箱體零件油壓馬達座加工數(shù)控加工工藝說明書

1、1 概述數(shù)控機床加工工藝以普通機床的加工工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控機床的特點，綜合運用多方面的知識解決數(shù)控機床加工過程中面臨的工藝問題，其內(nèi)容包括金屬切削原理與刀具、加工工藝、典型零件加工及工藝分析等方面的基礎(chǔ)知識和基本理論。數(shù)控加工的主要對象有很多，如平面類零件、變斜角類零件、曲面類零件、箱體類零件等。而本次研究課題是加工箱體類零件工藝。箱體類零件一般是指具有一個以上孔系，內(nèi)部有一定型腔或空腔，在長、寬、高方向有一定比例的零件。箱體類零件一般都需要進行多工位孔系、輪廓及平面加工，公差嚴求較高，特別是形位公差要求較為嚴格，通常要經(jīng)過銑、鉆、擴、鏜、鉸、锪、攻螺紋等工序，需要刀具較多，在普通機床上加工

2、難度大，工裝套數(shù)多，費用高，加工周期長，需多次裝夾、找正，手工測量次數(shù)多，加工時必須頻繁地更換刀具，工藝難以制定，更重要的是精度難以保證。這類的零件在加工中心上加工，一次裝夾完成普通機床60%95%的工序內(nèi)容，零件各項精度一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，同時節(jié)省費用，縮短生產(chǎn)周期。加工箱體零件的加工中心，當加工工位較多，需工作臺多次旋轉(zhuǎn)角度才能完成的零件，一般選擇臥式鏜銑類加工中心。當加工的工位較少，且跨距不大時，可選立式加工中心，從一端進行加工。而對于箱體類零件常用的加工方法，主要有以下幾種：1）當既有面又有孔時，應(yīng)先銑面，后加工孔。2）所有孔系都先完成全部孔的粗加工，再進行精加工。3）一般情況下，直徑

3、30的孔都應(yīng)鑄造出毛坯孔。在普通機床上完成毛坯的粗加工，給加工中心工序的留量為46mm（直徑），再上加工中心進行面和孔的粗、精加工。通常分“粗鏜半精鏜孔端倒角精鏜”四個工步完成。4）直徑30的孔可以不鑄出毛坯，孔和孔的端面全部加工都在加工中心完成。可分為“锪平端面（打中心孔）鉆擴孔端倒角鉸”等工步。有同軸度要求的小孔（30），須采用“锪平端面（打中心孔）鉆半精鏜孔端倒角精鏜（或鉸）”工步來完成，其中打中心孔需視具體情況而定。5）在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特別是在大小孔相距很近的情況下，更加要采取這一措施。6）對于跨距較大的箱體的同軸孔加工，盡量采取調(diào)頭加工的方法，以縮短刀輔具的長徑

4、比，增加刀具剛性，提高加工質(zhì)量。7）螺紋加工 一般情況下，M6以上、M20以下的螺紋孔可在加工中心上完成。M6以下、M20以上的螺紋孔可在加工中心上完成底孔加工，攻螺紋可通過其他手段加工。因加工中心的自動加工方式在攻小螺紋時，不能隨機控制加工狀態(tài)，小絲錐容易折斷，從而產(chǎn)生廢品，由于刀具、輔具等因素影響，在加工中心上攻M20以上大螺紋有一定困難。但這也不是絕對，可視具體情況而定，在某些機床上可用鏜刀片完成螺紋切削。（用G33代碼）。 以上述所示，此次設(shè)計加工工藝為箱體類零件，以如何確定加工內(nèi)容、安排加工工序、設(shè)計夾具、選擇合適機床等內(nèi)容上考慮，設(shè)計出加工此零件所有工藝內(nèi)容等。2 油壓馬達座加工工

5、藝分析 2.1 零件工藝性分析此工藝設(shè)計的題目是油壓馬達座零件，該零毛坯是一個鑄造出來的箱體。工藝分析的內(nèi)容包括產(chǎn)品的零件圖樣分析、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析與零件毛坯的工藝性分析。 2.1.1零件圖工藝分析設(shè)計此零件是以孔的中心線為基準，標注階梯孔的長度尺寸是以零件一端面為基準，尺寸標注符合國家標準的要求，尺寸注寫齊全，沒有重復，而且尺寸布局明顯、有規(guī)律，便于看圖，既保證設(shè)計要求，又考慮到加工和測量時的方便。構(gòu)成工件輪廓圖形的各種幾何元素條件充要，各幾何元素的相互關(guān)系（平行度、同軸度）都明確。沒有多余的尺寸。零件毛坯是鑄造箱體，箱體剛性較好，加工此零件時，精度要求較高的三個孔的尺寸，以是A孔（如圖1

6、-1所示）為基準來加工，加工時先加工好A孔，再去加工基他的孔，加工是用鏜削加工，加工時用冷卻液來冷卻，這樣產(chǎn)生的熱變形不會很大，而且精加工留在最后一道工序，這樣粗、精加工相隔一段時間，更加能讓變形減少。因此零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差都可以得到保證。此零件以鏜孔和攻螺紋孔為主。此零件上的孔類型有階梯孔和通孔，在鏜階梯孔有一定難度，由于加工好一端的孔后，零件需要回調(diào)到另一端，若用手工回轉(zhuǎn)的話，這樣就很難保持加工精度，而且還很費時。為了能保證加工精度要求和減少加工工時，可以采用回轉(zhuǎn)工作臺來加工此零件。這樣當鏜好一端后，工作回轉(zhuǎn)180度到一端。這樣就不僅可以加工方便，還能保證基精度要求。但用回

