数控加工工艺与编程.doc

学　　 院
机械工程学院
专　　 业
机械设计制造及其自动化
学生姓名

班级学号

设计题目
　 　 　　 零件的数控加工工艺设计
实践教学要求与任务:
原始设计依据:
零件图,生产批量：单件小批生产
设计任务：
1、绘制被加工零件的零件图一张（A３或A4);
2、编制机械加工工艺过程;
３、编制指定加工工序内容的数控加工工序,包括数控加工工序卡、数控加工刀具卡片、数控加工程序编制(手工编程）；
４、编写数控工艺课程设计说明书一份;
5、课程设计答辩.

工作计划与进度安排：
数控工艺课程设计计划总用时1周。
熟悉设计题目、绘制零件图　 　 　 　 　 0。5天
编制机械加工工艺过程 　 　 　 　　 0。５天
编制数控加工工序及编程　 　 　 2.5天
编写数控工艺课程设计说明书 　 ０。5天
课程设计答辩 　 　 　　　 　 　１。0天

指导教师:

　 　 　　　年 月 日
专业负责人：

年 　月 日
学院教学副院长:

年 月　 日
课程设计任务书
前言

随着机械制造业的发展,数控加工技术已经广泛普及使用，数控加工技术的应用给传统制造业带来了革命性的变化,且随着数控加工技术的不断发展和应用领域扩大，它对各行各业的发展起着越重要的作用,推动着工业现代化。
因为数控加工技术具备各种优势:便捷、精确、省力、高速、高效、高可靠性等,加之它发展前景乐观,而且涉及领域广,所以对于数控加工技术应用的人才需求在加大。掌握和应用数控加工技术对于提升产品质量，解放和发展生产力有着巨大的帮助.

目录

前言3
１。零件图工艺分析４
1.1。加工内容4
1．２。加工要求4
1.３。各结构的加工方法4
２.数控机床的选择5
３。加工顺序的确定5
4。确定装夹方案并选择夹具6
5。编制数控技术文档6
５。1.编制机械加工工艺过程卡6
5.2.编制数控加工工序卡7
6。刀具与切削用量的选择7
６。1。编制数控加工刀具卡片8
7.编写加工程序８
8．总结12
9。参考文献13

1. 零件图工艺分析
选择该零件的材料HT２０0,毛坯尺寸为１00mm×1００ｍｍ×20mm。
通过零件图工艺分析，确定零件的加工内容、加工要求，初步确定各个加工结构的加工方法．
1.1. 加工内容
该零件主要由平面、孔系及外轮廓组成，毛坯是正方形块件,尺寸为9５ｍm×95mm×1５mｍ。加工内容包括:φ８mm的４个通孔;不通孔φ30mm;6０mm×32mm的槽；以及外轮廓．
1.2. 加工要求
零件的主要加工要求为:φ３0mm的孔的尺寸公差为上偏差0。05mm，下偏差0ｍm；6０mｍ×32mm的槽的公差为上偏差0。05ｍm，下偏差0mm;相邻通孔定位精度为±0。1mm;轮廓右侧尺寸精度为上偏差0，下偏差０。0５mm；槽和凸出轮廓精度为上偏差０,下偏差0。1ｍm.
1.3. 各结构的加工方法
对于φ8ｍm的4个通孔，采取钻孔方案。阶梯孔φ30mm，采取钻中心孔→钻孔→粗镗→半精镗→精镗的方案。60mm×3２ｍm的槽和外轮廓采用粗铣→精铣方案。

图1 零件图
2. 数控机床的选择
零件加工的机床选择加工中心，由于该零件所需刀具少,所以选择南通机床厂生产的ＸH713A型加工中心可以满足要求,系统为ＦANＵＣ ０ｉ。选用数控系统为ＦANUC 0ｉ的数控铣床,所选机床能够满足本零件的加工。
3. 加工顺序的确定
按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序。由零件图可知，零件的高度Z方向基准是底面,长、宽方向的基准是φ３０ｍm的内孔的中心轴线。从工艺角度看Z方向底面也是加工零件各结构的基准定位面,因此,在对各个部分的加工顺序的排列中，无疑第一个要加工的面是该面,且加工与其他结构的加工不可以放在同一个工序。
确定加工顺序如下:
(1) 第一次装夹：加工底面.
(2) 第二次装夹:加工顶面→阶梯面及外轮廓→加工φ3０mm孔、φ8mm的4个通孔→铣６0mm×3２mm槽。
4. 确定装夹方案并选择夹具
该盖板零件形状简单、尺寸较小，4个侧面较光整,加工面与非加工面之间的位置精度要求不高,故可以选用通用夹具平口钳，以底面和两个侧面定位，用平口钳从侧面夹紧。
5. 编制数控技术文档
5.1. 编制机械加工工艺过程卡
表1 机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
产品名称
零件名称
零件图号

凸模板

材料名称及牌号
ＨT200
毛坯种类或材料规格
10０mm×10０mｍ×20mm
总工时
(不填）
工序号
工序名称
工序简要内容
设备名称及型号
工艺装备
工时
1
下料
1００mm×10０mｍ×2０mm
锯床

