機械加工工藝規(guī)程編制和工序?qū)Ｓ脢A具及設(shè)計.doc

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摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是機械加工工藝規(guī)程編制和工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床和刀具的選用、公差配合與測量等多方面的知識。為了能夠完成銑床撥叉殼體機械加工工藝及鉆床夾具的設(shè)計任務(wù)，綜合運用機械制造工藝學(xué)和其它課程的基本理論和方法，正確的制訂銑床撥叉殼體的機械加工工藝規(guī)程。通過對立式升降臺銑床撥叉殼體兩種加工工藝路線的比較分析，確定了設(shè)計方案。該方案是以三個面作為基準，實現(xiàn)基準統(tǒng)一原則，在保證所要求的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率的前提下降低了生產(chǎn)成本。本夾具為鉆床使用的專用夾具，其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單及生產(chǎn)率高，滿足機床夾具總體方案設(shè)計的基本要求，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 關(guān)鍵詞：撥叉殼體；加工工藝；專用夾具 Abstract The graduation design is the main content of the machining process planning preparation and special fixture design process. Design content involves the mechanical manufacturing technology and machine tool clamp design, metal cutting machine tools and tool selection, tolerance matching and measure the and so on various knowledge. In order to be able to complete the milling machine fork shell machining technology and drilling fixture design task, the integrated use of mechanical manufacturing technology and other basic curriculum of basic theory and method, the formulation of the milling machine right fork to shell the machining process planning. Through to the vertical lift milling machine fork shell two kinds of processing technology of the route to compare and analyze the, determined the positioning scheme. The scheme is based on three face as a benchmark, realize the benchmark principle, ensure the required quality and the labor productivity under the prerequisite of the lower production costs. This fixture for drilling machine use special jig, its characteristic is compact structure, simple operation and high productivity, meet machine tool fixtures overall design of the basic requirements and have good technology structure. Key words: Extract fork shell；Processing technology；Special fixture 目 錄 摘 要 ............Ⅰ Abstract Ⅱ 第1章 緒論 1 1.1 殼體類零件綜述 1 1.2 殼體類零件國內(nèi)外發(fā)展概況 1 1.2.1 殼體類零件國內(nèi)發(fā)展概況 1 1.2.2 殼體類零件夾具國外發(fā)展概況 2 第2章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計 4 2.1 銑床撥叉殼體的工藝分析 4 2.1.1 撥叉殼體的作用 4 2.1.2 撥叉殼體的工藝分析 4 2.2 材料及毛坯種類的選用 5 2.3 機械加工工藝路線制訂 6 2.3.1 選擇定位基準 6 2.3.2 制訂工藝路線 8 2.3.3 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 13 2.3.4 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 13 2.3.5 確定切削用量及基本時間 16 第3章 機床專用夾具的設(shè)計 41 3.1 確定設(shè)計任務(wù)、明確加工要求 41 3.2 確定定位方案 41 3.3 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 41 3.4 計算切削力和夾緊力 41 3.5 定位誤差的計算 42 3.6 夾具體的設(shè)計 43 3.7 夾具與機床連接元件的選擇 44 3.8 夾具的使用說明 44 3.9 夾具的結(jié)構(gòu)特點 44 結(jié) 論 45 致 謝 46 參考文獻 47 CONTENTS Abstract Ⅱ Chapter 1 Introduction 1 1.1 Shell parts review 1 1.2 Shell parts box domestic and international development overview 1 1.2.1 Shell parts unit housing process for development overview 1 1.2.2 Shell parts unit housing fixture Development Abroad 2 Chapter 2 Part of the process planning 4 2.1 Milling shell parts unit housing process analysis 4 2.1.1 Shell parts unit housing role 4 2.1.2 Shell parts unit housing process analysis 4 2.2 Materials and blank kinds of choose 5 2.3 Turbo gear