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1、沈陽理工大學課程設計說明書 課 程 設 計 說 明 書 題目：數控編程加工課程設計 學 院：機械工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 2014年12月15日 課 程 設 計 任 務 書 1．設計目的： 1.通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)綜合運用《機床數控技術》等課程的理論與生產實際知識，來分析和解決零件加工時所遇到的數控加工工藝分析和編程問題的能力。 2.學習數控編程的一般方法、步驟，掌握數控加工的手工編程。 3.學習使用模擬數控加工

2、軟件來調試數控程序。 2．設計內容和要求（包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等）： 1工藝分析 1.1零件圖的分析 用CAD繪制零件圖；分析加工內容、選擇毛坯的材料和尺寸。 1.2確定工藝過程 加工方案及加工路線的確定，完成數控編程工藝卡片； 1.3零件的裝夾及夾具的選擇 1.4所選刀具和切削用量的選擇 完成數控編程的刀具卡片； 2程序編制 2.1程序原點的設置 2.2數值計算 2.3編制程序 3程序驗證 在數控加工仿真系統(tǒng)軟件上進行仿真調試，寫出仿真結果 4 完成課程設計說明書，并以書面形式上交。（用A4紙按指定格式打?。? 3．設計工作任務及

3、工作量的要求〔包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕： 1．繪制零件圖、制定零件的數控加工路線、編寫數控程序，并用仿真軟件進行結果驗證。 2．撰寫課程設計說明書一份A4紙，要求內容與設計過程相符，且格式要符合規(guī)定要求。 4．主要參考文獻： 1 王愛玲等.現代數控編程技術及應用（第2版）.北京：國防工業(yè)出版社，2005 2 王愛玲，孫旭東.數控編程技術.北京：機械工業(yè)出版社，2006

4、 3 王愛玲，李清.數控機床加工工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2006 4 王紹俊.機械制造工藝設計手冊. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1981 5 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，2004 5．設計成果形式及要求： 提交課程設計說明書一份，要求內容與設計過程相符，且格式要符合規(guī)定要求。說明書與本任務書一塊裝入檔案袋中，在檔案袋上寫清自己的姓名和班級學號。 6．工作計劃及進度： 20014年12月 8日 ~ 12月10日 對零件進行工藝分析、確定工藝過程 12月11日 ~ 12月11日 程序編制、程序驗證 12

5、月13日 ~ 12月14日 整理完成課程設計說明書 12月15日 ~ 12月15日 答辯、成績考核 目錄 目錄 ……………1 前言 2 1零件的數控工藝分析 3 1.1零件圖的分析 3 1.2確定數控加工工藝 ...................................3 1.3刀具和切削用量的選擇 5 1.4零件的裝夾及夾具的選擇 5 2數控加工程序的編制 5 2.1程序原點的設置 5 2.2對刀方法和設置 5 2.3數值計算 6 2.4編制程序 6 3.仿真過程和結果..................

6、........................9 3.1數控加工仿真系統(tǒng)加工軟件簡介.........................9 3.2仿真過程.............................................9 3.3仿真結果............................................15 總結 16 參考文獻………………………………………………………………...16 前言 數控編程是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程。它的主要任務是計算加工走刀中的刀位點（cutterlocationpoint簡稱CL點）。刀位點

7、一般取為刀具軸線與刀具表面的交點，多軸加工中還要給出刀軸矢量。 在普通機床上加工零件時，首先應由工藝人員對零件進行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數。同樣，在數控機床上加工零件時，也必需對零件進行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數、幾何圖形數據等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質上，將此控制介質上的信息輸入到數控機床的數控裝置，由數控裝置控制機床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數控機床的控制介質并校核的全部過程稱為數控加工的程序編制，簡稱數控編程。數控編程是數控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣要求的合格零件，

