畢業(yè)設計---配合件的組合與加工

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　課 題 配 合 件 的 組 合 與 加 工 </p><p>　　姓 名 ** </p><p>　　系 部 機械制造工程系 專 業(yè) 數控技術 </p><p>　　班 級

2、 ****** 學 號**************</p><p>　　指導教師 ******** </p><p>　　2010年 10月 20 日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論 </b></p>

3、<p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p><b>　　二維圖</b></p><p><b>　　3、 仿真體</b></p><p>　　4、 數控加工程序的編制內容及步驟</p><p>　　5、 數控車削加工工序</p>

4、<p>　　6、 加工用量的選擇與確定</p><p><b>　　7、 加工編程</b></p><p>　　8、 加工過程（仿真圖）</p><p><b>　　9、 刀具卡</b></p><p><b>　　二、設計小結</b></p>

5、<p><b>　　三、參考文獻</b></p><p><b>　　緒論 </b></p><p>　　制造業(yè)是國民經濟和國防建設的基礎性產業(yè)，先進制造技術是振興傳統(tǒng)制造業(yè)的技術支撐和以展趨勢，是直接創(chuàng)造社會財富的主要手段，誰先掌握先進制造技術，誰就能夠占領市場。數控技術是先進制造技術的基礎技術和共性技術，已成為衡量一個國家制造業(yè)水

6、平的重要標志之一?，F代數控技術集傳統(tǒng)的機械制造技術，計算機技術，成組技術與現代控制技術，傳感檢測技術，信息處理技術，網絡通信技術，液壓氣動技術，光機電技術于一體，是現代制造技術的基礎，它的發(fā)展和運用，開創(chuàng)了制造業(yè)的新時代，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大變化。</p><p>　　在現代制造系統(tǒng)中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特

7、點，對制造業(yè)實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數控系統(tǒng)實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統(tǒng)實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統(tǒng)集成為

8、一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。</p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展，機械產品的結構越來越合理，其性能，精度和效率勢趨提高，更換代頻繁，生產類型由大批量生產向多品種，小批量生產轉化。因此，對機械產品的加工相應地提出了高精度，高柔性與高度自動化的要求。</p><p>　　然而，在機械制造工業(yè)中，單件及中，小批量生產的零件約占機械加工總量的80%以上，尤其是在造船，航天，機

9、床，重型機械以及國防部門，其生產特點是加工批量小，改型頻繁，零件形狀復雜和精度要求高。加工這類產品需要經常改裝或調整設備，對于專用化程度很高的自動化機床來說，這種改裝和調整甚至是不可能實現的。</p><p>　　數字控制機床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批量生產的精密復雜零件提供了自動化加工手段。</p><p>　　根據機械工業(yè)教育發(fā)展

10、中心等“關于數控人才需求與數控職業(yè)教育改革的調研報告”中的統(tǒng)計數據表明，91％的數控技術人才是大專學歷及以下學歷。數控技術人才的工作崗位分為“藍領層”、“灰領層”和“金領層”，其中“藍領層”是指在生產崗位上承擔數控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人，在企業(yè)數控技術崗位中占70.2％，是目前需求量最大的數控技術人才；“灰領層”是指在生產崗位上承擔數控編程的工藝人員和數控機床維護、維修人員，在企業(yè)數控技術崗位中占25％。高等職業(yè)技術

11、教育數控技術人員的培養(yǎng)目標，主要是工作在企業(yè)生產第一線的“藍領層”和“灰領層”數控技術人才。</p><p>　　球頭螺紋軸零件的數控加工及編程課題，正是按照高等職業(yè)技術教育數控技術人員的培養(yǎng)目標，以“職業(yè)為起點，就業(yè)為導向”， “面向就業(yè)，立足崗位；強化實踐，注重技能”。基于工作過程開發(fā)項目教學，讓我們根據設計出來機械零件圖樣的技術要求，從零件的工藝分析出發(fā)，選擇零件的加工設備、夾具和刀具，確定數控加工的切削用

12、量及其它的工藝參數，制定出完整的零件數控加工工藝規(guī)程。編制出該零件的手工編程程序和自動編程程序（Mastercam X、UG NX4、Pro/E之一）,并在數控仿真軟件上運行檢驗通過。使我們在綜合復習和應用三年來學過的專業(yè)基礎知識（工程力學、高等數學、電工電子技術、PLC、金屬材料、機械設計、機械制圖、公差配合測量等）的基礎上，著重在機械制造工藝、數控機床及應用、數控機床故障診斷與維修，數控編程等職業(yè)技術知識上有一個質的提升。模擬零件數

