机电系毕业设计(球头手柄件的模拟数控加工)

1、。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，

2、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5040)铝 0 畫一0M)田污孟二 X图22.1 零件图样分析1. 结构分析该图零件由圆柱

3、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? 38h81.6孔? 30G83.2? 28h81.6圆弧R143.2切槽5X? 21螺纹M20X1.5外圆弧SR141.6外圆柱? 30f83.2外切槽? 176.3外螺纹M20X1.53.毛坯、余量分析零件一：采用 35 X 80的毛坯，外圆 30粗加工后留0.2的余量，外圆 16的粗车后留0.25的余量，SR14的圆弧粗加工后留0.2的余量.零件二：采用 40X 100的毛坯，外圆 38粗加工后留0.3的余量， 30的孔 粗车后留0.25的余量， 28的孔镗后留0.3的余量.4结构工艺性分析零件一：先夹紧

4、35的毛坯面车 30的圆柱面，再车M20X1.5的圆柱面，切 17的槽，加工M20X1.5外螺纹，再切断.掉头夹紧铜皮包裹M20X1.5的螺纹端， 车SR14勺球和 16圆柱面。零件二：先夹紧 40的毛坯面车 38的圆柱面，镗 30， 20.02的孔， 再切断，掉头夹 38的圆柱面镗 30, 28的孔，镗R14的圆弧面。2.2 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2.3 工艺方案拟定 通过查阅实用机械加工工艺手册 零件一 :端面 30

5、f8 外圆面 16外圆面SR14勺圆球面零件二：端面 38h8外圆面 30G8, 20.2 孔 28G8, 30G8孔P25 , 得出各表面的加工方案如下粗车粗车-半精车粗车-半精车-精车粗车-半精车-精车粗车粗车-精车粗镗-精镗粗镗-精镗粗镗-精镗R14I的圆弧2.4 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 FANU卧式OiT数控车床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。第二道工序是轮廓加工。第三道工序是按图样要求全部检验。3.1 加工顺序（工

6、步顺序）1. 工序1：外圆加工 （零件一 ）加工的容有车平端面，先粗车30f8的外圆，车M20X1.5的圆柱面，然后再 精车外圆，切 17的槽，加工M20X1.5外螺纹，切断。2 .工序2:掉头夹紧铜皮包裹M20X1.5勺螺纹端,先粗车 28的外圆面， 再加工SR14勺球和 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）加工的容有车平端面，先粗车38h8的外圆，然后再精车外圆，切断。2工序 2:轮廓加工。加工的容有用15的钻头钻15的孔，镗30孔，镗20孔，镗28孔和R14的圆弧面，切5X 21的槽，车M2（X 1.5的螺纹3. 工序3:按图样要求全部检3.2 装夹

7、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。3.3 走刀路线的确定通过查阅实用机械加工工艺手册 P25 ,得出各表面的加工方案如下：零件一：为进给路线为进给路线为进给路线零件二： 38h8外圆面粗车 38h8外圆面 30G8 20.2 的镗孔精车粗车 30G8 20.2的镗孔半精车切槽 28G8, 30G8孔精镗3.4 选择刀具T1号刀一一95外圆车刀加工容：粗精车38,30,圆表面。M20X1.5 外T2

8、号刀一一割槽刀（3mm加工容：分别在长78mm 64 mm勺地方切断。T3号刀 15m钻孔加工容：在工件上钻 15mr的通孔。T4号刀一镗孔刀加工容：粗精镗 30， 20.02 ， 28，R14的圆弧。T5号刀槽刀 (5mm)加工容：切5X21的槽。T6号刀螺纹加工容：车M20X 1.5的螺纹。T7号刀外槽刀加工容：切5X17的外槽。T8号刀外螺纹刀加工容：车M20X 1.5的螺纹T9号刀外圆车刀加工容：精车SR14勺球面和圆柱面3.5 确定工序尺寸1. 由图1再通过查阅实用机械加工工艺手册，其工艺路线为30f8外圆 的工序尺寸确定：加工方案：粗车半精车 确定经济精度： 粗车： IT 1 2

