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样本综合实训报告书
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综合训练报告书
题目XXX设计与制造
机械工程学院机械设计制造及其自动化专业0605班
学生姓名XXX学号20060201XXX.
指导教师XXXXXX.
完成日期2009年12月12日.
机械工程学院
二○○九年十二月
湖南工程学院
综合训练任务书
设计题目:
XXX设计与制造
姓名XXX专业机械设计制造及其自动化班级0605班学号200602010XXX
指导老师XXXXXX 教研室主任
一、训练目的
机械产品设计制造综合训练是专业教学计划中规定的重要实践教学环节,通过完成指定产品或机械装置的设计制造过程,巩固和深化学生综合运用所学机械设计、制造工艺及CAD/CAM技术等方面的基础理论、基本知识和基本技能,较全面地获得机械产品的生产实际知识和综合应用能力,以培养具备现代机械设计制造技术基础知识与应用能力,具有较强的工程实践能力和创新能力的应用型工程师。
二、训练任务
在四周时间内完成指定产品(机械装置)的设计、零件加工及装配。
2.1指定产品(机械装置)的设计
1)产品功能分析及结构设计
2)零件设计
2.2零件制造工艺设计
1)机械加工工艺过程卡
2)机械加工工序卡
3)复杂零件数控编程(备选)
2.3加工制造
2.4检验分析
2.5产品装配
2.6综合训练说明书
三、训练要求
1)进行产品的结构设计,运用CAD技术完成零件三维建模和产品装配建模。
2)绘制指定零件的工程图,按国标正确标注尺寸、形位公差及技术要求。
3)对零件进行正确的工艺分析,按指定的格式填写加工工艺文件。
分析产品零件图样,确定毛坯,拟订工艺路线,选择设备及工艺装备。
根据机械加工工艺卡片,确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差,详细地说明整个零件各个工序的要求。
4)进行复杂零件的刀具路径与指定数控系统的数控程序生成。
编制零件的加工工序卡,填写加工程序单,填写刀具调整单。
5)完成零件加工制造。
按照制定工艺文件,在老师指导下,遵守机床设备操作规程,独立调整、操作相应机床,进行零件加工。
6)零件加工质量检测。
正确地选用检验方法及计量器具,对零件进行质量检测和分析。
7)产品装配。
根据结构设计要求,正确装配。
8)撰写综合训练说明书(上交电子稿和打印稿)。
说明书应涵盖整个训练内容,字数不少于3.5千字。
9)加工制造过程必须做好安全防范工作。
四、成绩评定
成绩评定是对学生在实训过程的能力、态度表现情况综合给出成绩,具体考核包括以下内容:
1)机械设计能力。
包括结构设计正确、合理性,工程图质量,工艺参数选定等。
(20分)
2)CAD技术应用能力。
利用CAD/CAM软件系统完成设计、编程情况,包括零部件的设计和造型、自动编程的刀位文件和NC程序。
(15分)
3)实际加工操作水平,所完成的零件质量以及装配质量。
(40分)
4)综合训练报告。
(15分)
5)平时成绩。
(10分)
目录
课程设计任务书…………………………………………………………………………………I
0前言…………………………………………………………………………………1
1.非标圆柱齿轮减速箱的设计……………………………………………………2
1.1参数设计………………………………………………………………2
1.1.1选择材料确定齿数……………………………………………………2
1.1.2计算传动比……………………………………………………………2
1.1.3计算大小齿轮传递的转矩……………………………………………3
1.1.4确定模数m……………………………………………………………3
1.1.5计算齿轮传动的几何尺寸……………………………………………5
1.1.6校核齿根弯曲疲劳强度………………………………………………5
1.2非标圆柱减速箱的结构设计………………………………………………7
1.3非标圆柱减速箱的精度设计………………………………………………9
1.4XX轴的零件设计………………………………………………10
1.4.1XX轴的结构设计……………………………………………………10
1.4.2XX轴的精度设计……………………………………………………11
2.非标圆柱齿轮减速箱的三维建模………………………………………………12
2.1圆柱齿轮三维建模……………………………………………………13
2.2减速箱体三维建模…………………………………………………………14
2.3减速箱装配……………………………………………………………………15
3.XX轴的工艺设计…………………………………………………………………16
