C620-1主軸箱體機械加工工藝及工裝夾具設計 (2套夾具)【含cad圖紙+文檔全套資料】
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山西工程技術學院
畢業(yè)設計說明書
畢業(yè)生姓名
：
張棟
專業(yè)
：
機械設計制造及其自動化
學號
：
150514013
指導教師
：
張忠杰
所屬系（部）
：
機械電子工程系
二〇一九年六月
1
C620-1主軸箱體機械加工工藝及工裝夾具設計
摘 要
在全世界，機床夾具從誕生起就隨著科技進步和機床工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，夾具作為機床工業(yè)的重要零部件之一，且是機床工藝裝備制造產(chǎn)品的主流，夾具設計和機床的發(fā)展代表著國家綜合實力的增強。C620-1主軸箱體零件其用途主要是與車床聯(lián)動工0作。因此設計C620-1主軸箱體的加工工藝路線和工藝規(guī)程設計具備時效性和先行性，其次其夾具的作用是提高C620-1主軸箱體零件產(chǎn)品產(chǎn)量和加工質量要求。
本文主要是就著C620-1主軸箱體的形狀和尺寸進行合理的技術要求分析，然后確定毛坯的制造方法，在保證C620-1主軸箱體零件的加工精度要求和位置精度要求的前提下，設計一條適合批量加工C620-1主軸箱體零件的機械加工工藝路線。在理論上計算工序，然后設計組合夾具組件，保證C620-1主軸箱體的夾具組件符合實際加工的需求。
關鍵詞：C620-1主軸箱體零件；圖樣分析；工藝規(guī)程；專用夾具
1
Machining Technology and Fixture Design of C620-1 Spindle Box
Abstract
In the world, machine tool fixture has been developing with the progress of science and technology and the development of machine tool industry since its birth. As one of the important parts of machine tool industry, fixture is the mainstream of machine tool technology and equipment manufacturing products. The development of fixture design and machine tool represents the enhancement of national comprehensive strength.C620-1 spindle box parts are mainly used for interacting with lathes.Therefore, the design of processing technology route and process specification for C620-1 spindle box has timeliness and forerunner. The second function of fixture is to improve the output and processing quality of C620-1 spindle box parts.
This paper mainly analyses the reasonable technical requirements for the shape and size of C620-1 spindle box, and then determines the manufacturing method of the blank. On the premise of guaranteeing the processing accuracy and position accuracy requirements of C620-1 spindle box parts, it designs a machining process route suitable for batch processing of C620-1 spindle box parts.In theory, the working procedure is calculated, and then the modular fixture assembly is designed to ensure that the fixture assembly of C620-1 spindle box meets the actual processing requirements.
Key words: C620-1 spindle box parts; pattern analysis; process specification; special fixture
1
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 本課題的研究內容和意義 1
1.2 國內外的發(fā)展概況 1
1.3 本課題應達到的要求 2
2 零件的圖樣分析 4
2.1 C620-1的作用 4
2.2 C620-1主軸箱體的圖樣分析 5
2.3 工藝分析 6
3 零件的工藝規(guī)程設計 7
3.1 確定毛坯的制造形式 7
3.1.1 選擇毛坯的因素 7
3.1.2 C620-1主軸箱體零件的材料和機械性能分析 7
3.1.3 選擇毛坯的制造形式 8
3.2 定位基準的選擇 8
3.2.1 粗基準的選擇 9
3.2.2 精基準的選擇 10
3.3 擬定工藝路線 10
3.3.1 加工方法的選擇 10
3.3.2 工序合理的組合 11
3.3.3 安排加工順序 11
3.3.4 擬定加工工藝路線 12
3.4 機床、工藝裝備的選擇 17
3.4.1 機床的選擇 17
