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1、毕业设计说明书课 题协作件的组合与加工专业数控技术班级0902 班同学姓名谭德森指导老师刘绪欣2021 年 10 月 10日13 / 26目录一、绪论 3二、毕业设计任务书 6三、二维图 8四、三维图 10五、零件的工艺分析 12六、刀具挑选 14七、数控加工工艺卡 15八、切削用量的挑选 17九、零件加工编程 19十、加工过程 数控仿真图） 23十一、设计小结 26十二、参考文献 28一）课题背景一、绪论数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要；这个基础是否坚固直接影响到一个国家的经济进展和综合国力，关系到一个国家的战略位置，因此，世界上各工业发达国家均实行重大措施来进展自己的数控技术及其产
2、业；在我国，数控技术与装备的进展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步；特殊是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列；但是，我国在数控技术研究和产业进展方面也存在不少问题，特殊是在技术创新才能、商品化进程、市场占有率方面情形尤为突出；在新世纪到来时，如何有交解决这些问题，使我国数控领域沿着可连续进展的道路，从整体上全面迈世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的位置， 将是数控讨论开发部门和生产厂家所面临的重要任务；为完成此任务，第一必需确立符合中国国情的进展道路；为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个详细方面探讨了新世
3、纪的进展途径；社会科学技术的进展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向进展；各 种新工艺的显现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工 的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要 求的零件；数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和外形 复杂的零件加工的生产率及加工精度；特殊是数控加工技术的快速 进展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达 到了一个新的阶段；外形复杂的零件加工的生产率及加工精度要求 越来越高 , 数控机床的显现能解决这个需要 ,解决生产需求 , 所以在以后的生产中学习数控加工及编程变得尤为重要综
4、合运用机械制 造基础、数控加工工艺、数控加工编程等学习的内容进 行重要的实践应用环节，通过设计，一方面能获得综合运用过去所 学的学问进行工艺分析的基本才能，另一方面，也是对数控加工过 程进行的一次综合训练，以“球体螺纹轴零件数控加工及编程”为课题的训练能很好的学习，强化，我们的数控加工及编程学问，课 题包括零件的设计过程，工艺的分析 , 加工方案的确定 , 制定工艺规程，数控加工的操作，数控加工编程等等；我选题的目的就是娴熟 把握数控加工技术及编程相关的学问；二）数控技术的进展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断进展和应用领域的
5、扩大，他对国计民生的一些重要行业的进展起着越来越重要的作用；从目前世界上数控技术进展的趋势来看，主要有如下几个方 面：1. 高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体；高速、高精加工技术可极 大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场 竞争才能；为此日本先端技术讨论会将其列为5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会 ；国外数控装置的 mtbf 值已达 6 000h 以上，伺服系统的 mtbf 值达到 30000h 以上，表现出特别高的牢靠性；3 5 轴联动加工和复合加工机床快速进展采纳 5 轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具正确几何外形进行切削，不仅光滑度
