刘新星数控加工工艺

1、课程设计实训报告课程名称：数控加工工艺 设计题目：轴类零件加工 系另II:机电工程系专业班级：机电一体化2班 学生： 新星学 号：指导老师：周永情设计时间：2011年12月质量工程职业学院目录数控加工工艺课程设计任务书 3第二章 设计容 4一、零件图工艺分析： 4二、工艺措施的拟定： 8三、加工路线及进给路线： 10四、刀具选择： 10五、数控加工刀具卡： 11六、切削用量的选择： 11第三章 数控工艺卡片 13一、数控加工工序卡 13二、数字处理： 13三、数控加工程序单： 14第四章 设计个人总结 16第五章 参考文献 18质量工程职业学院数控加工工艺课程设计任务书班级09机电2班学生新星

2、指导教师周永情课程设计题目轴类零件加工主要设计容1、数控加工工艺容的选举；2、数控加工工艺性分析；3、数控加工工艺线路的设计；主要 技术 指标 和设 计要 求1、零件图的工艺分析2、计算编程尺寸3、画出加工路线图4、画出刀具调整图5、列出数控刀具表及.编制加工工序卡6、编写数控加工程序7、机床设备的选择8、确定工件的坐标方式9、主轴的转速和进给速度的选择10、螺纹有关参数的计算11、三维图形算；主要参考资料及文献1 周虹数控编程与操作:电子科技大学，2010.12 宇.数控技术实践.:机械工业,2004.3 许详泰.数控加工编程实用技术.:机械工业,2002.4 朱晓春.数控技术.:机械工业,

3、2003. 岳优兰，马文锁.机械设计基础.：大学，2009.5第二章设计容、零件图工艺分析:1、零件成型组成表面：零件有圆柱、逆圆弧、圆锥面和螺纹等几部分组成， 系数控加工可选的容。（首先，数控车床效率高于普通车床，数控做出来的螺纹精度高；普车要做螺纹精度就很难保证。 普通车床一来设备投入较少，二来对刀 具的要求相对没那么高。数控车床的刀具要求较高（经常换刀的不但影响效率， 且每次对刀都可能造成报废），对编程及对刀的技术要求较高，但量产若配以合 适的夹具效率可以是普车三倍以上。综合考虑，还是选择数控加工为宜。）2、通过对零件尺寸的圆锥面与圆弧面数字处理，该零件轮廓表达清晰、零 件结构合理。最终

4、计算结果如本设计书 12页（附图）所示。3、尺寸精度保证：图形上尺寸均为IT8级，CAK型数控车床自身精度均可 保证，编程时尺寸取基本尺寸即可。4、材料的选取:选用45钢，无热处理及硬度要求。材料切削加工工艺性良5、各成型表面连接复杂程度中等，加工连续时间不长，不须用可转位刀片, 用一般硬质合金焊接刀具即可。由零件图分析，加工此零件拟定加工方案。加工方案一：70一心420$8CN-I070x 42020$3 寸 0加工方案：1、在普床上完成整外圆平端面：左端 362、加工中，从右往左，右端设置中心孔。3、车C5倒角。4、车©50 X 22的外圆面。5、车C2倒角6、车©42

5、 X 13的外圆面。7、车C5倒角。8、去夹持端。9、将对中点用油砂纸抹平。加工方案二：加工方案：1、在普通机床上整外圆平端面，完成轴段© 58 X 1002、加工中，从右向左。3、先车©42 X 18轴段。4、车©50 X 24的圆锥面。5、车©58 X 25圆弧。6、车 C5 、C2 倒角7、去夹持端。加工时选择方案二二、工艺措施的拟定：1、具体加工策划(1) 图样上没有特别的精度要求，一般取表面精度为八级精度，使用中等精度 数控 CAK620 即可，保证零件的要求， 编程时不用平均值编程， 直接用基 本尺寸代入。(2 )选取毛坯，为符合加工要求，取

6、© 60 X 100的45热轧钢。(3)数控加工前先在普车上完成外圆的准备加工，先使之获得©58的外圆，从而获得工件的回转轴线；然后再平端面，获得工件的长度基准。( 4 )装夹方法：用三爪自定心卡盘夹持零件左端，并留有足够的夹持长度及切割长度( 12mm )，右端用顶尖固定。如下图所示：（装夹示意图）（5）定位基准：端面基准设为左端面，回转基准设为轴线；设计基准、定位 基准与工艺基准三者要重和，以防止基准不要重合，影响加工精度；在相应加工之前基准端面要先行加工。综上所述，在普车上先平端面，加工外圆去除表面的余量达到要求， 完成坯 料;然后把工件在数控车床上用三爪自定心卡盘夹

