说明书数控课设题目7小轴.docx
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说明书数控课设题目7小轴
目录
前言2
第一章零件的工艺性及生产类型的确定3
1.1零件的工艺分析3
1.2零件的生产类型4
第二章选择毛坯、确定毛坯尺寸5
2.1选择毛坯5
2.2确定毛坯尺寸5
第三章选择定位基准及加工方法6
3.1定位基准的选择6
3.2零件表面加工方法的选择6
第四章工序设计、制定工艺路线7
4.1选择加工设备与工艺装备7
4.2制定工艺路线9
第五章确定切削用量10
5.1粗加工外圆10
5.2精车外圆轮廓11
5.3车槽12
5.4车螺纹13
第六章零件编程14
6.1编程方法14
6.2设置进刀点和换刀点14
6.3零件编程14
结束语21
参考文献22
前言
数控机床的工作原理：
现代数控机床有控制介质、输入输出设备、计算机数控装置、伺服及机床本体组成。
工作原理是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。
数控机床具有较强的适应性和广泛的通用性，能获得较高的加工精度和稳定的加工质量，具有较高的生产率，便于实现现代化生产和管理。
数控加工作为当今和未来的一种重要加工手段，在机械制造领域有着重要的地位。
第一章零件的工艺性及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
如图1.1所示，零件的结构比较复杂，在数控车床加工时，需要掉头加工。
图1.1零件图
零件的长度尺寸为57mm，最大外圆柱面为φ42，整体零件由螺纹特征，螺纹退刀槽特征，圆弧特征组成。
零件最大表面粗糙度Ra=3.2μm，在机械加工中属于IT8级公差。
零件φ42外圆，上偏差为0，下偏差为0.039，零件表面粗糙度Ra=1.6μm，在机械加工中属于IT7级公差。
零件φ31外圆，上偏差为0.039，下偏差为0，零件表面粗糙度Ra=1.6μm，在机械加工中属于IT7级公差。
零件圆弧面由R5，R8圆弧组成，设计零件表面粗糙度Ra=3.2μm，在机械加工中属于IT8级公差。
零件螺纹特征设计M30螺纹，设计螺距为2mm。
螺纹精度5g-6g，设计螺纹退刀槽为4x2mm。
1.2零件的生产类型
在确定零件的生产类型一般有三种：
（1）：
单件生产。
（2）：
批量生产。
（3）：
大量生产。
确定本次设计的生产类型为单件生产。
第二章选择毛坯、确定毛坯尺寸
2.1选择毛坯
零件毛坯的选择与零件的加工工艺和零件本身的工作场合有密不可分的关系，比如数控车床的床身毛坯设计的是铸造毛坯，这样的做发是因为数控车床本身工作在振动比较大的场合，尺寸精度并不高，但是加工位置比较多，采用一般的加工方法，不方便加工，所以选择的毛坯类型为铸造毛坯。
其次在选择毛坯时，需要注意零件的结构和外形，如果毛坯结构比较复杂，就要选择铸造或者是锻造毛坯。
如果是阶梯轴类零件，每一个轴的直径相差不是很大，就可以选择棒料，也就是型材毛坯。
如果相差很大的话，比如小端直径10大端直径100，那么就可以选择锻造零件。
还有就是根据零件的生产批量大小，如果小批量生产的话选择型材或者是锻造毛坯。
如果是大批量生产的话，就要选择铸造毛坯，这样比较节省节省毛坯成本。
还有选择毛坯时需要注意本身的生产能力，比如本次的零件是做为设计答辩生产，如果选择铸造毛坯或者锻造毛坯，成本比较高，负担不起。
所以本次设计选择了毛坯类型为型材毛坯。
2.2确定毛坯尺寸
零件的最大外轮廓尺寸为φ42x57m，设计毛坯为Ф45mmx62mm。
图2.1毛坯图
第三章选择定位基准及加工方法
3.1定位基准的选择
在机械加工中，定位基准是有一定的选择原则的，当然这些原则只能是起到参考作用，在实际加工中，一切以加工出合适的零件为目标。
定位基准的选择，决定了零件质量的好坏，也能够保证零件的尺寸精度和形位精度，在一定程度上也影响了加工工序的安排，
机械加工中的定位基准进行划分的话可以分为，粗加工定位基准和精加工定位基准。
零件的精加工选择是有一定的选择基准的，比如是基准重合，基准统一等。
精加工定位基准的选择原则是为了更好地保证每一个加工表面的尺寸精度和形位精度，同时减少多次装夹提高加工效率。
在选择粗加工基准的时候，尽量要以没有加工过的表面，或者是表面余量，较为均匀的表面均匀的表面为粗加工基准。
零件装夹毛坯为粗加工基准，掉头装夹之后选择φ32外圆为精加工基准。
3.2零件表面加工方法的选择
零件主要的加工是外圆加工，零件的所有外圆，采用粗车—精车加工，螺纹退刀槽采用粗车加工，螺纹使用车削加工。
第四章工序设计、制定工艺路线
4.1选择加工设备与工艺装备
4.1.1选择机床
数控车床的型号：
CK6140，机床的数控系统为FANUC-0iT.
