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1、 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) 填料箱蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 學(xué)號 姓名 目錄 第1章 零件分析 1 1.1零件功用分析 1 1.2 零件的工藝分析 2 1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 2 第2 章 確定毛坯類型，繪制毛坯簡圖 4 2.1 選擇毛坯 4 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 4 2.3 繪制毛坯簡圖 4 2.4 本章小結(jié) 5 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 3.1 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 6 3.1.1

2、 機(jī)械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容及作用 6 3.1.2 制定工藝規(guī)程的原則、原始資料 6 3.1.3 制定工藝規(guī)程的步驟 7 3.2 基準(zhǔn)面的選擇 9 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇。 9 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇。 10 3.3 制訂工藝路線 10 3.3.1 工藝路線方案一 10 3.3.2 工藝路線方案二 10 3.3.3 工藝方案的比較與分析 10 3.3.4 最后的加工工藝路線確定如下： 11 3.4 本章小結(jié) 11 第4章 數(shù)控機(jī)床的選擇與加工方案 13 4.1 選擇機(jī)床 13 4.2 選擇夾具 14 4.3 選擇刀具 14

3、 4.4 確定工序尺寸(見表5-1) 15 4.5 確定切削用量及基本工時(shí) 15 4.6 本章小結(jié) 24 參考文獻(xiàn) 25 致 謝 26 《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計(jì) 第1章 零件分析 1.1零件功用分析 箱體類是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動或動力。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。 箱體類零件有：機(jī)床主軸箱、機(jī)床進(jìn)給箱、變速箱體、減速箱體、發(fā)動機(jī)缸體和機(jī)座等。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式箱體，如圖2－1(

4、a、b、d)所示和分離式箱體，如圖2－1(c)所示兩大類。前者是整體鑄造、整體加工，加工較困難，但裝配精度高；后者可分別制造，便于加工和裝配，但增加了裝配工作量。 2-1 幾種箱體的結(jié)構(gòu) 題目所給的零件是填料箱蓋(如圖2-2)，主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封。對平面要求有較高的平面度和較小的粗糙度值；對孔的尺寸精度、形狀精度、和表面粗糙度都要求較高；對同一軸線的孔應(yīng)有一定的同軸度要求和各支承孔之間也應(yīng)有一定的孔距尺寸精度及平行度要求。 圖2.2 填料箱蓋 1.2 零件的工藝分析 箱體類零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)零件。它將機(jī)器及其部件中的軸、軸承套和齒輪等零件按一定的相

5、互關(guān)系裝配成一整體，并按預(yù)定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)運(yùn)動。因此，箱體的加工質(zhì)量，直接影響著機(jī)器的性能，精度和壽命。 箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣，但仍有共同的主要特點(diǎn)：形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機(jī)床制造廠用于箱體類零件的機(jī)械加工勞動量約占整個產(chǎn)品加工量的15%-20%。 1.以的軸為中心的表面進(jìn)行加工 包括：尺寸為的軸，表面粗糙度為1.6，尺寸為Φ80軸與軸相接的肩面, 尺寸為與同軸度為0.025的面，尺寸為 與同軸度為0.025的孔。 2.以Φ60孔為中心的表面進(jìn)行加工 尺寸為7

6、8的孔與Φ60垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。 3.以Φ60孔為中心均勻分布的12個孔 尺寸為6XΦ13.5,4XM10-6H深20的孔，深24及2XM10-6H的孔進(jìn)行加工。 1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是指企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。 1. 大量生產(chǎn) 大量生產(chǎn)是指在機(jī)床上長期地進(jìn)行某種固定的工序。例如汽車、拖拉機(jī)、軸承、縫紉機(jī)、自行車的制造，通常是以大量生產(chǎn)的方式進(jìn)行的。 2. 成批生產(chǎn) 成批生產(chǎn)是在一年中分批地生產(chǎn)相同的零件，生產(chǎn)呈周期性的重復(fù)。每批生產(chǎn)相同零件的數(shù)

7、量，即生產(chǎn)批量的大小要根據(jù)具體生產(chǎn)條件來決定。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量等，成批生產(chǎn)又可分為大批、中批和小批生產(chǎn)。大批生產(chǎn)的工藝特征與大量生產(chǎn)相似，而小批生產(chǎn)與單件生產(chǎn)的工藝特征相似。通用機(jī)床(一般的車、銑、刨、鉆、磨床)的制造往往屬于這種生產(chǎn)類型。 3. 單件生產(chǎn) 單件生產(chǎn)是指單個或少數(shù)幾個地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)、尺寸的產(chǎn)品，很少重復(fù)。例如，重型機(jī)器、大型船舶制造及新產(chǎn)品試制等常屬于這種生產(chǎn)類型。 因此該零件選擇成批生產(chǎn)。 第2 章 確定毛坯類型，繪制毛坯簡圖

