[精品资料]毕业设计资料 跳绳手柄

毕业设计说明书1.零件图的分析1.1零件图的正确性及完整性分析零件图是制造和检验零件的依据；零件图的内容应包括1. 图形、2. 尺寸、3. 技术要求、4. 标题栏。此次毕业设计为配合件，零件图采用三视图进行表达，能够清晰的表达出零件本体、尺寸及相关的技术要求、形位公差、表面粗糙度的技术要求并且符合相关要求。在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。1.2零件结构及结构工艺性分析该零件为跳绳手柄，分为两个组成部分，分别为手柄帽、旋转手柄，其中手柄帽、旋转手柄之间用螺纹连接构成的回转体配合件。零件结构工艺性好还是差对其工艺过程的影响非常大，不同结构的两个零件尽管都能满足使用性能要求，但它们的加工方法和制造成本却可能有很大的差别。良好的结构工艺性就是指在满足使用性能的前提下，能以较高的生产率和最低的成本而方便地加工出来。3零件精度及技术要求分析零件精度手柄帽（1）首先毛坯的外形尺寸为5080mm，加工后要求达到一定的精度要求。 （2）零件上表面螺纹要达到M202长15mm的要求，能够与跳绳手柄的旋转手柄实现螺纹配合。（3）零件加工时保证不同的长度尺寸和直径尺寸及表面粗糙度要求。（4）零件的外轮廓要光滑去除毛刺。旋转手柄（1）首先毛坯的外形尺寸为50160mm，并要求达到一定的表面粗糙度。（2）零件加工后保证不同的长度尺寸和直径尺寸，能够实现与手柄帽之间的配合。（3）零件加工后要去除毛刺。技术要求分析（1）加工表面的尺寸精度；（2）主要加工表面的形状精度；（3）主要加工表面之间的相互位置精度；（4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；（5）热处理要求；（6）其它要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺要求等）。要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求，因主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。2.设备选择该零件为跳绳手柄，分为两个组成部分，分别为手柄帽、旋转手柄。其中手柄帽、旋转手柄之间是用螺纹连接构成的配合件。工件的材料采用的是铸铝合金中的铝硅合金。该零件的加工精度和配合精度要求较精密，必须保证配合精度。本工件采用华中世纪星进行加工，机床型号为CKA6140，夹具采用三爪卡盘对工件进行装夹，要将工件的加工部位露出卡盘外，并且保证工件的有效夹紧度。根据学校现有设备可选择数控车床对工件进行加工。其它还应选择合适的刀具及量具（如：90度外圆车刀、切断刀、螺纹刀、2550mm、5075mm外径千分尺、0150mm游标卡尺、通规、止规等）。3.零件定位基准及装夹方式的确定3.1正确选择定位粗基准及精基准选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，并注意应尽快获得精基面。在具体选择时考虑下列原则：（1）如果主要要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。（2）若主要要求保证加工面与不加工面间的位置要求，则应选不加工面为粗基准。（3）作为粗基准的表面应尽量平整光洁，有一定面积，以使工件定位可靠、夹紧方便。（4）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。由于毛坯已经确定采用冷拉型材的铝料，冷拉型材适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。冷拉型材的毛坯精度较高,外圆柱表面的毛坯余量均匀。所以，可以直接采用铝棒的外圆柱表面作为粗加工定位基准。以毛坯的外圆柱表面作为粗定位基准，加工出零件的精加工定为基准。这样可以确保重要表面的精加工余量，采用外圆柱表面作为粗加工定位基准，达到了简单、方便、快捷的目的。缩短了加工时间，提高了生产效率。选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。精基准的选择应遵循以下原则：1.基准重合原则；2.准统一原则；3.自为基准原则；4.互为基准原则；5.所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。结合学校的现有设备、零件的加工要求及毛坯的质量，应以设计基准作为定位基准，这样设计基准与定位基准重合满足基准重合原则。