机床数控技术课程设计报告书

机床数控技术课程设计报告书

设计题目机床数控技术课程设计专业班级09机设4班

姓名郭振宇完成日期201*/5/19

河北联合大学

零件简图如下：

具体零件图纸见附页。

数控车床加工零件

工件毛坯材料为45号钢，编写程序并加工工件。

1零件结构工艺分析，毛坯及加工定位基准的确定

零件图分析：

在数控车床上加工如图所示的轴类零件，该零件由外圆柱面，倒角，圆弧和退刀槽所构成，零件的最大外径为Φ45，加工粗糙度要求较高，其材料为45钢，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ45mm×120mm的棒料。

2机床设备的选择

根据该零件图所示为轴类零件，根据需要的加工的为外轮廓，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。

3确定工件的装夹方式

由于这个工件时一个实心轴类零件，并且轴的长度不是很长，所以采用工件的左端面和Φ45的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。

4确定工件坐标、对刀点和换刀点

以工件右端面与轴心线的交点O为工作原点，建立XOZ坐标系。采用手动试切对刀，把点O作为对刀点。

5加工刀具的选取刀具号T01T02T03T04规格名称45°外圆偏刀90°外圆偏刀切槽刀60°普通螺纹刀6工艺工序卡零件名称工序1234轴工序名下料车热处理数控车过程数量:1工艺要求Ф45mm×120mm调制处理工步1零件图号A-1程序编号O0010夹具名称：三爪卡盘内容粗车刀号T01数量1111加工内容车端面，粗车精车轮廓切削退刀槽车螺纹刀尖半径主轴转速（mm）0.50.50.1（r/min）500700500200进给速度（mm/r）0.20.20.081.23567车材料规格4切断，总长90mm45钢Ф45mm×90mm精车外轮廓切退刀槽车螺纹加工日期：T02T03T047数控加工程序如下：工件信息：棒料

直径45mm长度120mm材料45#淬火钢

O0010N010G50X150Z100T0101；N020S500M03；N030G00X50Z2M08；N040G01X-1F0.2；N050G00X45；N060G71U2R0.5；N070G71P080Q190W1.0F0.2；N080G00X18；N090G01X20Z-1；N100Z-10；N110X24Z-12；N120Z-30；N130X30Z-40；N140G03X40Z-45R5；N150G01Z-50；N160X45；N170Z-55；N180G02Z-85R40；N190G01Z-90；N200G00X150Z100T0100M09；N210S700M03T0202M08；N220G70P080Q190；N230G00X150Z100T0200M09；N240S500M03T0303M08；N250G00X24Z-30；N260G01X20F0.08；N270G0402.0；N280G00X26Z-30；N290G00X150Z100T0300M09；N300G30X150Z100T0404；N310S200M03；N320G00X26Z-8M08；N330G92X23.14Z-28.5F1.5；N340X22.24；N350X21.34；N360X20.40；N370G00X26；N380G00X150Z100T0300M09；N390M05；N400M30；程序编号设定坐标系，使用01号刀，01号刀补主轴正转，转速500r/min快速定位，冷却液开车端面粗车外圆轮廓返回起始位置，冷却液停，取消01号刀补换03号刀精车外轮廓返回起始位置，冷却液停，取消02号刀补换03号刀，切槽在槽底暂停进给返回起始位置，取消03号刀补换04号刀，04号刀补快速接近车螺纹进给起点螺纹切削循环，螺距为1.5mm螺纹切削循环，螺距为1.5mm螺纹切削循环，螺距为1.5mm螺纹切削循环，螺距为1.5mm避免干涉，退刀回到起始位置，冷却液停主轴停止程序结束

扩展阅读：机床数控技术课程设计

湖南工学院

机床数控技术课程设计说明书

题目减速箱箱体的数控加工工艺与编程专业数控技术数控0701班

姓名孙玉德学号指导老师王雪芳职称

201*年12月25日

课程设计答辩负责人签字：

年月课程设计评语:

