天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 箱體零件加工及加工工藝 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2013 級(jí) 姓 名 王婷 指導(dǎo)教師 李強(qiáng) 2015 年 5 月 25 日 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 天津理工大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 1.課 題 名 稱 ： 箱體零件加工及加工工藝 2.題 目 類 型 ： 論 文 題 目 來 源 ： 自 擬 3.設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 的 主 要 內(nèi) 容 ， 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 及 基 本 要 求 ： 1、保證箱體零件加工質(zhì)量； 2、合適一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率： 3、降低生產(chǎn)成本，適宜性強(qiáng)： 4.設(shè)計(jì)（論文）的軟、硬件環(huán)境（資料、參考文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備等）： 1 李 洪機(jī)械加工工藝手冊北京出版社，2005.9 2 徐宏海機(jī)械制造工藝化學(xué)工業(yè)出版社，20068 3 周虹編數(shù)控加工工藝與編程人民郵電出版社，20069 4 弈繼昌機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)中國人民出版社，20075 5張耀宸機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊航空工業(yè)出版社，20088 6陳宏鈞金屬切削速查速算手冊機(jī)械工業(yè)出版社，20095 7劉建亭機(jī)械制造基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社，200910 8華茂發(fā)數(shù)控機(jī)床加工工藝機(jī)械工業(yè)出版社，20103 9肖繼德，陳寧平機(jī)床夾具設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社，20108 10周 虹數(shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn)人民郵電出版社，201011. 學(xué)生姓名 王婷 年 級(jí) 專 業(yè) 2013 級(jí) 指導(dǎo)教師 李強(qiáng) 教師職稱 任務(wù)下達(dá)日期 2015.3.1 完成日期 2015.5.25 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 目 錄 引 言 .4 第 1 章 零件圖解析 .5 1.1 箱體零件作用 .5 1.2 箱體零件的材料及其力學(xué)性能 .5 1.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 .5 第 2 章 毛坯的分析 .5 2.1 毛坯的選擇 .5 2.2 毛坯圖的設(shè)計(jì) .6 第 3 章 工藝路線擬定 .6 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .6 3.2 加工方法的確定 .6 第 4 章 加工順序的安排 .7 4.1 工序的安排 .7 4.2 工序劃分的確定 .8 4.3 熱處理工序的安排 .8 4.4 擬定加工工藝路線 .9 4.5 加工路線的確定 .9 4.6 加工設(shè)備的選擇 .9 4.7 刀具的選擇 .10 4.8 選擇夾具及量具確定裝夾方案 .10 第 5 章 工藝設(shè)計(jì) .10 5.1 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 .10 5.2 確定切削用量及功率的校核 .11 第 6 章 數(shù)控加工路線的分析 .13 結(jié) 論 .14 參考文獻(xiàn) .15 附表 1.16 附表 2.17 致 謝 .18 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 引 言 數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和所有專業(yè) 課之后進(jìn)行的,是對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí),也是理論聯(lián)系實(shí)際 的訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)所給定的箱體零件圖，確定合適的加工機(jī)床、 刀具、切削用量，合理的進(jìn)給路線，制定經(jīng)濟(jì)高效的工藝方案；繪制箱體零件 圖一張、毛坯圖一張、編制工藝過程卡，數(shù)控加工工序卡，數(shù)控刀具卡，編寫 數(shù)控加工程序，撰寫設(shè)計(jì)說明書。要求我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中基本 理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步 具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜箱體零件的工藝程度箱體零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn) 用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定加工方案。同時(shí)也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、 圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后從事的工 作打下良好基礎(chǔ)。 加工目的： 1、保證箱體零件加工質(zhì)量； 2、合適一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率： 3、降低生產(chǎn)成本，適宜性強(qiáng)： 4、工藝合理，工藝資料齊全，說服力強(qiáng)。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 1 章 零件圖解析 1.1 箱體零件作用 該箱體零件為燃燒室支撐環(huán)，是內(nèi)燃機(jī)內(nèi)一種高溫高壓的起支撐作用的環(huán)。 