数控技术课程设计说明书

《数控编程》课程设计

姓名：武刚刚

系不：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：12级机自专升本1班

指导教师：陈小静

学号：12042010119

新乡学院

2013年 12 月

前言

数控加工作为机械制造业中先进生产力的代表，通过十余年的引进与进展，差不多在汽车、航空、航天、模具等行业发挥了巨大的作用。它推动了企业的技术进步和经济效益的增长。数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，它的要紧任务是计算加工走刀中的刀位点。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。

随着数控技术的不断进展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的进展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主题。

高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而关于数控加工，不管是手工编程依旧自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握操纵精度的方法，才能加工出合格的产品。

数控编程课程设计是我们机械设计制造及其自动化专业切削方向学生在学习完本科大纲要求的“数控编程”“工艺设计”后进行的一次综合性课程设计。本课程设计的目的在于通过编程，并在数控加工仿真软件中进行仿真，使我们熟悉数控车床编程流程。因此，由于水平有限，在设计中有专门多纰漏，恳请老师指正。

目录

1. ......................................... 课程设计任务书1

1.1、......................................... 目的与要求

1

1.2、课程设计内容 (1)

1.3、课程设计步骤与方法 (1)

1.4、课程设计讲明书与图纸 (2)

1.5、课程设计进度表 (2)

2. ..................................... 零件的数控工艺分析3

2.1、工艺分析 (3)

2.2、工件定位与装夹 (5)

2.3、机床的合理选用 (6)

2.4、选择刀具和确定切削用量 (6)

2.5、确定走刀路线 (8)

3. ......................................... 轨迹坐标的计算10

3.1、基点坐标计算 (10)

4. ..................................... 数控加工程序的编制13

4.1、左半部分程序的编制 (13)

4.2、右半部分程序的编制 (13)

5. ............................... 加工程序的调试及运行结果15

5.1、仿真软件简介 (15)

5.2、加工仿真过程叙述 (15)

5.3、加工仿真结果 (20)

总结 (28)

参考文献 (29)

1.课程设计任务书

1.1、目的与要求

数控技术课程设计是学习数控技术课程后进行的一个重要的实践教学环节，可提高学生的数控编程能力，加深对数控原理及数控机床结构的理解，为学生进一步学习数控机床知识及从事相关工作打下基础。

教学目的：本课程设计是学完数控技术之后，进行的实践性教学环节，它一方面要求学生能依照零件图，编制数控加工工艺，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。

培养学生运用理论知识独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生更深入掌握数控编程方法、数控原理等方面的知识。使学生掌握数控加工工艺制定、手工编程方法。掌握插补，刀补的使用方法。

差不多要求：掌握数控加工工艺特点及工序划分方法；掌握数控车床、铣床的手工及计算机辅助程序编写方法；掌握数控加工仿确实使用方法等。

1.2、课程设计内容

依照相关的零件图及技术要求，进行相关数控加工工艺的制定，并用FUNUC数控系统（车削数控系统和铣削数控系统及加工中心）的编程指令编程，最后通过数控加工仿真软件加工出工件。

1.3、课程设计步骤与方法

1、绘制零件图（手绘或CAD制图）；

2、依照零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路

线；

3、选择机床设备；选择刀具；确定定位方案，选择或设计夹

具确定切削用量；确定工件坐标系；

4、对刀点和换刀点；制定加工工艺规程；

5、编写程序；

6、用加工仿真软件进行加工仿真；

1.4、课程设计讲明书与图纸

1、零件图一张（手绘或CAD制图），加工工艺卡一套（包括工序卡、刀具卡、走刀路线卡等），手工编程（至少50行），

2、设计讲明书一份，包括课程设计目的，本人的设计任务，设计步骤，结论，心得体会和建议；讲明书中要有相关过程截图，包括：机床图，毛坯图、刀具图、走到路线图、每个工步、工序加工最终图。加工仿真视频一份。

