数控技术课程设计说明书gfua.docx
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1、数控技术课程说明书数控编编程课课程设计计姓 名:武刚刚刚系 别:机电工工程学院院 专 业:机械设设计制造造及其自自动化班 级:12级级机自专专升本11班指导教师师:陈小小静 学 号:12004200101119新 乡 学 院院20133年 112 月月35前言数控加工工作为机机械制造造业中先先进生产产力的代代表,经经过十余余年的引引进与发发展,已已经在汽汽车、航航空、航航天、模模具等行行业发挥挥了巨大大的作用用。它推推动了企企业的技技术进步步和经济济效益的的增长。数数控编程程是从零零件图纸纸到获得得数控加加工程序序的全过过程,它的主主要任务务是计算算加工走走刀中的的刀位点点。刀位位点一般般取为
2、刀刀具轴线线与刀具具表面的的交点,多多轴加工工中还要要给出刀刀轴矢量量。随着数控控技术的的不断发发展和应应用领域域的扩大大,数控控加工技技术对国国计民生生的一些些重要行行业(IIT、汽汽车、轻轻工、医医疗等)的的发展起起着越来来越重要要的作用用,因为为效率、质质量是先先进制造造技术的的主题。高高速、高高精加工工技术可可极大地地提高效效率,提提高产品品的质量量和档次次,缩短短生产周周期和提提高市场场竞争能能力。而而对于数数控加工工,无论论是手工工编程还还是自动动编程,在在编程前前都要对对所加工工的零件件进行工工艺分析析,拟定定加工方方案,选选择合适适的刀具具,确定定切削用用量,对对一些工工艺问题
3、题(如对对刀点、加加工路线线等)也也需要一一些处理理。并在在加工过过程掌握握控制精精度的方方法,才才能加工工出合格格的产品品。数控编程程课程设设计是我我们机械械设计制制造及其其自动化化专业切切削方向向学生在在学习完完本科大大纲要求求的“数控编编程”“工艺艺设计”后进行行的一次次综合性性课程设设计。本本课程设设计的目目的在于于通过编编程,并并在数控控加工仿仿真软件件中进行行仿真,使使我们熟熟悉数控控车床编编程流程程。当然然,由于于水平有有限,在在设计中中有很多多纰漏,恳恳请老师师指正。目录1.课程程设计任任务书111.1、目的与要求11.2、课课程设计计内容111.3、课课程设计计步骤与与方法1
4、11.4、课课程设计计说明书书与图纸纸21.5、课课程设计计进度表表22.零件件的数控控工艺分分析32.1、工工艺分析析32.2、工工件定位位与装夹夹52.3、机机床的合合理选用用62.4、选选择刀具具和确定定切削用用量62.5、确确定走刀刀路线883.轨迹迹坐标的的计算1103.1、基基点坐标标计算104.数控控加工程程序的编编制1334.1、左左半部分分程序的的编制1134.2、右右半部分分程序的的编制1135.加工工程序的的调试及及运行结结果1555.1、仿仿真软件件简介1155.2、加加工仿真真过程叙叙述1555.3、加加工仿真真结果220总结288参考文献献291. 课程设计计任务书
5、书1.1、 目的与要要求数控技术术课程设设计是学学习数控控技术课课程后进进行的一一个重要要的实践践教学环环节,可可提高学学生的数数控编程程能力,加加深对数数控原理理及数控控机床结结构的理理解,为为学生进进一步学学习数控控机床知知识及从从事相关关工作打打下基础础。教学目的的:本课程程设计是是学完数数控技术术之后,进进行的实实践性教教学环节节,它一一方面要要求学生生能根据据零件图图,编制制数控加加工工艺艺,用IISO码码编制数数控加工工程序,熟熟悉加工工程序输输入、检检查、编编辑及执执行的方方法,另另一方面面,为今今后的毕毕业设计计、今后后从事数数控加工工进行一一次综合合训练。培养学生生运用理理论
