机械加工工艺分析与改进设计毕业论文Word格式文档下载.docx

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加工表面的尺寸精度、形状精度、相互位置精度是否合理，还有表面质量要求以及热处理要求是否合理。

4、毛坯的选择

1）毛坯的种类

铸造毛坯：

适合做形状复杂的零件。

锻造毛坯：

适合做形状简单的零件。

型材：

适合做轴、平板类零件。

焊接毛坯：

适合做板类、框架类零件。

2）毛坯选择的原则

选择原则：

毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸以减少机械加工。

毛坯选择应考虑的因素：

生产纲领大小：

对于大批量生产应选择高精度的毛坯，以减少机械加工，节省材料。

现有生产条件：

要考虑现有毛坯制造水平和设备条件。

1.2定位基准的选择

1|、基准的定义：

在零件图上或实际零件上，用来确定其他点、线

面位置时所依据的那些点、线、面就称为基准。

2、基准的分类

1）设计基准：

零件图上用来确定其点线面位置的基准。

2）工艺基准：

是加工、测量、装配过程中使用的基准。

3、基准的选择

粗基准：

采用毛坯上未加工的表面作为基准。

精基准：

采用加工过的表面作为基准。

基准的选择遵循以下四个原则

1）基准重合原则：

（1）设计基准与定位基准不重合误差只会发生在用调整法获得加工尺寸的情况。

（2）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间的差值。

2）基准统一原则:

整个工艺过程或有关几道工序采用同一个定位基准来定位。

采用基准统一原则有利于：

（1）简化工艺过程的制定及夹具的设计。

（2）避免基准转换带来误差。

3）互为基准：

使加工面间有较高的位置精度，又使其加工余量小而均匀，可采用反复加工互为基准原则。

4）自为基准：

不能提高加工面的位置精度，只能提高自身的精度。

1.3加工工序的设计

1、加工余量的概念

1）总加工余量：

指零件加工程中某加工表面切去总金属层的厚度。

2）工序余量：

一道工序内切去金属层的厚度，为相邻两工序的尺寸差。

1、31加工余量确定的方法

1）经验估值法：

靠经验估值确定，一般用于小批量生产。

2）查表法：

根据手册中的数据确定，应用较多。

3）分析计算法：

根据试验资料和公式计算，综合确定比较真实科学，用于大量生产。

2、加工方法和方案的选择

1）根据加工表面的技术要求确定加工方法和方案。

2）要考虑被加工材料的性质。

3）要考虑生产纲领，及生产率和经济效率。

4）要考虑现有设备和生产条件。

1．4工艺路线的拟定

1、工艺规程的定义：

规定产品或零件的制造工艺过程和操作方法等工艺文件称为工艺规程。

2、工艺路线的内容与步骤：

1）分析零件图和产品装配图。

2）对零件图和装配图进行工艺审查

3）由零件生产纲领确定生产类型

4）确定毛坯种类

5）拟定零件加工工艺路线

6）确定各工序所用机床设备和工艺装备

7）确定各工序的加工余量及计算尺寸公差

8）确定各工序的技术要求和检验方法

9）确定各工序的切削用量及工时定额

10）编制工艺文件

这是我对加工工艺做的简单分析，第二章我将用实例来详细分析一下制动杆的加工工艺。

第二章：

制动杆零件的加工工艺分析

2.1毛坯的制造形式

零件的材料HT200。

由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。

便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。

2.2基准面的选择

基准面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

2.2.1粗基准的选择对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一个V形块支承45圆的外轮廓作主要定位，以限制z、z、y、y四个自由度。

