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1、天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 箱體零件加工及加工工藝 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2013 級(jí) 姓 名 王婷 指導(dǎo)教師 李強(qiáng) 2015 年 5 月 25 日 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 天津理工大學(xué)成人高等教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 1.課 題 名 稱 ： 箱體零件加工及加工工藝 2.題 目 類 型 ： 論 文 題 目 來 源 ： 自 擬 3.設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 的 主 要 內(nèi) 容 ， 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 及 基 本 要 求 ： 1

2、、保證箱體零件加工質(zhì)量； 2、合適一般現(xiàn)場(chǎng)條件，能顯著提高生產(chǎn)效率： 3、降低生產(chǎn)成本，適宜性強(qiáng)： 4.設(shè)計(jì)（論文）的軟、硬件環(huán)境（資料、參考文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備等）： [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)．北京出版社，2005.9． [2] 徐宏海．機(jī)械制造工藝．化學(xué)工業(yè)出版社，2006．8． [3] 周虹編．?dāng)?shù)控加工工藝與編程．人民郵電出版社，2006．9． [4] 弈繼昌．機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)．中國(guó)人民出版社，2007．5． [5]張耀宸．機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)．航空工業(yè)出版社，2008．8． [6]陳宏鈞．金屬切削速查速算手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，2009．5． [7]劉建亭．機(jī)械制造基礎(chǔ)．

3、機(jī)械工業(yè)出版社，2009．10． [8]華茂發(fā)．?dāng)?shù)控機(jī)床加工工藝．機(jī)械工業(yè)出版社，2010．3． [9]肖繼德，陳寧平．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)．機(jī)械工業(yè)出版社，2010．8． [10]周 虹．?dāng)?shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn)．人民郵電出版社，2010．11. 學(xué)生姓名 王婷 年 級(jí) 專 業(yè) 2013 級(jí) 指導(dǎo)教師 李強(qiáng) 教師職稱 任務(wù)下達(dá)日期 2015.3.1 完成日期 2015.5.25 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 目 錄 引 言 ...........................................4

4、第 1 章 零件圖解析 ..................................5 1.1 箱體零件作用 ....................................5 1.2 箱體零件的材料及其力學(xué)性能 ...........................5 1.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 ...............................5 第 2 章 毛坯的分析 ..................................5 2.1 毛坯的選擇 ...........................................5 2.2

5、毛坯圖的設(shè)計(jì) .........................................6 第 3 章 工藝路線擬定 ................................6 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .......................................6 3.2 加工方法的確定 .......................................6 第 4 章 加工順序的安排 ..............................7 4.1 工序的安排 .....................................7 4

6、.2 工序劃分的確定 ................................8 4.3 熱處理工序的安排 ................................8 4.4 擬定加工工藝路線 .....................................9 4.5 加工路線的確定 .......................................9 4.6 加工設(shè)備的選擇 .......................................9 4.7 刀具的選擇 ........................................

7、..10 4.8 選擇夾具及量具確定裝夾方案 ..........................10 第 5 章 工藝設(shè)計(jì) ...................................10 5.1 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 ..................10 5.2 確定切削用量及功率的校核 ............................11 第 6 章 數(shù)控加工路線的分析 .........................13 結(jié) 論 ..........................................14 參考文獻(xiàn) ........

8、...................................15 附表 1..............................................16 附表 2..............................................17 致 謝 ..........................................18 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 引 言 數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和所有專業(yè) 課之后進(jìn)行的,是對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí),也是理論聯(lián)系實(shí)際 的訓(xùn)練

9、。畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)所給定的箱體零件圖，確定合適的加工機(jī)床、 刀具、切削用量，合理的進(jìn)給路線，制定經(jīng)濟(jì)高效的工藝方案；繪制箱體零件 圖一張、毛坯圖一張、編制工藝過程卡，數(shù)控加工工序卡，數(shù)控刀具卡，編寫 數(shù)控加工程序，撰寫設(shè)計(jì)說明書。要求我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中基本 理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步 具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜箱體零件的工藝程度箱體零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn) 用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定加工方案。同時(shí)也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、 圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后從事的工 作打下良好基礎(chǔ)。 加工目的： 1、保證箱體零

