底座机械加工工艺及工装设计.docx

重庆科技学院毕业设计（论文）毕业设计（论文）题 目底座机械加工工艺及工装设计院（系）机械与动力工程学院专业班级机械设计制造及其自动化 2015-01学生姓名姜春淼学号2015441644指导教师左时伦职称副教授指导教师胡晋职称讲师评阅教师职称2019 年 6 月 8 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300 字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于 1 万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于 1.2 万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用 A4 单面打印，论文 50 页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它学生毕业设计（论文）原创性声明学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）：年月日重庆科技学院本科毕业设计摘要摘要底座属于不规则箱体类零件，在生产过程中，存在着较多的加工难题。如：加工基准怎么确定、加工精度如何来确保、怎样解决加工变形、当然还有工件的装夹等。所以，拟定出一套既能保证零件设计要求、又能保证生产销效率的工艺路线和对关键工序工件的安装于夹紧设计显得非常重要。目前，东风日产的发动机生产线生产工艺的设计备受青睐，与其先进的工艺设备结合，充分保证了产品质量。中国在这些方面的发展与进步，还是有待提高的，如果是行业内的人员，应该都比较清楚这一点，因为我们在制造方面的高端设备与技术，目前都依赖于进口。结合目前国内的先进工艺和以上问题，完成了本毕业设计。关键词：工艺路线 切削用量 专用夹具重庆科技学院本科毕业设计ABSTRACTABSTRACTThe base belongs to irregular box parts,and there are many processing problems in theproduction process.Such as:reasonable selection of processing benchmark,guarantee ofaccuracy of processing position,easy deformation of workpiece during processing,difficultinstallation and clamping,etc.Therefore,it is very important to draw up a set of technologicalroutes which can not only ensure the design requirements of parts,but also ensure theefficiency of production and marketing,and to fix the workpieces in key processes inclamping design.At present,the design of production process of Dongfeng Nissans engine production lineis very popular,and its combination with its advanced technology and equipment fullyguarantees the product quality.But our country is still in the initial stage in the aspects offlexible manufacturing and advanced processing methods.Combining with the currentdomestic advanced technology and the above problems,the graduation project has beencompleted.Key