8、 2.1 選擇毛坯 箱體材料一般選用HT200~400的各種牌號的灰鑄鐵，而最常用的為HT200。灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性（減震性）。在單件生產(chǎn)或某些簡易機(jī)床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。 毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)。有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及根據(jù)具體情況決定。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚箱體澆鑄后應(yīng)安排時(shí)效或退火工序。 某些單件、小批量生產(chǎn)的箱體零

9、件，為了縮短毛坯制造的周期和降低成本，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu) 普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排一次人工時(shí)效處理。對一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排一次人工時(shí)效處理，以消除粗加工時(shí)所造成的殘余應(yīng)力。 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 填料箱蓋零件材料為HT200，硬度190～210HB，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。 1.根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》的規(guī)定：除非另有規(guī)定，否則要求的機(jī)械加工余量適用于整個毛坯鑄件，即對所有需要機(jī)械加工的表面只需規(guī)定值。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》書中表2-1、2-5取毛坯鑄

10、件的公差等級為10級，機(jī)械加工余量等級G級 2.根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》的規(guī)定 查書中表2-4，取毛坯鑄件的機(jī)械加工余量為2mm，根據(jù)毛坯鑄件各個尺寸所在的范圍，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》書中表2-3得各個尺寸的公差，再根據(jù)公式即可計(jì)算出毛坯的基本尺寸。 2.3 繪制毛坯簡圖 根據(jù)所確定的毛坯尺寸畫出毛坯圖(如圖2-3) 圖2-3 毛坯圖 2.4 本章小結(jié) 本章介紹了機(jī)械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容及作用,制定工藝規(guī)程的原則、原始資料、步驟.然后對于本課題“填料箱蓋”加工的工藝規(guī)程進(jìn)行了說明，如毛皮的選擇、熱處理。最后根據(jù)書本資料確定了毛坯尺寸、

11、機(jī)械加工余量及工序尺寸。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和方法等的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，將最合理或者比較合理的工藝過程，用圖表（或文字）的形式制成用來指導(dǎo)生產(chǎn)、管理生產(chǎn)的文件。 3.1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容及作用 工藝規(guī)程的內(nèi)容，一般有零件的加工工藝路線、各工序基本加工內(nèi)容、切削用量、工時(shí)定額及采用的機(jī)床和工藝裝備（刀具、夾具、量具、模具）等。 工藝規(guī)程的主要作用如下： 1．工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。合理

12、的工藝規(guī)程是建立在正確的工藝原理和實(shí)踐基礎(chǔ)上的，是科學(xué)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。因此，它是獲得合格產(chǎn)品的技術(shù)保證，一切生產(chǎn)和管理人員必須嚴(yán)格遵守。 2．工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織管理工作、計(jì)劃工作的依據(jù)。原材料的準(zhǔn)備、毛坯的制造、設(shè)備和工具的購置、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)制造、勞動力的組織、生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃的安排等工作都是依據(jù)工藝規(guī)程來進(jìn)行的。 3．工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間的基本資料。在新建擴(kuò)建或改造工廠或車間時(shí)，需依據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)類型及工藝規(guī)程來確定機(jī)床和設(shè)備的數(shù)量及種類，工人工種、數(shù)量及技術(shù)等級，車間面積及機(jī)床的布置等。 3.1.2 制定工藝規(guī)程的原則、原始資料 1．制定工藝規(guī)程的原則

13、制定工藝規(guī)程的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以最快的速度、最少的勞動消耗和最低的費(fèi)用，可靠加工出符合設(shè)計(jì)圖紙要求的零件。同時(shí)，還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能保證技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、并且有良好的勞動條件。 2．制定工藝規(guī)程的原始資料 ⑴ 產(chǎn)品零件圖樣及裝配圖樣。零件圖樣標(biāo)明了零件的尺寸和形位精度以及其他技術(shù)要求，產(chǎn)品的裝配圖有助于了解零件在產(chǎn)品中的位置、作用，所以，它們是制定工藝規(guī)程的基礎(chǔ)。 ⑵ 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。 ⑶ 產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 ⑷ 本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如機(jī)床設(shè)備、工藝裝備、工人技術(shù)水平及毛坯的制造生產(chǎn)能力等。 ⑸ 國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝資料。

