铣刀、Φ20mm立铣刀、Φ8mm立铣刀、Φ3mm钻头、Φ30mm钻头,Φ15mm钻头、Φ12mm球铣刀。
4.2.3数值计算
28.8º台阶面坐标:
X90,Z5.47
X67.75,Z-35
4.2.4切削参数的选择
各工序刀具切削参数见表4-2:
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速r/min
进给速度mm/min
备注
1
粗铣A基准面(留凸台)
T0101
Φ40mm面铣刀
800
200
2
精铣A基准面
T0101
Φ40mm面铣刀
1000
100
3
铣R50mm半圆外轮廓
T0202
Φ40mm立铣刀
1000
60
4
铣4×R8矩形凹槽
T0303
Φ15mm立铣刀
1000
60
5
铣∠28.8º台阶面
T0404
Φ20mm立铣刀
800
60
6
铣12×17矩形半圆凹槽
T0505
Φ8mm立铣刀
800
60
7
铣R103mm圆弧凸台
T0606
Φ12mm球铣刀
1000
60
8
钻φ30mm、φ15mm定位中心孔
T0707
Φ3mm钻头
1000
100
9
钻φ30mm孔
T0808
Φ30mm钻头
1200
120
10
钻φ15mm孔
T0909
Φ15mm钻头
1000
200
五、数控加工程序清单
5.1、数控车零件程序清单
O0001
N10G54F0.3S800M03M07T0101;(工艺设定)
N20G50S2000
N30G96S50
N40G00X50Z0.2
N50G01X-2;(粗切端面)
N60G00X50Z2
N70G96S80
N80Z0
N90G01X-2F0.15;(精切端面)
N100G30U0W0
N110T0202
N120G00X45Z2
N130G96S50
N140G71U2R1
N150G71P160Q250U0.4W0.2F0.3;(G71循环粗车外轮廓)
N160G00X0;(外轮廓精车程序开始)
N170G01Z0F0.2
N180G03X24Z-12R12
N190G01Z-15
N200X29.85
N210Z-35
N220X35.025
N230Z-47.74
N240G02X41.97Z-57R14
N250G01Z-67
N260X35
N270Z-97
N280X24.98
N290Z-103
N300G02Z-115R10
N310Z-120
N320X44;(外轮廓精车程序结束)
N330G96S80
N340G70P160Q250;(G70循环精车外轮廓)
N350G30U0W0
N360T0303;(调用T03切槽刀,左刀尖有效)
N370G96S60
N380G00X36Z-67
N390M98P21001;(调用子程序切2个4mm槽)
N400G00Z-35;(轴向接近螺纹退刀槽)
N410G00X30
N420G01X27
N430G00X30
N440W1
N450G01X27
N460G00X30
N470G30U0W0;(返回第二个参考点准备换外螺纹车刀)
N480T0404;(调用T04外螺纹车刀)
N490G00X35Z0S500
N500G76P020060Q100R0.05
N510G76X28.05Z-30R0P1300Q300F1.5;(G76循环车螺纹)
N520G30U0W0
N530T0505;(调用T05切断刀右刀尖)
N540G96S20
N550G00X30Z-16.5;(倒角)
N560G01X27Z-15
N570X35
N580Z-36
N590G01X33Z-35
N600G00X44
N610Z-95.5
N620X35
N630G01X32Z-97
N640G00Z-120
N650G01X21F0.1
N660G00X32
N670Z-118
N680G01X21Z-120
N690X-1
N700G30U0W0
N710M30
子程序:
O1001
N1010G00W-10;(轴向相对移一个槽距)
N1020G01U-6F0.1;(径向切槽至深度)
N1030G4P0.5;(槽底暂停)
N1040G00U6;(径向退出)
N1050M99
5.2、数控铣零件程序清单
O0015
N10G17G90G40G80G49G21
N20G28Z40
N30T01;(加工A基准面)
N40G54G00X-160Y-50S800
N50G43Z45H01M03
N60G01Z33F200
N70X160Y-50
N80G00Y-20
N90G01X-160F200
N100G00Y100
N110G01X160F200
N120G00Y30
N130G01X-160F200
N140G00Y50
N150G01X-30F200
N160G00Y60
N170G01X-160F200
N180G00Z45M05
N190M0
N200M03S800T01
N210G00X-160Y-50
N220G43Z45H01
N230M98P10010
N240G00X-160Y-20
N250M98P10010
N260G00X-160Y10
N270M98P10010
N280G00X-160Y30
N290M98P10010
N300G00X-160Y50Z29.5
N310G01X-30Y60F200
N320G00X-30Y60
