凸轮板课程设计.docx
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凸轮板课程设计.docx
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凸轮板课程设计
数控加工编程课程设计任务书
设计题目:
凸轮板零件数控加工程序设计
设计内容:
1、零件图工艺分析及绘制
2、编制零件数控加工工艺规程
3、绘制数控编程坐标系
4、编制零件数控加工程序
5、#数控加工程序仿真校验#
6、编写课程设计说明书
时间安排:
1、零件图绘制及零件图工艺分析1天
2、编制零件数控加工工艺规程1天
3、编制零件数控加工程序1天
4、#数控加工程序调试及仿真校验#0.5天
5、编写课程设计说明书1天
6、答辩0.5天
指导教师:
专业负责人:
主管院长:
年月日
前言
从20世纪中叶数控技术出现以来,数控铣床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控铣床加工具有如下特点:
加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控铣床是一种高度机电一体化的产品,适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控铣床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体,是典型的机电一体化产品,它的发展和运用,开创了制造业的新时代,改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式,使世界制造业的格局发生了巨大变化。
现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等,都是建立在数控技术之上。
数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志,实现加工机床及生产过程数控化,已经成为当今制造业的发展方向。
数控铣床具有广泛的适应性,加工对象改变时只需要改变输入的程序指令;加工性能比一般自动机床高,可以精确加工复杂型面,因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件,并能获得良好的经济效果。
随着数控技术的发展,采用数控系统的机床品种日益增多,有铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。
此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等
,世界各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
在我国,数控技术与装备的发展亦得到了高度重视,近年来取得了相当大的进步,特别是在通用微机数控领域,基于PC平台的国产数控系统,已经走在了世界前列。
前言
1.设计题目……………………………………………………1
2.任务方案确定………………………………………………2
3.零件数控加工刀具卡片……………………………………3
4.数控加工工艺卡片…………………………………………4
5.绘制数控编程坐标系………………………………………5
6.编写零件的数控加工程序…………………………………6
7.设计小结……………………………………………………11
8.参考文献……………………………………………………12
1.设计题目
12.要求:
1.编写零件的数控加工工艺规程,保证图纸工艺要求,确定切削用量(查手册);
2.编写所用刀具卡片;
3.编写零件凸轮槽和上平面的粗、精加工程序。
并编写各孔的钻孔加工程序;
*4.数控程序调试;
12工件材料A3钢,毛坯尺寸自拟,零件名称:
凸轮板
2.任务方案确定
编制如图所示零件加工程序,毛坯为260×130×20的A3钢。
加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。
按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序。
粗铣下表面——精铣下表面——钻孔——粗铣台阶面——精铣台阶面——铣凸轮槽——铣外轮廓——铣阶梯孔
数控机床的选择
因零件内部有孔加工,故选择XK5040A型数控立式铣床,采用FANVC-3MA系统。
S:
80-3500r/min工作台面:
1180mm×280mm
F:
0-0.8m/min工作台纵向行程:
830mm
δ:
0.004mm主轴套筒行程:
170mm
定位精度±0.05mm/318mm
重复定位精度:
±0.018mm
主电机:
7.5kw
加工工序的划分:
第一次装夹:
加工基准面(下表面),毛坯厚度为20mm。
分两次加工次加工,第一次铣削0.7mm,第二次铣削0.3mm。
而后钻4个小孔和1个大孔。
第二次装夹:
将零件翻过来。