1.2 箱體零件的材料及其力學(xué)性能 工件材料為 1Cr18Ni9Ti 是奧式體不銹鋼，相對可切削性為 0.30.5 之間， 是一種難切削的材料，其難加工性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 高溫強(qiáng)度和高溫硬度高，1Cr18Ni9Ti 在 700 度時(shí)也不能降低其機(jī)械性能， 故切削不易被切離，切削過程中切削力大，刀具易磨損。 塑性和韌性高，雖然 1Cr18Ni9Ti 的抗拉強(qiáng)度和硬度都不高，但綜合性能很 好，塑性和韌性高，它的延伸率、斷面收縮率和沖擊值都較高，切削變形所消 耗的功能增多，所消耗的能量比切除相同體積的低碳鋼約高 50%，并且大部分 能量轉(zhuǎn)化為熱能使切削溫度升高。 1Cr18Ni9Ti 的導(dǎo)熱率低，散熱差，有切削帶走的熱量少，大部分的熱量被 刀具吸收，致使刀具的溫度升高，加劇刀具磨損，在一定的溫度和壓力下會(huì)產(chǎn) 生粘附現(xiàn)象，在切削過程中，刀具易產(chǎn)生積削瘤，不易獲得表面粗糙度高的加 工表面。 加工硬化嚴(yán)重，1Cr18Ni9Ti 強(qiáng)度一般為 539Mpa，但室溫冷加工時(shí)，由于 加工硬化和變形會(huì)誘發(fā)馬式體轉(zhuǎn)變，使強(qiáng)度提高，這樣大大增加了切削時(shí)的磨 損。 1Cr18Ni9Ti 具有優(yōu)良的力學(xué)性能，良好的耐蝕能力，較突出的是冷變形能 力，無磁性。 1.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 從箱體零件圖上看，該箱體零件是典型的回轉(zhuǎn)體箱體零件，結(jié)構(gòu)比較簡單， 其主要加工的面有197.3 的外圓柱面，187、171.08 的內(nèi)圓柱表面，以及 內(nèi)外輪廓。該箱體零件在加工時(shí)主要考慮變形以及測量的問題，由于內(nèi)外輪廓 交界處壁太薄僅 0.635 的厚度，在切削過程中不易散熱，刀具所帶走的只是少 量熱量，加工硬化也很嚴(yán)重，塑性和韌性較高，所以要使工件恢復(fù)其應(yīng)力再加 工，采取相應(yīng)的熱處理去處內(nèi)應(yīng)力，減少其變形。圖中所給的尺寸精度并不高， 在 IT1112 級(jí)之間，但粗糙度都是 1.6。通過分析該箱體零件，其布局合理，方 便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個(gè)圖面清晰，尺寸完整合理， 能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。 第 2 章 毛坯的分析 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個(gè) 比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機(jī)械加工 的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要 的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個(gè)非常重要的問題。 2.1 毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與箱體零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及 在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材 2、鍛造 3、 鑄造 4、焊接 5、其他毛坯。該箱體零件為燃燒室支撐環(huán)材料為 1Cr18Ni9Ti， 考慮到箱體零件本身的結(jié)構(gòu)以及材料，結(jié)構(gòu)簡單，塑性和韌性高，所以推薦用 型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，而短見具有較高的強(qiáng)度， 沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作箱體零件。本箱體零件生產(chǎn)批量為 中小批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的自由鍛。 2.2 毛坯圖的設(shè)計(jì) 毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品箱體零件設(shè)計(jì)的，經(jīng)查機(jī)械加工工藝手冊 自由鍛件中機(jī)械加工余量計(jì)算公式得：A=0.2*H0.2*D0.55=5.8mm,小孔 0.75A=4.35mm,大孔 0.5A=2.9mm，H=0.5A=2.9mm 。 第 3 章 工藝路線擬定 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí)，職能一毛坯上未加工的表面作為定 位基準(zhǔn)，這個(gè)是粗基準(zhǔn)，該箱體零件選用171.08 內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)來加工外圓 柱面和左端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的（如果必須保證箱體零件 某些重要表面的加工余量分布均勻，就應(yīng)該選擇該表面做為粗基準(zhǔn)，應(yīng)該用毛 坯的尺寸和位置可靠表面，而且平整具有足夠大的面積做基準(zhǔn)）在以后的工序 中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，197.3 的外圓柱面和左端面作為定 位基準(zhǔn)，著個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一，互 為基準(zhǔn)，自為基準(zhǔn)。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 3.2 加工方法的確定 在市場經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng)率為目 的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿 工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人 的經(jīng)驗(yàn)來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時(shí)一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn) 場的加工條件來確定最佳的加工方案。 