車床尾座套筒加工工藝及夾具設(shè)計（鉆φ4孔）,車床,套筒,加工,工藝,夾具,設(shè)計 I 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 大 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 車床尾座套筒加工工藝及鉆 4 孔夾具設(shè)計 所 在 學 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指 導 老 師 年 月 日 2 摘 要 本文是對車床尾座套筒零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的 分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、 加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對零 件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化， 并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容 是設(shè)計鉆中心孔夾具。 關(guān)鍵詞：車床尾座套筒，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 3 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a work piece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 4 目 錄 摘 要 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 ABSTRACT ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 前 言 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 第 1 章 序言 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 1.1 機械加工工藝概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 1.2 機械加工工藝流程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 1.3 夾具概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 1.4 機床夾具的功能 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 2 零件的分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 2.1 零件的工藝分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3 零件的工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3 工藝規(guī)程設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.1 加工工藝過程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.2 確定各表面加工方案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.2.1 影響加工方法的因素 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.3 加工方案的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.3 確定定位基準 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.2.1 粗基準的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.2.1 精基準選擇的原則 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.4 工藝路線的擬訂 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.4.1 工序的合理組合 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.4.2 工序的集中與分散 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.4.3 加工階段的劃分 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 5 3.5.2 零件的偏差計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 第 4 章 鉆 4 孔夾具設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 4.1 概述 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 4.2 方案設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 4.3 定位基準的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 4.4 切削力和夾緊力的計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 4.5 定位誤差分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 4.6 導向裝置設(shè)計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 4.7 夾具設(shè)計及操作說明 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 結(jié) 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 參考文獻 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34 致謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5 前 言 機械設(shè)計制造及其夾具設(shè)計是我們?nèi)跁炌ù髮W所學的知識，將理論與實 踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎(chǔ)。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們 的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是： ⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； ⑵ 完成專用夾具的設(shè)計。 通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主 要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的 設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、 批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。 第 1 章 序言 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和 性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法， 直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工 工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包 裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位 置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比 如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗 工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公 差要達到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過 程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對 性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程 是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2 機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件 之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī) 定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包 括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝 備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以 提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn) 條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加 工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具 是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的 制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占 有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造 工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破 傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、 復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的 小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計 算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動 化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進步的標志。自 20 世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制 造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在 不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和 產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾 具都是重要的工藝裝備。 1.4 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位 基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的 尺寸和位置精度要求。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的 操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松 動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的 對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并 引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具 （鏜模）也具有導向功能。 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工 具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占 工件種類總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代， 以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。 另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而 夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC） 、加工中心 （MC） 、成組技術(shù)（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提 出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四 個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密 化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1； 用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5μm；精密心軸的同軸度公差 可控制在 1μm 內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可 達 0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生 產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、 具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可 提高 5 倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗） 轉(zhuǎn)速為 2550r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、 組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣鳌⑸a(chǎn)批量、 工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通 用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的 柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu) 的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以 減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用 化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通 用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng) 造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259— 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商 品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 車床尾座套筒是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較 復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有車床尾座套筒小端面端要求 加工，對精度要求也很高。