机械专业毕业设计说明书.docx

1、机械专业毕业设计说明书毕业设计说明书 题 目 配合件的组合与加工 专 业 数控技术 班 级 学生姓名 指导教师 20 年11月13日 一、绪论(3)二、毕业设计任务书(5)三、二维图(7)四、三维图(9)五、选择设备(10)六、零件的工艺分析(10)七、刀具选择(11)八、工艺路线的确定(14)九、切削用量的选择(15)十、数控加工工艺卡(18)十一、刀具轨迹路径(20)十二、零件装配样图(28)十三、数控仿真加工图(29)十四、Mastercam自动编程(30)十五、设计小结(34)十六、参考文献(35)一、 绪论当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、高精、高效、高自

2、动化先进机床,以加速工业和国民经济的发展。长期以来,欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争,已形成一条无形战线,特别是随微电子、计算机技术的进步,数控机床在20世纪80年代以後加速发展,各方用户提出更多需求,早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。 中国加入WTO后,正式参与世界市场激烈竞争,今後如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展,实是紧迫而又艰巨的任务。根据市场需求和技术发展趋势，我国数控机床重点推进高效、精密为核心的数控机床，加强民展性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备产

3、业、构建数字化企业的重要基础，镄的民展一直备受人们关注。它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进成为先进制造技术的一项核心技术。通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用，促进了数控机床性能和质量的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。现代机械制造业的高技术趋势，促进机械制造业发展的有信息技术管理科学、计算机科学、系统科学、经济学、物理学、数学、生物学等机械制造业发展的方向主要是有切削加工技术的研究、精密、超精密加工技术和纳米加工技术的研究、先进制造技术的研究。目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络

4、化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。 中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。数控加工技术是数控专业必须重视的课程。这次的课题对于数控专业的学生来说是一个对数控加工技术的学习及总结。课题涉及机械制造基础、机械机构的设

5、计、实体设计软件及仿真软件。对平时所学的理论知识是一个全面的考核，让学生系统的运用所学知识，让学生更好的掌握知识。让学生在专业知识上分析问题、解决问题的能力有一定的提高。二、 毕业设计任务书设计课题：配合件的组合与加工用数控铣床加工完成如图所示零件的加，毛坯外形尺寸为160mm120mm10mm和160mm120mm30mm，除上表面外的其他表面均已加工，并符合尺寸与表面粗糙度要求，材料为45钢，按图样完成零件节点、基点计算，设定工件坐标系，制定正确的工艺方案，（包括定位、夹紧方案和工艺路线），选择合理的刀具和切削工艺参数，完成工程图、立体图、编写数控加工程序，加工实物。 件a 件b三、 二维

6、图件a件b四、 三维图零件a零件b五、 选择设备 加工平面凸轮的数控铣削，一般采用两轴以上联动的数控铣床，因此首先要考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许范围以内。其次考虑数控机床的精度是否能满足凸轮的设计要求。第三，看凸轮的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围之内。根据以上三条即可确定所要使用的数控机床为两轴以上联动的数控铣床。 六、 零件图工艺分析 如图所示，两零件外形规则，被加工部分的各尺寸、形状、表面粗糙度及凸凹配合 等要求较高。零件结构简单 , 包含了平面、圆弧、内外轮廓、挖槽、钻孔、 镗 孔、 铰 孔以 及三维曲面的加工 , 且 大部分的尺寸均达到 IT8 IT7 级精度。

7、 件 a 、件 b 都选用机用平口钳装夹 , 校正平口钳固定钳口 , 使之与工作台 X 轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块 ( 垫块厚度与宽度适当 ), 利用木锤或铜棒敲击工件 , 使平行垫块不能移动后夹紧工件。以件 a 为例 , 利用寻边器找正工件 X 、 Y 轴零点 , 该零点位于工件上表面的中心位置 , 设置 Z 轴零点与机械原点重合 , 刀具长度补偿利用 Z 轴定位器设定 。 件 b 的 X 、 Y 轴零点位于工件上表面的中心位置 , 找正方法与件 a 类同。对于同一把刀具仍调用相等的刀具长度与半径补偿值 , 但它们设定的工件坐标系不同 , 也可不使用刀具长

8、度补偿功能 , 而根据不同刀具设定多个工件坐标系零点进行编程加工。件 a 、 件 b 上表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。首先 , 根据图样要求加工件 a, 然后加工件 b 。件 b 完成加工后必须在拆卸之前与件 a进行配合 , 若间隙偏小 , 可改变刀具半径补偿 , 将轮廓进行再次加工 , 直至配合情况良好后取下 工 件 b。七、 刀具的选择通过对图纸的分析图中有内轮廓 、岛屿、孔和倒角，且轮廓和岛屿周边有较高的精度要求，所以此工件需进行粗精加工。刀具材料选硬质合金。内轮廓最小圆弧为R8，此时选8 、12三刃的立铣刀螺旋下刀铣削，有孔加工且精度较高选4中心钻、10麻花钻、11.5扩刀、12

