兰州工业高等专科学校Word文件下载.docx
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（1）机械加工工艺规程制订
1根据生产纲领确定机械加工的生产类型。
2研究分析零件图以及零件的原始资料，审查、改善零件的结构工艺性。
3确定毛坯类型，结构及尺寸。
4拟订工艺路线，选择定位基准，夹紧部位和各加工表面的加工方法。
5选择加工设备及工艺装备。
单件小批生产多选用通用机床，大批生产选择和设计高生产率的专用机床或自动化机床。
6确定工序尺寸及公差。
7确定切削用量及工时定额。
8填写工艺卡片，绘制工序图。
（2）毛坯种类选择和绘制毛坯图
1毛坯种类选择。
根据零件的材料、力学性能、结构形状、尺寸、生产批量和精度要求确定。
2确定毛坯的加工余量。
3绘制毛坯图。
对型材毛坯，只需选择其型号和直径、长度等，无需画毛坯图；
对铸、锻件，应在零件图的基础上确定毛坯的分型（模）面、毛坯的加工余量，铸造（或模锻）斜度及毛坯圆角等。
绘制毛坯图时以实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在剖面图上用交叉十字线表示加工余量。
图上要标注出主要尺寸及其公差。
（3）拟订机械加工工艺路线
1选择零件表面的加工方法
2工序定位基准的选择
3工序数目和顺序的确定
4确定工序尺寸及其公差
（4）机床和工艺装备的选择与设计
1机床的选择。
其原则是机床的生产率与零件的生产类型相适应。
2刀具的选择
3量具的选择
4夹具的选择和设计
（5）切削用量的选择
（6）工件定额的估算
（7）填写机械加工工艺文件
2、设计与工艺规程相适应的专用机床夹具
（1）选择合理的定位基准和定位元件。
（2）确定夹紧机构。
考虑夹紧力的大小、方向和作用点的数量与位置，夹紧力的力源装置。
（3）绘制夹紧草图。
（4）分析夹紧精度。
当工件在工序尺寸方向上产生的总误差△工件小于工序尺寸所规定公差T工件，则说明夹具是符合要求的。
（5）绘制夹具总图和零件图。
3、专用设备设计
学生应按指导教师的要求，设计指定工序的加工专用设备、绘制该工序被加工零件的工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图，填写生产率计算卡。
（1）被加工零件工序图。
图中应突出本机床的加工内容，加工表面用粗实线，非加工表面用细实线。
（2）加工示意图。
标明机床的加工方法、切削用量、工作循环和工作行程；
工件、刀具导向元件与机床主轴箱之间的相对位置及其联系尺寸；
刀具类型、数量和结构尺寸；
刀具、接杆，主轴之间的连接方式及联系尺寸等。
（3）机床生产率计算卡。
1理想生产率Q。
2实际生产率Q1。
3机床生产率η负=Q/Q1。
组合机床符合率一般取0.75~0.90。
自动线符合率取0.6~0.7。
（4）机床联系总图
1表明机床的装配形式和总体布置，画出各主要部件的外形轮廓形状和相对位置关系。
2完整反映各部件间的主要装配关系和相互间的联系尺寸，专用部件的主要轮廓尺寸，运动部件的运动极限位置及动力部件总行程与工作循环图。
3标明主要通用部件的规格代号、电动机型号、功率及转速，机床各组成部件的分组编号、组件名称等。
机床联系尺寸总图按机床加工终了状态绘制，动力部件退出起始位置用双点划线表示。
机床联系总图中，各部件应严格按同一比例绘制，长、宽、高三个坐标方向的尺寸链均要封闭。
4、主轴箱部件装配总图设计
绘制主轴箱装配图时，先初步估算各传动轴的直径及各对齿轮的模数，计算齿轮的分度圆直径以及各传动轴之间的中心距等，然后进行主轴箱展开图的具体结构设计。
5、图纸的要求
机械结构装配图要求视图基本完整，符合最新国家标准，图面整洁，质量高，所设计的图纸至少有两张零号图纸由计算机绘制打印。
6、设计说明书的撰写
设计说明书的论证要有科学根据，要有说服力；
计算部分须指出公式来源并说明公式中的符号所代表的意义，公式中所有常数或系数必须正确，计算结果要足够准确，计算过程可省略，计算中采用的数据及计算结果可列表表示；
说明书分章节段落叙述，通顺简练，有条理；
所有图表、线图、简图应规范。
论文撰写格式及要求见毕业设计说明书规范。
