型板数控加工课程设计.doc

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1、前言数控加工技术作为现代机械制造技术的基础，使得机械制造过程发生了显著的变化。现代的数控加工技术与传统加工技术相比，无论在加工工艺，加工过程控制，还是加工设备与工艺装备等诸多方面均有显著不同。高等院校将数控加工及编程技术作为机械类和机电类专业学生的必修只是十分必要的。随着我国工业现代化进程逐步加快，数控技术在制造业中越来越多地得到应用。目前，在我国制造工业中，从事数控机床制造和生产的科技人员以及数控机床的操作员、程序员和维修人员都非常缺乏。专家们预言：二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。所以，为适应社会发展的需要，在我院机械设计，制造及自动化专业中，开设了数控加工编程综合训练课

2、程设计，这是一门实践性很强的课程，它是对学生的数控加工工艺规程设计及实施能力，数控编程能力，数控操作及加工调整能力等的综合训练和评价。课程设计的目的是在已学课程及其它相关教学内容的基础上，通过对零件图分析，数控工艺设计，数控加工程序编制，数控加工仿真几个方面，将基本概念与实际应用，数控加工程序的编制与工艺设计很好地结合在一起，以此增强数控编程技术的应用能力，达到使学生初步具备数控加工技术综合应用的能力。目录 前言1 型板数控加工31.设计要求：32.零件的工艺分析 4 2.1加工内容4 2.2加工要求4 2.3.各个加工内容的加工方法43.数控机床的选择 54.加工顺序的确定 75.装夹方案的

3、确定7 5.1第一次装夹8 5.2第二次装夹8 5.3第三次装夹86.刀具和切削用量的选择 8 6.1.铣刀 8 6.2.钻头97.加工工序卡108.数控加工程序129.心得体会 2010.参考文献 21型板数控加工 1.设计要求：1）在对零件分析的基础上制定详细的加工工艺规程。 2）选择一道适合于数控加工的工序，设计工艺工装。选择刀具，量具及加工工艺参数并编制其数控加工程序。毛坯为958512mm的45钢2.零件的工艺分析 2.1加工内容：1）零件由平面，通孔，通槽，凸台组成，毛坯为长方体块。 2）要加工的内容包括30的孔，7030的长方形通槽，R6，R16，R20的圆弧以及平面。Ra=1.

4、6m 2.2加工要求：圆孔 300+0.05 Ra=1.6m 长方形通槽Ra=3.2m 30中心线对A面垂直度为0.052.3各个加工内容的加工方法：选择的原则是保证加工表面的加工精度 和表面粗糙度的要求。一般来说获得同一精度及表面粗糙度的要求。因而在实际选择时要结合零件的形状尺寸大小和热处理等要求要全面考虑。 加工方法：1）底面A：面铣刀粗铣 2）顶面F：面铣刀粗铣 3）D面：面铣刀粗铣精铣 4）B,C,E面：面铣刀粗铣精铣 5）30的孔：中心钻钻孔扩孔钻铰刀6）长方形通槽：立铣刀粗铣精铣3.数控机床的选择 机床的选择主要考虑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，批量

5、热处理等要求。既要保证加工零件的技术要求加工出合格产品又要有利于提高劳动生产率还要尽可能降低生产成本。根据实际要加工的零件情况决定选用数控铣床。数控铣床的型号也有许多种，根据加工要求，查相关资料决定选取XKA5032A型数控铣床。XKA5032A型数控铣床配置了国外先进的数控系统，可以实现三 坐标联动。可以完成直线，斜线，曲线轮廓等铣削加工。适用于钻孔，镗孔及具有复杂型面的零件如凸轮样板，叶片等适用于机械制造行业。该铣床切削进给速度x,y: 63200mm/min z:31600mm/min.可以实现三轴联动，进行直线插补与圆弧插补。XKA5032A数控铣床技术参数项目参数单位工作台面积（宽X

6、长）320X1320mm工作台纵向最大行程780mm工作台横向最大行程300mm工作台垂向最大行程380mm立铣头最大回转角度45。主轴端部锥度N0.5主轴端面至工作台面距离70450mm主轴中心线至床身导轨面距离350mm主轴转速级数18级主轴转速范围301500N/min进给速度级数无级纵横向进给范围63200mm/min垂向进给范围31600mm/min纵横向快速进给速度v6000mm/min垂向快进速度3000mm/min主电机功率7.5kw进给电机转矩 纵横向12Nm进给电机转矩垂向22Nm定位精度0.015mm工作台最大承载重量320kg机床净重约3000kg机床外形尺寸（长X宽X

