后托架零件的機械加工工藝及（鏜孔）工裝設計 鏜三杠孔【版本4】

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畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化專業(yè) 班 級： 姓 名： 學 號： 外文出處： 機器人和計算機集成制造 21（2005）368-378 附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2013年3月 夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂 CAM實驗室，機械工程學系，伍斯特理工學院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國 2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表 摘 要 幾何約束是夾具設計中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達。然而，如何分析和修改在實際夾具設計實踐過程中的一個非確定性的定位計劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計劃?？梢宰詣幼R別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計劃，并為修訂提供指引，以最終實現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞：夾具設計;幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束 1.介紹 夾具是用于制造工業(yè)進行工件牢固定位的一種機制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關(guān)鍵的第一步，夾具設計需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導原則發(fā)展的位置計劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。 一個加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點指出，定位計劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設計的最根本的準則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計劃分為以下三個類別： 1、良好的約束（確定性）：工件在一個獨特的位置進行配合，工件表面與6個定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束：不完全約束工件的自由度。 3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。 在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個接觸的機構(gòu)不應該有平等的，但在接觸點曲率相反?？柹璠4]認為，可能沒有足夠的應用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費雷拉[5]應用周對3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。 在淺田的擬定方案中,他們假設工件夾具元件和點之間的聯(lián)絡無阻力。理想的位置q*,而應放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應該有一個獨一無二的解決方案為下列所有定位方程組。 gi(q)=0,i=1,2,...,n (1) 其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。 只有考慮到目標位置q*附近在處: 淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位 如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個解決辦法 (3) 在1個3-2-1定位計劃中，一個約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準框架提取等效的定位點。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。 圖1 .夾具系統(tǒng)模型。 表1 等級 數(shù)量的定位 地位 <6 - 在受限 =6 =6 約束 =6 >6 過分約束 康等[7]遵循這些方法和他們實施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計算機輔助夾具設計的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下: 在受限:ΔX=WLΔr, (4) 約束:ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5) 過分約束:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6) λ是任意一個向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標，評價定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設計系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評價 如果不確定性的位置達到夾具系統(tǒng)設計的要求，設計師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設計是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時，所有有關(guān)知識約束工件的議案，可以引導設計師選擇額外的定位或使得修改定位計劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。 在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL: 如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi] 每一個定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下: （7） 當?shù)燃墸╓L）=6，n=6時，是工件良好約束。 當?shù)燃墸╓L）=6，n>6時;是工件過約束。 這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個簡化的定位方案。 定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達國家的算法使用下列方法確定不必要的定位： 1、找到所有的（n-6）組合定位的。 2、為每個組合,從（n-6）定位器確定定位方案。 3、重新計算矩陣秩的定位為左六個定位器。 4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負責過約束狀態(tài)。 這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設計師來決定哪一套不必要的定位應該被刪除以最佳定位性能。 當?shù)燃墸╓L）<6,工件的限制約束。 3。算法的開發(fā)和實施 在這里待開發(fā)的算法，將致力于提供信息的不受限運動工件在不足的約束狀態(tài)。假設有n個定位器之間的關(guān)系的工件的位置/定向誤差和定位誤差可以表示為如下 其中，DX; DY，DZ，AX，AY，AZ沿X，Y，Z軸和X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)，分別是位移。直接還原鐵 第i個定位器的幾何誤差。 WIJ的定義是正確的廣義逆的定位矩陣WR?WTL eWLWTL 為了找出所有未受限運動的工件，V =dxi ; dyi ; dzi; daxi; dayi; dazi介紹了V DX = 0. 由于 rank（△X）＜6必須存在有非零V滿足式，每個非零的解決方案的V代表一個無約束 運動。每學期的V代表該運動的一個組成部分。例如，[0; 0; 0; 3; 0; 0] 說繞x軸的旋轉(zhuǎn)不約束裝置 ，[0; 1; 1; 0; 0; 0 ] 工件可以沿著由下式給出的方向向量[0; 1; 1 ] 有可能是無限的解決方案。