機床數(shù)控課程設(shè)計

目錄1前言22零件的數(shù)控工藝分析32.1零件圖的分析32.2確定數(shù)控加工工藝32.3刀具和切削用量的選擇42.4零件的裝夾與夾具的選擇53數(shù)控加工程序的編制63.1程序原點的設(shè)置63.2對刀方法和設(shè)置63.3數(shù)值計算63.4編制程序64仿真過程和結(jié)果84.1數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡介84.2仿真過程94.3仿真結(jié)果155總結(jié)176致謝18參考文獻191前言數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。它的主要任務(wù)是計算加工走刀中的刀位點（cutterlocationpoint簡稱CL點）。刀位點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(yīng)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、定位夾緊方法與切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)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(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置，由數(shù)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(shù)控機床的控制介質(zhì)并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時應(yīng)能使數(shù)控機床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機床能安全可靠與高效地工作。數(shù)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(xiàn)設(shè)計加工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)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(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。由于生產(chǎn)實際的強烈需求，國內(nèi)外都對數(shù)控編程技術(shù)進行了廣泛的研究，并取得了豐碩成果。數(shù)控編程課程設(shè)計是我們機械設(shè)計制造與其自動化專業(yè)數(shù)控方向?qū)W生在學(xué)習完本科大綱要求的“數(shù)控編程”“工藝設(shè)計”與數(shù)控仿真系統(tǒng)加工軟件后進行的一次綜合性課程設(shè)計。本課程設(shè)計的目的在于通過編程，并在數(shù)控加工仿真軟件中進行仿真，使我們熟悉數(shù)控車床和數(shù)控銑床編程流程。當然，由于水平有限，在設(shè)計中難免有很多紙漏，懇請老師指正。2零件的數(shù)控工藝分析2.1零件圖的分析該零件表面由圓柱、圓錐以與圓球表面組成，如圖1。其中尺寸精度和表面粗糙度如圖所示。零件材料為45鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度220-250HBS，為了便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先留出夾持部分，所以毛坯件選632mm的棒料，長度為100mm。圖1零件圖2.2確定數(shù)控加工工藝以632mm外圓與右中心孔為工藝基準，用三爪自定義卡盤夾持632mm外圓，用機床尾座頂尖頂住右中心孔。工步順序：自右向左經(jīng)行外輪廓面加工：粗車——車R5mm圓弓瓜——倒角——切削螺紋外圓倒角倒角車620mm夕卜圓車錐面車624mm夕卜圓；切槽；車螺紋；

表1零件的加工工序卡零件圖號零件名稱文件編號第頁數(shù)控加工工序卡NC01軸工序號工序名稱材料車輪廓45加工車間設(shè)備型號主程序名子程序名加工原點00077G50刀具半徑補刀具長度補償償工裝-r工步號工步內(nèi)容夾具刀具車外圓三爪卡盤T01切斷零件三爪卡盤T02車螺紋三爪卡盤T03工藝員張菁麟校對張菁麟審定批準2.3刀具和切削用量的選擇工序號工序名稱材料車輪廓45加工車間設(shè)備型號主程序名子程序名加工原點00077G50刀具半徑補刀具長度補償償工裝-r工步號工步內(nèi)容夾具刀具車外圓三爪卡盤T01切斷零件三爪卡盤T02車螺紋三爪卡盤T03根據(jù)要求，選用三把刀具，1號刀具車外圓，2號刀具切槽，3號刀具車螺紋。

