数控技术与编程课程设计三元子泵.docx
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数控技术与编程课程设计三元子泵
一、设计目的和要求
1.设计目的
通过数控编程与加工课程设计，利用所学知识对被加工工件进行数控加工工艺分析、编制加工程序及确定加工方法等设计过程、内容、方法及手段。
培养学生综合利用多学科知识独立进行设计的能力，充分发挥学生的主观能动性，提高自主创新，团结合作、组织协调能力以及专业软件和计算机的应用能力等，为后续毕业设计奠定基础。
2.设计要求
1）零件的工艺分析
（1）数控加工工艺的主要内容
（2）数控加工工艺的基本特点
（3）数控加工零件的合理选择
（4）加工方法的选择与加工方案的确定
（5）工序与工步的划分
（6）零件的安装与夹具的选择
（7）刀具的选择与切削用量的确定
（8）对刀点和换刀点的确定
（9）加工路线的确定
2）程编中工艺指令的处理
在数控机床上加工零件的动作都必须在程序中用指令方式事先予以规定，在加工中由机床自动实现。
我们称这类指令为工艺指令。
这类指令有国际标准，即准备功能指令G辅助功能指令M两大类。
在编制加工程序时，必须按程编手册正确选用和处理。
二、总体方案的拟定
1.泵的定义：
通常把提升液体、输送液体或使液体增加压力,即把原动机的机械能变为液体能量从而达到抽送液体目的的机器统称为泵。
2.泵的类型：
根据泵的工作原理和结构,泵的类型有如下几种：
（1）叶片泵依靠泵内高速旋转的叶轮来输送液体,如离心泵、轴流泵等。
（2）容积泵依靠泵内工作容积的变化而吸入或排出液体并提高液体的压力能,如活塞式泵,回转式齿轮泵等。
（3）喷射泵利用工作流体（液体或气体）的能量来输送液体,如水喷射泵,蒸汽喷射泵等。
3.泵的工作原理：
（1）容积式泵利用工作腔容积周期变化来输送液体。
（2）叶片泵利用叶片和液体相互作用来输送液体。
三元子泵的工作原理：
运动由转子轴传入，因为小轴与转子轴不同心，所以在转动过程中小滑块两侧的空隙和大滑块两端的空隙均不断地由最小间隙（零）变到最大间隙（吸油过程），又由最大间隙到最小间隙（压油过程），在转子轴每旋转一周时，各个间隙均完成一次吸油和压油过程。
由于各个间隙处于最大和最小的时间不是相同的，即不是同时处于最小与最大状态。
这就保证了油压的稳定，出油量均匀。
转子轴顺时针方向转动，则油由泵体上右孔吸入，从左孔压出。
4.泵的具体用途：
泵的不同用途、不同的输送液体介质、不同流量、扬程的范围，泵的结构型式
当然也不一样，材料也不同，概括起来，大致可以分为：
城市供水、污水系统/土木、建筑系统、农业水利系统、电站系统、化工系统、石油工业系统、矿山冶金系统、轻工业系统、船舶系统等。
三、转子轴的数控加工工艺及编程说明
1.零件图的工艺分析
零件图样
图1转子零件图
图2转子轴模型
精度分析
本零件中精度要求较高的尺寸精度有：
外圆Φ48的左右断面, 对于尺寸精度要求
主要通过在加工过程中的准确对刀，该零件加工后的主要配合表面的表面粗糙度要求Ra为1.6um，其他表面精度要求Ra为6.3um。
2.制定加工方案及加工路线
1）选择数控机床及数控系统
选用CK6132数控车床（前置刀架）对工件回转表面进行加工，选用XK5025型数控铣床对工件22H7槽进行加工，选用Z4012型数控钻床对工件Φ16孔进行加工，数控系统选用FANUC。
2）制定加工方案及加工路线
首先在CK6132数控车床上加工Φ14、Φ15、Φ48外圆柱表面；再在XK5025型数控铣床上加工22H7槽；最后在Z4012型数控钻床上加工Φ16孔。
3.工件的定位、装夹与刀具的选用
1）工件的定位及装夹
工件的基准为轴线，工件加工时以三爪卡盘进行定位与装夹。
工件装夹时的夹紧力要适中。
工件装夹过程中，应对工件进行找正，以保证工件轴线与主轴轴线同轴。
（见装夹方式图）
2）编程原点的确定
根据编程原点的确定原则，加工Φ14、Φ15、Φ48外圆柱表面，以及22H7槽、Φ16孔时均选择工件左端面与主轴轴线的交点为编程原点（见装夹方式图）
3）对刀点和换刀点的选择
对刀点的选择原则
（1）要便于数学处理和简化程序编制
（2）在机床上找正容易；
（3）加工过程中检查方便；
（4）引起的加工误差小。
在装夹方式一中，对刀点选择工件的左端面与主轴的交点，即工件的编程原点，刀具在工件坐标系X50，Z50。
在装夹方式二中，对刀点选择工件的左端面与主轴的交点，刀具在工件坐标系X50,Y0,Z50。
在装夹方式三中，对刀点选择工件的左端面与主轴的交点，刀具在工件坐标系X50,Z50。
工件装夹方式以及换刀位置如图所示：
图3装卡方式一
图4装卡方式二
图5装卡方式三
4）确定毛坯种类：
零件的材料为45号钢，轴类零件，精度等级为IT7，初步选择加工方案为粗车—精车，选择棒料尺寸D=Φ40mm,L=160mm。