14、3.1.3 制定工藝規(guī)程的步驟 1．零件圖樣分析 零件圖樣分析的目的在于： ⑴ 分析零件的技術(shù)要求，主要了解各加工表面的精度要求、熱處理要求，找出主要表面并分析它與次要表面的位置關(guān)系，明確加工的難點(diǎn)及保證零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵，以便在加工時(shí)重點(diǎn)加以關(guān)注。 ⑵ 審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理，分析零件材料的選取是否合理。 2．毛坯選擇 毛坯的選擇主要依據(jù)以下幾方面的因素： ⑴ 零件的材料及機(jī)械性能 零件的材料一旦確定，毛坯的種類就大致確定了。例如材料為鑄鐵，就應(yīng)選鑄造毛坯；鋼質(zhì)材料的零件，一般可用型材；當(dāng)零件的機(jī)械性能要求較高時(shí)要用鍛造；有色金屬常用型材或鑄造

15、毛坯。 ⑵ 零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸 例如，直徑相差不大的階梯軸零件可選用棒料作毛坯，直徑相差較大時(shí)，為節(jié)省材料，減少機(jī)械加工量，可采用鍛造毛坯；尺寸較大的零件可采用自由鍛，形狀復(fù)雜的鋼質(zhì)零件則不宜用自由鍛。對于箱體、支架等零件一般采用鑄造毛坯，大型設(shè)備的支架可采用焊接結(jié)構(gòu)。 ⑶ 生產(chǎn)類型 大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用精度高、生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如機(jī)器造型、熔模鑄造、冷軋、冷拔、沖壓加工等。單件小批生產(chǎn)則采用木模手工造型、焊接、自由鍛等。 ⑷ 毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及技術(shù)水平以及通過外協(xié)獲得各種毛坯的可能性。 3．?dāng)M訂工藝路線 ⑴ 定位基準(zhǔn)的選擇：正確選擇定位基準(zhǔn)，特別是主要的精基準(zhǔn)，對保證

16、零件加工精度、合理安排加工順序起決定性的作用。所以，在擬定工藝路線時(shí)首先應(yīng)考慮選擇合適的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的選擇方法見第一章。 ⑵ 零件表面加工工藝方案的選擇：由于表面的要求（尺寸、形狀、表面質(zhì)量、機(jī)械性能等）不同，往往同一表面的加工需采用多種加工方法完成。某種表面采用各種加工方法所組成的加工順序稱為表面加工工藝方案。 ⑶ 加工階段的劃分：對于那些加工質(zhì)量要求高或比較復(fù)雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為以下幾個階段： ① 粗加工階段：主要任務(wù)是切除毛坯的大部分加工余量，并制出精基準(zhǔn)。該階段最關(guān)鍵的問題是怎樣提高生產(chǎn)率。 ② 半精加工階段：主要任務(wù)是減小粗加工時(shí)造成的誤差，為主要表面的精加工

17、做好準(zhǔn)備，同時(shí)完成零件上各次要表面的加工。 ③ 精加工階段：主要任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到圖樣規(guī)定要求。這一階段的問題是如何保證加工質(zhì)量。 ④ 光整加工階段：主要任務(wù)是減小表面粗糙度值和進(jìn)一步提高精度。 劃分加工階段的好處是按先粗后精的順序進(jìn)行加工，可以分配合理的加工余量以及選擇合理的切削用量，使加工機(jī)床沖分發(fā)揮其效率，并且能長期保持精加工機(jī)床的精度；減少工件在加工過程中的變形，避免精加工表面受到損傷；粗精加工分開，還便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，同時(shí)有利于安排熱處理工序。 4．加工順序的安排 加工順序的安排對保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要作用，是擬定工藝路線的關(guān)鍵之一?？砂聪?/p>

18、列原則進(jìn)行。 ⑴ 切削加工順序的安排 ① 先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工。 ② 先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。 ③ 先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，其主要表面的加工順序是先加工用作定位的平面和孔的端面的加工，然后再加工孔。 ④ 先基準(zhǔn)面后其它面 即選作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)在一開始的工序中就加工出來，以便為后續(xù)工序的加工提供定位精基準(zhǔn)。 ⑵ 熱處理工序的安排 零件加工過程中的熱處理按應(yīng)用目的，大致可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。 預(yù)備熱處理 預(yù)備熱處理的目的是改

