機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-汽車空調(diào)缸體前蓋工藝及擴(kuò)Φ9孔夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-汽車空調(diào)缸體前蓋工藝及擴(kuò)Φ9孔夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-汽車空調(diào)缸體前蓋工藝及擴(kuò)Φ9孔夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】（46頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目 錄 I 目目 錄錄 摘 要 Abstract 2 1 引言3 2 零件的分析4 2.1 零件的作用4 2.1.1 空調(diào)壓縮機(jī)的功用和要求.4 2.1.2 汽車空調(diào)壓縮機(jī)的一般結(jié)構(gòu)4 2.1.3 斜盤式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4 2.1.4 斜盤式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)5 2.2 零件的工藝分析5 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析10 3.1 數(shù)控機(jī)床的概述10 3.1.1 數(shù)控機(jī)床的定義10 3.1.2 數(shù)控機(jī)床的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)11 3.1.3 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別12 3.2 VDL-600A 型立式加工中心的性能分析 .13 3.2.1 VDL-600A 型立式加工中心的特點(diǎn) .13 3.2.2 VDL

2、-600A 型立式加工中心的主要參數(shù) .14 3.3 JCK6146 型數(shù)控車床的加工性能分析.15 3.3.1 JCK6146 型數(shù)控車床的特點(diǎn).15 3.3.2 JCK6146 型數(shù)控車床的主要參數(shù).15 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)16 4.1 確定毛坯的制造形式.16 4.2 基準(zhǔn)的選擇16 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇16 4.3 制定工藝路線18 4.3.1 工序順序的安排18 目 錄 II 4.3.2 加工階段的劃分.18 4.3.3 工藝方案的分析.19 4.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定19 4.4.1 加工余量19 4.4.2 工序余量的影響因素19 4.4.3 加工余量的確

3、定19 4.4.4 工序尺寸與公差的確定20 4.4.5 工藝尺寸鏈20 4.4.6 時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑21 4.5 工藝分析.22 4.6 確立切削用量及基本工時(shí).23 5專用夾具設(shè)計(jì).31 5.1 機(jī)床夾具概述.31 5.1.1 機(jī)床夾具及其組成.31 5.2 VDL-600A 型加工中心夾具設(shè)計(jì) .32 5.2.1 問題的提出32 5.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇.32 5.2.3 定位誤差分析.32 5.2.4 夾緊裝置的確定.33 5.2.5 切削力和夾緊力計(jì)算.35 5.2.6 定位元件的選擇38 5.2.7 夾具體的設(shè)計(jì)及其它元件的選擇40 5.2.8 繪制夾具總裝配圖、零

4、件圖及配合與公差的選擇41 結(jié) 論43 致 謝44 參考文獻(xiàn)45 摘 要 摘摘 要要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成汽車壓縮機(jī)前缸蓋的加工工藝和相關(guān)夾具的設(shè)計(jì)。 根據(jù)生產(chǎn)要求和技術(shù)要求，編寫了機(jī)械加工工藝卡片，并且設(shè)計(jì)了相關(guān)工序所用的 工裝夾具。制定合理的工藝要求，可以提高壓縮機(jī)的制冷效果和密封效果，也能夠 提高壓縮機(jī)的使用壽命。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，節(jié)約能 源降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)， 技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平加速產(chǎn)品 更新提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。而大批生產(chǎn)的 GDC-170 型壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)采

5、用鋁合金 高壓鑄造，通過使用數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工中心進(jìn)行加工，保證了零件的加工精度。 相應(yīng)的夾具本著裝卸簡單，使用方便的原則，結(jié)合數(shù)控加工中心進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，以 達(dá)到工件的裝夾及生產(chǎn)技術(shù)的要求。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：壓縮機(jī)前缸蓋；加工中心；工藝規(guī)程; 夾具 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 Abstract 2 Abstract The graduation design task is to be completed after the car compressor cylinder and the rear cover the processing and related fixture

6、 design. According to the production and technical requirements, the preparation of the mechanical processing card, and the design of related processes used in the fixture. Formulate a reasonable technical requirement can improve compressor refrigeration effect and sealing effect, also to improve th

7、e life of the compressor. Mechanical processing technology is to achieve product design, to ensure the quality of products, reduce consumption of energy conservation an important means Enterprise is ready for production, planning and scheduling, processing operations, security, technical testing and

8、 perfecting labor organizations, the important basis Enterprise is also on the species, on quality, on the level of accelerated product upgrade technology to ensure cost-effective. And the production of a large number of GDC - 162-type compressor designed with high-pressure cast aluminum alloy, thro

9、ugh the use of CNC machine tools, CNC machining centers for processing, guarantee the accuracy of the processing components. In the corresponding fixture handling simple, easy-to-use, combined CNC machining centers for design, to achieve workpiece fixturing and production technology requirements. Ke

10、y words：A body front the compressor; Process the center; technological process; Tongs 引言 3 1 1 引言引言 隨著空調(diào)的進(jìn)一步發(fā)展，越來越來多的企業(yè)和個(gè)人對(duì)空調(diào)有了更新的認(rèn)識(shí)。在 空調(diào)歷史中，美國已經(jīng)發(fā)展和改進(jìn)了有風(fēng)管的中央單元式系統(tǒng)，并得到了正在現(xiàn)場(chǎng) 安裝和修理有風(fēng)管的單元式空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備分銷商和經(jīng)銷商的強(qiáng)力支持。WRAC 是最簡單和最便宜的系統(tǒng)，能夠很容易的在零售商店中購得，并在持續(xù)高溫來的時(shí) 候自己安裝。同時(shí)，無風(fēng)管的 SRAC 和 SPAC 自 70 年代起在有別于美國市場(chǎng)的動(dòng)力下 在日本得到

11、發(fā)展和改進(jìn)。之后，設(shè)備設(shè)計(jì)和制造技術(shù)在 90 年代被轉(zhuǎn)讓到中國，這是 通過與當(dāng)?shù)毓?包括主要元件如壓縮機(jī)、熱交換器、電勸機(jī)、精細(xì)閥和電子控制器 的本地制造商)組成的合資公司進(jìn)行的。在 90 年代中國也從其它先進(jìn)國家吸收了較 大型空調(diào)設(shè)備的先進(jìn)高新技術(shù)，并與多數(shù)是美國的大公司組成合資企業(yè)。現(xiàn)今，中 國已是一個(gè)頂級(jí)國家，她的當(dāng)?shù)刂饕S和合資企業(yè)制造了大量 SRAC 和 SPAC 以滿 足增長的國內(nèi)市場(chǎng)和出口需要。 而汽車空調(diào)更加以驚人的速度給世人帶來驚喜。隨著汽車動(dòng)力的更新和新技術(shù) 的應(yīng)用,對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn),也給許多新技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了機(jī)會(huì)?！懊商?利爾議定書“規(guī)定,原來在汽車空調(diào)系

