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*****技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目：缸頭的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 摘 要 本文主要介紹缸頭的機(jī)械加工工藝過(guò)程，首先通過(guò)對(duì)該其零件圖紙進(jìn)行分析，再確定其加工工藝，選擇合理的設(shè)備及工藝裝備，并制定出合理的工藝路線，選擇合理的刀具、切削用量等，最終制定并填寫機(jī)械加工工藝卡片和機(jī)械加工工序卡片。 關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程 定位基準(zhǔn) 工藝路線 加工設(shè)備 目 錄 1.前言 4 1.1 生產(chǎn)過(guò)程 4 1.2 機(jī)械加工工藝過(guò)程 4 1.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程 4 1.3.1格式 5 1.3.2設(shè)計(jì)原則 5 1.3.3步驟與內(nèi)容 5 2.零件圖的工藝分析 6 2.1零件圖的分析 6 2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 7 3.毛坯的選擇 7 3.1毛坯的種類 8 3.2毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素 8 3.3毛坯的確定 8 4.定位基準(zhǔn)的確定 9 5.確定加工方案 9 5.1表面加工方法的選擇 9 5.2加工順序的安排 10 5.3工序的劃分 10 5.4工藝路線的確定 11 5.5機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖 11 6.設(shè)備及其工藝裝備的選擇 13 6.1機(jī)床的選擇 13 6.2夾具的選擇 14 6.3量具的選擇 14 6.4刀具的選擇 14 7.切削用量的選擇 14 7.1車削用量的選擇 14 7.2銑削用量的選擇 17 7.3該零件的切削用量選取 21 8.填寫工藝文件 21 小 結(jié) 23 致 謝 24 參考文獻(xiàn) 25 缸頭的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.前言 1.1 生產(chǎn)過(guò)程 把原材料轉(zhuǎn)變成成品的全過(guò)程，原材料和成品是相對(duì)的，是具體對(duì)象而定。 生產(chǎn)過(guò)程包括： 原材料的運(yùn)輸、保存 生產(chǎn)準(zhǔn)備（圖紙、工藝規(guī)程、刀具、夾具、量具……） 毛坯制造 零件加工、熱處理 裝配 檢驗(yàn)、試車 包裝 主要?jiǎng)趧?dòng)過(guò)程和輔助勞動(dòng)過(guò)程。 1.2 機(jī)械加工工藝過(guò)程 工藝：制造產(chǎn)品的方法，機(jī)加工、鑄造、焊接等； 機(jī)械加工工藝過(guò)程＝制造方法＋制造過(guò)程； 用機(jī)械加工的方法改變毛坯尺寸、形狀和材料的性質(zhì)，使之成為成品的過(guò)程。 工藝過(guò)程包括： 熱加工：指鑄造、塑性加工、焊接、表面處理等。 冷加工：機(jī)械加工（切削、磨削）、裝配。 1.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程 把工藝過(guò)程用文件的形式固定下來(lái)，就稱之為工藝規(guī)程。 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。 作用：生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度，工人操作、質(zhì)量檢查等活動(dòng)的依據(jù)； 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)； 新建或擴(kuò)建車間的原始依據(jù)。 1.3.1格式 1）在單件小批生產(chǎn)中，一般只編寫簡(jiǎn)單的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片； 2）在中批生產(chǎn)中，多采用機(jī)械加工工藝卡片； 3）在大批大量生產(chǎn)中，則要求有詳細(xì)和完整的工藝文件，要求各工序都要有機(jī)械加工工序卡； 4）對(duì)半自動(dòng)及自動(dòng)機(jī)床，則要求有機(jī)床調(diào)整卡，對(duì)工序則要求有檢驗(yàn)工序卡等。 1.3.2設(shè)計(jì)原則 1）保證產(chǎn)品與零件的質(zhì)量（達(dá)到圖紙要求）； 2）較高的生產(chǎn)率； 3）較好的經(jīng)濟(jì)性； 4）盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全。 1.3.3步驟與內(nèi)容 1）閱讀裝配圖和零件圖； 2）分析零件的制造工藝性； 3）確定毛坯； 4）擬定加工工藝路線； 5）確定工裝（機(jī)床、刀、量、夾）； 6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法； 7）計(jì)算與確定加工余量； 8）計(jì)算工序尺寸及其公差； 9）選擇切削用量； 10）計(jì)算工時(shí)定額； 11）評(píng)價(jià)與比較； 12）填寫工藝文件。 