19、善機(jī)械性能、消除內(nèi)應(yīng)力、為最終熱處理作準(zhǔn)備，它包括退火、正火、調(diào)質(zhì)和時(shí)效處理。鑄件和鍛件，為了消除毛坯制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，改善機(jī)械加工性能，在機(jī)械加工前應(yīng)進(jìn)行退火或正火處理；對大而復(fù)雜的鑄造毛坯件（如機(jī)架、床身等）及剛度較差的精密零件（如精密絲杠），需在粗加工之前及粗加工與半精加工之間安排多次時(shí)效處理；調(diào)質(zhì)處理的目的是獲得均勻細(xì)致的索氏體組織，為零件的最終熱處理作好組織準(zhǔn)備，同時(shí)它也可以作為最終熱處理，使零件獲得良好的綜合機(jī)械性能，一般安排在粗加工之后進(jìn)行。 最終熱處理 最終熱處理的目的主要是為了提高零件材料的硬度及耐磨性，它包括淬火、滲碳及氮化等。淬火及滲碳淬火通常安排在半精加工之后

20、、精加工之前進(jìn)行；氮化處理由于變形較小，通常安排在精加工之后。 ⑶ 輔助工序的安排 輔助工序包括：檢驗(yàn)、清洗、去毛刺、防銹、去磁及平衡去重等。其中檢驗(yàn)是最主要的、也是必不可少的輔助工序，零件加工過程中除了安排工序自檢之外，還應(yīng)在 下列場合安排檢驗(yàn)工序： ① 粗加工全部結(jié)束之后、精加工之前； ② 工件轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出車間前后； ③ 重要工序加工前后； ④ 全部加工工序完成后。 3.2 基準(zhǔn)面的選擇 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇。 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對于有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。

21、3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇。 主要要考慮基準(zhǔn)重合的問題。 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 3.3 制訂工藝路線 按照先基準(zhǔn)面后其它、先面后孔、先粗后精、先主后次的原則。 布置工藝路線如下: 3.3.1 工藝路線方案一 工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺階端面及各倒角。 工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。 工序III：擴(kuò)孔φ37、锪孔φ47。 工序IV：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。 工序V：半精車φ65外圓及臺階面。 工序

22、VI：半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。 工序VII：精細(xì)車φ65外圓。 工序VIII：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。 工序IX：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。 3.3.2 工藝路線方案二 工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺階端面及各倒角。 工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺階面、粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽，粗車環(huán)槽、粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。 工序III：擴(kuò)孔φ37、锪孔φ47。 工序IV：半精車φ65外圓及臺階面。 工序V：半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。 工序VI：精細(xì)車φ65外圓。 工序V

23、II：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。 工序VIII：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。 工序IX：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點(diǎn)在于： 方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12個孔后再精加工外圓面和Φ60孔。 方案二是使用車削方式加工兩端面，12個孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，端面用車削較好。 在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。 但是仔細(xì)考慮，在工藝路線二中，是先精車Φ65外圓及臺階面然后再鉆12個孔及攻螺紋。這樣由于鉆孔屬于粗加工，精度要求不高，而且切削力較大，也可能造成已加工

24、表面變形，表面粗糙度值增大。 3.3.4 最后的加工工藝路線確定如下： 工序I：以φ155mm外圓及端面定位，粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺階端面及各倒角。 工序II：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺階面。 工序III：以φ155mm外圓及端面定位，粗鏜孔φ37、φ47。 工序IV：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗鏜φ60內(nèi)孔、底面及溝槽。 工序V：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗車φ75、φ100、φ80外圓面及各倒角。 工序VI：以粗車后的φ65mm外圓及端面定位，粗車環(huán)槽。 工序VII：鉆6-φ13.5小孔

25、。 工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲。 工序IX：以粗車后的φ155mm外圓及端面定位，半精車φ65外圓及臺階面。 工序X：以φ65mm外圓定位，半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽及各倒角。 工序XI：以φ155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車φ65mm外圓。 工序XII：以φ65mm外圓及端面定位，精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。 工序XIII：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。 3.4 本章小結(jié) 本章介紹了機(jī)械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容及作用,制定工藝規(guī)程的原則、原始資料、步驟.然后對于本課題“填料箱蓋”加工的工藝規(guī)程進(jìn)行了說明，如毛皮的選擇、熱處理和基準(zhǔn)面的選擇。又制定

