铣床第九组.docx
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铣床第九组
课程设计报告书
题目：
CAD/CAM课程设计
系部：
机械学院
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
机制B131
姓名：
赵凯
学号：
2013537120
2014年12月22日
课程设计成绩评定表
班级
机制B-131
学号
20
姓名
赵凯
设计题目：
基于Pro/E的二级减速器设计及仿真
个人设计总结：
（300字左右）
成绩评定项目
A
B
C
D
E
完成设计任务情况
很好
好
比较好
一般
较差
工艺设计情况
正确
基本正确
有个别错误
多处错误
较大错误
程序编制质量
正确
基本正确
有个别错误
多处错误
较大错误
说明书表达情况
（精炼、流畅、工整）
很好
好
比较好
一般
不好
答辩回答问题情况
很好
好
比较好
一般
不好
纪律表现
（出勤、投入、进度）
很好
好
比较好
一般
不好
最后成绩
优秀
A＞＝5
C＜＝0
良好
A＞＝3
C＜＝0
中等
B＞＝2
C＞＝4
及格
A=0
B=0
C＞＝3
不及格
A=0
B=0
C＜＝2
E＞＝1
负责指导教师：
指导教师：
目录
1课程设计任务书
2设计零件图（车床零件、铣床零件）
3设计步骤
3.1车床加工零件
3.1.1零件结构工艺分析、毛坯确定
3.1.2加工方案
3.1.3选择机床设备
3.1.4选择刀具
3.1.5确定切削用量
3.1.6数控加工工序卡片
3.1.7零件程序清单
3.1.8加工程序仿真
3.2铣床加工零件
3.2.1零件结构工艺分析、毛坯确定
3.2.2加工方案
3.2.3选择机床设备
3.2.4选择刀具
3.2.5确定切削用量
3.2.6数控加工工序卡片
3.2.7零件程序清单
3.2.8加工程序仿真
4设计总结
5参考资料目录
数控加工工艺与编程课程设计任务书
一、课程设计目的
本课程设计是学完数控编程之后，进行的下一个实践性教学环节，学生通过设计综合运用所学过知识解决零件的数控加工问题，另一方面，为今后的毕业设计、今后从事数控加工进行一次综合训练准备。
每人完成数控车床、铣床的工艺和程序设计。
二、工艺文件设计步骤
1、详读零件图，分析零件结构及技术要求。
2、确定毛坯类型及技术要求，初步建立零件制造的过程和方法。
3、选择加工方法，合理划分粗、精加工阶段，确定最佳工艺路线。
4、工艺设计和计算：
选择加工设备与工艺装备，确定工序尺寸，选择各工序切削用量。
5、进行详细的数控加工工艺规程设计。
6、编写CAXA工艺规程。
7、编写数控加工程序。
（手工编程或计算机辅助编程）
8、画出数控铣一个程序的走刀路线图。
9、数控铣仿真加工。
10、其它与加工制造有关之必要说明。
三、设计说明书内容：
1、学院统一印刷的课程设计封皮
2、课程设计成绩评定表
3、目录
4、设计任务书
5、零件图
6、工艺设计
7、零件工艺规程（车、铣的完整路线卡片、工序卡片）
8、程序设计
9、数控加工程序清单（车、铣程序）
10、数控铣床程序仿真结果。
11、参考书及资料目录
四、课程设计考核
课程设计成绩由答辩小组按下面五部分组成，最后折算成“优秀”，“良好”，“中等”，“及格”，“不及格”给出。
1、设计说明书（装订成册，打印上交）
2、出勤情况
3、设计过程进度检查
4、答辩
5、电子版所有设计资料
五、时间进度参考
序号
内容
时间
1
零件及任务书分析，资料准备
0.5天
2
加工工艺设计及CAPP工艺规程编写
1天
3
数控加工程序编制
2天
4
整理书写设计说明书
1天
5
答辩
0.5天
6
合计
5天
1.零件分析
1.1结构分析
图示零件从结构来看，该零件的加工内容包括平面，凹槽，阶梯孔和2个孔。
圆弧、底面和侧面的表面粗糙度为1.6，三层上表面粗糙度为3.2，其它表面的粗糙度为6.3其中多个长度以及宽度尺寸，有较严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求，适合数控铣床铣削加工。
尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
零件的材料为45 刚，该材料具有较高的强度和较好的韧性、塑性。
零件成产批量为单件小批量。
1.2加工要求
根据所给的图纸，分析工件，制定加工工艺。
手工编写程序，并用数控仿真加工系统进行模拟加工，制作出合格的工件。
1）毛胚尺寸，材料合理。
