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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 二一九年六月 I 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 II 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 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 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。現(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 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 2 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： 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 3 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）。 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 4 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 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 5 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 3.2m ；上平面的粗糙度 為去除材料的方式得到的 3.2m。前、后兩端面的粗糙度為去除材料的方式得到的 1.6m。左端表面粗糙度為去除材料方式得到的 0.8m （其中斜面的粗糙度為 6.3m）。內孔 85 孔壁的粗糙度去除材料的方式得到的 1.6m ，其余的平面系 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 6 孔系的粗糙度各自分別為去除材料的方式得到的 0.8m 、1.6m 、3.2m、6.3m 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 130 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 140 過渡與內孔 130 之間有同軸度的要求，且其中公差為 不超過 0.02mm。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。 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 7 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 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 8 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。 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 9 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。 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 10 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 32, 30,25 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。 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 11 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 40，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： 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 12 （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。 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 13 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 2-17, 鉆底面 2-M16, 锪平 32 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 140, 90,72,62，30 孔 130 以底平面和底面任意 2 孔為基準，半精鏜粗鏜 140, 90,72,62，30 孔 140 以底平面和底面任意 2 孔為基準，精鏜粗鏜 140, 90,72,62，30 孔 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 14 150 粗、精鏜 32, 30,25 孔 160 粗、精鏜 130, 90,62 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 2-17, 鉆底面 2-M16 底孔, 锪平 32 100 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 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 15 130 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 140, 90,72,62，30 孔 150 以底平面和底面任意 2 孔為基準，半精鏜粗鏜 140, 90,72,62，30 孔 160 以底平面和底面任意 2 孔為基準，精鏜粗鏜 140, 90,72,62，30 孔 170 粗、精鏜 32, 30,25 孔 180 粗、精鏜 130, 90,62 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 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 16 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 2-17, 鉆底面 2-M16, 锪平 32 100 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 140, 90,72,62，30 孔 150 以底平面和底面任意 2 孔為基準，半精鏜粗鏜 140, 90,72,62，30 孔 160 以底平面和底面任意 2 孔為基準，精鏜粗鏜 140, 90,72,62，30 孔 170 粗、精鏜 32, 30,25 孔 180 粗、精鏜 130, 90,62 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 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 17 260 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。 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 18 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mD08Z 切削深度 ： =2mmpa 確定每轉進給量 ： ，zf0.2m/z 確定進給量 ： (3.1)f.81.6/zfmr 確定切削速度 ： ，擇選 =80m/mincv601/incv 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 19 換算成主軸轉速則 110mmod (3.2)018023/3.41cvnrm 相近的轉速為 235r/min。 換算成實際切削速度： 81m/min (3.3)10ndv 基本工時：被切削長度 ，進給次數(shù)為 253lmi 切入長度 ，切出長度是 ，取 ，12l2llm (3.4)0.85376/inMczfn 則有： 2.8min (3.5)12jMclTif 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30Dm8Z 切削深度 ： =2mmpa 確定每轉進給量 ： ，zf0.2/z 確定進給量 ： (3.6).81.6/zf mr 確定切削速度 ： ，擇選 =80m/mincv601/incv 換算成主軸轉速則 130mmod (3.7)080196/3.4cvnr 相近的轉速為 190r/min。 換算成實際切削速度： 78m/min (3.8)1dv 基本工時：被切削長度 ，進給次數(shù)為 356lmi 切入長度 ，切出長度是 ，取 ，1l2l2lm 山西工程技術學院畢業(yè)設計說明書 20 (3.9)0.2819304/minMczfn 則有： 8.4min (3.10)12jMclTif 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mD012Z 切削深度 ： =1mmpa 確定每轉進給量 ： ，zf0.12/z 確定進給量 ： (3.11)f.1.4/zf mr 確定切削速度 ： ，擇選 =120m/mincv78143/incv 換算成主軸轉速則