下面來(lái)介紹下缸頭的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。 2.零件圖的工藝分析 如圖2.1所示為缸頭零件圖，圖中不清晰之處請(qǐng)參見(jiàn)CAD圖。該零件的生產(chǎn)規(guī)模為中批量生產(chǎn)，試根據(jù)該零件的技術(shù)要求，對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析，并制定出合理的加工工藝路線、合理的切削用量、刀具等。 圖2.1 零件圖 2.1零件圖的分析 （1）零件圖的完整性與正確性 經(jīng)審查，該零件視圖準(zhǔn)確、完整，表達(dá)很直觀清晰，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)注齊全、合理。 （2）零件的技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度要求等，這些技術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求分析，主要是分析這些技術(shù)要求的合理性，以及實(shí)現(xiàn)的可能性，重點(diǎn)分析重要表面和部位的加工精度和技術(shù)要求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時(shí)通過(guò)分析以確定技術(shù)要求是否過(guò)于嚴(yán)格，因?yàn)檫^(guò)高的精度和過(guò)小的表面粗糙度要求會(huì)使工藝過(guò)程變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。 通過(guò)分析得知，該零件的尺寸精度要求有：尺寸Ф80的尺寸精度等級(jí)為IT8級(jí)、尺寸Ф100的尺寸精度等級(jí)為IT10-11級(jí)、尺寸Ф30的尺寸精度等級(jí)為IT8-9級(jí)、尺寸40的尺寸精度等級(jí)為IT13-14級(jí)、尺寸25的尺寸精度等級(jí)為IT10-11級(jí)，其余未注尺寸公差等級(jí)為IT12級(jí)。 位置精度要求有：Ф30孔的表面對(duì)基準(zhǔn)A的垂直度要求為0.05mm，對(duì)稱度要求為0.2mm；25上下兩表面對(duì)基準(zhǔn)A的垂直度要求為0.05mm，對(duì)基準(zhǔn)B的對(duì)稱度為0.2mm。 表面粗糙度要求有：Ф30孔的表面粗糙度為Ra3.2um；25上下兩表面、Ф80外圓表面以及Ф100外圓表面的粗糙度要求為Ra6.3um，其余未注表面粗糙度為Ra12.5um。 此外，零件還規(guī)定了一些其他技術(shù)要求，如熱處理T235要求、銳角倒鈍等等?？偠灾瑥囊陨戏治鲋锌梢钥闯?，該零件的精度要求一般，最高級(jí)別只有達(dá)到IT8級(jí)，故其加工難度較小，零件的精度容易保證。 2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則，其加工既涉及到車削又涉及到銑削，雖然工序簡(jiǎn)單，但其不易裝夾，故為了提高加工效率，需要使用專用夾具進(jìn)行加工。 3.毛坯的選擇 3.1毛坯的種類 (1) 鑄件 鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件毛坯。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。 (2) 鍛件 鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯。其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。 (3) 型材 型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。 (4) 焊接件 焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼板等焊接而成的毛坯件 (5) 冷沖壓件 冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求，在小型機(jī)械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng)用廣泛。 3.2毛坯選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素 (1) 零件的材料及機(jī)械性能要求 零件材料的工藝特性和力學(xué)性能大致決定了毛坯的種類。 (2) 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸 (3) 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 (4) 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 (5) 充分利用新工藝、新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機(jī)械中的應(yīng)用。 