2022年毕业设计--S1105柴油机箱体工艺及组合钻床控制系统设计2.pdf

图书 分类号：密级：毕业设计 ( 论文 ) S1105柴油机箱体工艺及组合钻床控制系统设计S1105 DIESEL ENGINE TECHNOLOGY AND A COMBINATION OF DRILLING AND CASING CONTROL SYSTEM DESIGN精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 2 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 摘要本课题进行 S1105柴油机箱体工艺及组合钻床控制系统设计，主要内容分为：首先是对箱体工艺设计， 在分析了 S1105柴油机箱体的具体结构及技术要求的基础上，详细制定了两种箱体加工整体加工工艺路线，并比较其优劣选择最优的方案进行加工。根据各道工序的技术要求， 选定各道工序的背吃刀量、 进给量、切削速度以及所采用的机床、刀具、夹具等，确定各道工序的时间定额，从而绘制工艺过程卡片。然后对组合钻床的控制系统进行设计，根据被加工零件的结构特点、加工内容的尺寸和精度要求，确定组合钻床控制系统的设计方案，对钻床进行总体设计三图一卡即为电气系统布线图、电气原理图、梯形图和机床生产率计算卡的设计。关键词 工艺过程；组合钻床；控制系统精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ) Abstract This topic carries on design with the combined milling machine in the S1105 diesel oil engineer case body, the main content divided into: First, about box body parts process planning, at the base of analyzing the S1105 diesel oil engineer case bodys concrete structure and the technological specification. I formulated two kind of box body processing process route in detail, and compared them to choose the most superior process route to carry on the processing. I designated the penetration of a cutting tool, the feed quantity, the cutting velocity as well as, the cutting tool, the jig and so on, which determine the time quota, and make the process card. Second, about modular machine-tool design, according to the unique feature of the components, the processing content size and the accuracy requirement, I determined that combined milling machines disposition plan, carried on a system design - three drawings and one card namely the components working procedure chart, the processing schematic drawing, the tool relation dimensional drawing and the tool productivity computation card design. Third, I drawled the assembly drawings of hydraulic slider and detail drawings. Key words:Technological Process Combination Drilling Machine Control System 全套图纸外文文献扣扣1411494633 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）目录1 绪论 . 错误！未定义书签。2 S1105柴油机简介 . 52.1 概述 . 52.2 S1105 柴油机箱体的作用 . 52.3 S1105 柴油机箱体的技术分析. 53 箱体工艺分析与设计 . 73.1 箱体工艺的分析 . 73.2 工艺规程设计 . 103.2.1 确定零件生产类型 . 103.2.2 确定零件毛坯的种类和制造方法. 113.2.3 工艺路线的制定原则 . 113.2.4 工艺路线的分析 . 153.3 切削用量和时间定额的确定. 163.3.1 切削用量的选择原则 . 163.3.2 切削用量和时间定额 . 174 组合钻床控制系统设计. 324.1 组合机床概述 . 324.2 电气控制技术的发展 . 324.3 PLC 控制系统的设计 . 334.3.1 PLC 控制系统设计的内容和步骤. 33 4.3.2 PLC 控制系统的硬件配置 . 33结论. 36致谢. 37参考文献 . 