12、統(tǒng)使用的工質(zhì)12,在發(fā)達(dá)國家的使用已經(jīng) 在 1996 年停止,在發(fā)展中國家則在 2006 年停止。由于各方面的努力,12 已逐 漸被134所取代,我國從 2001 年 1 月 1 日起已禁止在新生產(chǎn)的車輛中使用 12 為工質(zhì)的汽車空調(diào)。134具有(大氣臭氧層破壞指數(shù))為零、 (溫室效應(yīng)指數(shù))為12 的六分之一、不可燃、低毒性、制冷量和系統(tǒng)性 能與12 相當(dāng)?shù)葍?yōu)點(diǎn),因而作為“過渡性“的替代工質(zhì)在世界范圍內(nèi)得到認(rèn)可,但 由于它的溫室效應(yīng)指數(shù)仍然較高(為2的 1300 倍),已列入“京都協(xié)議“規(guī)定限制發(fā) 展的工質(zhì)范疇。 空調(diào)壓縮機(jī)作為空調(diào)系統(tǒng)的核心力量，為汽車提供制冷、取暖、除霜、除霧、 空氣過濾和

13、濕度控制功能。本文以 GDC-170 汽車空調(diào)壓縮機(jī)為例，全面分析壓縮機(jī) 的前缸蓋的加工工藝，以數(shù)控加工中心和數(shù)控車床為主要機(jī)床，作為此零件的加工 載體，以確保零件的精度。夾具作為加工零件的主要載體，它的安裝精度和調(diào)整方 法也就更加重要。而本文以數(shù)控加工中心上的裝夾夾具為例，全面分析此夾具的設(shè) 計(jì)思路和設(shè)計(jì)原理，用典型的一面兩銷來達(dá)到零件夾緊的目的。 2 零件的分析 4 2 零件的分析零件的分析 2.1 零件的作用零件的作用 2.1.1 空調(diào)壓縮機(jī)的空調(diào)壓縮機(jī)的功用和要求功用和要求 1.空調(diào)壓縮機(jī)的功用 壓縮機(jī)是汽車空調(diào)的心臟，是維持制冷劑在制冷系統(tǒng)的循環(huán)，吸收來自蒸發(fā)器 的低溫、低壓制冷劑蒸

14、汽，壓縮制冷蒸汽使其壓力和溫度升高，并將制冷劑送往冷 凝器。 2.空調(diào)壓縮機(jī)的要求 汽車空調(diào)壓縮機(jī)與一般用途的壓縮機(jī)相比，在結(jié)構(gòu)和性能上有下列特殊的要求： 1) 制冷能力強(qiáng)，尤其要求有良好的低速性能，以確保汽車在低速行駛和怠速是 也有足夠的制冷能力。 2) 節(jié)省動(dòng)力，尤其是汽車在高速行駛時(shí)動(dòng)力消耗不能過大，否則不僅使經(jīng)濟(jì)性 降低，還會(huì)影響汽車的動(dòng)力性。 3) 對(duì)于轎車和輕型汽車來說，壓縮機(jī)必須在發(fā)動(dòng)機(jī)艙有限的空間內(nèi)安裝固定， 因此要求壓縮機(jī)的體積和質(zhì)量都要小。 4) 汽車在高溫怠速的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)艙里的壓縮機(jī)溫度可達(dá) 120。C;汽車行駛 時(shí)顛簸震動(dòng)也很大，要求壓縮機(jī)在高溫和顛簸的情況下能正常

15、工作。 5) 要求壓縮機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、震動(dòng)小、噪聲低、工作可靠。 2.1.2 汽車空調(diào)壓縮機(jī)的一般結(jié)構(gòu)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的一般結(jié)構(gòu) 曲軸連桿式壓縮機(jī)式是一種應(yīng)用較為廣泛的制冷劑壓縮機(jī)，現(xiàn)在大、中型客車 匯總?cè)匀辉谑褂?。壓縮機(jī)的活塞在氣缸內(nèi)不斷地運(yùn)動(dòng)，改變拉氣缸的容積，從而在 制冷系統(tǒng)中起到了壓縮和輸送制冷劑的作用。其構(gòu)造簡單，主要有活塞、曲軸、氣 缸、進(jìn)氣閥和排氣閥。工作過程可分為壓縮、排氣、膨脹、吸氣等四個(gè)過程。 2.1.3 斜盤式壓縮機(jī)斜盤式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 斜盤式壓縮機(jī)是一種軸向往復(fù)活塞式壓縮機(jī)。目前，它是汽車空調(diào)壓縮機(jī)中使 用最為廣泛的一種。國內(nèi)常見的轎車，如奧迪轎車、捷達(dá)轎車

16、以及富康等轎車皆采 用斜盤式壓縮機(jī)，作為汽車空調(diào)的制冷壓縮機(jī)。 2 零件的分析 5 斜盤式壓縮機(jī)的主要零件由缸體，前后缸蓋，前后閥板，活塞。它的斜盤固定 在主軸上，鋼球用滑靴和活塞的聯(lián)結(jié)架固定。鋼球的作用是使斜盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)鋼 球轉(zhuǎn)換為活塞的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由滑動(dòng)變?yōu)闈L動(dòng)。這樣可減少摩擦阻力和磨損，以及 延長滑板的使用壽命。如今斜盤和滑靴都以耐磨質(zhì)輕的高硅鋁合金材料，活塞也用 硅鋁合金。這樣既減輕拉壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)件的質(zhì)量，又可提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。 由于斜盤式壓縮機(jī)的活塞雙向作用，所以在它的兩邊都裝有前、后閥總成，各 總成上都裝有吸氣閥片和排氣閥片。且前后缸蓋上有個(gè)自相通的吸氣腔和排氣搶， 吸、排氣腔用

17、閥墊隔開。 2.1.4 斜盤式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)斜盤式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 由于斜盤式壓縮機(jī)無連桿結(jié)構(gòu)，所以工作可靠，結(jié)構(gòu)也緊湊，體積小，重量輕， 排氣脈沖比曲軸連桿式小。且它是軸向臥式結(jié)構(gòu)，所以能方便地直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī) 機(jī)體上，而不需要另配機(jī)架，這些都是斜盤式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。 2.22.2 零件的工藝分析零件的工藝分析 壓縮機(jī)缸蓋是空調(diào)壓縮機(jī)上的重要零件，工藝技術(shù)要求的高低直接影響到空調(diào) 壓縮機(jī)的制冷和密封，因此制定合理的工藝要求，可以提高壓縮機(jī)的制冷效果和密 封效果，也能夠提高壓縮機(jī)的使用壽命。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品 的質(zhì)量，節(jié)約能源降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操

