数控课程设计.docx
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数控课程设计
课程设计报告
课程名称:
数控加工工艺与课程设计
设计题目:
基座的加工工艺与课程设计
系别:
专业班级:
学生姓名:
学号:
指导老师:
设计时间:
河南质量工程职业学院
目录
1封面1
2目录2
3绪言3
4零件立体图及三视图4
5加工内容及要求5
6零件的工艺性分析6
6.1结构分析6
6.2尺寸分析6
6.3表面粗糙度分析6
7制定机械加工工艺方案6
7.1确定生产类型7
7.2拟定工艺路线7
7.3设计数控铣加工程序7
8编制数控技术文档8
8.1编制机械加工工艺过程卡8
8.2编制数控加工工序卡9
8.3编制刀具调整卡9
8.4编制数控加工程序卡10
9试加工与优化12
10总结13
绪言
20世纪40年代以来,由于航空航天技术迅猛发展,对各种飞行器的加工提出了更高的要求。
这些用于飞行器的零件大多形状非常复杂,材料多为难加工的合金,用传统的机床和工艺方法进行加工,不能保证精度,也很难提高生产效率。
为了解决复杂形状表面的加工问题,1952年,美国帕森斯公司和麻省理工大学研制成功了世界上第一台数控机床。
半个世纪以来,数控技术得到了迅猛发展,加工精度和生产效率不断提高。
数控机床的发展趋势。
高精度和高速度:
速度和精度是数控机床的两个重要技术指标,它关系到生产效率和产品质量。
当前,数控机床的主轴转速最高可达4000r/min,最大进给速度达120m/min,定位精度正向亚微米进军,纳米级5轴联动加工中心已经商品化。
多功能化:
数控机床正向一机多能方向发展,这样可以最大限度地提高设备利用率。
智能化:
数控机床应用高技术的重要目标是智能化,主要体现在以下几个方面:
引进自适应控制技术,附加人机会话自动编程功能,具有设备故障自诊断功能。
小型化:
蓬勃发展的机电一体化设备,对数控系统提出了小型化的要求,体积小型化便于将机,电装置揉合为一体。
高可靠性:
数控系统比较贵重,用户期望发挥投资效益,因此要求设备具有高可靠性。
数控机床加工工件的过程。
(1)根据零件加工图进行工艺分析,确定加工方案,工艺参数和位移数据。
(2)用规定的程序代码和格式编写数控加工程序单,或用自动编程软件直接生成数控加工程序文件。
(3)程序的输入或传输。
由手工编写的程序,可以通过数控机床的操作面板输入程序,由编程软件生成的程序,通过计算机的串行通信接口直接传送到数控机床的数控单元(MCU)。
(4)将输入或传输到数控单元的加工程序进行刀具路径模拟,试运行等。
(5)通过对机床的正确操作,运行程序,完成工件的加工。
数控编程的步骤。
(1)确定工艺过程。
根据零件图,可以对零件的形状,尺寸,精度,表面粗糙度,材料,毛坯种类,热处理情况等进行分析,从而选择机床,刀具,确定夹紧装置,加工方法,加工顺序及切削用量的大小。
(2)计算刀具轨迹的坐标值。
根据零件的形状,尺寸,走刀路线,计算出零件轮廓线上各几何元素的起点,终点,圆弧的圆心坐标。
(3)编写加工程序,根据工艺过程的先后顺序,按照指定数控系统的功能指令代码及程序段格式,逐段编写加工程序。
(4)将程序输入数控机床。
目前常用的方法是通过键盘直接将程序输入数控机床。
(5)程序检验。
对有图形模拟功能的数控机床,可进行图形模拟加工,检查刀具轨迹是否正确,对无此功能的数控机床可进行空运转检验。
以上工作由于只能检查出刀具轨迹的正确性,验不出对刀误差和因某些计算误差引起的加工误差及加工精度,所以还要进行首件试切,试切后若发现工件不符合要求,可修改程序或进行刀具尺寸补偿。
设计目标
(1)通过基座的数控加工工艺设计与程序编制,了解曲面的加工方法,了解曲面加工时铣刀的选择。
(2)能够从给定的零件图及技术资料中提取数控加工所需要的信息资料。
(3)能够设计数控工艺方案,编制工序卡,刀具卡等工艺文件。
(4)根据零件形状,尺寸,走刀路线,计算出数控加工所需要的工艺数据和几何数据。
(5)根据加工中心的性能,程序代码,编写数控程序,并用仿真软件来检查和优化加工程序。
设计要求
加工基座,如图所示,毛坯为100×100×40,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,数控铣刀具调整卡,数控加工程序卡,进行仿真加工,优化走刀路线和程序。
(一)零件工艺性分析
1.结构分析
如图所示,该零件的加工内容包括平面,圆弧,阶梯孔和4个孔。
2.尺寸分析
该零件图尺寸完整,主要尺寸分析如下:
:
经查表,加工精度等级为IT12。
其它尺寸的加工精度等级为IT14。
3.表面粗糙度分析
圆弧和底面的表面粗糙度为3.2,其它表面的粗糙度为6.3。
根据分析,基座的所有表面都可以加工出来,经济性能良好。
(二)制定机械加工工艺方案
1.确定生产类型
零件数量为50件,属于单件小批量生产。
2.拟定工艺路线
(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105×105×45下料。
②在普通铣床上铣六个面,保证100×100×40。
③去毛刺。
④在加工中心上铣平面,圆弧和钻孔。
⑤去毛刺。
⑥检验。
3.设计数控铣加工工序
(1)选择加工设备。
选择北京第一机床厂生产的FANUC型加工中心,系统为FANUC0I。
(2)选择工艺装备。
①该零件用平口钳定位夹紧。
②刀具选择如下。
30高速钢立铣刀:
粗铣表面和圆弧。
12高速钢立铣刀:
精铣表面和圆弧
1中心钻:
定位孔的位置
10高速钢钻头:
钻阶梯孔和周围四个孔。
③量具选择如下。
量程为150mm,分度值为0.02的游标卡尺。
(3)确定工步和走刀路线。