7、轉(zhuǎn)作臺裝夾時，必須保證零件中心與工作臺回轉(zhuǎn)中心同軸，若不這樣會產(chǎn)生嚴重的誤差。2.1.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性，可以使零件加工容易，節(jié)省工時和材料。由圖紙可看得出。此零件所要加工的幾何元素是孔和螺紋，對于孔的加工都能很好加工，只是有錐度螺紋孔和2x4M12難以機加工，因為錐度螺紋孔孔徑很小，2x4M12離端面距離大長了，若用機加工來加工此螺紋孔，可能造成刀具損壞，還很難加工出來。因此只能用手工來加工上述螺紋孔。手工加工是用畫線的方法來定位，再用手電鉆來加工，這樣方法精度是不高，但此螺紋孔的技術(shù)要求精度不高

8、，用手工加工的方法是能保證的。加工時就采用統(tǒng)一的基準定位。但此零件加工時，先銑削底座基面，再用底座面作為精基準來加工，再用夾具來配合裝夾。這樣就能保證加工精度，而且是采用臥式加工中心來加工，一次裝夾后就可以加工完所有加工內(nèi)容。該零件的孔、和等所有孔其中、 、 有位置公差和尺寸公差要求。構(gòu)成工作輪廓圖形的各種幾何元素的條件充要，各幾何關(guān)系明確，沒有多余的尺寸，所需要基點坐標容易求得。材料為鑄鐵，切削工藝性較好。在鏜孔時，為了保證同軸度和平行度等，先銑削油壓馬達座的四個底座，銑削底座時，雖然其表面粗糙度要求不高，但一定保證平面與設(shè)計中心線平行，這樣才能保證在臥式加工中心加工孔時保證孔其平行度。再以

9、底座為精基準裝夾，然后銑端面、鏜孔和攻螺紋。這樣就可以保證孔的平行度。此零件圖1-1所示： 圖1-1 油壓馬達座零件圖小結(jié)零件圖紙分析，包括分析尺寸標注方法、零件圖的完整性與正確性、零件技術(shù)要求和零件材料等。確定所要加工的內(nèi)容以及加工內(nèi)容的技術(shù)要求，確定零件設(shè)計基準，找出加工內(nèi)容的難點，以及找出主要的和關(guān)鍵的技術(shù)要求等，確定所要加工內(nèi)容后才能為工藝設(shè)計作準備。3 加工零件工藝路線的擬定3.1 選擇定位基準正確地選擇定位基準是設(shè)計工藝過程的一項生要內(nèi)容。在制定工藝規(guī)程時，定位基準選擇的正確與否，對保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當用夾具安裝工件

10、時，定位基準的選擇還會影響到夾具結(jié)構(gòu)的復雜程度。因此，定位基準的選擇是一具很重要的工藝問題。選擇定位基準時，是從保證工件加工精度要求出發(fā)的，因此，定位基準的選擇應(yīng)先選擇精基準，再選擇粗基準。3.1.1 精基準的選擇原則選擇精基準時，主要考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠，其選擇原則如下：（1）基準重合原則 即選用設(shè)計基準作為定位基準，以避免定位基準與設(shè)計基準不重合誤差。（2）基準統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準定位加工零件上所盡可能的表面，這就是基準統(tǒng)一原則。這樣做就可以簡化工藝規(guī)程的制定工作，減少夾具設(shè)計、制造工作量和成本縮短生產(chǎn)同期；由于減少了基準轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。（3）自

11、為基準原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準，稱為自為基準原則。（4）互為基準原則 當對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進行加工時，需要用兩個表面互相作為基準，反復進行加工，以保證位置精度要求。（5）便于裝夾原則 所選精基準應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。而對于箱體類零件選擇精基準時，為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，箱體類零件精基準選擇常用兩種原則：基準統(tǒng)一原則、基準重合原則。一面兩孔 (基準統(tǒng)一原則)在多數(shù)工序中，箱體利用底面(或頂面)及其上的兩孔作定位基準，加工其它的平面和孔系，以避免由于基準轉(zhuǎn)換而

12、帶來的累積誤差。三面定位(基準重合原則)箱體上的裝配基準一般為平面，而它們又往往是箱體上其它要素的設(shè)計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高箱體各主要表面的相互位置精度。由分析可知，這兩種定位方式各有優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)條件合理確定。在中、小批量生產(chǎn)時，盡可能使定位基準與設(shè)計基準重合，以設(shè)計基準作為統(tǒng)一的定位基準。而大批量生產(chǎn)時，優(yōu)先考慮的是如何穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，由此而產(chǎn)生的基準不重合誤差通過工藝措施解決，如提高工件定位面精度和夾具精度等。對于此零件所有的孔都是要加工的，而且采用工序集中原則去加工，若以一面二孔作為精基準，這樣不但加大設(shè)計難度，而且

13、增多加工工藝內(nèi)容，使工序變得更加復雜。而采用三面定位，這樣不但能符合工序集中原則，也符合基準重合原則。即以底座面、一個端面、底座側(cè)面作為精基準。3.1.2 粗基準的選擇原則選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時應(yīng)考慮下列原則。（1）選擇重要表面為粗基準；（2）選擇不加工表面為粗基準；（3）選擇加工余量最小的表面為粗基準；（4）選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準；（5）粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。在選擇粗基準時，通常應(yīng)滿足以下幾點要求：第一，在保證各加工面均有余量的前提下，應(yīng)使重要孔的加工余量