words:process route；cutting parameters；special fixtur重庆科技学院本科毕业设计目录目 录摘要IABSTRACTII1 绪 论11.1 目的及意义11.2 国内外研究现状分析11.3 实现途径22 分析底座加工方式42.1 零件的工艺分析42.2 生产类型的确定43 确定底座毛坯件的相关内容53.1 选择毛坯53.2 确定底座切削加工前的尺寸53.3 设计毛坯图64 设计底座加工工序，选择加工方法74.1 定位基准的选择74.2 零件平面加工方法74.3 制定工艺路线85 工序设计95.1 选择机床与所需设备95.2 选择刀具95.3 选择量具95.4 确定工序尺寸105.4.1 确定底座加工时的工序余量105.4.2 底座各表面加工时的工序尺寸、尺寸的公差范围105.4.3 加工底座上的孔、外圆面的工序尺116 底座加工的参数计算126.1 铣削底座基准面 A 的相关用量与所需时间126.2 铣削底座52 圆台端面的相关用量与所需时间136.3 铣削底座左右耳座两侧面的相关用量与所需时间146.4 粗镗30 内孔的相关用量与所需时间166.5 半精镗30 内孔的相关用量与所需时间166.6 精镗30 内孔的相关用量与所需时间17重庆科技学院本科毕业设计目录6.7 粗车底座上端面的相关用量与所需时间186.8 精车底座上端面的相关用量与所需时间196.9 加工底座上端面孔的相关用量与计算206.10 加工底座螺纹孔的相关用量与所需时间207 夹具设计227.1 工序铣床专用夹具227.2 工序车床专用夹具247.3 工序钻床专用夹具26参考文献28致谢.29重庆科技学院本科毕业设计绪论11 绪 论1.1 目的及意义在零件生产过程中，其制造精度是制造业发展的关键，对产品质量有着重要作用。制造精度其实只是一方面，对于像欧美发达国家，他们的产品质量一方面依赖于加加工精度，另一方面则依赖于设计。机械加工工艺主要由机械加工工艺流程、机械加工工艺本身以及工艺规程三部组成1。我想以上提到的三个中的每一个都是十分重要的，我们只有明白了这三个准则的重要性，并且我们在设计过程中铭记于心、贯穿于实际应用起来会是一件效果显著的事情。要根据现有的设备、加工产品的数量、现有人员技术等制定工艺2。根据我国改革开放以来工业的发展，我们的前辈在过去的几十年为我们总结了宝贵的经验，其中，他们提到，对于影响加工质量方面的因素，主要归结为以两个方面。一是加工人员技术水平参差不齐，二是零件加工方式选择不当3。此外，他们还发现，一台设备在生产零件时，处于设备寿命周期的前半段和后半段时期，加工出来的零件质量一般不能达到要求，分布状况属于正态分布，具体原因有两个方面，设备处于磨合期与后期的时候磨损太大了达不到所需精度。在加工中工件的变形主要有受力变形和热变形两种4。同时，我在设计工序时的工件定位及安装，理论上讲，会产生定位误差，最终直接影响到加工的质量。底座属于壳体类零件，但是刚度不算很低，所以在加工过程当中受力受热变形不会太大。所以，在遵循工艺编制与工装设计基本原则的基础上，如何使得以上误差与影响降到最低显得尤为重要。1.2 国内外研究现状分析这种箱体类零件的加工技术难点在于转角处理、多工位加工技术和刀具的选择。现如今运用 T 形刀实现难加工位置的加工，T 形刀的应用：开始确定刀具，然后在底部分层加工。加工过程中 T 形刀的刀柄应躲开零件，避免刀具刀柄与零件发生碰撞，多规格转角应采取分层清转角和插铣转角，减少装夹次数5。MEMS 加工技术现广泛应用于高精度、微小零件的加工，深反应离子蚀刻技术和UV-LIGA 技术广泛应用于高端零部件的制造6。东风日产 1.6L 发动机生产线的工艺的设计备受青睐。在设备方面，那当然也是采用的自动设备了，通过我们在本科期间的一些参观实习，总结出了现在的制造业正在向高度自动化发展，正在解放普通劳动力，由此我们可以知道他的加工设备代表着世界最先进的水平，当然在工艺方面设计方面的突破空间就相对较小一些了，加入了刀柄跳动检测装置。检测刀柄在主轴上的跳动公差以保证加工质量7。西门子 siemens 的设备在工业领域中家喻户晓，它的自动化程度非常之高，我们知道，要加工出一台精度高的零件，在技工过程中装夹次数越少，那么引起误差就会越小，重庆科技学院本科毕业设计绪论2西门子基于这个原则，通过设计算法，是工件在设备上只需要装夹一次即可，五轴联动的算法，代表着目前世界最领先的水平。