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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目：空氣壓縮機(jī)機(jī)身銑三斜面專用機(jī)床 夾 緊系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923803 學(xué)生姓名： 沈靖雯 指導(dǎo)教師：張大駿 （職稱：高級(jí)工程師） （職稱： ） II 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書(shū) 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 空氣壓縮機(jī) 機(jī)身銑三斜面專用機(jī)床夾緊系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo) 師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果 作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 97 學(xué) 號(hào)： 0923803 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專題： 1、題目 機(jī)體三斜面銑削專機(jī)設(shè)計(jì) 2、專題 夾緊系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 1、課題來(lái)源：力源壓縮機(jī)制造公司（原第二壓縮機(jī)廠） 2、曲箱材料ＨＴ２００ 3、壓縮機(jī)曲箱圖紙 4、年產(chǎn)量 3000 件 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1、部件設(shè)計(jì)總圖 2、部件內(nèi)零件圖紙 （圖紙總量折合不少于 3 張 0 號(hào)圖紙） 3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份 （字?jǐn)?shù)不少于 10000 字） 4、專業(yè)英語(yǔ)翻譯 （不少于 10000 字符） 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 97 班 姓名 沈靖雯 五、開(kāi)始及完成日期： II 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)〕 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 專用組合機(jī)床目前是一種普遍的機(jī)械裝置，應(yīng)用于大批量生產(chǎn)領(lǐng)域，具有相當(dāng)?shù)娜?性，加工精度高，生產(chǎn)效率提高，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕。 本文就是社會(huì)生產(chǎn)的實(shí)際需要提出的設(shè)計(jì)題目。根據(jù)現(xiàn)有的空氣壓縮機(jī)機(jī)身的相關(guān) 資料，制定空氣壓縮機(jī)機(jī)身的加工工藝，組合銑機(jī)身三斜面的夾具設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 在此基礎(chǔ)上提出新的加工工藝和符合新工藝的加工專用機(jī)床方案，讓改進(jìn)和創(chuàng)新后的產(chǎn) 品更適合工廠和顧客的需求。 本文在對(duì)組合銑三斜面的工裝設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)銑三個(gè)斜面及鉆孔的專用夾具進(jìn)行了 全面的設(shè)計(jì)。從夾具的外型尺寸設(shè)計(jì)到具體的一面兩銷限制自由度定位方案再到加工面 精度的計(jì)算：液壓進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本文也用了不少的篇幅。重點(diǎn)根據(jù)液壓系統(tǒng)的基本 原理，畫(huà)出合理的液壓系統(tǒng)圖；根據(jù)主要參數(shù)確定了液壓元件的選擇，在組合機(jī)床設(shè)計(jì) 過(guò)程中結(jié)合具體實(shí)踐和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，闡述了通用件如（液壓滑臺(tái)）的選取及專用部件（如 主軸箱）的設(shè)計(jì)計(jì)算。 最后希望此次設(shè)計(jì)的夾具和液壓系統(tǒng)能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，并能在實(shí)際的應(yīng)用中 取得良好的效果。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；專用要求；工藝；鉆夾具；液壓 IV Abstract Special combined machine tool is a mechanical device for universal, applicable to mass production, is quite flexible, high machining accuracy, improve production efficiency, reduce labor intensity. This paper is the design requirement of social production. According to the relevant data of the existing air compressor machine, machining process air compressor airframe design, fixture design, combination milling body three inclined planes of the hydraulic system. On the basis of this new processing technology is proposed and in line with the new technology of special machine tool for processing scheme, make improvement and innovation of the products more suitable for factories and customer needs. Based on the combination of the three bevel milling fixture design process, special fixture of milling three and inclined boreholes were comprehensive design. From the dimension design of fixture to the two side pin constrained degrees of freedom positioning scheme to the calculation of machining surface precision: the design of hydraulic feed system, this paper also use a lot of space. Key according to the basic principle of hydraulic system, draw the diagram of hydraulic system reasonable; according to the main parameters of hydraulic component has been selected, combined with the specific practice and experience in the design process in the design of the modular machine tool, describes the general parts (such as hydraulic