零件数控加工工艺设计方案研讨样本.doc

襄樊职业技术学院设计说明书

零件数控加工工艺设计

班 级： 数控0903
学 号：
姓 名: 明少芳
指导老师： 刘劲松

5 月 15 日

目录

一、 设计目标……………………………………………………3

二、 此次设计任务………………………………………………3

三、 项目1零件数控加工工艺设计…………………………4

四、 项目2零件数控加工工艺设计…………………………15

五、 设计体会……………………………………………………27

六、 参考文件……………………………………………………28

零件数控加工工艺设计
学 生：明少芳
指导老师：刘劲松
汽车工程学院

一、 设计目标
零件数控加工工艺设计轮岗和实施是在我们学习完了《机械制造基础》、《数控车工编程》、《数控铣削加工技术》、和《数控加工工工艺》关键步骤。经过设计，首先能取得综合利用过去所学知识进行工艺分析基础能力，其次，也是对数控加工过程进行一次综合性训练。经过此次设计，我们能够在以下各方面到训练：
1．能熟练地利用已学过基础理论知识，和在生产实习中学到对应实践知识，掌握从零件图开始到正确地编制加工程序整个步骤、方法。
2．提升编程能力。学生经过设计训练，能够依据被加工零件技术要求，选择合理工艺，编制出既经济又合理，又能确保加工质量数控程序。
3．学会使用各类设计手册及图表资料。查找和本设计相关各类资料名称及出处，并能做到正确熟练利用。

二、 此次设计任务
4项目一：零件为连接轴
项目二：零件为槽板

三、 项目1零件数控加工工艺设计
1.零件图分析
零件图所表示，该零件材料为45钢；零件由圆柱面、内孔面、圆锥面、圆弧面、退刀槽、螺纹组成；尺寸标注：完整，正确，清楚；φ32,、φ38外圆有公差要求，公差要求为0.05，φ22内孔有公差要求，公差要求为0.052，精度等级为IT8，螺纹有公差要求，中经和小径公差为6g；无形位公差要求，但注意内孔和各外圆同心；各表面均需加工，其中：φ32、φ38外圆面、圆弧面、φ22内孔面表面粗糙度为Ra1.6um，φ26外圆、φ20内孔表面粗糙度为Ra12.5um，其它全为Ra3.2um；无热处理要求。
零件图以下：

2.工艺分析
（1）零件毛坯：因为各外圆尺寸相差不大，故选择棒料为φ40×110
（2）表面加工方法：内孔：钻——粗镗——精镗
外圆面：粗车——精车
圆锥面：粗车——精车
圆弧面：粗车——精车
螺纹：粗车螺纹大径——精车螺纹大径——车螺纹
加工次序安排：因为零件结构复杂，左端有内孔，右端有螺纹故选择：调头加工，先加工左端，再加工右端。
（3）加工路线：
下料——数控车左端——数控车右端
数控车左端：片左端面——钻内孔——粗车圆柱面、圆锥面——精车圆锥面、圆柱面——粗镗内孔——精镗内孔
数控车右端：调头，百分表找正——片右端面——粗车螺纹大径、
圆弧面——精车螺纹大径、圆弧面——切退刀槽——车螺纹
（4）量具、刀具、夹具选择
数控车左端：
刀具：93°外圆车刀、φ20钻头、盲孔镗刀
夹具：三爪卡盘
量具：游标卡尺、外径千分尺、内径量表
数控车右端：
刀具：93°外圆车刀（刀尖角35°）4mm宽切槽刀、60°螺纹车刀
夹具：三爪卡盘
量具：游标卡尺、百分表、样板、外径千分尺、螺纹环规
3.机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡以下：

4.数控加工工序卡
数控车左端
加工工步：
(1)片左端面
(2)钻φ20内孔
(3)粗车外圆锥面φ32和φ38圆柱面，径向留0.5mm余量
(4)精车外圆锥面φ32和φ38圆柱面，至尺寸
(5)粗镗φ22内孔，径向留0.5mm余量
(6)精镗φ22内孔至尺寸
刀具：93°外圆车刀、φ20钻头、盲孔镗刀
量具：游标卡尺，内径量表，外径千分尺
夹具：三爪卡盘

