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1、2012级数控加工课程设计数控加工技术课程设计目录1前 言12课程设计任务书12.1设计目的12.2设计任务12.3设计要求13零件图的工艺分析23.2零件图分析33.3零件的加工精度和表面质量分析34毛坯的选择35基准的选择45.1 定位基准的原则45.2 心轴配合件定位基准的选择46工艺方案的制定56.1 心轴加工方案56.2 圆锥轴套加工方案56.3 螺母加工方案57工艺装备的选择67.1 机床的选择67.2 夹具的选择68刀具的选择68.1螺母的刀具选择68.2心轴部分刀具选择78.3圆锥轴套的刀具选择78.4 量具的选择79切削用量的选择79.1螺母切削用量的确定79.1.1背吃刀量
2、的确定79.1.2确定主轴转速89.1.3进给量的确定89.2 心轴切削用量的确定89.2.1背吃刀量的确定89.2.2主轴转速的确定89.2.3进给量的确定89.3 圆锥轴套切削用量的确定89.3.1背吃刀量的选择89.3.2主轴转速的确定99.3.3进给量的确定910对刀点和换刀点的位置的确定910.1对刀点选择911 零件的加工路线图911.1心轴加工路线图911.2螺母加工路线图1011.3圆锥轴套加工路线图1112冷却液的选择1213工艺文件的编制1313.1 工艺过程卡片1313.2工序卡1413.2.1心轴左端部分1413.2.2心轴右端部分1513.2.3圆锥轴套右端外圆部分1
3、613.2.4圆锥轴套右端内孔部分1713.2.5圆锥轴套左端部分1813.2.6螺母左端外圆部分1913.2.7螺母左端内孔部分2013.2.8螺母右端2113.3刀具卡片2114 程序的编制2314.1零件程序的编写2314.1.1心轴加工程序2314.1.2圆锥轴套加工程序2614.1.3螺母加工程序28总结30参考文献31附 录32附录1三维立体图32附录2零件仿真截图33附录3零件仿真毛坯和刀具截图342012级数控加工技术课程设计1前 言制造技术和装备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
4、力，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力。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。数控技术是制造业实现自动化、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。数控技术的广泛应用给传统制造业的生产方式、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。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心。现如今，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。数控技术课程设计用到了几乎所有的本专业知识，具有很强的知识综合性，使我更好的把以前学的各专业课知识相结合起来,提高
5、了我的综合能力，开阔了思路。 2 课程设计任务书2.1课程设计目的(1)复习和巩固已经学过的“数控编程与操作”理论知识与操作技能，适当拓展“数控编程与操作”的深度与广度。(2)培养学生运用“数控编程与操作”技能，综合学过的机床、工艺、装夹具等专业知识，完成零件编程和加工的综合能力。(3)学习和训练查阅各种技术资料，编制相关的专业技术文件的基本技能。2.2课程设计要求完成指定的课程设计课题，达到以下基本要求：(1)课题分析：明确加工内容和加工要求。(2)工艺规划：制定工艺方案；选定工艺参数；完成零件、刀具。(3)夹具的选择、定位和安装；编制工序卡、刀具卡等技术文件。(4)程序编制：建立工件坐标系
6、；编写数控加工程序单。(5)刀轨模拟：检验加工程序准确无误。(6)仿真加工：检验零件加工尺寸的基本信息。(7)打印输出：正确反应模拟、仿真等加工信息。编写能够体现整个设计思想、设计要求、设计过程的课程设计的说明书，并装订成册。准备课程设计答辩。2.3课程设计内容复习、巩固学过并将要学到的专业基础知识和“数控编程与操作”知识，做好各项准备工作；完成课题各项要求。编写课程设计说明书，说明参考格式：(1)封面(2)目录(3)课程设计任务书(4)课程设计课题(5)课程设计说明(6)课程设计小结(7)课程设计参考书目课程设计答辩，交课程设计说明书。2.4程设计评分标准工作表现 30%说明书质量 50%答
7、辩情况 20%3课程设计说明3.1零件介绍心轴配合件有三部分组成。其中心轴如图1所示，心轴部分由圆锥面、阶梯轴、螺纹组成。圆锥轴套如图2所示由内圆锥面和内圆面组成。螺母如图3由外圆面、内螺纹、倒角组成。三部分在数车加工中有一定的代表性,综合考察了我运用大学所学知识解决实际问题的能力。零件如下图所示：图1 心轴零件图图2 圆锥轴套零件图 图3螺母零件图3.2零件图分析为使零件图样符合数控加工的要求，图样的尺寸标注应符合数控加工的特点。对数控加工来说，零件图上应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。保持设计基准、工艺基准、测量基准与编程原点设置一致。制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件
