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重庆工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书系 部： 机 械 工 程 系 专 业 班 级： 09 数 控 201 班 学 生 姓 名： 吴金鑫 二O 一一 年 六 月毕业设计（论文）任务书课题名称 腔 体 类 零 件 之 间 的 配 合 、造 型 与 设 计内容及要求1 设计内容1. 调查分析选题的加工特点，确定设计方案。2. 按零件的要求完成零件的节点、基点计算。3. 制定正确的加工方案。（包括定位、夹紧方案和工艺路线)4. 选择合理的刀具和切削工艺参数，编制数控加工程序。5. 进行加工零件的总体方案设计。6. 完成选题零件的机械结构设计。2 主要任务1、完成所选零件的数控加工工艺方案的制定；2、对所选择的零件进行手工编程；3、采用CAD/CAM软件完成所选零件的造型，并选择合适的加工方法完成该零件的自动编程；4、运用手工程序或者自动生成的程序在机床上完成该工件的加工；基本工作量要求1.产品装配图一份（三维及二维）。2.零件图一套（三维及二维)。3.机械加工工艺过程卡一套。4.数车、数铣加工程序各一个。5.数车、数铣仿真加工文件夹一份。6.设计说明书一份。进度计划起止时间工作内容2010.112011.12011.12011.32011.32011.52011.52011.6调研、收集资料、熟悉课题内容，完成开题报告。绘制图形。进行设计计算，绘制图形，进行中期检查。清理资料，绘制设计说明书。参考文献1. 剑鹤，吴云飞。模具设计基础。北京：机械工业出版社。20102. 夏庆观。数控机床故障诊断与维修。北京：高等教育出版社。20103. 钟富平。CAD/CAM应用技术。北京：高等教育出版社。20104. 袁锋。全国数控大赛试题精选。北京：机械工业出版社。2005指导教师： 教研室主任： 系主任： 毕业设计说明书 【目 录】第1章 节 毕业设计（论文）任务书 3第2章 节 前言 5第3章 节 工艺规程的编制与计算 7第4章 节 夹具设计 - 11第5章 节 设计过程 12第6章 节 结束语 27第七章节 致谢 28第八章节 参考文献 29 【前 言】近年来，数控加工技术发展速度突飞猛进，数控机床的普及率逐年提高，在现代制造业中得到广泛的应用。现代高新技术加工企业急需大量的CAD/CAM数控技术应用人才，要求他们既有扎实的理论基础，又有较强的动手能力。高职高专院校数控技术专业就是培养学生具有编制数控加工工艺规程和编制数控加工程序的能力，具有较高的数控机床操作技能，同时还具备的安装、调试控制、运行和维修的能力！数控车床是综合利用计算机、自动控制、精密测量及现代机械制造等多种先进技术的机电一体化产品，是现代制造技术中不可缺少的生产工具。本任务书是从高职高专教育出发，根据国内高等职业技术的教学要求，强化实训教学，以UG、CXAX电子图板、仿真软件等进行对考件的自动编程和精度演算。并且将仿真软件与实际相结合，为教学全过程提供一套完整的解决步骤，充分利用教学资源，延伸课堂教学，采用图片、仿真动画、视频录像、助学课件等技术手段实现自动编程，为学生的研究性学习和自主性学习创造了条件。本任务书的编写目的在余普及和提高数控加工技术，推广现代制造技术的应用，加强职业技能教育，提高动手能力。本任务书是集理论和实践于一体的工学结合书，通过本书的学习和编制来培养学生的综合专业CAD/CAM技术能力。在学校的“学”使学生完成专业课的学习，能够达到就业标准；在企业的“工”促进专业技术应用水平的提高，本任务书以“典型零件的设计、制造引领工作任务，以工作任务引领专业知识”的原则。本任务书由重庆工业职业技术学院机械工程学院09数控201班学生吴金鑫主编，系部老师韩辉辉和杨振进行指导和点评。本任务书在编写过程中参考了近年来数控技术方面的诸多论著和教材，本任务书编者对参考文献中的各位作者深表谢意！由于作者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请读者提出宝贵意见！ 编 者 2011年6月【工 艺 规 程 的 编 制 】 一、零件的结构分析分析零件图 熟悉零件图，了解零件的用途及工作条件。 