18、作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量， 上水平加速產(chǎn)品更新提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 現(xiàn)在分別簡述一下汽車空調(diào)壓縮機(jī)后缸蓋重要的工藝技術(shù)要求。 JCK6146 數(shù)控車床加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 粗車大端 以不加工的大端面作為粗基準(zhǔn)，車大端面，保證外圓直徑為 114mm,深度 12 . 0 08 . 0 為 170.03mm,粗糙度為6.3；將作為后續(xù)加工定位的基準(zhǔn)，為達(dá)到工件的性能要 a R 求，要求其平面度公差為 0.02mm,與貫穿孔中心距為 20.7mm。 0.3 0 2 零件的分析 6 圖 2.1 2. 精車大端 車大端內(nèi)徑，保證內(nèi)

19、徑尺寸為，內(nèi)孔底面和貫穿孔的中心距為， 0 0.10 106 0 0.30 34.8 內(nèi)孔底面與大端面的中心距為，如圖 2.1 所示。 0 0.1 54.5 3.精車小端 軸承外徑尺寸為mm，主要影響離合器裝配；線圈直徑mm，主 0.01 0.03 30 0 0.04 64 要影響離合器配合；距離mm，主要影響皮帶輪卡簧裝配；內(nèi)徑mm，為 0.1 0 27 0.01 0.05 23 2 零件的分析 7 后工序擠光留余量；距離 7.50.1mm 和mm，主要影響軸封卡簧裝配；外徑 0.2 0 1.3 mm，深度 0.6mm，影響軸封卡簧裝配；如圖 5.3 所示。 0.2 0.3 24 0.2 0

20、 4. 銑貫穿孔兩端面 寬度要求為 830.08mm，主要影響工件在機(jī)車上的裝配，其粗糙度為3.2， a R 與 114mm 的對(duì)稱度公差為 0.15mm，如圖 2.4 所示。 圖 2.4 5.鉆定位銷孔 要求定位銷孔相對(duì)大端和 114mm 的中心軸線的位置度公差為 0.2mm，銷孔 徑為mm，孔的加工表面粗糙度為3.2，孔深度為 90.2mm，主要影 0.1 0 3.2 a R 響零件之間的裝配；如圖 2.5 所示。 2 零件的分析 8 圖 2.5 6. 加工線夾部位 鉆mm 孔，主要影響線夾的固定，如圖 2.6 所示。60.1 圖 2.6 7.擴(kuò)螺紋連接孔 鉆孔徑為mm 孔，要求孔相對(duì)大端

21、內(nèi)孔底面和工件軸向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的90.3 位置度為，且有最大實(shí)體要求，主要影響整機(jī)的裝配，如圖 2.7 所示.0.3 2 零件的分析 9 圖 2.7 8. 鉆貫穿孔 如圖 2.7 所示，要求孔徑為 9mm 和 11，孔間距為 1380.2mm,大孔 0.3 0 0.1 0 深度為 10mm,保證與機(jī)車連接確保精度。 0.6 0.3 圖 2.8 9.孔擠光23 按工藝要求，對(duì)mm 孔擠光處理，以大端的外徑和大端底面為加工基準(zhǔn)，23 表面粗糙度為3.2，要求比較高，如圖 2.9 所示。 a R 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析 10 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析數(shù)控機(jī)床的加工性能分析 3.1 數(shù)控機(jī)床的概述

22、數(shù)控機(jī)床的概述 3.1.1 數(shù)控機(jī)床的定義數(shù)控機(jī)床的定義 數(shù)字控制(Numerical control)是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行 控制的一種控制方法。 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，是現(xiàn)代化加工 的一門新型的，發(fā)展十分迅速的高新技術(shù)。數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù) 對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備； 其技術(shù)范圍所覆蓋的領(lǐng)域有：機(jī)械制造技術(shù)；微電子技術(shù)；信息處理、加工、傳輸 拉術(shù)；自動(dòng)控制技術(shù)；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)、傳感器技術(shù)；軟件技術(shù)等。 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其

23、產(chǎn)業(yè)、生物技 術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。在提高牛產(chǎn) 率、降低成本、保證加工質(zhì)量及改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面，都有突出的優(yōu)點(diǎn)；待別 是在適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代、小批量、多品種生產(chǎn)方面，各類數(shù)控裝備是實(shí)現(xiàn) 先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵。 數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。國際信 息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會(huì)，對(duì)數(shù)控機(jī)床作如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝了程序控 制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能邏輯地處理具有使用號(hào)碼或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。 數(shù)控機(jī)床，是把數(shù)字化了的刀具移動(dòng)軌跡的信息輸入數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼運(yùn)算， 從而實(shí)現(xiàn)控制工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加工出所需零件的

24、一種機(jī)床。國際信息處理聯(lián) 盟第五技術(shù)委員會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床的定義是:數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床， 該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號(hào)碼或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。即數(shù)控機(jī)床 是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床或裝備了數(shù)控裝置的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、 精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效的自動(dòng)化機(jī)床。為滿足制 造業(yè)不斷追求優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、及時(shí)、清潔衛(wèi)生的目標(biāo)，作為現(xiàn)代制造業(yè)的主 流制造裝備的數(shù)控機(jī)床，在高速、高效、精密化、工序復(fù)合、功能化、柔性化和系 統(tǒng)化方面有了新的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主流制造裝備。在全世界 現(xiàn)有的 1400 萬臺(tái)機(jī)床中，數(shù)控機(jī)床約占 100 萬

25、臺(tái)，機(jī)床擁有量數(shù)控率約 7%，數(shù)控 機(jī)床己成為我國制造業(yè)中的基礎(chǔ)制造裝備。工業(yè)部門對(duì)數(shù)控機(jī)床的要求，優(yōu)先考慮 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析 11 的側(cè)重點(diǎn)略有不同。例如，汽車工業(yè)主要要求速度更快，實(shí)現(xiàn)高速高效加工;而航空 航天工業(yè)希望更多地實(shí)現(xiàn)零部件的完全加工，即能使工件在一次裝夾中完成全部或 大部分加工;中小型企業(yè)則更重視機(jī)床的柔性。 3.1.2 數(shù)控機(jī)床的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 1.高速化和高速高效加工 高速加工不但可以大幅度提高加工效率、縮短加工時(shí)間、降低加工成本，而且 可以使零件加工質(zhì)量和加工精度達(dá)到更高水平。數(shù)控機(jī)床只有通過高速化，大幅度 縮短切削工時(shí)，才可能進(jìn)一步

26、提高其生產(chǎn)率。數(shù)控機(jī)床的全面高速化，主要體現(xiàn)在 如下幾方面:高的主軸轉(zhuǎn)速、高的快速移動(dòng)速度和進(jìn)給速度，各坐標(biāo)軸高的加減速度， 高的換刀速度(換刀時(shí)間或刀架轉(zhuǎn)位時(shí)間短)，控制系統(tǒng)更高的數(shù)據(jù)處理速度。高速 加工的切削速度比傳統(tǒng)的高 5-6 倍，進(jìn)給速度也相應(yīng)提高，目前，高速加工中心大 部分采用高速電主軸。主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 40000 r/min -50r/min 。目前有資料介 紹主軸速度甚至可達(dá)每分鐘 20 萬轉(zhuǎn)，主軸功率一般為 40kw。 2.高精密和超精密加工 提高數(shù)控機(jī)床的加工精度，可通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)來實(shí)現(xiàn)， 如提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率;使 CNC 控制單元精細(xì)化;提高位置

