数控技术课程设计

南湖学院

课程设计报告书

题 目： 数控编程技术 系 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 0741机自 姓 名： 学 号：

2012年 5月30日

大理

《数控技术》课程设计任务书

设计题目： 数控编程技术 系 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 学 号:

起迄日期: 2011年5月15日~ 2011年6月1日 指导教师: 教研室主任：

数控编程课程设计任务书

六 、附录（设计题目及参考例题）

下面工件毛胚的材料为尼龙棒，编写程序并加工成工件。

图一

图三 图四

图二

图五 图六

用提供的刀具（Ø12㎜/Ø10㎜立铣刀）在蜡模上完成下列零件的加工，图示凸块外侧面，有刀具半径补偿功能，图二凸块厚3㎜ 。

图二

图一 图

图三 图四

目录

1. 绪论 ....................................................................................................................................... 1 2. 设计目的 ............................................................................................................................... 1 3. 设计任务 ............................................................................................................................... 1 4. 车床加工零件编程设计步骤 ............................................................................................... 2

4.1 工件基准的分析 .......................................................................................................... 2 4.2 工件的加工方案 .......................................................................................................... 3 4.3选择机床设备 ............................................................................................................... 3 4.4选择刀具 ....................................................................................................................... 3 4.5确定切削用量 ............................................................................................................... 3 4.6数控加工工序卡片 ....................................................................................................... 3 4.7 程序编制的步骤 .......................................................................................................... 4

4.7.1 依据图样要求，确定加工工艺方案，即加工路线 ...................................... 4 4.7.2 选择刀具并画出刀具布置图 .......................................................................... 4 4.7.3 合理选择切削用量 .......................................................................................... 5 4.8 编写零件加工程序 ...................................................................................................... 5 5. 车床加工程序仿真图形 ....................................................................................................... 6 6. 铣床加工零件编程设计步骤 ............................................................................................... 8

6.1 零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定 .................................................. 8

6.1.1零件图的分析 ................................................................................................... 8 6.1.2毛胚的确定 ....................................................................................................... 9 6.1.3 工件基准的分析 .............................................................................................. 9 6.2 铣床工件加工方案 ...................................................................................................... 9 6.3 选择机床设备 ............................................................................................................ 10 6.4 选择刀具 .................................................................................................................... 10 6.5 确定切削用量 ............................................................................................................ 10 6.7 数控加工工序卡片 .................................................................................................... 10 6.8 确定工件坐标系、对刀点 ........................................................................................ 11 6.9 编写零件加工程序 .................................................................................................... 11 7. 铣床加工程序仿真图形 ..................................................................................................... 12 8. 心得体会 ............................................................................................................................. 13 9．主要参考文献 .................................................................................................................... 14

1. 绪论

制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。

随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。

此业设计让我们毕业生更好的熟悉数控车床，确定加工工艺，学会分析零件，学会简单的程序编程，以及数控仿真，为走上工作岗位打下基础。

本次数控课程设计是为了让我们更清楚地理解怎样确定零件的加工方案，对零件进行编程，并在仿真软件上进行模拟加工。这样的课程设计对我们即将走上工作岗位的毕业生来说无疑是对我们说学知识的一次检验和提高。

2. 设计目的

本课程设计是学完数控技术之后，进行的下一个实践性教学环节，它一方面要求学生能根据零件图，用ISO 码编制数控加工程序，熟悉加工程序输入、检查、编辑及执行的方法，另一方面，为今后的毕业设计、今后从事数控加工进行一次综合训练。

3. 设计任务

车床和铣床加工零件各一个, 要求为下面两个零件写出完整的从图纸到零件的工艺流程，并用仿真软件作出模型。

4. 车床加工零件编程设计步骤

4.1 工件基准的分析

此工件的径向尺寸设计基准为中心线，轴向尺寸设计基准为右端面。采用三爪自定位卡盘装夹，定位基面为外圆，可认为定位基准为中心线，满足基准重合原则。用三爪自定心卡盘夹持φ60外圆，使工件伸出卡盘100㎜，一次装夹完成粗精加工。 车削零件图样坐标点的计算：

A(0,130) B(48,120) C(48,70) D(60,50) E(80,30) F(10,120) S(130,200)

4.2 工件的加工方案

因为工件的尺寸精度和表面粗糙度要求较低。先粗车端面及φ40㎜外圆，φ45㎜外圆，φ54㎜外圆，留1㎜半精车余量；再半精车φ40㎜外圆，φ45㎜外圆，φ54㎜外圆至尺寸。

4.3选择机床设备

根据零件图样要求，零件外形不是特别复杂，而且没有精度要求，选用经济型数控车床即可达到要求。可选用FANUC_0iT型数控车床。

4.4选择刀具

根据加工要求，要粗车和精车，所以选用两把刀具，T01为1号90°偏刀，作为粗车车刀；T02为2号90°偏刀，作为半精车车刀。同时把两把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。

