数控专项设计.docx

1、数控专项设计Hefei University课程设计COURSE PROJECT题目： 数控编程专项设计 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 李森 学号： 1306011026 导师： 姜海 2015年 12月 14日目录1 设计题目及要求 12 加工工艺方案设计 12.1 加工方式选择 12.2 加工工序设计 12.3 走刀路线设计 23 刀具的选择 34 切削用量的选择 45 数控切削程序的编写 46 设计总结 67 参考文献 71 设计题目及要求加工如下图所示轴类零件，编写零件的数控车削加工程序。其中，零件毛坯为53mm的热轧45号圆钢棒料，备料时已用

2、锯床锯成152mm长的段料，两端面各留1mm加工余量。2 加工工艺方案设计2.1 加工方式选择该零件表面由圆柱面、圆弧面、螺纹面，槽等表面组成。图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸，且长径比较大，所以适合用卧式数控车床加工。分为粗加工阶段、精加工阶段完成加工。2.2 加工工序设计如上图所示轴，其工艺过程包括以下加工内容：车端面，车大外圆，车左端小外圆，小外圆倒角及左端大外圆倒圆角，车圆弧，车右端小外圆，车右端小外圆倒角及大外圆圆角车退刀槽，车螺纹。因此可将工序分为：工序1： 用三爪卡盘夹紧工件一端，车削245的倒角，加工20X18mm圆柱，倒R3圆

3、角，加工50X12mm圆柱，车R20mm圆弧，车50X27mm圆柱。工序2：用三爪卡盘夹紧工件另一端，车削245的倒角，车螺纹外圆，倒R10圆角，车722mm沟槽，车削M302mm外螺纹。2.3 走刀路线设计1) 工序一：先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由CDEFGH等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与ABC DEFGHIA相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是ABC DEFGHIA，如图1示。 图1 2) 工序二： 先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由CDE等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与ABCDEFA相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是ABCDEFA，如图2

4、实线所示。 切槽刀切槽路线AHGHA，如图2虚线所示。 外螺纹车刀车螺纹循环路线AICDA，如图2虚线所示图23 刀具的选择因为零件尺寸较小，切削余量不大，粗、精加工可用同一刀具。由于端面切削余量小，可和外圆一起选用的外圆车刀，减少了换刀次数。刀具为焊接式硬质合金外圆车刀，刀片材料为YT15，刀杆截面尺寸为。车削螺纹选用外螺纹车刀，刀具材料为YT15，为保证螺纹牙深度，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径。车退刀槽选用割槽刀，刀具材料为YT15。刀具选择如下表所示序号刀具号刀具规格名称加工表面备注1T01外圆车刀粗、精车外圆轮廓，车端面2T02割槽刀车退刀槽3T03外螺纹车刀车外螺纹刀具布置图如下 4

5、切削用量的选择根据工件材料、硬度、刀具材料、机床等因素考虑切削用量，一般由经验确定。此次我们根据工件表面质量要求，同时参考机械制造技术基础课本中表3-21表3-22表3-23合理选择切削用量。切削用量选择主轴转速s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗车外圆 5000.153.0精车外圆10000.150.2车螺纹2002.00.5切槽3150.25 数控切削程序的编写试切法对刀:在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀尖点在工件坐标系中的位置，即通常所说的对刀问题。在数控车床上，目前常用的对刀方法为试切对刀法。将工件安装好之后，先用MDI方式操作机床，用已选好的刀具将工

6、件端面车一刀，然后保持刀具在纵向（Z）尺寸不变，沿横向（x）退刀。当取工件右端面O为工件原点时，对刀输入为Z0，如图3-4（a）用同样的方法，再将工件的表面车一刀，然后保持刀具在横向上的尺寸不变，从纵向退刀，停止主轴转动，再量出工件车削后的直径如图3-4（b）根据长度和直径，既可确定刀具在工件坐标系中的位置。其他各刀都需要进行以上操作，从而确定每把刀具在工件坐标系中的位置。在对刀时将两端面1mm的余量切除，选取工件右端中心点为工件坐标原点。程序如下：O0001N10 G50 X150.0 Z50.0; 工件坐标系设定N20 S1000 T0102 M03; 换1号刀N30 G71 U3.0 R

7、1.0； 定义粗车循环，切削深度为3mm，退刀量为1mmN35 G71 P40 Q110 U4.0 W2.0 F0.3 S500;N40 G00 X12.0 Z2.0 S1000 M08; 至工件前端N50 G01 X20.0 Z-2.0 F0.15; 倒角N60 Z-18.0; 车20外圆N70 X44.0; 车台阶N80 G03 U6.0 W-3.0 R3.0; 倒圆角N90 G01 Z-30.0; 车50外圆N100 G02 W-26.0 R20.0; 车R20圆弧N110 G01 W-27.0; 车50外圆N120 G70 P40 Q110; 精车循环N130 X55.0; 横向退刀N

8、140 G00 X150.0 Z50.0 M09; 退刀N150 M00; 停止，掉头车另一端N160 G50 X150.0 Z50.0; 重新设立坐标系N170 S1000 M03;N180 G71 U3.0 R1.0; 定义粗车循环，切削深度为3mm，退刀量为1mmN185 G71 P190 Q220 U4.0 W2.0 F0.3 S500;N190 G00 X22.0 Z2.0 M08;N200 G01 X30.0 Z-2.0 F0.15; 倒角N210 Z-67.0; 车螺纹外圆N220 G03 U20.0 W-10.0 R10.0; 倒R10圆角N230 G70 P190 Q220;

9、 精车循环N240 X55.0;N250 G00 X150.0 Z50.0 T0100 M09; 退刀N260 G30 U0 W0 T0201; 换2号刀N270 S500 M03;N280 G00 X35.0 Z-67.0 M08;N290 G01 X22.0 F0.2; 车退刀槽N300 G04 O5.0; 暂停5SN310 G00 X35.0;N320 X150.0 Z50.0 T0200 M09; 退刀N330 G30 U0 W0 T0301; 换3号刀N340 S200 M03;N350 G00 X35.0 Z5.0 M08; 快速接近车螺纹进给起点N360 G92 X29.0 Z-

10、60.0 F2.0; 螺纹车削循环，螺距为2mmN370 X28.5; 螺纹车削循环，螺距为2mmN380 X28.0; 螺纹车削循环，螺距为2mmN390 X27.84; 螺纹车削循环，螺距为2mmN400 G00 X150.0 Z50.0 T0300 M09; 取消刀补，返回起刀点N410 M05;N420 M30;6 设计总结在设计过程中,在螺纹车削编程中要注意,数控车床主轴上必须安装有脉冲编码器测定主轴实际转速,从而实现主轴转一转刀具进给一个螺纹导程的同步运动,从螺纹粗车到精车,主轴的转速必须保持不变. 该特殊轴零件结构，有螺纹、倒角、圆弧、槽等。该编程中螺纹车削采用螺纹加工循环指令G76,同时粗车时还运用多重复合循环指令G71，用这些指令编程可以不用写那么多步程序，较为方便省时。经过此次试验，我进一步了解了数控加工制造的特点，进一步熟悉了设计流程，对数控编程又有了进一步的了解。感谢老师对这次作业的布置，使得我们加深了对数控技术各方面的特性的了解，为我们今后的就业之路奠定了基石。 7 参考文献1 陈薇芳，王宏涛. 机床数控技术及应用M 科学出版社，20082 赵雪松，任小中，赵晓芬. 机械制造技术基础M 华中科技大学出版社2012