7、高）192920552216mm4.加工顺序的确定 加工顺序的原则是基面先行，先主后次，先粗后精，先面后孔。肯局零件的加工要求，尺寸要求，设计加工顺序决定先铣A面，因其没有粗糙度要求，加工之后不怕损伤。再粗铣D,E面。装夹一次与A面一起可以加工再粗铣F面。B,C面最后钻孔铣长方形通槽。不能先钻孔，因为在粗铣外轮廓是切削余量比较大，产生的力也比较大，容易使孔发生变形，因此综合各原则原因确定加工顺序如下所示。加工顺序：1）铣A面 2）粗铣D,E面 3）粗铣B,C面 4）铣F面 5）钻孔加工30的孔（钻孔，扩孔，绞孔） 6）粗铣通槽，精铣通槽 7）精加工外轮廓 8）除毛刺，检验，清洗5.装夹方案的确

8、定 装夹方式的选择要根据具体的机床及工件来确定。机床为数控铣床，由于工件的尺寸较小，形状很规则，一般使用机用平口钳。在数控加工中既要保证加工质量又要减少辅助时间，提高效率。因此要选用能准确迅速定位并夹紧工件的装夹方法。和夹具零件的定位基准应尽量与设计基准及测量基准重合，减少定位误差。一般使用平口钳装夹上表面高出钳口23mm，下面用等高的垫块垫起并作为定位面。垫块避开孔加工位置。 5.1第一次装夹 先加工A面再加工D,E面 5.2第二次装夹 先加工F面再加工B,C面 5.3第三次装夹 第三次装夹为了加工工件外轮廓。这时孔和通槽都已加工完成。为了装夹方便不用反复拆卸，决定用压板式。从通槽和孔来装夹

9、工件，加工四周外轮廓。 6.刀具和切削用量的选择 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容。它 不仅影响数控机床的加工效率而且直接影响加工质量。正确选用刀具应根据机床的加工能力，工件材料的机械性能，加工工序和切削用量以及其他相关因素。选择刀具是根据安装调整方便刚性好耐用度和精度高的原则，在满足加工要求的前提下尽量选择较短的刀柄以提高刀具的刚性。合理选择切削用量的一般原则是粗加工时一般以提高生产率为主 但也应考虑经济性和加工成本。半精加工时应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饥荒说明书切削用量手册并结合经验而定。6.1铣刀 铣A，F面时选用120可转位硬

10、质合金铣刀。刀上镶有8片八角形刀片。可以获得较高的切削效率和表面的加工质量。选用切削用量是先选用较大的背吃刀量，再选用较大的进给量。最后选择切削速度。在此 ap=1mm切削速度v=6mm/s。铣D,E面时f粗=0.36mm/r，用20的立铣刀，ap =2mm，v=0.83mm/s，主轴转速n=800r/min。铣通槽时粗铣ap=8mm，每次进给量fz=0.035mm/r。F粗=fz6=0.21mm/r细齿6个。精加工时用10的键槽铣刀ae=0.5mm。进给速度100mm/min。主轴转速n=500r/min。精铣外轮廓时采用10的键槽铣刀=0.5mm，进给速度为 100mm/min，主轴转速n

11、=1000r/min。6.2.钻头 1）中心钻：钻头直径D=5mm，查表得进给量f=0.3mm/r，钻削速度v=0.2m/s，主轴转速n=950r/min。 2）28钻头：选用28高速钢钻头直径D=28mm，查表得进给量f=1mm/r，钻削速度v=0.2m/s，主轴转速n=500r/min。 3）扩孔钻：选用29.7的锥柄扩孔钻，长度为175mm，查表得进给量f=0.2mm/r，钻削速度为v=0.2m/s，主轴转速n=300r/min。 4）铰刀：选30的高速钢铰刀，主轴转速n=260r/min，进给量f=0.2mm/r。6.3.刀具卡片序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01120可转

