滑板的模型与加工论文

晋城职业技术学院毕业设计（论文） 1 机械与电子工程系毕业设计 计项目：滑板的模型与加工 姓 名： 柴超超 专 业： 机械制造与自动化 班 级： 11 机制二班 学 号： 1111023201 指导教师： 李泽印 职 称： 讲师 完成 时间 ： 2013 年 8 月 2014 年 6 月 2014 年 7 月 30 日 晋城职业技术学院 F 城职业技术学院毕业设计（论文） 2 毕业设计（创作）作品简介 作者基本信息 姓 名： 柴超超 性 别： 男 出生日期： 治面貌： 团员 民 族： 汉 籍 贯： 山西省 晋城市 手 机：869246055Q: 869246055 实习单位及岗位 ： 班级： 11 机制二班 同组人 独立完成 作 品 图 片 （ 滑 板 ） 指导教师 袁冬梅 行业指导教师 李泽印 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 3 作 品 介 绍 这个作品的构想是看滑板梦之队的时候想到的。然后自己找拉找相关的图片。并与老师和同学讨论之后觉得可行才实施的。 这个滑板模型是由三个配合件组成的。它的特点是逼真，漂亮。运用到了我们所学的所有知识，符合数控高级工要求，它的公差都在所定范围之内，是一件合格的作品。 在加工的过程中，工件的设计、 图和编辑程序都是由我一人完成。 通过对模型的设计与加工，锻炼了 我的独力操作能力。从这次毕业设计中提高了技术，培养 了我自 行钻研，克服困难 ，坚持不懈的 精神 。 机械与电子工程系毕业设计开题报告书 机械制造与自动化 专业 学生姓名 柴超超 班级 11 机制二班 学号 1111023201 设计项目 滑板的模型与加工 设计 准备 情况 基于我们所学的 计软件，和 铣 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 滑板 模型。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 4 思路 和 方法 生活中存在大量的 类似滑板的工件，本次的设计灵感来自于电影中的滑板梦之队 。根据 滑板 的样式在经过自己的想法利用 出图纸。然后通过所学知识在数控铣 床上加工出零件。 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 加工零件。经过实训，我对数控 铣 床有了更深一步的了解，对数控 铣 床 的 加工流程都非常的清楚。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 。 这次毕业设计的制作加工，运用了 件、编程，提升了件的实际使用技巧，并且通过数控 铣 床的实际加工，对加工工艺有了更深刻得认识 。 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，和专业技能都得到锻炼提高，从而也锻炼了我的独力操作能力。从这次毕业设计中提高了技术，培养了们自行钻研，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 出图形，数据的测量必须用到游标卡纸、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。最主要的就是螺纹配合问题，由于是铝料，所以在加工时会有铝屑产生，切削液不能将其排除，即使用清水清洗也会在反复拧动的 螺纹中也会有铝屑 掉出，造成螺纹损坏，导致工件报废。所以加工时增大螺纹间距。还有就是槽与槽之间的紧密配合，要不紧不松 。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。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 5 计划 进度 2011 年 7 月 10 日 指导教师指导学生选题，初步查找、收集相关资料 2011 年 7 月 13 日 由指导教师制定毕业设计相关计划 2011 年 7 月 15 日 确定加工 件图纸 2011 年 7 月 27 日 完成毕业设计初稿并交给指导老师审阅 2011 年 7 月 29 零件加工 2011 年 8 月 2 日 初稿修改完成并交给指导老师审阅 2011 年 8 月 7 日 一搞修改完成并交给指导老师审阅 2012 年 6 月 再次修改毕业设计，准备毕业设计展示 参考 文献 1翟瑞波 北京，中国劳动社会保障出版社，2005. 2刘 春 中国劳动社会保障出版社， 2003. 3潭 岭 重庆，重庆大学出版社， 2004. 4黄云清 北京，机械工业出版社， 2001. 5数控编程与操作 . 西安，西安电子科技大学出版社，2006. 6关 颖 . 数控车床 . 化学工业出版 社， 2005. 7王侃夫 北京，机械工业出版社， 2004. 8张思弟 北京，化学工业出版社， 2005. 9王爱玲 国防工业出版社， 2005. 毕业设计（论文）修改说明 1. 修改了毕业设计的字体，行距；正文项目编号不统一，段前段后间距混乱，对其不规范。 2. 修改了英文摘要 3. 修改了图表的标注，增加了图表的文字性描述说明 4. 