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西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文
第1章 課題提出的背景和意義
1.1 課題的研究背景
箱體類零件是機(jī)器和部件的基礎(chǔ)零件,它把機(jī)器和部件中的所有零件連接成一個(gè)整體, 并使機(jī)器和部件中的零件相互保持正確位置, 完成必需的運(yùn)動(dòng)。因此, 箱體零件的加工質(zhì)量直接影響著機(jī)器的性能、精度和壽命。箱體類零件結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜, 箱壁薄, 表面和孔比較多。但箱體零件主要加工的對(duì)象是一些平面和孔。對(duì)于平面大多采用銑削和磨削, 對(duì)于軸承孔多采用鏜削, 對(duì)于連接孔多采用鉆、擴(kuò)、鉸等。另外, 在箱體類零件加工安排時(shí), 工藝順序一般為先面后孔, 先粗后精, 并在各個(gè)工序間安排時(shí)效處理，通過對(duì)箱體零件的研究，自動(dòng)編程能夠優(yōu)化箱體零件加工工藝，提高箱體零件質(zhì)量，縮短了加工時(shí)間，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)生產(chǎn)效率就是本次研究的目的。
箱體類零件的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
1、形狀較復(fù)雜
2、體積較大
3、壁薄比較容易變形
4、孔和平面的精度要求較高
總而言之，箱體類零件在整個(gè)機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中占有相當(dāng)重要的地位，它的精度高低直接影響到機(jī)器性能的好壞。因此討論研究箱體零件的加工工藝和自動(dòng)編程是很有現(xiàn)實(shí)意義。
1.2 UG的應(yīng)用前景及UG軟件應(yīng)用的意義
UG是Unigraphics的縮寫，這是一個(gè)交互式CAD/CAM計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶的迅速增長(zhǎng)，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。
UG的開發(fā)始于1990年7月，它是基于C語言開發(fā)實(shí)現(xiàn)的。UG NX是一個(gè)在二和三維空間無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開發(fā)的一個(gè)靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設(shè)計(jì)思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。
一個(gè)給定過程的有效模擬需要來自于應(yīng)用領(lǐng)域(自然科學(xué)或工程)、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值數(shù)學(xué))及計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。然而，所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用中的使用并不是太容易。這是因?yàn)榻M合所有這些方法需要巨大的復(fù)雜性及交叉學(xué)科的知識(shí)。最終軟件的實(shí)現(xiàn)變得越來越復(fù)雜，以致于超出了一個(gè)人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)，特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密和多重網(wǎng)格方法在過去的十年中已被數(shù)學(xué)家研究，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展，特別是大型并行計(jì)算機(jī)的開發(fā)帶來了許多新的可能。
UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)。
隨著我國(guó)改革開放步伐的進(jìn)一步加快，中國(guó)正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入WTO后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%—80%的零部件都依靠模具成型。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)，即機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。模具是“效益放大器“，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)水平的高低，己成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。因此，我國(guó)要從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)發(fā)展成為一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，必須要振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平。同時(shí)，模具工業(yè)的發(fā)展也日益受到人們的重視和關(guān)注，國(guó)務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》也把模具列為機(jī)械工業(yè)改造序列的第一位，生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。
隨著CAD/CAM軟件加工及快速成型等先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，以及這些技術(shù)在模具行業(yè)中的普及應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域正發(fā)生著一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)及模擬量加工方式正逐步被基于產(chǎn)品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場(chǎng)技術(shù)革命中，逐步掌握三CAD/CAM軟件的使用，并用于模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是其中的關(guān)鍵。 我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展前景非常廣闊。國(guó)內(nèi)外模具及模具加工設(shè)備廠商己普遍看好中國(guó)市場(chǎng)。隨著對(duì)模具設(shè)計(jì)質(zhì)量與制造要求的不斷提高，以及CAD/CAM技術(shù)在模具制造業(yè)中的大規(guī)模推廣應(yīng)用，急需大批熟悉CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的模具設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)人才。這是企業(yè)最為寶貴的財(cái)富，也是企業(yè)走向世界、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力最根本的基礎(chǔ)。而目前這方面的專業(yè)人才非常缺
1.3 本章小結(jié)
在本章介紹了箱體類零件的主要作用以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位；同時(shí)也介紹UG軟件的前景，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用；UG軟件的應(yīng)用，在模具制造業(yè)中大規(guī)模推廣應(yīng)用。
第2章 填料箱蓋零件的分析
2.1 零件的作用
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(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)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(dòng)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(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CA6140車床填料箱蓋(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(duì)平面要求有較高的平面度和較小的粗糙度值；對(duì)孔的尺寸精度、形狀精度、和表面粗糙度都要求較高；對(duì)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
2.2 填料箱蓋的技術(shù)要求分析
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互關(guān)系裝配成一整體，并按預(yù)定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)量約占整個(gè)產(chǎn)品加工量的15%~20%。
1、以Φ65H5（）軸為中心的表面進(jìn)行加工
包括：尺Φ寸為Φ65h5（）的軸，表面粗糙度為1.6，尺寸為Φ80的與Φ65h5（）相接的肩面, 尺寸為Φ100f8()與Φ65h5（）同軸度為0.025的面，尺寸為Φ60H8 ()與Φ65h5（）同軸度為0.025的孔。
2、以Φ60H8()孔為中心的表面進(jìn)行加工
尺寸為78與Φ60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。
