目录。1 课程性质和任务 1
1.1 课程设计的性质 1
1.2 课程设计的任务 1
2 课程设计目的 2
3零件数控车床加工程序编制 3
3.1零件的工艺分析 3
3.1.1数控加工工艺的基本特点 3
3.1.2数控加工工艺的主要内容 7
3.1.3工序与工步的划分 7
3.1.4刀具的选择与切削用量的确定 8
3.1.5对刀点和换刀点的确定 11
3.1.6加工路线的确定 13
3.2数控机床的选择 14
3.3编制数控车床加工刀具卡及加工工艺卡片 15
3.4 编制数控加工程序 15
致谢 18参考文献 19
1 课程性质和任务。
1.1 课程设计的性质。
数控机床与编程》是机械设计制造及自动化专业必修的主干专业课之一 ，本课程设计是在《机械制造技术》的基础上，结合本阶段已学课程及其它相关教学内容，使学生能掌握数控机床加工的特数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一，主要用于加工轴类、盘套类等回转体零件，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作，而近年来研制出的数控车削中心和数控车铣中心，使得在一次装夹中可以完成更多得加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此特别适宜复杂形状的回转体零件的加工点及其发展前景，掌握数控系统的工作原理和加工编程的方法，并能理论联系实际解决数控机床加工编程的实际问题；培养学生数控加工编程的应用能力。
1.2 课程设计的任务。
本课程设计是在《机械制造技术》的基础上，结合本阶段已学课程及其它相关教学内容，使学生能掌握数控机床加工的特点及其发展前景，掌握数控系统的工作原理和加工编程的方法，并能理论联系实际解决数控机床加工编程的实际问题；培养学生数控加工编程的应用能力。
2 课程设计目的。
1）巩固和加深学生所学课程的理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用能力，使学生逐步树立正确的设计思想。
2）掌握数控机床加工工艺的编制，学会使用常用功能指令和固定循环指令的编程方法及应用；会用选刀、换刀、对刀、刀补和固定循环编制一个轴类、套类或箱体类零件的数控加工程序。
3）提高学生独立分析问题、解决问题的能力，逐步增强实际工程训练。
4）训练学生围绕设计内容查阅有关规范、设计手册等资料的能力。
5）训练学生撰写技术文件的基本技能。
6）加强理论联系实际，培养学生科学严谨、实事求是的工作作风和勇于探索的创新精神。
3零件数控车床加工程序编制。
3.1零件的工艺分析。
3.1.1数控加工工艺的基本特点。
本次课程设计用的图样如下：
图3-1 零件图。
在实际编程过程中，该毛坯为φ40х110mm，对其进行编程时，分别求出它的坐标为a(34.84,-1)、b(31.333,-31.
41)、c(35.926,-42.105)、d(38,-44.
592)、e(22,-32.702)、f(20.504,-34.
684)、g(19.014，-36.521) 、h(18,-47)。
数控加工工艺问题处理与普通加工基本相同，但又其特点。设计零件数控加工工艺时，既要遵循普通加工工艺基本原则和方法，又要考虑数控加工本身特点和零件编程要求。
1)零件装夹方法确与夹具选择，数控机床上被加工零件装夹方法与一般机床上一样，也要合理选择定位基准和夹紧方案。选择精基准时，也要遵循“基准统一”和“基准重合”等原则，除此之外，还应考虑几点：
1）应尽量一次定位夹紧中完成所有能加工各表面加工，为此要选择便于各个表面都可被加工定位方式。如对箱体零件，宜采用两销定位方式，也可采某侧面为导向基准，带工件夹紧后将导向元件拆去定位方式。
2）工件一次装夹可完成工件上各个表面加工，也可直接选用毛面作定位基准，这时毛坯制造精度要求要高一些。
3）加工中心，工件工作台上安放位置确定要兼顾各个工位加工，要考虑刀具长度及其刚度对加工质量影响。如进行单工位单面加工，应将工件靠工作台一侧放置工作台正中位置。这样可减少刀杆伸出长度，提高具刚度。
4）数控加工中使用夹具，其结构大多比较简单，并应尽可能选用由通用元件拼装组合可调节夹具，以缩短生产准备周期。简化定位、编程和对刀，保证工件能正确位置上按程序加工，必须协调工件、夹具与机床坐标系之间尺寸关系。
2)加工顺序安排，因“先面后孔”“先粗后精”等基本原则安排加工顺序外，还应注意遵循以下原则：
1）减少换刀次数和时间，通常应按刀具集中工序。即一次装夹中，用同一把刀具加工完工件上所有需要该刀具加工各个部位后，换下一把刀具进行加工。加工中心，若换刀时间较工作台转位时间，则应采用相同工位集中加工完毕所有可以加工待加工表面，然后转动工作台去加工其他表面。