增加了实际加工零件中每一把刀具的切削参数和加工工艺 5. 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。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 6 指导 教师 意见 行业指导教师： 李泽印 单位 ：北京新媒体技师学院 职称： 联系电话： 年 月 日 校内指导教师： 袁冬梅 职称： 年 月 日 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 7 目 录 摘 要 . 1 . 2 第一章 绪论 . 3 控 铣 床的组成和工作原理 . 3 入、输出装置 . 3 控装置 . 3 服系统 . 3 动装置 . 3 编程控制器 . 4 量反馈装置 . 4 控 铣 床编程指令 . 4 控 铣 床的特点及应用 . 5 控加工的特点 . 5 控加工的 主要对象 . 6 控车床的加工步骤 . 6 控车床的发展方向 . 6 第二章 加工工艺 . 8 件图样 . 8 品展示 . 11 择毛坯 . 11 计工艺过程 . 12 艺过程组成 . 12 择定位基准 . 12 择零件加工方法和加工顺序 . 13 序设计 . 14 床的选择和工艺准 备 . 14 定切削用量 . 15 制程序 . 16 滑板斜面 . 错误 !未定义书签。 第三章 测量结果 . 24 第四章 加工结论 . 25 第五章 结论 . 26 参考文献 . 27 致谢 . 28 个人简况 . 29 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 8 摘 要 数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其他国家基础工业现代化中的战略性作用，并以成为传 统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及时空机床的广泛应用，给机械制造业的产品机构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术（ 制造技术（ 合发展的结果。现代的 捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代化机电类专业学生必不可少的。 关键词 ： 数控技术 ； 数控机床 ； 机电 ； 城职业技术学院毕业设计（论文） 2 nc in s of of to a of of of of to is IT is of of in is nc 城职业技术学院毕业设计（论文） 3 第一章 绪论 控 铣床的组成 和工作原理 数控铣床一般由 输入、输出设备 、伺服系统、机床本体四部分组成。数控装置的作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。也就是通过计算 机控制铣削。 入、输出装置 输入装置将各种加工信息传递于计算机的外部设备。 在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用 络通讯串行通信的方式输入 。 输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常 。 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。 服系统 伺服单元由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距 离。 每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统， 整个机床的性能主要取决于伺服系统。 动装置 驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 4 编程控制器 可编程控制器 (是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工 业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故把称它为可编程逻辑控制器( 当 于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器 ( 。成为数控机床不可缺少的控制装置。 调配合，共同完成对数控机床的控制。 量反馈装置 测量 装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给 置，供 置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。 控 铣 床编程指令 在数控加工中编程指令有很多， 以下为 我现在所接触的 数控铣 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 序暂停，可以按 ” 启动 ” 加工继续执行、 轴停止、 程序结束、 却液开、 却液关、 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 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 150，刀具就会快速的移动到工件坐标系 150 的位置。 