同樣在該箱體零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況互我 們學(xué)校的具體加工條件，一下是我們按加工順序來闡述的加工方案： 197.3 外圓柱面，精度為 IT12，表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT1211,Ra2512.5)-精車(IT87,Ra1.60.8) 187.48 內(nèi)圓柱表面, 精度為 IT12，表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT1211,Ra2512.5)-半精車(IT109,Ra6.33.2)- 精車(IT87,Ra1.60.8) 171.08 內(nèi)圓柱面,無精度要求, 表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT1211,Ra2512.5)-精車(IT87,Ra1.60.8) 由 R2.8,R12.7,R1.6,R20.07 的圓弧組成的內(nèi)外輪廓, 表面粗糙度為 Ra1.6 粗車(IT1211,Ra2512.5)-半精車(IT109,Ra6.33.2)- 精車(IT87,Ra1.60.8) 第 1 道工序分 5 個(gè)工步，加工 3 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正。橫向裝夾時(shí) 一要找正兩磨削過的平面與車床的 z 軸平行，以保證車出的(側(cè))面與磨削過的 面垂直；二要找正兩磨過的面與夾盤的回轉(zhuǎn)中心線對稱。工步 2 是車平面(工件 的一個(gè)側(cè)面)。工步 3 是鉆中心孔。工步 4 是用 18mm 的鉆頭鉆通孔。工步 5 是用 16mm 粗的鏜刀鏜 20mm 和 32mm 階梯孔。 第 2 道工序分 2 個(gè)工步，加工 1 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正。在上工序的 基礎(chǔ)上翻 180。裝夾，還是橫向裝夾。裝夾時(shí)一要找正到兩磨過的平面與車床 的 Z 軸平行；二要找正到兩磨削過的平面的對稱線 (面)距夾盤回轉(zhuǎn)中心 10.02mm 之內(nèi)。工步 2 是用 16mm 粗的車刀車 32mm 偏心孔。 第 3 工序分 3 個(gè)工步，加工 1 個(gè)要素。工步 l 是裝夾找正?？v向裝夾，夾 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 偏心孔偏向的那頭裝夾時(shí)一要找正到夾盤回轉(zhuǎn)中心線與工序 1 加工的那個(gè)側(cè)面 垂直，二要找正到磨削過的兩側(cè)而與夾盤同轉(zhuǎn)中心線對稱工步 2 是車端面。 工步 3 是打中心孔。 第 4 道工序分 3 個(gè)工步，加工為隨后各工序找正用的找正槽。工步 1 是裝 夾找正，夾的方向與上工序一樣，只是比上工序少夾一段,右側(cè)用回轉(zhuǎn)頂尖頂上。 裝夾時(shí)只要找正左側(cè),主要是找正磨削過的兩側(cè)面與夾盤回轉(zhuǎn)中心線對稱。工步 2 是加上左找正槽，工步 3 是加工右找正槽。 第 5 道工序分 5 個(gè)工步，加工 3 個(gè)要素。工步 I 是裝夾找正、夾的方向與 上工序一樣，只是比上工序多一段。裝夾時(shí)找正夾盤回轉(zhuǎn)中心線與兩對側(cè)面的 對稱平面的交線再合。工步 2 是鉆中心孔。工步 3 是用 15.7mm 的鉆頭鉆 通孔。上步 4 是車 16.8m 通孔和錐孔。工步 5 是車端面槽。 第 6 道上序分 5 個(gè)工步，加工 4 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正，是在上工序 的基礎(chǔ)上調(diào)頭夾。裝夾時(shí)找正的要求與上工序相同，也就是要找正夾盤同轉(zhuǎn)中 心線與上工序加工的孔軸。工步 2 是車端面 u 工步 3 是車正 49mm 孔和 28.6mm 孔。工步 4 是車螺紋的錐底孔及其上的倒角。工步 5 是車螺紋。 第 7 工序分 3 個(gè)工步，加工外回轉(zhuǎn)型面。工步 1 是裝夾找正。在上工序的 基礎(chǔ)調(diào)頭，右端用回轉(zhuǎn)頂尖頂上。裝夾時(shí)的找正要求同第 5 工序。工步 2 車左 半圓弧回轉(zhuǎn)面和一段圓柱面。工步 3 是車右半圓弧回轉(zhuǎn)面和一段圓柱面。 在寫刀路之前，將立體圖畫好后，要將圖形中心移到坐標(biāo)原點(diǎn)，最高點(diǎn)移 到 Z=0，方可以加工，銅公火花位可加工負(fù)預(yù)留量。 在加工前還要檢查工件的裝夾方向是否同電腦中的圖形方向相同，在模具 中的排位是否正確，裝夾具是否妨礙加工，前后模的方向是否相配。還要檢查 你所用的刀具是否齊全，校表分中的基準(zhǔn)等。 加工銅公要注意的事項(xiàng)： 火花位的確定，一般幼公（即精公）預(yù)留量為 0.050.15，粗公 0.20.5，具 體火花位的大小可由做模師父定。 銅公有沒有加工不到的死角，是否需要拆多一個(gè)散公來。 加工銅工的刀路按排一般是：大刀（平刀）開粗-小刀（平刀）清角光 刀用球刀光曲面。 開粗一般教師用平刀不用球刀，大刀后用小刀開粗，然后將外形光到數(shù)， 接著用大的球刀光曲面，再用小球刀光曲面不要圖省事，為了些小的角位而用 小刀去加工大刀過不了的死角可心限定小刀的走刀范圍，以免直播太多的空刀。 第 4 章 加工順序的安排 4.1 工序的安排 4.1.1 加工階段的劃分 當(dāng)箱體零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來滿足要求,而要 用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備,人力,箱體零件的加工 過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。 粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上 接近箱體零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓 表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工內(nèi)圓171.08，187.48 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 內(nèi)圓柱表面，197.3 外圓柱面。 半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表 面的精加工做好準(zhǔn)備，如197.3 外圓柱面。 