解空間，然而，可以構(gòu)造6- rank（WL）基本的解決方案，致力于以下分析，找出基本的解決方案。 示出，Wr的行向量之間的依賴關(guān)系：在特殊情況下，例如，所有W1J等于零， V具有一個明顯的解決方案，[1，0，0，0，0，0]，表示沿x軸的位移還沒有限制。這是很容易理解，因為△=0在此情況下，這意味著相應的工件的位置誤差是不依賴任何定位錯誤。因此，相關(guān)的動議未約束的定位器。此外，結(jié)合動議不約束，如果是△X的元素之一，可以作為其他元素的線性組合表示。然而，它 可以移動向量定義的x-和y-軸之間的沿對角線 為了找到解決辦法一般情況下，以下策略： 1. 在定位矩陣消除依賴的行（S）。 2。計算6不正確的修改后的定位矩陣的廣義逆 3 4規(guī)范的自由運動空間。 5計算未定的V 6. 基于該算法，一個C ++程序的目的是為了查明受限的狀態(tài)下，不受約束的 運動。 實施例1。在一個表面的磨削操作中，位于一個工件的夾具系統(tǒng)上，如示于圖。 正常矢量和每個定位器的位置如下： 因此，定位矩陣被確定。 在有限的定位方案 這種定位系統(tǒng)提供了根據(jù)有限的定位因為rank（WL）=5＜6，該程序，然后計算 正確的定位矩陣的廣義逆 第一行是公認的依賴行，因為這一行的去除不影響矩陣的秩?！捌渌迮攀仟毩⒌男小０l(fā)現(xiàn)根據(jù)獨立的行的線性組合規(guī)定下約束狀態(tài)的程序的步驟5。這種特殊情況下的解決方案是顯而易見的，所有系數(shù)均為零。因此，所述un-約束運動的工件可以被確定為V=[100000]這表明，工件可沿x方向移動?；谶@個結(jié)果，一個額外的定位器應該是采用約束沿x軸的工件位移。 實施例2。圖5示出了鉸接3-2-1定位系統(tǒng)。的法線矢量和每個定位器的位置，在這最初的設計如下： 這種配置的定位矩陣是 610真正的設計修改 修改定位矩陣變?yōu)? 修改后的定位矩陣是正確的廣義逆 檢查的程序依賴行，每一行是依賴其它五個行。不失概括性的，第一行被視為依賴行。 5×5改進的逆矩陣 根據(jù)第5步中，計算五個未確定的V條件 該矢量表示的位移的組合定義的自由運動，沿[1，0，1.713]方向結(jié)合旋轉(zhuǎn)[0.0432，0.0706，0.04]。要修改這個定位的配置，另一種定位器被添加到限制這種自由運動的工件，假設定位L1刪除在步驟1中。該程序可以也算自由運動的工件，如果一個定位器以外L1刪除在步驟1中。這提供了多的設計師的修訂選項。 4.總結(jié) 確定性的位置是一個重要的要求夾具定位方案設計。分析標準決定性的地位已經(jīng)確立。為了進一步研究非確定性狀態(tài)，提出了一種用于檢查幾何約束的狀態(tài)已經(jīng)研制成功。該算法可以識別欠約束狀態(tài)，并指示不受限運動的工件。它也承認過約束的狀態(tài)和不必要的定位器。輸出信息，可以幫助設計師來分析和改進現(xiàn)有的定位方案。 參考文獻 [1] Asada H, By 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103 1 1.5 1.52 460 0.15 0.33 0.2 端面銑刀 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831001 后托架 831001 工序名稱 粗鏜杠孔 工序號 技檢要求 檢驗毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準面 圓柱面和反面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 粗鏜直徑25.5的杠孔 69.4 1 2 0.34 300 0.35 0.66 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 2 粗鏜直徑30.2的杠孔 69.4 1 2 0.34 250 0.45 0.62 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 3 粗鏜直徑40的杠孔 69.4 1 2 0.47 250 0.5 0.56 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831001 后托架 831001 工序名稱 半精鏜杠孔 工序號 技檢要求 檢驗毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準面 圓柱面和反面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 半精鏜直徑25.5的杠孔 68 1 1.2 0.35 300 0.35 0.66 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 2 半精鏜直徑30.2的杠孔 68 1 1.2 0.35 250 0.45 0.62 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 3 半精鏜直徑40的杠孔 68 1 1.2 0.42 250 0.5 0.56 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831001 后托架 831001 工序名稱 精鏜杠孔 工序號 技檢要求 檢驗毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準面 圓柱面和反面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 精鏜直徑25.5的杠孔 67.4 1 0.8 0.35 300 0.35 0.66 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 2 精鏜直徑30.2的杠孔 67.4 1 0.8 0.35 250 0.45 0.62 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 3 精鏜直徑40的杠孔 67.4 1 0.8 0.42 250 0.5 0.56 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831001 后托架 831001 工序名稱 鉆孔 工序號 技檢要求 檢驗毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準面 圓柱面和反面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鉆孔4-Φ10 142 1 5 1.22 700 0.33 0.26 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 2 擴孔2-Φ13 134 1 1.5 1.52 550 0.9 0.33 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831001 后托架 831001 工序名稱 鉆孔 工序號 技檢要求 檢驗毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準面 圓柱面和反面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鉆孔4-Φ10 142 1 5 1.22 700 0.33 0.26 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 2 擴孔2-Φ13 134 1 1.5 1.52 550 0.9 0.33 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 3 锪孔2-Φ20 24 1 3.5 0.31 300 0.12 0.31 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 4 锪孔Φ13 47 1 3 0.34 500 0.13 0.34 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831001 后托架 831001 工序名稱 鉆孔 工序號 技檢要求 檢驗毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準面 圓柱面和反面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鉆孔Φ6 58.9 1 3 1.22 1200 0.26 0.26 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 2 鉆孔M6的螺紋孔 18.5 1 2.6 1.52 1300 0.25 0.33 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 