轴类零件的设计及加工 - 图文

数控机床课程设计 机械设计制造及其自动化0805

机电工程系

数控机床课程设计

题目： 轴类零件的设计及加工 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号：

成绩： 指导教师：

2010年12月22日

数控机床课程设计 机械设计制造及其自动化0805

任务书

1课程设计的任务及作用

《数控机床》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识，是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课，通过《数控机床》课程设计的基本要求学生能够设计常用的轴类零件并能够合理的选择卡具和加工设备，独立分析工艺独立编程及完成其加工，通过数控编程仿真实训，使学生掌握南京宇航仿真软件的基本操作，提高实训操作和手工编程能力，同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法，为以后的工作和学习打下坚实的基础。

2课程设计的题目及要求

参加本次课《数控机床》课程设计共有两类课题多个具体题目 （1） 车削类零件的编程及加工 （2） 铣削类零件的编程及加工

程设计的学生每人选一个课题，要求每位同学要独立完成自己的课程设计，本次课程设计要求达到如下要求：

（1） 根据现则的课题和自己的题目，选择合理的实现方案。 （2） 锻炼学生查阅技术手册和技术资料的能力。 （3） 提高学生程序设计的能力。

（4） 提高学生程序调试的能力。培养学生编制技术文件的能力。

3.课程设计的基本内容及学时分配

本课程设计为1周时间，共60学时。具体内容及学时分配如下。 （1）数控机床的基本操作及基本指令（5学时） （2）数控编程讲解（10学时） （3）零件图的绘制（3学时） （4）数控加工工艺分析（5学时） （5）加工工序卡的编制（5学时） （6）加工路线图的绘制（2学时） （7）数控机床编程仿真（5学时）

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（8）根据课题书写设计报告（25学时）

4.需要完成的技术文件

（1）绘制设计的零件图1份； （2）加工工序卡1份； （3）加工路线图1份； （4）加工程序清单1份； （5）设计说明书1份。

5.课程设计考核与评分标准

根据以下几个方面对学生进行考核，以五级评分制（优秀、良好、中等、

及格、不及格）综合评定成绩：

（1）设计过程中的表现（独立完成的能力、分析问题的能力、工作态度）； （2）提交设计的质量； （3）答辩中的表现。

6.建议教材与参考教学书

1.《数控加工概论》，李成人编著，清华大学出版社，2006年出版。 2.《数控机床技术》，杜国臣，王士军编著，北京大学出版社，2006年出版。

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目 录

一．图形设计过程及内容概述 …………………………………1 二. 零件加工工艺分析 ……………………………………2 三．零件加工工艺卡 ……………………………………………3 四．零件加工程序清单 ………………………………………4 五．仿真图形 …………………………………………………7 六．设计说明书 …………………………………………………9 七．设计小结 ……………………………………………………11 八. 参考文献 ………………………………………………12 九．感想 …………………………………………………………13

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一 图形设计过程及内容概述

在这次设计过程中，我在积极实践﹑细心体会的同时还多次去图书馆查阅资料﹑请教导师﹑模拟仿真，加上不断的整理和改进，才最终完成了这次设计任务。通过这次课程设计，使我学会了灵活运用各种实验﹑实训仪器，以及对CK6132-4数控车床和华中HNC-21T数控系统的操作方法，还学会了各种常见零件的加工工艺流程及数控编程，提升了自己动手查阅和汇总资料的能力。在此，我还要特别感谢我的导师和在我设计过程中提供帮助和支持的老师和同学。

我设计的是一个轴类零件，主要包括：台阶﹑圆弧﹑斜面﹑凹型槽﹑外螺纹以及倒角等要素，完全按照老师的要求完成了这次设计任务。

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二.零件加工工艺分析

首先分析零件图，选择毛坯，选择合适的车床，拟定加工工艺路线，确定各工序的加工余量，计算工序尺寸，确定各工序所用的设备及刀具夹具量具辅助工具，确定切削用量，确定各工序的技术要求及检验方法，填写工艺卡片。 1.工件的装卡：由于毛胚为棒料，所以采用三爪卡盘夹紧定位 2.加工设备的选择：HNC-21T CJK6032-4 3.量具清单

