圓盤蓋零件的機械加工工藝規(guī)程設計含CAD圖

圓盤蓋零件的機械加工工藝規(guī)程設計含CAD圖,圓盤,零件,機械,加工,工藝,規(guī)程,設計,cad 某盤蓋零件的機械加工工藝規(guī)程設計 目錄 第一章 緒論 3 1.1 研究背景及意義 3 1.2 零件制造技術的發(fā)展與現狀 3 1.3 零部件盤類零件生產技術的發(fā)展與現狀 4 1.4 機械制造工藝技術相關知識 4 1.5 論文的主要內容 6 第二章 零部件的機械加工工藝規(guī)程設計 8 2.1.零部件的工藝分析及生產類型的確定 8 2.1.1零部件的作用 8 2.1.2零部件零件的工藝特點 9 2.1.3 零部件的工藝方法 9 2.1.4 零部件的工藝分析 10 2.1.5 確定零件的生產類型 12 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 13 2.2.1 選擇毛坯種類 13 2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 14 2.2.3 設計毛坯圖 15 2.2.4 繪制毛坯圖 15 2.3零部件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 16 2.4盤體加工定位基準的選擇 16 2.4.1粗基準的選擇 16 2.4.2精基準的選擇 17 2.5零部件盤體加工主要工序安排 17 2.6機械加工余量、工序尺寸的確定 18 2.7確定切削用量及基本工時 19 參考文獻 29 致 謝 30 摘要 機械加工行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進的發(fā)展，在新經濟時代，行業(yè)呈現了新的發(fā)展趨勢，由此對其它的質量，性能要求有了新的變化。現在機械加工行業(yè)發(fā)生著結構性變化，工藝工裝的設計與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件，工藝工裝的設計與改良直接影響加工產品的質量與性能。作為重型機械零部件企業(yè)，在工藝技術上保證生產出高品質低成本的產品是企業(yè)能在激烈的市場競爭中立足的關鍵。零部件的加工工藝直接影響產品的質量和企業(yè)的經濟效益。本文針對農用機械上的和中零部件體上盤體的加工工藝流程。 首先介紹了該農用機械上的零部件體的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設計并確定零部件休的加工藝規(guī)程設計，從機床選取、刀具選取、刀具夾緊方式的選取、刀具動平衡、刀具安全性、切削用量的選取以及冷卻技術等方面進行介紹。最后對其零件進行三維建模。此次設計是對零部件體的加工工藝，其零件為工件，具有體積較大，零件結構較復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準來加工其它，用Pro/E對零件進行三維建模，繪制二維工程圖。 關鍵詞：零部件；加工工藝；工藝流程；Pro/E 第一章 緒論 1.1 研究背景及意義 隨著我國重型機械工業(yè)的發(fā)展，尤其是汽車的快速增長，其發(fā)展越來越趨向于高速重載化，客戶對零部件的性能也提出了更高的要求，因此質量高、性能好、承載大的重型機械零部件市場不僅需求量大，而且一直供不應求。市場的需求永遠是第一位的，在多檔大扭矩零部件的領域中，我公司的新產品會不斷的推陳出新。因此就帶來一個新問題，其中的重點之一就是新產品盤體類零件的快速上量，提升能力。本課題設計的目的就是通過對盤類零件進行工藝研究，對生產線進行工藝流程規(guī)劃，達到適合生產多品種變批量盤體零件加工的目的。 1.2 零件制造技術的發(fā)展與現狀 隨著機械工業(yè)的發(fā)展，切削加工得到了進一步的發(fā)展，可以說制造技術仍然是最基礎的工藝。目前，高速切削代表著切削加工工藝最重要的發(fā)展方向。研究表明，在常規(guī)的切削速度范圍內，切削溫度隨著切削速度增大而提高，在一定的速度范圍內，切削溫度太高，任何刀具都無法承受，切削加工不可能再繼續(xù)下去。但是，當切削速度再增高，切削溫度反而降低，切削力也大幅度下降。在高速切削時，切削熱的絕大部分被切屑帶走，工件基本保持冷態(tài)，而切屑溫度卻要高得多。高速切削就是指切削溫度隨切速的增加不再顯著增長的切削階段，在高速切削條件下，切削機理與常規(guī)加工方法相比產生了變化，切削過程變得比常規(guī)切削速度下容易。高速加工的結果與常規(guī)速度加工相比，其材料切除率增加2～3倍，主切削力減小了70%，而加工件的表面質量明顯提高。目前實際生產中高速切削應用的材料一般為鋁、鋁合金(含硅量小于12%)以及鑄鐵，根據工藝的劃分，車削可達到700～7000 m/min；銑削可達到300～6000 m/min；鉆削可達到200～1100 m/min。按加工材料分。