日

目录

一、设计课题二、零件分析

三、确定毛坯制造方式四、工艺规程设计五、数控加工程序设计六、设计小结七、参考文献

一、设计课题

设计说明及数据计算设计课题：减速箱箱体的数控加工工艺与编程材料：HT200加工批量：中批量备注

二、零件分析

设计说明及数据计算1．零件的作用减速箱箱体是变速箱的一个主要零件，用于安装齿轮、轴等变速传递转矩零件，内装有润滑油，由课题所给零件图可看出，此减箱为二级减速箱，箱体内共装有3根齿轮轴和两对相互啮合齿轮，箱体壁上共分布有六个轴承孔用于安装轴承。2．零件的工艺分析由设计课题可知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性。分析课题所给零件图，该零件上的主要加工面有4个。

备注

（1）减速箱顶面其尺寸为100×320，要求加工完成后其粗糙度为3.2，考虑到数控机床的精度较高，只需粗铣即可满足要求。（2）减速箱轴承孔及盖板侧面其中盖板孔要求加工完成后其粗糙度为3.2，轴承孔要求加工完成后其粗糙度为1.6，故决定先对其进行精铣，然后再单独对轴承孔精铣。（3）减速箱轴承孔侧面轴承孔要求加工完成后其粗糙度为1.6，故决定对轴承孔先进行粗铣，然后精铣。（4）减速箱侧凸台要求加工完成后其粗糙度为6.4，仅需对凸台进行粗铣。查数控机床技术资料中有关机床能达到的精度可知，上述加工要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。

三、确定毛坯及制造方式

设计说明及数据计算根据零件的材料HT200确定毛坯为铸件，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于箱体零件的内腔及4×φ45，φ35，φ25等孔均需铸出，故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。铸造时，需加工平面留2mm的加工余量，孔内壁留1.5mm加工余量，以满足加工要求，即铸件外形尺寸为348mm×189.5mm×128mm。

备注四、工艺规程设计

设计说明及数据计算1．基准选择首先以箱体底面为粗基准加工出箱体顶部，然后以加工完的箱体顶部为精基准进行加工。箱体底面为设计基准，以底面为粗基准加工出顶面后，以顶面为精基准可以保证箱体零件的重要孔的位置。2．制定工艺路线根据各表面的加工要求及加工的位置、精度，根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先精加工后精加工的原则，将顶面加工放在最前面，然后加工箱体侧凸台表面，最后加工箱体侧面孔壁，先粗加工盖孔壁及轴承孔，后精加工轴承孔，拟定加工工艺路线如下：序号