unit housing process analysis 6 2.3.1 Select locating datum 6 2.3.2 Develop a process route 8 2.3 3 Select the processing equipment and process equipment 13 2.3.4 Determine the roughcast allowances blank dimensions 13 2.3.5 To determine the cutting parameters and the basic 16 Chapter 3 Machine dedicated fixture design 41 3.1 Determine the design task, and explicit processing requirements 41 3.2 Positioning program 41 3.3 Clamping design 41 3.4 Of cutting force and clamping force calculation 41 3.5 The positioning error calculation 42 3.6 Folder specific design 43 3.7 Fixture and machine connected component selection 44 3.8 Jig instructions 44 3.9 Structural characteristics of the fixture 44 Conclusion 45 Thanks 46 References 47 第1章 緒論 1.1 殼體類零件綜述 殼體是一種起支撐、連接其他零件和承受負荷的零件。通過底面孔和上端面的孔、螺紋孔、側(cè)面的螺紋孔來與管道或其他殼體等零件連接在一起，并使這些零件之間保持正確的位置關(guān)系。通過殼體的孔進行液體或氣體的傳輸[1]。 殼體零件是機械中常見的一種零件，通常起支撐作用，它的應(yīng)用范圍很廣，例如支撐旋轉(zhuǎn)軸軸上的軸承、重要零部件的保護與集成等等。由于它們功用的不同，殼體類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同點。零件的主要表面為精度要求較高的孔，零件主要由內(nèi)腔、外孔等表面構(gòu)成。 1.2 殼體類零件國內(nèi)外發(fā)展概況 1.2.1 殼體類零件國內(nèi)發(fā)展概況 制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，直接體現(xiàn)了一個國家的生產(chǎn)力水平。現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術(shù)視為當代科技發(fā)展為活躍的領(lǐng)域和國際間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計劃、建立世界級制造技術(shù)中心，紛紛把先進制造技術(shù)列為國家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。工藝與裝備是制造業(yè)的基礎(chǔ)，工藝是人、機等軟、硬要素集成的一項基礎(chǔ)工程，它貫穿于產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程[2]。工業(yè)發(fā)達國家極為重視工藝與裝備問題，21世紀裝備制造應(yīng)是中國與發(fā)達國家競爭的主要領(lǐng)域之一。自建國以來，特別是改革開放30多年來，我國機械制造業(yè)取得了較快發(fā)展，制造工藝取得了長足進步。但與西方先進工業(yè)國家相比，還存在著明顯差距，我國的裝備制造業(yè)發(fā)展速度相對緩慢，裝備制造業(yè)工藝水平與國際先進水平相比，在技術(shù)方面仍有一定差距，主要表現(xiàn)為“兩低”、“兩高”，即產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率低，工藝成本和環(huán)境污染高。因此，要充分認識機械制造工藝在振興我國裝備制造業(yè)中的基礎(chǔ)性作用[9]。 機械加工工藝及夾具隨著科技的發(fā)展，并且與計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學(xué)。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素?，F(xiàn)代加工逐漸演變?yōu)榧苫南到y(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們?nèi)轿坏恼J知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學(xué)習(xí)中需要我們?nèi)轿坏膶W(xué)習(xí)其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求[4]。 在機械制造工藝不斷發(fā)展的今天，其在國外表現(xiàn)出全球化、自動化、環(huán)?；?、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化等發(fā)展趨勢[10]。而我國的現(xiàn)代機械制造加工工藝主要沿著“廣義制造”（或稱“大制造”）的方向發(fā)展，具體的發(fā)展方向可以歸納為四個方面和多個大項目。這四個方面體現(xiàn)為現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、現(xiàn)在成形和改性技術(shù)、現(xiàn)代加工技術(shù)、制造系統(tǒng)和管理技術(shù)，大項目則包括分層制造技術(shù)、微納米制造技術(shù)、高速加工技術(shù)等[13]。當前，我國工藝發(fā)展的重點是并行設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計、改性技術(shù)與現(xiàn)代成形、材料成形過程仿真和優(yōu)化等[5]。 1.2.2 殼體類零件夾具國外發(fā)展概況 夾具是機械加工不可缺少的部件，機床夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。20世紀80年代以后，夾具在制造業(yè)中不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的機械加工領(lǐng)域，而且擴大到了檢驗、焊接等多種生產(chǎn)過程。 夾具的發(fā)展歷程，大約可以分為三個階段：第一個階段，主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工效率提高；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊；第三階段，表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備[19]。夾具結(jié)構(gòu)和設(shè)計的發(fā)展主要受生產(chǎn)模式、制造工藝、機床或設(shè)備發(fā)展的影響。