裝配圖機床床鞍體加工工藝規(guī)程及其工裝夾具的設(shè)計

裝配圖機床床鞍體加工工藝規(guī)程及其工裝夾具的設(shè)計,裝配,機床,床鞍體,加工,工藝,規(guī)程,及其,工裝,夾具,設(shè)計 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 本文主要是對機床床鞍體加工工藝規(guī)程及其工裝夾具的設(shè)計。查閱相關(guān)資料，詳細(xì)了解該零件的結(jié)構(gòu)和功能。再根據(jù)零件圖分析其相關(guān)技術(shù)要求，使用材料的性能和零件的結(jié)構(gòu)工藝性。依據(jù)分析結(jié)果設(shè)計了零件的毛坯和機械加工工藝規(guī)程。毛坯的設(shè)計確定了毛坯的種類，毛坯的余量和公差，相關(guān)工藝要求。加工工藝規(guī)程制定了加工工藝路線，確定了各工序定位基準(zhǔn)和工序尺寸，并選擇了各工序所用機床、夾具、刀具和量具。最后，進行了切削用量和時間定額的計算。 設(shè)計了一種針對該零件370工序鉆孔的專用夾具。分析該工序加工孔的精度要求，結(jié)合零件具體結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，提出了該夾具的總體方案。分別對夾具的定位裝置，夾緊裝置，引刀裝置和其它特殊結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計。并進行了定位誤差和夾緊力的計算。 關(guān)鍵詞：機械加工；機床床鞍體；機械加工工藝規(guī)程；夾具  Abstract The main contentof the article is design of processing technology and fixture for machining on saddle. The structure and function of the part is understood by referring to relevant information.The design of blank and processing technology was based on the result of analyzing the technical requirements, material properties and structural machinability about the part. The blank design indicates the kind of blank, machining allowance and tolerances and the relevant process requirements.The processing technology shows machining process route, position basis and process size and machine tools, fixtures, tools, gauges for eachmachining process. Finally, the article accomplishes calculation of cutting parameters and cutting time. This paper presents a special fixture for borehole of 370 process. The overall scheme was presented by analyzing machining precision, structure and mass about the part. Then a detailed design for positioning device was made, the clamping device, tools guide device and other special structures.Location error and clamp force were calculated. Key words:Machining;Saddle;Processing technology;Fixture  目錄 1 緒論 1 1.1 課題的背景和意義 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.3 課題主要內(nèi)容 1 2 床鞍加工工藝規(guī)程 2 2.1零件圖工藝分析 2 2.1.1零件的作用 2 2.1.2 零件的技術(shù)條件分析 3 2.1.3 床鞍體零件材料及其切削加工性 4 2.1.4 零件熱處理 5 2.1.5 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 5 2.2 毛坯的設(shè)計 6 2.2.1 毛坯種類的確定 6 2.2.2 毛坯的工藝性要求 6 2.2.3 毛坯的余量和公差 7 2.3工藝規(guī)程的制定 9 2.3.1 工藝路線的制定 9 2.3.2 工藝路線的分析 15 2.3.3 工序尺寸的確定 18 2.3.4 機床、夾具、刀具、量具的選用 20 2.3.5 切削用量確定 21 2.3.6 時間定額計算 25 3 機床夾具設(shè)計 27 3.1 夾具方案的設(shè)計 27 3.2 夾具各組成部分的設(shè)計 28 3.2.1定位裝置設(shè)計 28 3.2.2 夾緊裝置設(shè)計 29 3.2.3 削邊心軸伸縮裝置設(shè)計 30 3.2.4引刀裝置設(shè)計 31 3.2.5鉆模板翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計 31 3.2.6夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計 33 3.3 夾具操作說明 34 3.4 夾具的定位誤差 35 3.5 夾緊力計算 35 3.5.1 鉆削力計算 35 3.5.2 夾緊力計算 36 3.5.3 夾緊裝置強度校核 36 4 工藝方案的經(jīng)濟分析 37 總結(jié) 38 致謝 39 參考文獻 40 附錄A： 41 附錄B: 51 IV 1 緒論 1.1 課題的背景和意義 制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的載體及使其轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)力的工具與橋梁。裝備制造業(yè)是一個國家綜合制造能力的集中體現(xiàn)，重大裝備研制能力是衡量一個國家工業(yè)化水平和綜合國力的重要標(biāo)準(zhǔn)。機床作為工業(yè)母機是機械制造裝備的重要組成部分，因此對組成機床零件的生產(chǎn)加工顯得尤為重要。 制造需通過工藝過程實現(xiàn)。機械加工工藝是利用機械加工的方法改變原材料的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全部過程。