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摘 要
機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，本課題研究CA6140車(chē)床后托架加工工藝規(guī)程。首先通過(guò)對(duì)零件圖的分析，了解工件的結(jié)構(gòu)形式，明確具體的技術(shù)要求，從而對(duì)工件各組成表面選擇合適的加工方法，再擬定較為合理的工藝規(guī)程，在制訂工藝過(guò)程中，需要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車(chē)及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間，以驗(yàn)證達(dá)到生產(chǎn)要求。
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，在整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程中，夾具除了夾緊固定被加工零件，所以需要選擇相應(yīng)的零部件來(lái)實(shí)現(xiàn)定位；還要求保證加工零件的位置精度，提高加工生產(chǎn)率，所以需要計(jì)算夾緊裝置夾緊力，并按要求加工出零件的部分。
關(guān)鍵詞: 工藝過(guò)程的制訂；工序；工步；加工余量；時(shí)間配額；夾具；定位方案；
夾緊力
ABSTRACT
The machining process is to realize the product design, ensure the quality of products, save energy and reduce consumption of important means, and this subject research CA6140 lathe processing procedure after bracket. Based on the analysis of the drawing, understand the structure form, to specific technical requirements, which on the surface of each component to choose the appropriate processing method, and then develop reasonable technical process, in the formulation of the technological process, you need to make sure the process of installation location and the process need to work step, processing the process of locomotive and feed of the machine tool, cutting depth, spindle speed and cutting speed, this process of fixture, cutting tools and measuring tools, and go knife times and walk the length of the sword, finally calculated the process of basic time, auxiliary time and locate service time to verify achieve production requirements.
Machine tool clamp design process equipment design is an important part of in the whole process of mechanical processing, clamping fixture in addition, fixed by processing parts, so need to choose corresponding parts to realize positioning; Also requires that the position precision processing parts, increase the processing productivity, so need to calculate the clamping device clamping force, and according to the requirements of the parts processing part.
Keywords: process formulation；process；work step；machining allowance；time quotas；fixture；positioning scheme；clamping force
目 錄
1 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝 4
1.1 CA6140 機(jī)床后托架的作用 4
1.2 CA6140 機(jī)床后托架的工藝分析 5
1.3 CA6140 機(jī)床后托架的工藝要求及技術(shù)要求 5
1.4 確定后托架零件的生產(chǎn)類(lèi)型及制造方法 6
1.5 確定各表面加工方案 6
1.5.1在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素 6
1.5.2平面的加工 6
1.5.3 孔的加工方案 7
2 工藝路線的擬訂 7
2.1粗基準(zhǔn)的選擇 7
2.2精基準(zhǔn)選擇的原則 7
2.3加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇 8
2.4工藝順序的安排 8
2.5工序的集中與分散 9
2.6加工階段的劃分 9
2.7 加工工藝路線方案的比較 10
2.8 CA6140 機(jī)床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12
2.8.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 12
2.8.2 CA6140 機(jī)床后托架的偏差計(jì)算 13
2.9 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 15
2.9.1工序1 粗、精銑底面 15
2.9.2工序2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔 16
2.9.3工序3 鉆頂面四孔 23
2.9.4工序4 鉆側(cè)面兩孔 27
3 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 29
3.1粗、精銑底面 29
3.2鏜側(cè)面三杠孔 29
3.3鉆頂面四孔 30
3.4鉆左側(cè)面兩孔 30
3.5 M 6的螺紋孔攻絲 31
4 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 31
4.1夾具的功能 31
4.2 機(jī)床夾具的分類(lèi) 31
4.3 機(jī)床夾具的組成 32
4.4 常用定位方法與定位元件 32
4.4.1六點(diǎn)定位原理 32
4.4.2工件以平面定位，主要形式是支承定位。 32
4.4.3工件以圓柱孔定位 33
