10级《数控加工工艺》课程设计

10级︽数控加工工艺与装备︾课程课程设计要求：1、每班学习委员按学生实际情况将班级分成五组。并选定一人任组长。2、每组按随机选定的设计题目按质、按量、按时完成设计任务。3、每天设计时间：上午8:00——11:00下午2:40——17:004、各组组长要按选定的题目制定《设计进程规划书》，并上报指导教师同意。指导教师要在进程书上按每天的设计预置任务栏签字。各组组长每天按书进行设计任务分配与设计工作安排。5、每天上下午各组组长提前五分钟点名考勤；结束后对各组员每天的上下午工作段进行设计工作内容检查及签到。6、设计时间按规定为五天。个别组可由设计题目的难度适当延长一天。7、设计阶段，各组组员在预定地点（机电楼空教室。每室2组。按进程书自定的教室）按质、按量、按时完成设计具体任务。8、设计期间个别组员因事不能按时出勤的，要履行请假手续，说明请假原因。各组组长与设计教师要严格履行设计期间的考勤制度。凡设计期间生员的请假要求，设计教师和各组组长共同签字方有效。9、对无故缺勤及请假次数二次及以上者，取消设计资格。该科考核成绩以零分计。10、设计期间，指导教师要来回巡视。发现问题及时帮助设计生员解决问题并携同各组组长做好设计保障工作。11、设计组委会成员：组长：张杰瑜、刘永富、黄红兵指导教师：孙怀陵、马辉机械教研室2012年6月设计题目：一、材料为45#，无热处理及硬度要求二、材料为45#，无热处理及硬度要求三、材料为45#，无热处理及硬度要求1.61.61.61.6四、材料为45#，无热处理及硬度要求五、材料为45#，无热处理及硬度要求六、材料为45#，无热处理及硬度要求设计样板六安职业技术学院数控加工工艺与装备课程设计设计说明书题目轴类零件加工班级姓名组级学号成绩指导教师20××年×月×日目录第一章任务书-------------------------------------------------1第二章设计内容----------------------------------------------2一零件图分析--------------------------------------------2二工艺措施的拟定--------------------------------------4三加工路线及进给路线------------------------------4四刀具选择:---------------------------------------------8五数控加工刀具卡-------------------------------------8六切削用量的选择------------------------------------9第三章数控工艺卡片--------------------------------------11一数控加工工序卡------------------------------------11二数字处理---------------------------------------------12三数控加工程序单------------------------------------13第四章小组总结--------------------------------------------15第五章参考文献-------------------------------------------17第六章设计个人总结-------------------------------------18（个人总结每人由设计感受另写。）任务书设计题目：轴类零件加工设计零件图：材料为45#热轧，无热处理及硬度要求及表面质量要求1设计内容一,零件图工艺分析：1、零件成型组成表面；零件由圆柱面、逆圆弧和螺纹等几部分组成,系数控加工可选的内容。2、零件尺寸标注完整\轮廓表达清晰、零件结构合理。3、尺寸精度保证；图形上尺寸均为IT8级，用数控车床自身精度均可保证，编程时尺寸去基本尺寸即可.4、材料的选取；选用45#钢(热轧)，无热处理及硬度要求；材料切削加工工艺性良好。5、各成型表面连接复杂程度中等，加工连续时间不长，不须用可转位刀片，用一般硬质合金刀即可。由零件图分析,加工此零件可得出两种方案。2加工方案一:加工路线；1，在普床上完成整外圆平端面：左端ø50，切槽ø30×5(夹持端槽)，右端ø80。2、加工中，从右往左，R35至40。3、从左往右，GF段，ø36至30。4、车ø40段的ø30×5槽。5、车M36×4螺纹。6、去夹持端。7、将对中点用油砂纸抹平。3加工方案二:加工路线；1、在普通机床上整外圆平端面，完成轴段ø80×130。2、加工中,从右向左,右端设置中心孔。3、先车ø40×35轴段。4、车R35圆弧。5、车ø30×5槽。6、车削螺纹.7、去夹持端。加工时选择方案二二,工艺措施的拟定：1、图样上没有特别的精度要求，一般取表面精度为七级精度，使用中等精度数控CJK6140即可.保证零件的加工要求，编程时不用平均值编程直接用基本尺寸代入。2、选取毛坯，为符合加工要求，取ø80×130mm的热轧45#圆钢。3、数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工，先使之获得ø80的外圆，从而获得工件的回转轴线；然后再平端面，获得工件的长度基准。4、装夹方法；用三爪自定心卡盘夹持坐左端，并留有足够的夹持长度（20毫米），右端用顶尖固定。如下图所示；4(装夹示意图)5、定位基准：端面基准设为左端面，回转基准设为轴线；设计基准、定位基准与工艺基准三者要重合，以防止基准不重合，影响加工精度；在相应加工之前基准端面要先行加工。综上所述，在普床上先平端面，加工外圆去除表面的余量达到要求，完成坯料；然后把工件放在数控车床上用三爪自定心卡盘夹持左端，并留有足够的夹持长度（20毫米的夹持端），右端用顶尖固定再由工艺设计内容依次加工圆柱、圆弧、退刀槽及螺纹，最后用切割刀割断即可完成。