機床數(shù)控課程設計

1、機床數(shù)控課程設計目錄1前言22零件的數(shù)控工藝分析32.1零件圖的分析 32.2確定數(shù)控加工工藝 32.3刀具和切削用量的選擇 52.4零件的裝夾及夾具的選擇63數(shù)控加工程序的編制73.1程序原點的設置 73.2對刀方法和設置 73.3數(shù)值計算73.4編制程序 74仿真過程和結(jié)果84數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡介84.2仿真過程 94.3仿真結(jié)果 155總結(jié)176致謝18參考文獻19中北大學課程設計說明書1前言數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。它的主要任務是計算加工走刀中 的刀位點（cutterlocationpoint簡稱CL點）。刀位點一般取為刀具軸線與刀具表面的交點, 多軸加工中還

2、要給出刀軸矢量。在普通機床上加工零件時，首先應由工藝人員對零件進行工藝分析，制定零件加工的工 藝規(guī)程，包括機床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)控機床上加工 零件時，也必需對零件進行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等, 按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置， 由數(shù)控裝置控制機床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機床的控制介質(zhì)并 校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。 理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時應能使數(shù)控機床的功能得 到合理的利

3、用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機床能安全可靠及高效地工作。數(shù)控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一，其在實現(xiàn)設計加 工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用。在諸如航 空工業(yè)、汽車工業(yè)等領域有著大量的應用。由于生產(chǎn)實際的強烈需求，國內(nèi)外都對數(shù)控編程 技術(shù)進行了廣泛的研究，并取得了豐碩成果。數(shù)控編程課程設計是我們機械設計制造及其自動化專業(yè)數(shù)控方向?qū)W生在學習完本科大綱 要求的“數(shù)控編程”“工藝設計”及數(shù)控仿真系統(tǒng)加工軟件后進行的一次綜合性課程設計。本 課程設計的目的在于通過編程，并在數(shù)控加工仿真軟件中進行仿真，使我們熟悉數(shù)控車床和 數(shù)控銃床編程

4、流程。當然，由于水平有限，在設計中難免有很多紐:漏，懇請老師指正。2 零件的數(shù)控工藝分析2.1 零件圖的分析該零件表面由圓柱、圓錐以及圓球表面組成，如圖1。其中尺寸精度和表面粗糙度如圖所示。零件材料為 45 鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度 220-250HBS，為了便于裝夾，坯件左端應預先留 出夾持部分，所以毛坯件選 32mm的棒料，長度為 100mm。圖 1 零件圖2.2 確定數(shù)控加工工藝以 32mm外圓及右中心孔為工藝基準，用三爪自定義卡盤夾持 32mm外圓，用機床尾 座頂尖頂住右中心孔。工步順序：1) 自右向左經(jīng)行外輪廓面加工：粗車車 R5mm圓弧倒角切削螺紋外圓倒角倒角車 20mm外圓車錐面 -

5、車24mm外圓；2) 切槽；3) 車螺紋；中北大學課程設計說明書表 1 零件的加工工序卡2中北大學課程設計說明書工裝工步 號工步內(nèi)容夾具刀具1車外圓三爪卡盤T012切斷零件三爪卡盤T023車螺紋三爪卡盤T03工藝 員張菁 張菁 麟 校對 麟審定批 準2.3 刀具和切削用量的選擇根據(jù)要求，選用三把刀具， 1 號刀具車外圓， 2 號刀具切槽， 3 號刀具車螺紋。中北大學課程設計說明書表 2 刀具選擇及參數(shù)刀號 刀具名稱規(guī)格用途T01 外圓車刀4545車端面、外輪廓T02 切斷刀 寬4mm切斷零件T03 螺紋車刀 螺距 1.5車螺紋2.4 零件的裝夾及夾具的選擇 裝夾方案可知坯件軸線和左端端面為定位

6、基準，左端采用三爪自定心卡盤夾緊即可，如 圖 2 所示 。圖 2 三爪自定心卡盤夾具圖中北大學課程設計說明書3 數(shù)控加工程序的編制3.1 程序原點的設置程序原點是指程序中的坐標原點，即在數(shù)控加工時，刀具相對于工件運動的起點。本次 加工中以右端球面的表面中心 O點為基準建立坐標系，坐標原點為 O。3.2 對刀方法和設置采用 G50 設定工件坐標系時的對刀方法：毛坯為 32mm的棒料，欲加工最大直徑為 24mm，總長為 58.95-59.05mm 的零件。編程 時采用程序段 G54 T0101 設定工件坐標系，工件坐標系原點 O設在以右端球心 O點。 加工時采用的 1號刀具為 45硬質(zhì)合金機夾偏刀

7、，并作為基準刀具； 2 號刀具為硬質(zhì)合金機 夾切斷刀（如圖 3 所示）?；鶞实毒叩都恻c的起始點為 P。圖 3 刀具示意圖以上操作步驟完成了基準刀具的對刀。此時，若執(zhí)行程序段G54 T0101 后，則 CRT屏幕上的絕對坐標值處顯示基準刀具刀尖在工作坐標系的位置。3.3 數(shù)值計算起刀點坐標（ 0，0）；3.4 編制程序O0077；N010 T0101N020 G00 X40 Z20 S450 M03N030 G71 U1 W1 R10中北大學課程設計說明書N040 G71 P50 Q180 U0.6 W0.3 D5 F0.3N050 G00 X0 F0.1 S750N060 G01 Z0N070

