球头手柄件的模拟数控加工

。 绪论 毕业设计是学生毕业前的最后学习阶段，是学习深化与升华的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业资格认证的重要依据。在学完了机械制造工艺与装备课程后，对机械加工工艺过程、数控加工工艺和夹具结构进一步了解的练习性的教学环节。 在设计中 ,应综合运用数控加工刀具和数控工艺 ,编程 , 数控加工进给路线设计的知识来分析与解决工程问题 ! 并在日趋进步的机械行业，数控已经成为一个必不可少的工具，数控机床也无处不在，它涉及方方面面很多的知识，因此从事这方 面工作的人必须了解那些复杂的零件的数控加工工艺，因为它是基础，它在对零件的加工有着举足轻重的作用 通过毕业设计，使学生达到以下目的：学会查阅有关资料，初步掌握编制机械加工工艺规程的方法，能较好的编制数控加工工艺；对于一般的加工内容能直接手动编制加工程序；能利用三维软件进行一般零件的造型，并能灵活运用软件自动生成加工程序；掌握设计机床专用夹具的基 本原理的方法，能根据加工要求设计出相应的夹具。提高结构设计能力 . 机械加工工艺过程分析 所示零件为轴类 零件，结构形状复杂，是适合数控车削加工的一种典型零件。下面就该零件的工艺分析过程进行分析。 图 1 图 2 图 3 零件图样分析 1结构分析 该图零件由圆柱面 ,圆弧面 ,螺纹表面构成。 2精度分析 零件图分析 表面组成 形状精度 表面粗造度 外圆面 38孔 3028圆弧 切槽 5内螺纹 外圆弧 圆柱 30切槽 17 螺纹 3毛坯、余量分析 零件一：采用 35 80的毛坯 ,外圆 30粗加工后留 外圆 16的粗车后留 零件二：采用 40 100的毛坯 ,外圆 38粗加工后留 30的内孔粗车后留 28的内孔镗后留 4结构工艺性分析 零件一：先夹紧 35的毛坯面车 30的圆柱面，再车 切 17的槽，加工 切断 包裹 车 16圆柱面 。 零件二：先夹紧 40的毛坯面车 38的圆柱面，镗 30， 切断，掉头夹 38的圆柱面镗 30， 28的孔，镗 定位基准选择 我所加工的零件是轴 ,轴类零件本身的结构特征和主轴上各主要表面的尺寸要求都决定了以轴线为定位基准 . 根据粗基准选择原则选择外圆为粗基准 ,再根据基准统一原则选择主轴中心线为精基准 工艺方案拟定 通过查阅实用机械加工工艺手册 得出各表面的加工方案如下： 零件一 : 端 面 粗车 30 粗车半精车 16外圆面 粗车半精车精车 粗车半精车精车 零件二： 端面 粗车 38 粗车精车 30 孔 粗镗精镗 28 30 粗镗精镗 粗镗精镗 加工设备选择 根据数控实训中心的数控机床切削性能，我选择 数控加工工序分析 零件一：共可以分三道工序 : 第一道工序是右 端加工。 第二道工序是左 外圆加工。 第三道工序是按图样要求全部检验。 零件二：共可以分三道工序 : 第一道工序是外圆加工。 第二道工序是内轮廓加工。 第三道工序是按图样要求全部检验。 加工 顺序（工步顺序） 1. 工序 1：外圆加工 (零件一 ) 加工的内容有车平端面，先粗车 30 然后再精车外圆 ,切 17的槽，加工 断。 2工序 2：掉头夹紧铜皮包裹 先粗车 28的外圆面，再 加工 16圆柱面 。 3工序 3：按图样要求全部检验。 1 工序 1：外圆加工 (零件二 ) 加工的内容有车平端面，先粗车 38后再精车外圆 ,切断。 2工序 2：内轮廓加工。 加工的内容有用 15的钻头钻 15的孔，镗 30孔，镗 20孔，镗 28孔和 5 21的槽，车 3工序 3：按图样要求全部检。 装夹方案和夹具的选择 采用基准重合原则 选用设计基准为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差 确定坯件的轴线和右端大端面（设计基准）为定位基准。右端采用三爪自定心卡盘定心夹紧。能方便加工以及最大限度的限制工件的自由度。 走刀路线的确定 通过查阅实用机械加工工艺手册 得出各表面的加工方案如下： 零件一 ： 外圆面为进给路线粗车为进给路线半精车外圆面为进给路线切槽外圆面 粗车为进给路线 为进给路线的球面 圆柱面， 精车零件二： 38 粗车 粗车 的球面 ， 16 圆柱面 为进给路线 38 精车 30 粗车 30 半精车 内切槽 28 30 粗镗 28 30 精镗 选择刀具 950外圆车刀 加工内容：粗精车 38, 30， 割槽刀 (3 加工内容：分别在长 7864 15 加工内容：在工件上钻 15 镗孔刀 加工内容：粗精镗 30， 28， 内槽刀 (5 加工内容：切 5 21的内槽。 