10、件加工質(zhì)量； 2、合適一般現(xiàn)場(chǎng)條件，能顯著提高生產(chǎn)效率： 3、降低生產(chǎn)成本，適宜性強(qiáng)： 4、工藝合理，工藝資料齊全，說服力強(qiáng)。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 1 章 零件圖解析 1.1 箱體零件作用 該箱體零件為燃燒室支撐環(huán)，是內(nèi)燃機(jī)內(nèi)一種高溫高壓的起支撐作用的環(huán)。 1.2 箱體零件的材料及其力學(xué)性能 工件材料為 1Cr18Ni9Ti 是奧式體不銹鋼，相對(duì)可切削性為 0.3~0.5 之間， 是一種難切削的材料，其難加工性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 高溫強(qiáng)度和高溫硬度高，1Cr18Ni9Ti 在 700 度時(shí)也不能降低其機(jī)械性能， 故切削不易被切離，切削過程中切削力大，刀

11、具易磨損。 塑性和韌性高，雖然 1Cr18Ni9Ti 的抗拉強(qiáng)度和硬度都不高，但綜合性能很 好，塑性和韌性高，它的延伸率、斷面收縮率和沖擊值都較高，切削變形所消 耗的功能增多，所消耗的能量比切除相同體積的低碳鋼約高 50%，并且大部分 能量轉(zhuǎn)化為熱能使切削溫度升高。 1Cr18Ni9Ti 的導(dǎo)熱率低，散熱差，有切削帶走的熱量少，大部分的熱量被 刀具吸收，致使刀具的溫度升高，加劇刀具磨損，在一定的溫度和壓力下會(huì)產(chǎn) 生粘附現(xiàn)象，在切削過程中，刀具易產(chǎn)生積削瘤，不易獲得表面粗糙度高的加 工表面。 加工硬化嚴(yán)重，1Cr18Ni9Ti 強(qiáng)度一般為 539Mpa，但室溫冷加工時(shí)，由于 加工硬化和變形會(huì)誘發(fā)

12、馬式體轉(zhuǎn)變，使強(qiáng)度提高，這樣大大增加了切削時(shí)的磨 損。 1Cr18Ni9Ti 具有優(yōu)良的力學(xué)性能，良好的耐蝕能力，較突出的是冷變形能 力，無磁性。 1.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝分析 從箱體零件圖上看，該箱體零件是典型的回轉(zhuǎn)體箱體零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單， 其主要加工的面有￠197.3 的外圓柱面，￠187、￠171.08 的內(nèi)圓柱表面，以及 內(nèi)外輪廓。該箱體零件在加工時(shí)主要考慮變形以及測(cè)量的問題，由于內(nèi)外輪廓 交界處壁太薄僅 0.635 的厚度，在切削過程中不易散熱，刀具所帶走的只是少 量熱量，加工硬化也很嚴(yán)重，塑性和韌性較高，所以要使工件恢復(fù)其應(yīng)力再加 工，采取相應(yīng)的熱處理去處內(nèi)應(yīng)力，減少其變形。圖

13、中所給的尺寸精度并不高， 在 IT11~12 級(jí)之間，但粗糙度都是 1.6。通過分析該箱體零件，其布局合理，方 便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個(gè)圖面清晰，尺寸完整合理， 能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。 第 2 章 毛坯的分析 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個(gè) 比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對(duì)機(jī)械加工 的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要 的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個(gè)非常重要的問題。 2.1 毛坯的選擇 毛坯種類的選擇決定與箱體零件的實(shí)際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及

14、在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材 2、鍛造 3、 鑄造 4、焊接 5、其他毛坯。該箱體零件為燃燒室支撐環(huán)材料為 1Cr18Ni9Ti， 考慮到箱體零件本身的結(jié)構(gòu)以及材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塑性和韌性高，所以推薦用 型材或鍛件，但從經(jīng)濟(jì)方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 僅浪費(fèi)材料，而且還增加機(jī)床，刀具及能源等消耗，而短見具有較高的強(qiáng)度， 沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作箱體零件。本箱體零件生產(chǎn)批量為 中小批量，所以綜上所敘選擇鍛件中的自由鍛。 2.2 毛坯圖的設(shè)計(jì) 毛坯（鍛件）圖是根據(jù)產(chǎn)品箱體零件設(shè)計(jì)的，

