数控与编程课程设计说明书.docx
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数控与编程课程设计说明书
数控机床与编程课程设计说明书
设计题目：
轴类件数控加工课程设计
成绩
班级
学号
姓名
指导教师
封页……………………………………………………1
课程设计任务书………………………………………3
绪论……………………………………………………3
1.零件图分析…………………………………………5
2.零件总体工艺分析……………………………………7
2.1选毛胚…………………………………………7
2.2工艺分析…………………………………………7
2.3加工工艺路线…………………………………7
3.零件加工工艺过程卡………………………………7
4.刀具卡片…………………………………………8
5.数控加工内容……………………………………9
5.1工件的装夹………………………………………9
5.2装夹方式的选择……………………………………10
5.3确定数控车床………………………………………10
5.4设置刀点和换刀点…………………………………10
5.5程序编制……………………………………11
6.程序输入及机床操作……………………………………9
6.1程序输入以及调试…………………………………19
6.2程序校验……………………………………19
6.2.1数控加工仿真………………………………20
6.2.2机床的程序预演功能…………………………20
6.2.3抬刀空运行程序………………………………20
6.2.4首件试切………………………………20
6.3机床操作………………………………………20
6.3.1回零……………………………………21
6.3.2对刀…………………………………………21
6.3.3设置加工参数………………………………21
设计总结……………………………………………22
主要参考文献……………………………………………24
附工序卡和走刀图
课程设计任务书
设计要求：
1.绘制零件图
2.绘制三维立体图
3.零件机械加工工艺方案
4.数控加工工序卡一份
5.说明书一份
绪论
数控加工课程设计是在学完数控技术应用专业全部基础课程、技术基础课程和专业课程之后进行的，是在进入岗位实践之前，对所学课程的综合整理与应用，是一次理论联系实践的锻炼过程。
课程设计是适应性训练，其目的通过课程设计过程训练，锻炼分析问题和解决问题的能力。
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。
并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。
本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。
通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。
1.零件图分析
设计任务是一个组合件，由两部分组成。
零件图如下所示。
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。
对于右端曲面可以采用宏程序手工编程或者自动编程。
通过以上分析，考虑到加工的经济性和效率性最好的加工方式为车削，加工设备采用数控车床。
2.零件总体工艺分析
2.1选毛胚
零件为45号钢，刚性好。
直接按零件总长尺寸再加上端面余量后下料。
2.2加工工艺路线
下料--车外形--车5XΦ38两槽--精车内形--车螺—检验—入库
3加工工艺过程卡
工步
工艺内容
刀具
Ap（/mm）
n（r／min）
f（㎜/r）
1
粗、精加工工件左端外形
01
2
600
0.25
2
车5XΦ38两槽
02
0.5
800
0.15
3
用G71粗加工工件左端内形，用G70精加工工件左端内形
01
2
450
0.15
4
调头校正，手工车端面，保证总长95，钻中心孔，顶上顶尖。
5
用G71粗加工工件右端外形，用G70精加工工件右端外形
01
2
450
0.15
6
车4X￠24槽
02
0.5
800
0.15
7
用G76螺纹复合循环加工M27X1.5外螺纹
01
2
450
0.15
4.刀具卡片
刀具序号
刀补号
刀具名称
被加工表面
刀具参数
1
01
95度外圆车刀
粗精加工工件外形
刀尖角55度，刀尖圆弧半径0.2mm
2
02
切槽刀
加工5X38凹槽
刀尖角35度，刀尖圆弧半径0.2mm
3
04
外螺纹车刀
加工M27x1.5外螺纹
刀尖圆弧半径1.5mm
5.数控加工内容
5.1工件的装夹
定位基准的选择
在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。
定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。
合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。
定位基准的选择原则
1）基准重合原则。
为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。
便于装夹的原则。
所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。
便于对刀的原则。
批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。
所以本工件选取底面和左端面为定位基准
5.2装夹方式的选择
为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。
合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。
这里选择工艺板进行夹紧
5.3确定数控车床
FANUCOi数控车床
5.4设置刀点和换刀点
刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?
