数控加工课程设计说明书范本.docx

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数控加工课程设计说明书范本

数控加工课程设计说明书

一、分析零件图纸，确定总体加工方案

（一）、图纸分析：

该图是一复杂轴类零件，零件部分地方较为复杂，部分加工精度较高，采用数控车削加上钻削、滚齿、插齿综合完成。

该零件由外圆柱面、孔、倒角、内齿轮，齿轮轴、槽、阶梯组成。

其中零件最大外径为19mm,长度为104mm.选择毛坯尺寸为114x22mm的棒料。

（二）、精度等级、表面粗糙度分析：

考虑到左右两端齿轮齿面粗糙度1.6，滚齿机滚齿后要倒角磨齿；外圆表面粗糙度要求最高为0.8，尺寸精度也易于达到，所以外圆精车即可达到要求。

同轴度及各圆跳度都要求要装夹次数减少。

所以，外圆以两顶尖定位，一次装夹完成粗精加工。

为满足同轴度要求，打孔时应夹外径为13.9的外圆。

（三）、材料和热处理分析：

零件材料为31CrMoV9是齿轮钢，预备热处理为调质，回火温度600℃——630℃。

最终热处理为渗氮，HV900。

（四）、总体方案：

先对毛坯预备热处理（调质处理）；用数控车床粗精车两端面打中心孔，再以两中心孔定位，粗车外圆轮廓，精车右端外圆轮廓，切槽。

再以外径为13.9的槽定位，粗精车左端外圆，钻铰孔、镗孔割内槽；最后再滚齿，插齿；最终热处理，再上磨齿机进行磨齿；完成整个零件的加工。

二、确定加工工艺方案

（一）装夹方式及量具选择：

数控车床夹具使用三爪卡盘自动定心夹具及顶尖；Y3150E滚齿机使用专用夹具，插齿机使用专用夹具，磨齿机使用专用夹具。

量具有游标卡尺，外径千分尺，百分表。

（二）加工顺序：

1.备料，下料尺寸ф22×106的棒料，预备热处理

2.车，粗精车右端面，钻中心孔

3.粗车，夹左端外圆顶中心孔定位，粗车右端外圆各部，留单边余量0.2

4、精车，夹左端外圆顶中心孔定位，精车右端外圆各部至图纸所示。

5、切1.1mm宽的槽

6、用3.5mm切槽刀切3.5mm处，4.6mm处以及12mm处，加之外径为13.9的T型槽至图纸所示。

7、掉头夹直径12处外圆,粗精车左端端面及外圆

8、钻镗直径为9的孔

9、镗直径为12.5的孔。

10、割宽5mm的内槽。

11、钻直径5和4的顶孔。

12、铣键槽

13、滚齿机滚右端齿

14、插齿机插内齿轮。

15、倒角，倒棱

16、最终热处理

17、磨齿机磨齿

18、终结检验

（三），切削用量选择（镗车削）

数控车削加工中的切削用量包括：

背吃刀量

、主轴转速n或切削速度

、进给速度

或进给量f。

这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。

车削用量的选择原则是粗车时，首先考虑选择尽可能打的背吃刀量

，其次选择较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度v。

增大背吃刀量可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。

精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上提高加工效率。

因此，精车时应选用较小的背吃刀量

和进给量f，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v.

（1）背吃刀量

的确定

在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，应尽可能选择较大的背吃刀量，以减少进给的次数。

当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量比一般普通车削时所留余量小，常取0.1~0.5mm。