4.4.4工件以外圓表面定位 33
5 銑平面夾具設(shè)計(jì) 33
5.1研究原始材料 33
5.2定位基準(zhǔn)的選擇 33
5.3切削力及夾緊分析計(jì)算 34
5.4誤差分析與計(jì)算 35
結(jié)論 37
致 謝 38
參考文獻(xiàn) 39
1 CA6140 機(jī)床后托架加工工藝
1.1 CA6140 機(jī)床后托架的作用
對(duì)于CA6140 車(chē)床后托架零件。后托架在CA6140 車(chē)床床身的尾部，三個(gè)孔分別裝絲桿、光桿、轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)，起加強(qiáng)固定作用；在與之間的孔為毛線孔，用于導(dǎo)通油路；旁路的螺紋孔是連接油蓋的；正面的四個(gè)孔將后托架固定于車(chē)床尾部。
CA6140 車(chē)床后托架在臥式機(jī)床上，當(dāng)采用雙向引導(dǎo)刀具時(shí)，且有較高的精度要求時(shí)，刀具和主軸之間需采用浮動(dòng)卡頭連接，在動(dòng)刀頭退回原位，刀具又已退離夾具刀套的情況下，必須采用托架來(lái)支撐刀桿，以防止刀桿產(chǎn)生下垂，保證在下一次工作循環(huán)中，刀具能順利的重新進(jìn)入刀套，托架的結(jié)構(gòu)形式同活動(dòng)鉆模版相似，但其作用僅在于支撐刀桿而不作為刀具的導(dǎo)向，托架不起直接保證加工精度的作用，但它卻直接保證機(jī)床能順利正常的工作。
1.2 CA6140 機(jī)床后托架的工藝分析
CA6140 機(jī)床后托架是 CA6140 機(jī)床的一個(gè)重要零件， 因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對(duì)精度要求不是很高。后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是 Ra1.6 ，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、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(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
1.3 CA6140 機(jī)床后托架的工藝要求及技術(shù)要求
由零件圖1-1可知：CA6140 車(chē)床后托架是鑄造件，從整體形狀來(lái)看類(lèi)似長(zhǎng)方體，其加工主要有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個(gè)孔、以及左視圖上的兩個(gè)孔。具體特點(diǎn)和技術(shù)要求如下：
(1).以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是Ra =1.6 um，
平面度公差要求是 0.03。
(2).另一組加工是側(cè)面的三孔，分別為 ，， ，其表面粗糙
度要求 Ra = 1.6，查《互換性與技術(shù)測(cè)量》其要求的精度等級(jí)分別是IT = 8 ，IT
= 7 ，IT = 7 。且，中心線與零件底面的平行度公差為 100：0.07；
的中心線與零件底面的平行度公差為100:0.08；三孔中心線與零件底面位
置偏差為±0.07mm。
(3).以頂面為住加工面的四個(gè)孔，分別是以和為一組的階梯孔，這組孔
的表面粗糙度要求是 =50 ，Ra = 6.3 um，以及以和的階梯孔，
其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求 =50 ，Ra = 6.3 um，
是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是Ra = 6.3 um。
1.4 確定后托架零件的生產(chǎn)類(lèi)型及制造方法
因?yàn)榱慵牧蠟镠T200，采用鑄造，CA6140機(jī)床后托架設(shè)計(jì)單邊余量一般在 1 ~ 3mm ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小，且零件的年產(chǎn)量是 5000件，由《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 1-5 可知是大批量生產(chǎn)。故CA6140機(jī)床后托架毛坯的選擇金屬型鑄造，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。
1.5 確定各表面加工方案
由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，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(duì)于CA6140機(jī)床后托架來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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。
1.5.1在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素
(1).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。
(2).根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專(zhuān)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(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)
時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí),采用拉削加工。
(3).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(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車(chē)削，高速精銑等。
(4).要考慮工廠或車(chē)間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣
新技術(shù)，提高工藝水平。
(5).此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)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(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法，
再選擇前面各工序的加工方法。
1.5.2平面的加工
由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.1-12 可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑——精銑（ IT=7 ~IT= 9 ） ，粗糙度為 6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。
1.5.3 孔的加工方案
(1) .側(cè)面三杠孔的加工方法：由參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.1-11 確定，因?yàn)?