分析零件图上各项技术条件，确定主要加工表面。结构工艺性分析 机械加工对零件结构的要求。 装配、维修对零件结构的要求。二、零件的技术要求分析加工表面的尺寸精度和形状精度。主要加工表面之间的相互位置精度。加工表面的粗糙度及其它方面的表面质量要求。热处理及其它要求。三、确定毛坯、画毛坯零件综合图根据零件用途确定毛坯类型。根据批量（生产纲领）确定毛坯制造方法。根据手册查定表面加工余量及余量公差。绘毛坯一零件综合图。步骤如下： 先用粗实线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将已确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得到毛坯轮廓，用双点划线表示，比例 1 ：1。 和一般零件图一样，为表达清楚某些内部结构，可画出必要的剖视、剖面。对于由实体上加工出来的槽和孔，可不必这样表达。 在图上标出毛坯主要尺寸及公差，标出加工余量的名义尺寸。 标明毛坯技术要求。如毛坯精度、热处理及硬度、圆角尺寸、拔模斜度、表面质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等。四定位基准的选择定位基准的选择对保证加工面的位置精度，确定零件加工顺序具有决定性影响，同时也影响到工序数量、夹具结构等问题，因此，必须根据基准选择原则，认真分析思考。粗、精基准选择以后，还应确定各工序加工时工件的夹紧方法，夹紧装置和夹紧力作用方向。五.制定工艺路线确定加工方法和划分加工阶段选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度，形状精度，表面粗糙度，综合考虑各方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其它次要表面的加工方法。在各表面加工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，妥善安排热处理工序及其它辅助工序。排加工路线图表。三、选择加工设备及工艺装备根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素，合理确定机床种类及规格。根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。根据工件材料和切削用量以及生产率的要求，选择刀具，应注意尽量选择标准刀具。根据批量及加工精度选择量具。四、加工工序设计、工序尺寸计算用查表法确定各工序余量。当无基准转换时，工序尺寸及其公差的确定应首先明确工序的加工精度。当有基准转换时的工序尺寸及其公差应由解算工艺尺寸链获得。五、选择切削用量、确定时间定额切削用量的选择单件小批生产时，一般可由操作工人自定，大批生产条件下，工艺规程必须给定切削用量的详细数值，选择的原则是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性，具体选用可参见各类工艺人员手册。六、填写工艺文件l 工艺过程综合卡片简要写明各道工序，作为生产管理使用。2 工艺卡片详细说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件，除写明工序内容外，还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等。3 工序卡片用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件，在大批量生产的关键零件的 关键工序才使用。 简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图，除加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面，其余线条可省略，以必需、明了为度。 被加工表面用粗实线（或红线）表示，其余均用细实线。 应标明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求。 定位、夹紧表面应以规定的符号标明。