15、經(jīng)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 自由鍛件中機(jī)械加工余量計(jì)算公式得：A=0.2*H^0.2*D^0.55=5.8mm,小孔 0.75A=4.35mm,大孔 0.5A=2.9mm，H=0.5A=2.9mm 。 第 3 章 工藝路線擬定 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí)，職能一毛坯上未加工的表面作為定 位基準(zhǔn)，這個(gè)是粗基準(zhǔn)，該箱體零件選用￠171.08 內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)來加工外圓 柱面和左端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的（如果必須保證箱體零件 某些重要表面的加工余量分布均勻，就應(yīng)該選擇該表面做為粗基準(zhǔn)，應(yīng)該用毛 坯的尺寸和位置可靠表面，而且平整具有足夠大的面積做基準(zhǔn)）在以后的工

16、序 中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，￠197.3 的外圓柱面和左端面作為定 位基準(zhǔn)，著個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一，互 為基準(zhǔn)，自為基準(zhǔn)。這樣定位比較簡(jiǎn)單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 3.2 加工方法的確定 在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財(cái)富和提高勞動(dòng)率為目 的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿 工件的加工效率和經(jīng)濟(jì)性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機(jī)械加工資料和工人 的經(jīng)驗(yàn)來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時(shí)一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn) 場(chǎng)的加工條件來確定最佳的加工方案。 同樣在該箱體零件的加工方法的選擇中，我們考

17、慮了工件的具體情況互我 們學(xué)校的具體加工條件，一下是我們按加工順序來闡述的加工方案： ①￠197.3 外圓柱面，精度為 IT12，表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT12~11,Ra25~12.5)-精車(IT8~7,Ra1.6~0.8) ②￠187.48 內(nèi)圓柱表面, 精度為 IT12，表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT12~11,Ra25~12.5)-半精車(IT10~9,Ra6.3~3.2)- 精車(IT8~7,Ra1.6~0.8) ③￠171.08 內(nèi)圓柱面,無精度要求, 表面粗糙度為 Ra1.6 粗車 (IT12~11,Ra25~12.5)-精車(IT8~7,Ra1.6~0.8

18、) ④由 R2.8,R12.7,R1.6,R20.07 的圓弧組成的內(nèi)外輪廓, 表面粗糙度為 Ra1.6 粗車(IT12~11,Ra25~12.5)-半精車(IT10~9,Ra6.3~3.2)- 精車(IT8~7,Ra1.6~0.8) 第 1 道工序分 5 個(gè)工步，加工 3 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正。橫向裝夾時(shí) 一要找正兩磨削過的平面與車床的 z 軸平行，以保證車出的(側(cè))面與磨削過的 面垂直；二要找正兩磨過的面與夾盤的回轉(zhuǎn)中心線對(duì)稱。工步 2 是車平面(工件 的一個(gè)側(cè)面)。工步 3 是鉆中心孔。工步 4 是用 φ18mm 的鉆頭鉆通孔。工步 5 是用 φ16mm 粗的鏜刀鏜 φ20mm

19、和 φ32mm 階梯孔。 第 2 道工序分 2 個(gè)工步，加工 1 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正。在上工序的 基礎(chǔ)上翻 180。裝夾，還是橫向裝夾。裝夾時(shí)一要找正到兩磨過的平面與車床 的 Z 軸平行；二要找正到兩磨削過的平面的對(duì)稱線 (面)距夾盤回轉(zhuǎn)中心 10.02mm 之內(nèi)。工步 2 是用 φ16mm 粗的車刀車 φ32mm 偏心孔。 第 3 工序分 3 個(gè)工步，加工 1 個(gè)要素。工步 l 是裝夾找正?？v向裝夾，夾 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 偏心孔偏向的那頭裝夾時(shí)一要找正到夾盤回轉(zhuǎn)中心線與工序 1 加工的那個(gè)側(cè)面 垂直，二要找正到磨削過的兩側(cè)而與夾盤同轉(zhuǎn)中心線對(duì)稱．工