27、檢測(cè)精度(日本交流伺服 電動(dòng)機(jī)有的己安裝每轉(zhuǎn)可產(chǎn)生 100 萬個(gè)脈沖的內(nèi)藏位置檢測(cè)器，位置檢測(cè)精度能達(dá) 到 0.01 Inn/脈沖)。目前加工中心的定位精度就已由過去的士 5 fm 提高到士 1pn。 3.工序復(fù)合化和復(fù)合加工 銼銑類加工中心是工序復(fù)合化數(shù)控機(jī)床的典型代表，它把銑、鍵、鉆、鉸、攻 螺紋等工序復(fù)合在一臺(tái)機(jī)床上，粗、精加工兼容，減少了工件在其加工過程中的裝 夾次數(shù)和定位調(diào)整時(shí)間，提高了加工精度和效率。工序復(fù)合化在加工中心概念的帶 動(dòng)下滲透到各類數(shù)控機(jī)床上，出現(xiàn)了車削中心、車銑中心、磨削中心、齒輪加工中 心及各種復(fù)合加工中心。車削中心具備 C 軸功能和動(dòng)力刀架;車銑中心又增加了 Y

28、軸 和 13 軸功能，可使工件在一次裝夾后完成全部加工。復(fù)合加工的工藝范圍在不斷擴(kuò) 大，如切削和磨削、切削與電加工，以及切削和激光加工復(fù)合在一起。對(duì)置式雙主 軸雙轉(zhuǎn)塔刀架的車削中心或車銑中心，解決了工件夾持端的加工問題，從而實(shí)現(xiàn)了 全部加工。 4.柔性化、系統(tǒng)化、智能化 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析 12 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)更快地更新?lián)Q代。世界 上許多 CNC 生產(chǎn)廠家利用 PC 機(jī)豐富的軟硬件資源，開發(fā)出開放式體系結(jié)構(gòu)，使 CNC 有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可適應(yīng)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需 要。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代 CNC 系統(tǒng)，由于其硬、軟件規(guī)范

29、都是對(duì)外開放的，這 就使 CNC 制造商和用戶進(jìn)行系統(tǒng)集成都得到有利的支持，也為針一對(duì)用戶的二次開 發(fā)帶來極大方便，促進(jìn)了 CNC 多檔次，多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，通過擴(kuò)展構(gòu)成不 同類型數(shù)控機(jī)床的 CNC 系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床在控制性能上的發(fā)展趨勢(shì)是智能化。CNC 系 統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制，模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)控制、工藝參數(shù) 自動(dòng)生成，三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、前饋控制等功能。在運(yùn)行故障診斷 中，專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。智能化伺服系統(tǒng)使主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn) 給系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。智能型 CNC 使數(shù)控系統(tǒng)通過全閉環(huán)的 信息傳遞而具有自律控制能力，確保整

30、個(gè)加工過程以最優(yōu)性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。各種 自律控制器使智能型數(shù)控機(jī)床適應(yīng)智能控制系統(tǒng)的要求。 5.先進(jìn)制造系統(tǒng) 柔性制造單元(FMC-Flexible Manufacturing Cell)是一種幾乎不用人參與而能 連續(xù)地對(duì)同一類型零件中不同零件進(jìn)行自動(dòng)化加工的最小加工單元，它既可以做為 獨(dú)立使用的加工設(shè)備，又可以作為柔性制造系統(tǒng)或柔性自動(dòng)線的基本組成模塊。柔 性制造系統(tǒng)(FMS-Flexible Manufacturing System)是由加工系統(tǒng)、物料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系 統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)三者相結(jié)合并能自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的制造系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可按任意順序加 工一組不同工序與不同加工節(jié)拍的零件，工藝過程隨加工零件

31、的不同作適當(dāng)調(diào)整， 能在設(shè)備的技術(shù)范圍內(nèi)自動(dòng)地適應(yīng)加工零件和生廠規(guī)模的變化。計(jì)算機(jī)集成制造系 統(tǒng)(CIMS-Computer IntergratedManufacturing System)是 1974 年美國的約瑟 夫哈林頓博士首先提出的。CIMS 是一種企業(yè)經(jīng)營管理的哲理，它強(qiáng)調(diào)企業(yè)的生產(chǎn) 經(jīng)營是一個(gè)整體，必須用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)來研究解決生產(chǎn)經(jīng)營中出現(xiàn)的問題。集成 是核心，它不僅是設(shè)備的集成，更主要的是以信息為主導(dǎo)的技術(shù)集成和功能集成。 3.1.3 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別 數(shù)控車床與普通機(jī)床主要區(qū)別在以下幾個(gè)方面： 1. 高精度 數(shù)控車床控制系統(tǒng)的性能不斷提高，機(jī)械

32、結(jié)構(gòu)不斷完善，機(jī)床精度日益提高。 2. 高效率. 隨著新刀具材料的應(yīng)用和機(jī)床結(jié)構(gòu)的完善，數(shù)控車床的加工效率、主軸轉(zhuǎn)速、 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析 13 傳動(dòng)功率不斷提高，使的新型數(shù)控車床的空轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間大為縮短。其加工效率比臥式 車床高（25）倍。加工零件越復(fù)雜，越體現(xiàn)出數(shù)控車床的高效率加工特點(diǎn)。 3. 高柔性 數(shù)控車床具有高柔性，適應(yīng) 70以上的多品種、小批量零件的自動(dòng)加工。 4. 高可靠性 隨著數(shù)控系統(tǒng)的性能提高，數(shù)控機(jī)床的無故障工作時(shí)間迅速提高。 5. 工藝能力強(qiáng) 數(shù)控車床既能用于粗加工又能用于精加工，可以在一次裝夾中完成零件全部或 大部分工序。 6. 模塊化設(shè)計(jì) 數(shù)控車床的設(shè)計(jì)多采用模塊

33、化原則設(shè)計(jì)。 現(xiàn)在，數(shù)控車床技術(shù)還在不斷向前發(fā)展著。數(shù)控車床發(fā)展趨勢(shì)如下：隨著數(shù)控 系統(tǒng)、機(jī)床結(jié)構(gòu)和刀具材料的技術(shù)發(fā)展，數(shù)控車床將向高速化發(fā)展，進(jìn)一步提高主 軸轉(zhuǎn)速、刀架快速移動(dòng)以及轉(zhuǎn)位換刀速度：工藝和工序?qū)⒏訌?fù)合化和集中化；數(shù) 控車床相多主軸、多刀架加工方向發(fā)展；為實(shí)現(xiàn)長時(shí)間無人化全自動(dòng)操作，數(shù)控車 床向全自動(dòng)化方向發(fā)展；機(jī)床的加工精度向更高方向發(fā)展。同時(shí)，數(shù)控車床也向簡 易型發(fā)展。 3.2 VDL-600A 型立式加工中心的性能分析型立式加工中心的性能分析 3.2.1 VDL-600A 型立式加工中心的特點(diǎn)型立式加工中心的特點(diǎn) 1.提高加工質(zhì)量 工件一次裝夾，即可實(shí)現(xiàn)多工序集中加工，大大

