数控加工工艺与编程课程

1、数控加工工艺课程设计说明书设计题目： 动模座板 机电一体化教研室2010年 7 月目录引言： . 3一、设计目的 3二、设计主要步骤4（一）分析零件图纸4（二）确定毛坯尺寸6（三）数控加工工艺分析 71、工序加工内容72、选择加工机床 73、加工工艺设计94、工序卡片215、工序走刀路线图 226.加工程序 237.用仿真系统验证31三、心得体会31四、参考文献31前 言数控加工工艺课程设计,是在全部学完数控加工工艺学,数控编程及操作等大部分专业课的基础上进行的一个教学坏节.这是在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练.因此,它在四年的大学生生活中占有

2、重要地位。本次课程设计是对具体零件加工工艺的设计及程序的编制,它综合考查了我们对零件的工艺分析能力和数控编程指令的理解,如能独立认真地完成这次设计将对能力的提高和知识的掌握及灵活的运用起到很大的促进作用。一、设计目的：数控加工工艺课程设计是一个重要的实践性教学环节，要求学生运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的有：1 、通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控加工工艺和数控编程的基本内容和基本知识，学习总体方案的拟定、分析与比较的方法。2 、通过对夹具的设计，掌握数控夹具的设计原则以及如何保证零件的工艺尺寸。3、 通过工艺分析，掌握零件的毛坯选择方式以及相关的基准的确定，确定加

3、工顺序。4、 通过对零件图纸的分析，掌握如何根据零件的加工区域选择机床以及加工刀具，并根据刀具和工件的材料确定加工参数。5、 锻炼学生实际数控加工工艺的设计方法，运用手册、标准等技术资料以及撰写论文的能力。同时培养学生的创新意识、工程意识和动手能力。二、设计主要步骤：(一) 分析零件图纸1、在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素（1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩

4、、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。（3）要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。（5）此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。2、该零件的材料为Q235钢。加工的内容有平面、孔、和螺纹，集中在上下表面和两个侧面。（1）该零件为动模座板，材料为Q235，是一个长方体零件，且其尺寸不是很大，故其易于装夹。（2）以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求

5、是Ra0.8m.。其余表面粗糙度要求是Ra3.2m.如上表面、四周轮廓等。（3）以上表面为主加工面加工孔，分别是以622和616为一组的阶梯孔，以及425的通孔，100、35及13组合孔，其要求一定的同轴度，还有4M6的螺纹孔，所有孔的表面粗糙度要求是Ra3.2m。（4）从定位和加工两个方面考虑，应先加工长方形外轮廓。然后加工下表面，再以下表面定位加工上表面，以保证两平面的平行度要求，再以下表面定位加工上表面的孔和螺纹，以保证孔的轴线垂直，才能进行加工。(二) 确定毛坯尺寸零件的材料为Q235，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

6、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Q235钢板作为毛坯。由于该零件的长宽高为35030025mm，毛坯的尺寸应该比零件大。查手册中的钢材标准GB-T709-1988，考虑一定的加工余量，从标准中选钢板的厚度为30mm。采用氧割下料，下料尺寸为365315mm。综上所述，毛坯选择365mm315mm30mm的Q235钢。动模座板零件工艺规程如下：工序工序名称加工内容加工设备1下料下365mm310mm30mm的Q235钢氧割2钳工去毛刺，飞边。辅助工序3铣外轮廓粗、精铣外轮廓至尺寸普通

7、铣床4铣上表面粗、精铣上表面加工中心5铣以上表面为基准面定位，粗，半精、精铣下表面加工中心6铣、钻、镗、攻丝以下表面为基准面定位，钻孔，粗，精镗组合孔，倒角加工中心7钳工去毛刺，锐边倒钝辅助工序(三) 数控加工工艺分析由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于动模座板来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度以及下表面精度，处理好孔和平面之间的相互关系。在上表动模座板零件工艺规程中，拟定工序4、5、6为加工中心加工工序，现对该加工工序进行工艺分析。1、工序加工内容（1）以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，

