37数控编程课程设计说明书

第1页广西科技大学数控编程课程设计说明书课程名称：数控机床指导老师：赵云俊学生姓名：庞博学号：201102201045班级名称：机自Z112班学院：职业技术教育学院2014年月日第2页目录第一章设计目的...............................................................3第二章设计任务………………………….......................3第三章设计题目、内容及步骤......................................43.1加工毛坯的选择..................................................…..43.2机床的选择................................................................43.3加工中刀具的选择…………………………………53.4工艺分析及具体过程………………………………73.5刀具及切削参数表…………………………………93.6数控加工程序………………………………………113.7数控加工仿真图.......................................................19第四章设计小结..............................................................20第五章心得体会................................................................21第3页一、设计目的本课程设计是学完数控编程之后，进行的下一个实践性教学环节，它一方面要求学生能根据零件图，用数控代码编制数控加工程序，熟悉加工程序输入、检查、编辑及执行的方法，另一方面，为今后的毕业设计、今后从事数控加工进行一次综合训练。二、设计任务分析任务：由于零件材料为硬铝2A12，切削性能较好，工件为规则对称零件，加工部位由外轮廓圆弧、两个对称腰形槽、三个通孔组成。由于三个通孔的尺寸精度和位置精度较高，考虑采用立式加工中心来完成本任务。本人任务：根据提供的零件图及相关技术要求（如下图），选择数控机床加工零件各两个，选择某种数控系统的编程指令编程，并进行数控加工仿真。第4页三、设计题目、内容及步骤1.加工毛坯的选择一般地，选择毛坯要考虑几方面A.材料的工艺B.毛坯尺寸工艺性能C.零件生产纲要。根据零件图及加工要求选择毛坯材料：硬铝2A12，毛坯尺寸为：110×90×30。2.机床的选择（1）数控机床主要的规格和尺寸与工件的轮廓尺寸相适应，做到机床的合理使用。（2）数控机床的工作精度与工序要求的加工精度相适应。根据零件的加工精度要求选择机床，如精度要求低的粗加工工序，应选择精第5页度低的机床，精度要求高的精加工工序，应选择精度高的机床。（3）机床的功率与刚度以及机动范围应与工序的性质和最合适的切削用量相适应。如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削用量应选得大，就要求机床有大的功率和较好的刚度。（4）装夹方便、夹具结构简单也是选择数控设备需要考虑的一个重要因素。选择卧式数控机床，还是选择立式数控机床，将直接影响所选夹具的结构和加工坐标系，直接关系到数控编程的难易程度和数控加工的可靠性。此次零件的加工选择华中数控铣床HNC-21M。3、加工中刀具的选择工、量、刀具清单如下表：名称规格精度数量立铣刀Φ20三刃立铣刀，Φ20四刃立铣刀，Φ10精三刃立铣刀各1键槽铣刀Φ10粗键槽铣刀1钻头Φ9.7钻头Φ15钻头Φ28钻头各1中心钻A2.51铰刀Φ10H8机用1镗刀Φ25~381套半径规R1~6.5R7~14.51套偏心式寻边器Φ101第6页内径百分表18~350.01mm1套外径千分表0~100.01mm1套游标卡尺0~1500.02mm1千分尺0~25，25~50，50~750.01mm各1倒角钻40×90°1深度游标卡尺0~2000.02mm1垫块，拉杆，压板，螺钉M16若干扳手，锉刀12″,10″各1（1）工、量、刃具选择1）工具选择工具采用平口虎钳装夹工件，寻边器对刀。