1.5、课程设计进度表

2.零件的数控工艺分析

2.1、工艺分析

2.1.1、分析零件图样

该零件表面由圆柱、圆锥、圆弧球面、螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求，圆锥面的锥角有公差的要求，还有C2的倒角。尺寸标注完整，轮廓描述清晰。零件的材料为35钢，加工前需要进行调质处理，同时两端面及中心孔已由一般机床加工好，毛坯的长度为零件上的尺寸，即长度的尺寸差不多在进行数控加工前加工好了。

2.1.2、选择毛坯

毛坯的种类和质量对零件加工质量、生产率、材料消耗以及加工成本有紧密关系。轴类零件的毛坯类型和轴的结构有关。一般光轴或直径相差不大的阶梯轴可用热轧或冷拔的圆棒料；直径相差较大或比较重要的轴，大都采纳锻件；少数结构复杂的大型轴，也有采纳铸钢的。

分析该零件的特点，可知大部分的直径相差都不是特不大，而且考虑到编程方便的原则，应采纳圆棒料作为本零件的毛坯，毛坯的材料为35钢，长度选取182mm ，直径为54mm 。 2.1.3、拟定工艺路线

工艺路线是工艺规程的主干，它合理与否将直接阻碍整个零件的机械加工质量、生产率和经

济性。因此，工艺路线的拟

定是制定工艺规程的关键性一步，在具体工作中，应在充分分析的基础上，提出几个方案，通过比较，选择最佳的工艺路线。

2.1.4、零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则 （1）零件图样上尺寸标注方法应该适应数控加工的特点

加工过程中进行工件的调头，因此零件的标注采纳了两个基准以便

两次装夹后便于编程和加工。上一页是适合数控加工用的具体的零件图图1。

（2）构成零件轮廓的几何要素条件要充分

零件中由球面、锥面、圆柱面及螺纹等组成，没有特不复杂的非圆曲线，便于进行手工编程计算相关的基点，重点计算图2中的两个切点的坐标，即两个圆弧相切的点，圆弧和直线相切的点。

2.1.5、零件加工部位的结构工艺性

零件的外形有螺纹、圆弧、槽等专门的平面，需要四把不同的车刀才能完成零件的加工；原始的零件螺纹后面的退刀槽的宽为5mm ，与另一端的两个槽宽相同均为3mm ，如此的话仅仅切槽就需要两把车刀，不便于进行加工编程。因此在不阻碍零件正常使用又能

的槽改为3mm 的槽，能够减少刀具的使用。

2.1.6、加工方法的选择与加工方案的确定

（1）加工方法的选择

数控车床要紧用于轴类、套类和盘类等回转体零件的加工。由于这些零件的径向尺寸，不管是图样尺寸依旧测量尺寸，差不多上以直径来表示的，因此数控车床也采纳直径编程方式，即规定用绝对值编程时，X为直径；用相对值编程时，则以刀具径向实际位移量的二倍为编程值。关于不同的数控车床、数控系统，其编程差不多上是相同的，个不有差异的地点，要参照具体机床的用户手册或编程手册。

分析零件可知，零件轴上有圆弧面、圆锥面、螺纹、槽，选用车削加工的方法完全能够保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，不需要再辅助以其他的加工方法。因此，选择数控车床进行该零件的加工。

（2）加工方案的确定

关于轴上左端的Ф30mm和Ф45mm的外圆柱的加工精度比较高，以及圆锥部位还有角度方面的误差，精度要求也相对较高，应采纳粗车、精车的加工方法，只是那个部位的进给量选择的比其他外圆

面处的要小一些。其他部位的加工方法也采纳粗车、精车的加工方法。如此的话，不仅能够保证加工质量，也便于手工编程。

2.1.7、工序与工步的划分

（1）工序的划分

按所用刀具和加工部位划分工序

工序一车左半部格外轮廓；

工序二切左半部分的两个3mm的槽；

工序三车右半部外轮廓；

工序四切右半部分螺纹尾部的3mm的槽；

工序五车螺纹尾部的2×2的倒角；

工序六车螺纹。

（2）工步的划分

从工件的尺寸精度和表面粗糙度的要求来分析，能够将工序划分为粗车、精车两个工步，如此既便于编写程序，也能实现加工的要求，只是对某些部位的要求比较高时能够在选择切削用量的时候，把切削用量制定的比其他部位的要更合理，同时能够实现加工精度。