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， 时针圆弧插补 时针圆弧插补 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 5 对尺寸 对尺寸 尖半径补偿方式的取消 I 整圆指令 加工循环指令： 心钻循环指令 头循环指令 刀循环指令 控 铣 床的特点及应用 控加工的特点 与传统机械加工方法相比，数控加工具有以下特点： （ 1）可以加工具有复杂型面的工件 在数控机床上，所加工零件的形状主要取决于加工程序。因此只要能编写出程序，无论工件多么复杂都能加工。 （ 2）加工精度高，质量稳定 数控 铣 床本身的精度比普通 铣 床高，一般数控 铣 床的定位精度为 复定位精度为 且在数控机床加工过程中，操作人员并不参与，所以消除了操作者的人为误差，工件的加工精度全部由数控 铣 床保证；又因为数控加工采用工序集中，减少了工件多次装夹对加工精度的影响。基于以上几点，数控加工工件的精度高，尺寸一致性好，质量稳定。 （ 3）生产率高 数控加工可以有效地减少零件的加工时间和辅助时间。由于数控 铣 床的主轴转速、进给速度以及其快速定位的速度快，通过合理选择切削用量，充分发挥刀具的切削性能，可以减少零件的加工时间。而且加工过程中能进行自动换刀， 更加方便 。 （ 4）有利于生产管理 因为相同工件所用时间基本一致，所以数控加工可预先估算加工工件所需时间，因此工时和工时费用可以精确估计。这既便于编制生产进度表，又有利于均衡生产 和取得更高的预计产量；此外，对数控加工所使用的刀具、夹具可进行规范化管理。以上特点均有利于生产管理。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 6 （ 5）数控加工是 术和先进制造技术的基础 数控 铣 床使用数字信号与标准代码作为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与 术有机地结合起来，形成现代集成制造技术的基础。 任何 事物都具有双面 性。数控加工虽有上述各种优点，但在某些方面也存在以下缺点： （ 1） 数控技术的复杂性要求操作人员有较高的综合素质。 （ 2） 数控 铣 床昂贵的购置费用导致单位加工成本较高。 （ 3） 数控 铣 床适宜于多品种小 批量或中批量生产（占机械加工总量 7080）。 （ 4） 数控加工中机床、程序、刀具的调整相对复杂，等等。 控加工的主要对象 由数控加工的特点可以看出，适于数控加工的零件包括： 多品种、单件小批量生产的零件或新产品试制中的零件； 几何形状复杂的零件； 精度及表面粗糙度要求高的零件； 加工过程中需要进行多工序加工的零件； 控 铣 床的加工步骤 数控加工的步骤如下： 选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容； 分析零件图及其结构工艺，明确加工内容及技术要求； 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； 用规定的程序代码和格式编写零件加工程序，或用 件直接生成零件的加工程序文件； 输入加工程序，对加工程序进行校验和修改； 通过对机床的正确选择，运行程序，完成零件的加工。 控 铣 床的发展方向 1952 年美国研制了第一台三坐标数控铣床，用于加工直升飞机叶片的样板。半个世纪以来，数控机床经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、中大规模集成电路微处理器以及 个发展阶段，其在制造领域的加工优势逐渐体现出晋城职业技术学院毕业设计（论文） 7 来。 2002 年，我国机床市场消费金额上升到 59 亿美元，跃升世界第一位。与此同时，根据全国工业普查资料，我国机床拥有量约 378 万台，但机床数控化率只有 而欧美发达国家现代制造业的数控化率已超过 30%。 加入 后，我国制造业获得空前发展，并快速成为全球重要的制造基地，对数控机床需要业迅速扩大。 2003 年 1 6 月份我国进口金属加工机床 美元，其中数控机床进口 美元，同比增长 我国从 1958 年开始研制数控技术，目前已经建立了以中、低档数控机床为主的产业体系。在引进、消化、吸收 、跟踪国外先进数控技术的基础上，开发出了一些高档的数控机床。例如五轴联动龙门镗铣加工中心，它配有高速电主轴，转速可达 10000 16000r/够满足现代模具、飞机结构件等高速加工的需要。 随着微电子技术和计算机技术的发展，数控机床的性能日渐完善。同时为了满足社会经济和科技发展的需要，数控机床正朝着高精度、高可靠性、多功能 、智 能化以及开放化等方向发展 。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 8 第二章 加工工艺 件图样 该零件图是一个相接、螺纹配合零件，它的配合图纸如下图 2示： 零件如图 2示零件是 三 个配合件 ,它由七个零件组成，它的特点是图形简单， 美观 。