2）量具选择轮廓尺寸用游标卡尺测量，深度尺寸用深度游标卡尺测量，另用百分表校正平口钳及工件上表面。3）刃具选择该工件的材料为硬铝，切削性能较好，选用高速钢立铣刀即可满足工艺要求。（2）经过计算，凸台轮廓距毛坯边界的最大距离是20mm，由于凸台的高度是4mm，工件轮廓外的切削余量不均匀，故选Φ20mm的立铣刀粗加工，再选用Φ12精三刃立铣刀，运用刀具半径补偿铣削凸台轮廓达到尺寸要求。加工工艺方案：该任务有外轮廓及孔的加工，加工方案如下。第7页外轮廓：粗铣→精铣腰形槽：粗铣→精铣Φ30H7：钻中心孔→钻底孔Φ28→扩孔Φ29.8→精镗孔Φ10H8：钻中心孔→钻底孔Φ9→扩孔Φ9.8→铰孔4、工艺分析及具体过程加工顺序通常包括：切削加工工序，热处理工序，辅助工序。切削加工工序通常安排原则如下：基面先行——用作基准面时表面应先加工，任何零件的加工总是先对定位基准进行加工。先面后孔——对于箱体、支架类零件，平面尺寸轮廓较大，用平面定位比较稳定，而且孔的深度尺寸由基准面为准，所以先加工平面，然后加工孔。先粗后精——先安排粗加工，去除材料大余量以保证加工速度，后进行精加工以保证加工精度。从图可以看出尺寸上要求比较高的有Φ30+0.0210和2×Φ10+0.0220两个通孔。为了满足尺寸要求，在制定加工工艺过程中需要特别注意：零件加工工艺过程如下：（1）加工准备①认真阅读零件图,检查坯料尺寸。②编制加工程序，输入程序并选择该程序。③用平口钳装夹工件，深处钳口8mm左右，用百分表找正。第8页④安装寻边器，确定工件零点为坯料上表面的中心，设定零点偏置。⑤根据编程时刀具的使用情况需编制刀具及切削参数表，对应刀具装入刀库，并设定各长度补偿。（2）铣外轮廓①使用T1号刀具粗铣外轮廓，留0.3mm单边余量，粗铣时可采用增大刀补值来区分粗精加工（即刀具半径10＋精加工余量＋0.3）。②换T2Φ20mm精四刃立铣刀，设定刀具参数，半精铣外轮廓，留0.1mm单边余量。③实测工件尺寸，调整刀具参数，精铣外轮廓至要求尺寸。（3）加工2×Φ10+0.0220孔①调用T3号刀具A2.5中心钻由于钻头用具有较长的横刃，定位不好，因此采用中心钻先钻出两个Φ10+0.0220中心孔。切削用量：n=1500r／min，F=60mm／min（在打中心孔时因整个加工目的就是为后面的钻头打引导孔，所以转速必须选择较高，否则可能会失去定心的作用。）②调用T4号Φ9.7mm钻头，钻2×Φ10孔（钻孔必须加注充分的冷却液，否则钻头易烧坏，冷却液必须在加工前浇注，避免刀具过热突然冷却。）③换T5号刀具Φ10H8铰刀并对刀，设定刀具参数，铰2×Φ10至要求尺寸。第9页（4）加工Φ30+0.0330孔和倒角①调用T6号Φ15的钻头并对刀，设定刀具参数，选择程序，打到自动挡运行程序钻通孔（因为钻头越大，横刃越厚，则钻削的阻力将增大，从而钻削时对于机床的功率会要求更高，加工时产生震动也会比较大。所以对于较大孔径的钻削可以采用大钻头套小钻头的方法来有效避免这个问题）。②换T7刀具Φ28的钻头并对刀，设定刀具参数，钻通孔。③调用T8镗刀，粗镗孔，留0.4mm单边余量。④调用镗刀，半精镗孔，留0.1mm单边余量。⑤使用已经调好的内径百分表测量孔的尺寸，根据余量调整镗刀，精镗孔至要求尺寸。⑥换T9号90°倒角钻，倒角1×45°至尺寸要求。（5）铣腰形槽①换T10号Φ10粗立铣刀，粗铣腰形槽，留0.3mm单边余量。②换T11号Φ10精立铣刀，半精铣腰形槽，留0.1mm单边余量。③测量腰形槽尺寸，调整刀具参数，精铣腰形槽至要求尺寸。5、刀具及切削参数表计算公式：主轴转速：N=DVc1000(r/min)进给速度：F=Vf=fzzn(mm/min)V切削速度D：刀具直径f:刀具每齿进给率z:齿数基点坐标的计算第10页因采用刀具半径补偿功能，只需计算工件轮廓上基点坐标即可。