数控机床课程设计手册.docx
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数控机床课程设计手册
数控机床课程设计指导书
应用专业：
机械设计制造及其自动化
班级
学号
姓名
1.设计任务3
2.设计要求3
3.零件图的分析3
4.机床设备的选择3
5.确定工件的装夹方式4
6.确定数控加工刀具及加工工序卡片4
7主轴的转速和进给速度的选择5
8螺纹有关参数的计算5
9.三维图形7
1.设计任务
本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。
使零件能在数控机床上顺利加工，同时符合零件的设计要求。
2.设计要求
1绘制二维、三维零件图各一张；
2数控加工工序卡一份；
3走刀路线图一份；
4数控加工程序清单一份（含注释）；
5设计讲明书一份。
（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编写数控加工工艺；写出数值计算过程）
3.零件图的分析
在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，同时需要加工M30×1.5的螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，能够采纳端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。
4.机床设备的选择
依照该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。
5.确定工件的装夹方式
由于那个工件时一个实心轴类零件，同时轴的长度不是专门长，因此采纳工件的左端面和Φ60的外圆为定位基准。
使用一般三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。
6.确定数控加工刀具及加工工序卡片
依照零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。
该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。
加工流程：
加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断
表1-1数控加工工序卡片
零件名称
阶梯轴
数量
1
2010年6月
工序
名称
工艺要求
作者
日期
1
下料
调质处理HB220-HB250
2
热处理
工步
3
数控车
1
工步内容
刀具号
2
车端面
1
3
至右向左粗车外轮廓
2
4
至右向左粗车外轮廓
3
5
切Φ26的槽
4
6
切螺纹
5
4
切断，并保证长为127mm
4
5
检查
材料
45﹟
备注：
规格数量
7主轴的转速和进给速度的选择
主轴的转速的确定是依照被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所同意的切削速度来确定。
我们能够通过查书表2-1硬质合金车刀的切削速度的参考表选择，其计算公式为n=1000vc/（∏d）。
进给速度的确定能够通过进给量和主轴速度得到，具体按F=f×n计算，那个地点我们查书表2-2硬质合金车刀的进给量参考表得到。
切削右端面时主轴的转速为600r/mm，进给速度0.2mm/r；粗加工外轮廓时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.2mm/r；精加工外轮廓时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切槽时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.08mm/r；车螺纹时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切断时主轴的转速为600r/mm，进给速度0.15mm/r。
数控加工刀具卡片的如表1-2所示。
表1-2数控加工刀具卡片
刀具号
刀具规格名称
数量
加工内容
刀尖半径（mm）
主轴转数（r/min）
进给数度（mm/r）
备注
T01
450外圆偏刀
1
车右端面
0.5
500
0.2
T02
900外圆偏刀
1
粗车外圆轮廓
0.5
600
0.2
T03
900外圆偏刀
1
精车外圆轮廓
0.2
500
0.15
T04
切槽刀
1
切削退刀槽
500
0.08
T05
600螺纹车刀
1
车螺纹M30×1.5mm
500
0.15
8螺纹有关参数的计算
由零件图可知螺纹的螺距为1.5mm。
螺纹的牙型深度为
t=0.65P=0.65×1.5=0.975（mm）
D大=D公称-0.1P=30-0.1×1.5=29.85（mm）
D小=D公称-1.3P=30-1.3×1.5=28.05（mm）
螺纹加工分为四刀：
第一刀是Φ29mm；第二刀是Φ28.5mm；第三刀是Φ28.1mm；第四刀是Φ28.05mm；
编写加工程序，如表1-3所示。
表1-3数控加工程序
程序
注释
O001
N001G50X80.Z100;
建立工件坐标系
N002M03S500.T0101M07;
主轴正传，调用1号刀，刀补,开冷却液
N003G00X70.Z3;
快速走到（70，30）
N004G01Z0.F0.2;
移到车端面原始点
N005X-1;
车端面，进给量为0.2r/mm
N006G00X80.Z100;
快速回到换刀点
N007T0100;
取消1号刀补
N008T0202S600;
换2号刀，主轴600r/mm
N009G00X70.Z3;
到循环起始点
N010G72U1.0RI.0P013Q022F0.3.S500;
初加工切削循环
N011G00X80.Z100.T0200;
返回换刀点，取消2号刀补
N012T0303S500;
换3号刀
N013G01X30.Z3.F0.15;
精加工轮廓开始
N014G01Z-15;
精加工30外圆
N015G01X26.Z-20.;
进刀到（26，-20）
N016G01X36.Z-30;
精加工锥面
N017G01Z-38;
精加工36外圆
N018G02X30.Z-47.R15;
精加工R15外圆
N019G02X40.Z-62.R25;
精加工R25外圆
N020G03X25.Z-89.R25;
精加工R25外圆
N021G02X34.Z-101.R25;
精加工R25外圆
N022G01Z-107;
精加工34外圆
N023G01X56.Z-118;
精加工锥面
N024G01Z-127;
精加工Φ56外圆
N025G00X80.Z100.T0300;
返回换刀点，取消3号刀补
N026T0404S500;
换4号刀
N027G00X40.Z-15;
快速移到（40，-15）
N028G01X26.F0.08;
切螺纹退刀槽
N029G04X1.0;
停1秒
N030G01X40;
退刀
N031G00X80.Z100.T0400;
返回换刀点，取消4号刀补
N032T0505;
换5号刀
N033G00X35.Z5;
快移至（35，5）
N034G92X29.Z-16.F0.15;
切螺纹
N035X28.5;
切螺纹
N036X28.1;
切螺纹
N037X28.05;
切螺纹
N038G00X80.Z100;
返回换刀点
N039T0500;
取消5号刀补
N040T0404S500;
换4号刀
N041G00X60.Z-127;
快移至（60.，-127）
N042G01X-1.F0.1;
切断
N043G00X60;
退刀
N044G00X80.Z100.T0400M09;
返回换刀点，取消刀补，关冷却液
N045M05;
主轴停止
N046M30;
程序结束
走刀路线图如表1-4所示：
表1-4数控加工走刀路线图
数控加工走刀路线图
零件图号
NC01
工序号
工步号
程序号
O001
机床型号
CK7815
程序段号
N001～N046
加工内容
车削外围轮廓及螺纹
共1页
第6页
编程
校对
审批
符号
含义
抬刀
下刀
编程原点
起刀点
走刀方向
走刀线相交
轨迹重叠
爬斜坡
铰孔
行切
9.三维图形
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