14、均勻,孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有適當?shù)谋诤瘢坏诙?，裝入箱體內(nèi)的回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等)應(yīng)與箱壁有足夠的間隙；第三，注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應(yīng)保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。為了滿足上述要求，通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準。由于鑄造箱體毛坯時，形成主軸孔、其它支承孔及箱體內(nèi)壁的型芯是裝成一整體放入的，它們之間有較高的相互位置精度，因此不僅可以較好地保證軸孔和其它支承孔的加工余量均勻，而且還能較好地保證各孔的軸線與箱體不加工內(nèi)壁的相互位置，避免裝入箱體內(nèi)的齒輪、軸套等旋轉(zhuǎn)零件在運轉(zhuǎn)時與箱體內(nèi)壁相碰。根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn)時，由于毛

15、坯精度高,可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準，往往會造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進行第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基準對毛坯進行劃線和檢查，必要時予以糾正，糾正后孔的余量應(yīng)足夠，但不一定均勻。在此零件中，若采用以主軸孔及其中心線為粗基準對毛坯進行粗加工，有以下不足處：首先，此零件的設(shè)計中心線的孔徑比較大，需要加工二個直徑與設(shè)計孔尺寸一樣的板塊，這樣增加加工量；此零件粗加工只是銑削底座四個平面，技術(shù)要求不是很高，只要保證底面與設(shè)計中心線平行就行，因此，

16、只要調(diào)整其水平度就可以加工。而若以主軸孔和其中心線為基準，不能保證其水產(chǎn)面的平行度，需要其他輔助裝置才能保證其平行度。夾具裝置也許會于復雜，不能達到簡單目的。由上述所說，粗銑零件底座平面時，選擇外零件外圓作為粗基準，以V型塊和二個可調(diào)支承座作為定位工具，以樣可以限制（四個自由度），以保證基加工余量均勻和平面水平度；再選取一個端面為粗基準（限制一個自由度），防止加工時出現(xiàn)松動。3.2 加工方案確定首先，銑削零件的底座，其技術(shù)要求不是很高，只要保證平面水平度就可以，為了不占用數(shù)控設(shè)備，提高生產(chǎn)效率，可采用JHT300單面銑床銑削進行銑削就可以達到設(shè)計技術(shù)所要要求。銑削時，加工總余量為5mm，加工方

17、案為粗銑，這樣可以達到圖紙技術(shù)標注要求要求。 銑好底座后，以底座基準裝夾，進行一系列的鏜孔，鉆孔等。這些任務(wù)在數(shù)控加工中心機床完成。1）.銑端面時，表面粗糙度為Ra6.3，則采用粗銑-精銑方案；2).242孔為已鑄出毛坯孔，孔底表面粗糙度為Ra6.3，孔壁粗糙度為Ra3.2，而且作為設(shè)計基準孔，對刀也是以此孔作為對刀點，找對刀點。則采用粗鏜-半精鏜方案即可達到技術(shù)要求；3).240孔為已鑄出毛坯孔，孔底面的粗糙度為Ra1.6，孔壁的粗糙度為Ra3.2，與基準孔有同軸度要求，用粗鏜-半精鏜-精鏜方案方就可達到技術(shù)要求；4).205孔為已鑄出毛坯孔，孔底表面粗糙度為Ra6.3，孔壁表面粗糙度為Ra

18、6.3，采用粗鏜-半精鏜方案就可達到技術(shù)要求；5).175孔為已鑄出毛坯孔，孔表面粗糙度為Ra6.3，采用粗鏜-半精鏜方案就可達到技術(shù)要求；6).200孔為已鑄出毛坯孔，孔底表面粗糙度為Ra3.2，孔表面粗糙度為Ra1.6，采用粗鏜-半精鏜-精鏜方案方可達到技術(shù)要求；7).290孔為已鑄出毛坯孔，孔底表面粗糙度為Ra6.3，孔表面粗糙度為Ra3.2，采用粗鏜-半精鏜方案就可達到技術(shù)要求；8).60孔為已鑄出毛坯孔，孔表面粗糙度為Ra3.2，采用粗鏜-半精鏜方案就可達到技術(shù)要求；9).105孔為已鑄出毛坯孔，孔表面粗糙度為Ra1.6，與基準孔有平行度和同軸度要求，采用粗鏜-半精鏜-精鏜方案才能達

19、技術(shù)要求；10).倒175、290、205、60各角時，采用鏜刀一次性倒角；11).加工5-M16螺紋孔時，采用鉆中心孔-鉆底孔-倒角-攻螺紋方案；12).加工8-M10螺紋孔時，采用鉆中孔-鉆底角-倒角-攻螺紋方案；13).加工8-M12螺紋孔時，采用手電鉆加工，鉆中心孔-鉆底孔-攻螺紋。3.3 加工階段的劃分零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同，可分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個階段。（1）粗加工階段 其任務(wù)是切除毛坯上大部分多余的金金屬，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標是提高生產(chǎn)率。（2）半精加工階段 基任務(wù)是使主要表面達到一定有精度，留有一定有精加工作量，為主要表

20、面的精加工（如精車、精磨）做好準備。并可完成一些次要表面加工，如擴孔、攻螺紋等。（3）精加工階段 其任務(wù)是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求。主要目標是全面保證加工質(zhì)量。（4）光整加工階段 對零件上精度和表面粗糙度要求很高（IT6級以上，表面粗糙度為Ra0.2以下）的表面，需進行光整加工，其主要目標是提高尺寸精度、減小表面粗糙度。一般不用來提高位置精度。劃分加工階段的目的如下：（1）保證加工質(zhì)量 工件在粗加工時，切削的金屬層較厚，切削力和夾緊力都比較大，切削溫度混在一起，就無法避免上述原因引起的加工誤差。按加工階段加工，粗加工造成的加工誤差可以通過半精加工和精加工來糾正，從而保證