3.3毛坯的確定 綜合考慮，為了方便工件的裝夾確定該零件的毛坯類型為實(shí)心棒料，毛坯尺寸為Ф105×95mm。雖然選擇棒料毛坯會(huì)給工件帶來(lái)很大的余量，同樣浪費(fèi)了很多材料，但是跟專用夾具設(shè)計(jì)相比，選擇棒料毛坯比選擇鑄件毛坯更經(jīng)濟(jì)。 4.定位基準(zhǔn)的確定 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過(guò)的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用己加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精加工。除第一道工序用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。 選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒(méi)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。 根據(jù)零件圖的分析，確定粗基準(zhǔn)為：毛坯外圓表面及端面。精基準(zhǔn)為：Ф96外圓與Ф100外圓右端面。 5.確定加工方案 零件機(jī)械加工的工藝路線是指零件生產(chǎn)過(guò)程中，由毛坯到成品所經(jīng)過(guò)的工序先后順序。 5.1表面加工方法的選擇 表面加工方法的選擇就是為零件上每一個(gè)有質(zhì)量要求的表面選擇一套合理的加工方法 ，考慮下列因素：①工件材料的性質(zhì)；②工件的結(jié)構(gòu)和尺寸；③生產(chǎn)類型；④具體生產(chǎn)條件。 考慮以上因素，確定該零件的表面加工方法如下所述： （1）Ф100外圓表面 其尺寸精度等級(jí)為IT10-11級(jí)，表面粗糙度6.3。精度不高，只需粗車即可。 （2）Ф84外圓表面 其尺寸精度等級(jí)IT12級(jí)，表面粗糙度12.5。精度不高，粗車即可，由于余量較大，故分兩刀車削。 （3）Ф80外圓表面 其尺寸精度等級(jí)為IT8級(jí)，表面粗糙度6.3。精度等級(jí)較高，故需要進(jìn)行粗、精加工。 （4）Ф30孔表面 其尺寸精度等級(jí)為IT8-9級(jí)，表面粗糙度3.2。其精度等級(jí)較高，加工方法為：鉆→擴(kuò)→鏜。 （5）25上下兩表面 其尺寸精度等級(jí)為IT10-11級(jí)、表面粗糙度6.3。其精度較高，表面粗糙度一般，由于加工余量較大，故需先快速去除大量的余量，故其加工方法為：線切割→粗銑→精銑。 5.2加工順序的安排 工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過(guò)切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時(shí)要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。 切削加工工序的安排原則 1）基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。 3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。 5.3工序的劃分 (1) 工序集中 1）概念： 是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。 2）特點(diǎn)： ①可以采用高效機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)率高； ②減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力； ③減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度； ④采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 (2) 工序分散 1）概念： 工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長(zhǎng)。 1）特點(diǎn)： ①設(shè)備和工藝裝備比較簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換； ②對(duì)工人的技術(shù)要求較低； ③可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間； ④所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。 （3）工序集中或分散的程度分析 考慮的因素：主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，有時(shí)，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性 具體分析：一般情況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，只能工序集中；大批大量生產(chǎn)時(shí)，既可以采用多刀、多軸等高效、自動(dòng)機(jī)床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。 