图4-10中各基点坐标值见表。工步号公布内容刀具号刀具类型切削用量主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm1粗铣外轮廓T01Φ20三刃立铣刀800804.82半精铣、精铣外轮廓T02Φ20四刃立铣刀8008053钻2×Φ10中心孔T03A2.5中心钻1500604铰2×Φ10中心孔T04Φ9.7钻头600805加工Φ30孔T05Φ10H8铰刀400406钻Φ28的通孔T06Φ15的钻头500607加工Φ30孔T07Φ28钻头450708倒角1×45°T08镗刀9粗铣腰形槽T0990°倒角钻300251第11页10半精铣、精铣腰形槽T10Φ10粗立铣刀6001254.811T11Φ10精立铣刀9001004.9/5基点坐标基点坐标149,06-49,0235.89,-14.88726.85,-15.5327.64,-19.80826.85,15.54-27.64,-19.80916.45,9.55-35.89,-14.881016.45,-9.56、数控加工程序（1）铣外轮廓①外轮廓主程序O0001;G49G69G40;T01M06;G43H01Z100.;G90G54G0X80.Y0Z10.S600M03;第12页Z3.M08；G01Z-5.F150;G41X55.Y0D01F250;M98P02;G68X0Y0R180.;M98P02;G69;G01X70.Y0;G0Z100.;G40M09;M05;M01;G91G30Z0;M06T02;G49G69G40;G43H02Z100.;G90G54G0X80.Y0Z10.S600M03;Z3.;G01Z-5.F150;G41X55.Y0D02F250;M98P02;G68X0Y0R180.;第13页M98P02;G69;G01X70.Y0;G40;G0Z30.;G91G30Z0Y0;M30;②外轮廓子程序程序O0002G01X49.Y0;G2X35.89Y-14.88R15.;G03X27.64Y-19.8R12.;G02X-27.64R34.;G03X-35.89Y-14.88R12.;G02X-49.Y0R15.;M99；（2）加工2×Φ10+0.0220孔O0003;G40G49G69;T03M06;G43H03Z100.;第14页G90G54G0X40.Y0Z10.S1300M03;Z3.;G82Z-4.R5.P2000F80;X-40.;G80;G91G30Z0;M06T04;G43H04Z100;G90G54G0X40.Y0Z10.S650M03;Z3;M08；G73Z-25.R3.Q4F60;X-40.;G80;G0Z100;M01;G91G30Z0;M06T05;G43H05Z100.;G90G54G0X40.Y0Z10.S300M03;Z3.;G82Z-25.R3.P1000F40;第15页X-40.;G80;G0Z100.;M09；G91G30Z0Y0;M30；（3）加工Φ30+0.0330孔和倒角O0004；G40G49G69;G91G30Z0;M06T06;G43H06Z100;G90G54G0X0Y0Z10.S500M03;M08;G73Z-27.R2.Q3.F60;G91G30Z0;M06T07;G40G49G69;G43H07Z100.;G90G54G0X0Y0Z10.S400M03;G73Z-30.R2.Q5.F60;G91G30Z0;第16页M06T08;G43H08Z100.;G90G54G0X0Y0Z10.S250M03;G85Z-27.R3.F50;G0Z100;Y80.;M09;M05;M01;G90G54G0X0Y0Z10.S400M03;G76Z-30.R3.Q0.2F40;G0Z100.;G91G30Z0;M06T09;G90G54G0X0Y0Z10.S200M03;Z3