论文封面。
目录
摘要
在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫作工艺过程，如毛坯制造，机械加工，如处理，装配等。
爱制定工艺工程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机床及机床的进给量，切削深度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作的服务时间。
关键词：
工序，工位，工步，加工余量，定位方案，加紧力
Abstract
Enableproducingthetargetinprocessofproduc-tion（rawmaterials,theblank,statcofqualityandquantityalways）takeplacedirectcourseofchangeaskcraftcourse,iftheblankismade,machining,heattreatment,assembleetc.andcallitthecr-aftcourse.Inthecourseofmakingthecraft,isitconfirmev-
eryerectorlocationandworkerstepthatprocessneedthisof
processtowant,thelocomotiveofprocessing,thisprocess,and
theenteringthegivingamountofthelathe,cutdepth,therot-
ationalspeedofthemainshaftandspeedofcutting,thejig
ofthisprocess,thecutterandmeasuringtool,aonehundred
sheetsofnumberoftimesstillleaversandaonehunderdshe-
etsoflengthleaves,calculatebasictimeofthisprocess,aux-
iliarytimeandservicetimeofplaceofworkingfimally.
Keyword:
Theprocessworkeroneworker’sstepthesurplusof
Processingorienttheschemeclampstrength
第一章绪论
箱体零件是机器或部件的基础零件，它把有关零件联结成一个整体，使这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调的工作，因此箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量，进而影响机器的使用性能和寿命，因而箱体一般具有较高的技术要求。
由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用，箱体零件具有多种不同的结构形式，其共同特点是：
结构形状复杂，箱壁薄而不均匀，内部呈腔型；
有若干精度要求较高的平面和孔系，还有较多的禁锢螺纹孔等。
箱体零件的毛坯通常采用铸铁，因为灰铸铁具有较好的耐磨性，减震性以及良好的铸造性能，价格也比较便宜。
有时为了减轻重量，用有色金属铸造箱体毛坯（如航空发动机上的箱体等）。
在单件小批量生产
中，为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯。
毛坯的铸造方法，取决于生产类型和毛坯尺寸，在单件小批量生产中，多采用木模手工造型；
在大批量生产中广泛采用金属机器造型，毛坯精度较高，箱体上大于30-50mm的孔，一般铸造出顶孔，以减少加工余量。
第二章零件工艺的分析
2.1零件工艺的分析
（1）要加工孔的孔轴的配合度为H7，表面粗糙度为Ra小于1.6mm，圆。
度为0.0175mm，垂直度为0.08mm，同轴度为0.02mm。
（2）其他孔的表面粗糙度为Ra小于12.5mm,锥销孔的表面粗糙度Ra小于1.6mm。
2.2确定毛坯的制造形式
由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性
