數(shù)控機(jī)床軸類(lèi)零件加工工藝課程設(shè)計(jì)樣本

1、河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 題 目： 典型軸類(lèi)零件的編程與加工系 部： 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 年 級(jí)： 2010 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 時(shí) 間： 2012年12月30日 目 錄一： 前言2二： 零件的數(shù)控工藝分析32.1 零件圖的分析32.2 加工方案的制定32.3 裝夾方案的制定32.4 加工路線(xiàn)的制定42.5 刀具的選擇.52.6切削用量的選擇 .62.7 工序卡片和刀具卡片的制作.7三： 數(shù)控加工程序的編制83.1 工件坐標(biāo)系的設(shè)置83.2 對(duì)刀方法和設(shè)置83.3 數(shù)值計(jì)算93.4 編制程序10四： 試切削過(guò)程和結(jié)果134.1毛坯的準(zhǔn)備134.2 試切削過(guò)程144.

2、3 零件的尺寸檢測(cè)17五： 總結(jié)18參考文獻(xiàn)19一 前言隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主題。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工，無(wú)論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問(wèn)題（如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線(xiàn)等）也需要一些處理。并在加工過(guò)程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的產(chǎn)品。數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過(guò)程。它

3、的主要任務(wù)是計(jì)算加工走刀中的刀位點(diǎn)（cutterlocationpoint簡(jiǎn)稱(chēng)CL點(diǎn)）。刀位點(diǎn)一般取為刀具軸線(xiàn)與刀具表面的交點(diǎn)，多軸加工中還要給出刀軸矢量。軸，支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。根據(jù)軸線(xiàn)形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類(lèi)。根據(jù)軸的承載情況，又可分為：轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見(jiàn)的軸，如各種減速器中的軸等。心軸，用來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如鐵路車(chē)輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動(dòng)，如支承滑輪的軸等。傳動(dòng)軸，主要用來(lái)傳遞扭矩而不承受彎矩，如起

4、重機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu)中的長(zhǎng)光軸、汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼，也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類(lèi)型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類(lèi)型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸，對(duì)軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較，以便選出最佳設(shè)計(jì)方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 1、節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； 2、易于軸上零件精確

5、定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整； 3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施； 4、便于加工制造和保證精度。數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)是我們數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)在學(xué)習(xí)完本科大綱要求的“數(shù)控編程”“工藝設(shè)計(jì)”及數(shù)控仿真系統(tǒng)加工軟件后進(jìn)行的一次綜合性課程設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)的目的在于通過(guò)編程，并在數(shù)控加工仿真軟件中進(jìn)行仿真，使我們熟悉數(shù)控車(chē)床和數(shù)控銑床編程流程。當(dāng)然，由于水平有限，在設(shè)計(jì)中難免有很多紕漏，懇請(qǐng)老師指正。 Xxx 2013年1月二 零件的數(shù)控工藝分析2.1 零件圖的分析：圖1零件圖該零件表面由圓柱、圓錐、凹圓弧以及圓球表面組成，如圖A。其中多個(gè)直徑尺寸精度有較嚴(yán)格的要求、表面粗糙度如圖所示。尺寸標(biāo)注完整，

6、輪廓描述清楚，零件材料為45#鋼，無(wú)熱處理和硬度要求，毛坯件選40mm的棒料，長(zhǎng)度為108mm。2.2工藝方案：通過(guò)上述分析，采取以下幾點(diǎn)加工工藝方案：1）.通過(guò)圖樣上給定的幾個(gè)公差等級(jí)要求較高的尺寸34 23 38 因其要求精度較高，故編程時(shí)采取中間值，以保證工件的合格率；2）.在外輪廓上，有M30x2的螺紋，選刀時(shí)要選合適的刀尖圓弧半徑才能車(chē)出合格的螺紋；2.3.裝夾方案：確定坯件軸線(xiàn)和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)，左端采用三爪自定心卡盤(pán)定心夾緊： 圖 2 三爪卡盤(pán)1） 第一次裝夾時(shí)夾持工件外圓，留出足夠可加工毛坯的長(zhǎng)度；2） 第二次裝夾時(shí)夾持34外圓，以38外圓左端面頂住卡盤(pán)端面做軸