9、扩刀、12镗刀。数控加工刀具表零件a 数控加工刀具卡产品名称或代号01零件名称配合件零件图号01序号刀具号刀具规格名称（尺寸单位mm）数量加工表面（尺寸单位 mm）备注1T01100面铣刀1粗铣顶面102T024中心钻1钻12中心3T038立铣刀铣刀1粗铣内轮廓4T04100面铣刀1精铣顶面5T058立铣刀1精铣内轮廓6T0610麻花钻1钻 12至107T0711.5扩刀1扩12孔到 11.58T0812镗刀1精镗12孔至尺寸编制肖运灯审核批准10年 11月 日共1页第1页零件b数控加工刀具卡产品名称或代号01零件名称配合件零件图号01序号刀具号刀具规格名称（尺寸单位 mm）数量加工表面（尺寸

10、单位 mm）备注1T01100面铣刀1粗铣顶面28.5mm2T0212三刃立铣刀1粗铣两凸台外轮廓3T034中心钻1钻12、38中心孔4T0410麻花钻1钻12、38孔至105T0512扩刀1扩12、38孔6T0612三刃立铣刀1精加工两凸台外轮廓7T0612三刃立铣刀1精加工键形凸台上表面8T078倒圆角刀1倒38通孔的R5圆角编制肖运灯审核批准10年 月 日共1页第1页八、工艺路线 零件a1 粗加工表面2 粗加工两型腔孔（留精铣余量0.2mm），采用螺旋式下刀分层加工（分三次下刀）。3 精加工两型腔，达图样要求。4 钻12的中心孔，深的为5mm。5 钻12孔至10。6 铰10孔至12至11

11、.57 镗11.5孔至12达图样要求。8 钳工去毛刺。零件b1. 铣平面，保证尺寸28.5。2. 粗铣两凸台外轮廓，切向进刀分层铣削，留0.2mm精铣余量。 3. 钻12、38中心孔，深1.5mm。4. 钻12、38通孔孔至10。5. 扩12、38通孔至图样要求。6. 精加工两凸台外轮廓达图样要求。7. 精加工键形凸台上表面。8. 倒38通孔的R5圆角。9. 钳工去毛刺。九、铣削用量的选择铣削用量的选择铣削速度指铣刀旋转的圆周线速度,单位为m/min。计算公式： 式中 d铣刀直径，mm; n主轴（铣刀）转速，r/min; 从上公式可得到主轴（铣刀）转速 表一铣削速度推荐表工件材料硬度/HB铣削

12、速度/m/min高速钢铣刀硬质合金铣刀低、中炭钢2202140601502252901536541153004259153675高炭钢22018366013022532514215310532537582136483754256103545合金钢22015355512022532510243780325425593060工具钢20025012234583灰铸铁110140243611011515022515216011023029091845903003205102130可锻铸铁1101604250100200160200243683120200240152472110240280911406

13、0铸钢低炭100150182768105中炭1001601827681051602001521609020024012215375钢炭1802409185380铝合金180300360600铜合金45100120190镁合金180270150600进给量在铣削过程中,工件相对于铣刀的移动速度称为进给量。有三种表示方法：（1） 每齿进给量铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/z。（2） 每转进给量f 铣刀每转过一转，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。（3） 每分钟进给量铣刀每旋转1min，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/min。三种进给量的关系为： =fn=zn

14、式中每齿进给量，mm/z； n铣刀（主轴）转速，r/min； z铣刀齿数。表二铣削刀的每齿进给量（mm/z）推荐值工件材料硬度/HB高速钢铣刀硬质合金铣刀立铣刀端铣刀立铣刀端铣刀低炭钢1500.040.200.150.300.070.250.200.401502000.030.180.150.300.060.220.200.35中、高炭钢2200.040.200.150.250.060.220.150.352252350.030.150.100.200.050.200.120.253254250.030.120.080.150.040.150.100.20灰铸铁1501800.070.180.

15、200.350.120.250.200.501802200.050.150.150.300.100.200.200.402203000.030.100.100.150.080.150.150.30可锻铸铁1101600.080.200.200.400.120.200.200.501602000.070.200.200.350.100.200.200.402002400.050.150.150.300.080.150.150.302402800.020.080.100.200.050.100.100.25合金钢2200.050.180.150.250.080.200.120.402202800.

