斜联结管数控加工和工艺(论文+DWG图纸+开题报告)(Word最新版)

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毕业设计说明书 课题名称 斜联结管数控加工和工艺 系 别 专 业 数控技术与应用 班 级 姓 名 学 号 指导老师 起讫时间： 课题：斜联结管数控加工和工艺 作者：徐君君 摘要： 本课题设计的是高级轿车发动机排气联结管,是发动机排气的重要零件之一,其零件的好坏干脆影响排气系统的正常运行, 是高级轿车,所以生产批量不是很大,我们要通过数控加工来实现加工要求。对于数控专业说,本课题的毕业设计是具有很大意义的.依据斜联结管的零件图制定加工工艺方案及数控加工工序卡，利用CAD/CAM绘制工装的三维造型，完成零件图、装配图及零件的NC代码。本设计侧重于数控加工工艺,数控编程及工装设计。数控加工具有柔性程度高、自动化程度高、加工精度高且加工质量稳定牢靠、生产效率高、生产管理现代化等优点。数控加工作为现代机械制造业的重要标记，随着特性化产品日益为消费者钟爱，数控加工技术显得日益重要。随着

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第2页 共15页 CAD/CAM软件技术的进一步发展，几乎全部的特性化产品设计都在CAD软件中设计完成.并与CAM软件结合使三维造型出来的产品可以干脆生成ＮＣ代码。这样使产品开发到产品出货的周期大大缩短，是现代制造业发展的必定趋势。

关键字： 工艺、造型、模拟、数控 前 言 随着我国制造业的发展，数控加工的需求也在增加，它的总的发展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并留意工艺适用性和经济性。而斜联结管的加工充分的适应了现代化生产的须要.。

数控加工技术已广泛应用于机械加工制造业中，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是困难多变零件的主要加工方法。数控设备为精密困难零件的加工供应了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不行少的，这是因为数控加工程序不公包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形态和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。对于简洁的模具零件，通常接受手工编程的方法，对于困难的模具零件，往往须要借助于CAM软件编制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、Mastercam等。无论是手工编程或计算机协助编程，在编制加工程序时，选择合理的工艺参数，是编制高质量加工程序的前提。在这里我用Pro/ENGINEER造型、Mastercam加工，充分的学习他们的优点，用于斜联结管的加

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第3页 共15页 工。

限于编者水平，错误与不正之处在所难免，欢迎读者赐予指正。

目 录 一

、

设

计

课

题分析

————————————————————————5 1、 设计任务分析 ———————————————————————5 二、 工

件

的

结

构分析

-

——————————————————————6 三、 三维建模 —————————————————————————8 四、 数控

铣

削加工工艺

分

析

———————————————————10 五、 工艺工序支配 ————————————————————————10 六、 切削用量的确定 ———————————————————————19 七

、

夹

具

体

的

设

计

————————————————————————20 八、 数控加工 —————————————————————————21 九

、

参

考

文

献

—————————————————————————22 十、 毕业

设

计

小

结

第3页 共15页

编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第4页 共15页 ————————————————————————24 一、设计课题课题分析 1、设计任务分析： （1）计算机绘制零件图和三维造型图； （2）完成斜联结管的工艺过程卡； （3）完成斜联结管数控加工的工装设计； （4）编制斜联结管的数控加工程序，并进行模拟加工； （5）撰写毕业设计计算说明书； （6）参与毕业设计答辩。

二、工件的结构分析 1 、斜联结管是一个弯管，就是四周分布着有规律的六根肋板，还有一个75度直径为38的孔。对于弯管的数控铣削加工必需满足以下要求： (1)、斜联结管加工前要先用车床做，图1、然后在钻床上加工，再要在数控铣床上前把肋板加工出来，加工肋板时务必要利用分度头来保证肋板分布时的加工。

图1 (2)、斜联结管的孔加工时须要保证加工孔的轴心线与主轴的同轴度,保证同轴度须要夹具体来保证斜联结管的底面与底板成15度,由于这个孔精度要达到H9,所以造成了难度,我们现在是以四个一起加工，来提高效率、图2。

图

2 三、三维建模

我们这个斜联结管加工务必要用软件造型，我们这个课程设计说白了老师就给了我们一张二维的图纸，上面尺寸也不是全，所以须要我们

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第5页 共15页 自己去设计，我先用Pro/ENGINEER把图用三维造出来，这样看上去