加工工藝貫穿著整個生產(chǎn)加工過程，對各工序的加工內(nèi)容及操作方法有明確規(guī)定，是工人進行零件加工的依據(jù)，指導(dǎo)和監(jiān)督著整個加工過程，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。本課題的主要任務(wù)是機床床鞍體加工工藝規(guī)程及工裝夾具設(shè)計。床鞍是臥式車床的關(guān)鍵零件之一， 該零件的加工精度直接影響成品車床縱向、橫向的進給精度，所以床鞍加工工藝的合理編制非常重要。 機床夾具是在金屬切削加工中用以準(zhǔn)確地確定工件的位置，并將其夾緊，從而保證工件與刀具間正確的相對位置的工藝裝備。使用夾具保證機械加工精度，提高生產(chǎn)率，擴大機床的工藝范圍，改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國在機械制造行業(yè)發(fā)展的歷史比較短，但隨著國外先進技術(shù)的引入，已經(jīng)有比較先進的工藝得到應(yīng)用。比如運用激光技術(shù)進行快速切割成型和激光熱處理技術(shù)。此外，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)自動化制造單元，可根據(jù)不同產(chǎn)品進行組合，如數(shù)控機床，自動物料輸送機。自動化生產(chǎn)線，可在較少人工間接或直接干預(yù)下實現(xiàn)零件的自動生產(chǎn)加工。自動化制造工廠，具有較高技術(shù)含量，可實現(xiàn)從原材料到產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)過程。高精密技術(shù)也在制造業(yè)中得到應(yīng)用，使研磨加工技術(shù)，超精密切削技術(shù)，微型機械迅速發(fā)展。制造技術(shù)向著高自動化，高效率，高質(zhì)量發(fā)展。 1.3 課題主要內(nèi)容 利用二維及三維軟件繪制床鞍的結(jié)構(gòu)，設(shè)計其毛坯圖，編制其機械加工工藝規(guī)程，設(shè)計其中重要一道工序的夾具和繪制夾具體零件圖，并結(jié)合文字說明使學(xué)生充分、綜合運用大學(xué)期間所學(xué)知識，完成復(fù)雜零件的工藝規(guī)程及工裝設(shè)計，為今后從事相關(guān)專業(yè)工作奠定綜合基礎(chǔ)。 2床鞍加工工藝規(guī)程 2.1零件圖工藝分析 床鞍體零件的三維模型如下圖： 圖2.1 床鞍體三維模型 2.1.1零件的作用 床鞍是機床的關(guān)鍵零件之一，是實現(xiàn)機床進給運動功能的主要零件，其精度直接影響機床的進給精度[2]。 其下端有4個精度較高平面和安裝孔對應(yīng)安裝4個滑塊，置于床身導(dǎo)軌之上。此外，在其下端左側(cè)有螺母座，用于安裝絲桿螺母副，用以驅(qū)動床鞍實現(xiàn)縱向的進給。在床鞍的上端加工有安裝導(dǎo)軌的平面，安裝導(dǎo)軌用以支撐工作臺沿導(dǎo)軌滑動，實現(xiàn)橫向進給，如下圖： 1.工作臺 2.滑塊導(dǎo)軌副 3.絲桿螺母副 4.床身 5.床鞍體 圖2.2 床鞍體工作圖 2.1.2 零件的技術(shù)條件分析 由零件圖可知，其多個表面需要加工，且要求加工質(zhì)量較高。此外，多個表面需要加工通孔、階梯孔和螺紋孔，具體情況如下： 1.零件的表面粗糙度 主視圖：左右臺階端面Ra=6.3; 左視圖：上端面Ra=1.6； 右端面Ra=1.6； 上側(cè)左端面Ra=3.2； 上側(cè)安裝滑塊凹槽的兩個側(cè)面Ra=3.2，凹槽底部Ra=1.6； 螺母座底部表面Ra=6.3； 螺母座內(nèi)回轉(zhuǎn)表面Ra=3.2，螺母座開口兩側(cè)面Ra=6.3； 下側(cè)滑塊斜楔安裝斜面Ra=1.6，底面Ra=6.3； 下側(cè)滑塊安裝凹槽底面及側(cè)面Ra=1.6； 下側(cè)凹槽旁邊突出表面Ra=3.2； 下端面Ra=3.2； A-A剖視圖：左右導(dǎo)軌安裝凹槽底面Ra=1.6，側(cè)面Ra=0.8； 左右斜楔安裝凹槽底面Ra=6.3，垂直側(cè)面Ra=6.3，傾斜側(cè)面Ra=1.6； 左右凸臺上表面Ra=3.2； 通孔內(nèi)表面Ra=12.5，沉孔底部Ra=6.3； B-B剖視圖：底部右側(cè)面Ra=6.3，及凸臺側(cè)面Ra=6.3； 中部左側(cè)凸臺上表面Ra=1.6； 上部左側(cè)凸臺上表面Ra=3.2； 仰視圖：兩側(cè)面Ra=3.2； P向視圖：螺母座右側(cè)Ra=6.3; 2.零件各表面間的位置精度 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線或面。本零件涉及位置精度的基準(zhǔn)如下： 基準(zhǔn)A：零件下側(cè)與滑塊上表面配合的表面。 基準(zhǔn)B：零件上側(cè)與導(dǎo)軌底面配合的表面。 基準(zhǔn)C：零件下側(cè)與滑塊側(cè)面配合的表面。 基準(zhǔn)D：零件下側(cè)螺母座軸線。 基準(zhǔn)F：零件上側(cè)與導(dǎo)軌側(cè)面配合的兩個表面中的靠左側(cè)面。 零件要求的位置精度如下： 基準(zhǔn)A與基準(zhǔn)B的平行度： 基準(zhǔn)C與基準(zhǔn)A的垂直度： 基準(zhǔn)F與基準(zhǔn)B，基準(zhǔn)C的垂直度： 零件上側(cè)與導(dǎo)軌配合的了兩個表面中的靠右側(cè)面與基準(zhǔn)F的平行度，與基準(zhǔn)B，C的垂直度; 螺母座外側(cè)表面與基準(zhǔn)F的平行度，與基準(zhǔn)A，C的垂直度： 零件中部凸臺表面與基準(zhǔn)B的平行度： 零件后側(cè)凸臺表面與基準(zhǔn)B的垂直度： 螺母座上8個M8的螺紋孔與基準(zhǔn)D的位置度： 2.1.3 床鞍體零件材料及其切削加工性 本零件采用的材料是HT300。鑄鐵的組織是由石墨和基體組成，基體可以是鐵素體、珠光體和珠光體+鐵素體?；w組織相當(dāng)于鋼的組織，因此鑄鐵的組織，可以看成是鋼基體上分布著石墨。石墨的形態(tài)、大小和多少對鑄鐵的力學(xué)性能有很大影響。 灰鑄鐵的石墨呈片狀，對基體起割裂的作用，灰鑄鐵的抗拉強度和塑性較低。由于石墨的存在使灰鑄鐵具有一些特殊的性能，由于石墨使切屑易斷，故灰鑄鐵有優(yōu)異的切削加工性能；石墨有良好的潤滑作用，并能儲存潤滑油，使灰鑄鐵有良好的耐磨性；石墨對振動的傳遞起消弱作用，使灰鑄鐵具有良好的減振性；鑄鐵的熔點較低，在凝固時有石墨析出，減少了鑄鐵體積的收縮，降低了鑄鐵中的內(nèi)應(yīng)力，灰鑄鐵具有很好的鑄造性能[3]。其性能及用途如表2.1所示。 表2.1 灰鑄鐵牌號、性能、特性及應(yīng)用（GB/T9439-1988） 牌號 抗拉強度 σb/MPa 硬度 HBS 特性 應(yīng)用 HT300 300 210～260 耐磨性、鑄造性、減振性較好 機床床身，發(fā)動機缸體，缸蓋 對于灰鑄鐵的加工，切削常采用YG類硬質(zhì)合金刀具，磨削采用黑色碳化硅磨料，硬度較軟磨具[4]。 