型板数控课设(沈阳理工大学).doc

前言数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床有效能的前提条件。本设计正是从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在结合数控加工切削基础、数控机床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识上，分析了具体零件在加工中心上的加工工艺。本次数控加工工艺的课程设计，我们根据具体零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和夹具。用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单；用自动编程软件或手工编程。通过数控仿真软件对程序和刀具走刀路径进行模拟仿真。用UG来画出工件和夹具的三维图并装配好供分析使用。制作工艺时还对工艺卡片进行制作。在本次工艺中，粗加工时，要以提高生产效率，但同时应考虑到经济性和加工成本，对于半精加工和精加工，应首先保证加工质量，同时兼顾切削效率，经济和加工成本，要选择合适的参数在最短时间内加工出精度较高的工件和设计出适当的工艺卡。本工艺设计由我编写，在编定过程中参阅了很多有关工艺设计手册、教材和网上资料等资料与文献，并得到指导老师的帮助，在此表示衷心的感谢。由于时间仓促，编者水平有限,调查研究不够深，实际工作经验少,本设计中难免仍有很多缺点和错误,恳切希望老师批评指正。目录1.设计要求32.零件的工艺分析32.1.加工内容32.2.加工要求32.3.各个加工内容的加工方法43.数控机床的选择54.加工顺序的确定65.装夹方案的确定75.1第一次装夹75.2第二次装夹 85.3第三次装夹96.刀具和切削用量的选择96.1.铣刀 106.2.钻头 106.3.刀具卡片 117.加工工序卡128.数控加工程序138.1.加工A面和D,E面138.2.加工F面，B,C 面 158.3.精铣外轮廓 209.心得体会2210.参考文献22CA6140车床手柄座数控加工1.设计要求： 1）在对零件分析的基础上制定详细的加工工艺规程。 2）选择一道适合于数控加工的工序，设计工艺工装。选择刀具，量具及加工工艺参数并编制其数控加工程序。毛坯为958512mm的45钢2.零件的工艺分析2.1加工内容：1）零件由平面，通孔，通槽，凸台组成，毛坯为长方体块。2）要加工的内容包括30的孔，70*30的长方形通槽，R6，R16，R20的圆弧以及平面。Ra=1.6m2.2加工要求：圆孔 Ra=1.6m 长方形通槽Ra=3.2m 30中心线对A面垂直度为0.052.3.各个加工内容的加工方法：选择的原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。一般来说获得同一精度及表面粗糙度的要求。因而在实际选择时要结合零件的形状尺寸大小和热处理等要求要全面考虑。 加工方法：1）底面A：面铣刀粗铣 2）顶面F：面铣刀粗铣 3）D面：面铣刀粗铣精铣 4）B,C,E面：面铣刀粗铣精铣 5）30的孔：中心钻钻孔扩孔钻铰刀 6）长方形通槽：立铣刀粗铣精铣3.数控机床的选择 机床的选择主要考虑毛坯的材料和类型零件轮廓形状的复杂程度，尺寸大小，加工精度，批量热处理等要求。既要保证加工零件的技术要求加工出合格产品又要有利于提高劳动生产率还要尽可能降低生产成本。根据实际要加工的零件情况决定选用数控铣床。数控铣床的型号也有许多种，根据加工要求，查相关资料决定选取XKA5032A型数控铣床。 XKA5032A型数控铣床配置了国外先进的数控系统，可以实现三坐标联动。可以完成直线，斜线，曲线轮廓等铣削加工。适用于钻孔，镗孔及具有复杂型面的零件如凸轮样板，叶片等适用于机械制造行业。该铣床切削进给速度x,y: 63200mm/min z:31600mm/min.可以实现三轴联动，进行直线插补与圆弧插补。XKA5032A数控铣床技术参数项目参数单位工作台面积（宽X长）320X1320mm工作台纵向最大行程780mm工作台横向最大行程300mm工作台垂向最大行程380mm立铣头最大回转角度45主轴端部锥度N0.5主轴端面至工作台面距离70450mm项目参数单位主轴中心线至床身导轨面距离350mm主轴转速级数18级主轴转速范围301500N/min进给速度级数无级纵横向进给范围63200mm/min垂向进给范围31600mm/min纵横向快速进给速度v6000mm/min垂向快进速度3000mm/min主电机功率7.5kw进给电机转矩 纵横向12Nm进给电机转矩 垂 向22Nm定位精度0.015mm工作台最大承载重量320kg机床净重约3000kg机床外形尺寸（长X宽X高）1929X2055X2216mm4.