（该列不填)
2
铣面
铣削6个面，保证９５mm×９5mm×15ｍｍ
X52
平口钳、面铣刀、游标卡尺

３
钳
去毛刺

钳工台

4
数控铣
铣轮廓、铣圆孔、铣槽
XH７13A
游标卡尺、内径千分尺、深度千分尺

5
数控钻
钻通孔
XH７13Ａ
中心钻、内径千分尺

６
钳
去毛刺

钳工台

7
检验

编制

审核

批准

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5.2. 编制数控加工工序卡
表2 数控加工工序卡片
(工厂)
数控加工工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号
凸模板
HT200

工序号
程序号
夹具名称
夹具名称
使用设备
车间

平口钳

XH71３A

工步号
工步内容
刀
具
号
刀具规格/mm
主轴转速/（r／mｍ)
进给速度/（ｍm/min)
背吃刀量/mm
量具
1
铣平面
T01
φ3０mm
６0０
１00
1
游标卡尺
2
铣轮廓
T02
φ８ｍｍ
6０0
10０
1
游标卡尺、深度千分尺
３
铣槽
T0２
φ8ｍm
600
12０
1
游标卡尺、深度千分尺
４
铣φ30ｍｍ不通孔
T03
φ３0mm
600
６0
１
游标卡尺、深度千分尺
５
定位φ8mm通孔
Ｔ04
Ａ２
１0０0
60
1
游标卡尺、深度千分尺
6
粗钻φ8ｍm通孔
Ｔ05
φ7mｍ
600
50
0.5
游标卡尺、深度千分尺
７
精钻φ8mm通孔
T06
φ8mm
30０
8０
0。2
游标卡尺、深度千分尺
编制

审核

批准

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第 　 　页

6. 刀具与切削用量的选择
平面铣削上下表面时,厚度为9５mm，拟用面铣刀单次平面铣削,为使铣刀工作时有合理的切入、切出角,面铣刀直径尺寸的选择最理想的宽度应为材料宽度的1．3倍～1.６倍，因此用φ30mm的硬质合金面铣刀,齿数为10，一次走发完成粗铣,设定粗铣后留精加工余量0。5mm。
加工轮廓时和斜方槽时,可选用φ8mm的平底铣刀。铣φ3０mm不通孔,可选用φ30ｍm和平底铣刀。
钻φ８mｍ的4个通孔，选用φ7mm的麻花钻，然后用φ8ｍm铰刀。

6.1. 编制数控加工刀具卡片

表3 数控加工刀具卡片
产品名称或代号

零件名称
凸模板

零件图号

序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
面铣刀φ3０ｍm
1
上、下表面

2
T02
平底铣刀φ8mｍ
１
轮廓、斜方槽

３
T03
中心钻Ａ２
1
φ３0mm不通孔、
φ8mm通孔

4
Ｔ04
平底铣刀φ3０mm
1
φ30mm不通孔

5
T05
麻花钻φ7ｍｍ
1
φ8mm通孔

６
T06
铰刀φ8mm
１
φ8mm通孔

编制

审核

批准

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7. 编写加工程序
主程序
O００01
N10 G17　G21 G40 G54 G6９;
N20 Ｇ91 G28　Ｚ1;
Ｎ30　T02　ＭO6;
N40 Ｍ03 S６00；
N50 ＭＯ8；
Ｎ60 G9０　G43 GＯ1 Z－１ H01;
N６0　Ｍ98 Ｐ1000； 　　　　　 　　　 　　 　 　 　　 　 调用子程序加工工件轮廓
Ｎ７0 G90 G4３ GO１ Z-２ H01；
Ｎ80 M98 Ｐ1０00；
Ｎ90　G90 Ｇ4３ GO1　Z—3 Ｈ01;
N100 M98 Ｐ1000;
N110 Ｇ９0 Ｇ43ＧO1 Z—4 H01;
N１２0 M９8 Ｐ1０00;
N13０ T02 MO6； 加工斜方槽

