1、沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸1沈 阳 理 工 大 学前言数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床有效能的前提条件。本设计正是从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在结合数控加工切削基础、数控机床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识上，分析了具体零件在加工中心上的加工工艺。本次数控加工工艺的课程设计，我们根据具体零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和夹具。用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单；用自动编程软件或手工编程。通过数控仿真软件对程序和刀具走刀
2、路径进行模拟仿真。用 UG 来画出工件和夹具的三维图并装配好供分析使用。制作工艺时还对工艺卡片进行制作。在本次工艺中，粗加工时，要以提高生产效率，但同时应考虑到经济性和加工成本，对于半精加工和精加工，应首先保证加工质量，同时兼顾切削效率，经济和加工成本，要选择合适的参数在最短时间内加工出精度较高的工件和设计出适当的工艺卡。本工艺设计由我编写，在编定过程中参阅了很多有关工艺设计手册、教材和网上资料等资料与文献，并得到指导老师的帮助，在此表示衷心的感谢。由于时间仓促，编者水平有限,调查研究不够深，实际工作经验少,本设计中难免仍有很多缺点和错误,恳切希望老师批评指正。沈 阳 理 工 大 学 课 程
3、设 计 专 用 纸2沈 阳 理 工 大 学目录1.设计要求 32.零件的工艺分析 32.1.加工内容 32.2.加工要求 32.3.各个加工内容的加工方法 43.数控机床的选择 54.加工顺序的确定 65.装夹方案的确定 75.1 第一次装夹 75.2 第二次装夹 .85.3 第三次装夹 96.刀具和切削用量的选择 96.1.铣刀 106.2.钻头 106.3.刀具卡片 117.加工工序卡 .128.数控加工程序 .138.1.加工 A 面和 D,E 面 .138.2.加工 F 面，B,C 面 158.3.精铣外轮廓 209.心得体会 .2210.参考文献 22沈 阳 理 工 大 学 课 程
4、设 计 专 用 纸3沈 阳 理 工 大 学CA6140 车床手柄座数控加工1.设计要求： 1）在对零件分析的基础上制定详细的加工工艺规程。2）选择一道适合于数控加工的工序，设计工艺工装。选择刀具，量具及加工工艺参数并编制其数控加工程序。 30+0.050R202-R64590102060 70 4-R6 30R16103.21.63.210A 0.05 A毛坯为 958512mm 的 45 钢2.零件的工艺分析2.1 加工内容：1）零件由平面，通孔，通槽，凸台组成，毛坯为长方体块。2）要加工的内容包括 30 的孔，70*30 的长方形通槽，R6，R16，R20 的圆弧以及平面。Ra=1.6m2
5、.2 加工要求：圆孔 Ra=1.6m长方形通槽 Ra=3.2m30 中心线对 A 面垂直度为 0.05沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸4沈 阳 理 工 大 学2.3.各个加工内容的加工方法：选择的原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。一般来说获得同一精度及表面粗糙度的要求。因而在实际选择时要结合零件的形状尺寸大小和热处理等要求要全面考虑。加工方法：1）底面 A：面铣刀粗铣2）顶面 F：面铣刀粗铣3）D 面：面铣刀粗铣精铣4）B,C,E 面：面铣刀粗铣精铣5）30 的孔：中心钻钻孔扩孔钻铰刀6）长方形通槽：立铣刀粗铣精铣沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用
6、纸5沈 阳 理 工 大 学3.数控机床的选择机床的选择主要考虑毛坯的材料和类型零件轮廓形状的复杂程度，尺寸大小，加工精度，批量热处理等要求。既要保证加工零件的技术要求加工出合格产品又要有利于提高劳动生产率还要尽可能降低生产成本。根据实际要加工的零件情况决定选用数控铣床。数控铣床的型号也有许多种，根据加工要求，查相关资料决定选取 XKA5032A 型数控铣床。XKA5032A 型数控铣床配置了国外先进的数控系统，可以实现三坐标联动。可以完成直线，斜线，曲线轮廓等铣削加工。适用于钻孔，镗孔及具有复杂型面的零件如凸轮样板，叶片等适用于机械制造行业。该铣床切削进给速度 x,y: 63200mm/min
7、 z:31600mm/min.可以实现三轴联动，进行直线插补与圆弧插补。XKA5032A 数控铣床技术参数项目 参数 单位工作台面积（宽 X 长） 320X1320 mm工作台纵向最大行程 780 mm工作台横向最大行程 300 mm工作台垂向最大行程 380 mm立铣头最大回转角度 45 主轴端部锥度 N0.5沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸6沈 阳 理 工 大 学主轴端面至工作台面距离 70450 mm项目 参数 单位主轴中心线至床身导轨面距离 350 mm主轴转速级数 18 级主轴转速范围 301500 N/min进给速度级数 无级纵横向进给范围 63200 mm/mi
