数控加工工艺及其编程课程设计

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课题名称：学生姓名：专 业：成 绩：（

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机电工程学院

《数控加工工艺及编程课程设计》

说 明 书

数控编程设计报告书 学号： 班级：

指导教师签字：

2013年 1月 8日

目录

一、 设计要求及任务…………………………….3 二、 设计目的……………………………………..3 三、 零件的加工工艺分析……………………….4 四、 机床设备选择……………………………….5 五、 选择刀具及切削用量……………………….5 六、 确定工件的装夹方式……………………….6 七、 确定数控加工刀具及加工工序卡片………6 八、 数控加工程序………………………………6 九、 小结…………………………………………10 参考文献………………………………………. 11 十、

设计内容 一、设计任务及要求 计算说明 结论 1.根据指导书提供的零件图及相关技术要求，选用合适的数控机床，设计加工工艺、手工编写数控程序，并使用仿真软件进行加工仿真。 2. 1）数控编程讲解、准备有关资料（天）； 2）绘制零件图（天）； 3）分析零件数控加工工艺（天）； 4）设计数控加工工艺卡（天）； 5）编写数控加工走刀路线图（天）； 6）编写数控加工程序（天）； 7）上机调试程序（天）； 8）编写设计说明书（1天）； 二、设计的目的 本课程设计是学完数控编程之后，进行的一个重要的实践性教学环节，它一方面要求学生能根据零件图，用ISO码编制数控加工程序，熟悉加工程序输入、检查、编辑及执行的方法，另一方面，为今后的毕业设计、从事数控加工领域工作打下扎实的基础。 通过练习，学生需要达到如下目标： 1）针对设计任务选择合适的实现方案； 2）培养学生查阅技术手册和有关技术资料的能力； 3）培养学生程序设计能力； 4）培养学生程序调试能力； 5）培养学生编制技术文档的能力； 6）培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的科学态度。 设计内容 计算说明 三．零件的分析说明如下图所示： 毛坯：80*60*27，45钢 精加工余量：（单边） 粗加工参数：主轴600r/min，进给r，背吃刀量3mm 精加工参数：主轴800r/min，进给r 加工路线： 铣端面2mm-精铣轮廓----钻Φ24的圆----钻Φ10H8的孔----精铣Φ24圆 加工坐标系：（0，0，25） 四，机床设备的选择 根据该零件图所示为平面类零件，需要的加工的为平面，轮廓，孔，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的HNC-22M型数控铣床来加工此零件。 五，选择刀具及切削用量 选择刀具 常用的铣刀类型 常用的有圆柱铣刀、立铣刀、硬质合金面铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀、半圆键槽铣刀、锯片铣刀、角度铣刀和球头铣刀等。 铣刀主要参数的选择 刀具的选择应考虑工件材质、加工轮廓类型、机床允许的切削用量和刚性以及刀具耐用度等因素。一般情况下应优先选用标准刀具特别是硬质合金可转位刀具必要时可采用各种高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。对于硬度大的难加工工件可选用整体硬质合金、陶瓷刀具、CBN刀具等。 刀具的选择是数控加工工序设计的主要内容之一它不但影响机床的加工效率而且直接影响加工质量。另外数控机床主轴转速比普通机床高1-2倍且主轴输出功率大因此与传统加工方法相比数控加工对刀具的要求更高不仅要求精度高、强度大、刚度好、耐用度高而且要求尺寸稳定、安装调整方便。数控机床对所使用的刀具有许多性能上的要求只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。在选择数控机床所用刀具时应注意以下几个方面 (1)良好的切削性能。现代数控机床正向着高速、高刚性和大功率方向发展因而所使用刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定这是由于在数控机床上为了保证加工质量往往实行按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。 (2)较高的精度。随着数控机床、柔性制造系统的发展要求刀具能实现快速和自动换刀又由于加工的零件日益复杂和精密这就要求刀具必须具备较高的形状精度。对数控机床上所用的整体式刀具也提出了较高的精度要求有些立铣刀的径向尺寸精度高达5μm以满足精密零件的加工需要。 (3)先进的刀具材结论 料。刀具材料是影响刀具性能的重要环节。除了不断发展常用的高速钢和硬质合金钢材料外涂层硬质合金刀具已在国外普遍使用。硬质合金刀片的涂层工艺是在韧性较大的硬质合金基体表面沉积一薄层一般57μm高硬度的耐磨材料把硬度和韧性高度地结合在一起从而改善硬质合金刀片的切削性能。 在如何使用数控机床刀具方面也应掌握一条原则尊重科学按切削规律办事。对于不同的零件材质在客观规律上就有一个切削速度v、背吃刀量aP、进给量f三者互相适应的最佳切削参数。这对大零件、稀有金属零件、贵重零件 5．