數(shù)控銑削零件工藝設(shè)計(jì),數(shù)控,銑削,零件,工藝,設(shè)計(jì) 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘要 在本設(shè)計(jì)說明書中,我通過對(duì)零件的圖形分析,材料分析,選好了加工毛坯,另外還對(duì)加工的工序.工藝進(jìn)行分析,從而手工將加工零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)、位移數(shù)據(jù)等以規(guī)定的代碼、程序格式寫出,編制出了適合所選銑床的程序。 關(guān)鍵詞: 零件的分析 毛坯 工藝 編程 目錄 第一章 零件的分析 ……………………………………………………… 5 1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析………………………………………………… 5 1.1.1 零件的形狀分析 ……………………………………………… 5 1.1.2 零件的技術(shù)要求分析 ………………………………………… 5 1.1.3零件的加工表面分析 …………………………………………… 6 1.1.4零件的加工保證方法………………………………………………6 1.2 零件的材料分析 ……………………………………………………… 7 1.2.1零件的加工過程……………………………………………………7 第二章 毛坯的設(shè)計(jì) ………………………………………………………7 2.1 確定零件的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng) ……………………………………8 2.2.1 毛坯的種類 ……………………………………………………8 2.2.2 毛坯種類的選擇 ………………………………………………8 2.2.3毛坯的形狀與尺寸的選擇 ……………………………………8 第三章 零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) …………………………………………8 3.1 定位基準(zhǔn)的的選擇 ……………………………………………………9 3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇 ……………………………………………………9 3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 ……………………………………………………9 3.1.3工序集中與分散的選擇……………………………………………9 3.2 零件表面加工方法的選擇 ……………………………………………10 3.3 制定數(shù)控加工工藝路線 …………………………………………………10 3.3.1 加工階段的劃分 …………………………………………………11 3.3.2 工序的合理組合 …………………………………………………12 3.3.3 加工順序的安排 ………………………………………………… 13 3.4 工藝的制定 ……………………………………………………………13 3.4.1 工序基準(zhǔn)的選擇 …………………………………………………14 3.4.2 確定工序尺寸的方法 ……………………………………………14 3.4.3 制定機(jī)械加工余量 ………………………………………………15 3.4.4 確定工序尺寸及公差………………………………………………16 3.5 切削用量與時(shí)間定額………………………………………………………17 3.6 機(jī)床的選擇…………………………………………………………………18 3.6.1 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)………………………………………………19 3.7 工藝裝備的選擇……………………………………………………………21 3.8 切削用量的確定……………………………………………………………24 3.9 加工…………………………………………………………………………26 第四章數(shù)控加工程序的編制 ……………………………………………………27 4.1 數(shù)控加工的特點(diǎn) ………………………………………………………27 4.2 數(shù)控編程方法及特點(diǎn) ……………………………………………………27 4.2.1 數(shù)控編程的分類 ………………………………………………27 4.2.2 編程零點(diǎn)及坐標(biāo)系的選擇 ………………………………………27 4.2.3 對(duì)刀點(diǎn)的選擇 …………………………………………………27 4.2.4 加工路線的確定 …………………………………………………28 4.3 數(shù)控加工程序的內(nèi)容 ……………………………………………………28 4.3.1銑床程序 …………………………………………………… 28 結(jié)束語 …………………………………………………………………………31 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………32 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等職業(yè)教育教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是加強(qiáng)理論與實(shí)際相結(jié)合 的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程，在學(xué)生完成所有專業(yè)課程學(xué)習(xí)、結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)進(jìn)行。大學(xué)生活即將結(jié)束,我們也將迎接的最后一次考驗(yàn)和競(jìng)爭(zhēng)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的設(shè)計(jì)題目是：數(shù)控銑削加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。 由于設(shè)計(jì)的需要，我仔細(xì)研究了零件圖，但在設(shè)計(jì)過程中，因自己經(jīng)驗(yàn)不足，遇到了很多實(shí)際問題，使我體會(huì)到了在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)調(diào)研僅證明可不可以實(shí)干，而不能代表能不能干好。所以我積極與設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師、操作指導(dǎo)老師溝通，在各位老師的全力幫助、指導(dǎo)下問題得到了全面解決，同時(shí)受到各位老師優(yōu)良工作品質(zhì)的影響，培養(yǎng)出了我緩中求穩(wěn)、虛心求教、實(shí)事求是、一絲不茍的工作作風(fēng)，并樹立了明確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀，為今后從事工作打下了良好的基礎(chǔ)。 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我真正認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要性，并培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際操作知識(shí)去理性的分析問題和解決實(shí)際工作中的一般技術(shù)工程問題的能力，使我建立了正確的設(shè)計(jì)思想，掌握了工藝設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法，并進(jìn)一步鞏固、深化地吸收和運(yùn)用了所學(xué)的基本理論知識(shí)和基本操作技能。還有，它提高了我設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、編寫技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、數(shù)控機(jī)床操作、實(shí)際加工零件和正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書的獨(dú)立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)及工作作風(fēng)。 由于本人能力有限，缺少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中漏誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師指正批評(píng)，以使我對(duì)自己的不足得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并修改，也使我在今后的工作中避免再次出現(xiàn)。 在這里，向在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過我鼓勵(lì)、指導(dǎo)及幫助的每位老師表示我虔誠(chéng)和衷心的感謝！ 