隨著數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的機械加工方法發(fā)生了重大變革，由一次裝夾多面加工代替了傳統(tǒng)的多次裝夾和多次加工，由大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量的生產(chǎn)。而數(shù)字化設(shè)備加工功能的擴大化，已經(jīng)將夾具引導(dǎo)刀具的功能完全替代了，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求[6] 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，為了提高勞動生產(chǎn)率，減少零件加工的基本時間和輔助時間，自動化、高速化、和具有夾緊力裝置的夾具越來越多。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了新的要求，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟以及計算機輔助夾具設(shè)計等方向發(fā)展。隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代，機械制造系統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化需具備較高的柔性[16]。 夾具元件多功能模塊化，能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加，如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能，可以一件單獨使用，也可以幾件組裝在一起使用，T形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機床的停機時間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機床的高效性能[20]。專用夾具、組合夾具一體化，現(xiàn)代化加工設(shè)備的多功能化，使工藝過程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復(fù)使用的組合可調(diào)式的夾具系統(tǒng)。它是由一系列統(tǒng)一化、標準化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點，組裝又像專用夾具那樣簡單可靠。為了便于夾具與機床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標準的定位連接位置，使之專用、組合夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設(shè)備的需要[7]。 第2章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 銑床撥叉殼體的工藝分析 2.1.1 撥叉殼體的作用 題目所給定的零件是X5020B立式升降臺銑床撥叉殼體，是銑床的一個重要基礎(chǔ)零件。它位于傳動軸的端部，主要作用是：一是傳遞扭矩，使機床獲得動力；二是此零件可以調(diào)整傳動軸的長短及位置。由于功用的不同，殼體類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同點。 2.1.2 撥叉殼體的工藝分析 1. 由零件圖(圖2-1)可知，該零件上的主要加工面為①、②、③、④、⑤面，其中為了定位夾緊需加工的平面是①、②、③面，①面的表面粗造度為1.6μm，其直接影響撥叉殼體與機體的接觸精度，②、③、④、⑤面的表面粗造度為6.3μm 2.由零件圖(圖2-1)可知，該零件上的主要加工孔為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ孔，其中Ⅰ、Ⅱ孔的尺寸精度、同軸度,以及②面與④、⑤面的垂直度，影響著機床的裝配精度，因此這些面和孔的加工精度要求較高，需精加工，其中用于定位夾緊的孔為Ⅴ孔。這些孔的表面粗糙度要求分別為：Ⅰ、Ⅱ孔為1.6μm，Ⅲ、Ⅳ孔為3.2μm，Ⅴ孔為1.6μm；另外，各孔軸線的同軸度及軸線之間的平行度對機體的安裝精度以及運動精度影響較大，加工精度要求也較高。 3. 尺寸要求：7Φ9沉頭孔的位置度為φ0.6，4M56H深15孔的同軸度為0.5（配作加工），Ⅱ孔的同軸度為φ0.04。 4. 面和孔的編號如圖2-1所示： 圖2-1加工面編號簡圖 2.2 材料及毛坯種類的選用 在制定零件機械加工工藝規(guī)程之前，還要對零件加工前的毛坯種類及其不同的制造方法進行選擇。由于零件機械加工工藝的工序數(shù)量、材料消耗、加工勞動量等都在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，故合理地選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。 常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件等，而相同種類的毛坯又可能有不同的制造方法。選擇毛坯應(yīng)考慮生產(chǎn)規(guī)模的大小、工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小、零件的機械性能的要求、本廠的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)考慮可能性和經(jīng)濟性、還應(yīng)考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性。 根據(jù)零件的材料可確定毛坯材料為HT150，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大壓力，是要求耐磨的零件。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。上述造型方法是從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮的。公差等級取8級。毛坯圖如圖2-2所示： 圖2-2撥叉殼體毛坯圖 2.3 機械加工工藝路線的制訂 2.3.1 選擇定位基準 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。在機器零件的設(shè)計和加工過程中，按不同要求選擇哪些點、線面作為基準，是直接影響零件加工工藝性和各表面間尺寸、位置精度的主要因素之一。根據(jù)作用不同，基準可分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。設(shè)計基準是零件設(shè)計圖樣上所采用的基準，工藝基準是零件在工藝過程中所采用的基準，其中包括工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準，基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一，基面選擇正確合理，可使加工質(zhì)量得到保證，提高生產(chǎn)率[11]。 