受到越来越多的机床厂商的青睐，南京工业大学以数控强力刮齿为研究对象，利用 SINUMERIK Operate 编程包，在跨平台开发框架下进行 UI 人机交互设计，使用 C+编程语言设计复杂程序，以 sqlite 数据库作为材料，开发了数控加工制造的算法，生成软件，嵌入在数控加工系统中，我们知道，每一台设备贵不在于硬件的价格，而在于算法的昂贵，这就是知识的力量，我们应当开发出更多的算法，突破技术限制。最终实现了 NC 代码生成、参数计算、数据库管理等功能8。目前低频交变磁场超精密平面磁力研磨加工方法加工平面精度较高，通过利用低频交变磁场产生的一种力，该力与常力不同，是一种可以变化的动态磁力，上面有一个磁力刷，它是会在加工过程中会偏离的，有时候磨料会粘接在一起，使得加工成本不能降低。该加工方法是在电磁线圈中通入频率为 3 Hz 的交流电流，产生低频交变磁场。利用磁通密度测量仪（EMIC Gauss Meter GM 4002）对加工区域磁感应强度进行测定，考察低频交变磁场的磁场强度分布状况。另外设计组装一套研磨压力测量系统，利用数据记录处理软件对比分析低频交变磁场和直流磁场所产生的研磨压力，深入研究研磨工具（磁簇）在低频交变磁场作用下的变化规律。实验时以 SUS304 不锈钢板为加工对象，并与直流磁场进行对比实验，验证了利用低频交变磁场进行磁力研磨的可行性及加工性能9。现代工业中，薄壁类结构的零件占比之大，显然，其制造精度要求不言而喻，我们要能够对其进行精密测量，这时检验其精度的手段。通过在位测量保证磁性转子的中心孔的加工位置精度，利用传统测量方法和圆度误差方法对转子中心位置进行确定，并对比不同方法确定的位置精度，最终选用最小二乘法拟合圆，将最小二乘圆圆心作为转子中心孔的加工位置。加工后转子外轮廓跳动在 0.03mm 以内，可以满足图纸和设计者要求。中心孔的定位方法才用钻台式定位方法，保证千分表固定不动，共价键绕轴线进行回转。将心轴与工件固定在 CNC 分度盘上，分度盘回转误差为 0.018mm。加工孔也不一定非要钻床，有时候要求高了会使用加工中心的。加工方法采用铣和铰;由于材料的受热膨胀，加工刀具选用需大于孔要求尺寸，因此选用 Sandvik 两刃的硬质合金圆柱铣刀，转 1200r/min，进给速度为 50mm/min;直刃硬质合金直柄铰刀，转速 400r/min，进给速度为 20mm/min10。1.3 实现途径本次设计的内容分别是底座的工序设计与关键工序的装夹设计。过程中主要用到工艺路线安排准则、加工时一些用量计算方法、工艺文件攥写、关键工序装夹设计与基本要求、INVENTOR 三维软件建模技术、Autocad 制图技术等专业知识与技能。重庆科技学院本科毕业设计绪论3图 1.1 流程图重庆科技学院本科毕业设计2 分析底座加工方式42分析底座加工方式2.1 零件的工艺分析图 2.1 底座零件图通过对零件图的三维造形与二维零件图的绘制，知原图样视图没有问题、表达完整，尺寸齐全、技术要求存在和公差要求也是相当合理的。分析可知，该底座属于壳体类零件，只有重要结合表面需要加工，其中对30+0.0210 孔的 IT 公差带最小，要求平面光滑程度为 Ra1.6，轴线线与 A 面垂直，要求变动范围为 0.03。其次就是18+0.180 的内孔与端面槽，相对而言这个表面比较重要，光滑成程度要求是为 Ra3.2。另外，A 表面属于基准表面，它与圆台端面都需要与其他零件连接，要求较高，但是在加工时会出现难以装夹的情况，加工 A 表面时可以用圆台端面定位，夹紧在腔体内部，在另外一端使用辅助支撑，来保证加工时另外一端可承受相应的切削力。经过以上的分析，这个零件在加工时是非常可行的，可加工性是比较好的2.2 生产类型的确定由设计题目可知，该产品的生产纲领为 30000 件，属于大批量生产。重庆科技学院本科毕业设计3 确定底座毛坯的相关内容53 确定底座毛坯件的相关内容3.1 选择毛坯该零件材料为 HT200（灰铸铁），考虑到零件的形状比较复杂，并且不规则，需要加公共表面相对较少，属于箱体类零件，并且在工作时主要承受静载荷，故才用铸造毛坯比较合适，以提高生产效率。从生产批量上看，其年产量为 30000 件，想必铸造是符合要求的。