7、向定位；2.4加工路線(xiàn)的制定：加工順序遵循先大后小、先粗后精、由右至左的原則進(jìn)行，具體加工過(guò)程：1）：普車(chē)加工零件毛坯，保證軸向尺寸，預(yù)鉆中心孔，打20x30底孔；2）：車(chē)34、38外圓，鏜23內(nèi)孔；3）：車(chē)R8球面，圓錐面，R5凹圓弧，M30外圓，圓錐面；4）：車(chē)螺紋退刀槽；5）：車(chē)螺紋。GSK928TC具有粗車(chē)循環(huán)和車(chē)螺紋循環(huán)的功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自行確定其進(jìn)給路線(xiàn)，因此該零件的粗車(chē)循環(huán)和車(chē)螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線(xiàn)，但精車(chē)的進(jìn)給路線(xiàn)需要人為確定，對(duì)刀原點(diǎn)在工件右端面中心。2.5刀具的選擇：1）選用B形D 1.6 D1 5的中心鉆預(yù)鉆中心孔；2）選用20的麻花

8、鉆預(yù)鉆20x30底孔；3）粗車(chē)和精車(chē)外圓采用主偏角為93°，副偏角為45°左偏刀；4）車(chē)螺紋選用硬質(zhì)合金60°外螺紋車(chē)刀取刀尖角59°30 圖 3 螺紋刀刀尖圓弧半徑刀尖圓弧半徑（如圖 3 ）R =1/8H=1/8x3/2p=0.2165mm取刀尖圓弧半徑R=0.2mm2.6.切削用量的選擇：1背吃刀量：輪廓粗車(chē)循環(huán)時(shí)ap=2mm，輪廓精車(chē)循環(huán)時(shí)ap=0.2mm；螺紋粗車(chē)循環(huán)時(shí)依次ap=0. 8mm，ap=0.6 mm；p=0.4mm；螺紋精車(chē)循環(huán)時(shí)ap=0.2mm；2主軸轉(zhuǎn)速：公式A： Vc=dn/1000 Vc-切削速度，單位m/mim; -常數(shù)，d

9、-切削刃選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或刀具的回轉(zhuǎn)直徑，單位mm；公式B：n1200/p-kP-工件螺紋的螺距或?qū)С?，單位mm;k-保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80. 公式C：Vf=nfVf-車(chē)削時(shí)的進(jìn)給速度，單位mm/min；n-轉(zhuǎn)速單位r/min；f-進(jìn)給量，單位mm/r。1）車(chē)直線(xiàn)和圓弧時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速：查表取粗車(chē)的切削速度Vc=90m/min,精車(chē)時(shí)的切削速度Vc=120m/min，根據(jù)坯件直徑（精車(chē)時(shí)取平均直徑），利用公式A計(jì)算，并結(jié)合機(jī)床說(shuō)明書(shū)選?。捍周?chē)時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min；精車(chē)時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速n=1200r/min。2） 車(chē)螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)公式B計(jì)算，取主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min3）進(jìn)給

10、速度：先選取進(jìn)給量用公式C計(jì)算，粗車(chē)時(shí)選取進(jìn)給量f=0.2mm/r，精車(chē)時(shí)選取f=0.1mm/r，計(jì)算得：粗車(chē)時(shí)的進(jìn)給速度Vf=100 mm/r，精車(chē)時(shí)的進(jìn)給速度Vf=50mm/r。車(chē)螺紋的進(jìn)給量等于螺紋的導(dǎo)程，即 f=2mm/r, Vf=640 mm/r2.7工序卡片和刀具卡片的制作：數(shù)控加工工序卡零件圖號(hào)零件名稱(chēng)文件編號(hào)第 頁(yè)NC 01軸工序號(hào)工序名稱(chēng)材料45#加工車(chē)間設(shè)備型號(hào)主程序名子程序名加工原點(diǎn)工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速/(r/mm)進(jìn)給速度/(mm/min)背吃刀量/mm夾具1粗車(chē)外圓T15001002三爪卡盤(pán)2精車(chē)外圓T11200500.2三爪卡盤(pán)3粗鏜內(nèi)孔T25001002三