20、步 2 是車端面。 工步 3 是打中心孔。 第 4 道工序分 3 個(gè)工步，加工為隨后各工序找正用的找正槽。工步 1 是裝 夾找正，夾的方向與上工序一樣，只是比上工序少夾一段,右側(cè)用回轉(zhuǎn)頂尖頂上。 裝夾時(shí)只要找正左側(cè),主要是找正磨削過的兩側(cè)面與夾盤回轉(zhuǎn)中心線對(duì)稱。工步 2 是加上左找正槽，工步 3 是加工右找正槽。 第 5 道工序分 5 個(gè)工步，加工 3 個(gè)要素。工步 I 是裝夾找正、夾的方向與 上工序一樣，只是比上工序多一段。裝夾時(shí)找正夾盤回轉(zhuǎn)中心線與兩對(duì)側(cè)面的 對(duì)稱平面的交線再合。工步 2 是鉆中心孔。工步 3 是用 φφ15.7mm 的鉆頭鉆 通孔。上步 4 是車 φ16.8m 通孔和錐孔

21、。工步 5 是車端面槽。 第 6 道上序分 5 個(gè)工步，加工 4 個(gè)要素。工步 1 是裝夾找正，是在上工序 的基礎(chǔ)上調(diào)頭夾。裝夾時(shí)找正的要求與上工序相同，也就是要找正夾盤同轉(zhuǎn)中 心線與上工序加工的孔軸。工步 2 是車端面 u 工步 3 是車正 49mm 孔和 28.6mm 孔。工步 4 是車螺紋的錐底孔及其上的倒角。工步 5 是車螺紋。 第 7 工序分 3 個(gè)工步，加工外回轉(zhuǎn)型面。工步 1 是裝夾找正。在上工序的 基礎(chǔ)調(diào)頭，右端用回轉(zhuǎn)頂尖頂上。裝夾時(shí)的找正要求同第 5 工序。工步 2 車左 半圓弧回轉(zhuǎn)面和一段圓柱面。工步 3 是車右半圓弧回轉(zhuǎn)面和一段圓柱面。 在寫刀路之前，將立體圖畫好后，要將

22、圖形中心移到坐標(biāo)原點(diǎn)，最高點(diǎn)移 到 Z=0，方可以加工，銅公火花位可加工負(fù)預(yù)留量。 在加工前還要檢查工件的裝夾方向是否同電腦中的圖形方向相同，在模具 中的排位是否正確，裝夾具是否妨礙加工，前后模的方向是否相配。還要檢查 你所用的刀具是否齊全，校表分中的基準(zhǔn)等。 加工銅公要注意的事項(xiàng)： 火花位的確定，一般幼公（即精公）預(yù)留量為 0.05~0.15，粗公 0.2~0.5，具 體火花位的大小可由做模師父定。 銅公有沒有加工不到的死角，是否需要拆多一個(gè)散公來。 加工銅工的刀路按排一般是：大刀（平刀）開粗-小刀（平刀）清角光 刀用球刀光曲面。 開粗一般教師用平刀不用球刀，大刀后用小刀開粗，然后將外形光到

23、數(shù)， 接著用大的球刀光曲面，再用小球刀光曲面不要圖省事，為了些小的角位而用 小刀去加工大刀過不了的死角可心限定小刀的走刀范圍，以免直播太多的空刀。 第 4 章 加工順序的安排 4.1 工序的安排 4.1.1 加工階段的劃分 當(dāng)箱體零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來滿足要求,而要 用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備,人力,箱體零件的加工 過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。 ①粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上 接近箱體零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓 表面的大部分余量，并為后續(xù)工

24、序提供精基準(zhǔn)，如加工內(nèi)圓￠171.08，￠187.48 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 內(nèi)圓柱表面，￠197.3 外圓柱面。 ②半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表 面的精加工做好準(zhǔn)備，如￠197.3 外圓柱面。 ③精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度，留一定 的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。 如精度和表面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量，加工內(nèi)外輪廓表面。 4.1.2 基面先行原則 該箱體零件進(jìn)行加工時(shí)，要將作端面先加工，再一左端面和外圓柱面為基 準(zhǔn)來加工，因?yàn)樽蠖嗣婧汀?97.3 外

25、圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才 能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出 來。 4.1.3 先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時(shí)間內(nèi)將工件 表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余 量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時(shí)，則要安排 半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。 4.1.4 先住后次 該箱體零件上加工表面可氛圍主要加工表面和次要加工表面，主要加工表 面如￠197.3 外圓柱面，￠187.48 內(nèi)圓柱表面，由 R2.8,R12.7,R1.6,R20.07 的圓 弧組成的內(nèi)外輪廓，次要加工表