床身上最大回转直径mm400
刀架上回转直径mm210二顶尖间距离mm750
主轴通孔直径mm52/76/80
主轴头形式A6；C8；D8
床身导轨宽度mm400
床身导轨硬度RC52
主电机功率kW7.5
图4-1数控车床图
4.1.2选择夹具
在数控车床加工中使用的夹具比较简单，一般使用卡盘装夹。
这种夹具是在数控车床上比较常见的机械装置。
使用卡盘钥匙转动卡盘，卡牌上面的卡爪就可以在径向移动，如果加工的零件比较复杂可以使用三张卡盘和回转顶尖辅助装夹，有时也会使用跟刀架或者中心架来辅助装夹。
从卡盘的类型来说，一般有两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘，六张卡盘以及拨盘等等。
从动力上来说，有手工旋转卡盘，气动卡盘，液压卡盘，电动卡盘等等。
本次设计采用的是三爪卡盘来加工
图4-2三爪卡盘
4.1.3选择刀具
刀具图
零件名称
刀具号
刀具规格
刀具用途
轴
T01
75°外圆车刀
车外圆
T02
3mm车槽刀
车槽
T03
60°螺纹车刀
车螺纹
4.1.4选择量具
数控车床上面的量具一般是由通用量具这些量具一般有，三用游标卡尺，内径百分表，千分尺等。
量具图
零件名称
量具号
量具名称
量具用途
量具规格
轴
1
游标卡尺
总长
0-150mm
2
外径千分尺
测量外圆
0-50mm
4.2制定工艺路线
5
下料Ф35mmx81mm
10
去毛刺，飞边
20
三爪卡盘装夹，找正外圆
30
车端面，车平即可。
40
粗精车R5圆弧，R8圆弧，∅24外圆，∅30外圆，∅32外圆，圆锥到尺寸要求
50
车φ28螺纹退刀槽，到尺寸要求
60
车M30x2螺纹刀尺寸要求
70
掉头装夹，车端面保证总长
80
粗精车∅42外圆到尺寸要求
90
按照尺寸要求检验
第五章确定切削用量
本次设零件主要的特征分为槽，外圆，螺纹加工。
工件材料：
45钢
5.1粗加工外圆
数控车床的近给速度是一致的，所以在一次走到中不能变化使用转度，所以选择φ24外圆为计算基准，选择CK6140数控车床，刀具选择75°外圆车刀。
1.切削用量
1）确定切削深度ap
车外圆轮廓，属于粗车加工，选择ap=2mm。
2）确定每分钟进给量f
由于本工序为粗加工，根据《机械制造基础》表5-2，fz=0.7mm/r
3）确定切削速度vc和每分钟进给量vf
由《机械制造技术基础》表5-2选择切削速度
75m/min
定机床主轴转速：
（5-1）
式中：
—切削速度；
d—工件直径。
。
选择加工转速选择
=1000r/min,因此，实际切削速度和每分钟进给量为：
（5-2）
式中：
—主轴转速；
—工件直径。
m/min
2.加工工时
设计粗车外圆的时间为0.8min
5.2精车外圆轮廓
选择CK6140数控车床，刀具选择75°外圆车刀。
1.切削用量
1）确定切削深度ap
车外圆轮廓，属于精车加工，选择ap=0.5mm。
2）确定每分钟进给量f
由于本工序为粗加工，根据《机械制造基础》表5-2，fz=0.35mm/r
3）确定切削速度vc和每分钟进给量vf
由《机械制造技术基础》表5-2选择切削速度
110m/min
定机床主轴转速：
式中：
—切削速度；
d—工件直径。
。
选择加工转速选择
=1500r/min,因此，实际切削速度和每分钟进给量为：
式中：
—主轴转速；
—工件直径。
2.
