尾座体零件加工工艺及工艺装配设计-机械制造与自动化专业论文.pdf

I摘要：零件的工艺设计及工艺装配，在机械加工中占有非常重要的地位，这关系到零件最终加工能否达到设计时的质量要求，同样也影响到其加工效率的问题。本课题主要设计尾座体的整个加工工艺规程。尾座体是机床上的重要组成部件之一，其零件加工范畴属于箱体类零件，虽然其零件尺寸较小，但其部分平面和孔的工艺要求精度较高，且其结构比较复杂，壁厚不均匀；加工部位多，有数个基准面及一些支承面，这些都给设计工艺规程增加了难度。在尾座体的加工过程中，对于尾座体底面的加工工序，需用到刨床，而刨床在机械加工当中是不常用的一种机床，且在各种资料中对于刨床的介绍都较少，因而，在确定刨床的各项参数：进给量、切削用量、切削速度，及各工序的刀具、量具、进给次数、进给长度、机动工时、辅助工时都不太容易。本次设计说明书主要分为两个部分：第一部分：尾座体零件机械加工工艺规程的概述，其中包括零件图样分析、毛坯的设计与确定、零件加工工艺方案的设计与分析、零件的加工工序的设计与分析等等。第二部分：尾座体零件机械加工机床专用夹具设计，其中包括定位方案、夹紧方案的设计与分析，夹具体的设计，夹具与连接的方法，定位误差的分析与计算等等。关键词：尾座体、工艺规程、镗床夹具设计目录第1章 设计任务概述.11.1设计的目的.11.2设计的主要内容.21.3设计的指导思想.2第2章 零件的图样分析.32.1 零件的功用.32.2 零件的结构工艺分析.32.3 零件的技术条件分析.32.4 生产类型与生产纲领.4第3章 毛坯的确定.53.1 确定毛坯类型与制造方法.53.2 毛坯形状尺寸.63.3 毛坯图.8第4章 工艺路线的拟定.94.1 定位基准的选择.94.2 加工方法的确定.104.3 加工顺序的安排.114.4 加工工序的划分与确定.114.5 热处理工序、辅助工序的安排.124.6 拟定工艺路线.124.7 机械加工工艺过程的确定.144.8 填写机械加工工艺过程卡（见附表）.15第五章 零件加工工序设计.165.1 5号工序的设计.165.2 10号工序的设计.165.3 15号工序的设计.165.4 20号工序的设计.185.5 25号工序的设计.195.6 30号工序的设计.195.7 35号工序的设计.205.8 40号工序的设计.225.9 45号工序的设计.235.10 50号工序的设计.245.11 55号工序的设计.255.12 60号工序的设计.265.13 65号工序的设计.275.14 70号工序的设计.295.15 75号工序的设计.305.16 80号工序的设计.315.17 85号工序的设计.325.18 90号工序的设计.325.19 95号工序的设计.32第六章 镗床夹具设计.336.1夹具设计准备工作.336.2定位方案.336.3夹紧方案.356.4导向装置及夹具体.376.5夹具装配图的绘制.381第第1 1章章 设计任务概述设计任务概述毕业设计课题是尾座体零件加工工艺设计，尾座体是普通车床的主要组成部件之一，尾座体作为该部件的基础件和基准件，其质量对尾座乃至车床影响颇大，其中以尾座体底面与75H6为加工的重要部位，因而对其加工工艺设计的要求较高；尾座体结构较为复杂，壁厚不均匀，刚性不佳，形位公差精度要求较高，因而对其加工工艺设计的难度也较大。为达到图样要求，加工现场需要有镗铣床、刨床等机械加工设备以及精度较高的工量器具。除对机床本身的精度要求外，同时要求机床操作者要掌握正确操作的要领及高度的责任心和操作水平。毕业设计是在我们学完了大学的全部课程基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是对我们大学三年来的学习成果的一次综合性的测验，也是一次理论联系实际的训练，更是我们日后从事工艺设计相关工作之前的一个跳板。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我而言，我希望通过此次尾座体的设计，能对日后将要从事的工作进行更为深入，更贴切现场的一次适应性的训练；综合运用机械零件课程和其他有关先修课程的理论和实践知识，使所学知识进一步巩固、深化和发展；从而锻炼我们独立发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养了耐心细致、科学分析、周密思考的良好习惯。为今后参加工作打下一个良好的基础。