孔的表面粗糙度為Ra = 1.6，則選側(cè)孔（ ，，）的加工
順序?yàn)椋捍昼M—— 精鏜。
(2) .而頂面的四個(gè)孔采取的加工方法分別是：因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蟛桓撸?50，
所以我們采用一次鉆孔的加工方法，的孔選擇的加工方法是鉆，因?yàn)?
的孔和是一組階梯孔，所以可以在已經(jīng)鉆了 的孔基礎(chǔ)上再锪孔鉆锪
到，所以是鉆——锪。而另一組和也是一組階梯的孔，不同
的是 的孔是錐孔，且表面粗糙度的要求是 Ra = 1.6 ，所以全加工的方法
是鉆——擴(kuò)——鉸——精絞。
2 工藝路線的擬訂
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。CA6140 機(jī)床后托架的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。
2.1粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)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、位置符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下要求：
(1) .粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。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。
(2).選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。
(3).應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
(4).應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可
靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
(5) .粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以
保證表面間的位置精度。
從 CA6140 機(jī)床后托架零件圖分析可知：零件毛坯是金屬型鑄件，且精度較高，所以選擇側(cè)面三孔作為粗基準(zhǔn)加工表面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。
2.2精基準(zhǔn)選擇的原則
(1) .基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免
定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
(2) .基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的
位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)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(jì)和制造工作。
(3).互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。
(4).自為基準(zhǔn)的原則。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(zhǔn)。
(5) .便于裝夾原則。應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，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(jì)簡(jiǎn)單等。
從 CA6140 機(jī)床后托架零件圖分析可知：要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證 CA6140 機(jī)床后托架在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。所以選用底面A為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選其為精基準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合，遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
2.3加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇
(1) .加工經(jīng)濟(jì)精度。在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度，生產(chǎn)上加工
精度的高低是用其可以控制的加工誤差的大小來(lái)表示的。各種加工方法所能達(dá)到的
加工精度和表面粗糙度都是一定范圍的。任何一種加工方法，只要精心操作、細(xì)心
調(diào)整、選擇合適的切削用量，其加工精度就可以得到提高，其加工表面粗糙度就可
以減小。但是，加工精度提的越高，表面粗糙度減小得越小，則所耗費(fèi)的時(shí)間與成
本也會(huì)越大。其中加工誤差與加工成本之間成反比關(guān)系。
(2) .加工方法的選擇。根據(jù)零件表面、零件材料和加工精度以及生產(chǎn)率的要求，考慮本
廠現(xiàn)有的工藝條件，考慮加工經(jīng)濟(jì)精度等因素來(lái)選擇加工方法。
(3) .機(jī)床的選擇。根據(jù)產(chǎn)品變換周期的長(zhǎng)短和生產(chǎn)批量的大小以及零件表面的復(fù)雜程度
和零件的精度等因素，決定選擇數(shù)控機(jī)床還是普通機(jī)床，一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品變換周期
短生產(chǎn)批量大，易選數(shù)控機(jī)床；普通機(jī)床加工有困難或無(wú)法加工的復(fù)雜曲線、曲面
應(yīng)選數(shù)控機(jī)床；產(chǎn)品基本不變的大批量生產(chǎn)，易選專(zhuān)用組合機(jī)床。
2.4工藝順序的安排
零件上的全部加工表面應(yīng)該安排在一個(gè)合理的加工順序中加工，這對(duì)保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關(guān)重要。確定工藝順序的安排原則：
(1).一般情況下，先加工平面，后加工孔。這條原則的含義是：
①、當(dāng)零件上有較大的平面可作定位基準(zhǔn)時(shí)，可先加工出來(lái)作定位面，以面定位，
②、加工孔。這樣可以保證定位穩(wěn)定、準(zhǔn)確，裝夾工件往往也比較方便。
③、在毛坯面上鉆孔，容易使鉆頭引偏，若該平面需要加工，則應(yīng)在鉆孔之前先加工
平面。
(2).先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面。這條原則有兩個(gè)含義：
