数控机床与编程课程设计说明书-叶轮零件数控加工程序编制.doc

叶轮数控加工课 程 设 计 任 务 书学院机械工程学院班级姓名设 计 起 止 日 期2014年 12 月 22日2014年 12月 26日设计题目： 叶轮零件数控加工程序编制设计任务（主要技术参数）：编制如图所示薄壁类零件的数控铣床加工程序。 工作任务：1.零件的工艺分析2.数控机床的选择3.编程中工艺指令的处理4.编制数控铣床加工工艺过程卡5.编制数控加工程序 6.设计说明书1份。指导教师评语：成绩： 签字： 年 月 日- 19 -数控机床与编程课程设计说明书目录引言 11 工艺规程加工路线的确定21.1 数控加工工艺步骤21.2 零件图分析 32 机床的选择42.1 机床选择的原则 42.2 机床的选择 53编制数控铣床加工工艺过程卡 63.1 零件的工艺分析 63.2 工序与工步的划分 63.3加工工艺过程卡片 74 编制数控铣床加工刀具卡 84.1 刀具的选择 84.2切削用量的选择 85 数控加工程序编制105.1编程原点的选择和坐标系的选择105数控程序11总结18参考文献19引言随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。 机械制造业在国民经济中起着特殊重要的作用它为各个经济部门提供先进的技术装备，为人民生活提供所需的机械商品，为国防事业提供了现代化的武器，也为各个部门提供了各种机械设备，其中机械设备都是由不同的零件而组成的，这些零件是由不同的工种分别加工出来的。尽管有一些零件已经用精密的铸造或冷压等方法来制造，但是，绝大多数零件的制造还离不开数控机床的加工。在加工叶轮零件时，为了克服零件的轮廓形状复杂、难于控制尺寸、表面粗糙度和形状精度要求等特点。 因此，对零件结构工艺性分析、基准的选择、刀具的选择、工艺路线的确定、程序的编制等均有较高的要求。在制定零件加工工艺过程中，需要注意的是所要零件的结构特点、精度、等技术要求，选用合理的加工工艺。在工件的加工过程中，将所学的理论知识和实际操作技能相结合，选用合理的加工基准。1 工艺规程和加工路线的确定1.1数控加工工艺步骤 数控加工工艺步骤是制定加工工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。 （1）加工方法的选择，机械的零件结构形状是多种多样的。每一种表面都有多种加工方法，在数控铣床上，能够完成表面的加工操作，具体选择应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。 （2）加工阶段的划分，当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足要求，而要用几道工序才能达到所要求的加工质量。为保证加工质量和合理使用设备、人力，零件的加工过程通常按工序性质不同，可分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。(3) 工序的划分可分为工序集中原则和工序分散原则。 (4)加工顺序的安排分为先粗后精、先进后远、内外交叉、基面先行原则。1.2 零件图分析1-2-1图形三维视图图1图3图21 铣削四周的加工路线2 铣削端面的走刀路线3 铣削圆台走刀路线4 钻5-8的走刀2.数控机床的选择2.1 机床的选择原则 1、零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。 2、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。 3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。4、加工精度高、加工质量稳定可靠。 5、生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。 6、生产效率高。7、从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。