3 對孔M6的螺紋孔攻絲 31 1 2.6 0.31 350 1 0.31 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 831001 零（部）圖號 共 2 頁 產(chǎn)品名稱 后托架 零（部）名稱 后托架 第 2 頁 材料牌號 HT150 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 鑄造 鑄造 鑄造 鑄造 20 時效 時效處理，去應力 時效 時效 30 粗銑 粗銑底面 機加工 銑 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 40 精銑 精銑底面 機加工 銑 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001 50 粗鏜 粗鏜直徑25.5的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 60 粗鏜 粗鏜直徑30.2的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 70 粗鏜 粗鏜直徑40的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 80 半精鏜 半精鏜直徑25.5的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 90 半精鏜 半精鏜直徑30.2的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 100 半精鏜 半精鏜直徑40的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 110 精鏜 精鏜直徑25.5的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 120 精鏜 精鏜直徑30.2的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 130 精鏜 精鏜直徑40的杠孔 機加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標卡尺、工裝 140 鉆孔 鉆孔4-Φ10 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 150 鉆孔 擴孔2-Φ13 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 160 鉆孔 鉆孔4-Φ10 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 170 擴孔 擴孔2-Φ13 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 180 锪孔 锪孔2-Φ20 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 190 锪孔 锪孔Φ13 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 831001 零（部）圖號 共 2 頁 產(chǎn)品名稱 后托架 零（部）名稱 后托架 第 2 頁 材料牌號 HT150 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 200 鉆孔 鉆孔Φ6 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 210 鉆孔 鉆孔M6的螺紋孔 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 220 攻絲 對孔M6的螺紋孔攻絲 機加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標卡尺、工裝標卡尺、工裝XJ001 230 檢驗 檢驗入庫 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 I 四川職業(yè)技術(shù)學院 Sichuan Vocational and Technical College 畢業(yè)設計（論文） 題 目 后托架零件的機械加工工藝及（鏜孔）工裝設計 所屬系部 機械工程系 所屬專業(yè) 機械設計與制造 所屬班級 學 號 學生姓名 指導教師 起訖日期 2012.09—2013.04 四川職業(yè)技術(shù)學院教務處制 II 摘 要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀 態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都 稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的 工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該 工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時 間，輔助時間和工作地服務時間。 關(guān)鍵詞 工序，工藝，工步，加工余量，定位方案，夾緊力 III IV ABSTRACT Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keywords： The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength 1 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................................I ABSTRACT.............................................................................................................................................II 目 錄 ....................................................................................................................................................1 1 后托架加工工藝 ..................................................................................................................................3 1.1 后托架的工藝分析 ........................................................................................................................3 1.2 后托架的工藝要求及工藝分析 .....................................................................................................3 1.2.1 后托架的技術(shù)要求 .................................................................................................................4 1.3 加工工藝過程 .................................................................................................................................4 1.4 確定各表面加工方案 .....................................................................................................................4 1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素 .................................................4 1.4.2 平面的加工 .............................................................................................................................4 