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数控技术课程设计


南 湖 学 院

课程设计报告书
题 目: 数控技术课程设计

系 专 班 姓 学

部: 业: 级: 名: 号:

机械与电子工程系 机械设计制造及其自动化 N 机自 07-4F







南 湖

学 院

课程设计任务书
设计题目: 系 专 部: 业: 刘磊 数控技术课程设计 机电系 机械设计制造及自动化 学 号: 24071900193

学生姓名: 学生姓名: 起迄日期: 起迄日期 指导教师: 指导教师

2010 年 5 月 15 日至 2010 年 5 月 30 日 谭 华

《数控技术》课程设计任务书
一、课程设计目的 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, ISO 码编制数控加工程序, 用 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、课程设计任务 根据指导书提供的零件图及相关技术要求,选择车床和铣床加工零件各一 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。 三、设计题目、内容及步骤(具体题目见附录) 1.根据零件图样要求、毛坯情况,确定工艺方案及加工路线; 2.选择机床设备; 3.选择刀具; 4.确定切削用量; 5.确定工件坐标系、对刀点和换刀点; 6.编写程序。 四、完成的工作量 1、设计说明书一份,包括课程设计目的,本人的设计任务,设计步骤,结 论,心得体会; 2、上交加工程序的仿真界面和图形。 五、进度安排 按教学计划的规定,本课程设计时间为二周 方案确定 坐标点的计算 程序的编制 程序的仿真、效验和调试 编写设计说明书 约占 20% 约占 15% 约占 25% 约占 25% 约占 15%

六 、附录(设计题目及参考例题)
下面工件毛胚的材料为尼龙棒,编写程序并加工成工件。

图一

图二

图三

图四

图五

图六

用提供的刀具(12 ㎜/10 ㎜立铣刀)在蜡模上完成下列零件的加工,图示凸块外侧 面,有刀具半径补偿功能,图二凸块厚 3 ㎜ 。

图一

图二

图三

图四

南湖学院课程设计 目录
1 前言........................................................................................................................... 1 2 设计任务与内容 ................................................................................................... 1 3 设计步骤 ................................................................................................................. 1
3.1 数控车床加工零件.......................................................................................... 1 3.1.1 零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定........................... 1 3.1.2 加工方案............................................................................................... 2 3.1.3 选择机床设备....................................................................................... 2 3.1.4 选择刀具............................................................................................... 2 3.1.5 确定切削用量....................................................................................... 3 3.1.6 数控加工工序卡片............................................................................... 3 3.1.7 确定工件坐标系、对刀点和换刀点................................................... 3 3.1.8 编写程序............................................................................................... 4 3.1.9 加工程序仿真....................................................................................... 4 3.2 数控铣床加工零件.......................................................................................... 5 3.2.1 零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定........................... 5 3.2.2 加工方案............................................................................................... 6 3.2.3 选择机床设备....................................................................................... 6 3.2.4 选择刀具............................................................................................... 6 3.2.5 确定切削用量....................................................................................... 6 3.2.6 数控加工工序卡片............................................................................... 6 3.2.7 确定工件坐标系、对刀点................................................................... 7 3.2.8 编写程序............................................................................................... 7 3.2.9 加工程序仿真....................................................................................... 8

4.结语 4.结语 ....................................................................................................................... 10 5 参考文献 ............................................................................................................ 11

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1 前言
数控技术课程设计是高等院校机械专业类各专业实践性很强的,重要的课程设 计。针对各用人单位对大学毕业生人才技能需要,对于工科专业的大学生,在培 养过程中学生应该自主加强自己的实践动手能力。 数控技术课程设计其主要的研 究对象有两个:一个是关于轨迹控制装置的设计,另一个是关于顺序控制装置的 设计。通过课程设计将学生能够紧密结合生产实际,机械电子有机结合,是学生 通过课程设计初步掌握改造一般车床,设计数控机床的方法与步骤,为学生在今 后的工作打下良好的基础。 设计目的 1,加强数控机床结构设计的模块化训练 2 加强数控机床功能部件的选型与设计计算的训练 3 坚强数控机床的整机设计中应该把握的主要问题的训练