7、持左端，并留有足够的夹持长 度（12mm的夹持端），右端用顶尖固定在由工艺设计容依次加工圆柱、倒角， 最后用割断刀割断即可完成。2、选择设备数控机床主要规格的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应。即小的工件应当选择小规 格的机床加工，而大的工件则选择大规格的机床加工， 做到设备的合理使用。根 据被加工零件的外形和材料等条件，选用 CAK620 数控车床。三、加工路线及进给路线：1. 零件的加工顺序：先车平面，然后遵守由粗到精，从左到右（先近后远的加工原则）加工时从左到右粗车各面， 粗车时留粗车加工余量 0.25mm ，由于螺纹系易损面， 应后加工，最后用割断刀切断。2. 进给路线：（1 ）CAK620

8、 车床具有粗车循环及螺纹的自动加工功能，加工时依据程序去自动完成。循环加工时，依零件外轮廓引入段及延伸尺寸要足够。（2 ）对精加工，依零件外轮廓走刀一次完成精余量 0.25 的切除。（ 3 ）螺纹走刀次数的确定：分五次走刀，切削深度依次为： 0.8 ，0.6 ，0.4 ，0.14 ， 0.01 （最后重复一次去光刀铁屑） 。3. 走刀路线图：（1）粗车外轮廓走刀路线为沿外轮廓走刀，且留有一定的余量。（2）精车外轮廓走刀路线为沿外轮廓走刀，并把粗车留的余量切削掉。（3）切割走到路线为沿左边基准边切除。四、刀具选择：1. 粗车时循环车削轮廓粗车及平端面， 选用 91 °硬质合金右偏刀，

9、为防止副后刀面与工件轮廓干涉，副偏角 K 'r不宜太小，选k 'r=35 ° ,取刀杆直径D=20 x 20mm 。硬质合 金焊接刀具。2精 车轮廓 时一一取硬质合金91 °右偏角，取k 'r=35。，取刀杆直 径D=20 x 20mm，为保证刀尖圆角半径小于结构 上最小圆弧半径，取=0.15 0.2。硬质合金焊接刀 具。5. 切害U刀一一切削刃宽为4mm，取刀柄D=25 x 25mm ;6. 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片（如下表所示）以便编程和操作 管理。五、数控加工刀具卡:数控加工刀具卡产品名称或代号启动轴零件名称启动轴零件图号A4序号

10、刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T010191 °硬质合金右偏刀1粗车外轮廓表面20 X 202T020291 °硬质合金右偏刀1精车外轮廓表面20 X 203T0303切割刀1割断25 X 25编制审核批准共页 第页六、切削用量的选择:1. 背吃刀量ap的选择: 轮廓粗车循环时选ap=3mm，精车余量：ap=0.25mm2. 主轴转速的选择:45该零件的加工表面由圆柱、圆弧、圆锥、螺纹等表面组成，因为工件材料为热轧钢，尺寸较小。为保证表面精度的要求选取切削围为：Vc=90120m/min 外轮廓加工：粗加工：Vc= 3.14 40n1000取 Vc=90m/minn7

11、20r/min，取 n800r/min精加工：Vc= 3.14 40n1000取 Vc=120m/mi nn955r/min，取 n 1000r/min 端面，切断：切割加工：n=500 r/mi n3. 进给速度的计算一一外轮廓：粗车：取 f=0.4mm/r=0.4 x 800=320mm/min精车：取 f=0.15mm/r=0.15 x 1000=150mm/min 端面，切断：n =500mm/mi n切端面时可适当加大，f取0.5mm/r ，则端面=250mm/min根据上面的计算可得结果，如下表所示：(mm )n(r/mi n )(m/min )f(mm/r )(mm/min )车

12、 削粗车3800900.4320精车0.2510001200.15150切割0.45000.4300切端面0.48000.43004 综合前面分析的各项容，并将其填入如下所示的数控加工工序卡第三章数控工艺卡片一、数控加工工序卡数控加工工序卡单位名称XXX产品名称或代号零件名称零件图号XXX启动轴XXX工序号程序编号夹具名称使用设备车间001XXX三爪自定心卡盘CAK620 数控车床数控中心工步号工步容（尺寸单位：mm ）刀具号刀具、刀柄规格/mm主轴转速/r进给速度背吃刀量/mm备注1平端面T01012020800300手动2从右到左粗车各面T010120208003003自动3从右到左精车各

13、面T0101202010001500.25自动7切割T04042525500300手动二、数字处理:1、将编程原点选在图形的最右端 A处，避免基准不重合时带来的误差，而且毋须进行尺寸链换算2. 由于精度要求不高，编程时直接用基本尺寸处理3. 关于圆锥面与圆弧面的过渡。如（附图1）所示，根据已知数据求得e段的长度为4.954 , a段的长度为10.247， 然后利用勾股定理得出b段的长度为10.954，最后完成圆锥面与圆弧面过渡的 最终数字处理。附图144三、数控加工程序单：数控加工程序单零件号零件名称启动轴编制程序号00001审核序号程序容程序说明100001程序号2T0101设定工件坐标系建