表2刀具選擇與參數(shù)刀號刀具名稱規(guī)格用途T01外圓車刀45°車端面、外輪廓T02切斷刀寬4mm切斷零件T03螺紋車刀螺距1.5車螺紋2.4零件的裝夾與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，左端采用三爪自定心卡盤夾緊即可，如圖2所示。圖2三爪自定心卡盤夾具圖3數(shù)控加工程序的編制3.1程序原點的設(shè)置程序原點是指程序中的坐標原點，即在數(shù)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面的表面中心0點為基準建立坐標系，坐標原點為O。3.2對刀方法和設(shè)置采用G50設(shè)定工件坐標系時的對刀方法：毛坯為632mm的棒料，欲加工最大直徑為624mm，總長為mm的零件。編程時采用程序段G54T0101設(shè)定工件坐標系，工件坐標系原點0設(shè)在以右端球心0點。加工時采用的1號刀具為45。硬質(zhì)合金機夾偏刀，并作為基準刀具；2號刀具為硬質(zhì)合金機夾切斷刀（如圖3所示）?；鶞实毒叩都恻c的起始點為P。圖3刀具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G54T0101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。3.3數(shù)值計算起刀點坐標（0，0）；3.4編制程序00077；N010T0101N020G00X40Z20S450M03N030G71U1W1R10N040G71P50Q180U0.6W0.3D5F0.3N050G00X0F0.1S750N060G01Z0N070G03X10Z-5R5N080G01X14N090X16W-1.0N100Z-18N110X14W-1.0N120Z-24N130X18N140X20W-1.0N150Z-29N160G02X20Z-44R10N170G01X24Z-54N180Z-59N190G70P50Q180N200G00X40Z20N210S320N220T0202N230G00X30Z-24N240G75R0.5N250G75X10P1000F0.1N260G00X40N270Z20N280T0303N290G00X16Z-3N300G92X15.1Z-20F2N310X14.5N320X13.9N330X13.5N340X13.4N350G00X40Z20N360M05N370M304仿真過程和結(jié)果4.1數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡介XX宇龍軟件工程XX的《數(shù)控加工仿真系統(tǒng)》是一個應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)于數(shù)控加工操作技能培訓(xùn)和考核的仿真軟件。該軟件經(jīng)歷了五年多時間、三十多萬人的大量使用，已經(jīng)成為較成熟的數(shù)控仿真軟件。本軟件產(chǎn)品正在為我國當前緊缺的數(shù)控操作技術(shù)人員的培養(yǎng)作出有目共睹的貢獻。本軟件具備對數(shù)控機床操作全過程和加工運行全環(huán)境仿真的功能。可以進行數(shù)控編程的教學(xué)，能夠完成整個加工操作過程的教學(xué)。使原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學(xué)功能可以在這個虛擬制造環(huán)境中實現(xiàn)。由于大部分的實訓(xùn)活動可以在本仿真系統(tǒng)中實現(xiàn)，使用本仿真軟件將大大減少在數(shù)控機床設(shè)備上的資金投入，從而可以加快當前緊缺數(shù)控加工操作技術(shù)人員的培訓(xùn)速度。由于使用仿真軟件，也大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以降低培訓(xùn)成本。由于仿真軟件不存在安全問題，學(xué)員可以大膽地、獨立地進行學(xué)習和練習。本軟件中不僅具有對學(xué)員編制的數(shù)控程序進行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實設(shè)備上無法實現(xiàn)的三維測量功能。這些功能使得學(xué)員可以進行自我學(xué)習，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強度。4.2仿真過程FANUEi心FANUC1-KF-T*FAnUCUMD>F^NUCDTrD>F<NUC11I-M>FANUttll-T>Mt5TEMEN5B<^23T>SIEMFriSBOZSEM>glEMHI'gWET?SIEMENSS02SSIEMENS002SeSIEMENS如乖就平理直四健鹽）SIEMENSfllflD.fiilOD搐PTTrflritinn-Mr匚Rfl5ICMCriSBD2DSTEMT>SIEMLriS&iaLiNl>5TEMEN5&1&OTEZPlDtlan-N￡EtiO-EZMotiflnN€E60G"戲DM*GSK^BG7$HHC21H]H€ZII*牌口1口0財KH□1DfiT>□A5EN3I心DASEN31TfTHCNCBuilder>JS^E.>4退出圖4數(shù)控加工仿真選擇機床示意圖圖5“數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”軟件界面0空手.善式TIKHHE&口口也S圖6機床回零Z1圖7安裝零件示意圖；andSettinsd?mistrator\桌荷\3f豆文本文檔臨］■］口11￥1吐置七坯.尺'J芻，堂I工伴材料＞FiEWffl1/件r尾第尾驅(qū)半傳圖8控制零件移動示意圖Mi-!■?I蜒:范國I口Q機房曲正拄丈牌理設(shè)計□MS密技相醐計*很K麻”日蛔口松擋*重蓮遇gW伴芷侃：|(SEH?JW立件禁CD|tr代此福F頑探SjTkW2*3i-食。?.。?