鈦合金200～1000 m/min；鋼800～5 000 m/min；鑄鐵900～6000 m/min；銅1 000～7500 m/min；鋁合金1100～8000 m/min。高速切削加工是一項系統(tǒng)工程，它與多種外圍技術相關聯(lián)，比如機床、刀具、工件特點與性質，另外還有CAM技術、加工狀態(tài)監(jiān)控技術等。高速切削加工試驗(高的切速、小的切深、快的進給)表明，它可以提高加工效率和降低加工能耗(單位功率的材料切除率)，又能獲得高的加工精度和表面質量(表面完整性和粗糙度)，尤其適合加工薄壁零件。在汽車工業(yè)領域里，高速加工中心的加工效率已經取代了組合機床，它已經逐漸成為柔性生產線主力加工設備，并且有力地推動著大批量生產的柔性化。高速加工作為一種新的技術，其優(yōu)點是顯而易見的，它給傳統(tǒng)的數控加工帶來了一種革命性的變化，但是，目前既便是在加工機床水平先進的瑞士、德國、日本、美國，對這一嶄新技術的研究也還處在不斷的摸索研究中。有許多問題有待于解決：如高速機床的動態(tài)、熱態(tài)特性；刀具材料、幾何角度和耐用度問題；機床與刀具間的接口技術（刀具的公平衡、扭矩傳輸）；冷卻潤滑液的選擇；CAD/CAM的程序后處理問題；高速加工時刀具軌跡的優(yōu)化問題等等。國內在這一方面的研究采尚處于起步階段，要趕上并盡快縮小與國外同行業(yè)間的差距，還有許多路要走。 1.3 零部件盤類零件生產技術的發(fā)展與現狀 19世紀末，法國巴黎Panhard-Levassor機床公司開始制造汽車，它采用的是一種典型的手工生產方式。幾乎沒有兩輛汽車是相同的！第一次世界大戰(zhàn)后，以美國福特汽車公司為代表的大批量生產方式逐漸取代以歐洲企業(yè)為代表的手工生產方式；但是，福特公司長達10年的時間，僅生產T型車，它的生產設備沒有柔性，如果改變品種，不僅耗資巨大，而且要停產一年。市場需求變化加快，產品更新?lián)Q代的頻率越來越高。當前，世界上汽車行業(yè)已經從當年流行了半個世紀的美國福特公司所倡導的單一品種，大批量生產模式轉到日本豐田公司的多品種、小批量的生產模式。產品換型速度的加快，要求生產設備不但效率高，而且要有良好的柔性，柔性制造系統(tǒng)在國外發(fā)達國家已經得到廣泛應用。我國組合機床從20世紀初開始向數控和柔性發(fā)展，加工中心單元以其所具有高速度、高柔性、高精度、高效率等特點，彌補了傳統(tǒng)組合機床方面的不足，不斷地得到用戶的認同。隨著數控加工中心，數控鏜削中心等先進加工設備的大規(guī)模應用，使得一種新的生產方式加以出現，那就是對具有多品種，大批量（特別是中，小批量）都具有極強的適應性的柔性化生產方式，這類生產線被稱為柔性制造線。柔性制造線是隨著生產技術的發(fā)展，市場需求對產品的功能與質量的要求越來越高，新舊產品換代的周期越來越短，同時產品的復雜程度也越來越高，為了同時提高制造工業(yè)的柔性和生產效率，從而在保證質量的前提下，縮短產品生產周期，降低產品成本，始終使中小批量生產能與大批量生產抗衡的要求下應運而生的。目前，柔性制造線在我國還處于開發(fā)階段，與國際先進水平仍有較大差距。 1.4 機械制造工藝技術相關知識 零部件體機械加工工藝規(guī)程的制訂 （1）根據零件圖和產品裝配圖，對零件進行工藝分析 在對零部件體進行工藝規(guī)程設計時，應掌握該零件在部件或總成中的位置、公用以及部件或總成對該零件提出的技術要求，明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程過程中采取措施予以保證 掌握零件的結構形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設計的總體構想。分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術要求應進行歸納整理。 （2）計算零件的生產綱領，確定生產類型 根據零件圖查表可知，零部件為重型零件，根據生產要求將確定該零件為大批量生產。 （3）確定毛坯種類和制造方法 機械加工中毛坯種類有很多種，如工件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據零部件體零件圖所選擇的材料，零部件體零件加工工程中應達到的技術指標和加工特點，零件生產的經濟性，如何選擇合適的毛坯種類也是設計重點。其次，如何選擇毛坯制造方法也是設計中必不可少的環(huán)節(jié)，一般地，選擇毛坯的制造方法應考慮一下幾個方面因素：a、材料的工藝性能；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產綱領；d、采用新型材料、新工藝、新技術的可能性。 （4）確定毛坯尺寸和公差 如何確定毛坯尺寸，也就是如何確定加工余量，對確保加工質量、提高生產率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過大或是過小，所以應當選擇合適的方法來確定加工余量，保證零件加工各項尺寸及技術指標。