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1、中北大学课程设计说明书学生：贺迎学号：1427064147学院：中北大学朔州校区专业：机械设计制造及其自动化题目:数控技术课程设计手柄轴零件的数控工艺分析与编程扌旨导教师：职称： 教授董磊（吉堂）职称：讲师2017年4月5日中北大学 课程设计任务书2016/2017学年第2 学期学院：朔州校区专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：贺迎学 号：1427064147课程设计题目：数控技术课程设计手柄轴零件的数控工艺分析与编程起迄日期：2017年4月10日2017年4月14日课程设计地点：扌旨导教师： 吉堂 董磊专业负责人：梁海龙下达任务书日期：2017年4月5日课程设计任务书1. 设计目的：培养学
2、生运用数控编程及有关课程（机械制造工艺学、互换性与技术测量、金属切削 机床、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和 解决一个中等复杂程度零件的工艺与编程问题。通过编程，并在宇龙数控加工仿真系统软件上进行调试，使同学们熟悉和掌握数控机床的编程流程，其目的具体如下：（1）学会数控机床的手工编程；（2）学会数控软件的使用。2. 设计容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1工艺分析1.1零件图的分析用CAD绘制零件图（见附图）；分析加工容、选择毛坯的材料和尺寸。1.2确定毛坯类型并设计出毛坯零件图1.3确定零件工艺过程：工艺路线（包括用普通机床加工和数
3、控机床加工意见其它 工艺容如热处理等），划分工序，完成数控加工部分的编程工艺卡片；1.4零件的定位装夹方案及夹具的选择1.5所选刀具和切削用量的选择完成数控编程的刀具卡片；2程序编制2.1程序原点的设置2.2数值计算2.3手工编制程序3程序仿真3.1仿真软件的介绍3.2仿真结果在数控加工仿真系统软件上进行仿真调试，写出仿真过程和结果4完成课程设计说明书，并以书面形式上交。（用 A4纸打印）3 .设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：1制定数控车类或铣类零件加工路线，画零件图1,毛坯图1,写数控程序清单并用仿真软件进行结果验证。2撰写课程设计说明书一份，要求
4、容与设计过程相符，且格式要符合规定要求。4. 主要参考文献：1 吉堂讲课PPT.2兴全.现代数控编程技术及应用（1、2、3、4版）.：国防工业，3 各种版本数控编程书籍4各种版本的机械制造工艺设计手册、切削用量简明手册、机械制造工艺学5. 设计成果形式及要求：提供设计说明书一份，要求容与设计过程相符，且格式要符合规定要求。6. 工作计划及进度： ! Mil Mil Mil Mil ! 2017 年4月10日 4月11日对零件进行工艺分析、确定工艺过程4月12日 程序编制、程序仿真4月13日完成课程设计说明书4月14日答辩、成绩考核专业负责人审查意见：签字：年 月 日1零件的工艺分析 11.1零
5、件图的分析 11.2确定毛坯类型并设计出毛坯零件图 21.3确定零件工艺过程 21.4零件的定位装夹方案及夹具的选择31.5所选刀具和切削用量的选择3课程设计总结参考文献附程序清单1零件的工艺分析1.1零件图的分析用CAD绘制零件图（见附页）；该零件的材料为45钢。考虑到零件通过螺纹孔、键槽传递 力矩，15.2mm20mn与轴承连接，在工作过程中承受较大的冲击、剪切载荷和扭矩，为 使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，因此应该选择锻件。由于零件属于大批量生 产，而且零件的轮廓尺寸（122mm不大，形状结构简单，阶梯轴台阶直径相差较大，为减少 材料消耗和机械加工劳动量，从提高生产率、保证加工
6、精度上考虑，可以采用模锻成形。 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra 1.6卩m Ra 3.25卩m因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可，（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据中的小值。当表面需粗加工和半精加工时，可取其较大值）手柄座需加工达到Ra为0.8卩m直径余量为0.1mm。综上所述，确定毛坯尺寸见表1 O表1柄轴毛坯（锻件）尺寸/ mm零件尺寸单面加工余量锻件尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸4034614210 16js62201222 及 1.7125.7 20g6224822 及 1.785.7 15.71.7 19.1202 及 1.723.
