數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)盤類零件數(shù)控加工課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：盤類零件數(shù)控加工課程設(shè)計(jì)成 績(jī)：班 級(jí)：2013級(jí)機(jī)械一班 學(xué) 號(hào)：04132132 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)日期2015年6月29日至2015年7月10日目錄目錄封面課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3緒論51.零件圖分析62.零件總體工藝分析 72.1選毛培72.2加工工藝路線83.零件加工工藝過(guò)程卡94.確定數(shù)控加工內(nèi)容95.正面銑削數(shù)控加工設(shè)計(jì)105.1制定工序2的加工步驟105.2確定裝夾方案105.3確定數(shù)控銑床105.4確定數(shù)控銑削刀具105.5編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定105.6確定切削用量115.7刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理115.8程序編制及說(shuō)明136.背面銑削數(shù)控加工

2、設(shè)計(jì)136.1制定工序3的加工步驟136.2確定裝夾方案136.3確定數(shù)控銑削刀具136.4編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定136.5確定切削用量136.6刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理 136.7程序編制及說(shuō)明137.程序輸入及機(jī)床操作167.1程序輸入及調(diào)試187.2程序校驗(yàn)187.3機(jī)床操作19設(shè)計(jì)總結(jié)21參考文獻(xiàn)22課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)材料：45號(hào)鍛件 設(shè)計(jì)要求：1、數(shù)控加工編程任務(wù)書(shū)；2、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡片和數(shù)控刀具明細(xì)表；3、夾具方案圖和刀具進(jìn)給路線圖；4、根據(jù)零件平面圖建立零件三維模型；5、至少編制一個(gè)工步的加工程序；6、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于20頁(yè)）緒論數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理

3、的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量、發(fā)揮數(shù)控機(jī)床有效能的前提條件。本設(shè)計(jì)正是從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在結(jié)合數(shù)控加工切削基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識(shí)上，分析了具體零件在加工中心上的加工工藝。本次數(shù)控加工工藝的課程設(shè)計(jì)，我們根據(jù)具體零件加工圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和夾具。用規(guī)定的程序代碼和格式編寫(xiě)零件加工程序單；用自動(dòng)編程軟件或手工編程。通過(guò)數(shù)控仿真軟件對(duì)程序和刀具走刀路徑進(jìn)行模擬仿真。用ug來(lái)畫(huà)出工件和夾具的三維圖并裝配好供分析使用。制作工藝時(shí)還對(duì)工藝卡片進(jìn)行制作。在本次工藝中，粗加

4、工時(shí)，要以提高生產(chǎn)效率，但同時(shí)應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性和加工成本，對(duì)于半精加工和精加工，應(yīng)首先保證加工質(zhì)量，同時(shí)兼顧切削效率，經(jīng)濟(jì)和加工成本，要選擇合適的參數(shù)在最短時(shí)間內(nèi)加工出精度較高的工件和設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)墓に嚳?。本工藝設(shè)計(jì)由我們組兩名成員共同編寫(xiě)，在編定過(guò)程中參閱了很多有關(guān)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)、教材和網(wǎng)上資料等資料與文獻(xiàn)，并得到指導(dǎo)老師的幫助，在此表示衷心的感謝。由于時(shí)間倉(cāng)促，編者水平有限,調(diào)查研究不夠深，實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)少,本設(shè)計(jì)中難免仍有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤,我們懇切希望老師批評(píng)指正。1.零件圖分析如圖所示為零件簡(jiǎn)圖。該零件的材料45鋼，中小批生產(chǎn)，無(wú)熱處理工藝等其他要求。需加工平面和孔，依靠銑床即可完成2.零件總體

5、工藝分析2.1選毛培毛坯分為鑄件、鍛件、型材、焊接件和冷沖壓件。鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件，毛坯；鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡(jiǎn)單的毛坯；型材有熱軋和冷扎兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯。冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯；焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼材等焊接而成的毛坯件；冷沖壓件可以加工接近成品的工件。該零件的材料為s136-sup（hrc52-54），s136是鏡面防銹模具鋼，具良好拋旋光性能(鏡面加工)和良好的耐磨性和韌性，高溫下具良好塑性，因其含鉻量高(13.6%)故其抗腐蝕性極佳。因工件形狀為比較規(guī)則的方形，選用s136方鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機(jī)械加工的勞動(dòng)量也越少