表1 量具清单 序 号 量具规格及名称 测量位置 1 150精度为0.02的游标卡尺 圆弧R规 48×2的外螺纹环规 表2 刀具清单 序 号 1 刀具号 T0101 刀具规格名称 外圆车刀 刀具参数 35° 加工位置 粗 精加工R10的凸圆弧 粗 精加工φ×40的轴 粗 精加工90的锥面 粗 精加工φ×20的轴 粗 精加工φ×30的轴 φ×40的轴 φ×20的轴 φ×10的槽 2 3 4.刀具清单 R10的凸圆 M30×2的外螺纹 2 3 T0202 T0303 切槽刀 螺纹刀 刀宽为3mm 刀厚为4mm 切槽宽为5mm的槽 粗 精 加工M30×2的外螺纹

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三．零件加工工艺卡

1 零件左端加工工艺卡片

（1）工序划分： 工序 1 ○内容及步骤 车圆弧→车倒角 →车斜面 切槽 刀具 外圆车刀 工具 扳手 量具 游标卡尺 2 ○切槽刀 扳手 游标卡尺 （2）刀具划分： 刀具 刀位号 刀偏号 刀具参数 主轴转速 （r/min） 460 300 进给量 (mm/min) G95 F0.1 G95 F0.05 切削深度 (mm) 0.5 5 外圆车刀 切槽刀 01 02 01 02 35° 刀宽为3 2 零件右端加工工艺卡片：

(1)工序划分： 工序 1 ○2 ○内容及步骤 车圆锥→车倒角 切槽 车螺纹 刀具 外圆车刀 切槽刀 螺纹刀 工具 扳手 扳手 扳手 量具 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 3 ○ （2）刀具划分： 刀具 外圆车刀 切槽刀 刀位号 01 02 03 刀偏号 01 02 刀具参数 35° 刀宽为3 刀厚为4 主轴转速 （r/min） 460 300 进给量 (mm/min) G95 F0.1 G95 F0.05 G95 F0.1 切削深度 (mm) 0.5 5 螺纹刀 03 300 2

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四．零件加工程序清单 1.工件左端加工程序

3 外圆轮廓车削 M03 S460 G95 加工外圆 T0101 外圆车刀 G00 X45 Z2 快速定位 G71 U0.5 R0.5 P1 Q2 X0.3Z0.2F2 复合循环指令 N1 G01 X0 Z0 G03 X20 Z-10 R10 G01 X36 Z-10 G01 X40 Z-12 X40 Z-45 N2 X45

G00 X100 Z100

M05 M00 M03 S300 G95 T0202 G00 X45 Z2 F0.05 G01 X45 Z-45 G01 X20 G01 X45 G01 W2 G01 X20

G01 X40 Z-35 G01 X45

G00 X100 Z100

M05 M30 2.工件右端加工程序

3 M03 S460 G95 T0101 G01 X45 Z2

G71 U0.5 R0.4 P1 Q2 X0.3 Z0.2 F2 N1 G01 X0 Z0

快速退刀 主轴停止 暂停 加工槽 切槽刀，刀宽为3 快速退刀 主轴停止

程序结束并返回开头

外圆轮廓车削 加工外圆 外圆车刀 复合循环指令 4

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G01 X10 Z-5 X16 Z-5 X20 Z-7 X20 Z-25 X29.74 Z-25 Z-55 N2 X35 G00 X100 Z100

M05 M00 M03 S70 G95 T0202 G00 X35 Z-20 F0.1 G01 X10 F0.05 G01 X35 G01 X35 W2 G01 X10 F0.05 G01 X35 G00 X100 Z100

M05 M00 M03 S300 G95 T0303 G00 X32 Z-25 F0.1 G01 X29.74

G82X29.2Z-54E2R0.7F2 G82X28.8Z-54E2R0.7F2 G82X28.5Z-54E2R0.7F2 主轴停止 暂停 加工槽 切槽刀，刀宽为3 主轴停止 暂停 加工螺纹 螺纹刀，刀厚为4 车削螺纹定位 车削螺纹循环 车削螺纹循环 车削螺纹循环