较好，因此一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用HT200，由
于零件年生产量3000件，属于大量生产。
2.3箱体零件的结构工艺性
箱体零件的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有一下几方面值的注意：
（1）本箱体加工的基本孔可以分为通孔和阶梯孔两种，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。
（2）箱体的内端面比较困难，结构上应尽可能内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。
（3）为了减少加工中的换刀次数，箱体上的尺寸规格应该保持一致。
第三章拟定箱体加工工艺路线
3.1定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。
3.11精基准的选择
根据大量生产的变速箱题通常以顶面和两定位销孔为精基准，平面为578*244mm，两定位孔德直径8mm，这种定位方式简单的限制了工件的六个自由度，定位稳定可靠：
在一次的安装下就可以加工处定位面以外的所有四个面的孔和平面，也可以做为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；
此外，这种定位方式加紧方便，工作加紧变形小；
易于实现自动定位和自动加紧，且不从在基准不重合误差。
3.12工序的集中与分散
工件的加工往往是由工步组成，如何把这些工步组成工序是拟定工艺过程时要考虑的一个问题，本变速箱体是大量生产的应采用集中工序的原则来组织生产。
3.13工序顺序的安排
（1）先粗后精
（2）先主后次
3.14热处理工序的安排
（1）预备热处理-------安排在机械加工之前以改善钢的性能，以消除毛坯铸造时的内应力为目的。
（2）最终的热处理-------安排在半精加工以后和磨销加工过之前（氮化处理应安排在粗磨之后）主要用于提高材料的硬度和强度。
（3）再除内应力处理------最后安排在半精加工以后精加工之前，如人工时效、退火。
3.15工艺规程的拟定
拟定工艺路线是制定工艺规程中关键性的一步，它与定位基准的选择有
密切的关系，首先要考虑一下四个方面：
（1）加工方法的选择
（2）决定加工方法时要考虑被加工材料的性质
（3）选择加工方法要考虑到生产类型
（4）选择加工方法还要考虑现有设备及技术条件
表1-1
序号
工序名称
01
铸造
02
热处理（人工时效）
03
喷砂上底漆
04
粗铣
第四章机械加工余量，工序尺寸及毛坯的确定
4.1毛坯的外廓尺寸：
考虑到加工外廓尺寸为578*244*260，表面粗糙度要求Rz3.2mm，根据《机械加工工艺手册》（一下简称《工艺手册》），表2.3-5及表2.3-6，按公差等级7-9级，取7级，加工余量等级去F级确定：
毛坯长：
578+2*3.5=585
宽：
244+2*3=250
高：
260+2.5=362.5
4.2确定主要的加工余量
（1）铣时取3mm
（2）镗孔时单边余量1.5mm（《工艺手册》P336）
第五章确定切削用量及基本工时
5.1工序5粗铣两侧面
（1）加工条件：
工件材料：
灰铸铁
加工要求：
粗铣箱体的S.T面，保证尺寸25mm
机床：
专用机床
刀具：
采用高速钢镶齿端铣刀，da=280mm，
量具：
游标卡尺
（2）计算铣削用量
已知毛坯被加工的长度为578mm，最大加工余量Zmax=2.5mm,可一次铣削，切销深度ap=2.5mm
确定进给量f:
根据《工艺手册》，表2.4-75，确定fa=0.2mm/Z
切削速度：
参考有关手册，确定V=0.45m/s及27m/min
n=1000V/πd=1000*27/3.14*280=30.7（r/min）
根据表2.4-86,取n=30r/min
故实际切削速度为：
V=πdn/1000=26.3（m/min）
当n=30r/min,工作台的进给量应为：
