数控编程与工艺课程设计说明书.doc

一、任务书（零件图）数控机床与编程课程设计任务书部门： 指导教师： 班级： 课程名称数控编程与工艺课题名称典型零件数控加工学生名单设计内容及要求设计内容：分析数控典型加工零件（四）（附图纸）的特点；分析零件的工艺特点（包含结构、尺寸、材料、技术要求等），确定零件的加工方案（包括毛坯、装夹方案和加工设备的选择，加工顺序和走刀路线的安排），确定零件加工的刀具（包含选刀的原则和理由，填写刀具明细表和刀具卡），计算零件加工的工艺参数（转速和进给）：填写加工工艺卡；根据图纸和所确定的工序工艺编制零件的加工程序（包含程序说明书）。设计要求：1、绘制零件图；2、分析零件图纸的工艺特点确定下料和装夹方案；3、分析零件选刀的理由填写刀具明细表和刀具卡；4、分析零件的加工方案及工艺参数的计算过程并填写加工工序卡；5、编制零件的加工程序并填写程序说明书；6、制订设计说明书一份。教研室意见 教研室主任： 年 月 日系部审核意见 系主任： 年 月 日教务处审批意见 教务处： 年 月 日零件图二、零件工艺分析1零件结构工艺分析从零件图可知该零件是由平面、内腔和孔等组成，结构形状不是很复杂，从零件图的尺寸标注可以看出，要求在0.05以内的尺寸精度很多，需要仔细对刀和认真调整机床，零件图中该零件的轮廓要素描述、尺寸标注均完整，且尺寸标注有利于定位基准与编程原点的统一，在编程中可以把坐标原点设在零件的几何中心上。但是内腔轮廓的有些节点没有标出坐标，所以，在编程中要计算出这些节点的坐标。2技术要求的分析图纸上要求零件加工完后要去除毛刺，可用锉刀倒钝，将锐边倒钝至不割手。图纸上还要求球形曲面误差为0.05mm，未注公差为0.1mm以及其余的平面粗糙度要求为Ra3.2。这些要求在机床性能保证下，消除反向间隙是可以达到的。3批量及材料分析由图纸可以看得出，该零件的外形比较规则，可确定毛坯为正方体形状，零件材料为硬铝（主要为Al-Cu-Mg合金），没有经淬火+时效处理的硬铝，强度和硬度较低，加工时易出现变形和粘刀等不利于加工。因此，在粗加工前先退火，粗加工后，再进行淬火+时效处理。然后再半精、精加工，这样才能满足零件的加工要求和使用要求，硬铝的耐腐蚀性差，通常会在其表面裹复一层纯铝以提高其耐腐蚀性。三、加工工艺分析1机床的选择由零件图可知，该零件要求的加工精度较高，且加工的数量为单件，所以选择立式加工中心作为加工机床。这样可一次装夹加工大部分的孔和螺纹，加工中心可以自动换刀，这样可以大大缩短在普通铣床上的换刀时间，提高加工效率。根据零件图分析，有粗铣、精铣、粗镗、半精镗、钻及攻螺纹等工步，所以选择VMC850立式加工中心。2确定毛坯类型零件的材料为硬铝，毛坯的形状和尺寸越接近成品零件，材料消耗就越少，机械加工的劳动量也越少，因而会提高机械加工效率，降低成本。故选用型材，型材是指利用冶金材料厂提供的圆钢、方钢、管材、板材等各种形状截面的材料，经过下料以后直接送往加工车间进行表面加工的毛坯，所以选用硬铝作为毛坯。由于该零件的长宽高为15015030mm，毛坯的尺寸应该比零件大。查手册中的标准GB-T709-1988，考虑一定的加工余量，从标准中选硬铝的厚度为35mm。采用氧割下料，下料尺寸为165165mm。综上所述，毛坯选择165mm165mm35mm的硬铝。3确定装夹方案该零件的形状简单，而且加工的数量是单件，故不需要专用夹具来加工。由于零件的尺寸不是很大，加工上下表面时，采用机用平口钳即可。采用搭压板的装夹方案加工上表面的孔和螺纹。4加工方法的选择1) 十字凸台轮廓表面粗糙度要求为Ra3.2，采用粗铣精铣的加工方法；2) 型腔精度要求在0.05以内，表面粗糙度要求为Ra1.6，采用粗铣精铣的加工方法；3) 腰形槽表面粗糙度要求为Ra3.2，采用粗铣精铣的加工方法；4) 孔的加工方法：孔加工为了便于钻头引正，先用中心钻加工中心孔，然后再钻孔。内表面的加工方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于精度较高，粗糙度较小的表面，一般不能一次加工到规定的尺寸，而要划分加工阶段逐步进行。4-M12螺纹孔，采用钻中心孔钻底孔攻丝的加工方法；3-10H7孔，表面粗糙度无要求，采用钻铰的加工方法；32孔，该孔有公差要求，采用钻粗镗精镗的加工方法；曲面加工采用粗铣精铣的加工方法。5确定加工顺序按照加工顺序的制定原则，即先面后孔，先粗后精，先主后次，基准先行的原则。该零件具体的加工顺序为：1) 粗铣工件表面。