4.5确定切削用量

查阅《切削用量简明手册 第3版》，确定切削用量如下： 车端面，主轴转速1500r/min，进给量0.1mm/r； 粗车，主轴转速800r/min，进给量0.2mm/r。 半精车，主轴转速1000r/min，进给量0.1mm/r。

4.6数控加工工序卡片

4.7 程序编制的步骤：

4.7.1 依据图样要求，确定加工工艺方案，即加工路线 根据先主后次的原则，确定其精加工方案为：

1）从右到左切削零件的外轮廓面。其路线为：切半圆弧——切削螺纹的实际外圆——车削φ60的外圆。 2）切5x φ44的槽。 3）车M48x2的螺纹。

4.7.2 选择刀具并画出刀具布置图

根据设计要求，选用三把刀具。Ⅰ号车刀外圆，Ⅱ号车刀切槽，Ⅲ号车刀车螺纹。刀具布置图如图2所示。

在绘制刀具布置图是，要选择正确的换刀点。一避免换刀时刀具与机床、工件及夹具发生碰撞现象。本次设计的换刀点选为S （120，200）点。对刀时以Ⅰ号刀为基准进行对刀。螺纹刀尖相对于Ⅰ号刀尖在Z 点向偏置10mm 。由Ⅲ号刀的刀补指令进行补偿。其补偿值通过控制面板手工输入，以保证刀尖位置的一致性。 4.7.3 合理选择切削用量

切削用量应根据工件材料、硬度、刀具材料及机床等因素来考虑。在此次课程设计中，精车外轮廓时主轴转速选为S31=600r/min，进给速度选为f=150 r/min；切槽时，S32=300 r/min；车螺纹时，S22=200 r/min。f=1.50mm/r。

4.8 编写零件加工程序

选择工件坐标系XOZ ，O 为原点，将S 点（换刀点）作为对刀点，即编程起点。 根据数控系统的程序段格式规定，编写出零件加工程序。 编制程序如下：

O001 程序名 N001 G92 X120.0 Z200.0； 坐标系设定 N002 G00 X120.0 Z130.0 F150 S600 M03 T11 M08； 刀具快进R →S N003 G01 X0 Z130.0 ； 刀具快进S →A N004 G03 U10.0 W-10.0 R10.0 F50； 圆弧A →F

N005 G01 U38.0 W0 F150； 退刀F →B N006 U0 W-70.0； φ48A →D N007 U12.0 W0； 退刀 N008 U0 W-20.0； φ60D →E N009 U10.0 W0； 退刀

N010 G00 X120.0 Z200.0 M05 T10 M09； 回到参考点R 退刀 N011 X70 Z70.0 S300 M03 T22 M08； 换Ⅱ号刀移到H 点 N012 G01 X44.0 W0 F100； 切槽 N013 G04 U4.0； 延时 N014 G00 X70.0 W0； 退刀

N015 X120.0 Z200.0 M05 T20 M09； 回到参考点R 退刀 N016 X52.0 Z128.0 S200 M03 T33 M08； 车螺纹起始位置 N017 G33 X47.2 Z103.0 T1.5； 车螺纹 N018 X46.6； N019 X46.1； N020 X45.8；

N021 G00 X120.0 Z200.0 T30 M02； 回到参考点程序结束

5. 车床加工程序仿真图形

此图为PROE 模拟车床加工完成后零件图

6. 铣床加工零件编程设计步骤

用提供的刀具（Ø12㎜/Ø10㎜立铣刀）在蜡模上完成下列零件的加工。

6.1 零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定

6.1.1零件图的分析

该零件的毛坯是一块100mm ×100mm ×10mm 板料，要求铣削成图示粗实线所示的外形。该零件的特点是形状比较简单，数值计算非常方便。现按轮廓编程。以点O （0

，

0）点为坐标中心点，计算点的坐标如下：A （40，0） B （0，40） C （-40，0） D（0，-40） 从图纸上可以看出，内孔直径为Ø80，尺寸精度和表面粗糙度无要求。

6.1.2毛胚的确定

用提供的刀具（Ø12㎜/Ø10㎜立铣刀）在蜡模上完成图3零件的加工，图示凸块外侧面。

6.1.3 工件基准的分析

以底面为定位基准, 刀具加工的中心点为工件加工的中心点，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上。

6.2 铣床工件加工方案

按上图所示图3中OABCD 虚线为线路铣削轮廓。

6.3 选择机床设备

根据零件图样要求，工件外形相对简单，容易加工，且没有精度要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。本次设计选用华中型数控HNC-21M 。

6.4 选择刀具

现采用φ10㎜的立铣刀，定义为T01。采用φ12㎜的立铣刀，定义为T02同时把T01刀在自动换刀刀架上安装好，T02在主轴上安好。且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。