2）所有尺寸都需在尺寸公差范围内。
3）对称度需符合要求。
4）表面粗糙度符合要求。
5）道具选择合理。
6）手工编程，程序正确合理且简洁。
铣削参数合理。
7）工艺卡片、刀具卡片填写正确
2工艺规划
2.1选择加工方案
2.1.1工艺分析
制定数控加工工艺是数控加工的前期工艺准备工作。
数控加工工艺贯穿于数控程序中，数控加工工艺制定的合理与否，对程序的编制，机床的加工效率和零件的加工精度都有重要的影响。
因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控加工的特点认真而详细地分析零件的数控加工工艺。
数控加工工艺包括，零件结构公益心分析、轮廓几个要素分析、精度要求及技术要求分析、零件图的数字处理、加工工序的划分、加工余量的确定、加工路线的确定、工件定位、刀具选择、工艺卡片和刀具卡片的制定等。
2.1.2加工顺序方案的制定
夹持零件→粗铣上平面→精铣上平面→粗铣内轮廓→精铣内轮廓→钻Φ6孔
2.2工艺设计
2.2.1工艺详见工艺卡片
（1）确定工位的定位基准。
以工件底面和两侧面为定位基准。
（2）选择加工方法。
加工平面和圆弧选用铣削。
孔的精度为IT12。
表面粗糙度为6.3。
采用钻削即可。
（3）拟定工艺路线。
1.按155×105×35下料。
2.在数控铣床上粗铣轮廓
3精铣已加工表面
4镗孔和钻孔。
5.去毛刺。
6.检验。
2.2.2毛胚尺寸
零件在进行数控铣削加工时，由于加工过程的自动化，实用余量的大小，如何装夹等问题在选用毛胚就要仔细考虑好，否则，如果毛胚不适合数控铣削，加工将很难进行下去。
根据分析零件图得到，所选毛胚尺寸为：
150mm*100mm*30mm。
2.2.3刀具选择
（1）直径尺寸：
根据零件图样不同，选用的刀具尺寸不一样，因图而异。
选择的原则是：
在道具能够满足加工前提下，尽量选取直径大的刀具，铣削刀具都是成型刀具且标准，在同时可根据选择刀具的直径提取刀具。
（2）长度尺寸：
在铣床上，刀具长度一般是指主轴端面到刀尖距离，包括刀柄和刃具。
选取的原则是：
在满足个部分加工要求的前提下，尽量减小刀具长度，以提高工艺系统的刚性，制造工艺和编程时，一般不必准确的确定刀具的长度，只需初步估算出刀具长度的范围。
产品名称
零件名称
凹槽
零件图号
XKG027
序号
刀具号
刀具名称
刀具材料
刀具参数
直径
长度
1
01
立铣刀
高速钢
20
130
2
02
键槽铣刀
硬质合金
5
80
3
03
立铣刀
高速钢
10
100
4
04
中心钻
高速钢
6
80
5
05
麻花钻
高速钢
6
80
6
06
铰刀
高速钢
6
100
7
07
镗刀
高速钢
12
110
8
08
镗刀
高速钢
18
90
编制
审核
批准
2.2.4铣削用量选择
2.2.5定位安装
加工中定位基准的确定应注意一下几点：
1）应采用统一的基准定位，数控加工工艺特别强调定位加工，若无统一的基准定位会因工件重新安装产生的定位误差而导致加工后的两个面上的轮廓位置及尺寸不协调现象，因此为保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位。
2）统一的基准可以是工件上已有表面，也可以是辅助基准，工件上最好有合适的孔作为定位基准，若没有，应专门设置工艺孔作为定位基准，称之为辅助基准，工件上如没有合适的辅助基准位置，可考虑采用在毛坯上增加工艺凸台，制出工艺孔或在后续加工工序要加工掉的余量上设置工艺孔，在完成定位加工后再去除的方法。
3）综上，图中采用增加工艺凸台，铣两个夹持面作为基准，可以一次性装夹而加工完所要加工的表面，没有重复定位，故能保证基准统一。
2.3划分工序
2.3.1一般工序划分原则：
1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。
2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，可减少由变形引起的对孔的精度的影响。
3）按刀具划分工步。
某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工生产率。
3.加工机床
选择加工设备FANUC型加工中心，系统为FANUC0I。
3.1.程序设计
编程原点选在工件上表面中心处。
粗精铣圆弧侧面，底面。
铣工件中心阶梯孔，钻工件周围四个孔和工件中心孔，程序如下表所示。
程序内容
程序说明
%
O3150;
G54G90G49G80G40;
