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文檔簡介
1、<p><b> 畢業(yè)論文</b></p><p> 姓 名: 學(xué) 號: </p><p> 專 業(yè): 機電一體化 </p><p> 論文題目: CA6140車床輸出軸”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備(生
2、產(chǎn)綱領(lǐng):5000件)</p><p> 論文題目: 淺談機電一體化技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p> 論文題目 設(shè)計“CA6140車床輸出軸”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備(生產(chǎn)綱領(lǐng):5000件)</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 設(shè)計任務(wù)書……3.&
3、lt;/b></p><p> 課程設(shè)計說明書正文…4. </p><p><b> 前言……4.</b></p><p> 一,零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定………4</p><p> 1技術(shù)要求分析………</p><p> 2.零件的工藝分析……</p><
4、p> 二,選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計毛坯圖 </p><p><b> 1.選擇毛坯……</b></p><p> 2.毛坯尺寸的確定……</p><p> 三、選擇加工方法,制定加工工藝路線</p><p> 1.定位基準的選擇……</p><p> 2.零件表面加工方法的選
5、擇……</p><p> 3.制定工藝路線………</p><p><b> 四.工序設(shè)計</b></p><p><b> 1.選擇機床</b></p><p><b> 2.選用夾具</b></p><p><b> 3.選用刀具&
6、lt;/b></p><p><b> 4.選用量具</b></p><p><b> 5.確定工序尺寸</b></p><p> 五.確定切削用量及基本工時…….</p><p><b> 1.切削用量……</b></p><p><
7、;b> 2.基本時間……</b></p><p><b> 六.夾具設(shè)計……</b></p><p><b> 1.定位方案…</b></p><p><b> 2.分度設(shè)計…</b></p><p> 3.切削力和夾緊力的計算…</p>
8、<p><b> 七.結(jié)論……</b></p><p> 八、課程設(shè)計心得體會…22.</p><p><b> 參考文獻……23</b></p><p><b> 摘 要:</b></p><p> 機械制造業(yè)的發(fā)展對世界經(jīng)濟起著非常重要的作用,而機械
9、加工工藝的編制是機械制造技術(shù)的重要組成部分和關(guān)鍵工作。本文論述的是輸出軸的加工工藝和夾具設(shè)計,著重于幾個重要表面的加工,具有一定的尺寸、形狀、位置要求,還有一些強度、表面粗糙度要求等,然而這些都會在文中得以體現(xiàn)。</p><p> 關(guān)鍵詞:制造;輸出軸;加工工藝;夾具; </p><p><b> 前言</b></p><p> 機械制造
10、工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)之后進行的。這是我們進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接,也是一次理論聯(lián)系實際訓(xùn)練。因此,它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。我也相信通過課程設(shè)計能將零碎的知識點都聯(lián)系起來,系統(tǒng)而全面
11、的做好設(shè)計。由于能力所限,設(shè)計尚有許多不足之處,懇請彭老師給予指教。</p><p> 一.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定</p><p><b> 1.技術(shù)要求分析</b></p><p> 題目所給定的零件車床輸出軸,其主要作用,一是傳遞轉(zhuǎn)矩,使車床主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力;二是工作過程中經(jīng)常承受載荷;三是支撐傳動零部件。零件的材料為45鋼
12、,是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼,綜合力學(xué)性能良好,淬透性低,水淬時易生裂紋。綜合技術(shù)要求等文件,選用鑄件。</p><p><b> 2.零件的工藝分析</b></p><p> 從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡單,其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圓柱面,φ50、φ80、φ104的內(nèi)圓柱表面,10個φ20的通孔,圖中所給的尺寸精度高,