备注工序内容铸造

1020304050607080时效粗铣箱体顶面粗铣箱体侧面凸台粗铣箱体盖板侧2×φ58,2×φ45,φ35孔内壁精铣箱体盖板侧2×φ45,φ35轴承孔内壁粗铣箱体侧2×φ45,φ25轴承孔内壁精铣箱体侧2×φ45,φ25轴承孔内壁检查入库3．选择加设备及刀、夹、量具由于生产类型为中批生产，具零件易于装夹，故加工设备使用FANUCK650/1卧式数控铣床，夹具使用通用夹具，工件在机床上的装卸换位采用人工完成。加工箱体顶面。选择直径为φ40的硬质合金面铣刀，来回三次即可铣完。加工箱体侧面凸时选择直径为φ20的硬质合金端铣刀，加工箱体侧面孔壁时选择φ12硬质合金三面刃铣刀。量具分别选择刀口形直尺及游标卡尺。列得刀具明细表如下：加工位置箱体顶面箱体侧面凸台面箱体侧面孔壁箱体侧面孔壁所用刀具φ40的硬质合金面铣刀φ20的硬质合金端铣刀φ12硬质合金三面刃铣刀φ12硬质合金三面刃铣刀刀具选择参考切削用量简明手册铣技术参数4．加工工艺设计（1）减速箱顶面加工铸造箱体时顶面留有1mm加工余量，查数控机床技术手册，零件顶面要求加工后粗糙度为3.2，只需进行粗加工，查铣刀技术参数选用φ40的硬质合金面铣刀，整个加工过程走刀一次，主轴转速选择1500r/min，切削速度V=120m/min，进给量选取0.4mm/z，背吃刀量ap1mm。（2）减速箱侧凸台面加工铸造箱体时凸台面上留有1mm加工余量，查数控机床技术手册，零件表面要求加工后粗糙度为6.4，只需进行粗加工，查铣刀技术参数选用φ20的硬质合金端铣刀，整个加工过程走刀一次，主轴转速选择1000r/min，切削速度V=100m/min，进给量选取0.4mm/z，背吃刀量ap1mm。（3）减速箱侧盖板孔及轴承孔加工盖板孔壁要求加工后粗糙度为3.2，所以只进行粗加工，轴承孔要求加工后粗糙度为1.6，所以只对轴承孔进行精加工，盖板孔切屑深度为22mm，分为两次走刀，每次各切削11mm，轴承孔走刀一次，粗加工时各参数选取如下：主轴转速选择800r/min，切削速度V=100m/min，进给量选取0.3mm/z，背吃刀量ap1mm。精加工时：主轴转速选择1200r/min，切削速度V=80m/min，进给量选取0.15mm/z，背吃刀量ap0.5mm。（4）减速箱侧轴承孔加工轴承孔要求加工后粗糙度为1.6，所以先对轴承孔进行粗加工，然后精加工，粗加

工时各参数选取如下：主轴转速选择800r/min，切削速度V=100m/min，进给量选取0.3mm/z，背吃刀量ap1mm。精加工时：主轴转速选择1200r/min，切削速度V=80m/min，进给量选取0.15mm/z，背吃刀量ap0.5mm。

五、数控加工程序设计

设计说明及数据计算1．刀具轨迹根据加工零件的形状尺寸及加工要求，计算加工所需各点坐标及走刀路线如刀具轨迹图所示，加工设备选择FANUCK650/1卧式数控铣床，夹具选择通用夹具。每次加工前手动对刀，刀具位于(0，0)点上方与工件平面距离为20mm。2．程序清单（1）减速箱顶面加工刀具直径φ40，刀具长度补偿为H1，切削用量为1mm，主轴转速为S=1500，切削速度F=120。程序如下：备注N1G92X0Y0Z0G17G21；N2G90G00Y-40；N3G00G43H1Z-21M03S1500；N4G01Y18F120；N5X320；N6Y54；N7X0；N8Y90；N9X320；N10G00Z0；N11X0Y0；N12M05；N13M30；

（2）减速箱侧凸台面加工刀具直径φ20，刀具半径补偿为D1，切削用量为1mm，主轴转速为S=1000，切削速度F=100。程序如下：N1G92X0Y0Z0G17G21；N2G90G00Z-21M03S1000；N3G01X7.5G41D1F100；N4G02X7.5Y0I17.5；N5G01X58Y20；N6G02X58Y20I12；N7G00Z0；N8G00X0Y0；N9M05；N10M30；轴承孔台及其它凸台面参考本程序进行加工。（3）减速箱盖板孔及轴承孔加工粗加工：刀具直径φ12，刀具半径补偿为D1，切削用量为1mm，主轴转速为S=800，切削速度F=100，盖板孔内壁共22mm，分两次铣削，每次11mm，对于轴承孔还留有0.5mm加工余量，用于精加工.。程序如下：N1G92X0Y0Z0G17G21；N2G90G00X90Y50；N3G00Z-31M03S800；N4G01X61G41D1F100；N5G02I29；N6G01X90Y50；N7Z-42；N8X61；