9、；半精车： IT9 确定加工余量： 粗车余量： 0.2mm2. 16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： IT 1 4 ；半精车： IT1 0 ；精车： IT8 确定加工余量：粗车： 0.2mm；3.SR14球面的工序基本尺寸：确定经济精度：粗车： IT14 ；半精车： IT1 0 ；精车： IT8确定加工余量：粗车： 0.2mm；4. 17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：IT12 ;半精车：IT10确定加工余量：粗车： 0.25mm;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 38h8外圆的工序尺寸确定：加工方

10、案：粗车半精车确定经济精度：粗车： IT12 ;半精车： IT9确定加工余量：粗车余量： 0.25mm2. 30G8孔的工序尺寸确定：加工方案：半镗精镗确定经济精度：粗车： IT14 ;半精车： IT10确定加工余量：粗车： 0.2mm;3. 20.02 孔的工序基本尺寸：粗镗： 20.02mm精镗： 20.02mm4. 30G8孔的工序尺寸确定：加工方案：半镗精镗确定经济精度：粗车： IT14 ；半精车： IT10确定加工余量：粗车： 0.2mm；5. 28孔的工序尺寸确定：加工方案：半镗精镗确定经济精度：粗镗： 0.1 ；精镗： 0.06确定加工余量：粗车： 0.15mm；3.6 确定切削

11、用量1精车外轮廓所用刀具为T1, 95外圆车刀，刀具尺寸25X 25,型号是PTGNL2525M16 加工38余量为1mm因为加工量比较大，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1.6Ra/卩m,要求比较高，查机械加工切削 数据手册得： f=0.29mm/r查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 140 mm/min, 因此根据公式 vc=n dwn/1000 求得转速 n=1100。2、钻孔所用刀具为T3,麻花钻，刀具直径 15,型号是SD10-15.0-31-10R1，查 机 械加工切削数据手册得 : f=0.25mm/r查机械加工切削数据手册 得: 切削速

12、度为 20 mm/min, 因此根据公式 vc= n dwn/1000 求得转速 n=550。3、粗镗螺纹端孔所用刀具为T4,镗孔刀，刀具尺寸25X 25,型号是DCLNL2525M12加工36 余量为0.3mm加工30余量为0.3mm因为加工量比较小，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 0.3。查机械加工切削数据手册得： f=0.18mm/r查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 150 mm/min, 因此根据公式vc= n dwn/1000 求得转速 n=900。4、精镗螺纹端孔所用刀具为T4,镗孔刀，刀具尺寸25X 25,型号是DCLNL

13、2525M,加工36 余量为0.3mm加工30余量为0.3mm因为加工量比较小，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 0.3。查机械 加工切削数据手册得：f=0.18mm/r查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 150 mm/min, 因此根据公式 vc=ndwn/1000 求得转速 n=1200。5、粗镗球端所用刀具为T4,镗孔刀，刀具尺寸25X 25,型号是DCLNL2525M,加工30 余量为0.3mm因为加工量比较大，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1.6Ra/卩m,要求比较高，查机械加工切削数据 手册

14、得：f=0.29mm/r查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 140 mm/min, 因此根据公式Vc= n dwn/1000 求得转速 n=1000。6、粗镗球端所用刀具为T4,镗孔刀，刀具尺寸25X 25,型号是DCLNL2525M,加工30 余量为0.3mm因为加工量比较大，所以分1次走刀切除30的全部余量，背吃刀 量为1.5。根据表面粗糙度要求1.6Ra/卩m,要求比较高，查机械加工切削数据手册得：f=0.29mm/r查机械加工切削数据手册得 : 切削速度为 140 mm/min, 因此根据公式Vc=n dwn/1000 求得转速 n=1200。数控加工程序根据数控实训中心的数控机