内螺纹 加工内容：车 外槽刀 加工内容：切 5 17的外槽。 外螺纹刀 加工内容：车 外圆车刀 加工内容：精车 确定工序尺寸 再通过查阅实用机械加工工艺手册，其工艺路线为 30 加工方案：粗车 半精车 确定经济精度： 粗车： 精车： 定加工余量： 粗车余量： 6外圆的工序尺寸确定： 加工方案：粗车 半精车 精车 确定 经济精度： 粗车： 精车： 车： 定加工余量： 粗车： 确定经济精度： 粗车： 精车： 车： 定加工余量： 粗车： 7槽的工序尺寸确定： 加工方案：粗车 半精车 确定经济精度： 粗车： 精车： 定加工余量： 粗车： 1. 由图 2再通过查阅实用机械加工工艺手册， 2. 其工艺路线为38 加工方案：粗车 半精车 确定经济 精度： 粗车： 精车： 定加工余量： 粗车余量： 0 加工方案：半镗 精镗 确定经济精度： 粗车： 精车： 定加工余量： 粗车： 3. 粗镗： 镗： . 30 加工方案：半镗 精镗 确定经济精度： 粗车： 精车： 定加工余量： 粗车： 5. 28内孔的工序尺寸确定： 加工方案：半镗 精镗 确定经济精度： 粗镗： 镗： 定加工余量： 粗车： 确定切削用量 1精车外轮廓 所用刀具为 95外圆车刀，刀具尺寸 25 25，型号是 工 38余量为 1为加工量比较大，所以分 2次走刀切除 38的全部余量，背吃刀量为 2。根据表面粗糙度要求 m,要求比较高，查机械加工切削数据手册得： f=r 查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 140 mm/因此根据公式 000求得 转速 n=1100。 2、钻孔 所用刀具为 花钻，刀具直径 15，型号是 机 械加工切削数据手册得 : f=r 查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 20 mm/因此根据公式 000求得转速 n=550。 3、粗镗螺纹端孔 所用刀具为 孔刀，刀具尺寸 25 25，型号是 工 36余量为 工 30余量为 为加工量比较小， 所以可以一次走刀切除 38的剩余余量，再一次走刀切除 30的剩余余量，背吃刀量为 机械加工切削数据手册得： f=r 查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 150 mm/因此根据公式 000求得转速 n=900。 4、精镗螺纹端孔 所用刀具为 孔刀，刀具尺寸 25 25，型号是 工 36余量为 工 30余量为 为加工量比较小，所以可以一次走刀切除 36的剩余余量，再一次走刀切除 30的剩余余量，背吃刀量为 机械加工切削数据手册得： f=r 查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 150 mm/因此根据公式 000求得转速 n=1200。 5、粗镗球端 所用刀具为 孔刀，刀具尺寸 25 25，型号是 工 30余量为 为加工量比较大，所以分 8次走刀切除 30的全部余量，背吃刀量为 2。根据表面粗糙度要求 m,要求比较高，查机械加工切削数据手册得： f=r 查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 140 mm/因此根据公式 000求得转速 n=1000。 6、粗镗球端 所用刀具为 孔刀，刀具尺寸 25 25，型号是 工 30余量为 为加工量比较大，所以分 1次走刀切除 30的全部余量，背吃刀量为 据表面粗糙度要求 m,要求比较高，查机械加工切削数据手册得： f=r 查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 140 mm/因此根据公式 000求得转速 n=1200。 