数控专项设计.docx
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数控专项设计
HefeiUniversity
课程设计
COURSEPROJECT
题目:
数控编程专项设计
系别:
机械工程系
专业:
机械设计制造及自动化
学制:
四年
姓名:
李森
学号:
1306011026
导师:
姜海
2015年12月14日
目录
1设计题目及要求1
2加工工艺方案设计1
2.1加工方式选择1
2.2加工工序设计1
2.3走刀路线设计2
3刀具的选择3
4切削用量的选择4
5数控切削程序的编写4
6设计总结6
7参考文献7
1设计题目及要求
加工如下图所示轴类零件,编写零件的数控车削加工程序。
其中,零件毛坯为¢53mm的热轧45号圆钢棒料,备料时已用锯床锯成152mm长的段料,两端面各留1mm加工余量。
2加工工艺方案设计
2.1加工方式选择
该零件表面由圆柱面、圆弧面、螺纹面,槽等表面组成。
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,且长径比较大,所以适合用卧式数控车床加工。
分为粗加工阶段、精加工阶段完成加工。
2.2加工工序设计
如上图所示轴,其工艺过程包括以下加工内容:
车端面,②车大外圆,
车左端小外圆,
小外圆倒角及左端大外圆倒圆角,
车圆弧,
车右端小外圆,
车右端小外圆倒角及大外圆圆角
车退刀槽,
车螺纹。
因此可将工序分为:
工序1:
用三爪卡盘夹紧工件一端,车削2×45°的倒角,加工φ20X18mm圆柱,倒R3圆角,加工φ50X12mm圆柱,车R20mm圆弧,车φ50X27mm圆柱。
工序2:
用三爪卡盘夹紧工件另一端,车削2×45°的倒角,车螺纹外圆,倒R10圆角,车7×φ22mm沟槽,车削M30×2mm外螺纹。
2.3走刀路线设计
1)工序一:
先用复合循环若干次一层层加工,逐渐靠近由C—D—E—F—G—H等基点组成的回转面。
后两次循环的走刀路线都与A—B—C—D—E—F—G—H—I—A相似。
完成粗加工后,精加工的走刀路线是A—B—C—D—E—F—G—H—I—A,如图1示。
图1
2)工序二:
①先用复合循环若干次一层层加工,逐渐靠近由C—D—E等基点组成的回转面。
后两次循环的走刀路线都与A—B—C—D—E—F—A相似。
完成粗加工后,精加工的走刀路线是A—B—C—D—E—F—A,如图2实线所示。
②切槽刀切槽路线A—H—G—H—A,如图2虚线所示。
③外螺纹车刀车螺纹循环路线A—I—C—D—A,如图2虚线所示
图2
3刀具的选择
因为零件尺寸较小,切削余量不大,粗、精加工可用同一刀具。
由于端面切削余量小,可和外圆一起选用的
外圆车刀,减少了换刀次数。
刀具为焊接式硬质合金外圆车刀,刀片材料为YT15,刀杆截面尺寸为
。
车削螺纹选用外螺纹车刀,刀具材料为YT15,为保证螺纹牙深度,刀尖应小于轮廓最小圆弧半径
。
车退刀槽选用割槽刀,刀具材料为YT15。
刀具选择如下表所示
序号
刀具号
刀具规格名称
加工表面
备注
1
T01
外圆车刀
粗、精车外圆轮廓,车端面
2
T02
割槽刀
车退刀槽
3
T03
外螺纹车刀
车外螺纹
刀具布置图如下
4切削用量的选择
根据工件材料、硬度、刀具材料、机床等因素考虑切削用量,一般由经验确定。
此次我们根据工件表面质量要求,同时参考《机械制造技术基础》课本中表3-21表3-22表3-23合理选择切削用量。
切削用量选择
主轴转速s/(r/min)
进给量f/(mm/r)
背吃刀量ap/mm
粗车外圆
500
0.15
3.0
精车外圆
1000
0.15
0.2
车螺纹
200
2.0
0.5
切槽
315
0.2
5数控切削程序的编写
试切法对刀:
在数控加工中,工件坐标系确定后,还要确定刀尖点在工件坐标系中的位置,即通常所说的对刀问题。