作為撥叉殼體零件，其主要的加工表面是平面及其孔系。一般情況下，平面的加工精度要比孔系的加工精度容易保證，因此，在加工該零件工程中考慮的問題是如何實現(xiàn)孔的加工精度，如何處理孔和平面之間的相互關(guān)系。 1. 粗基準的選擇 粗基準的選擇主要考慮加工表面的余量分配以及加工表面和不加工表面之間的位置精度，一般遵循以下幾個原則： (1) 保證相互位置要求原則：如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求原則，則應(yīng)以不加工面作為粗基準。 (2) 余量均勻的原則:如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均與時，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準。 (3) 余量足夠原則：若零件上有多個表面要加工，則應(yīng)該以加工余量最小的表面作為粗基準，以保證各個加工表面都有足夠的余量。 (4) 粗基準不重復(fù)使用原則：要求選用的粗基準面盡可能平整、光潔、且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊，鑄造澆、冒口或其他缺陷，也不宜選用鑄造分型面作粗基準。 基于上述的要求和考慮到安裝裝配面的精度要求和便于夾緊等實際情況，對一般的殼體零件來說，以底面作為基準是合理的。 2. 精基準的選擇 選擇精基準時主要考慮的問題是如何保證加工精度和使裝夾方便、準確，一般應(yīng)遵循以下的原則： (1) 基準重合原則:選用設(shè)計基準作為精基準。 (2) 統(tǒng)一基準原則：當工件以某一表面做精基準定位，可以方便地加工大多數(shù)或全部其余表面時，應(yīng)盡早將這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)或全部工序均以它為精基準進行加工。采用統(tǒng)一基準原則的好處是有利于保證各加工面之間的位置精度，可以簡化夾具設(shè)計，減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 在生產(chǎn)實際中，經(jīng)常使用的基準統(tǒng)一形式有：軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準，箱體類零件常使用一面兩空(一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔)做統(tǒng)一基準。盤套類零件常使用止口面(一端面和一短圓孔)做統(tǒng)一基準，套類零件使用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準。 (3) 互為基準原則：當兩個加工表面的加工精度和相互位置精度要求較高時，可以用一個表面作為精基準來加工另一個面，然后再以后者為精基準加工前者。 (4) 自為基準原則：有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，以保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，這時就以加工面本身作為精基準。 (5) 便于裝夾原則：所選擇的精基準應(yīng)能保證工件定位準確、可靠、并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單。 為了保證機體孔與孔、面與面之間的位置精度，精基準盡量采用能保證機體在整個加工過程中采用的基準統(tǒng)一，應(yīng)采用以①面為精基準。 2.3.2 制訂工藝路線 制訂工藝路線的原始資料主要是產(chǎn)品圖紙、生產(chǎn)綱領(lǐng)、現(xiàn)場加工設(shè)備、生產(chǎn)條件等，有了這些原始資料并由生產(chǎn)綱領(lǐng)確定了生產(chǎn)類型和生產(chǎn)組織形式之后，在對零件的工藝路線進行分析的基礎(chǔ)上，即可著手工藝路線的制訂。 制訂工藝路線的出發(fā)點應(yīng)當是零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配用專用夾具，并兼顧提高生產(chǎn)率，降低成本。 工藝路線方案之一 工序1 銑②面 工序2 銑③面 工序3 粗銑①④⑤面 精銑①面 工序4 鉆Φ28孔 擴孔Φ29.6 鉸孔Φ30H7 工序5 鉆Φ14孔 擴孔Φ15.6 擴鉆Φ24.6孔 鉸孔Φ16H9 鉸孔Φ25H9 工序6 鉆Φ23孔 擴鉆Φ24.6孔 擴孔Φ32 鉸孔Φ25H7 工序7 鉆Φ18孔 鉆Φ23孔 擴鉆Φ19.6孔 擴鉆Φ24.6孔 擴鉆Φ27.6孔 鉸孔Φ20H7 鉸孔Φ25H7 鉸孔Φ28H7 工序8 鉆7Φ9通孔 鍃孔7Φ14 工序9 鉆與Ⅲ孔垂直相交的M8底孔Φ6.6及攻螺紋 工序10 鉆②面上的螺紋孔2M86H、4M56H及攻螺紋 工序11 鉆③面上的螺紋孔4M56H及攻螺紋 工序12 上油漆 工序13 檢查 工藝路線方案之二： 工序1 銑②面 工序2 銑③面 工序3 粗銑①④⑤面 精銑①面 工序4 鉆7Φ9通孔 鍃孔7Φ14 工序5 鉆Φ28孔 擴孔Φ29.6 鉸孔Φ30H7 工序6 鉆Φ14孔 擴孔Φ15.6 擴鉆Φ24.6孔 鉸孔Φ16H9 鉸孔Φ25H9 工序7 鉆Φ23孔 擴鉆Φ24.6孔 擴孔Φ32 鉸孔Φ25H7 工序8 鉆Φ18孔 鉆Φ23孔 擴鉆Φ19.6孔 擴鉆Φ24.6孔 擴鉆Φ27.6孔 鉸孔Φ20H7 鉸孔Φ25H7 鉸孔Φ28H7 工序9 鉆與Ⅲ孔垂直相交的M8底孔Φ6.6及攻螺紋 工序10 鉆②面上的螺紋孔2M86H、4M56H及攻螺紋 工序11 鉆③面上的螺紋孔4M56H及攻螺紋 工序12 上油漆 工序13 檢查 工藝方案的比較與分析 當用于加工同一內(nèi)容的幾種工藝方案均能保證所要求的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率指標時，一般可通過經(jīng)濟評比加以選擇；經(jīng)濟分析就是比較不同方案的生產(chǎn)成本多少。生產(chǎn)成本最少的方案才是最經(jīng)濟的方案。生產(chǎn)成本是制造一個零件或一臺產(chǎn)品所必需的一切費用的總和。在分析工藝方案的優(yōu)劣時，只需分析與工藝過程直接相關(guān)的生產(chǎn)費用，這部分生產(chǎn)費用就是工藝成本。工藝成本又可分為可變費用和不變費用兩大類。 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一將主要面先進行加工，然后以這三個面作定位基準加工其它的孔；方案二是將加工過程分為兩個階段進行，先以流水生產(chǎn)加工各個面，然后以一面兩孔進行定位加工其它各孔 以上兩個方案可以看出：方案一是以三個面作為基準，實現(xiàn)基準統(tǒng)一原則，簡化了隨行夾具的設(shè)計，從而保證所要求的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率指標時降低了生產(chǎn)成本；方案二是以一面兩孔定位，進行流水生產(chǎn)，這適用于大批生產(chǎn)，作為該方案不適用于本工件的加工（中小批生產(chǎn)），不利于夾具的設(shè)計和裝配，從而增加了生產(chǎn)成本。 