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1、沈阳工程学院一、设计题目及零件图 1.1数控车零件设计题目及零件图用数控车床完成如下零件图1-1所示的零件。零件材料为45#钢，工件总长为120mm，最大回转直径42mm轴类零件。工件坐标系在工件右端面，车床为后置刀架。制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序。图1-11.2数控铣零件设计题目及零件图用数控铣床完成如零件图1-2所示的零件。零件材料为45#钢。零件毛坯设定为180mm120mm40mm,按图样要求设定工件坐标系，制定正确的工艺方案，选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序。图1-2二、工艺设计2.1数控车零件工艺设计2.1.1工艺分析图1-1中所
2、示为阶梯轴零件。其成品最大直径为42mm.由于直径较小，可以用44mm的圆柱棒料加工切断即可.这样可以节省装夹料头，并保证各加工面间具有较高的相互位置精度。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大,注意恒线速度切削功能的应用,以提高加工质量和生产效率。2.2.2工艺安排零件采用机床本身标准的三爪卡盘，找正并夹紧。装夹夹住的部分为左端毛坯的外表面，加工右端外轮廓。加工内容如下：1、粗车端面，留0.2mm余量，左端面为基准，可转位硬质合金偏头端面车刀。2、精车端面至要求，左端面为基准，可转位硬质合金偏头端面车刀。3、粗车外圆轮廓，留单面余量0.2mm，左端面为基准，可
3、转位硬质合金偏头外圆车刀。4、精车外圆轮廓至要求，左端面为基准，可转位硬质合金偏头外圆车刀。5、切2个4mm槽，宽4mm机夹硬质合金切槽刀。6、切螺纹退刀槽，宽4mm机夹硬质合金切槽刀。7、车螺纹，左端面为基准，可转位硬质合金外螺纹刀。8、切断，宽4mm高速钢切断刀。9、倒角，宽4mm高速钢切断刀。10、钳工去毛刺，终检。2.2数控铣零件工艺设计2.2.1工艺分析通过对零件图纸的分析研究，判断该零件的结构和技术要求都比较合理，符合工艺要求，视图正确、完整，公差及技术要求齐全。 该零件属平面类与槽相结合的零件，上表面由一个圆弧凸台，两个直径分别为15mm和30mm的孔和三个凹槽及一个外轮廓台阶面
4、组成。零件材料为45#钢，各表面的加工精度和表面粗糙度都可以保证。2.2.2工艺安排零件采用机用虎钳装夹，在安装工件时，要注意工件安装，要放在钳口中间部位。安装虎钳时，要对它的固定钳口找正，工件加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。安装工件时注意工件上浮，在零件粗加工时要保证夹紧力足够大，但又不能把工件夹压变形。所有表面需铣削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都可以保证。下表面已在普通车床上加工。如零件图1-2将工件坐标系G54建立在工件下表面、零件的对称中心处。针对零件图样设定加工内容如下：1、粗铣A基准面（留圆弧凸台）留3mm精铣余量，下端面为基准面，40mm面铣刀。2、精铣A基准面
5、，下端面为基准面，40mm面铣刀。3、铣R50mm半圆外轮廓，下端面为基准面，40mm立铣刀。4、铣4R8矩形凹槽，下端面为基准面，15mm立铣刀。5、铣28.8 台阶面，下端面为基准面，20mm立铣刀。6、铣1217矩形半圆，凹槽下端面为基准面，8mm立铣刀。7、铣R103mm圆弧凸台，下端面为基准面，12mm球铣刀。8、钻30mm、15mm定位中心孔，3mm中心钻。9、钻30mm孔，30mm钻头。10、钻15mm孔，15mm钻头。11、钳工去毛刺，终检。三、零件工艺规程零件工艺规程由机械加工工艺卡片、数控加工走到路线图组成。数控车削、铣削的机械加工工艺卡片及数控加工走刀路线图见附录。四、程
6、序设计4.1、数控车零件程序设计4.1.1机床的选择根据零件的加工尺寸范围、机床的精度与工序的安排、功率与工序的要求和生产率与工件生产类型，选择卧式车床CKA6140。4.1.2刀具的选择根据零件的加工要求，端面采用可转位硬质合金偏头端面车刀T01，轮廓粗、精车均采用可转位硬质合金偏头外圆车刀T02，切槽及螺纹退刀槽采用宽4mm机夹硬质合金切槽刀T03，螺纹采用可转位硬质合金外螺纹刀T04，以便采用较高的切削速度，从而提高加工质量和效率，最终切断采用宽4mm高速钢切断刀T05。4.1.3数值计算1、外螺纹的计算外螺纹大径：。外螺纹小径：。2、圆弧节点坐标的计算 圆弧节点坐标采用Pro/E软件计