2.1.4 零件熱處理 鑄件熱處理的一般方法有：鑄件整體熱處理、鑄件表面熱處理和鑄件化學(xué)熱處理等。整體熱處理是常用的一種熱處理方法，主要包括：退火、正火、淬火、回火、固溶處理和時效處理等。 本零件要求退火處理?；诣T鐵件采用低溫石墨化退火，可使部分滲碳體分解，最終得到鐵素體基或鐵素體加珠光體灰鑄鐵，改善鑄件的切削加工性，鑄鐵件的強度、硬度和耐磨性，去除零件的殘余應(yīng)力。本零件采用退火處理后，改善其切削加工性，降低了機械加工的難度，減少了零件的加工變形，有利于提高加工精度，降低加工成本[5]。 2.1.5 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.零件的鑄造工藝性 該零件各組成面排布規(guī)則，無特殊形狀表面，便于減少分型面、型芯、便于起模。零件底部加強肋厚度均勻，無突然變化尺寸，布局結(jié)構(gòu)對稱，避免了冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。非機械加工面無尖角，各處圓角大小合理。采用HT300材料，鑄造性能良好。 2.零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性 床鞍是機床的重要組成零件，機床作為“工業(yè)母機”，是制造機器的機器，因此該零件要求較高的加工精度。其下側(cè)與滑塊配合的側(cè)表面距螺母座孔中心的尺寸精度達到IT5級精度。此外，該零件對形狀和位置精度要求很高。比如，下側(cè)安裝滑塊平面的平面度要求為0.005，該平面與上側(cè)導(dǎo)軌安裝平面的平行度要求為0.008，精度要求很高，對加工裝備和加工工藝的編排提出更高要求。關(guān)于零件的表面粗糙度，除零件上側(cè)導(dǎo)軌安裝側(cè)面要求表面粗糙度值達到Ra0.8，需要磨削加工以外，其它加工表面粗糙度值都在Ra1.6以上，通過精加工即能夠達到要求。 零件下表面作為上下尺寸方向的設(shè)計基準(zhǔn)，同時也是重要的工藝基準(zhǔn)，在下表面的一側(cè)增加了兩個工藝凸臺。提高了工藝系統(tǒng)的剛度，使定位可靠，裝夾方便。完成加工后，通過銑削去除工藝凸臺。 零件各組成表面形狀簡單，加工表面只涉及矩形平面和回轉(zhuǎn)表面加工，無曲面和復(fù)雜平面。因此，使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具即能完成所有加工，加工成本降低。 零件整體形狀規(guī)則，同一尺寸方向的表面多為相互平行的表面，便于在加工過程中對零件進行裝夾。也有利于同時裝夾多個零件一次性加工，提高加工效率。 零件中間各凸臺以及兩側(cè)的臺階表面高度一致，可以減少刀具的調(diào)整和走刀次數(shù)，縮短加工時間。 多個表面需加工數(shù)量眾多的孔，多數(shù)為通孔，加工工藝性較好。各孔的位置精度多為IT12級，要求不高?？稍谝淮窝b夾中，完成一個尺寸方向上的孔加工。 3.零件結(jié)構(gòu)的熱處理工藝性 從零件的肋板布置，各處斷面形狀可知零件結(jié)構(gòu)對稱，截面均勻，尖角、銳邊較少。 綜上，該零件對尺寸、形狀、位置精度要求較高，但總體工藝性較好，通過普通設(shè)備，合理編排工藝能較好完成該零件的加工。 2.2 毛坯的設(shè)計 2.2.1 毛坯種類的確定 根據(jù)圖紙，零件使用材料為HT300，毛坯采用鑄造的方式獲得。鑄件具有良好的機械、物理性能。床鞍作為機床重要的組成零件，要求零件具有良好的綜合機械性能，鑄件能滿足其使用要求。 鑄造方法采用金屬型鑄造。該零件為成批生產(chǎn)，且要求精度加高。金屬鑄型可以重復(fù)使用，壽命長，能獲得較高尺寸精度和表面質(zhì)量，可減少加工余量。選用金屬型鑄造可降低生產(chǎn)成本[6]。 2.2.2 毛坯的工藝性要求 1.分型面的確定 兩半鑄型相互接觸的表面稱為分型面。為保證鑄件的尺寸精度，應(yīng)盡量使鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)，采用兩箱造型，使該鑄件只置于一個鑄型內(nèi)。為降低鑄型的高度，方便操作，使該鑄件最大尺寸方向水平放置。由于該件下側(cè)有螺母座孔需鑄造出，需放置型芯。為方便鑄造完成后取出鑄件，采用砂芯。且螺母座處，下側(cè)加強肋處壁厚較薄，為避免出現(xiàn)澆不足、氣孔、裂紋等缺陷，決定把有螺母座一側(cè)作為下箱放置，保證鑄造質(zhì)量。 綜上，選擇零件的上側(cè)表面作為分型面，上下兩箱造型。 2.鑄造圓角半徑 根據(jù)鑄造工藝的要求，鑄件各表面相交的轉(zhuǎn)角處都應(yīng)做成圓角。鑄造圓角可防止鑄件澆鑄時轉(zhuǎn)角處的落砂現(xiàn)象及避免金屬冷卻時產(chǎn)生縮孔和裂紋。適合的圓角半徑，對鑄件質(zhì)量，鑄件出模，提高鑄模壽命等方面都是有利的。 對于鑄造圓角分為鑄造內(nèi)圓角和鑄造外圓角。其大小值與過度表面的壁厚和鑄造材料有關(guān)。對于內(nèi)圓角在JB/ZQ4255-1997，外圓角在JB/ZQ4256-1997有明確規(guī)定，根據(jù)文獻[7]查取，該鑄件的圓角取R3～R5。 3.鑄造斜度 由于零件圖樣沒有設(shè)計合適起模斜度，不方便拔模。因此，鑄件需增加鑄造斜度。斜度大小原則是金屬的收縮阻力大時，斜度應(yīng)大；收縮量大和熔點高的合金，斜度應(yīng)大；鑄件需要拔模部分尺寸大時，斜度應(yīng)小，反之斜度應(yīng)大。 根據(jù)JB/ZQ4257-1986，結(jié)合鑄件尺寸，查閱文獻[7],取鑄造斜度為1:20，角度為3°。 4.技術(shù)要求及說明 根據(jù)上述三個條件及零件的要求，安排了毛胚的技術(shù)要求如下： （1）鑄造斜度為1:20。 （2）未注圓角R3～R5。 （3）鑄件組織應(yīng)細(xì)密、內(nèi)部無氣孔、砂眼、組織疏松等缺陷。 2.2.3 毛坯的余量和公差 鑄件的機械加工余量和尺寸公差可根據(jù)GB/T6414-1999確定。查閱文獻[8]。 1.毛坯余量的確定 鑄件機械加工余量的大小與鑄件材料、生產(chǎn)方法、尺寸大小和鑄件復(fù)雜程度有關(guān)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，要求機械加工余量適用于整個毛坯鑄件，該值應(yīng)根據(jù)最終機械加工后成品零件的最大輪廓尺寸和相應(yīng)的尺寸范圍選取。機械加工余量等級共10級，根據(jù)表2.2選取。 表2.2 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級（摘自GB/T6414-1999） 方法 要求的機械加工余量等級 鑄件材料 鑄鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 銅合金 鋅合金 輕金屬合金 鎳基合金 鈷基合金 金屬型 - D～F D～F D～F D～F D～F D～F - - 機械加工余量根據(jù)加工余量等級和零件最大輪廓尺寸在表2.3中選取。 