图6轴的毛坯示意图
5）刀具的选用
（1）选用45°车刀加工轴的端面；
（2）选用90°车刀加工Φ14、Φ15、Φ48外圆表面；
（3）选用Φ22铣刀加工槽；
（4）选用Φ16的钻头加工Φ16的孔；
90°车刀、45°车刀和成型刀材料选择硬质合金，其余刀具材料为高速钢。
表1转子轴轴加工刀具卡片
产品名称
三元子泵
零件名称
转子轴
零件图号
03
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
补偿号
1
T01
45°车刀
1
零件端面
01
2
T02
90°车刀
1
外圆表面
02
3
T03
3mm的切槽刀
1
切断
03
4
T04
Φ22的圆柱铣刀
1
22H7的槽
04
5
T05
Φ16的钻头
1
Φ16的孔
05
编制
于春雷
审核
批准
共1页
第1页
4.制定加工工艺卡
经过分析，制定加工工艺卡如下表。
表2数控加工工艺卡片
（1）
吉林工程技
术师范学院
数控加工
工艺卡片
产品代号
零件名称
零件图号
三元子泵
转子轴
03
工艺序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
01
01
三爪夹盘
CK6132
工步号
工步内容（加工面）
刀具号
刀具
规格
主轴转速
进给
速度
背吃
刀量
1
车端面
T01
45°车刀
800
200
1.5
2
倒角C1
T01
45°车刀
800
200
1.5
3
Φ14外圆表面
T02
90°车刀
1500
50
1.5
4
Φ15外圆表面
T02
90°车刀
1500
50
1.5
5
Φ48外圆表面
T02
90°车刀
1500
50
1.5
6
切断
T03
3mm槽刀
400
100
1.5
编制
于春雷
审核
批准
共（3）页第
（1）页
表3数控加工工艺卡片
（2）
吉林工程技
术师范学院
数控加工
工艺卡片
产品代号
零件名称
零件图号
三元子泵
转子轴
03
工艺序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
02
02
三爪卡盘
XK5025
工步号
工步内容（加工面）
刀具号
刀具
规格
主轴转速
进给
速度
背吃
刀量
1
22H7的槽
T04
Φ22的圆柱铣刀
2000
50
编制
于春雷
审核
批准
共（3）页第
（2）页
表4数控加工工艺卡片（3）
吉林工程技
术师范学院
数控加工
工艺卡片
产品代号
零件名称
零件图号
三元子泵
转子轴
03
工艺序号
程序编号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
03
03
专用夹具
Z4012
工步号
工步内容（加工面）
刀具号
刀具
规格
主轴转速
进给
速度
背吃
刀量
1
Φ16的孔
T05
Φ16的钻头
250
50
1.0
编制
于春雷
审核
批准
共（3）页第（3）页
5.制定加工工序卡
表5工序卡1
机械加工工序卡
零件图号
零件名称
文件编号
第页
03
转子轴
1
工序号
工序名称
材料
01
车床加工
45号钢
加工车间
设备型号
夹具
CK6132
三爪
卡盘
工步号
工步内容
刀具
量具及检具
1
车端面
T01
游标卡尺
2
倒角C1
T01
游标卡尺
3
Φ14外圆表面
T02
游标卡尺
4
Φ15外圆表面
T02
游标卡尺
5
Φ48外圆表面
T02
游标卡尺
6
切断
T03
游标卡尺
编制
于春雷
校对
审定
批准
表6工序卡2
机械加工工序卡
零件图号
零件名称
文件编号
第页
03
转子轴
2
工序号
工序名称
材料
02
铣床加工
45号钢
加工车间
设备型号
夹具
XK5025
三爪卡盘
工步号
工步内容
刀具
量具及检具
1
22H7的槽
T04
游标卡尺、深度卡尺
编制
于春雷
校对
审定
批准
表7工序卡3
机械加工工序卡
零件图号
零件称
文件编号
第页
03
转子轴
3
工序号
工序名称
材料
03
钻床加工
45号钢
加工车间
设备型号
夹具
Z4012型数控钻床
专用夹具
工步号
工步内容
刀具
量具及检具
1
Φ16的孔
T05
塞规
编制
于春雷
校对
审定
批准
6．编写加工程序
%0001;
N10M03S800;
N15G99;
N20T0101;使用45°车刀车端面
N25G00X50.0Z50.0;
N30X62.0Z0;
N35G01X0;车端面
N40G00X100.0Z100.0;
N45M05;
N50M03S1500T0202;使用90°车刀车外圆
N55G00X50.0Z50.0;
N60G71U1R1;粗车外圆表面
N65G71P1Q2U0.5W0.3F0.2;
N70GOOG42X0Z3.0;刀具半径补偿
N75G01Z0F0.1;
N80X14.0C1;
N85Z-32.0
N90X15.0;