11、爪卡盤(pán)4精鏜內(nèi)孔T21200500.2三爪卡盤(pán)5粗車(chē)外圓T15001002三爪卡盤(pán)6精車(chē)外圓T11200500.2三爪卡盤(pán)7切槽T112001002三爪卡盤(pán)8車(chē)螺紋T33206400.8三爪卡盤(pán)工藝員校對(duì)審定批準(zhǔn) 表1 零件的加工工序卡產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)零件圖號(hào) 序號(hào)刀號(hào) 刀具名稱(chēng) 規(guī)格 用途備注 1 T1 外圓車(chē)刀 主偏角 93°，副后角45° 外輪廓左偏刀 2T2 鏜刀刀頭最寬處小于10mm 鏜孔 3T3 螺紋刀 刀尖角59°30刀尖圓弧半徑R=0.2mm; 車(chē)螺紋4T5中心鉆B形 D 1.6 D1 5 預(yù)鉆中心孔5T6麻花鉆 20 預(yù)鉆底孔工藝員校對(duì)審定

12、批準(zhǔn) 表2 刀具選擇及參數(shù)三.數(shù)控加工程序的編制3.1 工件坐標(biāo)系的設(shè)置：程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。本次加工中共兩個(gè)程序，以右端球面的表面中心O點(diǎn)、左端面圓心S為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)分別為O、S。3.2 對(duì)刀方法和設(shè)置：毛坯為40mm的棒料，欲加工最大直徑為38mm，總長(zhǎng)為108mm的零件。編程時(shí)采用程序段設(shè)定工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O設(shè)在以右端心S點(diǎn)。加工時(shí)采用的1號(hào)刀具為93°外圓尖刀（如圖3示），并作為基準(zhǔn)刀具；2號(hào)刀具為硬質(zhì)合金鏜刀?；鶞?zhǔn)刀具刀尖點(diǎn)的起始點(diǎn)為P。 圖4 刀具示意圖以上操作步驟完成了基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀。此時(shí)，若執(zhí)行

13、程序段%001后，則CRT屏幕上的絕對(duì)坐標(biāo)值處顯示基準(zhǔn)刀具刀尖在工作坐標(biāo)系的位置。3.3 數(shù)值計(jì)算：分析圖A中數(shù)據(jù)，38、34圓柱面是基軸制，23內(nèi)孔是基孔制，因零件尺寸精度要求較高，故編程時(shí)尺寸取公差帶中間值：38外圓：38+（-0.039/2）=37.98;34外圓：34+（-0.025/2）=33. 88;23內(nèi)孔：23+0.033/2=23.0173.4 編制程序： %001T10 M03 S500 調(diào)用1#基準(zhǔn)刀 主軸啟動(dòng)N01 G00 X41 Z1 N02 G71 X28 I2.5 K1 L7 F100 粗車(chē)端面N03 G01 Z0 F40 S1000 定義精加工輪廓N04 G01

14、 X28,5 Z0 N05 G03 X33 .88 Z-1.8 R3 S1000 F50 N06 G01 Z-35 N07 G01 X37.98 Z-37 N08 G01 Z-44N09 G01 X41 退刀N10 G00 X100 Z100T22 換2#刀，調(diào)2#刀補(bǔ)N11 G00 X22 Z2N12 G01 Z-20 S800 F100 粗鏜內(nèi)孔N13 G01 X20N14 G00 Z2N15 G00 X22.8N16 G01 Z-20N17 G01 X20N18 G00 Z2N19 G00 X29N20 G01 Z0N21 G01 X28.5N22 G02 X23.017 Z-.8 K3