3.2确定合理的装夹方式该工件采用三爪自定心卡盘夹持工件，要将工件的加工部位露出卡盘外，并且保证工件的有效夹紧度。三爪自定心卡盘的三个爪是同步运动的，能够自动定心，一般不需找正。三爪自定心卡盘装夹工件方便、省时，自动定心好，但夹紧力较小，所以适用于夹紧外形规则的中、小型工件。4.选择刀具及对刀4.1正确选择粗、精加工刀具（附刀具卡）因为该件为单件小批量生产，要求有一定的精度，而且在加工过程中每次背吃刀量不大，对刀具的磨损不严重，为了节省加工时间，减少换刀次数。所以，在粗精车加工时采用的刀具相同。数控加工刀具卡片产品名称或代号跳绳手柄零件名称旋转手柄零件图号TS-01程序编号%2000序号刀具号刀具名称刀杆规格刀柄规格刀片材料备注1T010190外圆刀1002020硬质合金2T0202外切断刀1002020硬质合金3T0303外螺纹刀1002020硬质合金45678910编制李静审核姜庆华批准共1页第1页数控加工刀具卡片产品名称或代号跳绳手柄零件名称手柄帽零件图号TS-01程序编号%1000序号刀具号刀具名称刀杆规格刀柄规格刀片材料备注1T0101内切断刀1002020硬质合金2T020260内螺纹刀1002020硬质合金3T0303内孔刀1002020硬质合金4T0404中心钻A型高速钢5T0505麻花钻 15高速钢6T0606外圆刀1002020硬质合金7T0707钻头4高速钢编制李静审核姜庆华批准共1页第1页4.2确定对刀方式及对刀点该零件的加工采用的是手动试切对刀。手动对刀的基础是通过试切零件来对刀，采用“试切测量调整”的对刀模式。手动对刀要较多地占用机床时间，但由于方法简单，所需辅助设备少，因此普遍应用于经济型数控机床中。手动试切对刀即工件定位装夹后，装夹好工件和刀具；进入手动方式；车端面，在X方向退刀并在刀偏表中将系统Z坐标设为0，X坐标不变；车外圆510mm，在Z方向退刀，并在刀偏表中将系统X坐标设为0，Z坐标不变。对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置关系的点，是确定工件坐标系与机床坐标系的关系的点。对刀点的选择原则是：1.便于用数字处理和简化程序编制；2.在机床上找正容易，加工中便于检查；3.引起的加工误差小。对刀点可选在工件上，也可选在工件外面(如选在夹具上或机床上)但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。4.3合理确定换刀点数控程序中指定用于换刀位置的点。在数控车床上加工零件时，需要经常换刀，在程序编制时，就要设置换刀点。换刀点的位置应避免与工件、夹具和机床干涉。换刀时，应把刀具退到机床的安全位置应远离加工中的工件。本次加工时将换刀点定在X100 Z100处。5.制定合理的加工方案由于该零件毛坯采用冷拉型材，毛坯尺寸精度高，因此该零件的表面加工要去除多余毛坯，根据表面的精度和粗糙度要求选定最终的加工方法采用精车，然后再确定精加工前准备工序的加工方法为粗车，最后根据工件材料的性质、工件的结构和尺寸、具体的生产条件及工件的特殊要求确定出不同的加工方案，然后进行对比选择出较为合理的一套加工方案对工件进行实际加工。下面就零件各加工表面的尺寸精度、形状精度以及采用的加工方案分析如下：1）手柄帽的外圆R3.5和R5圆的逆弧，表面粗糙度为， 可采用先粗车后精车的方法进行加工。2）手柄帽的两端面，表面粗糙度为，可采用先粗车后精车的方法进行加工。3）手柄帽的内螺纹，可采用60的螺纹刀进行加工，要达到零件要求的标准。4）旋转手柄的外表面、，表面粗糙度为，可采用先粗车后精车的方法进行加工。5）旋转手柄的外圆弧逆圆 R10、R40和R80顺圆面粗糙度为， 可采用先粗车后精车的方法进行加工。6）旋转手柄的外螺纹，可采用60的螺纹刀进行加工，要达到零件要求的标准。7）旋转手柄的两端面，表面粗糙度均为，可采用先粗车后精车的方法进行加工。5.1划分数控加工工序在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。为减少加工时间，本次加工划分工序是按装夹次数划分的工序。旋转手柄的加工工序:工序一：粗、精车加工右端外圆；切槽；车螺纹。工序二：掉头粗、精加工左端外圆并保证全长。手柄帽的加工工序工序一：粗、精加工外部轮廓；并打出4孔。工序二：掉头加工外圆并保证全长；打中心孔；钻孔；粗车内孔；精车内孔；切内槽；车内螺纹。5.2合理确定工步顺序及走刀路线（附走刀路线图）在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工，为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。