8、n垂向进给范围 31600 mm/min纵横向快速进给速度 v 6000 mm/min垂向快进速度 3000 mm/min主电机功率 7.5 kw进给电机转矩 纵横向 12 Nm进给电机转矩 垂 向 22 Nm定位精度 0.015 mm工作台最大承载重量 320 kg机床净重约 3000 kg机床外形尺寸（长 X 宽 X 高） 1929X2055X2216 mm4.加工顺序的确定加工顺序的原则是先主后次，先粗后精，先基面后其他，先面后孔。肯局零件的加工要求，尺寸要求，设计加工顺序决定先铣 A 面，沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸7沈 阳 理 工 大 学因其没有粗糙度要求，加工
9、之后不怕损伤。再粗铣 D,E 面。装夹一次与 A 面一起可以加工再粗铣 F 面。B,C 面最后钻孔铣长方形通槽。不能先钻孔，因为在粗铣外轮廓是切削余量比较大，产生的力也比较大，容易使孔发生变形，因此综合各原则原因确定加工顺序如下所示。加工顺序：1）铣 A 面2）粗铣 D,E 面3）粗铣 B,C 面4）铣 F 面5）钻孔加工 30 的孔（钻孔，扩孔，绞孔）6）粗铣通槽，精铣通槽7）精加工外轮廓8）除毛刺，检验，清洗5.装夹方案的确定装夹方式的选择要根据具体的机床及工件来确定。机场为数控铣床，由于工件的尺寸较小，形状很规则，一般使用机用平口钳。在数控加工中既要保证加工质量又要减少辅助时间，提高效率
10、。因此要选用能准确迅速定位并夹紧工件的装夹方法。和夹具零件的定位基准应尽量与设计基准及测量基准重合，减少定位误差。一般使用平口钳装夹上表面搞出钳口 23mm 下面用等高的垫块垫起并作为定位面。垫块避开孔加工位置。5.1 第一次装夹先加工 A 面再加工 D,E 面沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸8沈 阳 理 工 大 学5.2 第二次装夹先加工 F 面再加工 B,C 面沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸9沈 阳 理 工 大 学5.3 第三次装夹：第三次装夹为了加工工件外轮廓。这时孔和通槽都已加工完成。为了装夹方便不用反复拆卸，决定用压板式。从通槽和孔来装夹工件，加
11、工四周外轮廓。具体装夹形式如下图所示。沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸10沈 阳 理 工 大 学6.刀具和切削用量的选择刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容。它不仅影响数控机床的加工效率而且直接影响加工质量。正确选用刀具应根据机床的加工能力，工件材料的机械性能，加工工序和切削用量以及其他相关因素。选择刀具是根据安装调整方便刚性好耐用度和精度高的原则，在满足加工要求的前提下尽量选择较短的刀柄以提高刀具的刚性。合理选择切削用量的一般原则是粗加工时一般以提高生产率为主但也应考虑经济性和加工成本。半精加工时应保证加工质量的前提下兼顾切削效率，经济性和加工成本具体数值应
12、根据饥荒说明书切削用量手册并结合经验而定。6.1.铣刀铣 A，F 面时选用 120 可转位硬质合金铣刀。刀上镶有 8 片八角形刀片。可以获得较高的切削效率和表面的加工质量。选用切削用量是先选用较大的背吃刀量，再选用较大的进给量。最后选择切削速度。在此 =1mm 切削速度 v=6mm/s。铣 D,E 面时 f 粗=0.36mm/r，用20 的立铣刀， =2mm，v=0.83mm/s，主轴转速 n=800r/min。铣通槽时粗铣 =8mm，每齿进给量 fz=0.035mm/r。 F 粗=fzX6=0.21mm/r 细齿 6 个。精加工时用 10 的键槽铣刀=0.5mm。进给速度 100mm/min
13、。主轴转速 n=500r/min。沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸11沈 阳 理 工 大 学精铣外轮廓时采用 10 的键槽铣刀 =0.5mm，进给速度为100mm/min，主轴转速 n=1000r/min。6.2.钻头1）中心钻：钻头直径 D=5mm，查表得进给量 f=0.3mm/r，钻削速度 v=0.2m/s，主轴转速 n=950r/min。2）28 钻头：选用 28 高速钢钻头直径 D=28mm，查表得进给量 f=1mm/r，钻削速度 vc=0.2m/s，主轴转速 n=500r/min。3）扩孔钻：选用 29.7 的锥柄扩孔钻，长度为 175mm，查表得进给量 f=0.2
14、mm/r，钻削速度为 vc=0.2m/s，主轴转速 n=300r/min。4）铰刀：选 30 的高速钢铰刀，主轴转速 n=260r/min，进给量 f=0.2mm/r。6.3.刀具卡片序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 备注1 T01 120 可转位硬质合金铣刀1 铣 A 面，F 面2 T02 20 直柄铣刀 1 铣外轮廓和通槽半径补偿D02=10mm3 T03 5 中心钻 1 钻两个定位中心孔4 T04 28 高速钢钻头1 大 30 孔的底孔沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸12沈 阳 理 工 大 学5 T05 29.7 扩孔钻 1 半精加工孔 长度 175mm6 T