加工顺序的确定 加工顺序的原则是先主后次，先粗后精，先基面后其他，先面后孔。肯局零件的加工要求，尺寸要求，设计加工顺序决定先铣A面，因其没有粗糙度要求，加工之后不怕损伤。再粗铣D,E面。装夹一次与A面一起可以加工再粗铣F面。B,C面最后钻孔铣长方形通槽。不能先钻孔，因为在粗铣外轮廓是切削余量比较大，产生的力也比较大，容易使孔发生变形，因此综合各原则原因确定加工顺序如下所示。 加工顺序：1）铣A面 2）粗铣D,E面 3）粗铣B,C面 4）铣F面 5）钻孔加工30的孔（钻孔，扩孔，绞孔） 6）粗铣通槽，精铣通槽 7）精加工外轮廓 8）除毛刺，检验，清洗5.装夹方案的确定 装夹方式的选择要根据具体的机床及工件来确定。机场为数控铣床，由于工件的尺寸较小，形状很规则，一般使用机用平口钳。在数控加工中既要保证加工质量又要减少辅助时间，提高效率。因此要选用能准确迅速定位并夹紧工件的装夹方法。和夹具零件的定位基准应尽量与设计基准及测量基准重合，减少定位误差。一般使用平口钳装夹上表面搞出钳口23mm 下面用等高的垫块垫起并作为定位面。垫块避开孔加工位置。 5.1第一次装夹 先加工A面再加工D,E面5.2第二次装夹先加工F面再加工B,C面5.3第三次装夹：第三次装夹为了加工工件外轮廓。这时孔和通槽都已加工完成。为了装夹方便不用反复拆卸，决定用压板式。从通槽和孔来装夹工件，加工四周外轮廓。具体装夹形式如下图所示。6.刀具和切削用量的选择 刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容。它不仅影响数控机床的加工效率而且直接影响加工质量。正确选用刀具应根据机床的加工能力，工件材料的机械性能，加工工序和切削用量以及其他相关因素。选择刀具是根据安装调整方便刚性好耐用度和精度高的原则，在满足加工要求的前提下尽量选择较短的刀柄以提高刀具的刚性。 合理选择切削用量的一般原则是粗加工时一般以提高生产率为主但也应考虑经济性和加工成本。半精加工时应保证加工质量的前提下兼顾切削效率，经济性和加工成本具体数值应根据饥荒说明书切削用量手册并结合经验而定。6.1.铣刀铣A，F面时选用120可转位硬质合金铣刀。刀上镶有8片八角形刀片。可以获得较高的切削效率和表面的加工质量。选用切削用量是先选用较大的背吃刀量，再选用较大的进给量。最后选择切削速度。在此=1mm切削速度v=6mm/s。铣D,E面时f粗=0.36mm/r，用20的立铣刀，=2mm，v=0.83mm/s，主轴转速n=800r/min。铣通槽时粗铣=8mm，每齿进给量fz=0.035mm/r。 F粗=fzX6=0.21mm/r细齿6个。精加工时用10的键槽铣刀=0.5mm。进给速度100mm/min。主轴转速n=500r/min。精铣外轮廓时采用10的键槽铣刀=0.5mm，进给速度为100mm/min，主轴转速n=1000r/min。6.2.钻头1）中心钻：钻头直径D=5mm，查表得进给量f=0.3mm/r，钻削速度v=0.2m/s，主轴转速n=950r/min。2）28钻头：选用28高速钢钻头直径D=28mm，查表得进给量f=1mm/r，钻削速度vc=0.2m/s，主轴转速n=500r/min。3）扩孔钻：选用29.7的锥柄扩孔钻，长度为175mm，查表得进给量f=0.2mm/r，钻削速度为vc=0.2m/s，主轴转速n=300r/min。4）铰刀：选30的高速钢铰刀，主轴转速n=260r/min，进给量f=0.2mm/r。6.3.刀具卡片序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01120可转位硬质合金铣刀1铣A面，F面2T0220直柄铣刀1铣外轮廓和通槽半径补偿D02=10mm3T035中心钻1钻两个定位中心孔4T0428高速钢钻头1大30孔的底孔5T0529.7扩孔钻1半精加工孔长度175mm6T0630绞孔钻1精加工30的孔7T0710键槽铣刀1精铣外轮廓，槽半径补偿D03=5mm7.加工工序卡工序号夹具名称使用设备车间001平口虎钳和压板XKA5032A数控铣床工序号工序内容(mm)刀具号刀具刀柄规格(mm)主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量1铣A面T0112070036012粗铣D,E面T02208005023铣C,B面T022080036024铣F面T01120700120015钻5中心孔T03595012002.56钻30中心孔T042850012007扩孔至29.7T0529.730012008绞30内孔T063026012009粗铣通槽T02203006010精铣通槽T07105001000.511精铣外轮廓T071010001000.58.