数控车右端
加工工步：
（1）片端右面控制总长至尺寸
（2）粗车M30X2-6g螺纹大径、圆弧面，径向留0.5mm余量
（3）精车M30X2-6g螺纹大径、圆弧面至尺寸
（4）切8mm宽退刀槽至尺寸
（5）车M30X2-6g螺纹至尺寸
刀具：93°外圆车刀（刀尖角35°）、4mm宽切槽刀、60°螺纹车刀
量具：游标卡尺，百分表，样板，外径千分尺，螺纹环规
夹具：三爪卡盘
数控加工工序卡以下：

5.数控加工程序
程序号
O0504
零件图号
C-02
工序号
2
共 2页
零件名称
连接轴
工序名称
数控车左端
第 1 页
程 序 内 容
程 序 说 明
O0504
%0540
M3S500
T0101
G0X45Z2
G81X-1Z0F100
G71U2R0.5P10Q20X0.5Z0.2F100
M3S800
N10G0X28
G1Z0 F80
X32Z-20
Z-45
X38
Z-60
N20X40
G0X100Z100
M00
T0202
M3S500
G0X18Z2
G71U1R0.5P30Q40X-0.5Z0.1F100
M3S800
N30G0X24
G1Z0 F80
X22Z-1
Z-18

左端加工程序名

主轴正转，转速为500r/min
换1号93°外圆车刀
循环起点
平左端面，进给为100mm/min
粗车循环
精加工转速800r/min

精车开始，精加工进给为80mm/min

精车结束

暂停，手动钻Φ20孔
换2号刀镗刀
粗加工转速为500r/min
循环起点
粗镗内孔，径向留0.5mm余量
精加工转速800r/min

精车开始,精加工进给为80mm/min
程 序 内 容
程 序 说 明
第 2页
N40G1X18
G0Z2
G0X100Z100
M05
M30

精车结束

主轴停转
程序结束，返回程序头

编制
明少芳
校对
明少芳
审核
明少芳
同意

程序号
O0505
零件图号
C-02
工序号
3
共 2 页
零件名称
连接轴
工序名称
数控车右端
第 1 页
程 序 内 容
程 序 说 明
O0505
%0505
T0101
M3S500
G0X45Z2
G81X-1Z0F100
G71U2R1P10Q20E0.25F100
M3S800
N10G0X25.8
G1Z0F80
X29.8Z-2
G1Z-28
X30
G3X34Z-45R73.25
G2X38Z-53R17
N20G1X40
G0X100Z100
T0202
M3S400
G0X35Z2
Z-28
X31
G1X26F40
G1X31F100
G1Z-26
G1X26F40
右端加工程序名

换1号刀93°外圆车刀
主轴正转，转速为500r/min
循环起点
平左端面，进给为100mm/min
粗车循环
精加工转速800r/min

精车开始，精加工进给为80mm/min

精车结束

换2号4mm宽切槽刀
主轴正转，转速为400r/min

开始切槽，进给为40mm/min

程 序 内 容
程 序 说 明
第 2页
G1X31F100
Z-24
G1X26F40
X30Z-22
X40
G0X100Z100
T0303
M3S400
G0X32Z2
G82X28.8Z-24F2
G82X28.2Z-24F2
G82X27.8Z-24F2
G82X27.4Z-24F2
G82X27.4Z-24F2
G0X100Z100
M5
M30

换3号刀60°螺纹车刀
主轴正转，转速为300r/min
循环起点
开始车螺纹

主轴停转
程序结束，返回程序头
编制
明少芳
校对
明少芳
审核
明少芳
同意

四、项目2零件数控加工工艺设计
1.零件图分析
零件图所表示，该零件材料为45钢；零件由平面、圆弧成型槽、凸台、及4个Φ20沉孔组成；尺寸标注：正确、完整、清楚；20×20凸台有公差要求，公差要求为0.05，100×100尺寸有公差要求，公差要求为0.2，精度等级为IT9；无形位公差要求；各表面均需加工，全部为Ra3.2um；无热处理要求。
零件图以下：