13、控加工制造的全過程，對零件的數控加工的各個環(huán)節(jié)和步驟有一個全面、系統(tǒng)、深入的訓練和認知。以適應企業(yè)數控加工崗位的需求，為我們的職業(yè)身崖打下堅實的基礎。</p><p><b>　　1、畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計課題：配合件的組合與加工</p><p>　　用數控機床完成如圖所示配合件的加工，毛坯外形尺寸為￠50×

14、50mm、材料為45鋼，按圖樣完成零件節(jié)點、基點計算，設定工件坐標系，制定正確的工藝方案，選擇合理的刀具和切削工藝參數，完成工程圖、立體圖、編寫數控加工程序，加工出實物。</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　2、二維圖</b>

15、</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　3、仿真體</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　圖2</b&

16、gt;</p><p>　　4、數控加工程序的編制內容及步驟</p><p><b>　　1、工藝分析</b></p><p><b>　　1）分析零件圖樣</b></p><p>　　哪些零件適合于數控機床的加工以及適合于在哪一類機床上加工。</p><p>　　合理性分析

17、考慮的因素是：</p><p>　　零件的技術要求能否保證；</p><p>　　對提高生產率是否有利；</p><p><b>　　經濟上是否合算。</b></p><p><b>　　2）確定工藝過程</b></p><p>　　對刀點與換刀點的確定</p>

18、<p>　　對刀點：是數控加工時刀具相對運動的起點，也是程序的起點。</p><p>　　刀位點：是指確定刀具位置的基準點。</p><p>　　換刀點：是轉換刀位置的基準點。</p><p>　　3）確定加工路線的原則</p><p>　　（1）加工路線應保證被加工工件的精度和表面粗糙度。</p><p>

19、;　?。?）設計加工路線要減少空行程時間，提高加工效率。</p><p>　?。?）簡化數值計算和減少程序段，減少編程工作量。</p><p>　?。?）根據工件的形狀、剛度、加工余量、機床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數。</p><p>　?。?）合理設計刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近 定位方法。</p><p>　　4）確定定位

20、和夾緊方案 </p><p>　　在確定定位和夾緊方案時應注意以下幾個問題</p><p>　?。?）盡可能做到設計基準、工藝基準與編程計算基準的統(tǒng)一；</p><p>　　（2）盡量將工序集中，減少裝夾次數，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面；</p><p>　?。?）避免采用占機人工調整時間長的裝夾方案；</p>&

21、lt;p>　　（4）夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位。</p><p>　　（5）合理選用銑削加工中的順銑和逆銑方式。</p><p><b>　　2、數值計算</b></p><p>　　計算走刀軌跡，得出刀位數據。對于沒有刀具補償功能時，就需要進行各線段的基點、節(jié)點、圓弧中心等坐標的計算；對于零件廓形復雜的零件，要充分利用插補功

22、能和刀具補償功能來簡化計算；對于自由曲面，列表曲線等的零件，數學處理更為復雜，需要借助計算機使用專門軟件進行計算。</p><p>　　3、編寫零件的加工程序單</p><p>　　程序單：記錄工藝過程、工藝參數的表格，稱為程序單。</p><p>　　根據加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償量、機床輔助動作及刀具運動軌跡，按照數控系統(tǒng)使用的指令代碼和程序段的格式

23、編寫零件加工的程序單，并校核上述兩個步驟的內容，糾正其中的錯誤。</p><p><b>　　4、程序輸入</b></p><p>　　把編制好的程序單上的內容記錄在控制介質上，作為數控裝置的輸入信息。通過程序的手工輸入或通信傳輸送入數控系統(tǒng)。</p><p><b>　　程序檢驗和首件加工</b></p>

24、<p>　　編寫的程序單和制備好的控制介質，必須經過校驗和試切才能正式使用。校驗的方法是直接將控制介質上的內容輸入到數控系統(tǒng)中，讓機床空運轉，以檢查機床的運動軌跡是否正確。在有CRT圖形顯示的數控機床上，用模擬刀具與工件切削過程的方法進行檢驗更為方便，但這些方法只能檢驗運動是否正確，不能檢驗被加工零件的加工精度。因此，要進行零件的首件試切。當發(fā)現有加工誤差時，分析誤差產生的原因，找出問題所在，加以修正，直至達到零件圖紙的要求。

