级《数控加工工艺》课程设计.doc

1、10级数控加工工艺与装备课程课程设计要求:1、 每班学习委员按学生实际情况将班级分成五组。并选定一人任组长。2、 每组按随机选定的设计题目按质、按量、按时完成设计任务。3、 每天设计时间： 上午8：00-11:00 下午2:4017：004、 各组组长要按选定的题目制定设计进程规划书，并上报指导教师同意。指导教师要在进程书上按每天的设计预置任务栏签字。各组组长每天按书进行设计任务分配与设计工作安排.5、 每天上下午各组组长提前五分钟点名考勤;结束后对各组员每天的上下午工作段进行设计工作内容检查及签到。6、 设计时间按规定为五天。个别组可由设计题目的难度适当延长一天。7、 设计阶段，各组组员在预

2、定地点（机电楼空教室。每室2组。按进程书自定的教室）按质、按量、按时完成设计具体任务。8、 设计期间个别组员因事不能按时出勤的，要履行请假手续,说明请假原因。各组组长与设计教师要严格履行设计期间的考勤制度.凡设计期间生员的请假要求，设计教师和各组组长共同签字方有效。9、 对无故缺勤及请假次数二次及以上者，取消设计资格.该科考核成绩以零分计。10、设计期间，指导教师要来回巡视。发现问题及时帮助设计生员解决问题并携同各组组长做好设计保障工作。11、设计组委会成员： 组 长：张杰瑜、刘永富、黄红兵 指导教师:孙怀陵、马 辉 机械教研室 2012年6月设计题目：1.61.61.61.6一、材料为45#

3、，无热处理及硬度要求二、材料为45#，无热处理及硬度要求三、材料为45#，无热处理及硬度要求四、材料为45,无热处理及硬度要求五、材料为45，无热处理及硬度要求六、材料为45#，无热处理及硬度要求设计样板六安职业技术学院数控加工工艺与装备课程设计设计说明书题 目轴类零件加工班 级 姓 名 组 级 学 号 成 绩 指导教师 20××年×月×日目录第一章任务书-1第二章设计内容-2一零件图分析-2二工艺措施的拟定-4三加工路线及进给路线-4四刀具选择:-8五数控加工刀具卡-8六切削用量的选择-9第三章数控工艺卡片-11一数控加工工序卡-11二数字处理-12三

4、数控加工程序单-13第四章小组总结-15第五章参考文献-17 第六章设计个人总结-18（个人总结每人由设计感受另写。)任务书设计题目：轴类零件加工设计零件图：材料为45#热轧，无热处理及硬度要求及表面质量要求1设计内容一,零件图工艺分析：1、零件成型组成表面;零件由圆柱面、逆圆弧和螺纹等几部分组成,系数控加工可选的内容。2、零件尺寸标注完整轮廓表达清晰、零件结构合理。3、尺寸精度保证；图形上尺寸均为IT8级，用数控车床自身精度均可保证,编程时尺寸去基本尺寸即可.4、材料的选取；选用45#钢（热轧)，无热处理及硬度要求；材料切削加工工艺性良好.5、各成型表面连接复杂程度中等，加工连续时间不长，不

5、须用可转位刀片，用一般硬质合金刀即可。由零件图分析,加工此零件可得出两种方案。2加工方案一:加工路线；1，在普床上完成整外圆平端面：左端ø50，切槽ø30×5（夹持端槽），右端ø80。2、加工中，从右往左，R35至40。3、从左往右，GF段，ø36至30。4、车ø40段的ø30×5槽。5、车M36×4螺纹.6、去夹持端。7、将对中点用油砂纸抹平。3加工方案二：加工路线；1、在普通机床上整外圆平端面，完成轴段ø80×130.2、加工中,从右向左,右端设置中心孔。3、先车ø40&