14、立刀具涨肚补偿，换1号刀3G96 M03 S720恒线速，主轴正转，速度为720r/mi n4G00 X36 Z5快速定位至循环起点 A5G71 W3 R1每次背吃刀量 3mm，退刀量1mm6G71 P10 Q20 U0.15 W0.05F0.4粗车的进给量为 0.4mm/r7N10 G00 Z0开始精车程序段，Z轴移至08G01 G42 X17 F0.15 S955定精车进给量，切削速度，建立刀尖半径右补偿9X46 Z-5车倒角10Z-18Z轴进刀至-18mm11X50 Z-20车倒角12Z-44Z轴进刀至-44mm13X58 Z-50车倒角14Z-70Z轴进刀至-70mm15N20 X65

15、X轴退到至65mm17G00 X100 Z100退到安全点18T0202换精车刀19G70 P10 G20精车循环20G00 X100 Z100 T0303刀具至起点，换第三把刀21G00 X65 Z-75快速定位至切断点22G01 X1.0 F0.3切断，进给量为0.3mm23G04 X2.0切断暂停2.0s24G01 X65X轴退到至65mm25GOO X100 Z100快速定位到安全点26M05主轴停止27M30程序结束第四章设计个人总结经过这次的课程设计，我对所学专业有了重新的认识，在做课程设计的时间 里，我查阅了一些相关的书籍来完善我的课程设计。 对课程设计的格式以及零件 的工艺编写

16、下了很大的功夫。数控加工工艺设计的主要任务是制定加工工艺规 程，也是数控机床加工前的准备工作从开始的零件图绘制，再根据零件图分析工 艺，以及程序的编写。数控加工工艺设计的主要任务是制定加工工艺规程，也是数控机床加工前的准备工作。工艺规程是规定零件、走刀路线、刀具尺寸以及机 床的相对运动过程。因此，是编程人员对数控机床的性能、制造工艺过程和操作 方法具有指导性的工艺文件。数控机床加工的程序是数控机床的指令性文件。 数 控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程， 而且还要包括切削用量的选择、 运 动方式、刀具系统、切削规以及工件的装夹方法。工艺规程定的合理与否，对程 序的编制、机床的加工效率和零件的

17、加工精度都有重要影响。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控机床的特点认真而详细地制定数控加工工艺。本次课程设计我们选了五个可选的题目中的一个， 该零件属于轴类零件，由圆柱面、顺圆弧 面、圆锥面和螺纹等几部分组成，是数控加工可选择的容。我们结合零件图进行 了零件图分析，从加工设备、刀具、工装的选择、切削速度、进给量、背吃刀量 等参数的选择， 制定了零件的数控加工工艺， 并根据所选机床的指令系统编写了 零件的加工程序。因为我们小组所选择的第三个图形未做特殊的表面粗糙度要求， 而一般零件 取表面精度为八级精度，所以我们决定使用中等精度数控 CAK620 机床即可保 证零件的加工要求。 毛坏的选择也很

18、重要， 零件村料的工艺特性和力学性能大致 决定了毛坯的种类。 零件的结构形状与外形尺寸也是重要因素。 大型且结构简单 的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻； 轴类零件的毛坯， 若台阶直径相差不大， 可 用棒料；若各台阶尺寸相差较大， 则宜选择锻件。 但是根据我们现在的实际情况 是做课程设计及现在的我们自身所具备的条件 （因为能否上数控机车实验尚未可 知）,且为符合加工要求，毛坯？ 60 X 100的45#模锻是最好的选择。数控加工 前先在普通机床上整外圆平端面，完成轴段 ？ 58 X 100。在编写程序中一些基本的指令代码是不可或缺的。 数控程序所用的代码， 主 要有准备功能 G 代码、辅助功能代码

19、、进给功能 F 代码、主轴速度功能 S 代码 和刀具功能 T 代码。这次课程设计让我们对以往学习过的知识进行了再学习和巩固。 其中涉及到 多门专业课。如机械制造 、数控工艺、数控编程等。通过这次课程设计 我们真正学会了自主学习， 独立完成作业， 如何学会与自己的团队做好协调。 因 为课程设计具有实践性、综合性、探索性、应用性等特点。本次选题的目的是数 控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分， 是运用数 控机床实际操作的一次综合练习。 随着课程设计的逐渐完成， 使我对数控加工工艺与装备 这门课程以及对数控加工技术都有了更深入的理解和掌握。 当然更 重要的是学习到了以前书本上没学到的知识。在本次设计中， 个人认为在数控工艺设计的过程中， 对工艺措施的选择与加 工路线制定还是比较成功的，但还存在的未能很好解决的问题 :，如设计进度与 质量不能达到较好的水平、 设计方法不是很如人意等。 这些都有待于我去进一步通过本次课程设计， 我对典型轴类零件的设计又有了很深的认识， 本次设计 概括了我所学的知识， 加深了我对本专业的认识水平。 本次设计的典型轴类零件， 侧重于设计该零件的数控加工工艺和编程， 主要设计容有： 完成该零件的工艺规 程（包括工艺过程卡、工序卡和数