（1）、运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学习到的实践知识，正确的分析和解决一个零件在加工过程中的定位、夹紧以及工艺路线安排，工序间加工余量、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）、学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。囿于设计者的能力与水平，设计上的错误和失当在所难免，在此，恳请方家指正。1.1设计的目的培养学生理论联系实际的设计思想。综合运用本课程、先修课程的知识及与专业相关知识等，结合学生在实训中的实操经验，训练学生发现、分析和解决问题的能力，夯实基础、加深理解、拓展学生的知识面。同时，培养学生学习的主观能动性和自学能力，并提升学生的信息检索能力等等。通过对零件的加工方案设计、比较、分析、确定，能初步对加工机床、量具、刀具、夹紧装置、定位装置等等做出较为合适的选择，满足其使用、维护等要求。通过对零2件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具的训练，加深学生对零件夹具设计相关知识的理解，并培养学生初步自行设计的能力。通过毕业设计，熟悉工程界的语言、国家标准、国际标准，理解国内国际制造技术水平和使用同类工艺装配的资料和经验，培养学生使用经验数据及数据处理的能力，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。1.2设计的主要内容根据所给定的零件，对零件进行工艺分析，绘制出零件图，依据工艺分析结果确定加工余量，查找毛坯制造相关标准，确定毛坯的表面层厚度，再设计并绘制出毛坯图。通过对零件的整体把握设计出相应的工艺方案，分析、比较淘汰较为拙劣的加工方案，对较好加工方案进行相应的调整、检查、修改并确定，依照工艺路线，填写相应的工艺工艺过程卡、工序卡，选择合适的机床、刀具、量具和切削用量，编写出零件的加工顺序，保证工件的加工精度，满足其加工的技术要求。针对某一工序的夹具设计，在工艺分析的基础上，要了解定位基准的情况、零件的结构特点、材料性能、本工序加工余量等等，并初步拿出夹具的定位方案、夹紧方案、夹具体方案等等，对每一方案进行夹具的定位误差分析、计算，优胜劣汰，解决问题，优化方案。绘制夹具草图，在查找资料的基础上完善夹具装配图，并定稿。在此基础上，编写出一套内容精简、说服力强的设计说明书。1.3设计的指导思想保证零件加工质量适合一般现场条件，能显著提高生产效率降低生产成本，适应性强工艺合理，工艺资料齐全，说服力强结合零件的结构特点，选择相应的工艺装夹设备，利于生产组织，便于提高精度综上所述，亦即通过此次设计，学生能温故而知新，理论结合实际，使学生设计能力不断趋向满足高产、优质、低耗的的设计要求，多一块走入职场的“敲门砖”。3第第2 2章章 零件的图样分析零件的图样分析2.1 零件的功用尾座体是普通车床的主要组成部件之一，尾座体作为该部件的基础件和基准件，其质量对尾座乃至车床影响颇大。尾座体在使用时，须安装在床身的尾座导轨上。尾座可沿床身顶面的一组导轨纵向调整、移动，并夹紧固定在所需位置，以满足对不同长度工件的加工需要，其套筒可装顶尖，以支承较长工件的一端，也可装夹钻头、铰刀等孔加工刀具；尾座还可以相对其底座沿横向调整位置，以切削较长且锥度较小的外圆锥面。2.2 零件的结构工艺分析该尾座体的结构优点在于：精度保持性好、刚度高、精度高、抗震性好，这种结构尾座体，采用整体式箱体结构设计，通过对尾座体内部筋板的合理布置提高尾座体的刚度和固有频率，避免加工过程中影响加工精度。尾座结构整体变形小，抗振性高。采用这种结构的尾座体可以减小配合的面积，使得加工效率较高，适应现代加工要求，节约了加工的费用，降低了尾座体的总重量和总成本。2.3 零件的技术条件分析 2.3.1 尺寸精度分析4尾座体底面到75H6的距离为205mm，底面应限定在间距等于0.04mm的两平行平面之间，其表面粗糙度要求为Ra1.6m,选用铣床进行粗加工、半精加工，用刨床精加工达到其加工的技术要求；75H6的中心线限定在间距为0.05mm、平行于尾座体底面的两个平行面之间，其表面粗糙度为Ra0.8m,选用镗床进行粗镗、半精镗，再有磨床进行精加工，达到图样要求；35H9中心线到75H6中心线距离48mm的上下偏差为0.05mm，其表面粗糙度要求为Ra3.2m,采用镗床粗加工、半精加工达到图样要求；42H7中心线到尾座体底面的距离为80mm，其表面粗糙度要求为Ra1.6m，选用镗床，通过粗镗、半精镗、精镗来达到其加工的技术要求；25H7中心线应限定在直径等于0.02，以42H7中心线为圆心的圆周