3.4.2 量具的選擇 17
3.4.3 夾具的選擇 17
3.4.4 刀具的選擇 18
3.4.5 冷卻液的選擇 18
3.5 切削用量及工時定額的確定 18
4 專用夾具設計 34
4.1 夾具設計的目的 34
4.2 定位元件 34
4.2.1 鉆孔定位元件的設計 35
4.2.2 鏜孔定位元件的設計 36
4.3 夾緊元件 37
4.3.1 鉆孔夾緊元件的設計 37
4.3.2 鏜孔夾緊元件的設計 39
4.4 主要零部件設計 40
參考文獻 42
外文資料 44
中文譯文 62
致 謝 76
山西工程技術學院――畢業(yè)設計說明書
1 緒論
1.1 本課題的研究內容和意義
機械以及產(chǎn)品是我們生活中不可或缺的一部分，小到手表，大到汽車卡車等等，這些機械和產(chǎn)品是我們不能離開的。當今世界逐漸高科技化、機械化、精密化。由于中小批產(chǎn)品越來越廣泛，個性訂制機械產(chǎn)品也在不斷的與時俱進。隨著時代的不斷發(fā)展，科技是機械制造行業(yè)的核心之一。其中C620-1主軸箱體是型號為C620-1的車床組件的主要零件之一，其中C620-1主軸箱體的作用和用途在領域上比較廣泛，一法通則萬法通。因此做好這類的設計，對我來說是鍛煉自己的學識和經(jīng)驗。也是將來即將要從事這方便專業(yè)的打下了良好的基礎。以下為C620-1主軸箱體零件的工藝規(guī)程設計思路主的要內容。
C620-1主軸箱體零件的工藝規(guī)程及專用夾具設計是對大學學習生活生涯所學的知識一次總結，因為它是我們離開大學提交的最后一份作業(yè)。相對于我們的機械專業(yè)，畢業(yè)設計成果就是給予大學走向社會的一張名片，具備資歷和經(jīng)驗的積累。例如，在畢業(yè)前進行專門針對C620-1主軸箱體零件的設計可以靈活的綜合運用相關知識、加強學習相關知識，從而提高自我的鍛煉能力以及分析和解決問題的能力。進行C620-1主軸箱體零件的加工工藝規(guī)程和鉆、鏜孔專用夾具的設計，是為了全面復習大學學涯的課程知識，加強對機械制造方面的認識，培養(yǎng)了解決機械加工工藝的問題，提高了綜合運用所學知識分析與解決工程實際問題的能力。借此綜合檢測自己在大學的試金石。具有重要意義。
1.2 國內外的發(fā)展概況
C620-1主軸箱體零件產(chǎn)品在激烈的產(chǎn)品市場競爭中，如何有效的對變化的市場需求做出快速反應，C620-1主軸箱體零件在市場中零件的結構的變化越來越快，基本上趨向于高質量、高效率、高產(chǎn)量、個性化方向發(fā)展。本文針對其中一個C620-1主軸箱體的產(chǎn)品設計加工工藝過程針對零件結構的工藝性做出合理的分析，并且以傳統(tǒng)和數(shù)控相結合機械加工工藝方法設計針對C620-1主軸箱體產(chǎn)品的全新的加工工藝步驟?，F(xiàn)代社會雖然有了數(shù)控加工和計算機加工異軍突起，但是大主流方向還是以傳統(tǒng)機械加工工藝方法為主。機械加工工藝相比數(shù)控加工等，主要優(yōu)勢是價格低廉，生產(chǎn)成本較低。因此設計以傳統(tǒng)機械加工工藝技術為主的設計C620-1主軸箱體零件的毛坯加工等。
隨著社會的發(fā)展和人類的進步，人們對日常生活和工作中的材料的需求也變得非常多樣化和復雜。傳統(tǒng)的簡單產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足人們的需求了。此外，在企業(yè)和工廠的經(jīng)營中，所需的工具不斷完善和多樣化，給制造業(yè)帶來了新的問題。個性化社會導致制造產(chǎn)品的定制越來越少，更多的是需求更多的品種較少的質量，這一小部分的生產(chǎn)方式的價值是對傳統(tǒng)機械加工行業(yè)的挑戰(zhàn)。加工技術是一種新興的科學理論和方法，可以解決制造和制造過程中存在的問題和矛盾。當然這里包括C620-1主軸箱體零件結構上的優(yōu)化以及對性能的提高有所需求。?
1.3 本課題應達到的要求
C620-1主軸箱體是C620-1的車床組件的主要組成部分，因而選擇C620-1主軸箱體作為畢業(yè)設計課題題目具有重要意義。因此C620-1主軸箱體零件的機械加工工藝過程中，要分析C620-1主軸箱體零件的形狀組成部分以及它的各個尺寸精度要求、粗糙度等要求都會影響到加工步驟生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質量是否能夠得到保證以及是否能滿足零件實際工作需要。而且這些也會成為設計專用夾具的主要前提之一。因此在設計C620-1主軸箱體零件的加工步驟要保證其零件的要求是否符合合理，是否具有科學性以及能否在現(xiàn)實當中的可行性。本文主要設計專用夾具設計，為了保證批量生產(chǎn)C620-1主軸箱體零件，選擇合適的定位元件和夾緊元件等。因此詳細的介紹組合夾具的定位過程以及夾緊過程等。
說明書針對C620-1主軸箱體零件產(chǎn)品的特點，分析其產(chǎn)品機械加工工藝，確定工藝路線，制定了工藝流程，進行工藝方案設計，包括定位基準的選擇、平面系和孔系的不同的加工方法、刀具材料的選取、工序切削參數(shù)選取、以及專用夾具設計的計算步驟等。加深對機械加工工藝方法的了解和掌握，將所學的機械加工知識與實際加工相結合，提高自我學習的專業(yè)職業(yè)素養(yǎng)。
本次設計課題目的主要是C620-1主軸箱體零件的工藝規(guī)程設計以及鉆、鏜專用夾具設計。其具體設計流程主要包括以下：
1.C620-1主軸箱體零件圖以及裝配圖繪制（利用CAD設計二維圖），并進行工藝性分析；
2.確定C620-1主軸箱體零件的毛坯類型以及制造方法；
3.綜合設計C620-1主軸箱體零件的加工工藝分析；
4.根據(jù)C620-1主軸箱體的加工步驟合理選擇或設計切削刀具；
5.根據(jù)以上合理選擇數(shù)值，進行計算其切削數(shù)值的可行性；
6.主要設計專用夾具設計（定位元件、夾緊元件、定位誤差、簡要操作等等）。?