第一章:零件的分析 1.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，即所設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于成形，并且成本低，效率高。它的涉及面廣，因此有必要對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，找出技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng)?shù)墓ぷ鞔胧┘右员ＷC。所以良好的結(jié)構(gòu)工藝性，可以使零件加工容易，節(jié)省工時(shí)和材料。而較差的零件結(jié)構(gòu)工藝性，會(huì)使零件加工困難，浪費(fèi)工時(shí)和材料，有時(shí)甚至無法加工。因此，零件加工部件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)：即保證獲得要求的加工精度；盡量統(tǒng)一零件外輪廓，內(nèi)腔的幾何類型和有關(guān)尺寸；選擇較大的輪廓內(nèi)圓弧半徑。（輪廓內(nèi)圓弧半徑R常常限制刀具的直徑）；零件槽底部圓角半徑不宜過大。保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；分析零件的變形情況。 1.1.1零件的形狀分析 數(shù)控銑床的加工零件，從外形上看有平面類零件，變斜角類零件，曲面類（立體類）零件，其加工精度都不高。表面粗糙度都沒有要求，零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求。 大體加工過程：加工前表面：首先在數(shù)控銑床上用粗銑刀加工長(zhǎng) 118 和寬78的矩形,倒圓角（四角上均為8直徑的圓弧），長(zhǎng)108寬68高10的凸臺(tái)且圓角過渡的半徑為10，再加工凸臺(tái)兩邊上由直線、圓弧、圓角組成的對(duì)稱凹槽（槽深為9），然后加工凸臺(tái)上的心形凹槽（槽深為9），再加工φ24圓形凹槽（槽深為11），最后鉆凸臺(tái)四角上的φ14的四個(gè)孔（孔的深度為30）；加工零件后表面：將工件翻過來夾緊銑削出后表面上的各槽。 1.1.2 零件的技術(shù)要求分析 零件圖紙上標(biāo)注的技術(shù)要求： 1. 尺寸公差值較小，編程時(shí)不取其平均值，取其基本尺寸 2.未注尺寸公差按GB/T1804-M加工和效驗(yàn) 3.調(diào)質(zhì)硬度沒有要求,不做設(shè)定 1.1.3 零件的加工表面的分析 從零件圖可以看出本圖零件的主要加工表面是： 1上表面：其水平面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。以曲面加工為主，大都由圓弧組成，形狀復(fù)雜，尺 寸繁多。其中的平面輪廓加工是生產(chǎn)上最常見的一種加工方式，由直線和圓弧組成的平面輪廓加工直接可以利用數(shù)控機(jī)床的直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能，接下來就是對(duì)四角上孔的加工，加工精度為IT7級(jí)的孔，當(dāng)孔徑小于12mm時(shí)，可采用鉆—粗鉸—精鉸方案。 2.上表面的心形以及圓形凹槽和下表面橢圓形等凹槽加工：未注明精度 要求，但零件的集合中心是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 1.1.4 零件的加工保證方法 (1) 保證工件的形狀精度 (2) 保證工件的表面質(zhì)量 通過以上分析，可以得出本零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，易于加工，各部分尺寸分布較為合理，具有一定的可行性。 1.2 零件的材料分析 機(jī)械零件選材的一般原則是：首先滿足使用性能要求，同時(shí)兼顧工藝性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。 零件材料的選用是非常重要的，選材不當(dāng)制成的零件不能滿足使用要求，過早損傷和破壞產(chǎn)生不良影響或經(jīng)濟(jì)效益差等。對(duì)于本圖中加工零件的選材應(yīng)具有以下幾點(diǎn)要求： 1.優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即要求有高的強(qiáng)度和韌性，以防止由于過載和沖擊而引起的變形和斷裂。 2.高的疲勞極限，防止疲勞斷裂。 3.良好的耐磨性。 4.在特殊條件工作時(shí)，還應(yīng)有特殊要求。 本零件的材料是45號(hào)鋼，它屬于低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，其力學(xué)性能是： MPa,MPa,,,J。其化學(xué)成分是：碳含量0.37%～0.45%，鉻含量0.8%～1.1%，錳含量0.17%～0.37%，硫含量0.5%～0.8% ，其中碳含量過高、過低均不能滿足經(jīng)調(diào)質(zhì)后獲得良好綜合力學(xué)性能的要求，主加元素為鉻，在配以硫、錳等合金元素，其作用是提高淬透性，強(qiáng)化鐵素體和細(xì)化晶粒熱處理特點(diǎn)預(yù)先熱處理經(jīng)常采用正火處理，最終熱處理采用滲碳、淬火-低溫回火工藝材料的切削加工性低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的切削加工性較差，切削時(shí)刀具易磨損，加工硬化現(xiàn)象嚴(yán)重，切削溫度高，切削力大，切屑不易切斷，容易損傷加工表面，易產(chǎn)生積屑瘤，降低表面質(zhì)量。因此在切削加工前需進(jìn)行正火的預(yù)先熱處理。材料長(zhǎng)度的選擇：長(zhǎng)120寬是80高為30的毛坯。 1.2.1零件的加工過程 首先對(duì)鍛件毛坯進(jìn)行正火的預(yù)先熱處理，因?yàn)椴牧系挠捕冗_(dá)不到技術(shù)要求硬度 HRC35-40，所以要經(jīng)正火處理提高硬度。 在數(shù)控銑床上銑輪廓至圖樣要求。 進(jìn)行淬火+低溫回火的最終熱處理。淬火后中心孔會(huì)隨工件產(chǎn)生氧化變形，且表面形成較厚的氧化層，所以要對(duì)中心孔進(jìn)行研磨修正，以保證其硬度、耐磨性、支承能力等使用性能。前面以中心孔作基準(zhǔn)車削外圓，此處以外圓作基準(zhǔn)研修中心孔，符合互為基準(zhǔn)原則。 由于滲碳表面為工作表面，尺寸精度和表面粗糙度要求較高，所以還要對(duì)滲碳區(qū)進(jìn)行磨削加工。外圓的磨削余量一般為 0.3-0.5mm，用查表法確定為 0.3mm。 注：未注圓角R0.3及未注倒角C0.5的作用：為防止加工過程中引起應(yīng)力集中使連接處產(chǎn)生微裂痕。 第二章：毛坯的設(shè)計(jì) 2.1 確定零件的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間，工段，班組，工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)，成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。它可根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品及零件的特征或工作地每月?lián)?fù)的工序數(shù)來具體劃分。 生產(chǎn)綱領(lǐng)是指在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期常定為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計(jì)入備品和廢品的數(shù)量，其計(jì)算式為：N=Qn(1+α)(1+β) N—零件的年產(chǎn)量(件/年) Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量(臺(tái)/年) n—每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量(件/臺(tái)) α—備品的百分率 β—廢品的百分率 其中Q＝500 n＝1 α＝5% β＝2% 所以N=500(1+5%)(1+2%)=535.5 即536(件/年) 由上所述，查《機(jī)械制造工藝學(xué)》中表1-3知該零件為中批生產(chǎn)。 2.2 確定零件毛坯的制造形式 毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀,工藝尺寸等方面而制成的供進(jìn)一步加工使用的生產(chǎn)對(duì)象。在確定零件機(jī)械加工之前，還要確定毛坯。毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀、工藝尺寸等方面而制成的供進(jìn)一步加工使用的生產(chǎn)對(duì)象。正確選擇毛坯的制造形式具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義，選擇不同類型的毛坯不僅影響毛坯的制造工藝設(shè)備，對(duì)零件的機(jī)械性能及工時(shí)定額計(jì)算也有影響。