特殊直观，对这个零件可谓是心照不宣，图3、 图3 但是把这个图转换到Mastercam加工时却不能加工，缘由是在转换中有些数据丢失，无法加工，所以我有在这软件中造型，并且进

行

加

工

，

编

程

等

。

图

4

图4 四、 数控铣削加工工艺分析 数控铣床加工的零件主要有； 1、 曲线轮廓类零件 曲线轮廓类零件指要求有内、外困难曲线轮廓的零件，特殊是由数学表达式等给出其轮廓为非圆曲线或列表曲线的零件。

2、 空间曲面类零件。

空间曲面类零件指由数学模型设计出的，并具有三维空间曲面的零件。

3、 困难零件 困难零件指形态困难，尺寸繁多，划线与检测均较困难，在一般铣床上加工又难以视察和的零件。

4、高精度零件 高精度零件指尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等较高的零件。如发动机缸体上的多组高精度孔或型面。

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第6页 共15页 5、 一样性要求好的零件 在批量生产中，由于数控铣床本身的定位精度和重复定位精度都较高，能够避开在一般铣床加工中，因人为因素而造成的多种误差。故数控铣床简洁保证成批零件的一样性，使其加工精度得到提高，质量更加稳定。同时，因数控铣床加工的自动化程度高， 还可以大大提高作者的体力劳动强度，显著提高其生产效率。

该零件为中小批量生产，我们是用棒料加工，我们是先在车床上把棒料的长度和底面圆的直径好，再到钻床上把3个直径为6的孔打好，再加上一个直径12的通孔，为下面做打算，然后到数控铣床上加工肋板，肋板的加工在这里就不具体的介绍了，我们这里特殊介绍直径38H9的孔，这个孔精度要求有点高，而且表面粗糙度值为Ra1.6，有为了提高产量还有加工的效率，我们特地设计一次性加工四个的夹具来满足加工的效率，把四个的精度全做到，这要有确定的技术。

这个Φ38H9的孔加工，我们是把它固定在斜度为15度的夹具体上，图五、然后把夹具体放在底板上，用这个Φ80图柱用来定位，用3个Φ6的孔用来夹紧加定位来确保Φ的精度。

五、工艺工序支配

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第7页 共15页 1、以下我们对些零件进行工艺支配： 下料→车削→车削→钻孔→铣削→钻孔→去毛刺→检验→油封 下料：Φ96x62 车削：车左端面及外圆Φ90。粗台阶、Φ80。

车削：粗车右端面至56。

钻孔：钻孔3个Φ6深8孔。

铣削；铣外形的6个分布匀整的肋板及顶面。

钻削：钻Φ37.5、扩孔Φ37.85、铰孔Φ38H9。

钳工：去毛刺。

检：检验。

油封：清理、油封、入库。

六、切削用量的确定 正确地确定切削用量,对保证加工质量、提高生产率、获得良好的经济效益，都有着重要的意义。在确定切削用量时，应综合考虑零件的生产纲领、加工精度、和表面粗糙度、材料、

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第8页 共15页 刀具的材料及耐用度等方面因素。

单件小批量生产时，为了简化工艺文件，常不具体规定切削用量，而由操作者依据实际状况，凭阅历确定合理的切用量。

成批及大量生产时，特殊是组合机床、自动机床及多刀加工工序的切削用量，应科学地、严格地确定，确定的一般原则为： 粗加工时，由于要求的加工精度较低、表面粗糙度较大，切削用量的确定应当尽可能保证较高的金属切除北和必要的刀具耐用度，以达到较高的生产率。提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率，但在这三个要素中，切削速度对刀具耐用度影响最大，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以在确定粗加工切削用量时，应优先考虑接受大的切削深度，其次考虑接受较大的进给量，最终依据刀具的耐用度要求，确定合理的切削速度。具体数据的确定可参阅有关手册。

半精加工、精加工时，确定切削用量首先要考虑的问题是保证加工精度和表面质量同时也要兼顾必要的刀具耐用度和生产率。半精加工、精加工时的切削深度一般依据粗加工后留下的加工余量来确定，而进给量主要依据表面粗糙度来确定。为了削减工艺系统的弹性变形和已加工表面的残留面积高度，半精加工和精加工时一般多接受较小的切削深度和进给量。在切削深度和进给量确定之后，再确定合理的