6、，因而會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本。零件其形狀為長(zhǎng)方體，剛性好，可以直接按零件尺寸再加1-2mm切割毛胚。長(zhǎng)方體毛培，尺寸為164*124*42.5mm本課程設(shè)計(jì)零件屬于數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)，主要包含平面、圓形孔和曲面。具體分析如下：因工件形狀為比較規(guī)則的方形，選用s136方鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機(jī)械加工的勞動(dòng)量也越少，因而會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本。由圖紙可知，零件的外形尺寸為160*120*38.5mm，毛坯的總體尺寸比較小，考慮到一定的加工余量，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇厚度為40mm的鋼板，長(zhǎng)寬方向比成品大12mm即可，采用機(jī)械切割下料。2.2加工工藝路線下料-銑削表面-鉆孔-檢驗(yàn)-入庫(kù)3.

7、零件加工工藝過(guò)程卡工序號(hào)工序內(nèi)容工步號(hào)工步內(nèi)容1下料1方鋼下料2銑削外表面1銑底面2以底面為基準(zhǔn)，銑左面3以左面為基準(zhǔn)，銑右面4以底面為基準(zhǔn)，銑上面5以左面為基準(zhǔn)，銑前后面6銑槽3鉆1鉆12通孔2鉆38通孔3銑15沉頭孔，深度為54鉆、銑1鉆4xs7沉頭孔至102粗銑槽3精銑槽4銑外側(cè)槽s2.67倒角5銑1精銑各個(gè)圓弧段7磨表面1精磨至粗糙度為0.88熱處理1低溫回火4.確定數(shù)控加工內(nèi)容該零件的工藝過(guò)程卡中，工序2加工平面。加工平面包括平面、凹槽和凸壇。工序3加工孔。加工通孔時(shí)由于孔比較深，需要用鉆孔循環(huán)進(jìn)行加工，以保證加工質(zhì)量。因此將工序2和工序3確定在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工，并且分別進(jìn)行數(shù)控加

8、工工藝分析和設(shè)計(jì)數(shù)控加工程序。5.正面數(shù)控加工設(shè)計(jì)5.1指定工序2的加工步驟銑平面銑凹槽鉆孔鏜孔5.2確定裝夾方案?jìng)鹘y(tǒng)的組合夾具或?qū)Ｓ脢A具一般具有工件的定位和夾緊、刀具的導(dǎo)向和對(duì)刀等四種功能，而數(shù)控機(jī)床上由程序控制刀具的運(yùn)動(dòng)，不需要利用夾具限制刀具的位置，即不需要夾具的對(duì)刀和導(dǎo)向功能，所以數(shù)控機(jī)床所用夾具只要求具有工件的定位和夾緊功能，其所用夾具的結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單。通過(guò)對(duì)零件圖的分析，采用傳統(tǒng)裝夾及能滿足條件。5.3確定數(shù)控銑床fanuc0imate-tx5.4確定數(shù)控銑削刀具共需要4把刀，1號(hào)刀為10、齒數(shù)為4的硬質(zhì)合金立銑刀，2號(hào)刀為12mm麻花鉆，3號(hào)刀為38麻花鉆，4號(hào)刀為15的擴(kuò)孔刀

9、。5.5編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)點(diǎn)1)選擇中間孔中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)2）深孔1坐標(biāo)點(diǎn)為（55，14）深孔2為（-55，14）3）換刀點(diǎn)設(shè)在（0，0,20）5.6確定切削用量選擇銑削用量的原則是：首先選擇盡可能大的背吃刀量(端銑)或側(cè)吃刀量(圓周銑)，其次是確定進(jìn)給速度，最后根據(jù)刀具耐用度確定切削速度。粗銑時(shí)切削力大，用高速鋼銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量主要受到工藝系統(tǒng)剛度的限制，在剛度允許的情況下可取較大的每齒走刀量，以取得較大的銑削效率。用硬質(zhì)合金銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量的提高主要受到刀齒強(qiáng)度的限制。當(dāng)加工表面的粗糙度要求較小時(shí)，進(jìn)給量的大小由粗糙度要求確定。當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量選定后，在保證銑刀耐用度以及機(jī)床動(dòng)力和剛度

