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1、数控机床与编程课程设计说明书设计题目：轴类件数控加工课程设计 成绩 班级 一班 学号 04092126 姓名 指导教师 设计日期 2012年06月18日至2012年06月22日目 录封页 1课程设计任务书 3绪论 31. 零件图分析 52. 零件总体工艺分析 72.1 选毛胚 72.2 工艺分析 72.3 加工工艺路线 73. 零件加工工艺过程卡 74.刀具卡片 85.数控加工内容 95.1工件的装夹 95.2装夹方式的选择 105.3确定数控车床 105.4设置刀点和换刀点 105.5程序编制 116.程序输入及机床操作 9 6.1程序输入以及调试 19 6.2程序校验 19 6.2.1数控
2、加工仿真 20 6.2.2机床的程序预演功能 206.2.3抬刀空运行程序 20 6.2.4首 件 试 切 206.3机床操作 206.3.1回零 216.3.2对刀 216.3.3设置加工参数 21设计总结 22主要参考文献 24课程设计任务书设计要求： 1.绘制零件图 2.绘制三维立体图 3.零件机械加工工艺方案 4.数控加工工序卡一份 5.说明书一份绪论数控加工课程设计是在学完数控技术应用专业全部基础课程、技术基础课程和专业课程之后进行的，是在进入岗位实践之前，对所学课程的综合整理与应用，是一次理论联系实践的锻炼过程。课程设计是适应性训练，其目的通过课程设计过程训练，锻炼分析问题和解决问
3、题的能力。随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选
4、择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。1.零件图分析 设计任务是一个组合件，由两部分组成。零件图如下所示。加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑 。 图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。对于右端曲面可以采用宏程序手工编程或者自动编程。通过以上分析，考虑到加工的经济性和效率性最好的加工方式为车削，加工设备采用
5、数控车床。2.零件总体工艺分析2.1 选毛胚 零件为45号钢，刚性好。直接按零件总长尺寸再加上端面余量后下料。2.2加工工艺路线 下料-车外形-车5X38两槽 -精车内形 -车螺纹把件1旋入件2检验入库3加工工艺过程卡工步工艺内容刀具Ap(/mm)n(rmin)f(/r)1粗、精加工工件1左端外形0126000.252车5X38两槽020.58000.153用G71粗加工工件1左端内形，用G70精加工工件1左端内形0124500.154调头校正，手工车端面，保证总长95，钻中心孔，顶上顶尖。5用G71粗加工工件1右端外形，用G70精加工工件1右端外形0124500.156车4X24槽020.5
6、8000.157用G76螺纹复合循环加工M27X1.5外螺纹0124500.158用G71粗加工工件2内形，用G70精加工工件2内形0124500.159车5X28内槽020.58000.1510用G76螺纹复合循环加工M27X1.5内螺纹0124500.1511.将件2旋入件1，粗、精加工2外形4.刀具卡片刀具序号刀补号刀具名称被加工表面刀具参数1 01 95度外圆车刀粗精加工工件1外形刀尖角55度，刀尖圆弧半径0.2mm2 02 切槽刀加工5X38凹槽刀尖角35度，刀尖圆弧半径0.2mm3 03 内螺纹车刀加工M27x1.5内螺纹刀尖圆弧半径1.5mm4 04外螺纹车刀加工M27x1.5外
7、螺纹刀尖圆弧半径1.5mm5.数控加工内容5.1工件的装夹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。定位基准的选择原则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。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。便于对刀的原则。批量加工时在工件
8、坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。所以本工件选取底面和左端面为定位基准5.2装夹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。这里选择工艺板进行夹紧5.3确定数控车床FANUCOi 数控车床5.4设置刀点和换刀点刀具究竟从什么位置开始移动到指定的位置呢?所以在程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这一位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点一般通过对刀来确定，所以