25、 </p><p><b>　　8、定位基準的選擇</b></p><p>　　制訂機械加工工藝規(guī)程時，正確選擇定位基準對保證零件表面見的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工順序都有很大影響。用夾具裝夾時，定位基準的選擇還會影響到夾具的結構。因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題。</p><p>　　基準是用來確定生產對象上幾何要素間

26、的幾何關系所依據的那些點、線、面。一個幾何關系就有一個基準。</p><p>　?。?） 精基準的選擇</p><p>　　精基準的選擇應從保證零件的加工精度，特別是加工表面的相互位置精度來考慮，同時也必須盡量使裝夾方便，夾具結構簡單可靠。</p><p>　　件1因為左端面的精度要求較高，為0.016mm，因此選擇左端面直徑為46的圓柱面為精基準。</p&g

27、t;<p>　　件2因為右端面的精度要求較高，為0.021mm，因此選擇右端直徑為20的圓柱面為件2的精基準。</p><p><b>　　（2）粗基準的選擇</b></p><p>　　粗基準的選擇主要影響不加工表面相互位置精度，以及加工表面的余量分配。</p><p>　　件1選擇直徑為36的圓柱面為粗基準。</p>

28、;<p>　　件2選擇直徑為15的圓柱面為粗基準。</p><p>　　9、加工方法的選擇：</p><p>　　擬定工藝路線的主要內容，除選擇定位基準外，還應包括選擇各加工便面的加工方法、安排工序的先后順序、確定工序的集中與分散程度以及選擇設備與工藝裝備。它是制訂工藝規(guī)程的關鍵階段。</p><p>　　選擇加工方法時應考慮以下因素：</p&g

29、t;<p>　　1）工件材料的性質。</p><p>　　2）工件的形狀和尺寸。</p><p>　　3）生產類型及考慮生產率和經濟性問題。</p><p><b>　　4）具體生產條件。</b></p><p>　　5）充分考慮新工藝、新技術的可能性，提高工藝水平。</p><p>

30、;　　現將配合件1件2的加工方法擬如下：</p><p><b>　　外圓柱面的加工</b></p><p>　　粗車-半精車-精車 就可以使外圓柱面經濟表面粗糙度達到0.8～1.6，達到我們需要的精度。</p><p>　　在復雜零件的數控車削加工中，常使用復合循環(huán)指令。我們設計的配合件外圓柱面使用軸向外圓粗加工復合循環(huán)G71。</

31、p><p>　　在使用G71指令必須帶有參數P、Q的地址N,且與精加工路徑起、止順序號對應，否則不能進行該循環(huán)加工；</p><p>　　N程序段必須為G00/G01指令，即從一點到另一點的動作必須是直線運動或點定位運動；</p><p>　　N程序段不應包含子程序。</p><p>　　因此，我們在加工配合件的時候對件1件2的外圓柱面時采用G7

32、1軸向外圓粗加工復合循環(huán)指令。并保留0.3mm精加工余量；再用外圓精加工車刀將外形輪廓加工到尺寸。</p><p>　　10、加工順序的安排</p><p>　　復雜工件的機械加工工藝路線中要經過切削加工、熱處理和輔助工序。因此在擬定工藝路線時，需要全面的把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮。</p><p>　　1）件1的加工順序的安排</p>

33、<p>　?。?）考慮到件1的形狀與精度要求，因為左面圓柱面有槽，所以先加工右邊直徑為Φ30的圓柱面。</p><p>　?。?）掉頭加工左邊R50的圓弧面以及直徑為35開角為60加工槽。</p><p>　　2）件2的加工順序的安排</p><p>　　（1）先加工直徑為45的圓柱面在加工R50球面。</p><p>　?。?

34、）掉頭加工左邊直徑30與直徑25形成的錐面，最后倒角。</p><p>　　11、對刀點與換刀點的確定</p><p>　　由于工件較小，另外為了加工路徑清晰，加工起點與換刀點可以設為同一點。其位置的確定原則為：該處方便拆卸工件，不發(fā)生碰撞，空行程不長等，特別注意尾座對Z軸位置的限制。故放在Z向距工件故將刀具置于Z向距工件前端面10mm，X向距軸心線50mm的位置。</p>

35、<p>　　12、工件的裝夾與夾具的選擇</p><p>　　在數控加工時，無論數控機床本身具有多高的精度，如果工件因裝夾不合理而產生變形或歪斜，就會因此降低零件加工精度。要正確裝夾工件，必須合理地選用數控夾具，才能保證加工出高質量的產品。</p><p>　　在加工零件1件2時的夾具選擇與工件的裝夾：</p><p><b>　　夾具選擇三角卡