N95W-30.0;
N100U-1.0W-0.5;
N105W-1.0;
N110G02U1.0W-0.5;
N115G01U2.0;
N120U1.0W0.5;
N125X48.0Z-64.0;
N130Z-92.0;
N135G70P1Q2;精车外圆表面
N140G40G00X100.0Z100.0;退刀,取消刀具半径补偿
N145MO5;
N150M06T0303;换刀,使用切断车刀车槽
N155MO3S400;
N160G00X65.0Z-95.0;
N165G01X-0.1;切断
N170G00X100.0Z100.0;退刀
N175M05;主轴停转
N180M30;程序结束
%0002;
N10G90G54G00X50.0Y50.0MO3S2000T0404;主轴正转,¢22的圆柱铣刀
N15Z100.0;初始平面
N20Z2.0;参考平面
N25X0Y-15.0;
N30G01Z-5.0F50;下刀
N35XOY15.0;
N38Z-10.0;
N40Y-15.0;
N45Z-15.0;
N50Y15.0;
N55Z-20.0;
N60Y-15.0;
N65Z-22.0;
N70Y15.0;
N75GOOZ100.0;返回初始平面
N80X50.0Y50.0;退刀
N85MO5;主轴停转
N90M30;程序结束
%OOO3;
N10G90G54GOOX50.0Y50.0M03S250T0505;正转,¢16的钻头
N15Z100.0;初始平面
N20X-78.0YO;
N25M08开切削夜
N30Z30.0;参考平面
N35G01Z-30.0F50;
N40Z30.0;
N45G00Z100.0;
N50X50.0Y5O.0;退刀
N55M09关切削夜
N60MO5;主轴停转
N65M30;程序结束
四、三元子泵的其它零件
1螺钉M4
82密封环
3压盖4衬套
5垫片6泵盖
7螺钉M6
168小滑块
9大滑块10销钉3m6
14
11泵体12小轴
五、总装配图
装配图
爆炸图
六、设计心得
三个星期的课程设计就要结束了，虽然这并不是我第一次做课程设计，但我从中依然学到了很多东西，同时也发现了自己在各个方面的不足之处，获益匪浅。
此次课程设计要求我们能够对这学期所学的数控技术方面的知识有较全面的掌握很熟练运用。
通过对零件的工艺路线和走刀轨迹的设计、轨迹坐标的计算、数控加工程序的编制以及数控机床上的调试，使得我对数控技术的知识有了更加深刻的了解，并能够理论结合实际的编制一些加工程序，然后正确使用数控机床进行加工。
通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。
既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和网络成了我们很好的助手。
在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。
我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。
总之，在此要感谢指导老师王桂萍老师对我们悉心的指导，感谢老师给我这样的机会锻炼。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
在整个课程设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立思考的能力，树立了对自己学习工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。
虽然这个课程设计还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次数控课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
七、参考资料
1.邹青.·机械制造技术基础课程设计指导教程[M].·机械工业出版社1999.8
2.杨仲冈.数控设备与编程.北京：
高等教育出版社2005.
3.朱鹏超.数控加工技术.北京:
高等教育出版社2005.
4.华永恩.现代数控机床.北京:
机械工业出版社1991.
5.李善术.数控机床及其应用.北京:
机械工业出版社2000.
6.王凤蕴,张超英.数控原理与典型数控系统[M].北京:
高等教育出版社2003.
7.徐宏海，谢富春.数控铣床[M].北京：
化学工业出版社2003.
8.毕承恩,丁乃健.现代数控机床[M].北京:
机械工业出版社1991.
9.王爱玲.现代数控技术[M].北京:
国防工业出版社2005.
10.苏宏志.数控原理与系统[M].西安:
西安电子科技大学出版社2006.
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