9、，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是:便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查，引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基谁上。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即“刀位点”与“对刀点”的重合。所谓“刀位点”是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心。平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点。球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜、对刀仪、自动对刀装
10、置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。5.5程序编制件1左端加工程序：00001N10 G98N20 M03 S800 T0101N30 GOO X46.5 Z3N40 G01 Z-35 F150N50 G00 X100 Z50N60 M05M70 M00N80 S1500 M03 F80 T0101N90 GOO X51 Z2N100 G01 X44 Z0N110 X46 Z-1N120 Z-35N130 G00 X100 Z50N140 M05N150 M
11、00N160 T0303 S600 M03 F25N170 G00 X50 Z-22N180 G01 X38.2N190 G00 X50N200 Z-21N210 G01 X38N220 Z-22N230 G00 x50N240 Z-12N250 G01 X38.2N260 G00 X50N270 Z-11N280 G01 X38N290 Z-12N300 GOO X100N310 Z50N320 M05N330 M00N340 M03 S800 T0404N350 G00 X19.5 Z5N360 G71 U1 R0.5N370 G71 P380 Q420 U-0.5 W0.1 F150N3
12、80 G01 X25N390 Z0N400 X22.016 Z-10N410 Z-25N420 X20N430 G00 Z100N440 X100N450 M05N460 M00N470 M03 S1200 T0404 F80N480 G00 G41 X28 Z5N490 G70 P380 Q420N500 GOO Z100N510 G40 X100N520 M05N530 M30件1右端加工程序00002N10 G98N20 M03 S800 T0101N30 G00 X51 Z2N40 G71 U1.5 R1N50 G71 P60 Q160 U0.5 W0.1 F150N60 G01 X2
13、0N70 Z0N80 X21.992 Z-1N90 Z-23N100 X23N110 X26.8 Z-24.5N120 Z-45N130 X30N140 X33.28 Z-61.398N150 G02 X42.24 Z-65 R4N160 G01 X50N170 G00 X150N180 Z10N190 M05N200 M00N210 M03 S1500 T0101 F80N220 G00 G42 X51 Z2N230 G70 P60 Q160N240 G00 G40 X150 Z10 N250 M05N260 M00N270 T0303 S600 M03 F25N280 G00 Z-45N2
14、90 X32N300 G01 X24N310 X27N320 Z-43.5N330 G01 X24 Z-45N340 G00 X150N350 Z10N360 M05N370 M00N380 T0202 S1000 M03N390 G00 X29 Z-18N400 G76 P10160 Q80 R0.1N410 G76 X25.14 Z-42 R0 P930 Q350 F1.5N420 G00 X100 Z50N430 M05N440 M30件2加工程序：00001N10 G98N20 T0404 S800 M03N30 G00 X19.5 Z5N20 G71 U1 R0.25N30 G71
15、P40 Q120 U-0.5 W0.1 F150N40 G01 X33N50 Z0 N60 X29.6 Z-17N70 X28.5N80 X25.5 Z-18.5N90 Z-40N100 X22.01N110 Z-45N120 X20N130 G00 Z100N140 X100N150 M05N160 M00N170 M03 S1200 T0404 F80N180 G00 G41 X35 Z5N190 G70 P40 Q120N200 G00 Z100N210 G40 X100N220 M05N230 M00N240 S600 M03 T0606 F25N250 G00 X21N260 Z-4
16、0N270 G01 X28N280 X25N290 Z-37.5N300 X28N310 X25N320 G00 Z100N330 G00 X100N340 M05 N350 M00N360 M03 S1000 T0505N370 G76 P10160 Q80 R0.1N380 G76 X27.05 Z-35.5 R0 P930 Q350 F1.5N390 G00 Z100N400 X100 N410 M05 N420 M3000002N10 S800 M03 T0101 F150N20 G00 X51 Z2N30 #150=11N40 IF#150LT 1G00 T040N50 M98 P0
