夹具设计与数控编程.docx
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夹具设计与数控编程
目录
一、前言…………………………………………………………………………………………3
二、设计目的……………………………………………………………………………………3
三、设计要求………………………………………………………………………………………3
四、设计主要步骤………………………………………………………………………………4
1、分析零件图纸，确定总体加工方案………………………………………………5
2、确定毛坯尺寸…………………………………………………………………………5
3、数控加工工艺分析……………………………………………………………………6
4、夹具设计确定走刀路线………………………………………………………………8
5、填写工序卡……………………………………………………………………………18
6、建立零件三维模型并编程加工程序………………………………………………20
7、编制的程序上仿真系统实验………………………………………………………26
五、参考文献……………………………………………………………………………………31
六、总结体会……………………………………………………………………………………31
《数控加工工艺》课程设计任务书
一、前言
《数控加工工艺课程设计》,是在全部学完数控加工工艺学,数控编程及操作等大部分专业课的基础上进行的一个教学坏节.这是在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练.因此,它在四年的大学生生活中占有重要地位。
本次课程设计是对具体零件加工工艺的设计及程序的编制,它综合考查了我们对零件的工艺分析能力和数控编程指令的理解,如能独立认真地完成这次设计将对能力的提高和知识的掌握及灵活的运用起到很大的促进作用。
二、设计目的：
《数控加工工艺课程设计》是一个重要的实践性教学环节，要求学生运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的有：
1通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控加工工艺和数控编程的基本内容和基本知识，学习总体方案的拟定、分析与比较的方法。
2通过对夹具的设计，掌握数控夹具的设计原则以及如何保证零件的工艺尺寸。
3通过工艺分析，掌握零件的毛坯选择方式以及相关的基准的确定，确定加工顺序。
4通过对零件图纸的分析，掌握如何根据零件的加工区域选择机床以及加工刀具，并根据刀具和工件的材料确定加工参数。
5锻炼学生实际数控加工工艺的设计方法，运用手册、标准等技术资料以及撰写论文的能力。
同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。
三、设计要求：
1、要求所设计的工艺能够达到图纸所设计的精度要求。
2、要求所设计的夹具能够安全、可靠、精度等级合格，所加工面充分暴露出来。
四、设计主要步骤：
零件的作用
题目所给的零件是油压马达座（见图1），
图1
零件三维图如图所示，
1、分析零件图纸，确定总体加工方案
根据图纸所要求的精度要求来分析，确定自己设计的方案。
油压马达座要加工的部位有两端面，两耳朵面，两端面上的孔，还有镗三个大孔
现分述如下：
①、两个端面，以及5×M16深32的螺纹孔和8×M10深20的螺纹孔，精度要求不高，因此加工时以底面四脚作为定位粗基准已经完全达到要求。
②、两耳朵上端、以及8-M12深25的螺纹孔和φ60的孔。
③、三个大孔。
2.确定毛坯尺寸（毛坯分为方钢、模锻、铸造三种）
根据所规定的毛坯方案来具体设计原始毛坯尺寸。
①、毛坯的材料为灰铸铁QT500-7。
考虑到零件结构与外形轮廓复杂，，因此，应该选用铸造毛坯。
②、选择铸造这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。
④、确定铸造毛坯尺寸，由图纸工艺分析得，该工件精度要求比较高的是中间的装配孔，以及下边的两个φ60的孔的中心线的平行度，综上所述，选择毛坯类型为铸造毛坯，由于底面四个支撑脚为加工的精基准，为必需加工面，因此必需留有足够多的加工余量，
3.数控加工工艺分析
根据定义的毛坯和机床（机床分卧式和立式两种），确定加工内容。
分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求
加工工艺分析
油压马达座毛坯为铸件，
⑴、加工工序一
1、
确定被加工面。
零件加工，以圆柱外圆为粗基准，加工四个底脚面，
②、选择立式铣床。
加工内容（工步）：
铣平面、
③、工艺设计
a、选择加工方法。
a.因为是作为基准，为提高生产效率，采用一刀铣削。
⑵、加工工序二
①、确定被加工面。
加工面如图所示，端面A、B、C、D，镗孔1、2、5、钻孔并攻螺纹3、4、6。
⑤、根据零件的定位和方便装夹，所以选择卧式加工中心。
加工内容（工步）：
铣平面、粗镗、半精镗、精镗、钻孔、攻螺纹。
⑥、工艺设计
a、选择加工方法
加工A、B、C、D面采用粗铣一次到达尺寸要求。
铣镗中间孔2、孔2是比较复杂的阶梯孔，根据不同的精度和表面粗糙度的要求来确定加工方法。