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第9页 共15页 切削速度。

在接受组合机床、自动机床等多刀具同时加工的工序时，其加工精度、生产率和刀具的寿命与切削用量的关系很大，为保证机床正常工作，不经常换刀，其切削用量要比接受一般机床加工时低一些。

以下是Φ38H9切削加工： 曲面挖槽粗加工生成一系列平面铣削，是一种最常用的曲面粗加工方法。它还可以使刀具从零件毛坯外起先加工，防止刀具干脆埋入工件材料。

调出图形文件：曲面挖槽粗加工、图六。

图六、曲面挖槽粗加工零件图 选择“刀具路径→曲面加工→粗加工（如图所示、图七）→挖槽粗加工→实体”吩咐，设曲面/实体/CAD为 设实体图素为然后按执行： 图七 图八 选取要加工面1、

2如图所示、图九。选取14.0的平刀。这里我们用平头端铣刀替代球 图九 头刀来粗加工面，可以加快除去毛坯材料。在弹出的“曲面粗加工”视窗口选择“曲面加工参数”选项卡，设置选给下刀位置为2.0,参考高度为10.0,加工预留量为1.0,如图十所示。

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第10页 共15页 图十、曲面加工参数 在“刀具包含”中单击“选择”中。

在“挖槽粗加工参数‘选项卡中，选择等距环切削方式，并且精修量，为0.2,’选中“精修切削范围的轮廓”。如图十一所示。

选中“螺旋式下刀”并单击，在弹出的对话框中选择“螺旋式下刀”选项卡，参数设置如图十二所示。

图十一、曲面加工参数 单击“确定”“确定”。系统计算出刀具加工轨迹，如图十三所示。可以看出起先刀具从定义的切削范围外下刀，然后在等Z值高度一层层加工，每层间下降的距离不大于设定的最大Z轴进给量2.0。

虽然这是一种挖槽曲面粗加工方法，但它也能粗加工零件外表面的凸起部分。本例中接受等距切削方式，这种方式能够更多地切除毛坯材料，更有效地完成粗加工。

图十三，曲面挖槽粗加工刀具路径 工件设定如图十四所示。我们所选的是圆柱 图十四、参数设定 实体切削仿真

结果如图十五所示： 图十五、实体仿真

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第11页 共15页 流线曲面精加工 流线曲面精加工，可以沿着曲面流线方向生成光滑和流线型的刀具路径，它种曲面平行精度加工不同，后者以确定的角度加工，并不沿着曲面流线加工，因此可能会有很多空切削。曲面流线精加工可以精确工件的残脊加工高度，因此可以产生一精确，平滑的刀具路径。这种加工方法是早期单一曲面加工方法的改良。

选择“刀具路径曲面精加工流线加工”吩咐。弹出“曲面精加工”对话框，选取12.0的球刀，在“击曲面加工参数”选项卡中，参数设置如图十六所示。

图十六、曲面加工参数、选项卡 在“曲面流线精加工参数”选项卡中，在“截断方向的”项中，设定残脊高度为0.04,参数设置如图十七。确定。

图十七、曲面流线精加工参数、选项卡 结果流线曲面精加工刀具路径如图十八所示。

图十八、流线精加工刀具路径 七、夹具体的设计 为了保证工件的加工要求，必需使工件在机床上处于精确的位置，夹具就是用来实现这一要求的。

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第12页 共15页 1、 定位方式的选择 根基准统一的原则，我们接受设计基准来作为我们的定位基准，即实行一面二孔的形式进行定位。

2、 夹紧方式的选择 夹紧方式的确定，起初我考虑各种各样的方案，但是都没有成形，最终我考虑用3个螺纹孔来夹紧。

我的夹具设计的主要元件如图十九所示： 图十九、夹具体 八、数控加工 为了提高效率，我接受Mastercam自动编程软件进行加工，加工程序如下： /*

程

序

名

% O0000

N100G21

/*接受公制单位 N102G0G17G40G49G80G90 /*刀具半径补偿取 消、确定坐标编程 N104T1M6 /*换到

1

号刀位 N106G0G90X-2.521Y2.275A0.S1637M3

N108G43H1Z70.809

/*主轴正转快速到一点 /*给

1号刀具长度补偿 …………………… ……………………

N4112G28X0.Y0.A0. /*返回到/*

原程

序点

选

参择

考停

点止

N4114M01 N4116T2M6

/*换到2号刀位 N4118G0G90X-12.715Y3.457A0.S1273M3 /*

主

轴

正

转

快

速

到

一

点

N4120G43H2Z50.

