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1、数控编程数控编程课程设计课程设计姓 名： 乔 印 系 别：机电工程学院 专 业：机械制造 班 级：10 级机自本二 指导教师：陈小静 学 号：10050202016 新新 乡乡 学学 院院20132013 年年 1212 月月目目 录录前前 言言2课程设计任务书课程设计任务书3一、任务说明一、任务说明31.11.1 任务要求任务要求 31.21.2 任务内容概述任务内容概述 3二、数控加工工艺二、数控加工工艺42.12.1 工艺分析工艺分析 42.1.12.1.1 零件的工艺分析零件的工艺分析 42.1.22.1.2 选择毛坯选择毛坯 52.1.32.1.3 拟定工艺路线拟定工艺路线 62.2
2、2.2 工件的定位和装夹工件的定位和装夹 72.2.12.2.1 确定定位方式和装夹方案确定定位方式和装夹方案 72.2.22.2.2 夹具选材夹具选材 72.32.3 选择数控机床选择数控机床102.42.4 选择刀具和确定切削用量选择刀具和确定切削用量112.2.4 4.1.1 选择切削用量原则选择切削用量原则112.2.4 4.2.2 计算切削用量计算切削用量122.2.4 4.2.2 制定数控加工工艺过程卡片制定数控加工工艺过程卡片152.2.4 4.3.3 制定数控加工工序卡片制定数控加工工序卡片162.2.4 4.4.4 刀具明细表刀具明细表202.52.5 确定走刀路线确定走刀路
3、线21三、轨迹坐标的计算四、数控加工程序的编制五、加工程序的调试及运行结果5.1 仿真软件简介5.2 加工仿真过程叙述5.3 仿真结果总结总结 29参考文献参考文献 29前言前言随着科学技术和社会生产力的迅速发展，人们对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程的自动化成为实现上述要求的最重要措施自已，它不仅能提高产品质量、生产效率，降低生产成本，还能够极大的改善工人的劳动条件，减轻劳动强度。而这使数控技术在现代工业中地位越来越重要。机械制造工艺是机械制造技术的重要内容和核心技术，精密加工、自动加工、高速加工等先进制造技术就是以制造工艺的内容为基础的。机械制造的过程是将原材
4、料经过工艺系统中的各种加工方法变成机械产品的过程。机械制造工艺就是以制造过程为主线，介绍零件制造的方法和技术，是包括零件机械加工与装配以及机床夹具设计为基本内容的一门应用技术综合课程。在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床铣床操作技术。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机械加工工艺，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
5、、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
6、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。课程设计任务书课程设计任务书一、一、任务说明书任务说明书1.1.任务要求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，可提高我们的数控编程能力，加深对数控原理及数控机床结构的理解，为我们进一步学习数控机床知识及从事相关工作打下基础。【教学目的】本课程设计是学完数控技术之后，进行的实践性教学环节，要求我们能根据零件图，编制数控加工工艺，用 ISO
7、码编制数控加工程序，熟悉加工程序输入、检查、编辑及执行的方法，另一方面，为今后的毕业设计、今后从事数控加工进行一次综合训练。1培养我们运用理论知识独立解决有关本课程实际问题的能力，使我们更深入掌握数控编程方法、数控原理等方面的知识。2使学我们掌握数控加工工艺制定、手工编程方法。3. 掌握插补，刀补的使用方法。【基本要求】 掌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。2.22.2 任务内容概述任务内容概述1.绘制零件图（手绘或 CAD 制图）2.根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线；3.选择机床设备；选择刀具；
8、确定定位方案，选择或设计夹具，确定切削用量；确定工件坐标系、对刀点和换刀点；制定加工工艺规程；4.编写程序；5.用加工仿真软件进行加工仿真。二、数控加工工艺二、数控加工工艺2.1.2.1.工艺分析工艺分析2.1.1.2.1.1.零件的工艺分析零件的工艺分析该轴为一减速箱体里的传动轴，主要由圆柱面、槽、螺纹、和键槽等组成，尺寸标注完整，轴颈 N 为安装轴承的支撑轴颈，外圆 P 装有涡轮，运动可由蜗杆通过涡轮减速后输入传动轴，再通过外圆 Q 上的齿轮输送出去。该轴的表面加工为车削加工，键槽加工为铣削加工，该轴共有三组加工加工表面，她们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1.以工件轴线为中心和以右端