①、工藝路線開(kāi)始安排的加工面應(yīng)該是選作定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)面，然后再以精基準(zhǔn)定
位，加工其他表面。
②、為保證一定的定位精度，當(dāng)加工面的精度要求很高時(shí)，精加工前一半應(yīng)該先精修
一下精基準(zhǔn)。
(3) .先加工主要表面，后加工次要表面。這里說(shuō)的主要表面是指：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面，主要加
工面。而次要表面是指鍵槽、螺孔等其他表面。次要表面和主要表面之間往往有相
互位置要求。因此，一般要在主要表面達(dá)到一定的精度之后，再以主要表面定位加
工次要表面，要注意的是“后加工”的含義并不一定是整個(gè)工藝過(guò)程的最后。
(4) .先安排粗加工工序，后安排精加工工序。對(duì)于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，其
粗精加工應(yīng)該分開(kāi)。
2.5工序的集中與分散
制訂工藝路線時(shí)，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(gè)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。
(1) .工序集中的特點(diǎn)：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(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)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(zhuān)用機(jī)
床，以提高生 產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修
費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
(2) .工序分散的特點(diǎn)：工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。
簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)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(zhǎng)，
工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型、加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。該后托架的生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)減少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之阿金的相對(duì)位置精度。
2.6加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分下列為四個(gè)階段：
(1) .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(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，
予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，
選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，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(jí)為 IT11~IT12。粗糙度為 Ra80~100μm。
(2) .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(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9~IT10。表面粗糙度為
Ra10~1.25 μm。
(3) .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
置精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)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(jī)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。
(4) .光整加工階段 對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)
尺度精度 改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為
IT5~IT6,表面 粗糙度為 Ra1.25~0.32μm。
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(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿(mǎn)足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)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。
2.7 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(zhuān)用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見(jiàn)下表1：
工序號(hào)
方案I
方案II
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
010
粗銑底面A
側(cè)面與外圓
粗、精銑底面A
側(cè)面與外圓
020
精銑底面A
側(cè)面與外圓
粗鏜孔 ，，
底面與側(cè)面
030
鉆、擴(kuò)孔
，，
底面與側(cè)面
半精鏜孔 ，，
底面與側(cè)面
040
粗絞孔 ，，
底面與側(cè)面
精鏜孔 ，，
底面與側(cè)面
050
精絞孔 ，，
側(cè)面與兩孔
粗銑油槽
底面與側(cè)面
060
粗銑油槽
底面與側(cè)面
鉆和
底面與側(cè)面
070
鉆孔
底面與側(cè)面
擴(kuò)孔
底面與側(cè)面
080
鉆、
底面與側(cè)面
精絞錐孔
底面與側(cè)面
090
擴(kuò)孔
底面與側(cè)面
鉆孔、
底面與側(cè)面
100
精絞錐孔
底面與側(cè)面
去毛刺
110
鉆孔、
底面與側(cè)面
鉆 、
底面與孔
120
鉆 、
底面與孔
攻螺紋
底面與孔
130
攻螺紋
底面與孔
平面
140
平面
倒角去毛刺
150
倒角去毛刺
檢驗(yàn)
160
檢驗(yàn)
加工工藝路線方案的論證：
⑴．方案Ⅱ在 010 工序中先安排銑底平面，主要是因?yàn)榈灼矫媸且院蠊ば虻闹饕ㄎ?
