數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)---零件的數(shù)控工藝分析與編程

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　題 目： 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)

2、 </p><p>　　零件的數(shù)控工藝分析與編程 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱: </p><p>　　2008年1月11日</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p

3、><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄……………1</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p>　　1零件的數(shù)控工藝分析3</p><p>　　1.1零件圖的分析3</p><p>　　1.2確

4、定數(shù)控加工工藝 ...................................3</p><p>　　1.3刀具和切削用量的選擇5</p><p>　　1.4零件的裝夾及夾具的選擇5</p><p>　　2數(shù)控加工程序的編制5</p><p>　　2.1程序原點(diǎn)的設(shè)置5</p><p>　　2.2對刀

5、方法和設(shè)置5</p><p><b>　　2.3數(shù)值計(jì)算6</b></p><p><b>　　2.4編制程序6</b></p><p>　　3.仿真過程和結(jié)果..........................................9</p><p>　　3.1數(shù)控加工仿真系統(tǒng)加工

6、軟件簡介.........................9</p><p>　　3.2仿真過程.............................................9</p><p>　　3.3仿真結(jié)果............................................15</p><p><b>　　總結(jié)16&

7、lt;/b></p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………...16</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。它的主要任務(wù)是計(jì)算加工走刀中的刀位點(diǎn)（cutterlocationpoint簡稱CL點(diǎn)）。刀位點(diǎn)一般取為刀具軸線與刀具表面的交點(diǎn)

8、，多軸加工中還要給出刀軸矢量。</p><p>　　在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，首先應(yīng)由工藝人員對零件進(jìn)行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機(jī)床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，也必需對零件進(jìn)行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時(shí)要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機(jī)床完成零件的全部加工。我們將從

9、零件圖樣到制作數(shù)控機(jī)床的控制介質(zhì)并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機(jī)床能安全可靠及高效地工作。</p><p>　　數(shù)控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一，其在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)加工自動(dòng)化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期

10、等方面發(fā)揮著重要作用。在諸如航空工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。由于生產(chǎn)實(shí)際的強(qiáng)烈需求，國內(nèi)外都對數(shù)控編程技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了豐碩成果。</p><p>　　數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)數(shù)控方向?qū)W生在學(xué)習(xí)完本科大綱要求的“數(shù)控編程”“工藝設(shè)計(jì)”及數(shù)控仿真系統(tǒng)加工軟件后進(jìn)行的一次綜合性課程設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)的目的在于通過編程，并在數(shù)控加工仿真軟件中進(jìn)行仿真，使我們熟悉數(shù)控車床和數(shù)控銑

11、床編程流程。當(dāng)然，由于水平有限，在設(shè)計(jì)中難免有很多紕漏，懇請老師指正。</p><p>　　1．零件的數(shù)控工藝分析</p><p><b>　　1.1零件圖的分析</b></p><p>　　該零件表面由圓柱、螺紋以及圓球表面組成，如圖1。其中尺寸精度和表面粗糙度要求如圖。零件材料為45鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度220-250HBS，為了便于裝夾，坯件

12、左端應(yīng)預(yù)先留出夾持部分，所以毛坯件選φ50.0mm的棒料，長度為230mm。</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　1.2確定數(shù)控加工工藝</p><p>　　加工順序從右到左進(jìn)行，具體加工工步：1）車端面為圓球；2）車φ22圓柱面，倒角，φ48圓柱面，φ36螺紋外圓柱面，倒角；3）換切槽刀10×φ32，切φ3

13、2處外圓槽；4）換螺紋刀M36×1.5，車螺紋外圓。5）換切斷刀，于離原點(diǎn)92mm處切斷。</p><p><b>　　表1 軸的工序卡</b></p><p>　　1.3刀具和切削用量的選擇</p><p>　　車外圓可選用107°彎頭車刀，車圓球和車圓柱表面均可，最后用切槽刀，螺紋刀，切斷刀。主軸轉(zhuǎn)速取粗車切削速度V=