数控加工程序8.1.加工A面和D,E面 O0001N0001 G90 G00 G54 Z150.0;N0002 S700 M03;N0003 M98 P0068; 调用铣平面子程序N0004 M11;N0005 M10N0006 G01 G42 X45.5 Y42.5 F500 D02; D02=10mmN0007 S800 M03;N0008 M98 P0069; 调用加工E面子程序N0009 M98 P0070;N0010 M98 P0069;N0011 G90 G41 X-45.5 Y42.5 F500 D02;N0012 M98 P0071;N0013 M98 P0072;N0014 M98 P0071;N0015 G00 Z150.0;N0016 M05; 主轴停转N0017 M30;铣平面子程序O0068N0001 G91 G00 X-100.0 Y-100.0;N0002 Z-151.0 M08;N0003 X170.0;N0004 Y32.0;N0005 X-170;N0006 Y32.0;N0007 X170;N0008 Y32.0;N0009 X-170;N0010 G28 M05;N0011 M99;加工E面子程序O0069N0001 G91 G00 Z-4.5;N0002 G03 X16.0 Y16.0 R16.0;N0003 G01 X0 Y69.0;N0004 M99;O0070N0001 G91 G00 Z-4.5;N0002 G03 X16.0 Y16.0 R16.0;N0003 G01 X0 Y69.0;N0004 M99;加工D面子程序O0071N0001 G91 G00 Z-4.5;N0002 G01 X0 Y-65.0;N0003 G01 X10.0 Y-20.0;N0004 M99;O0072N0001 G91 G00 Z-4.5;N0002 G01 X-10.0 Y20.0;N0003 G01 X0 Y65.0;N0004 M99;8.2.加工F面，B,C 面O0002N0001 G90 G00 G54 Z150.0;N0002 S800 M03 M08; 打开冷却液，主轴先正转N0003 G01 G41 X-40.5 Y29.5 D02; D02=10mmN0004 M98 P0073;N0005 M98 P0074;N0006 M98 P0073; 调用加工B面子程序N0007 G90 Z150.0;N0008 G01 X20.5 Y45.5;N0009 M98 P0075;N0010 G00 G90 Z-3.5;N0011 M98 P0075;N0012 G90 G00 Z-7.0N0013 M98 P0075;N0014 G90 M05 Z150.0;N0015 M11; 主轴松刀，手动换刀N0016 M10; 夹紧刀具N0017 M98 P0068; 调用铣平面子程序N0018 M98 P0076; 调用换刀子程序N0019 G00 G90 S950 M03;N0020 M98 P0077; 调用打中心孔子程序N0021 G98 G81 X-15.0 Y0 Z-11.0 F80; 加工完成后返回参考点，中心孔定位N0022 M98 P0076; 换刀N0023 G90 G00 S500 M03;N0024 M98 P0077;N0025 M98 P0076;N0026 G90 G00 S300 M03;N0027 M98 P0077;N0028 M98 P0076; 换铰刀N0029 G90 G00 S260 M03;N0030 M98 P0077;N0031 M98 P0076; 换键槽铣刀N0032 G90 G01 X-15.0 Y0;N0033 G01 Z10.0;N0034 M98 O0078; 加工长方形通槽N0035 G00 Z150.0;N0036 M05;N0037 M30;子程序O0073 加工B面N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 X0 Y-65;N0003 M99; 返回主程序O0074 加工B面N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 X0 Y-65;N0003 M99; O0075 