10、允許的情況下，盡可能選擇較大的銑削速度，其推薦值可查相關(guān)表格或通過(guò)銑刀耐用度公式來(lái)計(jì)算確定。鉆、擴(kuò)、鉸孔切削用量可根據(jù)刀具直徑、刀具屬性以及材料屬性等參數(shù)查相關(guān)表格確定。確定切削用量相關(guān)公式有：v=nd/(100060)(m/s)式中v-切削速度，；d-刀具直徑，mm；n-主軸轉(zhuǎn)速，。vf=nfzz式中vf-進(jìn)給速度，；n-主軸轉(zhuǎn)速，；z-銑刀齒數(shù)。每分鐘進(jìn)給量為250mm/min主軸轉(zhuǎn)速為1270r/min每分鐘進(jìn)給量為210mm/min擴(kuò)孔轉(zhuǎn)速為s=600r/min,擴(kuò)孔進(jìn)給速度為0.1mm/r5.7刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理基點(diǎn)坐標(biāo)值見(jiàn)表5.8程序編制及說(shuō)明6.背面數(shù)控加工設(shè)計(jì)6.1制訂工

11、序3的加工步驟銑平面銑凸臺(tái)銑槽-銑圓弧鉆孔6.2確定裝夾方案?jìng)鹘y(tǒng)的組合夾具或?qū)Ｓ脢A具一般具有工件的定位和夾緊、刀具的導(dǎo)向和對(duì)刀等四種功能，而數(shù)控機(jī)床上由程序控制刀具的運(yùn)動(dòng)，不需要利用夾具限制刀具的位置，即不需要夾具的對(duì)刀和導(dǎo)向功能，所以數(shù)控機(jī)床所用夾具只要求具有工件的定位和夾緊功能，其所用夾具的結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單。通過(guò)對(duì)零件圖的分析，采用傳統(tǒng)裝夾及能滿足條件。6.3確定數(shù)控銑削刀具共需要三把刀，1號(hào)刀為10、齒數(shù)為4的硬質(zhì)合金立銑刀，2號(hào)刀為12mm麻花鉆，3號(hào)刀為擴(kuò)孔刀。6.4編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)點(diǎn)1）坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在工件幾何中心位置2）換刀點(diǎn)設(shè)在（0，0,100）3）深孔坐標(biāo)分別為（-55，14）

12、和（55，14）6.5確定切削用量選擇銑削用量的原則是：首先選擇盡可能大的背吃刀量(端銑)或側(cè)吃刀量(圓周銑)，其次是確定進(jìn)給速度，最后根據(jù)刀具耐用度確定切削速度。粗銑時(shí)切削力大，用高速鋼銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量主要受到工藝系統(tǒng)剛度的限制，在剛度允許的情況下可取較大的每齒走刀量，以取得較大的銑削效率。用硬質(zhì)合金銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量的提高主要受到刀齒強(qiáng)度的限制。當(dāng)加工表面的粗糙度要求較小時(shí)，進(jìn)給量的大小由粗糙度要求確定。當(dāng)背吃刀量和進(jìn)給量選定后，在保證銑刀耐用度以及機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的情況下，盡可能選擇較大的銑削速度，其推薦值可查相關(guān)表格或通過(guò)銑刀耐用度公式來(lái)計(jì)算確定。鉆、擴(kuò)、鉸孔切削用量可根據(jù)刀具直徑

13、、刀具屬性以及材料屬性等參數(shù)查相關(guān)表格確定。確定切削用量相關(guān)公式有：v=nd/(100060)(m/s)式中v-切削速度，；d-刀具直徑，mm；n-主軸轉(zhuǎn)速，vf=nfzz式中vf-進(jìn)給速度，n-主軸轉(zhuǎn)速，；z-銑刀齒數(shù)。每分鐘進(jìn)給量為250mm/min主軸轉(zhuǎn)速為1270r/min每分鐘進(jìn)給量為210mm/min擴(kuò)孔轉(zhuǎn)速為s=600r/min,擴(kuò)孔進(jìn)給速度為0.1mm/r6.6刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理坐標(biāo)xya00b20.70c19.65.8d5.819.6e020.7f-5.819.6g-40.4-34.2h19.65.8i-20.7-5.8j-5.8-19.6k5.8-19.6l19.6-

14、5.8m20.70n043.5p-4.239.2q-40.4-21.8r-51.7-43.2s-41.1-43.2t-41.1-41u41.4-33.4v36.7-41w45.2-23.8z43.5-39.3o15514o2-55146.7程序編制及說(shuō)明數(shù)控加工程序單7.程序輸入及機(jī)床操作程序如下：t0101n10 g90 g92 x0 y0 z100;n20 g00 z2;n30 m03 s 600;n40 g01 z-10;n50 g01 x20.7 f60;n60 g03 x19.6 y5.8 r10;n70 g01 x8.2 y22;n80 g03 x-5.8 y19.6 r10;n9

