哑铃的设计与加工毕业论文呕心沥血整理版Word文档格式.docx
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机电一体化技术专业
学生姓名
班级
学号
设计项目
哑铃模型的设计与加工
设计
准备
情况
基于我们所学的CAD设计软件，和机床的使用知识.综合在学校所学习的理论知识作为基础，设计制作一个哑铃模型
思路
和
方法
生活中存在大量的组合工件,在运动历史上占有重要的地位，所以我选择“哑铃”做为我的毕业设计。
数控加工过程可简单归纳为以下几步：
零件图分析→拟定工艺方案→编程并输入→对刀→仿真→加工零件。
经过实训,我对数控机床有了更深一步的了解，对数控车床加工的一系列流程都非常的清楚.将该毕业设计加工完成后，能够按零件图拟定工艺方案、选择刀具、编程并加工出工件,从而达到举一反三的目的，获得事半功倍的效果.在加工工件一时还采用了辅助装夹。
附加刀具一中的椭圆使用宏程序角度编程。
通过努力，我的毕业设计工件加工完成，通过这次的毕业设计，对我的自学能力，和沟通能力都得到锻炼提高，从而即锻炼了我们的独力操作能力。
从这次毕业设计中丰富了头脑，提高了技术，培养了我们自行钻研,克服困难,互相协助的精神.
拟重
点解
决的
问题
模型进行加工，首先必须用CAD画出图形,数据的测量必须用到游标卡尺、千分尺等一系列量具来保证数据的精确性，如果尺寸不精确,加工出来的工件将不能配合在一起.最主要的就是螺纹的制作与加工，由于加工的是一个整体还得打孔,所以左半个球是外源刀是加工不出来的，必须留个杠儿，连接圆球与吕料,而且左半个圆球必须用切断刀来加工所以增加了一定的难度.有一到二处需要宏程序的加工，以免发生撞刀等事故。
最后就是避免工件被夹伤划伤，采取辅助装夹以保证工件美观.
计划
进度
1、x年x月-x年x月，顶岗实习，选定毕业设计的题目和指导教师。
2、从x年x月起查阅资料,x月下旬写出毕业设计提纲.
3、x年x月中旬，完成毕业设计初稿，并提交老师进行毕业设计审查.
4、x年x月下旬,仔细阅读毕业设计初稿，寻找内容与格式上的错误与不足。
并继续修订、完善毕业设计，并进行预作品展示.
5、x年x月上旬,并完成“毕业设计终稿"
。
参考
文献
［1］、《数控编程与操作》主编:
秦启书出版社:
西安电子科技大学出版社出版日期:
2006
[2]、《极限配合与技术测量基础》主编:
刘春出版社：
中国劳动社会保障出版社出版日期:
2003
［3］、《数控加工工艺基础》主编：
潭岭出版社:
重庆大学出版社出版日期：
2004
［4]、《数控车床》主编:
关颖出版社：
化学工业出版社出版日期：
2005
[5]、《机械数控技术基础》主编:
王侃夫出版社:
机械工业出版社出版日期:
2004
[6］、《数控机床车削加工直接编程技术》主编:
孙德茂出版社:
机械工业出版社出版日期：
［7]、《数控加工理论与编程技术》主编：
刘雄伟出版社：
2001
毕业设计（论文）修改说明
1、毕业设计中主要修改的就是设计图纸，经过指导老师多次审阅和修改，最终得以完善。
2、毕业设计作品最终加工过程与工艺分析,也和指导老师多次讨论与修正，最终完成作品。
3、加工过程中，精度,刀具，工艺等具体事项，也在指导老师的参与修改下逐步完善，并使作品最终成型.
