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零件数控加工工艺设计方案研讨

36
2020年4月19日
文档仅供参考

襄樊职业技术学院设计说明书

零件的数控加工工艺设计

班 级: 数控0903
学 号:
姓 名: 明少芳
指导教师: 刘劲松

5 月 15 日

目录

一、 设计目的……………………………………………………3

二、 本次设计任务………………………………………………3

三、 项目1零件的数控加工工艺设计…………………………4

四、 项目2零件的数控加工工艺设计…………………………15

五、 设计体会……………………………………………………27

六、 参考文献……………………………………………………28

零件的数控加工工艺设计
学 生:明少芳
指导老师:刘劲松
汽车工程学院

一、 设计目的
零件数控加工工艺设计轮岗与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>、以及<数控加工工工艺>的重要环节。经过设计,一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基础能力,另一方面,也是对数控加工过程进行一次综合性训练。经过本次设计,我们能够在以下各方面的到训练:
1．能熟练地运用已学过的基本理论知识,以及在生产实习中学到相应的实践知识,掌握从零件图开始到正确地编制加工程序的整个步骤、方法。
2．提高编程能力。学生经过设计训练,能够根据被加工零件的技术要求,选择合理的工艺,编制出既经济又合理,又能保证加工质量的数控程序。
3．学会使用各类设计手册及图表资料。查找与本设计有关的各类资料的名称及出处,并能做到正确熟练运用。

二、 本次设计任务
5项目一:零件为连接轴
项目二:零件为槽板

三、 项目1零件的数控加工工艺设计
1.零件图分析
零件如图所示,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,清晰;φ32,、φ38的外圆有公差要求,公差要求为0.05,φ22的内孔有公差要求,公差要求为0.052,精度等级为IT8,螺纹有公差要求,中经和小径的公差为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的外圆面、圆弧面、φ22的内孔面表面粗糙度为Ra1.6um,φ26的外圆、φ20内孔表面粗糙度为Ra12.5um,其余全为Ra3.2um;无热处理要求。
零件图如下:

2.工艺分析
(1)零件毛坯:由于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
加工顺序安排:由于零件结构复杂,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如下:

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的内孔
(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
数控加工工序卡如下:

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
批准

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
批准

四、项目2零件的数控加工工艺设计
1.零件图分析
零件如图所示,该零件材料为45钢;零件由平面、圆弧成型槽、凸台、及4个Φ20的沉孔组成;尺寸标注:正确、完整、清晰;20×20的凸台有公差要求,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。
零件图如下:

2.工艺分析
(1)毛坯:用氧割机下110×110×35的毛坯
(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
加工顺序:按先面后孔、先粗后精原则确定该槽板零件的加工型顺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的沉孔,最后加工20×20的凸台。
(3)加工路线:
下料——普通铣床——数控铣床
普通铣床:粗铣六面——精铣六面
数控铣床:粗铣内凹成型槽——粗铣4×Φ20的沉孔——精铣内凹成型槽——
精铣4×Φ20的沉孔——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如下:

4.制定数控加工工序卡
加工工步:
（1） 粗铣内凹成型槽,单边留0.5mm余量
（2） 粗铣4×Φ20的沉孔,单边留0.3mm余量
（3） 精铣内凹成型槽至尺寸
（4） 精铣4×Φ20的沉孔至尺寸
（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
数控加工工序卡如下:

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号刀刀具长度补偿

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

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

引入刀具半径补偿

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的沉孔子程序

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的沉孔子程序

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

批准

五、设计体会
经过本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。本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。根据我们班同学的实际学习情况老师给我们分组然后,以抽签的方式确定各小组的零件数控加工工艺设计任务,再根据我们所了解的操作规程,实际加工厂地的情况,看到的加工实例,小组组员分工合作,完成零件数控加工工艺设计任务。我觉得本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>、以及<数控加工工工艺>的重要环节。经过设计,一方面使我们获得了综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基础能力,另一方面,也是对数控加工过程进行一次综合性训练。经过本次设计,我们基本能够熟练地运用已学过的基本理论知识,以及在生产实习中学到相应的实践知识,掌握从零件图开始到正确地编制加工程序的整个步骤、方法。提高了我们的编程能力。经过设计训练,我们能够根据被加工零件的技术要求,选择合理的工艺,编制出既经济又合理,又能保证加工质量的数控程序。

六、参考文献

[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