15、 S1200 F50 倒圓角N24 G01 Z-20 F50 精加工內(nèi)孔N25 G01 X20N26 G00 Z2 退刀N27 G00 X100 Z100N28 M05 M30 主程序結(jié)束%002 調(diào)頭裝夾N01 T10 換1#刀N02 M03 S500N03 G00 X34 Z2N04 G01 Z-58 F100 粗車(chē)外圓N05 G01 X40 N06 G00 Z2N07 G00 X30N08 G01 Z-57.5N09 G01 X38 Z-65.5N10 G01 X40N11 G00 Z2N12 G00 X26N13 G01 Z-21N14 G01 X30N15 G00 Z2N16 G00

16、 X22N17 G01 Z-20N18 G00 X26.5N19 G00 Z2N20 G00 X18N21 G01 Z-10N22 G01 X22N23 G00 Z2N24 G00 X16N25 G01 Z-6.5N26 G01 X21 Z-20N27 G02 X30 Z-24.5 R5N28 G00 Z1N29 G00 X2N30 G03 X16 Z-6 R7N31 G00 Z2N32 G00 X1N33 G01 Z0N34 G01 X0 S1000 F40 精車(chē)外輪廓N35 G03 X15.814 Z-6.783 R8 精車(chē)頂圓N36 X20.116 Z-20.761 精車(chē)錐度N37 G0

17、2 X29.567 Z-25 R5 倒圓弧N38 G01 Z-58N39 G01 X30N40 G01 X37.998 Z-66 精車(chē)外輪廓N41 G01 Z-66.2N42 G00 X39N43 G00 Z-50N44 G00 X31N45 G01 X26.5 F80 粗車(chē)螺紋退刀槽N46 G01 Z-57.8N47 G01 X30N48 G00 Z-50N49 G01 X26 粗車(chē)螺紋退刀槽N50 G01 Z-58N51 G01X31 退刀N52 G00 X100 Z100T33 換3#刀，調(diào)3#刀補(bǔ)N53 G00 X32 Z-22 S300N54 G92 X28 Z-58 P2 螺紋循環(huán)

18、加工螺紋N55 G92 X27.6 Z-58 P2N56 G92 X27.416 Z-58 P2N57 G00 X100 Z100N58 M05 M30 主程序結(jié)束四.試切削過(guò)程和結(jié)果材料：pvc棒注意：試切削過(guò)程中必須嚴(yán)格按照數(shù)控機(jī)床安全操作規(guī)程操作。4.1毛坯的準(zhǔn)備： 圖 5 普車(chē)車(chē)端面打中心孔 圖 6 預(yù)鉆底孔 圖 7 測(cè)量保證軸向尺寸 圖 8 毛坯完成，再次檢測(cè)尺寸4.2試切削過(guò)程 圖 9 裝夾到數(shù)控機(jī)床 圖 10 利用塞尺Z向?qū)Φ?圖11千分尺測(cè)量外圓，X軸對(duì)刀 圖 12 輸入程序 圖 13 加工過(guò)程 圖 14 掉頭裝夾 圖 15 工件成型4.3零件的尺寸檢測(cè) 圖 16 工件尺寸的檢測(cè) 圖 17 機(jī)床清理及擦拭 五 總結(jié)：通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)進(jìn)行程序指令編寫(xiě)以及應(yīng)用，使自己進(jìn)一步熟悉了工藝編制過(guò)程及數(shù)控基本編程指令基本意義。從以上編寫(xiě)的程序，制定的工藝規(guī)程，我們可以了解到數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)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(chē)削零件加工編程以及工藝規(guī)程的制定，使自己加深了數(shù)控指令的應(yīng)用和重要性。而且通過(guò)本次課