2 设计任务与内容
分别用关数控车床和铣床加工各加工一个零件:

零件(1)

零件(2)

3 设计步骤
3.1 数控车床加工零件
工件毛胚的材料为尼龙棒,编写程序并加工成工件。 3.1.1 零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定 (1)零件图的分析

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零件共有 2 个轴段和一个半圆头, 只需要加工外圆。 阶梯轴结构、 形状简单。 从图纸上可以看出,径向尺寸基准为中心线,尺寸以中心线标注,轴向尺寸基准 为右端面,φ10 和φ12 的轴段定位基准都是右端面,基准比较统一。尺寸精度 和表面粗糙度要求较低。 (2)毛胚的确定 因为已知工件毛胚的材料为尼龙棒,故毛胚选φ15*30 的尼龙棒棒料。 (3)工件基准的分析 此工件的径向尺寸设计基准为中心线,轴向尺寸设计基准为右端面。采用三 爪自定位卡盘装夹,定位基面为外圆,可认为定位基准为中心线,满足基准重合 原则。用三爪自定心卡盘夹持φ15 外圆,使工件伸出卡盘 15 ㎜,一次装夹完成 粗精加工。 3.1.2 加工方案 因为工件的尺寸精度和表面粗糙度要求较低。先粗车端面及φ12㎜外圆,φ 41㎜外圆,留1㎜半精车余量;再半精车φ10㎜外圆,φ12㎜外圆,R5㎜半圆头 至尺寸。 3.1.3 选择机床设备 根据零件图样要求,选用经济型数控车床即可达到要求。故选用 CK0630 型 数控卧式车床。 3.1.4 选择刀具 根据加工要求,要粗车和精车,所以选用两把刀具,T01 为 1 号 90°偏刀, 作为粗车车刀;T02 为 2 号 90°偏刀,作为半精车车刀。同时把两把刀在自动换 刀刀架上安装好,且都对好刀,把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。

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3.1.5 确定切削用量 查阅《切削用量简明手册 第 3 版》,确定切削用量如下: 车端面:主轴转速 1500r/min,进给量 0.1mm/r; 粗车:主轴转速 600r/min,进给量 0.2mm/r。 半精车:主轴转速 1000r/min,进给量 0.1mm/r。 3.1.6 数控加工工序卡片

数控加工工序卡片

产品名称或型号

零件 名称

零件 图号

车间

使用设备

工艺序号

程序编号

夹具名称 三爪卡盘 加 工 面 右 端 面 外 圆 面 右 端 面 外 圆 面 刀 具 号 T 01 T 01 T 01 T 02 0 刀 补 量 0 主轴 转速 r/min 600

夹具编号 GS53-61 进给 量 mm/r 0.1 背吃 刀量 mm 备 注

工步号

工步内容

1

车端面

0

600

0.2

2

粗车

600

0.1

3

车半圆头

600

0.1

4

半精车

3.1.7 确定工件坐标系、对刀点和换刀点 以工件右端面与轴心线的交点 O 为工件原点,建立 XOZ 工件坐标系。 采用手动试切对刀方法,把点 O 作为对刀点。

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换刀点设置在工件坐标系下 X60、Z50 处。 3.1.8 编写程序 按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成 程序清单。该工件的加工程序如下: O 001 N1 G54 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N18 G01 G00 X0 Z0

G90 G00 X14 Z0 F100 S600 M03 G01 G00 X14 Z-20 X14 Z0 X11 X11 Z-10 X11 Z0 X0 Z0 G03 X10 Z-5 R5 G00 X20 Z0 X0 Y0 G03 X10 Z-5 R5 G01 X10 Z-10 X12 Z-10 Z-20 X15 Z-20 G00 X30 M05 M02 Z30

3.1.9 加工程序仿真

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3.2 数控铣床加工零件
用提供的刀具(12 ㎜/10 ㎜立铣刀)在蜡模上完成下列零件的加工。 3.2.1 零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定 (1)零件图的分析