内，其表面粗糙度要求为1.6m，采用镗床，通过粗镗、半精镗、精镗来达到其加工的技术要求；尾座体底面6020的槽右侧面距离尾座体右端面为130mm，槽左侧面应限定在间距等于0.1mm、垂直于75H6的中心线的两平行平面之间，其槽底表面粗糙度要求为Ra3.2m,槽的左侧面的表面粗糙度要求为Ra1.6m,采用铣床，通过粗铣、精铣达到图样要求；顶面孔25H7的中心线距离尾座体左端面为175mm，其表面粗糙度要求为Ra1.6m,与之同在一条中心线深为5mm的沉头孔的尺寸为45上偏差为0.2mm，下偏差为0，表面粗糙度为Ra6.3m,选用钻床，通过钻、扩、铰来达到25H7的技术要求，通过锪来达到沉头孔加工的技术要求；20H7中心线到底面6020的槽左侧面距离24mm的上下偏差为0.2mm，表面粗糙度为Ra1.6m，选用钻床，通过钻、扩、铰来达到20H7的技术要求；22的中心线距离底面6020的槽左侧面为24mm，其表面粗糙度要求为Ra6.3m,与之同在一条中心线深为2mm的沉头孔的尺寸为45表面粗糙度为Ra6.3m,选用钻床，通过钻来达到22的技术要求，通过锪来达到沉头孔加工的技术要求；尾座体结构复杂，壁厚不均匀，刚性不佳，其底面尺寸精度及平面度要求较高；对于75H6孔因为要与顶尖配合，而顶尖的中心线要与机床主轴中心线重合，所以75H6内表面粗糙度精度要求较高，并且形位公差也有要求；25H7与42H7的同轴度要求较高。因而在尾座体加工工艺设计中，底面与75H6为重要加工部位。2.4 生产类型与生产纲领 查机械制造工艺与夹具手册，由尾座体零件的生产纲领为5000件/年可确定该零件的生产类型为大批量生产。工艺安排初步确定为：加工过程划分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段；工序可以适当分散等。5第第3 3章章 毛坯的确定毛坯的确定3.1 确定毛坯类型与制造方法3.1.1毛坯类型尾座体结构复杂，加工精度较高，因而其毛坯采用灰铸铁来铸造。在常用灰铸铁的牌号的选择时，我参考了王英杰、金升主编的金属材料及热处理（第2版），如表3-1所示：表3-1 常用灰铸铁的牌号、力学性能及用途举例力学性能类别牌号Rm/MPa硬度HBW用途举例铁素体灰铸铁HT100100143229低载荷和不重要零件，如：盖、外罩、手轮、支架等铁素体-珠光体灰铸铁HT150150163229承受中等应力的零件，如底座、床身、齿轮箱、工作台、阀体、管路附件及一般工作条件要求的零件HT200200170241珠光体灰铸铁HT250250170241承受较大应力的零件，如气缸体、齿轮、机座、床身、活塞、制动轮、油缸等HT300300187255孕育铸铁HT350350197269床身导轨、车床、压力机等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、阀体、衬套、凸轮、大型发动机的曲轴、气缸体6考虑到尾座体在机床上的重要性，兼顾抗震耐磨，工艺性能好，而且材料价格合适，我们选择了能承受较大内应力的HT200。HT200是珠光体灰口铁。其特性是该材料能承受较大的应力(抗拉强度达200MN/；抗弯强度达400MN/)。其金相组织结构为铁素体和渗碳体组成的机械混合物，由于它是硬的渗碳体和软的铁素体相间组成的混合物，所以其机械性能介于铁素体和渗碳体之间，故强度较高，硬度适中，有一定的塑性，从金相组织显微来看，铸铁中化合碳正好等于0.77%，珠光体中的铁素体与渗碳体一层层交替间隔，呈片状排列，而其余的碳是以片状石墨存在，使切削过程中切屑不能连续成形。HT200这种材料的优势如下：具有优良的铸造性，减轻了因尾座体结构复杂而带来的加工负担；具有良好的吸振性，对提高机床的精度，减少噪声，延长受振零件的寿命很有好处；具有较低缺口敏感性，因而降低了毛坯的报废率；具有良好的切削加工性，相对而言刀具磨损小，有较长的使用寿命；灰铸铁在承受压应力时，由于石墨不会缩小有效承载面积和不会产生缺口应力集中的现象，故灰铸铁的抗压强度与钢材相近。同时，由于铸铁体在冷却过程中，其各部位冷却速度不一致而造成其收缩状况不同，从而产生了一定的内应力。为了改善材料各方面的性能，在机加工前对材料进行人工时效处理，以此消除材料内部残余应力，增强材料的抗震耐磨能力。故在机械加工前，要进行时效处理以去除其内应力。3.1.2制造方法在确定毛坯采用铸件后，参考由金属机械加工工艺人员手册修订组编辑，上海科学技术出版社出版金属机械加工工艺人员手册，查得资料如表3-2所示：表3-2 毛坯的铸造方法及适用范围 铸造方法适用范围砂模铸造用于铸造各种金属及其合金的铸件。