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1、精选优质文档-倾情为你奉上河南师范大学新联学院课程设计 题 目： 典型轴类零件的编程与加工系 部： 机械工程系 专 业： 数控技术 年 级： 2010 姓 名： 学 号： 指导教师： 时 间： 2012年12月30日 目 录2.5 刀具的选择.52.6切削用量的选择 .62.7 工序卡片和刀具卡片的制作.7一 前言随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工
2、编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点（cutterlocationpoint简称CL点）。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。轴，支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。
3、根据轴的承载情况，又可分为：转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛
4、坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则： 1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状； 2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整； 3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施； 4、便于加工制造和保证精度。数控编程课程设计是我们数控技术专业在学习完本科大纲要求的“数控编程”“工艺设计”及数控仿真系统加工软件后进行的一次综合性课程设计。本课程设计的目的在于通过编程，并在数控加工仿真软件中进行仿真，使我们熟悉数控车床和数控铣床编程流程。当
5、然，由于水平有限，在设计中难免有很多纰漏，恳请老师指正。 Xxx 2013年1月二 零件的数控工艺分析2.1 零件图的分析：图1零件图该零件表面由圆柱、圆锥、凹圆弧以及圆球表面组成，如图A。其中多个直径尺寸精度有较严格的要求、表面粗糙度如图所示。尺寸标注完整，轮廓描述清楚，零件材料为45#钢，无热处理和硬度要求，毛坯件选40mm的棒料，长度为108mm。2.2工艺方案：通过上述分析，采取以下几点加工工艺方案：1）.通过图样上给定的几个公差等级要求较高的尺寸34 23 38 因其要求精度较高，故编程时采取中间值，以保证工件的合格率；2）.在外轮廓上，有M30x2的螺纹，选刀时要选合适的刀尖圆弧半
6、径才能车出合格的螺纹；2.3.装夹方案：确定坯件轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准，左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧： 图 2 三爪卡盘1） 第一次装夹时夹持工件外圆，留出足够可加工毛坯的长度；2） 第二次装夹时夹持34外圆，以38外圆左端面顶住卡盘端面做轴向定位；2.4加工路线的制定：加工顺序遵循先大后小、先粗后精、由右至左的原则进行，具体加工过程：1）：普车加工零件毛坯，保证轴向尺寸，预钻中心孔，打20x30底孔；2）：车34、38外圆，镗23内孔；3）：车R8球面，圆锥面，R5凹圆弧，M30外圆，圆锥面；4）：车螺纹退刀槽；5）：车螺纹。GSK928TC具有粗车循环和车螺纹循环的功能，
7、只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自行确定其进给路线，因此该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线，但精车的进给路线需要人为确定，对刀原点在工件右端面中心。2.5刀具的选择：1）选用B形D 1.6 D1 5的中心钻预钻中心孔；2）选用20的麻花钻预钻20x30底孔；3）粗车和精车外圆采用主偏角为93，副偏角为45左偏刀；4）车螺纹选用硬质合金60外螺纹车刀取刀尖角5930 图 3 螺纹刀刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径（如图 3 ）R =1/8H=1/8x3/2p=0.2165mm取刀尖圆弧半径R=0.2mm2.6.切削用量的选择：1背吃刀量：轮廓粗车循环时ap=2mm，轮廓精车循环时
8、ap=0.2mm；螺纹粗车循环时依次ap=0. 8mm，ap=0.6 mm；p=0.4mm；螺纹精车循环时ap=0.2mm；2主轴转速：公式A： Vc=dn/1000 Vc-切削速度，单位m/mim; -常数，d-切削刃选定点处所对应的工件或刀具的回转直径，单位mm；公式B：n1200/p-kP-工件螺纹的螺距或导程，单位mm;k-保险系数，一般取为80. 公式C：Vf=nfVf-车削时的进给速度，单位mm/min；n-转速单位r/min；f-进给量，单位mm/r。1）车直线和圆弧时的主轴转速：查表取粗车的切削速度Vc=90m/min,精车时的切削速度Vc=120m/min，根据坯件直径（精车
9、时取平均直径），利用公式A计算，并结合机床说明书选取：粗车时，主轴转速n=500r/min；精车时，主轴转速n=1200r/min。2） 车螺纹时的主轴转速：根据公式B计算，取主轴转速n=320r/min3）进给速度：先选取进给量用公式C计算，粗车时选取进给量f=0.2mm/r，精车时选取f=0.1mm/r，计算得：粗车时的进给速度Vf=100 mm/r，精车时的进给速度Vf=50mm/r。车螺纹的进给量等于螺纹的导程，即 f=2mm/r, Vf=640 mm/r2.7工序卡片和刀具卡片的制作：数控加工工序卡零件图号零件名称文件编号第 页NC 01轴工序号工序名称材料45#加工车间设备型号主程
10、序名子程序名加工原点工步号工步内容刀具号主轴转速/(r/mm)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm夹具1粗车外圆T15001002三爪卡盘2精车外圆T11200500.2三爪卡盘3粗镗内孔T25001002三爪卡盘4精镗内孔T21200500.2三爪卡盘5粗车外圆T15001002三爪卡盘6精车外圆T11200500.2三爪卡盘7切槽T112001002三爪卡盘8车螺纹T33206400.8三爪卡盘工艺员校对审定批准 表1 零件的加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号 序号刀号 刀具名称 规格 用途备注 1 T1 外圆车刀 主偏角 93，副后角45 外轮廓左偏刀 2T2 镗刀刀头最宽处小
11、于10mm 镗孔 3T3 螺纹刀 刀尖角5930刀尖圆弧半径R=0.2mm; 车螺纹4T5中心钻B形 D 1.6 D1 5 预钻中心孔5T6麻花钻 20 预钻底孔工艺员校对审定批准 表2 刀具选择及参数三.数控加工程序的编制3.1 工件坐标系的设置：程序原点是指程序中的坐标原点，即在数控加工时，刀具相对于工件运动的起点。本次加工中共两个程序，以右端球面的表面中心O点、左端面圆心S为基准建立坐标系，坐标原点分别为O、S。3.2 对刀方法和设置：毛坯为40mm的棒料，欲加工最大直径为38mm，总长为108mm的零件。编程时采用程序段设定工件坐标系，工件坐标系原点O设在以右端心S点。加工时采用的1号刀具为93外圆尖刀（如图3示），并作为基准刀具；2号刀具为硬质合金镗刀。基准刀具刀尖点的起始点为P。 图4 刀具示意图以上操作步骤完成了基准刀具的对刀。此时，若执行程序段%001后，则CRT屏幕上的绝对坐标值处显示基准刀具刀尖在工作坐标系的位置。3.3 数值计算：分析图A中数据，38、34圆柱面是基轴制，23内孔是基孔制，因零件尺寸精度要求较高，故编程时尺寸取公差带中间值：38外圆：38+（-0.039/2）=37.98;34外圆：34+（-0.025/2）=33. 88;23内孔：23+0.033/2=23.0173.4 编制程序： %001T10 M03 S500