2 零件的圖樣分析
2.1 C620-1的作用
C620-1主軸箱體零件如圖2.1主視圖及圖2.2側視圖所示，其主要作用是：C620-1主軸箱體零件是C620-1機器或部件的基礎零件，C620-1車床是將主電機傳來的旋轉運動機械能經(jīng)過車床構建的變速機構系統(tǒng)將C620-1主軸得到所需的正反兩種方向的移動，同時C620-1車床也會分出部分將機械能傳給絲杠運動，這樣一來就完成了C620-1車床工作運動。[1]在這運動中，它是將軸類零件、箱體類零件、套類零件、齒輪類零件等眾多零件組成一個C620-1車床組件。他們之間各自發(fā)揮不同的作用，其中主軸箱體零件是將機床中有關零件（例如軸、套、齒輪等）組成一個整體并且之間保持相對正確的位置上。且提供保護作用。因此C620-1主軸箱體是C620-1車床主傳動系統(tǒng)的關鍵零件、且C620-1主軸箱體零件的加工質量要求和技術要求都會影響到C620-1車床加工精度、性能以及使用壽命。[2]
圖2.1 C620-1主視圖
圖2.2 C620-1側視圖
2.2 C620-1主軸箱體的圖樣分析
在確定C620-1主軸箱體零件的工藝規(guī)程設計之前，需要著重于C620-1主軸箱體零件的工作圖樣，熟悉該零件的用途，性能以及其工作要求。而且要注意到C620-1主軸箱體零件整體的粗糙度、形位公差等位置度、形狀度等要求。這些都關乎到C620-1主軸箱體零件制定工藝規(guī)程及夾具設計過程方方面面。
上述描述圖2.1主視圖及圖2.2側視圖所示，此類零件形狀和尺寸屬于箱體類零件，其中主要結構是孔系、平面系、螺紋系等系列。結構構造非常復雜，材料圖中給出此零件牌號是HT200，也屬于本文灰鑄鐵的范疇。且加工精度要求也很高，具體表現(xiàn)如下：
1.粗糙度要求：
主軸箱體的下平面的粗糙度為去除材料的方式得到的3.2μm；上平面的粗糙度為去除材料的方式得到的3.2μm。前、后兩端面的粗糙度為去除材料的方式得到的1.6μm。左端表面粗糙度為去除材料方式得到的0.8μm（其中斜面的粗糙度為6.3μm）。內孔φ85孔壁的粗糙度去除材料的方式得到的1.6μm，其余的平面系孔系的粗糙度各自分別為去除材料的方式得到的0.8μm、1.6μm、3.2μm、6.3μm等。由此來看加工精度較高。[3]
2.形位公差要求：
右端面的相對于整體有平面度的要求，其公差為0.1mm；內孔φ130的相對于箱體零件圓柱度有一定的位置度要求，其公差為0.008mm；內孔φ140過渡與內孔φ130之間有同軸度的要求，且其中公差為 不超過φ0.02mm。其余的形位公差的具體要求在附錄一一標明，且其中針對專用夾具設計的位置度的公差需要有所根據(jù)。
2.3 工藝分析
本文的C620-1主軸箱體零件的結構工藝性分析是指在滿足C620-1主軸箱體零件的使用性能和能保質保量在工作環(huán)境的前提下，是否能以高的生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本快速而方便的加工出來的特性。其主要內容如下：
1.C620-1主軸箱體零件內孔結構比較簡單、沿著軸線相當對稱。且所有內孔的軸線都與各自的端面垂直。
2.C620-1主軸箱體零件的平面系列以及內孔系列結構比較復雜，但是其底面以及其他的端面適合定位，必要時可選擇內孔輔助定位。因此只要定位得當，加工難度就會變得降低，有利于降低生產(chǎn)成本，減少定位基準的誤差。
3.C620-1主軸箱體零件各內孔適合排屑方便。
4.C620-1主軸箱體零件作為C620-1車床主傳動系統(tǒng)的主要支承零件，上述大小不同內孔彼此之間具有一定的位置度要求。且在以下的毛坯的要求，有的內孔需要鑄出保持一定的要求，有的零件不鑄出但留有余量。因此這些都需要很高的精度的控制。當然在保證孔系和平面系之間相互位置精度。應根據(jù)專用夾具設計的鉆孔、鏜孔來決定的。
5.其主要加工面是進行表面加工、孔加工、鉆孔、攻絲，孔的精度要求高。該零件年生產(chǎn)屬小批量生產(chǎn)，設計加工零件所需要的專用夾具是為了提高勞動效率、降低成本。
3 零件的工藝規(guī)程設計
3.1 確定毛坯的制造形式
3.1.1 選擇毛坯的因素
零件材料的工藝特性和力學性能大致決定了毛坯的種類。例如鑄鐵零件用鑄造毛坯；鋼質零件當形狀較簡單且力學性能要求不高時常用棒料，對于材質是屬于鋼類的毛坯，為了獲取優(yōu)越的機械性能、具備良好的強度和剛度等條件下，應選用鍛造（個別鋼類可采用鑄造的方式例如鑄鋼），當毛坯的結構上形狀比較復雜，而且對力學性能要求較低時用選擇鑄鋼類型；有色金屬材料的毛坯（例如鋁合金等）毛坯，通常選用的是鑄造毛坯，如果形狀是圓柱體，可選擇棒料（或下料），形狀是板類構造可選擇為型材。[4]
3.1.2 C620-1主軸箱體零件的材料和機械性能分析
1． 由于C620-1主軸箱體零件除內孔外，大部分的加工表面加工精度高，且加工表面的鑄造剛性比較差且強度比較差強人意。因此C620-1主軸箱體零件需要經(jīng)過幾次加工才能達到圖紙加工要求。
2． 為了使金屬容易加工和切削以及減少工序數(shù)目，箱體鑄件外形應力求簡單、平直的對稱，避免箱體鑄件截面間差別過大難以加工，避免在有薄壁、高臺、高筋等加工表面加工，因為加工容易破壞零件的剛性和強度，增加廢品率的產(chǎn)生。
3． 箱體零件的切削加工中應避免深度過高孔或多孔等加工方法。
4． 箱體鑄件的整體結構應力求簡單。
5． 盡量使箱體鑄件的工藝基準以設計基準相一致。
6． 選擇合適的工藝基準便于裝夾、加工和檢查。
7． 考慮到本文的成本和加工難度需要結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通工藝設備和標準刀具進行加工。
因此可供選擇的鑄件的毛坯材料有很多，例如：鑄鐵類：HT200、HT150、HT250、Q235等，鋼類：ZG25等。一般來說，制造主軸箱體的材料是鑄鐵類零件，由于主軸箱體的一般選擇用的是灰口鑄鐵。雖然近年來一部分主軸箱體開始選用鑄鋼類零件，但是鑄鐵還是比較適合主軸箱體類零件的加工。
牌號HT200鑄鐵的硬度為200HBS，其中，它的被切削性能和抗振性非常優(yōu)越，而且最重要的選擇因素是鑄造工藝性是非常優(yōu)越的。上述C620-1主軸箱體結構比較復雜，因此鑄造工藝性加工的話，可以提高零件的產(chǎn)品產(chǎn)量和工作效率。而且價格比鋼鐵材質便宜。成本低廉。這么多的優(yōu)勢最終選擇為綜合選擇確定牌號HT200灰鑄鐵作為主軸箱體類零件的材質。
3.1.3 選擇毛坯的制造形式