加工零件的上表面,实现定位后,铣削外轮廓。
外轮廓的加工分为两道工序:
1.对上表面进行粗铣——精铣,2、粗精铣侧面。
第三次装夹:
加工阶梯孔。
零件的定位基准的装夹方式:
定位基准“一面两孔”定位。
即用下底面和两个孔作定位基准。
先初步确定两孔位置。
钻出两个孔,铣下表面,而后在零件下加个垫片。
用虎口钳夹住工件,先用不同的钻头分别钻出φ16mmφ18mm的孔径。
再用铣刀完成对工件的铣削,最后铣削阶梯孔。
第一次装夹:
选用平口钳夹紧。
第二次装夹:
采用典型的“一面两孔”定位方式,用销夹紧工件。
第三次装夹:
选用平口钳夹紧。
刀具与切削用量:
第一次装夹:
平面铣削上下表面时,用硬质合金端面铣刀,进行切削,分两次完成平面加工。
第一次铣削0.7mm,第二次铣削0.3mm。
完成后,分别钻4个φ16mm的孔,在零件中心用φ18mm的钻头钻中心孔。
第二次装夹:
在加工凸轮槽外表面时,由于切削量大,采用多次进刀进行切削,来避免一次进刀量过大而导致的刀具磨损。
粗铣后再进行精铣,以达到表面精度要求。
第三次装夹:
用φ20mm的铣刀,在φ16mm内孔上铣阶梯孔,深度为2mm。
在零件中点用φ33mm的铣刀在内孔上铣出φ33mm高为6mm的阶梯孔,以完成钻孔的加工程序。
铣削的主轴转速按教材P214式(5-2):
n=Vc/(πd),进给速度按式(5-1)F=fz·n·z计算。
3.零件数控加工刀具卡片
产品名称或代号
刀具
工步
刀具号
刀具规格名称
数量
半径(mm)
加工表面
备注
1
T1
硬质合金端面铣刀φ100mm
1
50
上下表面
2
T2
直柄立铣刀
φ10mm
1
5
台阶面
3
T3
高速钢φ18mm钻头
1
通孔
4
T4
硬质合金立铣刀φ33mm
1
16.5
阶梯孔
5
T5
高速钢φ16mm钻头
1
通孔
6
T6
硬质合金立铣刀φ20mm
1
10
阶梯孔
4数控加工工艺卡片
工厂
数控加工工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号
凸轮板
A3钢
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
平口钳
立式铣床
工步
加工内容
加工面
刀具号
刀具规格
主轴转速(r/min)
进给速度
(mm/min)
切削深度
1
粗铣下表面
下表面
T1
φ100mm
300
180
0.7
2
精铣下表面
下表面
T1
φ100mm
300
180
0.3
3
钻中心孔
内孔
T3
φ18mm
400
80
20.0
4
钻4×
φ16mm孔
内孔
T5
φ16mm
400
80
20.0
5
粗铣台阶面
上表面
T2
φ10mm
2000
600
3.5
6
精铣台阶面外形
上表面
T2
φ10mm
2000
600
0.5
7
粗铣凸轮槽
上表面
T2
φ10mm
2000
600
4.0
8
精铣凸轮槽
上表面
T2
φ10mm
2000
600
4.0
9
铣外轮廓
侧面
T2
φ10mm
2000
600
2.5
10
铣中心孔
阶梯孔
内孔
T4
φ33mm
1000
300
6.0
11
铣阶梯孔
内孔
T6
φ20mm
1500
450
2.0
编制
审核
批准
共1页
5.绘制数控编程坐标系
凸轮板是一个平面凸轮,它都是由圆弧与圆弧相切组成的。
用手工编制加工该凸轮的程序的主要问题是计算各切点的坐标值。
(前边为大写字母,后几个为小写字母)
坐标点的位置`
A(19.49,0)B(29.49,-5)C(39.69,-5)D(33.81,-20.93)
E(25.46,-25.46)F(20.93,-33.81)G(5,-39.69)H(5,-29.49)
I(0,-19.49)J(-5,-29.49)K(-5,-39.69)L(-20.93,-33.81)
M(-25.46,-25.46)N(-33.81,-20.93)O(-39.69,-5)P(-29.49,-5)
Q(-19.49,0)R(-29.49,5)S(-39.69,5)T(-33.81,20.93)
U(-25.46,25.46)V(-20.93,33.81)W(-5,39.69)X(-5,29.49)
Y(0,19.49)Z(5,29.49)a(5,39.69)b(20.93,33.81)
c(25.46,25.46)d(33.81,20.93)e(39.69,5)f(29.49,5)
6.编写零件的数控加工程序
N01G54G90X0Y0Z20T0101;上表面
N02G17X-50Y6.5;
N03M03S1000;
N04G00Z4;
N05G01Z-4F80;
N06F42G01X15.8Y0;
N07G03Y-12R6;
N08G01X15.8Y0;
N09G03X3.5Y-10.5R50;
N10G03X20.7Y-25.5R50I-75.3J-60.7;
N11X19Y-7.5R50;
N12G01Y15.8;
N13G03X12R6;
N14G01X0Y-15.8;
N15G03X19Y7.5R50;