表2.3 鑄件機械加工余量（摘自GB/T6414-1999）單位：mm 最大尺寸 要求的機械加工余量等級 大于 至 A B C D E F G H J K 630 1000 0.6 0.9 1.2 1.8 2.5 3.5 5 7 10 14 2.毛坯公差的確定 毛坯的尺寸精度越高，尺寸誤差就越小，但鑄件的成本也會隨之升高。因此，必須綜合考慮，既保證鑄件的質(zhì)量，又不過多增加成本。鑄件的尺寸公差等級可按照表2.4選取。鑄件材料為HT300，金屬型鑄造，CT值為8～10，取鑄件公差等級為CT9。 表2.4 成批和大量生產(chǎn)的鑄件尺寸公差等級（摘自GB/T6414-1999） 方法 公差等級CT 鑄件材料 鑄鋼 灰鑄鐵 可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 銅合金 輕金屬合金 金屬型鑄造 - 8～10 8～10 8～10 8～10 7～9 鑄件的尺寸公差可根據(jù)其尺寸公差等級和零件的外形輪廓尺寸按照表2.5選取。 表2.5 鑄件尺寸公差數(shù)值（摘自GB/T6414-1999）單位：mm 基本尺寸 大于 - 10 16 25 40 63 100 160 250 400 630 至 10 16 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 CT 9 1.5 1.6 1.7 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.6 4.0 3.毛坯尺寸的確定 毛坯的尺寸中，不涉及機械加工尺寸，由零件圖紙決定。對于機械加工尺寸需由零件圖尺寸加上機械加工余量值確定。詳細(xì)尺寸見毛坯圖。 2.3工藝規(guī)程的制定 2.3.1 工藝路線的制定 制定零件加工的工藝路線，其目的是保證零件的尺寸精度和位置精度。與此同時，要綜合考慮整個加工過程的經(jīng)濟效應(yīng)，以降低加工成本。 1.加工方法的選擇 加工方法的選擇原則[9]： （1）所選加工方法的加工經(jīng)濟精度范圍要與零件加工表面精度、粗糙度要求相適應(yīng)。 （2）保證加工表面的幾何形狀精度、表面相互位置精度的要求。 （3）與零件材料的可加工性相適應(yīng)。 （4）與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，大批量生產(chǎn)時，應(yīng)采用高效的機床設(shè)備和先進的加工方法。 根據(jù)以上原則選擇加工方法。該零件主要涉及平面、斜面、內(nèi)圓表面、孔和內(nèi)螺紋的加工。各表面所要求的加工精度及表面粗糙度在前文已經(jīng)說明。 對于平面加工，選擇銑削加工。一般情況下，粗銑和半精銑后精度等級能達到IT8～IT11，表面粗糙度值Ra12.5～3.2。精銑后精度等級能達到IT6～IT9，表面粗糙度Ra3.2～1.6。對于該零件其絕大多數(shù)平面的表面粗糙度在Ra1.6以上，通過精銑即能夠達到要求。但該零件對尺寸、形狀和位置精度要求很高，就以上的銑削加工精度無法達到。由于以上加工精度是針對普通機床而言的，對于數(shù)控機床的加工精度將高于普通機床，將滿足加工要求。而本次畢業(yè)設(shè)計主要是針對傳統(tǒng)工藝的訓(xùn)練，這里暫假設(shè)普通機床能滿足加工要求。 對于內(nèi)圓表面，該零件只涉及下側(cè)螺母座孔的加工。其表面粗糙度為Ra3.2，精度等級IT12。選用鏜削加工該內(nèi)圓表面。一般粗鏜和半精鏜能達到精度等級IT9～IT10，表面粗糙度Ra3.2～1.6，能滿足加工要求。 對于斜面加工，其表面粗糙度要求Ra1.6，精度等級IT9。為防止設(shè)計使用較復(fù)雜的夾具，選擇刨削加工。由粗刨、半精刨和精刨能達到精度等級IT7～IT9，表面粗糙度Ra6.3～1.6，能達到加工精度要求。 對于孔的加工，孔的直徑均在?15以下。精度等級為IT12，表面粗糙度Ra12.5。使用鉆床一次性鉆削即能達到加工要求。 對于螺紋加工，由機用絲錐通過鉆床加工，螺紋的精度由絲錐的精度保證。對精度要求較高的螺紋，其底孔可通過鉆、擴、鉸的方法加工，保證其底孔的精度，以保證螺紋的精度。 該零件的兩個組成平面表面粗糙度值為Ra0.8，選擇磨削加工，其能達表面粗糙度值Ra0.8～0.2。 2.加工階段的劃分 由于該零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工工序較多。合理劃分加工階段，可避免加工熱變形帶來的加工誤差；避免后續(xù)加工劃傷已加工表面；利于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，合理使用設(shè)備和技術(shù)工人[9]。 因此，把該零件的加工過程劃分為粗加工，半精加工，精加工和光整加工四個階段。其中粗加工階段精度要求不高，主要目的是去除工件表面大部分余量，取得較高的生產(chǎn)率；半精加工階段在熱處理之前，使零件各次要表面達到技術(shù)要求，如零件的兩側(cè)平面，和上側(cè)臺階平面，為工件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備；精加工階段使主要表面達到圖樣規(guī)定的技術(shù)要求，加工精度較高。如零件與滑塊、導(dǎo)軌的配合表面；光整加工階段主要是為了實現(xiàn)加工的高精度和低的表面粗糙度值，完成零件上側(cè)與導(dǎo)軌配合的兩個側(cè)面的加工，使其表面粗糙度值達到Ra0.8。 3.加工工序的劃分 在劃分工序時，需考慮在一道工序中包含加工內(nèi)容的多少。有工序集中和工序分散兩種情況。工序集中可在一次裝夾中加工多個表面，有利于保證零件各表面的位置精度，縮短輔助時間，同時減少機床和夾具的數(shù)量，簡化生產(chǎn)。工序分散使機床設(shè)備和工裝夾具比較簡單，能較快更換生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，且生產(chǎn)工人易于掌握技術(shù)，對工人技術(shù)水平要求較低[9]。 該零件屬于成批生產(chǎn)，為減少設(shè)備的投資和對操作工人的培訓(xùn)時間，劃分工序時，使工序盡量分散。 4.加工順序的安排 （1）先加工基準(zhǔn)表面，再加工其它表面。工藝路線開始安排的加工面應(yīng)該是選作定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)面，然后以精基準(zhǔn)定位，加工其它表面。對于該零件，在上下尺寸方向上，零件的設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)為下表面。因此，首先應(yīng)以上表面為粗基準(zhǔn)，加工下表面。