数控加工工艺课程设计任务书.docx

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数控加工工艺课程设计任务书

数控加工工艺课程设计任务书

1.设计题目

零件制造工艺设计

2.设计任务

图示零件为设计指导书附录（典型零件图精选）中第页输出轴零件，此零件材料为45钢，为中批量生产类型，进行机械加工工艺设计，完成以下任务：

（1）对零件进行工艺分析，拟定工艺方案，绘制零件工作图一。

（2）确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图一。

（3）拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定工序的切削用量及工序尺寸。

编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡、工序卡片和刀具卡）一套。

工序卡片不得少于5份，数控工序少于5份的用普通加工工序卡补足5份。

（4）设计轴类零件的需手工编制数控车削程序并仿真。

（5）撰写设计说明书1份。

（计算机排版打印）

3.设计要求

（1）零件图标尽量采用1：

1比例，画上标准标题栏，原图如有错误或缺线改正。

（2）设计说明书要有手写稿（草稿）和电子稿（抽号打印）。

（3）视图表达、零件材料、加工规等一律采用新标准。

（4）必须以科学务实和诚信负责的态度对待自己所做的技术决定、数据和计算结果，培养良好的工作作风。

（5）全部资料完成后打包上交。

二、输出轴工艺分析

2.1输出轴的作用

输出轴主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一。

其主要作用是传递转矩，使主轴获得旋转的动力，其工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩。

因此，该零件需具有足够的耐磨性和抗扭强度。

2.2输出轴的结构特点、工艺，表面技术要求分析

从图示零件分析，该输出轴结构简单，属于阶梯轴类零件。

主要由有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面、φ50、φ80、φ104的圆柱表面和10个φ20的孔和一个16的键槽组成。

为了保证输出轴旋转是的速度，表面粗糙度有较高的要求，外圆的粗糙度要求都为Ra1.25um,圆的粗糙度为Ra2.5um，其余为Ra20um。

形位精度也比较高，为了外圆和外面零件的配合后受力均匀，φ55，φ60的外圆的径向跳动量小于0.04mm，φ80的跳动量小于0.04mm，φ20孔的轴线的跳动量小于0.05mm，为了保证键槽和键的配合，键槽对φ55外圆的对称度为0.08mm。

由于输出轴在工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强耐磨性和抗扭强度，要对输出轴进行调质处理，硬度为250HBS。

三、确定毛胚

3.1选择毛胚材料

毛胚的种类有很多，如1、型材2、锻造3、铸造，由于该输出轴要承受较大的冲击载荷和扭矩，为了增强其刚性和韧性，所以要选择锻件做为毛胚。

如选用棒料，由于生产类型为中批，从经济上考虑，棒料要切削的余量太大，浪费材料。

3.2毛胚的的简图

四、工艺路线的确定

4.1基准的选择

基准可以分为粗基准和精基准

4.11粗基准

由于此零件为轴类零件，为了保证精度，所以选择外圆作为粗基准面。

首先选用三爪卡盘自动找正原理，夹紧。

以外圆为粗基准面，加工外圆、端面、中心孔。

然后用已加工过的外圆作为基准，加工另一端面和钻中心孔，保证两个中心孔在同一直线上。

4.12精基准的选择

精基准的选择对一个零件加工完成后的精度非常重要。

此零件选用两端的中心孔作为精基准，所以用两端中心孔来对外圆精加工。

外圆加工完成后用外圆作为精基准，加工圆。

4.2各表面加工方法的确定

φ176外圆：

粗车

φ55外圆：

粗车—精车

φ60外圆：

粗车—精车

φ65外圆：

粗车—精车

φ75外圆：

粗车—精车

φ50圆：

粗铣

φ80圆：

车孔-铰孔

φ104圆：

车孔

φ20孔：

钻孔-铰孔

左端面：

粗车

右端面：

粗车

键槽：

粗铣-精铣

4.3工序集中和分散考虑

4.31工序集中

工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工容多，工艺路线短。

其主要特点是：

可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；

减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；

减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；

采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。

4.32工序分散

工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序完成，每道工序加工的容少，工艺路线很长。

其主要特点是

设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换,对工人的技术要求较低；

可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；

所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。

工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模。

一般情况下，单件小批生产时，采用工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；批量生产时，采用工序分散。

终上以及结合图纸要求，采用工序分散。

4.4加工设备于工艺设备的的选择

5．41普通车床CS6140

床身上最大回转直径Φ400mm,床鞍上最大回转直径Φ220mm,最大工件长度1000mm；主轴通孔直径Φ52mm，主轴头型式CS6140:

ISO702/IIINO.6卡口型；其余:

ISO702/IINO.8凸轮锁紧型，主轴转速围24级9-1600rpm，主轴电机功率7.5KW；套筒直径/行程Φ75/150mm，顶尖锥度5MT；3、刀位数/刀方尺寸4/25X25；X、Z向最大行程145mm、320mm，X、Z向进给围93种0.028-6.43mm/r、93种0.012-2.73mm/r，公制螺纹围48种0.5-224mm，英制螺纹围48种72-1/4t.p.i，模数螺纹围42种0.5-112πmm，径节螺纹围42种56-1/4t.p.i.π

