數(shù)控車床防真課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)數(shù)控編程課程設(shè)計姓 名： 李亞輝 系 別： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化 班 級： 機自一班 指導(dǎo)教師： 陳小靜 學(xué) 號： 新 鄉(xiāng) 學(xué) 院 2013年 12 月目 錄 TOC o 1-3 h z u 前 言機械制造專業(yè)學(xué)生及數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生都要學(xué)習(xí)數(shù)控仿真車床操作技術(shù)。讓學(xué)生了解相關(guān)工種的先進技術(shù)，同時培養(yǎng)工作崗位的前瞻性；在講授數(shù)控知識的同時，必須要求學(xué)生掌握基本的數(shù)控操作，增強系統(tǒng)意識，理解手動操作與自動操作之間的聯(lián)系，真正把學(xué)生培養(yǎng)成為適應(yīng)各種工作

2、環(huán)境和崗位的多面手。數(shù)控車工基礎(chǔ)工藝理論及技能有機融合，包括夾具的使用、量具的識讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準(zhǔn)定位等，分類敘述了車床操作、數(shù)控車床自動編程仿真操作、數(shù)控車床編程與操作的初、中級內(nèi)容。以機械加工中車工工藝學(xué)與數(shù)控車床仿真技能訓(xùn)練密切結(jié)合為主線，常用量具識讀及工件測量、刀具及安裝、工件定位與安裝、金屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數(shù)控車工必須掌握的知識和技能的訓(xùn)練途徑。對涉及與數(shù)控專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識、專業(yè)計算，都進行了有針對性的論述，目的在于塑造理論充實、技能扎實的專業(yè)技能型人才。本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結(jié)合數(shù)控加工的特點，分別進行工藝方

3、案分析，機床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件。在整個工藝過程的設(shè)計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準(zhǔn)、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導(dǎo)實際生產(chǎn)。課程設(shè)計任務(wù)書一任務(wù)說明1.1任務(wù)要求數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計是學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)課程后進行的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可提高學(xué)生的數(shù)控編程能力，加深對數(shù)控原理及數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的理解，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)數(shù)控機床知識及從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)?！净疽蟆?掌

4、握數(shù)控加工工藝特點及工序劃分方法；掌握數(shù)控車床、銑床的手工及計算機輔助程序編寫方法；掌握數(shù)控加工仿真的使用方法等。1.2任務(wù)內(nèi)容的概述1.零件分析：零件分析就是看了圖紙后對零件作出的加工分析,其中包括:零件分析結(jié)果、確定加工方案、工藝處理等； 2.繪制零件圖： 繪制零件圖就是用CAD把零件圖畫出來，用UG繪制三維圖；3.設(shè)計加工順序、選擇機床、夾具：設(shè)計零件的詳細加工路線、順序，合理的選擇機床、夾具 ；4.計算工序尺寸，繪制毛坯圖、工序圖：通過零件圖和工藝路線計算出需要加工的零件的每一步工序尺寸，繪制毛坯圖、工序圖、標(biāo)尺寸；5.選擇刀具，編寫程序，填工藝文件：和根據(jù)給出的工藝路線工序合理選擇刀

5、具，編寫程序，填寫工藝文件；6.在仿真軟件上面進行加工仿真；7.編寫說明書：對這次課程設(shè)計的所有內(nèi)容作出總結(jié)。二數(shù)控加工工藝2.1工藝分析2.1.1 零件的工藝分析零件圖如上圖所示的為梯形螺紋軸的零件圖，該零件的材料45鋼。該零件為典型的軸類零件，包括臺階、錐面、槽及螺紋等加工輪廓。右端為M20X1.5mm螺紋，退刀槽寬度為4.5mm，深度為1.5mm；中間是一個梯形槽相連，槽的最底端寬為6mm的30mm的外圓輪廓；零件右端為42mm和35mm外圓輪廓，長度分別是6mm和8mm，左側(cè)端處是一個R40mm圓??；其長度由總長和81.582.1.2選擇毛坯毛坯分為鑄件、鍛件、型材、焊接件和冷沖壓件。

