《数控加工课程设计指导 教学课件 ppt 作者 张秀珍 冯伟 第五章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工课程设计指导 教学课件 ppt 作者 张秀珍 冯伟 第五章（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主编,第四章,为了方便初次进行数控加工课程设计的学生参考，本章列举了数控车削、数控钻削和数控铣削三个数控加工课程设计实例，主要示范课程设计说明书的编写步骤及基本内容。 学生应在教师的指导下，结合自己的课程设计内容，应用专业理论知识解决实践加工问题，做出体现自己数控加工技能水平的课程设计。 课程设计说明书应全面、系统地记录课程设计的整个过程。课程设计说明书通常包含以下几部分： 1)封面。 2)目录。 3)设计任务书。 4)设计说明书正文。 5)设计总结。 6)参考文献。,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
2、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题的能力。,1.零件图分析 设计任务所给的球头连接件是一回转结构体，绘制球头连接件的标准零件图如图4-1所示。 零件结构如图4-1的标准零件图所示，该零件材料为45钢，中小批量生产，无热处理工艺等其他要求。 零件虽为回转体，却在内部、外表及两端均有加工内容，零件的精加工不可能在一次装夹中完成。 零件的轴端分布有球头和螺纹结构，且表面粗糙度要求较高，如果先加工外部结构并作为装夹部位，其螺纹结构极易在调头装夹中被碰伤。 孔的一端壁厚尺寸足够支撑装夹刚性的需要，且内部结构在调头装
3、夹中不易被破坏，故该零件在工艺方案中，应首先加工孔端(零件图示意的左端)。,2.零件总体工艺分析 2.1 选毛坯 零件为45号钢，其长度与直径之比小，刚性好，可以直接按零件总长尺寸再加上两端车端面的余量后下料。棒料毛坯，下料尺寸为65mm450mm，一根毛坯可加工五件。(棒料毛坯图略) 2.2 工艺分析 本课程设计零件属于数控车削加工设计，主要包含内孔、外螺纹、外圆和椭圆等结构，粗加工采用端面循环功能，椭圆部分宜采用宏程序加工。,2.3 加工工艺路线 最后一道工序采用装夹孔端已加工表面(精基准)，将轴端(球头部分、螺纹、沟槽、锥面、椭圆槽、圆柱面等)内容在一次装夹中完成加工；倒数第二道工序加工
4、孔端，孔端加工中直接装夹棒料毛坯。因此，零件的加工工艺路线如下： 下料 车削孔端车削轴端检验入库。,4.确定数控加工内容 该回转零件的工艺过程卡中，工序2主要加工左端。左端的结构为端面、外圆柱面、圆柱孔、圆锥孔等，孔结构的圆柱面和外圆精度较高，应粗、精加工分开，采用精镗保证孔加工质量；在普通车床或经济型数控车床上加工都能较经济和方便地控制左端加工质量。本次设计将孔端加工放在数控车床上进行加工分析。,5.孔端数控加工设计 5.1 制订工序2的加工步骤 车端面粗车外圆钻孔镗孔精车外圆。 遵循“先内后外” 加工原则，尽量保护已加工面不被加工或装夹过程碰伤。,5.2 确定装夹方案 孔端数控车削加工时，
5、由于是棒料毛坯，伸出部分较短且刚性足，尺寸精度要求不太高，故采用三爪自定心卡盘装夹足以保证加工要求。 5.3 确定数控车床 FANUC 0i MateTC，台湾友嘉精机数控车床。,5.4 确定数控车削刀具 孔端加工工序共需三把刀，1号刀为外圆车刀，2号刀为27mm的麻花钻，3号刀为镗孔刀，镗刀杆的尺寸根据孔的大小选择，应避免与孔径碰撞。 5.5 编程相关坐标点设定 1)左端加工装夹位置坐标关系如图4-3所示。 2)本工件加工左端换刀点 3)编程坐标系原点设在图示O点。 4)程序起点设在图示P点。,5.6 确定切削用量,5.7 刀具轨迹坐标值的数学处理,5.8 程序编制及说明,6.轴端数控加工设
6、计 6.1 制订工序3的加工步骤 根据零件形状分析，毛坯直径为65mm，右端最小处直径18mm，加工余量大，宜采用粗加工端面循环简化编程；椭圆部分采用宏程序加工。 数控车工序3的加工步骤如下： 1)平端面，循环粗车外圆。 2)精加工外圆、椭圆。 3)切退刀槽。 4)车螺纹。 6.2 确定装夹方案,6.3 确定数控车削刀具 刀具类型、编号见表4-3。 6.4 编程相关坐标点设定 1)右端加工装夹位置坐标关系如图4-5所示。 2)坐标系的原点设在O点， 3)换刀点选在P点(X200，Z150)， 4)程序起点为P点。 6.5 确定切削用量 因该数控工序加工工艺系统均为常用的机床、夹具、量具，故省略
7、其介绍，只列出刀具和切削用量。,6.6 刀具轨迹坐标值的数学处理,6.7 程序编制及说明,7.程序输入及机床操作 7.1 程序输入及调试 输入程序后必须进行程序调试。所谓程序调试，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。,7.2 程序校验 7.2.1 数控加工仿真,7.2.2 机床的程序预演功能,7.2.3 抬刀空运行程序,7.2.4 首件试切,7.3 机床操作,7.3.1 回零,7.3.2 对刀,7.3.3 设置加工参数,设计总结 通过课程设计，我对数控技术应用专业有了更深