在選擇毛坯種類時(shí)應(yīng)考慮的因素如下： (1) 零件材料及其力學(xué)性能； (2) 零件的形狀和尺寸； (3) 生產(chǎn)類型； (4) 具體生產(chǎn)條件； (5) 充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性。 2.2.1 毛坯的種類 常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件、冷壓件等。 1.鑄件:適用于形狀復(fù)雜的毛坯。 2.鍛件:適用與零件強(qiáng)度較高,形狀較簡(jiǎn)單的零件。尺寸大的零件因受設(shè)備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選模鍛；形狀復(fù)雜的剛質(zhì)零件不宜用自由鍛。 3.型材：熱軋型材的尺寸較大、精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋型材尺寸較小、精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中小零件，適用于自動(dòng)機(jī)床加工。 4.焊接件:對(duì)于大件來說,焊接件簡(jiǎn)單方便,特別是單件小批生產(chǎn)可大大縮短生產(chǎn)周期,但焊接后變形大,需經(jīng)時(shí)效處理。 5.冷壓件：適用于形狀復(fù)雜的板料零件,大多用于中小零件的大批量生產(chǎn)。 從零件圖中可以看出零件形狀并不復(fù)雜，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，考慮到工廠的設(shè)備和技術(shù)水平等各方面還不能制成模鍛件，而自由鍛件是在各種鍛錘和壓力機(jī)上由手工操作而鍛出的毛坯，這種鍛件尺寸精度低，加工余量大，生產(chǎn)率低，工藝靈活，所用工具、設(shè)備簡(jiǎn)單，通用性大不需專用模具，成本低。所以本零件的毛坯采用自由鍛件毛坯。 2.2.2 毛坯種類的選擇 選擇毛坯種類需考慮的因素有以下幾點(diǎn)： 1.根據(jù)圖紙規(guī)定的材料及機(jī)械性能選擇毛坯。 2.根據(jù)零件的功能選擇毛坯。 3.根據(jù)生產(chǎn)類型選擇毛坯。 4.根據(jù)具體生產(chǎn)條件選擇毛坯。 2.2.3 毛坯的形狀和尺寸的選擇 確定毛坯的形狀與尺寸的步驟是：由于零件各加工表面間直徑尺寸相差較大，所以確定毛坯形狀要采用臺(tái)階狀。再次選取毛坯加工余量和毛坯公差，然后將毛坯加工余量疊加在零件的相應(yīng)加工表面上，從而計(jì)算出毛坯尺寸，確定毛坯尺寸及其公差，最后標(biāo)注毛坯尺寸及其公差。毛坯形狀和尺寸越接近成品零件，即毛坯精度越高，則零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量越少。其總的要求是：減少“肥頭大耳”，實(shí)現(xiàn)少屑或無屑加工。因此，毛坯形狀要力求接近成品形狀，以減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量。 根據(jù)本圖零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，年生產(chǎn)數(shù)量，經(jīng)濟(jì)價(jià)值及復(fù)雜程度，另外本圖零件為曲面類零件，考慮其復(fù)雜程度，所以本圖零件毛坯均為塊料。因?yàn)閴K料的經(jīng)濟(jì)性好，加工余量小，而且成本較低。根據(jù)本圖零件的結(jié)構(gòu)特征和尺寸要求及考慮到經(jīng)濟(jì)性，所以毛坯塊料的尺寸為長(zhǎng)120mm,寬為80mm，高為30mm。 第三章：零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。它一般應(yīng)包括下列內(nèi)容：零件的加工基準(zhǔn)、加工工藝路線、各工序的具體加工內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備等。它是指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理工件的主要技術(shù)文件，是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)，是新建、擴(kuò)建車間或工廠的原始材料，是交流和推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的重要手段。它也是生產(chǎn)中的工藝紀(jì)律，必須嚴(yán)格執(zhí)行。制訂零件工藝規(guī)程的基本要求是，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本，并在充分利用企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，還應(yīng)保證操作者具有良好的勞動(dòng)條件。 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 在制訂零件的加工工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的基準(zhǔn)有著很重要的意義。基準(zhǔn)選擇的好壞不僅影響零件的加工位置精度，而且對(duì)零件各表面的加工順序也有很大的影響?；鶞?zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。選擇定位基準(zhǔn)時(shí)是從保證工件精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準(zhǔn)選擇的順序就應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。 3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇 1.基準(zhǔn)重合原則:就是盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起定位誤差。 2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則:位置精度要求較高的某些表面加工時(shí)盡可能選用同一定位基準(zhǔn)，這樣有利于保證各加工表面的位置精度。 3 自為基準(zhǔn)原則：當(dāng)某些表面精加工要求加工余量小而均勻時(shí)，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，用于提高加工面本身的精度。 4 互為基準(zhǔn)原則：為了使加工面間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻采取此原則。 5.保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。 3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配加工表面的余量，同時(shí)，要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。 1.為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應(yīng)選非加工面作為粗基準(zhǔn)。 2.合理分配各加工面的加工余量。 3.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次。 4.選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，要避開鍛造飛邊和鑄造澆冒口，分型面，毛刺等缺陷，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 由于本工件毛坯為塊料，所以采用長(zhǎng)寬合適，高比零件高高出1mm的塊料的上表面為粗基準(zhǔn)，粗車削零件的上表面，以毛坯的上表面和零件的幾何中心為精基準(zhǔn)，分別對(duì)零件上表面的凸臺(tái)，凹槽，和四角上的孔進(jìn)行加工，保證除橢圓型凸臺(tái)的各個(gè)部位的尺寸精度及位置精度，然后鉆孔,之后翻過零件加工后表面，主要是對(duì)凹槽的銑削加工。 由以上分析可知本零件采用兩種基準(zhǔn)原則，一是基準(zhǔn)重合原則，它是以零件的幾何中心為定位基準(zhǔn)也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，對(duì)零件的外圓、內(nèi)孔、以及凹凸臺(tái)等表面進(jìn)行銑削加工； 另一種是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，它是兩個(gè)加工表面都以一個(gè)基準(zhǔn)作基準(zhǔn)面加工定位的。 3.1.3 工序集中與分散的選擇 1. 