由于此零件的結構形狀屬于薄壁箱體類零件，因此無法使用砂型制造，且砂型制造并不能達到圖紙的非加工表面的粗糙度。因此選擇其他的制造方法有模具制造以及焊接制造。其中毛坯的大部分采用的是鑄件，其尺寸和重量都很大，因此模具制造并不適合此類的加工方法。因此選擇焊接制造方法。焊接結構可以采取用小型的鑄造設備鑄造出大型C620-1主軸箱體毛坯。這樣一來可以解決鑄造設備的性能不達標以及生產(chǎn)能力不足。還可以減輕機床加工的負荷。在針對C620-1主軸箱體進行機床切削加工之前，為了消除毛坯的內應力，因此需要在針對C620-1主軸箱體鑄造出來的毛坯進行時效處理。
由于采用小批小量生產(chǎn)類型。根據(jù)C620-1主軸箱體零件主要的加工表面的粗糙度查參考文獻《機械制造工藝簡明手冊》確定各表面加工余量。[5]
3.2 定位基準的選擇
根據(jù)C620-1主軸箱體零件圖選好C620-1主軸箱體在夾具的定位基準，可以提高定位基準和減少定位誤差的超出。因此有效的定位基準可以提高工作效率和產(chǎn)品產(chǎn)量的增加。減少資源的浪費。
基準一共有粗基準、精基準兩種設計基準。前者是用未加工過的毛坯表面作為定位基準（一般是第一道工序為粗基準）；后者是已經(jīng)加工過的毛坯表面。除此之外，還有輔助基準。輔助基準是輔助定位不加工毛坯表面，但是本身并不占有一定的自由度。不過文本并不需要輔助基準。
選擇定位基準要遵循基準重合原則，即力求沒計基準、工藝基準和定位基準保持統(tǒng)一，這樣做可以減少兩個定位基準不能重合產(chǎn)生的一些誤差的計算量，并且還能減少夾具的裝夾次數(shù)。
要求設計的夾具要結構簡單。但是精基準和粗基準在實際定位過程中一般往往出現(xiàn)互相矛盾的主要情況，不得盡善盡美，所以應該從加工技術角度和經(jīng)濟成本角度的兩方面來進行合理性、科學性的分析，抓住他們之間的矛盾，進行擇選粗基準和精基準。
3.2.1 粗基準的選擇
選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量， 使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時應考慮下列原則。
（1）選擇重要表面為粗基準。
（2）為保證不加工表面與加工表面間的位置精度，一般選擇始終不加工表面作粗基準。
（3）若零件上有不少不加工表面，則應選擇其中與加工表面位置精度要求高的表面（或公差小的表面）作粗基準。
（4）若工件上各表面均需加工，為保證各加工表面都有足夠的余量，應選擇毛坯上余量最小的表面作粗基準。
（5）粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。
根據(jù)零件生產(chǎn)綱領和鑄造方式的不同，主要是實現(xiàn)以C620-1主軸箱體零件當中的主軸孔作為粗基準的工件安裝方式也不一樣。倘若是采取大批大量生產(chǎn)零件的加工，由于毛坯的加工精度較高，因此可以選擇C620-1主軸箱體零件的重要內孔在專用夾具上進行有效的定位，因此工件會安裝迅速。則單件、小批及中批中量生產(chǎn)時，如果采取上述的主軸孔定位的話，會容易造成主軸箱體零件的外輪廓加工偏斜，甚至會導致加工余量的不足。因此選擇第一道工序采用劃線找正，然后以C620-1主軸箱體零件主軸孔及中心線為粗基準，且需要劃線找正及時對主軸孔的加工余量及時調整。但加工余量不必均勻。
3.2.2 精基準的選擇
1.“基準重合”原則：一般情況下是經(jīng)過二次加工（精加工）后的表面或孔，其中可供選擇的加工表面或孔有很多。其中，要確定的就是設計基準可以作為定位基準，盡量避免誤差結果過大。這樣的好處是可以避免基準不重合引起的誤差分析。
2.“基準統(tǒng)一”原則：盡量選擇C620-1主軸箱體零件的同一個定位基準面，防止更換定位基準產(chǎn)生的定位誤差過大。是同樣的條件下，在被加工零件的同一個定位基準加工表面加工最多的加工表面或孔。這樣可以減少基準的換算以及可以保證彼此之間的位置精度要求。
3.“自為基準”原則：盡量選擇C620-1主軸箱體零件的精加工表面作為基準面。
4.“互為基準”原則：當C620-1主軸箱體零件的兩個加工表面相互位置精度、形位公差之間的聯(lián)系及自身形狀大小結構、尺寸精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。
該零件以底面和前、后（或左、右）端面定位基準，C620-1主軸箱體上的裝配基準為平面，而它們又是C620-1上其他要素的設計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高C620-1主軸箱體上各主要表面的相互位置精度。底面和左端面。
3.3 擬定工藝路線
3.3.1 加工方法的選擇
1.加工余量的方法：合理確定加工余量，是對加工質量和提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本具有重要意義。
2.選擇合理的加工步驟：分析平面或內孔等，分析需要用什么方法加工。例如粗、精鏜φ32, φ30,φ25孔，可以看出此內孔加工精度要求高，因此選擇粗鏜、精鏜一系列加工達到圖紙要求。倘若選擇鉆孔的話，內孔過大且不適合定位，且加工精度不一定能滿足圖紙要求。
3.選擇刀具：刀具的材質或直徑、大小等，都會影響加工工藝。例如加工內孔φ40，高速鋼麻花鉆加工內孔，其刀具材質不適合加工，因為容易折斷等。但換上硬質合金刀具適合加工。根據(jù)不同的情況合理選擇刀具，防止刀具過早折斷等問題，影響加工效率以及提高加工成本等我問題。
3.3.2 工序合理的組合
3.3.2.1 確定工序的集合與分散
工序的合理組合關系到C620-1主軸箱體零件的生產(chǎn)綱領以及各自加工平面系、孔系的結構特點以及技術加工精度要求進行分析，以此為基礎確定加工工藝路線的工序數(shù)目以及工序的分散還是集合。
3.3.2.2 由于零件結構繁雜，故采取工序集中的階段。
工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工的內容多。與之對應的是工序分散。
工序集中特點：減少了設備的數(shù)量等
工序集中有以下特點：
（1）采用高效率專用設備和工藝設備，大大提高了生產(chǎn)率。
（2）減少了設備的數(shù)量，相應地也減少了操作工人和生產(chǎn)面積。
（3）減少了工序的裝夾次數(shù)。工件在一次裝夾中可加工多個表面，有利于保證這些表面之間的相互位置精度。減少裝夾次數(shù)，也可減少裝夾所造成的誤差。
（4）減少工序數(shù)目，縮短了工藝路線，也簡化了生產(chǎn)計劃和組織工作。
（5）縮短了加工時間，減少了運輸工作量，因而縮短了生產(chǎn)周期。
（6）專用設備和工藝裝備較復雜，生產(chǎn)準備周期長，更換產(chǎn)品較困難。。
