数控课设说明书全解.docx
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数控课设说明书全解
数控课设说明书
姓名:
任宽
班级:
B13111
学号：
201322390
2016年9月30日
目录
前言1
1.1三维零件图2
1.2车削零件工艺流程2
1.2—1.分析阶梯轴零件图样2
1.2—2、工艺处理3
1.2—3、刀具、工夹具的设计和选择3
1.2—4、选择对刀点3
1.2—5确定加工路线4
1.2—6确定切削用量4
1.3车削零件工艺卡片4
1.4车削零件手工编程及说明5
二铣件分析8
2.1三维零件图8
2.2铣件工序分析8
2.3.工艺设计9
2.4铣削零件工艺卡片10
2.5铣削零件工艺有关说明10
2.6铣削零件手工编程及说明11
参考文献14
前言
数控机床集计算机技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是一种典型的机电一体化产品。
它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。
在制造业领域广泛采用数控技术，有利于提高制造能力和水平，提高对动态市场的适应能力和竞争能力。
大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为各发达国家加速经济发展，提高综合国力的重要途径。
数控技术也是关系我国制造业发展和综合国力提高的关键技术，尽快加速培养掌握数控技术的应用型人才已成为当务之急。
改革开放以来，由于引进了国外的数控系统与伺服系统的制造技术，我国制造业开始有了飞跃的发展，基本工业体系的建立也得到了保证，同时也为我国制造业的发展注入了长久活力，与发达家的差距正在逐步缩小。
基于现代制造业的发展，大批产业工人和技能工人也发展起来了，数控专业就是为了适应现代制造业而诞生的新兴专业，作为一名数控专业的学生要想成为一名合格工人，就必须真正懂得数控与普通加工的差异，并掌握现代技术。
数控加工与普通机床加工的差异，在于数控加工具有自动化程度高，具有加工复杂形状的能力，生产准备周期短，加工精度高，质量稳定，生产效率高，易于建立计算机通信网络的特点。
当然，数控加工在某些方面也有不足之处，这就是数控机床价格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺编程要求较高，加工中难以调整，维修困难等。
数控实训在我大学生活和学习中占有极其重要的位置。
它是对我两年学习的一次综合的全方位的考核，尤其是对专业基础知识的一次巩固和提高。
同时数控实训区别与课程设计的是侧重于与实际的相连。
在设计的制作过程中需要查阅大量资料，还要把所学知识与实践紧密地联系起来，它是走入工作岗位前的一次演练，是一次很好的锻炼机会。
因此，要格外重视设计，同时还要注意理论联系实际。
通过这次数控实训我学到了很多东西，同时培养了解决实际问题的能力，为自己以后在工作中奠定了坚实的基础。
一、车件分析
1.1三维零件图
1.2车削零件工艺流程
1.2—1.分析阶梯轴零件图样
该零件为阶梯回转轴，零件表面由一段M24x1.5的螺纹表面螺纹表面，一个φ22x3的退刀槽，一个锥度为3:
5的圆锥表面，一个角度为5°的圆锥表面，Φ35、Φ56的两段圆柱表面，其中角度为5°的圆锥表面和Φ56的圆柱表面被R5的一段圆弧表面隔断组成，且在右端有一段Φ10的孔，如图1所示。
零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
零件的材料为铝，无热处理和硬度要求。
由于该零件表面粗糙度为Ra3.2，最高达到Ra1.6，故无需精密机床来加工；并且未给出同轴度和垂直度要求，故按一般位置精度处理。
首先，由于该零件为回转轴类，显然需在车床上加工。
其次，该回转零件表面较复杂，至少需要换四把刀具和一个钻头，如果采用人工加工，生产效率低下，精度也难以得到保证，因此本次设计采用数控车床来加工。
1.2—2、工艺处理
本次设计选用BeijingFANUCoi～mate系列普通数控车床加工本零件。
由于最大回转直径Dmax=56mm，选用的毛坯为直径D=60mm的棒料。
在数控车削加工零件之前，需完成毛坯外圆柱面和端面的粗车加工。
1.2—3、刀具、工夹具的设计和选择
加工和精加工分别采用外圆粗车刀和精车刀。
为防止刀具副后刀面与工件轮廓干涉，车刀均选用90°高速钢右偏刀；退刀零件毛坯材料为铝，无热处理和硬度要求，选用刀具材料为高速钢。
外圆柱面和圆锥面的粗槽的加工采用宽度为3mm切断刀；M24x1.5的螺纹加工采用螺纹刀，R5的圆弧加工采用螺纹刀，钻孔采用Φ8的钻头，镗孔采用镗刀，为避免工件震荡，采用顶尖。
具体的所选刀具参数见下表：
表1 数控加工刀具卡片
产品名称或代号
0000
零件名称
阶梯轴
零件图号
0001
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T0101
硬质合金90度外圆车刀
1
粗、精车端面及轮廓
右偏刀
2
T0202
切断刀
1
车退刀槽，切断
宽3mm
3
T0303
螺纹刀
1
车螺纹和圆弧
4
T0404
Φ8的钻头
1
钻孔
5
T0505
镗刀
1
镗孔
6
T0606
顶尖
1
顶尖
零件毛坯为棒料，装夹方案为左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧。