15、06 30 绞孔钻 1 精加工 30的孔7 T07 10 键槽铣刀 1 精铣外轮廓，槽半径补偿D03=5mm7.加工工序卡工序号 夹具名称 使用设备 车间001 平口虎钳和压板 XKA5032A 数控铣床工序号 工序内容(mm)刀具号刀具刀柄规格(mm)主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量1 铣 A 面 T01 120 700 360 12 粗铣 D,E 面 T02 20 800 50 23 铣 C,B 面 T02 20 800 360 24 铣 F 面 T01 120 700 1200 1沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸13沈 阳 理 工 大 学5 钻 5
16、 中心孔T03 5 950 1200 2.56 钻 30 中心孔T04 28 500 12007 扩孔至29.7T05 29.7 300 12008 绞 30 内孔T06 30 260 12009 粗铣通槽 T02 20 300 6010 精铣通槽 T07 10 500 100 0.511 精铣外轮廓 T07 10 1000 100 0.58.数控加工程序8.1.加工 A 面和 D,E 面 O0001N0001 G90 G00 G54 Z150.0;N0002 S700 M03;N0003 M98 P0068; 调用铣平面子程序N0004 M11;N0005 M10N0006 G01 G42
17、X45.5 Y42.5 F500 D02; D02=10mm沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸14沈 阳 理 工 大 学N0007 S800 M03;N0008 M98 P0069; 调用加工 E 面子程序N0009 M98 P0070;N0010 M98 P0069;N0011 G90 G41 X-45.5 Y42.5 F500 D02;N0012 M98 P0071;N0013 M98 P0072;N0014 M98 P0071;N0015 G00 Z150.0;N0016 M05; 主轴停转N0017 M30;铣平面子程序O0068N0001 G91 G00 X-100.
18、0 Y-100.0;N0002 Z-151.0 M08;N0003 X170.0;N0004 Y32.0;N0005 X-170;N0006 Y32.0;N0007 X170;N0008 Y32.0;N0009 X-170;沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸15沈 阳 理 工 大 学N0010 G28 M05;N0011 M99;加工 E 面子程序O0069N0001 G91 G00 Z-4.5;N0002 G03 X16.0 Y16.0 R16.0;N0003 G01 X0 Y69.0;N0004 M99;O0070N0001 G91 G00 Z-4.5;N0002 G03
19、X16.0 Y16.0 R16.0;N0003 G01 X0 Y69.0;N0004 M99;加工 D 面子程序O0071N0001 G91 G00 Z-4.5;N0002 G01 X0 Y-65.0;N0003 G01 X10.0 Y-20.0;N0004 M99;O0072N0001 G91 G00 Z-4.5;沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸16沈 阳 理 工 大 学N0002 G01 X-10.0 Y20.0;N0003 G01 X0 Y65.0;N0004 M99;8.2.加工 F 面，B,C 面O0002N0001 G90 G00 G54 Z150.0;N0002
20、 S800 M03 M08; 打开冷却液，主轴先正转N0003 G01 G41 X-40.5 Y29.5 D02; D02=10mmN0004 M98 P0073;N0005 M98 P0074;N0006 M98 P0073; 调用加工 B 面子程序N0007 G90 Z150.0;N0008 G01 X20.5 Y45.5;N0009 M98 P0075;N0010 G00 G90 Z-3.5;N0011 M98 P0075;N0012 G90 G00 Z-7.0N0013 M98 P0075;N0014 G90 M05 Z150.0;N0015 M11; 主轴松刀，手动换刀N0016 M
21、10; 夹紧刀具N0017 M98 P0068; 调用铣平面子程序沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸17沈 阳 理 工 大 学N0018 M98 P0076; 调用换刀子程序N0019 G00 G90 S950 M03;N0020 M98 P0077; 调用打中心孔子程序N0021 G98 G81 X-15.0 Y0 Z-11.0 F80; 加工完成后返回参考点，中心孔定位N0022 M98 P0076; 换刀N0023 G90 G00 S500 M03;N0024 M98 P0077;N0025 M98 P0076;N0026 G90 G00 S300 M03;N0027 M
22、98 P0077;N0028 M98 P0076; 换铰刀N0029 G90 G00 S260 M03;N0030 M98 P0077;N0031 M98 P0076; 换键槽铣刀N0032 G90 G01 X-15.0 Y0;N0033 G01 Z10.0;N0034 M98 O0078; 加工长方形通槽N0035 G00 Z150.0;N0036 M05;N0037 M30;子程序沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸18沈 阳 理 工 大 学O0073 加工 B 面N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 X0 Y-65;N0003 M99; 返回主程序O0