手工制模用于单件、小批生产以及用于大型零件铸造；而机器制模则应用于大批或大量生产中。机器制模较手工制模不但生产率高，所得的铸件尺寸也较精准。金属模（冷模）铸造有较好的机械性能及较准确的尺寸（偏差为0.30.6 毫米）的铸件，一般适用于重量在12千克以下、批量大而没有复杂外形及薄壁铸件。压力铸造可以得到形状很复杂的，如具有内孔、螺纹、外部或内部有筋条的零件。压力铸造零件的尺寸精度(0.10.01毫米）较其它铸造方法为高。压力铸造适用于尺寸不大而产量较大的零件，其材料主要为有色金属及其合金。在往复铸造机上铸造的零件重量为22.5公斤，而在压铸机上铸造的零件重量则可达78公斤。离心铸造是将熔化了的金属浇注到旋转着的模型中。由于离心力的作用。金属液粘贴于模型的内壁上，凝结后所得铸件外形即与模型内壁相7同。使用这种方法可以毋需浇注口，故能显著地减少金属的消耗。由于免除了砂模和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低；而所得紧密与微细的颗粒结构和较好的机械性能。考虑到制造成本、加工效率、零件的材料、以及毛坯件的尺寸精度等因素。目前，国际上，在全部的铸件生产中，6070%的铸件是用砂型生产的，而其中70%左右是用粘土砂型生产的，而且消失模铸造具有尺寸精度高，加工余量小，干型落砂方便，清理打磨工作量减少50%以上，节约劳动成本，生产周期也短，因而采取砂模铸造。查金属机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度顶面浇注确定待加工表面的加工余量为6.01.2mm。3.2 毛坯形状尺寸零件的加工余量的大小对零件的加工质量、加工效率、制造的经济性有较大的影响。余量太大则浪费铸铁材料，增加刀具的磨损、机械加工的工时，增大机床的折旧率以及能源的消耗等等；余量太小则无法保证各工序间的加工误差、表面缺陷以及工件的装夹误差能得以消除，易造成废品。加工余量的确定方法有三种，分别是计算法、查表法以及经验法：1、.计算法：在清楚加工余量的影响因素，具备测量手段，有充分的统计分析资料等条件下，则采用计算法来获得机械加工余量。2、.查表法：主要是依据基于生产实践、实验研究所积累的经验和数据所制成表格，结合生产实际情况对数据、参数进行选择、修正。此法方便、准确、迅速，在生产上应用较广。3、.经验法：由一些技术人员、工人依据自己在生产实践中积累的经验结合生产实际情况来确定加工余量。然而此法确定的加工余量因主观臆断，往往偏差较大。在此次设计中，零件的加工余量确定综合使用了这三种方法。毛坯设计时还应考虑到：1、.待加工表面的几何形状简单；2、.毛坯要便于装夹、加工、检查；毛坯铸造时，会产生不同金属材料内部的表面金属层。表面的金属层是有缺陷的，它具有较高的硬度因此要将表面层的金属考虑到毛坯尺寸中去，查金属机械加工工艺人员手册，见表3-3：表3-3 各种毛坯的表面层厚度 计量单位：mm自由锻件模锻件铸件8参考金属机械加工工艺人员手册以及指导老师的建议，机械加工中各工序间的加工余量具体如下：1、.孔的毛坯尺寸：.75H6用磨削作为该孔的最后加工方法，其留给磨削的加工余量为0.4mm，该孔在半精镗后要达到74.6mm，在粗镗时的应达到的尺寸为73mm，然后算上毛坯的表面层厚度可知，该孔的毛坯尺寸为78mm；.35H9只需要粗镗半精镗即可达到图样要求，其粗镗时尺寸查表可知为34.6mm，故知其毛坯尺寸为30mm；.25H7孔是以精镗作为最后的加工方法，其半精镗后的尺寸为24.6mm，粗镗后尺寸为23.8mm，其毛坯尺寸为20mm，同理，42H7的毛坯尺寸为36mm；.20H7是以铰削为精加工的加工方法，扩孔后尺寸为19.8mm，钻孔后的尺寸为18mm，所以其毛坯尺寸为15mm，同理25H7的毛坯尺寸为20mm；.22是一次钻削即可达到图样要求，故其毛坯尺寸为16mm。2、.面的毛坯尺寸：.底面是作为粗基准用以对75H6的孔进行粗加工，其最后加工方法为精刨，其半精铣后的余量为0.4mm，粗铣后的余量为0.6mm，所以其毛坯尺寸为264mm；.零件的左右端面半精铣后的余量为0.4mm，粗铣后的加工余量为0.6mm，故知其毛坯尺寸为420mm。3.3 毛坯图 碳钢1.5碳钢1灰铸铁14合金钢24合金钢0.5铸钢359第第4 4章章 工艺路线的拟定工艺路线的拟定4.1 定位基准的选择工件的定位是加工前首要解决的问题，如果不能确定工件在机床或夹具上占据正确的位置，工艺规程的编制就无法继续下去。工件的定位方案不确定，那么夹具设计的相关问题就首当其冲。