8、的装配图。通过分析零件图样和部件的装配图，明确被加工零件在产品中的位置与作用；找出该零件上有多少加工表面；找出该零件主要的技术要求和加工中的关键要求，有针对性的解决这些问题。3.2.1零件的加工精度和表面质量分析该配合件三部分的加工精度等级都为IT14级，外轮廓四周、内孔及螺纹要求表面粗糙度为Ra1.6,其余Ra3.2,要求都很高，粗糙度不容易保证，而且公差要求较高，加工精度和表面质量要求较高，这就是加工该零件的难度。精度要求是机械加工中考验操作者技术水平的重要指标。3.2.2毛坯的选择毛坯的选择主要是确定毛坯的种类、制造方法和制造精度等级。该配合件由三部分组成。三部分所需材料都一样。要考虑毛
9、坯的种类、形状与尺寸、现有的生产条件。毛坯的种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。选择原则有:(1)根据图纸规定的材料及机械性能选择毛坯；(2)根据零件的功能选择毛坯；(3)根据生产类型选择毛坯。(4)根据具体生产条件选择毛坯。轴类零件的材料一般为碳素结构钢和合金结构钢两类，这次课程设计毛坯选择根据以上四条原则本次选择碳素结构钢类，其中以中碳钢45钢应用最多，该零件材料为45钢，轴类零件的常用毛坯是型材圆棒料和锻件，直径相差不大的阶台轴常采用热轧或冷拉的圆棒料。由于毛坯大小主要考虑加工余量、加工装夹方面情况来选择,加工余量根据机械加工手册计算机械加工余量，按零件图轮廓尺寸计算
10、，心轴零件图最大尺寸直径43mm，长度为78mm,圆锥轴套零件图最大尺寸直径43mm，长度35mm，螺母零件图最大尺寸直径43mm，长度15mm。考虑到粗加工和精加工的切削量。粗加工时切削量较大，而且零件的加工精度要求较高，因此粗加工需要循环加工两次，每次粗加工时背吃刀量选择3mm，精加工时背吃刀量为0.5mm。所以心轴毛坯大小定为直径45mm,长度为80mm的棒料。圆锥轴套件毛坯大小定为直径45mm，长度70mm的棒料。螺母件毛坯大小定为直径45mm，长度30mm的棒料。3.3基准的选择3.3.1定位基准的原则 选择定位基准主要应从保证工件的位置精度和装夹方便这两方面来考虑。因此基准的选择应
11、从精基准到粗基准。精基准的选择原则有基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、精准可靠，便于装夹。粗基准的选择原则有非加工表面原则、加工余量最小原则、重要表面原则、不重复使用原则、便于工件装夹原则。3.3.2心轴配合件定位基准的选择 选择定位基准时，保证工件精度要求，分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准。加工心轴配合件的三部分时粗基准以左端面为准，加工外圆柱面及外圆锥面时，以左端面及轴心线作为精基准，在加工内螺纹及内镗孔加工时，以外圆作为精基准。心轴配合件的三部分加工时选择定位基准的原则都一样因此在装夹毛坯时都是以三爪自定心卡盘为定位基准。心轴配合件三部分定位基准简图如图4所示。图4 心轴配
12、合件定位基准的选择3.4工艺方案的制定拟定加工工艺路线是制定加工工艺过程中的关键环节。其主要工作是选择各加工表面的加工方法，拟定多套加工方案，通过对比最终确定工艺方案。3.4.1心轴加工方案根据零件图综合分析，制定了以下加工方案。下面分析这套工艺方案。先加工心轴左端再加工右端心轴左端：车端面 倒角C1 粗车30mm 倒角C1 掉头装夹倒角C1.5 粗车24mm 倒角C1 粗车27mm 粗车圆锥面36.2mm 倒角C1 精车30mm精车24mm 精车27mm 精车圆锥面36.2mm切槽3mmX2mm 此设计采用先粗后精，程序段最少，走到路线最短的加工要求3.4.2圆锥轴套加工方案根据零件图综合分
13、析，制定了以下加工方案。加工方案：装夹右端外圆车端面2mm中心钻打中心孔25mm麻花钻钻孔 粗镗内圆锥面36mm 粗镗内孔27mm 精镗内圆锥面36mm精镗内孔27mm粗车外圆36mm粗车43mm粗车R1mm精车36mm精车43mm 车左端面倒角C1粗镗内孔27mm精镗内孔27mm切断3.4.3 螺母加工方案根据零件图综合分析，制定了以下加工方案。装夹左端外圆车端面3mm中心钻打中心孔20mm麻花钻钻孔粗车内螺纹M24mm精车内螺纹M24mm倒角C1.5 粗车36mm倒角C1粗车43mm倒角C1精车36mm 精车43mm 切断此设计采用先粗后精，程序段最少，走到路线最短的加工要求，选择该方案为
14、该零件的加工方案。以上就是心轴配合件的加工方案，满足加工精度要求。 3.5工艺装备的选择3.5.1机床的选择根据心轴、圆锥轴套、螺母的直径尺寸、加工精度要求及生产类型不同，应采用不同的机床进行加工，此配合零件形状较复杂，又是轴套类零件，根据学校的实际情况考虑，我们学院数控基地有数控加工中心、数控铣床、数控车床、电火花切割。根据加工的需要因此都选择用数控车床加工。如图5所示。图5 JCL-4250车床3.5.2夹具的选择 三部分零件图尺寸要求所需的精度适中，普通夹具可以满足需要。所加工的零件为轴套类零件，所选择的材料为棒料。因此在加工此零件时，以三爪自定心卡盘和尾座顶尖这两种车床中最常用的夹具来装夹毛坯，同时完成粗精加工。3.5.3刀具的选择本次课程设计任务材料为45钢，故选取硬质合金作为刀具材料。(1)螺母的刀具选择1）粗精车外圆面时，选用900外圆车刀，副偏角350；2）3mm的中心钻；3）钻通孔，用20mm的钻头；4）粗精镗内圆柱面是用内孔镗刀；5）600的螺纹车刀；6）3mm的切断刀。（2）心轴部分刀具选择1）粗精车外圆面，选用900外圆车刀，副偏角350；2）3mm宽的切槽刀；
