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课程设计1
《数控加工工艺与编程》课程设计任务书
班级
学生姓名
指导教师
课程设计题目
螺纹球形轴的加工工艺与编程
主要
设计
内容
加工一个螺纹球形轴
主要
技术指标
和设
计要
求
1．设计指标
①轴类零件，加工内容包括圆弧、圆柱、沟槽、螺纹、倒角。
2．设计要求
①毛坯为Φ60×180的棒料
②设计数控加工工艺方案，编制机械加工工艺过程卡，数控加工工序卡，数控车刀具调整卡，数控加工工序卡，进行仿真加工，优化走刀路线和程序。
主要
参考
资料
及文
献
目录
一、项目导入……………………………………………….……...3
二、项目实施……………………………........................................3
2.1零件工艺性分析…………………………………….……….....3
2.1.1结构分析…………………………………………….………..3
2.1.2尺寸分析…………………………………………….………..3
2.1.3表面粗糙度分析…………………………………….………..3
2.2制定机械加工工艺方案…………………………….………….3
2.2.1确定生产类型……….……………………………….……….3
2.2.2拟订工艺路线……….……………………………….……….4
2.2.3设计数控车加工工序…….…………………………….…….4
2.3编制数控技术文档……………………………………….…….5
2.3.1编制机械加工工艺过程卡……….………….……………….5
2.3.2编制数控加工工序卡……….……………………….……….6
2.3.3编制刀具调整卡……….…………………………….……….7
2.3.4编制数控加工程序卡……….………………………….…….7
2.4试加工与优化……………………………………………….….9
三、设计小结………………………………………………….……9
四、参考文献………………………………………………………10
五、附件1……………………………………………….…………11
一、项目导入
加工螺纹球形轴，如图1-1所示，毛坯为Φ60×180的棒料。
要求设计数控加工工艺方案，编制机械加工工艺过程卡，数控加工工序卡，数控车刀具调整卡，数控加工工序卡，进行仿真加工，优化走刀路线和程序。
二、项目实施
（一）零件工艺性分析
1.结构分析
如图1-1所示，该零件属于轴类零件，加工内容包括圆弧、圆柱、沟槽、螺纹、倒角。
2.尺寸分析
该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下。
Φ580-0.046：
经查表，加工精度等级为IT8。
Φ450-0.025：
经查表，加工精度等级为IT7。
Φ360-0.025：
经查表，加工精度等级为IT7。
其他尺寸的加工精度等级为IT4。
3.表面粗糙度分析
由图可知，其主要表面的粗糙度为3.2.
根据分析，螺纹球形轴的所有表面都可以加工出来，经济性能良好。
（二）制订机械加工工艺方案
1.确定成产类型
零件数量为2件，属于单件小批量。
2.拟定工艺路线
（1）确定工件的定位基准。
确定坯料轴线和左端面为定位基准。
（2）选择加工方法。
该零件的加工表面均为回转体，主要加工表面的加工精度等级为IT8，表面粗糙度为3.2。
采用加工方法为粗车、半精车。
（3）拟定工艺路线
①按Φ65×200下料。
②车削各表面。
③去毛刺。
④检验。
3.设计数控车加工工序
（1）选择加工设备。
选用FANUC0i标准斜床身后置刀架，系统为FANUC0i。
（2）选择工艺装备
①该零件采用三爪自动定心卡盘自定心夹紧。
②刀具选择如下。
外圆机夹粗车刀T0101（刀片的刀尖角为550）：
车端面，粗车、半精车各外圆。
外圆机夹精车刀T0202（刀片的刀尖角为350）：
精车各外圆。
切断刀宽5mm（T0303），用于切槽和切断。
螺纹刀T0404：
车螺纹。
③量具选择如下。
量程为200mm，分度值为0.02的游标卡尺。
测量范围为25～50，分度值为0.001的外径千分尺。
M30×2-7g环规。
（3）确定工步和走刀路线。
按加工过程确定走刀路线如下：
车端面→粗车各外圆→半精车→切槽→车螺纹→切断。
如下图所示，粗车各外圆的走刀路线为：
1→2→3→4→5→6→7
如下图所示，半精车各外圆的走刀路线为：
a→b→c→d→e→f→g。
如下图所示，切槽的走刀路线为：
K→L→K→M→N→M。
（4）确定切削用量。
背吃刀量：
粗车时，确定背吃刀量为2mm,半精车时，确定背吃刀量为0.2mm。
主轴转速：
粗车外圆时，确定主轴转速为800r/min，半精车外圆时，确定主轴转速为1200r/min。
车螺纹时，确定主轴转速为500r/min。
切槽时，确定主轴转速为600r/min.切断时，确定主轴转速为400r/min.