6、知识识独立解解决有关关本课程程实际问问题的能能力,使使学生更更深入掌掌握数控控编程方方法、数数控原理理等方面面的知识识。使学学生掌握握数控加加工工艺艺制定、手工编编程方法法。 掌掌握插补补,刀补的的使用方方法。基本要求求:掌握数数控加工工工艺特特点及工工序划分分方法;掌握数数控车床床、铣床床的手工工及计算算机辅助助程序编编写方法法;掌握握数控加加工仿真真的使用用方法等等。1.2、课程设设计内容容根据相关关的零件件图及技技术要求求,进行行相关数数控加工工工艺的的制定,并并用FUUNUCC数控系系统(车车削数控控系统和和铣削数数控系统统及加工工中心)的的编程指指令编程程,最后后通过数数控加工工仿真
7、软软件加工工出工件件。1.3、课程程设计步步骤与方方法1、绘制制零件图图(手绘绘或CAAD制图图);2、根据据零件图图样要求求、毛坯坯情况,确确定工艺艺方案及及加工路路线;3、选择择机床设设备;选选择刀具具;确定定定位方方案,选选择或设设计夹具具确定切切削用量量;确定定工件坐坐标系;4、对刀刀点和换换刀点;制定加加工工艺艺规程;5、编写写程序;6、用加加工仿真真软件进进行加工工仿真;1.4、课课程设计计说明书书与图纸纸1、零件件图一张张(手绘绘或CAAD制图图),加加工工艺艺卡一套套(包括括工序卡卡、刀具具卡、走走刀路线线卡等),手手工编程程(至少少50行行),2、设计计说明书书一份,包包括课
8、程程设计目目的,本本人的设设计任务务,设计计步骤,结结论,心心得体会会和建议议;说明明书中要要有相关关过程截截图,包包括:机机床图,毛毛坯图、刀刀具图、走走到路线线图、每每个工步步、工序序加工最最终图。加加工仿真真视频一一份。1.5、课课程设计计进度表表序号内 容所用时间间(天)1数控编程程讲解、准备有有关资料料0.52绘制零件件图13分析零件件数控加加工工艺艺14设计数控控加工工工艺卡15编写数控控加工走走刀路线线图16编写数控控加工程程序17上机调试试程序,加工仿仿真38编写设计计说明书书19答辩0.5合计102. 零件的数数控工艺艺分析2.1、工工艺分析析2.1.1、分分析零件件图样该零
9、件表表面由圆圆柱、 圆锥、圆圆弧球面面、螺纹纹等表面面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求,圆锥面的锥角有公差的要求,还有C2的倒角。尺寸标注完整,轮廓描述清楚。零件的材料为35钢,加工前需要进行调质处理,并且两端面及中心孔已由普通机床加工好,毛坯的长度为零件上的尺寸,即长度的尺寸已经在进行数控加工前加工好了。2.1.2、选择毛毛坯毛坯的种种类和质质量对零零件加工工质量、生生产率、材材料消耗耗以及加加工成本本有密切切关系。轴类零件的毛坯类型和轴的结构有关。一般光轴或直径相差不大的阶梯轴可用热轧或冷拔的圆棒料;直径相差较大或比较重要的轴,大都采用锻件;少数结构复杂的大型轴,也
10、有采用铸钢的。分析该零零件的特特点,可可知大部部分的直直径相差差都不是是特别大大,而且且考虑到到编程方方便的原原则,应应采用圆圆棒料作作为本零零件的毛毛坯,毛毛坯的材材料为335钢,长长度选取取1822mm,直直径为554mmm。2.1.3、拟定工工艺路线线工艺路线线是工艺艺规程的的主干,它它合理与与否将直直接影响响整个零零件的机机械加工工质量、生生产率和和经济性性。因此此,工艺艺路线的的拟定是是制定工工艺规程程的关键键性一步步,在具具体工作作中,应应在充分分分析的的基础上上,提出出几个方方案,通通过比较较,选择择最佳的的工艺路路线。2.1.4、零件件图样上上尺寸数数据的给给出应符符合编程程方
11、便的的原则(1)零零件图样样上尺寸寸标注方方法应该该适应数数控加工工的特点点图1 零件图由零件图图的分析析可知,该该零件必必须经过过两次装装夹,所所以就要要在加工工过程中中进行工工件的调调头,所所以零件件的标注注采用了了两个基基准以便便两次装装夹后便便于编程程和加工工。上一页页是适合合数控加加工用的的具体的的零件图图图1。(2)构构成零件件轮廓的的几何要要素条件件要充分分零件中由由球面、锥锥面、圆圆柱面及及螺纹等等组成,没没有特别别复杂的的非圆曲曲线,便便于进行行手工编编程计算算相关的的基点,重重点计算算图2中的两两个切点点的坐标标,即两两个圆弧弧相切的的点,圆圆弧和直直线相切切的点。2.1.
