數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計設(shè)計軸類零件數(shù)控加工工藝規(guī)程及數(shù)控技術(shù)仿真

1、<p><b>　　數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計</b></p><p>　　學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械電子工程 </p><p>　　班 級：機(jī)電091201班 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　時 間：2013年1月15號</p><p>　　數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　課程設(shè)計題目：</b></p><p>　　設(shè)計軸類零件數(shù)控加工工藝規(guī)程及數(shù)控技術(shù)仿真</p>

3、<p><b>　　課程設(shè)計目的：</b></p><p>　　通過數(shù)控加工工藝課程設(shè)計，掌握零件的數(shù)控加工工藝的編制及加工方法。</p><p><b>　　課程設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、前言

4、 第3頁</p><p>　　二、零件圖的工藝分析 第3頁</p><p>　　1.加工內(nèi)容 第4頁</p><p>　　2.毛坯的選擇 第4頁</p><p>　　3.定位基準(zhǔn)的確定 第4頁</p>

5、;<p>　　4.加工順序的確定 第4頁</p><p>　　5.加工工序、工步的確定 第5頁</p><p>　　三、機(jī)床的選擇 第6頁</p><p>　　四、刀具的選擇 第6頁</p><p>　　五、夾具的選擇

6、 第7頁</p><p>　　六、量具的選擇 第7頁</p><p>　　七、切削用量的確定 第7頁</p><p>　　八、機(jī)械加工時間的計算 第8頁</p><p>　　九、編寫數(shù)控部分程序 第9頁</p><p>　　十、數(shù)

7、控仿真及其結(jié)果 第10頁</p><p>　　十一、總結(jié) 第13頁</p><p>　　十二、參考文獻(xiàn) 第14頁</p><p><b>　　一、前 言</b></p><p>　　制造技術(shù)和裝備是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而

8、數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭力。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 </p><p>　　數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、集成化的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率不可少的物資手段。數(shù)控技術(shù)的廣泛

9、應(yīng)用給傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機(jī)械、機(jī)電專業(yè)的人才帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。</p><p>　　隨著我國綜合國力的進(jìn)一步加強(qiáng)。我國經(jīng)濟(jì)全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心。現(xiàn)如今，我國企業(yè)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)參與國際競爭。這就體現(xiàn)了學(xué)好數(shù)控技術(shù)的重要性。</p><p>　　這次課程設(shè)計讓我們更好的熟悉數(shù)控車床、確定加工工藝、學(xué)會分析零件、學(xué)會簡單的程序編

10、程以及數(shù)控仿真，為走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　二、零件圖的工藝分析</p><p><b>　　1.加工內(nèi)容</b></p><p>　　該零件主要有兩端面、φ16外圓面、φ20外圓面、φ25外圓面、槽、倒角、圓弧面等組成。</p><p><b>　　2.毛坯的選擇</b>&

11、lt;/p><p>　　該零件為軸類零件，強(qiáng)度要求不是很高，因此毛坯選擇45鋼鍛件，鍛造方法沒自由鍛，毛坯的尺寸精度要求為IT12級以下即可。選擇φ30的棒料，長度為90mm。</p><p><b>　　3.定位基準(zhǔn)的確定</b></p><p>　　該零件φ16外圓面、φ20外圓面及圓弧面的精度要求較高粗糙度值為1.6，其余各面粗糙度值為6.3

12、。</p><p>　　粗基準(zhǔn)的選擇：按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇次要加工表面為粗基準(zhǔn)。在該零件中左端面加工精度較低，故選擇毛坯左端面為軸向粗基準(zhǔn)，毛坯的的軸線為徑向粗基準(zhǔn)。</p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇：按照基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則及加工要求，選擇左端面為軸向精基準(zhǔn)，φ25的軸線為徑向精基準(zhǔn)。</p><p><b>　　4.加工順序的確定</b&