工序集中的特點(diǎn) (1) 采用高效專用設(shè)備及工藝裝備，生產(chǎn)效率高； (2) 工件裝夾次數(shù)少，易于保證表面間位置精度，縮短生產(chǎn)周期； (3) 工序數(shù)目少，可減少機(jī)床數(shù)量、操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積； (4) 投資大，調(diào)整和維修復(fù)雜，不易于產(chǎn)品更換。 工序分散的特點(diǎn)則與之相反。 2. 工序集中與分散的選用 在制定工藝路線、確定工序數(shù)目時(shí)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型、現(xiàn)有生產(chǎn)條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等實(shí)際生產(chǎn)條件進(jìn)行全面的綜合分析。 本零件屬中批生產(chǎn)，采用專業(yè)數(shù)控機(jī)床加工，在生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，可多臺(tái)、多個(gè)人同時(shí) 加工以減少機(jī)床數(shù)目、工人數(shù)目和生產(chǎn)面積，因此我采用工序適當(dāng)集中原則。 3.2 零件表面加工方法的選擇 零件表面的加工應(yīng)根據(jù)這些表面的加工要求和零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材料性質(zhì)等因素，而選用相應(yīng)的加工方法。在選擇某一表面的加工方法時(shí)，一般總是首先選定它的最終加工方法，然后再逐一選定各有關(guān)前道工序的加工方法。加工方法選擇的原則如下： 1.所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度范圍要與加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相適應(yīng)。 2.所選加工方法能夠確保加工面的幾何形狀精度,表面相互位置精度的要求。 3.所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。 4.加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 5.所選加工方法要與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。 通過以上原則，本零件各主要表面加工方法為： 1.各平面，凸臺(tái)，槽：銑削加工 2.4*φ14±0.02的孔：銑削加工 3. 各圓角：銑削加工 3.3 制定數(shù)控加工工藝路線 零件工藝路線的擬定是制定工藝過程、總體布局非常關(guān)鍵的一步。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)是使零件上各尺寸精度、位置精度、表面粗糙度和各項(xiàng)技術(shù)要求均能得到保證，并提高生產(chǎn)效率, 降低生產(chǎn)成本，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)性。其主要內(nèi)容為選擇各加工表面的加工方法、安排工序的先后順序以及選擇設(shè)備和工藝裝備等。 1. 選擇表面加工方法 選擇零件表面加工方法應(yīng)同時(shí)滿足質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性方面的要求，一般應(yīng)遵循下列原則： (1) 加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度； (2) 工件材料的性質(zhì)及熱處理； (3) 工件的形狀和尺寸； (4) 生產(chǎn)類型； (5) 現(xiàn)有設(shè)備； (6) 充分考慮新工藝、新技術(shù)； (7) 特殊要求。 3.3.1 加工階段的劃分 工件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)劃分階段。一般分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。 粗加工階段是從坯料上切除較多余量，所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量都比較低的加工過程。半精加工階段是在粗加工和精加工之間進(jìn)行的切削加工過程。精加工是從工件上切除較少余量，所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量都比較高的加工過程。劃分加工階段的作用是： 1.避免毛坯內(nèi)應(yīng)力重新分布而影響獲得的加工精度。 2.避免粗加工時(shí)較大的夾緊力和切削力所引起的彈性變形和熱變形對(duì)精加工的影響。 3.粗精加工階段分開,可較及時(shí)地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷,避免不必要的損失。 4.可以合理使用機(jī)床,使精密機(jī)床能較長(zhǎng)期地保持其精度。 5.適應(yīng)加工過程中安排熱處理的需要。 由于本零件切除大量的余量后會(huì)引起殘余應(yīng)力而變形，因此在安排工序時(shí)，應(yīng)將粗、精加工分開，先完成各表面的粗加工，再完成各表面的半精加工與精加工，主要表面的精加工放在最后進(jìn)行。 3.3.2 工序的合理組合 確定加工方法后，就要按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件，確定工藝過程的工序數(shù)目。確定工序數(shù)目有兩種基本原則可供選擇： 1.工序集中 所謂工序集中,就是零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)完成,而每一工序的加工內(nèi)容卻較多。其特點(diǎn): 1).采用高效專用設(shè)備及工藝裝備,生產(chǎn)率高。 2).工件裝夾次數(shù)減少,易于保證表面間位置精度,還能減少工序間運(yùn)輸量,縮短生產(chǎn)周期。 3).工序數(shù)目少,可減少機(jī)床數(shù)量,操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,還可簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。 4).因采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專用設(shè)備及工藝裝備,便投資大,調(diào)數(shù)和維修復(fù)雜,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大,轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費(fèi)時(shí)。 2.工序分散 所謂工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行,每道工序的加工內(nèi)容很少,最少時(shí)即每道工序僅一個(gè)簡(jiǎn)單工步。其特點(diǎn): 1).設(shè)備及工藝裝備比較簡(jiǎn)單,調(diào)整和維修方便,工人容易掌握,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,又易于平衡工序時(shí)間,易適應(yīng)產(chǎn)品更換。 2).可采用最合理的切削用量,減少基本時(shí)間。 3).設(shè)備數(shù)量多,操作工人多,占用生產(chǎn)面積大。 從生產(chǎn)批量或設(shè)備等方面考慮，本零件屬于中批生產(chǎn)，雖然工序越集中，加工周期越短，加工的精度也高，但是，本組零件部分加工在普通機(jī)床上無法加工，所以粗精加工必須在數(shù)控機(jī)床上一起完成，這樣雖提高了生產(chǎn)率，但同時(shí)也提高了成本，也沒有合理的使用機(jī)床，因此，本組零件采用工序集中原則。 3.3.3 加工順序的安排 1．機(jī)械加工工序的安排原則 1).對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯或尺寸偏差較大的毛坯,應(yīng)首先安排劃線工序,為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)。 2).按“先基面后其它”的順序,先加工精基準(zhǔn)面。 3).在重要表面加工前,應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正。 4).按“先主后次，先粗后精”的順序，對(duì)精度要求較高的各主要表面進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工。 5).對(duì)于與主要表面后位置精度要求的次要表面,應(yīng)安排在主要表面加工之后加工。 6).對(duì)于易出現(xiàn)廢品的工序,精加工和光整加工可適當(dāng)提前,一般情況主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn)行。 2.