1.4.3 孔的加工方案 ..........................................................................................................................4 1.5 確定定位基準 .................................................................................................................................5 1.5.1 粗基準的選擇 .........................................................................................................................5 1.5.2 精基準選擇的原則 .................................................................................................................6 1.6 工藝路線的擬訂 .............................................................................................................................6 1.6.1 工序的合理組合 ......................................................................................................................6 1.6.2 工序的集中與分散 .................................................................................................................7 1.6.3 加工階段的劃分 .....................................................................................................................8 1.6.4 加工工藝路線方案的比較 .....................................................................................................9 1.7 后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .......................................................12 1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ...........................................................................................................12 1.7.2 后托架的偏差計算 ...............................................................................................................12 1.8 確定切削用量及基本工時（機動時間） ...................................................................................16 1.8.1 工序 1：粗、精銑底面 ........................................................................................................16 1.8.2 工序 2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔 .................................................................17 1.8.3 工序 3：鉆頂面四孔 ............................................................................................................24 1.8.4 工序 4：鉆側(cè)面兩孔 ............................................................................................................28 1.9 時間定額計算及生產(chǎn)安排 ...........................................................................................................30 1.9.1 粗、精銑底面 .......................................................................................................................30 1.9.2 鏜側(cè)面三杠孔 .......................................................................................................................31 1.9.3 鉆頂面四孔 ...........................................................................................................................32 2 鏜孔專用夾具設計 .........................................................................................................................34 2.1 研究原始質(zhì)料 ...............................................................................................................................34 2.2 定位基準的選擇 ...........................................................................................................................34 2.3 切削力及夾緊力的計算 ...............................................................................................................34 2.4 誤差分析與計算 ...........................................................................................................................36 2 結(jié) 論 ......................................................................................................................................................38 參考文獻 ..................................................................................................................................................39 致謝 ..........................................................................................................................................................40 3 1 后托架加工工藝 1.1 后托架的工藝分析 后托架的是的一個重要零件，因為其零件尺寸較小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復 雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但 是對精度要求不是很高。