13、gt;</p><p>　　根據(jù)加工順序的安排原則：（1）基面先行原則；（2）先粗后精原則；（3）先主后次原則；（4）先面后孔原則；（5）先內(nèi)后外原則；（6）上道工序的加工不影響下道工序的定位與夾緊；（7）相同安裝方式或用同一刀具加工的工序，最好連續(xù)加工；（8）在一次裝夾中先加工破壞性較小的工序等原則安排加工順序如下：</p><p>　　在普通車床上加工：加工準(zhǔn)備—粗車左端面—粗車φ25

14、外圓面</p><p>　　—半精車左多面—半精車φ25外圓面—工件掉頭—粗車右端面—粗車φ20外圓面—粗車圓錐面—粗車φ16外圓面—測量各加工面尺寸</p><p>　　在數(shù)控車床上加工：先精車右端面—精車外輪廓面—切槽—檢測已加工零件是否符合加工要求</p><p>　　5.加工工序、工步的確定</p><p>　　根據(jù)工序的劃分原則：（

15、1）按定位方式劃分（2）按所用刀具劃分（3）按粗精加工劃分（4）按加工部位劃分等原則</p><p><b>　　具體工序安排如下：</b></p><p>　　在普通車床上粗車左端面、φ25外圓面；</p><p>　　在普通車床上精車左端面、φ25外圓面；</p><p>　　在普通車床上加工右端面、φ20外圓面、φ

16、16外圓面、錐面；</p><p>　　在數(shù)控車床上精車右端面、外輪廓面并切槽。</p><p><b>　　具體工步安排如下：</b></p><p>　?。?）毛坯調(diào)制處理； </p><p>　?。?）在普通車床上粗車左端面；</p><p>　?。?）在普通車床上粗車φ25外圓面；<

17、/p><p>　?。?）在普通車床上精車左端面，保證粗糙度值為6.3；</p><p>　?。?）在普通車床上精車φ25外圓面，保證徑向尺寸為25mm；</p><p>　?。?）在普通車床上粗車右端面；</p><p>　?。?）在普通車床上粗車φ20外圓面；</p><p>　　（8）在普通車床上粗車圓錐面；</

18、p><p>　　（9）在普通車床上粗車φ16外圓面；</p><p>　　（10）測量零件尺寸以便進(jìn)一步加工；</p><p>　?。?1）在數(shù)控車床上精車右端面，保證零件長度80mm；</p><p>　?。?2）在數(shù)控車床上精車外輪廓面，保證加工要求；</p><p>　?。?3）高頻表面淬火；</p>

19、<p>　　（14）檢驗零件是否符合加工要求。</p><p><b>　　三、機(jī)床的選擇</b></p><p>　　根據(jù)零件樣圖要求，選擇C6140A型臥式車床及數(shù)CK6132（FANAC系統(tǒng)）型數(shù)控臥式車床即可滿足加工要求。</p><p><b>　　四、刀具的選擇</b></p><

20、p>　　刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時，選刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、紅硬性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便，能適應(yīng)高速和大切削用量切削。選刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。</p><p>　　綜上所述，加

21、工端面及外圓面選擇93°硬質(zhì)合金外圓車刀，切槽選用4mm寬的高速鋼切槽刀。</p><p><b>　　選擇刀具安排表</b></p><p><b>　　五、夾具的選擇</b></p><p>　　該工件為軸類零件，選用三爪自定心卡盤即可滿足加工要求。</p><p><b>

22、　　六、量具的選擇</b></p><p>　　該工件為軸類零件，在加工過程中需要測量其直徑及長度，考慮到該零件尺寸較小，故選擇千分尺即可滿足測量要求。</p><p><b>　　七、切削用量的確定</b></p><p>　　切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。對于不同的加工方法，需選擇不同的

23、切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。</p><p>　　選取切削用量的合理順序應(yīng)是：首先選取盡可能大的吃刀量；其 次根據(jù)機(jī)床動力與剛性限制條件或加工表面粗糙度的要求，選擇盡可 能大的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前