加工C面N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 X0 Y-20;N0003 G03 X5.5 Y-5.5 R5.5 F50;N0004 G02 X0 Y-40 R20.5;N0005 G03 X-5.5 Y-5.5 R5.5;N0006 G01 X0 Y-20;N0007 G00 Z20;N0008 G01 X0 Y91;N0009 M99;O0076 换刀子程序N0001 M05 Z150.0;N0002 M11;M0003 M10;N0004 M99;O0078 加工通槽子程序N0001 G00 G91 X0 Y0 S300 M03;N0002 M08;N0003 G01 Z-10.0 F20;N0004 M98 P0080 L3;N0005 G01 Z12.0 F60;N0006 M98 P0080 L3;N0007 G01 Z12.0 F60;N0008 M98 P0021 L3;N0009 M98 P0076;N0010 G01 Z-150.0 F60;N0011 G91 G00 S500 M03;N0012 M08;N0013 M98 P0082 L3;N0014 M99;O0079N0001 G91 Z-4.0 F60;N0002 G91 G42 X3.5 Y8.5 D02;N0003 X-7.0 Y0;N0004 X0 Y-17.0;N0005 X7.0 Y0;N0006 G01 G40 X0 Y17.0;N0007 M99;O0080 粗铣通槽N0001 G91 Z-3.5 F60;N0002 G91 G42 X3.0 Y8.0 D03;N0003 X-15.0 Y0;N0004 X0 Y-33.0;N0005 X15.0 Y0;N0006 X15.0 Y0;N0007 M99;O0081N0001 G91 Z-3,5 F60N0002 G91 G42 X2.0 Y8.0 D02;N0003 X-19.0;N0004 X0 Y49.0;N0005 X19.0 Y0;N0006 G01 G40 X0 Y-49.0;N0007 M99;O0082 精铣通槽N0001 G91 Z-3.5 F100;N0002 G91 G41 X-0.5 Y5.5 D03;N0003 G01 G40 X-18.0 Y0;N0004 G03 X-6.0 Y-6.0 R1.0;N0005 G01 X0 Y-58.0;N0006 G03 X6.0 Y-6.0 R1.0;N0007 G01 X18.0 Y0;N0008 G03 X6.0 Y6.0 R1.0;N0009 G01 X0 Y58.0;N0010 G03 X-6.0 Y6.0 R1.0;N0011 M99;8.3.精铣外轮廓O0003N0001 G90 G54 G00 S1000 M03;N0002 Z5.0 M08;N0003 M98 P0083 L3;N0004 G00 Z150.0;N0005 M05;N0006 M30;O0083N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 G41 X0 Y-40.0 D03;N0003 G01 X10.0 Y-20.0;N0004 G01 X64.0 Y0;N0005 G03 X16.0 Y16.0 R16.0;N0006 G01 X0 Y60.0;N0007 G01 G40 X-19.0 Y0;N0008 G02 X-6.0 Y6.0 R1.0;N0009 G03 X-38.0 Y0 R20.0;N0010 G02 X-6.0 Y6.0 R1.0;N0011 G01 G41 X-19.0 Y0 D03;N0012 G00 G40 Z20.0;N0013 M99;9.心得体会 通过一周紧张的数控加工编程课程设计，使我初步了解到了数控加工技术的简单程序。了解到了多种刀头区别，并使我了解了数控加工技术知识的重要性，使得我对数控加工领域产生了浓厚的兴趣。不仅如此，通过这次课程设计，使得我学会简单的FAPT编程语言。相信这次课程设计会成为对我将来探索机械制造领域的道路上的垫脚石。感谢老师对于本次课程设计的辅导。10.参考文献 数控编程技术及应用任晓红，刘红军，许立福 主编 国防工业出版社 2010.7 数控加工工艺与编程杨建明 主编 北京理工大学出版社 2006.8 数控机床技术应用 崔元刚 主编 北京理工大学出版社 2006.8 数控编程实验指导书许立福，赵静 主编 沈阳理工大学 2010.7 数控加工工艺手册 杨继宏 主编 化学工业出版社 2008.3 切削用量简明手册 艾兴，肖诗钢 主编 机械工业出版社 2004.2