數(shù)控課程設(shè)計說明書

1、<p>　　《數(shù)控加工工藝與編程》課程設(shè)計</p><p>　　姓 名： </p><p>　　系 別： 機械工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 數(shù)控專業(yè) </p><p>　　班 級： 機自Y084班 </p><p>　　

2、指導(dǎo)教師： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p><b>　　2011年 6 月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言2</b></p&g

3、t;<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書3</b></p><p><b>　　一、任務(wù)說明3</b></p><p><b>　　1.1任務(wù)要求3</b></p><p>　　1.2任務(wù)內(nèi)容概述3</p><p>　　二、數(shù)控加工工藝4</p>

4、;<p><b>　　2.1工藝分析4</b></p><p>　　2.1.1零件的工藝分析4</p><p>　　2.1.2 選擇毛坯5</p><p>　　2.1.3 擬定工藝路線6</p><p>　　2.2工件的定位和裝夾7</p><p>　　2.2.1 確定定位

5、方式和裝夾方案7</p><p>　　2.2.2 夾具選材7</p><p>　　2.2.3 夾具設(shè)計方案圖8</p><p>　　2.3選擇數(shù)控機床10</p><p>　　2.4選擇刀具和確定切削用量11</p><p>　　2.3.1 選擇切削用量原則11</p><p>　　

6、2.3.2 計算切削用量12</p><p>　　2.3.2 制定數(shù)控加工工藝過程卡片15</p><p>　　2.3.3 制定數(shù)控加工工序卡片16</p><p>　　2.3.4 刀具明細表20</p><p>　　2.5確定走刀路線21</p><p>　　2.6建立三維模型和編制加工程序21</

7、p><p><b>　　總結(jié)29</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量、發(fā)揮數(shù)控機床有效能的前提條件。本設(shè)計正是從數(shù)控加工的實

8、用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在結(jié)合數(shù)控加工切削基礎(chǔ)、數(shù)控機床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識上，分析了具體零件在加工中心上的加工工藝。</p><p>　　本次數(shù)控加工工藝的課程設(shè)計，我們根據(jù)具體零件加工圖樣進行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和夾具。用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加工程序單；用自動編程軟件或手工編程。通過數(shù)控仿真軟件對程序和

9、刀具走刀路徑進行模擬仿真。用UG來畫出工件和夾具的三維圖并裝配好供分析使用。制作工藝時還對工藝卡片進行制作。在本次工藝中，粗加工時，要以提高生產(chǎn)效率，但同時應(yīng)考慮到經(jīng)濟性和加工成本，對于半精加工和精加工，應(yīng)首先保證加工質(zhì)量，同時兼顧切削效率，經(jīng)濟和加工成本，要選擇合適的參數(shù)在最短時間內(nèi)加工出精度較高的工件和設(shè)計出適當(dāng)?shù)墓に嚳ā?lt;/p><p>　　2011年6月25日</p><p>&l

10、t;b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　1、數(shù)控加工編程任務(wù)書；</p><p>　　2、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡片和數(shù)控刀具明細表；</p><p>　　3、夾具方案圖和刀具進給路線圖；</p><p>　　4、

11、根據(jù)零件平面圖建立零件三維模型；</p><p>　　5、至少編制一個工步的加工程序；</p><p><b>　　一、任務(wù)說明</b></p><p><b>　　1.1任務(wù)要求</b></p><p><b>　　零件分析；</b></p><p>

12、<b>　　繪制零件圖；</b></p><p>　　設(shè)計加工順序、選擇機床、夾具；</p><p>　　計算工序尺寸、繪制毛坯圖、工序圖；</p><p>　　選擇刀具和切削參數(shù)，繪制三維造型與編寫程序，填工藝文件；</p><p><b>　　寫說明書。</b></p><p

13、><b>　　1.2任務(wù)內(nèi)容概述</b></p><p>　　零件分析：零件分析就是看了圖紙后對零件作出的加工分析,其中包括:零件分析結(jié)果、確定加工方案、工藝處理等； </p><p>　　繪制零件圖： 繪制零件圖就是用CAD把零件圖畫出來，用UG繪制三維圖；</p><p>　　設(shè)計加工順序、選擇機床、夾具：設(shè)計零件的詳細加工路線、順序