同時，選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產的經濟型也有很大的影響。 （5）擬定工藝路線 擬定工藝路線包括：定位基準的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。這也將是支座機械加工工藝規(guī)程設計制定的重點 （6）確定各個工序的加工余量，計算工序尺寸及公差 （7）選擇各個工序的機床設備及刀具、量具等工藝裝備 （8）確定各個工序的切削用量和時間定額 （9）編制工藝文件 1.5 論文的主要內容 零部件的加工工藝直接影響產品的質量和企業(yè)的經濟效益。本文針對某零部件體上盤體的加工工藝流程進行設計。介紹了該農用機械上的零部件體的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設計并確定零部件休的加工藝規(guī)程設計，從機床選取、刀具選取、刀具夾緊方式的選取、刀具動平衡、刀具安全性、切削用量的選取以及冷卻技術等方面進行介紹。零部件體零件為工件，具有體積較大，零件結構較復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，其機構設計簡單，方便且能滿足要求并用Pro/E進行三維建模，繪制二維工程圖。具體內容如下： 1．對零件進行工藝分析，畫零件圖。 學生在得到設計題目之后，應首先對零件進行工藝分析，其主要內容包括： ①對零件的作用以及技術要求進行分析； ②對零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙度以及設計基準進行分析； ③對零件的材質，熱處理及機械加工的工藝性進行分析。 2．選擇毛坯的制造方法。 選擇毛坯應該以生產批量的大小、零件的復雜程度、加工表面及非加工表面的技術要求等幾方面來綜合考慮。正確地選擇毛坯的制造方式，可以使得整個工藝過程經濟合理，故應慎重進行。在通常情況下，應注意以生產性質來決定。 3．制訂零件的機械加工工藝路線。 ①制訂工藝路線。在對零件進行分析的基礎上，制訂零件的工藝路線。對于比較復雜的零件，可以先考慮幾個加工方案，經分析比較后，再從中選擇比較合理的加工方案。 ②選擇定位基準，進行必要的工序尺寸計算。根據粗、精基準選擇原則，合理地選定各工序的定位基準。當某工序的定位基準與設計基準不符合時，則需對它的工序尺寸進行換算。 ③選擇機床及工、夾、量、刃具。機床設備的選用應當既要保證加工質量，又要經濟合理。在成批生產條件下，一般是采用通用機床和專用夾具。 ④加工余量及工序間尺寸與公差的確定。根據工藝路線的安排，要求逐個工序、逐個表面地確定加工余量。其工序間尺寸公差，按經濟精度確定。一個表面的總加工余量，應該為該表面各工序間加工余量之和。 ⑤切削用量的確定。在機床、刀具、加工余量等已確定的基礎上，要求學生用公式計算出1-2道工序和切削用量，其余各工序的切削用量可由“機械制造工藝設計手冊”中查到。 ⑥畫毛坯圖。在加工余量已確定的基礎上畫毛坯圖。毛坯的輪廓要求用實現繪制，零件的實際尺寸用雙點劃線繪出，比例取1:1。同時，應在圖上標出毛坯的尺寸、公差、技術要求、熱處理等。 ⑦填寫機械加工工藝過程卡及工序卡片。將前述各項內容以及各工序加工簡圖，一并填入。 第二章 零部件的機械加工工藝規(guī)程設計 2.1.零部件的工藝分析及生產類型的確定 不同系列零部件盤體零件具有不同的體積、重量、結構和材質，其加工特性也有較大區(qū)別，一個新產品的加工方案是否有效，是否具有合理性，可實施性，必須經過一個嚴謹的過程。本文所設計的某零部件盤體類零件具有體積小，重量小，結構簡單等特點。因此，盤體類零件加工難點較低，但是設計加工工藝時需要從多方面分析，最終選擇最優(yōu)方案。 2.1.1零部件的作用 本設計的零件是某一盤蓋零件，它是機械箱體系統(tǒng)中的一個重要零件。零部件盤體的主要作用是支承各運動件，保證各平面度，并保證零部件部件正確安裝。因此零部件盤體零件的加工質量，不但直接影響機械零部件的裝配精度和運動精度，而且還會影響機械的工作精度、使用性能和壽命。零部件主要是實現機械的支撐作用。零部件盤體零件的凸臺用來安裝零部件，中心的工藝孔、用以定位裝夾，實現其凸臺側面、腰形槽、圓盤頂面銑加工。各部分尺寸零件圖中詳細標注如圖2.1所示。 圖2.1 零部件零件圖 2.1.2零部件零件的工藝特點 （1）盤體類零件的特點 1）在盤體上有精度較高的凸臺、腰形槽及安裝基準面等； 2）這些凸臺和平面分布在盤體的各個面； 3）各個平面之間有嚴格的形位公差要求。 （2）盤體類零件主要技術要求 1）凸臺精度。凸臺的尺寸誤差和幾何形狀誤差會使軸承與安裝孔配合不良，使主軸回轉軸線不穩(wěn)定，產生振動和噪聲，引起主軸徑向跳動；或者配合過緊，導致軸承外環(huán)變形導致不能正常工作，壽命縮短。 2）凸臺側面精度。凸臺的側面精度直接影響到裝配精度，應該保證其側面的加工精度和位置精度。 3）平面的精度。裝配基面的平面度誤差將影響盤體與主機連接時的接觸剛度。