在数控车床上,目前常用的对刀方法为试切对刀法。
将工件安装好之后,先用MDI方式操作机床,用已选好的刀具将工件端面车一刀,然后保持刀具在纵向(Z)尺寸不变,沿横向(x)退刀。
当取工件右端面O为工件原点时,对刀输入为Z0,如图3-4(a)用同样的方法,再将工件的表面车一刀,然后保持刀具在横向上的尺寸不变,从纵向退刀,停止主轴转动,再量出工件车削后的直径如图3-4(b)根据长度和直径,既可确定刀具在工件坐标系中的位置。
其他各刀都需要进行以上操作,从而确定每把刀具在工件坐标系中的位置。
在对刀时将两端面1mm的余量切除,选取工件右端中心点为工件坐标原点。
程序如下:
O0001
N10G50X150.0Z50.0;工件坐标系设定
N20S1000T0102M03;换1号刀
N30G71U3.0R1.0;定义粗车循环,切削深度为3mm,退刀量为1mm
N35G71P40Q110U4.0W2.0F0.3S500;
N40G00X12.0Z2.0S1000M08;至工件前端
N50G01X20.0Z-2.0F0.15;倒角
N60Z-18.0;车φ20外圆
N70X44.0;车台阶
N80G03U6.0W-3.0R3.0;倒圆角
N90G01Z-30.0;车φ50外圆
N100G02W-26.0R20.0;车R20圆弧
N110G01W-27.0;车φ50外圆
N120G70P40Q110;精车循环
N130X55.0;横向退刀
N140G00X150.0Z50.0M09;退刀
N150M00;停止,掉头车另一端
N160G50X150.0Z50.0;重新设立坐标系
N170S1000M03;
N180G71U3.0R1.0;定义粗车循环,切削深度为3mm,退刀量为1mm
N185G71P190Q220U4.0W2.0F0.3S500;
N190G00X22.0Z2.0M08;
N200G01X30.0Z-2.0F0.15;倒角
N210Z-67.0;车螺纹外圆
N220G03U20.0W-10.0R10.0;倒R10圆角
N230G70P190Q220;精车循环
N240X55.0;
N250G00X150.0Z50.0T0100M09;退刀
N260G30U0W0T0201;换2号刀
N270S500M03;
N280G00X35.0Z-67.0M08;
N290G01X22.0F0.2;车退刀槽
N300G04O5.0;暂停5S
N310G00X35.0;
N320X150.0Z50.0T0200M09;退刀
N330G30U0W0T0301;换3号刀
N340S200M03;
N350G00X35.0Z5.0M08;快速接近车螺纹进给起点
N360G92X29.0Z-60.0F2.0;螺纹车削循环,螺距为2mm
N370X28.5;螺纹车削循环,螺距为2mm
N380X28.0;螺纹车削循环,螺距为2mm
N390X27.84;螺纹车削循环,螺距为2mm
N400G00X150.0Z50.0T0300M09;取消刀补,返回起刀点
N410M05;
N420M30;
6设计总结
在设计过程中,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,有螺纹、倒角、圆弧、槽等。
该编程中螺纹车削采用螺纹加工循环指令G76,同时粗车时还运用多重复合循环指令G71,用这些指令编程可以不用写那么多步程序,较为方便省时。
经过此次试验,我进一步了解了数控加工制造的特点,进一步熟悉了设计流程,对数控编程又有了进一步的了解。
感谢老师对这次作业的布置,使得我们加深了对数控技术各方面的特性的了解,为我们今后的就业之路奠定了基石。
7参考文献
[1]陈薇芳,王宏涛.机床数控技术及应用[M]科学出版社,2008
[2]赵雪松,任小中,赵晓芬.机械制造技术基础[M]华中科技大学出版社2012