6、#215;35轴段。4、车R35圆弧。5、车ø30×5槽。6、车削螺纹。7、去夹持端。加工时选择方案二二，工艺措施的拟定:1、图样上没有特别的精度要求，一般取表面精度为七级精度，使用中等精度数控CJK6140即可。保证零件的加工要求，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ø80×130mm的热轧45圆钢.3、数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工,先使之获得ø80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坐左端，并留有足够的夹持长度（20毫米），右端用顶

7、尖固定。如下图所示；4(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合，以防止基准不重合，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，在普床上先平端面,加工外圆去除表面的余量达到要求，完成坯料；然后把工件放在数控车床上用三爪自定心卡盘夹持左端，并留有足够的夹持长度（20毫米的夹持端)，右端用顶尖固定再由工艺设计内容依次加工圆柱、圆弧、退刀槽及螺纹，最后用切割刀割断即可完成。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,粗车时留精车加工余量0.25m

8、m，由于螺纹系易损面，应后加工，最后用切割刀切断。2进 给 路 线： ACJK6140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，依零件外轮廓的引入段及延伸尺寸要足够。 B对精加工，依零件外轮廓走刀一次完成精余量的切除。 C螺纹走刀次数的确定： 分九次走刀，切削深度依次为:1。5，0。8，0.6,0.6，0。4，0。4。0。4,0。3,0。2（最后重复一次去光刀去铁屑）。3走 刀 路 线 图： (1）图a为外轮廓走刀路线图。 （2)图b为精车走刀路线图.(3）图c为切槽走刀路线图。 （4）图d为螺纹切削走刀路线图。 5（图a）粗车外轮廓走刀路线图(图b）精车外

9、轮廓走刀路线图6(图c）切槽走刀路线（图d)螺纹切削走刀路线7四.刀具选择:刀具材料为硬质合金：1粗车时循环车削轮廓取一般硬质合金90°右偏刀,从右到左依次车轮廓，为防涉取Kr=35°，取刀杆直径D=20mm×20mm。2精 车 轮 廓 时取硬质合金90°右偏刀，取Kr=35°取刀杆直径D=20mm×20mm.为保证刀尖圆角半径r小于结构上最小圆弧半径，取r=0。15-0.2mm。3切 槽 刀-切削刃宽为5mm，取刀柄D=20mm×20mm。4螺 纹 刀-使用60°外螺纹硬质合金刀，取刀柄D=20mm×2

10、0mm。5切 割 刀-切削刃宽为4mm,取刀柄D=25mm×25mm.6将以上所选定的刀具参数填入以下数控加工刀具卡。见下表数控加工刀具卡产品的名称及代号零件轴零件名称零件轴图号A4序号刀具号刀具规格及名称数量加工表面备注1T0192°硬质合金外圆刀1粗车外表面及平端面右偏刀Kr=35°2T0292°硬质合金外圆刀1精车外表面右偏刀Kr=35°3T03宽度为5mm的切槽刀1切退槽刀宽5mm4T0460°硬质合金螺纹刀1螺纹外螺纹5T05切割刀1切断宽4mm6T06GB/T4459-51打中心孔编制审核批准共 页共 页8五：切削用量的选

11、择:1背吃刀量ap: (查参考文献2：P133表4-2、P136表43)(1）。粗车循环:45钢,经过热轧ap=26mm，取ap=3mm，精车余量:ap=0。25mm.（2）.螺纹循环:粗车ap=1。5mm，循环退刀依次减少.精车余量ap=0。2mm。2。主轴转速（查参考文献2:P136表4-3并参阅机床手册中“主轴转速”) 该零件的加工面由圆柱,圆弧，螺纹等表面组成.因为工件材料为45#中碳钢,尺寸较小.为保证表面精度要求选取切削速度范围为: =90160m/min.8(1）。外轮廓加工： 粗加工: = =100m/min 降20 取 =80 m/minN= =400r/min 精加工： =