所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。
此起始点一般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。
在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。
对刀点设置原则是:
便于数值处理和简化程序编制。
易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。
对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。
实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。
所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。
平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点。
球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。
用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。
而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。
加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。
所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。
5.5程序编制
件1左端加工程序：
00001
N10G98
N20M03S800T0101
N30GOOX46.5Z3
N40G01Z-35F150
N50G00X100Z50
N60M05
M70M00
N80S1500M03F80T0101
N90GOOX51Z2
N100G01X44Z0
N110X46Z-1
N120Z-35
N130G00X100Z50
N140M05
N150M00
N160T0303S600M03F25
N170G00X50Z-22
N180G01X38.2
N190G00X50
N200Z-21
N210G01X38
N220Z-22
N230G00x50
N240Z-12
N250G01X38.2
N260G00X50
N270Z-11
N280G01X38
N290Z-12
N300GOOX100
N310Z50
N320M05
N330M00
N340M03S800T0404
N350G00X19.5Z5
N360G71U1R0.5
N370G71P380Q420U-0.5W0.1F150
N380G01X25
N390Z0
N400X22.016Z-10
N410Z-25
N420X20
N430G00Z100
N440X100
N450M05
N460M00
N470M03S1200T0404F80
N480G00G41X28Z5
N490G70P380Q420
N500GOOZ100
N510G40X100
N520M05
N530M30
件1右端加工程序
00002
N10G98
N20M03S800T0101
N30G00X51Z2
N40G71U1.5R1
N50G71P60Q160U0.5W0.1F150
N60G01X20
N70Z0
N80X21.992Z-1
N90Z-23
N100X23
N110X26.8Z-24.5
N120Z-45
N130X30
N140X33.28Z-61.398
N150G02X42.24Z-65R4
N160G01X50
N170G00X150
N180Z10
N190M05
N200M00
N210M03S1500T0101F80
N220G00G42X51Z2
N230G70P60Q160
N240G00G40X150Z10
N250M05
N260M00
N270T0303S600M03F25
N280G00Z-45
N290X32
N300G01X24
N310X27
N320Z-43.5
N330G01X24Z-45
N340G00X150
N350Z10
N360M05
N370M00
N380T0202S1000M03
N390G00X29Z-18
N400G76P10160Q80R0.1
N410G76X25.14Z-42R0P930Q350F1.5
N420G00X100Z50
N430M05
N440M30
6．程序输入及机床操作
6.1程序输入以及调试
输入程序后必须进行程序调试。
所谓调试程序，是将编制的程序在投入实际运行前，用手工或编译程序等方法进行测试，修正错误的过程。
可利用机床的程序预演功能或者以抬刀运行程序方式进行，还可对每个子程序进行单独调试。
在程序调试中，可以根据实际情况修调进给倍率开关，根据机床的实际运动位置、动作以及机床的报警等来检查程序是否正确。
6.2程序校验
6.2.1数控加工仿真
程序输入仿真系统，对刀加工。
利用轨迹仿真判断装刀顺序是否正确，是否存在过切，是否在走刀路线、抬刀下刀、切入切出等处出现错误。
6.2.2机床的程序预演功能
程序输入完以后，把机械运动主轴运动以及M,S,T等辅助功能锁定，以自动循环模式让数控车床静态下执行程序。
通过观察机床坐标位置数据和报警显示，判断程序是否有语法错误。
6.2.3抬刀空运行程序
在自动模式下运行程序，通过图形显示的刀具运动轨迹和坐标数据等判断走刀路线是否最短、加工过程是否撞刀，换刀等辅助动作是否存在不合理或者冗余程序段，以及程序的加工方向是否正确等。
6.2.4首件试切
对刀加工，首件试切。
通过首件试加工，检查该程序所切零件的尺寸精度、表面粗糙度、倒角圆角、形位公差等是否满足图样要求，即主要检查加工参数的正确与否，通过实际加工工件质量状态对照修改程序。
6.3机床操作
数控机床是多种多样的，所使用的数控系统更是多种多样。
要正确使用一台数控机床并充分发挥其功能，必须首先了解操作手册有关规范，进而熟练操作使用该设备。
6.3.1回零
机床返回参考点后，控制系统与机床同步，病建立了机床坐标系。
接下来就要安装工件，工件在工作台上的工作位置是任意的，因此在工件正确安装后都要进行对刀操作。
6.3.2对刀
经济型数控车床一般采用车端面和车外圆的适切对刀法对刀。
对刀的目的就是寻找工件在机床坐标系中的位置来反映，对刀点应选择在工件的端面上回转中心处。
6.3.3设置加工参数
按照加工需要将准备好的加工参数进行设置、调整。
设计总结
数控机床与编程课程设计说明书的制作用到了几乎所有的本专业知识，具有很强的知识综合性，包含以前学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程，使我更好把各专业课相结合起来去完成课程设计。
同时经过本次强化训练让我又巩固了以前的基础知识，开阔了思路！
在数控车削加工中经常遇到的轴类零件,本课程设计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,主轴的转速必须保持不变.该特殊轴零件结构，加工面有螺纹、倒角、圆弧、槽、曲面等。
刀具的选择要根据尺寸要求精度是否需要粗车和精车分开来加工，选择合适刀尖角度。
确定走刀路线，之后选择加工参数，包括主轴转速，切削用量等，最后综合考虑之后编写数控加工程序，程序校验和首件试切，对于我们现在不能使用机床实际验证，我们可以用数控仿真进行校核。
这就是课程设计的整个路线。
课程设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。
比如，我想加快编程速度，除了对各编程指令的熟练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。
从中我还学会了使用Mastercam软件自动编程，这对于复杂的零件非常适用，以及autocad进行图形转换。
经过一个星期的精心工作，从开始到完成，每一步对我们来说都是新的尝试和挑战，在做这次设计过程中使我学到很多，我感到无论做什么事情都要真真正正用心去做，才会使自己更快的成长。
我相信，通过这次的实践，我对数控的加工能进一步了解，并能使我在以后的加工过程中避免很多不必要的错误，有能力加工出更复杂的零件，精度更高的产品。
通过这次课程设计增加了我和同学们的合作和交流来共同完成任务，还学会了如何利用图书、网络搜集信息等。
圆满的成功！
主要参考文献
【1】《机械制造基础》高等教育出版社
【2】《数控机床操作与编程》华中师范大学出版社
【3】《金属切削原理与刀具》中国劳动社会保障出版社
【4】《机械制图》高等教育出版社第二版
【5】《机械基础》高等教育出版社第二版
【6】《数控加工工艺》机械工业出版社
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