數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)軸類零件數(shù)控加工工藝規(guī)程及數(shù)控技術(shù)仿真

1、太原科技大學(xué)數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械電子工程 班 級：機(jī)電091201班 姓 名： 崔 世 君 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 賈 育 秦 時(shí) 間：2013年1月15號數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)軸類零件數(shù)控加工工藝規(guī)程及數(shù)控技術(shù)仿真二、 課程設(shè)計(jì)目的：通過數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)，掌握零件的數(shù)控加工工藝的編制及加工方法。三、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.毛坯圖 一張2.零件圖 一張3.機(jī)械加工工藝過程卡 一張4.機(jī)械加工工序卡 四張5.仿真結(jié)果圖 一張6.設(shè)計(jì)說明書 一份班級：機(jī)電091201學(xué)生：崔世君學(xué)號：指導(dǎo)教師：賈育秦 宋建軍教研室主任：賈育秦目 錄一、前言 第3

2、頁二、零件圖的工藝分析 第3頁1.加工內(nèi)容 第4頁2.毛坯的選擇 第4頁3.定位基準(zhǔn)的確定 第4頁4.加工順序的確定 第4頁5.加工工序、工步的確定 第5頁三、機(jī)床的選擇 第6頁四、刀具的選擇 第6頁五、夾具的選擇 第7頁六、量具的選擇 第7頁七、切削用量的確定 第7頁八、機(jī)械加工時(shí)間的計(jì)算 第8頁九、編寫數(shù)控部分程序 第9頁十、數(shù)控仿真及其結(jié)果 第10頁十一、總結(jié) 第13頁十二、參考文獻(xiàn) 第14頁一、前 言制造技術(shù)和裝備是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭力。

3、大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、集成化的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率不可少的物資手段。數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機(jī)械、機(jī)電專業(yè)的人才帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著我國綜合國力的進(jìn)一步加強(qiáng)。我國經(jīng)濟(jì)全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心?，F(xiàn)如今，我國企業(yè)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)參與國際競爭。這就體現(xiàn)了學(xué)好數(shù)控技術(shù)的重要性。這次課程設(shè)計(jì)讓我們更好的熟悉數(shù)控車床、確定加工工藝、學(xué)會分析零件、學(xué)會簡單的程序編程以及數(shù)控仿真，為走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的

4、基礎(chǔ)。二、零件圖的工藝分析 1.加工內(nèi)容該零件主要有兩端面、16外圓面、20外圓面、25外圓面、槽、倒角、圓弧面等組成。 2.毛坯的選擇該零件為軸類零件，強(qiáng)度要求不是很高，因此毛坯選擇45鋼鍛件，鍛造方法沒自由鍛，毛坯的尺寸精度要求為IT12級以下即可。選擇30的棒料，長度為90mm。 3.定位基準(zhǔn)的確定 該零件16外圓面、20外圓面及圓弧面的精度要求較高粗糙度值為1.6，其余各面粗糙度值為6.3。（1） 粗基準(zhǔn)的選擇：按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇次要加工表面為粗基準(zhǔn)。在該零件中左端面加工精度較低，故選擇毛坯左端面為軸向粗基準(zhǔn)，毛坯的的軸線為徑向粗基準(zhǔn)。（2） 精基準(zhǔn)的選擇：按照基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)

5、一原則及加工要求，選擇左端面為軸向精基準(zhǔn)，25的軸線為徑向精基準(zhǔn)。4.加工順序的確定 根據(jù)加工順序的安排原則：（1）基面先行原則；（2）先粗后精原則；（3）先主后次原則；（4）先面后孔原則；（5）先內(nèi)后外原則；（6）上道工序的加工不影響下道工序的定位與夾緊；（7）相同安裝方式或用同一刀具加工的工序，最好連續(xù)加工；（8）在一次裝夾中先加工破壞性較小的工序等原則安排加工順序如下：在普通車床上加工：加工準(zhǔn)備粗車左端面粗車25外圓面半精車左多面半精車25外圓面工件掉頭粗車右端面粗車20外圓面粗車圓錐面粗車16外圓面測量各加工面尺寸在數(shù)控車床上加工：先精車右端面精車外輪廓面切槽檢測已加工零件是否符合加工