G28Z200.0;
M98P1025;
M98P1035;
M98P1045;
M98P1055;
M98P1065;
M30;
%
%
O1025
N10T01M06；
N20G54G90G00X0Y0S500M03;
N30G43Z100.0H01;
N40Z32.0F20.0M08;
N50G01Z30.0F50.0;
N60M98P20100;
N100G00Z100.0;
N110G28Z100.0;
N120T02M06;
N130G43X0Y0Z100.0H02;
S500M03
N140M08;
N150Z23.0;
N160G01Z20.0F100.0;
N165G01X20.0Y27
N170G03X0Y44.5R20.0F30.0;
N320G01X-69.0;
N340G03X-69.5Y44I0.0J-0.5;
N350G01Y-44;
N360G03X-69.0Y-44.5I0.5J0.0;
N370G01X69;
N380G03X69.5Y-44I0.0J0.5;
N390G01Y44.5;
N400G03X69Y44.5I-0.5J0.0;
N410G01X0;
N420G03X-20Y27R20.0;
N430G00Z100.0;
N440G49X0.0Y0.0Z100.0;
N440M99;
%
%
O0100;
G91G01Z-5.0F20.0;
G90G01X-32.5Y7.5F60.0;
Y-7.5;
X32.5;
Y7.5;
X-32.5;
X-45.5Y20.5;
Y-20.5;
X45.5;
Y20.5;
X-45.5;
X-58.5Y33.5;
Y-33.5;
X58.5;
Y33.5;
X-58.5;
X0Y0;
M99;
%
%
O1035
N10G90G54G00Z100.0
N15T03M06;
N20M03S500;
N30G00X30.0Y0.0;
N40M98P30110;
N45G00X30.0Y0
N50G51X0Y0Z0I1200J1200K1000;
N60M98P30110;
N70G50;
N80G51X0Y0Z0I1400J1400K1000;
N90M98P30110;
N100G50;
N120G90G00X0Y0Z130;
N130M99
%
%
O0110
N10G90G00X25Y0;
N20Z50;
N25G01Z20;
N30G91G01Z-5.0F30;
N40G03I-25F100;
N50G90G00Z50;
N60M99;
%
%
O1045
N10T02M06;
N20G43X0Y0Z100H02S500M03;
N30M08;
N40Z23Y17;
N50G01Z20F100;
N60G01X-30Y17;
N70G03X0Y42R30F30;
N80M98P30120;
N90G51X0Y0I-1000J1000;
N100M98P30120;
N110G51X0Y0I-1000J-1000;
N120M98P30120;
N130G51X0Y0I1000Y1000;
N140M98P30120;
N150G50;
N160M05M09;
N170M99;
%
%
O0120
G00G90X00Y42;
G91G01Z-5.0F20.0;
G90G01X40.0Y42F60;
G02X45Y39I0J-3;
G01Y31;
G03X56Y20I3Y0;
G01X64;
G02X69Y15I0J-3;
G01Y-5;
X35;
Y5;
X65;
Y10;
X35;
Y35;
G01X0Y42;
G00X0Y0;
M99;
%
%
O1055;
G17G40G80G49;
G90G54T04;
G00X-60Y35;
M03S1000M07;
G43Z25H01;
G99G81Z17R25F100;
X60Y-35;
G80G00Z200;
M05M09M00;
M06T05;
G54G00X-60Y35;
M03S1000M07;
G43Z25H02;
G99G83Z-3R25Q3F100;
X60Y-35;
G80G00Z200;
M05M09M00;
M06T06;
G54G00X-60Y35;
M03S1200M07;
G43Z25H03;
G99G81Z-3R25F60;
X60Y-35;
G80G00Z200;
M05M09;
M99;
%
%
O1065
G90G54G00X0Y0T07
G00X60Y35
M03S1000
G43Z25H1
G98G85Z15R25F100
X-60Y-35