12、位硬质合金铣刀1铣A面，F面2T0220直柄铣刀1铣外轮廓和通 槽半径补偿D02=10mm3T035中心钻1钻两个定位中 心孔4T0428高速钢钻 头1大30孔的底 孔5T0529.7扩孔钻1半精加工孔长度175mm6T0630绞孔钻1精加工30的 孔7T0710键槽铣刀1精铣外轮廓， 槽半径补偿D03=5mm7.加工工序卡工序号夹具名称使用设备车间001平口虎钳和压板XKA5032A数控铣床工序号工序内容(mm)刀具号刀具刀柄规格(mm)主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量1铣A面T0112070036012粗铣D,E面T02208005023铣C,B面T022080036

13、024铣F面T01120700120015钻5中心 孔T03595012002.56钻30中心孔T042850012007扩孔至29.7T0529.730012008绞30内孔T063026012009粗铣通槽T02203006010精铣通槽T0710500100.511精铣外轮廓T071010001000.58.数控加工程序8.1.加工A面和D,E面 O0001 N0001 G90 G00 G54 Z150.0; N0002 S700 M03; N0003 M98 P0068; 调用铣平面子程序N0004 M11; N0005 M10;N0006 G01 G42 X45.5 Y42.5 F5

14、00 D02; D02=10mm N0007 S800 M03; N0008 M98 P0069; 调用加工E面子程序N0009 M98 P0070; N0010 M98 P0069; N0011 G90 G41 X-45.5 Y42.5 F500 D02;N0012 M98 P0071; N0013 M98 P0072; N0014 M98 P0071; N0015 G00 Z150.0; N0016 M05; 主轴停转N0017 M30; 铣平面子程序 O0068N0001 G91 G00 X-100.0 Y-100.0; N0002 Z-151.0 M08; N0003 X170.0;

15、N0004 Y32.0; N0005 X-170; N0006 Y32.0;N0007 X170; N0008 Y32.0; N0009 X-170; N0010 G28 M05; N0011 M99; 加工E面子程序O0069 N0001 G91 G00 Z-4.5; N0002 G03 X16.0 Y16.0 R16.0; N0003 G01 X0 Y69.0; N0004 M99; O0070 N0001 G91 G00 Z-4.5; N0002 G03 X16.0 Y16.0 R16.0;N0003 G01 X0 Y69.0; N0004 M99;加工D面子程序 O0071 N0001

16、 G91 G00 Z-4.5; N0002 G01 X0 Y-65.0; N0003 G01 X10.0 Y-20.0; N0004 M99; O0072 N0001 G91 G00 Z-4.5; N0002 G01 X-10.0 Y20.0; N0003 G01 X0 Y65.0;N0004 M99;8.2.加工F面，B,C 面 O0002 N0001 G90 G00 G54 Z150.0; N0002 S800 M03 M08; 打开冷却液，主轴先正转 N0003 G01 G41 X-40.5 Y29.5 D02; D02=10mm N0004 M98 P0073; N0005 M98 P

17、0074; N0006 M98 P0073; 调用加工B面子程序N0007 G90 Z150.0; N0008 G01 X20.5 Y45.5;N0009 M98 P0075; N0010 G00 G90 Z-3.5; N0011 M98 P0075; N0012 G90 G00 Z-7.0 N0013 M98 P0075; N0014 G90 M05 Z150.0; N0015 M11; 主轴松刀，手动换刀N0016 M10; 夹紧刀具N0017 M98 P0068; 调用铣平面子程序 N0018 M98 P0076; 调用换刀子程序 N0019 G00 G90 S950 M03; N002

18、0 M98 P0077; 调用打中心孔子程序 N0021 G98 G81 X-15.0 Y0 Z-11.0 F80; 加工完成后返回参 考点，中心孔定位 N0022 M98 P0076; 换刀N0023 G90 G00 S500 M03; N0024 M98 P0077; N0025 M98 P0076; N0026 G90 G00 S300 M03; N0027 M98 P0077; N0028 M98 P0076; 换铰刀 N0029 G90 G00 S260 M03;N0030 M98 P0077; N0031 M98 P0076; 换键槽铣刀 N0032 G90 G01 X-15.0

19、Y0; N0033 G01 Z10.0; N0034 M98 O0078; 加工长方形通槽 N0035 G00 Z150.0; N0036 M05; N0037 M30;子程序 O0073 加工B面 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 X0 Y-65; N0003 M99; 返回主程序 O0074 加工B面 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 X0 Y-65;N0003 M99; O0075 加工C面 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 X0 Y-20; N0003 G03 X5.5 Y-5.5 R5.5 F50;N