精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，留一定 的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。 如精度和表面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量，加工內(nèi)外輪廓表面。 4.1.2 基面先行原則 該箱體零件進(jìn)行加工時(shí)，要將作端面先加工，再一左端面和外圓柱面為基 準(zhǔn)來加工，因?yàn)樽蠖嗣婧?97.3 外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才 能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出 來。 4.1.3 先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時(shí)間內(nèi)將工件 表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余 量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí)，則要安排 半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。 4.1.4 先住后次 該箱體零件上加工表面可氛圍主要加工表面和次要加工表面，主要加工表 面如197.3 外圓柱面，187.48 內(nèi)圓柱表面，由 R2.8,R12.7,R1.6,R20.07 的圓 弧組成的內(nèi)外輪廓，次要加工表面如171.08 內(nèi)表面，對整個(gè)工藝過程影響較 小的表面，先要加工主要表面，再主要表面定位加工次要表面，因此一般主要 表面最終精加工安排在工藝過程最后。 4.1.5 先面后孔 對該箱體零件應(yīng)該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是 利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比 較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于燃燒室支撐環(huán)來講先加工197.3 外 圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來加工其余各孔。 4.2 工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi) 完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次 數(shù)，可以使裝夾時(shí)間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工 序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少 時(shí)每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比 較簡單，機(jī)床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中小批量生產(chǎn)的情況下，本箱體零件是比較難加 工的，切削性能高，在加工過程中易變形，難以散熱，刀具所帶走的熱量特別 的少，以此引起箱體零件的變形，在切削過程中時(shí)工件不易被切離和折斷，這 樣會(huì)影響刀具的使用壽命，所以需要進(jìn)行中途消除箱體零件本身的應(yīng)力，減少 箱體零件的變形和刀具的使用，在此選用工序分散，來對上述的問題進(jìn)行解決。 輔助工序的安排： 輔助工序一般包括去毛刺，倒菱角，清洗，除銹，退磁，檢驗(yàn)等。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4.3 熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能， 熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本箱體零件燃燒室支 撐環(huán)材料為 1Cr18Ni9Ti，在加工過程中預(yù)備熱是消除箱體零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛 坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在 80025溫度中 保持 30 分鐘釋放應(yīng)力。 4.4 擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個(gè)零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定 加工工藝路線，具體方案如下： 方案一 1、備料 鍛造毛坯 2、熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3、普車 粗、精車外圓柱面，左端面 4、數(shù)控車 粗車內(nèi)外輪廓留半精車、精車余量，粗車內(nèi)孔171.08 5、數(shù)控車 半精車內(nèi)外輪廓留精車余量 6、熱處理 人工時(shí)效（80025溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力） 7、數(shù)控車 精車內(nèi)外輪廓，內(nèi)孔至尺寸 8、數(shù)控車 調(diào)頭粗、精車內(nèi)孔187.48 至尺寸 9、倒角 銳邊倒角 10、去毛刺 11、檢驗(yàn) 合格后入庫 方案二 1、備料 鍛造毛坯 2、熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3、普車 粗、精車外圓柱面，左端面 4、數(shù)控車 粗、半精車、精車內(nèi)外輪廓至尺寸，粗、半精車內(nèi)孔 171.08 至尺寸 5、熱處理 人工時(shí)效（80025溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力） 6、數(shù)控車 調(diào)頭粗、精車內(nèi)孔187.48 至尺寸 7、倒角 銳邊倒角 8、去毛刺 9、檢驗(yàn) 合格后入庫 綜上所述：兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于工序集中和工序分散，從箱體零件本 身來考慮，由于薄壁處在切削加工時(shí)易產(chǎn)生熱變形，如采用工序集中，在加工 時(shí)箱體零件的內(nèi)應(yīng)力無法適時(shí)的恢復(fù)，所以采用方案一工序分散，使其應(yīng)力釋 放，改善切削性。 