夹具的总体配置的形成是架构在定位方案的确定之上。制定机械加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证零件表面的位置尺寸和位置精度以及安排加工顺序都有重大意义。用夹具装夹时，定位基准的选择还会影响到定位误差、夹具误差加工质量以及夹具结构等等。因此，定位基准对工艺路线的意义极大。4.1.1定位方案的选择原则基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工过程中漏洞百出，严重的还会造成零件大批报废，使厂家蒙受损失，生产无法进行。从保证工件精度要求出发，在分析、选择定位基准时，其顺序应从粗基准到精基准。101.精基准的选择 精基准的选择、确定应遵循如下原则：基准重合原则 基准统一原则 自为基准原则 互为基准原则 便于装夹原则在加工顺序的安排上，应遵循基准先行、先面后孔，这样做的好处是：尾座体上的孔的精度要求高，加工难度大，且孔分布在尾座体各平面上，以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样既能为孔的加工提供可靠地精基准，又能使孔的加工余量均匀，位置准确。同样，由于尾座体结构复杂，壁厚不均匀，刚性不佳，而加工精度要求又较高，因而其重要平面要划分粗、精两个加工阶段。综上所述：在精加工尾座体底面时，应选择已加工完的75H6的孔作为精基准，即工件在专用夹具上以75H6的孔与75g5心轴配合定位，保证其平行度等精度要求、技术要求。2.粗基准的选择 粗基准的选择、确定应遵循如下原则：位置正确原则 余量均匀原则 安装稳定原则 使用一次原则 方便装夹原则 综上所述：在粗加工75H6时，应以尾座体底面为粗基准来定位加工。在整个零件的加工过程中分为两个阶段：一是粗加工、半精加工阶段；二是精加工阶段。这样划分加工阶段的好处有三点：消除内应力保证加工质量合理利用加工设备，均衡生产组织4.2 加工方法的确定 正确选择加工方法的基础是建立在较为深入的了解各种加工方法的加工精度、加工表面质量等等。11在实际生产中，影响加工精度的因素不胜枚举。在不同的工作条件下，各种加工方法的能达到的加工精度就会有所不同。加工经济精度就是在不延长加工时间的条件下，采用符合标准的加工设备、工艺装配和标准技术等级的工人，所能保证的加工精度。加工方法所能达到的机械加工的精度和机械加工表面质量，及典型表面的加工方法均已制成表格，在选择加工方法时，可在手册中查找、参考。在以追逐更多财富和提高劳动生产率为目的的市场经济前提下，以保证工件的加工要求为前提，同样的加工方法一般考虑的是提高加工效率和经济性。具体的选择上，因机械加工资料和工人的经验而不同。故而，我在选择机械加工方案时，结合以上所述，考虑工件的情况、现有加工设备及均衡生产组织等因素，具体情况具体分析，确定各个加工部位的加工方法如下：加工部位尺寸要求经济精度要求（以公差等级表示）经济表面粗糙度（Ra/m）形位公差加工方法左端面Ra3.2粗铣-半精铣右端面Ra1.6粗铣-半精铣-精铣底面（基准A面）Ra1.6粗铣-半精铣-精刨底面槽Ra3.2粗铣-半精铣-精铣75H6IT6Ra0.8粗镗-半精镗-磨450+0.2IT11IT13Ra6.3锪45IT11IT13锪22IT11IT13Ra6.3钻20H7IT7Ra1.6钻-扩-铰25H7IT7Ra1.6粗镗-半精镗-精镗42H7IT7Ra1.6粗镗-半精镗-精镗35H9IT9Ra3.2粗镗-半精镗4.3 加工顺序的安排12尾座体零件较为复杂，其机械加工的过程中要经过切屑加工、热处理和辅助工序，在拟定加工路线时，三者必须加以考虑，其遵循的原则如下：机械加工工序的安排原则：基面先行先面后孔先粗后精先主后次穿插进行 4.4 加工工序的划分与确定在拟定机械加工路线时，需要确定工序的集中和分散的程度，两者的优劣势分析如下：1、工序集中的特点 优势：由于采用高效专用设备及工艺装配，故而生产效率较高；较少的工件装夹次数，易于保证位置精度，减少工序间的运输量，缩短生产周期；较少工序数目，减少机床数、操作工人数和生产面积，简化生产计划和生产组织工作。劣势：由于采用结构复杂的专用设备和工艺装配，使得生产投资较大，调整和维修复杂，生产的准备工作量大，转换新产品较为费时。2、工序分散的特点优势：设备及工艺装配简单，调整和维修方便，工人易于掌握，生产准备工作量小，易于适应产品更换，易于平衡工序时间；可以采用合理的切削用量，缩短基本时间。劣势：设备数目多，操作工人多，生产面积大。