21、零件的加工質(zhì)量。（2）合理使用設(shè)備 粗加工量大，切削用量大，可采用功率大、剛度好、效率高而精度低的機床。精加工切削力小，對機床破壞小，采用高精度機床。這樣發(fā)揮了設(shè)備的各自特點，既能提高生產(chǎn)率，又能延長精密設(shè)備的使用壽命。（3）便于以時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 對毛坯的各種缺陷，如鑄件的毛孔、夾砂和余量不足等，在粗加工后即可發(fā)現(xiàn)，便于及時修補或決定報廢，以免繼續(xù)加工下去，造成浪費。（4）便于安排熱處理工序 如粗加工后，一般要安排去應(yīng)力熱處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。精加工前要安排淬火等最終熱處理，其變形可以通過精加工予以消除。加工階段劃分也不應(yīng)絕對化，應(yīng)根據(jù)零件的質(zhì)量要求、結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)綱領(lǐng)靈活掌握。對于此零件，工件

22、剛性好、加工余量小、而且是重型零件，若采用加工階段劃分，那么首先是裝夾和運輸很費時。再者，若按加工階段來劃分，對于一些孔加工等位置要求較高的零件，裝夾次數(shù)多了就很難保證技術(shù)要求。對于本次設(shè)計中的油壓馬達座零件，若采用加工階段劃分來加工，雖然能使加工時變形得到回復，這樣加工變形對加工精度影響就小了?？砂醇庸るA段來劃分，有以下不足之處：（1）此零件體積大，重量約為276Kg,首先是運輸和裝夾上很費時；（2）此零件主要加工內(nèi)容是鏜孔和鉆螺紋孔，而孔對于尺寸公差和位置公差要求較高，特別是位置公差，若采用加工階段劃分來加工此零件，很難保證位置公差要求。（3）此零件在臥式加工中心上加工，可以一次性加工完所

23、有的平面，能夠保證尺寸和位置技術(shù)要求，不必按加工階段劃分加工浪費工時。那很難保證各孔的尺寸公差和位置公差等。對于此零件三個精度要求較高的孔，可以采用先粗、半精加工后，加工其他加工內(nèi)容，最后才精加工三個精度要求較高的孔。加工時還有冷卻液冷卻，因此不必劃分加工階段也能保證尺寸精 度要求。3.4加工工序的劃分工序的劃分可以采用兩種不同原則，即工序集中原則和工序分散原則。（1）工序集中原則 工序集中原則是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。采用工序集中原則的優(yōu)點：有利于采用高效的專用設(shè)備和數(shù)控機床，提高生產(chǎn)效率；減少工序數(shù)目，縮短工藝路線，簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作；減少機床數(shù)量、

24、操作工人數(shù)和占地面積；減少工作裝夾次數(shù)，不僅保證了各加工表面間的相互位置精度，而且減少了夾具數(shù)量和裝夾工件的輔助時間。但專用設(shè)備和工藝裝備投資大、調(diào)整維修比較麻煩、生產(chǎn)準備周期較長，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。（2）工序分散原則 工序分散就是將工作的加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容很少。采用工序分散原則的優(yōu)點是：加工設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整和維修方便，操作簡單，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易；有利于選擇合理的切削用量，減少機動時間。但工藝路線較長，所需要設(shè)備及工人數(shù)多，占地面積大，而且難以保證加工表面相互間位置精度。根據(jù)上述的原則來看，本次設(shè)計加工工序按工序集中原則方法來加工。因為加工此零件用的是臥式加工中心，所

25、要加工的表面不是很多，主要以鏜孔和攻螺紋為主，而且零件是重型零件，采用加工集中原則，可以減少裝夾次數(shù)和運輸量。此零件結(jié)構(gòu)剛性較好，又在臥式加工中心上加工，加工精度可以保證符合圖紙所標注的技術(shù)要求。3.5確定加工順序切削加工工序通常按下列原則安排順序。(1)先面后孔的加工順序箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規(guī)律。因為主要平面是箱體往機器上的裝配基準，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基準與設(shè)計基準和裝配基準重合，從而消除因基準不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準加工平面，再以平面為精基準加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準，并且

26、加工平面時切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現(xiàn)象，對刀調(diào)整也比較方便。(2)粗精加工分階段進行粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。粗、精加工分開進行，會使機床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對單件、小批生產(chǎn)、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進行，但必須采取相應(yīng)措施，以減少加工過程中的變形。例如粗加工后

27、松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進行精加工。（3）先主后次原則零件的主要工作表面、裝配基面應(yīng)先加工，從而能及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。次要表面可穿插進行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進行。（4）基面先行原則用作精基準的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小。例如軸類零件加工時，總是先加工中心孔，再以中心孔為精基準加工外圓表面和端面。又如箱體類零件總是先加工定位用的平面和兩個定位孔，再以平面和定位孔為精基準加工孔系和其他表面。按照先面后孔、先粗后精、其面先行、先主后次和前面所述的工序集中原則。具體加工順序