6、高，而且效率也大幅度提高；一般认为，1 台 5 轴联动机床的效率可以等于 2 台 3 轴联动机床，特殊是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时， 5 轴联动加工可比 3 轴联动加工发挥更高的效益；但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了 5 轴联动机床的进展；当前由于电主轴的显现，使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小；因此促进了复合主轴头类型5 轴联动机床和复合加工机床 含 5 面加工机床）的；三）毕业设计环节的重要意义毕业设计是实现培育目
7、标的重要教案环节；毕业设计在培育高校生探求真理、强化社会意识、进行科学讨论基本训练、提高综合实践才能与素养等方面，具有不行替代的作用，是训练与生产劳动和社会实践相结合的重要表达，是培育高校生的创新才能、实践才能和创业精神的重要实践环节；最终，我们同学应秉持的仔细的态度来独立的完成这次课程设计，以此来巩固和加深我们所学的学问，并且敏捷的把所学的学问运用到现实中去；二、毕业设计任务书一）毕业设计课题名称：协作件的组合与加工二）毛坯材料： 45 钢三）零件图协作件 11. 布置任务协作件 2四）设计要求：2. 上机绘出二维图，标注尺寸和技术要求 使用 CAD或 CAD/CAM软件完成）并绘出和打印三
8、维立体图3. 零件图工艺分析4. 确定加工次序5. 挑选加工用刀具6. 合理挑选切削用量7. 拟定数控车削卡片加工工序8. 依据加工工序步骤编写加工程序手工编程自动编程均可）9. 完成工件的加工和数控仿真加工10. 编写整理毕业设计说明书11. 答辩五）设计说明说要求1. 说明书一份， 5000 字左右；2. 应有与课题相适应的设计图纸及图表，提倡用运算机绘图；3. 说明书统一用 A4 纸打印；4. 指导老师可依据课题情形另提详细要求；三、二维图协作件 1协作件 2四、三维图协作件 1协作件 2五、零件的工艺分析在编制零件机械加工工艺规程前，第一应讨论零件的工作图样和产品装配图样，熟识该产品的
9、用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；明白并讨论各项技术条件制订的依据， 找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采纳适当的措施加以保证；工艺分析的目的，一是审查零件的结构外形及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的明白，以便制订出合理的工艺规程；一）零件图分析：该零件属于协作件，需要工件一与工件二的协作，所以在零件的协作上要着重留意；另外该零件也涉及到孔加工，沟槽加工，倒角；二）尺寸分析该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下： 协作件一： 30、 25经查表加工精度等级为IT
10、6 ，同轴度 0.01 ，跳动0.015 ；协作件二： 30、 25经查表加工精度等级为IT7 ，同轴度 0.01 ，跳动0.015 ；粗糙度 1.6 3.2 ，全部的面均需要加工；未注公差依据国家标准 GB1804-f 的精密级别查取公差，表面粗糙度Ra3.2 在精镗、半精车阶段可达到； Ra1.6 精镗、半精车、精车阶段可达到要求；三）材料的挑选依据任务书要求，选用 45 钢四）毛坯的选用毛坯尺寸选用 55 100 和 55 100 圆柱体锻件；六、刀具挑选刀具的挑选不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量，刀具不仅要求精高、强度大、刚性好、耐用度高、而且要求尺寸稳固、安装调试便利；依
11、据生产成本以及经济效益、机床设备的稳固性以及加工精度，所以挑选高性能高速钢，此刀具耐热性、耐磨性，热稳固性高；依据以上的原就，加工该零件所制定的刀具卡片如下；协作件二协作件一：刀具号刀具名称刀杆长度刀杆宽度刀片类型刀片厚度刀片边长刀尖角刀具半径1钻头/112镗刀16030菱形2575/3割刀1608割刀片312/4外圆车刀16020菱形21235/5球头刀40080球形/50刀具号刀具名称刀杆长度刀杆宽度刀片类型刀片厚度刀片边长刀尖角刀具半径1外圆车刀16020菱形31255/2割刀1608割刀形312/七、数控加工工艺卡产品型号零件图号15 / 26机械加工工艺过程卡片产品名称协作件零件名称
12、协作件一共1页 第1页材 料 牌 号45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸55 100每毛坯件数每 台 件 数备 注工工 名序号序 称车工工序内容间段设 备工艺装 备工时准终单件1钻孔钻孔22 44车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、钻头2镗孔镗台阶孔车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、镗刀3切槽切槽35 5车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、槽刀4车外圆车外圆车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀5切断切断刀切断车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、切断刀调头调头装夹6圆弧圆弧加工车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀标记 处数 更换文件号签字日 期 标记 处数 更换文件号签字日期设 计