工序的集中与分散，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点、和技术要求等进行综合分析后选用。综上所述，尾座体零件采用工序集中。4.5 热处理工序、辅助工序的安排 热处理，可提高材料的力学能力改善金属的切削性能及消除内应力，常用的有：退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳、碳氮共渗等。热处理工序根据零件的技术要求和材料的性质进行合理的安排。热处理工序安排得是否恰当，对保证零件的精度、保证零件加工的顺利进行、保证零件机械性能有着重要影响。13按热处理的目的，可分为预备热处理、最终热处理。预备热处理是为了改善材料的切削性能，消除毛坯制造时的残余应力，改善组织；最终热处理是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序之前。辅助工序也是必要的工序，安排不当或遗漏，会给后续工序和装配带来困难，影响产品精度。检验工序更是必不可少的工序，因此需要在如下场合单独安排检验工序：转车间前后；重要加工表面完成之后；零件加工完成之后；特殊工序完成之后。通过分析零件图，考虑到该零件毛坯有残余内应力，在加工过程中会使刀具受力不均，因此要进行人工时效处理，消除工件内部残余内应力，热处理工序在机加工之前进行。在零件加工完成之后，要设置检验工序。4.6 拟定工艺路线 制定工艺路线应当以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证为出发来考虑。在生产纲领已确定为大批大量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当做可行性分析，亦即技术经济分析，以便使生产成本下降。1.工艺路线方案一工序1：铸造毛坯工序2：时效处理工序3：粗镗75H675H6，留加工余量0.4mm工序4：粗刨尾座体基准面A，粗刨6020的槽,粗刨底面槽，留加工余量0.2mm工序5：钻、铰25H7孔、35H9孔、450+0.2孔，锪20H7的沉头孔，达图样要求；钻、铰42H7孔，留加工余量0.2mm工序6：粗铣、精铣套筒左右端面保证总长，达图样要求工序7：精镗75H6孔、42H7孔达图样要求工序8：精刨基准面A，精刨6020的槽,精刨底面槽,达图样要求工序9：防锈处理工序10：终检工序11：包装入库2.工艺路线方案二工序1：铸造毛坯工序2：时效处理工序3：粗铣尾座体基准面A、6020的槽、底面槽，留加工余量0.2mm工序4：粗镗75H675H6，留加工余量0.4mm14工序5：钻、铰25H7孔、35H9孔、450+0.2孔，锪20H7的沉头孔，达图样要求工序6：钻、铰42H7孔，留加工余量0.2mm工序:7：粗铣、精铣套筒左右端面保证总长，达图样要求工序8：精镗75H6孔、42H7孔达图样要求工序9：精刨基准面A，精刨6020的槽,精刨底面槽,达图样要求工序10：防锈处理工序11：终检工序12：包装入库1.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以75H675H6这一部位，然后再加工尾座体底面；而方案二与其相反，先加工尾座体底面即基准面A，然后加工75H675H6这一部位。经比较可知，先以75H675H6为装夹定位基准，加工尾座体底面；再以尾座体底面为精加工基准加工尾座体75H675H6，这时的位置精度较为容易保证，并且定位及装夹都较为方便。方案一的工序6虽然代替了方案二中的工序6、工序7减少了装夹次数，但工序内容太多。具体工序过程如下：工序1：铸造毛坯工序2：时效处理工序3：压板装夹，粗镗75H675H6、42H7、25H7Ra6.3，留加工余量0.4mm；粗刨35H9Ra6.3，留加工余量0.2mm工序4：压板装夹，钻、扩20H7，达图样要求；22锪平45深2mm，达图样要求;25锪平45深5mm，达图样要求工序5：75H6在专用夹具上定位，粗刨尾座体底面Ra6.3，留加工余量0.4mm工序6：压板装夹，粗铣75H6右端面Ra6.3，留加工余量0.2mm；粗铣75H6左端面Ra6.3，留加工余量0.2mm工序7：75H6在专用夹具上定位，粗铣底面槽Ra6.3，留加工余量0.2mm工序8：压板装夹，半精镗35H9，达图样要求；半精镗、浮动镗刀精镗75H6、42H7、25H7，达图样要求 工序9：压板装夹，半精刨、精刨尾座体底面，达图样要求工序10：压板装夹，精铣75H6右端面，达图样要求；精铣75H6左端面，保证总长，达图样要求工序11：75H6在专用夹具上定位，精铣底面槽，达图样要求工序12：去毛刺工序13：防锈处理工序14：终检工序15：包装入库15方案分析：以上加工方案大致看来是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采用的加工手段之后，发现仍存在问题，主要表现在75H6和尾座体底面上。