15、0 g01 x-20.7 y-5.8;n110 g01 x-5.8 y-19.6;n120 g03 x5.8 y-19.6;n130 g01 x19.6 y-5.8;n140 g03 x20.7 y0;n150 g00 z100;n160 g00 x0 y43.5;n170 g01 z2 f50;n180 g01 x-10;n190 g03 x-4.2 y39.2 r10;n200 g01 x-40.4 y-21.8;n210 g03 x-51.7 y-43.2 r5;n220 g03 x-41.1 y-34.2 r20;n230 g03 x-41.4 y-41 r5;n240 g01 x36

16、.7 y-41;n250 g03 x41.1 y-33.4 r5;n260 g03 x45.2 y-25.8 r25;n270 g03 x48.9 y18.9 r5;n280 g01 x8.2 y39.3;n290 g03 x0 y43.5;n300 g00 z100;t0202n310 g00 x55 y14;n320 g01 z2 f60;n330 g99 g82 x55 y14 z-38.5 p1000 r3;n340 g01 z100;t0303n350 g99 g82 x-55 y14 z-38.5 p1000 r3;n360 g01 z100;t0404n370 g99 g82 x

17、-55 y14 z-38.5 r3;n380 g01 z100;n390 g00 x82 y-42;n400 g01 z-10 f60;n410 g01 x65;n420 g03 x65 y-58 r8;n430 g01 x82 y-58;n440 g00 z100;n450 x0 y0 ;n460 m05 ;n470 m307.1程序輸入及調(diào)試輸入程序后必須進(jìn)行程序調(diào)試。所謂程序調(diào)試，是將編制的程序在投入實(shí)際運(yùn)行前，用手工或編譯程序等方法進(jìn)行測(cè)試，修正錯(cuò)誤的過(guò)程?？衫脵C(jī)床的程序預(yù)演功能以拾刀運(yùn)行程序方式進(jìn)行，還可對(duì)每個(gè)子程序進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試。在程序測(cè)試過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際情況修調(diào)進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)，根

18、據(jù)機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置動(dòng)作以及機(jī)床的報(bào)警等來(lái)檢查程序是否正確。7.2程序校驗(yàn)7.2.1數(shù)控加工仿真程序輸入仿真系統(tǒng)，對(duì)刀加工。利用軌跡仿真判斷撞到順序是否正確，是否存在過(guò)切，是否在走到路線，拾刀下刀，切入切出等處出錯(cuò)誤。7.2.2機(jī)床的程序預(yù)演功能程序輸入完以后，把機(jī)械主軸運(yùn)動(dòng)以及mst等輔助功能鎖定，以自動(dòng)循環(huán)模式讓數(shù)控銑床靜態(tài)下執(zhí)行程序。7.2.3拾刀空運(yùn)行程序在自動(dòng)模式下運(yùn)行程序，通過(guò)圖形顯示的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和坐標(biāo)數(shù)據(jù)等判斷走刀路線是否最短，加工過(guò)程是否撞刀，換刀等輔助動(dòng)作是否尊在不合理，以及程序的加工方向是否正確等。7.2.4首件試切對(duì)刀加工，首件試切。通過(guò)首件試加工，檢測(cè)該程序所切零件尺寸精度，表面粗糙度，倒角倒圓，形位公差等是否滿足圖樣要求，即主要檢查加工參數(shù)的正確與否，通過(guò)實(shí)際加工工件質(zhì)量狀態(tài)對(duì)照修改程序。7.3機(jī)床操作數(shù)控機(jī)床是多種多樣的，所使用的數(shù)控系統(tǒng)更是種類繁多。要正確使用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床并充分發(fā)揮其功能，必須首先了解操作手冊(cè)有關(guān)規(guī)定。盡面熟練操作使用該設(shè)備。7.3.1回零機(jī)床返回參考點(diǎn)后，控制系統(tǒng)與機(jī)床同步，并建立機(jī)床坐標(biāo)系。接下來(lái)就要安裝工作，工件在工作臺(tái)上的安裝位置是任意的，因此在工件正確安裝后都要進(jìn)行對(duì)刀操