26、了兩種工藝路線，并進(jìn)行對比，選出了最佳的工藝路線。最后根據(jù)書本資料確定了毛坯尺寸、機(jī)械加工余量及工序尺寸。 第4章 數(shù)控機(jī)床的選擇與加工方案 4.1 選擇機(jī)床 1.工序I - X是粗車粗鏜和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的CA6140型臥式車床 2.工序XI、XII是精細(xì)車精鏜。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小選用精密的車床才能滿足要求。故選用C616A型車床（如圖4-2）。 圖4-2 C616A型車床

27、 3.工序XII、 VIII是鉆孔。可采用專用夾具在立式鉆床上加工，可選用Z302型搖臂鉆床（如圖4-3）。 圖4-3 Z302型搖臂鉆床 4.工序XIII是研磨內(nèi)孔，精度較高，選用M7232B型立軸矩臺磨床（如圖4-4）。 圖4-4 M7232B型立軸矩臺磨床 4.2 選擇夾具 本零件除外圓及兩端面加工用三爪自定心卡盤（圖4-5）外，其他的工序都用專用夾具。 圖4-5 三爪自定心卡盤 4.3 選擇刀具 1.在車床上加工的工序，一般都用硬質(zhì)合金車刀（圖4-6）和鏜刀，加工灰鑄鐵零件采用YG型硬質(zhì)合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精細(xì)加

28、工用YG10，切槽宜用高速鋼，磨削用砂輪。 圖4-6 硬質(zhì)合金車刀 2．鉆孔用麻花鉆，攻螺紋用絲錐。 4.4 確定工序尺寸(見表5-1) 根據(jù)設(shè)計(jì)零件的具體尺寸查《機(jī)械制造工藝簡明設(shè)計(jì)手冊》表2.3-1，表2.3-2，計(jì)算整理數(shù)據(jù)如表5-1 工序尺寸。 表5-1 工序尺寸 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 外圓 2 155+0.16 6.3 2 1 0.25 66.5-0.30 65.5+0.06 65+0.013 6.3 1.6

29、 4 37+0.039 6.3 4 47+0.039 6.3 2 75+0.046 6.3 2 80+0.046 6.3 2 1 1 64+0.30 62+00.15 60+0.046 6.3 1.6 7.54 1 7.5+1.30 6.3 137 2 137+0.30 6.3 78 2 78+0.30 6.3 1.6 0.4 4.5 確定切削

30、用量及基本工時(shí) 4.5.1 工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺階端面及各倒角。 1.切削用量 本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣妗⑼鈭A及鏜孔）。已知加工材料為HT200，鑄件。機(jī)床為CA6140型臥式車床，工件裝夾在三爪自定心卡盤。 ⑴ 確定φ65mm外圓的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角γo=12、后角αo＝6、主偏角Kr=90、副偏角Kr’=1

31、0、刃傾角λs=0、刀尖圓弧半徑=0.8mm。 ⑵ 確定切削深度ap 由于粗車單邊余量僅為1mm,可一次走刀完成，故 (4-1) ⑶ 確定進(jìn)給量f ，根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm25 mm、ap≤3 mm、工件直徑為100 mm ——400 mm時(shí)，f=0.6-1.2 mm/r 按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量選擇f=0.65 mm/r。 確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力Fmax=3530N。 根據(jù)《

32、切削用量簡明手冊》書中,表1.23，當(dāng)灰鑄鐵170—212HBS，ap≤2 mm，f≤0.75 mm/r，Kr=45，v=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力Ff=950N. Ff的修正系數(shù)為，，,故實(shí)際進(jìn)給力為Ff=9501.17=1111.5N,由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給允許的進(jìn)給力，所選的f=0.65 mm/r可用。 ⑷ 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表4-1，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 ⑸ 確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,

33、表1.11，當(dāng)用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時(shí)，ap≤1.8 mm，f≤0.75 mm/r時(shí)，切削速度v=71m/min。 切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,,KMV=0.85,故 V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min (4-2) 按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=90r/min=1.5r/s 則實(shí)際切削速度v=44.4m/min。 最后確定切削用量為： ，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min 確定車端面及臺階面的ap=1.25