如果該平面還是加工其他平面還會影響后續(xù)加工的精度。 4）表面粗糙度。表面粗糙度影響結合面的配合性質或接觸剛度。 2.1.3 零部件的工藝方法 （1）粗、精加工的劃分 零部件盤體類零件材質一般為鑄鐵或鑄鋁，由于其結構往往較為復雜，其體積也相對較大。近年來，我國的鑄鋁成型技術提高得很快，但鑄鐵成型技術與國外先進技術相比較，仍有較大的差距。鑄鐵件往往有3mm～5mm的加工余量，因此往往要將粗、精加工分開來進行，以提高加工中心等高速切削設備的利用率，將余量較大的表面都粗加工以后，再進行精加工。 （2）盤體類零件加工設備的選擇 根據粗精加工的工序內容，對加工設備進行選擇。1）粗加工設備粗加工設備往往選擇一些通用設備，如普通立車，普通銑床，搖臂鉆等等。當生產節(jié)拍要求較大時，也會選用一些專用設備，如專用鏜床，專用雙面銑床，群鉆等等。這兩種設備適用的前提條件不同，各有優(yōu)缺點。專機的效率往往比通用設備大好幾倍，但如果產品發(fā)生變更，則會容易造成設備閑置，或者需要投入資金，對專機進行改造。2）精加工設備對于零部件盤體來說，常常選用加工中心來進行精加工。加工中心適于加工形狀復雜、工序多、精度要求較高，普通機床加工需多次裝夾調整困難的的工件。加工中心（Machining Center)是由數控銑床發(fā)展而來的多功能、高效率、高精度的自動化機械加工機床，適合于加工具有一定批量的產品或模具。加工中心與銑床相似，都是由機床本體、數控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、液壓（氣壓）系統(tǒng)等部分組成。 （3）盤體類零件加工基準的選擇選擇基準的三個基本要求 A、所選基準應能保證工件定位準確裝卸方便方便可靠 B、所選基準與各加工部位的的尺寸計算簡單 C、保證加工精度 （4）盤體類零件對夾具的基本要求及選用原則： 選擇夾具的三個基本要求 A、夾緊機構不得影響進給，加工部位要敞開 B、夾具在機床上能實現定向安裝 C、夾具的剛性與穩(wěn)定性要好 （5）盤體類零件的工藝分析： A、分析零件的技術要求：尺寸精度要求、幾何形狀精度要求、位置精度要求、表面粗糙度表面質量要求及其他技術要求； B、檢查零件圖的完整性和正確性； C、分析零件結構工藝性：主要分析零件的加工內容采用加工中心加工時的可行性、經濟性、方便性； D、確定加工中心的加工內容：確定零件適合加工中心加工的部位、結構和表面；（6）粗、精加工加工余量的確定(圖2.3) 粗加工作為精加工的基礎工序，往往對下一步要進行精加工的面及孔留有合適的精加工余量，余量的大小可以根據精加工刀具情況，精加工設備剛性及精度，來制定[9]。 圖2.3加工余量的確定 （7）切削用量的選擇： 選擇加工中心切削用量時，應根據加工類型方式和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）；坯料種類、硬度；刀具類型、轉速、直徑大小、刀刃材質等因素綜合確定。參照理論切削用量，根據實際切削的具體情況，確定合適的切削用量。 2.1.4 零部件的工藝分析 通過對零部件零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術要求齊全。通過對零件圖的詳細審閱，該零件的基本工藝狀況已經大致掌握。通過Pro/E建立的零部件零件模型如圖2.2所示。 圖2.2盤體零件模型 零部件體積最大（110mm×110mm×10mm，長×寬×高），加工精度最高為6級，表面粗糙度為R1.6，形位公差最高為7級。盤體的主要加工類型有工藝孔，凸臺側面、圓盤平面等。該盤體是一個簿壁零件，根據對零件圖的分析，它的外表面上有三個平面需要進行加工，且還有一個腰形槽需要加工因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現分析如下： （1）以零件圓盤底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工； 的工藝孔加工。根據零件的總體加工特性可知，底面沒有表面粗糙度要求，為保證加工精度，可將其加工精度定為，工藝孔也有位置度要求為。 （2）以凸臺側面與圓盤頂面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：凸臺水平與豎直距離尺寸為，，且端面都有尺寸要求，凸臺側面表面粗糙度要求為，圓盤頂面表面粗糙度要求為。 （3）以凸臺上的腰形槽為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括：尺寸為；其中腰形槽側平面有表面粗糙度要求為，4個孔均有位置度要求為。 通過上面零件的分析可知，右側面的表面粗糙度要求都不是很高，因此都不需要精加工來達到要求，而且這個面也是整個加工工程中主要的定位基準面，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達到精度要求，再以此作為基準采用專用夾具來對其他表面進行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求。