按图样要求，75H6应限定在半径差等于0.004mm的两个同轴圆柱之间，75H6的轴线应限定在平行于基准A即 尾座体底面间距等于0.05mm的两平行平面之间，而75H6的右端面限定在间距等于0.04mm垂直于基准轴线B即75H6轴线的两平行平面之间。同样的，尾座体底面槽限定在间距等于0.1mm垂直于基准轴线B的两平行平面之间。也就是说，在加工过程，应先以尾座体75H6为加工尾座体的粗基准在专用夹具上定位，刨削尾座体底面。这样做的依据在于大批量生产中，毛坯的制造精度较高，而孔的精度要求较高，加工难度大，以孔为粗基准加工平面，以加工好的平面在定位来加工孔，这样能为孔的加工提供稳定可靠的精基准，同时可以使孔的加工余量较为均匀。然后再依次加工75H6右端面以及尾座体底面槽。因而加工路线应是如此拟定的：75H6在专用夹具上定位，粗加工尾座体底面再用压板装夹尾座体，以店面为基准，粗加工75H6之后，以75H6轴线为基准，分别加工75H6的右端面及底面槽。但在已定的工艺路线中却没有这样做：加工75H6时，以尾座体底面为基准，但是此时底面未作加工，其质量不高，以此时的底面作为基准加工75H6，势必影响到之后75H6右端面与底面槽的加工质量。因而，只需在原有加工路线上将工序的位置调整即可。4.7 机械加工工艺过程的确定 综上所述，最后的加工路线确定如下：工序1：铸造毛坯工序2：时效处理工序3：平口虎钳装夹，粗铣、半精铣尾座体底面，Ra3.2m，留加工余量0.4mm工序4：压板装夹，粗铣、半精铣尾座体右端面，Ra3.2m，留加工余量0.4mm工序5：压板装夹，粗铣、半精铣尾座体左端面，Ra3.2m，留加工余量0.4mm工序6：压板装夹，粗铣、半精铣35H9的左端面，达图样要求工序7：专用夹具装夹，粗镗、半精镗75H6，Ra1.6m，留加工余量0.2mm工序8：压板装夹，粗镗、半精镗42H7、25H7，Ra6.3m，留加工余量0.2mm工序9：压板装夹，粗镗、半精镗35H9，达图样要求工序10：专用夹具装夹，精刨尾座体底面，达图样要求工序11：压板装夹，精镗42H7、25H7，达图样要求工序12：磨75H6孔，达图样要求16工序13：专用夹具装夹，粗铣、精铣尾座体底面槽323、6020，达图样要求工序14：专用夹具装夹，钻、扩、铰20H7；钻、锪22，达图样要求工序15：专用夹具装夹，钻、扩、铰、锪25，达图样要求工序16：去毛刺工序17：防锈处理工序18：终检工序19：包装入库4.8 填写机械加工工艺过程卡（见附表）第五章第五章 零件加工工序设计零件加工工序设计5.1 5号工序的设计工序内容：毛坯铸造采用砂型铸造。5.2 10号工序的设计设计内容：热处理17工序进行人工时效处理。5.3 15号工序的设计1.加工条件工件材料：灰口铸铁HT200，200MPa，铸件毛坯b加工要求：粗铣、半精铣尾座体底面，Ra3.2m，留加工余量0.4mm机床：X6230（本工序是进行粗加工、和半精加工，为了提高生产效率，缩短作业时间，所以选用X6230，其主要参数如下表5-1、5-2）表5-1 X6230主要参数主要技术参数/型号X6230主轴端面至工作台距离（mm）30350主轴中心线到床身垂直导轨的距离（mm）215355主轴孔锥度7:24主轴孔径（mm）29主轴转速(18Steps)301500力铣头最大回转角度45主轴轴向移动距离（mm）工作台工作面积（长宽）（mm）1250320工作台行程纵向、横向、垂直（手动/机动）（mm）700/680、255/240、320/300工作台进给范围纵向、横向、垂直（mm/min)23.51180、23.51180、8394工作台之快速移动（mm/min)2300、2300、770T型槽槽数、槽宽、槽距（mm)3、18、90主电机功率（kw)7.5外形尺寸长、宽、高（mm)177022941610机床重量（kg)2650表5-2 X6230主轴转速及工作台进给量主轴转速（r/min)30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、180、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500纵向23.5、30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180横向同纵向工作台进给量（mm/min)升降为纵向进给量1/32.