数控加工工艺课程设计

1、目录一、数控车床加工工艺1.1 数控车床加工工艺特点 21.2 数控车床加工工艺内容 2二、图纸的分析及工艺处理2.1 工艺分析 22.2 工艺处理 32.3 选择设备 32.4 确定零件的定位基准和装夹方式 32.5 确定加工顺序及进给路线 32.6 刀具选择 32.7 切削用量选择 42.8 数控车零件程序清单 72.9 数控仿真截图 8三、数控铳床加工工艺3.1 零件图工艺分析 93.2 确定装夹方案 103.3 确定加工顺序 103.4 刀具选择 103.5 切削用量选择 13四、主要加工程序4.1 确定编程原点 134.2 机床的选择 144.3 数控铳XKG-028零件程序清单 1

2、44.4 数控仿真截图 18五、设计总结 19六、参考文献 20、数控车床加工工艺1.1、 数控车床加工的工艺特点数控车床加工与普通车床加工在许多方面遵循的原则基本上是一致的。但数控 车床加工自动化程度高，控制功能强，设备费用高，因此也就相应形成了数控 车床加工工艺的自身特点。1.2、 数控车床加工工艺内容(1)选择并确定适合在数控车床上加工的零件并确定工序内容。(2)分析被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工内容与技术要求。(3)确定零件加工反感，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序 等。(4)设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选择 刀辅具，确定切削用量，

3、计算工序尺寸及工差等。(5)数控加工专用技术文件的编写。、图纸的分析及工艺处理酗庵;端H4矍2.1、 工艺分析轴类零件是机械加工中不可缺少的一类零件，在机械装配中起着举足轻重 的作用。工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定的合理与否,对程序编制、机床的加工效率和零件加工精度都有重要影响。该零件右端有两个C1mm勺傕J角，该零件右端为螺纹，螺纹之后为退刀槽。如下图 1-1零件图所 示。工件总长为130mm转直径为68mm5勺轴类零件250*65mm|$料装夹时应注 意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。在车削过程中先粗加工外轮廓，最后精加 工时需要切削两次，以去除毛刺，以提高表面质量。2.

4、2、 工艺的处理(1)毛坯选择 长度为130mm最大回转直径为68mm因此可选择68x130 mm 材料为45钢。(2)数控加工前的零件预加工零件毛坯在热处理前先进行粗车加工，为数控车削加工工序提供可靠的工艺基准：2.3、 选择设备根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CJK6240数控车床。2.4、 确定零件的定位基准和装夹方式内孔加工定位基准：内孔加工时以外圆定位；装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧。外轮廓加工定位基准：确定零件左端外圆为定位基准；装夹方式：加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，用三爪自动定 心卡盘夹紧零件左端外圆。加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确

5、定，在一次装 火中尽可能 加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各 表面，然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路 线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行2.5、 确定加工顺序及进给路线装夹方式：加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，用三爪自动定 心卡盘夹紧零件左端外圆。加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装 火中尽可能 加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各 表面，然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不 必考虑最短进给路线或最短空行程路

6、线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮 廓顺序进行2.6、 刀具选择将所选定的刀具参数填入表 1轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和 操作管理。注意：车削外轮廓时，为防止副后刀面与工件表面发生干涉，应选 择较大的副偏角，必要时可作图检验。本例中选k=55 。表1轴承套数控加工刀具卡片厅P刀具号刀具规格名称数量加工表面备注2T02宽5mmM质合金车槽力1车槽力3T03口转位硬质合金93度偏 头外圆车刀1车外圆4T04口转位硬质合金外螺纹 刀1车端部螺纹2.7、 切削用量选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后利用公式v c=兀dn/

7、1000和vf = nf ,计算主轴转速与进给速度（计算过程略），计算结果填入表5-15工序卡中。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和 机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工 时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取 0.10.4 mm较为合适。表2各工序刀具切削参数厅P加工内容要求刀具号刀具类型主轴转速 或切削速 度进给量mm/r备注1车外轮廓，不留 单面余量至要求T03口转位硬质 合金93度偏 头外圆车刀700r/min0.32切螺纹退刀槽T01口转位的45 度硬质合金 端面车刀500r/min0.13车端部螺纹T04口转位硬质

8、 合金外螺纹 刀950m/min0. 1机械加工过产品 型号零件 图号程卡片产品 名称零件 名称异形 轴共 页第1页材料 牌号45毛坯种类锻件轴类尺寸每毛坯 可制造1每台 件数备注工 序 号工序 名称工 序 内容车 间工段设 备工艺装 备工时准 终单件5检验检查毛料材料牌号、状态及合 格证，并记录。10标识挂示牌15车车外轮廓，不留单面余量车床切螺纹退力槽车端部螺纹设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改标记签 字日期标记处数更改 文件号签 字表5数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图零件图号NC01工序号工打程序号O100下转第9加工内容车轮廓周边第8页N10N170编程

