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1、模块设计课程作业学 院 浙江师范大学行知学院 题 目 数控加工编程设计 班 级 机械制造设计及其自动化101 组 员 指导老师 目录1. 绪论32. 设计目的33. 设计任务34.车床加工零件编程设计步骤44.1 工件基准的分析44.2 工件的加工方案54.3选择机床设备54.4选择刀具54.5确定切削用量54.6数控加工工序卡片54.7 程序编制的步骤：64.7.1 依据图样要求，确定加工工艺方案，即加工路线64.7.2 选择刀具并画出刀具布置图64.7.3 合理选择切削用量64.8 编写零件加工程序75. 车床加工程序仿真图形76. 铣床加工零件编程设计步骤116.1 零件结构工艺分析、毛
2、坯及加工定位基准的确定116.1.1零件图的分析116.1.2毛胚的确定126.1.3 工件基准的分析126.2 铣床工件加工方案126.3 选择机床设备126.4 选择刀具126.5 确定切削用量136.7 数控加工工序卡片136.8 确定工件坐标系、对刀点136.9 编写零件加工程序147. 铣床加工程序仿真图形148. 心得体会189主要参考文献181. 绪论数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。总之，它是从零件图纸到获得数控加工程序的
3、全过程。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。此业设计让我们毕业生更好的熟悉数控车床，确定加工工艺，学会分析零件，学会简单的程序编程，以及数控仿真，为走上工作岗位打下基础。随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC6M数控系统的参数编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂
4、，实现普通编程难以实现的功能。数控编程同计算机编程一样也有自己的语言,但有一点不同的是，现在电脑发展到了以微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了,它还没发展到那种相互通用的程度，也就是说，它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以，当我要对一个毛坯进行加工时，首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系统.本次数控课程设计是为了让我们更清楚地理解怎样确定零件的加工方案，对零件进行编程，并在仿真软件上进行模拟加工。这样的课程设计对我们即将走上工作岗位的毕业生来说无疑是对我们说学知识的一次检验和提高。2. 设计目的通过本次课程设计，了解并掌握简单
5、零件数控加工手工编程技术，掌握复杂零件利用UG进行实体造型和自动编程的过程和方法，培养自动编程的技能。掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编程的相关知识，将理论知识与实际工作结合起来，并最终达到能够独立从事数控加工程序编制的工作能力。3. 设计任务根据本任务书提供的零件图及相关技术要求，用UG软件完成零件设计，工程图绘制，零件工艺分析，加工工序卡的编制。 4.车床加工零件编程设计步骤4.1 工件基准的分析此工件的径向尺寸设计基准为中心线，轴向尺寸设计基准为右端面。采用三爪自定位卡盘装夹，定位基面为外圆，可认为定位基准为中心线，满足基准重合原则。用三爪自定心卡盘夹持44外圆，使工件伸
6、出卡盘82，一次装夹完成粗精加工。车削零件图样坐标点的计算：A(0,0,82) B(8,0,82) C(5,0,80) D(5,0,62) E(10,0,57) F(10,0,47) G(17,0,40) H(17,0,30) I(22,0,20) J(22,0,0)4.2 工件的加工方案因为工件的尺寸精度和表面粗糙度要求较低。先车削端面，用T01刀具；再粗车外圆，留0.4精车余量；再精车外圆至尺寸；最后切断。4.3选择机床设备根据零件图样要求，零件外形不是特别复杂，而且没有精度要求，选用经济型数控车床即可达到要求。可选用FANUC_0iT型数控车床。4.4选择刀具根据加工要求，要粗车和精车，
7、所以选用三把刀具，TO1为45偏刀，作为车削端面；T02为90偏刀，作为粗车车刀；T04为90偏刀，作为精车车刀。T06为切断刀，同时把四把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。4.5确定切削用量查阅切削用量简明手册 第3版，确定切削用量如下：车端面，主轴转速400r/min，进给量0.1mm/r；粗车，主轴转速400r/min，进给量0.2mm/r。半精车，主轴转速800r/min，进给量0.1mm/r。切断，主轴转速800r/min。4.6数控加工工序卡片数控加工工序卡片产品名称或型号零件名称零件图号传动轴车间使用设备FANUC_0iT工艺序号程序编号夹
8、具名称夹具编号三爪卡盘GS53-61工步号工步内容加工面刀具号刀补量主轴转速r/min进给量mm/r背吃刀量mm备注1平端面右端面T0104000.12粗车外圆面T0204000.21.53半精车外圆面T0408000.14切断切断T0608004.7 程序编制的步骤：4.7.1 依据图样要求，确定加工工艺方案，即加工路线 根据先主后次的原则，确定其加工方案为：1） 车端面。2） 粗车外圆。3） 精车外圆。4） 切断。4.7.2 选择刀具并画出刀具布置图 根据设计要求，选用三把刀具。号车端面，号车刀粗车，号车刀精车。刀具布置图如图2所示。在绘制刀具布置图是，要选择正确的换刀点，以避免换刀时刀具