故采用方案一較為合理。 確定工藝過程方案 該零件擬定工藝過程見表2-1所示： 表2-1擬定工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 010 砂型鑄造 020 人工時效處理 消除應(yīng)力 030 劃線 040 銑②面 先加工面 050 銑③面 060 銑①④⑤面 先粗加工 精銑①面 070 劃線 080 鉆Φ28孔 鉆擴鉸加工 擴孔Φ29.6 續(xù)表2-1擬定工藝規(guī)程 鉸孔Φ30H7 090 鉆Φ14孔 鉆擴鉸加工 擴孔Φ15.6 擴鉆Φ24.6孔 鉸孔Φ16H9 鉸孔Φ25H9 0100 工作臺轉(zhuǎn)180夾緊 0110 鉆Φ23孔 鉆擴鉸加工 擴鉆Φ24.6孔 擴孔Φ32 鉸孔Φ25H7 0120 工作臺轉(zhuǎn)90 0130 鉆Φ18孔 鉆擴鉸加工 鉆Φ23孔 擴鉆Φ19.6孔 擴鉆Φ24.6孔 擴鉆Φ27.6孔 鉸孔Φ20H7 鉸孔Φ25H7 鉸孔Φ28H7 0140 劃線 0150 鉆7Φ9通孔 鉆孔加工 鍃孔7Φ14 0160 鉆與Ⅲ孔垂直相交的M8底孔及攻螺紋 0170 鉆②面上的M8、M5底孔及攻螺紋 0180 鉆③面上的M5底孔及攻螺紋 0190 上油漆 防止生銹 0200 檢查 2.3.3 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為中批量，故加工設(shè)備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 1. 選擇夾具 本零件除了銑平面的工序以外，其余均為鉆孔工序，故選擇銑平面及鉆孔工序?qū)Ｓ脢A具即可 2. 選擇刀具 刀具的選擇要根據(jù)不同的工序選擇不同的刀具。 （1）銑刀選擇硬質(zhì)合金銑刀。 （2）鉆孔選用高速鋼錐柄麻花鉆 （3）擴孔選用高速鋼錐柄擴孔鉆 （4）鉸孔選用高速鋼錐柄機用鉸刀 （5）攻螺紋選用機用絲錐 3. 選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，根據(jù)參考文獻[18]選擇加工面的量具為游標卡尺，加工孔的量具選用內(nèi)徑千分尺即可。 2.3.4 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 零件在機械加工工藝過程中，各個加工表面本身的尺寸及各個加工表面相互之間的距離尺寸和位置關(guān)系，在每一道工序中是不相同的，它們隨著工藝過程的進行而不斷改變，一直到工藝過程結(jié)束,達到圖紙上所規(guī)定的要求。在工藝過程中，某工序加工應(yīng)達到的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸的正確確定不僅和零件圖上的設(shè)計有關(guān)系，還與各工序的工序余量有關(guān)系。 1.加工余量的確定 加工余量是指在加工過程中，從被加工表面上切除的金屬層厚度。加工余量分工序余量和加工總余量（毛坯余量）二種。相鄰兩工序的工序尺寸之差稱為工序余量。毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差稱為加工總余量（毛坯余量），其值等于各工序的工序余量總合。由于加工表面的形狀不同，加工余量又可分為單邊余量和雙邊余量兩種。如平面加工，加工余量為單邊余量，即實際切除的金屬層厚度。又如軸和孔的回轉(zhuǎn)面加工，加工余量為雙邊余量，實際切除的金屬曾厚度為工序余量的一半。為了便于加工和計算，工序尺寸一般按“入體原則”標注極限偏差。對于外表面的工序尺寸取上偏差為零，而對于內(nèi)表面的工序尺寸取下偏差為零。 2.加工余量的確定方法 加工余量的大小，對零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率以及經(jīng)濟性均有較大的影響。余量過大將增加金屬材料、動力、刀具和勞動量的消耗，并使切削力增大而引起工件的變形較大，反之，余量過小則不能保證零件的加工質(zhì)量。確定加工余量的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。目前，工廠中確定加工余量的方法一般有兩種，一是靠經(jīng)驗確定，但這種方法不夠準確，為了保證不出廢品，余量總是偏大，多用于單件小批生產(chǎn)。另一種是查閱有關(guān)加工余量的手冊來確定，這種方法應(yīng)用比較廣泛。比較合理的方法是加工余量的分析計算法。這種方法是在了解和分析影響加工余量基本因素的基礎(chǔ)上，加以綜合計算來確定余量的大小。 3.工序尺寸的確定 工序尺寸及工藝尺寸鏈。工藝尺寸是根據(jù)加工的需要，在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸。尺寸鏈是相互聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組。在零件的機械加工工藝過程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不斷變化，其中一些工序尺寸在零件圖上往往不標出或不存在，需要在制定工藝過程時予以確定。而這些不斷變化的工序尺寸之間又存在著一定的聯(lián)系，需要用工藝尺寸鏈原理去分析它們的內(nèi)在聯(lián)系，掌握它們的變化規(guī)律，正確地計算出各工序的工序尺寸。 4.工序尺寸的計算 根據(jù)工件最大外形尺寸172mm，根據(jù)參考文獻[3]表12-3，選取鑄件精度為6級 最大外形輪廓為172mm，根據(jù)參考文獻[18]表2-68可知長度偏差為 =1.2 mm 式中 ——不加工表面間的直線尺寸； 根據(jù)參考文獻表[18]表2-70可知 =1.4 mm 式中 ——不加工表面到加工表面間的直線尺寸 鑄件單面加工余量（不大于）3.0mm 根據(jù)參考文獻[18]表2-73，查得鑄件的機械加工余量公式： 式中 ——加工余量 ——系數(shù) ——鑄件的最大尺寸 ——加工表面的基本尺寸 根據(jù)參考文獻[18]表2-69，查得頂面C=0.75，底面及側(cè)面C=0.55 以①面為頂面，以②面為底面，①面與②面的距離為64mm，則有： ①面的加工余量： =3.91mm 取=4mm ②面的加工余量： =2.865mm 取=3mm 根據(jù)參考文獻[3]表12-4，查得公稱尺寸偏差為1 mm 第③面為側(cè)面，其加工余量： =3.3275 mm 取=3mm 根據(jù)參考文獻[3]表12-4，查書得公稱尺寸偏差為1.5 mm ④面的加工余量： =2.375 mm 取=2mm 根據(jù)參考文獻[3]表12-4，查書得公稱尺寸偏差為0.5 mm ⑤面的加工余量： =2.375 mm 取=2mm 根據(jù)參考文獻[3]表12-4，查書得公稱尺寸偏差為0.5 mm 2.3.5 確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量、進給量f和切削速度v。確定順序是先確定和f，再確定v。 工時定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時間稱為工時定額。合理的工時定額能促進工人的生產(chǎn)技能和技術(shù)熟練程度的不斷提高，調(diào)動工人的積極性，從而不斷促進生產(chǎn)向前發(fā)展和不斷提高勞動生產(chǎn)率。