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(chǎn)。
3.3.3 安排加工順序
3.3.1.1 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：
（1）粗加工階段
粗加工階段是為了去除大部分得我切削金屬層，是為后續(xù)的精加工工序創(chuàng)造足夠的余量，而且提供半精加工階段、精加工的階段提供精確的定位基準。有利于減少基準的轉角（或移動）誤差的。而且在粗加工階段完成時，可以測量發(fā)現(xiàn)毛坯表面系或孔系是否存在裂紋等缺陷故障，有利于減少資源的浪費以及基本工時的浪費。而且在粗加工階段，夾具裝夾的夾緊力大，很容易對定位表面造成應力的變化以及變形的傷害，因此平面系和孔系的加工精度低。
（2）半精加工階段
半精加工的階段是完成次要（第二級別）的加工表面（平面系或孔系）的精加工做準備。且進一步切削余量保證留有精加工階段切除的余量。設計這個加工階段的好處是可以減少因切削力和夾緊力造成的鑄件內應力以及基準定位移動（或轉角）誤差。
（3）精加工階段
精加工階段是在粗加工階段和半精加工的階段上切除剩余的金屬層余量。這樣可以減少切削力對加工表面的破壞且其中的粗糙度、形狀位置幾何精度的要求也會達到圖紙的要求。此外，需要將精加工階段排后，這樣可以精加工平面系、孔系的損傷。有利于提高加工精度要求。最重要的就是能夠保證零件的精加工表面的質量要求能夠達到圖紙加工的需求。
（4）光整加工階段
光整加工階段主要加工的方法是刨、磨等加工方法，目的是需要進一步提高加工質量的要求，即提高加工精度要求和降低粗糙度（一般是IT7級以下）要求。
3.3.1.2 總結劃分加工階段：
（1）粗加工階段——盡快切除一定余量——提供定位基準。
（2）半精加工階段——切除進一步的切削余量——減少對表面的破壞。
（3）精加工階段——切削剩余的余量——保證加工表面的精度質量要求。
（4）光加工階段——個別高精度要求加工表面最后的切削余量——保證精度等級。
3.3.4 擬定加工工藝路線
由上述技術要求和粗糙度以及定位基準等條件進行合理的分析，該C620-1主軸箱體零件的主要加工表面是孔系、平面系。以下專用夾具設計主要加工的是夾具設計。一般情況下，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C620-1主軸箱體零件來說，確?？紫岛推矫嫦翟诩庸み^程中保持著加工尺寸精度要求及他們彼此之間的位置精度要求。
加工方案的選擇主要考慮上述零件結構工藝性分析，主要是綜合選擇加工工藝裝備（機床、刀具、冷卻液、夾具等等），然后考慮被加工的零件加工表面和孔系的加工精度和定位基準等等。合理設計以下初擬兩種關于C620-1主軸箱體的加工工藝路線方案，并進行分析和選擇。
表3.1 工藝路線方案一
工序號
工序內容
10
鑄造,清理
20
粗銑C620-1箱體底平面
30
銑削C620-1箱體頂部平面，保證尺寸及粗糙度要求
40
精銑C620-1箱體底平面，保證尺寸及粗糙度要求
50
銑底部凸臺32X40側面
60
銑底部凸臺3X3退刀槽
70
鉆底面2-φ17, 鉆底面2-M16, 锪平φ32
80
以底平面和底面任意2孔為基準，粗銑前后側面
90
以底平面和底面任意2孔為基準，粗銑左右側面
100
粗、精銑88X392的臺階面
110
銑10度的斜面
120
以底平面和底面任意2孔為基準，粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
130
以底平面和底面任意2孔為基準，半精鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
140
以底平面和底面任意2孔為基準，精鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
150
粗、精鏜φ32, φ30,φ25孔
160
粗、精鏜φ130, φ90,φ62孔
170
鉆前端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
180
鉆后端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
190
鉆左端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
200
鉆右端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
210
粗、精銑頂部平面油槽
220
鉆頂部平面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
230
底平面螺紋孔2XM16進行攻絲
240
鉆底部凸臺螺紋孔2XM10進行攻絲
250
去毛刺
260
檢驗入庫
表3.2 工藝路線方案二
工序號
工序內容
10
鑄造,清理
20
時效處理
30
對零件的軸線及以主軸孔為基準畫加工面的線，了解各道工序加工要求及加工余量
40
按線找正粗銑C620-1箱體底平面
50
銑削C620-1箱體頂部平面，保證尺寸及粗糙度要求
60
精銑C620-1箱體底平面，保證尺寸及粗糙度要求
70
銑底部凸臺32X40側面
80
銑底部凸臺3X3退刀槽
90
鉆底面2-φ17, 鉆底面2-M16底孔, 锪平φ32
100
以底平面和底面任意2孔為基準，粗、精銑前后側面
110
以底平面和底面任意2孔為基準，粗、精銑左右側面
120
粗、精銑88X392的臺階面
130
銑10度的斜面
140
以底平面和底面任意2孔為基準，粗鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
150
以底平面和底面任意2孔為基準，半精鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
160
以底平面和底面任意2孔為基準，精鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
170
粗、精鏜φ32, φ30,φ25孔
180
粗、精鏜φ130, φ90,φ62孔
190
鉆前端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
200
鉆后端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
210
鉆左端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