Ｎ140　ＭO３ S600；
N15０ M08；
N160 Ｇ9０ G4３ Ｇ00　Ｚ５0 Ｈ02;
N17０　Ｇ68　X0 Ｙ0 Ｒ—45;
N1８0 G41 Ｇ0０ X30 Y０ D02；
N190 G０1 Z－8　Ｆ１２０；
N20０ Ｙ6;
N２１0 Ｇ03 Ｘ2０　Ｙ１6 R10;
Ｎ2２0　G9１ G01 X—４0;
N23０ G0３　X－10　Y—１0 Ｒ10;
N240 G0１ Ｙ—1２;
N250 Ｇ03 Ｘ１0 Y—10 R10;
N26０ G01 X40;
N27０ G03 X１0 Y1０ R10;
Ｎ280　G0１ Y1２；
Ｎ290 G９0 Z５；
N3０0 G40 G０0 X－２5　Y６;
N310 G０１　Z-8；
Ｎ320 G９1 X50;
Ｎ33０ Y-6;
N340 X-５0；
N350 G90 Z５；
N360 G６9　Ｇ00　Z50
Ｎ３70 G91　G28 Z0;
N380　M05;
N390 M0３;
N4００ T04 M０6；加工φ3０mm不通孔
N410 M03 Ｓ600;
N４2０ Ｍ08；
N43０ Ｇ90 G43　G0０　Ｚ5 H04;
N440 G8１ X0 Ｙ0 Z-8 Ｆ６０;
Ｎ４50 G80 G0０ Z50;
N460　Ｍ05 M０9;
N470 Ｇ91 G2８ Z０；
N４８０ T０4 Ｍ06； 加工4个φ8mm通孔
N4９0 G９０ G43 G00 Z50 H04;
Ｎ５０0 M03 S１0０0；
Ｎ5１0 M08；
N５２0 G０0 X0 Ｙ0;
N530 Ｇ９8 Ｇ8１ X—30　Y30 Z－3 R３ Ｆ60；
N5４0 Ｘ—30 Y－30　Z-3 R3；
Ｎ５50 Ｘ３0 Y３0 Z—3 R3;
N560 X３0 Y—3０ Z-3 R３；
Ｎ5７0 G80；
N580 G00 Z50；
N590 Ｍ０5 M09;
N6００　G9１ G２8 Ｚ0；
Ｎ610 T0５　M０6；
N620 G90 Ｇ43 G00 Z５０ H０5；
N６30 Ｍ０3　S600;
Ｎ640 M0８;
Ｎ６50　Ｇ98 G8１X—３0 Y30 Z—１8 R3 F50；
Ｎ660　Ｘ—30 Y-３0　Z-18 R3;
N６70 Ｘ３0　Y3０ Ｚ—1８ R3；
N６8０ X-０ Y－30 Z-18 Ｒ3；
N690 G80;
Ｎ700 G０0　Z50；
N71０ M05 M09;
Ｎ720 Ｇ9１　G28　Z０；
Ｎ730 T０6 M0６;
N7４0 G９０ Ｇ43 G０0 Z50 Ｈ0６;
Ｎ750 M０3 S300;
N７６0 Ｇ98 G8１ X—30 Y30 Z－18 Ｒ３ F８0；
N770 X—3０ Y-30 Z—1８ R3;
N７80 Ｘ30 Y30　Ｚ—18 R3；
N79０ X30 Y—30 Z-18 R3；
N800 G80；
N8１0 G0０ Ｚ50；
N820　M０５ M0９；
N８30 G9１　G28 Z０；
Ｎ8４０ Ｍ30；

子程序
O1000
N９００ G９０　Ｇ00 X—50 Y５0;
N910 G41 G01　X—46　Y46　D01　F1０0;
N9２０ Ｘ—10　Y４0；
N9３0 G03　X10 Ｙ40 Ｒ10；
N９40 G0１　X30;
N950 G02　Ｘ40 Y30 R10；
N960 G01 Ｙ１0;
N970 Ｇ０３　X４0 Y—10 Ｒ１0;
N9８0 G01　Y－30；
N9９０ G０２ X3０　Y-40 R１0;
N１000　G01 X10；
N101０ G03　Ｙ-１0　Y-4０ R10;
N1０20　Ｇ01 X—３０;
N1030　G02 X-40 Y-30 R10;
N1040 G01 Ｙ—10;
Ｎ10５0 G０3 X-40 Ｙ１0 R10;
Ｎ1060 Ｇ01 Ｘ—46 Y46;
N１0７0 G4９ G９1 G28 Z5０；
N1080　Ｇ４0 Ｘ0 Y０;
Ｎ１090 Ｍ9９;

8. 总结
通过本课题的设计,我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。经过设计中选择刀具，我对数控工具系统的特点和数控机床的刀具材料和使用范围有了较深刻的了解,基本掌握数控机床刀具的选用方法;经过设计加工工艺方案，进一步了解工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及数控机床用夹具的种类与特点,对教材中有关定位基准的选择原则与数控加工夹具的选择方法有了更深的理解;经过编制零件的加工程序,基本熟悉数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序的结构与格式，对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、辅助程序段的数值计算有了进一步的认识。工艺设计、数值计算及程序编制的整个过程虽然任务比较繁重，但在设计过程中通过自己不断的学习,尤其是自主学习,和实践以及实验,我克服了许多的难题，这种成就感使感到十分的喜悦和兴奋。这次设计,让我真切体会到理论与生产实践相结合,教材中学到许多知识在实践中得到了印证，我学到了很多,我学会了如何与同学、老师的沟通,学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络搜集信息等等.

9. 参考文献
［1]任晓虹.数控编程技术及应用。北京：国防工业出版社，2０10。
[2］王亚辉,任保臣,王全贵.典型零件数控铣床/加工中心编程方法解析。北京:机械工业出版社，2０１１.
［3]涂志标，黎胜容。典型零件数控铣加工生产实例。北京：机械工业出版社，201１。
[4]卢秉恒．机械制造技术基础。北京:机械工业出版社,２０13。