后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求6.1Ra 等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量 均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是 非常關(guān)鍵和重要的。 1.2 后托架的工藝要求及工藝分析 锪 平 圖 1.1 后托架零件圖 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的 勞動量最小。而設計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設計者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 4 1.2.1 后托架的技術(shù)要求 其加工有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個孔、以及左視圖上的兩 個孔。 ⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是 ，平面度公差要求是 0.03。6.1?Ra ⑵．另一組加工是側(cè)面的三孔，分別為 ， ， ，其表03.52?02.025.4? 面粗糙度要求 要求的精度等級分別是 ， ， 。6.1?a8?IT7I?IT ⑶．以頂面為住加工面的四個孔，分別是以 和 為一組的階梯1? 空，這組孔的表面粗糙度要求是 ， ，以及以 和 的階50Rz3.6a32?10? 梯孔，其中 是裝配鉸孔，其中 孔的表面粗糙度要求是 ，102??2?5Rz ， 是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是 。3.6?Ra .6?a ⑷．后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次 造型。 單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積m3~1 較小。因為后托架的重量只有 3.05kg,而年產(chǎn)量是 5000 件，由[7]《機械加工 工藝手冊》表 2.1-3 可知是中批量生產(chǎn)。 1.3 加工工藝過程 由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于后托架來說， 加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間 的相互關(guān)系。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：CA6140 后托架的尺寸精度，形狀機關(guān)度 以及位置機精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。 1.4 確定各表面加工方案 一個好的結(jié)構(gòu)不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時是加工的勞 動量最小。設計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設計后托架 4 的加工工藝來說，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了 從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度 要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格較底的機床。 1.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素 ⑴．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件 小批量生產(chǎn)中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加 工，在 小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削 加工。 ⑶．要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而 有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷．要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法 和設備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前 面準備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 1.4.2 平面的加工 由參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.1-12 可以確定，底面的加工方案 為底平面：粗銑——精銑（ ） ，粗糙度為 6.3~0.8，一般不淬硬的平97IT? 面，精銑的粗糙度可以較小。 1.4.3 孔的加工方案 ⑴．由參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.1-11 確定，以為孔的表面粗 糙度為 1.6，則選側(cè)孔（ ， ， ）的加工順序為：粗鏜——03.52?02.025.4? 精鏜。 5 ⑵．而頂面的四個孔采取的加工方法分別是： 因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是 ，所以我們采用一次鉆孔的加工方50Rz 法， 的孔選擇的加工方法是鉆，因為 的孔和 是一組階梯132?? 2??13?? 孔，所以可以在已經(jīng)鉆了 的孔基礎上再锪孔鉆锪到 ，而另一組132??20 和 也是一組階梯的孔，不同的是 的孔是錐孔，起表面粗糙0 度的要求是 ，所以全加工的方法是鉆——擴——鉸。6.1?Ra 1.5 確定定位基準 1.5.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： ⑴．粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加 工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應 選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均 勻、外形對稱、少裝夾等。 ⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌 面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工 床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少 的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 ⑶．應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的 加工余量。 ⑷．應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定 位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時 需經(jīng)初加工。 ⑸．粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 多次使用難以保證表面間的位置精度。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證后托架在整 個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從后托架零件圖分析可知，選擇 6 側(cè)面三孔作為后托架加工粗基準。 1.5.2 精基準選擇的原則 ⑴．基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免 定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ⑵．