2.工艺分析
(1)毛坯：用氧割机下110×110×35毛坯
(2)表面加工方法：圆弧成型槽：粗铣——精铣
沉孔：粗铣——精铣
凸台：粗铣——精铣
加工次序：按先面后孔、先粗后精标正确定该槽板零件加工型次序为在普铣上完成六 面加工然后在数控铣上加工圆弧成型槽及4个Φ20沉孔，最终加工20×20凸台。
(3)加工路线：
下料——一般铣床——数控铣床
一般铣床：粗铣六面——精铣六面
数控铣床：粗铣内凹成型槽——粗铣4×Φ20沉孔——精铣内凹成型槽——
精铣4×Φ20沉孔——粗铣20×20四方凸台——精铣20×20四方凸台
(4)量具、刀具、夹具
数控铣刀具：Φ12键槽铣刀、Φ12立铣刀、Φ10键槽铣刀、Φ10立铣刀
夹具：平口钳
量具：游标卡尺、样板
3.机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡以下:

4.制订数控加工工序卡
加工工步：
（1） 粗铣内凹成型槽，单边留0.5mm余量
（2） 粗铣4×Φ20沉孔，单边留0.3mm余量
（3） 精铣内凹成型槽至尺寸
（4） 精铣4×Φ20沉孔至尺寸
（5） 粗铣20×20凸台，单边留0.5mm余量
（6） 精铣20×20凸台至尺寸
数控铣刀具：Φ12键槽铣刀、Φ12立铣刀、Φ10键槽铣刀、Φ10立铣刀
夹具：平口钳
量具：游标卡尺、样板
数控加工工序卡以下：

5.编写数控加工程序
程序号
O0505
零件图号
X-01
工序号
3
共 页
零件名称
槽板
工序名称
数控铣
第 1页
程 序 内 容
程 序 说 明
O0505
%0505
G54G90G80G40G49G17
M06T01
G43G0X0Y0Z100H01
M3S600
M98P0506
D01M98P0507(D01=6.5)
M98P0508
M06T02
G43G0X0Y0Z100H02(D01=6)
M3S800
D02M98P0507
M98P0509
M06T03
G43G0X0Y0Z100H03
M98P0510
M06T04
G43G0X0Y0Z100H04
M98P0511
G0X0Z100
M05
M30
主程序名

安全代码
换1号Φ12键槽铣刀
引入1号刀刀具长度赔偿

粗加工凹槽去除大部分余量
粗铣圆弧成型槽
粗铣4×Φ20沉孔
换2号Φ12立铣刀
引入2号刀刀具长度赔偿

精铣圆弧成型槽
精铣4×Φ20沉孔
换3号Φ10键槽铣刀
引入3号刀刀具长度赔偿
粗铣20×20凸台
换4号Φ10立铣刀
引入4号刀刀具长度赔偿
精铣20×20凸台

主轴停止
程序结束

程 序 内 容
程 序 说 明
第 2页
O0506
%0506
M3S600
G0X20Y20
G1Z-4F160
G1X-20
Y-20
X20
Y20
G1Z10F300
G0Z100
X0Y0
M99
粗加工凹槽子程序

主轴正转，转速为600r/min

返回主程序

程 序 内 容
程 序 说 明
第 3页
O0507
%0507
G0Z10
G0X0 Y-18
G1Z-4F240
G42G1X11Y-20
G2X1Y-30R10
G1X-9.506
G3X-16.958 Y-35.091R8
G2X-35.091 Y-16.958I-13.0421J5.091
G3X-30 Y-9.506R8
G1Y9.506
G3X-35.091Y16.958R8
G2X-16.958Y35.091I5.091J13.042
G3X-9.506 Y30.000R8
G1X9.506
G3X16.958 Y35.091R8
G2X35.091 Y16.958I13.042J-5.091
G3X30 Y9.506R8
G1Y-9.506
G3X35.091 Y-16.958R8
G2X16.958 Y-35.091I-5.091J-13.042
G3X9.506 Y-30R8
G1X-1Y-30
G2X-11 Y-20R10
G40G1X0 Y-18
G1Z10F300
G0X0Y0Z100
M99
铣圆弧成型槽子程序

