JZ-4-Y基座零件的機械加工工藝規(guī)程和銑平面夾具設計

JZ-4-Y基座零件的機械加工工藝規(guī)程和銑平面夾具設計,jz,基座,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,以及,平面,夾具,設計 畢業(yè)設計（工藝規(guī)程） JZ-4-Y零件的機械加工工藝規(guī)程和銑床夾具專用夾具設計 院 系 航空機械自造工程學院 專 業(yè) 航空機械自造與自動化 班 級 機制 學 號 姓 名 指導老師 二Ο一五年 三月 九日 產品名稱 JZ-4-Y 零件圖號 機械加工 工藝過程卡 毛坯種類 圓鋼 共1頁 每臺數量 1 零件名稱 JZ-4-Y 材料牌號 45 第1頁 工序號 工序 名稱 工序內容 設備 工藝裝備 10 開料 圓鋼開料Φ130X35 鋸床 鋸刀，游標卡尺 20 粗車 粗車外圓Φ120以及端面。留1mm的加工余量 車床CA6140 硬質合金車刀， 游標卡尺、 工裝XJ001 30 精車 精車外圓Φ120，達到圖紙尺寸要求 車床CA6140 硬質合金車刀， 游標卡尺、 工裝XJ001 40 精車 掉頭，車另外一端面 車床CA6140 硬質合金車刀， 游標卡尺、 工裝XJ001 50 銑削 銑削寬度為100的兩側端面 銑床 X62W 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 60 銑削 銑上端面各凹槽及臺階面 數控銑床VMC850 硬質合金立銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 70 銑削 翻面，銑下端面各凹槽及臺階面 數控銑床VMC850 硬質合金立銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 80 銑削 銑左邊側面凹槽圓弧 數控銑床VMC850 硬質合金立銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 90 鉆孔 鉆上端面各個孔 數控銑床VMC850 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 100 鉆孔 鉆下端面各個孔 數控銑床VMC850 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 110 鉆孔 鉆右凸緣面各個孔 數控銑床VMC850 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 120 終檢 終檢 質檢室 千分尺、游標卡尺 130 入庫 清洗入庫 檢驗儀器 編制 日期 審核 日期 更改 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 20 工序名稱 粗車 共10頁 零件 圖號 第 1頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 車床CA6140 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 粗車外圓Φ120以及端面。留1mm的加工余量 硬質合金車刀 游標卡尺 1 0.5 3 1 500 1.5 15 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 30 工序名稱 精車 共10頁 零件 圖號 第 2頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 車床CA6140 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 精車外圓Φ120，達到圖紙尺寸要求 硬質合金車刀 游標卡尺 1 0.5 2 0.8 800 1.9 18 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 40 工序名稱 精車 共10頁 零件 圖號 第 3頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 車床CA6140 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 掉頭，車另外一端面 硬質合金車刀 游標卡尺 1 0.5 2 0.8 800 1.9 18 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 50 工序名稱 銑削 共10頁 零件 圖號 第 4頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 X62W銑床 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 銑削寬度為100的兩側端面 硬質合金立銑刀 游標卡尺 1 0.5 3 1 500 1.5 15 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 60 工序名稱 銑削 共10頁 零件 圖號 第 5頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 數控銑床VMC850 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 銑上端面各凹槽及臺階面 硬質合金立銑刀 游標卡尺 1 0.5 3 1 500 1.5 15 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 70 工序名稱 銑削 共10頁 零件 圖號 第 6頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 數控銑床VMC850 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 翻面，銑下端面各凹槽及臺階面 硬質合金立銑刀 游標卡尺 1 0.5 3 1 500 1.5 15 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 80 工序名稱 銑削 共10頁 零件 圖號 第 7頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 數控銑床VMC850 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 銑左邊側面凹槽圓弧 硬質合金立銑刀 游標卡尺 1 0.5 3 1 500 1.5 15 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 90 工序名稱 鉆孔 共10頁 零件 圖號 第 8頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 數控銑床VMC850 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 鉆上端面各個孔 錐柄麻花鉆 游標卡尺 1 0.5 2 0.8 800 2.2 10 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 100 工序名稱 鉆孔 共10頁 零件 圖號 第 9頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 數控銑床VMC850 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 鉆下端面各個孔 錐柄麻花鉆 游標卡尺 1 0.5 2 0.8 800 2.2 10 20 30 零件 名稱 JZ-4-Y 機械加工工序卡 工序號 110 工序名稱 鉆孔 共10頁 零件 圖號 第 10頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 圓鋼 機床設備 數控銑床VMC850 夾具 專用夾具 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 鉆右凸緣面各個孔 錐柄麻花鉆 游標卡尺 1 0.5 2 0.8 800 2.2 10 20 30 I 畢業(yè)設計（論文） 題 目 JZ-4-Y 零件的機械加工工藝規(guī)程和銑床夾具 所屬系部 機械工程系 所屬專業(yè) 機械設計與制造 所屬班級 學 號 學生姓名 指導教師 起訖日期 I 摘 要 本文是對 JZ-4-Y 零件加工應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，設計合理的加工工藝過程。此外還對填料箱蓋 零件的兩道工序的加工設計了專用夾具. 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。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用 夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容 是設計銑夾具。 