4.5 加工路線的確定 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，確定正確的加工工藝程序，在確 定走刀路線時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面： 1、應(yīng)能保證箱體零件的加工精度和表面粗糙度 2、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率 3、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量 4.6 加工設(shè)備的選擇 工序三采用 CA6140 普通車床，車床的參數(shù)如下： 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 型號(hào) TYPE CA6140，中心距 750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回 轉(zhuǎn)直徑400 mm，馬鞍內(nèi)最大工作回轉(zhuǎn)路徑550 mm，橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直 徑214mm，主軸孔徑52 mm，主軸內(nèi)錐孔 MT6#，主軸速度級(jí)數(shù) 16 級(jí)，主 軸速度范圍 20-1800r.p.m，公制螺紋（30 種）0.45-20 mm（30 種） ，英制螺紋 （30 種）40-0.875t.p.i（30 種） ，模數(shù)螺紋 0.125-5mm，徑節(jié)螺紋 160-4D.P，橫 拖板行程 239mm 小刀架行程 150mm，尾坐套孔錐度 MT5#，套筒行程 120mm，主電機(jī)功率 4/5.5KW，外形尺寸 235010201250mm 工序 5、6、7、8、采用數(shù)控車床 CK7150A，車床參數(shù)如下： 8 工位電動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，數(shù)控裝置：FANUCOI，最大回轉(zhuǎn) 直徑 590mm，最大加工直徑 500 mm，最大加工長度 1000 mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍 30-2000RMP/min，主軸電機(jī)功率 7.5KW，主要精度 X 定位精度0.016 mm,Z 定位精度0.025 mm,X 重復(fù)定位精度0.007 mm,Z 重復(fù)定位精度0.01 mm 4.7 刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表 面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的 一個(gè)重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo) 熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于燃燒室支撐環(huán)是 1Cr18Ni9Ti，推薦用硬質(zhì)合金中的 YG8 類刀具，因?yàn)橛操|(zhì)合金中的鈦元素和被 加工材料中的鈦元素之間產(chǎn)生親和力，使粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致切削溫度升高， 摩擦因數(shù)增大，加劇了刀具磨損，所以加工 1Cr18Ni9Ti 這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合 金的刀具。 粗車外輪廓：刀具號(hào)為 T0101，93可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為 0.8，刀片 型號(hào)為 VCUM160408R-A4，刀具型號(hào)為 PVJCR2525-16Q 半精車，精車外輪廓：刀具號(hào)為 T0303，圓弧車刀，刀片型號(hào)為 RCUM030300RA1，刀具型號(hào)為 PRCCR2525-16Q 粗車內(nèi)輪廓：刀具號(hào)為 T0202，75可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為 0.8 刀具 型號(hào)為 WNUM080308EL-A2，刀具型號(hào)為 PCRC2020-16Q 半精車，精車內(nèi)輪廓：刀具號(hào)為 T0404，75可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為 0.4 刀片型號(hào)為 WNUM080304EL-A2，刀具型號(hào)為 PCRC2020-16Q 內(nèi)孔車刀：刀具號(hào)為 T0505，93內(nèi)孔車刀，圓弧半徑為 0.4，刀片型號(hào) 為 TBUM080404R-04，刀具型號(hào)為 PSUBR3215-16Q 4.8 選擇夾具及量具確定裝夾方案 4.8.1 夾具的選擇 由于數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別，所以在選擇夾具時(shí)，需要注意許多方面 的問題，以便更好的加工箱體零件，該箱體零件的裝夾方法如下： 第一次裝夾：即加工外圓柱面，以內(nèi)孔171.08 作為粗基準(zhǔn)，可以用三爪 卡盤反夾內(nèi)孔。 第二次裝夾：即加工內(nèi)外輪廓，內(nèi)孔171.08，以左端面外圓柱面作為定 位基準(zhǔn)，可以用軟爪夾住外圓柱面。 第三次裝夾：即加工內(nèi)孔187.48 表面，以左端面外圓柱面作精基準(zhǔn)，用 軟爪夾住外圓柱面。 4.8.2 量具的選擇 數(shù)控加工主要用于單件小批量生產(chǎn)，一般采用常用量具，如游標(biāo)卡尺、百 分表、千分尺、深度尺等，測量長度方向尺寸用游標(biāo)卡尺，百分表，0-25 深度 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 千分尺，0-50 內(nèi)徑千分尺。 （GB1214-85）卡尺：0-125mm. 0-200mm (0.1mm 0.05mm 0.02mm ) 三種。 第 5 章 工藝設(shè)計(jì) 5.1 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 根據(jù)各資料及制定的箱體零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方 法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則 標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1）外圓柱面197.3 01._ 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.8 041._7IT197.3 01._1.6 粗車 5 29.198.1 29. 