220
鉆右端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
230
粗、精銑頂部平面油槽
240
鉆頂部平面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
250
底平面螺紋孔2XM16進行攻絲
260
鉆底部凸臺螺紋孔2XM10進行攻絲
270
去毛刺
280
檢驗入庫
方案一和方案二的相同點都是將鏜孔的加工階段，例如（粗鏜、半精鏜、精鏜）分開進行切削加工，可以做到粗精分開的原則，可以做到上述避免粗精不分造成工件加工表面的應力不能釋放造成零件的加工表面的傷害。
不同點是方案一相比方案二缺乏時效處理以及劃線找正處理。上述此零件需要時效處理，由于是焊接鑄造形成的零件毛坯充滿了內應力，但是不經(jīng)過時效處理，里面的內應力無法釋放，造成加工表面的傷害。因此設計時效處理是有必要的。
裝夾的方式是因為需要劃線找正的方式作為基準，其各道工序的加工要求以及加工余量的確定都需要有零件的加工方法。沒有劃線找正的話，在如此尺寸較大且結構復雜的零件的加工很容易加工錯誤，而且也需要能力較高的工作人員進行加工。綜上選擇方案二作為C620-1主軸箱體零件的加工工藝路線。
表3.3 C620-1主軸箱體零件的加工工藝路線
工序號
工序內容
10
鑄造,清理
20
時效處理
30
對零件的軸線及以主軸孔為基準畫加工面的線，了解各道工序加工要求及加工余量
40
按線找正粗銑C620-1箱體底平面
50
銑削C620-1箱體頂部平面，保證尺寸及粗糙度要求
60
精銑C620-1箱體底平面，保證尺寸及粗糙度要求
70
銑底部凸臺32X40側面
80
銑底部凸臺3X3退刀槽
90
鉆底面2-φ17, 鉆底面2-M16, 锪平φ32
100
以底平面和底面任意2孔為基準，粗、精銑前后側面
110
以底平面和底面任意2孔為基準，粗、精銑左右側面
120
粗、精銑88X392的臺階面
130
銑10度的斜面
140
以底平面和底面任意2孔為基準，粗鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
150
以底平面和底面任意2孔為基準，半精鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
160
以底平面和底面任意2孔為基準，精鏜粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
170
粗、精鏜φ32, φ30,φ25孔
180
粗、精鏜φ130, φ90,φ62孔
190
鉆前端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
200
鉆后端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
210
鉆左端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
220
鉆右端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
230
粗、精銑頂部平面油槽
240
鉆頂部平面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
250
底平面螺紋孔2XM16進行攻絲
260
鉆底部凸臺螺紋孔2XM10進行攻絲
270
去毛刺
280
檢驗入庫
3.4 機床、工藝裝備的選擇
3.4.1 機床的選擇
（1）銑削加工設備：型號為X52K的立式銑床（針對工序40-60、230號）、型號為X6132的臥式銑床（針對工70、80、120、130號）、型號為X63的臥式銑床（針對工序100-110號）。
（2）鉆削加工設備：型號為Z525的立式鉆床（針對工序90、240-260號）和型號為Z300的組合鉆床（針對工序190-220號）。
（3）鏜削加工設備：型號為T612的臥式鏜床（針對工序140-180號）。
3.4.2 量具的選擇
主要選擇0-200mm游標卡尺，可以符合其測量的要求。
是能測量被加工工件的長度尺寸、內外徑尺寸、深度尺寸以及各自的加工精度要求，可以精確到0.02mm的誤差范圍。是一個廣泛使用還相對比較可靠的量具。其中測量工具——游標卡尺的結構上主要是從主尺主零件和附在主尺上能滑動的游標零部件構成的。其中游標卡尺是有深度尺配件的，并與游標卡尺主尺連接在一起的，因此可以測量被加工件的內槽和圓筒等的深度。其中具體測量的范圍主要表現(xiàn)以下四個方面：
（1）可測量被加工的工件長度和寬度、高度等；
（2）可測量被加工的工件的外圓弧以及外直徑等；
（3）可測量被加工的工件的內圓弧以及內孔（筒等形狀）的直徑等；
（4）可測量被加工的工件槽（或筒、或孔等）的深度。
3.4.3 夾具的選擇
能方便地讓工件在機床上定位、夾緊和引導刀具工藝裝備，稱為夾具。其中主要選擇的是專用型夾具。
專用型夾具適合中、小批量生產(chǎn)，而且具有強烈的針對性，以及提高勞動生產(chǎn)率、并獲得較高的加工精度。缺點是更換專用夾具時間長，而且不通用。
3.4.4 刀具的選擇
刀具選擇關系到機床對被切削工件進行加工的主要工藝裝備之一。其中刀具的材質、刀具的型號、刀柄的長短等等都會影響被切削的工件加工表面。近年來陶瓷材質、可轉位、復合型等等刀具異軍突起，這些都有利于切削被切削加工件。但是在性價比上還是比高速鋼、硬質合金等材質的刀具稍遜一籌。因此各有各的優(yōu)劣。應根據(jù)被切削加工工件的過程中合理的選擇刀具。
3.4.5 冷卻液的選擇
冷卻液的種類有很多，主要是對硬質合金材質的刀具進行冷卻，避免水冷卻造成刀具壽命縮短以及該工件切削層的裂痕。綜合選擇為價格便宜和性能比較好的乳化液作為冷卻液適合大部分硬質合金材質的刀具進行切削。
3.5 切削用量及工時定額的確定
1 工序40-粗銑C620-1箱體底平面
選擇刀具：查《機械加工工藝師手冊》表1.2-14選擇硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=2mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.1)
確定切削速度：，擇選=80m/min
換算成主軸轉速則110mm
(3.2)
相近的轉速為235r/min。
換算成實際切削速度：
81m/min (3.3)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為2
切入長度，切出長度是，取，
(3.4)
則有：
2.8min (3.5)