13、大部分是IT6級;粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、φ80內(nèi)圓柱表面為Ra3.2um,大端端面為Ra3.2um,其余為Ra12.5um,要求不高;位置要求較嚴格,表現(xiàn)在φ55的左端面、φ80內(nèi)孔圓柱面對φ75、φ60外圓軸線的跳動量為0.04mm, φ20孔的軸線對φ80內(nèi)孔軸線的位置度為φ0.05mm,鍵槽對φ55外圓軸線的對稱度為.0.08mm;熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理,到200HBW,保持均勻。 通過分析該零件,其布局合理,方便加工,我們
14、通過徑向夾緊可保證其加工要求,整個圖面清晰,尺寸完整合理,能夠完整表達物體的形狀和大小,符合要求。</p><p> 二.選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計毛坯圖</p><p><b> 1.選擇毛坯</b></p><p> 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用,材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性,毛坯的制造方法主要有以下幾種:1、型
15、材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料,推薦用型材或鍛件,但從經(jīng)濟方面著想,如用型材中的棒料,加工余量太大,這樣不僅浪費材料,而且還增加機床,刀具及能源等消耗,而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度,沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。本零件生產(chǎn)批量為中批量,所以綜上所敘選擇鍛件中的模鍛。</p><p><b> 2.毛坯尺寸的確定</b></p>&l
16、t;p> 毛坯(鍛件)圖是根據(jù)產(chǎn)品零件設(shè)計的,經(jīng)查《機械加工工藝手冊》《金屬機械加工工藝人員手冊》知精車-半精車-粗車各余量,從而可得毛坯余量<或查表得到>,見表1。鑄件的外圓角半徑按表5-12確定,內(nèi)圓角半徑按5-13確定。結(jié)果為:外圓角半徑:;內(nèi)圓角半徑:。按表5-11,外模鍛斜度,內(nèi)模鍛斜度。下圖為本零件的毛坯圖</p><p> 圖1.毛坯圖《《《《 》》》》</p
17、><p> 三.選擇加工方法,制定加工藝路線</p><p><b> 1.定位基準的選擇</b></p><p> 本零件為帶孔的管狀零件,孔是其設(shè)計基準(亦是裝配基準和測量基準),為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差,應(yīng)選孔為定位基準,即遵守“基準重合”的原則。具體而言,即選孔及一端面作為精基準。由于本零件全部表面都需要加工,而孔作為精基準,
18、應(yīng)先進行加工,因此應(yīng)選外圓及一端面為粗基準。</p><p> 2.零件表面加工方法的選擇</p><p> ?。?)加工階段的劃分:</p><p> 當零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 ①粗
19、加工階段:其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量,使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品,因此,主要目標是提高生產(chǎn)率,去除內(nèi)孔,端面以及外圓表面的大部分余量,并為后續(xù)工序提供精基準,如加工φ176、φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱表面。 ②半精加工階段:其任務(wù)是使主要表面達到一定的精加工余量,為主要表面的精加工做好準備,如φ55、φ60、φ65、φ75外圓柱面,φ80、φ20孔等。 ③精加工階段:其任務(wù)就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精
20、度,留一定的精加工余量,為主要表面的精加工做好準備,并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求,主要目標是全面保證加工質(zhì)量。</p><p> ?。?)加工方法的選擇</p><p><b> ①基面先行原則:</b></p><p> 零件進行加工時,要將端面先加工,再以左端面、外圓柱面為基準來加工,因為左端面和φ55外圓柱面為后
21、續(xù)精基準表面加工而設(shè)定的,才能使定位基準更準確,從而保證各位置精度的要求,然后再把其余部分加工出來。</p><p><b> ?、谙却趾缶?lt;/b></p><p> 即要先安排粗加工工序,再安排精加工工序,粗車將在較短時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉,一方面提高金屬切削效率,另一方面滿足精車的余量均勻性要求,若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時,則要安
22、排半精車,以此為精車做準備。</p><p><b> ?、巯让婧罂祝?lt;/b></p><p> 對該零件應(yīng)該先加工圓柱表面,后加工孔,這樣安排加工順序,一方面是利用加工過的平面定位,穩(wěn)定可靠,另一方面是在加工過的平面上加工孔,比較容易,并能提高孔的加工精度,所以對于輸出軸來講先加工φ75外圓柱面,做為定位基準再來加工其余各孔。</p><p&g