的阶梯采用粗镗——半精镗的加工方法；带锥度的阶梯采用粗铣——半精铣的加工方法；
的阶梯孔采用粗镗——半精镗的加工方法；
镗孔1，孔
因精度和表面粗糙度要求比较高，采用粗镗——半精镗——精镗满足加工要求。
粗镗孔5，
的孔因孔知道一个3.2的表面粗糙度的要求，故可采用粗镗——半精镗的加工方法。
钻孔3、4、6，再攻螺纹。
⑦、确定加工工序
按照先面后孔、先粗后精的加工顺序原则。
具体加工顺序为粗铣A、B、C、D面，粗镗
、半精镗
至尺寸，粗铣锥度阶梯孔、半精铣锥度阶梯孔，粗镗
、半精镗
孔至尺寸，钻
深32㎜、
深25㎜、
深16㎜的孔，再攻螺纹孔
深32㎜、
深25㎜、
深16㎜。
（3）工序三
①确定加工面
加工完第二道工序后，工作台旋转180°加工另一端面E和孔7、8。
②选择机床
为加工方便以及跟上一工序一致并且能够满足加工的要求，采用卧式机床加工，
③、工艺设计
遵照先面后孔的加工原则，粗铣E面，一次加工到达尺寸。
粗铣
至尺寸、粗镗
、半精镗
至尺寸；粗镗
、半精镗
至尺寸。
钻孔、攻螺纹空7、8.，
4.夹具的设计
每人根据选用的毛坯和机床设计一个不同工步（小组自行分配）的夹具；要求设计该夹具的总装图，并绘制该工序的走刀路线图；
⑴、根据参考文献《机床夹具设计》薛源顺主编和《机床夹具设计》王启平主编查的机床夹具的作用如下：
①、缩短辅助时间，提高劳动生产率
夹具的使用一般包括两个过程：
其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置（如V形块等），因此能迅速实现。
②、确保并稳定加工精度，保证产品质量
加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。
③、降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度
由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。
④、机床的加工范围得到扩大
很多专用夹具不仅能装夹某一种或一类工什，还能装夹不同类的工件，并且有的夹具本身还可在不同类的机床上使用，这些都扩大了机床的加工范围。
⑵、查参考文献根据参考文献《机床夹具设计》薛源顺主编和《机床夹具设计》王启平主编查的机床专用夹具的作用如下：
专用夹具是针对某一工件的某一加工工序二专门设计和制造的夹具。
其最大的特点是结构紧凑、操作方便。
采用专用夹具，可获得较高的生产效率和加工精度。
由于这类夹具是专门为某一工件的某一工序而专门制造的，产品变更后便无法利用，因而只适用于产品固定的大批量生产。
根据零件设计图纸，要求设计一个专用夹具。
①、加工底面基准的夹具
②、加工两端面和镗孔用夹具
⑶、根据设计的专用夹具的图纸和装配图分析。
根据每道工序的夹具的图纸和装配图，分析零件的定位和基准的选择。
①、工序一的专用夹具的图纸和总装图附后。
根据六点定位原则，工件在空间上有六个自由度，在夹具中用V形块限制了工件Y、Z向自由度，V形块上的两个支撑钉限制了X向的旋转自由度，V与可调前夹紧装置配合限定了X、Y向的旋转自由度，V形块上了销钉限定了工件X向的移动自由度，所以工件的六个自由度都被约束了，工件在夹具上的位置是确定的。
②、绘制该工序的走到路线。
a、四个底脚的平面粗铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为φ80mm，根据精度要求安排沿Y方向一次进给，进给量为2mm，铣完一个脚之后提刀，快速移动到另一个脚，依次加工。
初始平面为Z=60mm，回退平面为Z=100mm。
进给走刀路线如图所示。
③、工序二的专用夹具的图纸和总装图如图9所示。
三维装配图如图（附后+。
对夹具的定位和基准选择
根据六点定位原则，工件在空间上有六个自由度，因工件比较大，故采用一面两销，四个销钉限定了工件3个自由度，夹具板平面又限定了工件的3个自由度，在加上压板的压紧，工件在夹具上的位置是确定的，能够满足加工的要求。
④、绘制该工序的走到路线。
a、A、B、C、D面粗铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，铣刀进给走刀路线如图所示。
b、锥度台阶孔
是已铸孔，采用粗铣——半精铣；孔
有同轴度要求，且表面粗糙度1.6，故采用粗镗——半精镗，孔
是已铸孔，没有要求，故不用加工；孔
已铸出毛坯孔，精度要求采用粗镗—半精镗，
R平面为Z=5mm，初始平面为z=60mm，回退平面为Z=100mm。
进给走刀线路如图
c、所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，下图即为各孔加工工步的进给路线。
R平面为Z=5mm，初始平面为Z=60mm，回退平面为Z=100mm。
进给走刀路线如图12所示。
工序卡三
①加工路线
a、加工E平面，加工路线与上道工序的加工路线相似。
b、所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，
5.填写工艺卡片
按各人分配到的工序制订的加工工艺填写相应的工艺卡片；
工序一
刀具编号
产品名称或代号
油压马达座
零件名称
油压马达座
零件图号
LS-360C-310-00C