slider) selection and special parts (such as the design and calculation of main spindle box). Finally, I hope this design fixture and hydraulic system can meet the design requirements, and can achieve good effect in actual application. Key words:unit built machine tool ;special requirements ;craftwork ;drill jig ;hydraulic pressure V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III ABSTRACT ..................................................................................................................................IV 目 錄 ............................................................................................................................................V 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 力源壓縮機(jī)有限公司簡(jiǎn)介 ...................................................................................................1 1.2 本課題的意義目的 ...............................................................................................................1 1.3 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 ...............................................................................................................1 2 壓縮機(jī)機(jī)身銑三斜面加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ...............................................................................2 2.1 工藝方案的制定 ...................................................................................................................2 2.2 產(chǎn)品圖紙及結(jié)構(gòu)分析 ...........................................................................................................2 2.3 毛坯分析、要求及形式的確定 ...........................................................................................3 2.3.1 毛坯種類的選擇 ...........................................................................................................3 2.3.2 選擇毛坯應(yīng)考慮的因素 ...............................................................................................3 2.3.3 確定毛坯的制造形式 ...................................................................................................4 2.4 擬定加工工藝路線 ...............................................................................................................4 2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 ...........................................................................................................4 2.4.2 表面加工方法的選擇 ...................................................................................................5 2.4.3 加工順序的安排 ...........................................................................................................5 2.5 加工余量、工序尺寸及其公差和毛坯尺寸的確定 ...........................................................7 2.5.1 加工余量的擬定 ...........................................................................................................7 2.5.2 加工余量及毛坯尺寸的確定 .......................................................................................8 2.5.3 工序尺寸及其公差的確定 ...........................................................................................9 2.6 加工工藝規(guī)程 .......................................................................................................................9 2.6.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 ...........................................................................................9 2.6.2 制定機(jī)械加工工藝的原則 ...........................................................................................9 2.6.3 粗、精銑三斜面工序 ...................................................................................................9 2.7 工藝、主要工序卡片 .........................................................................................................12 3 空壓機(jī)機(jī)身銑三斜面專用機(jī)床總體設(shè)計(jì)概述 .......................................................................17 3.1 