15、床切削性能，我选择 SIMENS802卧式CK752数 控车床。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：O00001;T0101;G00X15M08;G54G00G90X40Z3;G71U2R1;（粗车 30f8 的外圆，M20X1.5的圆柱面）N10 X15.805Z3;G01X19.805Z-2;Z-23;X30;Z-28;N20 X40;G70P10Q20F0.1S1200; （半精车） G00X40Z20;T0707;切 17的槽）（加工M20X1.5勺外螺纹）G00X40;Z-23S500;G01X17F0.2;G00X40Z20;T0808;G00X2

16、0Z3S500;G92X19.2Z-19F1.5;X18.6;X18.2;X18.05;G00X40Z20;T0202; （割断） G00X40;Z-67S500;G01X1F0.08;G00X40Z20;M05;M30;零件一的左端加工O00002T0909;M03G97S1000;M08;G54G00G90X40Z3;G71U2R1;（粗车 28外圆面）N10 G00X28Z3;G01Z-36;N20 X40;G73U10W0R6;（粗车 SR1的球面， 16的圆柱面）N30 G01X0Z0;G03X28Z-14R14;G03X16Z-25.5R14;G01Z-36;N40 X40;G70

17、P30Q40S1000F0.1;G00X40Z20;M05M09;M30;零件二左端加工O00003T0101;M03G97S1000;M08;G00G90G54X40Z3;G71U2R1;N10 G00X38Z3;G01Z-78;N20 X40;G70P10Q20S1000F0.08;G00X40Z20;T0303;G00X0Z3S500;G01Z-80;G00Z20;精车）（粗车38h8外圆面）精车）钻 15的通孔）T0404;S800;G71U2R1;N30 G01X30Z0;Z-5;X20.2;N40 Z-33;G70P30Q40F0.1S1000;G00X40Z20;T0505;G0

18、0XOZ3;G01X0Z-33;G01X21F0.1;G00X0Z20;T0606;S300;G00X18Z3;Z-4;G92X21Z-29F1.5;X21.6;X22;G00X0Z20;X40;（粗镗30G8,20.2孑L）半精车）（切5X21槽）（加工M20X1.5的螺纹）T0202;（切断，准备调头加工）G00X40Z-81S500;G01X1F0.08;G00X40Z20;M05;M30;零件二右端加工O00004T0404;M03G97S800;M08;G00G90G54X40Z3;G71U2R1;（粗镗 28G8, 30G8孔及加工 R14圆弧）N10 G01X30Z0;Z-5;X

19、28;Z-27;G03X15Z-38.8R14;N20 X5;G70P10Q20F0.1S1000; （精镗）G00Z20;M05；M30;数控加工过程1 、 操作过程：零件一：先做长62m总长，做好总长后，夹毛坯35的外圆，车螺纹端外 圆，然后切槽，再加工M20X1.5外螺纹。掉头，夹紧铜皮包裹M20X1.5的螺 纹端，车球端外圆柱，再车16车圆柱，车SR14勺球。零件二：做长78mr#长，做好总长后，夹毛坯40的外圆，车孔端外圆， 然后钻15的孔，镗15的孔到20.02，掉头夹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

20、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

21、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 CAD UG 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，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

22、 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 . 我们要发扬 实习期间的能力和精神， 成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

23、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。市职业大学机械加工 工艺过程 卡片产品型号SK073G1零件图号SK03G1-001-01产品名称数控073G1零件名称球头手柄材料牌号45毛坯种类棒毛坯外形尺寸料 35 X 80备 注工序号工序名称工序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 页市职业大学数控加工工序卡片：产品型号SIK073G1零件图 号SK03G1-001-0