3、以Φ60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及2-M10-6H的孔進(jìn)行加工
2.3 本章小結(jié)
在本章節(jié)中對(duì)題目所給的零件進(jìn)行了簡(jiǎn)要的工藝分析，注明了各個(gè)孔的同軸度、面的粗糙度。
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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(dòng)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(jí)，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
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(dòng)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(dòng)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(guó)內(nèi)、外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝資料。
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(duì)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、擬訂工藝路線
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(duì)保證零件加工精度、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)?；鶞?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(duì)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(gè)工藝路線劃分為以下幾個(gè)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(zhǎng)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(duì)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?？砂聪铝性瓌t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(duì)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(duì)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、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(chǎng)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 箱體零件的材料、毛坯和熱處理
箱體材料一般選用HT200~400的各種牌號(hào)的灰鑄鐵，而最常用的為HT200?；诣T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(jiǎn)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(duì)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。
3.3 基準(zhǔn)面的選擇
3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇。
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)于有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。
3.3.2 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。
3.4 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:
3.4.1 工藝路線方案一
工序I：銑小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角。
工序II：銑大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)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(tái)階面。
工序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。
工序X：去毛刺。
工序XI：終檢。
3.4.2 工藝路線方案二
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)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(tái)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(tái)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VII：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。
工序X：去毛刺。
工序XI：終檢。
3.4.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)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(gè)孔后再精加工外圓面和Φ60H8（）孔。
方案二是使用車削方式加工兩端面，12個(gè)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(tái)階面然后再鉆12個(gè)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，也可能造成已加工表面變形，表面粗糙度值增大。
因此，最后的加工工藝路線確定如下：
工序I：粗車小端端面，粗車φ65外圓及臺(tái)階端面及各倒角；粗鏜孔φ37、φ47。
工序II：粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)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：鉆6-φ13.5小孔、鉆M10螺紋孔及攻絲。
工序IV：半精車φ65外圓及臺(tái)階面。
工序V：精、細(xì)鏜φ60內(nèi)孔。
工序VI：研磨孔φ60內(nèi)端面、倒角。
工序VII：去毛刺。
工序VIII：終檢。
3.4.4 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(tái)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(tái)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。
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(tái)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。
工序XIV：去毛刺。
工序XV：終檢。
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
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(gè)毛坯鑄件，即對(duì)所有需要機(jī)械加工的表面只
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取毛坯鑄件的公差等級(jí)為10級(jí)，機(jī)械加工余量等級(jí)G級(jí)
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(gè)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(gè)尺寸的公差，再根據(jù)公式R=F+2RMA+CT/2(3-1)與公式R=F-2RMA-CT/2 (3-2)即可計(jì)算出毛坯的基本尺寸。
3.根據(jù)所確定的毛坯尺寸畫出毛坯圖(如圖3.1)
圖3.1 毛坯圖
3.6 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(duì)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。又制定了兩種工藝路線，并進(jìn)行對(duì)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（如圖4-1）。
圖4-1 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
3、工序XII、 VIII是鉆孔?？刹捎脤Ｓ脢A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(tái)磨床（如圖4-4）。
圖4-4 M7232B型立軸矩臺(tái)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)
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
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
7.5×4
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(tái)階端面及各倒角。
1、切削用量