数控加工程序 根据数 控实训中心的数控机床切削性能，我选择 根据数控加工工序卡和进给路线，编写数控加工程序如下： 零件一的右端加工： 08; （粗车 30 40; （ 半精车） （切 17的槽） （加工 （割断） 零件一的左端 加工 0909; （粗车 28外圆面） 0040; （粗车 16的圆柱面） 0140; （精车） 零件二 左端 加工 0101; （粗车 38 0040; （精车） （钻 15的通孔） （粗镗 30 01 （半精车） （内切 51槽） （加工 （切断，准备调头加工） 零件二 右端 加工 0404; （粗镗 28 3014内圆弧） 015; （精镗） 数控加工过程 1、 操作过程： 零件一：先做长 62好总长后，夹毛坯 35的外圆，车螺纹端外圆，然后切槽，再加工 头，夹紧铜皮包裹 车球端外圆柱 ，再车 16车 圆 柱，车 零件二：做长 78好总长后，夹毛坯 40的外圆，车孔端外圆，然后钻 15的孔，镗 15的孔到 头夹 38的螺纹端的外圆，镗 30和 28的孔 2、工件的安装和调整方法： 三爪卡盘安装，调整的标准就是根据工件夹出卡盘的长度是否能满足需加工的长度。 3、 刀具的调整方法： 根据刀架上面装刀位置的尺寸和刀具本身尺寸确定刀具的调整方法，一般来说有两种：把刀具的厚度铣低、在装刀处加垫片。 4、 保证加工质量所用的方法： 加工质量的评定标准就是表面粗糙度和尺寸精度，表面粗糙度主要是通过合 理的选择切削用量来保证，尺寸精度可以通过调整刀具磨损来保证。 5、零件立体图： 零件图一：球头手柄 零件图二：轴套 所加工零件是合格的，所以以上所设计的加工工艺路线是合理的！ 结 论 毕业设计让我受益非浅，学到了很多新的东西， 比如工艺设计的流程，加工的方案，加工的顺序，刀柄刀具的选择，切削用量的选择，以前这些数据都是随便定的，通过这次的实习才知道真正设计的时候都是要通过查阅相关的手册得来的。 我们学习了零件的工艺分析、数控机床的选用，零件工艺方案设计，包括进给路线、加工 余量、切削用量、机床夹具的选择等内容。最终完成零件的机械加工工艺过程卡片，数控加工工序卡片，工件的定位和夹紧方案草图，数控刀具卡片，数控加工进给路线图。并且在学习以上知识的同时也练习了 G、数控仿真加工、数控机床加工等知识，既完成了课程，又对以往学习的知识进行了完整的复习，可以说是一举多得。大大提高了我们的专业水平，培养了我们掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养我们掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼我们分析与解决工程实际问题的能力。给我们 树立正确的设计思想和培养我们严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。 我们即将踏入工作岗位，为我们的未来的打下坚实的基础，让我们更好的适应工作环境，同时也锻炼了我们坚韧不拔，迎难而上的精神。锻炼了 我们发现问题，解决问题的能力。使我们的专业知识和水平更加的完善 为社会有用的人才就，为自己开创美好的未来。我的设计老师给了我很大的帮助，我了解到了好多，怎么样去完成一个工件的全部工艺流程，通过查手册，找数据，给设计过程中的所有数据都能有一个详细的标准，这是我的最终学习目的，现在的 学习为的就是以后在工作当中的熟 练运用，我认为在设计中的合理性、可靠性和使用价值；在 知识和能力方面均受益非浅。 附表 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 件图号 品名称 数控073件名称 球头手柄 材料牌号 45 毛坯种类 棒料 毛坯外形尺寸 35 80 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 1 加工螺纹端轮廓 车外圆 实训中心 卧式车床 切槽 加工 螺纹 实训中心 卧式车床 切断 2 加工球面端轮廓 车外圆 实训中心 卧式车床 切槽 加工球面 3 按图样要求全部检验 编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页 附表 数控加工工序卡 数控加工工序卡片 产品型号 件图号 品名称 数控 073件名称 球头手柄 材料 牌号 45 