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从图纸上可以看出,内孔直径为 12,尺寸精度和表面粗糙度无要求。 (2)毛胚的确定 已知工件毛胚的材料为蜡模。 (3)工件基准的分析 以底面为定位基准,两侧用压板压紧,固定于铣床工作台上。 3.2.2 加工方案 按OABCD线路铣削轮廓。 3.2.3 选择机床设备 根据零件图样要求,选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用华中Ⅰ型数 控铣床。 3.2.4 选择刀具 现采用φ10 ㎜的立铣刀,定义为 T01。采用φ12 ㎜的立铣刀,定义为 T02 同时把 T01 刀在自动换刀刀架上安装好,T02 在主轴上安好。且都对好刀,把它 们的刀偏值输入相应的刀具参数中。 3.2.5 确定切削用量 查阅《切削用量简明手册 第 3 版》,确定切削用量如下: 铣轮廓,主轴转速 800r/min,进给量 0.1mm/r 3.2.6 数控加工工序卡片

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数控加工工序卡片
产品名称或型号 零件 名称 零件 图号

车间

使用设备

工艺序号

程序编号

夹具名称

夹具编号

工步号

工步内容

加 工 面 轮 廓 面 轮 廓 面

刀 具 号 T 02 T 01

刀 补 量

主轴 转速 r/min

进给 量 mm/r

铣削 深度 mm

备 注

1

铣内孔

0

600

0.1

2

精铣

0

600

0.1

3.2.7 确定工件坐标系、对刀点 在 XOY 平面内确定以 0 点为工件原点,Z 方向以工件表面为工件原点,建立 工件坐标系。 采用手动对刀方法把对刀点定在 O’处。 3.2.8 编写程序 按该机床规定的指令代码和程序段格式,把加工零件的全部工艺过程编写成 程序清单。该工件的加工程序如下: O 002 N0010 G54 X-10 Y-10 Z100

M03 S600 G00 X50 Y-10 F100 G01 Z60
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G02 X70 Y10 R20 G03 X90 Y30 R20 G02 X110 Y50 R20 G02 X90 Y70 R20 GO3 X70 Y90 R20 G02 X50 Y110 R20 G02 X30 Y90 R20

G03 X10 Y70 R20 G02 X-10 Y50 R20 G02 X10 Y30 R20 G03 X30 Y10 R20 G02 X50 Y-10 R20 G00 Z100 M05 MO2 3.2.9 加工程序仿真

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4.结语 4.结语
数控技术课程设计是很注重实际操作应用的一次设计,在做课程设计的 工程中我遇到了许许多多的一系列的问题,有些问题通过与同学讨论以及询 问得到了答案,但还有些一直也没有找到答案,一直徘徊在我的心头。课程 设计不仅暴露了我对于实际操作的缺乏经验,让我在设计过程中一次又一次 的出现问题单总是找不到解决的方法。但同样也增加了我各方面的知识。为 了完成设计,我一次又一次的编程,刚开始我以为会很容易。一开始程序很 快就编写出来了,我很直还检查了还几次,没想到一放到仿真模拟程序上去 试车时, 不是提示我程序编写错误, 就是零件被车坏了。 苦恼了一次又一次, 终于发现自己懂得哪些仅仅只是一些皮毛而已。辛苦了一个星期课程设计总 算是完成了。我收获的有辛酸也有快乐。我想我以后会更加注重自己的动手 操作能力,一些设计都都离不开现实实际。这次的设计我增加操作能力,对 数控机床的操作有了更深入的熟悉与了解。我也懂得了只有踏踏实实掌握好 牢固的基础知识,在以后工作中才不会再犯同样的错误。

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5 参考文献
【1】顾京.数控机床加工程序编制.北京:机械工业出版社,2006. 【2】廖效果.数字控制机床.武汉:华中科技大学出版社,l992. 【3】郭培全.数控机床编程与应用.北京:机械工业出版社,2001. 【4】于华.数控机床的编程及实例.北京:机械工业出版社,2000. 【5】林洁.数控加工程序编制.北京:航空工业出版社,l993.

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