26、面如￠171.08 內(nèi)表面，對(duì)整個(gè)工藝過程影響較 小的表面，先要加工主要表面，再主要表面定位加工次要表面，因此一般主要 表面最終精加工安排在工藝過程最后。 4.1.5 先面后孔 對(duì)該箱體零件應(yīng)該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是 利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比 較容易，并能提高孔的加工精度，所以對(duì)于燃燒室支撐環(huán)來講先加工￠197.3 外 圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來加工其余各孔。 4.2 工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi) 完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次 數(shù)，可以

27、使裝夾時(shí)間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機(jī)床。工 序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進(jìn)行，每道工序的內(nèi)容很少，最少 時(shí)每道工序只包括一簡(jiǎn)單工步，工序分散可使每個(gè)工序使用的設(shè)備，刀具等比 較簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整工作簡(jiǎn)化，對(duì)操作工人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中小批量生產(chǎn)的情況下，本箱體零件是比較難加 工的，切削性能高，在加工過程中易變形，難以散熱，刀具所帶走的熱量特別 的少，以此引起箱體零件的變形，在切削過程中時(shí)工件不易被切離和折斷，這 樣會(huì)影響刀具的使用壽命，所以需要進(jìn)行中途消除箱體零件本身的應(yīng)力，減少 箱體零件的變形和刀具的使用，在此選用工序分散，來對(duì)上述的問題進(jìn)

28、行解決。 輔助工序的安排： 輔助工序一般包括去毛刺，倒菱角，清洗，除銹，退磁，檢驗(yàn)等。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4.3 熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能， 熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本箱體零件燃燒室支 撐環(huán)材料為 1Cr18Ni9Ti，在加工過程中預(yù)備熱是消除箱體零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛 坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在 80025℉溫度中 保持 30 分鐘釋放應(yīng)力。 4.4 擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個(gè)零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定 加工工藝路線，具體方

29、案如下： 方案一 1、備料 鍛造毛坯 2、熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3、普車 粗、精車外圓柱面，左端面 4、數(shù)控車 粗車內(nèi)外輪廓留半精車、精車余量，粗車內(nèi)孔￠171.08 5、數(shù)控車 半精車內(nèi)外輪廓留精車余量 6、熱處理 人工時(shí)效（80025℉溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力） 7、數(shù)控車 精車內(nèi)外輪廓，內(nèi)孔至尺寸 8、數(shù)控車 調(diào)頭粗、精車內(nèi)孔￠187.48 至尺寸 9、倒角 銳邊倒角 10、去毛刺 11、檢驗(yàn) 合格后入庫 方案二 1、備料 鍛造毛坯 2、熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3、普車 粗、精車外圓柱面，左端面 4、數(shù)控車

30、 粗、半精車、精車內(nèi)外輪廓至尺寸，粗、半精車內(nèi)孔￠ 171.08 至尺寸 5、熱處理 人工時(shí)效（80025℉溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力） 6、數(shù)控車 調(diào)頭粗、精車內(nèi)孔￠187.48 至尺寸 7、倒角 銳邊倒角 8、去毛刺 9、檢驗(yàn) 合格后入庫 綜上所述：兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于工序集中和工序分散，從箱體零件本 身來考慮，由于薄壁處在切削加工時(shí)易產(chǎn)生熱變形，如采用工序集中，在加工 時(shí)箱體零件的內(nèi)應(yīng)力無法適時(shí)的恢復(fù)，所以采用方案一工序分散，使其應(yīng)力釋 放，改善切削性。 4.5 加工路線的確定 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，確定正確的加工工藝程序，在確 定走刀路線時(shí)主要

31、考慮以下幾個(gè)方面： 1、應(yīng)能保證箱體零件的加工精度和表面粗糙度 2、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率 3、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量 4.6 加工設(shè)備的選擇 ①工序三采用 CA6140 普通車床，車床的參數(shù)如下： 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 型號(hào) TYPE CA6140，中心距 750mm 1000 mm 1500 mm，床身上下最大回 轉(zhuǎn)直徑￠400 mm，馬鞍內(nèi)最大工作回轉(zhuǎn)路徑￠550 mm，橫拖板上最大回轉(zhuǎn)直 徑￠214mm，主軸孔徑￠52 mm，主軸內(nèi)錐孔 MT6#，主軸速度級(jí)數(shù) 16 級(jí)，主 軸速度范圍 20-1800