熱處理工序安排的原則 調(diào)質(zhì)的目的是為了提高工件的綜合力學(xué)性能，減少工件的變形或?yàn)橐院蟮谋砻鏌崽幚碜龊媒M織準(zhǔn)備。因此，一般安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行，可以保證淬透性差的鋼種表面調(diào)質(zhì)層（回火索氏體）的組織不被切削掉。但是本組工件由于并不對(duì)硬度做過多要求,所以不必進(jìn)行熱處理. 3.輔助工序安排的原則 1).中間檢驗(yàn)一般安排在粗加工全部之后，精加工之前，送往外車間加工的前后，花費(fèi)工時(shí)較多和重要工序的前后。 2).熒光檢驗(yàn)、磁力探傷等特種檢驗(yàn)，主要用于表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在精加工階段。熒光檢驗(yàn)如用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前。 3).電鍍、涂層、發(fā)藍(lán)、氧化等表面處理工序，一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。 通過前面對(duì)定位基準(zhǔn)的選擇，零件表面加工方法的選擇及加工順序的安排的分析說明，再結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)：保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本，從而獲得最好的經(jīng)濟(jì)性。所以，此組工件制定的工藝路線是： 00.下料 10.銑削加工工件外輪廓 20.銑削加工工件的上表面 30.銑削加工工件的上表面的凸臺(tái)，槽，以及孔等 40.銑削加工工件的下表面 50.打毛刺 60.清洗 65.最終檢驗(yàn) 4. 設(shè)備與工藝裝備的選擇 (1) 機(jī)床設(shè)備的選擇原則： Ⅰ 機(jī)床規(guī)格與工件的外形尺寸相適應(yīng)； Ⅱ 機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)； Ⅲ 與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)； 根據(jù)上述原則，本零件加工時(shí)采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行、 3.4 工藝的制定 3.4.1 工序基準(zhǔn)的選擇： 工序基準(zhǔn)是在工藝圖上以標(biāo)定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準(zhǔn)，所標(biāo)定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術(shù)要求。工序尺寸和工序技術(shù)要求的內(nèi)容，在加工后應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量所用的基準(zhǔn)稱為測(cè)量基準(zhǔn)，通常工序基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)重合。 對(duì)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)尚未最后加工完畢的中間工序，應(yīng)選各工序的定位基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)。 在各表面的最后精加工時(shí)，當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，雖然工序基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)就應(yīng)選用這個(gè)重合的基準(zhǔn)；當(dāng)所選定位基準(zhǔn)未與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，在這兩種基準(zhǔn)都能作為測(cè)量基準(zhǔn)的情況下，工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1.選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)時(shí)，對(duì)工序尺寸的檢驗(yàn)就是對(duì)設(shè)計(jì)尺寸的檢驗(yàn)，有利于減少檢驗(yàn)工作量。 2.當(dāng)本工序中位置精度是由夾具保證而不需進(jìn)行試切調(diào)整的情況，應(yīng)使工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 3.對(duì)一次安裝下的加工出來的各個(gè)表面，各加工面之間的工序尺寸應(yīng)選與設(shè)計(jì)尺寸一致。 本零件在加工時(shí)，要使它的工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，為加工和檢測(cè)提供了方便。 3.4.2 確定工序尺寸的方法： 1.當(dāng)工件上的位置尺寸精度或技術(shù)要求在工藝過程中是由兩個(gè)甚至更多的工序所 間接保證時(shí)，需通過尺寸鏈計(jì)算，來確定有關(guān)工序尺寸，公差及技術(shù)要求。 2.對(duì)于同一位置尺寸方向有較多尺寸，加工時(shí)定位基準(zhǔn)又需多次轉(zhuǎn)換加工的工件，由于工序尺寸相互聯(lián)系的關(guān)系較復(fù)雜，就需要從整個(gè)工藝過程的角度用工藝尺寸鏈作綜合計(jì)算，以求出各工序尺寸、公差及技術(shù)要求。 根據(jù)本零件的加工工藝路線和技術(shù)要求，其工序尺寸確定如下： 工序1：粗銑工件外輪廓 工步一：平端面 此端面經(jīng)過一次銑削。查表知，其端面加工余量為2mm,銑削余量為0mm，銑削后達(dá)到的表面粗糙度為Ra6.3。 本工序采用粗銑-半精銑-精銑的加工方式，經(jīng)查表知，其切削余量為0.5mm，故該工序銑削后基本尺寸應(yīng)為108+0.5*2=109mm，78+0.5*2=79mm與該尺寸對(duì)應(yīng)的公差值分別是0.02mm，按入體原則標(biāo)注，工序尺寸109±0.02mm和79±0.02mm。 工步二：精銑外輪廓 切削余量為0 工步三：銑凸臺(tái) 長(zhǎng)為86mm，寬為48mm 工步四：銑削槽（對(duì)稱兩槽） 長(zhǎng)24mm寬，深為5mm，上下偏差為0.02 工步五:銑削槽（心形槽） 共步六：銑削槽（圓形槽） 工步七:鉆孔 凸臺(tái)四角上的四個(gè)φ14的圓孔 工序2：加工件后表面 工步一：平端面 此工步同工序1中工步一。 工步二：粗車外輪廓 此工步同工序一中工步二。 工步三：精車外輪廓 此工序是達(dá)到最后的加工要求，尺寸精度要符合要求。未注公差的尺寸按GB/T1804查表 工步四：銑削橢圓形凹槽 長(zhǎng)半軸為34，短半軸為20，深度為5 工步六：銑過渡凹槽 此槽是由直線還有圓弧組成的較復(fù)雜形狀的槽而且其各處尺寸較小，因此加工時(shí)必須小心使用直徑較小的銑刀進(jìn)行精加工！余量為0 3.4.3 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及其公差 1. 確定機(jī)械加工余量 機(jī)械加工余量數(shù)值的確定需考慮其制造工藝方法、材料、生產(chǎn)類型等因素，余量的大小對(duì)零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有較大影響。本零件的形體為減少變形，采用多次切削。本設(shè)計(jì)采用查表法與經(jīng)驗(yàn)估算法相結(jié)合的辦法選取加工余量。 (1)加工余量的確定 機(jī)械加工余量對(duì)工藝過程有一定的影響，因?yàn)橛嗔坎粔虿荒鼙ＷC零件的加工尺寸精度的要求，余量過大會(huì)造成材料與工時(shí)的浪費(fèi)，所以必須合理安排加工余量。 (2)選擇工序加工余量的主要原則 Ⅰ 應(yīng)采用最小的加工余量，以求縮短加工工時(shí)，降低費(fèi)用； Ⅱ 加工余量應(yīng)滿足正本圖紙上規(guī)定的表面粗糙度及精度要求； Ⅲ 考慮加工方法，設(shè)備以及在加工過程中零件可能產(chǎn)生的變形； Ⅳ 考慮被加工零件尺寸大小，尺寸越大加工余量越大。 (3)影響加工余量的因素 Ⅰ 前工序的表面質(zhì)量 在前一工序加工后表面粗糙度的最大高度和表面缺陷層的深度，應(yīng)在本工序加 工時(shí)切除。 Ⅱ 前工序加工的尺寸公差 由于在前一個(gè)工序加工中，加工后的表面存在著尺寸和形狀誤差，這些誤差的總和一般不超過前工序的尺寸的公差。所以當(dāng)考慮加工一批工件時(shí)，為了糾正這些誤差，本工序的加工余量應(yīng)計(jì)入上道工序的尺寸的公差內(nèi)。 Ⅲ 前工序的位置關(guān)系誤差 在前工序加工后的某些位置關(guān)系誤差，并不包括在尺寸公差范圍內(nèi)在考慮確定余量時(shí)，應(yīng)計(jì)入這部分誤差，誤差的數(shù)值與加工方法有關(guān)，可根據(jù)資料或近似計(jì)算的確定。 