（2）进给量

的确定

式中，f进给量，粗车时一般取为0.3~0.8mm/r,精车时常取0.1~0.3mm/r，切断时常取0.05~0.2mm/r。

（3）主轴转速的确定

n（r/min）

1.数控车削

a.粗车端面取

n=50m/min

f=0.3mm/r

b.精车端面取

n=80m/min

f=0.15mm/r

b.粗车外轮廓,留单面余量0.2mm取

n=50m/min

f=0.3mm/r

ap=2mm

c.精车外轮廓取

n=80m/min

f=0.15mm/r

ap=0.2mm

d.切槽取

n=60m/min

f=0.1mm/r

f.预钻孔Ф8mm及打中心孔取

n=500r/min

f=0.2mm/r

g.镗孔取

n=1500r/min

f=0.2mm/r

2.滚齿机滚齿

Vc=0.7m/s

f=1.5mm/r

（四）刀具明细表

序号

刀具名称

刀具直径

刀补值

1

90°端面车刀

D01

2

93°偏头外圆车刀

D02

3

1.15mm割槽刀

4

3.5mm割槽刀

5

4mm割槽刀

6

高速钢钻头

8

7

镗刀

8

镗刀

D08

9

3mm的内切槽刀

10

滚刀

D10

11

插齿刀

D11

三、数值换算

1、公差对称化换算：

直径

公差带代号

公差大小/mm

上偏差

下偏差

对称化后尺寸

12

g7

0.018

-0.006

-0.024

11.985

10

0

-0.1

9.95

16

h7

0.018

0

-0.018

15.991

15.5

0

-0.3

15.35

13.9

0

-0.03

13.885

16.8

0

-0.1

16.75

7.8

0.05

0

7.825

17

h8

0.018

0

-0.018

16.991

16.4

0

-0.04

16.38

9

H10

0.058

0.058

0

9.029

11.5

0.3

0

11.65

30.5

0.3

0

30.65

60

1

0

60.5

1.1

0.1

0

1.15

9

0.05

0

9.025

11.5

0

-0.1

11.45

1.1

0.1

0

1.15

2、相关节点坐标计算：

如图所示：

通过坐标标注，各节点坐标清清楚楚。

3、刀位点坐标值的计算过程

刀位点是指刀具的定位基准点。

车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点。

各类数控机床的对刀方法是不完全一样的，这一内容将结合各类机床分别讨论。

数控车床的刀位点是工件外形轮廓向外偏移一个刀具半径值

四、数控的工艺卡片及加工程序

O0001——车左端面打中心孔

加工步骤

加工内容

刀具

主轴转速（m/min或r/min）

进给量

备注

1

粗车端面，留精加工余量0.2

T01:

90°端面车刀

50

0.3

2

精车端面至图纸要求

T01

80

0.15

3

打中心孔

T02:

直径3.35中心钻

500

0.2

O0002——车外轮廓

加工步骤

加工内容

刀具

主轴转速（m/min或r/min）

进给量

备注

1

粗车外圆轮廓，留精加工余量0.2

T01：

93°偏头外圆车刀

50

0.3

G71

2

精车外圆轮廓至图纸要求

T01：

93°偏头外圆车刀

80

0.15

G70

3

切1.1mm宽槽

T02：

1.1mm割槽刀（右刀尖）

60

0.1

4

切3.5mm宽槽及4.6mm滚花槽

T03：

3.5mm割槽刀（右刀尖）

60

0.1

5

切T型槽及其他槽

T04：

4mm割槽刀（右刀尖）

60

0.1

O0003——精车左端端面，外圆，钻镗孔

加工步骤

加工内容

刀具

主轴转速（m/min或r/min）

进给量

备注

1

粗车外圆轮廓，留精加工余量0.2

T01：

93°偏头外圆车刀

50

0.3

G71

2

精车外圆轮廓至图纸要求

T01：

93°偏头外圆车刀

80

0.15

G70

3

钻底孔

T02：

直径为8mm高速钢麻花钻

500

0.2

4

镗孔

T03：

硬质合金内孔车刀

500

0.2

5

镗直径为12.5mm的孔

T04：

硬质合金内孔车刀

1500

0.2

6

割内槽

T05：

硬质合金内切槽刀

60

0.1

程序代码如下：

O0001

N10G54F0.3S800M03M07T0101;工艺设定

N20G50S2000；最高转速限制

N30G96S50；恒线速度切削

N40G0X24Z0.2；快速定位接近工件

N50G1X-2；粗切端面

N60G0X24Z1

N80G96S80；精车恒线速度设定

N90Z0

N100G1X-2F0.15；精车端面

N110G0X100Z150；返回换刀点

N120T0202；换2号刀具

N130G97S500；取消恒线速度，设定转速500r/min。

N140X0Z5

N150G1Z-3.35；钻中心孔

N160G0Z5

N170X100Z150

N180M30；程序结束

O0002

N10G54F0.3S800M03M07T0101;工艺设定

G50S2000；最高转速限制

G96S50；恒线速度切削

G0X24Z0.2；快速定位接近工件

G1X-2；粗切端面

G0X24Z1

G96S80；精车恒线速度设定

Z0

G1X-2F0.15；精车端面

N40G71U2R1；G71粗车轮廓循环

N50G71P60Q170U0.4W0.2F0.3；粗车轮廓循环参数设定

N60G0G42X8Z2F0.15；循环开始

N70G1Z0

N80X9.95Z-0.58

N90Z-15.72

N100G02X10.36Z-16.94R3

N110G01X11.985Z-19

N120Z-36.5

N130X15.35

N140X15.991Z-36.64

N150W-7.825

N160X19

N170Z-106；循环结束

N180G0X100Z150

N190G96S80；恒线速度切削

N200G70P60Q170；G70循环精车外轮廓

N210G0X100Z150；返回换刀点

N220T0202；换1.1mm切槽刀

N230G96S60

N240G0G40X13Z-27.5F0.1；取消刀补，快速定位

N250G1X11.45

N260G0X20

N270G0X100Z150

N280T0303;换3.5mm切槽刀

N290G0X17Z-38.5;切3.5mm槽

N300G1X-15.96

N310G0X20

N320Z-31.9；切4.6mm槽

N332G1X11.9

N340G0X14

N345Z-40.8

N350G1X11.5

N355Z-31.9；切4.6mm槽结束

N360G0X20

N370G0X100Z150

N380T0404；换4mm切槽刀

N390G0X20Z-50.35

N400G1X14.3；粗切直径为13.9的T型槽及宽12mm槽

N410G0X20Z-53.5

N420G1X14.3

N430G0X20

N435Z-53.5

N440G1X14.3

N450G0X20

N451Z-57

N452G1X14.3

N453G0X20

N455Z-60.6

N460G1X14.3

N470G0X20

N475Z-69.5

N480G1X17.2；T型槽粗切结束

N490G0X20

N495Z-72

N500G1X17.2；粗切12mm槽

N510G0X20

N515Z-75

N520G1X17.2

N530G0X20

N531Z-75

N532G1X17.2

N534G0X20

N535Z-77.5

N540G1X17.2；12mm槽粗车结束

N550G0X20Z-75

N560Z-45.5

N570G1X19；精车T型槽

N580X14.32Z-49.55

N590G02X13.885Z-50.35R1.6

N600G01Z-64.6

N610G2X14.28Z-65.35R1.6

N620G1X18.22Z-69.06

N630G3X17.68Z-69.5R0.15；精车T型槽结束

N640G1X16.75;精车12mm槽

N645Z-77.5

N650G0X100Z150

N660M30;程序结束

O0003

N10G54F0.3S800M03M07T0101;工艺设定

N20G50S2000；最高转速限制

N30G96S50；恒线速度切削

N40G71U2R1

N50G71P60Q130U0.4W0.2F0.3;G71粗车循环

N60G0G42X15.2Z2F0.15；循环开始

N70G1Z0

N80X16.38Z-1.39

N90Z-6

N100X16.991

N110Z-21.5

N120X18

N130Z-23；循环结束

N140G0X19Z2

N150G96S80

N160G70P60Q130；G70精车循环

N170G0X100Z150

N180T0202；换钻头

N190G0G40X0Z25S500F0.2；钻孔开始,取消刀补

N200G1Z-10

N210G0Z2

N220G1Z-20

N230G0Z0

N240Z-18

N250G1Z-35

N260G0Z0

N270Z-33

N272Z-50

N274G0Z0

N276Z-48

N280G1Z-62

N290P1

N300G0Z2；钻孔结束

N310G0X100Z150

N320T0303；换铰刀

N330G0X0Z5

N340G1Z-62；铰孔

N350P1

N360G0Z2

N370G0X100Z150

N380T0404；换镗刀

N390S1500F0.2

N400G0G43X13.5Z-0.433；刀补

N405G1X12.5Z-0.433；镗孔

N410Z-13

N420X8

N430G0Z2

N440X100Z150

N450T0505；换内切槽刀

N460G0G40S60X8Z5F0.1

N470Z-27.65

N480G1X11.1；切内槽

N490G0X8

N500W2

N510G1X11.1

N520G0X8

N530Z-24.93

N540G1X9

N550X11.65Z-25.65

N555Z-27.65

N560X9Z-28.37

N570G0X8

N580Z5

N590G0X100Z150

N600M30;程序结束

五、MASTERCAM仿真

1、刀具轨迹图：

2、加工后的轮廓图：

3、加工后立体图：

4、PRO/E制作的三维图：

5、MASTERCAM导出的加工程序：

%

O0000

G21

（PROGRAMNAME-MYMASTER22DATE=DD-MM-YY-20-11-11TIME=HH:

MM-16:

31）

（TOOL-1OFFSET-1）

（LFACEODROUGHRIGHT-80DEG.INSERT-CNMG120408）

G0T0101

G97S3600M13

G0G54X26.Z.5

G50S3600

G96S295

G99G1X-1.6F.2

G0Z2.5

X26.

Z0.

G1X-1.6

G0Z2.

G28U0.W0.M05

T0100

M01

（TOOL-2OFFSET-2）

（LROUGHODFINISHRIGHT-35DEG.INSERT-VNMG160408）

G0T0202

G97S3600M13

G0G54X18.666Z.5

G50S3600

G96S295

G1Z0.F.3

Z-35.436

G3X18.687Z-35.6R1.3

G1Z-37.845

X19.4Z-59.283

Z-59.3

Z-60.5

Z-110.127

X22.