機(jī)床總體設(shè)計(jì) .....................................................................................................................17 3.1.1 專用機(jī)床概述 .............................................................................................................17 3.1.2 機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求 .............................................................................................17 3.2 機(jī)床設(shè)計(jì)方法 .....................................................................................................................18 3.3 機(jī)床設(shè)計(jì)步驟 .....................................................................................................................19 3.4 機(jī)床對(duì)部件設(shè)計(jì)的要求 .....................................................................................................20 3.5 加工零件圖的設(shè)計(jì) .............................................................................................................21 3.5.1 被加工零件工序圖的確定 .........................................................................................21 4 夾緊系統(tǒng)設(shè)計(jì) .........................................................................................................................22 VI 4.1 機(jī)床夾具概述 .....................................................................................................................22 4.1.1 工件裝夾的實(shí)質(zhì) .........................................................................................................22 4.1.2 機(jī)床夾具的功能 .........................................................................................................22 4.1.3 機(jī)床夾具要點(diǎn) .............................................................................................................22 4.2 夾具設(shè)計(jì)的主要依據(jù) .........................................................................................................23 4.3 本工序夾具主要達(dá)到的目的 .............................................................................................23 4.4 定位方案及定位基準(zhǔn)的選擇 .............................................................................................23 4.4.1 工件的定位分析 .........................................................................................................23 4.4.2 工件定位方案及定位基準(zhǔn)的選擇 .............................................................................24 4.4.3 定位元件的選擇 .........................................................................................................24 4.5 定位誤差分析計(jì)算 .............................................................................................................24 4.5.1 定位誤差產(chǎn)生的原因 ..................................................................................................24 4.5.2 定位誤差的計(jì)算 ..........................................................................................................25 4.6 夾緊方式及夾緊裝置設(shè)計(jì) .................................................................................................25 4.6.2 夾壓方向及夾壓點(diǎn)選擇 .............................................................................................26 4.6.3 夾緊力的計(jì)算 .............................................................................................................27 4.6.4 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................................27 4.7 夾具體設(shè)計(jì) .........................................................................................................................29 4.7.1 對(duì)夾具體的要求 .........................................................................................................29 4.7.2 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................................................29 4.7.3 加工方案 .....................................................................................................................31 4.8 夾具與機(jī)床的鏈接 .............................................................................................................31 4.8.1 對(duì)刀元件 .....................................................................................................................31 4.8.2 夾具與機(jī)床的鏈接 .....................................................................................................31 5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .....................................................................................................................33 5.1 對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 .............................................................................................................33 5.2 工件進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算 .........................................................................................................33 5.2.1 工況分析 .....................................................................................................................33 5.2.2 液壓缸的載荷組成與計(jì)算 .........................................................................................33 5.2.3 液壓缸的主要尺寸的確定 .........................................................................................34 5.3 控制元件設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)圖 .............................................................................................36 5.3.1 流量控制設(shè)計(jì) .............................................................................................................36 5.3.2 壓力控制設(shè)計(jì) .............................................................................................................37 5.3.3 能耗控制設(shè)計(jì) .............................................................................................................37 5.3.4 擬定液壓系統(tǒng)圖 .........................................................................................................37 5.4 元、輔件規(guī)格的選擇 .........................................................................................................38 5.4.1 泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)規(guī)格選擇 .............................................................................................38 5.4.2 元輔件的選定 .............................................................................................................39 VII 5.4.3 結(jié)構(gòu)配置設(shè)計(jì) .............................................................................................................39 5.4.4 性能驗(yàn)算 .....................................................................................................................39 5.5 工進(jìn)進(jìn)給系統(tǒng)分析 .............................................................................................................40 5.6 液壓系統(tǒng)的調(diào)試與維修 .....................................................................................................41 5.6.1 液壓系統(tǒng)的調(diào)試 .........................................................................................................41 5.6.2 液壓系統(tǒng)的維修 .........................................................................................................42 6 結(jié)論與展望 .............................................................................................................................43 6.1 結(jié)論 .....................................................................................................................................43 6.2 不足之處及未來(lái)展望 .........................................................................................................43 致 謝 ...........................................................................................................................................44 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................45 機(jī)體三斜面銑削專機(jī)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 力源壓縮機(jī)有限公司簡(jiǎn)介 力源壓縮機(jī)有限公司是在歷史名城無(wú)錫，原第二壓縮機(jī)廠改組建的有限責(zé)任公司， 專業(yè)制造空氣壓縮機(jī)和空氣凈化設(shè)備的專業(yè)公司。