34、減少多次裝夾所帶來的誤差。 另外，由于是數(shù)控加工，較少依賴操作者的技術(shù)水平，可得到相當(dāng)高的穩(wěn)定精度。 2.縮短加工準(zhǔn)備時(shí)間 加工中心既然可以頂替多臺(tái)通用機(jī)床，那么加工一個(gè)零件所需準(zhǔn)備時(shí)間，是每 臺(tái)加工單元所損耗的準(zhǔn)備時(shí)間之和。從這個(gè)意義上說，加工中心的準(zhǔn)備時(shí)間顯然短 得多。另外，由于是數(shù)控加工，不必準(zhǔn)備專用鉆模等工藝裝備，可以大大節(jié)省準(zhǔn)備 時(shí)間。 3.減少在制品 以往的加工方法是工件流動(dòng)于多臺(tái)通用機(jī)床之間，這就要有相當(dāng)數(shù)量的在制品， 而在加工中心上加工，可發(fā)揮其“多工序集中”的優(yōu)勢(shì)，在一臺(tái)機(jī)床上完成多個(gè)工 序，大大減少在制品數(shù)量。 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析 14 4.減少刀具費(fèi) 把分散設(shè)置各

35、個(gè)通用機(jī)床上的刀具，集中在加工中心刀庫上，有可能用最少量 的刀具，實(shí)現(xiàn)公共有效利用。這樣既提高刀具利用率，又減少了刀具數(shù)量。 5.最少的直接勞務(wù)費(fèi) 由 NC 裝置實(shí)現(xiàn)多工序加工的信息集約化和一人多臺(tái)管理，以及用工作臺(tái)自動(dòng)托 盤交換裝置（Automatic Pallet Changer 簡稱 APC）等輔助裝置，實(shí)現(xiàn)夜間無人運(yùn) 轉(zhuǎn)。這些都可縮減直接勞務(wù)費(fèi)。 6.最少的間接勞務(wù)費(fèi) 由于工序集中，搬運(yùn)和質(zhì)量檢查工作量大為減少，這就使間接勞務(wù)費(fèi)最少。 7.設(shè)備利用率高 加工中心設(shè)備利用率為通用機(jī)床的幾倍。另外，由于工序集中，容易適應(yīng)多品 種、中小批量生產(chǎn)。 3.2.2 VDL-600A 型立式加工中心

36、的主要參數(shù)型立式加工中心的主要參數(shù) 見下表 1 所示： 表 1 立式加工中心主要技術(shù)參數(shù) 工作臺(tái)規(guī)格（長寬）mm800 x420 工作臺(tái)最大載重kg500 X 坐標(biāo)行程mm600 Y 坐標(biāo)行程mm420 Z 坐標(biāo)行程mm520 主軸中心線到立柱導(dǎo)軌面距離mm511 主軸端面至工作臺(tái)上平面距離mm150670 X、Y、Z 切削速度mm010000 X、Y、Z 快速進(jìn)給速度mm24/24/20 主軸轉(zhuǎn)速范圍r/min608000 (10000) 主軸錐孔No.40 (7:24 ) 主軸功率kW (FANUC 0i-MC:8/8000：71/47.4 Nm) X/Y/Z 伺服電機(jī)功率kW3/3/3

37、(FANUC 0i-MC) 表 1 (續(xù)) 立式加工中心主要技術(shù)參數(shù) 刀庫容量(24 把刀臂式可選)(斗笠式) 刀柄BT40 刀具最大重量kg7 刀具最大直徑mm 100/130（刀臂式 77/110） 換刀時(shí)間（刀對(duì)刀）mm6-8 （刀臂式 2.5s） 工作臺(tái) T 型槽（槽數(shù)槽寬槽距）mm318125 定位精度 X、Z：mm0.020Y：0.016（國標(biāo)）0.005（JIS） 重復(fù)定位精度 X、Z：mm0.008Y：0.006（國標(biāo)）0.003（JIS） 數(shù)控系統(tǒng)FANUC 0i MC 氣源壓力MPa0.4-0.6 3 數(shù)控機(jī)床的加工性能分析 15 機(jī)床輪廓尺（LWH）mm231020402

38、337 機(jī)床重量kg4800 3.3 JCK6146 型數(shù)控車床的加工性能分析型數(shù)控車床的加工性能分析 3.3.1 JCK6146 型數(shù)控車床的特點(diǎn)型數(shù)控車床的特點(diǎn) CK/CJK6146 選用帝特馬公司 DTM-5T 控制系統(tǒng) 該系列數(shù)控車床其機(jī)械部分是采用引進(jìn)的日本 YAMAZAK 公司的技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì) 材料加工而成。其數(shù)控系統(tǒng)選用北京帝特馬公司的 DTM5T 系統(tǒng)。所選用的數(shù)控系 統(tǒng)功能齊全，可靠性高。 該數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上突出了精度、精度保持性、可靠性、可擴(kuò)展性、安全性、 易操作和可維修性等；主軸傳動(dòng)采用日本 NSK 軸承。適用于對(duì)回轉(zhuǎn)體、軸噘和盤類 零件進(jìn)行直線、圓弧、曲面、螺紋、溝槽、

39、和維面等高效、精密、自動(dòng)車削加工。 3.3.2 JCK6146 型數(shù)控車床的主要參數(shù)型數(shù)控車床的主要參數(shù) 見下表 2 所示 表 2 JCK6146 型數(shù)控車床的主要參數(shù) 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑mm460 滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑mm200 頂尖距mm1000 主軸頭規(guī)格/主軸通孔直徑mmA2-8/直徑 80（MK 主軸） 主軸錐孔 ASA350（MK 主軸） 主軸轉(zhuǎn)速范圍 齒輪傳動(dòng)rpm25-1800 主電機(jī)類型三相異步變頻電機(jī) 主電機(jī)功率kw7.5 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 16 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 零件為 ADC12 鋁合金材料。它的強(qiáng)度不高，不能熱處

40、理強(qiáng)化，在退火狀態(tài)下 有高的塑性，而蝕性好，焊接性好，切削加工性不良。用于制造要求高可塑性和良 好焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件，如缸體、油箱、油管、液體容 器等。 4.2 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)對(duì)于機(jī)械加工來說就相當(dāng)于基礎(chǔ)，要選擇好基準(zhǔn)才能夠加工出高精度 的產(chǎn)品。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中我通過采用大端面和壓板實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn) 重合的目的，在一定程度上提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 1.基準(zhǔn)的概念及分類 零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。根 據(jù)其功用的不同，可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)兩大類。 設(shè)計(jì)基

