毕业设计说明书—(1)

毕业设计说明书

课 题 配合件的组合与加工 专 业 数控技术 班 级 0902 班 学生姓名 谭德森 指导教师 刘绪欣

2011年 10月 10 日

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目录

一、绪论 ................................................. 3 二、毕业设计任务书 ....................................... 6 三、二维图 ............................................... 8 四、三维图 .............................................. 10 五、零件的工艺分析 ...................................... 12 六、刀具选择 ............................................ 14 七、数控加工工艺卡 ...................................... 15 八、切削用量的选择 ...................................... 17 九、零件加工编程 ........................................ 19 十、加工过程（数控仿真图） .............................. 23 十一、设计小结 .......................................... 26 十二、参考文献 .......................................... 28

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一、绪论

（一）课题背景

数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位，因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。

在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面也存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有交解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。

为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。

社会科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是数控加工技术的迅速发展，极大地推

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动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。形状复杂的零件加工的生产率及加工精度要求越来越高,数控机床的出现能解决这个需要, 解决生产需求,所以在以后的生产中学习数控加工及编程变得尤为重要综合运用《机械制造基础》、《数控加工工艺》、《数控加工编程》等学习的内容进行重要的实践应用环节，通过设计，一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力，另一方面，也是对数控加工过程进行的一次综合训练，以“球体螺纹轴零件数控加工及编程”为课题的训练能很好的学习，强化，我们的数控加工及编程知识，课题包括零件的设计过程，工艺的分析,加工方案的确定,制定工艺规程，数控加工的操作，数控加工编程等等。我选题的目的就是熟练掌握数控加工技术及编程相关的知识。

（二）数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：

1．高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

2．在加工精度和可靠性方面

近几年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工

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精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

国外数控装置的mtbf值已达6 000h以上，伺服系统的mtbf值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。

3．5轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的。

（三）毕业设计环节的重要意义

毕业设计是实现培养目标的重要教学环节。毕业设计在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面，具有不可替代的作用，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。

最后，我们学生应秉持的认真的态度来独立的完成这次课程设计，以此来巩固和加深我们所学的知识，并且灵活的把所学的知识运用到现实中去。

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二、毕业设计任务书

（一）毕业设计课题名称：配合件的组合与加工 （二）毛坯材料：45钢 （三）零件图

配合件1

配合件2

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（四）设计要求：

1.布置任务

2.上机绘出二维图，标注尺寸和技术要求（使用CAD或CAD/CAM软件完成）并绘出和打印三维立体图

3.零件图工艺分析 4.确定加工顺序 5.选择加工用刀具 6.合理选择切削用量

7.拟定数控车削卡片加工工序

8.根据加工工序步骤编写加工程序（手工编程．自动编程均可） 9.完成工件的加工和数控仿真加工 10.编写整理毕业设计说明书 11.答辩

（五）设计说明说要求

1.说明书一份，5000字左右；

2.应有与课题相适应的设计图纸及图表，提倡用计算机绘图； 3.说明书统一用A4纸打印；

4.指导教师可依据课题情况另提具体要求。

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三、二维图

配合件1

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配合件2

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四、三维图

配合件1

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配合件2

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五、零件的工艺分析

在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。

（一）零件图分析：

该零件属于配合件，需要工件一与工件二的配合，所以在零件的配合上要着重注意。

另外该零件也涉及到孔加工，沟槽加工，倒角。

（二）尺寸分析

该零件图尺寸完整，主要尺寸分析如下： 配合件一：

Φ30、Φ25 经查表加工精度等级为IT6，同轴度0.01，跳动0.015；

配合件二：

Φ30、Φ25 经查表加工精度等级为IT7，同轴度0.01，跳动0.015；

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粗糙度1.6～3.2，所有的面均需要加工。未注公差按照国家标准GB1804-f的精密级别查取公差，表面粗糙度Ra3.2在精镗、半精车阶段可达到；Ra1.6精镗、半精车、精车阶段可达到要求。

（三）材料的选择

根据任务书要求，选用45钢

（四）毛坯的选用

毛坯尺寸选用Ф55╳100和Ф55╳100圆柱体锻件。- 13 -

六、刀具选择

刀具的选择不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量，刀具不仅要求精高、强度大、刚性好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调试方便。根据生产成本以及经济效益、机床设备的稳定性以及加工精度，所以选择高性能高速钢，此刀具耐热性、耐磨性，热稳定性高。

根据以上的原则，加工该零件所制定的刀具卡片如下；

配合件一：

刀具号 刀具名称 刀杆长度 刀杆宽度 刀片类型 刀片厚度 刀片边长 刀尖角 刀具半径 1 2 3 钻头 镗刀 割刀 / 160 160 / 30 8 20 80 / 菱形 割刀片 菱形 球形 / 2 3 2 / / 5 12 12 / / 75 / 35 / 11 / / / 50 4 外圆车刀 160 5 球头刀 配合件二

400 刀具号 刀具名称 刀杆长度 刀杆宽度 刀片类型 刀片厚度 刀片边长 刀尖角 刀具半径 1 2 外圆车刀 160 割刀 160 20 8 菱形 割刀形 3 3 12 12 55 / / / - 14 -

