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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 指导教师：吉堂董磊 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：指 导
2、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展调试，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、
3、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，完成数控加工局部的编程工艺卡片；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展仿真调试，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
4、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展结果验证。2撰写课程设计说明书一份，要求容与设计过程相符，且格式要符合规定要求。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工作方案及进度：2017年4月10日4月11日 对零件进展工艺分析、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 辩论、成绩考核专
5、业负责人审查意见：签字：年月日目 录1零件的工艺分析 11.1零件图的分析 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. z.-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，15.2mm、20mm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，形状构造简单，阶梯轴台阶直
6、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外表粗糙度Ra1.6m。Ra1.6m的外表，余量要适当增大。 分析本零件，除手柄座用抛光镀鉻加工Ra0.8m,15.2mm,16mm,20mm处的外表Ra为1.6m，其余各加工外表Ra3.25m。因此这些外表的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可，由于有的外表只需粗加工，这时可取所查数据中的小值。当外表需粗加工和半精加工时，可取其较大值手柄座需加工到达Ra为0.8m，直径余量为0.1mm。综上所述，确定毛坯尺寸见表1。表1 柄轴毛坯锻件尺寸/零件尺寸单面加工
7、余量锻件尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸403461421016js62201222及1.7125.720g6224822及1.785.715.71.719.1202及1.723.720js622415.21.718.61.2确定毛坯类型并设计出毛坯零件图毛坯类型 模锻成形毛胚图1.3 确定零件工艺过程 1.3.1选择机床 根据不同的工序选择不同机床 工序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，外表粗糙度较小，需选用较精细的车床才能满足要求，因此选用C620-1A型卧式车床表5-55。 工序钻143.5mm孔、钻8.722mm螺纹底孔和工序
8、，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。工序在铣床上加工，选用*62*62W卧式万能铣床满足要求.1.3.2 划分工序工序：以20mm外圆面作为定位基准，粗车40mm外圆面及端面(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：以40mm外圆面作为定位基准，一夹一顶，粗车、半精车外圆16js6smm、20g6mm、20js6mm，倒角。工序：切槽 ，粗车、半精车三个30.5的槽。工序： 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40mm端面，半精车40m
9、m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：先钻8.722mm螺纹底孔,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：粗铣，精铣键槽。工序：钳工去毛刺。工序：圆锥面、大端面抛光镀鉻。工序：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，为便于保证各加工外表间的相互位置精度，防止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。 由于本零件全部外表都需要加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。由于外圆40mm上有分模面
10、，外表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外表，为保证其精度要求，应选用毛零件外圆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1.5.1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。 工序钻孔 用8.722mm直柄麻花钻dh=2 mm 工序粗铣，
11、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，铣切宽度为5，按表5-98，ap5,ae4,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本钱；精加工进，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性加工本钱。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经历而
12、定。完成数控编程的刀具卡片；刀具号刀具规格数量加工容刀尖半径mm主轴转速(r/min)进给速度(mm/r)备注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4mm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展仿真调试，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?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局部进展编程，如内外轮廓、凸台等。. z.