41、準(zhǔn) 在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn) 零件在加工、測(cè)量、裝配等工藝過程中使用的基準(zhǔn)統(tǒng)稱工藝基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)又可分為： 1) 裝配基準(zhǔn) 在零件或部件裝配時(shí)用以確定它在機(jī)器中相對(duì)位置的基準(zhǔn)。 2) 測(cè)量基準(zhǔn) 用以測(cè)量工件已加工表面所依據(jù)的基準(zhǔn)。例如以內(nèi)孔定位用百 （千）分表測(cè)量外圓表面的徑向跳動(dòng)，則內(nèi)孔就是測(cè)量外圓表面徑向跳動(dòng)的測(cè)量基 準(zhǔn)。 3) 工序基準(zhǔn) 在工序圖中用以確定被加工表面位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。所標(biāo)注的 加工面的位置尺寸稱工序尺寸。工序基準(zhǔn)也可以看作工序圖中的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 4) 定位基準(zhǔn) 用以確定工件在機(jī)床上或夾具中正確位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。如軸 類零件的中心孔就

42、是車、磨工序的定位基準(zhǔn)。 作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面有時(shí)在工件上并不一定實(shí)際存在（如孔和軸的軸線、 某兩面之間的對(duì)稱中心面等），在定位時(shí)是通過有關(guān)具體表面起定位作用的，這些 表面稱定位基面。例如在車床上用頂尖撥盤安裝一根長軸，實(shí)際的定位表面（基面） 是頂尖的錐面，但它體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是這根長軸的軸線。因此，選擇定位基準(zhǔn)，實(shí) 際上既選擇恰當(dāng)?shù)亩ㄎ换妗?4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 17 2. 定位基準(zhǔn)的選擇原則 根據(jù)定位基面表面狀態(tài)，定位基準(zhǔn)又可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。凡是以未經(jīng)過 機(jī)械加工的毛坯表面作定位基準(zhǔn)的，稱為粗基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)往往在第一道工序第一次 裝夾中使用。如果定位基準(zhǔn)是經(jīng)過機(jī)械加工的，稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)和

43、粗基準(zhǔn)的選 擇原則是不同的。 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇，主要考慮如何保證加工表面與不加工表面之間的位置和尺寸 要求，保證加工表面的加工余量均勻和足夠，以及減少裝夾次數(shù)等。具體原則有以 下幾方面： 1) 如果零件上有一個(gè)不需加工的表面，在該表面能夠被利用的情況下，應(yīng)盡量 選擇該表面作粗基準(zhǔn)。 2) 如果零件上有幾個(gè)不需要加工的表面，應(yīng)選擇其中與加工表面有較高位置精 度要求的不加工表面作第一次裝夾的粗基準(zhǔn)。 3) 如果零件上所有表面都需機(jī)械加工，則應(yīng)選擇加工余量最小的毛坯表面作粗 基準(zhǔn)。 4) 同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)只能用一次。 5) 粗基準(zhǔn)要選擇平整、面積大的表面。 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)

44、，主要應(yīng)考慮如何保證加工表面之間的位置精度、尺寸精度和裝 夾方便，其主要原則是： 1) 基準(zhǔn)重合原則 即選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作本道加工工序的定位基準(zhǔn)，也就是說應(yīng)盡量 使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合。這樣可避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。 2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 在零件加工的整個(gè)工藝過程中或者有關(guān)的某幾道工序中盡可 能采用同一個(gè)（或一組）定位基準(zhǔn)來定位，稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 3) 互為基準(zhǔn)原則 若兩表面間的相互位置精度要求很高，而表面自身的尺寸和 形狀精度又很高時(shí)，可以采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法。 4) 自為基準(zhǔn)原則 如果只要求從加工表面上均勻地去掉一層很薄的余量時(shí)，可 采用以加工表面本身作定位基準(zhǔn)。 4 工藝

45、規(guī)程設(shè)計(jì) 18 4.3 制定工藝路線制定工藝路線 4.3.1 工序順序的安排工序順序的安排 工序順序的安排原則： 1. 先加工基準(zhǔn)面，再加工其它表面 2. 一般情況下，先加工平面，后加工孔 3. 先加工主要表面，后加工次要表面 4. 先安排粗加工工序，后安排精加工工序 4.3.2 加工階段的劃分加工階段的劃分 當(dāng)零件的精度要求比較高時(shí)，若將加工面從毛坯面開始到最終的精加工或精密 加工都集中在一個(gè)工序中連續(xù)完成，則難以保證零件的精度要求，或浪費(fèi)人力、物 力資源。 由于是大批量生產(chǎn)，大量采用專用機(jī)床和專用夾具，使工序盡量集中提高生產(chǎn) 率，除此之外還能降低成本。 壓縮機(jī)前缸蓋的工藝路線： 1) 粗車

46、大端 2) 精車大端 3) 精車小端 4) 銑貫穿孔端面 5) 鉆定位銷孔 6）加工線夾部位 7) 鉆螺栓聯(lián)接孔 8) 銑貫穿孔 9) 擠光 10) 清洗烘干 11）浸滲 12）工件清理 13）終檢入庫 4.3.3 工藝方案的分析工藝方案的分析 壓縮機(jī)前缸蓋工藝方案的分析 此工藝方案的特點(diǎn)在于：先加工大端面，再以大端面作為定位基準(zhǔn)，分別進(jìn)行 螺紋，柱塞孔，貫穿面加工等。 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 19 根據(jù)實(shí)際情況考慮到從粗加工到精加工，根據(jù)先面后孔，螺紋底孔中心線應(yīng)與 110mm 端面相垂直，垂直度公差為 0.05mm,位置度公差為 0.3mm,由此可見， 因?yàn)槁菁y底孔的中心線要求與 110mm 大

47、端面保持垂直且保證一定的位置度，因此， 加工及測(cè)量螺紋底孔時(shí)應(yīng)以大端面為基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相 重合。 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝卡片。 4.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4.4.1 加工余量加工余量 毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差稱為加工總余量 4.4.2 工序余量的影響因素工序余量的影響因素 1.上工序的尺寸公差 a T 2.上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度（表面輪廓最大高度）和表面缺陷層深度 Ha y R 在本道工序加工時(shí)，應(yīng)將它們切除掉。 3.上工序留下的需要單獨(dú)考慮的空間誤差，用符號(hào) ea 表示。 4.本工序的裝夾誤差綜上所