28、如下：1）.工序1：以310外圓（四個自由度）、A面（一個自由度）、K、L面（一個自由度）為粗基準定位，采用普通立式銑床加工。工步內(nèi)容為：粗銑零件底座。2）.工序2：以底座、一個端面、二個底座側(cè)面（三面定位原理）為精基準定位，采用臥式加工中心加工，工步內(nèi)容為：粗、銑精銑各個端面粗鏜、半精鏜242孔粗鏜、半精鏜240孔粗鏜、半精鏜205孔粗鏜、半精鏜175孔粗鏜、半精鏜60孔8-M10鉆中心孔、鉆底孔、倒角、攻螺紋粗鏜、半精鏜200孔粗鏜、半精鏜290孔5-M16鉆中心孔、鉆底孔、倒角、攻螺紋粗鏜、半精鏜105孔倒175、290、60、205、175端角精鏜240孔精鏜290孔精鏜105孔。小結(jié)

29、1. 粗銑零件底座平面時，選擇外零件外圓作為粗基準，以V型塊和二個可調(diào)支承座作為定位工具，以樣可以限制（四個自由度），以保證基加工余量均勻和平面水平度；再選取一個端面為粗基準（限制一個自由度），防止加工時出現(xiàn)松動。2. 精加工時，采用三面定位，即基準重合原則。即以底座面、一個端面、底座側(cè)面作為精基準。3. 零件以鏜孔和攻螺紋為主，而且零件是重型零件，采用加工集中原則，可以減少裝夾次數(shù)和運輸量。4. 按先面后孔、先粗后精、其面先行、先主后次和前面所述的工序集中原則。先粗銑底座，再以底座為基誰，銑削端面，再鏜孔和鉆孔。4 數(shù)控加工工序4.1加工設(shè)備選擇該零件為箱體，銑削底座比較簡單，只要保證平行度

30、就行了，粗糙度要求不高，而且裝夾時需要用專用工裝協(xié)調(diào)，調(diào)整時間長，若用數(shù)控機床加工，則占機調(diào)整時間長，為了降點生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，可采用普通立式銑床銑削就可以保證所要要求，所選立式銑床如圖4-1所示。而加工孔時，該零件孔較多，而且加工工位較多，需工作臺多次旋轉(zhuǎn)角度才能完成的零件，需要進行多工位孔系、輪廓以及平面加工，有公差嚴求較高，特別是形位公差要求較為嚴格，要能過銑、鉆、鏜、攻螺紋等工序，需要刀具較多，在普通機床上加工難度大，工裝套數(shù)較多，費用高，加工同期長，需要多次裝夾、找正，手工測量次數(shù)多，加工時必須頻繁地更換刀具，工藝難以制定，更重要的是精度難以保證。這類零件在加工中心上加工，一次

31、裝夾可以完成普通機床60%-95%的工序內(nèi)容，零件各項精度一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，同時節(jié)省費用，縮短生產(chǎn)同期。從上所述，加工此零件選擇臥式鏜銑床加工中心。如圖4-2所示： 圖4-1 JHT立式單面銑床JHT300立式單面銑其機床參數(shù)如下所示： 表4-1 JHT300立式單面銑床JHT300-立式單面銑由JHT300床身，工作臺，加裝立柱，立柱拖板螺母付，再在拖板上配置動力頭而形成，動力頭功率為5.5KW，7.5KW兩種，垂直升降絲桿有兩種結(jié)構(gòu)形式即普通絲桿螺母及滾珠絲桿螺母，用戶可自行選擇JHT300立式單面銑主要技術(shù)參數(shù) 名稱型號JHT300-立式最大進給力20000N 2000kgf臺面尺寸（

32、長寬高）(mm)1500580195快速進給速度=3000mm/min床身（長寬高）(mm)3000620620進給電機功率N=1.5KW工作臺最大行程(mm)1500適配動力頭為5.5KW，7.5KW適配動力頭型號/功率XD3250/5.5KW XD4060/7.5KW備注：還有JHT210-立式配置只是床身長2100，臺面長1050行程1000動力頭垂直升降距離(mm)470適配動力頭為3kw、4kw及5.5kw主軸套筒外伸量(mm)80 100適配滑臺進給箱為JHT型，主軸相關(guān)尺寸7:24.50#,D(直徑)=69.85,L=101.8 D=128_0.1推薦銑刀盤直徑(mm)300 4

33、00主軸中心離立柱距離(mm)410 450主軸中心離拖板距離(mm)160 200刀盤端面離臺面最大最小距離(mm)95/560 20/490適配滑臺進給箱型號JHT型 1.5KW工進速度mm/min18檔20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000機床臺面高度(mm)760外型尺寸（長寬高）(mm)415012802410 圖4-2 HMC125f 臥式銑鏜加工中心其參數(shù)如下表所示： 表4-2 HMC125f臥式銑鏜加工中心技術(shù)參數(shù)4.2 工件的定位與夾緊方案的確定4.2.1 工件的定位工件在空間具有

34、六個自由度，即沿x、y、z三個直角坐標軸方向的移動自由度和繞這三個坐標軸的轉(zhuǎn)動自由度。若要使工件在夾具中獲得惟一確定的位置，就需要在夾具上合理設(shè)置相當于定位元件的六個支承點，使工件的定位基準與定位元件緊貼接觸，即可消除工件的所有六個自由度，這就是工件的六點定位原理。工件在機床上加工時，首先要把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它和刀具之間有相對正確的位置，這個過程稱為定位。當零件較復雜時、加工面較多時，需要經(jīng)過多道工序的加工，其位置精度取決于工件的安裝方式和安裝精度。工件常用的安裝方法如下：1）直接找正安裝 用劃針、百分表等工具直接找正工件位置并加以夾緊的方法稱直接找正安裝法。此法生產(chǎn)率低，精