确定工步如下:
分层粗铣→精铣圆弧→钻孔。
(4)确定切削用量,见下表。
(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,见表1-1
表1-1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
基座
X04
45
100
100
工序号
工序名称
工序简要内容
设备
工艺装备
工时
5
下料
105
105
45
锯床
10
铣面
铣削6个面,保证100
100
40
X52
平口虎钳,面铣刀,游标卡尺
15
钳
去毛刺
钳工台
20
数铣
铣圆弧,周围四个孔和中心阶梯孔
XH713A
平口虎钳,
30高速钢立铣刀铣刀,
12硬质合金铣刀,
1中心钻,
10高速钢钻头,游标卡尺
25
钳
去毛刺
钳工台
30
检验
编制
审核
批准
共页
第页
2.编制机械加工工序卡
编制数控加工工序卡,见表1-2。
表1-2基座的数控加工工序卡
数控加工工序卡
产品名称
零件名称
零件图号
工序号
程序编号
材料
数量
夹具名称
使用设备
车间
20
O0001
O0002
45钢
5
平口虎钳
XH713A
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∕min)
a
(mm)
编号
名称
编号
名称
1
粗铣圆弧侧面,底面
45
500
150
10
1
30高速钢立铣刀
1
游标卡尺
2
精铣圆弧侧面,底面
75
2000
100
10
2
12硬质合金铣刀
1
游标卡尺
3
铣中心阶梯大孔
75
1000
100
3
12硬质合金铣刀
1
游标卡尺
4
定位周围4个孔和中心孔
40
1000
100
4
1高速钢钻头
1
游标卡尺
5
钻4*10孔,钻中心小孔
40
1000
100
8
5
10高速钢钻头
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,见表1-3
表1-3基座的数控铣刀刀具调整卡
产品名称或代号
零件名称
基座
零件图号
X04
序号
刀具号
刀具名称
刀具材料
刀具参数
刀补地址
直径
长度
直径
长度
1
1
立铣刀
高速钢
30
130
30
1
2
2
立铣刀
硬质合金
14
110
12
2
3
3
中心钻
高速钢
1
80
1
3
4
4
钻头
高速钢
10
100
10
4
编制
审核
批准
第页
共页
4.编制数控加工程序卡
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。
零件图号
X04
零件名称
基座
编制日期
程序号
O0001
数控系统
FANUC0i
编制
程序内容
程序说明
O0001
G40G49G17G21G80
G91G28Z0
T01M06
M03S800
G90G54G00X-30Y-80
G43G00Z5H01
G01Z-5F150
M98P0002
G90G00X-30Y-80
Z-10
M98P0002
G90G00X-30Y-80
Z-15
M98P0002
G90G00X-30Y-80
M05
G91G28Z0
T02M06
M03S1500
G90G00X-30Y-80
G43G00Z5H02
G01Z-15
M98P0002
G00X20Y0
G42G01X0Y0
G01Z-5
X-20
G02I10J0F100
G01Z20
M05
G91G28Z0
T03M06
M03S1000
G90G00X-40Y-40
G43Z5H03
G99G81X-40Y-40Z-5R5
X40Y-40
X40Y40
X-40Y40
X0Y0
M05
T04M06
G90G00X-40Y-40
G43Z5H04
G99G81X-40Y-40Z-20R5
X40Y-40
X40Y40
X-40Y40
X0Y0
G91G28Z0
G40X100Y100
M05
M30
换
30高速钢立铣刀
调用子程序铣第一层侧面圆弧和底面
调用子程序铣第二层
调用子程序铣第三层
换用第二把刀
精铣侧面圆弧和底面
铣工件中心阶梯孔上层
换用第三把刀中心钻
换用第四把刀
主轴停转
程序结束
粗精铣侧面圆弧和底面的子程序
零件图号
X04
零件名称
基座
编制日期
程序号
O0002
数控系统
FANUC0i
编制
程序内容
程序说明
O0002
G91G01G42Y30D01
G02X60Y0R30F150
G01Y-10
Z25
G00X30Y30
Z-25
G01X-10
G02Y60R30
G01X10
G00Z25
X-30Y30
Z-25
G01Y-10
G02X-60R30
G01Y10
G00Z25
X-30Y-30
Z-25
G01X10
G02Y-60R30
G01X-10
G00Z25
M99
调用刀具半径补偿
加工工件下边圆弧和底面
加工工件右边圆弧和底面
加工工件上边圆弧和底面
加工工件左边圆弧和底面
(四)试加工与优化
①进入数控仿真软件并开机。
②回零。
③输入程序。
④调用程序。
⑤安装工件并确定编程原点。
⑥装刀并设置刀具参数。
⑦自动加工。
⑧测量工件。
总结
通过这次课程设计,我不仅对本门的专业知识有了更深一步的认识,对其它专业课也有了深一层的复习。
这次课程设计使我认识到,一个项目或零件从设计,下料,到安排加工路线,试加工,需要各方面的知识,比如此次课程设计,综合了机械制图,金属材料,机械零件,金属切削原理与刀具等知识,以及进行普通车削,铣削,钻削等能力。
单靠一门知识是远远不够的。
所以在以后的学习和生活中,我要注意学习每一门的知识,并不断地培养把各门知识融会贯通的能力,这样以后才能更还好地发挥它们的作用。