從20世紀(jì)60年代末開(kāi)始生產(chǎn)微型、小 型壓縮機(jī)。20世紀(jì)80年代末開(kāi)始批量出口微型壓縮機(jī)主機(jī)，目前已成為中國(guó)微、小型壓 縮機(jī)主要出口企業(yè)之一。 1.2 本課題的意義目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)每個(gè)即將畢業(yè)的大學(xué)生對(duì)自我能力的一次展示，具有十分重要的戰(zhàn)略 意義。我們需要對(duì)學(xué)校和家長(zhǎng)做出一次總結(jié)性的匯報(bào)，我們需要對(duì)自身不足的一種審查， 我們需要抓住這次機(jī)會(huì)好好的鍛煉自己的能力。 1.3 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是“空氣壓縮機(jī)機(jī)身斜面銑削專機(jī)設(shè)計(jì)”，專題是“夾具設(shè)計(jì) 和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，課題來(lái)源于無(wú)錫力源壓縮機(jī)有限公司。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是：制定銑 削工藝規(guī)程；夾具設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在此之后機(jī)床功能得到完善，加工精度和加工 效率也要有相應(yīng)的提高，加工成本能夠降低。加工零件為曲軸箱，其材料為HT200，要求 兩班制生產(chǎn)，年產(chǎn)量3000件，本道工序內(nèi)容：銑機(jī)身三斜面,使表粗糙度均達(dá)到Ra3.2。 技術(shù)要求：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，裝卸方便，維修及調(diào)整便利是機(jī)床要 求。主軸箱能滿足機(jī)床總體法案的要求(轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、功率、坐標(biāo)要求)。加工精度應(yīng)符合 零件圖要求。 本課題就是從培養(yǎng)我們的工程實(shí)踐意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)，樹(shù)立正確的生產(chǎn)觀出發(fā)，并結(jié) 合機(jī)床廠的多年實(shí)踐總結(jié)，該課題的設(shè)計(jì)由本人單獨(dú)完成，故本人的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括銑 削的夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，附件有生產(chǎn)率計(jì)算卡、圖的詳細(xì)說(shuō)明。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2 壓縮機(jī)機(jī)身銑三斜面加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 工藝方案的制定 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)管理的重要技術(shù)文件，他直接影響零件的加工質(zhì)量、成本 及生產(chǎn)效率。機(jī)械加工工藝規(guī)程是指用機(jī)械加工的方法改變生產(chǎn)對(duì)象（毛坯）的形狀、 尺寸和表面質(zhì)量，使其成為零件的過(guò)程。它決定零件的質(zhì)量和性能，對(duì)產(chǎn)品的成本、生 產(chǎn)周期都有較大的影響，是整個(gè)工藝過(guò)程的重要組成部分。工藝過(guò)程有若干工序組成， 工序是最基本的組成單元。每個(gè)工序又可依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。 對(duì)于機(jī)器中的某一零件，可以采用不同的工藝完成。在特定條件下，總存在一種相 對(duì)而言最為合理的工藝規(guī)程，將此工藝過(guò)程用工藝文件的形勢(shì)加以規(guī)定，由此得到的工 藝文件統(tǒng)稱為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程的內(nèi)容因生產(chǎn)類型的不同而詳略不一，批量越大，越 詳細(xì)具體。 工藝規(guī)程生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù) 文件，也是工廠和車間進(jìn)行設(shè)計(jì)或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制定必須嚴(yán)格 按照規(guī)定的程序和格式進(jìn)行，并隨著技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。 機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制編制必須以下列原始資料為依據(jù)：產(chǎn)品裝配圖及零件工件 圖、有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)劃、產(chǎn)品零件毛坯生產(chǎn)技術(shù)水平、本廠現(xiàn)有生 產(chǎn)設(shè)備和工人技術(shù)水平、外協(xié)條件、工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)和資料、國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品 的參考工藝資料等。另外要求工藝工程師能深入現(xiàn)場(chǎng)了解情況。 2.2 產(chǎn)品圖紙及結(jié)構(gòu)分析 灰鑄鐵是零件的材料，鑄件應(yīng)符合GB9439-88的規(guī)定。 熱處理：淬火+人工時(shí)效。 最低抗拉強(qiáng)度為200MPa的灰鑄鐵也就是簡(jiǎn)稱HT200。珠光體灰鑄鐵是在珠光體的基 體上分布著均勻、細(xì)小的石墨片，其強(qiáng)度、硬度相對(duì)較高，常用于制造床身、機(jī)體等重 要件需要進(jìn)行人工時(shí)效處理。 工 作 條 件 ： 1.承 受 較 大 應(yīng) 力 ； 2.承 受 摩 擦 面 間 的 單 位 面 積 壓 力 ； 3.氣 密 性 或 耐 弱 腐 蝕 性 介 質(zhì) 存 在 。 加 工 出 的 工 件 應(yīng) 避 免 有 毛 孔 ， 砂 眼 ， 裂 紋 等 缺 陷 ， 要 求 表 面 光 滑 ， 輪 廓 分 明 ； 鑄 件 內(nèi) 表 面 涂 防 銹 油 漆 。 大孔、小孔有同軸度的要求，三斜面表面粗糙度要求Ra=3.2微米，孔的表面粗糙度為 Ra=1.6微米。 大孔的端面與中心軸線向垂直，垂直度公差值為0.05mm。 三個(gè)斜面與中心軸線相平行，平行度公差值為0.05mm，三斜面的表面粗糙度為 Ra=3.2微米。 生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn)量3000件，雙班制生產(chǎn)。 機(jī)體三斜面銑削專機(jī)夾緊系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 加工零件圖 2.3 毛坯分析、要求及形式的確定 2.3.1 毛坯種類的選擇 常見(jiàn)的毛坯種類有： 1、鑄件。