基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保 證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾 具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作 為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多 書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶．互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準 反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基 準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工 表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外， 像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證后托架在整 個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從后托架零件圖分析可知，它的 底平面與側(cè)面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平 面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則 可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面， 因為是非加工表面，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。 1.6 工藝路線的擬訂 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。后托架的加工 的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平 面。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 7 1.6.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴．工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的 機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 ⑵．工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 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(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%c??908 蘇打及 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 1.6.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 ⑴．工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和 生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些 表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以 提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事， 生產(chǎn)準備工作量大。 8 ⑵．工序分散的特點 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的 機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具 體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 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(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突 出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟效果。 1.6.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴．粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11~IT12。粗糙度為 Ra80~100μm。 ⑵．半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9~IT10。表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 ⑶．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在 9 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度．精加工的加工精度一般為 IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 ⑷．光整加工階段 對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精 度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為 IT5~IT6, 表面粗糙度為 Ra1.25~0.32μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì) 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階 段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不 把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就 要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 1.6.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表： 表 1.1 加工工藝路線方案比較表 方案Ⅰ 方案Ⅱ工序號 工序內(nèi)容 定位基準 工序內(nèi)容 定位基準 010 粗銑底平面 A側(cè)面和外圓 粗、精銑底平 面 A側(cè)面和外圓 020 精銑底平 粗 側(cè)面和外圓 粗鏜孔： 40? 、 2.35底面和側(cè)面 040 鉆、擴孔： 40?底面和側(cè)面 半精鏜孔： 、40?2.3底面和側(cè)面 10 、 2.30?5. 、 5.2? 050 粗鉸孔： 、4. 、 5.2?底面和側(cè)面 精鏜孔： 、40.3、 5.2?底面和側(cè)面 060 精鉸孔： 、40.3 、 5.2?側(cè)面和兩孔 粗銑油槽 底面和側(cè)面 070 粗銑油槽 底面和側(cè)面 鉆： 、10?3底面和側(cè)面 080 锪鉆孔： 42?底面和側(cè)面 擴孔 底面和側(cè)面 090 鉆： 、103底面和側(cè)面 精鉸錐孔： 10?底面和側(cè)面 110 擴孔 ?底面和側(cè)面 锪鉆孔： 、 13? 底面和側(cè)面 120 精鉸錐孔： 10?底面和側(cè)面 去毛刺 130 锪鉆孔： 、 13? 底面和側(cè)面 鉆： 、6M?底面和孔 5.2 140 鉆： 、6M底面和孔 5.2攻螺紋 6底面和孔 5.2? 150 攻螺紋 底面和孔 .?锪平面 11 160 锪平面 倒角去毛刺 160 倒角去毛刺 檢驗 170 檢驗 加工工藝路線方案的論證： ⑴．方案Ⅱ在 120 工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而 且給以后的定位及裝配得到可靠的保證。 ⑵．方案Ⅱ在 010 工序中先安排銑底平面，主要是因為底平面是以后工序 的主要定位面之一，為提高定位精度。 ⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分開原則。 