3.1XX轴的加工工艺分析………………………………………………………17
3.1.1毛坯的选择……………………………………………………………18
3.1.2工艺分析………………………………………………………………19
3.1.3刀具及切削用量的选择……………………………………………20
3.1.4机床的选择……………………………………………………………21
3.2确定XX轴加工工艺路线……………………………………………………22
3.3工艺过程卡…………………………………………………………………23
3.4加工工序卡……………………………………………………………………24
3.5零件数控加工工艺分析…………………………………………………25
3.5.1零件加工工工艺卡………………………………………………………26
3.5.2零件加工工序卡…………………………………………………………27
3.5.3加工程序单………………………………………………………………28
3.6加工仿真综述………………………………………………………………29
3.6.1仿真软件概述…………………………………………………………30
3.6.2仿真设置………………………………………………………………31
3.6.3仿真介绍………………………………………………………………32
4..XX轴加工及工序验证…………………………………………………………33
4.1XX轴的加工…………………………………………………………………34
4.2验证加工工序…………………………………………………………………35
4.3检测……………………………………………………………………………36
4.3.1确定计量器具…………………………………………………………37
4.3.2加工零件检测与分析…………………………………………………38
5样机的装配及调整………………………………………………………………39
6结论……………………………………………………………………………40
心得体会……………………………………………………………………………41
参考文献……………………………………………………………………………42
XXX设计与制造说明书
0.引言
机械设计制造综合训练是在我们完成的专业基础课和专业课之后,所进行的一种综合性的实践环节,目的是为了加强我们创新能力、工程能力和综合应用能力的培养。
通过强化实践锻炼,让我们成为能够满足企业要求的应用型人才。
由于减速器是在机械行业中非常具有代表性,所以我们选择了非标准圆柱减速器作为实验对象。
1.非标圆柱齿轮减速器的设计
设计要求
设计一非标准齿轮减速箱,由于输出转速需要在装配现场对电机进行调试,传动比可在3到4之间合理选择,传递功率P=2.0KW.输入转速n=1440r/min
……
1.1参数设计
……..
1.1.1选择材料确定齿数
…….
1.1.2计算传动比
…….
1.1.3计算大小齿轮传递的转矩
…….
1.1.4确定模数m
…….
1.1.5计算齿轮传动的几何尺寸
…….
1.1.6校核齿根弯曲疲劳强度
…….
2.非标圆柱齿轮减速器的三维建模
2.1圆柱齿轮三维建模
…….
2.2减速箱体三维建模
…….
2.3齿轮减速器装配
…….
3.XX轴的工艺设计
3.1XX轴的加工工艺分析
绘制好零件图后,同组的同学集体对零件进行了工艺分析,结果如下:
3.1.1毛坯的选择
由于齿轮轴要求有较高的综合性能,毛坯选用锻件,零件的总长为130mm,齿顶圆直径为44.1mm,选取毛坯尺寸为
3.1.2工艺分析
1)齿轮部分
考虑到精度为8级,查阅机械加工工艺人员手册,齿面粗糙度要求为3.2,我们采用滚齿机进行粗-半精滚来达到加工要求。
2)
处轴段
该轴段与轴承相配合,并且同轴度要求为0.004,圆跳动要求为0.020,表面粗糙度要求为0.8,加工精度较高,我们采用的方案是:
粗车-半精车-磨。
3)
处轴段
该段无配合要求,表面粗糙度要求为3.2,采用粗-半精车即可。
4)
处轴段
该段与联轴器相配合,其精度要求与
处轴段相同,其加工方案也与
处轴段相同。
5)其余部分
其余部分为自由公差,粗糙度要求为12.5,粗车即可达到要求。
6)热处理
为了提高齿轮的综合性能需进行调质处理,为了避免零件热处理过程中变形,将热处理安排在半精车之前。
3.1.3机床的选择
参考各机床参数以及结合实验楼设备的实际情况,机床型号选择如下:
车CF6140
铣X8126B
磨M1432A
滚齿GY3180
3.2确定齿轮轴加工工艺路线
参照前述加工工艺分析,现将齿轮轴的加工工艺路线列述如下:
下料-锻造-粗车-热处理-半精车-滚齿-铣键槽-磨
……
3.5零件数控加工工艺分析
如图1.1所示,零件外形规则,被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求较高。