工艺装配刀具：250镶硬质合金刀片套式面铣刀工装夹具：平口虎钳量具：0.02游标卡尺 规格0500mm确定工步顺序及加工余量粗铣尾座体底面 Z=3mm半精铣尾座体底面 Z=0.6mm4.计算切削用量.确定尾座体底面最大加工余量：已知毛坯高度方向的加工余量为34mm18.确定切削深度t：经过查找表格、资料可知，粗铣时，铣削深度为23mm；半精铣时，铣削深度为0.51.0。.计算切削速度v：粗铣：参考上海市金属削技术协会编金属切屑手册（第二版）（此后简称金属切削手册）P372，表9-12高速端铣刀、圆柱铣刀和盘铣刀的进给量和表9-14各种常见工件材料的铣削速度推荐范围可知，每齿进给量为fz=0.50mm/r，ap=3mm，粗铣时，由于切削负荷大，v应取推荐范围内的最小值，理论上的选取速度为60m/min。采用250镶硬质合金刀片套式面铣刀，dw=250mm。nz=1000v/(dw)=(100060)/(250)76r/min根据表5-2 X6230主轴转速及工作台进给量，nw取75r/min，故实际切削为：V=nwdw/1000=25075/100058m/minFZ=9.81(7893)apZd-1.3n-1.2=90N1.1ea75.0zfPc=Fzvc/1000=5.22kw7.5kwP=0.85P(机床功率）=0.857.5=6.375kw因为PCP，所以机床功率足够。B.半精铣：vc=80m/min，fz=0.30mm/r，ap=0.6mmnz=1000v/(dw)=(100080)/(250)101r/min根据表5-2 X6230主轴转速及工作台进给量，nw取118r/min，故实际切削为：V=nwdw/1000=250118/100092m/minFZ=9.81(7893)apZd-1.3n-1.2=4.75N1.1ea75.0zfPc=Fzvc/1000=0.437kw7.5kwP=0.85P(机床功率）=0.857.5=6.375kw因为PCP，所以机床功率足够。通过以上计算得：工步名称切削速度（m/min)转速（r/min)被吃刀量（mm)进给量（mm/r)粗铣尾座体底面587530.5半精铣尾座体底面921180.60.35.4 20号工序的设计1.加工条件加工要求：粗铣、半精铣尾座体右端面，Ra3.2m，留加工余量0.4mm19机床：X62302工艺装配刀具：125镶硬质合金刀片套式面铣刀工装夹具：平口虎钳量具：0.02游标卡尺 规格0500mm3.确定工步顺序及加工余量粗铣尾座体右端面 Z=3mm半精铣尾座体右端面 Z=0.6mm4.计算切削用量.确定尾座体端面最大加工余量：已知毛坯高度方向的加工余量为34mm.确定切削深度t：经过查找表格、资料可知，粗铣时，铣削深度为23mm；半精铣时，铣削深度为0.51.0。.计算切削速度v：A.粗铣：vc=60m/min，fz=0.50mm/r，ap=3mm，dw=125mmnz=1000v/(dw)=(100060)/(125)152r/min根据表5-2 X6230主轴转速及工作台进给量，nw取150r/min，故实际切削为：V=nwdw/1000=25075/100059m/minFZ=9.81(7893)apZd-1.3n-1.2=90N1.1ea75.0zfPc=Fzvc/1000=5.22kw7.5kwP=0.85P(机床功率）=0.857.5=6.375kw因为PCP，所以机床功率足够。B.半精铣：vc=80m/min，fz=0.30mm/r，ap=0.6mmnz=1000v/(dw)=(100080)/(125)203r/min根据表5-2 X6230主轴转速及工作台进给量，nw取180r/min，故实际切削为：V=nwdw/1000=125180/100070m/minFZ=9.81(7893)apZd-1.3n-1.2=4.75N1.1ea75.0zfPc=Fzvc/1000=0.335kw7.5kwP=0.85P(机床功率）=0.857.5=6.375kw因为PCP，所以机床功率足够。通过以上计算得：工步名称切削速度（m/min)转速（r/min)被吃刀量（mm)进给量（mm/r)粗铣尾座体右端面5915030.5半精铣尾座体右端面701800.60.3205.5 25号工序的设计1.加工条件加工要求：粗铣、半精铣尾座体右端面，达图样要求机床：X62302工艺装配刀具：125镶硬质合金刀片套式面铣刀工装夹具：平口虎钳量具：0.02