34、mm，f=0.52 mm/r，主軸轉(zhuǎn)速與車φ65mm外圓相同。 2．確定粗車外圓φ65mm的基本時(shí)間 ⑴ 根據(jù)表6.2-1確定車外圓基本時(shí)間為： (4-3) 式中 l=17mm, kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r, n=1.5r/s,i=1,則 ⑵ 確定粗車端面的基本時(shí)間 (4-4) 式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1 則 4.5.2 工序II：粗鏜孔φ37、φ47。 1、確定粗鏜孔φ3

35、7mm和φ47mm的切削用量 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。 ⑴ 確定切削深度ap Φ47mm: ap=（47-43）/2=2mm φ37mm: ap=（37-33）/2=2mm ⑵ 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時(shí)、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長度為100 mm 時(shí)按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量，選擇f=0.20 mm/r。 ⑶ 確定切削速度v (4-5) 式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468,

36、 則 (4-6) 對φ37mm內(nèi)孔： (4-7) 對φ47mm內(nèi)孔： (4-8) 3. 確定粗鏜φ37mm、φ47mm孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角xr=45,則l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對φ37mm孔n=5.48r/s,對φ47mm孔n=6.98r/s,i=1 對φ37mm孔 (4-9) 4.5.3 工序III-VI : 1、加工條件 工件材料：HT200, σb =0.16GPa

37、 HBS=200-217,鑄造。 加工要求：粗車端面保證尺寸、車臺階保證15和30、車環(huán)槽保證尺寸、粗車外圓保證尺寸、粗車外圓保證和。 機(jī)床與刀具與工序１相同。 2、切削用量的選擇與計(jì)算方法與工序１基本相同，如表4-2所示： 表4-2 切削用量 工 步 主軸轉(zhuǎn)速F/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工時(shí) 粗車大端面 120 35.4 0.65 1.25 1 22s 粗車外圓 120 45.6 0.65 1.5 1 18s 車臺階車環(huán)槽 480 150.7 0.2 2 1 30s

38、 和 120 35.4 0.65 1 1 22s 4.5.4 工序VII：鉆6-φ13.5小孔。 1．選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16，二重刃長度 2．確定切削用 ⑴ 確定進(jìn)給量 查《切削用量簡明手冊》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 ⑵ 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度，查《切削用量簡明手冊》為0.5～0.8mm，壽命． ⑶ 鉆頭切削速度 查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù) 故。

39、 (4-10) 查《切削用量簡明手冊》,機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 ⑷ 校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件。 3． 計(jì)算工時(shí) (4-11) 4.5.5 工序VIII：鉆M10螺紋孔及攻絲（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 以φ37孔為精基準(zhǔn)，鉆一個φ4孔，攻M10螺紋。 1．選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16，二重刃長度 2．確定切削用 ⑴ 確定進(jìn)給量 查《切削用量簡明手冊》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 ⑵ 鉆頭磨

40、鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度，查《切削用量簡明手冊》為0.5～0.8mm，壽命． ⑶ 確定切削速度 查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù) 故。 (4-12) 查《切削用量簡明手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 (4-13) ⑷ 校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件。 3．計(jì)算工時(shí) (4-14) 攻螺紋由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。 4.5.6 工序IX：半精車φ65外圓及臺階面。 此序?yàn)榘刖囃鈭A，保證尺

41、寸：，已知條件與粗加工工序相同。 1．確定半精車外圓的的切削用量。所選用的刀具為YG6硬質(zhì)合金刀，車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度為：BH=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面，前角γo=12，后角αo＝6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr’=10、刃傾角λs=0、刀尖圓弧半徑=0.8mm。 ⑴確定切削深度ap?。?.75mm。 ⑵確定進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm25 mm、ap≤3 mm、工件直徑為d<100 mm時(shí)及按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量選擇f=0.３ mm/r

42、。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 ⑶確定車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為0.4mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T=30min。 ⑷確定切削速度v切削速度v可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。采用查表法確定切削速度。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表1.11，用YG6硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時(shí)，ap≤0.8 mmf≤0.5 6mm/r時(shí)，切削速度v=128m/min。 切削速度的修正系數(shù)為KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,,KMV=0.85,故 V=710.81.00.731.120.850.85=33.