进给量：
粗车外圆时，确定进给量为0.2mm/r.半精车外圆时，确定进给量为0.1mm/r。
切槽、切断时，确定进给量为0.05mm/r。
（三）编制数控技术文档
1.编制机械加工工艺过程卡
编制机械加工工艺过程卡，见下表。
螺纹球形轴的机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
产品名称
零件名称
零件图号
材料
毛坯规格
螺纹球形轴
C02
45
Φ60×180
工序号
工序名称
工序简要内容
设备
工艺装备
工时
5
下料
按Φ60×180下料
车床
10
车
车削各表面
FANUC0i标准斜床身后置刀架
三爪卡盘、游标卡尺、M30×2-7g千分尺、外圆机夹粗车刀、外圆机夹精车刀、螺纹刀、切断刀
15
钳
去毛刺
钳工台
20
检验
编制
审核
批准
共页
第页
2.编制数控加工工序卡
编制数控加工工序卡，如下表。
螺纹球形轴的数控加工工序卡
数控加工工序卡
产品名称
零件名称
零件图号
螺纹球形轴
C02
工序号
程序编号
材料
数量
夹具名称
使用设备
车间
10
O0001
45
2
三爪卡盘
FANUC0i
数控加工车间
工步号
工步内容
切削用量
刀具
量具
V（m/min）
N（r/min）
F（mm/r）
ap（mm）
编号
名称
编号
名称
1
粗车外圆
125
800
0.2
4
T0101
外圆机夹粗车刀
1
游标卡尺
2
半精车外圆
128
800
0.2
T0202
外圆机夹精车刀
1
游标卡尺
3
切槽
60
600
0.05
0.2
T0303
切断刀
1
游标卡尺
4
车螺纹
500
1.5
T0404
螺纹刀
3
M30×2-7g
5
切断
62
400
0.04
T0303
切断刀
1
游标卡尺
编制
审核
批准
共页
第页
3.编制刀具调整卡
编制刀具调整卡，如下表。
螺纹球形轴的车削加工刀具调整卡
产品名称或代号
零件名称
螺纹球形轴
零件图号
C02
序号
刀具号
刀具规格名称
刀具参数
刀补地址
刀尖半径
刀杆规格
半径
形状
1
T0101
外圆机夹粗车刀（刀片的角度为550）
0.8mm
25×25mm
01
2
T0202
外圆机夹精车刀（刀片的角度为350）
0.4mm
25×5mm
02
02
3
T0303
切断刀
0.20mm
25×25mm
03
4
T0404
切槽刀
25×25mm
04
编制
审核
批准
共页
第页
4.编制数控加工程序卡
编程原点选择在工件右端面的中心处，粗车各外圆时，既可以用G90编程，也可以用G01、G00编程。
在下表中，是采用G90、G01、G00编程的。
螺纹球形轴的数控加工程序卡
零件图号
C02
零件名称
螺纹球形轴
编制日期
程序号
数控系统
FANUC0i
编制
序号
程序内容
程序说明
1
O0001
2
T0101
3
S800M04
4
G100X100Z100
5
G00X65Z5
6
G90X58Z-130F0.2
7
X55Z-70
8
X50
9
X45
10
X40Z-40
11
X36
12
X33Z-25
13
X30
14
G00X24Z1
15
G01X30Z-2F0.2
16
G00Z-40X36
17
G01X45Z-70
18
G03X58Z-85R40F0.2
19
G00X60Z5
20
T0202
21
M04S1200
22
G90X57.8Z-130F0.1
23
X35.8Z-40
24
G00Z-40X36
25
G01X44.8Z-70
26
G00X65Z5
27
T0303
28
M04S600
29
G00X40Z-25
30
G01X24
31
G04X1.0
32
G01X60
33
X-110
34
X48
35
X60
36
G00X65Z5
37
T0404
38
M04S500
39
G92X29.2Z-20F1.5
40
X28.6
41
X28.2
42
X28.04
43
G00X65Z5
44
T0303
45
G00X600Z-120
46
G01X30
47
G04X1.0
48
G01X60
49
G00X60Z5
50
M05
51
M30
程序结束
（四）试加工与优化
①进入数控车仿真软件并开机。
②回零
③手动移动机床，使机床各轴的位置离机床零点有一定的距离。
④输入程序。
⑤调用程序。
⑥安装工件。
⑦装刀并对刀。
⑧让刀具退到距离工件较远处。
⑨自动加工。
⑩测量工件。
三、设计小结
课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。
对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！
课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。
虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。
四、参考文献
1．《金属机械加工工艺人员手册》主编赵如福上海科学技术出版社（第三版）
2．《刀具设计手册》主编杨黎明副主编王敏之郝佳杰杨志勤兵器工业出版社
3．《机械加工工艺设计实用手册》主编马占永副主编张耀宸航空工业出版社
4．《实用机械加工工艺手册》主编陈宏钧机械工业出版社
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