24、提下，選取盡可能大的切 削速度，以達(dá)到吃刀量、進(jìn)給量、切削速度三者乘積值最大，這一順 序不能顛倒。</p><p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.4 初步估計進(jìn)給量，然后根據(jù)CA6140參數(shù)確定實際選擇的進(jìn)給量。依據(jù)表1.10各工序在相應(yīng)進(jìn)給量下的切削速度，然后根據(jù)公式n=1000v/πD計算出所需要的轉(zhuǎn)速，最后根據(jù)CA6140的參數(shù)確定主軸轉(zhuǎn)速。根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速，工件的尺寸由公式v=nπD/1000，單位為m/

25、min ，D為工件待加工表面的最大直徑。</p><p><b>　　具體選擇如下：</b></p><p><b>　?。?）背吃刀量</b></p><p>　　粗車時，取背吃刀量ap為2mm；精車時，取背吃刀量ap為0.5mm。</p><p><b>　?。?）進(jìn)給量</b&

26、gt;</p><p>　　粗車時，取進(jìn)給量f為0.2mm/r；精車時，取進(jìn)給量f為0.1mm/r；切槽時，取進(jìn)給量為0.1mm/r。</p><p>　?。?）主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）</p><p>　　粗車時，主軸轉(zhuǎn)速取為600r/min，由公式v=nπD/1000得最大切削速度為56.52m/min</p><p>　　精車時，主軸轉(zhuǎn)速取

27、為1000r/min，由公式v=nπD/1000得最大切削速度為78.5m/min</p><p>　　切槽時，主軸轉(zhuǎn)速取為500r/min，由公式v=nπD/1000得最大切削速度為25.12m/min</p><p>　　八、機(jī)械加工時間的計算</p><p>　　單件時間定額主要由基本時間（機(jī)動時間）、輔助時間、布置工作的時間、休息及生理需要時間、準(zhǔn)備與終結(jié)時

28、間組成。本課題主要計算機(jī)動時間。車削的機(jī)動時間由公式T=L/nf 計算得出。</p><p>　　各工序、工步的機(jī)動時間具體見工序卡。</p><p>　　九、編寫數(shù)控部分程序</p><p>　　編程原點(diǎn)設(shè)置為左端面與軸心線的交點(diǎn)</p><p><b>　　O0001</b></p><p>

29、　　N10G00X100Z200;</p><p>　　N20M03S1000F0.1M08;</p><p><b>　　N30T01;</b></p><p>　　N40G00X35Z80;</p><p><b>　　N50G01X0;</b></p><p>　　N6

30、0G00X35Z82;</p><p>　　N70G71U0.5R1；</p><p>　　N80G71P90Q140U0.01W0.05;</p><p>　　N90G00X12Z80;</p><p>　　N100G01X16Z78;</p><p>　　N110G01Z60;</p><p&g

31、t;　　N120G01X20Z58;</p><p>　　N130G01Z40;</p><p>　　N140G02X25Z15R20;</p><p>　　N150GOOX200Z100;</p><p>　　N160M06T02;</p><p>　　N170G00X30Z60;</p><p&

32、gt;　　N180G01X12;</p><p>　　N190G04X2;</p><p>　　N200G01X30;</p><p>　　N210G00X100Z200;</p><p>　　N220M05M09;</p><p><b>　　N230M30;</b></p>&l

33、t;p>　　十、數(shù)控仿真及其結(jié)果</p><p>　　1.數(shù)控仿真系統(tǒng)的開啟及回原點(diǎn) </p><p>　　進(jìn)入數(shù)控仿真系統(tǒng)界面——按操控面板上得“急?！卑粹o——按“系統(tǒng)啟動”——按“回原點(diǎn)”按鈕——按“Z”按鈕——按 “+”——按“X”——按 “+”——X，Z對應(yīng)的指示燈亮.即完成上述操作. </p><p>　　2、數(shù)控仿真工件裝夾及刀具的選擇安裝: &l