14、，合理的選擇機床、夾具 ；</p><p>　　計算工序尺寸，繪制毛坯圖、工序圖：通過零件圖和工藝路線計算出需要加工的零件的每一步工序尺寸，繪制毛坯圖、工序圖、標(biāo)尺寸；</p><p>　　選擇刀具，編寫程序，填工藝文件：和根據(jù)給出的工藝路線工序合理選擇刀具，編寫程序，填寫工藝文件；</p><p>　　編寫說明書：對這次課程設(shè)計的所有內(nèi)容作出總結(jié)。</p&g

15、t;<p><b>　　二、數(shù)控加工工藝</b></p><p><b>　　2.1工藝分析</b></p><p>　　2.1.1零件的工藝分析</p><p>　　如圖2-1所示為鑲板1的零件簡圖。該零件的材料為S136-SUP(HRC52-54)，外形尺寸為119.5*120*25mm，加工部位由平面、

16、矩形槽、球形槽、通孔、沉頭孔、盲孔、深孔、螺紋孔和喇叭孔組成，且孔徑多數(shù)不一樣，需經(jīng)常換刀具，而且具有曲面，故考慮使用加工中心加工。零件的表面粗糙度為7級精度，查相關(guān)表格可得加工方法為粗銑---精銑---磨削?？孜痪瓤捎蓹C床本身決定。圖紙標(biāo)明的通孔S6的加工方法為線切割，尺寸精度要求較高，其公差為，根據(jù)相關(guān)表格，查得通過鉆---擴---精鉸的加工方法也能滿足要求，且線切割加工時間較長，效率低，故在此選用加工中心加工；中間的大通孔也無需

17、線切割，使用加工中心加工。在生產(chǎn)線上，為了提高加工效率和減少加工成本，加工表面可作為一道獨立的工序，由專門的銑床完成。根據(jù)零件圖可知，孔旁邊有槽，需用線切割加工，線切割加工安排在孔加工之后，再上磨床，最后進行熱處理?？着赃叢垭y以在機床上加工，故在線切割加工后安排一道工序，專門進行鉗工倒角。進行這樣的工序安排原因有：</p><p>　　基準(zhǔn)先行的原則。先加工方鋼的6個表面，作為后續(xù)加工的基準(zhǔn)；</p>

18、<p>　　先面后孔的原則。便于加工孔時定位安裝，利于保證孔與平面的位置精度，同時也給孔加工帶來方便；</p><p>　　機床的布置。線切割作為特種加工機床，一般不與一般機床布置在一起，一般布置在較為清潔的小房間之內(nèi)，線切割加工應(yīng)安排在其他機加工之后，有利于提高效率，減少工時浪費。</p><p>　　圖2.1-1 零件簡圖</p><p>　　2

19、.1.2 選擇毛坯</p><p>　　毛坯分為鑄件、鍛件、型材、焊接件和冷沖壓件。鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件，毛坯；鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的毛坯；型材有熱軋和冷扎兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯。冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯；焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼材等焊接而成的毛坯件；冷沖壓件可以加工接近成品的工件。該零件的材料為S136-SUP（HRC52-54），S136是鏡面防銹模具鋼，具良

20、好拋旋光性能(鏡面加工)和良好的耐磨性和韌性，高溫下具良好塑性，因其含鉻量高(13.6%)故其抗腐蝕性極佳。</p><p>　　因工件形狀為比較規(guī)則的方形，選用S136方鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機械加工的勞動量也越少，因而會提高機械加工效率，降低成本。由圖紙可知，零件的外形尺寸為119.5*120*25mm，毛坯的總體尺寸比較小，考慮到一定的加工余量，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇厚度為28mm的鋼板，長寬方向比成品大1

21、～2mm即可，采用機械切割下料。</p><p>　　2.1.3 擬定工藝路線</p><p>　　2.2工件的定位和裝夾</p><p>　　2.2.1 確定定位方式和裝夾方案</p><p>　　傳統(tǒng)的組合夾具或?qū)Ｓ脢A具一般具有工件的定位和夾緊、刀具的導(dǎo)向和對刀等四種功能，而數(shù)控機床上由程序控制刀具的運動，不需要利用夾具限制刀具的位置，即