加工工时
设计精车外圆的时间为0.34min
5.3车槽
选择CK6140数控车床，刀具选择3mm车槽刀。
1.切削用量
1）确定切削深度ap
车槽的时候，两边的铁削不方便排出，选择ap=0.5mm。
2）确定每分钟进给量f
由于本工序为粗加工，根据《机械制造基础》表5-2，fz=0.2mm/r
3）确定切削速度vc和每分钟进给量vf
由《机械制造技术基础》表5-2选择切削速度
50m/min
定机床主轴转速：
式中：
—切削速度；
d—工件直径。
。
选择加工转速选择
=600r/min,因此，实际切削速度和每分钟进给量为：
式中：
—主轴转速；
—工件直径。
2.加工工时
设计车槽的时间为0.03min
5.4车螺纹
选择CK6140数控车床，刀具选择60°螺纹车刀。
1.切削用量
1）确定切削深度ap
车外圆轮廓，属于精车加工，选择ap=0.5mm。
2）确定每分钟进给量f
由于本工序为粗加工，根据《机械制造基础》表5-2，fz=6mm/r
3）确定切削速度vc和每分钟进给量vf
由《机械制造技术基础》表5-2选择切削速度
50m/min
定机床主轴转速：
式中：
—切削速度；
d—工件直径。
。
选择加工转速选择
=300r/min,因此，实际切削速度和每分钟进给量为：
式中：
—主轴转速；
—工件直径。
m/min
2.加工工时
设计车螺纹时间为0.6min
第六章零件编程
6.1编程方法
本次设计选择手工编程。
6.2设置进刀点和换刀点
刀具的进刀点非常重要，因为刀具的切入和切出关系到第一刀进到的安全点，和退刀之后换刀的安全点。
设计零件的进刀点具体零件X和Z方向10mm，设计零件换刀点零件X和Z方向100mm。
6.3零件编程
首先车外圆，通过CAD绘制坐标系如下:
图6-1外圆尺寸
表6-1零件车削外圆程序
O1252
零件车削外圆程序
T0101
选择1号刀具，1号刀补
M3S700
主轴正转转速700
G0X50
刀具移动到起刀点
Z10
刀具移动到起刀点
G71U1R1
选择G71固定循环加工
G71P10Q20U0.5W0.2F0.1
设计循环加工参数
N10G1X8F0.1
刀具移动加工位置
Z0
刀具移动加工位置
G3X18Z-5R5
倒角R5
G2X24Z-12R8
倒角R8
G1Z-18
加工φ24外圆
X26
加工φ26外圆
X30Z-20
倒角C2
Z-37
加工φ30外圆
X32
加工φ32外圆
Z-43
加工φ32外圆
X42Z-50
加工圆锥
N20G0X100
刀具退刀
Z100
刀具退刀
G70P10Q20
G70精加工
M05
主程主轴停止
M30
程序结束返回开始
图6-2车外圆
图6.3车槽尺寸表
表6-2零件车削槽程序
O1252
零件车削槽程序
T0202
选择2号刀具，2号刀补
M3S600
主轴正转转速600
G0X35
刀具移动到起刀点
Z-36
刀具移动到起刀点
G75R1
选择G75固定循环加工
G75X28Z-37P2000Q2000F0.1
设计循环加工参数
G0X100
刀具退刀
Z100
刀具退刀
M05
主程主轴停止
M30
程序结束返回开始
图6.4车槽
图6.5车螺纹
表6-3零件车螺纹程序
O1252
零件车削螺纹程序
T0303
选择3号刀具，3号刀补
M3S600
主轴正转转速500
G0X30
刀具移动到起刀点
Z-18
刀具移动到起刀点
G92X29.5Z-32F2
选择G92固定循环加工
X29
设计循环加工参数
X28.5
设计循环加工参数
X28
设计循环加工参数
X27.8
设计循环加工参数
X27.8
设计循环加工参数
G0X100
刀具退刀
Z100
刀具退刀
M05
主程主轴停止
M30
程序结束返回开始
图6.6车螺纹
图6.7车外圆
表6-4零件车外圆程序
O1252
零件车削外圆程序
T0101
选择1号刀具，1号刀补
M3S700
主轴正转转速700
G0X50
刀具移动到起刀点
Z10
刀具移动到起刀点
G71U1R1
选择G71固定循环加工
G71P10Q20U0.5W0.2F0.1
设计循环加工参数
N10G1X42F0.1
加工φ42外圆
Z-8
加工φ42外圆
N20G0X50
刀具退刀
Z100
刀具退刀
G70P10Q20
G70精加工
M05
主程主轴停止
M30
程序结束返回开始
图6.8车外圆
结束语
在本次课程设计中完成了数控编程设计，这个课题对于我来说难度很大，在很多方面都有欠缺，但在岳国盛老师细心的帮助下我改正了设计过程中的错误，圆满完成了设计，在本次课程设计中我认识到了自己的不足，在知识的学习中还有很多的欠缺，通过这次设计我也得到了很多的收获。
其实在学习方面，即使看上去很困难很复杂，会花很多时间去研究才有可能完成，但当收获那成果的果实的时候，那才是真让人陶醉的，会觉得一切的付出都是值得的。
参考文献
[1]王先奎.机械制造工艺学.北京：
机械工业出版社，2004.
[2]李庆余，张佳.机械制造装备设计.北京：
机械工业出版社,2003
[3]李益民.机械制造工艺设计简明手册（第九版）.北京：
机械工业出版社，2001
[4]培训指导中心.车工（初级，中级，高级）.北京：
中国劳动社会保障出版社，2005
[5]李洪.机械加工工艺手册.北京：
机械工业出版社，1990
[6]刘蔡保.数控车床编程与操作.化工工业出版社，2009
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