N16G03X20.7Y25.5R50I72.3J-60.7;
N17G03X3.5Y10.5R50;
N18G07X-15.8;
N19G03Y12R6;
N20G01X15.8;
N21G03X-3.5Y10.5R50;
N22G03X-20.7Y-20.5R50I72.3J60.7;
N23G03X-19Y7.5R50;
N24G01X0Y-15.8;
N25G03X-12R6;
N26G01X0Y15.8;
N27G03X-19Y-7.5R50;
N28G03X-20.7Y-20.5R50I72.36J60.7;
N29G03X-3.5Y-10.3R50;
N30G01X15.8;
N31G03X12R6;
N32G01X-13;
N33G01G40Z20;
N34G00X0Y0M05;
N35M02
N01T3M06;阶梯孔加工程序
N02M06;
N03G54G90G00X0Y0Z20T4;
N04M03S300;
N05G00Z5;
N06G011Z-20F60;
N07G00Z20M5;
N08M06T5;
N09M03S400;
N10G00Z5;
N11G01Z-9F60;
N12G00Z50M5;
N13M66T6;
N14M03S300;
N15G00Z0;
N16MCALLCYLLE82(90,0,-18,14,4);
N17L001;调用
N18MCALL;
N19G00Z20M5;
N20M05;
N21M03S400;
N22G00Z0;
N23MCALLCYLLE82(0,0,4,-6,2,4);
N24L001;
N25MCALL;
N26G00Z20M5;
N27M02
L001孔定位点子程序
N01X-70Y40;
N02X70Y40;
N03X-70Y-40;
N04X70Y40;
N05M17;
N01G54G90X0Y0Z20T0101;
N02G17X-50Y6.5;
N03M03S1000;
N04G00Z4;
N05G01Z-4F80;
N06F42G01X15.8Y0;
N07G03Y-12R6;
N08G01X15.8Y0;
N09G03X3.5Y-10.5R50;
N10G03X20.7Y-25.5R50I-75.3J-60.7;
N11X19Y-7.5R50;
N12G01Y15.8;
N13G03X12R6;
N14G01X0Y-15.8;
N15G03X19Y7.5R50;
N16G03X20.7Y25.5R50I72.3J-60.7;
N17G03X3.5Y10.5R50;
N18G07X-15.8;
N19G03Y12R6;
N20G01X15.8;
N21G03X-3.5Y10.5R50;
N22G03X-20.7Y-20.5R50I72.3J60.7;
N23G03X-19Y7.5R50;
N24G01X0Y-15.8;
N25G03X-14R7
N26G01Y15.8;
N27G03X-18.5Y-6.5I0J0;
N28G03X-21.2Y-25.5I27.3J60.7;
N29G03X-2.8Y10.5I0J0;
N30G01G40Z20;
N31G00X0Y0M05;
N32M02
7.设计小结
时间过的真快,一周的课程设计很快就结束了!
但是在这短短的一周时间我学得了很多的知识,受益非浅。
在老师和同学们的帮助下,我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。
经过设计中选择刀具,我对数控工具系统的特点和数控机床的刀具材料和使用范围有了更深刻的了解,基本掌握数控机床刀具的选用方法;经过设计加工工艺方案,进一步了解工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及数控机床用夹具的种类与特点,对教材中有关定位基准的选择原则与数控加工夹具的选择方法有了更深的理解;经过编制零件的加工程序,基本熟悉数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序的结构与格式,对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、辅助程序段的数值计算有了进一步的认识。
工艺设计、数值计算及程序编制的整个过程虽然任务比较繁重,但在设计过程中通过自己不断的学习,尤其是自主学习,克服了许多的难题。
在实训中使自己的眼界开阔了,实践水平得到提高。
为以后的工作打下坚实的实践基础,为自己的将来发展提供有利的支持。
在这次课程设计中自己学到了很多东西。
我要衷心的感谢老师的教导和帮助让我不再无知不再迷惘不再困惑,对未来也充满了信心。
参考文献
1.任晓虹,刘红军,许立福.数控编程技术及应用.北京:
国防工业出版社,2010.
2.杨建明.数控加工工艺与编程.北京:
北京理工大学出版社,2006.
3.崔元刚.数控机床技术应用.北京:
北京理工大学出版社,2006.
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