8、 G03 X10 Z-5 R5N080 G01 X14N090 X16 W-1.0N100 Z-18N110 X14 W-1.0N120 Z-24N130 X18N140 X20 W-1.0N150 Z-29N160 G02 X20 Z-44 R10N170 G01 X24 Z-54N180 Z-59N190 G70 P50 Q180N200 G00 X40 Z20N210 S320N220 T0202N230 G00 X30 Z-24N240 G75 R0.5N250 G75 X10 P1000 F0.1N260 G00 X40N270 Z20N280 T0303N290 G00 X16 Z

9、-3N300 G92 X15.1 Z-20 F2N310 X14.5N320 X13.9N330 X13.5N340 X13.4N350 G00 X40 Z20N360 M05N370 M30中北大學課程設計說明書4 仿真過程和結(jié)果4.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡介上海宇龍軟件工程有限公司的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一個應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)于數(shù)控加 工操作技能培訓和考核的仿真軟件。該軟件經(jīng)歷了五年多時間、三十多萬人的大量使用，已 經(jīng)成為較成熟的數(shù)控仿真軟件。本軟件產(chǎn)品正在為我國當前緊缺的數(shù)控操作技術(shù)人員的培養(yǎng) 作出有目共睹的貢獻。本軟件具備對數(shù)控機床操作全過程和加工運行全環(huán)境仿真的功能?？梢赃M行數(shù)控編程的

10、教學，能夠完成整個加工操作過程的教學。使原來需要在數(shù)控設備上才能完成的大部分教學 功能可以在這個虛擬制造環(huán)境中實現(xiàn)。 由于大部分的實訓活動可以在本仿真系統(tǒng)中實現(xiàn)， 用本仿真軟件將大大減少在數(shù)控機床設備上的資金投入，從而可以加快當前緊缺數(shù)控加工操 作技術(shù)人員的培訓速度。由于使用仿真軟件，也大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以 降低培訓成本。由于仿真軟件不存在安全問題，學員可以大膽地、獨立地進行學習和練習。本軟件中不 僅具有對學員編制的數(shù)控程序進行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實設備 上無法實現(xiàn)的三維測量功能。這些功能使得學員可以進行自我學習，自我檢測加工零件幾何 形狀的精度，大大

11、降低了教師的工作強度。4.2 仿真過程中北大學課程設計說明書圖 4 數(shù)控加工仿真選擇機床示意圖圖 5 “數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”軟件界面圖 6 機床回零中北大學課程設計說明書圖 7 安裝零件示意圖圖 8 控制零件移動示意圖中北大學課程設計說明書圖9導入程序示意圖圖 10 輸入數(shù)控程序前后的 CRT界面10中北大學課程設計說明書圖 11 裝刀具示意圖圖 12 安裝刀具后的機床11中北大學課程設計說明書圖 13 對刀示意圖圖 14 程序 O0009 的輸入12中北大學課程設計說明書圖 15 加工準備圖13中北大學課程設計說明書4.3 仿真結(jié)果14中北大學課程設計說明書圖 16 最后仿真結(jié)果15中北大學課

12、程設計說明書5 總結(jié)通過這次課程設計對數(shù)控車床系統(tǒng)進行程序指令編寫以及應用，使自己進一步熟悉了工 藝編制過程及數(shù)控基本編程指令基本意義。從以上編寫的程序，我們可以了解到數(shù)控技術(shù)在 生產(chǎn)中的應用，熟悉了數(shù)控編程的步驟和方法，基本上掌握了數(shù)控車削零件加工編程，使自 己加深了數(shù)控指令的應用和重要性。而且通過本次課程設計，基本達到了對已修課程熟悉并 加深了基礎知識的練習與應用能力的基本要求，達到了大學教育的目的。16中北大學課程設計說明書6 致謝通過這次實踐機會，我熟悉了將理論知識運用到實踐中，并且學會利用圖書資料及網(wǎng)絡材料 查詢自己需要的知識，總體上提高了設計能力。本次設計是在趙老師的悉心指導下完成

13、的。 她學識淵博、工作務實、積極進取的勇氣和魄力、以及對學生從嚴要求的治學態(tài)度都深深感 染了我，值得我終身學習。她無私的奉獻精神是我畢生學習和追求的目標。在今后的學習和 生活之中，老師的教誨必將激勵我不斷奮發(fā)向上。同時也要感謝與我相關的課題組的同學，他們在設計中給了我很大的幫助，和他們的討 論時常使我豁然開朗，他們給了我很多很好的設計建議，使我的設計加快了進程。在此向所有給予我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W表示深深的謝意！17中北大學課程設計說明書參考文獻1 王愛玲. 現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應用 . 北京：國防工業(yè)出版社， 20052 王紹俊 . 機械制造工藝設計手冊 . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 19813 艾興，肖詩綱 . 切削用量簡明手冊（第三版） . 北京：機械工業(yè)出版社， 20044 王先逵. 機械制造工藝學（第二版） .北京：清華大學出版社， 20075 顧京. 數(shù)控加工編程及操作 M. 高等教育出版社 ,20086 李真峰 . 數(shù)控加工工藝 M. 上海交通出版社 ,20047 史明 . 機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 M. 機械工業(yè)出版社 ,20048 師漢民