7、7 20js6224 15.21.7 18.61.2确定毛坯类型并设计出毛坯零件图 毛坯类型模锻成形1.3确定零件工艺过程选择机床 根据不同的工序选择不同机床 工序IU川W是粗车和半精车或精车，各工序的工步数较多，大批量生产要求较高的生产率，同时由于要求的精度较高，表面粗糙度较小，需选用较精密的车床才能满足要求， 因此选用C620-1A型卧式车床（表5-55 ）。 工序V钻14X 3.5mm孔、钻8.7 x 22mm螺纹底孔和工序，均有较高的位置度要求， 可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，选用Z525型立式钻床。工序毗在铣床上加工，选用 X62 （X62W卧式（万能）铣床满足要求.划分工序
8、工序I:以20mn外圆面作为定位基准，粗车40mn#圆面及端面（约1.5mm单边余量），粗 车端面（切削余量1.5 ）;掉头，粗车、半精车另一端面（总余量2.5），钻中心孔。工序U:以40mm外圆面作为定位基准，一夹一顶，粗车、半精车外圆16js6smm20g6mm 20js6mm,倒角。工序川：切槽，粗车、半精车三个3X 0.5的槽。工序W: 以20mm外圆面作为定位基准，半精车40mm外圆锥面（单边切削余量1.0 ）,半 精车40mn端面，半精车40mm另一端面（约1.0mm余量）使之符合 零件尺寸（122mm要求，粗车加工角度为150外圆锥面，到圆角。工序V:先钻8.7 X 22mm螺纹
9、底孔，再钻10的沉头孔。工序粗镗14圆面。工序:用M10的丝锥攻丝。工序毗：粗铣，精铣键槽。工序区：钳工去毛刺。工序X:圆锥面、大端面抛光镀鉻。工序幻：终检。1.4零件的定位装夹方案及夹具的选择本零件是一端带螺纹孔的阶梯轴，其中心轴零件的设计基准，为便于保证各加工表面间 的相互位置精度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计和制造工作，故采用 “基准统一”原则，采用中心轴作为精基准。由于本零件全部表面都需要加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。由于外圆40mmt有分模面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，而零件是以中心轴作为基准的零件精度 要求的表面，为保证其精度要求，故选用毛零件外圆
10、20g6mm为粗基准。本零件除粗铣精铣槽、钻孔、攻丝需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前三道 工序用三爪自定心卡盘和顶尖。1.5所选刀具和切削用量的选择根据不同的工序选择刀具： 在车床上加工的工序，一般采用硬质合金钢刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5,精加工用YT30为提高生产效率及经济性，应选用转位车刀（GB5343.1-1985, GB5343.2-1985）。切槽刀宜选用高速钢。 工序切钻孔用8.7 x 22mm直柄麻花钻dh=2 mm 工序毗粗铣，精铣键槽选用整体硬质合金直柄立铣刀（摘自 GB/T 16770.1-1997 ）。零件 要求铣切深度为3 mm铣切
11、宽度为5,按表5-98，ap5,ae 4,铣刀的直径应为63。 因此，所选铣刀：粗铣选用 d1=6mm精铣选用d1=5 mm的整体硬质合金直柄立铣刀1.5.2 切削用量的选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。对于 不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单，合理选择切削用量的原则是： 粗加工是，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；精加工进，应在保证加工 质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手 册，并结合经验而定。完成数控编程的刀具卡片；刀具刀具规格数加工容刀尖半径主轴转速进给速度备注号量(mm
12、(r/mi n)(mm/r)T0190外圆偏刀1粗车轮廓0.8 mm.9000.2T0190外圆偏刀1精车轮廓0.8 mm6300.15T02宽4mn高速钢切槽刀1切槽3150.1T0360外螺纹车刀1切削螺纹0.152001.52程序编制2.1程序原点的设置2.2数值计算2.3手工编制程序3程序仿真3.1仿真软件的介绍3.2仿真结果在数控加工仿真系统软件上进行仿真调试，写出仿真过程和结果参考文献1 吉堂讲课PPT.2兴全.现代数控编程技术及应用（1、2、3、4版）.：国防工业，3各种版本数控编程书籍4各种版本的机械制造工艺设计手册、切削用量简明手册、机械制造工艺学3初5组23零件图注：在数控工艺分析时须全面分析；在数控编程时可只选取主要部分进行编程，如内外轮廓、凸台等。