本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣?、外圓及鏜孔）。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(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200mm，故選用刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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’=10°、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?jī)H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(jiǎn)明手冊(cè)》書中,表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm×25 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(jiǎn)明手冊(cè)》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)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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=950×1.17=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(jiǎn)明手冊(cè)》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。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》書中,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=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=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(tái)階面的ap=1.25mm，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φ37mm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(zhǎng)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=0.9×0.8×0.65=0.468,
則 (4-6)
對(duì)φ37mm內(nèi)孔： (4-7)
對(duì)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(duì)φ37mm孔n=5.48r/s,對(duì)φ47mm孔n=6.98r/s,i=1
對(duì)φ37mm孔 (4-9)
4.5.3 工序III-VI : 粗車大端面、粗車φ155外圓面、粗車左端臺(tái)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。
車端面、車臺(tái)階、車環(huán)槽、車外圓、鏜孔、倒角切削用量及基本時(shí)間的確定：
1、加工條件
工件材料：HT200, σb =0.16GPa HBS=200-217,鑄造。
加工要求：粗車端面保證尺寸、車臺(tái)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(tái)階車環(huán)槽
480
150.7
0.2
2
1
30s
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(zhǎng)度 ° ° °
2、確定切削用
⑴ 確定進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》
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(jiǎn)明手冊(cè)》為0.5～0.8mm，壽命．
⑶ 鉆頭切削速度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 修正系數(shù)
故。
(4-10)
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,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(gè)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(zhǎng)度 ° ° °
2、確定切削用
⑴ 確定進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》
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(jiǎn)明手冊(cè)》為0.5～0.8mm，壽命．
⑶ 確定切削速度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 修正系數(shù)
故。
(4-12)
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(cè)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(tái)階面。
此序?yàn)榘刖囃鈭A，保證尺寸：，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?！∷x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：B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》書中,表1.4，在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為16 mm×25 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。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(jiǎn)明手冊(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》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=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/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=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)槽及各倒角。
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(dòng)
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(jiǎn)明手冊(cè)》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(zhǎng)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=0.9×0.8×0.65=0.468,
則 (4-19)
對(duì)φ60mm內(nèi)孔：
2、確定精、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(duì)φ60mm孔n=13.96r/s,i=1
對(duì)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(tái)磨床。
2、選擇砂輪：
查《工藝手冊(cè)》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 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(gè)表面時(shí)：
Tj=(2*b*L*k)/(1000r*fa*fr)（見《工藝手冊(cè)》表6.2-8）
式中 L：加工長(zhǎng)度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：?jiǎn)蚊婕庸び嗔? =0.5mm
K： 系數(shù) K=1.1
r： 工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）
：工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
： 工作臺(tái)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)
=1.94min
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
4.5.11 工序XIV：去毛刺。
4.5.12 工序XV：終檢。
其余工序詳見附錄1
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)。
第5章 數(shù)控程序編制—CA6140填料箱蓋的車削加工
零件的徑向和軸向尺寸較大，要求加工外圓、端面幾內(nèi)孔，有時(shí)還要求調(diào)頭加工。為保證加工要求和數(shù)控車削時(shí)工件裝夾的可靠性，應(yīng)注意加工順序和裝夾方式。如為保證兩端內(nèi)孔的同軸度要求，采取先加工右端面和內(nèi)孔，并在內(nèi)孔預(yù)留精加工余量0.3mm，然后將工件掉頭安裝；。為保證兩孔的同軸度，應(yīng)在鏜完左端內(nèi)孔后，反向鏜右端內(nèi)孔。
所用刀具及刀位號(hào)和毛坯圖如圖6-1，6-2：
圖5-1 刀具及刀位號(hào)
圖5-2 毛坯圖
5.1 數(shù)控程序編制
通過分析零件的材料、形狀、尺寸、精度以及毛坯的形狀和熱處理的要求等等,來確定正確的加工方法、加工順序、所用刀具和切削用量,主要目的是為了確定數(shù)控加工的工藝路線;其次是刀具的選擇,合理選擇加工刀具;然后是加工順序的安排,要在確定的工藝過程中,要做到加工路線短,進(jìn)給、換刀次數(shù)少,充分的發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能,使加工安全、可靠、效率高.