6.5 确定切削用量

查阅《切削用量简明手册 第3版》，确定切削用量如下： 铣轮廓，主轴转速800r/min，进给量0.1mm/r

6.7 数控加工工序卡片

6.8 确定工件坐标系、对刀点

在XOY 平面内确定以0点为工件原点，Z 方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系。

采用手动对刀方法把对刀点定在O ’处。

6.9 编写零件加工程序

按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：

O0000 程序编号 N0001 G54 G90 X50 Y50 Z100 设立工件坐标原点 N0002 M03 S600 主轴运转速度 N0003 G00 Z55 F100 快速定位 N0004 G01 X40 Y50 加工Φ20的圆孔 N0005 G03 X50 Y40 R10 N0006 G03 X60 Y50 R10 N0007 G03 X50 Y60 R10 N0008 G03 X40 Y50 R10 N0009 G00 X50 Y50

N0010 G01 X 30 Y50 加工Φ40的圆孔 N0011 G03 X50 Y30 R20 N0012 G03 X70 Y50 R20 N0013 G03 X50 Y70 R20 N0014 G03 X30 Y50 R20

N0015 G00 X50 Y50

N0016 G01 X20 Y50 加工Φ60的圆孔 N0017 G03 X50 Y80 R30

N0018 G03 X80 Y50 R30 N0019 G03 X50 Y80 R30 N0020 G03 X80 Y50 R30 N0021 G00 X50 Y50

N0022 G01 X10 Y50 加工Φ80的圆孔 N0017 G03 X50 Y10 R40 N0018 G03 X90 Y50 R40 N0019 G03 X50 Y90 R40 N0020 G03 X10 Y50 R40 N0021 G00 X50 Y50

N0022 G00 X50 Y50 Z100 M05 回到坐标原点 N0023 M02 程序结束

7.

铣床加工程序仿真图形

8. 心得体会

为什么有的人很容易找工作，而且工资也高，为什么我们要求工资不高也难找工作，不就是因为他们有一定社会经验，不就是因为他们有一项专业技能！有人可能会说，找工作不成问题，关键是工作不高，其实决定你工资高底主要有两个因素, 从事行业, 技术水平, 其中行列(平台) 最为关键, 有道是；男怕入错行，女怕嫁错郎，行业的平均工资就决定了你的工资高低。有很多行业工资高，但起点高，进入费用高，其中数控人才更是极其缺乏，在中国这样的制造业大国的背景下，高级数控人才居然寥寥可数。

本次的课程设计就让我们初步的体验到了做数控编程设计是怎么样的流程。自己认

真的准备了此次设计任务，使我感受到了，仅仅只会编程这样一个还是不行，还要系统的学习其他方面的很多知识，比如一些常用的软件CAD ，PROE ，数控仿真软件等，在本行业中还要学习材料科学，加工基础多门课程。可见，在以后的工作中，如果真的想做好一件事情，把一件事情做出色还是不那么容易的，很多时候看到别人总是那么容易的就设计出来了，其实里面包含了以前的许多汗水。所以，不管学什么都要认真的去学。

本次设计最头疼的就是数控加工软件的学习了，在刚开始接触的时候是在大二，觉得相当新奇，有学习的欲望，可是就是不知道怎么样使用它，感到非常的郁闷。而自己也没有那样的耐心去学习，总认为以后的时间还多的是，以后再学习吧。到了现在真正要用的时候，再去仓促的学习，才知道自己的应用能力是如此的匮乏。在使用该软件时，刚开始就自己摸索，怎么样开机，怎么样装夹工件，没取得一小部分成功就对自己笑一下，可是后来实在是不知道怎么样去做了，就下载了视频教程，跟着视频操作步骤一步一步的来学习。功夫不负有心人，学了很久才有一点点起色。很多时候将现有书本上的程序输入到仿真软件中都出现错误，或者运行后根本就不是所要的结果。由此可见，理论和现实还是有一定差别的。

在使用仿真软件中，我们感受到了操作数控车的体验，现代的数控加工仿真软件还能实现加工模拟演示功能和程序自诊断功能，不仅具有对我们的编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这样可以让我们能比较完整地学到知识，还能锻炼自己的胆量，培养我们以后在实际工作中操作车床的自信心。

总之，在本次的数控程序编程课程设计中，由于谭华老师对我们兴趣的启发与引导，，精心设计安排此次课程设计的内容，还特意给我们更多的课程设计时间按，使我们能更好地达到课程设计目的，为以后做毕业设计做好充分的准备。

9．主要参考文献：

[1]王洪主编. 数控加工程序编制. 北京：机械工业出版社，2002

[2]李恩林主编. 数控技术原理及应用. 北京：国防工业出版社，2006

[3]王侃夫主编. 机床数控技术基础. 北京：机械工业出版社，2004

[4]朱晓春主编. 数控技术. 第二版. 北京：机械工业出版社，2006

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