由以上分析：方案Ⅱ為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程 如下表： 表 1.2 加工工藝過程表 工序號 工 種 工作內(nèi)容 說 明 010 鑄造 金屬型鑄造 鑄件毛坯尺寸： 長： 寬： 高：m2060 孔： 、 、75.1?2.36 020 清砂 除去澆冒口，鋒邊及型砂 030 熱處理 退火 石墨化退火，來消除鑄鐵表層 和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的 白口組織（有大量的滲碳體出 現(xiàn)） ，以便于切削加工 040 檢驗 檢驗毛坯 050 銑 粗銑、精銑底平面 A工件用專用夾具裝夾；立式銑 床 )52(KX 060 粗鏜 粗鏜鏜孔： ， ，03.52?02.025.4?工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（ ）68T 070 銑 粗銑油槽 080 半精鏜 半精鏜鏜孔： ， ，03.02.025. 工件用專用夾具裝夾；立式銑 鏜床（ ） 12 090 精鏜 精鏜鏜孔： ， ，03.52?02.025.4?工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（ ）68T 100 鉆 將孔 、 、1? 鉆到直徑0md0? 110 擴孔鉆 將 擴孔到要求尺寸32? 120 锪孔鉆 锪孔 、 到要求尺120? 寸 130 鉸 精鉸錐孔 ? 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆 床 )3025(Z 140 鉗 去毛刺 150 鉆 鉆孔 、6M 160 攻絲 攻螺紋 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆 床 )3025(Z 170 鉗 倒角去毛刺 180 檢驗 190 入庫 清洗，涂防銹油 1.7 后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是 HT150，硬度 HB 為 150-200， 生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 1.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ⑴．CA6140 車床后托架為鑄造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當，不得有尖角。 ③、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯 子、并便于起模。 ④、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。 毛坯形狀、尺寸確定的要求 ⑵．設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 13 ②、工藝基準以設計基準相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 1.7.2 后托架的偏差計算 ⑴．底平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余糧的計算，計算底平面與孔（ ， ， ）03.52?02.025.4? 的中心線的尺寸為 。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工07.35? 步余量如下： 粗銑：由參考文獻[5]《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2-23。其余量值規(guī) 定為 ，現(xiàn)取 。表 3.2-27 粗銑平面時厚度偏差取 。m4.3~720.3 m28.0? 精銑：由參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.3-59，其余量值規(guī)定為 。5.1 鑄造毛坯的基本尺寸為 ，又根據(jù)參考文獻[7]《機械加工390.135?? 工藝手冊》表 2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸 公差為 。m1. 毛坯的名義尺寸為： 390.135?? 毛坯最小尺寸為： m48.9? 毛坯最大尺寸為： . 粗銑后最大尺寸為： 36015?? 粗銑后最小尺寸為： m72.8.? 14 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側(cè)面三孔（ ， ，03.52?02. ）的中心線的尺寸為 。025.4?07.35? ⑵．正視圖上的三孔的偏差及加工余量計算 參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.3-59 和參考文獻[15]《互換性 與技術(shù)測量》表 1-8，可以查得： 孔 ：03.52? 粗鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12?ITumRa15?m21.0 半精鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.2m084. 精鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7?I ua6.1?021. 孔 02.3? 粗鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12ITmR5m. 半精鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0?ua.2?m084. 精鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7I 6.1021. 孔 025.? 粗鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12?ITumRa5?m5. 半精鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.210 精鏜的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7I 612. 根據(jù)工序要求，側(cè)面三孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成， 各工序余量如下： 粗鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.3-48,其余量值為03.52? ；m 孔，參照[7] 《機械加工工藝手冊 》表 2.3-48,其余量值為02. ； 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表 2.3-48,其余量值5.04? 為 。2 15 半精鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.3-48,其余量值為03.52? ；m.1 孔，參照[7] 《機械加工工藝手冊 》表 2.3-48,其余量值為02. ； 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表 2.3-48,其余量.025.4? 值為 。1 精鏜： 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.3-48,其余量值為03.25 ；m8.0 孔，參照[7] 《機械加工工藝手冊 》表 2.3-48,其余量值為02.? ；. 孔，參照[7]《機械加工工藝手冊》表 2.3-48,其余量值為025.4 。m8.0 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為 ： ；03.52??m5.218.025.?? 孔毛坯基本尺寸為 ： ；1.8? 630 孔毛坯基本尺寸為 ： 。035. 3.14 根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.3-11，鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差分別為： 。、、 m9.0.9.0 孔毛坯名義尺寸為 ： ；03.52??521825.?? 毛坯最大尺寸為 ： ；.4.1? 毛坯最小尺寸為 ： ；0 粗鏜工序尺寸為 ：?21.05 半精鏜工序尺寸為 ： 84.07 精鏜后尺寸是 ，已達到零件圖尺寸要求021. 025.? 孔毛坯名義尺寸為 ： ；02.3??m.268..3?? 16 毛坯最大尺寸為 ： ；?m65.24.026?? 毛坯最小尺寸為 ： ；7? 