6、鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件，毛坯；鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的毛坯；型材有熱軋和冷扎兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯。冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯；焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼材等焊接而成的毛坯件；冷沖壓件可以加工接近成品的工件。該零件的材料為45鋼適宜加工。因工件形狀為圓柱形，選用45鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機械加工的勞動量也越少，因而會提高機械加工效率，降低成本。由圖紙可知，毛坯的總體尺寸比較小，考慮到一定的加工余量，選擇直徑為50mm長度為82.2.1.3 擬定工藝路線表2-1加工右端面工序號工序內(nèi)容工步號工序內(nèi)容1下料145鋼圓柱下料2粗精車右端外輪廓1以左

7、端外圓柱面為基準(zhǔn)，粗加工右端外輪廓。2以左端外圓柱面為基準(zhǔn)，精加工右端外輪廓。3切退刀槽1以左端外圓柱面為基準(zhǔn)，進行切退刀槽加工。4切梯形槽1以左端外圓柱面為基準(zhǔn)，進行切梯形槽加工。表2-2加工左端面工序號工序內(nèi)容工步號工序內(nèi)容5加工螺紋1以右端外圓柱面為基準(zhǔn)，進行螺紋加工。6粗精車左外圓柱面1以右端外圓柱面為基準(zhǔn)，粗加工右端外輪廓。2以右端外圓柱面為基準(zhǔn)，粗加工右端外輪廓。2.2工件的定位與夾緊2.2.1確定定位方式和加緊方案1. 定位基準(zhǔn)的選擇在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也

8、有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。2定位基準(zhǔn)選擇的原則1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。3. 確定零件的定位基準(zhǔn)已外圓柱面為定位基準(zhǔn)4. 加緊方式的選擇為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理

9、的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率，加工成本及操作安全都有直接影響。本零件為圓柱形零件所以所有程序均選用自定心卡盤。2.2.2 夾具的選材該零件外形尺寸較小，在保證強度、剛度的基礎(chǔ)上，盡量選擇常用的經(jīng)濟性好、易加工的材料，這里選擇HT200作為主要材料。2.3 選擇數(shù)控機床在數(shù)控機床上加工零件時，考慮因素主要有毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀的復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量和熱處理要求等。概括起來就是既要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品；又要利于提高生產(chǎn)率，還要盡可能的降低生產(chǎn)成本。通過對零件的工藝分析，加工該零件需要多道工序，工序加工比較簡單于是選

10、擇FANUC OiT進行加工。圖2-12.4選擇刀具及確定切削用量2.4.1 選擇切削用量原則數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度限度提高生產(chǎn)率，降低成本2.4.2 計算切削用量1）粗車右端外圓柱面每次的被吃刀量1mm，留給精加工量為0.52）切螺紋:公稱直徑為D=20mm螺距為P=1.5mm。設(shè)加工大徑為d1，小徑為d2，螺紋高為H，加工高度為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，第一刀的切削用量為0.68mm、第二刀切深為0.6mm、第三刀切深0.6mm、第四刀0.1mm。3）切斷面時用G75循環(huán)切斷，每次的退刀量為1mm。4)由公式 1.粗車右端 主軸轉(zhuǎn)速為n=500r/min 進給速度f=0.152.精車右端 主軸轉(zhuǎn)速為n=800r/min 進給速度f=0.13.車退刀槽 主軸轉(zhuǎn)速為n=500r/min 進給速度f=0.1mm4.車梯形槽 主軸轉(zhuǎn)速為n=500r/min 進給速度f=0.1mm/r5.車螺紋 主軸轉(zhuǎn)速為n=500r

12、/min 進給速度f=1.56.粗車左端 主軸轉(zhuǎn)速為n=500r/min 進給速度f=0.15mm/r7.精車左端 主軸轉(zhuǎn)速為n=800r/min 進給速度f=0.12.4.3 制定數(shù)控加工工藝過程卡片表2-3零件名稱梯形槽螺紋軸程序號O0903工序號工 步 內(nèi) 容刀號刀具名稱刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/r加工余量mm備注5粗車右端T010193硬質(zhì)合金偏刀160X305000.15110精車右端T020293硬質(zhì)合金偏刀160X308000.10.515車退刀槽T03034mm25X255000.1刀寬420車體形槽T030360外螺紋車刀25X255001.1刀寬425車螺紋T