加工过程中使用合成切削液。
1.2—4、选择对刀点
对刀点是工件坐标系的原点，所选对刀点应使程序编制简单，对刀点容易找正，并在加工过程中便于检查的位置上，减小加工误差。
根据零件坯料和所选车床情况，选择零件坯料右端中心为对刀点。
即图1中的最右端的中心点，并以此点建立工件坐标系，编制加工程序。
换刀点是工件加工过程中刀具换刀点，要正确选择换刀点，以避免换刀时刀具与机床，工件夹具发生碰撞现象。
本设计选择换刀点为上述工件坐标系的P（100，100）点。
1.2—5确定加工路线
首先确定刀具的刀位点。
车削过程中刀位点在车刀刀尖。
加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。
即先从右到左进行粗车（留0.2mm精车余量），然后从右到左进行精车。
数控车床具有粗车循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自行确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和精车循环不需要人为确定进给路线。
故其刀具轨迹的设计计算只需要分析设计精车路线即可。
1.2—6确定切削用量
在粗加工时，选择背吃刀量为2mm，切削速度为80mm/min，主轴转速为500r/min，进给量为80mm/min。
在精加工时，选择背吃刀量为0.2mm，切削速度为120mm/min，主轴转速为800r/min，进给量为40mm/min。
表2数控车床切削用量简表
工具材料
加工方式
背吃刀量
Ap/mm
切削速度
V/mm/min
进给量
f/mm*min
铝
粗加工
5-7
60-80
80-120
2-3
80-120
80-120
精加工
0.2-0.3
120-150
40-80
1.3车削零件工艺卡片
将前面分析的各项内容综合成表3所示的数控加工工艺卡片，主要内容包括：
工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。
表3 数控加工工艺卡片
单位
名称
北华航天工业学院
产品名称
或代号
0000
零件名称
阶梯轴
零件图号
0001
工序号
001
夹具名称
三爪自定
心卡盘
使用设备
FANUC系统普通数控车床
车间
校工厂
工步号
工步内容
刀具号
刀补号
主轴转速r/min
进给速度
mm/min/mm/r
背吃刀量mm
备注
1
平右端面面
T01
01
500
80
2
顶尖
T06
06
500
80
3
粗车外轮廓
T01
01
500
80
2
4
精车外轮廓
T01
01
800
40
0.2
5
切退刀槽
T02
02
500
60
6
车螺纹
T03
03
500
2
7
车圆弧
T03
03
500
2
8
钻孔
T04
04
500
2
9
镗孔
T05
05
500
2
10
切断工件
T02
02
500
60
编制
审核
批准
日期
1.4车削零件手工编程及说明
车件1
O0001
T0101M06;
G50S800;
G96S120M03;
G99F0.15;
G00X80Z2;
G71U2R0.2;
G71P10Q20U0.2W0.05;
N10G00X0;
G01G42Z0S120F0.1;
X22;
X24K-1;
Z-24;
X25;
X35Z-30;
Z-60;
X40Z-62.5;
Z-65;
X41.75Z-75;
X51.75Z-80;
X56;
Z-101;
N20G40G00X100;
Z100;
G70P10Q20;
T0202M06;
G96S120M03;
G99F0.15;
G00Z2;
X30;
G01Z-24;
X22;
X30;
G00X100;
Z100;
T0303M06;
G97S500;
G00X24Z2;
G92X23.2Z-21F1.5;
X22.6;
X22.2;
X22.04;
G00X60;
Z-75;
G01X41.75;
G02X51.75Z80R5;
G00X100;
Z100;
T0404M06;
G00Z2;
X0;
G01Z-15;
W5;
Z-25;
W5;
Z-35;
W5;
Z-40;
Z2;
G00X100;
Z100;
T0505M06;
G01Z2;
X10;
G01Z-40F0.1;
Z2;
G00X100;
Z100;
T0202M06;
G00Z-102.9;
X60;
G01X0;
G00X100;
Z100;
M30;
二铣件分析
2.1三维零件图
2.2铣件工序分析
1）毛坯的选择
材料选为毛坯为10㎜×160㎜×100㎜铝材料。
2）加工工序
两配合件要求外形轮廓相配销孔相配，配合间隙要求等于0.06。
从图形可以出轮廓的周边曲线圆弧和粗糙值要求都比较高，零件的装夹采用平口钳。
在安装工件时，需要注意工件安装要放在钳口中间部位，安装台虎钳时，要固定好钳口，工件被加工部分要求高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。
加紧时，注意工件上浮。
加工坐标系G54建立在工件表面上，零件的对称中心处。
加工工序为：
铣大平面，保证尺寸20，选用6齿面铣刀
铣内轮廓，选用直径为16的3齿立铣刀
钻孔，选用直径为12的麻花钻
2.3.工艺设计
1）选择加工方案
面粗糙度未作要求，采用粗铣--一般精铣方案即可；孔尺寸精度未做要求，直接钻孔即可；
2）确定加工顺序