Ⅳ 安裝誤差 本工序的安裝的誤差包括定位誤差和夾緊誤差，由于這部分誤差要影響被加工表面和切削工具的相對(duì)位置，因此也應(yīng)計(jì)入加工余量。定位誤差可以進(jìn)行計(jì)算，夾緊誤差可根據(jù)有關(guān)資料查閱。 由于以上原則和因素來確定加工余量，本設(shè)計(jì)采用查表法和經(jīng)驗(yàn)法來選取加工余量，而毛坯余量的確定，根據(jù)機(jī)械加工去除余量，采用從后往前推的方法。被加工表面經(jīng)加工后，不留有上道工序加工過的痕跡和缺陷。 加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。其余量的大小對(duì)工藝過程有一定影響，余量不足不能保證零件的加工質(zhì)量，不但增加了機(jī)械加工的勞動(dòng)量，而且增加了刀具，能源及材料的消耗，從而增加了成本，降低了生產(chǎn)率，所以必需合理的安排加工余量。確定加工余量的方法有查表法、經(jīng)驗(yàn)仿計(jì)法和分析計(jì)算法。本零件采用查表法，參照《機(jī)械加工余量手冊(cè)》56頁表對(duì)本零件的加工余量所查結(jié)果如下： 表3.1 加工表面 加工方案 余量（mm） 平面端 粗銑 0.5 精銑 0 長(zhǎng)方形凸臺(tái) 粗銑 0.5 精銑 0 兩對(duì)稱凹槽 銑 0 心形凹槽 銑 0.1 孔 鉆 3 鏜 0 圓形凹槽 銑 0 3.4.4確定工序尺寸及公差 選擇工序尺寸的公差應(yīng)根據(jù)下列原則： (1)公差不應(yīng)超出經(jīng)濟(jì)的加工精度范圍； (2)選擇公差時(shí)應(yīng)考慮到加工余量的大小，因?yàn)楣畹慕缦逈Q定加工余量的最大 尺寸與最小尺寸； (3)選擇公差時(shí)根據(jù)零件的最后精度； 由于根據(jù)以上原則：對(duì)于本零件在設(shè)計(jì)過程中的工序尺寸公差按GB1804-M等級(jí)去查表，而且還應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)不重合時(shí)的情況： (1) 基準(zhǔn)重合時(shí) 先確定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐個(gè)工序推算，即由零件上的設(shè)計(jì)尺寸開始，由最后一道工序開始向前推算，直到毛坯尺寸。工序尺寸的公差則都按各工序的經(jīng)濟(jì)精度確定，并按“入體原則”確定上、下偏差。 (2) 基準(zhǔn)不重合時(shí) 3.5切削用量與時(shí)間定額 (一)?確定切削用量 確定切削用量就是確定它的三要素，即切削深度ap，進(jìn)給量f和切削速度vC。正確地選擇切削用量，對(duì)提高切削效率，保證合理的刀具耐用度，保證加工質(zhì)量，降低成本 都具有重要的作用。 1、粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 粗加工時(shí)高生產(chǎn)效率是追求的基本目標(biāo)，在機(jī)床和刀具滿足要求的情況下，限制粗加工切削用量提高的主要約束條件是刀具使用壽命，由公式T=CT/vC5f2.25ap 0.75可以看出，對(duì)刀具使用壽命影響最大的是切削速度vC，其次是進(jìn)給量f，影響最小的ap是背吃刀量ap 。因此，為了保證合理的刀具使用壽命，在選擇切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇最大的ap ，其次要在機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的前提下，選用較大的f,最后再計(jì)算出合理的vC值。 2、精加工時(shí)切削用量的選擇原則 精加工時(shí)要保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)兼顧必要的刀具使用壽命和生產(chǎn)效率。所以，精加工時(shí)在選擇切削用量時(shí)，應(yīng)采用較小的背吃刀量ap 和進(jìn)給量f，以減小切削力及工藝系統(tǒng)彈性變形，減小已加工表面殘留面積高度。ap通常根據(jù)加工余量或Z=dM-dW/2而定，f的提高則主要受表面粗糙度的制約。在ap 和f確定之后，在保證合理刀具使用壽命的前提下，確定合理的切削速度。 (二)確定時(shí)間定額 時(shí)間定額不僅是衡量勞動(dòng)生產(chǎn)率的指標(biāo)，也是安排生產(chǎn)計(jì)劃、計(jì)算生產(chǎn)成本的重要依據(jù)。為了正確地確定時(shí)間定額，通常把工序消耗的時(shí)間分為基本時(shí)間Tb、輔助時(shí)間Ta、布置工作地時(shí)間TS、休息與生理需要時(shí)間Tr及準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間等Te 。 1．基本時(shí)間Tb 基本時(shí)間是直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗的時(shí)間。對(duì)機(jī)械加工而言，就是直接切除工序余量所消耗的時(shí)間（包括刀具的切入的切出時(shí)間）?；緯r(shí)間可由計(jì)算公式求出。車削時(shí)的基本時(shí)間Tb為Tb=ljZ/nfap，銑削時(shí)的基本時(shí)間為Tb=l/fMzi。 式中Tb— 基本時(shí)間（min） lj— 工作行程的計(jì)算長(zhǎng)度，包括加工表面的長(zhǎng)度、刀具切入和切出長(zhǎng)度（mm） Z— 工序余量（mm） n— 工件的旋轉(zhuǎn)速度（r/min） f— 刀具的進(jìn)給量（mm/r） ap— 切削速度（m/s） 2. 輔助時(shí)間Ta 輔助時(shí)間是為實(shí)現(xiàn)工藝過程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。它包括裝卸工件、開停機(jī)床、引進(jìn)或退出刀具、改變切削用量、試切和測(cè)量工件等所消耗的時(shí)間。輔助時(shí)間的確定方法隨生產(chǎn)類型而異。單件小批生產(chǎn)則常用基本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算?；緯r(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間TB，它是直接用于制造產(chǎn)品或零、部件所消耗的時(shí)間。 3. 布置工作地時(shí)間TS 布置工作地時(shí)間是為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%-7%（以百分比率α表示）計(jì)算。作業(yè)時(shí)間TB=Ta+Tb。 4. 休息與生理需要時(shí)間Tr 休息與生理需要時(shí)間是工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理上的需要所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%-4%（以百分率β表示）計(jì)算。以上四部分時(shí)間的總和稱為單件時(shí)間Tp即TP=Tb+Ta+TS+Tr=TB+Ts+Tr=（1+α+β）TB。 5. 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Te（簡(jiǎn)稱準(zhǔn)終時(shí)間） 準(zhǔn)終時(shí)間是工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零、部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。單件和成批生產(chǎn)的單件計(jì)算時(shí)間TC應(yīng)為TC=TP+Te/n=Tb+Ta+TS+Tr+Te/n。 3．6機(jī)床的選擇 數(shù)控機(jī)床是嚴(yán)格按照從外部輸入的程序來自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工的，特別適合于加工小批量且形狀復(fù)雜、要求精度高的零件。 數(shù)控加工是根據(jù)加工零件和工藝要求編制成為數(shù)碼表示程序輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置或控制計(jì)算機(jī)中，以控制工件和刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使之加工出合格零件的方法。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控裝置控制機(jī)床，零件加工時(shí)，先制定出加工工藝，按一定格式的信息代碼編制出程序記錄在信息載體上，將此信息通過載體裝置送到數(shù)控裝置中，進(jìn)行數(shù)控處理和運(yùn) 算，成為機(jī)床執(zhí)行元件的指令脈沖，并通過傳動(dòng)裝置控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的工作。 