48、述, 1)對(duì)于單邊余量 2)對(duì)于雙邊余量 4.4.3 加工余量的確定加工余量的確定 1.計(jì)算法 1) 鏜孔、鉸孔、拉孔 2) 磨外圓 3) 光整加工 2.查表法 3.經(jīng)驗(yàn)法 4.4.4 工序尺寸與公差的確定工序尺寸與公差的確定 生產(chǎn)上絕大部分加工面都是在基準(zhǔn)重合的情況下進(jìn)行加工。所以，掌握基準(zhǔn)重合情 況下工序尺寸與公差的確定過程非常重要。 4.4.5 工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈 1. 直線尺寸鏈的基本計(jì)算公式 1) 極值法計(jì)算公式 (1) 封閉環(huán)的基本尺寸等于各組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)和 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 20 (2) 封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和 (3) 封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減

49、去所有減環(huán)的下偏差之和 (4) 封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差 2) 概率法計(jì)算公式 (1) 將極限尺寸換算成平均尺寸 (2) 將極限偏差換算成中間偏差 (3) 封閉環(huán)中間偏差的平方等于各組成環(huán)中間偏差平方之和。 2. 直線尺寸鏈在工藝過程中的應(yīng)用 1) 工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸的計(jì)算 (1) 測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 (2) 定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 2) 一次加工滿足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求的工藝尺寸計(jì)算 3. 表面淬火、滲碳層深度及鍍層、涂層厚度工藝尺寸鏈 對(duì)那些要求淬火或滲碳處理，加工精度要求又比較高的表面，常常在淬火或滲 碳處理之后安排磨削加工，為了保證

50、磨后有一定厚度的淬火層或滲碳層，需要進(jìn)行 有關(guān)的工藝尺寸計(jì)算。 4. 余量校核 校核加工余量，對(duì)加工余量進(jìn)行必要的調(diào)整是指定工藝規(guī)程時(shí)不可少的工藝工 作。 4.4.6 時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑 1. 時(shí)間定額 1) 時(shí)間定額的概念 時(shí)間定額是指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完 成一道工序所消耗的時(shí)間。 2) 時(shí)間定額的組成 (1) 基本時(shí)間 t基 (2) 輔助時(shí)間 t輔 (3) 布置工作地時(shí)間 t布置 (4) 休息和生理需要時(shí)間 t休息 (5) 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 t準(zhǔn)備 3) 單件時(shí)間和單件工時(shí)定額計(jì)算公式 (1) 單件生產(chǎn)時(shí) 單件時(shí)間的計(jì)算公式:T 單

51、件= t+ t+ t+ t 基輔布置休息 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 21 (2) 成批生產(chǎn)時(shí) 單件工時(shí)定額的計(jì)算公式:T = T+ t /n 定額單件準(zhǔn)備 (3) 大量生產(chǎn)時(shí) 單件工時(shí)定額的計(jì)算公式: T = T 定額單件 2. 提高生產(chǎn)率的工藝途徑 1) 縮短基本時(shí)間 提高切削用量縮短基本時(shí)間，提高切削用量的主要途徑是進(jìn)行新型刀具材料的 研究與開發(fā)。 2) 采用復(fù)合工步縮短基本時(shí)間 (1) 多刀單件加工 (2) 單刀多件或多刀多件加工 (3) 將工件串聯(lián)裝夾或并聯(lián)裝夾進(jìn)行多件加工，可有效地縮短基本時(shí)間。 3. 減少輔助時(shí)間和輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊 1) 減少輔助時(shí)間 (1) 采用先進(jìn)夾具或自動(dòng)上、下

52、料裝置減少裝、卸工件的時(shí)間。 (2) 提高機(jī)床操作的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)集中控制、自動(dòng)調(diào)速與變速以 縮短開、停車床和改變切削用量的時(shí)間。 2) 使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊 (1) 采用可換夾具或可換工作臺(tái)，在機(jī)床外裝夾工件，可使裝夾工件的時(shí)間與 基本時(shí)間重疊。 (2) 采用轉(zhuǎn)位夾具或轉(zhuǎn)位工作臺(tái)，可在加工中完成工件的裝卸，使裝卸時(shí)間與 基本時(shí)間基本重疊。 (3) 采用回轉(zhuǎn)夾具或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行連續(xù)加工 (4) 采用在線檢測(cè)的方法來控制加工過程中的尺寸，使測(cè)量時(shí)間與基本時(shí)間重 疊。 3) 減少布置工作地時(shí)間 減少布置工作地時(shí)間，可在減少更換刀具的時(shí)間方面采取措施。 4) 減少準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 準(zhǔn)備與

53、終結(jié)時(shí)間的多少，與工藝文件是否詳盡清楚、工藝裝備是否齊全、安裝、 調(diào)整是否方便有關(guān)。 4.5 工藝分析工藝分析 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別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： 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 22 1.粗車大端外徑，由于采用模鑄，毛坯外形誤差較小，工序尺寸要求為 114mm, 查工藝手冊(cè)表 2.2-32.2-5，加工余量為 1mm,則毛胚尺寸為 116mm。 2.精車大端內(nèi)徑，工序尺寸要求為 106mm,查工藝手冊(cè)表 2.2-32.2-5， 加工余量 2mm，毛胚尺寸為 108mm。 3.精車小端，包括外徑和內(nèi)徑，工序尺寸要求分別為 30mm 和 23mm，查 工藝

54、手冊(cè)表 2.2-32.2-5，加工余量 2mm，毛胚尺寸分別為 32 和 26mm。 4.銑貫穿孔兩端面，工序尺寸要求為 83mm，查工藝手冊(cè)表 2.2-32.2-5， 加工余量為 2mm, 毛胚尺寸為 85mm。 5.鉆定位銷孔，工序尺寸要求為銷孔徑為 3.2mm, 查工藝手冊(cè)表 2.2- 32.2-5,加工余量為 0.6mm, 毛胚尺寸為 4.4mmm。 6.加工線夾部位，包括一個(gè)通孔和一個(gè)螺紋孔，工序尺寸要求分別為 6mm 和 M5-6H, 查工藝手冊(cè)表 2.2-32.2-5，加工余量為 0.6，毛胚尺寸為 7.2mm 和 6.2mm。 7.擴(kuò)螺栓連接孔，工序尺寸為 9mm, 查工藝手冊(cè)

55、表 2.2-32.2-5，加工 余量為 2mm, 毛胚尺寸為 11mm。 8.銑貫穿孔，工序尺寸為 11mm, 查工藝手冊(cè)表 2.2-32.2-5，加工余量 為 2mm, 毛胚尺寸為 13mm。 9. 23 孔擠光，按工藝圖定位后順底孔擠光即可。 10. 清洗烘干。 11. 浸滲，按浸滲工藝執(zhí)行。 12工件清理。 13. 終檢入庫。 4.6 確立切削用量及基本工時(shí)確立切削用量及基本工時(shí) 工序一 粗車大端 1.加工條件 工件材料：鋁合金 加工要求：車大端直徑 機(jī) 床：JCK6146 刀 具：外圓車刀、切斷刀 2.切削用量 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 23 1）切削深度為：0.8mm p a 2）進(jìn)給量為：