2 工序50-銑削C620-1箱體頂部平面，保證尺寸及粗糙度要求
選擇刀具：硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=2mm
確定每轉進給量：，
確定進給量：
(3.6)
確定切削速度：，擇選=80m/min
換算成主軸轉速則130mm
(3.7)
相近的轉速為190r/min。
換算成實際切削速度：78m/min (3.8)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為3
切入長度，切出長度是，取，
(3.9)
則有：
8.4min (3.10)
3 工序60-精銑C620-1箱體底平面，保證尺寸及粗糙度要求
選擇刀具：硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，細齒
切削深度：=1mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.11)
確定切削速度：，擇選=120m/min
換算成主軸轉速則110mm
(3.12)
相近的轉速為375r/min。
換算成實際切削速度：
130m/min (3.13)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為2
切入長度，切出長度是，取，
(3.14)
則有：
1.95min (3.15)
4 工序70-銑底部凸臺32X40側面
選擇刀具：硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=2mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.16)
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉速則50mm
(3.17)
相近的轉速為400r/min。
換算成實際切削速度：
62.8m/min (3.18)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
(3.19)
則有：0.19min
5 工序80-銑底部凸臺3X3退刀槽
選擇刀具：高速鋼材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=3mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.20)
確定切削速度：，擇選=18m/min
換算成主軸轉速則10mm
(3.21)
相近的轉速為510r/min。
換算成實際切削速度：
16m/min (3.22)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
(3.23)
則有：
0.07min (3.24)
6 工序90-鉆底面2-φ17, 鉆底面2-M16, 锪平φ32
這里主要是加工內孔2-φ17
選擇刀具：麻花鉆，
切削深度：
確定進給量：，擇選
=0.22mm/r (3.25)
確定切削速度：，擇選=20m/min
換算成主軸轉速
(3.26)
相近的轉速為392r/min。
換算成實際切削速度：
(3.27)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為2
切入長度，切出長度是，取，
則有：
0.96min (3.28)
7 工序100-以底平面和底面任意2孔為基準，粗銑前后側面
選擇刀具：硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=2mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.29)
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉速則120mm
(3.30)
相近的轉速為235r/min。
換算成實際切削速度：
88.5m/min (3.31)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為5
切入長度，切出長度是，取，
(3.32)
則有：
5.5min (3.33)
8 工序110-以底平面和底面任意2孔為基準，粗銑左右側面
選擇刀具：硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=2mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.34)
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉速則120mm
(3.35)
相近的轉速為235r/min。
換算成實際切削速度：
88.5m/min (3.36)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為5
切入長度，切出長度是，取，
(3.37)
則有：
7.1min (3.38)
9 工序120-粗、精銑88X392的臺階面
這里計算粗銑88X392的臺階面，選擇刀具：硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=2mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.39)
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉速則100mm
(3.40)
相近的轉速為300r/min。
換算成實際切削速度：94.2m/min
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
(3.41)
則有：
0.85min (3.42)
10 工序130-銑10度的斜面
選擇刀具：硬質合金材質的面銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=2mm
確定每轉進給量：，
確定進給量：
(3.43)
確定切削速度：，擇選=90m/min
換算成主軸轉速則80mm
(3.44)
相近的轉速為350r/min。
換算成實際切削速度：
88m/min (3.45)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取， (3.46)
則有：
1.27min (3.47)
11 工序140-以底平面和底面任意2孔為基準，粗鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