面之一，為提高定位精度。
⑵．方案Ⅱ在 120 工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而且給以后的
定位及裝配得到可靠的保證。
⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分開(kāi)原則。
由以上分析：方案Ⅱ?yàn)楹侠?、?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過(guò)程如下表：
表 1.2 加工工藝過(guò)程表
工序號(hào)
工 種
工作內(nèi)容
說(shuō)明
010
鑄造
金屬型鑄造
鑄件毛坯尺寸：長(zhǎng)：220 mm ，寬：60 mm ，高：70 mm
孔：
020
清砂
除去澆冒口，鋒邊及型砂
030
熱處理
退火
石墨化退火， 來(lái)消除鑄鐵表 層和壁厚較薄的部位可能 出現(xiàn)的白口組織 （有大量的 滲碳體出現(xiàn)） ，以便于切削 加工 工件用專(zhuān)用夾具裝夾； 立式 銑床 ( X 52 K )
040
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)毛坯
050
銑
粗銑、精銑底平面 A
雙立軸圓工作臺(tái)銑床
060
銑
粗銑油槽
雙立軸圓工作臺(tái)銑床
070
粗鏜
粗鏜鏜孔：，，
工件用專(zhuān)用夾具裝夾； 臥式鏜床
080
半精鏜
半精鏜鏜孔： ，，
工件用專(zhuān)用夾具裝夾；臥式鏜床
090
精鏜
精鏜鏜孔：，，
工件用專(zhuān)用夾具裝夾；臥式鏜床
100
鉆
將孔 和鉆到直徑
工件用專(zhuān)用夾具裝夾； 搖臂 鉆床 (Z 3025)
110
擴(kuò)孔鉆
將 擴(kuò)孔到要求尺寸
120
锪孔鉆
锪孔 、到要求尺寸
130
鉸
精鉸錐孔
140
鉗
去毛刺
銼刀
150
鉆
鉆孔 、
工件用專(zhuān)用夾具裝夾； 搖臂 鉆床 (Z 3025)
160
攻絲
攻螺紋
170
鉗
倒角去毛刺
銼刀
180
檢驗(yàn)
190
入庫(kù)
清洗，涂防銹油
2.8 CA6140 機(jī)床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
CA6140 機(jī)床后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是 HT200，硬度HB為190-200，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
2.8.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
⑴．CA6140 車(chē)床后托架為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：
①、鑄件的壁厚應(yīng)和合適，均勻，不得有突然變化。
②、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。
③、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子便于起模。
④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。
⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 毛坯形狀、尺寸確定的要求 。
⑵．設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到：
①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。
②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。
③、便于裝夾、加工和檢查。
④、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)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(dǎo)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(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。 在毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
2.8.2 CA6140 機(jī)床后托架的偏差計(jì)算
⑴．底平面的偏差及加工余量計(jì)算
底平面加工余量的計(jì)算，計(jì)算底平面與孔（ ，，）的中心線的尺寸為35±0.07。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：由參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.2-23。其余量值規(guī)定為 2.7 ~
3.5mm ，現(xiàn)取 3.0mm 。表 3.2-27 粗銑平面時(shí)厚度偏差其余量值規(guī)定為
-0.21~-0.33mm，現(xiàn)取 ? 0.28mm 。
精銑：由參考文獻(xiàn)[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 2.3-59， 表其余量值規(guī)定為 1.5mm 。 鑄
造毛坯的基本尺寸為 35 + 3.0 + 1.0 = 39 ，又根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工
藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.1-21,鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT7，再查表 3.1-21 可得
鑄件尺寸公差為 1.1mm。
毛坯的名義尺寸為： 35 + 3.0 + 1.0 = 39
毛坯最小尺寸為： 39 ? 0.55 = 38.45mm
毛坯最大尺寸為： 39 + 0.55 = 39.55mm
粗銑后最大尺寸為： 35 + 1.0 = 36mm
粗銑后最小尺寸為： 36 ? 0.28 = 35.72mm
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側(cè)面三孔（ ，， ）的中心線的尺寸為 35 ± 0.07 。
⑵．正視圖上的三孔的偏差及加工余量計(jì)算參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-59 和參考文獻(xiàn)[15]《互換性與技術(shù)測(cè)量》表 1-8，可以查得：
孔 ：
粗鏜的精度等級(jí)： IT = 12 ，表面粗糙度 Ra = 15um ，尺寸偏差是 0.21mm ；
半精鏜的精度等級(jí)：IT = 10 ，表面粗糙度 Ra = 2.5um ，尺寸偏差是 0.084mm ；
精鏜的精度等級(jí)： IT = 7 ，表面粗糙度 Ra = 1.6um ，尺寸偏差是 0.021mm 。
孔
粗鏜的精度等級(jí)： IT = 12 ，表面粗糙度 Ra = 15um ，尺寸偏差是 0.21mm ；
半精鏜的精度等級(jí)：IT = 10 ，表面粗糙度 Ra = 2.5um ，尺寸偏差是 0.084mm ；
精鏜的精度等級(jí)： IT = 7 ，表面粗糙度 Ra = 1.6um ，尺寸偏差是 0.021mm 。
孔
粗鏜的精度等級(jí)： IT = 12 ，表面粗糙度 Ra = 15um ，尺寸偏差是 0.25mm；