4、毕业设计的格式和版面样式，也经过指导老师多次细心的修改与指正，不断的进行完善，对字体段落等细节问题进行不断的调整，才使得毕业设计最后定稿。
指导
教师
意见
行业指导教师：
单位：
职称:
联系电话：
年月日
校内指导教师：
职称：
摘要
我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型.但总的来说,技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50％，库存超过4个月。
从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。
通过这次的毕业设计，本组加工的是配合工件,主要加工的是螺纹的配合和表面的圆弧，在螺纹配合过程中注意尺寸问题，还有配合完之后加工圆弧更要注意，因为考虑到表面粗糙度问题，所以在车削的时候进给量要慢
关键字：
设计零件；
分析零件；
加工路线;
编程
Abstract
CNCmachinetoolsinourmanufacturingindustryinthe1980shashadahighspeeddevelopment，manymachinetoolsplantfromtraditionalproductstoCNCproductofthetransition.butgenerallyspeaking,thetechnologicallevelisnothighandnotofgoodquality，sointheearly1990sthefaceofthestateplanningtotransfertoamarketeconomybyeconomicadjustmentexperiencedseveralyearsthemostdifficultofthedepression,andthencapacitytocomedownto50%,exceeding4months.theinventoryFromninetoninetofiveyearsaftertheninthfive—yearnationalfromtoexpanddomesticdemand，thestrengtheningofthemachinemarkettorestrictimportsCNCequipmentforinvestmentsupport，thekeyCNCsystem，equipment，technologiesandequipmentCNCproductionhascontributedgreatlytopromotethefunction,especiallyinanineninenineyearslater,thestatetonationaldefenceindustriesandkeycivilindustrypumpedfunds，CNCdevicemanufactureaboom.Market
Throughthisgraduationdesign，thisprocessisinlinewiththemainthreadsoftheco-ordinationandthearcintheprocessthread，withattentiontothesizeproblem，andafterprocessingacirculararcwithmoreattention，forconsideringthesurfaceofthequestioninrough,therefore，thecarintotheamountoftimetobeslow。
Keyword:
NCmachinetool;
processingtechnology；
tools；
materials;
第1章数控车床的简介
1.1数控车床的组成和工作原理
数控机床一般由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。
1。
1数控装置
数控装置是数控机床的核心。
数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后,输出各种控制信息和指令,控制机床各部分的工作,使其进行规定的有序运动和动作.
2伺服系统
伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动,使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件。
1.1。
3控制装置
辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器,带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。
这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止,工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作.
图1—1
2数控车床编程指令
数控车床编程指令数控机床的主体,包括床身、主轴、进给传动机构等机械部件。
在数控加工中编程指令有很多，我现在所接触的主要是FANUC车床常用编程的几种指令：
T刀具号，刀在刀盘上的位置，我们所用的刀盘是8刀位的旋转刀盘
D刀具补偿号，从0~9刀补号.
M辅助指令，一般常用的M00程序暂停,可以按”启动”加工继续执行、M04主轴反转、M05主轴停止、M30主程序结束、M08冷却液开、M09冷却液关、M02子程序结束
S主轴转速主轴单位为转/分
F进给率单位毫米/分钟或毫米/转
G00指令为快速点定位，在快速走刀时候所用的指令，一般注意走刀路线不与工件生干涉现象，例如G00X100Z150，刀具就会快速的移动到工件坐标系X100、Z150的位置.
G01指令为直线插补指令,在刀具做直线切削的时候所用的指令,一般注意道具的背吃刀量和走刀速度，
G02顺时针圆弧插补
G03逆时针圆弧插补
G90绝对尺寸
G95主轴进给率F，单位:
毫米/转
G40刀尖半径补偿方式的取消
加工循环指令：
G73轮廓切削加工
G92螺纹加工
G83钻孔钻削加工
3控车床的加工步骤
数控加工的步骤如下：
①选择适合在数控机床上加工的零件,确定工序内容；
②分析零件图及其结构工艺,明确加工内容及技术要求；
③根据零件图进行数控加工的工艺分析，确定加工方案、工艺参数和工艺装备等；
④用规定的程序代码和格式编写零件加工程序，或用CAD/CAM软件直接生成零件的加工程序文件;
⑤输入加工程序，对加工程序进行校验和修改；
⑥通过对机床的正确选择,运行程序，完成零件的加工.