這里加工粗鏜φ72，則選擇刀具：硬質合金材質的鏜刀，
切削深度：
確定進給量：，擇選
=0.5mm/r (3.48)
確定切削速度：，擇選=50m/min
換算成主軸轉速
(3.49)
相近的轉速為220r/min。
換算成實際切削速度：
(3.50)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
則有：
0.46min (3.51)
12 工序150-以底平面和底面任意2孔為基準，半精鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
這里加工半精鏜φ72，則選擇刀具：硬質合金材質的鏜刀，
切削深度：
確定進給量：，擇選=0.3mm/r，
確定切削速度：，擇選=65m/min
換算成主軸轉速
(3.52)
相近的轉速為300r/min。
換算成實際切削速度：
(3.53)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
則有：
0.57min (3.54)
13 工序160-以底平面和底面任意2孔為基準，精鏜φ140, φ90,φ72,φ62，φ30孔
這里加工精鏜φ72，則選擇刀具：硬質合金材質的鏜刀，
切削深度：
確定進給量：，擇選=0.2mm/r，
確定切削速度：，擇選=80m/min
換算成主軸轉速
(3.55)
相近的轉速為360r/min。
換算成實際切削速度：
(3.56)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
則有：
0.71min (3.57)
14 工序170-粗、精鏜φ32, φ30,φ25孔
這里加工粗鏜φ32，則選擇刀具：硬質合金材質的鏜刀，
切削深度：
確定進給量：，擇選=0.5mm/r，
確定切削速度：，擇選=50m/min
換算成主軸轉速
(3.58)
相近的轉速為350r/min。
換算成實際切削速度：
(3.59)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
則有：
0.11min (3.60)
15 工序180-粗、精鏜φ130, φ90,φ62孔
這里加工粗鏜φ90，則選擇刀具：硬質合金材質的鏜刀，
切削深度：
確定進給量：，擇選=0.5mm/r，
確定切削速度：，擇選=60m/min
換算成主軸轉速
(3.61)
相近的轉速為220r/min。
換算成實際切削速度：
(3.62)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
則有：
0.63min (3.63)
16 工序190-鉆前端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
這里主要是加工-01攻4-M10攻深20，則選擇刀具：高速鋼材質的麻花鉆，
切削深度：
確定進給量（等于螺距）：
確定切削速度：
=10.8m/min (3.64)
換算成主軸轉速
(3.65)
相近的轉速為272r/min。
換算成實際切削速度：
基本工時：
孔深，切入長度，，取，，取，為絲錐或工件回程的每分鐘轉數(shù) r/min ，取，，
(3.66)
17 工序200-鉆后端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
這里主要是加工-01攻鉆4-M8攻深25，則選擇刀具：高速鋼材質的麻花鉆，
切削深度：
確定進給量：擇選=0.13mm/r，
確定切削速度：，擇選
=10m/min (3.67)
換算成主軸轉速
(3.68)
相近的轉速為500r/min。
換算成實際切削速度：
(3.65)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為4
切入長度，切出長度是，取，
則有：
2.03min (3.69)
18 工序210-鉆左端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
這里主要是加工鉆2-M30鉆深20，則選擇刀具：高速鋼材質的麻花鉆，
確定進給量：擇選=0.36mm/r，
確定切削速度：，擇選
=18m/min (3.70)
換算成主軸轉速
相近的轉速195r/min。
換算成實際切削速度：
(3.71)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為2
切入長度，切出長度是，取，
則有：
1.05min (3.72)
19 工序220-鉆右端面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
這里主要是加工鉆φ22鉆透，則選擇刀具：高速鋼材質的麻花鉆，
切削深度：
確定進給量：擇選=0.22mm/r，
確定切削速度：，擇選=18m/min
換算成主軸轉速
(3.73)
相近的轉速為200r/min。
換算成實際切削速度：
(3.74)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
則有：
0.88min (3.75)
20 工序230-粗、精銑頂部平面油槽
這里計算粗銑選擇刀具：高速鋼材質的銑刀，，齒數(shù)，粗齒
切削深度：=5mm
確定每轉進給量：，
確定進給量
： (3.76)
確定切削速度：，擇選=15m/min
換算成主軸轉速則4mm
(3.77)
相近的轉速為1120r/min。
換算成實際切削速度：
14.1m/min (3.78)
基本工時：被切削長度，進給次數(shù)為1
切入長度，切出長度是，取，
(3.79)
則有：
2.86min (3.80)
21 工序240-鉆頂部平面各個小孔,螺紋孔進行攻絲
這里主要是加工頂部平面4×M10螺紋孔深25，選擇刀具：高速鋼材質的麻花鉆，
切削深度：
確定進給量：，擇選=0.13mm/r，
確定切削速度：，擇選=12m/min
換算成主軸轉速
(3.81)
相近的轉速為545r/min。
換算成實際切削速度：
(3.82)
基本工時：孔深，進給次數(shù)為2
切入長度，切出長度是，取，
則有：
1.44min (3.83)
22 工序250-底平面螺紋孔2XM16進行攻絲
這里主要是加工鉆底平面螺紋孔2XM16，則選擇刀具：高速鋼材質的麻花鉆，
切削深度：
確定進給量：
確定切削速度：，擇選=18m/min
換算成主軸轉速
(3.84)
相近的轉速為392r/min。
換算成實際切削速度：
(3.8
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