N330G01X-160F200
F340G00X-160Y-70M05
N350G28Z40
N360T0202M03S1000;(铣R50mm半圆外轮廓)
N370G00G43X50Z54H02
N380Y-60
N390G03X-50Y-60R50
N400G01X50F60
N410G00Y-70
N420M98P31020
N430G00X0Z40M5G40G49
N440T0200
N450T0303;(铣4×R8矩形凹槽)
N460M3S1000
N470G00G43X0Y-31H03
N480G01Z29.5F60
N490M98P10030
N500G91W-3
N510M98P10030
N520W-3
N530M98P10030
N540G90G00G40G49M05
N550T0300
N560M03S800T0404;(铣∠28.8º台阶面)
N570G00G41G43X90Y5.47H04
N580G01Z29.5
N590X67.75Y-35
N600X59.75Y-43
N610X-59.75
N620X-67.75Y-35
N630X-90Y5.47
N640Y-60
N650X90
N660Y5.47
N670G00Z80G40G49M05
N680T0400
N690T0505M03S800;(铣12×17矩形半圆凹槽)
N700G00X-34Y70
N710G43Z29.5H05
N720M90P10040
N730G91W-2
N740M98P10040
N750W-2
N760M98O10040
N770G00Z50G40G49M05
N780T0500
N790T0606M03S1000;(铣R130mm圆弧凸台)
N800G00G43X40Y55H06
N810G18G41G01Z29.5F60
N820G02X-10Z29.5R130
N830G03X60Z29.5R130
N840G00Z50
N850X0Y0G40G49M05
N860T0600
N870T0707G17G80;(钻φ30mm、φ15mm定位中心孔)
N880G00X0Y18
N890M3S1000
N900G43Z45H07M08
N910G99G82Z26.5R5F100
N920X2Y-50
N930G80G00Z50
N940M09M05
N950T0808;(钻φ30mm孔)
N960G90G00X0Y18
N970M3S1200
N980G43Z5H08
N990G99G83Z0R5Q3F120
N1000G80G00Z50
N1010M09M05
N1020T0909;(钻φ15mm孔)
N1030G00X2Y-50
N1040M3S1000
N1050G43Z45H09
N1060G99G83Z0R5Q3F200
N1070G80G00Z50
N1080M09M05
N1090G00X0Y0
N1100M30
子程序:
P0010
N10G00Z29.5
N20G01X160F200
N30G00Z45
N40M99
P0020
N10G00G41X50Y-60
N20G91W-3
N30G90G03X-50Y-60R50
N40G01X50F60
N50G00Y-70
N60M99
P0030
N10G01X67.75Y-31F60
N20Y-27
N30G90G03X-50Y-60R50
N40G01X50F60
N50G00Y-70
N60G01X-67.75Y-19R8
N70G03X-59.75Y-43F60
N80G01X59.75Y-43F60
N90G03X67.75Y-35R8
N100G01Y-31F60
N110X-67.75
N120G00X0Y-31
N130M99
六、数控车、铣床程序仿真结果
6.1、数控车床程序仿真结果
6.2、数控铣床程序仿真结果
七、设计总结
课程设计是大学学习的一个重要组成部分,每一名大学生都应该认真努力去完成,它是对我们学习成果的综合性总结和检阅。
在老师耐心的指导下,经过两周的努力,我顺利的完成了这次课程设计。
在做设计的过程中我翻阅了大量相关知识,我更加完善了自己的专业知识,把以往没有学会的知识重新学会,把学过的知识再次温习了一遍,进一步的巩固了自己的专业知识。
通过对数控加工技术的学习,不仅学会了相关的知识,也使我更加认识到数控这个新兴的行业在现代工业中的重要地位,大量的高精度零件、配件离不开数控,高精度的模具设计更是离不开数控加工中心,随着经济的发展,社会的进步更加高科技的五轴、六轴联动加工中心已经出现,它能加工出更多以往无法加工出的模具。
我们马上就要做毕业设计了,再过几个月也要步入社会了。
数控加工的学习使我巩固了以往所学的机械专业的知识,也为以后的毕业设计打下了坚实的基础,我相信我能够做好毕业设计,顺利的走出校门,进入社会这个大熔炉中去打拼、去锻炼。
参考书及资料目录
[1].《机械制造技术基础》高等教育出版社张世昌李旦高航主编
[2].《数控加工技术》机械工业出版社王令其、张思弟主编
[3].《机械工程及自动化简明设计手册》机械工业出版社叶伟昌主编
[4].《数控编程与加工技术》大连理工大学出版社马立克、张丽华主编
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- 数控 第六 课程设计