8、其底面的粗糙度要求是Ra0.8m.。其余表面粗糙度要求是Ra3.2m.如上表面、四周轮廓等。（2）以上表面为主加工面加工孔，分别是以622和616为一组的沉头孔，以及425的通孔，100、35及13组合孔，其要求一定的同轴度及定位精度，还有4M6的螺纹孔，所有孔的表面粗糙度要求是Ra3.2m。2、选择加工机床 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，所以选择普通国产立式

9、加中心。 7.5/11 3、加工工艺设计（1）选择加工方法上下表面的加工由零件图可知，上表面要求的粗糙度是3.2，查数控加工工艺与编程表2-14知，要达到3.2的粗糙度要求，应采用粗铣精铣的加工方案。由于下表面有粗糙度要求高，所以应该先加工上表面，再把工件反转加工下表面。下表面也采用粗铣半精铣精铣的加工方案，才能达到0.8的粗糙度要求。13的通孔加工由零件图可知，对16的通孔只要求表面粗糙度是3.2，查数控加工工艺与编程表2-13知，采用钻中心孔钻孔以左边轮廓为定位基准的加工方案。100、35的孔加工由零件图可知，表面粗糙度是3.2，查数控加工工艺与编程表2-13知，在13的通孔基础上，采用打

10、粗镗精镗的加工方案。先镗35的孔，保持深度20mm，再镗100的孔，保持深度5mm。用22的钻头倒角。62216的阶梯孔的加工 由零件图可知，对62216的阶梯孔表面粗糙度是3.2，查数控加工工艺与编程表2-13知，16采用钻中心孔钻绞孔以13的通孔轴线为定位基准的加工方案即可，在已加工16孔的基础上扩孔镗孔至22的尺寸,保持深度16mm。 425的通孔加工由零件图可知，对25的通孔要求表面粗糙度是3.2，查数控加工工艺与编程表2-13知，采用钻中心孔钻绞孔以13的通孔轴线为定位基准的加工方案。 4M6的螺纹孔的加工要加工螺纹孔，必须先加工出螺纹底孔。查机械设计课程设计表13-1，可知加工的M

11、6的螺纹孔的底孔直径是4.917，取5. 查数控加工工艺与编程表2-13知，采用钻中心孔钻底孔 攻螺纹的加工方案。（2）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：粗、精铣上表面粗、半精、精铣下表面-钻上表面各孔的中心孔钻、铰13的孔粗、精镗35、100的孔钻绞16扩22的孔钻绞25的孔钻5底孔、攻M6的螺纹。（3）确定装夹方案和选择夹具该零件的形状简单，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，采用通用虎钳即可。采用搭压板的装夹方案上表面的孔和螺纹， （4）刀具的选择根据选择的加工工艺

12、及零件图的尺寸，确定刀具的类型及尺寸。上下表面的加工由于加工的毛坯面是365310，选择125的6齿硬质合金面铣刀。 选择5的中心钻用于钻中心孔。13的通孔加工选择12.8钻头钻通孔，13的铰刀100、35的孔加工选择30钻头钻底孔，33的镗刀粗镗，35的镗刀精镗。然后选择100的镗刀扩孔至尺寸。62216的阶梯孔的加工选择15.8钻头钻孔，16的铰刀，然后选择22的镗刀扩孔至尺寸。425的通孔加工选择24.7的钻头，25的铰刀绞孔至尺寸。4M6的螺纹孔的加工选择5钻头钻底孔，M6的丝锥加工5的螺纹孔。（5）切削用量的计算 上表面的加工机床：XK716D立式加工中心刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀

13、）材料： 齿数A粗铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：， 式（1.1）每分钟进给量： 式（1.2）B精铣：铣削深度：，每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速，由式（1.1）有：， 每分钟进给量： 下表面的加工机床：XK716D立式加工中心刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数A粗铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：， 式（1.1）每分钟进给量：

14、式（1.2）B半精铣：铣削深度：，每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速，由式（1.1）有：， 每分钟进给量： C.精铣铣削深度：，每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速，由式（1.1）有：， 每分钟进给量：钻中心孔刀具：高速钢中心钻， 钻削深度：根据机械加工工艺手册表2.4-38，进给量，取。根据机械加工工艺手册表查得：切削速度，机床主轴转速，铣削速度：由式（1.1）有：，取每分钟进给量：钻13的孔刀具：麻花钻， 钻削深度：根据机械加工工艺手册表2.