38精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）1 1 绪论1.1 组合机床及其特点一个国家或地区经济发展的重要支柱是制造业，它的发展水平是该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力的标志，而制造业的生产能力和制造水平主要取决于机械制造装备金属切削机床的先进程度。组合机床作为金属切削机床的生力军，是以通用部件为基础配备，加上少量专用部件组成的一种专用高效自动化设备，它具有设计制造投资少、周期短、加工精度稳定、经济效益高、改装方便等优点。在机械加工工业机械产品大批量生产中，组合机床已得到广泛运用。像一些比较复杂的壳体类零件，加工工艺复杂、定位夹紧困难，要提高其生产效率和加工精度，单凭普通的机床是很难办到的，而在用普通机床加工复杂工件的过程中，对操作者的技术也提了较高的要求，这就迫切的要求生产一定数量的组合机床。这样不但可以提高零件的加工精度和生产率，还有成本低、生产周期短的特点，适合我国的经济水平、教育水平和生产力水平，更能够在激烈的竞争中为公司获得更多利润、提高公司核心竞争力。现代组合机床和自动线作为机电一体化的一部分，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。组合机床及其自动线的技术性能和综合自动化水平也在很大的程度上决定了机械生产部门产品的生产效率、质量和公司生产组织的结构，也在很大程度上决定了公司产品的竞争力，所以对组合机床的设计研究具有十分重要的意义。近年来，这些技术已有了长足的进步，作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有了很大的改变，产品市场寿命不断缩短，品种日益增多，而且质量不断提高。这些因素都有力地推动和激励了组合机床和自动线技术的不断发展，目前组合机床的研制正在向高效、高精度、高自动化的柔性化方向发展。组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专业机床，它能够对一种或多种零件进行多刀、多轴、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、磨削及滚压等多道工序，生产效率高，加工精度高。组合机床与万能机床和专用机床相比，有如下几个特点：1.由于组合机床是由7090% 的通用零部件组成，在需要的时候，它可以部分或全部的进行改装，以组合成适应新的加工要求的全新设备。也就是说，组合机床有重新改装的优越性，其通用零部件可以多次反复利用。2.组合机床是按照具体加工对象专门设计的机床，它可以按最合理的工艺过程进行最佳加工过程，这在万能机床上往往是不容易实现的。3.在组合机床上，可以同时采用多把刀具从多个方向对多个工件进行加工，是能够精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）2 实现集中工序的最佳途径，是提高生产效率的有效设备。4.组合机床通常是用多轴对箱体零件一个面上的许多孔同时进行加工。这样就能比较好的保证各个孔相互之间的精度要求，提高产品的质量；减少了工件工序间的搬运过程，改善劳动条件，也减少了机床的占地面积。5.由于组合机床大多数零部件是同类别的通用部件，这就简化了机床的维护和修理过程。必要时还可以更换整个部件，以提高机床的维修速度。6.组合机床的通用部件可以组织专门的工厂集中生产，这样就可以采用专用高效设备进行加工，有利于提高通用部件的性能，降低其制造成本。组合机床虽然有很多优点，但也还是有以下缺点：1组合机床的可变性比万能机床低，重新改装时有 1020% 的零件不能重复使用， 而且在改装时，劳动量比较大。2组合机床的通用部件不是为了某一种机床刻意设计的，而是具有较广的适应性。这样就使组合机床的结构比专用机床稍微复杂些。1.2 组合机床的组成和分类组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.530 千瓦的动力部件及其配套部件，这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率为0.12.2 千瓦的动力部件及其配套部件，这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床被称为大型组合机床，而用小型通用部件组成的机床就被称为小型组合机床。组合机床除了分为大型和小型之外，按配置形式又可以分为单工位和多工位机床两大类。单工位机床又可以分为单面、 双面、三面和四面几种， 多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中央立柱式和回转鼓轮式等配置型式。单工位组合机床通常是用于加工一个或两个工件，特别适用于对大中型箱体件进行加工。根据该变速箱是典型箱体零件，且被加工孔的位置处于箱体两侧，应采用单工位的双面机床，又因为被加工孔的中心线与定位基准平行，而且被加工工件的长度较长，因此本次设计采用的就是这类机床中的卧式双面组合镗床。多工位组合机床是按工件能够变位来配置的，工件的变位分为手动和机动两种方式。这类机床工序集中程度高， 如回转多工位机床的辅助时间和机动时间相重合，生产效率高，适用于大批量生产、需要多部位加工的中小型零件。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）3 1.3 通用部件的分类及简介 1. 