第2章哑铃配合
2。
1分析零件图样
该零件是一个配合零件，它的图如2—1所示：
图2—1装配图
零件如图2-1所示零件三个配合件，它的特点是图形简单，携带方便。
它的间隙配合都非常紧密,符合数控高级工的要求，它的公差都在所定范围允许之内,是一件非常合格的工件。
图2-2件一
如图2-2所示，该零件由高低台阶组成。
表面精度严格。
该零件图尺寸标注完整,符合尺寸标注要求,轮廓描述清楚完整。
图2-3件二
如图2—3所示，该零件内轮廓表面由轴面圆弧组成。
零件尺寸标注完整，符合尺寸标注要求，轮廓描述清楚完整。
图2—4件三
如图2-4所示，该零件主要由圆弧和内孔组成,该零件需要掉头来做.尺寸精度符合要求.
技术要求：
此次加工过程中三个工件的技术要求均为：
1.锐边去毛刺
2.允许用锉刀和纱布修光
3.内外间隙配合良好
1成品展示
2.2选择毛坯
在对零件图纸进行工艺性分工所用的毛坯为铝料）进行工艺性分析,如果毛坯不适合数控车削（如选用的是四方体铝料），加工将很难进行下去。
根据经验，下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点:
毛坯的加工余量是否充分,零件加工时的毛坏余量是否稳定。
2.分析毛坯在安装定位方面的适应性.主要是考虑毛坯在加工时的安装定位方面的可靠性与方便性,以便充分发挥数控车削在一次安装中加工出许多待加工面。
3。
分析毛坯的余量大小及均匀性。
主要是考虑在加工时要不要分层切削,分几层切削,也要分析加工中与加工后的变形程度，考虑是否应采取预防性措施与补救措施.
此零件毛坯选用的均为直径50的铝料.析后，还应结合数控车削的特点，对所用毛坯（加
2.3设计工艺过程
在数控加工中还需要分析加工工艺过程，确定好加工路线和加工方法以免零件加工一半而无法再加工下去。
2.3.1选择定位基准
在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求，以及合理安排加工顺序都有重要影响,定为基准选择不同，工艺过程也随之而异。
定位基准包括粗基准和精基准。
1．粗基准的选择原则：
粗基准影响：
位置精度、各加工表面的余量大小（均匀？
足够?
）。
重点考虑：
如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。
1）合理分配加工余量的原则；
a。
应保证各加工表面都有足够的加工余量：
如外圆加工以轴线为基准；
b.以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面加工余量分布均匀、表面质量高；
2）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则;
一般应以非加工面做为粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置。
当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。
2．精基准的选择原则:
精基准的选择应从保证零件加工精度出发,同时考虑装夹方便，夹具结构简单。
1）“基准重合”原则.为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准作为定位基准.
2）“基准统一”原则。
当工件以某一精基准定位可以比较方便地加工其他表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位.
3）“自为基准”原则。
当精加工或光整加工工序要求余量尽可能小且均匀时，应选择加工表面本身作为精基准。
4）“互为基准"
原则。
为了获得均匀的加工余量或较高位置精度,可采用互为基准、反复加工的原则。
5）保证工件定位基准、加紧可靠、操作方便的原则。
3.2择零件加工方法和加工顺序
零件3加工方法：
加工右端面45度外圆刀编程加工
2.加工外轮廓45度外圆刀用G71编程加工
3.掉头加工左端面45度外圆刀编程加工
4.加工外轮廓45度外圆刀用G71编程加工
5。
槽加工换3。
5MM槽刀编程加工
6。
外螺纹加工换60度外螺纹刀用G92螺纹加工指令编程加工
零件2加工方法:
加工外轮廓45度外圆刀用G71编程加工
2.孔换16MM钻头用G83指令编程加工
工内轮廓换16MM镗刀编程加工
4。
纹加工换60度内螺纹刀用G92螺纹加工指令编程加工
头加工左端面45度外圆刀编程加工
零件1加工方法：
工外轮廓45度外圆刀用G71编程加工
工槽换3.5MM槽刀编程加工
螺纹加工换60度外螺纹刀用G92螺纹加工指令编程加工
4工序设计
数控加工工序设计的主要任务是为每一道工序选择机床、夹具、刀具及量具,确定定位夹紧方案、走刀路线、工步顺序、加工余量、工序尺寸及其公差、切削用量和工时定额等，为编制加工程序做好充分准备。
1机床的选择和工艺装备
机床的选择：
所要加工的零件为飞机配合零件,选用的数控机床为数控车FANUC0i.
