数控加工说明书

长春师范大学课程设计说明书课程设计名称：《数控编程》课程设计专业：车辆工程学号：1324440134学生姓名：宋富强指导教师：徐晶长春师范大学课程设计说明书1目录1.前言...................................................21.1课程设计的任务和作用.......................................21.2课程设计的要求和目的.......................................32.设计内容...............................................33.设计步骤...............................................43.1零件结构工艺分析、毛坯的确定................................43.2加工方案选择................................................43.3刀具的选择..................................................53.4确定切削用量................................................63.5数控加工工序卡片............................................63.6确定工件坐标系、对刀点......................................83.7编写程序....................................................84.结语...................................................95.参考文献..............................................9长春师范大学课程设计说明书21.前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。1.1课程设计的任务和作用本课程设计是在《数控编程技术》理论课程学习完后进行。《数控编程技术》是机械设计制造及自动化专业必修的主干专业课之一，对实际应用能力要求很高；通过该课程设计使学生进一步掌握和消化数控机床基本内容，了解数控机床编程的特点和步骤，深化工艺处理技术和编程方法，通过调试，掌握一种数控机床的操作方法和实际动手能力，为今后从事数控领域工作打下扎实基础。长春师范大学课程设计说明书31.2课程设计的要求和目的通过数控编程与加工课程设计，掌握利用所说学知识对被加工工件进行数控加工工艺分析、编制加工程序及确定加工方法等设计过程、内容、方法及手段。培养学生综合利用多学科知识独立进行设计的能力，充分发挥学生的主观能动性，提高自主创新，团结合作、组织协调能力以及专业软件和计算机的应用能力等，为后续毕业设计奠定基础。2.设计内容用数控车床加工加工下图所示零件：工件图1长春师范大学课程设计说明书43设计步骤3.1零件结构工艺分析、毛坯的确定3.11.零件图的分析该零件表面由圆柱、、圆锥、槽、等表面组成。尺寸标注完整，选用该零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等表面组成。3.12.毛胚的确定尺寸标注完整，选用毛坯为45#钢，Φ55mm×150mm，无热处理和硬度要求。3.2加工方案选择加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。在轮廓线上，有个锥度10度坐标P1、和一处圆弧切点P2，在编程时要求出其坐标，P1（45.29，75）P2（35，56.46）。通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。长春师范大学课程设计说明书5预备加工---车端面---粗车右端轮廓---精车右端轮廓---切槽---工件调头---车端面---粗车左端轮廓---精车左端轮廓---切退刀槽3.3刀具的选择刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15-30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒）数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。长春师范大学课程设计说明书63.4确定切削用量数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能最大限度提高生产率，降低成本。查阅《切削用量简明手册》，确定切削用量如下：主轴转速1000r/min，切削深度（背吃刀量）1mm，进给量0.8mm/r主轴转速s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗车外圆10000.81切槽1150.043.5数控加工工序卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号典型轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O1111三爪自定心卡盘Cjk6032数控车间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/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度防型刀8000.11.5自动3精车外圆轮廓T0290度防型刀8000.050.2自动4切槽T03切槽刀1150.04自动长春师范大学课程设计说明书7工序号程序编号夹具名称使用设备车间00202222三爪自定心卡盘Cjk6032数控车间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/r背吃刀量mm备注1车端面T0145度刀5000.1手动2粗车外轮廓T0290度防型刀8000.11.5自动3精车外圆轮廓T0290度防型刀8000.050.2自动4切退刀槽T03切槽刀1150.04自动5粗车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.4自动6精车螺纹T0460度外螺纹刀701.50.1自动编制审核批准年月日共页第页3.6确定工件坐标系、对刀点长春师范大学课程设计说明书83.7编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：O2222T0202M03S800；换2号外圆刀主轴1000r/minG00X55Z2；刀具起切的安全点G71U1.5R1P01Q02X0.2Z0.08F80；外径粗精车循环N01G00X50Z2；精车循环开始G01X0Z0F40；开始加工G01X24.7Z0C2；倒角G01Z-33；车Φ25G01X52Z-33C2；倒角N02G01Z-35；精车循环结束G00X100Z100；换刀点M05；主轴停止M30；程序结束T0303M03S115；换3号切槽刀G00X30Z2；刀具起切的安全点G00Z-28；切槽切入点G01X21F5；切槽G01X30F20；退刀G00X50Z100；回换刀点M05；主轴停止M30；程序结束T0404M03S70；换4号螺纹刀G00X25Z2；刀具起始安全点G76C1A60X23.056Z-26K0.974U0.1V0.1Q0.4F1.5;螺纹车削循环,C为精车次数,螺纹刀具角度,X为最终螺纹X轴小径,Z为最终螺纹Z轴长度,,K为牙型高,U精加工余量,V最大加工量,Q第一刀最大背吃刀量,F为导程.G01X40；退刀G00X100Z100；回换刀点长春师范大学课程设计说明书9M05；主轴停止M30；程序结束4.设计心得在数控车削加工中经常遇到的轴类零件,本设计论文中采用含螺纹零件进行编程设计,在螺纹车削编程中要注意,数控车床主轴上必须安装有脉冲编码器测定主轴实际转速,从而实现主轴转一转刀具进给一个螺纹导程的同步运动,从螺纹粗车到精车,主轴的转速必须保持不变.该特殊轴零件结构