G80G00Z200
M05M09M00
M06T08
G54G00X60Y35
M03S1000
G43Z25H1
G98G85Z-3R25F100
X-60Y-35
G80G00Z200
M05M09
M99
%
主程序
调用铣削矩形内轮廓型腔子程序
调用铣削凸圆柱子程序
调用挖腔子程序
调用铰孔子程序
调用镗孔子程序
程序结束
铣削矩形内轮廓型腔子程序
选01号刀具
建立工件坐标系，启动主轴
刀具到安全面高度，刀具长度补偿
调用子程序O0100，执行2次，切削2层
回参考点
换02号刀具，进入精加工
刀具到安全面高度，刀具长度补偿
开启冷却液
慢速下刀至底面
沿1/4圆弧轨迹切入（半径R20mm）
精铣型腔的周边
刀具中心轨迹圆弧半径为0.5mm
铣左侧面
铣下面
铣右侧面
精加工结束
沿1/4圆弧轨迹切出（半径20mm），退刀
抬刀至安全高度
取消刀具长度补偿
返回主程序
子程序0100
增量编程，直线下刀5mm
进刀至第一圈扩槽的起点，并开始扩槽
第一圈扩槽加工结束
进刀至第二圈扩槽的起点，并开始扩槽
第二圈扩槽加工结束
进刀至第三圈扩槽的起点，并开始扩槽
第三圈扩槽加工结束
回中心，一层粗加工结束
子程序结束
铣削凸圆柱子程序
绝对坐标编程，设定坐标系快速至安全高度
选用03号刀
启动主轴，转速400r/min
调用子程序O0110，执行3次，切削一个整圆
缩放中心（0,0，0）缩放比例X、Y轴1.2/1
调用子程序O0110，执行3次，切削一个整圆
缩放取消
缩放中心（0,0，0）缩放比例X、Y轴1.4/1
调用子程序O0110，执行3次，切削一个整圆
缩放取消
在安全平面回到起刀点
返回主程序
子程序0110（以刀位点编程，切削一整圆）
快速定位于点（25,0）
到R点平面
增量编程，直线下刀5mm
逆圆切削一个整圆
回到R平面
子程序结束
挖腔子程序
选用02号刀具
沿1/4圆弧轨迹切入（半径R30mm）
调用子程序O0120，加工第一象限图形
镜像中心（0，0），X轴镜像
调用子程序O0120，加工第二象限图形
镜像中心（0，0），X、Y轴镜像
调用子程序O0120，加工第三象限图形
镜像中心（0，0），X取消轴镜像、Y轴镜像
调用子程序O0120，加工第四象限图形
取消比例缩放（取消镜像）
主轴停，关闭切削液
返回主程序
子程序O0120
增量编程，直线下刀5mm
进刀至第一圈扩槽的起点，并开始扩槽
回到中心，一层加工结束
子程序结束
铰孔子程序
设置初始状态
选04号刀具
刀具快速移动到X-60Y35
主轴顺时针方向旋转，转速1000r/min
刀具快速沿Z轴到25mm处
调用孔加工循环，钻中心孔深3mm，
继续钻X60Y-35处的中心孔
取消钻孔循环，刀具沿Z轴快速移到Z200处
主轴停止，切削液关
选05号刀具
设定工件坐标系、刀具快速移到X-60Y35处
主轴顺时针方向旋转，转速1000r/min
刀具快速沿Z轴到25mm处
调用孔加工循环
继续钻X60Y-35处的孔
取消钻孔循环，刀具沿Z轴快速移到Z200处
主轴停止，切削液关
选用06号刀具
设定工件坐标系、刀具快速移到X-60Y35处
主轴顺时针方向旋转，转速1200r/min
刀具快速沿Z轴到25mm处
调用孔加工循环（铰孔）
继续铰X60Y-35处的孔
取消钻孔循环，刀具沿Z轴快速移到Z200处
主轴停止，切削液关
返回主程序
调用镗孔子程序
规定参数，选07号刀具
快速定位
主轴顺时针方向旋转，转速1000r/min
刀具快速移到Z25处
镗18孔，返回R平面
继续镗X-60Y-35处的孔
钻循环取消，刀具快速移动到Z200处
选用08号刀具
主轴顺时针方向旋转，转速1000r/min
刀具快速移到Z25处
镗12孔，返回R平面
继续镗X-60Y-35处的孔
钻循环取消，刀具快速移动到Z200处
主轴停止，切削液关
返回主程序
3.2仿真造型
1.铣削矩形内轮廓型腔2.铣削凸圆
3.挖腔4.挖腔
5.铰孔
参考文献
1徐衡主编.数控铣床和加工中心培训教程.北京：
化学工业出版社，2009.3
2王令其、张思第主编.数控加工技术.北京：
机械工业出版社，2007.1
3王卫兵主编.数控编程100例.北京：
机械工业出版社，2005.9
4朱明松、王翔主编.数控铣床编程与操作项目教程.北京：
机械工业出版社，2007.9
5贾军、黎胜荣主编.典型零件数控车加工生产实例.北京：
机械工业出版社，2011.4
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