4.42数控车床CAK6136V/750

CAK6136V/750,床身上最大回转直径：

ф360MM，滑板上最大回转直径：

ф180MM，滑板上最大切削直径：

ф180MM，最大加工长度：

650MM，主轴通孔直径：

ф53MM，主电机功率：

变频5.5KW，主轴转速围：

200-3000R/MIN，X轴最大行程：

220MM，Z轴最大行程：

660MM，机床重复定位精度：

X轴：

0.007，Z轴：

0.01，加工精度：

IT6，粗糙度：

RA1.6，机床净重/毛重：

2030*3170KG，包装箱尺寸：

（长*宽*高）：

2500*1640*2145MM.

4.43数控铣床XK713

工作台面积mm1000×320T型槽（槽数/槽宽/间距）mm3/14/80X轴行程mm600Y轴行程mm320Z轴行程mm450主轴端面至工作台台面距离mm100～550工作台最大载重kg300主轴锥孔　ISO7:

24锥度No.40主轴轴径/扭矩mm/NmΦ60/108Nm主轴电机kW5.5Kw主轴转数rpm30～4000或6000（无级）快速移动速度（X、Y、Z轴）rpm8000切削进给速度mm/min10～4000伺服电机输出扭矩N·m6齿轮润滑电机功率kW0.04刀具最大直径/长度/重量　Φ110mm/400mm/18kg电源容量KVA15机床外观尺寸mm2200×1700×2000机床重量（净重/毛重）kg3000/4000定位精度mm0.02重复定位精度mm0.016

五、加工顺序的安排

毛坯热处理退火（消除应力）

普车粗车各外圆和左端面

普车粗、精车右端面、φ176外圆钻中心孔

数控车粗、精车各圆柱面（除被装夹面）

数控车精车左端各外圆

数控车钻φ45的孔，车φ50、φ80、φ104，φ80的留铰的余量

数控车铰φ80孔

数控铣钻φ20φ8孔、铰孔

数控铣铣键槽

六、走刀路线的确定

合理确定走刀路线对于保证被加工零件的加工精度和表面质量以及提高编程和加工效率起着非常重要的作用。

尤其是加工轴类零件。

应做到走刀路线短，刀具空行程少，这样才能提高工作效率。

5.7工序尺寸及公差的确定

工序尺寸及公差的确定在机械加工中起着至关重要的作用。

要按照给定的精度等级选定公差。

加工部位粗车余量及公差等级精车余量及公差等级

φ176外圆5IT12

φ55外圆15IT121IT6

φ60外圆12IT121IT6

φ65外圆5IT121IT6

φ75外圆5IT121IT6

七、刀具的选择

刀具的选择是数控加工工艺中的重要容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。

应考虑以下方面：

（1）根据零件材料的切削性能选择刀具。

（2）根据零件的加工阶段选择刀具。

（3）根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。

由于我们要加工的零件材料要求为45钢，根据要求，选择硬质合金刀。

（1）粗车外圆：

0190°外圆车刀

（2）精车外圆0270°外圆车刀

（3）端面：

0390°端面车刀

（4）打孔钻头：

04、05φ18、φ45高速钢钻

（5）圆0690°孔刀

（6）键槽073.0*13键槽铣刀3.0*13

八、切削用量的选择

所谓合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

制订切削用量，就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上，合理地确定背吃刀量、进给量。

加工部位粗背吃刀量精车吃刀量进给量mm/r

各外圆3.00.51.2

端面0.5

键槽520.1

铰孔0.1

九、小结

一个星期的数控加工工艺的课程实训很快结束了，在这次课程设计过程中，我学到了很多。

也遇到了种种困难，又一次又一次的修改加工方案，着都暴露了我在这方面的知识欠缺和经验不足。

数控加工课程设计是一个跟实际联系很紧密的，不管是工艺过程还是工序卡，以及设备的选择，都要求我们有相关的理论知识，而且还要根据实训过程中学到的实践经验联系起来，才能搞课程设计。