34、t;/p><p>　?。?）點(diǎn)擊工具欄上“定義毛坯”——設(shè)置直徑為30mmX90mm的45鋼圓柱毛坯——點(diǎn)擊“放置零件”——出現(xiàn)“選擇零件”對話框——點(diǎn)“選擇毛坯”——點(diǎn)“安裝零件”——出現(xiàn)“移動零件”對話框——點(diǎn)擊黃色“方向箭頭”——使毛坯外伸 75mm。 </p><p>　?。?）外圓車刀 T01 的選擇安裝：點(diǎn)擊工具欄上“選擇刀具”——出現(xiàn)“刀具選擇”對話框——選“1 號刀位”——選擇

35、“VBMT160402 刃長為16mm刀尖半徑為0.2mm的35度菱形刀片”——選擇刀柄為93 度外圓右向橫柄——點(diǎn)擊“確定”完成操作。T02切槽車刀的選擇和 T01的選擇流程基本是一樣的，只是刀位號是“2 號刀位”。 </p><p>　　（3）內(nèi)螺紋刀的選擇安裝：選擇刀位號5——選擇60度角的菱形刀片——選擇“內(nèi)孔刀柄”——點(diǎn)擊“確定”完成操作。 </p><p>　?。?）外螺紋刀的

36、選擇安裝：選擇刀位號6——選擇60度角的菱形刀片——選擇“外圓刀柄”——點(diǎn)擊“確定”完成操作。</p><p>　　3、數(shù)控仿真刀具的對刀按 </p><p>　?。?）“MDI”鍵——PROGRAM——鍵入T0101——按“EOB”鍵——按“INSERT”鍵——按“循環(huán)啟動”鍵，調(diào)出T01外圓車刀。 </p><p>　?。?）將模式調(diào)到“手動模式”——按“主軸正

37、轉(zhuǎn)”按鈕——車刀沿“Z 軸負(fù)向以合適的背吃刀量切入”——保持 X 軸不變——按“主軸停止”——“測量”得 X 為直徑值——按“編輯”鍵——按“OFFSETSETING”鍵——點(diǎn)擊軟鍵“形狀”——在番號01區(qū)域輸入“X（ ）”——點(diǎn)擊軟鍵“測量”完成 X 軸的對刀——按“主軸正轉(zhuǎn)”——保持Z軸不變——X 軸正向提刀——按“主軸停止”——點(diǎn)擊工具欄“測量”得 Z（ ）——將“Z（ ）+2=Z-k”——在番號01區(qū)域輸入Z-k——點(diǎn)擊軟鍵“測

38、量”完成Z軸的對刀。 </p><p>　?。?）內(nèi)孔車刀的對刀方式和外圓車刀是一樣的，在這里不再贅述。 </p><p>　?。?）螺紋刀的X軸的對刀方式與外圓車刀一樣。在這里僅說一下Z軸的對刀：調(diào)到“手動方式”模式——按“主軸正轉(zhuǎn)”按鈕——調(diào)XZ 軸使螺紋刀靠近圓柱有端面——調(diào)出手輪——調(diào)XZ軸使刀尖剛好接觸右端面的外圓——按“OFFSETSETING”鍵——點(diǎn)擊軟鍵“形狀”——在番號

39、04區(qū)域輸入Z2.0——點(diǎn)擊軟鍵“測量”完成Z軸的對刀。</p><p>　　4、數(shù)控仿真程序的導(dǎo)入、試運(yùn)行、首件試切及自動加工 </p><p>　?。?）按“編輯”模式鍵——PROGRAM——點(diǎn)擊軟鍵“操作”——點(diǎn)擊軟鍵向右的黑色箭頭——點(diǎn)擊工具欄“DNC 傳送”——選擇保存的程序——在操控面板上輸入O0001——點(diǎn)擊軟鍵“READ”——點(diǎn)擊軟鍵“EXEC”——程序被導(dǎo)入 NC 系統(tǒng)—