22、不需要夾具的對刀和導(dǎo)向功能，所以數(shù)控機床所用夾具只要求具有工件的定位和夾緊功能，其所用夾具的結(jié)構(gòu)一般比較簡單。</p><p>　　工序1是銑方鋼的表面，在機加工領(lǐng)域是比較經(jīng)典的，在此不做過多的介紹，這里主要介紹數(shù)控加工工藝。通過對零件圖的分析，該零件的總體尺寸較小，為了能在生產(chǎn)線上提高效率，這里為加工中心設(shè)計一套專用夾具。根據(jù)零件的加工要求，為完成零件在加工中心上的加工，即工序3、工序4和工序5，需要分三次裝夾

23、。其中工序4和工序5的加工情況相似，且該零件形狀是軸對稱(除側(cè)面兩個深孔之外)，可使用同一套夾具。該零件是典型的長方體零件，主要是孔加工，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，工序4和工序5應(yīng)以左面作為定位面，作為X方向的基準(zhǔn)；Y方向的基準(zhǔn)則應(yīng)選擇前面或者后面。為了便于裝夾零件，夾具應(yīng)具有方便的夾緊裝置，這里采用螺旋夾緊機構(gòu)，最后可根據(jù)六點定位原理進行夾具的總體設(shè)計。</p><p>　　2.2.2 夾具選材</p>

24、<p>　　該零件外形尺寸較小，在保證強度、剛度的基礎(chǔ)上，盡量選擇常用的經(jīng)濟性好、易加工的材料，這里選擇HT200作為主要材料。</p><p>　　2.2.3 夾具設(shè)計方案圖</p><p>　　圖2.2-1 加工側(cè)面深孔裝夾演示</p><p>　　圖2.2-2 加工側(cè)面深孔專用夾具</p><p>　　圖2.2-3 加工

25、上面孔裝夾演示</p><p>　　圖2.2-4 加工上面孔專用夾具</p><p><b>　　2.3選擇數(shù)控機床</b></p><p>　　通過對零件的工藝分析，加工該零件需要多道工序，其中工序3、4、5需要鉆多個孔徑不一樣的孔，還要加工曲面、槽等，需要多次換刀，但曲面不是很復(fù)雜，一般的加工中心即可滿足要求。機床型號和具體參數(shù)如下：&l

26、t;/p><p><b>　　配件:</b></p><p>　　2.4選擇刀具和確定切削用量</p><p>　　2.3.1 選擇切削用量原則</p><p>　　選擇銑削用量的原則是：首先選擇盡可能大的背吃刀量(端銑)或側(cè)吃刀量(圓周銑)，其次是確定進給速度，最后根據(jù)刀具耐用度確定切削速度。粗銑時切削力大，用高速鋼銑刀加

27、工時，進給量主要受到工藝系統(tǒng)剛度的限制，在剛度允許的情況下可取較大的每齒走刀量，以取得較大的銑削效率。用硬質(zhì)合金銑刀加工時，進給量的提高主要受到刀齒強度的限制。當(dāng)加工表面的粗糙度要求較小時，進給量的大小由粗糙度要求確定。當(dāng)背吃刀量和進給量選定后，在保證銑刀耐用度以及機床動力和剛度允許的情況下，盡可能選擇較大的銑削速度，其推薦值可查相關(guān)表格或通過銑刀耐用度公式來計算確定。</p><p>　　鉆、擴、鉸孔切削用量可

28、根據(jù)刀具直徑、刀具屬性以及材料屬性等參數(shù)查相關(guān)表格確定。</p><p>　　2.3.2 計算切削用量</p><p>　　確定切削用量相關(guān)公式有：</p><p>　　式中 ----切削速度，；</p><p>　　D----刀具直徑，mm；</p><p>　　n----主軸轉(zhuǎn)速，。</p><

29、;p>　　式中 ----進給速度，；</p><p>　　n----主軸轉(zhuǎn)速，；</p><p>　　z----銑刀齒數(shù)。</p><p>　　(1)以工序4工步2鉆φ8盲孔為例，計算鉆削切削用量：</p><p>　　表2.4-1 采用高速鋼刀具鉆削的及</p><p>　　該零件的材料為S136-SUP（

30、HRC52-54），鉆頭直徑為φ8。根據(jù)表2.4-1可知，選擇切削速度、每周進給量。則</p><p>　　轉(zhuǎn)速為 </p><p>　　每分鐘進給量為 </p><p>　　(2)以工序4工步12粗銑φ43臺階為例，計算銑削切削用量：</p><p>　　由于是粗銑，應(yīng)選擇盡可能大的銑刀，但又要保證能

31、夠切削到盡可能多的余量，考慮到臺階的最小圓角為φ4，這里選φ10、齒數(shù)為4的硬質(zhì)合金立銑刀。</p><p>　　表2.4-2 硬質(zhì)合金立銑刀加工平面和臺階時的進給量</p><p>　　表2.4-3 各種常用工件材料的銑削速度推薦值</p><p>　　為了提高切削效率，通常粗銑無硬皮鋼材，粗銑銑削深度盡可能大，選，根據(jù)表2.4-2，選擇每齒進給量；根據(jù)表2.