9、校对审批走刀方向走刀线相交爬斜坡抬刀编程原点起刀点钱孔个XK5032鼓2.8、 数控车零件程序清单O0001N10 G92 X200. Z110.N20 G00 X28. Z2.S700 M03T03N30 X18.M08N40 G01 X24. Z-1.F0.08N50 Z-25N60 X30.N70 X45.Z-45.N80 Z-50.09N90 G02 X40. Z-116.62R55.N100 G01 Z-125.N110 G03 X35.06Z-176.59 R44.N120 G02 X30. Z-188.67R20.1N130 G01 Z-195.N140 X44.N150 X50

10、. Z-198.N160 Z-210.N170 X60.N180 G00 X200. Z110. M09N190 M01N200 G00 X36.Z-25.S500 M03T02 M08N220 G01 X20.F0.05N230 G00 X50.N240 X200. Z110. M09N250 M01N260 G00 X26.Z5.S300 M03T0404 M08切螺纹）N280 G32 X22.8 Z-21.5 F1.5N290 X22.5N300 X22.3N310 X22.268N320 G00 X200.Z110. M09三、数控铳床加工工艺3.1 零件图工艺分析该零件图主要由平面

11、、孔系及外轮廓组成，内孔表面的加工方法有钻 孔、扩孔、较孔、镇孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，表面粗糙度 要求较高，可采用钻一一扩一一校方案，。没有要求的按IT11-IT12处理, 平面轮廓常采用的加工方法有数控铳、线切割及磨削等。在本设计中，平 面与外轮廓表面粗糙度要求 Ra6.3mm可采用粗铳精铳方案。选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。3.2 确定装夹方案由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保 证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸根据 零件的结构特点，此工件从图样中可以看到轮廓的后表面和下表面粗糙度值要 求较高

12、，零件采用平口钳装夹。在安装工件时，要注意工件安装，要放在钳口 中间部位。安装虎钳时，要对它的固定钳口找正，工件加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。安装工件时注意工件上浮，在零件粗加工时要保证 火紧力足够大，但又不能把工件夹压变形。所有表面需铳削加工，各表面的加 工精度和表面粗糙度都可以保证。3.3 确定加工顺序加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照 基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定 位基准面（底面）粗、精加工上表面外轮廓铳削。40mm外圆及其台阶面一一钻孔一一铳四角3.4 刀具选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，

13、它不仅影响机床的加工效 率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、 工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求 更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方 便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。图为一 面选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生 产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铳刀，铳削平面时应选硬质合金刀 片铳刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铳刀，对一些主体型面和斜角轮廓形 的加工，常采用球头铳刀、环形铳刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常 采用球头铳刀，但加

14、工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条 件较差，因而采用环形铳刀。表2-1本设计中刀具的选择:厅P刀具编 号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径/mm备注1T01。100mm质合金端面 铳刀1铳削上卜表 面0.52T02。2驶质合金立铳刀铳削外轮廓0.23T03。6呢质合金立铳刀1铳削外圆其 台阶面4T0401琳头1钻016底孔5T05015.6扩孔钻1扩01麻孔0.225*256T0601鼓刀1校3*16底孔0.27T07101；&铳刀铳四角8T08。16到角刀倒角机械加工过程 卡片产品型 号零件 图号产品名 称零件名称共 页第2页材料牌号45毛坯锻件毛坯外每毛坯1每备工 序

15、 号工序 名称怦尖里尺、工 序 内容车 间工 段设 备彳土工时备准 终单件15划线划出零件腹板中心线，保证余 量均匀。外形样板按外形样板划出基准孔3-16H8中心线和缘条外形，保证零件外形按 样板余量均匀见草图120铳铳底平囿保证尺寸 33.5XK52铳上平囿两处保证尺寸， 周边 见光即可多支划线。设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更 改 标 记签字日期标记处数更改文件号签字工序号工步号铳轮廓周边及孔、槽起刀点走刀方向走刀线相交3.5 切削用量选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量） 等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质

16、量和加工成本均 有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单 内。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考 虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼 顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、 切削用量手册， 并结合经验而定。孔系加工切削用量见表2。该零件材料切削性能较好，铳削平面、。40mm 外圆及其台阶面和外轮廓面时，留 0.5mm精加工余量，其次一刀完成粗铳。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铳刀加工加工铸铁（190-260HB） 时的切削速度为45-90m/min ,取v=70m/min,

17、然后根据铳刀直径计算主轴转速， 并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。N=1000v/3.14D确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达8-10mm半精加工时，背吃刀量取为0.5-2mm。精加工时背吃刀量取为 0.2-0.4mm.四、主要加工程序四、主要加工程序4.1 确定编程原点铣床上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要

18、根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点： (1) 编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。(2) 编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。(3) 对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。(4)确定工件坐标系选中间16H8孔为XY坐标原点，选距离被加工表面30mm处为工件坐标系Z0点，选距离工件5mmi为R点平面。针对零件图样设定加工 内容如下：以下表面为精基准，粗铳上表面，选用 100面铳刀1 .用25的硬质合金刀铳