在前后的尺寸方向上，與滑塊側(cè)面配合的平面的設(shè)計基準(zhǔn)是螺母座孔軸向，需先安排螺母座孔的鏜削加工，再以螺母座孔為基準(zhǔn)加工該尺寸方向上的其它表面。 （2）一般情況下，先加工平面，后加工孔。因為可以以較大平面作為定位基準(zhǔn)加工孔，保證定位穩(wěn)定、準(zhǔn)確。此外，在毛坯面上鉆孔，容易使鉆頭引偏。該零件需加工的孔眾多，其加工工序均安排到各表面加工完成以后。 （3）先加工主要表面，后加工次要表面。主要表面指的是設(shè)計基準(zhǔn)和主要工作面；次要表面指鍵槽、螺孔等其他表面。該零件的主要工作面是上側(cè)的導(dǎo)軌安裝平面，下側(cè)的滑塊安裝平面和螺母座內(nèi)圓表面。這些表面的精度要求較高，螺母座的側(cè)面還對這些表面有位置精度的要求。因此，需先加工這些重要表面。 （4）先安排粗加工工序，后安排進加工工序。由于零件精度和表面質(zhì)量要求較高，粗、精加工應(yīng)該分開，首先安排粗加工工序。 5.熱處理工序安排 對于改善金相組織和切削性能而進行的熱處理工序，應(yīng)安排在切削加工之前。對消除內(nèi)應(yīng)力而進行的熱處理工序，安排在粗加工之后，精加工之前。對于提高零件硬度的熱處理工序安排在半精加工之后，精加工之前[10]。 該零件要求退火處理，目的在于改善零件切削性和金相組織，以提高零件的綜合機械性能。所以，退火處理應(yīng)安排在切削加工之前。 6.輔助工序的安排 檢查和檢驗工序、去毛刺、清洗工序等也是工藝規(guī)程的重要組成部分。 對于檢驗工序，一般安排在零件加工完畢之后，零件跨車間轉(zhuǎn)序時和關(guān)鍵工序加工前后。對于X射線檢查、超聲波探傷等工件內(nèi)部質(zhì)量檢查，安排在工藝工程的開始。 在切削加工后，安排去毛刺的工序，防止劃傷工人。對于不加工的表面需安排涂漆的工序，防止表面生銹。腐蝕。工件在進行裝配之前要需安排清洗工序，除去工件表面污垢，保證裝配的質(zhì)量。 綜上所述，制定了如下了兩種工藝路線： 表2.6 零件加工工藝路線1 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 00 鑄造 金屬型鑄造 10 清理 清理澆口、冒口等 20 檢驗 檢驗是否有鑄造缺陷 30 熱處理 退火處理 50 粗銑 粗銑工件下表面和工藝凸臺表面 60 粗銑 粗銑工件上表面 70 粗銑 粗銑右表面和水平方向上右側(cè)臺階表面 80 粗銑 粗銑左表面和水平方向左側(cè)臺階表面 90 粗銑 粗銑后側(cè)表面和后側(cè)凸臺表面 100 粗銑 粗銑前側(cè)表面 110 粗銑 粗銑左右兩側(cè)豎直方向上臺階表面和表面上的凹槽，粗銑中間兩個寬35凸臺和靠后側(cè)寬80凸臺 120 粗鏜 粗鏜螺母座的?71內(nèi)圓 130 粗銑 粗銑加工出工件下側(cè)安裝滑塊的各表面外形輪廓和粗銑螺母座開口側(cè)面 140 粗刨 刨削加工工件下側(cè)安裝斜楔用斜面 150 粗刨 刨削加工出工件上側(cè)安裝導(dǎo)軌的各表面外形輪廓 160 半精銑 半精銑工件下表面和工藝凸臺表面 170 半精銑 半精銑工件上表面 180 半精銑 半精銑右表面和水平方向上右側(cè)臺階表面 190 半精銑 半精銑左表面和水平方向上左側(cè)臺階表面 200 半精銑 半精銑后側(cè)表面和后側(cè)凸臺表面 210 半精銑 半精銑前側(cè)表面 220 半精銑 半精銑中間兩個寬35凸臺和靠后側(cè)寬80凸臺 230 半精銑 半精銑左右兩側(cè)豎直方向上臺階表面和表面上的凹槽 240 半精鏜 半精鏜螺母座的?71內(nèi)圓 250 半精銑 半精銑工件下側(cè)滑塊主要配合表面（基準(zhǔn)A）和側(cè)面配合表面（基準(zhǔn)C），半精銑螺母座底部表面和螺母座開口側(cè)面，半精銑斜楔安裝長槽 260 半精刨 刨削工件下側(cè)斜楔安裝斜面和滑塊安裝處主要表面（基準(zhǔn)A）與側(cè)面（基準(zhǔn)C）相交處細(xì)長槽 270 半精刨 刨削導(dǎo)軌安裝主要表面（基準(zhǔn)B）和導(dǎo)軌安裝主要表面（基準(zhǔn)B）與側(cè)面（基準(zhǔn)F）相交處長槽，刨削上側(cè)斜楔安裝處斜面 280 精銑 精銑工件上表面 290 精銑 精銑零件后側(cè)凸臺表面 300 精銑 精銑下側(cè)滑塊主要配合表面（基準(zhǔn)A）和側(cè)面（基準(zhǔn)C） 310 精刨 刨削工件下側(cè)斜楔配合表面 320 精銑 精銑工件左面 330 精銑 精銑上側(cè)導(dǎo)軌主要配合表面（基準(zhǔn)B），側(cè)面（基準(zhǔn)F）工件中間凸臺表面 340 精刨 精刨上側(cè)斜楔配合表面 350 鉆孔，擴孔和鉸孔 通過鉆，擴，鉸加工工件上側(cè)52個?6.8孔 360 攻絲 加工上側(cè)52個M8螺紋孔 370 鉆孔和锪孔 鉆削緊固滑塊用?9、?11通孔，锪?15、?18沉孔 380 粗銑 銑削去除兩個工藝凸臺 390 鉆孔，擴孔，鉸孔和攻絲 加工螺母座左側(cè)表面8個M8螺紋孔和工件左臺階表面上4個M8螺紋孔 400 鉆孔，擴孔，鉸孔和攻絲 加工前側(cè)表面4個M12，4個M6和2個M8的螺紋孔 410 鉆孔，擴孔，鉸孔和攻絲 加工后側(cè)表面6個M8和后側(cè)凸臺表面4個M12的螺紋孔 420 精磨 磨削工件上側(cè)導(dǎo)軌配合側(cè)面（基準(zhǔn)F） 430 檢驗 檢查工件加工質(zhì)量是否滿足要求 440 入庫 表2.7 零件工藝路線2 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 00 鑄造 金屬型鑄造 10 清理 清理澆口、冒口等 20 檢驗 檢驗是否有鑄造缺陷 30 熱處理 退火處理 40 粗銑 粗銑工件下表面和工藝凸臺表面 60 粗銑 粗銑工件上表面 70 粗銑 粗銑右表面和水平方向上右側(cè)臺階表面 80 粗銑 粗銑左表面和水平方向左側(cè)臺階表面 90 粗銑 粗銑后側(cè)表面和后側(cè)凸臺表面 100 粗銑 粗銑前側(cè)表面 110 粗銑 粗銑中間兩個寬35凸臺和靠后側(cè)寬80凸臺 120 粗銑 粗銑左右兩側(cè)豎直方向上臺階表面和表面上的凹槽 130 粗鏜 粗鏜螺母座的?71內(nèi)圓 140 粗銑 粗銑加工出工件下側(cè)安裝滑塊的表面 150 粗銑 粗銑螺母座底部表面和螺母座開口側(cè)面 160 粗刨 粗刨工件下側(cè)安裝斜楔的斜面 170 粗刨 刨削加工出工件上側(cè)安裝導(dǎo)軌的各表面外形輪廓 180 半精銑 半精銑工件下表面和工藝凸臺表面 190 半精銑 半精銑工件上表面 200 半精銑 半精銑右表面和水平方向上右側(cè)臺階表面 210 半精銑 半精銑左表面和水平方向上左側(cè)臺階表面 220 半精銑 半精銑后側(cè)表面和后側(cè)凸臺表面 230 半精銑 半精銑前側(cè)表面 240 半精銑 半精銑中間兩個寬35凸臺和靠后側(cè)寬80凸臺 250 半精銑 半精銑左右兩側(cè)豎直方向上臺階表面和表面上的凹槽 260 半精鏜 半精鏜螺母座的?71內(nèi)圓 270 半精銑 半精銑工件螺母座下側(cè)表面和螺母座開口側(cè)面 280 半精銑 半精銑工件下側(cè)滑塊安裝表面（基準(zhǔn)A）和側(cè)面（基準(zhǔn)C） 290 半精刨 刨削工件下側(cè)斜楔安裝斜面和滑塊安裝處主要表面（基準(zhǔn)A）與側(cè)面（基準(zhǔn)C）相交處細(xì)長槽和安裝斜楔的斜面。 