七、设计说明书的编写说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分。说明书应概括地介绍设计全过程，对设计中各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计算。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，充分表达自己独特的见解，力求避免抄书。文内公式图表、数据等出处，应以“ ”注学生从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后，随即可整理、编写有关部分的说明书，待全部设计结束后，只要稍加整理，便可装订成册。说明书包括的内容有： 目录 设计任务书 总论或前言 对零件的工艺分析（零件的作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求分析等） 工艺设计 工艺设计：确定生产类型。毛坯选择与毛坯图说明。工艺线路的确定（粗、精基准的选择依据，各表面加工方法的确定，工序集中与工序分散的运用，工序前后顺序的安排，选用的加工设备与工装，列出不同工艺方案，进行分析比较等）。加工余量、切削用量、工时定额（时间定额）的确定（说明数据来源，计算教师指定工序的时间定额）。工序尺寸与公差确定（进行教师指定的工序尺寸的计算，其余简要说明） 【夹 具 的 设 计】 1. 明确设计任务，收集研究有关资料 在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用，结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。 2.拟定夹具的结构方案，绘制夹具草图 拟定夹具的结构方案，就是根据工件生产批量的大小，所用的机床设备，工件的技术要求、结构的特点和使用要求来确定夹具的结构。主要解决如下问题：（1） 确定工件的定位方式，设定定位装置。（2） 确定对刀或引导方式，选择或设计引导元件或对刀装置。（3） 确定工件的夹紧方案，设定夹具装置。（4） 确定其他元件或装置的结构形式，如动力源、定为键、分度装置、排屑装置及防误装置。（5） 确定夹具的总体结构及夹具在机床上的安装方式。（6） 绘制结构方案草图。 3.绘制夹具总图 夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。总图上的主视图，应选取与操作者正对的位置。 绘制夹具装配图可按如下顺序进行：先用双点划线画出工件的外形轮廓和主要表面，主要表面指定位基面、夹紧基面和被加工表面。总图上的工件，是一个假想的透明体，它不影响夹具各元件的绘制。此后，围绕工件的几个视图依次绘出定位元件、对刀-导向元件、夹紧机构、力源装置等夹具结构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联接成一体，形成完整的夹具。 4.确定并标注有关尺寸和夹具技术要求 夹具总图上应标注轮廓尺寸，必要的装配尺寸、检查尺寸及其公差，标出主要元件、装置之间的相对位置精度要求等。 5.绘制夹具零件图 夹具中的非标准零件都必须绘制零件图。在确定这些零件的尺寸、公差或技术要求时，应注意使其满足夹具总图的要求。 6.夹具总图上应标注的尺寸与公差 夹具总图上标注尺寸和技术要求的目的是便于绘制零件图、装配和检查。应有选择的标注以下内容。 （1） 夹具的外形轮廓尺寸。 （2） 与夹具定位元件、引导元件以及夹具安装基面有关的配合尺寸、位置尺寸及公差。 （3） 夹具定位元件与工件的配合尺寸。 （4） 夹具引导元件与刀具的配合尺寸。 （5) 夹具与机床的联接与配合尺寸。 （6） 其他主要配合尺寸。 7. 形状、位置要求 技术要求的具体规定项目，虽然要视夹具的构造型式和特点等而区别对待。但归纳起来大致有如下几个方面： （1） 定位元件之间的相互位置精度要求。 （2） 定位元件与夹具安装面之间的相互位置精度要求。 （3） 导向元件与连接元件和夹具体底面的相互位置要求。 （4） 导向元件与定位元件之间的相互位置要求。 （5） 与保证夹具装配精度有关的或与检查方法有关的特殊的技术要求。 上夹具的有关尺寸公差和形位公差通常取工件相应公差的1/2-1/5.