9、面为加工基准的加工表面这一组加工表面包括：工件右端面加工，的外圆及其mmmmmm463524、倒角以及各外圆右端面与工件右端面的距离，外圆面上键槽的加工，mm46外圆面螺纹的加工。mm242.以工件轴线为中心和以右端面为加工基准的加工表面这一组加工表面包括：工件左端面加工并保证与工件右端面的距离，的外圆及其倒角以及各外圆右端面与工件左端面的距离，mmmmmm523530、外圆面上键槽的加工。mm35由以上分析可知，零件需要先加工毛坯一个端面，然后借助于专用夹具加工另一端面，然后依靠各自基准对轴各个表面进行加工，并且保证它们之间的位置精度要求。2.1.2.2.1.2.选择毛坯选择毛坯轴类零件通常
10、用 45 钢：对于中等精度而转速较高的轴，可选 40Cr 等合金结构钢：精度较高的轴，可选用轴承钢 GCr15 和弹簧钢等；对于形状复杂的轴，可选用球墨铸铁；对于高转速、重载荷条件下工作轴，选用 20CrMnTi 等合金渗碳钢或38CrMoAl 氮化钢。轴类零件最常用的毛坯是圆棒料和锻件，有些大型轴或结构复杂的轴采用铸件。钢料经过加热锻造后，可使金属内部获得纤维组织，杂质分布也比较均匀，从而获得较高的强度和韧性，故一般比较重要的轴，多采用锻件。加工时，毛坯应该预留一定的加工余量，该轴为一减速箱体里的传动轴，主要由圆柱面、槽、螺纹、和键槽等组成，选用毛坯为优质碳素结构钢 45 钢，生产批量为小批
11、生产，此外为提高该轴的综合力学性能安排了调质，加工时，毛坯应该预留一定的加工余量，故毛坯选取直径为 55mm,长度为 245mm 的圆棒料锻件。2.1.3.2.1.3.拟定工艺路线拟定工艺路线轴类零件在切削加工之前，应对其毛坯进行预加工。预加工包括校正、切断和切端面和钻中心孔。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。根据待加工零件的外形情况，本次加工要在两种机床上进行加工，第一步应该先使用车床对其端面和外轮廓进行加工，而后再在车床上加工轴端的螺纹，第二步在铣床上对轴上面的键槽进行铣削加工，并保证轴表面的加工精度。除此之外，还应当考虑经济效果，
12、以便使生产成本尽量下降。经过综合考虑，本次工艺路线方案如下。工艺路线方案工序 1：车平右端面，钻中心孔，粗车外圆 48mmx118mm，粗车外圆37mmx66mm，粗车外圆 26mmx14mm，精车外圆 46mm，左端到轴端 120mm 并倒角,精车外圆 35mm，左端到轴端 68mm 并倒角，精车外圆 24mmx16mm 并倒角，车 3 退刀槽，车螺纹 M24x1.56g。工序 2：调头，车平左端面，钻中心孔，保证总长 241mm，粗车外圆54mmx123mm，粗车外圆 37mmx75mm，粗车外圆 32mmx18mm，精车 52 外圆到图纸要求尺寸，精车外圆 35，左端到轴端 77mm 并
13、倒角，精车外圆 30，左端到轴端 20mm 并倒角，车 2 退刀槽。工序 3：铣键槽，宽 12mm，深 5.25mm，铣键槽，宽 8mm，深 4.25mm2.2.2.2.工件的定位和装夹工件的定位和装夹2.2.12.2.1 确定定位方式和装夹方案确定定位方式和装夹方案轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。采用两中心孔作为统一的定位基准加工各外圆表面，不但能在一次装夹中加工出多出外圆和端面，而且可确保各外圆轴线间的同轴度以及端面与轴线的垂直度要求，符合基准统一原则。因此只要有可能，就应尽量采用中心孔定位。对于空心主轴零件，在加工过程中，作为定位基准的中心孔因钻出通孔而消失，为了在通孔加工之后还
14、能使用中心孔作为定位基准，一般都采用带有中心孔的锥堵或锥套心轴。粗车时采用轴外圆表面作为定位基面，精加工、车螺纹时采用两中心孔作为定位基面，铣键槽时采用外圆作为定位基面。数控车床常用的装夹方式：1.在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。2.在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。3.用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。4.用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。铣键槽常用的装夹方法：1.用机用虎钳安装。用机用虎钳安装适用于在中小短轴上铣键槽当工件直径有变化时，工件中心在钳口内也