17、003N60 #150=#150 2N70 G00 T020N80 G00 X51 Z2N90 S1500 F80N100 #150=0N110 M98 P0003N120 G00 X100 Z50N130 M05N140 M3000003N10 #101=40N20 #102=23N30 #103=22N40 IF#103LT -22G00 T050N50 #104=SQRT #101*#101-#103*#103 N60 #105=23*#104/40N70 G01 X 2*#105+#150 Z#103-22N80 #103=#103-0.5N90 G00 T020N100 G00 U2
18、0 Z2N110 M996程序输入及机床操作6.1程序输入以及调试输入程序后必须进行程序调试。所谓调试程序，是将编制的程序在投入实际运行前，用手工或编译程序等方法进行测试，修正错误的过程。可利用机床的程序预演功能或者以抬刀运行程序方式进行，还可对每个子程序进行单独调试。 在程序调试中，可以根据实际情况修调进给倍率开关，根据机床的实际运动位置、动作以及机床的报警等来检查程序是否正确。6.2程序校验6.2.1数控加工仿真程序输入仿真系统，对刀加工。利用轨迹仿真判断装刀顺序是否正确，是否存在过切，是否在走刀路线、抬刀下刀、切入切出等处出现错误。6.2.2机床的程序预演功能程序输入完以后，把机械运动主
19、轴运动以及M,S,T等辅助功能锁定，以自动循环模式让数控铣床静态下执行程序。通过观察机床坐标位置数据和报警显示，判断程序是否有语法错误。6.2.3抬刀空运行程序在自动模式下运行程序，通过图形显示的刀具运动轨迹和坐标数据等判断走刀路线是否最短、加工过程是否撞刀，换刀等辅助动作是否存在不合理或者冗余程序段，以及程序的加工方向是否正确等。6.2.4首件试切对刀加工，首件试切。通过首件试加工，检查该程序所切零件的尺寸精度、表面粗糙度、倒角圆角、形位公差等是否满足图样要求，即主要检查加工参数的正确与否，通过实际加工工件质量状态对照修改程序。6.3机床操作数控机床是多种多样的，所使用的数控系统更是多种多样
20、。要正确使用一台数控机床并充分发挥其功能，必须首先了解操作手册有关规范，进而熟练操作使用该设备。6.3.1回零机床返回参考点后，控制系统与机床同步，病建立了机床坐标系。接下来就要安装工件，工件在工作台上的工作位置是任意的，因此在工件正确安装后都要惊醒对刀操作。6.3.2对刀经济型数控车床一般采用车端面和车外圆的适切对刀法对刀。对刀的目的就是寻找工件在机床坐标系中的位置来反映，对刀点应选择在工件的端面上回转中心处。6.3.3设置加工参数按照加工需要将准备好的加工参数进行设置、调整。设计总结数控机床与编程课程设计说明书的制作用到了几乎所有的本专业知识，具有很强的知识综合性，包含以前学的机械制造、机
21、械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程，使我更好把各专业课相结合起来去完成课程设计。同时经过本次强化训练让我又巩固了以前的基础知识，开阔了思路！在数控车削加工中经常遇到的轴类零件,本课程设计中采用含螺纹零件进行编程设计,在螺纹车削编程中要注意,数控车床主轴上必须安装有脉冲编码器测定主轴实际转速,从而实现主轴转一转刀具进给一个螺纹导程的同步运动,主轴的转速必须保持不变. 该特殊轴零件结构，加工面有螺纹、倒角、圆弧、槽、曲面等。刀具的选择要根据尺寸要求精度是否需要粗车和精车分开来加工，选择合适刀尖角度。确定走刀路线，之后选择加工参数，包括主轴转速，切削用量等，最后综合考虑之后编
22、写数控加工程序，程序校验和首件试切，对于我们现在不能使用机床实际验证，我们可以用数控仿真进行校核。这就是课程设计的整个路线。课程设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如，我想加快编程速度，除了对各编程指令的熟练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。从中我还学会了使用Mastercam软件自动编程，这对于复杂的零件非常适用，以及autocad进行图形转换。经过一个星期的精心工作，从开始到完成，每一步对我们来说都是新的尝试和挑战，在做这次设计过程中使我学到很多，我感到无论做什么事情都要真真正正用心去做，才会使自己更快的成长。我相信，通过这次的实践，我对数控的加工能进一步了解，并能使我在以后的加工过程中避免很多不必要的错误，有能力加工出更复杂的零件，精度更高的产品。通过这次课程设计增加了我和同学们的合作和交流来共同完成任务，还学会了如何利用图书、网络搜集信息等。圆满的成功！ 主要参考文献【1】 机械制造基础 高等教育出版社 【2】 数控机床操作与编程 华中师范大学出版社 【3】 金属切削原理与刀具 中国劳动社会保障出版社【4】 机械制图 高等教育出版社 第二版 【5】 机械基础 高等教育出版社 第二版【6】 数控加工工艺 机械工业出版社