并且，零部件體上盤體側面的加工粗糙度沒要求，精度要求不是很高，因此都不需要精加工來達到要求，因此可以粗加工或者半精加工出這兩個面而達到精度要求，再以此作為基準采用專用夾具來對其他表面進行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求。總的看來，該上盤體并沒有復雜的加工曲面，所以根據各加工表面的技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證，簡單的工藝路線安排如下：以零件圓盤頂面定位夾緊，圓盤底面來作定位基準，并加工出中心的工藝孔，然后再以這先加工出來的幾個表面為基準定位，一面一孔定位，加工凸臺側面與圓盤頂面及凸臺上的腰形槽，這個精度要求比較高。加工工藝流程卡制定的工序卡如下表： 2.1.5 確定零件的生產類型 零件的生產類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產類型一般可分為大量生產、成批生產和單件生產三種類型，不同的生產類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產類型是按零件的年生產綱領和產品特征來確定的。生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品年產量。零件的生產綱領N可按下式計算： 根據上式就可以計算求得出零件的年生產綱領，再通過查表，就能確定該零件的生產類型。 根據本零件的設計要求，Q=10000臺，m=1件/臺，分別取備品率和廢品率3%和0.5%，將數據代入生產綱領計算公式得出N=10351件/年，根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為小型零件，本設計零件零部件體的的生產類型為大批量生產。 2.2 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 2.2.1 選擇毛坯種類 機械加工中毛坯的種類有很多種，如工件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應當考慮一下幾個因素。 （1）材料的工藝性能 材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。 （2）毛坯的尺寸、形狀和精度要求 毛坯的尺寸大小和形狀復雜程度也是選擇毛坯的重要依據。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用工件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。 （3）零件的生產綱領 選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產綱領相適應，才能獲得最佳的經濟效益。生產綱領大時宜采用高精度和高生產率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產綱領小時，宜采用設備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。 根據上述內容的幾個方面來分析本零件，零件材料為合金鋼，首先分析鋼材料的性能，合金鋼是一種塑性較高，硬度較高的材料，因此其切削性能性能好，切削加工性能優(yōu)越，故本零件毛坯可選擇圓鋼下料的方法；其次，觀察零件圖知，本設計零件尺寸并不大，而且其形狀也不復雜，屬于簡單零件，除了幾個需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法獲得，若要使其他不進行加工的表面達到較為理想的表面精度。 2.2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 根據零件圖計算零件的輪廓尺寸為長110mm，寬110mm，高10mm。 查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-1 按鍛造方法，零件材料為合金鋼，查得工件公差等級為CT8-CT12，取工件公差等級為CT10。 再根據毛坯工件基本尺寸查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-3 ，按前面已經確定的工件公差等級CT10差得相應的工件尺寸公差。 查閱《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表2-5 按鑄造方法為砂型鑄造機器造型，材料為鋁鑄，查得工件所要求的機械加工余量等級為E-G,將要求的機械加工余量等級確定為G，再根據工件的最大輪廓尺寸查閱《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]表2.2-4 要求的工件機械加工余量。 