半精鏜的精度等級(jí)： IT = 10 ，表面粗糙度 Ra = 2.5um ，尺寸偏差是 0.1mm ；
精鏜的精度等級(jí)： IT = 7 ，表面粗糙度 Ra = 1.6um ，尺寸偏差是 0.025 。
根據(jù)工序要求，側(cè)面三孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個(gè)工序完成，各工序余量如下： 參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48,
粗鏜: 孔,其余量值為 2mm ；孔,其余量值為 2mm ；
孔,其余量值為 2mm 。
半精鏜:孔，其余量值為 1.2mm ；孔，其余量值為 1.2mm ；
孔,其余量值為 1.2mm 。
精鏜: 孔，其余量值為 0.8mm ；孔，其余量值為 0.8mm ；
孔，其余量值為 0.8mm 。
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：
孔毛坯基本尺寸為 ： 25.5 ? 2 ? 1.2 ? 0.8 = 21.5mm ；
孔毛坯基本尺寸為 ： 30.2 ? 2 ? 1.2 ? 0.8 = 26.2mm ；
孔毛坯基本尺寸為 ： 40 ? 2 ? 1.2 ? 0.8 = 36mm 。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.1-21，鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差分別為： 0.9mm、0.9mm、0.9mm。
表3：各孔的加工尺寸：
孔
孔
孔
毛坯名義尺寸為：
25.5 ? 2 ? 1.2 ? 0.8 = 21.5mm ；
毛坯最大尺寸為：
21.5 + 0.45 = 21.95mm ；
毛坯最小尺寸為：
21.5 ? 0.45 = 21.05mm ；
粗鏜工序尺寸為：
半精鏜工序尺寸為：
精鏜后尺寸是為： ，
已達(dá)到零件圖尺寸要求：
毛坯名義尺寸為：
30.2 ? 2 ? 1.2 ? 0.8 = 26.2mm ；
毛坯最大尺寸為：
26.2 + 0.45 = 26.65mm ；
毛坯最小尺寸為：
26.2 ? 0.45 = 25.75mm ；
粗鏜工序尺寸為 ： ；
半精鏜工序尺寸為 ：
精鏜后尺寸滿(mǎn)足：
毛坯名義尺寸為 ：
40 ? 2 ? 1.2 ? 0.8 = 36mm ；
毛坯最大尺寸為 ：
36 + 0.45 = 36.45mm ；
毛坯最小尺寸為 ：
36 ? 0.45 = 35.55mm ；
粗鏜工序尺寸為 ：
半精鏜工序尺寸為 ：
精鏜后尺寸滿(mǎn)足 ：
⑶．頂面兩組孔和，以及另外一組的錐孔和毛坯為實(shí)心，不沖孔。兩孔精度要求為 IT 1 ，表面粗糙度要求為 = 50 。參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-47，表 2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為：
第一組： 和 ；加工該組孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——锪
鉆孔：
擴(kuò)孔： 2Z = 3mm （Z 為單邊余量）
锪孔： 2Z = 7mm （Z 為單邊余量）
第二組： 的錐孔和 ；加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸
鉆孔：
锪孔： 2Z = 4mm （Z 為單邊余量）
鉸孔：
2.9 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
2.9.1工序1 粗、精銑底面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床
刀具： 硬質(zhì)合金端銑刀 （面銑刀）。 材料： 齒數(shù)
（1） 粗銑：
銑削深度 ： ,毛坯孔徑
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表9.4-5，取
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：
銑銷(xiāo)寬度：參照參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表 9.4-13，取
銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表 9.4-13，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：
= （1.9.1—1）
= ,取
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.1—2）
=
進(jìn)給速度 ： = （1.9.1—3）
=6370/60
被切削部分長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知
刀具切入行程長(zhǎng)度：
（1.9.1—4）
= ，取=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ： 取=
走刀次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.1—5）
=
⑵．精銑：
銑削深度 ： ,毛坯孔徑
銑銷(xiāo)寬度：參照參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表 9.4-13，取
每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-73，取
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： = =
銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：
= （1.9.1—6）
=，取=
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.1—7）
=
進(jìn)給速度 ： = （1.9.1—8）
=
被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 =
刀具切入行程長(zhǎng)度 ：
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：
走刀次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.1—9）
=
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間=+
2.9.2工序2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀， 鏜刀材料：
⑴．粗鏜 孔
切削深度 ： ，毛坯孔徑 。
進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量 =
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有：
= （1.9.2—1）
= 311.06 r/min ，取 =320 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—2）
=
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： （1.9.2—3）