15、4-41，进给量,取。根据机械加工工艺手册表查得：切削速度，机床主轴转速，铣削速度： 由式（1.1）有：，取每分钟进给量：刀具：，13的铰刀 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-58，进给量。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-69，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：100、35的孔加工A、粗镗 35的孔刀具：33的镗刀进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-66，确定进给量。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：B. 精镗 33的孔刀具：35的镗刀 进给量：根据机

16、械加工工艺手册表2.4-66，因此确定进给，。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取：,机床主轴转速，由式（1.1）有：，取工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：C粗镗 35的孔刀具：，97的镗刀进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-66，确定进给量。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：取 工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：D. 精镗97的孔刀具：100的镗刀 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-66，因此确定进给，。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取：,机床主轴转速，由式（1.1）有：，取工作台每分钟进给量，由式（1.

17、7）有：62216的阶梯孔的加工A. 刀具：麻花钻， 钻削深度：根据机械加工工艺手册表2.4-41，进给量,取。根据表查得：切削速度，机床主轴转速，铣削速度： 由式（1.1）有：，取每分钟进给量：刀具：，16的铰刀 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-58，进给量。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-69，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：B. 锪至22的孔刀具：，22的镗刀 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-67，由此确定进给量。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取工作台每分钟进给量，由式（1

18、.7）有：425的通孔加工A刀具：，24.7的麻花钻 钻削深度：根据机械加工工艺手册表2.4-41，进给量,取。根据机械加工工艺手册表查得：切削速度，机床主轴转速，铣削速度： 由式（1.1）有：，取每分钟进给量： B倒孔13的角24.7的麻花钻 钻削深度：根据机械加工工艺手册表2.4-41，进给量,取。根据机械加工工艺手册表查得：切削速度，机床主轴转速，铣削速度： 由式（1.1）有：，取每分钟进给量：C刀具：，25的铰刀 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-58，进给量。切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-69，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取工作台每分钟进给量，由式（1.7）有：

19、4M6的螺纹孔的加工A. 钻5的底孔刀具：，5的麻花钻 钻削深度：根据机械加工工艺手册表2.4-73，进给量,取。根据机械加工工艺手册表查得：切削速度，机床主轴转速，铣削速度： 由式（1.1）有：，取每分钟进给量：B. 攻M6的螺纹刀具：高速钢机动M6丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取每分钟进给量：4、工序卡片广西工学院机械加工工卡零件名称动模座板零件编号zsm-13工序号工序名称加工设备夹具名称材料班级姓名日期01铣VMC640通用夹具Q235机自Y073莫运超2010.7工步号工步内容 刀具切削用量刀具

20、号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度/（ mm/min）背吃刀量/（mm齿数1粗铣上表面T01硬质合金端铣刀300180262精铣上表面T01硬质合金端铣刀4002400.56翻转以上表面为基准加工下表面3粗铣下表面T01硬质合金端铣刀300180264半精铣下表面T01硬质合金端铣刀400220.465.精铣下表面T01硬质合金端铣刀4501120.16翻转以下表面为基准加工上表面的孔6钻中心孔T02高速钢中心钻220024047钻12.8的孔T03高速钢麻花钻60016858绞12.8的孔至尺寸13T04机用铰刀4002400.89粗镗13的孔至尺寸33T05硬质合金镗刀250