56、 =0.5mm/r ， 根據(jù)機(jī)械工藝手冊(cè)P874 表 27-2 得 z f 3）確定切削速度：根據(jù)機(jī)械工藝手冊(cè)表 27-12、 27-11得： 262/3.1 1 0.8 =105.6m/min vv V Cv xy mp C Vk T af 4）確定主軸轉(zhuǎn)速： =305.7m/min s n C 1000V w d 5)計(jì)算基本工時(shí) 根據(jù)工藝手冊(cè)P666 表 12-3得： Tj =0.06min L i fn 123 L m LL f 工序二 精車大端 1.加工條件 工件材料：鋁合金 加工要求：車大端內(nèi)徑 機(jī) 床：CKS6116 刀 具：外圓車刀、內(nèi)孔車刀、端面車刀、外圓切槽刀 2.切削用量

57、 1）切削深度為：0.8mm p a 2）進(jìn)給量為： =0.5mm/r ， 根據(jù)機(jī)械工藝手冊(cè)P874 表 27-2 得 z f 3）確定切削速度：根據(jù)機(jī)械工藝手冊(cè)表 27-12、 27-11得： 262/3.1 1 0.8 =105.6m/min vv V Cv xy mp C Vk T af 4）確定主軸轉(zhuǎn)速： =305.7m/min s n C 1000V w d 5)計(jì)算基本工時(shí) 根據(jù)工藝手冊(cè)P666 表 12-3得： Tj =0.06min L i fn 123 L m LL f 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 24 工序三 精車小端 1.加工條件 工件材料：鋁合金 加工要求：軸承外徑mm，線圈直徑

58、mm，內(nèi)徑mm， 0.01 0.03 30 0 0.04 64 0.01 0.05 23 外徑mm， 0.2 0.3 24 機(jī) 床：數(shù)控車床 刀 具：外圓車刀、內(nèi)孔車刀、端面車刀、外圓切槽刀、內(nèi)圓切槽刀 2.選擇切削用量 1）車削深度： 選擇=2mm， p a 2）進(jìn)給量：查切削手冊(cè)表 2.7 得， f=0.18=0.09mm/r5 . 0 3）確定切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表 2.13 及表 2.14，按 5 類加工性考慮 得：v=26.25m/min =1286r/min s n C 1000V w d5 . 6 25.261000 按機(jī)床選取 n =1200r/min(按工藝手冊(cè)表 4.2-

59、2) w 所以實(shí)際切削速度 v=24.49 m/min 1000 w dn 1000 12005 . 6 4）計(jì)算基本工時(shí) 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P196 表 6.2-5 L=12mm L =D-d1ctykr+(1-2)=1.58 L =(1-3)=2mm 12 取 f =f* n =0.16 2280=364.8mm/r mw T=3minj fn LLL w 21 41 . 0 136 410150 式中：L=150mm L =10mm L =4mm 12 工序四 銑貫穿孔兩端 1.加工條件 工件材料：鋁合金 加工要求：銑兩端的貫穿孔端面 機(jī) 床：立銑床 刀 具：雙面盤銑刀 4 工藝

60、規(guī)程設(shè)計(jì) 25 2.選擇切削用量 1）銑削深度： 選擇=2mm p a 2）進(jìn)給量：查切削手冊(cè)表 2.7 得， f=0.18=0.09mm/r5 . 0 3）確定切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表 2.13 及表 2.14，按 5 類加工性考慮 得：v=26.25m/min =1286r/min s n C 1000V w d5 . 6 25.261000 按機(jī)床選取 n =1200r/min(按工藝手冊(cè)表 4.2-2) w 所以實(shí)際切削速度 v=24.49 m/min 1000 w dn 1000 12005 . 6 4）計(jì)算基本工時(shí) 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè) P196 表 6.2-5 L=12mm

61、 L =D-d1ctykr+(1-2)=1.58 L =(1-3)=2mm 12 取 f =fn =0.16 2280=364.8mm/r mw T=3minj fn LLL w 21 41 . 0 136 410150 式中：L=150mm L =10mm L =4mm 12 工序五 鉆定位銷孔 1.加工條件 工件材料：鋁合金 加工要求：銷孔孔徑為 3.2mm， 1 . 0 0 機(jī) 床：鉆床 刀 具：3.2mm 麻花鉆 2.選擇切削用量 1）鉆削深度： 選擇=2mm， p a 2）進(jìn)給量：查機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)P1321 表 15-5.33 得， f=0.16-0.2 mm/r 取 f=0.16

62、mm/r 3）計(jì)算切削速度 查機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè) P1324 表 15-37 得， v= 1.25-1.5m/s 取 V=75m/min 采用直徑為 d=7.5mm，則 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 26 n =3185r/min s d v 1000 5 . 7 751000 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 4.2-18 取 n =3180r/min w 故實(shí)際的切削速度為 v=75m/min 1000 w dn 1000 31805 . 7 4）計(jì)算基本工時(shí) 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P196 表 6.2-5 L=12mm L = 1.58 L =(1-3)=2mm 12 取 f =f n =0.1631

63、80=508.8mm/r mw T=0.03minj m f LLL 21 8 . 508 58.15 工序六 加工線夾部位 1.加工條件 工件材料：鋁合金 加工要求：鉆 60.1mm 孔 機(jī) 床：鉆床 刀 具：6mm 麻花鉆 2.選擇切削用量 1）鉆削深度 選擇=2mm p a 2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 查機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)P1341 表 15-54 得， f=0.5-1.2mm/r 取 f=1 mm/r 3）計(jì)算切削速度 查機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè) P1341 表 15-55 得， v= 180-300m/min. 取 V=180m/min 采用麻花鉆的直徑為 d=6 mm，則 n =879r/min s d

64、 v 1000 5 . 30 1801000 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 4.2-39 取 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 27 n =880r/min w 故實(shí)際的切削速度為 v=84.277m/min 1000 w dn 1000 879 5 . 30 4）計(jì)算基本工時(shí) 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P198 表 6.2-7 L=90mm L =0.5（D-）+（13）=10.4mm L =(1-3)=2mm 1 2 2 e aD 2 機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)表 15-49 ae=(0.4-0.8)d0=0.5d0=0.5125=62.5 取 f =f* n =490mm/r mw T=0.21minj m f LLL 21 490 4 . 102 工序七 擴(kuò)螺紋連接孔 1.加工條件 工件材料：鋁合金 加工要求：內(nèi)孔徑直徑為 22.5mm，深度為 13mm，擋圈槽槽寬為 06 . 0 0 3 . 0 1 . 0 1.3mm ，密封槽直徑 26.50.05mm 1 . 0 0 機(jī) 床：多軸鉆床 刀 具：9 麻花鉆 2.選擇切削用量 1) 切削深度 選擇=0.6mm p a 2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 查機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)P1341 表 15-54 得， f=0.3-0.4mm/r 取 f=0.3mm/r 3）確定切削速度：根據(jù)機(jī)械工藝