数控课程设计说明书

数控加工课程设计说明书一、分析零件图纸，确定总体加工方案（一）、图纸分析：该图是一复杂轴类零件，零件部分地方较为复杂，部分加工精度较高，采用数控车削加上钻削、滚齿、插齿综合完成。该零件由外圆柱面、孔、倒角、内齿轮，齿轮轴、槽、阶梯组成。其中零件最大外径为19mm,长度为104mm.选择毛坯尺寸为114x22mm的棒料。（二）、精度等级、表面粗糙度分析：考虑到左右两端齿轮齿面粗糙度1.6，滚齿机滚齿后要倒角磨齿；外圆表面粗糙度要求最高为0.8，尺寸精度也易于达到，所以外圆精车即可达到要求。同轴度及各圆跳度都要求要装夹次数减少。所以，外圆以两顶尖定位，一次装夹完成粗精加工。为满足同轴度要求，打孔时应夹外径为13.9的外圆。（三）、材料和热处理分析：零件材料为31CrMoV9是齿轮钢，预备热处理为调质，回火温度600℃——630℃。最终热处理为渗氮，HV900。（四）、总体方案：先对毛坯预备热处理（调质处理）；用数控车床粗精车两端面打中心孔，再以两中心孔定位，粗车外圆轮廓，精车右端外圆轮廓，切槽。再以外径为13.9的槽定位，粗精车左端外圆，钻铰孔、镗孔割内槽；最后再滚齿，插齿；最终热处理，再上磨齿机进行磨齿；完成整个零件的加工。二、确定加工工艺方案（一）装夹方式及量具选择：数控车床夹具使用三爪卡盘自动定心夹具及顶尖；Y3150E滚齿机使用专用夹具，插齿机使用专用夹具，磨齿机使用专用夹具。量具有游标卡尺，外径千分尺，百分表。（二）加工顺序：1.备料，下料尺寸ф22×106的棒料，预备热处理2.车，粗精车右端面，钻中心孔3.粗车，夹左端外圆顶中心孔定位，粗车右端外圆各部，留单边余量0.24、精车，夹左端外圆顶中心孔定位，精车右端外圆各部至图纸所示。5、切1.1mm宽的槽6、用3.5mm切槽刀切3.5mm处，4.6mm处以及12mm处，加之外径为13.9的T型槽至图纸所示。7、掉头夹直径12处外圆,粗精车左端端面及外圆8、钻镗直径为9的孔9、镗直径为12.5的孔。10、割宽5mm的内槽。11、钻直径5和4的顶孔。12、铣键槽13、滚齿机滚右端齿14、插齿机插内齿轮。15、倒角，倒棱16、最终热处理17、磨齿机磨齿18、终结检验（三），切削用量选择（镗车削）数控车削加工中的切削用量包括：背吃刀量pa、主轴转速n或切削速度cv、进给速度fv或进给量f。这些参数均应在机床给定的允许范围内选取。车削用量的选择原则是粗车时，首先考虑选择尽可能打的背吃刀量pa，其次选择较大的进给量f，最后确定一个合适的切削速度v。增大背吃刀量可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。精车时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上提高加工效率。因此，精车时应选用较小的背吃刀量pa和进给量f，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度v.(1)背吃刀量pa的确定在工艺系统刚度和机床功率允许的情况下，应尽可能选择较大的背吃刀量，以减少进给的次数。当零件精度要求较高时，则应考虑留出精车余量，其所留的精车余量比一般普通车削时所留余量小，常取0.1~0.5mm。（2）进给量fv的确定式中，f进给量，粗车时一般取为0.3~0.8mm/r,精车时常取0.1~0.3mm/r，切断时常取0.05~0.2mm/r。（3）主轴转速的确定dvnc/1000n（r/min）1.数控车削a.粗车端面取n=50m/minf=0.3mm/rb.精车端面取n=80m/minf=0.15mm/rb.粗车外轮廓,留单面余量0.2mm取n=50m/minf=0.3mm/rap=2mmc.精车外轮廓取n=80m/minf=0.15mm/rap=0.2mmd.切槽取n=60m/minnfvff=0.1mm/rf.预钻孔Ф8mm及打中心孔取n=500r/minf=0.2mm/rg.镗孔取n=1500r/minf=0.2mm/r2.滚齿机滚齿Vc=0.7m/sf=1.5mm/r（四）刀具明细表序号刀具名称刀具直径刀补值190°端面车刀D01293°偏头外圆车刀D0231.15mm割槽刀43.5mm割槽刀54mm割槽刀6高速钢钻头87镗刀8镗刀D0893mm的内切槽刀10滚刀D1011插齿刀D11三、数值换算1、公差对称化换算：直径公差带代号公差大小/mm上偏差下偏差对称化后尺寸12g70.018-0.006-0.02411.985100-0.19.9516h70.0180-0.01815.99115.50-0.315.3513.90-0.0313.88516.80-0.116.757.80.0507.82517h80.0180-0.01816.99116.40-0.0416.389H100.0580.05809.02911.50.3011.6530.50.3030.65601060.51.10.101.1590.0509.02511.50-0.111.451.10.101.152、相关节点坐标计算：如图所示：通过坐标标注，各节点坐标清清楚楚。3、刀位点坐标值的计算过程刀位点是指刀具的定位基准点。车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点。各类数控机床的对刀方法是不完全一样的，这一内容将结合各类机床分别讨论。