23、074 加工 B 面N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 X0 Y-65;N0003 M99; O0075 加工 C 面N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 X0 Y-20;N0003 G03 X5.5 Y-5.5 R5.5 F50;N0004 G02 X0 Y-40 R20.5;N0005 G03 X-5.5 Y-5.5 R5.5;N0006 G01 X0 Y-20;N0007 G00 Z20;N0008 G01 X0 Y91;N0009 M99;O0076 换刀子程序N0001 M05 Z150.0;N0002 M11;M0003 M10;沈 阳
24、 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸19沈 阳 理 工 大 学N0004 M99;O0078 加工通槽子程序N0001 G00 G91 X0 Y0 S300 M03;N0002 M08;N0003 G01 Z-10.0 F20;N0004 M98 P0080 L3;N0005 G01 Z12.0 F60;N0006 M98 P0080 L3;N0007 G01 Z12.0 F60;N0008 M98 P0021 L3;N0009 M98 P0076;N0010 G01 Z-150.0 F60;N0011 G91 G00 S500 M03;N0012 M08;N0013 M98 P008
25、2 L3;N0014 M99;O0079N0001 G91 Z-4.0 F60;N0002 G91 G42 X3.5 Y8.5 D02;N0003 X-7.0 Y0;N0004 X0 Y-17.0;N0005 X7.0 Y0;沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸20沈 阳 理 工 大 学N0006 G01 G40 X0 Y17.0;N0007 M99;O0080 粗铣通槽N0001 G91 Z-3.5 F60;N0002 G91 G42 X3.0 Y8.0 D03;N0003 X-15.0 Y0;N0004 X0 Y-33.0;N0005 X15.0 Y0;N0006 X15.0
26、 Y0;N0007 M99;O0081N0001 G91 Z-3,5 F60N0002 G91 G42 X2.0 Y8.0 D02;N0003 X-19.0;N0004 X0 Y49.0;N0005 X19.0 Y0;N0006 G01 G40 X0 Y-49.0;N0007 M99;O0082 精铣通槽N0001 G91 Z-3.5 F100;N0002 G91 G41 X-0.5 Y5.5 D03;N0003 G01 G40 X-18.0 Y0;沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸21沈 阳 理 工 大 学N0004 G03 X-6.0 Y-6.0 R1.0;N0005 G0
27、1 X0 Y-58.0;N0006 G03 X6.0 Y-6.0 R1.0;N0007 G01 X18.0 Y0;N0008 G03 X6.0 Y6.0 R1.0;N0009 G01 X0 Y58.0;N0010 G03 X-6.0 Y6.0 R1.0;N0011 M99;8.3.精铣外轮廓O0003N0001 G90 G54 G00 S1000 M03;N0002 Z5.0 M08;N0003 M98 P0083 L3;N0004 G00 Z150.0;N0005 M05;N0006 M30;O0083N0001 G91 G00 Z-3.5;N0002 G01 G41 X0 Y-40.0 D
28、03;N0003 G01 X10.0 Y-20.0;N0004 G01 X64.0 Y0;N0005 G03 X16.0 Y16.0 R16.0;沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸22沈 阳 理 工 大 学N0006 G01 X0 Y60.0;N0007 G01 G40 X-19.0 Y0;N0008 G02 X-6.0 Y6.0 R1.0;N0009 G03 X-38.0 Y0 R20.0;N0010 G02 X-6.0 Y6.0 R1.0;N0011 G01 G41 X-19.0 Y0 D03;N0012 G00 G40 Z20.0;N0013 M99;9.心得体会通过一周
29、紧张的数控加工编程课程设计，使我初步了解到了数控加工技术的简单程序。了解到了多种刀头区别，并使我了解了数控加工技术知识的重要性，使得我对数控加工领域产生了浓厚的兴趣。不仅如此，通过这次课程设计，使得我学会简单的 FAPT 编程语言。相信这次课程设计会成为对我将来探索机械制造领域的道路上的垫脚石。感谢老师对于本次课程设计的辅导。沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸23沈 阳 理 工 大 学10.参考文献数控编程技术及应用任晓红，刘红军，许立福 主编 国防工业出版社 2010.7数控加工工艺与编程杨建明 主编 北京理工大学出版社 2006.8数控机床技术应用 崔元刚 主编 北京理工大学出版社 2006.8数控编程实验指导书许立福，赵静 主编 沈阳理工大学 2010.7数控加工工艺手册 杨继宏 主编 化学工业出版社 2008.3切削用量简明手册 艾兴，肖诗钢 主编 机械工业出版社 2004.2