根據(jù)零件加工的尺寸要求、加工路線和設(shè)定的坐標(biāo)系,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值的計(jì)算.對(duì)于數(shù)控加工的零件,為了方便編程和尺寸間的協(xié)調(diào),所有尺寸最好用一個(gè)基準(zhǔn)引注.
根據(jù)計(jì)算出來的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已經(jīng)確定的加工順序、刀具號(hào)、切削參數(shù),按照規(guī)定的指令代碼和程序格式,逐段邊寫加工程序.在編程是要注意使程序簡(jiǎn)單,方便和直觀。
程序內(nèi)容由三部分組成（見表5-1）
表5-1 程序內(nèi)容組成
5.1.1 右端加工過程：
O0022 /程序編號(hào)0022
N0 G50 X200.0 Z60.0 /設(shè)置工件原點(diǎn)在?。ㄓ遥┒嗣?
N3 G00 X30.0 Z5.0 /直接回第二參考點(diǎn)
N6 S800 T01 M03 /轉(zhuǎn)速為800r/min；調(diào)01號(hào)車刀；開主軸
N9 G00 X70.0 Z-1.0 /快速走到右端面粗車起始點(diǎn)
N12 G01 X42.0 Z-1.0 /右端面粗車
N15 G00 X201.0 Z1.0 /快速退刀
N18 T02 /調(diào)02號(hào)精車刀
N21 G00 X70.0 Z-1.25 /快速走到右端面精車起始點(diǎn)
N24 G01 X42.0 Z-1.25 /右端精車
N27 G00 X201.0 Z1.0 /快速退刀
N30 T01 /調(diào)01號(hào)車刀
N33 G00 X68.0 Z1.0 /快速走到粗車起始點(diǎn)
N36 P39 Q48 U1.0 W0 D1.0 F100 S500
/粗車ф65及臺(tái)階面循環(huán)
N39 G00 X65.0 Z0 S800
N42 G01 W-17 F60
N45 X80.0
N48 W-10
N51 G70 P39 Q48 /精車ф65及臺(tái)階面循環(huán)
N54 G00 X201.0 Z1.0 /快速退刀
N57 T03 /調(diào)03號(hào)粗鏜刀
N60 G00 X48.0 Z1.0 /倒角起始點(diǎn)
N63 G01 X46.0 Z-1.0 /倒角
N66 G01 Z-17 /粗鏜ф47內(nèi)孔
N69 X36.0 /臺(tái)階粗鏜
N72 Z-27 /粗鏜ф37內(nèi)孔
N75 G00 X30.0 Z1.0
N78 X201.0 /退刀
N81 T04 /調(diào)04號(hào)精鏜刀
N84 G00 X47.0 Z1.0
N87 G01 Z-17 /精鏜ф47內(nèi)孔
N90 X37.0
N93 Z-27 /精鏜ф37內(nèi)孔
N96 G00 X30.0 Z1.0
N99 X201.0 Z60.0 /退刀，回起始點(diǎn)
N102 M05 /主軸關(guān)
5.1.2 左端加工過程：
O0023 /程序號(hào)0023
N0 G50 X200.0 Z60.0 /設(shè)置工件原點(diǎn)在大（右）端面
N3 G00 X30.0 Z5.0 /回第二參考點(diǎn)
N6 S1500 T01 M03 /轉(zhuǎn)速1500r/min；調(diào)01號(hào)車刀；開主軸
N9 G00 X30.0 Z-1.0 /快速走到粗車大端面起點(diǎn)
N12 G01 X157.0 /粗車大端面
N15G00 X201.0 /快速退刀
N18 T02 /調(diào)02號(hào)車刀
N21 G00 X3.0 Z5.0
N24 Z-1.25
N27 G01 X157.0 /精車大端面
N30 G71 P33 Q55 U1.0 W0 D1.0 F100 S500
/粗車外圓循環(huán)
N33 G01 Z-15.0 /粗車ф155
N36 X100.0
N39 Z-32.0 /粗車臺(tái)階
N42 X91.0
N45 G03 X75.0 Z-37.0 R5.0
/粗車R5圓弧
N48 Z-109.0 /粗車ф75
N52 X80.0 Z-110.0 /倒角
N55 Z-120.0 /粗車ф80
N58 G00 X201.0 Z1.0 /快速退刀
N61 T05 /調(diào)05號(hào)切槽刀
N64 G00 X201.0 Z-18.5
N67 X101.0 /快速定位到切槽點(diǎn)
N70 G71 P73 Q76 U1.0 W0 D3.0 F100 S500
/切槽循環(huán)
N73 G00 X101.0
N76 G01 X91.0
N79 G70 P73 Q76 /精切循環(huán)