14、90m/min，根據(jù)毛坯直徑，并結(jié)合機(jī)床說明書選取粗車時(shí)轉(zhuǎn)速n=500r/min。</p><p>　　進(jìn)給速度計(jì)算得，車外圓時(shí)選取進(jìn)給量f=0.4mm/r，計(jì)算得車進(jìn)給速度V=200mm/min。</p><p>　　車槽用V=100mm/min，車外螺紋用V=150mm/min，切斷用F=50mm/min。</p><p>　　表2 刀具選擇及參數(shù)</p

15、><p>　　1.4零件的裝夾及夾具的選擇</p><p>　　裝夾方案可知坯件軸線和左端端面為定位基準(zhǔn)，左端采用三爪自定心卡盤夾緊即可 。</p><p>　　2數(shù)控加工程序的編制</p><p>　　2.1程序原點(diǎn)的設(shè)置</p><p>　　程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。本次加

16、工中以右端球心O點(diǎn)為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)為O。</p><p>　　2.2對刀方法和設(shè)置</p><p>　　采用G50設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)的對刀方法：</p><p>　　毛坯為φ50.0mm的棒料，欲加工最大直徑為φ48mm，總長為92mm的零件。編程時(shí)采用程序段G54 T0101設(shè)定工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)O設(shè)在以右端球心O點(diǎn)。</p><

17、;p>　　加工時(shí)采用的1號刀具為95°硬質(zhì)合金機(jī)夾偏刀（如圖3所示），并作為基準(zhǔn)刀具；2號刀具為硬質(zhì)合金機(jī)夾切槽刀，3號刀具為硬質(zhì)合金機(jī)夾螺紋刀，4號刀具為硬質(zhì)合金機(jī)夾切斷刀?；鶞?zhǔn)刀具刀尖點(diǎn)的起始點(diǎn)為P。</p><p>　　圖3 刀具安裝位置示意圖</p><p>　　以上操作步驟完成了基準(zhǔn)刀具的對刀。此時(shí)，若執(zhí)行程序段G54 T0101后，則CRT屏幕上的絕對坐標(biāo)值處顯

18、示基準(zhǔn)刀具刀尖在工作坐標(biāo)系的位置（X169.200 Z217.500）。</p><p><b>　　2.3數(shù)值計(jì)算</b></p><p>　　起刀點(diǎn)坐標(biāo)（0，0）；</p><p><b>　　2.4編制程序</b></p><p>　　M36*1.5螺紋軸程序如下：</p>&l

19、t;p><b>　　O001</b></p><p>　　N001 G50 X200.0 Z350.0</p><p>　　N002 G00 X160.0 Z229.0 M03 S720 T0101</p><p>　　N003 G73 P004 Q011 I10.0 K8.0 U2.0 W2.0 D3 F0.4 S450</p&g

20、t;<p>　　N004 G00 X66.0 Z2.0</p><p>　　N005 G01 X72.0 Z0</p><p>　　N006 Z-19.0</p><p>　　N007 X70.0 Z-20.0</p><p>　　N008 X64.0</p><p>

21、　　N009 Z-26.0</p><p>　　N010 X96.0</p><p>　　N011 Z-32.0</p><p>　　N012 G70 P004 Q010</p><p>　　N013 G00 X200.0</p><p>　　N014 X200.0 Z3

22、50.0 T0100 M09</p><p>　　N015 T0202</p><p>　　N016 S200 M03</p><p>　　N017 G00 X96.0 Z2.0 M08</p><p>　　N018 G92 X94.4 Z-20.0 F1.5</p><p>　　N019 X93.2</

23、p><p>　　N020 X92.4</p><p>　　N021 X91.24</p><p>　　N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09</p><p><b>　　N023 M30</b></p><p>　　其余外輪廓程序如下：</p><