动力部件动力部件是通用部件中最基本的部件，第一种动力部件包括动力箱和完成各种专能工艺的切削头，如铣削头，镗削头等；第二种是传递进给运动的部件，包括有液压滑台和机械滑台；第三种是转塔动力部件，包括多轴转塔头和单轴转塔头。 2. 输送部件要用作夹具和工件的移动和转位，如移动工作台、回转工作台、回转鼓轮等。 3. 支撑部件它是组合机床的基础部件，包括中间底座、侧底座、立柱、立柱底座等。 4. 控制部件控制部件是控制组合机床按规定程序运动的一些部件，包括电器元件、液压元件及操作台。 5. 辅助部件包括液压与润滑装置、气动或液压夹具装置和机械板等。1.4 组合机床的工艺范围及发展方向在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔、镗孔车断面、车削等工序，还可以进行尺寸检验和简单的装配工序。往往一台组合机床就能同时完成上述工序。但就大多数组合机床来说，目前主要是用来完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、镗孔及铣削等工序。完成这些工序，在工厂常常是用大量的立钻、镗床、万能铣床，占用很大的厂房面积和很多的人工。而采用组合机床，由于其采用多轴多面加工，就能大大地缩小占地面积，成倍甚至几十倍地提高劳动生产效率。近几年来由于组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用，一些中小批量生产部门也开始推广使用。在光辉的二十一世纪，组合机床及其自动线将获得更加迅速的发展。其发展方向为1： 1. 提高生产率目前组合机床及其自动线的生产效率不断提高，循环时间一般是12 分钟，有的是1030秒。提高生产率的主要方法是改善机床布局，增加同时工作的刀具，减少加工余量，提高切削用量，提高工作可靠性以及缩短辅助时间等。为了减少自动线的停车损失，提高自动线的柔性，采用电子计算机进行自动线的管理。 2. 扩大工艺范围现在组合机床及其自动线一般已不是完成一个工件的某几道工序，而常常是用于完成工件的全部加工工序。除完成平面铣削、钻孔、扩孔、攻丝、镗孔外，现在已扩展到能完精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）4 成车削、仿行车削、磨削、精镗以及非切削加工（如检查、自动装配、清洗、试验等）工序。 3. 提高加工精度现在在组合机床及其自动线上纳入了很多精加工工序，如进行 1 级孔的精镗，保证孔的加工位置精度在 0.02 毫米。为了使自动线能稳定地保证加工精度，已广泛采用自动测量和刀具自动补偿技术，做到调刀不停车。 4. 提高自动化程度重点是解决工件夹压自动化和装卸自动化。1）提高组合机床及其自动线的可调性为了提高中小批生产的一些箱体件的生产效率，进几年来发展了可调的多工序多刀具的组合机床及其自动线，它们大多采用数字程序控制。2）创造超小型组合机床这种组合机床多由超小型气动液压动力头配置而成，体积小，效率高，并能达到高的加工精度。3）发展专能组合机床及自动线这种机床不需要每次按具体加工队形进行专门设计，而是可以作为通用品种进行成批生产，用户根据自己加工产品的需要，配上刀具及工艺装备，即可组成加工一定对象的高校机床。今后，随着科学技术的不断进步，组合机床技术将获得更广泛、更快的发展。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）5 2 S1105 柴油机简介2.1 概述S1105 柴油机具有结构紧凑、功率足、耗能省，适用性强、可靠性好、经久耐用，使用维修简便，价格合理等特点。该柴油机采用常柴型涡流燃烧室、平板型镶块，结构简单，冷起动性能好；应用稀土球墨铸铁曲轴、凸轮轴，加工容易，耐磨性好；采用双轴平衡结构，运转平稳，振动小。本产品适用于手扶拖拉机、小四轮拖拉机配套，并可用于小型排灌、农副业加工及小型发电机、空压机、内河船舶、运输车辆之动力。2.2S1105 柴油机箱体的作用S1105 柴油机是往复式活塞内燃发动，它是把燃料在发动机气缸内部进行燃烧，并使它产生的热能转化为机械能的一种机器。为单缸、卧式、四行程、水冷、通用式柴油机。活塞在气缸内做往复运动时，通过连杆作用，带动曲轴产生旋转运动，反之，曲轴旋转时，也可使活塞在气缸内做往复运动，曲轴旋转一周连杆往复运动一次，活塞往复四个行程，完成一个工作循环过程，曲轴旋转720。发动机在工作时，机体零件受到各种力的作用，因此机体零件的刚度要求要比强度要求高，有了足够的刚度，才能使其在工作中受力变形小，保持各部件的配合中心不致引起运动件的磨损、漏气、漏水、漏油，确保发动机各部分能长期正常工作。气缸体轴箱中，用来安装活塞的部位称气缸，气缸体是气缸的本体，曲轴箱分为上、下两部分，上部用来支承曲轴，下部用来储存机油。水冷发动机的气缸体和上曲轴箱铸成一体，合成发动机机体。2.3 S1105 柴油机箱体的技术分析机体底面及侧面是主要的安装基面，曲拐轴带动飞轮旋转，飞轮起到稳定转速，便于启动和能量转换作用。机体上共有主轴承孔、凸轮轴孔、调速轴孔、启动轴孔、平衡轴孔等。机体结构复杂，属薄壁件，内部采用隧道式加强筋，刚性较好，尺寸精度、形状公差要求高，工序多，表面质量要求较高。主轴承孔采用滑动轴承，内孔要求较高，不允许有退刀痕迹。S1105 柴油机机体上分布着一些大小不一的孔，这些孔对位置尺寸精度要求都较高，所以平面是后面加工孔的基准，铣平面时要注意保证平面的精度，包括平行度、平面度、垂直度、表面粗糙度，都要达到很高的要求，为孔加工做准备。平面上的孔在柴油机箱体装配及现实工作中具有举足轻重的作用，它要求有很高的几何形状精度和位置精度及较高的表面粗糙度，机体外部齿轮室有相互啮合齿轮，对相邻孔的孔距尺寸精度和平行度要求精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）6 较高。