毛坯种类 棒料 毛坯外形尺寸 35 80 备注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 1 加工螺纹端轮廓 卧式车床 三爪卡盘 实训中心 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 量具及检具 主轴转速 （ r/ 切削速度 （ m/ 进给速度 （ mm/r） 背吃刀量 （ 备注 1 夹 35表面 ,粗车外圆尺寸 30 游标卡尺 1100 2 车左端面 900 3 粗车 600 4 精车圆柱面 千分尺 1200 5 切槽 500 6 车外螺纹 止规 795 1 7 在 62游标卡尺 400 编制 审核 批准 共 2 页 第 1 页 附表 数控加工工序卡 数控加工工序卡片 产品型号 件图号 品名称 数控 073件名称 球头手柄 材料牌号 45 毛坯种类 棒料 毛坯外形尺寸 35 80 备注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 2 加工球面端轮廓 卧式车床 三爪卡盘 实训中心 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 量具及检具 主轴转速 （ r/ 切削速度 （ m/ 进给速度 （ mm/r） 背吃刀量 （ 备注 1 掉头车 游 标卡尺 850 2 切槽 游标卡尺 500 0. 15 1 3 精车 千分尺 1200 4 去毛刺 编制 审核 批准 共 2 页 第 1 页 附表 数控加工刀具卡片 数控加工刀具卡片 产品型号 件图号 品名称 数控 073件名称 球头手柄 材料牌号 45 毛坯种类 棒料 毛坯外形尺寸 35 80 备注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 2 车球面端外圆 卧式车床 三爪卡盘 实训中心 工步号 刀具号 刀具各称 刀具型号 刀片 刀尖半径 (刀柄型号 刀具 补偿量(备注 型号 牌号 直径/长4 槽刀 123 120 5 圆精车刀 140 编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页 附表 机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片 产品型号 件图号 品名称 数控 073件名称 轴套 材料牌号 45 毛坯种类 棒料 毛坯外形尺寸 40 100 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 1 外圆加工 车外圆 实训中心 卧式车床 切断 2 内轮廓加工 钻孔 实训中心 卧式车床 镗孔 切槽 螺纹 3 按图样要求全部检验 编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页 附表 数控加工工序卡 数控加工工序卡片 产品型号 件图号 品名称 数控 073件名称 轴套 材料牌号 45 毛坯种类 棒料 毛坯外形尺寸 40 100 备注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 2 车左端轮廓 卧式车床 三爪卡盘 实训中心 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 量具及检具 主轴转速 （ r/ 切削速度 （ m/ 进给速度 （ mm/r） 背吃刀量 （ 备注 1 夹 40表面 ,粗车外圆尺寸 38 501100 2 车左端面 900 3 钻通孔 15 600 4 粗镗左端内孔 30，内孔千分尺 850 5 切内槽 500 6 车内 螺纹 塞规 795 1 7 精车外轮廓 501200 8 掉头夹 38粗镗内轮廓 内孔千分尺 850 9 精镗内轮廓 内孔千分尺 1200 0. 18 1 10 在 8050400 编制 审核 批准 共 2 页 第 1 页 附表 数控加工工序卡 数控加工工序卡片 产品型号 件图号 品名称 数控 073件名称 轴套 材料牌号 45 毛坯种类 棒料 毛坯外形尺寸 40 100 备注 工序号 工序名称 设备