13、日 期）校 对日期）审 核日期）标准化 日期）会 签日期）谭德森2021.10.52021.10.52021.10.52021.10.5产品型号零件图号产品名称协作件零件名称协作件二共1页第1页机械加工工艺过程卡片材 料 牌 号45钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸55 100每毛坯件数每 台 件 数备 注工工 名序号序 称车工工序内容间段设 备工艺装 备工时准终单件1车外圆外圆车刀车外圆车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀2切断使用切断刀切断车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、切断刀3调头车圆弧使用外圆车刀车圆弧车CJK6240通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀标记 处数 更换文件号签字日 期
14、标记 处数 更换文件号签字日期设 计日 期）校 对日期）审 核日期）标准化 日期）会 签日期）谭德森2021.10.52021.10.52021.10.52021.10.5八、切削用量的挑选合理挑选切削用量的原就是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本；详细数值应依据机床说明书、切削用量手册，并结合体会而定；一）加工条件工件材料： 45 钢调质处理，硬度 220-240HB，取 220；机床：数控车床 CJK6240；二）切削参数的挑选根据切削用量手册，可以查出下表所示的加工过程中各工步的切削参
15、数：协作件一工步号工步内容T码刀种类规格刀 辅 具长度具半径宽度半径补偿主轴转速n切削速度Vc进给量f切削深度ap01钻孔22 4401钻头16011/0.480080804402镗台阶孔02镗刀160/0.41200801201.503切槽03槽刀160/30.41200701006.504车外圆04车刀160/0.4800601601.505切断03槽刀160/30.412006080/掉头06加工圆弧05球头刀40050/1120060804.2526 / 26协作件二工刀具主轴切削进给切削深步工 步 内 容号T种类规格码刀 辅 具长度半径转速宽半径n度补偿速度Vc量f度ap01车外圆0
16、1车刀160/0.41200801601.502切断02槽刀160/30.412008080/调头03车圆弧01车刀160/0.4120060120/三）精加工余量的确定工件一：镗内台阶孔时的精加工余量X 方向为 0.5 ， Z 方向为0.3 ，车外圆时的精加工余量 X 方向为 0.4 ，Z 方向为 0.3 ， 加工圆弧时的精加工余量为 0.5 ，工件二：车外圆时的精加工余量X方向为 0.4 ，Z 方向为 0.3九、零件加工编程协作件一%1234T0101 M03S800 G00X100Z80 X0Z3G01Z-44F80G04X1 G00Z3 X100Z80 M00 T0202 X8Z3G7
17、2U1.5R1P10Q20X-0.5Z0.3F200 N10G42G00X30G01Z-2.5F120S1200 X25Z-32.5Z-35.5N20G01G40X8 G00Z3 X100Z80M00 T0303G00X100Z80 X52Z-34.75 G01X35F80 G04X1 G00X52Z-36.75G01X35 G04X1 G00X52 X100Z80 M00 T0404X52Z3S800 G71U1.5R1P30Q40X0.4Z0.3F160 N30G41G00X38G01X48Z-2F120S1200 Z-26.27G03X45Z-28.86R3 G01X35Z-31.75Z
18、-36.75 X45Z-39.64G03X48Z-42.23R3G01Z-48 N40G00G40X52 G00X100Z80 M00T0303 G00X52Z-52G01X0F80 G00X100Z80 M30协作件二%1234T0101 M03S800 G00X100Z80 X50Z3G71U2R1.5P10Q20X0.4Z0.3F160 N10G41G00X21G01Z0G03X25Z-2R2S1200F120 G01X30Z-30Z-33 X41 X45Z-35 Z-45N20G00G40X50 X100Z80M00 T0202G00X100Z80X50Z-48 G01X0F80 G0