6、要求 5.加工工序、工步的確定根據(jù)工序的劃分原則：（1）按定位方式劃分（2）按所用刀具劃分（3）按粗精加工劃分（4）按加工部位劃分等原則具體工序安排如下：（1） 在普通車床上粗車左端面、25外圓面；（2） 在普通車床上精車左端面、25外圓面；（3） 在普通車床上加工右端面、20外圓面、16外圓面、錐面；（4） 在數(shù)控車床上精車右端面、外輪廓面并切槽。具體工步安排如下：（1）毛坯調(diào)制處理； （2）在普通車床上粗車左端面；（3）在普通車床上粗車25外圓面；（4）在普通車床上精車左端面，保證粗糙度值為6.3；（5）在普通車床上精車25外圓面，保證徑向尺寸為25mm；（6）在普通車床上粗車右端面；（7

7、）在普通車床上粗車20外圓面；（8）在普通車床上粗車圓錐面；（9）在普通車床上粗車16外圓面；（10）測量零件尺寸以便進(jìn)一步加工；（11）在數(shù)控車床上精車右端面，保證零件長度80mm；（12）在數(shù)控車床上精車外輪廓面，保證加工要求；（13）高頻表面淬火；（14）檢驗(yàn)零件是否符合加工要求。三、機(jī)床的選擇根據(jù)零件樣圖要求，選擇C6140A型臥式車床及數(shù)CK6132（FANAC系統(tǒng)）型數(shù)控臥式車床即可滿足加工要求。四、刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相

8、比，數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、紅硬性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便，能適應(yīng)高速和大切削用量切削。選刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。綜上所述，加工端面及外圓面選擇93°硬質(zhì)合金外圓車刀，切槽選用4mm寬的高速鋼切槽刀。選擇刀具安排表刀號刀具參數(shù)刀具材質(zhì)使用機(jī)床T0193°外圓車刀硬質(zhì)合金數(shù)控車床T024mm寬切槽刀高速鋼數(shù)控車床T0393°外圓車刀硬質(zhì)合金普通車床五、夾具的選擇該工件為軸類零件，選用三爪自定心卡盤即可滿足加工要求。六、量具的選擇該工件為軸類零件，在加工過程中需要測量其直徑及長度，考慮到該

9、零件尺寸較小，故選擇千分尺即可滿足測量要求。七、切削用量的確定切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。選取切削用量的合理順序應(yīng)是：首先選取盡可能大的吃刀量；其 次根據(jù)機(jī)床動力與剛性限制條件或加工表面粗糙度的要求，選擇盡可 能大的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下，選取盡可能大的切 削速度，以達(dá)到吃

10、刀量、進(jìn)給量、切削速度三者乘積值最大，這一順 序不能顛倒。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.4 初步估計(jì)進(jìn)給量，然后根據(jù)CA6140參數(shù)確定實(shí)際選擇的進(jìn)給量。依據(jù)表1.10各工序在相應(yīng)進(jìn)給量下的切削速度，然后根據(jù)公式n=1000v/D計(jì)算出所需要的轉(zhuǎn)速，最后根據(jù)CA6140的參數(shù)確定主軸轉(zhuǎn)速。根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速，工件的尺寸由公式v=nD/1000，單位為m/min ，D為工件待加工表面的最大直徑。具體選擇如下： （1）背吃刀量 粗車時(shí)，取背吃刀量ap為2mm；精車時(shí)，取背吃刀量ap為0.5mm。 （2）進(jìn)給量 粗車時(shí)，取進(jìn)給量f為0.2mm/r；精車時(shí)，取進(jìn)給量f為0.1mm/r；切槽時(shí)，取進(jìn)給量為0.1m