七、数控加工工艺卡

材 料 牌 号 工 工 名 序 号 序 称 机械加工工艺过程卡片 45钢 毛 坯 种 类 产品型号 产品名称 配合件 Φ55×100 设 备 零件图号 零件名称 每毛坯件数 配合件一 每 台 件 数 共 1 页 第 1 页 备 注 毛坯外形尺寸 车 工 工 序 内 容 工 艺 装 备 间 段 工 时 准终 单件 1 钻孔 钻孔Φ22×44 2 镗孔 镗台阶孔 3 切槽 切槽Φ35×5 4 车外圆 车外圆 5 切断 切断刀切断 调头 调头装夹 车 车 车 车 车 CJK6240 CJK6240 CJK6240 CJK6240 CJK6240 通用夹具、三爪卡盘、钻头 通用夹具、三爪卡盘、镗刀 通用夹具、三爪卡盘、槽刀 通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀 通用夹具、三爪卡盘、切断刀 6 圆弧 圆弧加工 车 CJK6240 通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 谭德森 2011.10.5 2011.10.5 2011.10.5 2011.10.5 - 15 -

材 料 牌 号 工 工 名 序 号 序 称 1 车外圆 外圆车刀车外圆 2 切断 使用切断刀切断 机械加工工艺过程卡片 45钢 毛 坯 种 类 产品型号 产品名称 配合件 Φ55×100 设 备 零件图号 零件名称 每毛坯件数 配合件二 每 台 件 数 共 1 页 第 1 页 备 注 毛坯外形尺寸 车 工 工 序 内 容 工 艺 装 备 间 段 工 时 准终 单件 车 车 车 CJK6240 CJK6240 CJK6240 通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀 通用夹具、三爪卡盘、切断刀 调头 3 车圆弧 使用外圆车刀车圆弧 通用夹具、三爪卡盘、外圆车刀 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 谭德森 2011.10.5 2011.10.5 2011.10.5 2011.10.5

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八、切削用量的选择

合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，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、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 （一）加工条件

工件材料：45钢调质处理，硬度220-240HB，取220。 机床：数控车床CJK6240。 （二）切削参数的选择

根据《切削用量手册》，可以查出下表所示的加工过程中各工步的切削参数： 配合件一

工 步 号 01 02 03 04 05 06 刀 具 工 步 内 容 钻孔Φ22×44 镗台阶孔 切槽 车外圆 切断 掉头 加工圆弧 T 码 01 02 03 04 03 05 种类规格 长度 半径 宽度 半径刀 辅 具 补偿 钻头 镗刀 槽刀 车刀 槽刀 球头刀 160 160 160 160 160 400 11 / / / / 50 / / 3 / 3 / 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 1 主轴转速n 切削 切削进给量 速度 深度 f Vc ap 800 1200 1200 800 1200 1200 80 80 70 60 60 60 80 120 100 160 80 80 44 1.5 6.5 1.5 / 4.25

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配合件二

工 步 号 01 02 03 刀 具 工 步 内 容 车外圆 切断 调头 车圆弧 T 种类规格 码 刀 辅 具 01 02 01 车刀 槽刀 车刀 长度 半径 宽半径度 补偿 160 160 160 / / / / 3 / 0.4 0.4 0.4 主轴转速 n 切削 进给速度 量 Vc f 切削深度 ap 1200 1200 1200 80 80 60 160 80 120 1.5 / /

（三）精加工余量的确定

工件一：镗内台阶孔时的精加工余量X方向为0.5，Z方向为0.3， 车外圆时的精加工余量X方向为0.4，Z方向为0.3， 加工圆弧时的精加工余量为0.5，

工件二：车外圆时的精加工余量X方向为0.4，Z方向为0.3

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九、零件加工编程

配合件一 34 T0101 M03S800 G00X100Z80 X0Z3 G01Z-44F80 G04X1 G00Z3 X100Z80 M00 T0202 X8Z3

G72U1.5R1P10Q20X-0.5Z0.3F200 N10G42G00X30 G01Z-2.5F120S1200 X25Z-32.5 Z-35.5 N20G01G40X8 G00Z3 X100Z80

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M00 T0303 G00X100Z80 X52Z-34.75 G01X35F80 G04X1 G00X52 Z-36.75 G01X35 G04X1 G00X52 X100Z80 M00 T0404 X52Z3S800

G71U1.5R1P30Q40X0.4Z0.3F160 N30G41G00X38 G01X48Z-2F120S1200 Z-26.27 G03X45Z-28.86R3 G01X35Z-31.75 Z-36.75

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X45Z-39.64 G03X48Z-42.23R3 G01Z-48 N40G00G40X52 G00X100Z80 M00 T0303 G00X52Z-52 G01X0F80 G00X100Z80 M30 配合件二 34 T0101 M03S800 G00X100Z80 X50Z3

