数控加工技术课程设计

2012级数控加工技术课程设计

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；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。

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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：

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图1 心轴零件图

图2 圆锥轴套零件图

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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?m,其余Ra3.2?m,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，心轴零

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件图最大尺寸直径φ43mm，长度为78mm,圆锥轴套零件图最大尺寸直径φ43mm，长度35mm，螺母零件图最大尺寸直径φ43mm，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φ45mm,长度为80mm的棒料。圆锥轴套件毛坯大小定为直径φ45mm，长度70mm的棒料。螺母件毛坯大小定为直径φ45mm，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

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