同轴线的孔较多，对同轴度要求较高。主轴孔的轴心线对端面的垂直度要求较高，同时对气缸孔轴线的垂直度要求也很高。机体的底面及侧面和油底壳相连，应有很高的平面度和较细的表面粗糙度。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）7 3 箱体工艺分析与设计3.1 箱体工艺的分析根据 S1105柴油机箱体的相关图纸，得S1105柴油机箱体技术要求如下：1）上端面 5070.22mm 156mm 粗糙度Ra6.3m2）下端面 435mm 156mm 粗糙度 Ra3.2mm 平面度 0.05mm 3）前端面 305mm 1790.08mm 粗糙度 Ra3.2m平面度 0.04mm 垂直度 0.05mm 4）后端面 507mm 0.22305mm 粗糙度 Ra3.2m平面度 0.04mm 垂直度 0.05mm 5）左端面 305mm 174mm 粗糙度 Ra 1.6m6）右端面 305mm 1790.08mm 粗糙度 Ra3.2m7）右端面孔 122H7mm 粗糙度 Ra1.6m同轴度 0.04mm 圆柱度 0.018mm 8）右端面孔 128H10mm 粗糙度 Ra6.3m圆柱度最大实体原则下为0 9）右端面孔 2M20 2-5H6H 位置度0.20mm 垂直度0.8mm 10）前端面大孔 130K7mm 粗糙度 Ra0.8m垂直度0.05mm 11）前、后通端面孔262M7 粗糙度 Ra1.6m同轴度最大实体原则下为 0 12）前端面孔 47H7mm 粗糙度 Ra1.6m圆柱度 0.07mm 13）前端面孔铰孔 25N7mm 14）后面孔 188H7mm 粗糙度 Ra1.6m圆柱度最大实体原则下为0 垂直度0.05mm 15）后面孔 35H7mm 粗糙度 Ra1.6m同轴度0.05mm 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）8 圆柱度 0.01mm 16）前端面孔 37H7mm 粗糙度 Ra1.6m平行度0.05mm 17）其余孔或螺纹孔粗糙度 Ra12.5m位置度0.4mm 根据以上总结的技术要求制定S1105柴油机箱体技术要求表，如表3-1。表 3-1 ZX1105 柴油机箱体技术要求加工表面尺寸及偏差/mm 公差及精度要求表面粗糙度/ m形位公差 /mm 备注上端面5070.22 156 IT11 Ra 6.3 平面度 0.04 垂直度 0.05 下端面435156 Ra 3.2 平面度 0.05 左端面305174 Ra 1.6 平面度 0.10 右端面3051790.08 IT8 Ra 3.2 平面度 0.10 前端面5070.22 305 IT11 Ra 12.5 平面度 0.10 垂直度 0.05mm 后端面5070.22 305 IT11 Ra 12.5 平面度 0.10 垂直度 0.05mm 右端面孔122H7 IT7 Ra 1.6 圆柱度 0.018 同轴度 0.04 右端面螺纹2M20 2-5H6H 位置度 0.20mm 垂直度 0.8mm 右端面孔128H10 IT10 Ra 6.3 圆柱度最大实体原则下为0 前端面孔130K7 IT7 Ra 0.8 垂直度 0.05mm 前、后通端面孔262M7 IT7 Ra 1.6 同轴度最大实体原则下为0 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）9 续表 3-1 加工表面尺寸及偏差/mm 公差及精度要求表面粗糙度/ m形位公差 /mm 备注前端面孔47H7 IT7 Ra1.6 圆柱度 0.04 前端面孔铰孔2 5N7 后面孔188H7 IT7 Ra1.6 垂直度 0.08mm 圆柱度最大实体原则下为0 后面孔35H7 IT7 Ra1.6 圆柱度 0.01 同轴度 0.05 后端面孔37H7 IT7 Ra1.6 平行度 0.05 其余孔或螺纹孔Ra12.5 位置度 0.4mm 根据 S1105柴油机箱体工艺要求，在经济、合理的前提下，为满足以上技术要求，根据各加工技术要求特选择如下加工方法，见表3-2。表 3-2 加工方法待加工面或孔加工方法前端面粗铣精铣后端面粗铣精铣右端面粗铣精铣左端面粗铣精铣上端面粗铣精铣精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）10 待加工面或孔加工方法下端面粗铣精铣前端面 2- 5N7 钻孔粗铰精铰前端面大孔粗镗半精镗 - 精镗后端面大孔粗镗半精镗 - 精镗左端面大孔粗镗半精镗 - 精镗螺纹孔钻孔攻丝其余孔钻孔（铰孔）3.2 工艺规程设计3.2.1 确定零件生产类型零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定有决定性影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领N可按下式计算：%1%1QNbam式（3.1 ）式中 N 零件的生产纲领（件年）； Q产品的年产量（台、辆年）； M每台（辆）产品中该零件的数量（台、辆年）； a%备品率，一般取2% 3% ； b%废品率，一般取0.3%0.7%。在此取 Q=5000台 ，a%=2% ，b%=0.5% ，则：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）11 %5. 