零件的底面、中心孔 Φ55H7 孔粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其中心孔 Φ55H7 孔有同軸度公差要求因為其尺寸6.1Ra 精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部 件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重 要的。 3 零件的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的 勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 2.1 零件零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包 括大、小頭孔、小孔。 ⑴ 以平面為主有：① 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；2.3?Ra ② 車床尾座套筒小端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求 是 。. ⑵ 孔系加工有： ①Φ55H7 粗、精鏜加工，其表面粗糙度為 ；2.3?Ra ②Φ36H7 的小孔鉆鉸加工， 2.3?a 零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余 量一般在 ，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其1~3m 年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對零件零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選 擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計 提供了必要的準備。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加 工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的 相互關(guān)系以各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān) 系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞 動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的 加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機床。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準 備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 3.3 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精 銑（ ） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可79IT:aR 以較小。 ⑵ 由參考文獻 [3]表 2.1～11 確定，Φ55H7 孔的表面粗糙度要求為 6.3， 則選擇孔的加方案序為：粗鏜——精鏜。 ⑷小孔鉆孔加工方法： 因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加6.1?Ra 工方法。 ⑸ 小頭端面的加工方法是： 因孔兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑——. 精銑。 3.3 確定定位基準 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： ⑴ 粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選 擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、 外形對稱、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床 身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的 余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加 工余量。 ⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位 準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需 經(jīng)初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選 擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 3.2.1 精基準選擇的原則 ⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定 位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ⑵ 基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具 比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為 定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書 表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反 復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準 磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇 加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此 外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平 面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如 果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng) 一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的4? 孔為加工基準。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的 第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零 件底面底部平面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%809c?: 蘇打及 0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 ⑴ 工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的 機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具 體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì) 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階 段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不 把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就 要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂三個加工工藝路線方案。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 方案一： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗、精銑底面 4、粗、精銑頂面 5、粗、精銑凸緣面 6、粗車、精車外圓臺階Φ75 7、粗車、精車內(nèi)孔Φ53 8、粗車、精車內(nèi)孔 Φ55 9、鉆4-?7孔 10、鉆4-?11沉頭孔 11、鉆2XM4螺紋孔底孔 12、攻絲2XM4 13、檢、檢查各部分尺寸及精度 14、入庫、組裝入庫 方案二： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗、精銑底面 4、粗、精銑頂面 5、粗、精銑凸緣面 6、鉆2XM4螺紋孔底孔 7、攻絲2XM4 8、粗車、精車外圓臺階Φ75 9、粗車、精車內(nèi)孔Φ53 10、粗車、精車內(nèi)孔 Φ55 11、鉆4-?7孔 12、鉆4-?11沉頭孔 13、檢、檢查各部分尺寸及精度 14、入庫、組裝入庫 加工工藝路線方案的論證： ⑴ 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中， 以便裝夾、安裝工件。 ⑵ 再看后面的孔工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而方 案Ⅱ都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計專用夾具時也可 以減少工件的安裝次數(shù)。 方案二與方案三區(qū)別在于先鏜孔磨孔后再鉆各凸臺面小孔。這樣鉆孔后導 致孔內(nèi)的粗糙度受到影響。 方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、 安裝工件。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 由以上分析：方案Ⅱ為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程 如下表： 方案一： 1、鑄造 2、時效處理 3、粗、精銑底面 4、粗、精銑頂面 5、粗、精銑凸緣面 6、粗車、精車外圓臺階Φ75 7、粗車、精車內(nèi)孔Φ53 8、粗車、精車內(nèi)孔 Φ55 9、鉆4-?7孔 10、鉆4-?11沉頭孔 11、鉆2XM4螺紋孔底孔 12、攻絲2XM4 13、檢、檢查各部分尺寸及精度 14、入庫、組裝入庫 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的鍛造采用的是 A3 鑄造制造，其材料是 A3，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)， 采用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機 件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的 對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 ⑸ 工藝基準以設(shè)計基準相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 3.5.2 零件的偏差計算 ⑴ 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步 余量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3]可 知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m? 精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。 又由參考文獻[4]表 11～19 可得鑄件尺寸公差為 。.406?? 毛坯的名義尺寸為： 42.1045.2?? 毛坯最小尺寸為： 56m? 毛坯最大尺寸為： .. 粗銑后最大尺寸為： 3 粗銑后最小尺寸為： 420.1.79? 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度 15d8。 ⑵ 大小頭孔的偏差及加工余量計算 孔 Φ55H7 粗鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是13IT?12.5Raum? 。0.39m 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 精鏜孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是8IT?umRa6.1? 。0.39m 根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴、鉸三個工序，而大頭孔加工分為 粗鏜、精鏜二個工序完成，各工序余量如下： 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 1：銑底面。 機床：臥式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z? 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參fa 0.15/famZ? 考文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考f f/8. 文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/ 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/in31Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 475m? 實際銑削速度 ：v .402.9/106ns??? 進給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.2475minfVs?? ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～81,取?aa6? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l'8l 刀具切入長度 ：1 20.5()(~3lDa????2.061)2m? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt12420.36min7.5jmlf??? 機動時間 ：'1jt'1268.19i.jlf? 所以該工序總機動時間 '105injjtt?? 工序 1：粗、精銑銑大端面 機床：臥式銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) [10]mdw4014?Z （1）粗銑 銑削深度 ：pam3? 每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0? 銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V sV/4 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/1940.3610rdV???? in/r 實際銑削速度 ：? smn/.6210 進給量 ：fVZaff /7.10/425.??? 工作臺每分進給量 ：m in2.sVf ? ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a ma4? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll31 刀具切入長度 ：1D2)~((5.02????? 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：1jt min5.02.743121????mjfl （2）精銑 銑削深度 ：pa5.? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取fa Zmaf/15.0? 銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V sV/6 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/28401.360rdV???? in/3r 實際銑削速度 ：? smn/.60 進給量 ：fVZaff /5.10/3145.??? 工作臺每分進給量 ： m in.sVf 被切削層長