目录1 前言 (1)2 设计任务书 (2)3 课题设计说明 (3)3.1零件1工艺分析 (3)3.1.1结构分析 (3)3.1.2尺寸分析 (3)3.1.3表面粗糙度的分析 (4)3.2零件2工艺分析 (4)3.2.1结构分析 (4)3.2.2尺寸分析 (4)3.2.3表面粗糙度的分析 (4)3.3制定机械加工工艺方案 (4)3.3.1零件1工艺加工路线设计 (4)3.3.2零件1加工工序设计 (5)3.3.3零件2工艺加工路线设计 (5)3.3.4零件2加工工序设计 (6)3.4选择数控机床 (6)3.5编制数控技术文档 (6)3.5.1编制数控加工工序卡 (6)3.5.2编制刀具调整卡 (9)3.6程序编制 (10)3.7仿真加工 (16)课程设计小结 (27)参考文献 (28)附录 (29)附录1零件1CAD图 (29)附录2零件2CAD图 (30)附录3零件1数控加工刀具卡片 (31)附录4零件2数控加工刀具卡片 (32)1 前言数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通的机械被数控机械代替，使全球制造业发生了根本的变化是实现工业、国防现代化的重要途径。

数控技术的发展水平也是国家综合国力的一种重要体现。

数控技术已成为我国制造业的关键技术，数控技术使制造业正进入一个蓬勃发展的时期，但是对数控技术的需求也是越来越高。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，也使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国名生计相关的行业的发展起着越来越重要的作用。

当今世界各国制造业广泛采用数控技术，提高制造装配能力，提高对多变的市场的适应能力和提高自己的竞争力。

数控技术使传统的制造业实现了自动化、集成化，大大提高产品质量，减少了劳动生产力的浪费，提高了生产效率。

它的广泛应用使传统制造业的生产方式、产品结构发生了巨大的变化和发展，抛弃了传统制造业生产落后，效率低下的缺点。

这次课程设计让我掌握了数控车床、数控加工工艺，学会的程序编程以及数控仿真，对数控知识有了更加深入透彻的了解认识。

122 设计任务书2.1课程设计目的1.复习和巩固已学过的《数控加工技术》理论知识和操作技能，适当拓展数控加工技术的深度和广度。

2.培养学生运用《数控加工技术》技能，综合学过的工艺设计、编程及机床操作等专业知识，完成较复杂零件编程和加工能力。

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课程设计任务1.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、夹具的选择、定位和安装；编制工序卡、刀具卡等技术文件。

（3） 程序编制：建立编程坐标系，编写数控加工程序单。

（4）仿真加工：检验零件加工尺寸的基本信息。

2．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。

2.3课程设计课题如图所示配合件（零件1与零件2），毛坯为φ50㎜的棒料，材料为45钢，完成工艺设计与程序编写，并仿真验证。

图1 零件1图2 零件23 课题设计说明3.1零件1工艺分析由图1我们可知，零件1上由圆柱面、内孔、圆锥面、圆弧面、沟槽和螺纹等部分组成。

零件车削加工成型轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高。

零件符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢,毛坯φ50mm×200mm[1]。

3.1.1结构分析零件1结构如图1，该零件上由圆柱面、内孔、外圆锥面、圆弧面、沟槽、和螺纹等部分组成。

3.1.2尺寸分析该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下：（1）公差等级要求较高的尺寸：零件的总长右端外圆以及内孔及中间的φ200+0.03mm的外圆精度等级查时手册可知精度等级为IT8。

（2）在外轮廓上，有M24的螺纹，选刀时要选合适的刀尖圆弧半径才能车出合格的螺纹。

（3）零件表面的沟槽大小不一，故需要按窄沟槽选择合适的沟槽刀才能满足要求，选用刀宽为5mm的沟槽刀。

(4) 其他结构易于实现。

33.1.3表面粗糙度的分析该零件重要的径向加工部位有φ420-0.03mm、φ30mm圆柱段（表面粗糙度Ra=3.2）、φ260+0.03mm的内孔、长径比为3:8的內锥(小端直径为φ20mm)、M24三角形外螺纹，其余表面粗糙度均为Ra=3.2。

零件符合加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛坯为φ50mm×200mm。

经分析可知该零件所有表面及内孔均可加工。

3.2零件2工艺分析由图2我们可知，零件2上由圆柱面、圆锥面、圆弧面等部分组成。

零件车削加工成型轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高。

零件符合数控加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛坯φ50mm×200mm[1]。

3.2.1结构分析零件2结构如图2，该零件上由圆柱面、内孔、外圆锥面、圆弧面等部分组成。

3.2.2尺寸分析该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下：（1）公差等级要求较高的尺寸：零件的总长左端外圆以及φ20mm-0.03mm的外圆精度等级查时手册可知精度等级为IT8。

（2）其他结构易于实现。

3.2.3表面粗糙度的分析该零件重要的径向加工部位有φ20-0.03mm 、φ26mm圆柱段（表面粗糙度Ra=3.2），长径比为3:8的外锥(小端直径为φ20mm)，其余表面粗糙度均为Ra=3.2。

零件符合加工尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整，零件材料为45钢，毛坯为φ50mm×200mm。