最常用的是取工件公差的1/3-1/2.当工件未注明要求时，夹具上的那些主要元件间的位置公差，可以按水平取0.02-0.05mm（每100mm），或在全长（100mm）上不大于0.03-0.05mm。 进行加工精度分析可以帮助我们了解所设计的夹具在加工过程中产生误差的原因，以便探索控制各项误差的途径，为编制、修改夹具技术要求提供依据。 【设 计 过 程】1.完成件一实体建模 1.1建立工程图 图1 件一工程图1.2旋转拉伸建立实体模型 图2 件一实体2.完成件二实体建模 2.1建立工程图 图3 件二工程图2.2旋转、拉伸建立实体模型 图4 件二实体3.完成件三实体建模 3.1建立工程图 图5 件三工程图3.2旋转、拉伸建立实体模型 图6 件三实体第三章 零件工艺及编程加工1.件一工艺分析及编程加工 1.1工程图 1.2零件结构分析 1.21件一是个小件，内部有一个R80的圆弧和20.77内圆表面组成。外圆由两个台阶和一个R1圆弧连接。1.2.2结构简单加工容易。要求完成内外各面的粗精加工。 1.3加工工艺分析数控加工设备GSK980TD数控车床装夹方案工件采用三爪装夹零件加工工序 序号工序内容刀号刀具1下料40mmX25mm2夹持右端，车端面到24、车3614和R1圆弧。193外圆车刀3钻20内孔20钻头4粗镗内孔20.77和R80内圆弧。2镗刀5精镗内孔20.77和R80内圆弧。2镗刀6调头夹持36。7粗车外圆38。193外圆车刀8精车外圆38。193外圆车刀 表1 件一加工工序卡1.4切削用量的选择 切削用量包括：背吃刀量p、主轴转速n或切削速度Vc、进给速度Vf或进给量f。 1.4.1确定进给速度进给速度是数控机床加工时的重要参数，主要根据零件的表面粗糙度和加工精度要求及刀具、工件材料来选取。最大进给速度受机床刚度和系统性能的影响。确定原则：在满足工件质量要求时，为提高生产效率可选择较高的进给速度。一般在100200mm/min范围内选取。在切断、切槽加工深孔或用高速工具钢时，选择低速，一般在2050mm/min。这里零件没有切槽、不加工深孔、故选择高速加工。转速1000n/min,进给126mm/min。1.4.2确定背吃刀量刀具采用硬质合金材料，吃刀量可以稍微大点。但出于对设备和刀具的保护和这并不是成批量生产故吃刀量定为1mm.1.5加工程序 24加工右端：M03 T0101 S1000G00 X40 Z0G71 U0.5 R0.3 F126G71 P1 Q2 U0.3 W0G01 X35X36 Z-0.5Z-14G03 X38 Z-15 R1G01 X38 Z-16G00 X100 Z100加工内部：M03 T0101 S1000G00 X20 Z0G71 U0.5 R0.3 F126G71 P1 Q2 U0.3 W0N01 G01 X31.856G03 X20.772 Z-23 R80N02 G01 X20.772 Z-24 G00 X18Z100M05M30调头加工左端：M03 T0101 S1000G00 X40 Z0G01 X39Z-9G00 X40Z0G01 X38 Z1Z-9G00 X100 Z100M05 M302.件二工艺分析及编程加工 2.1工程图 2.2零件结构分析 2.2.1零件外轮廓由外圆柱面、圆弧面、螺纹、皮带轮槽和退刀槽等部分组成。螺纹为普通三角螺纹P等于1.5 2.2.2本工序要求完成零件的各部分轮廓。2.3加工工艺分析 数控加工设备GSK980TD数控车床装夹方案工件采用三爪装夹零件加工工序 序号工序内容刀号刀具1下料45mmX64mm2夹持左端，车右端面到63、193外圆车刀3粗加工倒角、18、20、34、42、R4.3到40193外圆车刀4精加工18、20、34、42、R4.3到405切退刀槽到1723mm切槽刀6加工皮带轮。23mm切槽刀7加工M20X1.5螺纹。3外三角螺纹刀8调头夹持18处，上顶尖9193外圆车刀表2 件二加工工序卡2.4切削用量的选择2.4.1确定进给速度外圆部分同件一样。切退刀槽和皮带轮槽时取S=450N/min,F122.4.2确定背吃刀量刀具采用硬质合金材料，吃刀量可以稍微大点。