9、与机床、工件及夹具发生碰撞现象。本次设计的换刀点选为S（120，200）点。对刀时以号刀为基准进行对刀。4.7.3 合理选择切削用量 切削用量应根据工件材料、硬度、刀具材料及机床等因素来考虑。在此次课程设计中，车端面时主轴转速选为S31=600r/min，进给速度选为f=150 r/min；粗车时，S32=600 r/min；精车时，S22=800 r/min。f=150mm/r。4.8 编写零件加工程序 选择工件坐标系XOZ，O为原点，将S点（换刀点）作为对刀点，即编程起点。根据数控系统的程序段格式规定，编写出零件加工程序。编制程序如下：O0001N1; (车削端面) G50 X100.0
10、Z200.0; 坐标系设定 T0101 M03 S400 F0.1;G00 X46.0 Z83.5;G01 X-0.2;Z84.5; 退刀G00 X46.0 Z84.5;Z82G01 X-0.2;Z83.5;G00 Z100.0;T0100 M05; 刀具复位G28 U0.0;G28 W0.0;N2; （粗车） T0202 M03 S400 F0.2; G00 X50 Z88; G71 P10 Q20 U0.4 W0.1; N10 G00 G42 X6 Z82; G01 X10 Z80; 倒角BC Z60; 10CD G02 X20 Z57 R5; 圆角DEG01 X20 Z47; 20EF
11、G03 X34 Z40 R7; 圆弧FGG01 X34 Z30; 34GH X44 Z20; 锥度HI Z0 ; 44IJ N20 G01 G40 X50; T0200 M05; G28 U0.0; G28 W0.0;N3; （精车） T0404 M03 S800 F0.1; G00 X50.0 Z88; G70 P10 Q20; G00 X100.0; T0400 M05; G28 U0; G28 W0;N4;T0606 M03 S800 F0.05; （切断）G00 X50.0 Z0.0 M08;G01 X0.0 Z0.0 G00 X100.0 Z200.0 M09 T0600; M30;
12、5. 车床加工程序仿真图形刀轨路径图三维动画6. 铣床加工零件编程设计步骤用提供的刀具（12/8立铣刀）在蜡模上完成下列零件的加工。6.1 零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定6.1.1零件图的分析 该零件的毛坯是一块100mm80mm20mm板料，要求铣削成图示粗实线所示的外形。该零件的特点是形状比较简单，数值计算不太方便，通过软件画图定位得。现按轮廓编程。以点O（0，0）点为坐标中心点，计算点的坐标如下：A（-50，-40） B（-42.0，-40.0） C（-42.0，50.0） D（-34，40） E（-34，-40）F（10.0，-40）G（10，40）H（-60,40）。6.
13、1.2毛胚的确定 用提供的刀具（12/8立铣刀）在蜡模上完成图3零件的加工。6.1.3 工件基准的分析以底面为定位基准,刀具加工的中心点为工件加工的中心点，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上。6.2 铣床工件加工方案按上图所示图3中沿着ABCDEFGHI为线路铣削轮廓。6.3 选择机床设备根据零件图样要求，工件外形相对简单，容易加工，且没有精度要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。本次设计选用华中型数控HNC-21M。6.4 选择刀具现采用8的立铣刀，定义为T01。采用12的立铣刀，定义为T02同时把T01刀在自动换刀刀架上安装好，T02在主轴上安好。且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参
14、数中。6.5 确定切削用量查阅切削用量简明手册 第3版，确定切削用量如下：铣轮廓，主轴转速800r/min，进给量0.1mm/r6.7 数控加工工序卡片数控加工工序卡片产品名称或型号零件名称圆筒零件零件图号车间使用设备华中型数控HNC-21M工艺序号程序编号%0001夹具名称夹具编号工步号工步内容加工面刀具号刀补量主轴转速r/min进给量mm/r铣削深度mm备注1平面铣（粗铣）轮廓面T0208000.152轮廓铣（精铣）轮廓面T0108000.120.56.8 确定工件坐标系、对刀点在XOY平面内确定以0点为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系。采用手动对刀方法把对刀点定在O处
15、。6.9 编写零件加工程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：%0001 程序编号N0001 G90 G94 G21 G17; N0002 G91 G28 Z5; N0003 G90 G54 M03 S350; 主轴运转速度N0004 G00 X-50.0 Y-40.0; 快速定位至AN0005 Z-8.0 ; N0006 G41 X-42 Y-40 D01; 到点BN0007 G01 Y50 F150; 直线BCN0008 X-34 Y40 Z-4; 到点DN0009 Y-40; 直线DEN0010 X10 Z-6; 直线EFN0
16、011 G03 X10 Y40 I0 J40; 圆弧FGN0012 G01 X-60 Y40; 直线GH N0013 G90 G00 Z50 ;N0014 G40 X5.0 Y5.0 N0015 M05N0016 M30 7. 铣床加工程序仿真图形8. 心得体会通过这次数控技术课程设计让我对这学期所学的数控技术方面的知识有了比较全面的了解，对数控机床也有了初步的认识和掌握，锻炼了我理论与实际结合的能力，也让我明白了在实际中遇到问题如何用理论去解决，总之这次课程设计是对数控技术的一次很全面的综合练习。9主要参考文献：1王洪主编.数控加工程序编制.北京：机械工业出版社，2002.2李恩林主编.数控技术原理及应用.北京：国防工业出版社，2006.3郑堤主编.数控机床与编程第2版.北京：机械工业出版社，2010.4朱晓春主编.数控技术.第二版.北京：机械工业出版社，2006.5艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册第3版.北京：机械工业出版社，2002.