關鍵詞：JZ-4-Y ，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 II 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 workpiece 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 III 目 錄 摘 要 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 ABSTRACT ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1 緒 論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 零件的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1 零件的工藝分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.2 零件的工藝要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3 工藝規(guī)程設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.1 加工工藝過程 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.2 確定各表面加工方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.2.1 影響加工方法的因素 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3.3 加工方案的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.3 確定定位基準 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2.1 粗基準的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2.1 精基準選擇的原則 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.4 工藝路線的擬訂 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4.1 工序的合理組合 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4.2 工序的集中與分散 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4.3 加工階段的劃分 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.5.2 零件的偏差計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.7 時間定額計算及生產安排 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 4 銑夾具設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.1 研究原始質料 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.2 定位、夾緊方案的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.3 切削力及夾緊力的計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.4 誤差分析與計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 4.5 零、部件的設計與選用 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 IV 4.5.1 定位銷選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 4.5.2 定向鍵與對刀裝置設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 4.6 夾具設計及操作的簡要說明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 結 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 參考文獻 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 致謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 1 1 緒 論 機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通大學所學的知識，將理論與實 踐相結合，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。 機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經 濟效益，生產規(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，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的 質量的重要保證的重要依據。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品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產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，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是： 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 設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據切銷力的大小、 批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。 5 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 JZ-4-Y 是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜， 但其加工孔和底面的精度要求較高，因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位 置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性 能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 2.2 零件的工藝要求 一個好的結構不但要應該達到設計要求，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，要能夠保證加工質量，同時使加工的 勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 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 6 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 各凹槽端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。. ⑵ 孔系加工有： 小孔鉆鉸加工， 2.3?Ra 零件毛坯的選擇鑄造，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余 量一般在 ，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其1~3m 年產量是中批量生產。 上面主要是對零件零件的結構、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方式，從而為工藝規(guī)程設計 提供了必要的準備。 3 工藝規(guī)程設計 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 相互關系以各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關 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 一個好的結構不但應該達到設計要求，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，要能保證加工的質量，同時使加工的勞 動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計零件的 加工工藝來說，應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，也要適當考慮經濟因素。在滿足 精度要求及生產率的條件下，應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量要求，根據各加工表面的技術要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小 批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工， 7 在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質，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，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和 設備，推廣新技術，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。 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，Φ100H7 和 Φ60H7 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小孔鉆鉸孔加工方法： 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。 粗基準選擇應當滿足以下要求： ⑴ 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選 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。 8 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。 3.2.1 精基準選擇的原則 ⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定 位基準與設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 復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，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。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用 的4? 孔為加工基準。 