300 半精刨 刨削導(dǎo)軌安裝主要表面（基準(zhǔn)B）和導(dǎo)軌安裝主要表面（基準(zhǔn)B）與側(cè)面（基準(zhǔn)F）相交處長槽，刨削上側(cè)斜楔安裝處斜面 310 精銑 精銑工件上表面 320 精銑 精銑零件后側(cè)凸臺表面 330 精銑 精銑下側(cè)滑塊主要配合表面（基準(zhǔn)A）和側(cè)面（基準(zhǔn)C） 340 精刨 刨削工件下側(cè)斜楔配合表面 350 精銑 精銑工件左面 360 精銑 精銑上側(cè)導(dǎo)軌主要配合表面（基準(zhǔn)B），側(cè)面（基準(zhǔn)F）工件中間凸臺表面 370 精刨 精刨上側(cè)斜楔配合表面 380 鉆孔，擴孔和鉸孔 通過鉆，擴，鉸加工工件上側(cè)52個?6.8孔 390 攻絲 加工上側(cè)52個M8螺紋孔 400 鉆孔和锪孔 鉆削緊固滑塊用?9、?11通孔，锪?15、?18沉孔 410 粗銑 銑削去除兩個工藝凸臺 420 鉆孔，擴孔，鉸孔和攻絲 加工螺母座左側(cè)表面8個M8螺紋孔和工件左臺階表面上4個M8螺紋孔 430 鉆孔，擴孔，鉸孔和攻絲 加工前側(cè)表面4個M12，4個M6和2個M8的螺紋孔 440 鉆孔，擴孔，鉸孔和攻絲 加工后側(cè)表面6個M8和后側(cè)凸臺表面4個M12的螺紋孔 450 精磨 磨削工件上側(cè)導(dǎo)軌配合側(cè)面（基準(zhǔn)F） 460 檢驗 檢查工件加工質(zhì)量是否滿足要求 470 入庫 比較以上兩種工藝路線，路線2工序過于分散，整體工藝路線含有工序較多。加工所需工藝裝備數(shù)量增多，隨之所需的工人數(shù)量也將增多。選擇工藝路線1作為最終加工工藝路線。 2.3.2 工藝路線的分析 對以上擬定的工藝路線中的各工序具體分析如下： 工序10：鑄造出毛坯。 工序20：切除毛坯上的澆口和冒口，以滿足機械加工毛坯要求。 工序30：檢驗毛坯內(nèi)部是否有缺陷，防止在加工過程中才發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，造成不必要的浪費。 工序40：對工件進行退火處理，改善其切削加工性，提高其綜合機械性能。 工序50：在工件的上下尺寸方向上，工件下側(cè)表面為設(shè)計基準(zhǔn)，故選擇工件上側(cè)表面為粗基準(zhǔn)定位加工下側(cè)表面，以獲得精基準(zhǔn)。 工序60：以工件已加工的下表面為精基準(zhǔn)定位，粗加工上表面。 工序70：以工件下表面，左表面和前表面定位，加工右面和水平方向上的右臺階面。其中右臺階面的設(shè)計基準(zhǔn)是左臺階表面，此處以左面定位，設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合，但尺寸精度要求不高，能滿足加工要求。 工序80：以工件下表面，右表面和前表面定位，加工左面和水平方向上的左臺階面。左臺階面的設(shè)計基準(zhǔn)是工件中間對稱線，以右面定位，設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合，由于尺寸精度不高，能滿足加工要求。 工序90：以工件下表面，左面和前面定位，粗加工工件后側(cè)凸臺表面和后表面。 工序100：以工件下表面，右面和后側(cè)凸臺表面定位，粗加工前側(cè)平面。 工序110：工件以下表面，左面和前面定位，粗加工工件豎直方向上左右兩個臺階表面和臺階表面上的凹槽，以及中間的凸臺表面。由于凹槽有前后方向上的尺寸要求，需通過前表面定位，保證加工要求。 工序120：工件以上表面定位和前表面定位，鏜削螺母座孔。螺母座孔為通孔，因此，在工件左右尺寸方向上不需要定位。 工序130：以工件的上表面和前面定位，粗加工出工件下側(cè)安裝滑塊所需的各表面，包括基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C。在工件的左右方向上無尺寸要求，無需定位。 工序140：工件下側(cè)有用于斜楔安裝的斜平面，屬于細(xì)長型平面，適合采用刨削加工。工件以上表面和前面定位，限制5個自由度。 工序150：工件上側(cè)安裝導(dǎo)軌用平面（基準(zhǔn)B和基準(zhǔn)F）也屬于細(xì)長型平面，采用刨削加工。由于基準(zhǔn)F與基準(zhǔn)C有垂直度的要求，使用基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C定位，限制工件5個自由度。在工件的左右尺寸方向上，以水平方向上左側(cè)臺階面作為定位基準(zhǔn)。 工序160：各表面粗加工完成，進行半精加工。以工件的上表面定位，加工工件的下表面和兩個凸臺表面，達到表面粗糙度Ra3.2，并滿足尺寸要求。 工序170：工件下表面定位，加工工件的上表面。 工序180：工件以下表面，左面和前面定位，加工右面，使表面粗糙度達到Ra3.2。加工水平方向的右臺階表面，使表面粗糙度達到Ra6.3，并要滿足加工尺寸要求。 工序190：工件以下表面，右面和前面定位，加工左面。加工水平方向的左臺階表面，使表面粗糙度達到Ra6.3，并要滿足加工尺寸要求。 工序200：工件以下表面，左面和前面定位，半精加工工件后側(cè)表面和后側(cè)凸臺表面。 工序210：工件以下表面和后側(cè)凸臺表面限制工件5個自由度，半精加工前表面，保證粗糙度Ra3.2，并滿足尺寸要求。 工序220：以工件下表面和左面限制工件5個自由度，加工工件中部兩個凸臺以及靠后側(cè)凸臺。 工序230：工件以下表面，左面和前面完全定位，半精加工工件豎直方向上左右臺階表面及上面的凹槽。保證臺階表面粗糙度Ra3.2。 工序240：以上表面和前面限制工件5個自由度，半精鏜螺母座孔至?71，表面粗糙度Ra3.2。 工序250：以工件上面和左面限制工件5個自由度，在前后尺寸方向上，要加工的基準(zhǔn)F的設(shè)計基準(zhǔn)是螺母座的孔軸線。因此，在該尺寸方向上以螺母座孔表面定位，保證基準(zhǔn)重合。半精加工基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C，加工螺母座底部表面和斜面底部表面，使表面粗糙度達到Ra6.3。 工序260：同上工序，工件以上表面，左面和螺母座孔內(nèi)圓表面完全定位，刨削工件下側(cè)斜面和基準(zhǔn)A與基準(zhǔn)C相交處的長槽。 工序270：同工序150，工件以基準(zhǔn)A，基準(zhǔn)C和水平方向上左臺階表面定位，半精加工基準(zhǔn)B和基準(zhǔn)F，加工斜面和斜面底部細(xì)長平面，使斜面底部細(xì)長平面的粗糙度值達到Ra6.3。 