由于該零件形狀比較簡(jiǎn)單、尺寸要求精度高、加工質(zhì)量較穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、但是生產(chǎn)條件有限，所以通過“工藝保證”和“工具保證”的加工方法即可完成。因此，加工該零件只需要選用數(shù)控車床、數(shù)控銑床即可完成零件加工。 3.6.1數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn) 1. 數(shù)控加工的特點(diǎn)： (1) 采用摟控機(jī)床加工零件可以提高加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。 (2) 數(shù)控機(jī)床可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工； (3) 采用數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床可以提高生產(chǎn)效率2-3倍，尤其對(duì)某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可提高十幾倍，甚至幾十倍； (4) 可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用； (5) 采用數(shù)控機(jī)床有利于向計(jì)算機(jī)控制與管理生產(chǎn)方面發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。 3. 數(shù)控編程的步驟 主要包括：分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計(jì)算、編寫零件加工程序、制備控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)及首件試切。 4. 數(shù)控編程的方法： 數(shù)控編程可分為手工編程、自動(dòng)編程和計(jì)算機(jī)高級(jí)語言編程三種方法。手工編程是由分析圖樣，確定工藝過程，數(shù)值計(jì)算，編寫零件加工程序單，程序的輸入和檢驗(yàn)都是 由人工完成的。特點(diǎn)：對(duì)于加工形狀簡(jiǎn)單的零件，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，程序不是很多，采用手工編程較容易完成，而且經(jīng)濟(jì)，及時(shí)，因此在點(diǎn)位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應(yīng)用，但對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲面的零件，用手工編程就有一定的難度，出錯(cuò)的幾率增大，有的無法編程。 自動(dòng)編程：用計(jì)算機(jī)編制數(shù)控加工程序的過程。特點(diǎn)：由計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)圖編程，編程準(zhǔn)確，不易出錯(cuò)，安排走到路線合理，從而使加工準(zhǔn)確。 5. 坐標(biāo)系的設(shè)定 在編寫零件的加工程序時(shí)，首先是設(shè)定坐標(biāo)系。 (1) 機(jī)床坐標(biāo)系的設(shè)定 數(shù)控機(jī)床通電后，必須首先使各軸均返回各自參考點(diǎn)，從而確定了機(jī)床坐標(biāo)系后，才能進(jìn)行其他操作，機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，運(yùn)動(dòng)正方向規(guī)定為刀具遠(yuǎn)離工件的方向。 (2) 工件坐標(biāo)系的設(shè)定 工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，是人為設(shè)定的，設(shè)定的依據(jù)是符合圖樣要求，從理論上講，工件原點(diǎn)選在任何位置都是可以的，但實(shí)際上，為了編程方便以及各尺寸較為直觀，應(yīng)盡量把工件原點(diǎn)的位置選擇合理些。 對(duì)銑床來說，工件原點(diǎn)一般選擇在工件表面上的中心位置。 數(shù)控銑床，工件坐標(biāo)系一般使用G54指令告訴系統(tǒng)工件的坐標(biāo)系原點(diǎn)所在的位置。 6. 對(duì)刀點(diǎn)的設(shè)定 數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。根據(jù)本零件的形狀確定對(duì)刀點(diǎn)為端面上的中心點(diǎn)。 7.數(shù)控銑床加工 本零件的平面部分在數(shù)控銑床上加工。數(shù)控銑床的編程應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 銑削平面零件輪廓，一般采用立銑刀切削，要遵守從切向切入，切向切出的原則，一般留0.2-0.5mm的精加工余量。 (2) 盡量采用順銑方式，加好刀補(bǔ)。 (3) 盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。 (4)應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，程序短。 零件的加工精度很大程度上取決于所用機(jī)床，因此必須合理的選擇機(jī)床，對(duì)于單件小批量生產(chǎn)一般選擇通用機(jī)床；對(duì)于中批量則廣泛采用專用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和組合機(jī)床。 在選擇機(jī)床時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1. 機(jī)床的加工尺寸范圍與零件外形尺寸相適應(yīng)。 2. 機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)。 3. 與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)。 4. 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 本零件尺寸小、重量輕、屬中批生產(chǎn)，其毛坯是塊料，加工余量較大，為了合理的利用機(jī)床，故此零件在粗加工時(shí)選用普通機(jī)床，另外工件的某些部分在普通機(jī)床上很難加工出來，又因此次設(shè)計(jì)著重練習(xí)的是對(duì)數(shù)控機(jī)床的熟練程度，故精加工時(shí)選擇數(shù)控機(jī) 床,根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，選擇的機(jī)床型號(hào)是： BV75普通數(shù)控銑床 XZK7532華中I型數(shù)控銑鉆床—為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床 3.7工藝裝備的選擇 工藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等選擇工藝裝備。 1.夾具的選擇：(2) 工藝裝備的選擇 Ⅰ 夾具的選擇 在機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證工件的加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上占有正確的位置，然后通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件的正確位置固定不動(dòng)，這一任務(wù)就是由夾具完成的，一個(gè)良好的夾具必須滿足下列基本要求： a. 選擇合適的定位方式，定位基準(zhǔn)和定位原件，必要時(shí)進(jìn)行誤差的分析計(jì)算； b. 確定合適的夾緊方式，考慮夾緊方案時(shí)，要注意夾緊力的作用點(diǎn)和方向。夾緊力應(yīng)力求通過或靠近主要支撐點(diǎn)或在支撐點(diǎn)組成的三角形內(nèi)，力求靠近切削部位或在工件剛性較好的地方； c. 夾具機(jī)構(gòu)要與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，力求高效的結(jié)構(gòu)縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率； d. 操作方便，省力和安全。 e. 便于排屑，排除切削熱對(duì)工藝系統(tǒng)的不良影響； f. 結(jié)構(gòu)工藝性好，有足夠的剛度便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修、提高夾具的可靠性及實(shí)用性。 本零件為中批生產(chǎn)，為保證工件的加工精度，提高生產(chǎn)率，在數(shù)控銑床上加工時(shí)夾具選用軟虎鉗，以避免夾緊力過大而產(chǎn)生夾痕，影響所加工工件的表面質(zhì)量。