由于所查得的機械加工余量適用于機械加工表面，的加工表面，機械加工余量要適當放大。分析本零件，除了的外，沒有一個加工表面的表面粗糙度是小于3.2的，也就是所有的加工表面，因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需經過粗加工和半精加工，因此余量將要放大，這里為了機械加工過程的方便，除了孔以外的加工表面，將總的加工余量統(tǒng)一為一個值。如下表： 表2.1 毛坯尺寸及機械加工總余量表 加工 表面 基本 尺寸 工件尺寸 公差 機械加工總余量 工件 尺寸 零件圓盤底面 2.6 4 凸臺側面與圓盤頂面 2.6 4 凸臺上的腰形槽 2.6 4 2.2.3 設計毛坯圖 （1） 確定鍛件斜度 根據《機械制造工藝設計簡明手冊》[13]表2.2-6 本零件毛坯鍛造斜度為～。 （2） 確定分型面 由于毛坯形狀對稱，且最大截面在中間截面，為了起模以及便于發(fā)現上下模在鍛造過程中的錯移，所以選擇前后對稱中截面為分型面。 （3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內應力，改善切削性能，在工件取出后進行機械加工前應當做時效處理。 2.2.4 繪制毛坯圖 如圖2.3 所求為零部件毛坯圖，如圖2.4所示為零部件上盤體三維毛坯模型。 圖2.3 零部件毛坯圖 圖2.4 盤體三維毛坯模型 2.3零部件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知。該盤體零件的主要加工表面是平面。一般來說，保證平面的加工精度要比保證面系的加工精度容易。因此，對于零部件盤體來說，加工過程中的主要問題是保證面的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。由于零部件的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是零部件加工過程中的主要考慮因素。 盤體類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工盤體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。零部件盤體的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去工件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。零部件盤體零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.4盤體加工定位基準的選擇 2.4.1粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入盤體的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇零部件的主要支承孔作為主要基準。即以零部件盤體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距側平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.4.2精基準的選擇 從保證盤體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證零部件盤體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零部件盤體零件圖分析可知，它的側平面與各主要支承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。至于前后端面，雖然它是零部件盤體的裝配基準，但因為它與零部件盤體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.5零部件盤體加工主要工序安排 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零部件盤體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以凸臺平面面定位粗、精加工圓盤底平面。第二個工序是加工定位用的工藝孔。由于圓盤底平面加工完成后一直到零部件盤體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。 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%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。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據以上分析過程，現將盤體加工工藝路線確定如下： 工序1：粗、精銑圓盤兩端面。