采用30的面铣刀将整个外形铣削成形，加工时需要多次打表校正平行度和垂直度；2) 十字凸台轮廓的加工。采用20的立铣刀进行粗铣；3) 型腔的加工。采用14键槽铣刀进行粗、精铣；4) 腰形槽的加工。采用12键槽铣刀进行粗铣；5) 选A3中心钻钻中心孔；6) 3-10H7孔的加工。采用9.8钻头钻底孔，10H7铰刀铰孔；7) 32孔的加工。采用30钻头钻底孔，32镗刀精镗；8) 4-M12螺纹孔的加工。采用10.3钻头钻螺纹底孔，M12丝锥攻M12螺纹。刀具轨迹图6刀具的选择根据选择的加工工艺及零件图的尺寸，确定刀具的类型及尺寸。1) 十字凸台轮廓。由于加工的毛坯面是150150，选择20的立铣刀。2) 型腔。选择14的键槽铣刀铣型腔。3) 腰形槽。选择12的键槽铣刀铣腰形槽。4) 选择A3中心钻用于钻中心孔。5) 3-10H7通孔的加工。选择9.8的钻头钻通孔，10H7的铰刀。6) 32孔的加工。选择30钻头钻底孔，32的镗刀精镗。7) 4-M12螺纹孔的加工。选择10.3钻头钻底孔，M12的丝锥加工M12的螺纹孔。8) 曲形球面选择12键槽铣刀进行粗精铣。9) 清理残料同样选择12键槽铣刀。第 21 页 共 21 页数 控 刀 具 明 细 表零件图号零件名称材料数控刀具明细表程序编号车间使用设备JVTC-002硬铝O2008加工中心VMC850刀具刀补地址换刀方式加工部位刀具号刀位号刀具名称刀具图号直径(mm)长度(mm)设定补偿设定直径长度自动/ 手动T01120立铣刀1D1自动铣十字凸台轮廓T02214键槽铣刀2D2自动铣型腔T03312键槽铣刀2自动铣腰形槽T044A3中心钻3自动钻中心孔T05510.3钻头4自动钻螺纹孔底孔T066M12丝锥5自动攻M12螺纹T0779.8钻头4自动钻铰、镗孔底孔T08810H7铰刀6自动铰10H7孔T09930钻头4自动扩镗孔底孔T101032镗刀7自动镗32孔T03312键槽铣刀2自动铣SR20球面T03312键槽铣刀2自动清残料编制审核批准2011年11月24日共 1 页第 1 页数 控 刀 具 卡 片零件图号1数控刀具卡片使用设备刀具名称立铣刀VMC850刀具编号T01换刀方式自动程序编号O2008刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T0120立铣刀201备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号2数控刀具卡片使用设备刀具名称键槽铣刀VMC850刀具编号换刀方式自动程序编号O2008刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T0214键槽铣刀1412T0312键槽铣刀121备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号3数控刀具卡片使用设备刀具名称中心钻VMC850刀具编号T04换刀方式自动程序编号O2008刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T04A3中心钻A31 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号4数控刀具卡片使用设备刀具名称钻头VMC850刀具编号换刀方式自动程序编号O2008刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T0510.3钻头10.312T079.8钻头9.813T0930钻头301备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号5数控刀具卡片使用设备刀具名称丝锥VMC850刀具编号T06换刀方式自动程序编号O2008刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T06M12丝锥M121 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号6数控刀具卡片使用设备刀具名称铰刀VMC850刀具编号T08换刀方式自动程序编号O2008刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T0810H7铰刀10H71 备注编制数 控 刀 具 卡 片零件图号7数控刀具卡片使用设备刀具名称镗刀VMC850刀具编号T10换刀方式自动程序编号O2008刀具组成序号编 号刀具名称规格数量备注1T1032镗刀321 备注编制7切削参数的选择及计算该零件材料切削性能好，铣削平面时，留0.5mm精加工余量，孔加工精镗余量留0.2mm，精铰余量留0.1mm。