21、5010精镗33的孔至尺寸35T06硬质合金镗刀2003011粗镗35的孔至尺寸97T07硬质合金镗刀905412精镗97的孔至尺寸100T08硬质合金镗刀802013钻615.8的孔T09高速钢麻花钻60019814锪615.8的孔至尺寸22T10高速钢锪钻3303315绞15.8的孔至尺寸16T11机用铰刀25052.516钻424.7的通孔T12高速钢麻花钻40016017倒孔13的角T12高速钢麻花钻40016018绞24.7的孔至尺寸25T13机用铰刀14014019钻5的螺纹底孔T14高速钢麻花钻190022820钻4-M6深25螺纹孔T15丝锥800800广西工学院机械加工工卡零

22、件名称动模座板零件编号zsm-13工序号工序名称加工设备夹具名称材料班级姓名日期02铣普通铣床通用夹具Q235机自Y073莫运超2010.7工步号工步内容 刀具切削用量刀具号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度/（ mm/min）背吃刀量/（mm）1铣外轮廓至尺寸T0130立铣刀630220105、工序走刀路线图 粗铣面 6.加工程序%加工上表面O0000N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T1 M6N106 G0 G90 G54.1 P3 X-165. Y.002 S300 M3N108 G43 H1 Z50.N110 Z37.5N112

23、 G1 Z26. F180.N114 X515.N116 Z36. F0.N118 G0 Z50.N120 X-165. Y100.001N122 Z36.N124 G1 Z26. F180.N126 X515.N128 Z36. F0.N130 G0 Z50.N132 X-165. Y199.999N134 Z36.N136 G1 Z26. F180.N138 X515.N140 Z36. F0.N142 G0 Z50.N144 X-165. Y299.998N146 Z36.N148 G1 Z26. F180.N150 X515.N152 Z36. F0.N154 G0 Z50.N156

24、S400 M3N158 Y.002N160 Z37.5N162 G1 Z25. F240.N164 X-165.N166 Z35. F0.N168 G0 Z50.N170 X515. Y100.001N172 Z35.N174 G1 Z25. F240.N176 X-165.N178 Z35. F0.N180 G0 Z50.N182 X515. Y199.999N184 Z35.N186 G1 Z25. F240.N188 X-165.N190 Z35. F0.N192 G0 Z50.N194 X515. Y299.998N196 Z35.N198 G1 Z25. F240.N200 X-16

25、5.N202 Z35. F0.N204 G0 Z50.N206 M5N208 G91 G28 Z0.N210 G28 X0. Y0. N212 M30%加工下表面O0000N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T1 M6N106 G0 G90 G54 X-515. Y-299.998 S300 M3N108 G43 H0 Z50.N110 Z37.5N112 G1 Z26. F180.N114 X165.N116 Z36. F0.N118 G0 Z50.N120 X-515. Y-199.999N122 Z36.N124 G1 Z26. F180.N1

26、26 X165.N128 Z36. F0.N130 G0 Z50.N132 X-515. Y-100.001N134 Z36.N136 G1 Z26. F180.N138 X165.N140 Z36. F0.N142 G0 Z50.N144 X-515. Y-.002N146 Z36.N148 G1 Z26. F180.N150 X165.N152 Z36. F0.N154 G0 Z50.N156 S400 M3N158 Y-299.998N160 Z37.5N162 G1 Z25.2N164 X-515. F240.N166 Z35.2 F0.N168 G0 Z50.N170 X165. Y

27、-199.999N172 Z35.2N174 G1 Z25.2N176 X-515. F240.N178 Z35.2 F0.N180 G0 Z50.N182 X165. Y-100.001N184 Z35.2N186 G1 Z25.2N188 X-515. F240.N190 Z35.2 F0.N192 G0 Z50.N194 X165. Y-.002N196 Z35.2N198 G1 Z25.2N200 X-515. F240.N202 Z35.2 F0.N204 G0 Z50.N206 S450 M3N208 X165. Y-299.998N210 Z37.5N212 G1 Z25.N21

28、4 X-515. F112.N216 Z35. F0.N218 G0 Z50.N220 X165. Y-199.999N222 Z35.N224 G1 Z25.N226 X-515. F112.N228 Z35. F0.N230 G0 Z50.N232 X165. Y-100.001N234 Z35.N236 G1 Z25.N238 X-515. F112.N240 Z35. F0.N242 G0 Z50.N244 X165. Y-.002N246 Z35.N248 G1 Z25.N250 X-515. F112.N252 Z35. F0.N254 G0 Z50.N256 M5N258 G91