8、同時應能使數控機床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數控機床能安全可靠及高效地工作。 數控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用。在諸如航空工業(yè)、汽車工業(yè)等領域有著大量的應用。由于生產實際的強烈需求，國內外都對數控編程技術進行了廣泛的研究，并取得了豐碩成果。 數控編程課程設計是我們機械設計制造及其自動化專業(yè)數控方向學生在學習完本科大綱要求的“數控編程”“工藝設計”及數控仿真系統(tǒng)加工軟件后進行的一次綜合性課程設計。本課程設計的目的在于通過編程，并在數控加工仿真軟件中進行仿真，

9、使我們熟悉數控車床和數控銑床編程流程。當然，由于水平有限，在設計中難免有很多紕漏，懇請老師指正。 1．零件的數控工藝分析 1.1零件圖的分析 該零件表面由圓柱、螺紋以及圓球表面組成，如圖1。其中尺寸精度和表面粗糙度要求如圖。零件材料為45鋼，熱處理調質硬度220-250HBS，為了便于裝夾，坯件左端應預先留出夾持部分，所以毛坯件選φ50.0mm的棒料，長度為230mm。 圖一 1.2確定數控加工工藝 加工順序從右到左進行，具體加工工步：1）車端面為圓球；2）換切槽刀10φ32，切φ32處外圓槽;3）車φ22圓柱面，倒角，φ48

10、圓柱面，φ36螺紋外圓柱面，倒角；4）換螺紋刀M361.5，車螺紋外圓。5）換切斷刀，于離原點92mm處切斷。 數控加工工序卡 零件圖號 零件名稱 文件編號 第 頁 NC 01 軸 工序號 工序名稱 材料 01 車輪廓 45 加工車間 設備型號 CK6140 主程序名 子程序名 加工原點 %001 G50 刀 刀具半徑補償 刀具長度補償 工

11、裝 工步號 工步內容 夾具 刀具 1 車外圓 三爪卡盤 T01 2 切槽 三爪卡盤 T02 3 車外螺紋 三爪卡盤 T03 4 切斷零件 三爪卡盤 T04 更改標記 更改單號 更改者/日期 工藝員 校對 審定 批準 表1 手柄的工序卡 1.3刀具和切削用量的選擇 車外圓可選用107彎頭車刀，車圓球和車圓柱表面均可，最后用切槽刀，螺紋刀，切斷刀。主軸轉速取粗

12、車切削速度V=90m/min，根據毛坯直徑，并結合機床說明書選取粗車時轉速n=500r/min。 進給速度計算得，車外圓時選取進給量f=0.4mm/r，計算得車進給速度V=200mm/min。 車槽用V=100mm/min，車外螺紋用V=150mm/min，切斷用F=50mm/min。 表2 刀具選擇及參數 刀號 刀具名稱 規(guī)格 用途 T01 外圓車刀 95 車端面、外輪廓 T02 切槽刀 寬6mm 切槽 T03 車螺紋刀 車外螺紋 T04 切斷刀 寬6mm 切斷零件 1.4零件的裝夾及夾具的選擇 裝夾方案可知坯件軸線和左端端面為定位基準

13、，左端采用三爪自定心卡盤夾緊即可 。 2數控加工程序的編制 2.1程序原點的設置 程序原點是指程序中的坐標原點，即在數控加工時，刀具相對于工件運動的起點。本次加工中以右端球心O點為基準建立坐標系，坐標原點為O。 2.2對刀方法和設置 采用G54設定工件坐標系時的對刀方法： 毛坯為φ50.0mm的棒料，欲加工最大直徑為φ48mm，總長為92mm的零件。編程時采用程序段G54 設定工件坐標系，工件坐標系原點O設在以右端球心O點。 加工時采用的1號刀具為95硬質合金機夾偏刀（如圖3所示），并作為基準刀具；2號刀具為硬質合金機夾切槽刀，3號刀具為硬質合金機夾螺紋刀，4號刀

14、具為硬質合金機夾切斷刀?；鶞实毒叩都恻c的起始點為P。 圖3 刀具安裝位置示意圖 以上操作步驟完成了基準刀具的對刀。此時，若執(zhí)行程序段G54 后，則CRT屏幕上的絕對坐標值處顯示基準刀具刀尖在工作坐標系的位置（X169.200 Z217.500）。 2.3數值計算 起刀點坐標（0，0）； 逆圓弧終點（28，-34.29） 順圓弧終點（22，-41.42） 直線終點（22，-56） 順圓弧終點（32，-60） 端面終點（48，-60） 直線終點（48，-66） 左端面終點（36，-66）直線終點（36，-92） 2.4編制程