2选择切削用量 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本 六，确定工件的装夹方式 由于这个工件时一个长方体类零件，所以可以通过通用夹具装夹，例如平口钳 七、确定数控加工刀具及加工工序卡片1-1、1-2图 数控加工工序卡片1-1 数控加工工序卡 件名称 备名称及型号 45钢 硬度 HRC18-22 简单工件加工 零件图号 JXTM01-001 数控铣床HNC-22M 数控综合加工 工序号 夹具名称 平口钳 工序名称 80 切削用量 步号 工步内容 n Vf f 刀具 量具 编 号 名称 名称 1 粗加工上表600 300 面 0．133 Φ30端面1T铣刀．5 1 （5个刀片） 25-50外径千分尺 2 精加工上表800 160 面 0．04 Φ30端面0T铣刀．1 1 （5个刀片） 25-50外径千 分尺 3 粗加工外形轮廓面 500 120 0．08 4 铣削边角料 φ16粗T2 齿32 刃立铣刀 0-200游标卡尺 5 钻孔 550 80 0．072 6精加工外轮廓面 800 100 0．03 Φ100-1251T直柄游标卡．5 3 麻花尺 钻 φ1675-100T细齿外径千02 四刃分尺 ．1 立铣深度千刀 分尺 数控铣床刀具调整卡 零件名称 设备名称 材料名称及数控铣床 45 简单工件加工 设备型号 硬度 HRC18数控铣床HNC-22M 零件图号 程序号 工序JXTM01-001 0000001 80 工序名称 数控综牌号 序刀具编号 号 1 T1 2 T3 3 T2 4 T4 刀具名称 Φ30端面铣刀（5个刀片） Φ10直柄麻花钻 Φ16精粗齿3刃立铣刀 Φ8精齿3刃立铣刀 -22 刀片材料牌号 合加工 号 刀具参数 刀补地址 刀尖刀杆规格 半径 长度 半径 Φ30 Φ10 Φ16 Φ10 BT40ER32 D1 BT40ER32 D2 BT40ER32 D3 BT40ER32 D4 H1 H2 H3 H4 硬质合金 高速钢 硬质合金 高速钢 八、数控加工程序 G40 G17 G90 G70 G91 G28 T01 M06 G0 G90 X110. S0 M03 G43 Z12. H01 Z3. G1 F250. M08 X95. X65. X95. X110. Z3. G0 Z12. Z3. G1 X-15. . G0 Z12. . G1 X-15. X95. . G0 Z12. M02 T02 M06 N0040 G0 G90 S0 M03 G43 Z10. H02 Z-4. G1 F250. M08 Z-10. G2 G1 G2 Y32. G3 G2 X67. G1 X73. G2 G1 G2 X81. Y32. G1 Y10. G2 X73. Y2. I-8. G1 X7. G2 X-1. Y10. J8. G1 Y32. G2 I26. X51. Y32. G3 X59. I4. G2 X67. Y40. I8. G1 X73. G2 J-8. G1 G2 G1 G3 G1 G3 X80. G1 . Z-7. G0 Z10. M02 T03 M06 G0 G90 S0 M03 G43 Z10. H03 Z-4. G1 F250. M08 Y40. X17. Y32. . G3 I2. G1 X17. G3 I8. G1 X21. Z-7. G0 Z10. M02 T04 M06 G0 G90 X55. Y32. S0 M03 G43 Z-7. H04 G81 R-7. F250. G80 M02 九，小结 两个星期的课程设计就要结束了，虽然这并不是我第一次做课程设计，但我从中依然学到了很多东西，同时发现了自己在各个方面的不足之处，获益匪浅。本次课程设计贯穿本门课程所学到的理论知识与实践操作技术，从分析设计到计算、操作得到成品，是运用数控机床实际操作的一次综合练习。 此次课程设计要求我们能够对这学期所学的数控技术方面的知识有较全面的掌握很熟练运用。通过对零件的工艺路线和走刀轨迹坐标的计算、数控加工程序的编制以及数控机床上的调试，使得我对数控技术的知识有了更加深刻的了解，并能够理解理论结合实际的编制一些加工程序，然后正确使用数控机床进行加工。 通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项课题相结合开设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论运用于实际，有让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。 在本次设计，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和网络成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益匪浅。 十，参考资料 【1】《数控技术》 朱晓春 主编 机械工业出版社 【2】《机械制造技术基础》 熊良山 严晓光 张福润 华中科技大学出版社 【3】《数控加工编程操作技巧与禁忌》 顾雪艳 主编 机械工业出版社 【4】《数控机工技术》 徐宇明 主编 科学出版社 【5】《数控铣工使用技巧》 沈建锋 于晓平 主编 化学工业出版社 【6】《数控细小编程与加工》 赵刚 主编 化学工业出版社

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