1) T0120立铣刀查参考资料实用机械加工工艺手册，选用刀具材料为高速钢（下同），因为高速钢韧性好，价格低切适用，而硬质合金较脆。参照机械加工工艺手册表2.4-66，取。根据机械加工工艺手册表2.4-66，确定。机床主轴转速由数控编程与加工中式2-2得:工作台每分钟进给量由数控编程与加工中式2-1得:2) T0214键槽铣刀查参考资料机械加工工艺手册表2.4-66得：，。由数控编程与加工中式2-1、式2-2得:3) T0312键槽铣刀查参考资料机械加工工艺手册表2.4-66得：，。由数控编程与加工中式2-1、式2-2得:4) T04A3中心钻，5) T0510.3钻头查参考资料机械加工工艺手册表2.4-66得：，。由数控编程与加工中式2-1、式2-2得:6) T06M12丝锥，7) T079.8钻头查参考资料机械加工工艺手册表2.4-66得：，。由数控编程与加工中式2-1、式2-2得:8) T0810H7铰刀查参考资料机械加工工艺手册表2.4-66得：，。由数控编程与加工中式2-1、式2-2得:9) T0930钻头查参考资料机械加工工艺手册表2.4-66得：，。由数控编程与加工中式2-1、式2-2得:10) T1032镗刀查参考资料机械加工工艺手册表2.4-66得：，。由数控编程与加工中式2-1、式2-2得:8编制数控加工工序卡生产企业产品名称程序编号O2008材料牌号工序号零件名称加工中心实操题二夹具名称机用平口钳车间加工中心工序名称零件图号JVTC-002设备名称立式加工中心数控加工工序卡片共 1 页第 1 页装配图号设备型号VMC850工步号工步内容加工部位刀具名称刀具图号刀具规格主轴转速进给速度切削深度备注1铣十字凸台轮廓立铣刀120250010002铣型腔键槽铣刀214300010003铣腰形槽键槽铣刀212300010004钻中心孔中心钻3A310002005钻螺纹孔底孔钻头410.310002006攻M12螺纹丝锥5M121001757钻铰、镗孔底孔钻头49.810002008铰10H7孔铰刀610H7350309扩镗孔底孔钻头4303005010镗32孔镗刀7328008011铣SR20球面键槽铣刀2126000300012清残料键槽铣刀2121500工艺员审核批准时间2010.11.24修订四、程序编制1编写零件加工程序节点图节点坐标：1（X-75，Y0），2（X-75，Y29），3（X-61，Y43），4（X-43，Y61），5（X-29，Y75），6（X29，Y75），7（X43，Y61），8（X61，Y43），9（X75，Y29），10（X75，Y-29），11（X61，Y-43），12（X43，Y-61），13（X29，Y-75），14（X-29，Y-75），15（X-43，Y-61），16（X-61，Y-43），17（X-75，Y-29），18（X-70，Y0），19（X-70，Y-29），20（X-61，Y-38），21（X-38，Y-61），22（X-29，Y-70），23（X29，Y-70），24（X38，Y-61），25（X61，Y-38），26（X70，Y-29），27（X70，Y29），28（X61，Y38），29（X38，Y61），30（X29，Y70），31（X-29，Y70），32（X-38，Y61），33（X-61，Y38），34（X-70，Y29），35（X-45，Y0）。程序名：O2008N1 G54G17G80G90N2 T01M06N3 G0Z100M03S2500N4 Z5.0N5 X-95.0Y0N6 G0G41X-80D1N7 Z-8N8 G1X-75F1000N9 Y29N10 G2X-61Y43R14N11 G3X-43Y61R18N12 G2X-29Y75R14N13 G1X29N14 G2X43Y61R14N15 G3X61Y43R18N16 G2X75Y29R14N17 G3X43Y-61R18N18 G2X29Y-75R14N19 G1X-29N20 G2X-43Y-61R14N21 G3X-61Y-43R18N22 G2X-75Y-29R14N23 G1Y0N24 G0Z5N25 G40G0Z100N26 M05N27 T02M6N28 