/*给2号刀具长度正补偿 …………………… …………………… N9026M5

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 序

停标点

编返止程

回

页码：第13页 共15页 /*/*/*

增

程

量

N9028G91G28Z0. N9030G28X0.Y0.A0.

N9032M30

坐考

参

/*程序结束 九、参考文献 1《机械制造基础》 主编 陈茂贞 上海交通大 2《机械加工技术》 主编 孙学强 高等职业技术教化机电类专业教材编委会 3《简明机械零件设计好用手册》 主编 胡家秀 机械工业出版社 4《互换性与测量技术》 主编 郑建中 浙江高校出版社 5《pro/E软件应用》 主编 徐志扬 浙江高校出版社 6《Mastercam设计和制造范例解析》 主编 孙祖和 机械工业出版社 十.毕业设计小结 时间总是会在不经意中溜走，为期8周的毕业设计也即将结束了。

此次毕业设计主要是设计“高级进口轿车发动机排气联结管”，具有加强筋的整体式法兰联结弯管。这次毕业设计主要是利用我们所学的学问进行综合利用，把这个困难的零件的加工起来，也是对我们在学校里学的学问的一种考验，所以要不遗余力把它做到最好。

回顾8周的设计，感受最多的就是时间比较富有。但是凡事都是相对的，太富有的时间会带来思想上的懒散，会无意之间形成一种惰性，总觉得反正时间还早呢，就放慢了设计的进度，最终导致的结果可能

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第14页 共15页 就是设计思路不完善，设计任务完成的不彻底。

一起先我们的毕业设计就是依据设计任务书上的时间做的，由于一起先的两个星期只做开题报告，所以时间上是很多的。但我们在思想上并没有重视，还成天在闲逛，差一点就没有赶上任务书上的内容。

在其次学期由于老师自己也特殊忙，也没时间来管我们，所以在一起先的时候还是特殊的放松的，也不太在意，但过了一个多星期之后马上就觉得这样下去可能过不了关，虽然时间有点紧，可还是给我赶了上来。在这次毕业设计中，虽然整个结构、布局都是我自己想出来的，但在一起先真的一点方向都没有。至到把它造型造出来才有点儿感觉呀，再加上自己的几种不同的想法，最终把整个零件弄出来了。

如今，毕业设计的内容也已经完成的差不多了。回顾这八周，其实感慨还是有很多的。以往也进行过多次课题设计，但是都没有此次设计正式规范。由于是毕业设计，大家心里都多了几分担忧。马上就要告辞高校生活了，进入完全生疏的另一个环境，还不知道以后应当以怎样的看法面对，更不知道以后的生活会发生什么变更。毕业设计任务的完成，也就变相意味着高校生活的结束。接下来要工作了，一方面心里很期盼，但是同时又很不舍，真的很冲突。

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编号： 时间：2021年x月x日 学无止境 页码：第15页 共15页 最终一周的内容是设计答辩，不知道是公开答辩还是指导老师提问。但是无论是哪一种，我信任自己都会全力以付，因为此次设计花了我大量的精力和心血，确定不行以输在最终。由于时间惊惶，水平有限，本次设计过程存在缺点和不足之处，渴望老师能提出贵重的看法和改进方法，不甚感谢！最终感谢学校的老师能供应毕业后最终一次总和实践的机会，为我们的毕业走向工作岗位打下良好的基础！尽管这次设计的时间是漫长的,过程是曲折的,但还是在老师和同学的扶植下完成了任务。对我来说,收获最大的是方法和实力.那些分析和解决问题的方法与实力。在整个过程中,我发我们学生最最缺少的是阅历,没有感性的相识,空有理论学问,有些东西很可能与实际脱节。总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的扶植还是很大的,它须要我们将学过的相关学问都系统地联系起来,从中留露出自身的不足,以待改进。

现在整个毕业设计已经搞好了，我也马上要告辞学校走向社会了。在往后的人生中，我会像在做毕业设计时一样，脚踏实地，一步一个脚印走过去的。

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