2.夹具的选择:
图2—9夹具
三爪自动定心卡盘（如图）是数控车床最常用的通用夹具。
三爪自定心卡盘的三个卡爪在装夹得过程中式联动的，所以其具有装夹简单、夹持范围大和自动定心的特点,因此，三爪自定心卡盘主要用于在数控车床装夹加工圆柱形轴类零件和套类零件。
量具的选择:
该工件所选用的量具为:
（1）游标卡尺（0—150mm）如图2—10;
（2）外径千分尺（0—25mm25—50mm）如图2-11；
（3）内径千分尺（0—25mm）.如图2—12；
图2—10游标卡尺图2-11外径千分尺
图2-12内径千分尺
刀具的选择：
刀具
规格
备注
砖头
Ø
16
图2—13
镗刀
图2—14
切断刀
5
图2—15
内螺纹刀
10
图2—16
外螺纹刀
20
图2-17
外圆刀
93º
图2—18
表3-1刀具的选择
图2-13Φ16的转头图2-14镗刀
图2—15切断刀图2-16内螺纹刀
图2—17外螺纹刀图2—18外圆刀
2确定切削用量
合理选择切削用量的原则是：
粗加工时，一般以提高生产效率为主，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、经济性和加工中心加工成本.
1.主轴转速
主轴转速的确定方法，应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料及加工性质等条件所允许的切削速度来确定.
2.进给率
数控机床的进给率是以控制刀具对工件的切削速度，即刀具随主轴高速旋转，按预设的刀具路径向前切削的速度。
主轴转速与进给速度，没有定值,通常是靠经验值来设置,主要依据刀具和工件材料来选择。
进给率的增加可以提高生产效率。
在加工过程中，进给率也可以通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。
背吃刀量
背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率.为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2～0。
5mm,总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。
同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量.
切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响.所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩）,在保证质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量.
工序
切削参数
余量
名称
材料
进给量
主轴转速
外圆粗车刀
T0101
硬质合金
1mm/min
0。
5mm
800r/min
0.5mm
外圆精车刀
T0606
5mm/min
0.05mm
1200r/min
切槽刀
T0303
2mm/min
3mm
600r/min
T0202
0.1mm/min
0.2mm
500r/min
0.1mm
T0505
2mm
钻中心孔
T0404
高速钢
0mm
T0707
0.05mm/min
表2—1切削三要素
2.5编制程序
件一:
O1111；
G99G97G40;
G28U0;
G28W0；
T0404；
镗刀
M4S600F0。
1；
GOX16Z3；
G71U1R1；
G71P10Q20U0。
4W0。
M10G0X16。
6；
G1Z0；
X16。
6Z—26。
5;
N20X16；
G28U0；
G28W0；
T0505；
内螺纹
M4S500F0.1；
G0X16。
6Z3；
G92X17。
1Z—25.6F1。
X17。
6;
X18；
X18。
4;
55；
G28U0；
M05;
M30;
T0101；
外圆
M4S800F0.1；
G0X53Z0;
G1X0；
G0X53Z3;
1;
N1OG0X0;
G1Z0;
X22;
G03X32Z—10R5;
G03X42Z—20R5；
G03X52Z26。
5R5；
N20X53；
M4S1200F0.05；
GOX53Z3；
G70P10Q20;
G28W0;
T0202；
槽刀
M4S500F0。
G0X53Z3；
G1Z-19。
5；
X28;
X53;
M05；
M30；
件二：
O1111;
G28W0;
T0404;
G71P10Q20U0.4W0。
M10G0X16.6；
X16.6Z—26。
T0505;
G0X16.6Z3；
1Z-25。
6F1。
X17.6；
X18.55；
X18.55;
M4S800F0.1;
G1X0;
G71U1R1;
G71P10Q
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