35、度取決定于工人的技術(shù)水平和測量工具的精度，一般只用于單件小批生產(chǎn)。2）劃線找正安裝 先用劃針畫出要加工表面的位置，再按劃線用劃針找正工件在機床上的位置并加以夾緊。由于劃線既費時，又需要技術(shù)高的劃線工，所以一般用于批量不大，形狀復雜而笨重的工件或低精度毛坯的加工。3）用夾具安裝 將工件直接安裝在夾具的定位元件上的方法。這種方法安裝迅速方便，定位精度較高而且穩(wěn)定，生產(chǎn)率較高，廣泛用于中批量和平以上的生產(chǎn)類型。用平具安裝工件的方法有以下特點：1）工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接找正安裝法。此法生產(chǎn)率低，精度取決于工人的技術(shù)水平和測量工具的精度，一般只用于單件小批

36、量生產(chǎn)。2）由于夾具預先在機床上已調(diào)整好位置，因此，工件通過夾具相對于機床也就占有了正確的位置。3）通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。4.2.2 夾具設(shè)計由于此零件為箱體類零件，而且體積較為大，重量也很重。為此，不管此零件是在數(shù)控機床上加工還是在普通機床上加工，都要考慮到此方面。對于大型類零件一般采用的是組合夾具裝夾，而數(shù)控機床常用夾具主要采用拼裝夾具、組合夾具、可調(diào)夾具和數(shù)控夾具。組合夾具一般是為某一工件的某一工序給裝的專用夾具，也可以組裝成通用可調(diào)夾具或成組夾具。組合夾具適用于各類機床。組合夾具把專用夾具的設(shè)計、制造、使用、報廢的單向過程變?yōu)榻M裝、拆散、清洗入庫

37、、再組裝的循環(huán)過程?？捎脦讉€小時的給裝同期代替幾個月的設(shè)計制造周期，從而縮短了生產(chǎn)周期；節(jié)省了工時和材料，降低了生產(chǎn)成本；還可減少夾具庫房面積，有利于生產(chǎn)管理。組合夾具的元件精度高、耐磨，并具實現(xiàn)了完全互換，元件精度一般為IT6IT7。用組合夾具加工的工件，位置精度一般可達IT8IT9級，若調(diào)整得當，可以達到IT7級。 組合夾具的主要缺點是體積較大，剛度較差，一次投資多，成本高。組合夾具分為槽系和孔系兩大類：1）槽系組合夾具的元件包括基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導向件、夾緊件、緊固件以及其他輔助件等。槽系組合夾具可以直接安裝在機床工件臺上，不必用加基礎(chǔ)板。通過定位件確定零件位置，夾緊件來夾緊零件。

38、由于夾具是真接在工件臺上或者是安裝在槽系板上，由于安裝夾具時，安裝精度不是很高，因此定位精度也不是很高，與孔系組合夾具相比，精度低。因此一般用于定位精度要求不是很高的加工零件上。2）孔系組合夾具的元件用一面兩圓柱銷定位，屬允許使用的過定位；其定位精度高，剛性比槽系組合夾具好，組裝可靠，體積小，元件的工藝性好，成本低，可用作數(shù)控機床夾具。但組裝時元件的位置不能隨意調(diào)節(jié)，常用偏心銷釘或部分開槽元件進行彌補。工件的定位基準與夾緊方案的確定，應(yīng)遵循前面所述有關(guān)定位基準的選擇原則與工件夾緊的基本要求。此外，還應(yīng)該注意下列三點：（1）力求設(shè)計基準、工藝基準與編程原點統(tǒng)一，以減少基準不重合誤差和數(shù)控編程中的

39、計算工作量。（2）設(shè)法減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位裝夾中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，充分發(fā)揮數(shù)控機床的效率。（3）避免采用占機人工調(diào)整方案，以免占機時間太多，影響加工效率。4.2.3 普通立式銑床工件裝夾在銑削零件底座時，工件定位及裝夾方案確定的思路為：此零件為大型箱體零件，只能用組合夾具去定位和裝夾，銑削底座面時，采用的立式銑床，那要銑削的平面一定為向上且與水平面保持平行，此零件上部為一個圓柱面，可采用V型塊作定位，另一端面用一個角鐵塊定位一端，調(diào)整其零件底座水平面可用二個可調(diào)支承來固定。夾緊的裝置是用壓板和螺母栓來平緊。這樣

40、就可以使零件即定位好在工作臺上，又能很好的夾緊。其定位和夾緊示意圖如下圖4-3所示： 圖4-3工件裝夾示意圖1M30螺母栓 2M30螺母 3墊圈 4壓板 5彈簧 6擋板 7可調(diào)支承座 8M30螺母栓 9角鐵 10M30螺母栓 11可調(diào)V型塊 12M10螺母栓 13M10螺母 14墊圈 15彈簧 16勾板 17M30螺母栓4.2.4 臥式加工中心工件裝夾在臥式加工中心加工此零件，為了保證其孔的平行度和同軸度，采用一次裝夾加工完所有要加工的孔和面等。由于沒有孔可以定位，只能用三面定位（基準統(tǒng)一原則）作為定位。以底座、一個端面、二個底座側(cè)面作為精基準定位。再用壓板和螺母栓夾緊。由于此零件在臥式加工中

41、心加工時，工作臺需要回轉(zhuǎn)180度，為了保證工作臺回轉(zhuǎn)后，可以使不停機重新對刀而直接加工另一端，就要零件的X、Z軸尺寸相交的中心點與工作臺中心點重合，而此零件在此中心點外沒有孔作為基點，若不用夾具輔助，那很難調(diào)整。為此，可用孔系基礎(chǔ)板，在此板上鉆有中心孔，裝夾零件時，先裝夾在孔系基礎(chǔ)板上，這樣可以方便找正中心孔。而具根據(jù)上述孔系組合夾具的特點，定位精度較高，而在臥式加工中心加工此零件精度要求較高，用孔系組合夾具來裝夾此零件正好符合技術(shù)要求。裝夾好零件在基礎(chǔ)板上后，吊裝到臥式加工中心上，這樣不但能保證加工精度，而且減少在機床上裝夾時間。見圖4-4： 圖44 工件裝夾示意圖1墊板 2角鐵 3螺母栓