工序280：工件以下表面定位，精加工上表面，使表面粗糙度值達到Ra1.6，并滿足尺寸要求。 工序290：由于工件后側(cè)臺階表面與基準(zhǔn)B有垂直度的要求，工件以基準(zhǔn)B和前表面不完全定位，精加工后側(cè)臺階表面，保證粗糙度Ra1.6和尺寸要求。 工序300：工件上表面和左面定位，精加工基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C，保證表面粗糙度Ra1.6。 工序310：下側(cè)斜面的設(shè)計基準(zhǔn)是基準(zhǔn)C，以工件上表面和基準(zhǔn)C限制5個自由度，精刨下側(cè)斜面，保證表面粗糙度Ra1.6和尺寸要求。 工序320：由于工件左側(cè)螺母座表面與基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C有垂直度的要求，以基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C定位，精銑螺母座左側(cè)表面，保證尺寸要求。 工序330：基準(zhǔn)B與中間凸臺表面有平行度的要求，以基準(zhǔn)A，基準(zhǔn)C和水平方向上左臺階表面定位，在一次裝夾中精銑基準(zhǔn)B和中間凸臺表面，保證平行度，保證表面粗糙度Ra1.6。 工序340：工件以基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C定位，精刨上側(cè)斜面，保證角度要求和表面粗糙度Ra1.6。 工序350：工件以下表面，左面和后側(cè)凸臺表面完全定位，通過鉆、擴、鉸加工52個?6.8的螺紋底孔，保證孔的位置精度。 工序360：用絲錐加工出上工序加工出的底孔對應(yīng)的52個M8的螺紋孔。 工序370：工件以下表面，左側(cè)面和螺母座孔內(nèi)圓表面定位，加工緊固滑塊螺釘用的沉頭孔。 工序380：后續(xù)工序不涉及用下表面定位，所以不在需要工藝凸臺結(jié)構(gòu)，本工序安排通過銑削的方式去除工藝凸臺。 工序390：工件以右側(cè)面，基準(zhǔn)A和螺母座孔定位，加工螺母座左側(cè)面上8個M8螺紋孔和左臺階表面上4個M8螺紋孔。 工序400：工件以上表面，后側(cè)凸臺表面和右側(cè)臺階表面定位，加工前面4個M12,2個M8,4個M6的螺紋孔。 工序410：工件以上表面，前表面和左側(cè)臺階表面定位，加工前面6個M8,4個M12螺紋孔。 工序420：以基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C定位，磨削基準(zhǔn)F。 工序430：工序以基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)C定位，磨削基準(zhǔn)F，保證表面粗糙度Ra0.8。 工序440：檢驗工件加工的尺寸，形狀和位置精度，以及表面質(zhì)量等是否滿足要求。 工序450：對零件進行防銹處理，將零件整理入庫。 2.3.3 工序尺寸的確定 1.鏜孔工序尺寸的確定 該工件螺母座內(nèi)孔為?71，表面粗糙度Ra3.2，經(jīng)過粗鏜，半精鏜達到加工要求。對精度和表面粗糙度要求較高的加工表面，需通過多加工。對其工序尺寸的計算，只需先確定各次加工的加工余量便可直接計算。 確定半精鏜余量（雙邊）為2mm，粗鏜余量為5mm。半精鏜后尺寸由零件圖確定為?71mm，粗鏜后尺寸為?69mm，毛坯孔尺寸為?64mm。工序的公差按加工方法的經(jīng)濟精度確定，并按“入體原則”標(biāo)注。工序尺寸如表2.8。 表2.8鏜螺母座?71孔工序尺寸單位：mm 工序名稱 工序余量 工序尺寸 精度等級 工序公差 工序尺寸及偏差 半精鏜 2 71 IT10 0.12 ?710+0.12 粗鏜 5 69 IT12 0.3 ?690+0.3 毛坯 7 64 CT9 2.2 ?64±1.1 2.螺母座孔位置尺寸確定 在對螺母座孔進行鏜削加工時，使用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，該工序尺寸涉及工藝尺寸鏈的計算。圖2.3是該工序涉及到的相關(guān)尺寸和工件加工定位方法。 圖2.3 螺母座孔定位尺寸 在左右尺寸方向上，建立如圖2.4所示的尺寸鏈，其中A0為封閉環(huán)。 A1=58±0.1 mm，A2=20±0.06 mm，A3=220±0.01 mm A0=A1+A2+A3=58+20+220=298mm ESA0=ESA1+ESA2+ESA3=0.1+0.06+0.01=0.17mm EIA0=EIA1+EIA2+EIA3=-0.1-0.06-0.01=-0.17mm 故得出: A0=298±0.17mm 圖2.4 螺母座孔左右尺寸方向尺寸鏈 在上下尺寸方向上，建立如圖2.5所示的尺寸鏈，B0為封閉環(huán)。 其中：B1=69±0.1 mm，B2=105±0.1 mm B0=B1+B2=69+105=174mm ESB0=ESB1+ESB2=0.1+0.1=0.2mm EIB0=EIB1+EIB2=-0.1-0.1=-0.2mm 得出： B0=174±0.2mm 圖2.5 螺母座孔上下尺寸方向尺寸鏈 2.3.4機床、夾具、刀具、量具的選用 1.機床選擇 選擇機床時，機床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓尺寸相適應(yīng)；機床的工作精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)；機床的生產(chǎn)效率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)[9]。由于本次畢業(yè)設(shè)計沒有實際的工作背景，對于機床的選擇面向市場上現(xiàn)有的所有型號的普通機床。結(jié)合零件的加工要求，對機床的選擇如下[11]： 立式升降臺銑床X716B：工作臺工作面630×2000mm；工作臺行程縱向1300mm，橫向570mm，垂直向600mm；工作精度，平面度0.03:300，表面粗糙度2.5μm；主軸轉(zhuǎn)速30～1620r/min；主電動機功率15kw。 臥式升降臺銑床XS6660：工作臺工作面600×1435mm；工作臺行程縱向1100mm，橫向500mm，垂直向400mm；工作精度，平面度0.02:120，表面粗糙度1.6μm；主軸轉(zhuǎn)速30～1460r/min；主電動機功率15kw。 臥式鏜床T68：主軸直徑85mm；最大鏜孔直徑240mm；主軸轉(zhuǎn)速20～1000r/min；工作臺行程縱向1140mm，橫向850mm；工作精度，圓柱度0.01/300；表面粗糙度3.2μm；主電動機功率7.5kw。 刨床B1010A：工作臺尺寸900×3000mm；最大刨削長度3000mm；工作臺行程范圍530～3150mm；主驅(qū)動電機功率60kw。 