2.2机床的选择选择XK5025型数控立式升降台铣床表1 xk5052主要性能参数参数名称单位数量工作台面尺寸（长X宽mm380x1320工作台纵向（X）行程mm780工作台纵向（Y）行程mm300工作台纵向（Z）行程mm380主轴孔径mm29主轴端面至工作台面的距离mm70450主轴中心线至床身导轨面距离mm350定位精度及重复定位精度mm0.015、0.005主轴端部锥度ISONo.50立铣头最大回转角度45主轴转速级数18主轴转速范围r/min301500工作台进给级数无级纵、横向进给范围mm/min63200垂向进给范围mm/min31600纵、横向快进速度mm/min6000垂向快进速度mm/min3000主传动电动机功率kw7.5主传动电动机转速r/min1440工作台最大承载重量kg320主轴最大扭矩Nm1000机床外形尺寸（长X宽X高）mm1929X2055X22163 编制数控铣床加工工艺过程卡3.1 零件的工艺分析1 钻中间孔时：以底为面定位面，以支撑板和压板夹紧2 铣削四周时：以地面中心为定位点，对边为定位边，以凸台和螺栓夹紧3 铣削端面时：采取底面定位，以平口虎钳夹紧4 铣削圆台时：以底面为基准，以凸台和螺栓夹紧5 钻4-8孔时：以地面中心为定位点，一支撑板和压板夹紧6 铣削叶片时：以底面和两个孔定位，以凸台和螺栓夹紧3.2 工序与工步的划分 1.工序划分原则工序的划分可以采用两种不同的原则：工序集中原则和工序分散原则。工序集中的原则就是指每道工序包括可能多的加工内容。将工件的加工集中在少数几道工序内容内完成。工序集中一般使用结构复杂，机械化，自动化程度高的机床。工序集中的特点是：1） 减少了设备的数量，减少了操作工人和生产面积。2）减少工序数目，减少运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期。3）减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高生产率，而且由于一次装夹下加工了许多的表面，也易于保证这些表面的加工精度。1） 采用了比较简单的机床和工艺设备。2）对工人的技术要求低。3）生产设备工作量小，容易变换产品。4）设备数量少，工人数量多，生产面积大。3.3加工工艺过程卡片表2 机械加工工艺过程卡片工厂数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称材料零件图号叶轮A3钢工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间工步加工内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/r/min进给速度mm/min切削深度/mm1钻中间8孔至尺寸T01880060152粗铣四周端面留余量2.2mmT02208002002.83半精铣四周端面留余量1mmT02208002001.24细铣四周端面至尺寸T022080020015粗铣上下端面留余量0.5T032090025026精铣铣上下端面至尺寸T03209002500.57粗铣圆台端面留余量5T042080020058铣圆台留余量1.5T04208002003.59半精铣铣圆台留余量0.5T0420800200110精铣圆台至尺寸T04208002000.511钻4-8孔T0588001801012粗铣叶片留余量2T064300200313半精铣叶片留余量0.5T0649001801.514精铣叶片至尺寸T0649001800.54 编制数控铣床加工刀具卡4.1 刀具的选择表3 刀具明细表零件图号材料零件名称A3钢叶轮刀具号刀具名称直径/mmT01麻花钻88T02立铣刀2020T03端铣刀2020T04端铣刀2020T05麻花钻88T06立铣刀44图4数控铣床立铣刀 图5钻头零件图 图6端面铣刀 4.2切削用量的选择切削用量：a 钻中间孔时： 钻深度15mmb 铣四周端面时：粗铣2.8mm 半精铣1.2mm 精铣1mmc 铣上下端面时：粗铣2mm 精铣0.5mmd 铣削圆台时：粗铣5mm 粗铣3.5mm 半精铣1.5mm 精铣0.5mme 钻5-8孔时：深度10mmf 铣叶片时：粗铣3mm 半精铣1.5mm 精铣0.5mm5 数控加工程序编制5.1编程原点的选择和坐标系的选择 编程原点的选择，选用零件的几何中心作为编程的中心，这样更有利于编程和操作。坐标系的选择：图纸坐标系，选择的坐标原点为工件的几何中心，X轴（向右）和Y轴（向上）。工件坐标系，选择的坐标原点为工件的几何中心，X轴（向右）和Y轴（向上）。