数控机床课程设计指南（doc 9页）
数控机床课程设计指导书应用专业：机械设计制造及其自动化
班级
学号
姓名
1.设计任务
本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。
使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。
2.设计要求
1 绘制二维、三维零件图各一张；
2 数控加工工序卡一份；
3 走刀路线图一份；
4 数控加工程序清单一份（含注释）；
5 设计说明书一份。
（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编
写数控加工工艺；写出数值计算过程）
3.零件图的分析
在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，并且需要加工M30×1.5的螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。
4.机床设备的选择
根据该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，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。
5.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Φ60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。
6.确定数控加工刀具及加工工序卡片
根据零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。
该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。
加工流程：加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断
表1-1数控加工工序卡片
零件名称阶
梯
轴
数量 1 2010年6月
工序名
称
工艺要求作者日期
1 下
料
调质处理
HB220-HB250
2 热
处
理
工步
3 数
控
车
1 工步内容刀具号
2 车端面 1
3 至右向左粗车外轮廓 2
4 至右向左粗车外轮廓 3
5 切Φ26的槽 4
6 切螺纹 5
4 切断，并保证长为
127mm
4
5 检查
材料45﹟
备注：
规格
数量
7主轴的转速和进给速度的选择
主轴的转速的确定是根据被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。
我们可以通过查书表2-1硬质合金车刀的切削速度的参考表选择，其计算公式为n=1000v c/(∏d)。
进给速度的确定可以通过进给量和主轴速度得到，具体按F=f×n计算，这里我们查书表2-2硬质合金车刀的进给量参考表得到。
切削右端面时主轴的转速为
600r/mm，进给速度0.2mm/r；粗加工外轮廓时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.2mm/r；精加工外轮廓时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切槽时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.08mm/r；车螺纹时主轴的转速为500r/mm，进给速度0.15mm/r；切断时主轴的转速为600r/mm，进给速度
0.15mm/r。
数控加工刀具卡片的如表1-2所示。
表1-2数控加工刀具卡片
刀具号刀
具
规
格
名
称
数
量
加工
内容
刀尖半
径（mm）
主轴转数
（r/min）
进给数度
（mm/r）
备
注
T01 450
外
圆
偏
刀
1
车右
端面
0.5 500 0.2
T02 900
外
圆
偏
刀
1
粗车
外圆
轮廓
0.5 600 0.2
T03 900
外
圆
偏
刀
1
精车
外圆
轮廓
0.2 500 0.15
T04 切
槽
刀
1
切削
退刀
槽
500 0.08
T05 600
螺
纹
车
刀
1
车螺
纹
M30×
1.5mm
500 0.15
8螺纹有关参数的计算
由零件图可知螺纹的螺距为1.5mm。
螺纹的牙型深度为
t=0.65P=0.65×1.5=0.975(mm)
D大=D公称-0.1P=30-0.1×1.5=29.85(mm)
D小=D公称-1.3P=30-1.3×1.5=28.05(mm)
螺纹加工分为四刀：第一刀是Φ29mm；第二刀是Φ28.5mm；第三刀是Φ28.1mm；第四刀是Φ28.05mm；
编写加工程序，如表1-3所示。
表1-3数控加工程序
程序注释
O001
N001 G50 X80. Z100; 建立工件坐标系
N002 M03 S500. T0101 M07; 主轴正传，调用1号刀，刀补,开冷却液
N003 G00 X70. Z3; 快速走到（70，30）N004 G01 Z0. F0.2; 移到车端面原始点
N005 X-1; 车端面，进给量为0.2r/mm
N006 G00 X80. Z100; 快速回到换刀点N007 T0100; 取消1号刀补
N008 T0202 S600; 换2号刀，主轴600 r/mm
N009 G00 X70. Z3; 到循环起始点N010 G72 U1.0 RI.0
P013 Q022 F0.3 .S500;
初加工切削循环
N011 G00 X80.Z100.T0200; 返回换刀点，取消2号刀补
N012 T0303 S500; 换3号刀
N013 G01 X30. Z3 .F0.15; 精加工轮廓开始
N014 G01 Z-15; 精加工30外圆
N015 G01 X26. Z-20.; 进刀到（26，-20）N016 G01 X36. Z-30; 精加工锥面
N017 G01 Z-38; 精加工36外圆
N018G02 X30. Z-47.R15; 精加工R15外圆
N019 G02 X40. Z-62.R25; 精加工R25外圆
N020 G03 X25.Z-89.R25; 精加工R25外圆
N021 G02 X34.Z-101.R25; 精加工R25外圆N022 G01 Z-107; 精加工34外圆N023G01 X56.Z-118; 精加工锥面
N024 G01 Z-127; 精加工Φ56外圆
N025 G00 X80.Z100. T0300; 返回换刀点，取消3号刀补
N026 T0404 S500; 换4号刀
N027G00 X40.Z-15; 快速移到（40，-15）N028 G01 X26. F0.08; 切螺纹退刀槽
N029G04 X1.0; 停1秒
N030G01 X40; 退刀
N031G00 X80.Z100. T0400; 返回换刀点，取消4号刀补
N032 T0505; 换5号刀
N033 G00 X35.Z5; 快移至（35，5）N034 G92
X29.Z-16.F0.15;
切螺纹
N035 X28.5; 切螺纹
N036 X28.1; 切螺纹
N037 X28.05; 切螺纹
N038 G00 X80.Z100; 返回换刀点
N039 T0500; 取消5号刀补
N040 T0404 S500; 换4号刀
N041 G00 X60.Z-127; 快移至（60.，-127）N042 G01 X-1.F0.1 ; 切断
N043G00 X60; 退刀
N044 G00 X80.Z100. T0400 M09; 返回换刀点，取消刀补，关冷却液
N045 M05; 主轴停止N046 M30; 程序结束
走刀路线图如表1-4所示：
表1-4 数控加工走刀路线图
数控加工走刀路
线图零件图
号
NC01工序号
工步
号
程
序
号
O
00
1
机床型号CK781
5
程序
段号
N001～
N046
加工
内容
车削外围轮廓及
螺纹
共1
页
第
6
页
编
程
校
对
审
批
符
号
含
义
抬
刀
下刀
编程
原点
起刀点
走刀方
向
走刀
线相
交
轨
迹
重
叠
爬斜
坡
铰
孔
行
切
9.三维图形。