23、t;<b> ④工序劃分的確定:</b></p><p> 工序集中與工序分散:工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多,工序集中使總工序數(shù)減少,這樣就減少了安裝次數(shù),可以使裝夾時間減少,減少夾具數(shù)目,并且利于采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行,每道工序的內(nèi)容很少,最少時每道工序只包括一簡單工步,工序分散可使每個工序使用的設(shè)備,刀
24、具等比較簡單,機床調(diào)整工作簡化,對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。綜上所述:考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況,采用工序分散輔助工序的安排:輔助工序一般包括去毛刺,倒棱角,清洗,除銹,退磁,檢驗等。</p><p> ⑤熱處理工序的安排:</p><p> 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能,消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能,熱處理主要分預(yù)備熱處理,最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等,本零件CA6140車
25、床輸出軸材料為45鋼,在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力,在毛坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前,按規(guī)范在840℃溫度中保持30分鐘釋放應(yīng)力。</p><p><b> ?。?)制定工藝路線</b></p><p> 按照先加工基準面,先粗后精,基準統(tǒng)一等原則,該零件加工可按下述工藝路線進行。</p><p> 工序1
26、 粗車圓柱面φ176及端面。工序2 粗車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺階面。工序3 精車φ176外圓柱面及倒角。</p><p> 工序4 半精車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺階面。工序5 精車圓柱面φ55、φ60、φ65和φ75和及臺階面。工序6 倒角。</p>
27、<p> 工序7 粗鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。</p><p> 工序8 精鏜內(nèi)孔φ50、φ80、φ104。工序9 鉆孔10×φ20。工序10 擴孔10×φ20。工序11 鉸孔10×φ20。</p><p> 工序12 銑鍵槽1
28、6×10。</p><p> 工序13 鉆斜孔2×φ8。</p><p> 工序14 去毛刺。工序15 終檢</p><p><b> 四.工序設(shè)計 </b></p><p><b> 1. 選擇機床</b>&l
29、t;/p><p> ?。?)工序1、2、3、4和5是粗車和精車。各工序的工步數(shù)不多,大批大量生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率,故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大,選用最常用的CA6140型臥式車床。</p><p> (2)工序7、8為鏜削。由于加工的零件外廓尺寸不大,又是回轉(zhuǎn)體,故宜在車床上鏜孔,選用C616A型臥式車床。</p><p> ?。?)工序12銑削。
30、工序工步簡單,外廓尺寸不大,考慮本零件屬成批大量生產(chǎn),所選機床使用范圍較廣泛為宜,故可選常用用的X61W型銑床能滿足加工要求。</p><p> ?。?)工序9、10和11是擴、鉆、鉸孔??刹捎脤S玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工,故選用Z525。</p><p><b> 2.選用夾具</b></p><p> 本零件除銑銷,鉆小孔等工序需要專
31、用夾具外,其他各工序使用通用夾具即可。前車銷工序用三爪自定心卡盤和心軸。</p><p><b> 3.選用刀具</b></p><p> 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率,工件的加工精度,已加工表面質(zhì)量,刀具的磨損和加工成本,所以正確的選擇刀具材料是加工工藝的一個重要部分,刀具應(yīng)具有高剛度,足夠的強度和韌度,高耐磨性,良好的導(dǎo)熱性,良好的工藝性和經(jīng)濟性,抗
32、粘接性,化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件車床輸出軸材料為45鋼,推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具,因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。粗車外圓柱面: 90°半精車,精車外圓柱面:前角為90°的車刀。鉆頭:高速鋼刀具,直徑為φ30;直徑為φ18;擴孔鉆:直徑為φ19.8;鉸刀:直徑為φ20。