本零件技術(shù)要求不太高，故采用通用夾具即可完成，因?qū)Ｓ脢A具的專用性能強(qiáng)、成本高、不易轉(zhuǎn)變，不可長(zhǎng)時(shí)間地使用，選用夾具時(shí)要保證夾具的坐標(biāo)系方向相對(duì)固定，要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系：夾具上各零件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工。根據(jù)以上所述和現(xiàn)有生產(chǎn)條件,本組零件銑削采用虎鉗進(jìn)行裝夾。 Ⅱ 刀具的選擇 在選擇刀具方面,通常優(yōu)先用通用夾具,對(duì)于不同材料的零件,一般都有適合將其切削的刀具。刀具的選擇不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量，與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，安裝方便，這就要采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控教工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。在選用刀具時(shí)應(yīng)考慮工序種類，生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)性，工件材料，生產(chǎn)批量，加工精度及表面粗糙度與所用機(jī)床的性能選用了標(biāo)準(zhǔn)刀具。刀具材料應(yīng)當(dāng)選擇高硬度、高耐磨性、高耐熱性的材料，并有足夠的強(qiáng)度和韌性，較好的工藝。 本零件外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，考慮到車間的實(shí)際情況，在采用標(biāo)準(zhǔn)刀具的同時(shí)，也采用了成形刀具，這樣就有效的提高了生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)延長(zhǎng)使用壽命，縮短了零件的生產(chǎn)時(shí)間。 刀具的耐用度問題，也是批量生產(chǎn)中的重要問題，因此安排了粗精加工采用不同的刀具，這樣在保證了質(zhì)量的前提下，又有效地提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。 刀具的結(jié)構(gòu)分析： a刀的結(jié)構(gòu)分析：銑刀應(yīng)選用粗齒，可改善切屑卷曲情況，有較大的容屑空間和單齒強(qiáng)度，最好采用順銑加工方法，以減小加工硬化，且可提高刀具耐用度和已加工表面的表面質(zhì)量。 b鉆孔時(shí)鉆頭應(yīng)選用φ18mm的直柄麻花鉆。鉆削加工時(shí)應(yīng)多次退刀，以利于排屑，并充分冷卻。 c磨外圓砂輪的磨料選用白剛玉WA，特征代號(hào)為1-300×50×75-WA60K6V-35m/s 。 根據(jù)以上所述和現(xiàn)場(chǎng)加工條件，本組零件選用YT類硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工。 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) XXXXXX 零件名稱 平面類零件 零件圖號(hào) XX—XX 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具類型 數(shù)量 加工表面 刀具齒數(shù) 備注 1 T01 φ80mm可轉(zhuǎn)位銑刀 1 銑零件上、下表面 5 2 T02 φ14mm立銑刀 2 銑零件外輪廓、凸臺(tái) 3 圓角R5mm 3 T03 φ12mm立銑刀 2 銑心形、橢圓形凹槽 4 4 T04 φ10平底銑刀 1 銑圓形凹槽口圓角 3 圓角R4mm 5 T05 φ球頭銑刀 1 銑后表面的槽 編制 崔麗 審核 批準(zhǔn) 共1頁 第1頁 3．量具的選擇 量具要根據(jù)生產(chǎn)類型和所檢驗(yàn)的精度來選擇，優(yōu)先選用通用量具，對(duì)于尺寸精度要求高，測(cè)量不方便的均選用專用量具，這樣測(cè)量準(zhǔn)確直觀方便，提高了生產(chǎn)效率，保證了加工質(zhì)量，且結(jié)合技術(shù)測(cè)量分析零件的加工工藝性積極采用預(yù)防措施，避免廢品的產(chǎn)生。鑒于上述要求，本件為了在機(jī)加過程中保證零件的加工尺寸精度和提高測(cè)量效率的要求，需適當(dāng)選用各種通用及專用量具， 橢圓弧—專用樣板，它尺寸選用0-50mm外徑千分尺、0-50mm內(nèi)徑千分尺、0-150mm游標(biāo)卡尺即可。 3.8切削用量的確定 切削用量的合理選擇,是指在保證加工質(zhì)量的前提下,充分利用刀具和機(jī)床的性能,獲得高生產(chǎn)效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳組合。 1.粗加工時(shí)切削用量的選擇 粗加工時(shí)精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此選擇粗加工用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間、金屬切除量和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)率和降低成本。先考慮選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量；其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f；最后確定一個(gè)適合的切削速度v。根據(jù)上述原則，選擇粗加工切削用量，對(duì)于提高生產(chǎn)率、減少刀具消耗、降低加工成本是比較有利的。 1）切削深度的選擇：應(yīng)根據(jù)零件的加工余量和由夾具、機(jī)床、刀具和工件所組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。 2）進(jìn)給量f的選擇：限制進(jìn)給量，提高的因素主要是切削力。 3）切削速度v的選擇：主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。 2.精加工時(shí)切削用量的選擇 精加工時(shí)的加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻，因此選擇精加工 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)上盡量提高生產(chǎn)率。精加工時(shí)應(yīng)選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量f，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求。 1）切削深度的選擇：應(yīng)根據(jù)精加工留下的余量來確定。 2）進(jìn)給量f的選擇：限制進(jìn)給量，提高的主要因素是表面粗糙度。 3）切削速度v的選擇：切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力也有所減小，也不易產(chǎn)生積屑瘤和毛刺。 數(shù)控加工工藝卡片 卡1 單位名稱 XXXXXXX 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 使用設(shè)備 車間 上表面 1 XXXXXX 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 1 0001-0005 虎鉗 工步號(hào) 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 刀具半徑補(bǔ)償 備注 ?1 粗加工上表面的平端面 T01? φ80 1000 150 ? 0001 精加工上表面的平端面 T01 φ80 1500 100 0001 粗加工外輪廓 T02 φ14 1000 150 7 0002 精加工外輪廓 T02 φ14 1500 100 7 0002 ?2 粗加工凸臺(tái)? T02? φ14? 1000 150 ?7 0002 ?3 精加工凸臺(tái) T02 φ14?? 1500 100 7 ?0002 4 銑削槽? T03? φ12 1000 150 ?6 0003/0004 5 ?鉆孔 T05 φ14 ?1000 150 0005 6 加工圓形凹槽口圓角 T04 φ10 1500 100 0004 編制 崔麗 審核 ? 批準(zhǔn) ? 08年1月1日 共2頁 第 1 頁 卡2 單位名稱 XXXXXXX 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 使用設(shè)備 車間 后表面 2 XXXXXX 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 2 0006-0009 虎鉗 工步號(hào) 工 步 作 業(yè) 內(nèi) 容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速度 刀具半徑補(bǔ)償 備注 ?1