数控车床防真课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业数控编程课程设计姓 名： 李亚辉 系 别： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及自动化 班 级： 机自一班 指导教师： 陈小静 学 号： 新 乡 学 院 2013年 12 月目 录 TOC o 1-3 h z u 前 言机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控仿真车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的数控操作，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各种工作

2、环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床仿真技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工的特点，分别进行工艺方

3、案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。课程设计任务书一任务说明1.1任务要求数控技术课程设计是学习数控技术课程后进行的一个重要的实践教学环节，可提高学生的数控编程能力，加深对数控原理及数控机床结构的理解，为学生进一步学习数控机床知识及从事相关工作打下基础。【基本要求】 掌

4、握数控加工工艺特点及工序划分方法；掌握数控车床、铣床的手工及计算机辅助程序编写方法；掌握数控加工仿真的使用方法等。1.2任务内容的概述1.零件分析：零件分析就是看了图纸后对零件作出的加工分析,其中包括:零件分析结果、确定加工方案、工艺处理等； 2.绘制零件图： 绘制零件图就是用CAD把零件图画出来，用UG绘制三维图；3.设计加工顺序、选择机床、夹具：设计零件的详细加工路线、顺序，合理的选择机床、夹具 ；4.计算工序尺寸，绘制毛坯图、工序图：通过零件图和工艺路线计算出需要加工的零件的每一步工序尺寸，绘制毛坯图、工序图、标尺寸；5.选择刀具，编写程序，填工艺文件：和根据给出的工艺路线工序合理选择刀

5、具，编写程序，填写工艺文件；6.在仿真软件上面进行加工仿真；7.编写说明书：对这次课程设计的所有内容作出总结。二数控加工工艺2.1工艺分析2.1.1 零件的工艺分析零件图如上图所示的为梯形螺纹轴的零件图，该零件的材料45钢。该零件为典型的轴类零件，包括台阶、锥面、槽及螺纹等加工轮廓。右端为M20X1.5mm螺纹，退刀槽宽度为4.5mm，深度为1.5mm；中间是一个梯形槽相连，槽的最底端宽为6mm的30mm的外圆轮廓；零件右端为42mm和35mm外圆轮廓，长度分别是6mm和8mm，左侧端处是一个R40mm圆弧；其长度由总长和81.582.1.2选择毛坯毛坯分为铸件、锻件、型材、焊接件和冷冲压件。

6、铸件适用于形状较复杂的零件，毛坯；锻件适用于强度要求高、形状比较简单的毛坯；型材有热轧和冷扎两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯。冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯；焊接件是根据需要将型材或钢材等焊接而成的毛坯件；冷冲压件可以加工接近成品的工件。该零件的材料为45钢适宜加工。因工件形状为圆柱形，选用45钢作为毛坯，可有效较少材料消耗，机械加工的劳动量也越少，因而会提高机械加工效率，降低成本。由图纸可知，毛坯的总体尺寸比较小，考虑到一定的加工余量，选择直径为50mm长度为82.2.1.3 拟定工艺路线表2-1加工右端面工序号工序内容工步号工序内容1下料145钢圆柱下料2粗精车右端外轮廓1以左

7、端外圆柱面为基准，粗加工右端外轮廓。2以左端外圆柱面为基准，精加工右端外轮廓。3切退刀槽1以左端外圆柱面为基准，进行切退刀槽加工。4切梯形槽1以左端外圆柱面为基准，进行切梯形槽加工。表2-2加工左端面工序号工序内容工步号工序内容5加工螺纹1以右端外圆柱面为基准，进行螺纹加工。6粗精车左外圆柱面1以右端外圆柱面为基准，粗加工右端外轮廓。2以右端外圆柱面为基准，粗加工右端外轮廓。2.2工件的定位与夹紧2.2.1确定定位方式和加紧方案1. 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

8、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。2定位基准选择的原则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。2）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。3）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。3. 确定零件的定位基准已外圆柱面为定位基准4. 加紧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