36、盤。</b></p><p>　　工件的裝夾：對于件1，加工右端面時工件前端面距卡盤端面55mm，加工左端面時工件前端面距卡盤端面60mm。對于件2，加工左端面時工件前端面距卡盤端面30mm，加工右端面時工件前端面距卡盤端面35mm。</p><p>　　5、數控車削加工工序</p><p>　　圖（1）數控車削加工分三次切削：使用60度外圓精車車刀加工

37、端面、圓弧、錐面、階梯軸、倒角；用3個的切割刀切斷工件；工件掉頭后用60度外圓精車車刀加工Ф50圓弧。</p><p>　　圖（2）使用Ф20的鉆頭鉆35.75的孔；45度外圓精車車刀加工端面、倒角、圓弧、錐面；鏜孔：3個的切割刀切斷工件；工件掉頭后45度外圓精車車刀加工Ф50圓弧。</p><p>　　圖（1）數控加工工藝卡如下表：</p><p>　　圖（2）數

38、控加工工藝卡如下表：</p><p>　　6、加工用量的選擇與確定 </p><p>　　圖（1）數控車削加工中左端面X向加工余量0.2、Y向加工余量0.2</p><p>　　右端面X向加工余量0.1、Y向加工余量0.1</p><p>　　圖（）數控車削加工中左端面X向加工余量0.1、Y向加工余量0.1</p><p&

39、gt;　　右端面X向加工余量0.01、Y向加工余量0.01</p><p><b>　　加工編程</b></p><p><b>　　圖一轉孔 </b></p><p>　　%0001G00X60Z100M03S800T0101G01X0Z0F120Z-35G00Z100T0202M03S600G00X2

40、0Z3G01X30Z0Z-3X25Z-31.75Z-34.75G00Z100M302.圖一擴孔</p><p>　　%1324T0101G18G97 S690 M03G0 X41.508 Z4.5G50 S800G96 S90G99 G1 Z2.5 F.2Z-4.578G18 G3 X44.3 Z-5.256 R51.X45.4 Z-6.149 R1.G1 Z-12.799

41、X48.228 Z-11.384G0 Z4.5X37.615G1 Z2.5Z-3.72G3 X41.908 Z-4.672 R51.G1 X44.736 Z-3.258G0 Z4.5X33.723G1 Z2.5Z-2.956G3 X38.016 Z-3.804 R51.G1 X40.844 Z-2.389G0 Z4.5X29.831G1 Z2.5Z-2.282G3 X34.124 Z-3.03 R51.

42、G1 X36.951 Z-1.616G0 Z4.5X25.938G1 Z2.5Z-1.694G3 X30.23 Z-2.347 R51.G1 X33.059 Z-.933G0 Z4.5X22.046G1 Z2.5Z-1.189G3 X26.338 Z-</p><p>　　%1234T0101M03S800G00X50Z3G01X48Z0Z-3.52G03X45Z-6.11R3

43、G01X35Z-9Z-14X45Z-16.89G03X48Z-19.48R3G01X48Z-25G00X100G00Z100M304.加工圖1凹球</p><p><b>　　%1234</b></p><p><b>　　T0505</b></p><p><b>　　G00X60Z3<

44、/b></p><p>　　G00X80Z14.65</p><p>　　G72U1R1P10Q20X-0.05Z0.05F80</p><p>　　G03X0Z-5.35R50</p><p><b>　　G01Z3</b></p><p>　　G00X60Z150</p>

45、<p><b>　　M05</b></p><p>　　M305.加工圖2</p><p>　　%1234 T0101G18G97 S696 M03G0 X41.138 Z4.5G50 S800G96 S90G99 G1 Z2.5

46、 F.2Z-33.255X45. Z-35.186X47.828 Z-33.772G0 Z4.5X37.277G1 Z2.5Z-32.8X39.4G18 G3 X40.814 Z-33.093 R1.G1 X41.538 Z-33.455X44.367 Z-32.041G0 Z4.5X33.415G1 Z2.5Z-32.8X37.677X40.505 Z-31.386G0 Z4.5X29.554G

47、1 Z2.5Z-25.681X30.393 Z-30.717G3 X30.4 Z-30.8 R1.G1 Z-32.8X33.815X36.644 Z-31.386G0 Z4.5X25.692G1 Z2.5Z-2.515G3 X25.698 Z-2.551 R3.G1 X29</p><p>　　工件掉頭T0202G18G97 S1000 M03G0 X0. Z2.G50 S360