工時定額是安排生產(chǎn)計劃、成本核算的主要依據(jù)，在設(shè)計新廠時，又是計算設(shè)備數(shù)量、布置時間、計算工人數(shù)量的依據(jù)。 1. 工序40切削用量及基本時間的確定 本工序為銑②面。已知工件材料為HT150，銑削寬度=60mm，銑削深度=3mm，根據(jù)參考文獻[8]中的表3.1選擇銑刀。選擇硬質(zhì)合金YG8端面銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)=6。機床選用X52K型立式銑床。 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 根據(jù)參考文獻[15]表2.1-76，查得刀具耐用度T=240min 故相應(yīng)的切削速度為： 式中 d——銑刀直徑 T——耐用度 ——銑削深度 ——每齒進給量 ——銑削寬度 ——銑刀齒數(shù) 根據(jù)參考文獻[15]中的表2.1-77，查取=203，=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，=0.2，=0，=1。則切削速度為： =40.04 m/min 根據(jù)公式 210.91r/min 式中 ——主軸轉(zhuǎn)速 ——切削速度 ——銑刀直徑 根據(jù)X52K型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=235r/min，則實際切削速度為： =41.64m/min 式中 ——實際切削速度 ——銑刀直徑 ——主軸轉(zhuǎn)速 計算基本工時 先求工作臺的進給量 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 0.26235=282mm/min 式中 ——工作臺進給量 ——每步進給量 ——銑刀齒數(shù) ——主軸轉(zhuǎn)速 基本時間為 式中 ——基本時間 ——切削加工長度 ——刀具切入長度 ——刀具切出長度 ——工作臺每分鐘進給量 根據(jù)參考文獻[22]表3.35可知 取 根據(jù)參考文獻[22]表3.35可知 取 則基本時間為 0.390min 銑削平面示意圖如圖2-3所示： 圖2-3銑削平面示意圖 2. 工序50切削用量及基本時間的確定 本工序為銑③面。已知工件材料為HT150，銑削寬度=60mm，銑削深度=3mm，根據(jù)參考文獻[8]中的表3.1選擇銑刀。選擇硬質(zhì)合金YG8端面銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)=6。機床選用X52K型立式銑床。 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 根據(jù)參考文獻[15]表2.1-76，查得刀具耐用度T=240min 故相應(yīng)的切削速度為： 根據(jù)參考文獻[15]中的表2.1-77，查取=203，=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，=0.2，=0，=1。則切削速度為： =40.04 m/min 根據(jù)公式 210.91r/min 根據(jù)X52K型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=235r/min，則實際切削速度為： =41.64m/min 計算基本工時 先求工作臺的進給量 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 0.26235=282mm/min 基本時間為 0.482min 3. 工序60切削用量及基本時間的確定 本工序為銑①、④、⑤面，精銑①面。已知工件材料為HT150，根據(jù)參考文獻[8]中的表3.1選擇銑刀。選擇硬質(zhì)合金YG8端面銑刀，機床選用X62W型臥式萬能銑床。 銑①面 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 根據(jù)參考文獻[15]表2.1-76，查得刀具耐用度T=240min 故相應(yīng)的切削速度為： 根據(jù)參考文獻[15]中的表2.1-77，查取=203，=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，=0.2，=0，=1。則切削速度為： =40.04 m/min 根據(jù)公式 210.91r/min 根據(jù)X62W型臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=235r/min，則實際切削速度為： =41.64m/min 計算基本工時 先求工作臺的進給量 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 0.26235=282mm/min 基本時間為 0.638min 銑④面 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 根據(jù)參考文獻[15]表2.1-76，查得刀具耐用度T=300min 故相應(yīng)的切削速度為： 根據(jù)參考文獻[15]中的表2.1-77，查取=203，=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，=0.2，=0，=1。則切削速度為： =35.05m/min 根據(jù)公式 169.86r/min 根據(jù)X62W型臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=190 r/min，則實際切削速度為： = 36.32m/min 計算基本工時 先求工作臺的進給量 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 0.26190=228mm/min 基本時間為 0.197min 銑⑤面 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 根據(jù)參考文獻[15]表2.1-76，查得刀具耐用度T=300min 故相應(yīng)的切削速度為： 根據(jù)參考文獻[15]中的表2.1-77，查取=203，=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，=0.2，=0，=1。則切削速度為： =35.05m/min 根據(jù)公式 169.86r/min 根據(jù)X62W型臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=190r/min，則實際切削速度為： = 36.32m/min 計算基本工時 先求工作臺的進給量 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 0.26190=228mm/min 基本時間為 0.197min 精銑①面 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 根據(jù)參考文獻[15]表2.1-76，查得刀具耐用度T=300min 故相應(yīng)的切削速度為： 根據(jù)參考文獻[15]中的表2.1-77，查取=203，=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，=0.2，=0，=1。