42、4墊板 5墊圈 6M3螺母栓 7壓板8M30螺母 9彈簧 10定位梢 11吊環(huán) 12基礎(chǔ)板 13定位梢14M30螺母栓 15M30圓頭螺栓 16墊板 4.3 刀具的選擇4.3.1 選擇刀具時的出發(fā)點（1）銑刀剛性要好 要求銑刀剛性好的目的，一是滿足為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要，二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過和中難以調(diào)整切削用量的特點。在數(shù)控銑削中，因銑刀剛較差而繼刀并造成零件損傷的事例是經(jīng)常有的，所以解決數(shù)控銑刀的剛性問題是至于關(guān)重要。（2）銑刀的耐用度要高 當一把銑刀加工的內(nèi)容很多時，如果刀具磨損較快，不僅會影響零件的表面質(zhì)量和加工精度，而且會增加換刀與對刀次數(shù)，從而導致零件加工表面留下因

43、對刀誤差而形成的接刀臺階，降低零件的表面質(zhì)量。4.3.2 刀具的選擇根據(jù)前面所述以及零件結(jié)構(gòu)特點，銑削零件底面時，為了保證圖紙技術(shù)要求和減少加工時間，而且在加工中心上銑削端面時，為了防止出現(xiàn)碰刀現(xiàn)象，采用端銑刀直徑較大，此零件需要銑端面、鏜孔、攻螺紋孔，所需刀具有端面銑刀、鏜刀、中心鉆、麻花鉆、孔倒角刀、機用絲錐等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸來選擇。同時考慮到此零件的材料為球墨鑄鐵，加工性能較好，刀具材料為硬質(zhì)合金。鏜刀種類很多，按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。單刃鏜刀可鏜削通孔、階梯孔和盲孔，單刃鏜刀剛性差，切削時易引起振動，所以鏜刀的主偏角選得較大，以減小徑向力。鏜鑄鐵孔或精鏜時，一般取主偏

44、角Kr；粗鏜鋼件孔時，取主偏角Kr，以提高刀具的耐用度。單刃鏜刀一般均有調(diào)整裝置，效率低，只能用于單件小批生產(chǎn)。但結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性較廣，粗、精加工都適用。鏜孔刀具的選擇主要的問題是刀桿的剛性，要盡可能地防止或消除振動，其主要考慮點如下：（1）盡可能選擇大的刀桿直徑，接近鏜孔走私最好；（2）盡可能選擇微短的刀桿臂工作長度。當工作長度小于4倍刀桿直徑時可用鋼制刀桿，加工要求高的孔時最好采用硬質(zhì)合金刀桿。當工作長度為4-7倍的刀桿直徑時，小孔用硬質(zhì)合金刀桿，大孔用減振刀桿。當工作長度為7-10倍的刀桿直徑時，要采用減振刀桿；（3）選擇主偏角（切入角Kr）接近些年來或大于；（4）選擇涂層的刀片品種（刀

45、刃圓弧?。┖托〉牡都鈭A弧半徑（0.2mm）；（5）精加工采用正切削刃（正前角）刀片和刀具，粗加工采用負切削刀刃片的刀具；（6）鏜深的盲孔時，采用壓縮空氣和冷卻液來排屑和冷卻。根據(jù)上述，本次設(shè)計所用的鏜刀都為單刃。所選刀具如下表4-3所示： 表4-3 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱液壓馬達座零件圖號程序編號工步號刀具號刀具名稱刀柄型號刀具補償值/mm直徑/mm長度/mm1T01200端面銑刀JT40-XD3-1002002T02241.2 階梯鏜刀JT40-TF250-200241.23T03242階梯鏜刀JT40-TZC240-1002424T04239階梯鏜刀JT40-TF250-1

46、502395T05239.8階梯鏜刀JT40-TZC230-150239.86T06240階梯鏜刀JT40-TZC240-1502407T07204.2階梯鏜刀JT40-TF190-180204.28T08205階梯鏜刀JT40-TZC200-1802059T09174.2階梯鏜刀JT40-TF200-250174.210T10175階梯鏜刀JT40-TZC150-25017511T1159.2通孔鏜刀JT40-TF70-35059.212T1260通孔鏜刀JT40-TZC50-3506013T13199階梯鏜刀JT40-TF220-25019914T14199.8階梯鏜刀JT40-TZC18

47、0-250199.815T15200階梯鏜刀JT40-TZC180-25020016T16289.6階梯鏜刀JT40-TF300-200289.617T17290階梯鏜刀JT40-TZC280-20029018T18倒角鏜刀290JT40-TZC300-20029019T19倒角鏜刀175JT40-TZC200-25017520T20倒角鏜刀205JT40-TZC200-25020521T21倒角鏜刀60JT40-TZC200-2506022T22104通孔鏜刀JT40-TF150-30010423T23104.8通孔鏜刀JT40-TZC100-300104.824T24105通孔鏜刀JT40