48、0G96 S295G1 Z0. F.3X19.719G18 G3 X25.3 Z-2.567 R2.8G1 X29.994 Z-30.734G3 X30. Z-30.8 R.8G1 Z-33.X39.4G3 X40.532 Z-33.234 R.8G1 X44.531 Z-35.234X47.36 Z-33.82G28 U0. V0. W0. M05T0300M30</p><p>&

49、lt;b>　　加工過程圖</b></p><p><b>　　轉孔</b></p><p><b>　　切槽</b></p><p><b>　　加工凹球</b></p><p>　　說明：因為仿真軟件軟件原因不能加工出凹球</p><p&

50、gt;<b>　　圖一成品圖</b></p><p><b>　　圖二成品圖</b></p><p><b>　　8、刀具卡</b></p><p><b>　　二、設計小結</b></p><p>　　我的畢業(yè)設計在此時基本完成，通過本課題設計，我對配合

51、件的概念有了進一步了解，所謂配合，就是指基本尺寸相同的、互相接合的孔和軸公差帶之間的關系。同時對數控加工的整個過程有了較全面的理解。經過設計中查找資料選擇刀具，基本掌握了數控機床刀具的選用方法以及選用夾具的方法、夾具安裝方法、工件的裝夾等等。經過設計加工工藝方案，進一步了解了工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數控機床用夾具的種類與特點，對定位基準的選擇原則與數控加工夾具的選擇方法有了更深的理解；在以前的學習中，我一直不懂得怎樣確定

52、切削用量，此次設計，通過老師講解和自己查找相關資料，我已經基本掌握了切削用量的確定的知識。在設計過程中雖然遇到了許多的困難，但在設計過程中自己不斷學習和實踐，每解決一個問題，都會感到不盡的喜悅和興奮。</p><p>　　在這次設計過程中，我真切的體會到理論必須與生產實踐相結合。教材中所學到的許多內容在實踐中得到了印證。在具體操作中也出現了一些意想不到的問題。在工藝方案確定后，加工程序也經過多次調試、修改才最終完

53、成了零件的加工。</p><p>　　通過這次做畢業(yè)設計的過程，我深深的體會到知識在實踐中應用的重要，這次畢業(yè)課題訓練，讓我進一步的了解數控加工的基本要求和步驟。也了解了作為高職畢業(yè)生，要想自己的專業(yè)技能得到深化，必須進行生產實踐，在生產中思考，在生產中汲取實際經驗。但也必須要對自己的專業(yè)理論水平加深擴展，同時我也深深的體會到了自己的不足，自己還是對一些知識運用不夠靈活。讓我對自己學的專業(yè)和自己以后的工作環(huán)境有了

54、更進一步的了解,通過自己設計創(chuàng)造的過程中,自己也認識到自己對這個行業(yè)是有很強的求知欲,有在這個行業(yè)闖蕩的決心.爭取在兩年內,對數控機床加工技術有很好的掌握并對數控機床軟硬件有很好的認識,能對數控機床進行常規(guī)的維護和維修.</p><p>　　在此，我衷心的感謝在此次畢業(yè)設計中我的指導老師，在畢業(yè)設計開始時我什么也不懂，經過指導老師的指導，我慢慢的學會做這次設計的步驟方法。從而順利完成此次設計。雖然我學的專業(yè)是數控

55、技術，但平時都是比較理論一點的東西，在實際中我們很少有實踐的機會，正好這次的畢業(yè)設計將我們大學三年的知識運用到其中，這也是對我們大學三年的一個檢驗，到底學到了什么。</p><p><b>　　參考文獻:</b></p><p>　　【1】艾興 肖詩剛主編.切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社 1993</p><p>　　【2】余英良主編

56、 數控加工編程及操作 .高等教育出版社。</p><p>　　【3】鄭修本主編 機械制造工藝學 北京：機械工業(yè)出版社。</p><p>　　【4】陳洪濤主編 數控加工工藝與編程 高等教育出版社</p><p>　　【5】韓春鳴主編 機械制造基礎 化學工業(yè)出版社 </p><p>　　【6】陳立德主編 機械設計基礎(第二版)

57、 高等教育出版社</p><p>　　【7】黃云清主編 公差配合與測量技術 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【8】李澄 吳天生 聞百橋主編 機械制圖 第二版 高等教育出版社</p><p>　　【9】肖繼德 陳寧平編 機床夾具設計 第二版 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【6】蔣洪平編 MastercamX 高