01%2115000%1%1QNm =5126（台）根据上式就可计算求得零件的年生产纲领，再通过查表，确定该零件的生产类型为大量生产。3.2.2 确定零件毛坯的种类和制造方法零件的材料在产品设计时已经确定，在制定零件机械加工工艺规程时，毛坯的选择主要是选定毛坯的制造方法。机械加工中毛坯的中毛坯的种类很多，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合见等，同一毛坯可能有不同的制造方法。最长见的毛坯是铸件和锻件。提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。一般地，选择毛坯的制造方法应考虑如下几个因素：1）材料的工艺性能；2）毛坯的尺寸、形状和精度要求；3）零件的生产类型；4) 采用新材料、新工艺、新技术的可能性。由于箱体所采用的材料为HT200 ，按照毛坯的制造方法应与材料的制造工艺相适应，且箱体结构较复杂，故HT200材料适合用铸造获得毛坯。又由于毛坯的制造方法应与生产类型相对应，故本零件为大量生产，故采用金属模铸造。3.2.3 工艺路线的制定原则工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的去顶；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。3.2.3.1 定位基准选择原则拟定路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。1、精基准选择原则选择精基准是应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。因此，选择精基准一般应遵循下列原则：（1）基准重合原则应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）12 （2）基准统一原则采用基准统一原则可以避免基准转换所产生的误差；可以减少夹具数量和简化夹具设计； 可以减少装夹次数， 便于工序集中， 简化工艺过程， 提高效率。 (3) 互为基准原则对于某些位置精度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的方法来保证其位置精度。（4）自为基准原则有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准。（5）便于装夹原则应选定位可靠、装夹方便的表面作基准。所选的精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。2、粗基准选择原则选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面（作为粗基准的非加工面）的位置关系具有重要影响。因此，在选择粗基准时，一般应遵循下列原则：（1）保证相互位置要求原则对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选择不加工表面作为粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与不加工表面相互位置要求较高的表面作粗基准。（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。（3）便于工件装夹原则选择粗基准应使定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、操作方便。故要求选用的粗基准尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸， 不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其他缺陷。（4）粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则因为粗基准本身是毛坯面，精度和表面粗糙度均较差，若在两次装夹中重复使用同一粗基准。就会造成相当大的定位误差。3.2.3.2 加工阶段的划分对于那些加工质量要求较高或较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为以下几个阶段：(1) 粗加工阶段主要任务是切除各表面上的大部分余量，其关键问题是提高生产率。(2) 半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。(3) 精加工阶段保证各主要表面达到图样要求，其主要问题是如何保证加工质量。(4) 光整加工阶段对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面，还需要进行光整加工阶段。这个阶段的主要目的是提高表面质量，一般不能用于提高形状精度和位置精度。常用的加工方法有研磨、珩磨、超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）13 划分加工阶段的原因：(1) 保证加工质量粗加工时，由于加工余量大，所受的切削力、夹紧力也大，将引起较大的变形，如果不划分阶段连续进行粗精加工，上述变形来不及恢复，将影响加工精度。所以，需要划分加工阶段，使粗加工产生的误差和变形，通过半精加工和精加工予以纠正，并逐步提高零件的精度和表面质量。(2) 合理使用设备粗加工要求采用刚性好、效率高而精度较低的机床，精加工则要求机床精度高。划分加工阶段后，可避免以精干粗，可以充分发挥机床的性能，延长使用寿命。