工件复杂程度一般,包含了圆柱面、切槽、倒角以及螺纹的加工,且大部分的尺寸均达到IT8~IT7级精度。
选用通用三爪卡盘装夹工件,校正三爪卡盘,使之与工作Z轴移动方向平行。
采用试切法对刀,找正工件X、Z轴零点,零点位于工件右端面Φ32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X轴定位器设定;有时也可不使用刀具半径补偿功能,而根据不同刀具没定多个工件坐标系零点进行编程加工。
图中A表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。
(1)根据零件图样要求给出加工过程为:
1.粗车外圆柱面,用G71循环指令切削,保证直径为Φ40.8mm,选用外圆车刀。
2.粗车右端长度为52mm的外轮廓,用G71循环指令切削,预留0.8mm的精加工余量,选用外圆车刀。
3.精加工外轮廓,选用外圆车刀。
4.右端面倒角1×45°,选用外圆车刀。
5.切槽,宽度分别为5mm、10mm,选用切槽刀。
6.车螺纹,螺距为1.5mm,选用螺纹车刀。
(2)刀具及切削用量的选择
工步1:
平端面,使用01号车刀(外圆车刀),切削用量:
F=60mm/min,n=460r/min。
工步2:
粗车外轮廓,使用01号车刀(外圆车刀),切削用量:
F=200
mm/min,n=460r/min,
=0.5mm。
工步3:
精车外轮廓,使用01号车刀(外圆车刀),切削用量:
F=50mm/min,n=460r/min,
=0.2mm。
工步4:
切5mm、10mm宽的槽,使用02号车刀(切槽刀),切削用量:
F=60mm/min,n=460r/min。
工步5:
车螺纹,使用03号车刀(60°螺纹车刀),切削用量:
F=1.5r/min,n=460r/min。
工步6:
切断,使用02号车刀(切槽刀),切削用量:
F=60mm/min,n=460r/min。
3.5.1零件加工工艺卡
表1.1XXX轴机械加工工艺过程卡
湖南工程学院
机械加工工艺过程卡
产品名称
非标圆柱齿轮减速器
零件名称
XXX轴
共(X)页
第(X)页
材料牌号
45
毛坯种类
圆棒料
毛坯外型尺寸
Φ42×140
每毛坯可制件数
1
每台件数
1
备注
工序号
工序名称
工序内容
设备
夹具
刀具
量具
工时
准备
单件
01
平端面
平端面
CK6136
三爪卡盘
90º左偏刀
02
车外园
切削毛坯外圆柱,保证尺寸Φ40.8mm
CK6136
三爪卡盘
90º左偏刀
游标卡尺
03
车外轮廓
切削右端长度为52mm的外轮廓,保证0.8mm的精加工余量
CK6136
三爪卡盘
90º左偏刀
游标卡尺
04
精车外轮廓
螺纹右端面倒角并精加工外轮廓
CK6136
三爪卡盘
90º左偏刀
游标卡尺
05
切槽
切5mm宽槽,螺纹左端倒角、切10mm宽的槽
CK6136
三爪卡盘
5mm切槽刀
06
车螺纹
车螺纹,螺距为1.5mm
CK6136
三爪卡盘
60º螺纹车刀
07
切断
切断
CK6136
三爪卡盘
5mm切槽刀
08
09
10
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
设计
审核
标准化
会签日期
3.5.2零件加工工序卡
选用通用三爪卡盘装夹工件,校正三爪卡盘,使之与工作台Z轴移动方向平行,夹紧工件。
采用试切法对刀,找正工件X、Z轴零点,工件坐标系及零件装夹示意如表1.2、1.3所示。
表1.2XXX(零件名称)加工工序卡
湖南工程学院
机械加工工序卡片
产品名称
零件名称
零件图号
非标圆柱齿轮减速器
XXX轴
Zj-00-03
材料
材料名称
毛坯种类
毛坯尺寸
零件重
每台件数
卡片编号
第X页
45
圆棒料
Φ42×140
1
共X页
加工工序图
工序号
工序名
设备
CKJ5135
夹具
工量具
刃具
工步
工步内容及要求
机床
转速(r/min)
工件
转度(m/min)
轴向进给量
(mm/r)
径向进给量(mm)
走刀
次数
1
粗车
外圆,长度余量2mm
560
88
0.4
3.15
2
2
粗车
外圆,保证长度
mm
560
77
0.4
2
1
3
粗车
外圆,保证长度
mm
560
73
0.4
2.3
1
4
粗车
外圆,长度余量2mm
560
69
0.4
3.3
3
5
粗车
外圆左侧端面
560
88
0.2
2
1
6
粗车
外圆右端面
560
69
0.2
2
1
7
工艺编制
学号
审定
会签
工时定额
校核
执行时间
批准
3.5.3加工程序单
表1.4XXX加工程序单
程序
说明
O1000
程序名
N10T0101
选用1号刀1号刀补(外圆车刀)
N20M03
主轴正转
N30G90G00X44Z2
确定工件坐标系,绝对坐标方式
N40G71U1R0.5P50Q60X0.4Z0.2F200
外圆柱粗车,复合循环