再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工Φ25的孔。

2.2.2精基准的选择

精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。

选择精基准一般应考虑如下原则：

1.“基准重合”原则

　　为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。

这一原则称为基准重合原则。

如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差。

2.“基准统一”原则

　　当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。

采用“基准统一”原则可保证同轴度和垂直度等，减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。

3.精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。

对于本零件，有中心孔，中心孔是其设计基准又是定位基准，而且以中心孔为精基准可以加工多个面。

故可以以中心孔作为统一的基准，但是随着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：

当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2mm的锥面来代替中心孔。

若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度

2.3制订工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。

部分采用专用刀具和专一量具。

并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

表2.1工艺路线方案一

工序1

粗精铣Φ25孔下表面

工序2

钻、扩、铰孔使尺寸到达Ф

mm

工序3

粗精铣宽度为30mm的下平台

工序4

钻Ф12.7的锥孔

工序5

加工M8螺纹孔，锪钻Ф14阶梯孔

工序6

粗精铣2-M6上端面

工序7

钻2-M6螺纹底孔孔，攻螺纹孔2-M6

工序8

检查

表2.2工艺路线方案二

粗精铣Ф25孔下表面

钻2-Ф5孔，加工螺纹孔2-M6

续表2.2

工艺路线的比较与分析：

第二条工艺路线不同于第一条是将“工序5钻Ф14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序7粗精铣M6上端面”其它的先后顺序均没变化。

通过分析发现这样的变动影响生产效率。

而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。

以Ф25mm的孔子外轮廓为精基准，先铣下端面。

再钻锥孔，从而保证了两孔中心线的尺寸与右端面的垂直度。

符合先加工面再钻孔的原则。

若选第二条工艺路线而先上端面，再“钻Ф14孔，加工螺纹孔M8”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非功过否重合这个问题。

所以发现第二条工艺路线并不可行。

从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。

所以我决定以第一个方案进行生产。

具体的工艺过程如表2.3所示。

表2.3最终工艺过程

粗精铣杠杆下表面。

保证粗糙度是3.2选用立式升降台铣床X52K。

加工孔Φ25。

钻孔Φ25的毛坯到Φ22mm；

扩孔Φ22mm到Φ24.7mm；

铰孔Φ24.7mm到Ф

mm。

保证粗糙度是1.6采用立式钻床Z535。

采用专用夹具。

粗精铣宽度为30mm的下平台，仍然采用立式铣床X52K，用组合夹具。

钻Ф12.7的锥孔，采用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。

加工螺纹孔M8，锪钻Ф14阶梯孔。

用组合夹具，保证与垂直方向成10゜。

粗精铣M6上端面。

用回转分度仪加工，粗精铣与水平成36゜的台肩。

用卧式铣床X52K，使用组合夹具。

钻2-M6螺纹底孔、攻2-M6螺纹用立式钻床Z535，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“制动杆”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190~241，生产类型为大批生产，采用机器造型铸造毛坯。

根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。

由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。

毛坯与零件不同的尺寸有：

（具体见零件图）故台阶已被铸出,根据参考文献[14]的铣刀类型及尺寸可知选用6mm的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm。

1）加工Φ25的端面，根据参考文献[8]表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。

2）对Φ25的内表面加工。

由于内表面有粗糙度要求1.6。

可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可达到要求。

3）加工宽度为30mm的下平台时，用铣削的方法加工台肩。

由于台肩的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分四次的铣削的方式，每次铣削的深度是2.5mm。

4）钻锥孔Φ12.7时要求加工一半，留下的余量装配时钻铰，为提高生产率起见，仍然采用Φ12的钻头，切削深度是2.5mm。

5）钻Ф14阶梯孔，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2mm。

可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可达到要求。

6）加工M8底孔，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。

可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。

7）加工2-M6螺纹，根据参考文献[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。

可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。

8）加工2-M6端面，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。

2.5确定切削用量及基本工时

2.5.1确定切削用量

工序1：

粗、精铣

孔下平面

（1）粗铣

（2）精铣

工序2：

加工孔Φ25到要求尺寸

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。

孔的直径为25mm，公差为H7，表面粗糙度

。

加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：

钻孔——Φ22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；

扩孔——Φ24.7mm标准高速钢扩孔钻；

铰孔——Φ25mm标准高速铰刀。

选择各工序切削用量。

（1）确定钻