12、5、零件件加工部部位的结结构工艺艺性图2 基点图零件的外外形有螺螺纹、圆圆弧、槽槽等特殊殊的平面面,需要要四把不不同的车车刀才能能完成零零件的加加工;原原始的零零件螺纹纹后面的的退刀槽槽的宽为为5mmm,与另另一端的的两个槽槽宽相同同均为33mm,这这样的话话仅仅切切槽就需需要两把把车刀,不不便于进进行加工工编程。所所以在不不影响零零件正常常使用又又能保证证零件能能够加工工出来的的情况下下,允许许将原来来的5mmm的槽槽改为33mm的的槽,可可以减少少刀具的的使用。2.1.6、加加工方法法的选择择与加工工方案的的确定(1)加加工方法法的选择择 数控车车床主要要用于轴轴类、套套类和盘盘类等回回转
13、体零零件的加加工。由由于这些些零件的的径向尺尺寸,无无论是图图样尺寸寸还是测测量尺寸寸,都是是以直径径来表示示的,所所以数控控车床也也采用直直径编程程方式,即即规定用用绝对值值编程时时,X为为直径;用相对对值编程程时,则则以刀具具径向实实际位移移量的二二倍为编编程值。对对于不同同的数控控车床、数数控系统统,其编编程基本本上是相相同的,个个别有差差异的地地方,要要参照具具体机床床的用户户手册或或编程手手册。分析零件件可知,零零件轴上上有圆弧弧面、圆圆锥面、螺螺纹、槽槽,选用用车削加加工的方方法完全全能够保保证加工工表面的的加工精精度和表表面粗糙糙度的要要求,不不需要再再辅助以以其他的的加工方方法
14、。因因此,选选择数控控车床进进行该零零件的加加工。(2)加加工方案案的确定定 对于轴轴上左端端的30mmm和45mmm的外圆圆柱的加加工精度度比较高高,以及及圆锥部部位还有有角度方方面的误误差,精精度要求求也相对对较高,应应采用粗粗车、精精车的加加工方法法,只是是这个部部位的进进给量选选择的比比其他外外圆面处处的要小小一些。其他部位的加工方法也采用粗车、精车的加工方法。这样的话,不仅可以保证加工质量,也便于手工编程。2.1.7、工工序与工工步的划划分(1)工工序的划划分按所用刀刀具和加加工部位位划分工工序工序一 车车左半部部分外轮轮廓;工序二 切切左半部部分的两两个3mmm的槽槽;工序三 车车
15、右半部部外轮廓廓;工序四 切右右半部分分螺纹尾尾部的33mm的的槽;工序五 车车螺纹尾尾部的222的倒倒角;工序六 车车螺纹。(2)工工步的划分分从工件的的尺寸精精度和表表面粗糙糙度的要要求来分分析,可可以将工工序划分分为粗车车、精车车两个工工步,这这样既便便于编写写程序,也也能实现现加工的的要求,只只是对某某些部位位的要求求比较高高时可以以在选择择切削用用量的时时候,把把切削用用量制定定的比其其他部位位的要更更合理,并并且能够够实现加加工精度度。2.2、工工件定位位与装夹夹2.2.1、采采用统一一的基准准定位由于零件件是轴,所所以采用用外圆进进行定位位,定位位的基准准为轴的的中心线线,能够够
16、保证统统一的基基准定位位的原则则,即使使是需要要多次装装夹也不不会影响响定位。零件上的的公差等等级为IIT7级级,数控控车床的的精度可可以达到到所要求求的加工工精度及及尺寸公公差。零零件上有有一个用用来调节节的尺寸寸,在零零件上没没有标注注出该位位置的轴轴向尺寸寸,此处处的位置置是圆锥锥面。2.2.2、零零件的安安装和夹夹具的选选择由于工件件的加工工批量不不大,并并且以轴轴线作为为定位基基准,夹夹紧时作作用点在在外圆柱柱面上,并并且应用用顶尖辅辅助装夹夹以减小小零件变变形,因因此可以以选用车车床上的的通用夹夹具三爪爪自定心心卡盘装装夹,能能够降低低费用。能能完全满满足加工工的要求求,同时时可以
17、缩缩短生产产准备时时间,提提高生产产效率。2.3、机机床的合合理选用用图3 零件批量与加工费用的关系首先由零零件图的的分析可可知,零零件的外外形稍微微复杂一一些,并并且属于于轴类零零件,应应该选择择数控车车床进行行加工;已知零零件的加加工数量量为600,根据据图3应选择择数控机机床加工工,会使使综合费费用比较较低,能能够获得得比较好好的经济济效益。数控机床床的数控控系统的的品种也也是比较较多的,但但是比较较成熟和和常用的的数控系系统主要要有日本本的FAANUCC公司的的数控系系统和德德国SIIEMEENS公公司生产产的数控控系统,还还有一些些国产的的数控系系统,例例如华中中数控系系统。其其中日