11、m/r。 （3）主軸轉(zhuǎn)速（切削速度） 粗車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速取為600r/min，由公式v=nD/1000得最大切削速度為56.52m/min精車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速取為1000r/min，由公式v=nD/1000得最大切削速度為78.5m/min切槽時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速取為500r/min，由公式v=nD/1000得最大切削速度為25.12m/min八、機(jī)械加工時(shí)間的計(jì)算單件時(shí)間定額主要由基本時(shí)間（機(jī)動時(shí)間）、輔助時(shí)間、布置工作的時(shí)間、休息及生理需要時(shí)間、準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間組成。本課題主要計(jì)算機(jī)動時(shí)間。車削的機(jī)動時(shí)間由公式T=L/nf 計(jì)算得出。各工序、工步的機(jī)動時(shí)間具體見工序卡。九、編寫數(shù)控部分程序 編程原點(diǎn)設(shè)置為

12、左端面與軸心線的交點(diǎn)O0001N10G00X100Z200;N20M03S1000F0.1M08;N30T01;N40G00X35Z80;N50G01X0;N60G00X35Z82;N70G71U0.5R1；N80G71P90Q140U0.01W0.05;N90G00X12Z80;N100G01X16Z78;N110G01Z60;N120G01X20Z58;N130G01Z40;N140G02X25Z15R20;N150GOOX200Z100;N160M06T02;N170G00X30Z60;N180G01X12;N190G04X2;N200G01X30;N210G00X100Z200;N22

13、0M05M09;N230M30;十、數(shù)控仿真及其結(jié)果1.數(shù)控仿真系統(tǒng)的開啟及回原點(diǎn) 進(jìn)入數(shù)控仿真系統(tǒng)界面按操控面板上得“急?！卑粹o按“系統(tǒng)啟動”按“回原點(diǎn)”按鈕按“Z”按鈕按 “+”按“X”按 “+”X，Z對應(yīng)的指示燈亮.即完成上述操作. 2、數(shù)控仿真工件裝夾及刀具的選擇安裝: （1）點(diǎn)擊工具欄上“定義毛坯”設(shè)置直徑為30mmX90mm的45鋼圓柱毛坯點(diǎn)擊“放置零件”出現(xiàn)“選擇零件”對話框點(diǎn)“選擇毛坯”點(diǎn)“安裝零件”出現(xiàn)“移動零件”對話框點(diǎn)擊黃色“方向箭頭”使毛坯外伸 75mm。 （2）外圓車刀 T01 的選擇安裝：點(diǎn)擊工具欄上“選擇刀具”出現(xiàn)“刀具選擇”對話框選“1 號刀位”選擇“VBMT1

14、60402 刃長為16mm刀尖半徑為0.2mm的35度菱形刀片”選擇刀柄為93 度外圓右向橫柄點(diǎn)擊“確定”完成操作。T02切槽車刀的選擇和 T01的選擇流程基本是一樣的，只是刀位號是“2 號刀位”。 （3）內(nèi)螺紋刀的選擇安裝：選擇刀位號5選擇60度角的菱形刀片選擇“內(nèi)孔刀柄”點(diǎn)擊“確定”完成操作。 （4）外螺紋刀的選擇安裝：選擇刀位號6選擇60度角的菱形刀片選擇“外圓刀柄”點(diǎn)擊“確定”完成操作。3、數(shù)控仿真刀具的對刀按 （1）“MDI”鍵PROGRAM鍵入T0101按“EOB”鍵按“INSERT”鍵按“循環(huán)啟動”鍵，調(diào)出T01外圓車刀。 （2）將模式調(diào)到“手動模式”按“主軸正轉(zhuǎn)”按鈕車刀沿“Z

15、 軸負(fù)向以合適的背吃刀量切入”保持 X 軸不變按“主軸停止”“測量”得 X 為直徑值按“編輯”鍵按“OFFSETSETING”鍵點(diǎn)擊軟鍵“形狀”在番號01區(qū)域輸入“X（ ）”點(diǎn)擊軟鍵“測量”完成 X 軸的對刀按“主軸正轉(zhuǎn)”保持Z軸不變X 軸正向提刀按“主軸停止”點(diǎn)擊工具欄“測量”得 Z（ ）將“Z（ ）+2=Z-k”在番號01區(qū)域輸入Z-k點(diǎn)擊軟鍵“測量”完成Z軸的對刀。 （3）內(nèi)孔車刀的對刀方式和外圓車刀是一樣的，在這里不再贅述。 （4）螺紋刀的X軸的對刀方式與外圓車刀一樣。在這里僅說一下Z軸的對刀：調(diào)到“手動方式”模式按“主軸正轉(zhuǎn)”按鈕調(diào)XZ 軸使螺紋刀靠近圓柱有端面調(diào)出手輪調(diào)XZ軸使刀尖

