数控技术课程设计任务书朔州.docx
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数控技术课程设计任务书朔州
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：
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…………………………………………………………………1
1.1零件图的分析…………………………………………………………………1
1.2确定毛坯类型并设计出毛坯零件图…………………………………………2
1.3确定零件工艺过程……………………………………………………………2
1.4零件的定位装夹方案及夹具的选择3
1.5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，Φ15.2mm、Φ20mm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≥1.6µm。
Ra＜1.6µm的表面，余量要适当增大。
分析本零件，除手柄座用抛光镀鉻加工Ra0.8µm,15.2mm,16mm,20mm处的表面Ra为1.6µm，其余各加工表面Ra≥3.25µm。
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0.8µm，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 /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
Φ40
3
Φ46
Φ14
2
Φ10
Φ16js6
2
Φ20
122
2及1.7
125.7
Φ20g6
2
Φ24
82
2及1.7
85.7
Φ15.7
1.7
Φ19.1
20
2及1.7
23.7
Φ20js6
2
Φ24
Φ15.2
1.7
Φ18.6
1.2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
1工序ⅠⅡⅢⅣ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）。
2工序Ⅴ钻Φ14×3.5mm孔、钻Φ8.7×22mm螺纹底孔和工序Ⅶ，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Ⅷ在铣床上加工，选用X62（X62W）卧式（万能）铣床满足要求.
1.3.2划分工序
工序Ⅰ：
以Φ20mm外圆面作为定位基准，粗车Φ40mm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Ⅱ：
以Φ40mm外圆面作为定位基准，一夹一顶，粗车、半精车外圆16js6smm、Φ20g6mm、Φ20js6mm，倒角。
工序Ⅲ：
切槽，粗车、半精车三个3×0.5的槽。
工序Ⅳ：
以Φ20mm外圆面作为定位基准，半精车Φ40mm外圆锥面（单边切削余量1.0）,半精车Φ40mm端面，半精车Φ40mm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Φ8.7×22mm螺纹底孔,再钻Φ10的沉头孔。
工序Ⅵ：
粗镗Φ14圆面。
工序Ⅶ：
用M10的丝锥攻丝。
工序Ⅷ：
粗铣，精铣键槽。
工序Ⅸ：
钳工去毛刺。
工序Ⅹ：
圆锥面、大端面抛光镀鉻。
工序Ⅺ：
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Φ40mm上有分模面，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Φ20g6mm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：
1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。
2工序Ⅵ钻孔用Φ8.7×22mm直柄麻花钻dh=2mm
3工序Ⅷ粗铣，精铣键槽选用整体硬质合金直柄立铣刀（摘自GB/T16770.1-1997）。
零件要求铣切深度为3mm，铣切宽度为5，按表5-98，ap≤5,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=5mm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
T01
90°外圆偏刀
1
粗车轮廓
0.8mm.
900
0.2
T01
90°外圆偏刀
1
精车轮廓
0.8mm
630
0.15
T02
宽4mm高速钢切槽刀
1
切槽
315
0.1
T03
60°外螺纹车刀
1
切削螺纹
0.15
200
1.5
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
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部分进行编程，如内外轮廓、凸台等。
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