13、04044mm160X305001.50.974（牙型深度）30粗車左端面T010193硬質(zhì)合金偏刀160X305000.15135粗車左外圓T020293硬質(zhì)合金偏刀160X308000.10.52.4.4制定數(shù)控加工工序卡片表2-4 刀具明細表零件名稱梯形槽螺紋軸程序號O0903序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工部位刀尖半徑mm備注1T010193硬質(zhì)合金偏刀1工件外輪廓粗車0.22T020293硬質(zhì)合金偏刀1工件外輪廓精車0.23T03034mm1退刀槽0.24T03034mm切槽刀1梯形槽0.25T040460外螺紋車刀1車端面0.12.5 確定走刀路線先用T0101刀加工階梯軸的外輪廓，

14、然后用T0202刀精加工。再用頭T0303加工退刀槽和梯形槽，再用T0303刀精加工梯形槽，結(jié)束后用T0404加工螺紋，然后掉頭用T0101粗精加工。詳細見附錄。三軌跡坐標(biāo)計算3.1加工右端面基點坐標(biāo)計算圖3-1表3-1 右端基點坐標(biāo)表基點坐標(biāo)值（X,Z）基點坐標(biāo)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加工左端面基點坐標(biāo)計算圖3-2表3-2 左端基點坐標(biāo)表基點坐標(biāo)值基點坐標(biāo)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.數(shù)控加工程序的編制1)建立工件坐標(biāo)系。夾住毛坯外圓，工件外伸68.55mm，工件坐標(biāo)系設(shè)在右端面軸線上， 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; 換二號刀具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，工件掉頭，重新建立坐標(biāo)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.加工程序的調(diào)試及運行結(jié)果5.

18、1仿真軟件簡介擁有發(fā)那科(FANUC)、西門子(SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、廣州數(shù)控(GSK)、華中世紀星(HNC)、北京凱恩帝(KND)、大連大森(DASEN)、南京華興(WA) 數(shù)控車銑及加工中心等28個系統(tǒng)，64個控制面板。具有網(wǎng)絡(luò)版和單機版模式，可以在微機上仿真各種數(shù)控設(shè)備的編程，操作，是廣大高校機械類學(xué)生和國內(nèi)外大中型企業(yè)數(shù)控操作人員的良師益友。斯沃數(shù)控仿真軟件是結(jié)合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗與高校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的國內(nèi)第一款自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以使學(xué)生和操作工人達到實物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入.5.2加工仿真過程敘述

19、1.打開斯沃仿真軟件，選擇FANUC OiT車床，然后將數(shù)控機床把X軸Z軸回零。如圖5-1圖5-12.設(shè)置毛坯選定尺寸長81.58mm寬50mm材料為45號鋼及夾具為三角卡盤。 如圖圖5-23.所用刀具的類型及參數(shù)如下圖。1)外圓車刀T0101和T0202:圖5-32)退刀槽及梯形槽的割刀T0202和T0303如圖 圖5-43)加工螺紋的螺紋刀T0404如圖圖5-54.建立坐標(biāo)，通過對刀如圖。1)第一把刀，外圓車刀T0101的對刀如圖5-62)分別T0101 ,T0202,T0303,T0404對刀，建立坐標(biāo)后的坐標(biāo)系，如圖圖5-75在數(shù)控機床顯示屏中的編輯中插入編程后形成加工路徑。如圖圖5-

20、86.第一個工序加工時走到路線圖和最后圖示。1）第一個工序加工后的二維圖，圖5-92）第一個工序加工后的三維圖，圖5-107.第二個工序加工時走到路線圖和最后圖示。1）第二個工序加工后的二維圖，圖5-112）第二個工序加工后的三維圖，圖5-128.第三個工序加工時走到路線圖和最后圖示。1）第三個工序加工后的二維圖，圖5-132）第三個工序加工后的三維圖，圖5-149.工件掉頭后，重新對T0101外圓車對刀，和上面對刀方法相同，然后調(diào)入左端程序就形成的加工路線如圖。圖5-1510左端工序加工時走到路線圖和最后圖示。1）左端工序加工后的二維圖，圖5-162）右端工序加工后的三維圖，圖5-175.3仿真結(jié)果1. 通過全部的工序后，仿真加工后的最終零件如圖。圖5-182. 通過仿真加工出來的零件基本尺寸如圖。圖5-193. 通過仿真加工出來的零件粗糙度的分布如圖。符合零件圖紙加工要求，圖5-20總 結(jié)通過本數(shù)控仿真課程設(shè)計，使我們了解到更多有關(guān)于數(shù)控操作問題，如怎樣選擇毛