19、0X100Z80 M30十、加工过程 数控仿真图）协作件一：工步序号工步内容仿真图工步一用直径为 22的钻头去除深度为 44的材料工步二用镗刀镗出内台阶孔轮廓工步三用刀宽为 3的槽刀去除外圆凹槽轮廓的材料工步四用外圆精车刀车出外轮廓外形工步五切断并调头装夹工步六加工凹形圆球面协作件二工步序号工步内容仿真图工步一用刀尖角为 55度的外圆车刀车出外轮廓外形工步二切断，调头装夹工步三使用外圆车刀车圆弧十一、设计小结经过几周的设计和操作，我胜利地完成了对协作件的组合与加工的设计，加工零件的各部分尺寸和表面质量要求均达到零件图样的技术要求，整个设计方案挑选合理，程序编制正确，对二维和三维图的绘制也基本达
20、到要求，并完成了对加工过程的模拟加工；本次课题贯穿本专业所学到的谈论学问与实践操作技术，从分析设计到运算、从编程到加工，同时本次选题供应了自主学习，自主挑选，自主完成的机会；毕业设计有实践性，综合性，探干脆， 应用性等特点，本次选题的目的是数控专业教案体系中构成数控技术专业学问及专业技能的重要组成部分，通过本课题设计，我对数控加工的整个过程有了较全面的懂得；经过设计中对刀具的挑选， 我对数控机床工具系统的特点和数控机床刀具材料及使用范畴有了较深的明白，基本把握了数控机床刀具的选用方法；经过设计制订加工工艺方案，进一步明白了工件定位的基本原理、定位方式以及定位元件的种类与特点，对教材中有关定位基
21、准的挑选原就与数控加工夹具的挑选方法有了更深的懂得；经过编制零件的加工程序， 基本熟识数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序的结构与格式，对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、帮助程序段的数值运算等有了进一步的熟识；另外，我仍学会了利用自动编程软件对零件进行造型 、加工轨迹生成、后置处理及加工程序向机床传输加工等技术和方法；本次设计，完成了从零件图纸的分析改进、到数控车铣加工的 全过程； Auto CAD、Mastercam X、UG、Pro/E 等 CAD /CAM一体化软件在制造行业中的应用，大大提高了零件设计制造效率，取得了 显著的经济效益； 为了最大程度提高制造效率，削减修改时间，
22、 广泛应用软件 .交互式图形编程技术的学习 也就是我们常说的CAM编程的要点）可分三个方面 , 培育了标准化、规范化的工作习惯；对于常用的加工工艺过程应进行标准化的参数设置，并形成标准的参数模板，在各种产品的数控编程中尽可能直接使用这些标准的参数模板，以削减操作复杂度，提高牢靠性；、重视加工工艺的体会积存，熟识所使用的数控机床、刀具、加工材料的特性，以便使工艺参数设置更为合理；通过本设计的实践，真实的体会到理论必需与生产实践相结合；教材中所学到的很多内容在实践中得到了印证；但在详细操作中也显现了一些意想不到的问题；在工艺方案确定后，加工程序也经过多次调试、修改才最终完成了零件的加工；这次毕业设
23、计，给我最大的体会就是娴熟操作技能来源我们对专业的娴熟程度；比如，我们想加快编程程度，除了对各编程指令的娴熟把握之外，仍需要你把握零件工艺方面的学问，对于夹具的挑选，切削参数的设定我们必需特别清晰；在上机操作时，我们只有练习各功能键的作用，在编程时才得心应手；因此，我总结出一个结论“理论是指导实践的基础，只有不断在实践中总结验，并对从前的理论进行吸取和创新，自己的水平会很快的提高”；本次设计由于设计时间较紧，且相关模块比较多，加之设计体会的不足，在零件的整体设计及工艺分析方面，有待于进一步的完善和改进；其中错误之处在所难免，期望各位读者批判指正；十二、参考文献【1】机械制造基础 / 韩春鸣主编
24、，北京：化学工业出版社【2】互换性与测量技术基础 / 马霄主编，北京：北京理工高校出版社【3】机械制图 / 刘力主编，北京：化学工业出版社【4】机械制造工艺 / 张绪祥、王军主编，北京 : 高等训练出版社【5】机械设计基础 / 陈立德主编，北京：高等训练出版社【6】机械设计基础课程设计指导书 / 陈立德主编，北京：高等训练出版社【7】机械制造工艺设计简明手册 / 李益民主编，北京：机械工业出版社【8】Pro/ENGINEER Wildfire3 ， 0 应用与实例教程 / 顾吉仁、李玉满、周华军主编，北京：中国电力出版社【9】数控加工工艺与编程 / 陈洪涛主编，北京：高等训练出版社【10】机械设计师手册 / 吴宗泽主编，北京：机械工业出版社【11】机械加工工艺师手册/ 杨叔子主编，北京：机械工业出版社【12】公差与协作有用手册/ 方昆凡主编，北京：机械工业出版社【13】简明机械零件设计手册 / 朱龙根主编，北京：机械工业出版社【14】机械零部件设计禁忌 / 于惠力、潘承怡、向敬忠、冯新敏主编，北京：机械工业出版社