6.3 毛坯 1203.1 1 2）內(nèi)孔187.48 1.0 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.8 1.07IT187.48 1.01.6 半精車 6 63.187.08 63. 3.2 粗車 12 25.0I185.08 25.06.3 毛坯 16.4 171.08 3）外輪廓 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.45 029._6IT188.85 1.0_1.6 半精車 2 4.7189.3 46. 3.2 粗車 6 029._1I191.3 029._6.3 毛坯 8.45 197.3 4）內(nèi)輪廓 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.29 12.0_6IT185.67 12.0_1.6 半精車 3 4.7185.38 46. 3.2 粗車 20 15.0I184.27 15.06.3 毛坯 23.29 162.38 5.2 確定切削用量及功率的校核 加工外圓柱面197.3 01._ 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 粗車：f=0.16mm/r ap=2.5mm n=130r/min Vc=n d/1000=1303.14203.1/1000=83m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.162.583/601000=1.5Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 83m/min， n=130r/min f=0.16mm/r 精車：f=0.2mm/r ap=0.4mm n=160r/min Vc=n d/1000=1603.14198.1/1000=100m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.20.4100/601000=0.35Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 100m/min，n=160r/min f=0.2mm/r 加工內(nèi)孔187.48 1.0 粗車：f=0.16mm/r ap=6mm n=140r/min Vc=n d/1000=1403.14171.08/1000=75.2m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.16675.2/601000=3.2Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 75.2m/min， n=140r/min f=0.16mm/r 半精車：f=0.25mm/r ap=3mm n=150r/min Vc=n d/1000=1503.14185.08/1000=87.2m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.25387.2/601000=3Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 87.2m/min， n=150r/min f=0.25mm/r 精車：f=0.3mm/r ap=0.4mm n=170r/min Vc=n d/1000=1703.14187.08/1000=100m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.30.4100/601000=0.53Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 100m/min，n=170r/min f=0.3mm/r 加工外輪廓 粗車：f=0.16mm/r ap=3mm n=130r/min Vc=n d/1000=1303.14197.3/1000=80.5m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.16380.5/601000=1.7Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 80.5m/min， n=130r/min f=0.16mm/r 半精車：f=0.25mm/r ap=1mm n=150r/min Vc=n d/1000=1503.14191.3/1000=90m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.25190/601000=1Kw 由于機(jī)床說明 書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際 取值為 Vc= 90m/min，n=150r/min ，f=0.25mm/r 精車：f=0.3mm/r ap=0.225mm n=160r/min Vc=n d/1000=1603.14189.3/1000=95m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.30.22595/601000=0.94Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 95m/min，n=160r/min f=0.3mm/r 加工內(nèi)輪廓 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 粗車：f=0.16mm/r ap=10.445mm n=130r/min Vc=n d/1000=1303.14162.38/1000=66m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.1610.44566/601000=4.8Kw 由于機(jī) 床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 66m/min，n=130r/min， f=0.16mm/r 半精車：f=0.25mm/r ap=0.5mm n=150r/min Vc=n d/1000=1503.14187.07/1000=88m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.250.588/601000=0.48Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 88m/min，n=150r/min f=0.25mm/r 精車：f=0.3mm/r