則切削速度為： =33.96m/min 根據(jù)公式 138.69r/min 根據(jù)X62W型臥式萬能銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=150r/min，則實際切削速度為： =35.05m/min 計算基本工時 先求工作臺的進給量 根據(jù)參考文獻[18]表9-66，查得每步進給量=0.2 mm/z 0.26150=180mm/min 基本時間為 1.011min 4. 工序80切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆、擴、鉸Φ30H7孔，已知工件材料為HT150，機床選用Z35搖臂鉆床。 鉆Φ28底孔 選用Φ28mm標準高速鋼錐柄麻花鉆 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-1可知 =0.9-1.1 mm/r 按該表注2進給量為 ˊ=（0.9-1.1）0.5=0.45-0.55 mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.46 mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-15可知 =18 m/min 根據(jù)公式 204.73 r/min 式中 ——主軸轉(zhuǎn)速 ——切削速度 ——刀桿直徑 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =250 r/min 則實際切削速度為： 23.30 m/min 式中 ——實際切削速度 ——刀桿直徑 ——主軸轉(zhuǎn)速 確定機動工時 查參考文獻[15]表3.5-1可知 式中 ——機動工時 ——鉆孔深度 ——切入長度 ——切出長度 ——主軸進給量 ——主軸轉(zhuǎn)速 查參考文獻[15]表3.5-1可知 取 查參考文獻[15]表3.5-1可知 取 則基本時間為： 0.607min 鉆削示意圖如圖2-4所示： 圖2-4鉆削示意圖 擴孔Φ29.6 選用Φ29.6mm標準高速鋼錐柄麻花鉆 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-5可知 =1.1-1.3 mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=（1.1-1.3）0.7=0.77-0.91mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.8mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-34可知 =23m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.0 1.08 24.84m/min 266.36r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=280r/min 則實際切削速度為： 24.71m/min 確定機動工時 0.270min 鉸孔Φ30H7 選用Φ30mm標準高速鋼錐柄機用鉸刀 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-6可知 =2.0-4.0mm/r 按該表注1可知 =2.0mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-40可知 =32.1m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.16 1.0 14.036m/min 395.33r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=420r/min 則實際切削速度為： 39.56m/min 確定機動工時 0.095min 5. 工序90切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆、擴、鉸Ⅳ孔，已知工件材料為HT150，機床選用Z35搖臂鉆床。 鉆Φ14孔 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-1可知 =0.61-0.75mm/r 按該表注2進給量為 ˊ=0.305-0.375mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.32mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-15可知 =18 m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.16 1.0 20.88m/min 474.97r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=500r/min 則實際切削速度為： 21.98m/min 確定機動工時 0.162min 擴鉆Φ15.6孔 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-5可知 =0.9-1.1mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=0.63-0.77mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.67mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-34可知 =25.1m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.02 1.16 29.7m/min 602.43r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=610r/min 則實際切削速度為： =30.07m/min 確定機動工時 =0.062min 鉸孔Φ16H9 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-6可知 =1.5-3.0mm/r 按該表注1可知 =1.5mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-40可知 =9.5m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.16 1.0 11.02m/min 219.35r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=250r/min 則實際切削速度為： =12.56m/min 確定機動工時 0.108min 鉸孔Φ25H9 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-6可知 =2.0-4.0mm/r 按該表注1可知 =2.0mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-40可知 =34.7m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.16 1.0 40.25m/min 512.74r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=560r/min 則實際切削速度為： 43.96m/min 確定機動工時 0.036min 6. 