20、0004 G02 X0 Y-40 R20.5;N0005 G03 X-5.5 Y-5.5 R5.5; N0006 G01 X0 Y-20; N0007 G00 Z20; N0008 G01 X0 Y91; N0009 M99; O0076 换刀子程序 N0001 M05 Z150.0; N0002 M11; M0003 M10; N0004 M99;O0076 换刀子程序 N0001 M05 Z150.0; N0002 M11; N0003 M10; N0004 M99; O0078 加工通槽子程序 N0001 G00 G91 X0 Y0 S300 M03;N0002 M08; N0003 G

21、01 Z-10.0 F20; N0004 M98 P0080 L3; N0005 G01 Z12.0 F60; N0006 M98 P0080 L3; N0007 G01 Z12.0 F60;N0008 M98 P0021 L3; N0009 M98 P0076;N0010 G01 Z-150.0 F60; N0011 G91 G00 S500 M03;N0012 M08; N0013 M98 P0082 L3; N0014 M99; O0079 N0001 G91 Z-4.0 F60; N0002 G91 G42 X3.5 Y8.5 D02; N0003 X-7.0 Y0; N0004 X0

22、 Y-17.0;N0005 X7.0 Y0;N0006 G01 G40 X0 Y17.0; N0007 M99; O0080 粗铣通槽 N0001 G91 Z-3.5 F60; N0002 G91 G42 X3.0 Y8.0 D03;N0003 X-15.0 Y0; N0004 X0 Y-33.0; N0005 X15.0 Y0; N0006 X15.0 Y0; N0007 M99; O0081 N0001 G91 Z-3,5 F60 N0002 G91 G42 X2.0 Y8.0 D02;N0003 X-19.0; N0004 X0 Y49.0; N0005 X19.0 Y0; N0006

23、G01 G40 X0 Y-49.0;N0007 M99; O0082 精铣通槽 N0001 G91 Z-3.5 F100; N0002 G91 G41 X-0.5 Y5.5 D03;N0003 G01 G40 X-18.0 Y0; N0004 G03 X-6.0 Y-6.0 R1.0; N0005 G01 X0 Y-58.0; N0006 G03 X6.0 Y-6.0 R1.0; N0007 G01 X18.0 Y0; N0008 G03 X6.0 Y6.0 R1.0; N0009 G01 X0 Y58.0;N0010 G03 X-6.0 Y6.0 R1.0; N0011 M99;8.3.精铣

24、外轮廓 O0003 N0001 G90 G54 G00 S1000 M03; N0002 Z5.0 M08; N0003 M98 P0083 L3;N0004 G00 Z150.0; N0005 M05; N0006 M30; O0083 N0001 G91 G00 Z-3.5; N0002 G01 G41 X0 Y-40.0 D03; N0003 G01 X10.0 Y-20.0; N0004 G01 X64.0 Y0;N0005 G03 X16.0 Y16.0 R16.0; N0006 G01 X0 Y60.0; N0007 G01 G40 X-19.0 Y0; N0008 G02 X-6

25、.0 Y6.0 R1.0; N0009 G03 X-38.0 Y0 R20.0;N0010 G02 X-6.0 Y6.0 R1.0; N0011 G01 G41 X-19.0 Y0 D03; N0012 G00 G40 Z20.0; N0013 M99;9.心得体会 通过一周紧张的数控加工编程课程设计，使我初步了解到了数控 加工技术的简单程序。了解到了多种刀头区别，并使我了解了数控加工技术知识的重要性，使得我对数控加工领域产生了浓厚的兴趣。不仅如此，通过这次课程设计，使得我学会简单的FAPT编程语言。相信这次课程设计会成为对我将来探索机械制造领域的道路上的垫脚石。感谢老师对于本次课程设计的辅导。10.参考文献 数控编程技术及应用任晓红，刘红军，许立福 主编 国防工业出版社 2010.7 数控加工工艺与编程杨建明 主编 北京理工大学出版社 2006.8 数控机床技术应用 崔元刚 主编 北京理工大学出版社 2006.8 数控编程实验指导书许立福，赵静 主编 沈阳理工大学 2010.7 数控加工工艺手册 杨继宏 主编 化学工业出版社 2008.3 切削用量简明手册 艾兴，肖诗钢 主编 机械工业出版社 2004.2