N9G02I29；N10G01X90Y50；N11Z-54；N12X68；N13G02I22；N14G00Z0；N15X180；N16Z-54；N17G01X163F100；N18G02I17；N19G00Z0；N20X270；N21Z-31；N22G01X241F100；N23G02I29；N24G01X270；N25Z-42；N26X241；N27G02I29；N28G01X270；N29Z-54；N30X248；N31G02I22；N32G00Z0；N33X0Y0；N34M05；N35M30；精加工：仅加工轴承孔，切削用量为0.5mm，主轴转速为S=1200，切削速度F=80。程序如下：N1G92X0Y0Z0G17G21；N2G90G00X90Y50；N3G00Z-54M03S1200；N4G01G41D1X67.5F80；N5G02I22.5；N6G00Z0；N7X180；N8Z-54；N9G01X162.5F80；N10G02I17.5；N11G00Z0；N12X270；N13Z-54；N14G01X247.5F80；N15G02I22.5；

N16G00Z0；N17X0Y0；N18M05；N19M30；（4）减速箱轴承孔加工粗加工：刀具直径φ12，刀具半径补偿为D1，切削用量为1mm，主轴转速为S=800，切削速度F=100，轴承孔留有0.5mm加工余量，用于精加工.。程序如下：N1G92X0Y0Z0G17G21；N2G90G00X90Y50；N3G00Z-32M03S800；N4G01G41D1X68F100；N5G02I22；N6G00Z0；N7X180；N8Z-32；N9G01X168F100；N10G02I12；N11G00Z0；N12X270；N13Z-32；N14G01X248F100；N15G02I22；N16G00Z0；N17G00X0Y0；N18M05；N19M30；精加工：加工轴承孔，切削用量为0.5mm，主轴转速为S=1200，切削速度F=80。程序如下：

N1G92X0Y0Z0G17G21；N2G90G00X90Y50；N3G00Z-32M03S1200；N4G01G41D1X67.5F80；N5G02I22.5；N6G00Z0；N7X180；N8Z-32；N9G01X167.5F80；N10G02I12.5；N11G00Z0；N12X270；N13Z-32；N14G01X247.5F80；N15G02I22.5；N16G00Z0；N17G00X0Y0；N18M05；N19M30；

六、设计小结

这次机床数控技术设计课程设计，是我们第一次较全面的设计工艺及加工能力的训练，通过这次训练，使得我们对数控机床加工基础知识及其它学科之间的联系有了一个较为系统全面的认识，加深了对所学知识的理解和运用，将原来看来比较抽象的内容实现了具体化，初步掊养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用所学知识和相关课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展了有关方面的知识。通过制订加工工艺方案，合理选择刀具及切削参数，正确计算加工中所需坐标，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行工艺分析设计，达到了解和掌握机械零件、数控机床装置和加工工艺过程和方法，对如计算、绘图、熟练和运用设计资料（包括手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据等方面的能力进行了一次全面的训练。因为本课程的主要目标是培养我们具有数控加工编程能力的技术基础课，因此通过课程设计的实践，使我们了解到零件加工的基本方法、工艺基本内容和加工的一般程序，掌握了加工中常用的设计准则。针对课程设计中出现的问题查阅资料，大大扩展了我们的知识面，培养了我们在机械工业方面的兴趣及实际动手能力，对将来我们在机械方面的发展起了一个重要的作用。本次课程设计是我们对所学知识运用的一次尝试，是我们在数控知识学习方面的一次有意义的实践。在本次课程设计中，我独立完成了自己的设计任务，通过这次设计，弄懂了一些以前书本中难以理解的内容，加深了对以前所学知识的巩固。在设计中，通过老师的指导，使自己在设计思想、设计方法和设计技能等方面都得到了良好的训练。

七、参考文献

[1]李宏胜主编.机床数控技术.北京：高等教育出版社，201*[2]范超毅主编.数控技术课程设计.武汉：华中科技大学出版社，201*[3]刘小年主编.机械制图（第二版）.北京：高等教育出版社，201*[4]艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，201*[5]刘吉兆，匡建新主编.数控铣床实训教程.湖南工学院机械工程系，201*[6]郑修本主编.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，201*

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