3.2 确定底座切削加工前的尺寸由 GB/T 6414-1999 查得，年产量为 30000 件时，它采用的方法在表上查得后，又可以根据原材料选择具体生产方式，HT200，是铸铁材料的一种，硬度为 190HBS，查表显示公差等级为 CT812，取 CT=10，公差带对称分布，毛坯生产余量的等级取 F 级，公差带分布情况可由表 3.1（摘自 GB/T 6414-1999）查出。表 3.1 铸件尺寸公差数值重庆科技学院本科毕业设计3 确定底座毛坯的相关内容6底座要求的加工总余量（RMA）由表 3.2（摘自 GB/T 6414-1999）查得。表 3.2 要求的铸件机械加工余量单侧作机械加工时 R（底座的毛坯尺寸）可由公式（3-1）求得，在加工 30、18 孔的时候、或在铣削左右耳座的时候，这类机械加工时 R 可由公式（3-2）求得，内腔作机械加工时对应的公式为（3-3，F设计图纸上的最终尺寸。R=F+RMA+CT/2(3-1)R=F+2RMA+CT/2(3-2)R=F 2RMA CT/2(3-3)3.3 设计毛坯图图 3.1 铸造毛坯尺寸重庆科技学院本科毕业设计4 设计底座加工工序，选择加工方法74 设计底座加工工序，选择加工方法4.1 定位基准的选择本零件是壁厚较厚的壳体类零件，共有三个面需要通过螺纹与其他零部件连接，这三个面均有接合面，由此可知，该零件各部分特征相对位置精度要求较高。该零件的设计基准为腔体端面，如果选择其他面来作为定位的话，根据所学知识我们可以知道会带有来一些误差，为了避免，应该以腔体端面为定位基准，遵循“基准重合”原则。此外，30mm 与腔体端面有垂直度0.03mm 的要求，底座上端面与30mm 孔轴线的距离为100mm 在加工过程中，可以选用腔体端面与30mm 内孔作为定位基准。将孔和腔体端面作为精基准，需要最先加工出来，在加工腔体端面时，由于该零件形状不规则，铣削加工比较合适。因此可以选用圆台端面进行定位，由于圆台端面分布于零件边缘，在铣削时支撑的强度不够，需要在底座林另外一端设置辅助支撑来实现精基准的加工。4.2 零件表面加工方法的选择底座有左右耳座上的面，腔体面，52 的圆台面，还有是底座上面的装配表面材料为灰铸铁 HT200，根据我们本科期间所学习的一些加工方法，在金工实习时学习的加工技术来完成以下内容。（1）腔体端面与圆台端面两平面之间的距离为 60mm 注尺寸公差，根据 GB1800-79规定公差等级为 IT14。表面粗糙度为 Ra6.3m 到要求。（2）30+0.0210mm 其表面光滑程度要求公差为 7 级公差，那么也就是说加工要求是比较高的，一次加工应该是不能达到要求的，同时我们还需注意到它的形状位置公差，最后综合以上考虑，加工方法可采用粗镗、半精镗与精镗，从该零件属于大批大量的生产类型来看，也可以采用拉孔。但是该孔的深度为 30mm，拉孔不太合适，虽然说拉孔的精度是很高的，但是在这种情况下应该选择镗孔，这也是综合考虑得出的结果，因为我们不能只考虑精度而不计较成本，这种做法是非常错误的，也是我们不提倡的，在生产加工中就应当把以下三条综合考虑，效率，质量，成本，选用镗孔是体现了质量与效率的综合考虑。（3）底座左右两边耳座侧面表面光滑程度为 Ra6.3m，两平面之间距离 92mm 差等级 IT14。粗铣即可。（4）底座上部的表面、50mm 对应的圆台有一个端面，它的表面光滑度数值要求为 Ra3.2m，公差等级 IT9。由于上端面存在表面粗糙度要求较高的31mm、51mm的圆柱面，且31mm 的圆柱面长度为 3mm，51mm 的圆柱面为 4mm 长。显然铣削加工的方式难以实现，并且也不便于装夹，加工表面的方法无非就是车与铣，在铣削不能进行重庆科技学院本科毕业设计4 设计底座加工工序，选择加工方法8时，那就要考虑车削了，分析零件的尺寸和查阅网络资料，车削是可以的，然后就是要注意到它的精度，粗车的经济精度是不能达到这种要求的，加上上半精车就可以达到图纸设计的要求了。（5）50mm 面、5074 端面要求的表面光滑度数值为 Ra6.3m，公差等级 IT10。只需要粗车便可。（6）31-0.025-0.05mm 端面槽表面粗糙度为 Ra1.6m，公差等级 IT7。需要采用以上同样的分析方法，粗车、半精车和精车的加工就能够非常好的将它实现了，其端面槽，在国家标准件中没有找到这种车刀，其实我们分析它的尺寸也知道，这种车刀应该是专用车刀。