N82 G00 X201.0
N85 Z60.0 /回起始點(diǎn)
N88 M05 /主軸停
5.2 本章小結(jié)
在本章內(nèi)容中，主要講述了“填料箱蓋”數(shù)控程序編制的思路、方法并編制出工件加工的數(shù)控程序。
第6章 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。在這里只設(shè)計(jì)了工序VI ：磨φ60內(nèi)孔底面的專用夾具。本夾具將用于立軸矩臺(tái)平面磨床，刀具為砂輪。
6.1 問題的指出
本夾具主要用來加工φ60內(nèi)孔底面，由于工藝要求不高，因此，在本道工
序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
6.2 夾具設(shè)計(jì)
6.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，要加工φ60內(nèi)孔底面，原本只需限制工件的3.個(gè)自由度，但由于在孔內(nèi)加工，為了不使加工影響其他表面，需要限制工件的5個(gè)自由度，且φ60內(nèi)孔底面對(duì)φ60內(nèi)孔有垂直度要求，要求的加工精度較高，因此，應(yīng)選擇φ65外圓和與φ80外圓相連的臺(tái)階面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。
6.2.2切削力和夾緊力計(jì)算
本步加工可按磨削估算夾緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力 （6-1）
扭矩
（6-2）
由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。
夾緊力為 （6-3）
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3.=S4=1.1
則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3.*S4*F=10.06N （6-4）
6.3 定位誤差的分析
工件以臺(tái)階面和外圓面定位，工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其軸線，故不存在基準(zhǔn)不重合誤差，誤差即為φ65外圓面公差的一半。即0.0065mm，此誤差在允許的范圍內(nèi)，因此符合要求。
6.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
該夾具是以端面和外圓定位基準(zhǔn)加工φ60內(nèi)孔底面，可以用一帶端面的定位套來定位，由于磨削時(shí)的夾緊較大，因此加了四根柱以加強(qiáng)其強(qiáng)度，本夾具通過楔塊的移動(dòng)使鉸鏈軸帶動(dòng)螺栓下移從而帶動(dòng)壓板下移壓緊工件。鉸鏈機(jī)構(gòu)能迅速夾緊和松開，達(dá)到了提高生產(chǎn)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的，因此能滿足要求。
6.5 基于UG的夾具建模過程概述
根據(jù)上述計(jì)算與設(shè)計(jì),確定夾具體的設(shè)計(jì)，最終確立夾具的結(jié)構(gòu)。
基于UG NX7.0的夾具體的建模過程：
第一步,新建一個(gè)文件名為“jiajuti"文件類型為（*prt),單位：mm的文件如圖6.1所示：
圖6.1 創(chuàng)建新文件
第二步，插入一個(gè)長(zhǎng)為310mm，寬280mm,25mm的長(zhǎng)方體。生成實(shí)體模型如圖6.2所示：
圖6.2 長(zhǎng)方體特征
第三步，選擇成形特征下的凸墊，選擇生成長(zhǎng)方體的一個(gè)棱邊為水平參考，凸墊的長(zhǎng)250mm，寬280mm，高度為185mm。生成特征如下6.3圖示
圖6.3 凸墊特征
第四步，創(chuàng)建長(zhǎng)210mm,寬度190mm,深度310mm腔體特征如下6.4圖所示
圖6.4 腔體特征
第五步，創(chuàng)建拉伸異形定位孔，具體做法如下
⑴ 在草繪環(huán)境下，繪出孔的草繪圖；
⑵ 進(jìn)入建模環(huán)境下，拉伸草繪完成的草圖剖面完成結(jié)果如下6.5圖所示：
圖6.5 異形孔特征
第六步，創(chuàng)建夾具體的其他的三個(gè)異形定位孔，具體做法如下：
⑴ 創(chuàng)建XOZ和YOZ平面；
⑵ 點(diǎn)擊UG菜單中的插入命令中的關(guān)聯(lián)復(fù)制中鏡像特征；
⑶ 選擇上一步生成的異形定位孔，然后選擇鏡像平面XOZ，確定完成；
⑷ 選擇生成的兩個(gè)異形定