fm=fazn=0.2*20*30=120（m/min）切削时出于是粗铣，故整个铣刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=578+3+2=563故机动时间为：
tm=563/120=4.67min=280s
辅助时间为：
tf=0.15*52=7.8s
其他时间计算：
th+tn=8％*（280+7.8）=23.024s
故工序5的单件时间：
t=tm+tf+th+tn=280+7.8+23.024=310.824s
5.2工序6精铣两侧面
第六章专用夹具的设计
6.1问题的指出
为了提高生产率和降低生产成本，保证加工质量，减少工人的劳动强度，为此需设计专用夹具。
对于箱体加工工序20，钻Y面得孔，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低生产成本和劳动强度。
6.2夹具的设计
（1）定位基准的选择
有零件图可知，所钻孔要保证的尺寸，故应以S面作为定位基准。
为了提高生产效率，故采用专用机床对多孔进行同时加工。
同时为了降低生产成本，此夹紧采用手动夹紧。
（2）定位方案和元件的设计
根据工序图以及对零件结构的分析，本工序选用一面两孔定位。
所以，相应的定位元件是一面两销。
因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短销边销的设计。
由零件图可计算出两工艺孔中心距La
La=
=309
由两工艺孔有位置度误差，所以其尺寸公差为：
δas=
*0.1=0.03mm
所以两工艺孔德中心距为309
，两工艺孔的尺寸为∮13+0.027mm
根据《机床夹具设计手册》销边销与圆柱销的计算过程如下：
（3）确定两定位销的中心距尺寸L1=La=309mm
δLa=（
-
）*δLg=
*0.03=0.01mm
（4）确定圆柱销的直径d及公差δd1
da=D1=13mm（D1-----基准孔的最小直径）
δd1取f7
（5）削边销的宽度b和B（由《机床夹具设计手册》）
b=4mmB=D1-2=10mm
（6）削边销与基准孔最小配合间隙A1
A1=
其中:
D1---基准孔的最小直径
A1---圆柱销与基准孔的配合间隙
所以A2=
=0.016mm
（7）销边销的直径d1及其公差
d2=D2-A2=13-0.016=12.984mm
按定位销一般的经济制造精度，其直径公差带为k6，则削边销的定位圆柱部分的直径尺寸为φ12.9840-0.016mm
（8）补偿值ε
ε=δL1+δL2-
Δmin=0.03+0.01-0.008=0.032mm
6.3定位误差的分析
本夹具选用的定位元件为一面两销，其定位误差主要为：
（1）移动时基准位移误差Δ1
Δ1=Δd1+ΔD1+Xmin
=0.009+0.027+0016
=0.052mm
（2）转角误差
tanΔθ=
其中：
=2*（δL1+δL2-
）
所以tanΔθ=
=0.000288
θ=0.0165。
6.4铣削力与加紧力计算
根据《机械加工工艺手册》可查的：
铣削力的计算公式为
圆周分力FZ=9.81*54.5
第七章组合机床多轴箱的设计
一般的设计方法的顺序是：
绘制多轴箱的原始依据图，确定主轴结构，轴颈及齿轮模数，拟定传动系统，计算主轴传动轴坐标，绘制多轴箱总图，零件图及编制组件明晰表。
7.1大型通用多轴箱的组成及表达方法
（1）多轴箱的组成
大型通用多轴箱由通用零件加箱体，主轴，传动轴，齿轮和附加机构等组成。
（2）多轴箱的表达方式
多轴箱的通用零件号，是由规格、字头、类别号、小组号和零件顺序号等六部分组成,表示方法如下:
T07----
7.2多轴箱
（1）通用箱体类零件（《机械设计简明手册》表7-4）
箱体材料为HT200，前后盖材料为HT150。
（2）通用主轴
支承形式可分为三种：
a.滚锥轴承主轴:
前后支承均为圆锥滚子轴承，这种支承可受较大的径向和轴向力。
其结构简单，装配调整方便（本设计的短轴采用此类型）。
b.滚珠轴承主轴：
前支承为推力球轴承和向心球轴承，后支承为向心
球轴承或圆锥滚子轴承，因为推力球轴承设置在前端，能承受单方向的轴向力，实用于钻主轴（本设计的长轴采用此类型）。
c.滚针轴承主轴（本设计没有用到）
本设计采用的通用主轴类型号标记