32、r.p.m，公制螺紋（30 種）0.45-20 mm（30 種） ，英制螺紋 （30 種）40-0.875t.p.i（30 種） ，模數(shù)螺紋 0.125-5mm，徑節(jié)螺紋 160-4D.P，橫 拖板行程 239mm 小刀架行程 150mm，尾坐套孔錐度 MT5#，套筒行程 120mm，主電機(jī)功率 4/5.5KW，外形尺寸 235010201250mm ②工序 5、6、7、8、采用數(shù)控車床 CK7150A，車床參數(shù)如下： 8 工位電動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，數(shù)控裝置：FANUCOI，最大回轉(zhuǎn) 直徑 590mm，最大加工直徑 500 mm，最大加工長(zhǎng)度 1000 mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍 30-200

33、0RMP/min，主軸電機(jī)功率 7.5KW，主要精度 X 定位精度≤0.016 mm,Z 定位精度≤0.025 mm,X 重復(fù)定位精度≤0.007 mm,Z 重復(fù)定位精度≤0.01 mm 4.7 刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表 面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的 一個(gè)重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強(qiáng)度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo) 熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于燃燒室支撐環(huán)是 1Cr18Ni9Ti，推薦用硬質(zhì)合金中的 YG8 類刀具，因?yàn)橛操|(zhì)合金中的鈦元素和被 加工材料中的鈦元素之間產(chǎn)生親和

34、力，使粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致切削溫度升高， 摩擦因數(shù)增大，加劇了刀具磨損，所以加工 1Cr18Ni9Ti 這種材料時(shí)采用硬質(zhì)合 金的刀具。 ①粗車外輪廓：刀具號(hào)為 T0101，93可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為 0.8，刀片 型號(hào)為 VCUM160408R-A4，刀具型號(hào)為 PVJCR2525-16Q ②半精車，精車外輪廓：刀具號(hào)為 T0303，圓弧車刀，刀片型號(hào)為 RCUM030300RA1，刀具型號(hào)為 PRCCR2525-16Q ③粗車內(nèi)輪廓：刀具號(hào)為 T0202，75可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為 0.8 刀具 型號(hào)為 WNUM080308EL-A2，刀具型號(hào)為 PCRC2020-16Q ④半精車，精車內(nèi)輪

35、廓：刀具號(hào)為 T0404，75可轉(zhuǎn)位車刀，圓弧半徑為 0.4 刀片型號(hào)為 WNUM080304EL-A2，刀具型號(hào)為 PCRC2020-16Q ⑤內(nèi)孔車刀：刀具號(hào)為 T0505，93內(nèi)孔車刀，圓弧半徑為 0.4，刀片型號(hào) 為 TBUM080404R-04，刀具型號(hào)為 PSUBR3215-16Q 4.8 選擇夾具及量具確定裝夾方案 4.8.1 夾具的選擇 由于數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別，所以在選擇夾具時(shí)，需要注意許多方面 的問題，以便更好的加工箱體零件，該箱體零件的裝夾方法如下： 第一次裝夾：即加工外圓柱面，以內(nèi)孔￠171.08 作為粗基準(zhǔn)，可以用三爪 卡盤反夾內(nèi)孔。 第二次裝夾：即加工內(nèi)外輪廓，

36、內(nèi)孔￠171.08，以左端面外圓柱面作為定 位基準(zhǔn)，可以用軟爪夾住外圓柱面。 第三次裝夾：即加工內(nèi)孔￠187.48 表面，以左端面外圓柱面作精基準(zhǔn)，用 軟爪夾住外圓柱面。 4.8.2 量具的選擇 數(shù)控加工主要用于單件小批量生產(chǎn)，一般采用常用量具，如游標(biāo)卡尺、百 分表、千分尺、深度尺等，測(cè)量長(zhǎng)度方向尺寸用游標(biāo)卡尺，百分表，0-25 深度 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 千分尺，0-50 內(nèi)徑千分尺。 （GB1214-85）卡尺：0-125mm. 0-200mm (0.1mm 0.05mm 0.02mm ) 三種。 第 5 章 工藝設(shè)計(jì) 5.1 加工余量，工序尺寸，及其公差

37、的確定 根據(jù)各資料及制定的箱體零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方 法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則 標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1）外圓柱面￠197.3 01._? 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.8 041._7?IT￠197.3 01._?1.6 粗車 5 29.￠198.1 29. 6.3 毛坯 ?1￠203.1 1 2）內(nèi)孔￠187.48 1.0 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.8 1.07IT￠187.48 1.01.6 半精車 6 63.