G0Z5M03S3000N29 X-80N30 G0G41X-75D2N31 G1X-70F1000N32 Z-10N33 Y-29N34 G3X-61Y-38R9N35 G2X-38Y-61R23N36 G3X-29Y-70R9N37 G1X29N38 G3X38Y-61R9N39 G2X61Y-38R23N40 G3X70Y-29R9N41 G1Y29N42 G3X61Y38R9N43 G2X38Y61R23N44 G3X29Y70R9N45 G1X-29N46 G3X-38Y61R9N47 G2X-61Y38R23N48 G3X-70Y29R9N49 G1Y0N50 X-45N51 G2X-45Y0I45J0N52 G0Z5N53 G40G0Z100N54 M05N55 T03M6N56 G0Z5M3S3000N57 X0Y-30N58 #1=0N59 #2=-1N60 WHILE#1LE60DO1N61 #101=30*SIN#1N62 #102=30*COS#1N63 G1Z#2F1000N64 X#101Y#102N65 #1=#1-5N66 #2=#2-1N67 END1N68 G0Z5N69 #3=0N70 WHILE#3LE60DO2N71 #103=30*SIN#3N72 #104=30*COS#3N73 G0X#103Y#104N74 #3=#3+20N75 END2N76 #4=0N77 #5=-1N78 WHILE#4LE60DO3N79 #103=30*SIN#4N80 #104=30*COS#4N81 G1Z#5F1000N82 X#103Y#104N83 #4=#4-5N84 #5=#5-1N85 END3N86 G0Z5N87 #6=0N88 WHILE#6LE60DO4N89 #103=30*SIN#6N90 #104=30*COS#6N91 G0X#105Y#106N92 #6=#6+20N93 END4N94 #7=0N95 #8=-1N96 WHILE#7LE60DO5N97 #105=30*SIN#7N98 #106=30*COS#7N99 G1Z#8F1000N100 X#105Y#106N101 #7=#7-5N102 #8=#8-1N103 END5N104 G0Z100N105 T04M6N106 G0Z5M3S1000N107 G99G81X-60Y60Z-10R5F200N108 G0Y-60N109 X60Y60N110 Y-60N111 G80G0X-34Y0N112 #1=0N113 WHILE#1LT3DO1N114 #101=34*COS#1*120N115 #102=34*SIN#1*120N116 G99G81X#101Y#102Z-2R5N117 #1=#1+1N118 END1N119 G80G0Z100N120 M05N121 T05M6N122 G0X-60Y60M3S1000N123 Z5N124 G99G81Z-10R5F200N125 G0Y-60N126 X60Y60N127 Y-60N128 G80G0Z100N129 M05N130 T06M6N131 G0Z5M3S100N132 G99G84X-60Y60Z-34R5F80N133 G0Y-60N134 X60Y60N135 Y-60N136 G80G0Z100N137 M05N138 T07M6N139 G00X-45Y0M3S1000N140 Z5N141 #2=0N142 While#2LT3DO1N143 #101=34*COS#2*120N144 #102=34*SIN#2*120N145 G99G81X#103Y#104Z-2R5N146 #2=#2+1N147 END1N148 G80G0Z100N149 M05N150 T08M6N151 G0Z5M3S350N152 X-45Y0N153 #3=0N154 While#3LT3DO1N155 #101=34*COS#3*120N156 #102=34*SIN#3*120N157 G99G81X#105Y#106Z-34R5N158 #3=#3+1N159 END1N160 G80G0Z100N161 M05N162 T09M6N163 G0Z5M3S300N164 G83X0Y0Z-34R5F50N165 G0Z100N166 M05N167 T10M6N168 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