因此在课程设计中遇到的很多问题，既有理论的欠缺，也有经验的不足。

但是在立教授的帮助下，最终将遇到的问题得到了解决。

作的一次综合练习。

随着课程设计的逐渐完成，使我对《数控加工工艺》这门课程以及对数控加工技术都有了更深入的理解和掌握。

在这段时间里，我尽着自己最大的努力学习，来学习和创新。

为了解决技术上的问题，我也不断地去翻阅所学的专业书籍和各种相关。

我认为，这种实训我受益匪浅，因为我暴露出了自己的不足。

十、参考文献

长旭数控加工工艺电子科技大学2006

长旭数控加工工艺课程设计指导书电子科技大学2007

王健石机械加工常用刀具数据速查手册机械工业2006

运强机械切削工人常用计算手册化学工业2006

产品型号

机械加工工艺过程

零件编号

第页

零件名称

输出轴

共页

材料

名称

型号及规格

毛坯种类

毛坯尺寸

毛重/Kg

净重/Kg

序号

工序名称

工序容

设备

工艺装备名称与编号

工时定额（小时）

夹具

量具

刃具

辅具

准备

操作

单件

1

锻造毛胚

各边留3—5mm加工余量

2

粗车

车各外圆

CS6140

三角卡盘

游标卡尺

90°外圆刀

3

粗车

车左端面

CS6140

三角卡盘

90°端面刀

4

粗车

车右端面

CS6140

三角卡盘

90°端面刀

5

粗车

φ176外圆

CS6140

三角卡盘

游标尺

90°外圆刀

6

精车

车右端面

CS6140

三角卡盘

90°端面刀

7

精车

φ176外圆

CS6140

三角卡盘

千分尺

93°外圆刀

8

粗车

各外圆柱面

CAK6136/750

三角卡盘

游标卡尺

90°外圆刀

9

精车

各外圆柱面

CAK6136/750

三角卡盘

千分尺

93°外圆刀

10

打孔

打中心孔

CAK6136/750

三角卡

中心钻

11

掉头车

车各圆柱面

CAK6136/750

三角卡盘

千分尺

93°外圆刀

12

钻孔

钻φ45的孔，车φ50φ80φ104的孔

CAK6136/750

三角卡盘

径千分尺

90°孔刀

13

铰孔

铰φ80的孔

CAK6136/750

三角卡盘

径千分尺

铰刀

修改记录

标记

学生班级

学生

指导老师

完成日记

签名

产品型号

机械加工工艺过程

零件编号

第页

零件名称

输出轴

共页

材料

名称

型号及规格

毛坯种类

毛坯尺寸

毛重/Kg

净重/Kg

序号

工序名称

工序容

设备

工艺装备名称与编号

工时定额（小时）

夹具

量具

刃具

辅具

准备

操作

单件

1

铣

铣φ20的孔

XK713

平口钳

径千分尺

键槽铣刀

2

铣

铣键槽

XK713

平口钳

径千分尺

键槽铣刀

3

4

5

6

7

8

9

11

12

13

修改记录

标记

学生班级

学生

指导老师

完成日记

签名

数控加工工序卡

零件名称

输出轴

零件编号

工序名称

工序号

设备

编号

型号

CS6140

名称

普车

夹具

编号

名称

定额

每批件数

单件时间（小时）

工人级别

学生班级

学生

日期

序号

工步容

刀具及辅具

量具

切削用量

机动时间小时

辅助时间小时

编号

名称

规格

数量

编号

名称

规格

数量

ap

f

vc

n

粗车外圆

01

90°外圆车刀

1

游标卡尺

3.0

0.8

80

800

粗车左端面

03

90°端面刀

1

0.5

粗车右端面

03

90°端面刀

1

0.5

粗车φ176外圆

01

90°外圆车刀

1

游标卡尺

3.0

0.8

80

800

精车右端面

03

90°端面刀

1

0.1

0.1

60

1000

精车φ176外圆

02

70°外圆刀

1

千分尺

0.1

0.1

60

1000

数控加工工序卡

零件名称

零件编号

工序名称

工序号

设备

编号

型号

CAK6136/750

名称

夹具

编号

名称

定额

每批件数

单件时间（小时）

工人级别

学生班级

学生

日期

序号

工步容

刀具及辅具

量具

切削用量

机动时间小时

辅助时间小时

编号

名称

规格

数量

编号

名称

规格

数量

ap

f

vc

n

粗车各外圆柱面

01

90°外圆刀

1

游标卡尺

3.0

0.8

80

800

精车各外圆柱面

02

70°外圆刀

1

千分尺

0.1

0.1

60

1000

打中心孔

中心钻

1

600

钻φ45的孔，车φ50φ80φ104的孔

麻花钻

1

径千分

0.5

0.8

60

600

铰φ80的孔

铰刀

1

径千分

400

数控加工工序卡

零件名称

输出轴

零件编号

工序名称

工序号

设备

编号

型号

XK713

名称

夹具

编号

名称

定额

每批件数

单件时间（小时）

工人级别

学生班级

学生

日期

序号

工步容

刀具及辅具

量具

切削用量

机动时

辅助时间小时

编号

名称

规格

数量

编号

名称

规格

数量

ap

f

vc

n

1

铣φ8、φ20的孔

键槽铣刀

1

径千分尺

1

3.0

600

2

铣键槽

键槽铣刀

3*16

千分尺

1

3.0

600

O0001

%0001

T0101

M03S800

G00X200Z150

Z3

G71U1R1P10Q20X0.4Z0.2F100

G00X150Z150

M05

M00

T0202

M03S1000

G00X200Z150

Z3

N10G00X0

G01Z0F80

X55C1.5

Z-80

X60C1.5

Z-100

X65C1.5

Z-127.5

X75C1.5

Z-197

X93.39

X112Z-214

X176C1.5

Z-250

N20G00X220

Z150

M05

M30