程序编号
O0001
工步号
1
2
3
4
刀具号
T01
T01
T01
T01
刀具名称
Φ80端面铣刀
Φ80端面铣刀
Φ80端面铣刀
Φ80端面铣刀
数控加工工序卡
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格（mm）
主轴转速r·min
进给速度mm·min
被吃刀量
1
铣第一象限面至尺寸
T01
Φ80面铣刀
300
60
5
2
铣第二象限面至尺寸
T01
Φ80面铣刀
300
60
3
铣第三象限面至尺寸
T01
Φ80面铣刀
300
60
4
铣第四象限面至尺寸
T01
Φ80面铣刀
300
60
工序二
数控刀具编号
产品名称或代号
油压马达座
零件名称
油压马达座
零件图号
LS-360C-310-00C
程序编号
工步号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
刀具号
T01
T02
T03
T04
T05
T06
T07
T08
T9
T10
T11
刀具
名称
面铣刀φ80
镗刀
Φ56
镗刀
Φ60
丝锥
M10
镗刀
Φ240
镗刀
Φ2420+0.072
镗刀
Φ236
镗刀
Φ239.6
镗刀
Φ2400+0.046
镗刀
Φ201
镗刀
Φ205
直径
Φ80
Φ56
Φ60
Φ10
Φ240
Φ2420+0.072
Φ236
Φ239.6
Φ2400+0.046
Φ201
Φ205
编制
梁华耀
审核
批准
共一页
第一页
数控加工工序卡
工厂
数控加工工序卡
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号
油压马达座
油压马达座
QT500-7
LS-360C-310-00C
工序号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
工序一
专用夹具
XH714
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格（mm）
主轴转速r·min
进给速度mm·min
背吃刀量mm
1
铣后表面至尺寸
T01
φ80
300
60
5
2
粗镗Φ60孔至Φ56
T02
Φ56
800
300
3
半精镗Φ60孔至尺寸
T03
Φ60
900
350
4
攻丝M10
T04
高速钢丝锥Φ10
380
540
5
粗镗Φ242腔至Φ240
T05
Φ240
250
130
6
半精镗Φ242至尺寸
T06
Φ2420+0.072
300
150
7
粗镗Φ240腔至Φ236
T07
Φ236
250
130
8
半精镗Φ240腔至Φ239.4
T08
Φ239.4
300
150
9
精镗Φ240腔至尺寸
T09
Φ2400+0.046
350
150
10
粗镗Φ205腔至Φ201
T10
Φ201
350
150
11
半精镗至尺寸
T11
Φ205
380
150
编制
梁华耀
审核
批准
共一页
第一页
工序三
数控刀具编号
产品名称或代号
油压马达座
零件名称
油压马达座
零件图号
LS-360C-310-00C
程序编号
O0002
工步号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
刀具号
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
T12
T13
T14
T15
刀具
名称
面铣刀
Φ80
螺纹铣刀M12
镗刀
Φ101
镗刀φ104.4
镗刀φ1050+0.035
螺纹铣刀M16
镗刀φ286
镗刀φ290+0.056+0.137
球头刀φ30
主偏角45度铣刀
镗刀φ196
镗刀φ199.4
镗刀φ2000+0.046
镗刀φ172
镗刀φ175
直径
Φ80
M12
φ101
φ104.4
φ1050+0.035
M16
φ286
φ290+0.056+0.137
Φ30
φ80
φ196
φ199.4
φ2000+0.046
φ172
φ175
编制
梁华耀
审核
批准
共一页
第一页
数控加工工序卡片
工厂
数控加工工序卡
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号
油压马达座
油压马达座
QT500-7
LS-360C-310-00C
工序号
夹具名称
夹具编号
使用设备
车间
工序一
专用夹具
XH714
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格（mm）
主轴转速r·min
进给速度mm·min
背吃刀量mm
1
铣正表面至尺寸
T01
Φ80
300
60
5
2
攻丝M12
T02
M12
320
530
3
粗镗φ1050+0.035孔至φ101
T03
φ101
380
160
4
半精镗φ1050+0.035孔至φ104.4
T04
φ104.4
400
190
5
精镗φ1050+0.035孔至尺寸
T05
φ1050+0.035
430
200
6
攻丝M16
T06
M16
250
450
7
粗镗φ290+0.056+0.137腔至φ286
T07
φ286
250
120
8
半精镗φ290+0.056+0.137腔至尺寸