2 各点坐标如下表：表4 叶片坐标点X轴坐标Z轴坐标Y轴坐标P142.816011.033P237.12209.152P3-8.692014.265P4-11.303014.265换刀点050052 数控程序1 钻中间孔程序：O0001N01 G21； N02 G92 X55 Y55 Z0；N03 T01；N04 M06；N05 G90 G00 X0 Y0 X50 S800 M03；N06 G43 H01；N07 G00 Z20 M08；N08 G01 Z-1 F180； N09 G00 Z20 M09；N10 G49 G28； N11 M30；2 铣四周端面程序：O0002N20 G21；N21 G92 X55 Y55 Z0；N22 T02；N23 M06；N24 G00 X0 Y0 Z50 S800 F200 M03；N25 G42 Z20 H02；N26 G90 G00 X52.2 Y60 Z10； N27 G01 Y-52.2；N28 X-52.2；N29 Y52.2；N30 X51；N31 Y-51；N32 X-51；N33 Y51；N34 X50；N35 Y-50；N36 X-50；N37 Y50；N38 X50；N39 G40 G28；N40 M03；3 铣削上下端面程序O0003N100 G21；N200 G92 X50 Y50 Z0；N300 T03；N400 M06；N500 G42 H03；N600 G90 G00 X55 Y-50 Z13 S900 F200； 第一次切削N700 G01 X-50；N800 Y-30；N900 X50；N110 Y-10；N120 X-50；N130 Y10；N140 X50；N150 Y30；N160 X-50；N170 Y50；N180 X55；N190 Z12.5； 第二次切削N200 X-50；N210 Y30；N220 X50；N230 Y10；N240 X-50；N250 Y-10；N260 X50；N270 Y30；N280 X-50；N290 Y-50；N310 G40 G28；N311 M30；4铣削圆台程序：O0004N410 G21；N420 G69；N430 G92 G00 X50 Y50 Z0；N440 G17 G40 T04；N450 M06；N460 G90 G54 G00 X50 Y10 S800 F200 M03；N470 G43 G01 Z10 H04；N480 G01 X45； 第一次铣削N490 Y10；N411 G03 X45 Y0 R45；N412 G01 Z6.5； 第二次铣削N413 G03 X45 Y0 R45；N414 G01 Z5.5； 第三次铣削N415 G03 X45 Y0 R45；N416 G01 Z5； 第四次铣削N417 G03 X45 Y0 R45； N418 G90 G00 Z20；N419 M05；5 钻4-8孔程序O0005N510 G21；N520 G92 G00 X50 Y50 Z0；N530 G90 G00 Z50；N540 T05；N550 M06；N560 G17 G40 G49；N570 G00 X40 Y40 Z15 M08；N580 G98 G82 Z-1 R4 Q2 S800 F180； 钻孔循环 1孔N590 X-40； 2孔N511 Y-40； 3孔N512 X40； 4孔N513 G80；N514 M09；N515 M05；6 铣削叶片主程序：O0006;N610 G21;N620 G92 X50 Y50 Z0；N630 G90 G00 X0 Y0 Z50； N640 G01 X-11.303 Y15.743 Z20； 到P4点N650 G17 G40 G80 T06;N660 G01 Z12 S350 F200 M08； 下刀N670 M98 P0030 L4; 调用铣削叶片子程序4次N680 G01 Z10.5 第二次铣削N690 M98 P0030 L4;N710 G01 Z10 第三次铣削N720 M98 P0030 L4;N730 G96; 旋转取消N740 G90 G00 Z20.0 M09 ; Z轴回程 切削液关N750 G49 G28 X0.0 Y0.0; 回原点N760 M30; 结束4 子程序：铣削叶片子程序：O0030N710 G90 G41 G01 X-11.303 Y15.743; 走刀到初始点N720 G02 X42.816 Y11.033; 加工圆弧到P1点N730 X37.122 Y9.152; 加工圆弧到P2点N740 G03 X-8.692 Y14.265 R25; 加工圆弧到P3点N750 X-11.303 Y15.743 R1.5; 加工圆弧到P4点N760 G68 X0.0 Y0.0 R72; 设置坐标系旋转的中心点和角度N770 G90 G17 G16; 设置旋转所在平面 采取极坐标编程N780 G01 X19.380 Y72; 设置极坐标N790 G15 ; 极坐标取消N711 G01 Z20 F180 ; Z轴回程N712 M99; 程序结束总结回顾起此次数控编程课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从理论到实践，在整整一周的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固