9 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，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設 備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的 機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不 高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人 數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床， 以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費 事，生產準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產。 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 零件內部雜質、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，應考慮工序的數目，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 工序數目少，工件裝夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數 和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床， 10 以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費 事，生產準備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的 機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不 高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。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，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優(yōu)點更為突 出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量， 從而可取的良好的經濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，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，使得工件產生 的內應力和變形大，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。 11 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 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條件下，成批量生產 可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產 成本，擬訂三個加工工藝路線方案。 方案一： 10 開料 圓鋼開料 Φ130X35 20 粗車 粗車外圓 Φ120 以及端面。留 1mm 的加工余量 30 精車 精車外圓 Φ120，達到圖紙尺寸要求 40 精車 掉頭，車另外一端面 50 銑削 銑削寬度為 100 的兩側端面 60 銑削 銑上端面各凹槽及臺階面 70 銑削 翻面，銑下端面各凹槽及臺階面 80 銑削 銑左邊側面凹槽圓弧 90 鉆孔 鉆上端面各個孔 100 鉆孔 鉆下端面各個孔 110 鉆孔 鉆右凸緣面各個孔 120 終檢 終檢 130 入庫 清洗入庫 方案二： 10 開料 圓鋼開料 Φ130X35 20 粗車 粗車外圓 Φ120 以及端面。留 1mm 的加工余量 30 精車 精車外圓 Φ120，達到圖紙尺寸要求 40 精車 掉頭，車另外一端面 50 銑削 銑削寬度為 100 的兩側端面 60 銑削 銑上端面各凹槽及臺階面 12 70 銑削 翻面，銑下端面各凹槽及臺階面 80 銑削 銑左邊側面凹槽圓弧 90 鉆孔 鉆上端面各個孔 100 鉆孔 鉆下端面各個孔 110 鉆孔 鉆右凸緣面各個孔 120 終檢 終檢 130 入庫 清洗入庫 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 再看后面的鏜孔、銑孔工序，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，且在設計專用夾 具時也可以減少工件的安裝次數。 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。 由以上分析：方案Ⅱ為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程 如下表： 10 開料 圓鋼開料 Φ130X35 20 粗車 粗車外圓 Φ120 以及端面。留 1mm 的加工余量 30 精車 精車外圓 Φ120，達到圖紙尺寸要求 40 精車 掉頭，車另外一端面 50 銑削 銑削寬度為 100 的兩側端面 60 銑削 銑上端面各凹槽及臺階面 70 銑削 翻面，銑下端面各凹槽及臺階面 80 銑削 銑左邊側面凹槽圓弧 90 鉆孔 鉆上端面各個孔 100 鉆孔 鉆下端面各個孔 110 鉆孔 鉆右凸緣面各個孔 120 終檢 終檢 130 入庫 清洗入庫 13 3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的毛坯采用的是型材制造，其材料是 45，生產類型為中批量生產，采 用鑄造毛坯。 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 零件為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： 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，其表面均應設計為非加工表面。 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、高臺等結構。 ⑶ 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。 ⑷ 鑄造件的整體結構應力求簡單。 ⑸ 工藝基準以設計基準相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。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，必要時可據此繪出毛坯圖。 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 。 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 10 無切削加工，無需計算 工序 20. 粗車外圓 Φ120 以及端面。留 1mm 的加工余量 已知工件材料： 45，型材，有外皮，機床 CA6140 普通車床，工件用卡盤固定。 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516 厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V 14 = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'v01s?0srm8.0 ①.確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成m2 ②.確定進給量 f 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，1625?pam4?10 進給量 =0.5～1.0fr 按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1— 30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN 根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmK 時，徑向進給力： =950 。045R 切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際fFroFfKsFf?krFfK 進給力為： =950 =1111.5 （1-f17.?N 2） 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀壽5.1 命 = 。Tmin60 ④.確定切削速度 0V 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～2196YG 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3 切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （1-3）'0?0.184.920.1? in? = = =120 （1-4）nDc?'1748mr 15 根據 CA6140 車床說明書選擇 =1250nmir 這時實際切削速度 為：cV = = （1-1cD?01257?min? 5） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f ，切削速度 時，rm75.0min50V? =CPKW7.1 切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0 =1.7 =1.2 （1-6）3.? 根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故ni125EPKW9.5C?EP 所選切削用量可在 C620—1 機床上進行，最后決定的切削用量為： =3.75 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0 工序 30 精車外圓 Φ120，達到圖紙尺寸要求 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 C6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片HB?2516 厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角m5.4 0V = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'v01s?0srm8. ①.