ap=0.2mm n=160r/min Vc=n d/1000=1603.14186.07/1000=93m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.30.293/601000=0.24Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 PnPc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 93m/min，n=160r/min f=0.3mm/r 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第 6 章 數(shù)控加工路線的分析 圖一：為外輪廓、內(nèi)輪廓，內(nèi)孔的粗車、半精車、精車，工序號(hào)為 4、5、7，考慮到箱體零件的變形問題，我們采用的是工序分散，也就是粗車、 半精車、精車在不同的工序中，這樣就保證了加工的精度，其中用到 5 把車刀， 走外輪廓時(shí)是從右邊進(jìn)刀，車內(nèi)輪廓、內(nèi)孔時(shí)是從內(nèi)孔開始車從左往右車，為 了保證刀的正確位置，所以采用此種方法。 ZX換 刀 點(diǎn)ZX換 刀 點(diǎn) 圖一：為粗車、半精車、精車左端內(nèi)孔 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 結(jié) 論 經(jīng)過 2 年半成人知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)就是檢驗(yàn)自己專業(yè)的各方面 能力的一項(xiàng)工程，涉及的方面是很多的，比如說機(jī)械知識(shí)、材料知識(shí)、工藝知 識(shí)、夾具知識(shí)、制圖知識(shí)等等，要求知識(shí)的全面性和完整性，缺任何一項(xiàng)都無 法完成此次設(shè)計(jì)。經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)增強(qiáng)了我的獨(dú)立的思考和分析的能力，培 養(yǎng)我熟悉和應(yīng)用各種手冊、圖表、設(shè)計(jì)表格、各種標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料，以及設(shè)計(jì) 夾具的能力，工藝文件有一定的了解，掌握了從事數(shù)控加工、普通機(jī)械加工和 機(jī)械加工工藝工作的方法和步驟。 在這個(gè)過程中指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和點(diǎn)撥對我也有很大的幫助，在自己的努力、 老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 由于自己水平有限，所以可能在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中有不足和錯(cuò)誤之處，希望 老師給予指正。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 參考文獻(xiàn) 1李 洪機(jī)械加工工藝手冊M北京出版社，2005.9 2徐宏海機(jī)械制造工藝M化學(xué)工業(yè)出版社，20068 3周虹編數(shù)控加工工藝與編程M人民郵電出版社，20069 4弈繼昌機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)中國人民出版社，20075 5張耀宸機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊M航空工業(yè)出版社，20088 6陳宏鈞金屬切削速查速算手冊M機(jī)械工業(yè)出版社，20095 9劉建亭機(jī)械制造基礎(chǔ)M機(jī)械工業(yè)出版社，200910 10華茂發(fā)數(shù)控機(jī)床加工工藝M機(jī)械工業(yè)出版社，20103 11肖繼德，陳寧平機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M機(jī)械工業(yè)出版社，20108 12周 虹數(shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn)M人民郵電出版社，201011 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 附表 1 數(shù)控加工程序清單 型別 箱體零件圖號(hào) 車間 箱體零件名稱 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 基本材料 硬度 工序名稱 工序號(hào) 數(shù)控系統(tǒng) 程序號(hào) 程序清單 O0001 T0101 M03S130 G00Z2 X200 G71U6R2 G71P10Q20U2.45W0F0.16 N10G01X0F0.16 X194.55 X199.3Z-0.445 G02X191.3Z-8.24R12.7F0.16 G02X194.86Z-9.55R2.8F0.16 N20G01X197.3F0.16 G00X150 Z150 M05 M30 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 附表 2 數(shù)控加工程序清單 型別 箱體零件圖號(hào)車間 箱體零件名稱 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 基本材料 硬度 工序名稱 工序號(hào) 數(shù)控系統(tǒng) 程序號(hào) 程序清單 O0002 T0202 M04S130 G00X12 Z-17.52 G71U10.445R2 G71P30Q40U1.4W0F0.16 N30G01X169.68F0.16 Z-8.88 X181.54 G02X184.27Z-8.68R1.6F0.16 N40G03X194.55Z020.07F0.16 G00Z150 X150 M05 M30 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 致 謝 本畢業(yè)論文是在我的指導(dǎo)老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的 科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 這段時(shí)間來，不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無 微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。