16、剛好接觸右端面的外圓按“OFFSETSETING”鍵點(diǎn)擊軟鍵“形狀”在番號04區(qū)域輸入Z2.0點(diǎn)擊軟鍵“測量”完成Z軸的對刀。4、數(shù)控仿真程序的導(dǎo)入、試運(yùn)行、首件試切及自動加工 （1）按“編輯”模式鍵PROGRAM點(diǎn)擊軟鍵“操作”點(diǎn)擊軟鍵向右的黑色箭頭點(diǎn)擊工具欄“DNC 傳送”選擇保存的程序在操控面板上輸入O0001點(diǎn)擊軟鍵“READ”點(diǎn)擊軟鍵“EXEC”程序被導(dǎo)入 NC 系統(tǒng)呈現(xiàn)在 CRT/MDI 操控面板上。 （2）按“自動運(yùn)行”模式按“試運(yùn)行”按“CUSTOM”鍵按“循環(huán)啟動”鍵。如果不出現(xiàn)報(bào)警，則說明程序運(yùn)行正常?？梢杂脕砑庸ち慵?。 （3）按“自動運(yùn)行”模式按單段按“循環(huán)啟動”鍵不停地

17、按直道完成加工測量修正。 （4）按“自動運(yùn)行”模式按“試運(yùn)行按“CUSTOM”鍵按“循環(huán)啟動”鍵自動加工。5.仿真結(jié)果十一、總結(jié)數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書的制作用到了幾乎所有的本專業(yè)知識，具有很強(qiáng)的知識綜合性，包含以前學(xué)的機(jī)械制造、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與配合、金屬工藝CAD繪圖等專業(yè)課程，使我更好的把以前學(xué)的各專業(yè)課知識相結(jié)合起來。提高了我的綜合能力，開闊了思路。通過這次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我擺脫了單純的學(xué)理論知識的階段，實(shí)際設(shè)計(jì)提高了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識去解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高了我查文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)手冊，設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖的等其他專業(yè)能力水平，而且對數(shù)控知識的整體掌握，對局部的取舍，

18、以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志力和耐力都得到不同程度的提高。我對數(shù)控工具系統(tǒng)的特點(diǎn)和數(shù)控機(jī)床的一般零件的加工和刀具材料和使用范圍有了比較深刻的了解，基本掌握了數(shù)控機(jī)床刀具的選用方法;經(jīng)過設(shè)計(jì)加工工藝方案，進(jìn)一步了解了工件定位的基本原理，定位方式與定位元件，對教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則方法有了更深的理解；經(jīng)過編制零件的加工程序，基本熟悉數(shù)控編程的基本內(nèi)容及步驟，編程的種類，程序的結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容，基點(diǎn)坐標(biāo)，輔助程序段的數(shù)值計(jì)算有了進(jìn)一步的認(rèn)識。工藝設(shè)計(jì)，數(shù)值計(jì)算及程序編制的整個(gè)過程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計(jì)過程中通過自己不斷的學(xué)習(xí)，尤其自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)，我克服了許多的難題，這種成就感使我感到十分的喜悅和興奮。這次課程設(shè)計(jì)對我今后的學(xué)習(xí)工作有很大幫助。十二、參考文獻(xiàn)1.王先逵、張平寬編著.機(jī)械制造工程學(xué)基礎(chǔ).北京（清華）：國防工業(yè)出版社.20112.孫麗媛編著.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：冶金工業(yè)出版社.20033.王光斗、王春福主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上海：上?？茖W(xué)出版社.19884.吳宗澤、羅圣