但出于对设备和刀具的保护和这并不是成批量生产故吃刀量定为1mm.2.5加工程序 右端加工程序：M03 T0101 S1000G00 X45 Z0G71 U0.5 R0.3 F126G71 P1 Q2 U0.3 W0N01 G01 X16 X18 Z-1 Z-4 X20 Z-5 Z-18 X34 Z-28 G02 X38 Z-35.5 R4.3N02 G01 X39 Z-38.5G70 P1 Q2 S1400G00 X100 Z100T0202 S450 F12G00 X35 Z-24.5G01 X26G00 X34Z-25.205G01 X26 Z-24.5G00 X35 Z-18G01 X17G00 X100 Z100T0303 S450G00 X20 Z-4G92 X19.9 Z-15 F1.5 X19.5 X19.00 X18.5 X18.3 X18.2 X18.1 X18.06 X18.05G00 X100 Z100M05; M30调头左端加工程序：M03 T0101 S1000G00 X40 Z0G71 U0.5 R0.3 F126G71 P1 Q2 U0.3 W0N01 G01 X20.77 G03 X32.093 Z-24.5 R80 G01 X38N02 G01 X39 Z-25G70 P1 Q2 S1400G00 X100 Z100M05; M303.件三工艺分析及编程加工 3.1工程图 3.2结构分析 3.2.1零件外轮廓由外圆柱面、圆锥面、内圆弧、内螺纹和工艺槽等部分组成。螺纹为普通三角螺纹P等于1.5 3.2.2本工序要求完成零件的各部分轮廓。3.3加工工艺分析 数控加工设备GSK980TD数控车床装夹方案工件采用三爪装夹零件加工工序 序号工序内容刀号刀具1下料40mmX26mm2夹持右端，车右端面到25、193外圆车刀3钻通孔1818钻头4加工20内孔到15。3镗刀5加工M20X1.54内三角螺纹刀6调头夹持左端 7加工内圆锥面、内倒角3镗刀8旋入工件2夹持左端9车削外圆锥面、外圆柱面34193外圆车刀10切工艺槽到28宽723mm切槽刀表3 件三加工工序卡3.4切削用量的选择3.4.1确定进给速度外圆部分同件一样。工艺刀槽取S=450N/min,F123.4.2确定背吃刀量刀具采用硬质合金材料，吃刀量可以稍微大点。但出于对设备和刀具的保护和这并不是成批量生产故吃刀量定为1mm.车削内孔时因为排削不便，吃刀量因减小到0.5mm 。3.5加工程序加工内部左端：M03 T0101 S1000G00 X16 Z0G71 U0.4 R0.3 F100G71 P1 Q2 U0.3 W0N01 G01 X21 X18.05 Z-1.5N02 G01 Z-15G70 P1 Q2 S1200G01 X16 G00 Z100T0202 S450 F40G00X18.05 Z0G92 X18.1Z-15 F1.5 J0.5 K0.5 X18.5X18.45.X19.00X19.5X19.85X19.95X19.98X19.99X20.00X20.00G01 X16G00 Z100M05M30加工内部右端 M03 T0101 S1000 G00 X16 Z0G71 U0.4 R0.3 F100G71 P1 Q2 U0.3 W0N01 G01 X25.856 X22 Z-4 X20 X18 Z-5N02 Z-10G70 P1Q2 S1200G01 X16 G00 Z100M05M30加工外部：M03 T0101 S1000G00 X40 Z0G71 U0.5 R0.3 F126G71 P1 Q2 U0.3 W0N01 G01 X31.856X34 Z-4N02 Z25 G70 P1 Q2 S1400G00 X100 Z100T0202 S450 F12 G00 X35 Z-15G01 X28G00 X35 Z-12G01 X28G00 X35 Z-11G01 X28. Z-15G01 Z-12G00 X100 Z100M05 M30表一 数控加工编程任务书工艺处数控编程任务书产品零件号001任务书编号零件名称轴承类零件之间的造型与设计001使用数控设备X5032共1页第1页主要工序说明及技术要求：1、加工前必须对使用设备对夹具、刀具、检（量）具进行检查并记录，合格后方可加工。2、首件必须检查，加工中按检验频次进行自检、巡检、全检，并做好记录。