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-中ElaaM。?an圖9導(dǎo)入程序示意圖MEMORY(CHARJ4087J2Q233PROGGRAM(NUM.)USEDFREEZi0000400005000050000300003741OOOOL000020000700008圖10輸入數(shù)控程序前后的CRT界面XuYvZwM.S』THdCFFSETATTINGCUSTGW

iSMPHE「|［T蟲牛!牛！申史史［程序】［DIE!08：0S：55］［操作PAGEPAGESHE-HELP刀具庫管理□具數(shù)形庫編號123□□□oooO瓦具名稱12350000oQoOTTTT刃具庫管理添加I冊喋I修改I保存I類型長度直徑寬度進給率W71...160.000—30.00000.000280...!160.0Q0—30.QQ000.Q002S0...I1E0.00040.000一―00.000B0.0001125.000—一20.00000.000￡10...-1234567SOOOOOOOO125ooO040TTT迷擇放入刀架裝入刀具信息立件|轉(zhuǎn)到加工位|移除|添加到刀盤|刀片圖形顯示w1取雅I圖11裝刀具示意圖圖12安裝刀具后的機床刃具補正/幾何番號G001G002G003G004G005G006G007GOOS00009N00370-2^0.000-2^0.000-330.000-220.000-232.0000.000-242.000-23S.464E.-435.000-435.000-500.00014-0.00014-0.000o.aoo1+0.000133.000K0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000Q.OQCI現(xiàn)在位置（■相對坐標）IT-330noc-500.000MD［*叫鼎柴牛!朱［H口檢索］［刑量1［匚輸入］［+輸入］［0S：03：13rrFFrrYv0PAGEPAGEJT輸入OFF^T￡ITHSeusrauE眼eTkJ4T5?6W2、31圖13對刀示意圖hdSHIFTU=±.ZICHELPNQc-Aft5]Xu丫偵4[FlRRgCANHES^GERESETSITINGojstouEQEeTkHD6]圖14程序O0009的輸入S」PAGEPAGESHIFTLJCLEIt圖15加工準備圖4.3仿真結(jié)果部■C■UkiEmmt早eM苛i^c■叭■更＜tcirl康茵\憲:出陸fstSEPfCD凹|匐敏咬向。I園■國曲幢I。爭藏頃I■(?博腐吾府劉釗TI售I』』商布5di.里qute旦劉?同壁潮■drfl找瓦OODUgNKI37D宜l：!dd：MilW15101：H0^：3GBZW-l8iZ3i06C0H93：H0*acnP5WlflWiP6LI0i,3WP0,3；閹目典魄K絲甘,EX*mbhc?izD：H@輯GWHl酩TJB,*e宜畫可畫燈5號凈OEEB■&伸5摩SBDIB分字尊號■■■■圖16最后仿真結(jié)果5總結(jié)通過這次課程設(shè)計對數(shù)控車床系統(tǒng)進行程序指令編寫以與應(yīng)用，使自己進一步熟悉了工藝編制過程與數(shù)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(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，熟悉了數(shù)控編程的步驟和方法，基本上掌握了數(shù)控車削零件加工編程，使自己加深了數(shù)控指令的應(yīng)用和重要性。而且通過本次課程設(shè)計，基本達到了對已修課程熟悉并加深了基礎(chǔ)知識的練習與應(yīng)用能力的基本要求，達到了大學(xué)教育的目的。6致謝通過這次實踐機會，我熟悉了將理論知識運用到實踐中，并且學(xué)會利用圖書資料與網(wǎng)絡(luò)材料查詢自己需要的知識，總體上提高了設(shè)計能力。本次設(shè)計是在趙老師的悉心指導(dǎo)下完成的。她學(xué)識淵博、工作務(wù)實、積極進取的勇氣和魄力、以與對學(xué)生從嚴要求的治學(xué)態(tài)度都深深感染了我，值得我終身學(xué)習。她無私的奉獻精神是我畢生學(xué)習和追求的目標。在今后的學(xué)習和生活之中，老師的教誨必將激勵我不斷奮發(fā)向上。同時也要感謝與我相關(guān)的課題組的同學(xué)，他們在設(shè)計中給了我很大的幫助，和他們的討論時常使我豁然開朗，他們給了我很多很好的設(shè)計建議，使我的設(shè)計加快了進程。在此向所有給予我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W(xué)表示深深的謝意！參考文獻王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控編程技術(shù)與應(yīng)用.：國防工業(yè)，2005王紹俊.機械制造工藝設(shè)計手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，1981艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊（第三版）.：機械工業(yè)，2004王先逵.機械制造工