三．加工路线及进给路线：1．零件的加工顺序：先车平面，然后遵守由粗到精，从左到右（先近后远的加工原则；加工时从左到右粗车各面，粗车时留精车加工余量0.25mm，由于螺纹系易损面，应后加工，最后用切割刀切断。2．进给路线：A．CJK6140车床具有粗车循环及螺纹的自动加工功能，加工时依据程序去自动完成。循环加工时，依零件外轮廓的引入段及延伸尺寸要足够。B．对精加工，依零件外轮廓走刀一次完成精余量的切除。C．螺纹走刀次数的确定:分九次走刀,切削深度依次为：1.5,0.8,0.6,0.6,0.4,0.4.0.4,0.3,0.2(最后重复一次去光刀去铁屑)。3．走刀路线图：（1）图a为外轮廓走刀路线图。（2）图b为精车走刀路线图。（3）图c为切槽走刀路线图。（4）图d为螺纹切削走刀路线图。5（图a）粗车外轮廓走刀路线图（图b）精车外轮廓走刀路线图6（图c）切槽走刀路线（图d）螺纹切削走刀路线7四.刀具选择:刀具材料为硬质合金:1．粗车时循环车削轮廓——取一般硬质合金90°右偏刀,从右到左依次车轮廓,为防涉取K′r=35°,取刀杆直径D=20mm×20mm。2．精车轮廓时——取硬质合金90°右偏刀，取K′r=35°取刀杆直径D=20mm×20mm。为保证刀尖圆角半径rε小于结构上最小圆弧半径，取rε=0.15--0.2mm。3．切槽刀——切削刃宽为5mm，取刀柄D=20mm×20mm。4．螺纹刀——使用60°外螺纹硬质合金刀，取刀柄D=20mm×20mm。5．切割刀——切削刃宽为4mm，取刀柄D=25mm×25mm。6．将以上所选定的刀具参数填入以下数控加工刀具卡。见下表数控加工刀具卡产品的名称及代号零件轴零件名称零件轴图号A4序号刀具号刀具规格及名称数量加工表面备注1T0192°硬质合金外圆刀1粗车外表面及平端面右偏刀K′r=35°2T0292°硬质合金外圆刀1精车外表面右偏刀K′r=35°3T03宽度为5mm的切槽刀1切退槽刀宽5mm4T0460°硬质合金螺纹刀1螺纹外螺纹5T05切割刀1切断宽4mm6T06GB/T4459-51打中心孔编制审核批准共页共页8五:切削用量的选择:1．背吃刀量ap:(查参考文献2：P133表4-2、P136表4-3)(1).粗车循环:45#钢,经过热轧ap=2～6mm,取ap=3mm,精车余量:ap=0.25mm.(2).螺纹循环:粗车ap=1.5mm,循环退刀依次减少.精车余量ap=0.2mm.2.主轴转速（查参考文献2：P136表4-3并参阅机床手册中“主轴转速”）该零件的加工面由圆柱,圆弧,螺纹等表面组成.因为工件材料为45#中碳钢,尺寸较小.为保证表面精度要求选取切削速度范围为:Vc=90～160m/min.8(1).外轮廓加工:粗加工:Vc=211090=100m/min降20%取Vc=80m/minN=803100080=400r/min精加工:Vc=2160130=145m/min降20%取Vc=110m/minn=平均d3141000110=5014.21000110=960r/min(2).螺纹加工:n=960/4-80=160r/minap粗=1.5mm逐刀减少ap精=0.2mm(3).端面,切槽切割加工:n=400r/min3.进给速度fV的计算----fV=fn(参考文献2：P138表4-4)(1).外轮廓:粗车:取f=0.4mm/rfV=0.4×400=160mm/min精车:取f=0.15mm/rfV=0.15×960=140mm/min(2).螺纹加工:fV=sf=160×4=640mm/min9(3).端面,切槽:fV=120mm/min切端面时可适当加大,f取0.5mm/r,则fV端面=200mm/min根据上面的计算可得结果表如下：ap(mm)N(r/mm)Vc(m/min)f(mm/r)fV(mm/min)车削粗车3400800.4160精车0.259601100.15140螺纹粗螺纹1.5160640精螺纹0.2160640切割1.54000.3120切槽1.54000.3120切端面0.54000.5200104.综合前面分析的各项内容并将其填入数控加工工艺卡片.数控加工工序卡片单位名称数控0603产品名称或代号零件名称零件图号零件轴零件轴A4工序号程序偏号夹具名称使用设备车间O01O0603三爪自定心卡盘CJK6140数控车床数控加工中心工号工步内容刀具号刀具规格主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm)备注1车端面T0120×304002000.5手动2打中心孔T06GB/T4459-59602.0手动3从右到左粗车各面T0120×304001603自动4从右到左精车各面T0220×309601400.25自动5切槽T0320×204001201.5自动6粗车螺纹T0420×204006401.5自动7精车螺纹T0420×204006400.2自动8切割T0520×254001201.5手动9用浸油沙纸打磨切割面保证Ra3.2编制审核批准共页共页11六.数字处理:1.将编程原点选在图形的最右端Op处,避免基准不重合时带来的误差,而且毋须进行尺寸链换算.2.由于精度要求不高,编程时直接用基本尺寸处理.3.确定M36×4mm螺纹牙底直径及牙深.(1).计算螺纹牙底直径及牙深的计算:牙深=0.6495p=0.6495×4=2.598mm螺纹牙底直径=大径-2×牙深=36-2×0.6495×4=30.804mm(2).螺纹走刀次数的确定:分九次走刀,切削深度依次为1.5,0.8,0.6,0.6,0.4,0.4.0.4,0.3,0.2(最后重复一次去光刀去铁屑。(3).螺纹切削次数参考表(附表一)附表1：普通螺纹切削深度及走刀次数参数表普通螺纹牙深=0.6495P:螺距螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削深度及走刀次数1次0.70.80.91.01.21.5