29、 G28 Z0.N260 G28 X0. Y0. N262 M30%孔的加工O0000N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T2 M6N106 G0 G90 G54.1 P10 X28. Y247. S2200 M3N108 G43 H2 Z100. M8N110 G98 G81 Z20. R32.5 F240.N112 X73. Y252.N114 X175.N116 X277.N118 X322. Y247.N120 X175. Y150.N122 X28. Y53.N124 X73. Y48.N126 X175.N128 X277.N130 X3

30、22. Y53.N132 G80N134 Z100.N136 M5N138 G91 G28 Z0. M9N140 G28 X0. Y0. N142 M01N144 T3 M6N146 G0 G90 G54.1 P10 X175. Y150. S600 M3N148 G43 H3 Z100. M8N150 G98 G81 Z-10. R32.5 F168.N152 G80N154 M5N156 G91 G28 Z0. M9N158 G28 X0. Y0. N160 M01N162 T4 M6N164 G0 G90 G54.1 P10 X175. Y150. S400 M3N166 G43 H4

31、Z100.N168 G98 G81 Z-10. R32.5 F240.N170 G80N172 M5N174 G91 G28 Z0.N176 G28 X0. Y0. N178 M01N180 T5 M6N182 G0 G90 G54.1 P10 X175. Y150. S250 M3N184 G43 H5 Z100. M8N186 G98 G81 Z10. R32.5 F50.N188 G80N190 M5N192 G91 G28 Z0. M9N194 G28 X0. Y0. N196 M01N198 T6 M6N200 G0 G90 G54.1 P10 X175. Y150. S200 M3

32、N202 G43 H6 Z100. M8N204 G98 G81 Z10. R32.5 F30.N206 G80N208 M5N210 G91 G28 Z0. M9N212 G28 X0. Y0. N214 M01N216 T7 M6N218 G0 G90 G54.1 P10 X175. Y150. S90 M3N220 G43 H7 Z100. M8N222 G98 G81 Z20. R32.5 F54.N224 G80N226 M5N228 G91 G28 Z0. M9N230 G28 X0. Y0. N232 M01N234 T8 M6N236 G0 G90 G54.1 P10 X175

33、. Y150. S80 M3N238 G43 H8 Z100. M8N240 G98 G81 Z20. R32.5 F20.N242 G80N244 M5N246 G91 G28 Z0. M9N248 G28 X0. Y0. N250 M01N252 T9 M6N254 G0 G90 G54.1 P10 X73. Y252. S600 M3N256 G43 H9 Z100. M8N258 G98 G81 Z-10. R32.5 F198.N260 Y48.N262 X277.N264 Y252.N266 X175.N268 Y48.N270 G80N272 Z100.N274 M5N276 G

34、91 G28 Z0. M9N278 G28 X0. Y0. N280 M01N282 T10 M6N284 G0 G90 G54.1 P10 X73. Y252. S330 M3N286 G43 H10 Z100. M8N288 G98 G81 Z9. R32.5 F33.N290 Y48.N292 X277.N294 Y252.N296 X175.N298 Y48.N300 G80N302 Z100.N304 M5N306 G91 G28 Z0. M9N308 G28 X0. Y0. N310 M01N312 T11 M6N314 G0 G90 G54.1 P10 X73. Y252. S250 M3N316 G43 H11 Z100. M8N318 G98 G81 Z-10. R32.5 F52.5N320 Y48.N322 X277.N324 Y252.N326 X175.N328 Y48.N330 G80N332 Z100.N334 M5N336 G91 G28 Z0. M9N338 G28 X0. Y0. N340 M01N342 T12 M6N344 G0 G90 G54.1 P10 X322. Y53. S400 M3N346 G43 H12 Z100.N348 G98 G81 Z-10. R32.5 F160.N350 Y247.N352 X28.N35