16、050.150.120.200.060.150.100.302803200.030.120.070.120.050.120.080.203203800.020.100.050.100.030.100.060.15工具钢退火状态0.050.100.120.200.080.150.150.50HRC 360.030.080.070.120.050.120.120.25HRC 35460.040.100.100.20HRC 46560.030.080.070.10铝镁合金951000.050.120.200.300.080.300.150.381. 铣削层用量（1） 铣削宽度铣刀在一次进给中所切掉的

17、工件表层的宽度，单位为mm。一般立铣刀和端铣刀的铣削宽度约为铣刀的直径的50%60%左右。（2） 背吃刀量铣刀在一次进给中所切掉的工件表层的厚度，即工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。（3） 一般立铣刀粗铣时的背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，一般不超过7mm,以防止背吃刀量过大而造成刀具损坏，精铣时约为0.050.3mm;端铣刀粗铣时约为25mm, 精铣时约为0.10.50mm根据查询： 铣削加工时的切削速度表（数控加工工艺与编程 陈洪涛主编P27）粗铣每齿进给量推荐值、铣削速度推荐值（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 吴拓 P45-46）刀具材料选硬质合金 ，因为材料是45

18、刚，对应的推荐进给量为0.1-0.20。铣削速度选120-150。十、 加工工艺卡 零件a 数控加工工序卡单位名称武汉软件工程职业学院产品名称或代号零件名称零件图样01配合件工序号程序编号夹具名称使用设备车间O1234机用平口钳OTM650数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速n r/min进给速度Vf mm/min被吃刀量mm备注1外形铣削T0101100 600352面铣刀2外形铣削T010112 800800.2面铣刀3钻中心孔T020231200252中心钻4钻孔T030310800200麻花钻5铰孔T040411.5800200麻花钻6粗铣两型腔T050514600801立

19、铣刀7精铣两型腔T0606128001200.2立铣刀8镗孔T07071210050铰刀编制审核批准10年 月 日共1页第1页零件 b数控加工工序卡单位名称武汉软件工程职业学院产品名称或代号零件名称零件图样01配合件工序号程序编号夹具名称使用设备车间O0001机用平口钳OTM650数控车间工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速n r/min进给速度Vf mm/min被吃刀量mm备注1外形铣削T0101100600351.5面铣刀2外形铣削T010112800800.2面铣刀3粗铣两凸台外轮廓T020212600801立铣刀4粗铣键形凸台上表面T0202126001201立铣刀5钻两中心孔T0

20、3033120025612、386钻两通孔T0404108001004012、387扩两通孔T0505128001004012、388扩38通孔T0606121502040直柄麻花钻9倒R5圆角T070781200120球头刀编制审核批准10年11月 日共1页第1页十一、 刀具轨迹路径a零件工序工种内容加工简图1据毛胚2钻钻中心孔3铣铣两型腔孔4钻钻孔5铰铰孔6校验校验工件样本b零件工序工种内容加工简图1据毛胚2铣铣平面3铣粗铣两凸台4钻钻两中心孔5钻钻孔6扩扩孔7铣精铣两凸台8铣精加工键形凸台表面9倒角倒中间R510校验校验工件样本十二、 零件装配样图十三、 数控仿真加工图件A件B十四、 机

21、加工程序件A%1234T01N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S1000 M03N106 G0 G90 G54 X65. Y0.N108 Z10.N110 G99 G81 Z-5. R10. F0.N112 G80N114 G91 G28 Z0.T02N116 G0 G90 G54 X.507 Y-.945N118 S1000 M03N120 Z50.N122 Z10.N124 G1 Z-10. F0.N126 X-.968 Y-3.5 F.3N128 X.595N130 G2 X.507 Y-.945 R64.5N132 G1 X4

22、.967 Y-7.5N134 G2 Y7.5 R60.5N136 G1 X.764N138 X-7.896 Y-7.5N140 X4.967N142 X14.84 Y-15.5N144 G2 Y15.5 R52.5N146 G1 X-3.855N148 X-21.753 Y-15.5N150 X14.84N152 X27.211 Y-23.5N154 G2 Y23.5 R44.5N156 G1 X-8.474N158 X-33.5 Y-19.847N160 Y-23.5N162 X27.211N164 X41.5 Y-27.928N166 G2 Y27.928 R36.5N168 G1 Y31

23、.5N170 X-13.093N172 X-41.5 Y-17.703N174 Y-31.5N176 X41.5N178 Y-27.928N180 Z0. F0.N182 G0 Z50.N184 X-15.113 Y33.N186 Z10.N188 G1 Z-10.N190 X-43.732 Y-16.569 F.3N192 G3 X-44. Y-17.569 R2.N194 G1 Y-34.N196 X44.N198 Y-27.695N200 G3 X43.278 Y-26.156 R2.N202 G2 Y26.156 R34.N204 G3 X44. Y27.695 R2.N206 G1

24、Y32.N208 G3 X42. Y34. R2.N210 G1 X-13.381N212 G3 X-15.113 Y33. R2.N214 G1 Z0. F0.N216 G0 Z50.N218 X-48.16 Y45.951N220 Z10.N222 G1 Z-10.N224 X-67.01 Y22.971 F.3N226 G3 X-64.69 Y21.069 R1.5N228 G1 X-45.84 Y44.049N230 G3 X-48.16 Y45.951 R1.5N232 G1 Z0. F0.N234 G0 Z50.N236 X-50.093 Y47.537N238 Z10.N240 G1 Z-10.N242 X-68.943 Y24.557 F.3N244 G3 X-62.757 Y19.483 R4.N246 G1 X-43.907 Y42.463N248 G3 X-50.093 Y47.537 R4.N250 G1 Z0. F0.N252 G0 Z50.N254