15、序 M36*1.5螺紋軸程序如下： T0303 S200 M03 G00 X60 Z-72 M08 X40 G92 X34.4 Z-73 F1.5 X33.6 X33.4 X100 Z100 M30 其余外輪廓和切槽程序如下： N01 G54 T0101 N02 G00 X60 Z0 M03 S720 G01 X-1 F0.4 G00 X60 Z2 N03 G73 P04 Q12 I10.0 K8.0 U2.0 W2.0 D4 F0.4 S500 N04 G00

16、X-2.0 Z0 G01 X0 N05 G03 X28.0 Z-32.29 R-20.0 N06 G02 X22.0 Z-41.42 R10.0 N07 G01 Z-56 N08 G02 X32.0 Z-60.0 R5.0 N09 G01 X48.0 N10 Z-66.0 N11 X36.0 N12 Z-100.0 N13 G70 P4 Q12 N14 G00 X200 Z50 N15 T0202 N16 G00 Z-72.0 N17

17、 X40 N18 G01 X32.0 F0.4 N19 G00 X40.0 N20 Z-98.0 N21 G01 X32.0 F0.4 N22 G00 X100.0 N23 Z50.0 N24 M30 切斷程序： T0404 G00 Z-98 X40 G01 X-1 G00 X100 Z50 3.仿真過程和結果 3.1數控加工仿真系統(tǒng)加工軟件簡介 該軟件是在學習數控編程人數較多，教學壓力急劇增加的情況下誕生的一種軟件。因為數控機床品種多，價格高，一臺數控中心

18、甚至上百萬。數控機床的操作訓練完全依賴數控機床進行實訓，投資大，消耗多，成本高，一般院校無力承擔這種消耗和投入。因此，探索一種偷投資少，見效快，培養(yǎng)學生適應性強，企業(yè)歡迎的模式勢在必然。所以，數控加工仿真軟件的出現，打破了傳統(tǒng)的教學模式，增加了學生的動手機會，提高了熟練操作程度。 3.2仿真過程 圖3.1“數控加工仿真系統(tǒng)”軟件界面 圖3.2 機床回零 圖3.3 操作面板上的MODE旋鈕 圖3.4操作面板上的指示燈 圖3.5移動零件面板及機床上的零件 圖3.6

19、輸入數控程序前后的CRT界面 圖3.7安裝刀具后的機床 圖3.8輸入坐標 圖3.9程序003的輸入 圖3.10加工過程圖 圖3.11程序0003的輸入 3..3仿真結果 圖3.12最后仿真結果 4 總結 通過這次課程設計對數控車床系統(tǒng)進行程序指令編寫以及應用，使自己進一步熟悉了工藝編制過程及數控基本編程指令基本意義。從以上編寫的程序，我們可以了解到數控技術在生產中的應用，熟悉了數控編程的步驟和方法，基本上掌握了數控車削零件加工編程，使自己加深了數控指令的應用和重要性。而且通過本次課程設計，基本達到了對已修課程熟悉

20、并加深了基礎知識的練習與應用能力的基本要求，達到了大學教育的目的。 參考文獻 1.王愛玲.現代數控編程技術及應用.北京：國防工業(yè)出版社，2005 2.王紹俊.機械制造工藝設計手冊. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1981 3.艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，2004 4.楊叔子.機械加工工藝手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 5.袁哲俊.刀具設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1999 6.徐發(fā)仁.機床夾具設計.重慶：重慶大學出版社，1996 7.范炳炎.數控加工程序編.北京：航空工業(yè)出版社，1997 8.徐嘉元.機械加工工藝基礎.北京：機械工業(yè)出版社，1995 9.齊國光.機械制造工藝學.北京：石油工業(yè)出版社，1999 10.馮之敬.機械制造工程原理 .北京：清華大學出版社，2006 20