粗鏜工序尺寸為 ： ；21.08 半精鏜工序尺寸為 ：?4.09 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即 ：?02.3 孔毛坯名義尺寸為 ： ；025.4? m68.214?? 毛坯最大尺寸為 ： ；?5..036? 毛坯最小尺寸為 ： ； 粗鏜工序尺寸為 ： 25.08 半精鏜工序尺寸為 ：?1.039 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即 025.4? ⑶．頂面兩組孔 和 ，以及另外一組 的錐孔和12?21?132?? 毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為 ，表面粗糙度要求為 。參1IT50Rz 照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.3-47，表 2.3-48。確定工序尺寸及加 工余量為： 第一組： 和132??20 加工該組孔的工藝是：鉆——擴——锪 鉆孔： 擴孔： （Z 為單邊余量）13?m32? 锪孔： （Z 為單邊余量）207 第二組： 的錐孔和?1?? 加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸 鉆孔： 10? 17 锪孔： （Z 為單邊余量）13?m42? 鉸孔： 0 1.8 確定切削用量及基本工時（機動時間） 1.8.1 工序 1：粗、精銑底面 機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX52 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z ⑴．粗銑 銑削深度 ：pam3? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-Zaf/18.0?V 81，取 sV2 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r? （1.1） 實際銑削速度 ： 式V? snd/2.1601374.0???? （1.2） 進給量 ： 式f smZnaff /./378.? （1.3） 工作臺每分進給量 ： mf in/6.39/6.sVf ? ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a0? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml7 刀具切入長度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl 18 m98.24)3~1(603(5.02???? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 式jt min26.0.3957621???mjfl （1.5） ⑵．精銑： 銑削深度 ：pa5.1? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊 》表 2.4-Zmaf/15.0?V 81，取 sV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rd???? in/460r? 實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0???? 進給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465.?? 工作臺每分進給量 ： mf in/9msf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長度 ：精銑時1Dl631? 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機動時間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt 本工序機動時間 in59.03.6.021??jjjtt 19 1.8.2 工序 2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔 機床：臥式鏜床 68T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT ⑴．粗鏜 孔03.52?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pam?md.210? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66，刀桿伸出長f 度取 ，切削深度為 。因此確定進給量 。202rf/35. 切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66 取Vmin/1/35.0s? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取i/06.5.214.310 rd???? min/30r? 實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? sndV/34.0615.24.0???? 工作臺每分鐘進給量 ： 式mf in/35.f??? （1.7） 被切削層長度 ：l60 刀具切入長度 ： 式1 mtgtgkarp 4.5230)~2(?????? （1.6） 刀具切出長度 ： 取2lm53l2 行程次數(shù) ：i1? 機動時間 ，由式（1.5）有：jt min6.0154.6021?????mjflt ⑵．粗鏜 孔m02.3?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑pa?d2.60? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66，刀桿伸出長f 20 度取 ，切削深度為 。因此確定進給量 。m20m2rmf/45.0? 切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66，取Vin/1/35.0s? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n in/26.5.14.30rdV???? 取 mi/250rn? 實際切削速度 ，由式（1.2）有： V? smnV/34.061025..0???? 工作臺每分鐘進給量 ，由式（1.7）有：mfin/5.12045.fnm??? 被切削層長度 ：l6 刀具切入長度 ，由式（1.6）有：1 mtgtgkalrp 4.5230)~2(1 ?????? 刀具切出長度 ： 取2lm5~3?ml42 行程次數(shù) ：i1 機動時間 ，由式（1.5）有：jt min62.015.246021?????mjflt ⑶．粗鏜 孔025.4?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pam?d360? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66，刀桿伸出長f 度取 ，切削深度為 。因此確定進給量202rmf/5. 切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66，取Vmin/4/.0s? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取i/31.2614.30 rd???? min/250r? 21 實際切削速度 ，由式（1.2）有： V? smndV/47.06102534.0????? 工作臺每分鐘進給量 ，由式（1.7）有：mfin/1250.fnm??? 被切削層長度 ：l6 刀具切入長度 ，由式（1.6）有：1 mtgtgkalrp 4.5230)~2(1 ?????? 刀具切出長度 ： 取2lm5~3?ml42 行程次數(shù) ：i1 機動時間 ，由式（1.5）有：jt min56.0124.56021?????mjflt ⑷．半精鏜 孔03.52?? 切削深度 ： ，粗鏜后孔徑pam.1?d5.30? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66，刀桿伸出長f 度取 ，切削深度為 。因此確定進給量m202rmf/. 切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-66，?。篤in/8.19/3.0ms? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有n ，取i/3.265.14.30 rd???? min/250r? 實際切削速度 ，由式（1.2）有： V? sndV/31.61.34.0???? 工作臺每分鐘