對(duì)于重型零件，為了減少工件裝卸和運(yùn)輸?shù)膭趧?dòng)量，工序應(yīng)適當(dāng)集中；對(duì)于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當(dāng)分散。 發(fā)展趨勢(shì)：傾向于采用工序集中的方法來(lái)組織生產(chǎn)。 綜上所述，根據(jù)該零件的生產(chǎn)規(guī)模，確定該零件采用工序集中的方式進(jìn)行劃分。 5.4工藝路線的確定 05 下料 制造毛坯 10 熱處理 正火 15 車 夾毛坯外圓，車Ф100外圓、Ф96外圓，平端面。 20 車 夾Ф96外圓，以Ф100外圓右端面為基準(zhǔn)定位，車左頭Ф80外 圓、Ф84外圓、 以及倒角。 25 割 線切割25表面，單邊留余量2mm。 30 銑 銑25上下表面、倒角鉆鏜Ф30孔。 35 熱處理 T235處理。 40 鉗 去毛刺。 45 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各尺寸是否合格。 50 入庫(kù) 5.5機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序簡(jiǎn)圖 15 夾毛坯外圓，車Ф100外圓、Ф96外圓，平端面。 20 夾Ф96外圓，以Ф100外圓右端面為基準(zhǔn)定位，車左頭Ф80外圓、Ф84外圓、 以及倒角 25 線切割25表面，單邊留余量2mm 30 銑25上下表面、倒角鉆鏜Ф30孔 6.設(shè)備及其工藝裝備的選擇 6.1機(jī)床的選擇 工序15與工序20為車削內(nèi)容，其工序中設(shè)計(jì)到圓弧，錐面，為提高其加工效率，選擇在數(shù)控車床上加工，這里選擇在廣州數(shù)控980TD機(jī)床上加工。 工序25為線切割工序，選擇在線切割機(jī)床上加工。 工序30為銑削，由于工序內(nèi)容較多，所需刀具較多，故選擇在銑削加工中心上加工。 6.2夾具的選擇 該零件為回轉(zhuǎn)型零件，其工序15與工序20均為車削上加工，精度要求一般，故選用三爪卡盤裝夾即可；工序25選用線切割機(jī)床專用夾具裝夾；工序30為銑削，為了減少裝夾次數(shù)，選擇用萬(wàn)能分度頭裝夾，或者在4軸（繞X軸旋轉(zhuǎn)軸）加工中心上加工。 6.3量具的選擇 對(duì)于零件的尺寸Ф30，選擇用內(nèi)徑百分表測(cè)量；外圓尺寸選用千分尺測(cè)量；其余長(zhǎng)度尺寸可直接選用游標(biāo)卡尺測(cè)量。 6.4刀具的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)以及加工工藝，確定其加工刀具如表6-1所示。 表6-1 機(jī)械加工刀具卡片 工序號(hào) 加工表面 刀具名稱 刀具規(guī)格 刀具材料 15 車外圓表面，平端面 外圓車刀 90° 硬質(zhì)合金 20 車外圓表面，平端面 外圓車刀 90° 硬質(zhì)合金 30 銑上下表面 面銑刀 Ф50mm 硬質(zhì)合金 銑Ф100外圓右端面、倒角 立銑刀 Ф20mm 合金 鉆中心孔 中心鉆 Ф2mm 高速鋼 鉆底孔 麻花鉆 Ф20mm 合金 擴(kuò)孔 粗鏜刀 雙刃Ф29mm 合金 鏜孔 精鏜刀 Ф30可微調(diào) 合金 7.切削用量的選擇 7.1車削用量的選擇 數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉(zhuǎn)速n或切削速度vc（用于恒線速度切削）、進(jìn)給速度vf或進(jìn)給量f。這些參數(shù)均應(yīng)在機(jī)床給定的允許范圍內(nèi)選取切削用量的選用原則。 （1）切削用量的選用原則 粗車時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。 選擇切削用量時(shí)應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑。 精車時(shí)，對(duì)加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。 （2）切削用量的選取方法 ①背吃刀量的選擇 粗加工時(shí)，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀量可達(dá)8～10mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。 ②進(jìn)給速度（進(jìn)給量）的確定 粗加工時(shí)，由于對(duì)工件的表面質(zhì)量沒(méi)有太高的要求，這時(shí)主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。精加工時(shí)，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。進(jìn)給速度νf可以按公式νf =f×n計(jì)算，式中f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時(shí)一般取0.3～0.8mm／r；精車時(shí)常取0.1～0.3mm/r；切斷時(shí)常取0.05～0.2mm/r。 ③切削速度的確定 切削速度vc可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度進(jìn)行選取。