按照先粗后精、先面后孔的原则及为了减少换刀次数不划分加工阶段来确定加工顺序。
具体加工路线为：
粗、精铣外轮廓面-----粗、精铣内轮廓圆环凹槽-----钻各光孔。
3）确定装夹方案和选择夹具
该盖板零件形状较简单、尺寸较小，四个侧面较光整，加工面与非加工面之间的位置精度要求不高，选通用台钳，以盖板底面和两个侧面定位，用台钳钳口从侧面夹紧。
4）选择刀具
据加工内容，所需刀具有
40mm面铣刀、
12mm麻花钻、
16mm立铣刀、
6的立铣刀，其规格根据加工尺寸选择。
工件的刀具卡片：
零件名称
零件图号
刀具号
刀具名称
刀具
备注
直径（mm）
刀长（mm）
T01
面铣刀
Φ40
160
粗精铣平面
T02
立铣刀
Φ16
100
粗精铣平面
T03
立铣刀
Φ6
100
粗精铣内轮廓
T04
麻花钻
Φ12
123
钻孔
5）确定进给路线
面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为40mm，故安排沿x方向五次进给。
因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，所以所有孔加工进给路线均按最短路线确定。
2.4铣削零件工艺卡片
加工工序卡片：
数控加工工艺卡片
零件号
零件名称
材料
2
硬铝合金Y12
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
数控铣床
台虎钳
工步号
工步内容
刀具号
主轴转速r/mm
进给速度
/mm.min
背吃刀量
备注
1
铣轮廓外形
T01
320
200
2
粗加工
2
铣内轮廓
T02
800
90
5
粗加工
3
铣内轮廓R6等8个圆弧构成的的周边
T03
800
90
5
粗加工
4
钻指定位置的2个孔
T04
800
80
粗加工
2.5铣削零件工艺有关说明
1、分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。
过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。
上图的精度为IT8级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。
2、精度分析
该零件最高精度等级为IT8级，所以表面粗糙度均为Ra3.2um加工时不宜产生震荡。
如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。
3、结构分析
从图2上可看出，该零件主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、打孔。
需要粗精铣上下表面外轮廓内轮廓及铰孔等加工工序。
2.6铣削零件手工编程及说明
O0001
T01M06;
G90G17G49S320M03;
G00X-5Y0;
G43Z5H01;
G01Z0F200;
X165;
Y20;
X-10;
Y40;
X165;
Y60;
X-10;
Y80;
X165;
G91G28Z0;
M05;
T02M06;
G90;
S800M03;
G00X80Y50;
G43Z5H02;
Z-10;
G41X125D02;
Y71.5;
G03X115.84Y71.92R6;
G01X108.78Y67.47;
G02X100.53Y68.3R6;
G03X59.47Y68.3R27.5;
G02X51.42Y68.47R6;
G01X44.16Y71.92;
G03X35Y71.5R6;
G01Y28.5;
G03X44.16Y28.08R6;
G01X51.52Y32.53;
G02X59.47Y31.7R6;
G03X100.53Y31.7R27.5;
G02X108.78Y32.53R6;
G01X115.84Y28.08;
G03X125Y28.5R6;
G01Y51;
G91G20Z0;
T03M06;
G90S800M03;
G00X80Y50;
G43Z5H03;
Z-10;
G41X125D03;
Y71.5;
G03X115.84Y71.92R6;
G01X108.78Y67.47;
G02X100.53Y68.3R6;
G03X59.47Y68.3R27.5;
G02X51.42Y68.47R6;
G01X44.16Y71.92;
G03X35Y71.5R6;
G01Y28.5;
G03X44.16Y28.08R6;
G01X51.52Y32.53;
G02X59.47Y31.7R6;
G03X100.53Y31.7R27.5;
G02X108.78Y32.53R6;
G01X115.84Y28.08;
G03X125Y28.5R6;
G01Y51;
G91G20Z0;
T04M06;
G90S800M03;
G00X16Y50;
G43Z5H04;
Z-10;
Z5;
X141;
Z-10;
Z5;
G91G20Z0;
M30;
参考文献
【1】薛东彬、刘有余数控加工工艺与编程【M】武汉：
华中科技大学出版社，2013.2
【2】王怀明程广振数控技术及应用【M】北京：
电子工业出版社，2011.6
【3】叶伟昌机械工程及自动化简明设计手册【M】北京：
机械工业出版社，2007
【4】魏永涛数控加工与现代加工技术【M】北京：
清华大学出版社，2011
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