被切削層長(zhǎng)度 ：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （1.9.2—4）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—5）
==
（2）粗鏜 孔
切削深度 ： ，毛坯孔徑 = 。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66取進(jìn)給量
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有：
= （1.9.2—6）
= 255.3 r/min，取=260 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—7）
=0.36 m/s
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： = （1.9.2—8）
被切削層長(zhǎng)度 ：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （1.9.2—9）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—10）
==
⑶．粗鏜 孔
切削深度 ： ，毛坯孔徑 。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有：
= （1.9.2—11）
= 212.3r/min，取=220 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—12）
=0.41 m/s
工作臺(tái)每分進(jìn)給量： （1.9.2—13）
被切削層長(zhǎng)度 ：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （ 1.9.2—14）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—15）
=
⑷．半精鏜 孔
切削深度 ： ，粗鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量 =
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，?。?
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有
= （1.9.2—16）
= 268.3 r/min ，取=270 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—17）
=0.33 m/s
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： = （1.9.2—18）
被切削層長(zhǎng)度 ：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （1.9.2—19）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—20）
==
⑸．半精鏜 孔
切削深度 ： ，粗鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66?。?
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有
= （1.9.2—21）
= 230.4 r/min，取 =250 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—22）
=0.36 m/s
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： = （1.9.2—23）
=0.35250=87.5 mm/min
被切削層長(zhǎng)度 ：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （1.9.2—24）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ： ，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—25）
=
⑹．半精鏜 孔
切削深度 ： ，粗鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有：
= （1.9.2—26）
= 201.4 r/min，取 n=200 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—27）
=0.39 m/s
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： = （1.9.2—28）
=0.42200=84 mm/min
被切削層長(zhǎng)度 ：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （1.9.2—29）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—30）
==
⑺．精鏜 孔
切削深度 ： ，半精鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取 =
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有：
= （1.9.2—31）
= 232.1 r/min，取 =250 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—32）
=0.32 m/s
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： = （1.9.2—33）
=0.28250=70 mm/min
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （1.9.2—34）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—35）
==
⑻．精鏜 孔
切削深度 ： ，半精鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量=
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取 =
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有：
= （1.9.2—36）
= 220.98r/min，取 =250 r/min
實(shí)際銑削速度 ： = （1.9.2—37）
=0.38 m/s
工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： = （1.9.2—38）
=0.3250=75 mm/min
被切削層長(zhǎng)度 ：
刀具切入行程長(zhǎng)度 ： = （1.9.2—39）
=
刀具切出行程長(zhǎng)度 ：，取=
行程次數(shù)為 ：=1
機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： = （1.9.2—40）
==
⑼．精鏜 孔
切削深度 ： ，半精鏜后孔徑 =
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取進(jìn)給量=
切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取 =
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，有：
= （1.9.2—41）
=