12、 =145m/min 降20% 取 =110 m/min n= = =960r/min（2）。螺纹加工: n=960/4-80=160 r/min ap粗=1.5mm逐刀减少 ap精=0.2mm（3）。端面，切槽 切割加工:n=400 r/min3.进给速度的计算- = (参考文献2:P138表44)(1）。外轮廓：粗车：取f=0.4mm/r =0。4×400=160mm/min 精车：取f=0。15 mm/r =0.15×960=140mm/min(2）。螺纹加工: =sf=160×4=640 mm/min9（3）.端面，切槽: =120 mm/min 切端面时

13、可适当加大，f取0.5 mm/r, 则端面=200 mm/min根据上面的计算可得结果表如下：ap（mm)N（r/mm）(m/min)f（mm/r）(mm/min）车削粗车3400800。4160精车0。259601100.15140螺纹粗螺纹1.5160640精螺纹0.2160640切割1。54000。3120切槽1。54000.3120切端面0.54000.5200104。综合前面分析的各项内容并将其填入数控加工工艺卡片.数控加工工序卡片单位名称数控0603产品名称或代号 零件名称 零件图号 零件轴 零件轴 A4工序号程序偏号夹具名称使用设备 车间O01O0603三爪自定心卡盘CJK614

14、0数控车床数控加工中心工号工步内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量 （mm)备注 1车端面T0120×304002000.5手动2打中心孔T06GB/T4459-59602.0手动3从右到左粗车各面T0120×30 400 160 3自动 4从右到左精车各面T0220×30 960 140 0。25自动5切槽T0320×20 400 120 1.5自动6粗车螺纹T0420×20 400 640 1。5自动7精车螺纹T0420×20 400 640 0.2自动8切割T0520×25 400

15、120 1。5手动9用浸油沙纸打磨切割面保证Ra3。2编制审核批准共 页共 页11六。数字处理：1。将编程原点选在图形的最右端Op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。确定M36×4mm螺纹牙底直径及牙深。（1)。计算螺纹牙底直径及牙深的计算: 牙深=0.6495p=0。6495×4=2。598mm 螺纹牙底直径=大径-2×牙深=362×0。6495×4=30.804mm(2)。螺纹走刀次数的确定: 分九次走刀，切削深度依次为1。5，0.8,0。6，0.6，0。4，0.4。0

16、。4，0。3，0.2（最后重复一次去光刀去铁屑.（3).螺纹切削次数参考表(附表一) 附表1：普通螺纹切削深度及走刀次数参数表普通螺纹 牙深=0.6495 P:螺距螺距1。01。52.02.53。03。54.0牙深0。6490。9741。2991.6241。9492.2732.598切削 深度及走刀次数1次0.70.80。91.01.21。51。52次0.40.60。60.70.70.70。83次0.20。40.60.60。60。60。64次0。160.40.40.40。60.65次0.10。40。40.40.46次0.150。40.40。47次0。20。20.48次0。150。39次0.21

17、2七.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名O0603审核序号程序内容程序说明1O0603程序号2G50X150.Z50。T0101；设定工件坐标系建立刀具长度补偿,换1号刀3G96M03S400;恒线速，主轴正转,速度为400r/min序号程序内容程序说明4G00X86.Z3.0;快速定位至循环起点a15G71W0.3R1.0；每次背吃刀量3mm,退刀量1mm6G71P10Q20U0.15W0。05F0.4；粗车的进给量为0.4mm/r7N10G00Z0;开始精车程序段,Z轴移至08G01G42X31.F0.15S960;设定精车进给量,切削速度,建立刀尖半径右补偿9X

18、36。Z2。5;车倒角10Z-35。;Z轴进刀至-35mm11G01X40.0;车直径为40mm的轴12Z-50.0；Z轴进刀至-50mm13X50。0;X轴进刀14G02X80.0Z-70.0R35。0;车顺圆弧15N20G40Z3。0；完成精车程序段，并取消刀尖半径补偿16X86。Z3。;刀具至循环起点a17G70P10G20;精车循环 18G00X1500Z50.0T0303刀具至起点，换第三把刀19G00X450.Z35。0；20G01X30.0F0。3；切槽,进给量为0.3mm21X45。0;X轴退刀22G00X150。0Z50.0T0404；刀具至起点,换第四刀23S160;设置转