實(shí)際加工過(guò)程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來(lái)選取。粗加工或工件材料的加工性能較差時(shí)，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時(shí)，宜選用較高的切削速度。切削速度vc確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式n=l000vc/πD 來(lái)確定主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。 在工廠的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，切削用量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并通過(guò)查表的方式進(jìn)行選取。常用硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金切削不同材料時(shí)的切削用量推薦值見(jiàn)表1表2為常用切削用量推薦表，供參考。 表7-1 硬質(zhì)合金刀具切削用量推薦表 刀具材料 工件材料 粗 加 工 精 加 工 切削速度（m／min 進(jìn)給量（mm／r） 背吃刀量mm 切削速度（m／min 進(jìn)給量（mm／r） 背吃刀量mm 硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金 碳鋼 220 0.2 3 260 0.l 0.4 低合金剛 180 0.2 3 220 0.l 0.4 高合金鋼 120 0.2 3 160 0.l 0.4 鑄鐵 80 0.2 3 120 0.l 0.4 不銹鋼 80 0.2 2 60 0.l 0.4 鈦合金 40 0.2 1.5 150 0.l 0.4 灰鑄鐵 120 0.2 2 120 0.15 0.5 球墨鑄鐵 100 0.2 0.3 2 120 0.15 0.5 鋁合金 1600 0.2 1.5 1600 0.l 0.5 表7-2 常用切削用量推薦表 工件材料 加工內(nèi)容 背吃刀 ap／mm 切削速度vc／m·min-1 進(jìn)給量f/mm·r-l 刀具材料 碳素鋼σb>600MPa 粗加工 5-7 60～80 0.2～0.4 YT類 粗加工 2-3 80～120 0.2～0.4 精加工 2-6 120～150 0.1～0.2 碳素鋼σb>600MPa 鉆中心孔 500～800r·min-1 鉆中心孔 W18Cr4V 鉆孔 25～30 鉆孔 切斷（寬度<5mm） 70～110 0.1～0.2 切斷（寬度<5mm） YT類 鑄鐵HBS<200 粗加工 50～70 0.2～0.4 YG類 精加工 70～100 0.1～0.2 切斷（寬度<5mm） 50～70 0.1～0.2 切斷（寬度<5mm） 50～70 0.1～0.2 切斷（寬度<5mm） （3）選擇切削用量時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 1）主軸轉(zhuǎn)速 應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。切削速度除了計(jì)算和查表選取外，還可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定，需要注意的是交流變頻調(diào)速數(shù)控車床低速輸出力矩小，因而切削速度不能太低。根據(jù)切削速度可以計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速。 2）車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速 數(shù)控車床加工螺紋時(shí)，因其傳動(dòng)鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具沿主進(jìn)給軸（多為Z軸）方向位移一個(gè)螺距即可。 在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）為：n≤（1200/P）－k式中P——被加工螺紋螺距，mm； k——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。 數(shù)控車床車螺紋時(shí)，會(huì)受到以下幾方面的影響： ①螺紋加工程序段中指令的螺距值，相當(dāng)于以進(jìn)給量f（mm／r）表示的進(jìn)給速度vf。如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過(guò)高，其換算后的進(jìn)給速度vf （mm／min）則必定大大超過(guò)正常值。 ②刀具在其位移過(guò)程的始終，都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束，由于升降頻率特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求。 ③車削螺紋必須通過(guò)主軸的同步運(yùn)行功能而實(shí)現(xiàn)，即車削螺紋需要有主軸脈沖發(fā)生器（編碼器），當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過(guò)高，通過(guò)編碼器發(fā)出的定位脈沖（即主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)所發(fā)出的一個(gè)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)）將可能因“過(guò)沖”（特別是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)）而導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋（俗稱“亂扣”）。 7.2銑削用量的選擇 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，切削用量都預(yù)先編入程序中，在正常加工情況下，人工不予改變。只有在試加工或出現(xiàn)異常情況時(shí)．才通過(guò)速率調(diào)節(jié)旋鈕或電手輪調(diào)整切削用量。因此程序中選用的切削用量應(yīng)是最佳的、合理的切削用量。只有這樣才能提高數(shù)控機(jī)床的加工精度、刀具壽命和生產(chǎn)率，降低加工成本。 （1）影響切削用量的因素有 機(jī)床切削用量的選擇必須在機(jī)床主傳動(dòng)功率、進(jìn)給傳動(dòng)功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍、進(jìn)給速度范圍之內(nèi)。機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)的剛性是限制切削用量的重要因素。切削用量的選擇應(yīng)使機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)不發(fā)生較大的“振顫”。如果機(jī)床的熱穩(wěn)定性好，熱變形小，可適當(dāng)加大切削用量。 刀具材料是影響切削用量的重要因素。表1是常用刀具材料的性能比較。 數(shù)控機(jī)床所用的刀具多采用可轉(zhuǎn)位刀片（機(jī)夾刀片）并具有一定的壽命。機(jī)夾刀片的材料和形狀尺寸必須與程序中的切削速度和進(jìn)給量相適應(yīng)并存入刀具參數(shù)中去。標(biāo)準(zhǔn)刀片的參數(shù)請(qǐng)參閱有關(guān)手冊(cè)及產(chǎn)品樣本。 表7-3 常用刀具材料的性能比較 刀具材料 切削速度 耐磨性 硬度 硬度隨溫度變化 高速鋼 最低 最差 最低 最大 硬質(zhì)合金 低 差 低 大 陶瓷刀片 中 中 中 中 金剛石 高 好 高 小 不同的工件材料要采用與之適應(yīng)的刀具材料、刀片類型，要注意到可切削性?？汕邢餍粤己玫臉?biāo)志是，在高速切削下有效地形成切屑，同時(shí)具有較小的刀具磨損和較好的表面加工質(zhì)量。較高的切削速度、較小的背吃刀量和進(jìn)給量，可以獲得較好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、較小的背吃刀量和進(jìn)給量可以得到較高的加工精度。 冷卻液 冷卻液同時(shí)具有冷卻和潤(rùn)滑作用。帶走切削過(guò)程產(chǎn)生的切削熱，降低工件、刀具、夾具和機(jī)床的溫升，減少刀具與工件的摩擦和磨損，提高刀具壽命和工件表面加工質(zhì)量。使用冷卻液后，通常可以提高切削用量。冷卻液必須定期更換，以防因其老化而腐蝕機(jī)床導(dǎo)軌或其他零件，特別是水溶性冷卻液。 以上講述了機(jī)床、刀具、工件、冷卻液對(duì)切削用量的影響。切削用量的選擇原則，下面主要論述銑削加工的切削用量選擇原則。 銑削加工的切削用量包括：切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次選擇進(jìn)給速度，最后確定切削速度。 （2）背吃刀量ap或側(cè)吃刀量ae 背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時(shí)，ap為切削層深度；而圓周銑削時(shí)，為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量ae為垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時(shí)，ae為被加工表面寬度；而圓周銑削時(shí)，ae為切削層深度，見(jiàn)圖7.1。 圖1.1 銑削加工的切削用量圖 背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定： ①當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=12.5～25μm時(shí)，如果圓周銑削加工余量小于5㎜，端面銑削加工余量小于6㎜，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但是在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，可分為兩次進(jìn)給完成。 ②當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=3.2～12.5μm時(shí)，應(yīng)分為粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.5～1.0㎜余量，在半精銑時(shí)切除。 ③當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=0.8～3.2μm時(shí)，應(yīng)分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5～2㎜；精銑時(shí)，圓周銑側(cè)吃刀量取0.3～0.5 ㎜，面銑刀背吃刀量取0.5～1 ㎜。 （3）進(jìn)給量f與進(jìn)給速度Vf的選擇 銑削加工的進(jìn)給量f（㎜/r）是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與刀具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移量；進(jìn)給速度Vf（㎜/min）是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。進(jìn)給速度與進(jìn)給量的關(guān)系為Vf = nf（n為銑刀轉(zhuǎn)速，單位r /min）。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取或通過(guò)選取每齒進(jìn)給量fz，再根據(jù)公式f =Zfz（Z為銑刀齒數(shù)）計(jì)算。 每齒進(jìn)給量fz的選取主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料強(qiáng)度和硬度越高，fz越?。环粗畡t越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。每齒進(jìn)給量的確定可參考表7-4選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較小值。 表7-4 銑刀每齒進(jìn)給量參考值 工件材料 fz/ ㎜ 粗銑 精銑 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 0.10～0.15 0.10～0.25 0.02～0.05 0.10～0.15 鑄鐵 0.12～0.20 0.15～0.30 （4）切削速度Vc 銑削的切削速度Vc與刀具的耐用度、每齒進(jìn)給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng)fz、ap、ae和Z增大時(shí)，刀刃負(fù)荷增加，而且同時(shí)工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具耐用度允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，可以提高切削速度。 銑削加工的切削速度Vc可參考表3選取，也可參考有關(guān)切削用量手冊(cè)中的經(jīng)驗(yàn)公式通過(guò)計(jì)算選取。 表7-5 銑削加工的切削速度參考值 工件材料 硬度（HBS） Vc/（m.min-1） 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 ＜225 18～42 66～150 225～325 12～36 54～120 325～425 6～21 36～75 鑄鐵 ＜190 21～36 66～150 190～260 9～18 45～90 260～320 7.3該零件的切削用量選取 根據(jù)以上切削用量的選取方法，選取合適的切削用量用于該零件的加工，本零件的切削用量選取情況可參見(jiàn)機(jī)械加工工序卡片。 8.填寫工藝文件 工藝文件包括機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片的填寫，以及機(jī)械加工工序卡片的填寫。 （1）工藝文件的校核 技術(shù)科專責(zé)工程師在接到工藝任務(wù)書(shū)后, 按產(chǎn)品圖紙技術(shù)要求和生產(chǎn)規(guī)模編制工藝文件, 文件應(yīng)符合《工藝文件的完整性》要求。凡屬正式的工藝文件, 除編制者外, 至少經(jīng)過(guò)其他一位專業(yè)技術(shù)人員的校對(duì)或?qū)徍恕? 參與校核的工藝人員應(yīng)具有相同的專業(yè)工程師以上專業(yè)技術(shù)職務(wù)資格。 （2）工藝文件的會(huì)簽 凡涉及特殊工序的工藝文件, 必須經(jīng)過(guò)相關(guān)專業(yè)工程師會(huì)簽方能生效。 精鑄分廠、鋼結(jié)構(gòu)分廠自行編制的特殊工序工藝文件也必須經(jīng)過(guò)產(chǎn)品專責(zé)工藝師會(huì)簽。 （3）工藝文件的批準(zhǔn) 一般工藝文件由技術(shù)科長(zhǎng)批準(zhǔn), 在技術(shù)科長(zhǎng)缺席時(shí), 可由技術(shù)科長(zhǎng)指定專人對(duì)工藝文件進(jìn)行審批。 工藝方案, 重大工藝試驗(yàn)項(xiàng)目由總工程師召集有關(guān)方面進(jìn)行評(píng)審后, 由總工程師批準(zhǔn)。 技術(shù)改造, 工藝裝備制造成本在500元以上, 由技術(shù)科科長(zhǎng)上報(bào)生產(chǎn)副廠長(zhǎng)進(jìn)行審批。 （4）工藝文件的更改 1）工藝文件的更改原則 工藝文件的更改不得降低產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率, 不得增加絕對(duì)成本。 