主轴正转，转速为600r/min

引入刀具半径赔偿

返回主程序
程 序 内 容
程 序 说 明
第4 页
O0508
%0508
M3S600
G0X30Y30
G1Z-7F240
G1X33.5Y30
G2X33.5Y30I-3.5J0
G1X30
G1Z10
G0X-30Y30
G1Z-7F240
G1X-33.5Y30
G2X-33.5Y30I3.5J0
G1X-30
G1Z10
G0X-30Y-30
G1Z-7F240
G1X-33.5
G2X-33.5Y-30I3.5J0
G1X-30
G1Z10
G0X30Y-30
G1Z-7F240
G1X33.5Y-30
G2X33.5Y-30I-3.5J0
G1X30
G1Z10F300
G0X0Y0Z100
M99
粗铣4×Φ20沉孔子程序

主轴正转，转速为600r/min

返回主程序
程 序 内 容
程 序 说 明
第 5页
O0509
%0509
M3S800
G0X30Y30
G1Z-7F240
G1X34Y30
G2X34Y30I-4J0
G1X30
G1Z10
G0X-30Y30
G1Z-7F240
G1X-34Y30
G2X-34Y30I4J0
G1X-30
G1Z10
G0X-30Y-30
G1Z-7F240
G1X-34
G2X-34Y-30I4J0
G1X-30
G1Z10
G0X30Y-30
G1Z-7F240
G1X34Y-30
G2X34Y-30I-4J0
G1X30
G1Z10F300
G0X0Y0Z100
M99
精铣4×Φ20沉孔子程序

主轴正转，转速为800r/min

返回主程序
程 序 内 容
程 序 说 明
第6 页
O0510
%0510
M3S600
G0X20Y15.5
G1Z-4F240
G1X-15.5
Y-15.5
X15.5
Y20
G1Z10F300
G0Z100
X0Y0
M99

O0511
%0511
M3S800
G0X20Y15
G1Z-4F160
G1X-15
Y-15
X15
Y20
G1Z10F300
G0Z100
X0Y0
M99
粗铣20×20凸台子程序

主轴正转，转速为600r/min

返回主程序

精铣20×20凸台子程序

主轴正转，转速为800r/min

返回主程序

编制
明少芳
校对

审核

同意

五、设计体会
经过此次零件数控加工工艺设计锻炼了我们独立思维能力，团结合作能力。此次数控加工工艺设计实训，第一周安排我们校外企业参观，走进企业，先了解企业文化、操作规程、实际加工场地、加工实例。第二、三周在学校工艺实训室进行零件数控加工工艺设计。依据我们班同学实际学习情况老师给我们分组然后，以抽签方法确定各小组零件数控加工工艺设计任务，再依据我们所了解操作规程，实际加工厂地情况，看到加工实例，小组组员分工合作，完成零件数控加工工艺设计任务。我认为此次零件数控加工工艺设计是在我们学习完了《机械制造基础》、《数控车工编程》、《数控铣削加工技术》、和《数控加工工工艺》关键步骤。经过设计，首先使我们取得了综合利用过去所学知识进行工艺分析基础能力，其次，也是对数控加工过程进行一次综合性训练。经过此次设计，我们基础能够熟练地利用已学过基础理论知识，和在生产实习中学到对应实践知识，掌握从零件图开始到正确地编制加工程序整个步骤、方法。提升了我们编程能力。经过设计训练，我们能够依据被加工零件技术要求，选择合理工艺，编制出既经济又合理，又能确保加工质量数控程序。

六、参考文件

[1] 王军 刘劲松.数控加工工艺. 武汉大学出版社

[2]高虹静 程洪涛.机械制造基础. 武汉:华中师范大学出版社

[3] 沈建峰 虞俊. 数控车高级工. 北京:机械工业出版社

[4] 刘岩.数控铣削技术. 北京:航空航天大学出版社

[5] 蔡慧玲 陆长永.机械制图. 武汉:华中师范大学出版社