以盤體零件對應端面為粗基準。選用立軸圓工作臺銑床和專用夾具。 工序2：鉆凸臺上的工藝孔。以圓盤底面為基準。選用專用組合鉆床和專用夾具。 工序3：粗銑凸臺。以圓盤底面和工藝孔為基準。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序4：粗銑凸臺腰形槽。以圓盤底面和工藝孔為基準。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序5：檢驗。 工序6：半精銑凸臺。以圓盤底面和工藝孔為基準。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序7：半精銑腰形槽。以圓盤底面和工藝孔為基準。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序8：中間檢驗。 工序9：精銑凸臺。以圓盤底面和工藝孔為基準。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序10：精銑腰形槽。以圓盤底面和工藝孔為基準。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序11：清洗。選用清洗機清洗。 工序12：終檢。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。 2.6機械加工余量、工序尺寸的確定 “零部件盤體”零件材料采用鋁鑄制造，硬度HB為170—241，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。 （1）圓盤兩端面的加工余量。根據工序要求，圓盤底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。 下料毛坯的基本尺寸為根據《機械加工工藝手冊》表2.3-11,工件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得下料毛坯尺寸公差為 （2）工藝孔。 毛坯為實心，不沖孔?？拙纫鬄镮T8，表面粗糙度要求為。參照《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： 鉆孔： 擴孔： （Z為單邊余量） 鉸孔： （3）圓盤凸臺側面加工余量。 根據工藝要求，圓盤凸臺側面分為粗銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23，其加工余量規(guī)定為，現取。 半精銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》，其加工余量值取為。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》，其加工余量取為。 下料毛坯的基本尺寸為，根據《機械加工工藝手冊》表2.3-11，毛坯尺寸公差等級選用CT7。再查表2.3-9可得毛坯尺寸公差為。 （4）圓盤頂面加工余量。 由工序要求，兩側面需進行粗、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23，其余量值為,現取其為。表3.2-27，粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-59,其余量值規(guī)定為。 毛坯的基本尺寸分別為：，。 根據《機械加工工藝手冊》表2.3-11，工件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得工件尺寸公差分別為和。 由工序要求可知，圓盤頂面只需進行粗銑加工。其工序余量如下： 參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23，其余量規(guī)定為，現取其為。 毛坯的基本尺寸。根據《機械加工工藝手冊》表2.3-11，工件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得工件尺寸公差為。 （5）凸臺腰形槽加工余量 根據《機械加工工藝手冊》表2.2-25，需進行粗銑精銑加工即能達到所需表面粗糙度要求及尺寸精度要求。 參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23，其余量值規(guī)定為，現取。 根據《機械加工工藝手冊》表2.3-11，工件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得工件尺寸公差為。 