经分析可知该零件所有表面均可加工。

3.3制定机械加工工艺方案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。

3.3.1零件1工艺加工路线设计零件1单件、小批量生产。

确定工件的定位基准。

由于这个工件是个空心轴，末端要镗一个φ26mm的孔，因轴的长度不是很长，按图示要求采用工件的右端面和φ26mm的内孔作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标原点，对刀点（100,100）处。

4由于此零件全部表面都需加工，应选用外圆及一端面为粗基准，然后通过“互为基准的原则”进行加工。

遵循“基准重合”的原则。

加工左端是选择在毛坯外圆柱段的右端外圆表面，加工右端时选择在φ42mm外圆柱段的表面，以体现定位基准是轴的中心线[2]。

选择加工方法。

该零件的加工表面均为回转体，主要加工表面精度为IT8，表面粗糙度为3.2。

故采用先粗车再精车的加工方法可满足要求[3]。

（1）按φ50mm×200mm下料。

（2）先加工工件右端，将坯料伸出卡盘外约120mm，找正后夹紧工件。

（3）选用端面车刀车削零件右端面。

（4）选用φ5mm的中心钻现在右端打孔，然后选用φ16mm的钻头钻孔，深约43mm。

（5）换用镗刀加工内轮廓。

（6）用外圆车刀车削零件，粗、精加工φ42mm、R24mm、R15mm和φ24mm的外圆回转体。

（7）换刀加工零件表面的沟槽。

（8）加工螺纹。

3.3.2零件1加工工序设计工序I 车右端面；工序Ⅱ右端面打中心孔，选用φ5mm的中心钻（手动钻）[4]；工序Ⅲ右端钻孔（钻φ16mm深43mm的孔）；工序Ⅳ粗、精车右端内孔至要求尺寸；工序Ⅴ粗、精车外圆；工序Ⅵ切外螺纹退刀槽、三角形螺纹。

3.3.3零件2工艺加工路线设计零件2单件、小批量生产。

1.确定工件的定位基准。

由于这个工件是个实心轴，因轴的长度不是很长，按图示要求采用工件的右端面作定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标原点，对刀点（100,100）处。

由于此零件全部表面都需加工，应选用外圆及一端面为粗基准，然后通过“互为基准的原则”进行加工。

遵循“基准重合”的原则。

加工左端是选择在毛坯外圆柱段的右端外圆表面，加工右端时选择在R12mm外圆弧表面的圆心，以体现定位基准是轴的中心线[2]。

2.选择加工方法。

该零件的加工表面均为回转体，主要加工表面精度为IT8，5表面粗糙度为3.2。

故采用先粗车再精车的加工方法可满足要求[3]。

（1）按φ50mm×200mm下料。

（2）先加工工件右端，将坯料伸出卡盘外约100mm，找正后夹紧工件。

（3）用外圆车刀车削零件，粗、精加工R12mm、φ24mm、的外圆回转体。

（4）切退刀槽。

（4）用外圆车刀粗、精加工φ32mm、φ26mm和φ20mm的回转体。

3.3.4零件2加工工序设计工序Ⅰ粗、精车右端外圆；工序Ⅱ切退刀槽[4]；工序Ⅲ粗、精车右端外圆。

3.4选择数控机床根据零件加工工艺，选用JCL-4250机床[5]。

图3 JCL-4250机床3.5编制数控技术文档3.5.1编制数控加工工序卡数控加工工序卡是规定某一工序内具体加工要求的文件。

除工艺守则已作出规6定的之外，一切与工序有关的工艺内容都集中在工序卡片、操作指导卡等[6]。

制作配合件加工工艺卡。

零件1加工工步及切削用量列于加工工艺卡中，见表1。

表1 零件1加工工艺卡零件2加工工步及切削用量列于加工工艺卡中，见表2。

表2 零件2加工工艺卡83.5.2编制刀具调整卡刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

编程时，选道具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。

与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。

不仅要求精度高、刚度高、红硬性号、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。

选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状想适应[7]。

零件1数控加工刀具卡片见表3。

表3 零件1数控加工刀具卡片9零件2数控加工刀具卡片见表4。

表4 零件2数控加工刀具卡片3.6程序编制10零件1数控加工程序清单见表5。

表5 零件1数控加工程序清单1112零件2数控加工程序清单见表6。

表6 零件2数控加工程序清单1314153.7仿真加工零件1 仿真加工过程。

1.导入程序图4 程序输入162.装入刀具图5 刀具选择3.设置毛坯、对刀图6 对刀174.开始加工图7 程序启动5.钻孔图8 钻孔186.镗内孔图9 镗内孔三维图图10 镗内孔二维图197.加工外轮廓图11 外轮廓加工局部图图12 外轮廓加工三维图208.加工退刀槽、螺纹图13 退刀槽加工局部图图14 螺纹加工局部三维图219.切断，完成零件1图15 零件完成图图16 零件完成局部三维图22图17 切断加工图零件2 仿真加工过程。

1.加工右端图18 右端加工二维图（a）23图19 右端加工二维图（b）图20 右端加工三维图242.加工左端图21 左端加工三维图（a）图22 左端加工局部图25图23 左端加工图26课程设计小结经过两个星期的课程设计，我们完成了对数控加工工艺进行分析与具体零件图的加工，等一系列的工作。