32、4-3，選擇切削速度。則</p><p>　　轉(zhuǎn)速為 </p><p>　　每分鐘進給量為 </p><p>　　2.3.2 制定數(shù)控加工工藝過程卡片</p><p>　　2.3.3 制定數(shù)控加工工序卡片</p><p>　　2.3.4 刀具明細表</p><p&g

33、t;<b>　　2.5確定走刀路線</b></p><p>　　粗銑2x18.78mm矩形槽時，為了避免多換一次刀，可直接用粗銑的立銑刀把原有的φ6孔稍加擴大，作為直線下刀的預(yù)制孔。以下是孔加工走刀路線示例：</p><p>　　圖2.5-1 工序3工步1、2、3走刀路線示例 圖2.5-2 工序4工步2走刀路線示例</p><p&g

34、t;　　圖2.5-3 孔加工下刀路線圖</p><p>　　2.6建立三維模型和編制加工程序</p><p>　　根據(jù)工程圖，用UG建立零件三維圖形如下圖所示：</p><p>　　圖2.6-1 底面</p><p>　　圖2.6-2 上面</p><p><b>　　總結(jié)</b></

35、p><p>　　通過本次設(shè)計，使我們了解到更多有關(guān)于數(shù)控加工工藝的問題，如怎樣選擇毛壞、數(shù)控加工零件工藝分析、加工方法怎樣選擇、加工方案怎樣確定、刀具的選擇還有切削用量的確定，各方面知識都有所提高，特別是加工路線的確定。</p><p>　　數(shù)控加工工藝與編程是一門以機械加工基本理論為基礎(chǔ)，并與數(shù)控加工緊密結(jié)合的專業(yè)技術(shù)課，我們應(yīng)注意以下幾點：</p><p>　　1、

36、本課程與“機械制造基礎(chǔ)” 、“數(shù)控機床” 、“公差與技術(shù)測量”等機械類專業(yè)課程關(guān)系密切，應(yīng)在鞏固復(fù)習(xí)好這些課程的基礎(chǔ)上，學(xué)懂弄通基本理論、基本知識。</p><p>　　2、數(shù)控加工工藝同生產(chǎn)實際密切相關(guān)，是長期生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗總結(jié)。因此，學(xué)習(xí)本課程必需注意同生產(chǎn)實際的結(jié)合，要注意通過金工實習(xí)、生產(chǎn)實踐，理解和應(yīng)用本課程的知識，提高工藝分析和工藝設(shè)計的能力。</p><p>　　3、對同一個

37、加工零件，可能會有幾種不同的加工方案，必需針對具體問題進行具體分析，在不同的現(xiàn)場條件下，靈活運用有關(guān)知識，優(yōu)選最佳方案。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　楊建明．?dāng)?shù)控加工工藝與編程．北京：北京理工大學(xué)出版社，2009．</p><p>　　徐衡，段曉旭．?dāng)?shù)控銑床．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005．</p&g

38、t;<p>　　吳國梁．銑工實用手冊．南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2003．</p><p>　　李體仁．UGNX6.0 數(shù)控加工．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009．</p><p>　　王先逵．機械加工工藝手冊．北京：機械工業(yè)出版社，2008．</p><p>　　蔡復(fù)之．實用數(shù)控加工技術(shù)．北京：兵器工業(yè)出版社，1995．</p><

39、p>　　劉雄偉．?dāng)?shù)控加工理論與編程技術(shù)．北京：機械工業(yè)出版社，2000．</p><p>　　畢毓杰．機床數(shù)控技術(shù)．北京：機械工業(yè)出版社，1999．</p><p>　　李宏勝．機床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用．北京：高等教育出版社，2001．</p><p>　　10、吳祖育．?dāng)?shù)控機床．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1989．</p><p>　　11