1、 金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY毕业综合项目成果题 目 手电筒的结构设计与加工制造 金华职业技术学院毕业综合项目成果目 录摘要.1引言.11 手电筒的结构分析与设计 .11.1 常规手电筒的外形结构 .11.2 手电筒的结构分析 .11.3 手电筒的设计.21.3.1 手电筒的设计方案.21.3.2 手电筒的设计造型.31.3.3 手电筒的开关线路原理.31.4 手电筒的设计图纸42 手电筒的加工制造 72.1 毛坯及材料的选择7 2.2 毛坯尺寸与形状选择.72.3 数控车床的选择 .82.4 装夹方案 .
2、82.5 量具的选择原则 .92.6 刀具的选择.92.6.1 数控加工刀具的要求.92.6.2 刀具的材料 .92.6.3 确定加工刀具 .92.7 切削用量的选择与确定 .102.7.1 切削用量的选择原则.102.7.2 切削用量的确定.112.8 切削液的选择 .112.9 各个部分加工路线的确定 .122.9.1 加工方案的选择.122.9.2 工序的划分 .122.9.3 工序的安排原则.122.9.4 加工路线的确定 .142.9.5 工序加工余量的确定.153 加工后手电筒的使用 .163.1 加工后手电筒各部分实物图.163.2 加工后手电筒使用效果图.163.3 加工后手电
3、筒使用方法.164 结论 .17谢辞 .17参考文献. .17附件 1 手电筒 前盖加工工序卡 .18附件 2. 手电筒圆筒加工工序卡 .20附件 3. 手电筒后盖加工工序卡 .22-1-手电筒的结构设计与加工制造 机电工程学院 数控技术 王建权摘要:手电筒在人们的生活中很常见，它给人们带来许多便利。许多手电筒都是用模具浇铸、冲压并装配而成，而本文是应用数控车床来加工手电筒。对手电筒的结构进行分析，再设计出手电筒。通过对其各零件的加工制造，并装配成手电筒模型。这种便携式手电筒小巧实用，占用空间小，便于携带，外观独特，表面光泽度很高。关键词: 数控车床 手电筒 结构设计 实物 引言电筒，是一种手
4、持式电子照明工具。 一个典型的手电筒有一个经由电池供电的灯泡和聚焦反射镜，并有供手持用的手把式外壳。它一直迟至 19 世纪末期才被发明，因为它必须结合电池与电灯泡的发明。在早期因为电池的蓄电力不足，因此在英文中它被称为“flashlight“，意即短暂的灯。手电筒对人们生活带来很多便利。经调查发现市场上的手电筒大都是塑料制品，壁薄，很容易摔坏摔破，本次加工后的手电筒不仅具有传统手电筒的功能和性能。而且壁厚，耐摔，耐用，防火，外观光泽度好。填补了传统手电筒的不足。使加工后的手电筒更趋向于完美。设计后的大部分零部件用数控加工来完成。对于数控加工来说，理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件
5、，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的 23 倍，要充分发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。1 手电筒的结构分析与设计1.1 传统手电筒的外形结构传统手电筒大多都是用模具浇铸、冲压并装配而成，其外形结构是由聚焦反射镜，储电池巢，电子充电器库，发光体，筒身，反光杯，开关组成。1.2 传统手电筒的结构分析 针对传统的手电筒进行结构分析，如图 1 所示。-2-图 1 传统手电筒的结构分析图通过实
6、物图片分析，了解到手电筒各个部分的构造。掌握手电筒的全部结构构造后，能更好的设计手电筒,加工手电筒。1.3 手电筒的设计设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。设计是造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。1.3.1 手电筒的设计方案设计方案：标定一个项目设计的大方向。使一个大型、繁琐、复杂的工作可以有条理，有顺序，有效率的实施。尽最大可能的降低工作过程中的反工、错误与偏差。使所生产出的产品，能够很好的完成它所应完成的任务，达到它所应达到的功能。应包含该项目的目标、要求、步骤与具体的任务划分。手电筒设计方案：聚焦反射镜，反光杯，开关，发光