工序110切削用量及基本時間的確定 鉆Φ23孔 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-1可知 = 0.78-0.96mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=0.39-0.48mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.40mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-15可知 =17 m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.16 1.0 19.72m/min 273.05r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=280r/min 則實際切削速度為： 20.22m/min 確定機動工時 0.501min 擴鉆Φ24.6孔 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-5可知 = 1.0-1.2mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=0.7-0.84mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.8mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-34可知 =22.3m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.0 1.16 25.97m/min 333.56r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=330r/min 則實際切削速度為： 25.59m/min 確定機動工時 0.184min 擴孔Φ32 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-5可知 = 1.2-1.5mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=0.84-1.05mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.85mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-34可知 =23m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.0 1.16 26.28m/min 265.53r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=280r/min 則實際切削速度為： 28.13m/min 確定機動工時 0.097min 鉸孔Φ25H7 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-6可知 =2.0-4.0mm/r 按該表注1可知 =2.0mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-40可知 =34.7m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.16 1.0 40.25m/min 512.74r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=560r/min 則實際切削速度為： 43.96m/min 確定機動工時 0.044min 7. 工序130切削用量及基本時間的確定 鉆Φ18孔 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-1可知 = 0.70-0.86mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=0.35-0.43mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.36mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-15可知 =18m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.16 1.0 20.88m/min 369.43r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=400r/min 則實際切削速度為： =22.61m/min 確定機動工時 0.172min 擴鉆Φ19.6孔 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-5可知 =0.9-1.1mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=0.63-0.77mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.67mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-34可知 =26.6m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.02 1.16 31.47m/min 548.75r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=560r/min 則實際切削速度為： =34.64m/min 確定機動工時 0.051min 擴鉆Φ27.6孔 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-5可知 =1.1-1.3mm/r 按該表注4進給量為 ˊ=0.77-0.91mm/r 查Z35型搖臂鉆床說明書取 =0.80mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-34可知 =22.3m/min 查參考文獻[15]表3.4-9可知切削速度的修正系數(shù)為： 1.0 1.16 =25.87m/min =297.43r/min 查Z35型搖臂鉆床說明書取 n=315r/min 則實際切削速度為： 27.40m/min 確定機動工時 =0.075min 鉸孔Φ20H7 確定進給量 查參考文獻[15]表3.4-6可知 =1.5-3.0mm/r 按該表注1可知 =1.5mm/r 確定切削速度及 查參考文獻[15]表3.4-40可知 =16.5m/mi