数控车床的刀位点是工件外形轮廓向外偏移一个刀具半径值四、数控的工艺卡片及加工程序O0001——车左端面打中心孔加工步骤加工内容刀具主轴转速（m/min或r/min）进给量备注1粗车端面，留精加工余量0.2T01:90°端面车刀500.32精车端面至图纸要求T01800.153打中心孔T02:直径3.35中心钻5000.2O0002——车外轮廓加工步骤加工内容刀具主轴转速（m/min或r/min）进给量备注1粗车外圆轮廓，留精加工余量0.2T01：93°偏头外圆车刀500.3G712精车外圆轮廓至图纸要求T01：93°偏头外圆车刀800.15G703切1.1mm宽槽T02：1.1mm割槽刀（右刀尖）600.14切3.5mm宽槽及4.6mm滚花槽T03：3.5mm割槽刀（右刀尖）600.15切T型槽及其他槽T04：4mm割槽刀（右刀尖）600.1O0003——精车左端端面，外圆，钻镗孔加工步骤加工内容刀具主轴转速（m/min或r/min）进给量备注1粗车外圆轮廓，留精加工余量0.2T01：93°偏头外圆车刀500.3G712精车外圆轮廓至图纸要求T01：93°偏头外圆车刀800.15G703钻底孔T02：直径为8mm高速钢麻花钻5000.24镗孔T03：硬质合金内孔车刀5000.25镗直径为12.5mm的孔T04：硬质合金内孔车刀15000.26割内槽T05：硬质合金内切槽刀600.1程序代码如下：O0001N10G54F0.3S800M03M07T0101;工艺设定N20G50S2000；最高转速限制N30G96S50；恒线速度切削N40G0X24Z0.2；快速定位接近工件N50G1X-2；粗切端面N60G0X24Z1N80G96S80；精车恒线速度设定N90Z0N100G1X-2F0.15；精车端面N110G0X100Z150；返回换刀点N120T0202；换2号刀具N130G97S500；取消恒线速度，设定转速500r/min。N140X0Z5N150G1Z-3.35；钻中心孔N160G0Z5N170X100Z150N180M30；程序结束O0002N10G54F0.3S800M03M07T0101;工艺设定G50S2000；最高转速限制G96S50；恒线速度切削G0X24Z0.2；快速定位接近工件G1X-2；粗切端面G0X24Z1G96S80；精车恒线速度设定Z0G1X-2F0.15；精车端面N40G71U2R1；G71粗车轮廓循环N50G71P60Q170U0.4W0.2F0.3；粗车轮廓循环参数设定N60G0G42X8Z2F0.15；循环开始N70G1Z0N80X9.95Z-0.58N90Z-15.72N100G02X10.36Z-16.94R3N110G01X11.985Z-19N120Z-36.5N130X15.35N140X15.991Z-36.64N150W-7.825N160X19N170Z-106；循环结束N180G0X100Z150N190G96S80；恒线速度切削N200G70P60Q170；G70循环精车外轮廓N210G0X100Z150；返回换刀点N220T0202；换1.1mm切槽刀N230G96S60N240G0G40X13Z-27.5F0.1；取消刀补，快速定位N250G1X11.45N260G0X20N270G0X100Z150N280T0303;换3.5mm切槽刀N290G0X17Z-38.5;切3.5mm槽N300G1X-15.96N310G0X20N320Z-31.9；切4.6mm槽N332G1X11.9N340G0X14N345Z-40.8N350G1X11.5N355Z-31.9；切4.6mm槽结束N360G0X20N370G0X100Z150N380T0404；换4mm切槽刀N390G0X20Z-50.35N400G1X14.3；粗切直径为13.9的T型槽及宽12mm槽N410G0X20Z-53.5N420G1X14.3N430G0X20N435Z-53.5N440G1X14.3N450G0X20N451Z-57N452G1X14.3N453G0X20N455Z-60.6N460G1X14.3N470G0X20N475Z-69.5N480G1X17.2；T型槽粗切结束N490G0X20N495Z-72N500G1X17.2；粗切12mm槽N510G0X20N515Z-75N520G1X17.2N530G0X20N531Z-75N532G1X17.2N534G0X20N535Z-77.5N540G1X17.2；12mm槽粗车结束N550G0X20Z-75N560Z-45.5N570G1X19；精车T型槽N580X14.32Z-49.55N590G02X13.885Z-50.35R1.6N600G01Z-64.6N610G2X14.28Z-65.35R1.6N620G1X18.22Z-69.06N630G3X17.68Z-69.5R0.15；精车T型槽结束N640G1X16.75;精车12mm槽N645Z-77.5N650G0X100Z150N660M30;程序结束O0003N10G54F0.3S800M03M07T0101;工艺设定N20G50S2000；最高转速限制N30G96S50；恒线速度切削N40G71U2R1N50G71P60Q130U0.4W0.2F0.3;G71粗车循环N60G0G42X15.2Z2F0.15；循环开始N70G1Z0N80X16.38Z-1.39N90Z-6N100X16.991N110Z-21.5N120X18N130Z-23；循环结束N140G0X19Z2N150G96S80N160G70P60Q130；G70精车循环N170G0X100Z150N180T0202；换钻头N190G0G40X0Z25S500F0.2；钻孔开始,取消刀补N200G1Z-10N210G0Z2N220G1Z-20N230G0Z0N240Z-18N250G1Z-35N260G0Z0N270Z-33N272Z-50N274G0Z0N276Z-48N280G1Z-62N290P1N300G0Z2；钻孔结束N310G0X100Z150N320T0303；换铰刀N330G0X0Z5N340G1Z-62；铰孔N350P1N360G0Z2N370G0X100Z150N380T0404；换镗刀N390S1500F0.2N400G0G43X13.5Z-0.433；刀补N405G1X12.5Z-0.433；镗孔N410Z-13N420X8N430G0Z2N440X100Z150N450T0505；换内切槽刀N460G0G40S60X8Z5F0.