33、鏜刀,刀桿長度為200.B×H=16×25。</p><p><b> 4.選擇量具</b></p><p> 本零件屬大批大量生產(chǎn),一般配情況下盡量采用通用量具</p><p> 據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點,參考參考文獻[4]相關(guān)資料,選擇如下:讀數(shù)值0.02、測量范圍0~150游標卡尺,讀數(shù)值0.01、測
34、量范圍0~150游標卡尺。讀數(shù)值0.01、測量范圍50~125的內(nèi)徑千分尺,讀數(shù)值0.01、測量范圍50~125的外徑千分尺,讀數(shù)值0.01、測量范圍50~125的內(nèi)徑百分表(表5-108)。</p><p><b> 5.確定工序尺寸</b></p><p> 確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定各圓柱面的總加工余量(毛
35、坯余量),應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量,然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定。本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表:</p><p> 表3外圓柱面φ176 軸段加工余量計算</p><p><b> Tab3 </b></p><p> 表4外圓柱面φ55軸段加工余量計算&l
36、t;/p><p><b> Tab4 </b></p><p> 表5φ60軸段加工余量計算</p><p><b> Tab5 </b></p><p> 表5φ65軸段加工余量計算</p><p><b> Tab5 </b></p>
37、;<p> 表5φ75軸段加工余量計算</p><p><b> Tab5 </b></p><p> 表5φ104內(nèi)孔加工余量計算</p><p><b> Tab5 </b></p><p> 表5φ80內(nèi)孔加工余量計算</p><p><b
38、> Tab5 </b></p><p> 表5φ50內(nèi)孔加工余量計算</p><p><b> Tab5 </b></p><p> 五確定切削用量及基本工時</p><p> 1.切削用量 。 </p><p> 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是
39、確定、,再確定。本說明書選取工序1粗車外圓為例確定其切削用量及基本時間。</p><p> 確定外圓的切削用量本工序為粗車。已知加工材料為45鋼,鍛件,有外皮;機床為CA6140型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤中。</p><p> 所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀,根據(jù)表5-112,由于CA6140機床的中心高為200mm,故選用刀桿尺寸B×H=16mm×
40、25mm,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-133,選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面,前角,后角、主偏角、,副偏角、刃傾角、刀尖圓弧半徑。</p><p> ?。?)確定背吃刀量 由于粗車雙邊余量為2.5mm,則=2.25mm。</p><p> ?。?)確定進給量f 根據(jù)表5-114,在粗車鋼件、刀桿尺寸為、、工件直徑為時,。按CA6140機床的進給量選擇。確定的進給量尚需滿
41、足機床進給強度的要求,故需進行校驗。</p><p> 根據(jù)表5-55,CA6140機床進給機構(gòu)允許的進給力。</p><p> 根據(jù)表5-123,當鋼材、、,, (預(yù)計)時,進給力。</p><p> Ff的修正系數(shù)為,,,故實際進給力為,由于,所選的可用。</p><p> ?。?)選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)表5-119,
42、車刀后刀面最大磨損量取為1mm,可轉(zhuǎn)位車刀耐用度。</p><p> ?。?)確定切削速度v 根據(jù)表5-120,當用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼材時,,時,切削速度。</p><p> 切削速度的修正系數(shù)為,,,,表2-9。則有:</p><p> 按CA6140機床的轉(zhuǎn)速選擇,則實際切削速度。</p><p> 最后確定切削用量為:
43、</p><p><b> ,,,。</b></p><p><b> 2.基本時間</b></p><p> 確定粗車外圓的基本時間t </p><p> 根據(jù)《機械制造工藝學(xué)》公式4-23車外圓基本時間為:</p><p><b> 式中:,,,,
44、,</b></p><p><b> 則</b></p><p> 其余工步切削用量及基本工時計算從略</p><p><b> 六.夾具設(shè)計</b></p><p> 本夾具是第11道工序鉆通孔的專用夾具。刀具為直柄麻花鉆8-L GB/T 6135.3-1996。</p&