(3) 便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合的更好粗加工后，一般要安排去应力的时效处理，以消除内应力。精加工前要安排淬火等最终热处理，其变形可以通过精加工予以消除。(4) 有利于及早发现毛坯的缺陷(如铸件的砂眼气孔等 ) 粗加工时去除了加工表面的大部分余量，若发现了毛坯缺陷，及时予以报废，以免继续加工造成工时的浪费。应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，必须根据工件的加工精度要求和工件的刚性来决定。一般说来，工件精度要求越高、刚性越差，划分阶段应越细；当工件批量小、精度要求不太高、工件刚性较好时也可以不分或少分阶段；重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹下完成粗精加工，为了弥补不分阶段带来的弊端，常常在粗加工工步后松开工件，然后以较小的夹紧力重新夹紧，再继续进行精加工工步。3.2.3.3工序安排原则工序集中原则就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。其主要特点是：（1）可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；（2）减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；（3）减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；（4）采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。其主要特点是：（1）设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换；（2）对工人的技术要求较低；（3）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；（4）所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下，单件小批生产时，只能工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；大批大量生产时，既可以采用多精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）14 刀、多轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床，使工序适当集中，从而有效地提高生产率。对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中；对于刚性差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。3.2.3.4 加工阶段划分加工工序规划是指整个工艺过程而言的，不能以某一工序的性质和某一表面的加工来判断。例如有些定位基准面，在半精加工阶段甚至在粗加工阶段中就需加工得很准确。有时为了避免尺寸链换算，在精加工阶段中，也可以安排某些次要表面的半精加工。当确定了零件表面的加工方法和加工阶段后，就可以将同一加工阶段中各表面的加工组合成若干个工步。在数控机床上加工的零件， 一般按工序集中的原则划分工序，划分的方法有以下几种：（1）按所使用刀具划分以同一把刀具完成的工艺过程作为一道工序，这种划分方法适用于工件的待加工表面较多的情形。加工中心常采用这种方法完成。（2）按工件安装次数划分以零件一次装夹能够完成的工艺过程作为一道工序。这种方法适合于加工内容不多的零件，在保证零件加工质量的前提下，一次装夹完成全部的加工内容。（3）按粗精加工划分将粗加工中完成的那一部分工艺过程作为一道工序，将精加工中完成的那一部分工艺过程作为另一道工序。这种划分方法适用于零件有强度和硬度要求，需要进行热处理或零件精度要求较高，需要有效去除内应力，以及零件加工后变形较大，需要按粗、精加工阶段进行划分的零件加工。（4）按加工部位划分将完成相同型面的那一部分工艺过程作为一道工序。对于加工表面多而且比较复杂的零件，应合理安排数控加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题。零件是由多个表面构成的，这些表面有自己的精度要求，各表面之间也有相应的精度要求。为了达到零件的设计精度要求，加工顺序安排应遵循一定的原则。（1）先粗后精原则各表面的加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。如果零件的全部表面均由数控机床加工，工序安排一般按粗加工、半精加工、精加工的顺序进行，即粗加工全部完成后再进行半精加工和精加工。粗加工时可快速去除大部分加工余量，再依次精加工各个表面，这样可提高生产效率，又可保证零件的加工精度和表面粗糙度。该方法适用于位置精度要求较高的加工表面。这并不是绝对的，如对于一些尺寸精度要求较高的加工表面，考虑到零件的刚度、变形及尺寸精度等要求，也可以考虑这些加工表面分别按粗加工、半精加工、精加工的顺序完成。对于精度要求较高的加工表面，在粗、精加工工序之间，零件最好搁置一段时间，使粗加工后的零件表面应力得到完精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 43 页 - - - - - - - - - - 毕 业 设 计 ( 论 文 ）15 全释放，减小零件表面的应力变形程度，这样有利于提高零件的加工精度。（