短主轴（滚锥）《ZD27—1多主轴》20—T0721—41
长主轴（滚珠）《ZD27—1多主轴》20—T0721—42
（3）通用齿轮和套
多轴箱的通用齿轮有：
传动齿轮、动力箱齿轮和电动机齿轮三种。
（《组合机床简明手册》表4-5）
基准与零件工序图上的基准（正常不重合），应该根据多轴箱与零件的相对位置找出统一的基准，并标出基准相对位置的尺寸关系，然后根据零件工序图各孔的位置尺寸，算出多轴箱上个主轴坐标值。
7.3绘制多轴箱设计原始依据图
多轴箱设计原始依据图是根据“三图一卡”绘制的，其内容及注意事项如下：
（1）根据机床联系尺寸图绘制多轴箱外形尺寸图，并标注轮廓尺寸与动力箱驱动轴的相对位置尺寸。
（2）根据联系尺寸图和加工示意图，标注所有主轴位置尺寸及工件与主轴、主轴与驱动轴的相关位置尺寸，要特别注意主轴和被加工零件在机床上面对面放置的位置，因此多轴箱主轴图上的水平方向尺寸与零件工序图上的水平方向尺寸正好相反，其次，多轴箱上的坐标尺寸基准与零件工序图的基准（正常不重合）应根据多轴箱与加工零件的相对位置找出统一的尺寸基准，并标注出其相对位置关系尺寸，然后根据零件工序图各孔位置算出多轴上各主轴的坐标。
（3）列表表明各主轴的工序内容、切削用量及各轴的外伸尺寸。
a.下面是单面卧式钻床组合机床的多轴箱设计原始依据图
b.主轴外伸尺寸及切削用量
主轴外伸尺寸
切削用量
备注
D/d
L
工序内容
Nr/min
Vm/min
Fmm/r
30/20
115
钻φ9孔
721
18.95
0.113
表7-1
7.4主轴、齿轮的确定及动力计算
（1）主轴的形式和直径的确定
主轴的直径主要取决于工艺方法、刀具的进给抗力和切削转矩。
传动轴类型
直径
种类
型号标记《T027—1多轴箱》
滚锥轴承传动轴
20
14
20T0733—41A
输出轴
20T0733—42A
手柄轴
20T0736—41A
表7-2
（2）齿轮模数m（单位为mm）一般用类比法确定，也可按公式计算即：
m
（30—32）
（7-1）
P—-齿轮所传递的功率。
单位为KW；
（5.5KW）
Z—-啮合齿轮中最小的齿轮数；
（初选24）
N—-小齿轮的转速；
（806r/min）
圆整后应取2但是由于轴之间比较薄，模数越大的齿轮半径越大对加工不利所以应取模数小的取1.5
主轴的直径为20mm
（3）多轴箱的动力计算
a.多轴箱的动力计算包括多多轴箱所需的功率和进给力两项传动系统确定之后，多轴箱需要的功率按下列公式计算：
P多轴箱=P切削+P空转+P损失=
w+
t
P切削—切削功率，单位KW
P空转—空转功率，单位KW
P损失—与负荷成正比的功率损失，单位KW
Pw=10*0.09*12*0.2=3.3KW
Pt=12*0.062+10*0.07=1.454KW
P损失=P1+P2
P1=5.5-5.5*0.994=0.22KW
P2=5.5-5.5*0.995=0.27KW
所以P损失=0.49KW
P多轴箱=3.3+1.45+0.49=5.244KW
所以所选电机为5.5KW符合要求
b.多轴箱所需轴向力F多轴箱可按下列公式计算：
F多轴箱
f
Ff=P=2.6DS0.5HB0.6
《组合机床简明手册》P
φ9孔的切削力：
P=2.6*9*0.10.5*2000.6=49.5Kg
Fi=P=49.5*10N=495N
由于克服滑台引起的摩擦阻力动力滑台的进给力大于F多轴箱，所以符合要求。
7.5多轴箱的传动设计
多轴箱传动设计是根据动力箱驱动轴位置和转速、各轴位置及转速要求，设计传动链。
（1）多轴箱传动系统的一般要求
a.在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下，力求使传动轴和齿轮的规格，数量最少，为此应尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。
并将齿轮布在同一排上，当中心距不符合标准时可采用变位齿轮或略微改变传动比的方法解决。
b.尽量不用主轴带动主轴的方案，以免增加主轴负荷影响加工质量。
c.为使结构紧凑
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