9、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。本零件为圆柱形零件所以所有程序均选用自定心卡盘。2.2.2 夹具的选材该零件外形尺寸较小，在保证强度、刚度的基础上，尽量选择常用的经济性好、易加工的材料，这里选择HT200作为主要材料。2.3 选择数控机床在数控机床上加工零件时，考虑因素主要有毛坯的材料和类型、零件轮廓形状的复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量和热处理要求等。概括起来就是既要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品；又要利于提高生产率，还要尽可能的降低生产成本。通过对零件的工艺分析，加工该零件需要多道工序，工序加工比较简单于是选

10、择FANUC OiT进行加工。图2-12.4选择刀具及确定切削用量2.4.1 选择切削用量原则数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度限度提高生产率，降低成本2.4.2 计算切削用量1）粗车右端外圆柱面每次的被吃刀量1mm，留给精加工量为0.52）切螺纹:公称直径为D=20mm螺距为P=1.5mm。设加工大径为d1，小径为d2，螺纹高为H，加工高度为h。H=0.866P=0.866

11、X1.5=1.299mm h=0.6495P=0.974mmd1=D-H/4=19.67mm d2=d1-2h=由查表得:需要加工4刀，第一刀的切削用量为0.68mm、第二刀切深为0.6mm、第三刀切深0.6mm、第四刀0.1mm。3）切断面时用G75循环切断，每次的退刀量为1mm。4)由公式 1.粗车右端 主轴转速为n=500r/min 进给速度f=0.152.精车右端 主轴转速为n=800r/min 进给速度f=0.13.车退刀槽 主轴转速为n=500r/min 进给速度f=0.1mm4.车梯形槽 主轴转速为n=500r/min 进给速度f=0.1mm/r5.车螺纹 主轴转速为n=500r

12、/min 进给速度f=1.56.粗车左端 主轴转速为n=500r/min 进给速度f=0.15mm/r7.精车左端 主轴转速为n=800r/min 进给速度f=0.12.4.3 制定数控加工工艺过程卡片表2-3零件名称梯形槽螺纹轴程序号O0903工序号工 步 内 容刀号刀具名称刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/r加工余量mm备注5粗车右端T010193硬质合金偏刀160X305000.15110精车右端T020293硬质合金偏刀160X308000.10.515车退刀槽T03034mm25X255000.1刀宽420车体形槽T030360外螺纹车刀25X255001.1刀宽425车螺纹T

13、04044mm160X305001.50.974（牙型深度）30粗车左端面T010193硬质合金偏刀160X305000.15135粗车左外圆T020293硬质合金偏刀160X308000.10.52.4.4制定数控加工工序卡片表2-4 刀具明细表零件名称梯形槽螺纹轴程序号O0903序号刀具号刀具规格名称数量加工部位刀尖半径mm备注1T010193硬质合金偏刀1工件外轮廓粗车0.22T020293硬质合金偏刀1工件外轮廓精车0.23T03034mm1退刀槽0.24T03034mm切槽刀1梯形槽0.25T040460外螺纹车刀1车端面0.12.5 确定走刀路线先用T0101刀加工阶梯轴的外轮廓，

14、然后用T0202刀精加工。再用头T0303加工退刀槽和梯形槽，再用T0303刀精加工梯形槽，结束后用T0404加工螺纹，然后掉头用T0101粗精加工。详细见附录。三轨迹坐标计算3.1加工右端面基点坐标计算图3-1表3-1 右端基点坐标表基点坐标值（X,Z）基点坐标值(X,Z)P1（17.0，0）P7(48.0，-43.0)P2(20.0，-1.5)P8(48.0，-47.0)P3(20.0，-15.5)P9(30.0，-50.28)P4(20.0，-19.5)P10(30.0，-56.28)P5(30.0，-24.0)P11(48.0,-59.56)P6(30.0，-39.0)P12(48.0