38、￠187.08 63. 3.2 粗車 12 25.0I￠185.08 25.06.3 毛坯 16.4 ￠171.08 3）外輪廓 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.45 029._6IT￠188.85 1.0_1.6 半精車 2 4.7￠189.3 46. 3.2 粗車 6 029._1I￠191.3 029._6.3 毛坯 8.45 ￠197.3 4）內(nèi)輪廓 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精車 0.29 12.0_6?IT￠185.67 12.0_1.6 半精車 3 4.7￠185.38 46. 3.2 粗車 20 15.0I￠184

39、.27 15.06.3 毛坯 23.29 ￠162.38 5.2 確定切削用量及功率的校核 Ⅰ加工外圓柱面￠197.3 01._ 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 粗車：f=0.16mm/r ap=2.5mm n=130r/min Vc=n∏ d/1000=1303.14203.1/1000=83m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.162.583/601000=1.5Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 83m/min， n=130r/min f=0.1

40、6mm/r 精車：f=0.2mm/r ap=0.4mm n=160r/min Vc=n∏ d/1000=1603.14198.1/1000=100m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.20.4100/601000=0.35Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 100m/min，n=160r/min f=0.2mm/r Ⅱ加工內(nèi)孔￠187.48 1.0 粗車：f=0.16mm/r ap=6mm n=140r/min Vc=n∏ d/1000=1403.14171.08/100

41、0=75.2m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.16675.2/601000=3.2Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 75.2m/min， n=140r/min f=0.16mm/r 半精車：f=0.25mm/r ap=3mm n=150r/min Vc=n∏ d/1000=1503.14185.08/1000=87.2m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.25387.2/601000=3Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為

42、 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 87.2m/min， n=150r/min f=0.25mm/r 精車：f=0.3mm/r ap=0.4mm n=170r/min Vc=n∏ d/1000=1703.14187.08/1000=100m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.30.4100/601000=0.53Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 100m/min，n=170r/min f=0.3mm/r Ⅲ加工外輪廓 粗車：f=0.1

43、6mm/r ap=3mm n=130r/min Vc=n∏ d/1000=1303.14197.3/1000=80.5m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.16380.5/601000=1.7Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 80.5m/min， n=130r/min f=0.16mm/r 半精車：f=0.25mm/r ap=1mm n=150r/min Vc=n∏ d/1000=1503.14191.3/1000=90m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/6

44、0=26490.25190/601000=1Kw 由于機(jī)床說明 書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜ Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí)際 取值為 Vc= 90m/min，n=150r/min ，f=0.25mm/r 精車：f=0.3mm/r ap=0.225mm n=160r/min Vc=n∏ d/1000=1603.14189.3/1000=95m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.30.22595/601000=0.94Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為

45、Vc= 95m/min，n=160r/min f=0.3mm/r Ⅳ加工內(nèi)輪廓 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 粗車：f=0.16mm/r ap=10.445mm n=130r/min Vc=n∏ d/1000=1303.14162.38/1000=66m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.1610.44566/601000=4.8Kw 由于機(jī) 床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 66m/min，n=130r/min， f=0.16mm/r 半精車：f=0.25mm

46、/r ap=0.5mm n=150r/min Vc=n∏ d/1000=1503.14187.07/1000=88m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=26490.250.588/601000=0.48Kw 由于機(jī)床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠， 實(shí)際取值為 Vc= 88m/min，n=150r/min f=0.25mm/r 精車：f=0.3mm/r ap=0.2mm n=160r/min Vc=n∏ d/1000=1603.14186.07/1000=93m/min 功率 Pc=KcapVc0.001/60=2