24、p><b>　　O003</b></p><p>　　N01 G54 T0101</p><p>　　N02 G00 X100.0 Z60.0 M03 S720 T0101</p><p>　　N03 G73 P04 Q16 I10.0 K8.0 U2.0 W2.0 D4 F0.4 S450</p><p

25、>　　N04 G00 X0 Z16.2 F0.15 S720</p><p>　　N05 G03 X28.0 Z-14.28 R20.0</p><p>　　N06 G02 X22.0 Z-21.42 R10.0</p><p>　　N07 G01 Z-35.0</p><p>　　N08 G02 X32.0

26、 Z-40.0 R5.0</p><p>　　N09 G01 X96.0</p><p>　　N10 Z-46.0</p><p>　　N11 X32.0</p><p>　　N12 Z-52.0</p><p>　　N13 X34.0</p><

27、p>　　N14 X36.0 Z-53.0</p><p>　　N15 Z-71.0</p><p>　　N16 X34.0 Z-72.0</p><p>　　N17 G70 P04 Q16</p><p>　　N18 G00 X100.0</p><p><

28、b>　　N19 M30</b></p><p><b>　　3.仿真過程和結(jié)果</b></p><p>　　3.1數(shù)控加工仿真系統(tǒng)加工軟件簡介</p><p>　　該軟件是在學(xué)習(xí)數(shù)控編程人數(shù)較多，教學(xué)壓力急劇增加的情況下誕生的一種軟件。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床品種多，價(jià)格高，一臺數(shù)控中心甚至上百萬。數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行

29、實(shí)訓(xùn)，投資大，消耗多，成本高，一般院校無力承擔(dān)這種消耗和投入。因此，探索一種偷投資少，見效快，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)，企業(yè)歡迎的模式勢在必然。所以，數(shù)控加工仿真軟件的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增加了學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，提高了熟練操作程度。</p><p><b>　　3.2仿真過程</b></p><p>　　圖3.1“數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”軟件界面</p><

30、;p><b>　　圖3.2 機(jī)床回零</b></p><p>　　圖3.3 操作面板上的MODE旋鈕</p><p>　　圖3.4操作面板上的指示燈</p><p>　　圖3.5移動(dòng)零件面板及機(jī)床上的零件</p><p>　　圖3.6輸入數(shù)控程序前后的CRT界面</p><p>　　圖3.7

31、安裝刀具后的機(jī)床</p><p><b>　　圖3.8輸入坐標(biāo)</b></p><p>　　圖3.9程序003的輸入</p><p>　　圖3.10加工過程圖</p><p>　　圖3.11程序0003的輸入</p><p><b>　　3..3仿真結(jié)果</b></p&

32、gt;<p>　　圖3.12最后仿真結(jié)果</p><p><b>　　4 總結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)對數(shù)控車床系統(tǒng)進(jìn)行程序指令編寫以及應(yīng)用，使自己進(jìn)一步熟悉了工藝編制過程及數(shù)控基本編程指令基本意義。從以上編寫的程序，我們可以了解到數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，熟悉了數(shù)控編程的步驟和方法，基本上掌握了數(shù)控車削零件加工編程，使自己加深了數(shù)控

33、指令的應(yīng)用和重要性。而且通過本次課程設(shè)計(jì)，基本達(dá)到了對已修課程熟悉并加深了基礎(chǔ)知識的練習(xí)與應(yīng)用能力的基本要求，達(dá)到了大學(xué)教育的目的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社，2005</p><p>　　2.王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大

34、學(xué)出版社，1981</p><p>　　3.艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　4.楊叔子.機(jī)械加工工藝手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　5.袁哲俊.刀具設(shè)計(jì)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　6.徐發(fā)仁.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版

35、社，1996</p><p>　　7.范炳炎.數(shù)控加工程序編.北京：航空工業(yè)出版社，1997</p><p>　　8.徐嘉元.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995</p><p>　　9.齊國光.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：石油工業(yè)出版社，1999</p><p>　　10.馮之敬.機(jī)械制造工程原理 .北京：清華大學(xué)出版社，2006&l