（7）18+0.0180mm 内孔表面光滑程度为 Ra1.6m，公差等级为 IT7。分析可以知道，这个孔只有比较浅的深度，而且孔加工一般就是选择的钻削，在这里也不例外钻、扩加工就可以了（8）螺纹孔上端面螺纹孔、圆台端面螺纹孔、腔体端面螺纹孔、左右凸台面螺纹孔依次分为不同的工序加工，分钻孔和攻丝两个工步完成。4.3 制定工艺路线该底座可先加工基准面和基准孔，按照先粗后精的原则，在利用一面一空，加一个挡销的定位方式加工其它表面。下面是本人设计的底座加工的工艺路线，需要指出的是，路线不是唯一的，只要能满足加工要求就行，当然有些需要改进的地方欢迎大家批评指正。工序：50 圆台端面作为定位的基准面，铣设计基准面 A 面至 61.5+0.1-0.09mm。工序：以加工好的设计基准面 A 作为精基准，铣圆台端面至 60+0.190mm。工序：以加工好的设计基准面 A 作为精基准，铣左右凸台面至图纸尺寸 92mm工序：以加工好的设计基准面 A 作为精基准、底座下面52mm 外圆柱面及底座右边的耳座侧面来限制转动自由度，粗镗30mm 内孔至29+0.21 0mm，保证垂直度与表面粗糙度 Ra6.4m 的要求。工序：以加工好的设计基准面 A 作为精基准、底座下面52mm 外圆柱面及底座右边的耳座侧面来限制转动自由度，半精镗30mm 内孔至29.8+0.0840mm，保证垂直度与表面粗糙度 Ra3.2m 的要求。工序：以加工好的设计基准面 A 作为精基准、底座下面52mm 外圆柱面及底座右边的耳座侧面来限制转动自由度，精镗30mm 内孔至30+0.0210mm，加工出来的精度要满足形状位置精度要求与和表面的光滑程度要求。工序：以粗铣后的腔体端面，精镗后的30mm 内孔和凸台端面定位，粗车31mm端面至中心孔尺寸 100.5mm,底座上面的31mm 外圆表面至32+0.125 0mm,50mm外圆端面至上端面 3mm,50mm 圆柱面至51+0.125 0mm。重庆科技学院本科毕业设计4 设计底座加工工序，选择加工方法9工序：精车31mm 端面至中心孔尺寸 100mm，31mm 圆柱面至31-0.025-0.05mm，50mm 外圆端面至上端面尺寸 3mm，50mm 圆柱面至图纸尺寸。工序：以粗铣后的腔体端面，精镗后的30mm 内孔和凸台端面定位，加工深度为2.25mm，表面光滑程度为 Ra1.6 的底座上部的端面槽。工序：以粗铣后的腔体端面，精镗后的30mm 内孔和凸台端面定位，钻18+0.0180mm 内孔至17+0.0270 后扩孔至18+0.0180mm。工序：以粗铣后的腔体端面，精镗后的30mm 内孔和凸台端面定位，钻上端面螺纹孔至5.8+0.0270mm，攻丝 M6。工序：以粗铣后的腔体端面，精镗后的30mm 内孔和凸台端面定位，钻圆台端面螺纹孔至3.9+0.0180mm，攻丝 M4。工序：以粗铣后的腔体端面，精镗后的30mm 内孔和凸台端面定位，钻左右凸台面螺纹孔至9.8+0.0180mm。攻丝 M10。重庆科技学院本科毕业设计5 工序设计105 工序设计5.1 选择机床与所需设备（1）选择机床 根据不同工序需要选择机床。（2）工序、都是粗铣。分别只需要一个工步完成，该零件外形尺寸不大，粗铣切削力较小，可采用 X5132 立式铣床加工。（3）工序为铣左右凸台面。底座左右两边的耳座侧面，可采用 X344 双柱平面铣床一次性同时加工完成。（4）工序、为镗孔。加工的零件外廓尺寸不大，但是该孔的位置使得加工的刀具得有一定长度，故在镗床上加工比较合适，该孔的毛坯尺寸为25mm 左右，对于镗床加工来说，孔径较小，适合精度高的镗床，另外，该孔的表面光滑程度要求数值Ra1.6m，要求较高，选择坐标镗床加工即可，具体型号已经填写到工艺文件中。（5）工序、均为车底座上端面。加工的零件外形尺寸不大，加工的工步较多，故可选用 CJK6246 数控卧式车床。（6）工序为车端面槽。需要用到专用刀具，不方便直接在数控车床上面加工，可选用 CA6140 车床加工。（7）工序、为钻孔。孔径中等，深度较浅，可选用 Z5025 立式钻床加工。本零件外形不规则，除了在圆台端面钻孔以外，每一道工序都需要设计专用夹具。