43、55m/min (4-15) 按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇n=380r/min=6.3r/s 所以實(shí)際切削速度v=41.6m/min。 2．車刀耐用度T=30min。 基本時(shí)間 確定半精車外圓φ65mm的基本時(shí)間 根據(jù)表6.2-1車外圓基本時(shí)間為 (4-16) 式中 l=17mm (4-17) kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r, n=

44、1.5r/s,i=1,則 4.5.7 工序X：以φ65mm外圓定位，半精車φ155、φ75、φ100、φ80、環(huán)槽倒角。 表4-3 切削用量及基本時(shí)間的確定 工 步 主軸轉(zhuǎn)速F/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工時(shí) 粗車外圓 760 283.2 0.1 0.5 1 18s 車環(huán)槽 760 283.2 0.1 1 9 30s φφ 760 283.2 0.1 1 1 22s 4.5.8 工序XI：以φ155mm外圓及端面定位，精車、精細(xì)車φ65mm外圓。 表4-4 切削用量

45、及基本時(shí)間的確定 工序 主軸轉(zhuǎn)速F/min 切削速度m/min 進(jìn)給量mm/r 切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 工時(shí) XI （精） 工步１ 760 183.2 0.1 1 1 20s 工步２ 1400 476 0.05 0.5 1 30s XI （精細(xì)） 工步１ 1400 44.4 0.03 0.5 1 40s 工步２ 手動 4.5.9 工序XII：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。 1．確定精、細(xì)鏜φ60mm孔的切削用量 所選刀具為YG10硬質(zhì)合金、直徑為20 mm的圓形鏜刀。 ⑴ 確

46、定切削深度ap Φ60mm: ap=（60-49）/2=0.5mm ⑵ 確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》書中,表1.5，當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時(shí)、鏜刀直徑為20mm,鏜刀伸出長度為100 mm 時(shí)按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量，選擇f=0.20 mm/r。 ⑶ 確定切削速度v 按計(jì)算公式: (4-18) 式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468, 則 (4-19) 對φ60mm內(nèi)孔： 2．確定精

47、、細(xì)鏜φ60mm孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角xr=45,則l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對φ60mm孔n=13.96r/s,i=1 對φ60mm孔： (4-20) 4.5.10 工序XIII：磨Φ60孔底面、倒角。 1．選擇磨床： 選用M7232B型立軸矩臺磨床。 2．選擇砂輪： 查《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，選用I-30x10x10-A60P6V 3．切削用量的選擇： 砂輪轉(zhuǎn)速 n砂=970r/min， 軸向進(jìn)給量

48、 fr=0.017mm/r 徑向進(jìn)給量 4．切削工時(shí)基本時(shí)間計(jì)算： 當(dāng)加工一個表面時(shí)： Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見《工藝手冊》表6.2-8） 式中 L：加工長度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm ：單面加工余量 =0.5mm K： 系數(shù) K=1.1 r： 工作臺移動速度（m/min） ：工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 ： 工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 則： Tj= (2*30*30*0.5*1.1)/(1000*10*3*0.017) =1.94m

49、in 5．輔助時(shí)間的計(jì)算： 輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15～0.2）tj，取tf=0.15tj,則輔助時(shí)間為： tf=0.15*1.94=17.46s 6．其他時(shí)間的計(jì)算: 其他時(shí)間可按關(guān)系式tb+tx=6%*(tj+tf)計(jì)算 則tb+tx=6%*（116.4+17.46）=8s 7．工序時(shí)間： tdj=116.4+17.46+8=141.86s 其余工序詳見工序卡。 4.6 本章小結(jié) 本章內(nèi)容根據(jù)已經(jīng)確定的工藝，通過計(jì)算和查閱書籍資料，確定每道工序的工序尺寸、切削用量及基本工時(shí)。 參考文獻(xiàn) [1]孫麗媛．機(jī)械制造工藝

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51、制造基礎(chǔ)[M]．第１版．北京.高等教育出版社．2006.37-57 [8]王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[S]．第３版．上海.上?？萍汲霭嫔纾?2-46 [9]鄒青．機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M]．第１版．北京.機(jī)械工業(yè)出版社．200.28-42 [10]肖繼德 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[S]．第2版．北京.機(jī)械工業(yè)出版社．2004.26-35 [11]江洪．UG NX4.0基礎(chǔ)教程[M]．第2版．北京.機(jī)械工業(yè)出版社．2007.35-60 [12] 鄭志峰.鏈傳動設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊[M].吉林工業(yè)大學(xué)和蘇州鏈總廠合編：機(jī)械工業(yè)出版社.1992 [13] 張慶進(jìn).硅酸鹽工業(yè)機(jī)械設(shè)備[M].廣州：

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