以 4 个“ 轮子 ”利用 支撑杆 的连接以及螺纹配合的 板面 搭配而成的效果图。它的配合 都非常紧密，符合数控高级工的要求， 是一件非常合格的工件。这个装配图零件由我一人独立完成。 图 2板零件 图 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 9 图 2一 如图 2示，该零件件一主要由 斜 面、 半 圆弧组成。该零件需要 用宏程序生产斜面程序 ，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 2二 如 图 2二 所示，该零件件二由 四个轮子 和 支撑杆、 丝轴组成。零件图与实物图无任何不符合之处，衔接的非常好。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 10 图 2三 如图 2示，该零件件三轮廓表面由 支撑杆与 丝轴 、轮子 组成。 在打孔的时候先用的中心转打了点之后然后用 5 的砖头打孔 。 图 2四 如图 2四 所示，该零件 轮子是先走圆程序大小是 9 然后找到圆的中心点用中心转打个点再用转头打孔，然后用 锥铰螺纹。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 11 品展示 择毛坯 在对零件图纸进行工艺性分析后，还应结合数控 铣 削的特点，对所用毛坯 (加工所 用的毛坯为铝料 )进行工艺性分析，如果毛坯不适合数控 铣 削（如选用的是较小的 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： 件加工时的毛坏余量是否稳定。 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。 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。 此零件毛坯选用的是 长 150 120 的 铝料。 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 12 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。 艺过程组成 首先加工零件一作为配合基准： 然后 计算 零件二： 然后加工零件三： 钻头打孔 然后加工零件四： 头打孔 5 丝锥铰螺纹 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晋城职业技术学院毕业设计（论文） 13 尺寸、位置符合零件图要求。 1）合理分配加工余量的 原则； 外圆加工以轴线为基准； 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。 择零件加工方法和加工顺序 零件一加工方法 : 意刀补） 零件二 计算 方法： 1. 要考虑全面 2. 先计算出支撑杆的大小 3. 再计算轮子的大小 4. 轮子侧面孔的大小 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 14 零件三加工方法： 1. 编写程序铣出支撑杆 2. 然后在支撑杆侧面打孔 3. 用 5 钻头打孔（注意每次下的深度） 4. 清理下留在工件上的余量 零件四加工方法： 意刀补） 头打孔（注意深度） 锥要与工件垂直不然会断 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。 床的选择和工艺装备 所要加工的零件为 滑板 配合零件，选用的数控机床为数控 铣 平口钳的工作原理 用扳手转动丝杠，通过丝杠螺母带动活动钳身移动，形成对工件的加紧与松开。被夹工件的尺寸不得超过 150 毫米。 平口钳的构造 平口钳的装配结构是 可拆卸的螺纹连接和销连接；活动钳身的直线运动是由螺旋运动转变的；工作表面是螺旋副、导轨副及间隙配合的轴和孔的摩擦面。 编辑本段注意事项 晋城职业技术学院毕业设计（论文） 15 （ 1）、工件的被加工面必须高出钳口，否则就要用平行垫铁垫高工件。 （ 2）、为了能装夹得牢固，防止刨削时工件松动，必须把比较干整的平面贴紧在垫铁和钳口上。要使工件贴紧在垫铁上，应该一面夹紧，一面用手锤轻击工件的子面，光洁的平面要用铜棒进行敲击以防止敲伤光洁表面。 编辑本段特点 （ 1）、为了不使钳口损坏和保持已加工表面，夹紧工件时在钳口处垫上铜片。 D、用手挪动垫铁以检查夹紧 程度，如有松动，说明工件与垫铁之间贴合不好，应该松开平口钳重新夹紧 （ 2）、刚性不足的：工件需要支实，以免夹紧力使工件变形。 该工件所选用的量具为： （ 1）游标卡尺（ 0 （ 2）外径千分尺 (025（ 3）内径千分尺 (0 在加工零件中所选用的刀具如下： （ 1） 16 立铣刀 （ 2） 5 麻花钻头 （ 3） 花钻头 （ 4） 盘刀 （ 5） 锥 （ 6） 中心转 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