45、gt;<p> 在給定的零件中,對本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本設(shè)計的重點應(yīng)在卡緊的方便性與快速性以及實現(xiàn)鉆孔的分度上。下面是夾具設(shè)計過程:</p><p><b> 1.定位方案</b></p><p> 夾具特點,工件以另一端面和鍵槽定位,通過軸心,用螺栓夾緊。結(jié)構(gòu)簡單,制造容易。分度副間有污物時,不直接影
46、響分度副的接觸。缺點是無法補償分度度間的配合間隙對分度精度的影響。分度板孔中一般壓入耐磨襯套,與圓柱定位銷采用H7/g6配合。其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示:</p><p> 2.圖3 夾具裝配圖</p><p><b> 2.分度設(shè)計</b></p><p> 通過分度盤來實現(xiàn)。擰緊螺母,并通過開口墊圈將工件夾緊。轉(zhuǎn)動手柄,可將分度盤松開。此時用
47、捏手將定位銷從定位套中拔出,使分度盤連同工件一起回轉(zhuǎn)180°,將定位銷重新插入定位套中,即實現(xiàn)了分度。再將手柄轉(zhuǎn)回,銷緊分度盤,即可進行加工。</p><p> 3.切削力和夾緊力的計算</p><p> 本工序加工是鉆削可估算其夾緊力,其為螺旋夾緊機構(gòu)。實際效果可以保證可靠的卡緊。</p><p><b> 根據(jù)公式:</b>
48、</p><p> ——原動力(N·mm)</p><p><b> ——實際所需夾緊力</b></p><p> ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑(mm)</p><p> ——螺紋中徑之半(mm)</p><p><b> ——螺紋升角(°)</
49、b></p><p> ——螺桿端部與工件間的當量摩擦角(°)</p><p> ——螺旋副的當量摩擦角(°),</p><p> ——除螺旋機構(gòu)以外的效率,其值為0.85~0.958。</p><p> 參數(shù):Wk = 100</p><p> 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)
50、節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。</p><p><b> 七.結(jié)論</b></p><p> 此次課程設(shè)計確定了填料箱蓋從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時的工藝過程,同時也設(shè)計了其中一道鉆孔工序的夾具。</p><p> 作為本學(xué)期的最后一次課程設(shè)計,需要我們綜合前階段所學(xué)習(xí)的機械制圖、金屬工藝學(xué)、金屬材料、機械設(shè)計基礎(chǔ)、互換性與
51、測量技術(shù)、機械制造工藝學(xué)等多門課程的知識,同時還要運用數(shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識以及設(shè)計手冊上的標準。所以此次課程設(shè)計是我們本科階段學(xué)習(xí)的知識的鞏固,也是一個總結(jié)。</p><p> 八.設(shè)計心得 本次的《機械制造工藝》課程設(shè)計讓我又重新溫習(xí)了書本上的內(nèi)容,我明白了不論什么時候不管干什么事總是離不開書本,不管什么時 候從書上我們
52、總可以找得到我們想要的東西。書上的東西永遠是基礎(chǔ)的,而基礎(chǔ)正是向更深的領(lǐng)域邁進,沒有這個基礎(chǔ)我們永遠都不會享受到成功 的喜悅。這次的設(shè)計我基本上是滿意的,因為這是我和本組同學(xué)共同完成的這次設(shè)計。在此之前我總是莫名其妙感到茫然,不知道從何下手。或者是產(chǎn)生了干脆抄襲別人的想法,但是這一次老師制定的這個計劃,讓我感覺從一定程度上避免了同學(xué)不自己動腦的壞習(xí)慣,雖然杜絕不掉,但是我相信經(jīng)過這次的課程設(shè)計后會有更多的同學(xué)愿意自主的完成自己的作業(yè)
53、和老師分給他們的任務(wù)。而不再愿意抄襲別人的,至少我不會了。通過這次的課程設(shè)計使我明白了一個良好的設(shè)計思路往往可以省掉一大半的時間,所以我感覺今后不論設(shè)計什么,一定要在設(shè)計思路上下工夫,哪怕前期很慢很慢,但是一旦有了思路那么后期的制作就會勢如破竹,會節(jié)省很大一部分的時間的。所以我以后一定要在這方面下工夫。還有在繪制各種零件圖或毛</p><p> 參考文獻1、《機械加工工藝手冊》
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56、 陳宏鈞主編 機械工業(yè)出版社7、《機械工人切削手冊》 機械工業(yè)出版社8、《機械工程師簡明手冊》
57、; 河南科學(xué)技術(shù)出版社9、《機械制造基礎(chǔ)》 劉建亭主編 機械工業(yè)出版社10、《數(shù)控機床加工工藝》 華茂發(fā)主編
58、 機械工業(yè)出版社11、《機床夾具設(shè)計》 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社12、《數(shù)控原理與編程實訓(xùn)》 周虹主編 人民郵電出版社
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