24、1产品名称数控073G1零件名 称球头手柄材料牌号45毛坯种类棒奉料-毛坯外形尺寸 35 X 80备注工序号工序名称设备名称设备型号；程序编号:夹具代号夹称g具名冷却液车间1加工螺纹端轮 廓卧式车床OiT、YL0.MPF盘三爪卡实训中心工 步 号工步容刀具口号刀具量具及检具主轴转 速(r/min)切削速 度(m/min)进给速 度(mm/r)背吃刀量(mr)备注1夹 35表面，粗车外圆尺寸 30T1游标卡尺11000.2922车左端面T19000.33粗车M20X1.5外螺纹圆柱面T16000.204精车圆柱面T2千分尺12000.1815切槽T75000.151.25c6车外螺纹T8止规79

25、517在62m处切断T6游标卡尺4000.31编制|审核|批准共2页第1页 |市职业大学数控加工工序卡片产品型号SIK073G1零件图 号SK03G1-001-01产品名称数控073G1零件名 称球头手柄材料牌号45毛坯种类棒料毛坯外形尺寸 35 X 80备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号:夹具代号夹称g具名冷却液车间2加工球面端轮 廓卧式车床OiTYL3.MPF盘三爪卡实训中心工 步 号工步容刀 具 号刀具量具及检 具主轴转 速(r/min)切削速 度(m/min)进给速 度(mm/r)背吃刀量(mr)备注1掉头车SR14球的圆柱面T1游标卡尺3500.212切槽T7游标卡尺5000

26、. 1513精车SR14球面及圆柱面T9千分尺12000.1814去毛刺编制审核批准共2页第胃1页市职业大学数控加工刀具卡片产品$ 型号SK073G1零件图 号SK03G1-001-01产品! 名称数控073G1零件名 称球头手柄材料牌号-45毛坯种类棒料毛坯外形 尺寸 35X 80备昏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OiT三爪卡盘实训中心工 步 号刀 具 号刀具各 称刀具型号刀片(mm )刀柄型号刀具补偿量(mm)备注型号牌号直 径/mm刀 长mm)4T7切槽刀LF123H13-2525-16N123H2-0400-0003-GMG

27、C-40250.41205T9外圆精车刀PCLNL2525M2IDNMG150404-PF:GC40150.4140编制审核批准丨共尖1 页第1页市职业大学机械加工工艺过程卡 片产品型 号SK073G1零件图 号SK03G1-001-02产品名 称数控073G1零件名 称轴套材料牌号45毛坯种 棒料 类毛坯外形尺寸 40X100备注工序 号工序名称工序容车间工 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 页市职业大学数控加工工序卡片j产品型号SIK073G1零件图 号SK03G1-001-

28、02产品名称数控073G1零件名 称轴套材料牌号45毛坯种类棒料1毛坯外形尺寸 40X 100备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号:夹具代号夹称g具名冷却液车间2车左端轮廓卧式车床OiT、JZJ0.MPF盘三爪卡实训中心工 步 号工步容刀 具 号刀具量具及检具主轴转 速(r/min)切削速 度(m/min)进给速 度(mm/r)背吃刀量(mr)备注1夹 40表面，粗车外圆尺寸 38T150m的游标卡尺11000.2922车左端面T19000.33钻通孔 15T26000.204粗镗左端孔 30, 19.8并倒角T3孔千分尺8500.1215切槽T45000.151.25c6车螺纹T5塞规79517精车外轮廓T150m的游标卡尺12000.1818掉头夹 38粗镗轮廓T3孔千分尺8500.1229精镗轮廓T3孔千分尺12000. 18110在80m处切断T650m的游标卡尺4000.31编制审核批准共2页第1页市职业大学数控加工工序卡片产品型号SIK073G1零件图 号SK03G1-001-02产品名称数控073G1零件名 称轴套材料牌号45毛坯种类棒料毛坯外形尺寸 40 X 100备注工序号:工序名称设备名称设备型号程序编号:夹具代号夹称具名冷却