X24.828Z-108.713

G0X26.666

Z-35.246

X19.394

G1X18.687Z-35.6

G2X18.4Z-35.006R1.3F.1

G1Z-23.3F.3

Z-22.3

G2X17.4Z-21.434R1.F.1

G1Z-6.8F.3

G2X17.2Z-6.364R1.F.1

G1Z-2.186F.3

G2X16.932Z-1.686R1.F.1

G1X15.332Z-.3

Z0.F.3

X18.16Z1.414

G0X19.4

Z-22.946

X19.107

G1X18.4Z-23.3

G3X17.712Z-24.055R1.F.1

G1X17.2Z-24.277

Z-30.209F.3

Z-34.425

G3X18.687Z-35.6R1.3

G1X21.515Z-34.186

G0X22.515

Z-35.246

X19.394

G1X18.687Z-35.6

G3X18.622Z-35.889R1.3F.1

G1X19.087Z-49.874F.3

X21.915Z-48.459

G0X22.915

Z-60.146

X20.107

G1X19.4Z-60.5

G3X18.712Z-61.255R1.F.1

G1X16.4Z-62.26

Z-62.8F.3

Z-66.3

Z-68.156

G3X15.733Z-68.901R1.F.1

G1Z-110.127F.3

X19.8

X22.628Z-108.713

G0Z-109.773

X19.093

G1X19.8Z-110.127

X12.067F.1

Z-86.434F.3

X12.279Z-86.142

G2X12.4Z-85.8R1.

G1Z-77.3

Z-76.2

Z-72.9

Z-70.35

X15.712Z-68.91

G2X16.133Z-68.655R1.

G1X18.962Z-67.24

G0Z-68.525

X17.099

G1X16.133Z-68.655

G3X15.712Z-68.91R1.F.1

G1X12.4Z-70.35

Z-72.9F.3

Z-76.2

Z-77.3

Z-85.8

G3X12.279Z-86.142R1.F.1

G1X10.641Z-88.392

G2X10.4Z-89.076R2.

G1Z-104.223F.3

G3X9.712Z-104.977R1.F.1

G1X8.4Z-105.548

Z-110.127F.3

X12.467

X15.295Z-108.713

G0X22.

Z.083

X15.244

G1X14.986Z-.4

X16.586Z-1.786

G3X16.8Z-2.186R.8

G1Z-6.413

G3X17.Z-6.8R.8

G1Z-21.558

G3X18.Z-22.3R.8

G1Z-23.3

G3X17.45Z-23.904R.8

G1X16.8Z-24.186

Z-30.209

Z-34.559

G3X18.287Z-35.6R1.1

X18.221Z-35.867R1.1

G1X19.Z-59.287

Z-59.3

Z-60.5

G3X18.45Z-61.104R.8

G1X16.Z-62.169

Z-62.8

Z-66.3

Z-68.156

G3X15.45Z-68.759R.8

G1X12.Z-70.259

Z-72.9

Z-76.2

Z-77.3

Z-85.8

G3X11.904Z-86.074R.8

G1X10.265Z-88.324

G2X10.Z-89.076R2.2

G1Z-104.223

G3X9.45Z-104.826R.8

G1X8.Z-105.457

Z-110.327

X10.828Z-108.913

G0X21.6

G28U0.W0.M05

T0200

M01

（TOOL-4OFFSET-4）

（LFINISHODGROOVECENTER-WIDEINSERT-N151.2-600-4E）

G0T0404

G97S1592M13

G0G54X23.Z-44.966

G50S3600

G96S115

G1X14.3F.1

G0X23.

Z-46.963

G1X14.3

X14.699Z-46.763

G0X23.

Z-42.969

G1X14.3

X14.699Z-43.169

G0X23.

Z-48.96

G1X14.3

X14.699Z-48.76

G0X23.

Z-40.972

G1X14.3

X14.699Z-41.172

G0X23.

Z-50.956

G1X14.708

X15.107Z-50.757

G0X23.

Z-38.975

G1X14.382

X14.781Z-39.175

G0X23.

Z-52.953

G1X17.014

X17.413Z-52.753

G0X23.

Z-36.979

G1X16.423

X16.822Z-37.178

G0X23.

Z-33.474

X21.022

G1X18.193Z-34.888

X14.251Z-38.595

G2X13.9Z-39.299R1.5

G1Z-50.255

G2X14.302Z-51.005R1.5

G1X18.973Z-55.05

G0X21.802

G28U0.W0.M05

T0400

M01

（TOOL-3OFFSET-3）

（LFINISHODGROOVECENTER-NARROWINSERT-N151.2-185-20-5G）

G0T0303

G97S1695M13

G0G54X21.6Z-76.3

G50S3600

G96S115

X16.

G1