19、速为160r/mm24G00X40。0Z11。0;快速定位到b，z11为进刀段25G92X34.5Z33.F4.0；用螺纹切削,循环螺纹第一次走刀26 X33。7；车螺纹第二次走刀27X33.1；车螺纹第三次走刀28X32.5；车螺纹第四次走刀29X32.1；车螺纹第五次走刀30X31.7；车螺纹第六次走刀31X31.3；车螺纹第七次走刀32X31。0;车螺纹第八次走刀33X30.8；螺纹最后精车34G00X150.Z50。;快速退到安全点35M30主轴停转，程序结束,并返回程序开头建议：螺纹车削最好用自动循环。14小组总结一。关于该工件数控加工内容的选择，以及尺寸和形位精度处理及表面粗糙度处

20、理1。数控加工内容的选择 适宜内容：普通机床无法加工的内容宜作为优选内容; 普通机床难工、质量难以保证的内容作为重点选择内容； 普通机床加工效率低、工人劳动强度大，在数控机床还有加工能力充裕时进行选择。 严禁内容：需长期占机调整的内容; 加工余量不稳，在数控机床上无法自动调零的内容； 加工部位零散，在数控机床上加工不方便、效果不明显的内容,在普通机床上补充加工. 本设计工件精度要求为一般七级，表面粗糙度3。2um,所以既适于数控机床上加工，又适于在普通机床上加工。 对于单件小批量生产适于在普通机床上加工,而对于成批量生产时，考虑到提高生产效率，要在数控机床上完成。2。尺寸、形位精度及表面粗糙度

21、处理 （1)尺寸精度保证：图形上尺寸均为IT7级，用数控机床身精度即可保证，通过测量装置、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，尺寸测量、刀具补偿调整和切削加工以及机床停车等一系列工作自动完成,达到所要求的尺寸精度。(2）形位精度：定位基准、设计基准、测量基准及编程原点，四位一体。（3)表面质量保证：表面粗糙度获得为一般加工要求，依车削工件Ra3。26。3um之间,本加工零件选择Ra=3.2um 。要注意端面保证Ra=3。2um ；在用切割刀切断工件后要用油砂纸磨平以保证端面Ra=3。2um 。在确定走刀路线时，不允许有加工刀痕。二.关于坯料的下料方案的提出及处理 1。单坯料：在单件小批量生

22、产中为便捷装夹，采用此方法，左端留出夹持端.此方案应在普通机床上先整外围，后切端面. 2。多坯料：在大批量生产中应将4根ø81×130mm的棒料同时安装,此方案应在数控车床上完成。为考虑经济效益节省加工工时,保持工件表面质量精度，应采取第二方案。三数控工艺制订过程1工艺措施选择理由：根据图样给定的尺寸，没有特别的精度要求。所以选取表面精度为7级精度，使用中等精度数控车床。为符合加工要求,留20mm的左夹持端留有适当的余量，所以选取ø81×130mm的热扎45#圆钢.为保证加工精度在上数控车床前先在普床上完成外圆的准备加工，使之获得ø 80的外圆从而获得工件的回转轴线。根据走刀路线从右到左所以用三爪自定心卡15盘夹持左端。为保证轴向固定，所以加予辅助支撑，右端用顶尖固定。2加工路线设定选择：方案一,虽然加工出的零件表面质量较好更符合要求，但要采用对中加工，分两次装夹,比较复杂，编程麻烦。浪费工时。 方案二，虽然破坏了零件的轴结构,但编程容易其加工较简单节省工时，由于课程设计时间有限,所以选择方案二3工序划分原则使用说明：由于本加工内容不多,按安装次数划分工序,即以一次安装完成4用量值选用处理：根