数控机床课程设计指南

数控机床课程设计指导书应用专业：机械设计制造及其自动化班级 学号 姓名 目录1.设计任务32.设计要求33.零件图的分析34.机床设备的选择35.确定工件的装夹方式46.确定数控加工刀具及加工工序卡片47主轴的转速和进给速度的选择58螺纹有关参数的计算59.三维图形71.设计任务本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。2.设计要求1 绘制二维、三维零件图各一张；2 数控加工工序卡一份；3 走刀路线图一份；4 数控加工程序清单一份（含注释）；5 设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编写数控加工工艺；写出数值计算过程）3.零件图的分析在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为56，加工粗糙度要求较高，并且需要加工M301.5的螺纹，其材料为45，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为60mm150mm的棒料。4.机床设备的选择根据该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。5.确定工件的装夹方式由于这个工件时一个实心轴类零件，并且轴的长度不是很长，所以采用工件的左端面和60的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。6.确定数控加工刀具及加工工序卡片根据零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。加工流程：加工右端面粗车外轮廓精车外轮廓切螺纹退刀槽车螺纹切断表1-1数控加工工序卡片零件名称阶梯轴数量12010年6月工序名称工艺要求作者日期1下料调质处理HB220-HB2502热处理工步3数控车1工步内容刀具号2车端面13至右向左粗车外轮廓24至右向左粗车外轮廓35切26的槽46切螺纹54切断，并保证长为127mm45检查材料45备注：规格数量7主轴的转速和进给速度的选择主轴的转速的确定是根据被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。我们可以通过查书表2-1硬质合金车刀的切削速度的参考表选择，其计算公式为n=1000vc/(d)。进给速度的确定可以通过进给量和主轴速度得到，具体按F=fn计算，这里我们查书表2-2硬质合金车刀的进给量参考表得到。切削右端面时主轴的转速为600r/mm，进给速度0.2mm/r；粗加工外轮廓时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.2mm/r；精加工外轮廓时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切槽时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.08mm/r；车螺纹时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切断时主轴的转速为600r/mm，进给速度0.15mm/r。数控加工刀具卡片的如表1-2所示。表1-2数控加工刀具卡片刀具号刀具规格名称数量加工内容刀尖半径（mm）主轴转数（r/min）进给数度（mm/r）备注T01450外圆偏刀1车右端面0.55000.2T02900外圆偏刀1粗车外圆轮廓0.56000.2T03900外圆偏刀1精车外圆轮廓0.25000.15T04切槽刀1切削退刀槽5000.08T05600螺纹车刀1车螺纹M301.5mm5000.158螺纹有关参数的计算由零件图可知螺纹的螺距为1.5mm。螺纹的牙型深度为t=0.65P=0.651.5=0.975(mm)D大=D公称-0.1P=30-0.11.5=29.85(mm)D小=D公称-1.3P=30-1.31.5=28.05(mm)螺纹加工分为四刀：第一刀是29mm；第二刀是28.5mm；第三刀是28.1mm；第四刀是28.05mm；编写加工程序，如表1-3所示。表1-3数控加工程序程序注释O001N001 G50 X80. Z100;建立工件坐标系N002 M03 S500. T0101 M07;主轴正传，调用1号刀，刀补,开冷却液N003 G00 X70. Z3;快速走到（70，30）N004 G01 Z0. F0.2;移到车端面原始点N005 X-1;车端面，进给量为0.2r/mmN006 G00 X80. Z100;快速回到换刀点N007 T0100;取消1号刀补N008 T0202 S600;换2号刀，主轴600 r/mmN009 G00 X70. Z3;到循环起始点N010 G72 U1.0 RI.0 P013 Q022 F0.3 .S500;初加工切削循环N011 G00 X80.Z100.T0200;返回换刀点，取消2号刀补N012 T0303 S500;换3号刀N013 G01 X30. Z3 .F0.15;精加工轮廓开始N014 G01 Z-15;精加工30外圆N015 G01 X26. Z-20.;进刀到（26，-20）N016 G01 X36. Z-30;精加工锥面N017 G01 Z-38;精加工36外圆N018G02 X30. Z-47.R15;精加工R15外圆N019 G02 X40. Z-62.R25;精加工R25外圆N020 G03 X25.Z-89.R25;精加工R25外圆N021 G02 X34.Z-101.R25;精加工R25外圆N022 G01 Z-107;精加工34外圆N023G01 X56.Z-118;精加工锥面N024 G01 Z-127;精加工56外圆N025 G00 X80.Z100. T0300;返回换刀点，取消3号刀补N026 T0404 S500;换4号刀N027G00 X40.Z-15;快速移到（40，-15）N028 G01 X26. F0.08;切螺纹退刀槽N029G04 X1.0;停1秒N030G01 X40;退刀N031G00 X80.Z100. T0400;返回换刀点，取消4号刀补N032 T0505;换5号刀N033 G00 X35.Z5;快移至（35，5）N034 G92 X29.Z-16.F0.15;切螺纹N035 X28.5;切螺纹N036 X28.1;切螺纹N037 X28.05;切螺纹N038 G00 X80.Z100;返回换刀点N039 T0500;取消5号刀补N040 T0404 S500;换4号刀N041 G00 X60.Z-127;快移至（60.，-127）N042 G01 X-1.F0.1 ;切断N043G00 X60;退刀N044 G00 X80.Z100. T0400 M09;返回换刀点，取消刀补，关冷却液N045 M05;主轴停止N046 M30;程序结束走刀路线图如表1-4所示：表1-4 数控加工走刀路线图数控加工走刀路线