G71U2R1.5P10Q20X0.4Z0.3F160 N10G41G00X21 G01Z0

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G03X25Z-2R2S1200F120 G01X30Z-30 Z-33 X41 X45Z-35 Z-45 N20G00G40X50 X100Z80 M00 T0202 G00X100Z80 X50Z-48 G01X0F80 G00X100Z80 M30

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十、加工过程（数控仿真图）

配合件一：

工步序号 工步内容 仿真图 用直径为Φ22的钻头去工步一 除深度为44的材料 用镗刀镗出内台阶孔轮工步二 廓 用刀宽为3的槽刀去除外工步三 圆凹槽轮廓的材料 - 23 -

用外圆精车刀车出外轮工步四 廓形状 工步五 切断并调头装夹 工步六 加工凹形圆球面

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配合件二

工步序号 工步内容 仿真图 用刀尖角为55度的外圆工步一 车刀车出外轮廓形状 工步二 切断，调头装夹 工步三 使用外圆车刀车圆弧

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十一、设计小结

经过几周的设计和操作，我成功地完成了对配合件的组合与加工的设计，加工零件的各部分尺寸和表面质量要求均达到零件图样的技术要求，整个设计方案选择合理，程序编制正确，对二维和三维图的绘制也基本达到要求，并完成了对加工过程的模拟加工。

本次课题贯穿本专业所学到的议论知识与实践操作技术，从分析设计到计算、从编程到加工，同时本次选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过本课题设计，我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。经过设计中对刀具的选择，我对数控机床工具系统的特点和数控机床刀具材料及使用范围有了较深的了解，基本掌握了数控机床刀具的选用方法。经过设计制订加工工艺方案，进一步了解了工件定位的基本原理、定位方式以及定位元件的种类与特点，对教材中有关定位基准的选择原则与数控加工夹具的选择方法有了更深的理解；经过编制零件的加工程序，基本熟悉数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序的结构与格式，对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、辅助程序段的数值计算等有了进一步的认识。另外，我还学会了利用自动编程软件对零件进行造型 、加工轨迹生成、后置处理及加工程序向机床传输加工等技术和方法。

本次设计，完成了从零件图纸的分析改进、到数控车铣加工的全过程。Auto CAD、Mastercam X、UG、Pro/E等CAD /CAM一体化

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软件在制造行业中的应用，大大提高了零件设计制造效率，取得了显著的经济效益。 为了最大程度提高制造效率，减少修改时间，广泛应用软件. 交互式图形编程技术的学习（也就是我们常说的CAM编程的要点）可分三个方面,培养了标准化、规范化的工作习惯。对于常用的加工工艺过程应进行标准化的参数设置，并形成标准的参数模板，在各种产品的数控编程中尽可能直接使用这些标准的参数模板，以减少操作复杂度，提高可靠性。、重视加工工艺的经验积累，熟悉所使用的数控机床、刀具、加工材料的特性，以便使工艺参数设置更为合理。

通过本设计的实践，真切的体会到理论必须与生产实践相结合。教材中所学到的许多内容在实践中得到了印证。但在具体操作中也出现了一些意想不到的问题。在工艺方案确定后，加工程序也经过多次调试、修改才最终完成了零件的加工。

这次毕业设计，给我最大的体会就是熟练操作技能来源我们对专业的熟练程度。比如，我们想加快编程程度，除了对各编程指令的熟练掌握之外，还需要你掌握零件工艺方面的知识，对于夹具的选择，切削参数的设定我们必须十分清楚。在上机操作时，我们只有练习各功能键的作用，在编程时才得心应手。因此，我总结出一个结论“理论是指导实践的基础，只有不断在实践中总结验，并对先前的理论进行吸收和创新，自己的水平会很快的提高”。

本次设计由于设计时间较紧，且相关模块比较多，加之设计经验的不足，在零件的整体设计及工艺分析方面，有待于进一步的完善和改进。其中错误之处在所难免，希望各位读者批评指正。

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十二、参考文献

【1】 机械制造基础/韩春鸣主编，—北京：化学工业出版社 【2】互换性与测量技术基础/马霄主编，—北京：北京理工大学出版社

【3】机械制图/刘力主编，—北京：化学工业出版社

【4】机械制造工艺/张绪祥、王军主编，—北京:高等教育出版社 【5】机械设计基础/陈立德主编，—北京：高等教育出版社 【6】机械设计基础课程设计指导书/陈立德主编，—北京：高等教育出版社

【7】机械制造工艺设计简明手册/李益民主编，—北京：机械工业出版社

【8】Pro/ENGINEER Wildfire3，0应用与实例教程/顾吉仁、李玉满、周华军主编，—北京：中国电力出版社

【9】数控加工工艺与编程/陈洪涛主编，—北京：高等教育出版社 【10】机械设计师手册/吴宗泽主编，—北京：机械工业出版社 【11】机械加工工艺师手册/杨叔子主编，—北京：机械工业出版社 【12】公差与配合实用手册/方昆凡主编，—北京：机械工业出版社 【13】简明机械零件设计手册/朱龙根主编，—北京：机械工业出版社

【14】机械零部件设计禁忌/于惠力、潘承怡、向敬忠、冯新敏主编，—北京：机械工业出版社

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nn37.html