7、算： R14：终点坐标X41.97,Z-57;起点坐标X35.025,Z-47.74。 R10：终点坐标X24.98,Z-115；起点坐标X24.98,Z-103。4.1.4切削参数的选择各工序刀具切削参数见表4-1:工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速或切削速度进给速度mm/r备注1粗车端面，留余量0.3mm T0101可转位硬质合金偏头端面车刀50m/min0.32精车端面至要求T0101可转位硬质合金偏头端面车刀80m/min0.23粗车外圆轮廓，留单面余量0.2mmT0202可转位硬质合金偏头外圆车刀50m/min0.3G714精车外圆轮廓至要求T0202可转位硬质合金偏头外圆车刀80
8、m/min0.2G705切2个4mm槽T0303宽4mm机夹硬质合金切槽刀60m/min0.1子程序6切螺纹退刀槽T0303宽4mm机夹硬质合金切槽刀60m/min0.17车螺纹T0404可转位硬质合金外螺纹刀500r/minG768切断T0505宽4mm高速钢切断刀20m/min0.1右刀尖刀补4.2、数控铣零件程序设计4.2.1 机床的选择根据零件的加工尺寸范围、机床的精度与工序的安排、功率与工序的要求和生产率与工件生产类型，选择立式铣床XK5025。4.2.2 刀具的选择加工工序中采用的刀具为40mm面铣刀、40mm立铣刀、15mm立铣刀、20mm立铣刀、8mm立铣刀、3mm钻头、30m
9、m钻头，15mm钻头、12mm球铣刀。4.2.3数值计算28.8台阶面坐标：X90,Z5.47 X67.75,Z-354.2.4 切削参数的选择各工序刀具切削参数见表4-2:工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速r/min进给速度mm/min备注1粗铣A基准面（留凸台）T010140mm面铣刀8002002精铣A基准面T010140mm面铣刀10001003铣R50mm半圆外轮廓T020240mm立铣刀1000604铣4R8矩形凹槽T030315mm立铣刀1000605铣28.8 台阶面T040420mm立铣刀800606铣1217矩形半圆凹槽T05058mm立铣刀800607铣R103mm圆弧
10、凸台T060612mm球铣刀1000608钻30mm、15mm定位中心孔T07073mm钻头10001009钻30mm孔T080830mm钻头120012010钻15mm孔T090915mm钻头1000200五、数控加工程序清单5.1、数控车零件程序清单O0001N10 G54 F0.3 S800 M03 M07 T0101 ；(工艺设定)N20 G50 S2000N30 G96 S50N40 G00 X50 Z0.2N50 G01 X-2 ；(粗切端面)N60 G00 X50 Z2N70 G96 S80N80 Z0N90 G01 X-2 F0.15 ；(精切端面)N100 G30 U0 W0
11、N110 T0202N120 G00 X45 Z2N130 G96 S50N140 G71 U2 R1N150 G71 P160 Q250 U0.4 W0.2 F0.3 ；(G71循环粗车外轮廓)N160 G00 X0 ；(外轮廓精车程序开始)N170 G01 Z0 F0.2 N180 G03 X24 Z-12 R12N190 G01 Z-15N200 X29.85N210 Z-35N220 X35.025N230 Z-47.74 N240 G02 X41.97 Z-57 R14N250 G01 Z-67N260 X35N270 Z-97N280 X24.98N290 Z-103N300 G0
12、2 Z-115 R10N310 Z-120N320 X44 ；(外轮廓精车程序结束)N330 G96 S80N340 G70 P160 Q250 ；（G70循环精车外轮廓）N350 G30 U0 W0N360 T0303 ；（调用T03切槽刀，左刀尖有效）N370 G96 S60N380 G00 X36 Z-67N390 M98 P21001 ；（调用子程序切2个4mm槽）N400 G00 Z-35 ；（轴向接近螺纹退刀槽）N410 G00 X30N420 G01 X27N430 G00 X30N440 W1N450 G01 X27N460 G00 X30N470 G30 U0 W0 ；（返回第二个参考点准备换外螺纹车刀）N480 T0404 ；（调用T04外螺纹车刀）N490 G00 X35 Z0 S500N500 G76 P020060 Q100 R0.05N510 G76 X28.05 Z-30 R0 P1300 Q300 F1.5 ；（G76循环车螺纹）N520 G30 U0 W0N530 T0505 ；（调用T05切断刀右刀尖）N540 G96 S20 N550 G00 X30 Z-16.5 ；（倒角）N560 G01 X27 Z-15N570 X35N580 Z-36N