N50G01X40
开始粗车
N60Z-110
N70G01X50
退刀
N80Z2
N90X41
N100G71U1R0.5P110Q160X0.4Z0.2F200
车右端52mm段轮廓,复合循环
N110G01X32
加工螺纹大径
N120Z-25
N130X34
车锥面
N140X38Z-35
N150X-40
N160G02X40Z-52R8
车R8圆弧
N170G01X50
退刀
N180Z2
N190X26
螺纹右端倒角
N200G01X32Z-1F50
N210Z-25
精加工外轮廓
N220X34
N230X38Z-35
N240Z-40
N250G02X40Z-52R8
N260G01X40Z-110
N270G01X90Z50
回到对刀点
N280T0202
换用2号刀2号刀补(切槽刀)
N290G01X50Z-25
N300G01X28F100
切宽5mm的槽
N310X30
N320X32Z-24
螺纹左端倒角
N330G01X50
退刀
N340Z-82
N350G01X30F100
切宽10mm的槽
N360X50
N370Z-77
N380X30
N390X50
退刀
N400Z-109
N410X30
切槽,为倒角作准备
N420X37
N430X40
倒角
N440Z-108
N450G01X90Z50
回到对刀点
N460T0303
换用3号刀3号刀补(螺纹车刀)
N470G01X35Z2
N480G82X31.2Z-22.5F1.5
螺纹切削固定循环
N490G82X30.6Z-22.5F1.5
N500G82X30.1Z-22.5F1.5
N510G01X90
N520Z50
回到起刀点
N530M05
主轴停转
N540M30
程序结束
3.6加工过程综述
3.6.1机床坐标系、工件坐标系的建立
机床坐标系是数控机床上固有的坐标系,用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的特殊位置以及运动范围等。
工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系。
工件坐标系在机床坐标系位置可通过对刀确定。
采用绝对刀偏法对刀,不需要用G92指令设定,既可减少操作误差,也可以提高加工效率。
3.6.2各工步的加工操作要求
工步l:
如要切端面时,限制最高转速,以免车至圆心时转速过高使工件飞出,另外应切过中心一些,注意选好切入点和切出点。
为保证工件的表面质量,应使转速高些,进给量小些。
工步2:
为提高加工效率,要选取合适的切削用量。
工步3:
要保证工件表面质量,要将主轴转速适当调大,同时可以将进给量加大。
工步4:
切槽时,进给量不宜选择过大,切至槽底时应短时暂停,以保证环槽的表面质量。
工步5:
切螺纹时,应在恒转速下切削,有一定切入和切出引导距离,每次背吃刀量应递减。
工步6:
切断时转速不要太大,注意人身安全。
…….
4.3加工零件检测与分析
零件加工后,用游标卡尺检测个加工表面尺寸,结果如表2.5所示。
所加工零件尺寸全部合格。
表2.5零件检测记录表
测量对象
d1
d2
d3
d4
d5
d6
d7
要求尺寸
检测计量器具
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
测量值
25.52
29.38
43.96
29.80
25.56
20.00
18.45
结果
留有较大
磨削余量
合格
合格
合格
留有较大
磨削余量
合格
留有较大
磨削余量
测量对象
l1
l2
l3
l4
l5
l6
l7
要求尺寸
11
30
11
32
68
130
21
检测计量器具
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
测量值
11.08
29.94
10.95
32.16
67.30
129.88
21.08
结果
合格
合格
合格
合格
合格
合格
合格
…...
心得体会:
务必是个人体会或收获,切忌相互拷贝!
参考文献:
(例)
[1]《金属机械加工工艺人员手册》修订组编/金属机械加工工艺人员手册.上海;上海科学技术出版社,1981.10(P256表4-6:
定位和夹紧符号)
[2]陈宏钧主编/车工速查速算实用手册.北京:
中国标准出版社,2002(P474表7-4:
粗车及半精车外圆加工余量及极限偏差;P485表7-22:
硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面的进给量)
[3]刘雄伟.数控加工理论与编程技术[M].北京:
机械工业出版社,2002
[4]华中数控有限公司.编程指南用户文件[M].武汉:
华中数控有限公司,2005
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