5.2 选择刀具（1）在加工这个底座的一些表面的时候，我选择的刀具为端铣刀，这种刀具是可以安装刀片，所以最后的切削材料为刀片材料，在加工这种材料为 HT2000，布氏硬度为190 的灰铸铁的时候，可以选择硬质合金钢或者高速钢，由铣削深度 ap4mm，高速钢端铣刀，铣腔体端面时铣刀直径 d0=20mm,铣圆台端面时铣刀直径 d0=60，铣左右凸台面铣刀直径 d0=60;铣腔体端面时削宽度 ae=10mm，铣圆台端面时 ae=52，铣左右凸台面时ae=24；取铣刀齿数 Z=10。灰铸铁 HT200 布氏硬度为 190HBS，小于了 200HBS，查表可以得出刀具角度参数。（2）镗孔时粗镗和半精镗采用 YT 内孔镗刀块，精镗时可采用浮动镗刀块。（3）在车床上加工时，在加工底座上部分的平面的时候，要用到端面车刀，具体的选择查（GB/T17985.2-2000），在加工底座的上端面的槽的时候，要采用一种专门制作的车刀。（4）底座上有许多螺纹连接的孔，需要先加工一个孔出来之后攻丝，选择的是麻花钻（GB/T1436-85）于标准丝锥。重庆科技学院本科毕业设计5 工序设计115.3 选择量具本零件的年产量要生产要求可知为 30000 件，生产的批量之大，那么这就决定了量具的选择应该注重快速与高效，选择通用量具应该是合适的，当然最重要的是选择的量能够达到测量所需要的精度，也就是选择量具的正确性，至于效率方面则相对次要一些。（1）在加工底座基准面 A、50 外圆表面和底座左右耳座侧面根据图纸的精度要求，选用读数值为 0.05、测量的最大值为 150mm 的游标卡尺即可。（2）加工孔用的量具。粗镗孔29+0.21 0mm，公差等级为 IT12，可选读数值为0.01，选用量程合适的内径千分尺,半精镗孔29.8+0.0840mm，公差等级为 IT10，也可用该量具。精镗30+0.0210mm，公差等级为 IT7，由于是大批量生产，孔的精加工工序，可采用公称尺寸为3030.022 的塞规量取，钻、扩内孔，公差的等级要求也是很高的，这个时候可选用 0.02mm、测量最大值为 150 毫米的游标卡尺。（3）车端面、车圆柱面量具。通过分析，该底座的这些表面的加工要去最高的是公差数值为 7 级的表面，表面光滑程度数值对应也是比较小的，那么我们可以知道，和前面选择的卡尺量具是一样的，它的最大测量值也应该相同，测量精度当然也是要求一样的。5.4 确定工序尺寸5.4.1 确定底座加工时的工序余量表 4.1 各端面工序加工余量（mm）工 序加 工 表 面总 加 工 余 量工 序 加 工 余 量腔体端面0.90.9圆台端面1.51.5左凸台面1.81.8右凸台面1.81.831 圆柱端面2.60.551 圆柱端面2.60.5端面槽2.252.255.4.2 底座各表面加工时的工序尺寸、尺寸的公差范围工序，根据底座的设计图纸可以看出，它的图纸设计尺寸是为 60mm，那么我们可以算出来它的加工余量，根据设计的一些公差与精度要求，运用相关计算公式计算得出这道工序的尺寸为L2=60+0.190mm则工序尺寸L1=L2+1.5=61.5+0.1-0.09mm重庆科技学院本科毕业设计5 工序设计12工序可以一次加工完成，图纸上是没有标出加工精度的，按照国家标准的话，用当取 IT14，对应底座的机械加工要求光滑程度为 Ra6.3m，则该工序尺寸L3=92+-0.43mm同理,工序中，这道工序标出了上下偏差，减去之后得到了公差范围，根据基本尺寸就查出了公差等级为 7，对应的光滑程度也就是 Ra3.2m，L8=100+-0.15mmL9=3mm则工序，这道工序标出了上下偏差，减去之后得到了公差范围，根据基本尺寸就查出了公差等级为 11，对应的光滑程度也就是 Ra6.4m,则L7=100+0.5=100.5+-0.35mmL9=3mm工序，加工经济精度 IT7，表面粗糙度 Ra3.2m，则L11=2.25mm各工序尺寸如下图 4.1 所示工序工序工序图 4.1 各端面工序尺寸5.4.3 加工底座上的孔、外圆面的工序尺通过前面的计算，我们得到了圆柱面加工的总余量，要想求出各个工序的工序余量，我们可以按照图纸给出的加工精度与要求，结合粗加工、精加工的经济极度与表面粗糙度，由最终的尺寸从后面一个个往前推算，逐步确定每道工序的加工余量，最后剩下的一个余量就是粗加工余量。表 4.2 一同给出了具体的工序尺寸。