18、本本的FAANUCC系统系系列比较较多,具具有高质质量、高高性能、全全功能,适用于各种机床和生产机械的特点,在中国的应用也比较多;德国的SIEMENS系统装置采用模块化结构设计,经济性好,在一种标准硬件上配置多种软件,使其具有多种工艺类型,可以满足各种机床的需求。虽然中国也有自己的系统,但是,品种比较少,适用性也不如国外的系统。综合分析析,为保保证加工工精度和和加工质质量,以以及从经经济性方方面来考考虑的话话,选择择日本的的FANNUC系系统比较较好,然然而比较较重要的的是我们们教学采采用的就就是FAANUCC系统,用起来比较方便,所以最终选择FANUC系统中数控车的系统(FANUC-OiT)
19、。2.4、选择刀刀具和确确定切削削用量2.4.1、切切削用量量选择原原则数控车床床加工中中的切削削用量包包括背吃吃刀量、主主轴转速速或切削削速度(用用于恒线线速切削削)、进进给速度度或进给给量。上上述切削削用量应应在机床床说明书书给定的的允许范范围内选选取。(1) 背车刀量量的确定定在工艺系系统刚性性和机床床功率允允许的条条件下,尽尽可能选选取较大大的背吃吃刀量,以以减少进进给次数数。当零零件精度度要求高高时,则则应考虑虑适当留留出精车车余量,其其所留精精车余量量一般比比普通车车削时所所留余量量少。(2)主主轴转速速的确定定1)光车车时主轴轴转速光车时主主轴转速速应根据据零件上上被加工工部位的
20、的直径,并并按零件件和刀具具的材料料及加工工性质等等条件所所允许的的切削速速度来确确定。切切削速度度除了计计算和查查表外,还还可根据据实践经经验确定定。需要要注意的的是交流流变频调调速数控控车床低低速输出出力矩小小,因而而切削速速度不能能太低。切削速度确定之后,就可以计算主轴转速了。2)车螺螺纹时主主轴转速速在切削螺螺纹时,车车床的主主轴转速速将受到到螺纹的的螺距(或或导程)的的大小、驱驱动电机机的升降降频特性性及螺纹纹插补运运算速度度等多种种因素影影响,故故对于不不同的数数控系统统,推荐荐不同的的主轴转转速选择择范围。(3)进进给转速速的确定定进给速度度的确定定是指在在单位时时间内刀刀具沿进
21、进给方向向移动的的距离(单单位为mmm/mmin)。有有些数控控车床规规定可以以选用进进给量(单单位为mmm/rr)表示示进给速速度。1)确定定进给速速度的原原则a、当工工件的质质量要求求能够得得到保证证时,为为提高生生产率,可可以选择择较高(220000mm/minn以下)的的进给速速度。b、切断断、切削削深孔或或精车时时,宜选选择较低低的进给给速度。c、刀具具空行程程,特别别是远距距离“回零”时,可可以设定定尽量高高的进给给速度。d、进给给速度应应与主轴轴转速和和背车刀刀量相适适应。2)进给给速度的的计算单向进给给速度的的计算:单向进进给速度度包括纵纵向进给给速度和和恒向进进给速度度,其值
22、值可根据据进给量量计算而而得。进进给量在在粗车时时一般取取为0.300.8mmm/rr,精车车时常取取0.110.3mmm/r,切切断时常常取0.050.22mm/r。合成进给给速度的的计算:合成进进给速度度是指刀刀具作合合成(斜斜线及圆圆弧插补补等)运运动时,如如加工斜斜线及圆圆弧等轮轮廓零件件时的进进给速度度,这时时刀具的的进给速速度由纵纵、横两两个坐标标轴同时时运动的的速度决决定。由于计算算合成进进给速度度的过程程比较烦烦琐,所所以,除除特别需需要外,在在编制加加工程序序时,大大多凭实实践经验验或通过过试切确确定速度度值。2.4.2、确确定合理理的切削削用量(1)背背吃刀量量的选择择粗车
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