7、体，铜线是市场购买而来，设计的是筒身和一些小型零部件（筒身采用数控加工，小型零部件要求不高手工完成） 。将筒身分为手电筒前盖，主体，圆筒，后盖来进行设计，设计时要严格依据发光体，聚焦反射镜，电池直径，反光杯的尺寸数据来进行，设计后的筒身各部分与其它零部件能组合起来。最后完成的手电筒实物要求能开关控制照明，外形美观且符合商品手电筒的形状特征。-3-1.3.2 手电筒的设计造型用 UG6.0 软件对手电筒进行造型，画出手电筒装配图和爆炸图，如图 2、图 3 所示。图 2 手电筒造型装配图图 3 手电筒爆炸图手电筒爆炸图将手电筒的内部结构全部爆炸出来（除线路开关） 。按爆炸效果从左至右依次是：手电筒
8、前盖，聚焦反射镜，反光杯，手电筒主体，发光体，手电筒圆筒，弹簧（用于线路方面，将电池负极与后盖接触通电的连接体） ，手电筒后盖。1.3.3 手电筒的开关线路原理通过开关部分的剖视效果图对手电筒开关原理进行分析，如图 4 所示。图中，灰色部分为铜片，分上铜片，下铜片。下铜片与手电筒圆筒部分之间有一层绝缘体。黄色推档部分为铜体。深蓝色按钮为塑料体。-4-图 4 手电筒开关原理分析简易图手电筒开关原理分析：黄色推档有三个档位。所以分三种情况。（1）当黄色推档向前推一档时，黄色推档最下端接触到孔壁前端。即接触手电筒圆筒部分。再对深蓝色按钮下压，使上铜片与下铜片接触。从而使整个线路接通，发光体发光。（2
9、）当黄色推档向前推二档时，黄色推档最下端不接触到孔壁（图 4 中所示情况） 。即不接触手电筒圆筒部分。深蓝色按钮下压不通电。（3）当黄色推档向前推三档时，黄色推档最下端接触到孔壁后端。即接触手电筒圆筒部分。再对深蓝色按钮下压，使上铜片与下铜片接触。从而使整个线路接通，发光体发光。通过用剖视、爆炸效果对手电筒线路原理进行分析，如图 5 所示。手电筒线路分析：连接发光体处有一条导电线，连接发光体负极和开关。再通过开关来闭合或断开。闭合通电时，用整个筒身做导体，将电流通到后盖再到弹簧。最后由弹簧来接通电池负极。备注：发光体最大外圆表面绝缘。正极有电池正极直接接通发光体正极（右端突出部分） 。图 5
10、手电筒线路开关原理简易图1.4 手电筒的设计图纸手电筒的设计图纸是用标明尺寸的图形和文字来说明手电筒的结构、形状、尺寸及其他要求的一种技术文件。用 CAXA 软件来画出图纸。CAXA 数控车是优秀的 CAD/CAM 国产软件，也是全国数控工艺员职业资格培训指定使用软件。它高效易学，具有卓越的数控加工工艺性能和完善的外部数据接口，如图 6、图 7、图 8、图 9、图 10 所示。-5-图 6 手电筒前盖图 7 手电筒主体-6-图 8 手电筒圆筒图 9 手电筒后盖-7-图 10 手电筒装配图2 手电筒的加工制造2.1 毛坯及材料的选择毛坯的选择是零件设计中的重要一环。合理选择毛坯的类型，会使零件制
11、造工艺简便、生产率高、质量稳定、成本降低。毛坯种类有种如下：（1）铸件毛坯（2）锻件毛坯（3）轧材毛坯（4）挤压件毛坯（5）冲压毛坯和非金属毛坯。材料选用铝棒。铝：银白色轻金属。有延性、展性、质轻、良好的导电性和导热性、高反射性和耐氧化性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。是地壳中含量最丰富的金属元素。主要运用于航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，铝易切削，切削加工性能强。2.2 毛坯尺寸与形状选择根据零件的结构形状、外形尺寸和工作条件要求，选择适应的毛坯。本课题选用52mm X 120mm 圆柱铝棒、40mmX 220mm 圆柱铝棒来做毛坯，如图 11、图 12 所示。图 11 52mm X 120mm 圆柱铝棒