工序工序重庆科技学院本科毕业设计5 工序设计13表 4.2 各圆柱表面的工序余量、工序尺寸及尺寸公差、表面粗糙度（mm）加工表面加工表面工序双边余量工序双边余量工序尺寸公差工序尺寸公差表面粗糙度（表面粗糙度（m）粗加工半精加工精加工粗加工半精加工精加工粗加工半精加工精加工30+0.0210内孔0.650.40.129+0.21029.8+0.084030+0.0210Ra6.3Ra3.2Ra1.631-0.025-0.05外圆0.650.5320-0.12531-0.025-0.05Ra3.2Ra1.6500 0.125外圆1.2500-0.125Ra6.318+0.0180内孔8.50.517+0.18018+0.0180Ra20Ra1.6重庆科技学院本科毕业设计6 底座加工的参数计算146 底座加工的参数计算通过前面的计算，我们得到了圆柱面加工的总余量，要想求出各个工序的工序余量，我们可以按照图纸给出的加工精度与要求，结合粗加工、精加工的经济极度与表面粗糙度，由最终的尺寸从后面一个个往前推算，逐步确定每道工序的加工余量，最后剩下的一个余量就是粗加工余量。表 4.2 一同给出了具体的工序尺寸。6.1 铣削底座基准面 A 的相关用量与所需时间（1）切削用量这是加工的第一道工序，这道工序是以粗基准来定位，加工精基准，底座材料是硬度为 190 布氏硬度的灰铸铁材料，机床的选择在工艺文件中选的是 X5030C，选择的铣削方式根据底座 A 面的结构可以知道，这个面是比较窄的，由于底座的上卖面有安装法兰支座，不能采用对称的方式一次铣削完成，那就说明至能选择另外一种，材料选择高速钢。由于采用标准高速钢端铣刀，查表 3.13，铣刀齿数 Z=10mm。铣刀几何形状，查表3.2：?0=10，?0=8，?0=810，?0=-20，?=90，?=30，?0=5。铣削深度为 0.9mm，在机械加工中，当加工余量不大时，工步只需要一个就可以了，则?=?=0.9?选择每齿进给量?=0.?0.?0?/?因采用不对称铣，取?=0.24?/?刀具使用时间的确定。查表 3.7，后刀面最大磨损量 0.8mm，查表 3.8，表中已经详细说明了相关数据，铣刀直径 d025 时，通过正确查询，最终确定刀具寿命是为180min切削速度?和每分钟进给量?=?0?(6?)式中,?=?8.9，?=0.2，?=0.?,，?=0.?，?=0.2,，?=0，m=0.?2，?=0.87，?0=20，?=0.9，?=0.24。?=?8.9?20?0.2?800.?2?0.90.?0.240.?00.2?00?0.87=?.2(?/?)=?000?0=?000?.2?.?4?20=2?0(?/min)根据 X5030C 立式铣床转速表，选择 n=263r/min,则实际切削速度?=16.51m/min。重庆科技学院本科毕业设计6 底座加工的参数计算15工作台进给速度?=?=0.24?0?26?=6?(?/?)根据 X5030C 立式铣床工作台进给量表，选择进给量?=620?/?，则实际每齿进给量?=620?0?26?=0.2?(?/?)校验机床功率。刀具在铣削工件时，会有一对平衡力的存在，那么在旋转状态下受到阻力时，就一定会有阻力矩的存在，根据相关参数，查询得到了铣削时的功率（kw）?=?0?(6 2)?=?000(6?)式中，?=?0，?=?.0，?=0.6?，?=0.8?，?=0，?=0.8?，?=?。?=?0?0.9?0.2?0.6?00.8?0200.8?26?0=?8.4?(?)?=?6.?/?=?8.4?6.?000=0.96(?)X5030C 铣床主电机功率为 4kw，故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为?=0.2?/?，?=620?/?，n=26?/?，?=?6.?/?（2）基本时间高速钢端铣刀的基本时间,根据铣削机动时间计算公式，端面铣刀（不对称铣）?=?+?+?2?(6 4)式 中?=24?.6?，?=0.?0?0?0+?，?0=0.0?0.0?0，?=?0?，?2=?，?=620?/?=24?.6+?0+4620=0.42?=2?(?)6.2 铣削底座52 圆台端面的相关用量与所需时间（1）切削用量这道工序是铣底座50 外圆表面，这道工序是以精基准来定位，加工另外一个表面，底座材料是硬度为 190 布氏硬度的灰铸铁材料，机床的选择在工艺文件中选的是X5030C，选择的铣削方式根据底座50 外圆表面结构可以知道，这个面是比较宽窄的，重庆科技学院本科毕业设计6 底座加工的参数计算16而且铣削是没有什么挡住，很好走刀，那就采用对称铣的方式，确定刀具几何形状。?0=?0，?0=8，?0=8?0，?0=20，?