確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成，故5.2 = = p.m25 ②.確定進給量 f 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pa4?10 進給量 =0.5～1.0frm 按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7f 16 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1— 30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN 根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmK 時，徑向進給力： =950 。045R 切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際fFroFfKsFf?krFfK 進給力為： =950 =1111.5 由f17.?N 于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀壽5.1 命 = 。Tmin60 ④.確定切削速度 0V 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～21915YT 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63 切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 '0?0.184.920.1? （3-12） min48? = = =120 （3-nDc?'1027?ir 13） 根據 CA6140 車床說明書選擇 =1250nmir 這時實際切削速度 為：cV = = （3-1cD?01257?min? 14） ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f 17 ，切削速度 時，rm75.0min50V? =CPkw7.1 切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0 =1.7 =1.2 3.? 根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所ni125EPkw9.5C?EP 選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin0 ⑥.計算基本工時 （3-15）flt? 式中 = + + ， =127Lly?l 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1 =126+ =1m28 = =mt7.0125?in4 工序 40 掉頭，車另外一端面 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 C6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片HB?m2516 厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角m5.4 0V = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'v01s?0sr8. ①.確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀內完成，故5.2 = = p.m25 ②.確定進給量 f 根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4 刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pa4?10 進給量 =0.5～1.0frm 按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知： =0.7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1— 30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN 18 根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSpam4?f75.0rK 時，徑向進給力： =950 。045RFN 切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際f roFfKsFf?krFfK 進給力為： =950 =1111.5 由f17.? 于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀壽5.1 命 = 。Tmin60 ④.確定切削速度 0V 切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。 根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～21915YT 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63 切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv 1.28） ，故： = tVv=63 （3-12）'0?0.184.920.1? in48? = = =120 （3-13）nDc?'17mr 根據 CA6140 車床說明書選擇 =1250inr 這時實際切削速度 為：cV = = （3-14）1D?1257?min0? ⑤.校驗機床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f ，切削速度 時，rm75.0min50V? =CPkw7.1 切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0 =1.7 =1.2 3.? 19 根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPkw9.5C?EP 選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為： =1.25 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0 ⑥.計算基本工時 （3-15）flt? 式中 = + + ， = m127Lly?l 由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1 =126+ =128 = =mt7.0125?in4 工序 50：銑削寬度為 100 的兩側端面 機床：銑床 X62W 刀具：硬質合金端銑刀 YG8，硬質合金立銑刀 YT15 （1）粗銑兩側面 銑刀直徑 ，齒數mdw320?12?Z 銑削深度 ：pa 每齒進給量 ：根據《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/3 機床主軸轉速 ： ，取n in/1793204.610rdV???? in1r 實際銑削速度 ：? smn/5.260.? 進給量 ：fVsZnaff /5.70/125.0??? 工作臺每分進給量 ：m in4.smVf ：根據《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a192? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll0? 刀具切入長度 ：1l mD34)~((5.2???? 刀具切出長度 ：取2lm 20 走刀次數為 1 機動時間 ：1jt min39.0452121????mjfl （2）粗銑 銑刀直徑 ，齒數mdw50?6Z 銑削深度 ：pa3 每齒進給量 ：根據《機械加工工藝手冊》表 2.4.77，取f Zmaf/2.0? 銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.88，取V sV3 機床主軸轉速 ： ，取n in/126504.310rdV????mi/150rn? 實際銑削速度 ：? smn/39.601.0 進給量 ：fVZaff //52.??? 工作臺每分進給量 ：m in83sVf 走刀次數為 1 機動時間 ： （其中 ）2jt mi46.0182.0???mjfD?mD260? 因為： 12jjt? 本工序機動時間 ：?j in46.02?jjt 工序 1：銑左邊側面凹槽圓弧 機床：銑床 VMC850 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數 ，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 ：根據參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據參fa 0.15/famZ? 21 考文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms? 每齒進給量 ：根據參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據參考fa Zmaf/18.0? 文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/ 機床主軸轉速 ：n102.601.9/in31Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 475? 實際銑削速度 ：v .402.9/106nms??? 進給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.2475infVs?? ：根據參考文獻[3]表 2.4～81,取?a ma6? 切