如同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行；按刀具划分工步，某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。旋转手柄的工步顺序：工序一：(1)外圆刀粗加工右端外部轮廓(2)精加工右端外部轮廓(3)切槽(4)车螺纹工序二：(1)掉头去除多余毛坯并粗加工外部轮廓保证全长(2)精加工外部轮廓手柄帽的工步顺序：工序一：(1)外圆刀粗加工外部轮廓(2) 精加工外部轮廓(3) 钻4孔工序二：(1) 掉头去除多余毛坯并加工外部轮廓保证全长(2) 打中心孔(3) 钻15孔(4) 粗加工内孔(5) 精加工内孔(6) 加工内槽(7) 车内螺纹6.合理确定切削用量6.1确定背吃刀量背吃刀量是根据余量确定的。在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能的选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。一般当毛坯直径余量6mm时，根据加工精度考虑是否留出半精车和精车余量，剩下的余量可一次切除。当零件的精度要求较高时，应半精车、精车余量，半精车余量一般为0.5mm左右，所留精车余量一般比普通车削时所留余量少常取0.10.5mm。背吃刀量是指主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向和进给运动方向所组成的法线方向上测量的值，背吃刀量也是工件待加工表面与已加工表面间的垂直距离。对于外圆车削，背吃刀量等于工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离。6.2确定切削速度及主轴转数1) 手柄帽外部轮廓粗加工决定切削速度 根据表1.10，当=630700MP， ，时， ，切削速度的修正系数均为一，故n=514r/min由实际经验得 这时实际的切削速度精加工决定切削速度 根据表1.10当=630700MP =0.25mm/r所以v=222m/minn=827r/min由实际经验得n=800r/min这时实际的切削速度v=53m/min孔的加工粗加工决定切削速度 根据表1.10当 =630700MP、 f=0.54mm/r所以v=138m/minn=339r/min由实际经验得n=300r/min这时实际的切削速度v=63m/min精加工决定切削速度 根据表1.10当 =630700MP、 f=0.38mm/r所以v=156m/minn=605r/min由实际经验得n=600r/min这时实际的切削速度v=88m/min旋转手柄的加工粗加工外圆决定切削速度 根据表1.10当 =630700MP 所以.n=805r/min由实际经验得 n=800r/min这时实际的切削速度v=83m/min精加工决定切削速度 根据表1.10当=630700MP f=0.25mm/r所以v=222m/minn=1140r/min由实际经验得n=1000r/min这时实际的切削速度v=98m/min加工槽决定切削速度 由切削用量简明手册表1.10可知：=710-790MP 故n=430r/min根据CKA6140，选择n=400r/min这实际切削速度v=98m/min螺纹刀：决定切削速度 由切削用量简明手册表1.10可知： ：=440-490 第一次的切削速度 n=490r/min根据CKA6140，选择n=400r/min6.3确定进给量及进给速度1) 加工外部轮廓粗加工决定进给量f半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的饿限制.根据切削用量简明手册表1.6,当表面粗糙度 根据CKA6140车床说明书,选择精加工决定进给量 f 半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的饿限制.根据切削用量简明手册表1.6,当表面粗糙度 =0.250.4根据CKA6140车床说明书,选择=0.25孔的加工粗加工决定进给量 f 半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制.根据切削用量简明手册表1.6,当表面粗糙度mm、=2.0mm=0.40.6mm/r根据CKA6140车床说明书,选择=0.54mm/r精加工决定进给量 f 半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的饿限制.根据切削用量简明手册表1.6,当表面粗糙度mm、=1.0mm=0.250.4mm/r根据CKA6140车床说明书,选