数控机床课程设计指南模板.doc

数控机床课程设计指导书

应用专业：机械设计制造及其自动化

班级
学号
姓名

目录

1.设计任务 3
2.设计要求 3
3.零件图分析 3
4.机床设备选择 3
5.确定工件装夹方法 4
6.确定数控加工刀具及加工工序卡片 4
7主轴转速和进给速度选择 5
8螺纹相关参数计算 5
9.三维图形 7

1.设计任务
此次课程设计是经过分析零件图，合理选择零件数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件数控加工程序编写。使零件能在数控机床上顺利加工，而且符合零件设计要求。
2.设计要求
1 绘制二维、三维零件图各一张；
2 数控加工工序卡一份；
3 走刀路线图一份；
4 数控加工程序清单一份（含注释）；
5 设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编写数控加工工艺；写出数值计算过程）
3.零件图分析
在数控车床上加工图所表示带螺纹轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所组成，零件最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，而且需要加工M30×1.5螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范阶梯轴类零件，能够采取端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm棒料。

4.机床设备选择
依据该零件图所表示为轴类零件，需要加工为外轮廓和螺纹，和毛坯尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统CK7815型数控车床来加工此零件。
5.确定工件装夹方法
因为这个工件时一个实心轴类零件，而且轴长度不是很长，所以采取工件左端面和Φ60外圆为定位基准。使用一般三爪卡盘加紧工件，取工件右端面中心为工件坐标系原点。
6.确定数控加工刀具及加工工序卡片
依据零件加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。该零件数控加工工艺卡片如表1-1所表示。
加工步骤：加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断

表1-1数控加工工序卡片
零件名称
阶梯轴
数量
1

6月
工序
名称
工艺要求
作者

日期
1
下料
调质处理HB220-HB250

2
热处理
工步

3
数控车
1
工步内容
刀具号

2
车端面
1

3
至右向左粗车外轮廓
2

4
至右向左粗车外轮廓
3

5
切Φ26槽
4

6
切螺纹
5

4

切断，并确保长为127mm
4

5
检验

材料
45﹟
备注：
规格数量

7主轴转速和进给速度选择
主轴转速确实定是依据被加工部位直径，并按零件和刀具材料及加工性质等条件所许可切削速度来确定。我们能够经过查书表2-1硬质合金车刀切削速度参考表选择，其计算公式为n=1000vc/(∏d)。进给速度确实定能够经过进给量和主轴速度得到，具体按F=f×n计算，这里我们查书表2-2硬质合金车刀进给量参考表得到。切削右端面时主轴转速为600r/mm，进给速度0.2mm/r；粗加工外轮廓时主轴转速为500r/mm，进给速度0.2mm/r；精加工外轮廓时主轴转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切槽时主轴转速为500r/mm，进给速度0.08mm/r；车螺纹时主轴转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切断时主轴转速为600r/mm，进给速度0.15mm/r。数控加工刀具卡片如表1-2所表示。
表1-2数控加工刀具卡片
刀具号
刀具规格名称
数量
加工内容
刀尖半径（mm）
主轴转数（r/min）
进给数度（mm/r）
备注
T01
450外圆偏刀
1
车右端面
0.5
500
0.2

T02
900外圆偏刀
1
粗车外圆轮廓
0.5
600
0.2

T03
900外圆偏刀
1
精车外圆轮廓
0.2
500
0.15

T04
切槽刀
1
切削退刀槽

500
0.08

T05
600螺纹车刀
1
车螺纹M30×1.5mm

500
0.15

8螺纹相关参数计算
由零件图可知螺纹螺距为1.5mm。螺纹牙型深度为
t=0.65P=0.65×1.5=0.975(mm)
D大=D公称-0.1P=30-0.1×1.5=29.85(mm)
D小=D公称-1.3P=30-1.3×1.5=28.05(mm)
螺纹加工分为四刀：第一刀是Φ29mm；第二刀是Φ28.5mm；第三刀是Φ28.1mm；第四刀是Φ28.05mm；
编写加工程序，如表1-3所表示。
表1-3数控加工程序
程序
注释
O001

N001 G50 X80. Z100;
建立工件坐标系
N002 M03 S500. T0101 M07;
主轴正传，调用1号刀，刀补,开冷却液
N003 G00 X70. Z3;
快速走到（70，30）
N004 G01 Z0. F0.2;
移到车端面原始点
N005 X-1;
车端面，进给量为0.2r/mm
N006 G00 X80. Z100;
快速回到换刀点
N007 T0100;
取消1号刀补
N008 T0202 S600;
换2号刀，主轴600 r/mm
N009 G00 X70. Z3;
到循环起始点
N010 G72 U1.0 RI.0 P013 Q022 F0.3 .S500;
初加工切削循环
N011 G00 X80.Z100.T0200;
返回换刀点，取消2号刀补
N012 T0303 S500;
换3号刀
N013 G01 X30. Z3 .F0.15;
精加工轮廓开始
N014 G01 Z-15;
精加工30外圆
N015 G01 X26. Z-20.;
进刀到（26，-20）
N016 G01 X36. Z-30;
精加工锥面
N017 G01 Z-38;
精加工36外圆
N018G02 X30. Z-47.R15;
精加工R15外圆
N019 G02 X40. Z-62.R25;
精加工R25外圆
N020 G03 X25.Z-89.R25;
精加工R25外圆
N021 G02 X34.Z-101.R25;
精加工R25外圆
N022 G01 Z-107;
精加工34外圆
N023G01 X56.Z-118;
精加工锥面
N024 G01 Z-127;
精加工Φ56外圆
N025 G00 X80.Z100. T0300;
返回换刀点，取消3号刀补
N026 T0404 S500;
换4号刀
N027G00 X40.Z-15;
快速移到（40，-15）
N028 G01 X26. F0.08;
切螺纹退刀槽
N029G04 X1.0;
停1秒
N030G01 X40;
退刀
N031G00 X80.Z100. T0400;
返回换刀点，取消4号刀补
N032 T0505;
换5号刀
N033 G00 X35.Z5;
快移至（35，5）
N034 G92 X29.Z-16.F0.15;
切螺纹
N035 X28.5;
切螺纹
N036 X28.1;
切螺纹
N037 X28.05;
切螺纹
N038 G00 X80.Z100;
返回换刀点
N039 T0500;
取消5号刀补
N040 T0404 S500;
换4号刀
N041 G00 X60.Z-127;
快移至（60.，-127）
N042 G01 X-1.F0.1 ;
切断
N043G00 X60;
退刀
N044 G00 X80.Z100. T0400 M09;
返回换刀点，取消刀补，关冷却液
N045 M05;
主轴停止
N046 M30;
程序结束

走刀路线图如表1-4所表示：
表1-4 数控加工走刀路线图
数控加工走刀路线图
零件图号
NC01
工序号

工步号

程序号
O001
机床型号
CK7815
程序段号
N001～N046
加工内容
车削外围轮廓及螺纹
共1页
第6 页

编程

校对

审批

符号

含义
抬刀
下刀
编程原点
起刀点
走刀方向
走刀线相交
轨迹重合
爬斜坡
铰孔
行切
9.三维图形