15、,-63.55)3.2加工左端面基点坐标计算图3-2表3-2 左端基点坐标表基点坐标值基点坐标值P1(35,-4.03)P4(42.0，-18.03)P2(35，-12.03)P5（48.0，-18.03）P3(X42.0，-12.03.0P6(50.0,-18.03) 四.数控加工程序的编制1)建立工件坐标系。夹住毛坯外圆，工件外伸68.55mm，工件坐标系设在右端面轴线上， 右端程序如下：%O0903 右端加工程序名N01 M03S500; N02 T0101; N03 N04 G71U1.0R0.5; N05 G71P6Q13U0.5W0.5F0.15;N06 G01X13.0S800F

16、0.1;N07 X20.0Z-1.5;N08 Z-19.5;N09 X30.0Z-24.0;N10 Z-39.0;N11 X48.0Z-43.0;N12 Z-64.0;N13 N14 G00X100.0Z200.0; N15 T0202; 换二号刀具N16 N17 G70P6Q13; N18 N19 N20 T0303;N21 N22 Z-19.5;N23 G01XN24 G94X17.0W0.5F0.1;N25 G01XN26 N27 G72W2.0R0; N28 G72P29Q33U0.5W0.2F0.1;N29 N30 X30Z-54.28;N31 Z-56.28;N32 X48Z-59

17、.55;N33 X50;N34 G70P29Q33; N35 GN36 T0404;N37 N38 G76PQ250R0.1; N39 G76X18.05Z-16P974.25Q50RN40 GN41 N42 %2）加工左端面，工件掉头，重新建立坐标系左端程序如下：%O0904 程序名N43 N44 T0101;N45 N46 G71U1.0R0.5; N47 G71P48Q54U0.5WN48 G01X0; N49 G01GN50 GN51 N52 X42.0;N53 Z-18.03;N54 X50.0;N55 G70P48Q54;N56 GN57 N58 %五.加工程序的调试及运行结果5.

18、1仿真软件简介拥有发那科(FANUC)、西门子(SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、广州数控(GSK)、华中世纪星(HNC)、北京凯恩帝(KND)、大连大森(DASEN)、南京华兴(WA) 数控车铣及加工中心等28个系统，64个控制面板。具有网络版和单机版模式，可以在微机上仿真各种数控设备的编程，操作，是广大高校机械类学生和国内外大中型企业数控操作人员的良师益友。斯沃数控仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生和操作工人达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入.5.2加工仿真过程叙述

19、1.打开斯沃仿真软件，选择FANUC OiT车床，然后将数控机床把X轴Z轴回零。如图5-1图5-12.设置毛坯选定尺寸长81.58mm宽50mm材料为45号钢及夹具为三角卡盘。 如图图5-23.所用刀具的类型及参数如下图。1)外圆车刀T0101和T0202:图5-32)退刀槽及梯形槽的割刀T0202和T0303如图 图5-43)加工螺纹的螺纹刀T0404如图图5-54.建立坐标，通过对刀如图。1)第一把刀，外圆车刀T0101的对刀如图5-62)分别T0101 ,T0202,T0303,T0404对刀，建立坐标后的坐标系，如图图5-75在数控机床显示屏中的编辑中插入编程后形成加工路径。如图图5-

20、86.第一个工序加工时走到路线图和最后图示。1）第一个工序加工后的二维图，图5-92）第一个工序加工后的三维图，图5-107.第二个工序加工时走到路线图和最后图示。1）第二个工序加工后的二维图，图5-112）第二个工序加工后的三维图，图5-128.第三个工序加工时走到路线图和最后图示。1）第三个工序加工后的二维图，图5-132）第三个工序加工后的三维图，图5-149.工件掉头后，重新对T0101外圆车对刀，和上面对刀方法相同，然后调入左端程序就形成的加工路线如图。图5-1510左端工序加工时走到路线图和最后图示。1）左端工序加工后的二维图，图5-162）右端工序加工后的三维图，图5-175.3仿真结果1. 通过全部的工序后，仿真加工后的最终零件如图。图5-182. 通过仿真加工出来的零件基本尺寸如图。图5-193. 通过仿真加工出来的零件粗糙度的分布如图。符合零件图纸加工要求，图5-20总 结通过本数控仿真课程设计，使我们了解到更多有关于数控操作问题，如怎样选择毛