工藝更改應(yīng)及時(shí)、慎重, 保持相對(duì)穩(wěn)定, 要求: 發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)必須及時(shí)更改； 重大的工藝更改, 應(yīng)通過(guò)工藝試驗(yàn)確認(rèn)后進(jìn)行。 2）工藝更改依據(jù) 設(shè)計(jì)更改 原有工藝出現(xiàn)差錯(cuò), 遺漏或存在缺陷。 新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)和應(yīng)用。 糾正與預(yù)防措施。 該零件的機(jī)械加工工藝文件請(qǐng)參見(jiàn)附件。 小 結(jié) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我系統(tǒng)的鞏固學(xué)習(xí)了大學(xué)四年的課程，對(duì)機(jī)械加工工藝的過(guò)程有了更深的認(rèn)識(shí)和了解。 我歷時(shí)一個(gè)月，系統(tǒng)的鞏固了如《機(jī)械制圖》、《機(jī)械制造技術(shù)》、《數(shù)控加工工藝》等專業(yè)課程。從設(shè)計(jì)選擇圖紙到產(chǎn)品的加工，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是由自己全部設(shè)計(jì)制作的。在這當(dāng)中，感覺(jué)到在平時(shí)的學(xué)習(xí)中還不夠努力，造成畢業(yè)設(shè)計(jì)做起來(lái)有一定的難度，也感覺(jué)到了我們專業(yè)在進(jìn)行實(shí)際操作中應(yīng)勤動(dòng)手、多動(dòng)腦去思考，才能進(jìn)行我們的產(chǎn)品零件的優(yōu)質(zhì)加工，還應(yīng)多去翻閱一些需要的相關(guān)資料。 通過(guò)這次對(duì)零件圖形進(jìn)行加工及編制其說(shuō)明書(shū)，增加了不少專業(yè)方面的知識(shí)，提高了動(dòng)手能力，切實(shí)做到將理論聯(lián)系到了實(shí)際生產(chǎn)中，也只有理論與實(shí)際巧妙的結(jié)合在一起，才能達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)，才能加工出完美的、符合要求的零件，對(duì)程序的編制也是此說(shuō)明書(shū)的一個(gè)重要內(nèi)容，只有合理的編制程序，制定出走刀路線，才能在最短的時(shí)間內(nèi)加工出滿足要求的零件。總之，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了不少的知識(shí)。 致 謝 本人在畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)了不少的新知識(shí)，體會(huì)到了學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)，感謝學(xué)校具遠(yuǎn)瞻的規(guī)劃與教育，給予我們良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，并提供給我們對(duì)學(xué)業(yè)及個(gè)人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長(zhǎng)。 感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的關(guān)懷和重視，使我得以發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，找到人生的價(jià)值。 感謝三年來(lái)陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師，感謝您們對(duì)我精心的教育，感謝您們沒(méi)使我的學(xué)習(xí)變成勞作而成為一種快樂(lè)；.感謝您們讓我明白自身的價(jià)值；.感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長(zhǎng)，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡耘c錯(cuò)誤，不僅教會(huì)了我知識(shí)，更教會(huì)了我如何做事，如何做人。 特別感謝恩師的諄諄教導(dǎo)，他的悉心指導(dǎo)與斧正，對(duì)于論文. 架構(gòu)之啟迪，及其內(nèi)容的細(xì)心斟酌與指導(dǎo)，倍極辛勞。 最后感謝三年來(lái)陪伴我一起的同學(xué)們，伙伴們，所有的歡笑和淚水、成功和失敗、驕傲和苦惱，我們?cè)黄鸱窒?；那是我們青春中最燦爛的一頁(yè)，最輝煌的回憶，而回憶中的每個(gè)人，都是栩栩如生，這些都將是我一生的財(cái)富。三年時(shí)間雖然短暫，但它必將在我的記憶里永恒。 參考文獻(xiàn) [1] 吳國(guó)華《金屬切削機(jī)床》[第二版],北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.2.? 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