2.7確定切削用量及基本工時 工序1：粗、精銑圓盤兩端面 機床：雙立軸圓工作臺銑床X701 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 （1）粗銑 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： （2）精銑 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 本工序機動時間 工序2：鉆凸臺上的工藝孔 機床：組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1）、鉆工藝孔 切削深度： 進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 機動時間： （2）、定位孔的鉆、擴、鉸 鉆定位孔 切削深度： 進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-39，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 機動時間： 擴定位孔 切削深度： 進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-52，擴盲孔取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-53，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 機動時間： 鉸定位孔 切削深度： 進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-58，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-60，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 機動時間： 定位孔加工機動時間： 工序3：粗銑凸臺 機床：組合銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 工序4：粗銑凸臺腰形槽 機床：組合銑床 刀具：硬質合金端銑刀YG8，硬質合金立銑刀YT15 （1）粗銑凸臺腰形槽側面 銑刀直徑，齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： （2）、粗銑圓盤中平面 銑刀直徑，齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-77，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-88，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 走刀次數為1 機動時間：（其中） 因為： 本工序機動時間： 工序5：半精銑凸臺 機床：組合銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 由工序5可知： 走刀次數為1 機動時間： 工序6：半精銑凸臺腰形槽 （1）、銑銑凸臺腰形槽 刀具：硬質合金端銑刀 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-82，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81,及毛坯尺寸得 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 工序7：精銑圓盤凸臺 機床：組合銑床 刀具：硬質合金端銑刀YG8 ，齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 刀具切入長度：精銑時 由工序3可知： 走刀次數為1 機動時間： 工序8：精銑凸臺腰形槽 機床：組合銑床 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 刀具切入長度：精銑時 由工序5可知： 走刀次數為1 機動時間： 參考文獻 [1] 許曉旸，專用機床設備設計，重慶：重慶大學出版社，2003。 [2] 孫已德，機床夾具圖冊，北京：機械工業(yè)出版社，1984。 [3] 貴州工學院機械制造工藝教研室，機床夾具結構圖冊，貴陽：貴州任命出版社，1983。 [4] 機械工程基礎與通用標準實用叢書編委會，形狀和位置公差，北京：中國計劃出版社，2004。 [5] 淘濟賢等，機床夾具設計，北京：機械工業(yè)出版社，1986。 [6] 儲凱等，機械工程材料，重慶：重慶大學出版社，1998。 [7] 廖念釗等，互換性與技術測量，北京：中國計量出版社，2000。 [8] 狄瑞坤等，機械制造工程，杭州：浙江大學出版社，2001。 [9] 賀光誼等，畫法幾何及機械制圖，重慶：重慶大學出版社，1994。 [10] 丁駿一，典型零件制造工藝，北京：機械工業(yè)出版社,1989。 [11] 孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。 [12] 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