8、一层的认识，同时也体会到了团队所展现的协同合作力量的强大。 在完成这次课程设计的过程中，我认识到了自己的不足，明白了自己所学的仅仅局限于课本，学习技能并不是一蹴而就的。通过对课题的分析到最终的作业完成，这使我在其中收获了许多。绘图、编程、查资料也从中培养了自己的独立能力。虽然在此过程中遇到了很多的难点和问题，但通过老师和同学的帮助得到了解决，并从中获取了许多宝贵的知识，同时也认识到了理论结合实际的重要性。,1.零件总体分析 1.1 零件图样分析 绘制多用传动轴的零件图如图4-8所示，图中以42 0-0.021圆柱的轴线为基准，考虑螺纹加工和最小端为30.9mm尺寸的保证，所以必须以圆柱的两端分
9、别为基准进行两次装夹加工。 工件材料为45钢，毛坯为棒料。机械加工前先进行调质处理，可以将原调质,1.2 零件毛坯图,2.零件工艺分析 2.1 零件加工分析 2.1.1 零件装夹,2.1.2 工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，它包括零件整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，其涉及面很广，具有综合性。,从零件图可以看出，该零件的加工以42 0-0.021圆柱的轴线为基准，又要考虑螺纹加工和最小端为30.9mm尺寸的保证，则必须以圆柱的两端面分别为基准面进行两次装夹来加工，但是都主要是以42 0-0.021
10、圆柱的轴线为基准统一的标准。,2.2 确定零件加工方案 由于多用传动轴加工内容为圆柱、圆弧、圆锥、螺纹等，是常见的车削结构，精度和表面粗糙度要求不高，但由于有圆弧、圆锥、槽等，在普通卧式车床上加工质量稳定性较难控制，所以选择数控车床。 按照加工原则，应先粗后精、先面后螺纹、先面后槽，尽量地使工序集中，减少装夹次数、换刀次数，缩短加工时间。,4.确定数控加工内容 数控加工一般采用工序集中原则，本次设计的螺纹端既可以放在数控车也可以用于普通车加工，视车间各机床岗位任务量调整确定。本次设计是将工艺过程卡中的两次装夹内容均确定为数控车削加工工序，从而进行数控加工设计。,5.数控加工工艺分析 5.1 数
11、控工序主要加工内容 5.1.1 主要加工内容,5.1.2 主要加工精度,5.1.3 数控加工工艺分析,5.2 机床选择 对于机床，每一类机床都有不同的精度、功能等，其工艺范围、技术规格、加工精度、生产率及自动化程度都不同。为了正确地为每一道工序合理选择机床，充分发挥机床的性能优势,5.3 确定装夹方案 多用传动轴的加工内容为回转体的回转面，根据半圆弧、圆锥面、螺纹等加工质量要求，该工件采用回转体通常的定位基准回转中心线，利用三爪自定心卡盘装夹就能实现工件加工时的定位夹紧需要。,5.4 刀具的选择 5.4.1 刀具类型 根据多用传动轴的加工方案分析，按两道工序在同一个机床上加工来确定刀具，这样在
12、加工另一头(下一个工序)时，相同的刀具就不用重新编号和装夹。,5.4.2 刀具材料及刀具参数 根据零件数控加工时对刀具的具体要求，选将选择的数控加工刀具列出,5.5 编程原点的确定 将编程原点选在设计基准并以其为定位基准，这样不但可避免基准不重合而产生的误差及不必要的尺寸换算，而且容易找正对刀，对刀误差小，编程方便。,5.5.1 螺纹端加工位置 螺纹端工序的加工位置坐标如图4-11所示。 5.5.2 圆弧端加工位置 圆弧端工序的加工位置坐标如图4-12所示。,5.6 确定加工顺序,5.8 数学处理 5.8.1 确定编程坐标,5.8.2 基点节点计算,5.8.3 数控加工误差 数控加工误差是由编
13、程误差、机床误差、定位误差、对刀误差等综合累积而成的。数控程序设计时，除了直接减小各个组成误差值外，还可以通过检测机床的综合误差及偏向，在程序中用加补偿值的办法，来减小加工误差。,7.程序校验 7.1 仿真 仿真加工是对已有的加工轨迹进行加工过程模拟，以检查加工轨迹的正确性。对系统生成的加工轨迹，仿真时的加工参数就是轨迹中记录的参数。从外部反读进来的刀具轨迹，仿真时加工参数需要再次核定。,7.2 预演 程序输入后，将机械运动主轴运动及M、S、T等辅助功能锁定，以自动循环模式让数控机床静态下执行程序，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、格式或数据错误。 7.3 首件试切,8.机床操作 8.1 机床操作安全知识,8.2 工件装夹与找正,8.3 对刀 8.3.1 对刀点的确定,8.3.2 对刀注意事项,8.4 试切及加工,设计总结 我们在此课程设计中遇到了很多的困难，例如，在确定工艺方案时，我们对选择哪种方案产生了分歧，最后经查阅相关资料并综合考虑才决定本次设计的加工方案。 通过这次的课程设计我们学到了很多东西，例如，制订加工工艺，根据计算的切削用量编制加工程序等。本次课程设计使我对零件加工的过程有了深刻地了解。 此次课程设计综合运用了我们之前所学的知识，如“机械制图”、“机械制造技术”、“数控加工工艺及设备”、“数控加工编程及操作”等。,