40、—呈現(xiàn)在 CRT/MDI 操控面板上。 </p><p>　?。?）按“自動運(yùn)行”模式——按“試運(yùn)行”——按“CUSTOM”鍵——按“循環(huán)啟動”鍵。如果不出現(xiàn)報警，則說明程序運(yùn)行正常?？梢杂脕砑庸ち慵?。 </p><p>　　（3）按“自動運(yùn)行”模式——按單段——按“循環(huán)啟動”鍵——不停地按直道完成加工——測量——修正。 </p><p>　　（4）按“自動運(yùn)行”模

41、式——按“試運(yùn)行——按“CUSTOM”鍵——按“循環(huán)啟動”鍵——自動加工。</p><p><b>　　5.仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　十一、總結(jié)</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計說明書的制作用到了幾乎所有的本專業(yè)知識，具有很強(qiáng)的知識綜合性，包含以前學(xué)的機(jī)械制造、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、公差與配合

42、、金屬工藝CAD繪圖等專業(yè)課程，使我更好的把以前學(xué)的各專業(yè)課知識相結(jié)合起來。提高了我的綜合能力，開闊了思路。</p><p>　　通過這次系統(tǒng)的設(shè)計，使我擺脫了單純的學(xué)理論知識的階段，實際設(shè)計提高了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識去解決實際問題的能力，同時也提高了我查文獻(xiàn)資料，設(shè)計手冊，設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖的等其他專業(yè)能力水平，而且對數(shù)控知識的整體掌握，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得

43、到了豐富，并且意志力和耐力都得到不同程度的提高。</p><p>　　我對數(shù)控工具系統(tǒng)的特點(diǎn)和數(shù)控機(jī)床的一般零件的加工和刀具材料和使用范圍有了比較深刻的了解，基本掌握了數(shù)控機(jī)床刀具的選用方法;經(jīng)過設(shè)計加工工藝方案，進(jìn)一步了解了工件定位的基本原理，定位方式與定位元件，對教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則方法有了更深的理解；經(jīng)過編制零件的加工程序，基本熟悉數(shù)控編程的基本內(nèi)容及步驟，編程的種類，程序的結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前

44、數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容，基點(diǎn)坐標(biāo)，輔助程序段的數(shù)值計算有了進(jìn)一步的認(rèn)識。工藝設(shè)計，數(shù)值計算及程序編制的整個過程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計過程中通過自己不斷的學(xué)習(xí)，尤其自主學(xué)習(xí)和實踐以及實驗，我克服了許多的難題，這種成就感使我感到十分的喜悅和興奮。</p><p>　　這次課程設(shè)計對我今后的學(xué)習(xí)工作有很大幫助。</p><p><b>　　十二、參考文獻(xiàn)</b></p&g

45、t;<p>　　1.王先逵、張平寬編著.機(jī)械制造工程學(xué)基礎(chǔ).北京（清華）：國防工業(yè)出版社.2011</p><p>　　2.孫麗媛編著.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo).北京：冶金工業(yè)出版社.2003</p><p>　　3.王光斗、王春福主編.機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上海：上?？茖W(xué)出版社.1988</p><p>　　4.吳宗澤、羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計

46、手冊.北京：高等教育出版社.1998</p><p>　　5.李益民主編.機(jī)械制造工藝簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1994</p><p>　　6.王伯平主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2011</p><p>　　7.陳俊龍主編.數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床.浙江：浙江大學(xué)出版社.2012</p><p>　　8.尹成湖主編.機(jī)

47、械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社.2008</p><p>　　9.明興祖等主編.數(shù)控加工綜合實踐教程.北京：清華大學(xué)出版社2008</p><p>　　10.張進(jìn)生、房曉東主編.機(jī)械工程專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003</p><p>　　11.于大國主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)與機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計教程.北京：國防工業(yè)出版社.2011</p