T08
φ290+0.056+0.137
280
140
9
铣R30腔至尺寸
T09
Φ30
900
60
10
铣斜腔至尺寸
T10
Φ80
500
70
11
粗镗φ2000+0.046至φ196
T11
φ196
300
130
12
半精镗至φ199.4
T12
φ199.4
350
140
13
精镗至尺寸
T13
φ2000+0.046
380
150
14
粗镗φ175腔至φ172
T14
φ172
400
160
15
半精镗至尺寸
T15
φ175
420
170
编制
审核
批准
共一页
第一页
⑵、编写加工程序
①、工序一加工底面4个角
O0001
N001G00G17G21G40G49G80M03S300;/初始化
N002G00X0Y0M08;
N003G43Z100H01;
N004M98P1000;
N005G51.1X0;
N006M98P1000;
N007G51.1X0Y0;
N008M98P1000;
N009G50.1X0;
N010M98P1000;
N011G50.1Y0;
N012G49G00Z100M05M09;
M30;/第一道工序完成
O1000
N013G00Z5;
N014G01X193Y113F60;
N015X307;
N016Y137;
N017X193;
N018G00Z5;
N019M99;
工序2
O0002
N001G00G17G21G40G49G80;/初始化;
N002G00X0Y0Z100M08;/先铣端面
N003M03S300T1;
N023G00X250Y-208.5;
N024Z5;
N024G01Z-5F60;
N025G02X250Y-208.5I0J-71.5F60;
N026G00Z5;
N027X-250Y-208.5;
N028G01Z-5F60;
N029G02X-250Y-208.5I0J-71.5F60;
N030G00Z5;
N031X0Y138;
N032G01Z-5F60;
N033G02X0Y138I0J-138F60;
N034G00Z100;
N035X250Y0T2;/开始镗φ60孔
N036G86G99Z-310R-165F300S800;
N035T3
N037G76G99Z-310R-165F350S900Q0.2P2000;
N035T4
N038G54G90G40G49G80G17M03S380F540;/开始攻丝8-M10
N039G43G00Z100H01;
N040M98P1001;
N041G68X0Y0R45;
N042M98P1001;
N043G69;
N044G68X0Y0R90;
N045M98P1001;
N046G69;
N047G49M09;
N048G68X0Y0R135;
N049M98P1001;
N050G69;
N051G68X0Y0R180;
N052M98P1001;
N053G69;
N054G68X0Y0R225;
N055M98P1001;
N056G69;
N057G68X0Y0R270;
N058M98P1001;
N059G69;
N060G68X0Y0R315;
N061M98P1001;
N062G69;
N063G49G00Z100;
子程序O1001
N064G43G00Z100H06;
N065M08;
N066G99G84X135Y0Z-25R5F540S380;
N067G00Z5;
N068GOOZ100;
N069X0Y0T5;/准备镗φ2420+0.072;
N070G86G99Z-62.5R5F130S250;
N071T6
N072G76G99Z-62.5R5F150S300Q0.2P2000;
N073T7;
N074G86G99Z-104.5R-52.5F130S300;
N075T8;
N076G86G99Z-104.5R-52.5F150S320;
N078T9
N078G76G99Z-104.5R-52.5F150S350Q0.2P2000;
N079G00Z100;
N080X0Y0;
N081T10
N082G86G99Z-134.5R-94.5F150S350;
N083T11
N084G76G99Z-134.5R-94.5F150S380Q0.2P2000;
N085G40G49G80M09;
N086M05;
N087M30;
工序3转到正面加工
G00X0Y0Z100;
M03S300T0101;
G00X250Y-208.5;
Z5;
G01Z-5F60S300T1;
G02X250Y-208.5I0J-71.5F60;
G00Z5;
X-250Y-208.5;
G01Z-5F60;
G02X-250Y-208.5I0J-71.5F60;
G00Z100;
X0Y160;
G01Z-5F60;
G02X0Y175I0J-175F60;
G00Z100;
X280Y0;
G01Z-175F60;
Y54;
X220;
Y-54;
X280;
Y0;
G00Z100;
X-280;
G01Z-175F60;
Y54;
X-220;
Y-54;
X-280;
Y0.
G00Z100T2;/准备攻丝M12
G54G90G17G40G49G80S320F530;
G00X-250Y0;
G43Z100H01;
M98P100
升级会员 