（2）同轴度要求很高孔系，应一次定位后(同一工位下)，顺序连续换刀，顺序连续加工完该孔系全部孔后，加工其他坐标位置孔，以消除重复定位误差影响，提高孔系同轴度。
3）对刀点和换刀点确定，对刀点是数控加工时刀具相工件运动起点。程序也是从这一点开始执行，对刀点也称作程序起点或起刀点。例如，对车床而言，是指车床主轴回转中心与车头卡盘端面的交点。
就本次课程设计而言，对刀点在工件的右端面中心。
图3-2 对刀点。
加工精度要求不高时，可直接用工件上或夹具上某些表面作对刀面；加工精度要求较高时，对刀点应尽量选零件设计基准或工艺基准上，如以孔定位零件，取孔轴心作为对刀点就比较合适。
对刀点必须与工件定位基准有一定坐标关系，这样才能确定机床标系与工件坐标系之间关系。对刀点选择应便于坐标值计算。则是指线电极轴心与零件面焦点。
图3-3 毛坯示意图。
加工过程中需换刀时，应规定换刀点，换刀点位置应换刀时不碰伤工件、夹具以及机床原则而设定。在这次课程设计中，依照毛坯尺寸为φ40х100mm,因此，选择换刀点为（100,100）。而刀位点镗刀、车刀刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心；钻头是钻尖或钻头底面中心；线切割的刀位点则是线电极的轴心与零件面的交点。
3）进给路线规划，进给路线是指数控加工过程中刀具(刀位点)想被加工零件运动轨迹，规划进给路线时应遵循原则是：
1)保证被加工零件获良好加工精度和表面质量；
2)使数值计算工作简单；
3)使进给路线最短。
另外，数控车床加工的工序内容比普通车床的加工的工序内容复杂。这是因为数控车床**昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控车床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。此零件加工的工序内容中包含：
车端面、倒角、外圆、螺纹、切槽加工和切断。工序内容较复杂，所以在数控车床上加工更为合适。
数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。
3.1.2数控加工工艺的主要内容
数控加工工艺主要包括以下方面：
1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容：
零件材料为45号钢，调质后综合机械性能较好。
2）零件图纸的数控工艺性分析：
零件的表面粗糙度ra要求为1.6，对数控车床要求较高。
3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等。
4）零件图纸的数控工艺性分析。
零件的表面粗糙度要求为1.6，对数控加工精度有严格要求。该工件加工内容为外轮廓和螺纹内孔加工，加工内孔和轮廓时选择三爪自动卡盘装夹，装卡的位置和工件的原点选择在工件的右端面的中心。
3.1.3工序与工步的划分。
一般工序划分有以下几种方式。
1)按零件装卡定位方式划分工序。
由于每个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式则各有差异。一般加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。因而可根据定位方式的不同来划分工序。
2)按粗、精加工划分工序。
根据零件的加工精度、刚度和变形等因素杰划分工序时，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先作粗加工再精加工。此时可用不同的机床或不同的刀具进行加工。通常在一次安装中，不允许将零件的某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其它表面。
3)按所用刀具划分工序。
为了减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其它部位。编程过程中，按照道具的使用先后顺序，又可以划分为细工序。
工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。
综上所述，本次课程设计根据表面粗糙度、尺寸精度和刀具加工的要求，本次课程设计划分工序如下：
工序一：下料，选择加工零件的毛坯尺寸为φ40×100;
工序二：调制热处理；
工序三：数控车床加工；
工步一：粗、精加工外轮廓；
工步二：粗、精镗内孔φ17mm;
工步三：切内沟槽（退刀槽）6mm;
工步四：车螺纹；
工步五：切断，保证工件的加工长度为50mm。
3.1.4刀具的选择与切削用量的确定。
1）刀具的选择。
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
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