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G82X28.2Z-54E2R0.7F2 车削螺纹循环 G82X28.0Z-54E2R0.7F2 车削螺纹循环 G82X27.9Z-54E2R0.7F2 车削螺纹循环 G82X27.8Z-54E2R0.7F2 车削螺纹循环 G01 X35

G00 X100 快速退刀 Z100

M05 M30

主轴停止 程序结束并返回头

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五．仿真图形

1 零件左端加工路线轨迹图

2 零件右端加工路线轨迹图

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3 零件加工实体效果图

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六．设计说明书

本次课程设计工件的毛坯尺寸为：Φ42×102mm，工件材料为45钢。完成了车削加工零件加工实体效果图一份，刀具轨迹路线图左﹑右端各一份，加工程序清单一份。

设计过程中所用的仪器和材料分别如下： 材料：45钢

棒料：直径?42长度102

使用设备：华中数控HNC-21T数控车床，南京宇航数控仿真软件，TCL电脑一台，绘图工具一套。

零件的装卡：由于零件毛坯为棒料，所以采用三爪卡盘夹紧定位。

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设计内容 1零件左端加工计算。 设计说明及计算过程 备注 1 槽加工计算： AD=AC+CD=10+1=11mm Tan45°=DE/AD DE=tan45°AD DE=11mm 1 螺纹加工计算过程： d（大）=30-0.13*2=29.74mm d（小）=30-1.1*2=27.8mm h=1.94mm L=55-2-1-1=51mm 2分刀过程： X终点坐标 29.2 28.8 28.5 28.2 28 27.9 27.8 剩余 1.4 1 0.7 0.4 0.2 0.1 0 进刀量 0.54 0.4 0.3 0.3 0.2 0.1 0.1 DE=11mm 2零件右端加工计算。 d（大）=29.74mm d（小）=27.8mm h=1.94mm 10

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七．设计小结

在开始做设计前，我认真阅读了设计指导书，对零件图进行仔细的分析，从而在设计前有一个清晰的思路，也为我的设计打下了基础，使我的开题报告能顺利的完成。开题报告完成后，接着开始进行正文的撰写，设计也就正式开始了，首先我们对零件进行了工艺分析，如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定，选择合适的加工方案法，拟定加工方案，选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等。在工艺分析上，让我们巩固了在大一大二时学的机械制造、机械制图、机械设计、公差与配合、金属工艺CAD绘图等专业课程，是我更好把各专业课相结合起来去完成设计。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。通过次此的分析，需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识，在对以前学的知识进行初步系统回顾之后，大脑形成一初步的印象。各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。

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八. 参考文献

[1] 赵长旭，《数控加工工艺》，西安，西安电子科技大学出版社，2006. [2] 陈洪涛，《数控加工工艺与编程》，北京，高等教育出版社，2006. [3] 雷保珍，《数控加工工艺与编程》，北京，中国林业出版社，2007. [4] 孙东洋等编著，《数控编程》，南京，南京大学出版社，2005. [5] 李正峰主编，《数控加工工艺》，上海，上海交通大学出版社，2004.

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九．感想

在这次设计中，给我最大的体会就是熟练的操作技能来源我们平时对专业知识的掌握程度。比如，我们想加快编程速度，除了对各编程指令的熟练掌握外，还得需要你必须掌握零件的工艺方面的知识，对夹具刀具切削用量参数的设定我们必须清楚。在设计中得到了老师和同学的指导与帮忙，非常谢谢！回顾这一个星期的设计历程，太多的感想和心得是无法用文字来表达的。每次在遇到难点问题并通过自己的不断努力克服难关时，那份成就感，那种喜悦之情是别人无法体会到的。看到身边的同学都是那么认真投入，相互支持和鼓励的奋进，想像我们以后在工作中也会有这种拼搏的精神。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lkl6.html