搖臂鉆床Z3040：最大鉆孔直徑40mm；主軸行程315mm；主軸軸線至立柱母線距離350～1600mm；主軸轉(zhuǎn)速25～2000r/min；進給量0.04～3.2mm/r；搖臂升降距離600mm；主電動機功率3kw。 平面磨床M71100：工作臺尺寸1000×1600mm；加工范圍1600×1000×600mm；砂輪轉(zhuǎn)速1400r/min；加工平行度1000:0.01,300:0.005；表面粗糙度0.63μm；主電動機功率19kw。 2.夾具選擇 對于小批量和單件生產(chǎn)的零件，一般選用可調(diào)夾具和組合夾具，以降低加工成本。對于大批量生產(chǎn)的零件一般需設(shè)計專用夾具，其工作精度高，能減輕工人操作夾具的勞動強度。 本零件屬于大批量生產(chǎn)，且零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求加工精度高。使用通用夾具調(diào)整繁瑣，也不易于保證加工精度，提高生產(chǎn)率。因此，本零件加工過程均使用專用夾具。 3.刀具選擇 該零件加工過程不涉及復(fù)雜型面加工，整個加工過程均使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，可降低加工成本。 加工過程主要涉及銑削、刨削和鉆削。零件材料是HT300，銑削和刨削均使用YG類硬質(zhì)合金刀具。加工的孔形狀較簡單，孔徑不大，使用標(biāo)準(zhǔn)的高速鋼麻花鉆進行加工。其它刀具如擴刀，鉸刀和锪刀也均使用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 4.量具選擇 量具選擇必須滿足測量的精度要求，且要求操作方便。對于大批量生產(chǎn)過程多采用專有量具，提高檢測效率。該零件的加工過程用量具選擇如下： （1） 長度測量用游標(biāo)卡尺。 （2） 孔采用專用塞規(guī)。 （3） 角度測量采用萬能角度尺。 （4） 螺紋采用螺紋塞規(guī)。 （5） 粗糙度使用粗糙度測量儀檢驗。 2.3.5 切削用量確定 1.工序50：粗銑下表面和工藝凸臺 機床：立式升降臺銑床X716B 工件材料：HT300 刀具：根據(jù)GB/T5342選擇?125mm YG8可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金面銑刀，齒數(shù)8。 （1） 背吃刀量：ap= 2.5mm （2） 根據(jù)參考文獻[12]選取每齒進給量為：0.35mm/z。 （3） 銑削速度： 計算公式： v=Cvd0qvTmapxvafyvawuvzpvkv (2.1) 式中d0——面銑刀直徑（mm） T——刀具壽命（min） ap——背吃刀量（mm） af——每齒進給量（mm/z） aw——切削寬度（mm） 其中d0=125mm，T=180min，aw=115mm，Cv=203，qv=0.2，xv=0.15，yv=0.35，uv=0.2，pv=0，m=0.32。帶入公式計算2.1得： v=203×1250.21800.32×2.50.15×0.350.35×1150.2×80×1=49.3m/min （4） 主軸轉(zhuǎn)速： n=1000Vπd0=1000×49.33.14×125=125.6r/min 查閱參考文獻[13]，取n=118r/min。 2.工序120：粗鏜螺母座孔 機床：臥式鏜床T68 工件材料：HT300 刀具：硬質(zhì)合金單刃鏜刀 （1） 背吃刀量（直徑上）：ap= 5mm。 （2） 進給量：根據(jù)參考文獻[11]選取f=0.4mm/min。 （3） 切削速度：根據(jù)參考文獻選取v=40m/min。 （4） 機床主軸轉(zhuǎn)速： 粗鏜孔達到直徑為d0=69mm，帶入公式得： n=1000Vπd0=1000×403.14×69=184.6r/min 查閱參考文獻[13],取n=180r/min。 3.工序350：通過鉆、擴、鉸加工52個?6.8孔 （1）鉆孔 使用?5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，工件材料HT300，機床：搖臂鉆床Z3040。 1）進給量：根據(jù)參考文獻[11]，鉆孔直徑4～6mm，鑄鐵硬度大于200HBW，高速鋼鉆頭鉆孔的進給量0.18～0.22mm/r。查Z3040的說明書可知，其進給量范圍0.04～3.2mm/r，共16級。根據(jù)主軸進給量轉(zhuǎn)速圖2.6，選取進給量為0.20 mm/r。 圖2.6 Z3040主軸進給量轉(zhuǎn)速圖 2）切削速度： 計算公式： v=Cvd0zvTmapxvfyvkv (2.2) 式中f——進給速度（mm/r） 其中d0=5mm，T=20min，Cv=8.1，zv=0.25，xv=0，yv=0.55，kv=1，m=0.125。帶入公式2.2計算得： v=8.1×50.25200.125×2.50×0.20.55×1≈20.2 m/min 3)主軸轉(zhuǎn)速： n=1000vπd0=1000×20.23.14×5≈1286.6r/min 圖2.7 Z3040主軸轉(zhuǎn)速圖 根據(jù)Z3040主軸轉(zhuǎn)速圖2.7，選取實際鉆削轉(zhuǎn)速1250r/min。 （2）擴孔 使用?6.8標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆 1）進給量：根據(jù)參考文獻[11]，擴孔孔直徑小于15mm，鑄鐵硬度大于200HBW高速鋼擴孔鉆擴孔的進給量0.5～0.6mm/r。根據(jù)圖2.6，選取進給量為0.5 mm/r。 2）切削速度： 計算公式1.2不變，其中d0=6.8mm，T=10min，Cv=18.8，zv=0.2，xv=0.1，yv=0.4，kv=1，m=0.125。帶入公式計算得： v=18.8×6.80.2100.125×0.90.1×0.50.4×1≈27.6 m/min 3）主軸轉(zhuǎn)速： n=1000Vπd0=1000×27.63.14×6.8≈1292.6r/min 根據(jù)圖2.7，選取實際鉆削轉(zhuǎn)速1250r/min。 （3）鉸孔 使用?6.8高速鋼鉸刀 1）進給量：根據(jù)參考文獻[11]，鉸孔直徑5～10mm，鑄鐵硬度大于170HBW高速鋼鉸刀鉸孔的進給量0.65～1.3mm/r。根據(jù)圖2.6，選取進給量為1.0 mm/r。 2）切削速度：根據(jù)鉸削用量推薦值取切削速度為5m/min。 3）主軸轉(zhuǎn)速： n=1000Vπd0=1000×53.14×6.8≈234.2r/min 根據(jù)圖2.7，選取實際鉸削轉(zhuǎn)速250r/min。 2.3.6 時間定額計算 單件的時間定額包括基本時間Tj，輔助時間Tf，工作地點服務(wù)時間Tfw，休息和自然需要時間Tx，準(zhǔn)備終結(jié)世界Tz。故單件時間： Td=Tj+Tf+Tfw+Tx+Tzn（2.3） 大批量生產(chǎn)時，在每個工作地點只完成一個固定工序，不需要準(zhǔn)備時間。工作地點服務(wù)時間按工序操作時間的2%～7%估算，休息和自然需