19、外轮廓2 .铳凸台，选用60立铳刀铳选用3 .钻、钱孔3X16H8,分别选用15的钻头和15.6扩孔钻头16的 铰刀4 .铳型腔，选用12立铳刀铳选用5 .铳3XC1倒角，选用16倒角刀6 . 去毛刺，终检。4.2 机床的选择根据零件的加工尺寸范围、机床的精度与工序的安排、功率与工序的要求和生产率与工件生产类型，选择立式铣床XK50254.3 、数控铳XKG-028零件程序清单编写数控加工程序O0001N10 G54 G17 G90 S300 M03 M08 T01面）N20 G00 X-130 Y40N30 G43 Z-33.5 H01N40 G01 X70 F70N50 Y-40N60 X

20、-130N70 G00 G94 Z0 M05N80 G30 Y0N90 G00 X-130 Y40N100 G43 Z-34 H01 S350 M03N110 G01 X70 F50FN120 Y-40N130 X-130N140 G00 G49 Z0 M05N150 M30N160 G54 G17 G90 S300 M03 M08 T01N170 G00 X-130 Y40N180 G43 Z-33.5 H01N190 G01 X70 F70N200 Y-40N210 X-130N220 G00 G94 Z0 M05N230 G30 Y0N240 G00 X-130 Y40N250 G43

21、Z-34 H01 S350 M03N260 G01 X70 F50N270 Y-40N280 X-130N290 G00 G49 Z0 M05N300 M30功率与工序的要求粗铣定位基准面（底减小，此时为精铣主轴停 换面，粗精铣上表面N310 G54 G17 G90 S360 M03 M06 T02N320 G00 X0 Y0换25的硬质合金刀，对刀 粗铣外轮廓N330 G43 H02 Z-30N340 G00 X76 Y51N350 Z-30N360 G01 G42 Y-51 D03 F100N370 G01 G91 X-152N380 G91 Y102N390 G91 X152N400 G

22、49 Z0N410 G54 G17 G96 S900 M03N420 G43 H03 Z-30N430 G00 X75 Y50N440 Z-30N450 G01 G41 Y-50 D03 F80N460 G91 X-150N470 G91 Y100N480 G91 X150N490 G00 G49 Z0N500 G54 G17 G90 S360 M03 M06 M08 T03N510 G00 X0 Y0N520 G43 H03 Z-30N530 G00 X77 Y0N540 Z-44N550 G01 G41 X0 Y-52 D04 F100N560 G91 X-77 Y52N570 G91 X

23、77 Y52N580 G91 X77 Y-52N590 G00 X75 Y0N600 G01 G41 X0 Y-50 D04 F70N610 G91 X-75 Y50N620 G91 X75 Y50N630 G91 X75 Y-50N640 G54 G17 G90 S400 M03 M08N650 G00 X0 Y0N660 X21.5N670 G01 Z-39.6 F70N680 G02 X21.5 Y0 R21.5N690 G00 X0 Y0N700 X20N710 G01 Z-40 F60N720 G02 X20 Y0 R20N730 G00 Z0 M05N740 G30 Y0 M06

24、T04N750 G00 X0 Y0N760 Z+60N770 G43 Z0 H05 S1000 M03精铣外轮廓粗铣台阶面精铣台阶面铣圆柱面钻削底孔循环0.4mm扩孔循环铰孔循环换刀铣各槽顺时针从右上角开始铣槽1抬高至安全高度顺时针从右上角开始铣槽2顺时针从右上角开始铣槽3顺时针从右上角开始铣槽4倒角倒右边小16孔角倒中间小16孔角N780 G90 G99 G81 Z-112 R-30 F50N790 X-40 Y0N800 X40 Y0N810 G00 G49 Z0 M05N820 G30 Y0 M06 T05N830 G00 X0 Y0N840 Z+60N850 G43 Z0 H05 S1

25、000 M03N860 G90 G99 G81 Z-112 R-30 F50N870 X-40 Y0N880 X40 Y0N890 G00 G49 Z0 M05N900 G30 Y0 M06 T06N910 G00 X0 Y0N920 Z+60N930 G43 Z0 H05 X1000 M03N940 G90 G99 G85 Z-112 R-30 F50N950 X-40 Y0N960 X40 Y0N970 G00 G49 Z0 M05N980 G90 G54 M03 M06 M08 T07N990 G00 X56.7 Y35.9N1000 G01 Z-59 F70N1010 X75 Y50N

26、1020 G00 Z-30N1030 X56.7 Y-26.8N1040 G01 Z-59 F70N1050 X75 Y-50N1060 G00 Z-30N1070 X-56.7 Y-26.8N1080 G01 Z-59 F70N1090 X-75 Y-50N1100 G00 Z-30N1110 X-56.7 Y26.8N1120 G01 Z-59 F70N1130 X75 Y50N1140 G00 Z0 M05 M09N1150 M06 T08N1160 G00 X40 Y0N1170 G01 G43 Z-45 H08 F70N1180 G00 Z0N1190 X0 Y0N1200 G01 G43 Z-35 H08 F70N1210 G00 Z-30N1220 X-40 Y0倒左边小16孔角N1230 G01 G43 Z-45 H08 F70N1240 G00 X0 Z0N1250 M304.4 数控仿真截图五、设计总结两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识， 也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在 设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会 了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练， 着是我们迈向社