=90，?=?0，?0=?。查表 3.13，铣刀齿数 Z=?0?，铣刀直径?0=60mm，铣削宽度?=52mm，h=1.5。一次走刀完成，铣削深度?=?=?.?mm选择每齿进给量（切削用量简明手册表 3.3）?=0.?0.?mm/z因采用对称铣，取?=0.?mm/z铣刀可以使用的时间。查表 3.7，后刀面最大磨损限度 0.8mm，查表 3.8，材料为高速钢，可以知道刀具直径为小于 80mm 时，刀具可用时间 T=180min切削速度?和每分钟进给量?由公式（6-1）求得切削速度，式中?=?8.9，?=0.2，?=0.?,，?=0.?，?=0.2,，?=0，m=0.?2，?=0.87，?0=60，?=?.?，?=0.?4。?=?8.9?60?0.2?800.?2?.?0.?0.?0.?20.2?00?0.87=?.82(?/?)=?000?0=?000?.82?.?4?60=?66(?/min)根据 X5030C 立式铣床转速表，选择 n=165r/min,则实际切削速度?=31.08m/min。工作台经给速度为?=?=0.?0?6?=247(?/?)根据 X5030C 立式铣床工作台进给量表，选择进给量?=250mm/min，则实际每齿进给量?=2?0?0?6?=0.?(?/?)校验机床功率。根据铣削时切削力、转矩计算公式（6-2）、（6-3）可知，铣削时的功率（kw）。式中，?=?0，?=?.0，?=0.6?，?=0.8?，?=0，?=0.8?，?=?。?=?0?.?0.?0.6?20.8?0600.8?6?0=?.?(?)?=?.08?/?=?.?.08?000=?.46(?)X5030C 铣床主电机功率 4kw，故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为?=0.?/?，?=2?/?，=?6?/?，?=?.08?/?（2）基本时间重庆科技学院本科毕业设计6 底座加工的参数计算17基本工时。根据时间计算公式(6-4)，端面铣刀（对称铣）式中?=?2?，主偏角?=90，?=0.?(?0?02?2+?，则?=?.?，?2=?，?=2?/?2=?2+?.?+42?=0.?=?8.?7(?)6.3 铣削底座左右耳座两侧面的相关用量与所需时间（1）切削用量本工序为铣左右凸台面，采用 X344 双柱平面铣床，两平面同时加工，铣削方式采用对称铣，采用高速钢端铣刀。刀具几何形状，?0=?0，?0=8，?0=8?0，?=90，?=?0，?0=?。查表 3.13，铣刀齿数 Z=?0?，铣刀直径?0=30mm，铣削宽度?=24mm，h=1.8mm。一次走刀完成，铣削深度?=?=?.8?选择每齿进给量（切削用量简明手册表 3.3）?=0.2?0.?mm/z对称铣，取?=0.2?mm/z查表 3.7，后刀面最大磨损限度 0.8mm，查表 3.8，材料为高速钢，可以知道刀具直径为小于 80mm 时，刀具可用时间 T=180min。切削速度?和进给量?由公式（6-1）求得切削速度，式中?=?8.9，?=0.2，?=0.?,，?=0.?，?=0.2,，?=0，m=0.?2，?=0.87，?0=?0，?=?.8，?=0.2?。?=?8.9?0?0.2?800.?2?.80.?0.2?0.?00.2?00?0.87=?4.?(?/?)=?000?0=?000?4.?.?4?0=?49(?/min)根据X344双柱平面铣床转速表，选择n=165r/min,则实际切削速度?=15.54m/min。工作进给速度为?=?=0.2?0?6?=4?2.?(?/?)根据 X344 双柱平面铣床工作台进给量表，选择进给量?=4?0?/?，则实际每齿进给量?=4?0?0?6?=0.27(?/?)校验机床功率。根据铣削时切削力、转矩计算公式（6-2）、（6-3）可知，铣削时的功率（kw）。重庆科技学院本科毕业设计6 底座加工的参数计算18式中，?=?0，?=?.0，?=0.6?，?=0.8?，?=0，?=0.8?，?=?。?=?0?.8?0.270.6?240.8?0?00.8?6?0=?.?(?)?=?4.?/?=?.?4.?000=?.?7(?