多用于形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件。其吸震性好，但力學(xué)性能低。 2、鍛件。用于制造強(qiáng)度高、形狀簡(jiǎn)單的零件（軸類和齒輪類）。 3、型材。用于形狀簡(jiǎn)單或尺寸不大的零件，熱軋鋼尺寸較大、規(guī)格多、精度低、冷 拉剛材尺寸較小，精度較高，但規(guī)格不多、價(jià)格較貴。 4、焊接件。用于尺寸較大、形狀較復(fù)雜的零件，多用型鋼或鍛件焊接而成，其制造 簡(jiǎn)單、周期短、成本低、但抗震性差、容易變形、尺寸誤差大。 5、冷沖壓件。用于形狀復(fù)雜、生產(chǎn)批量較大的板料毛坯。 6、其他。有工程塑料、粉末冶金件等毛坯。 2.3.2 選擇毛坯應(yīng)考慮的因素 工藝設(shè)計(jì)時(shí)，毛坯的選擇是指確定毛坯的種類以及制造的方法后，確定毛坯的形狀 和尺寸，并畫(huà)出毛坯圖。選擇毛坯應(yīng)考慮的因素如下。 1、零件的材料及力學(xué)性能 相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力學(xué)性能有所不同。離心鑄造、壓力鑄造、 金屬型鑄造、砂型鑄造的鑄鐵件的強(qiáng)度依次遞減；鋼制零件的鍛造毛坯，其力學(xué)性能高 于鋼制棒料和鑄鋼件。 2、零件的結(jié)構(gòu)形狀及其外形尺寸 直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料，相差較大時(shí)宜采用鍛件。對(duì)一些重要的零件， 為保證良好的力學(xué)性能，無(wú)論形狀簡(jiǎn)單或復(fù)雜，一般均需選擇鍛件毛坯，而不宜選擇棒 料。形狀復(fù)雜、力學(xué)性能要求不高時(shí)可采用鑄鋼件。形狀復(fù)雜和薄壁的毛坯不宜采用金 屬型鑄造。尺寸較大的毛坯，不宜采用精鑄、壓鑄和模鍛，多采用砂型鑄造和自由鍛造。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 外形復(fù)雜的小零件宜采用精密鑄造方法，以避免加工的麻煩。 3、生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量 當(dāng)零件生產(chǎn)綱領(lǐng)較大時(shí)，應(yīng)采用精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。通過(guò)提高 毛坯精度使毛坯的形狀與尺寸盡量與成品接近，力求實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工。在單件小批 量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用型材或用型材焊接件代替鑄鍛件。 4、生產(chǎn)條件 確定毛坯必須結(jié)合具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造的實(shí)際水平和能力、外協(xié)作的可 能性。有條件時(shí)，應(yīng)積極組織專業(yè)化生產(chǎn)，統(tǒng)一供應(yīng)毛坯，并應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和論 證。 2.3.3 確定毛坯的制造形式 鑄鐵極易成形，切削性能好，價(jià)格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般箱 體零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號(hào)選用HT200，由于零件年生產(chǎn)量3000臺(tái)，已達(dá)到成批 生產(chǎn)的水平，對(duì)毛坯的精度要求較高，適當(dāng)減少毛坯加工余量即可。 2.4 擬定加工工藝路線 零件加工工藝路線的擬定是制定工藝過(guò)程總體布局的非常關(guān)鍵的一步，其主要任務(wù) 是選擇定位基準(zhǔn)，選擇各個(gè)表面的加工方法和加工方案，確定各個(gè)表面的加工順序以及 整個(gè)工藝過(guò)程中工序數(shù)目的多少等。 2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 在各加工工序中，被加工表面位置精度的保證方法是制定工藝過(guò)程的重要任務(wù)，而 定位基準(zhǔn)的作用主要是保證工件各表面之間的相互位置精度。因此，在研究和選擇各類 工藝基準(zhǔn)時(shí)，首先應(yīng)選擇定位基準(zhǔn)。 1、定位基準(zhǔn)選擇的基本原則 (1)應(yīng)保證定位基準(zhǔn)的穩(wěn)定性和可靠性，以確保工件相互位置表面之間的精度。 (2)力求與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，也就是盡可能從相互間有直接位置精度要求的表面中選擇 定位基準(zhǔn)，以減小因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 (3)應(yīng)使實(shí)現(xiàn)定位基準(zhǔn)的夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝卸和夾緊方便。 2、定位基準(zhǔn)的分類 按照工序性質(zhì)和作用不同，定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩類。在最初的切削工序 中，只能使用毛坯上未經(jīng)加工的表面來(lái)定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。在后序中，均 采用已加工表面作為定位基準(zhǔn)表面，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。 3、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇影響各加工面的余量分配及不加工表面與加工表面的位置精度。選 擇粗基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下原則： (1)如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工 表面為粗基準(zhǔn)。 (2)如果工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。 (3)零件上有較多加工面時(shí)，為使各加工表面都得到足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯上 加工余量最小的表面做為粗基準(zhǔn)。 機(jī)體三斜面銑削專機(jī)夾緊系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 (4)選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整、光潔，足夠大的表面以便定位準(zhǔn)確可靠。 (5)基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向通常只允許使用一次，否則會(huì)造成定位誤 差 綜上所述，以頂面和低腳作為粗基準(zhǔn)定位。 4、精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮如何保證加工精度和裝夾的準(zhǔn)確方便。選擇精基準(zhǔn)一般遵循以 下幾項(xiàng)原則： (1)基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)基準(zhǔn)，這樣可以避 免由于基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。 (2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)盡可能選擇同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面，以 保證各加工表面之間的相互位置關(guān)系。 (3)互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面位置精度要求較高時(shí)，可以采用兩個(gè)加工 表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。 (4)自為基準(zhǔn)原則 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面 自身為精基準(zhǔn)。 (5)便于裝夾原則 所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證定位可靠、準(zhǔn)確夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作 方便。 綜上所述，在鏜大、小孔和銑小孔端面時(shí)，以底腳作為精基準(zhǔn)定位；在粗、精銑三 斜面和粗、精鏜三斜孔時(shí)，以大孔、大孔端面作為精基準(zhǔn)定位。 2.4.2 表面加工方法的選擇 選擇零件表面加工方法時(shí)，要首先根據(jù)表面種類和技術(shù)要求，選出可供選用的最后 精加工方法，在選定前面一系列的預(yù)備加工方法，最后確定從毛坯到最終成型的加工方 法和路線。有幾種加工方法可供選擇時(shí)，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，經(jīng)分析比較后，再 從中選出比較合理的加工方案。選擇加工方法一般根據(jù)零件的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度來(lái) 考慮。 在正常生產(chǎn)條件下，經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度是指某種加工方法在經(jīng)濟(jì)效果良好(成本 合理) 時(shí)所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度。正常生產(chǎn)條件是：設(shè)備完好；夾具、刀具合 格；操作工人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；工時(shí)定額合理。 最后，選擇孔的加工方法為：粗鏜—半精鏜—精鏜，經(jīng)濟(jì)精度為IT7～8，經(jīng)濟(jì)粗糙度 值Ra=0.8～1.6μm；端面的加工方法為：粗銑—精銑，經(jīng)濟(jì)精度為IT8～10，經(jīng)濟(jì)粗糙度 值Ra=1.6～6.3μm 。 2.4.3 加工順序的安排 1）加工階段的劃分 機(jī)械加工工藝過(guò)程一般可分為粗加工，半精加工和精加工三個(gè)階段，當(dāng)有些零件表 面要求有很高的精度和很小的表面粗糙度時(shí)，尚需增加光整加工階段。 (1)粗加工階段 此階段的主要任務(wù)是高效切除各加工表面的大部分余量。使毛坯在 形狀和尺寸上接近零件成品，并加工出精基準(zhǔn)。 (2)半精加工階段 此階段的主要目的是使主要表面消除粗加工后留下的誤差，使其 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 達(dá)到精度要求，為主要表面的精加工作好準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。 (3)精加工階段 此階段的任務(wù)是保證各主要加工表面達(dá)到圖紙所規(guī)定的質(zhì)量要求。 完成各主要表面的最終，使零件的加工精度和加工表面質(zhì)量達(dá)到圖樣規(guī)定的要求。 2）工序的集中與分散 通常把同一個(gè)零件工藝過(guò)程中工序多少的狀況稱為工序的集中和分散。 工序集中就是在每個(gè)工序中的加工內(nèi)容很多，盡可能再一次安裝中加工許多表面， 或盡量在同一臺(tái)設(shè)備上連續(xù)完成較多的加工要求。這樣，零件工藝過(guò)程中工序少，工藝 路線短。 工序集中的特點(diǎn)： (1)減少工件安裝次數(shù)，有利于保證位置公差要求較高的工件加工的質(zhì)量。 (2)減少工件的裝夾、運(yùn)輸?shù)容o助時(shí)間，有利于采用高效專用設(shè)備和工裝，顯著提高 勞動(dòng)生產(chǎn)率。 (3)減少設(shè)備數(shù)量、操作人員和生產(chǎn)面積，縮短工藝路線和生產(chǎn)周期，并簡(jiǎn)化計(jì)劃管 理。 (4)采用復(fù)雜、專用設(shè)備及工裝，投資大、調(diào)整和維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 工序分散的特點(diǎn)： (1)工序多，每個(gè)工序內(nèi)容少；工藝裝備簡(jiǎn)單，容易調(diào)整；對(duì)工人技術(shù)水平要求不高， 能較快的適應(yīng)產(chǎn)品的變換。 (2)有利于選擇最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。 (3)機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但數(shù)量多，占地面積大，工藝路線長(zhǎng)。 綜上所述，工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，究竟按何種原則確定工序數(shù)量，要根據(jù) 生產(chǎn)綱領(lǐng)，機(jī)床設(shè)備及零件本身的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等作全面考慮。大批大量生產(chǎn)時(shí)，若 使用多刀多軸的自動(dòng)或半自動(dòng)高效機(jī)床、加工中心，可用工序集中原則組織生產(chǎn)；若使 用由專用機(jī)床和專用工藝裝備組成的生產(chǎn)線，則應(yīng)按工序分散的原則組織生產(chǎn)，這有利 于專用設(shè)備和專用工裝的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和按節(jié)拍組織流水生產(chǎn)。單件小批量生產(chǎn)則在通用機(jī) 床上按工序集中原則組織生產(chǎn)。成批生產(chǎn)兩種原則均可用。 3）加工順序的確定 1、機(jī)械加工順序安排原則 機(jī)械加工工序的順序，應(yīng)遵循下述原則安排： (1)基面先行 作為其他表面加工的精基準(zhǔn)一般安排在工藝過(guò)程一開(kāi)始就進(jìn)行加工。 (2)先主后次 零件的主要工作表面（一般是指加工精度和表面質(zhì)量要求高的表面）、 裝配基面應(yīng)先加工，從而及早發(fā)現(xiàn)毛坯中可能出現(xiàn)的缺陷。 (3)先粗后精 一個(gè)零件的切削加工過(guò)程，總是先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行半精加工，最 后是精加工和光整加工。 (4)先面后孔 對(duì)于箱體零件，將零件上輪廓尺寸遠(yuǎn)比其他尺寸大的平面作為定位基 準(zhǔn)面穩(wěn)定可靠，故一般先加工這些平面以作精基準(zhǔn)，供加工孔和其他表面時(shí)使用。 2、熱處理工序的安排 熱處理的目的在于：改變工藝材料的性能和消除內(nèi)應(yīng)力。熱處理的目的不同，熱處 機(jī)體三斜面銑削專機(jī)夾緊系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 理工序的內(nèi)容及其在工藝過(guò)程中所安排的位置也不一樣。 (1)安排在切削前的熱處理工序有：退火、正火、人工時(shí)效等。 (2)安排在粗加工以后半精加工以前的熱處理工序有：調(diào)質(zhì)、時(shí)效、退火等。 (3)安排在半精加工以后精加工以前的熱處理工序有：滲碳、淬火、高頻淬火，以及 去應(yīng)力退火等。 (4)安排在精加工以后的熱處理工序有：氮化、接觸電加熱淬火(如鑄鐵機(jī)床導(dǎo)軌)等。 3、表面處理工序的安排 表面處理是為了進(jìn)一步提高表面的抗蝕能力；增加耐磨性以及使表面美觀光澤；使 零件表面覆蓋一層金屬鍍層、非金屬涂層和氧化膜等。金屬鍍層有鍍鉻、鍍鋅、鍍鎳、 鍍銅及鍍金、銀等；非金屬涂層有涂油漆、磷化等；氧化膜有鋼的發(fā)藍(lán)、發(fā)黑、鈍化， 鋁合金的陽(yáng)極的氧化處理等。零件的表面處理工序一般都安排在工藝過(guò)程的最后進(jìn)行。 4、檢驗(yàn)工序的安排