48、-TZC100-30010525T253中心鉆JT40-KH-KJ-200326T2614麻花鉆JT40-KH-KJ-2001427T2716銑刀JT40-KH-KJ-2001628T28機用絲錐M16JT40-KH-KJ-2001629T298麻花鉆JT40-KH-KJ-200830T3010銑刀JT40-KH-KJ-2001031T31機用絲錐M10JT40-KH-KJ-200104.4 確定走刀路線和工步順序走刀路線是刀具在整個加工工序中相對于工件的運動軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序。走刀路線也是編寫程序的依據(jù)之一。因此在確定正確的走刀路線對加工工藝很有影響。4.4

49、.1 確定走刀路線的原則工步順序是指同一道工序中，各個表面加工的先后次序。它對零件的加工質(zhì)量、加工效率和數(shù)控加工中的走刀路線有直接影響，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點和工序的加工要求等合理安排。工步的劃會與安排一般可隨走刀路線來進行，在確定走刀路線時，主要遵循以下原則。1）保證零件的加工精度和表面粗糙度銑削平面時，可采用順銑和逆銑方式。順銑即銑刀切出工件時的切削速度方向與工件的進給方向相同。這種銑削方式的特點是刀齒的切削厚度從最大逐漸遞減至零，沒有刀齒滑行現(xiàn)象，加工硬化程度大為減輕，已加工表面質(zhì)量較高，刀具耐用度也比逆銑時高。不足之處是絲桿與螺母傳動副中存在間隙，當?shù)洱X進給量較大時，容易使刀齒崩刃。因此

50、粗加工時，不能選順銑。而逆銑平面時，銑刀切入工件時的切削速度方向與工件的進給方向相反，刀齒的切削厚度從零逐漸增至最大值，工件臺不會發(fā)生竄動現(xiàn)象，銑切過程較平穩(wěn)。不足這處是刀齒容易在加工表面上滑行，表面產(chǎn)生硬化現(xiàn)象較為嚴重，根據(jù)此特點，此種銑削方式適合粗加工。根據(jù)上述二種銑削方式，在普通機床上銑削底座面時，由于要切除余量比較大，要采用逆銑方式來銑削平面，這樣可以保護刀具。而在臥式加工中心上銑削端面時，粗加工時采用逆銑方式，半精加工時，采用順銑加工方式。這樣即可滿足加工精度要求，又能提高刀具耐用度。而且刀具的進退路線盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。2）使走刀路線最短，減少刀具

51、空行程時間，提高加工效率特別對于箱體類的零件，若走刀路線不能做到這點，會使空行程時間大大增加，因此，便是安排好走刀路線，使走刀路線最短。3）最終輪廓一次走刀完成對于此零件，銑端面時精加工要一次走刀過，不能留下死角。4.4.2 加工路線的確定根據(jù)上前所述原則，確定此零件在臥式加工中心的加工路線，銑削端面時，先考慮銑刀不能與零件和夾具相碰。銑各端面，選擇進給路線根據(jù)銑刀直徑以及防止刀具與工件和工作臺等相碰，因為刀具的直徑為200mm，故安排沿X方向兩次進給（見圖）。加工孔時，先鏜好242，然后以這孔為基準孔鏜、鉆其他的孔。鉆孔按最短路線確定基精度要求機床的定位精度完全能保證，以下是各圖為各加工工步

52、的進給路線。1）銑D、E、F、G端面進給路線，如圖4-5所示：圖4-5 銑削D、E、F、G端面進給路線2) 銑削B、C端面進給路線，如圖4-6所示：圖4-6 銑削B、C端面進給路線3) 鏜孔242、240、205、175、60進給路線，如圖4-7所示：圖4-7 鏜242、240、205、175、60孔進給路線4）鏜290、200孔進給路線，如4-8圖下示：圖4-8 .鏜290、200孔進給路線5）鏜105孔進給路線，如圖4-9所示：圖4-9 鏜105孔進給路線6）鉆5-M16中心孔、鉆底孔、倒角螺紋角、攻螺紋時給路線，4-10圖所示：圖4-10 鉆5-M16中心孔、鉆底孔、倒角螺紋角、攻螺紋時

53、給路線 7）鉆8-M10螺紋孔中心孔、鉆底孔、倒角、攻螺紋進給路線，4-11圖所示：圖4-11 鉆8-M10螺紋孔中心孔、鉆底孔、倒角、攻螺紋進給路線4.5加工余量與工序尺寸公差的確定加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。余量有總加工余量和工序余量這分，由毛坯轉(zhuǎn)變?yōu)榱慵倪^程中，在某些加工表面上切除金屬層的總百度，稱為該表面的總加工余量（亦稱毛坯余量）。一般情況下，總加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐漸切除，故每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序加工余量（簡稱工序余量）。對此零件總的加工余量是鑄造毛坯時余留5mm，而事實會有誤差。但由此零件主要加工表面都是由鏜孔加工出來。所以要加工精

54、度能達到圖紙技術(shù)要求，這就要對刀時和加工時測量的準確性。對于此零件的加工余量的方法是分析算法，安設(shè)計毛坯時余留的加工余量來計算加工余量。 4.6切削用量的選擇4.6.1. 影響切削用量的因素常見影響切削用量的因素有：1）機床 切削用量的選擇必須在機床主傳到功率、進給傳動功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍、進給速度范圍之內(nèi)。機床刀具工件系統(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)使機床刀具工作系統(tǒng)不發(fā)生較大的“振動”。如果機床的熱穩(wěn)定性好，熱變形小，可適當加大切削用量。2）刀具 刀具材料是影響切削用量的重要因素。在本次加工中，所用的刀具材料都為硬質(zhì)合金。可切削性良好的標志是，在高速切削下有效地形成切屑，同時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給量，可以獲得較好的表面粗糙度。合理的恒切削速