47、6490.30.293/601000=0.24Kw 由于機(jī)床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機(jī)床功率 Pn＜Pc，所以機(jī)床功率足夠，實(shí) 際取值為 Vc= 93m/min，n=160r/min f=0.3mm/r 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 第 6 章 數(shù)控加工路線的分析 圖一：為外輪廓、內(nèi)輪廓，內(nèi)孔的粗車、半精車、精車，工序號(hào)為 4、5、7，考慮到箱體零件的變形問題，我們采用的是工序分散，也就是粗車、 半精車、精車在不同的工序中，這樣就保證了加工的精度，其中用到 5 把車刀， 走外輪廓時(shí)是從右邊進(jìn)刀，車內(nèi)輪廓、內(nèi)孔時(shí)是從內(nèi)孔開始車從左往右車，為 了

48、保證刀的正確位置，所以采用此種方法。 ZX換 刀 點(diǎn)ZX換 刀 點(diǎn) 圖一：為粗車、半精車、精車左端內(nèi)孔 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 結(jié) 論 經(jīng)過 2 年半成人知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)就是檢驗(yàn)自己專業(yè)的各方面 能力的一項(xiàng)工程，涉及的方面是很多的，比如說機(jī)械知識(shí)、材料知識(shí)、工藝知 識(shí)、夾具知識(shí)、制圖知識(shí)等等，要求知識(shí)的全面性和完整性，缺任何一項(xiàng)都無 法完成此次設(shè)計(jì)。經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)增強(qiáng)了我的獨(dú)立的思考和分析的能力，培 養(yǎng)我熟悉和應(yīng)用各種手冊(cè)、圖表、設(shè)計(jì)表格、各種標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料，以及設(shè)計(jì) 夾具的能力，工藝文件有一定的了解，掌握了從事數(shù)控加工、普通機(jī)械加工和 機(jī)械加工工

49、藝工作的方法和步驟。 在這個(gè)過程中指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和點(diǎn)撥對(duì)我也有很大的幫助，在自己的努力、 老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 由于自己水平有限，所以可能在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中有不足和錯(cuò)誤之處，希望 老師給予指正。 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 參考文獻(xiàn) [1]李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]．北京出版社，2005.9． [2]徐宏海．機(jī)械制造工藝[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2006．8． [3]周虹編．?dāng)?shù)控加工工藝與編程[M]．人民郵電出版社，2006．9． [4]弈繼昌．機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)．中國(guó)人民出版社，2007．5． [5]張耀宸．機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M

50、]．航空工業(yè)出版社，2008．8． [6]陳宏鈞．金屬切削速查速算手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2009．5． [9]劉建亭．機(jī)械制造基礎(chǔ)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2009．10． [10]華茂發(fā)．?dāng)?shù)控機(jī)床加工工藝[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2010．3． [11]肖繼德，陳寧平．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2010．8． [12]周 虹．?dāng)?shù)控原理與編程實(shí)訓(xùn)[M]．人民郵電出版社，2010．11 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 附表 1 數(shù)控加工程序清單 型別 箱體零件圖號(hào) 車間 箱體零件名稱 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 基本材料 硬度 工序名稱 工序號(hào) 數(shù)控系統(tǒng) 程序號(hào) 程序清

51、單 O0001 T0101 M03S130 G00Z2 X200 G71U6R2 G71P10Q20U2.45W0F0.16 N10G01X0F0.16 X194.55 X199.3Z-0.445 G02X191.3Z-8.24R12.7F0.16 G02X194.86Z-9.55R2.8F0.16 N20G01X197.3F0.16 G00X150 Z150 M05 M30 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 附表 2 數(shù)控加工程序清單 型別 箱體零件圖號(hào)車間 箱體零件名稱 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 基本材料 硬度 工序名稱 工序號(hào) 數(shù)控系統(tǒng) 程序號(hào) 程序清

52、單 O0002 T0202 M04S130 G00X12 Z-17.52 G71U10.445R2 G71P30Q40U1.4W0F0.16 N30G01X169.68F0.16 Z-8.88 X181.54 G02X184.27Z-8.68R1.6F0.16 N40G03X194.55Z020.07F0.16 G00Z150 X150 M05 M30 天津理工大學(xué)成人高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 致 謝 本畢業(yè)論文是在我的指導(dǎo)老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的 科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 這段時(shí)間來，不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無 微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。