铣削加工工艺说明书Word文件下载.docx

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最后；

切削用量的确定应科学的选择，科学合理的切削用量不仅有利于工件加工，而且有利于机床的有效利用。

通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计。

并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。

最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。

并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。

杜旭光

目录

一：

零件图的分析1

1.1零件图的正确性和完整性分析1

1.2零件图的技术要求分析1

1.3零件图的结构工艺性分析2

二：

毛坯的选择6

2.1确定毛坯的种类及制造方法6

2.2毛坯的尺寸及加工的总余量10

三：

定位基准的选择10

3.1精基准的确定10

3.2粗基准的确定11

四：

工艺路线的制定11

4.1表面加工方法选择12

4.2确定加工工艺方案12

4.3工艺方案的技术经济分析17

五：

确定工序加工余量、工序尺寸及公差19

5.1选择工序加工余量19

5.2计算工序尺寸及公差22

六：

确定切削用量及工时定额23

6.1确定切削用量23

6.2工时定额26

七：

程序内容28

八：

设计体会与收获31

九：

参考文献33

第1章　零件图的分析

在图样分析中，首先要正确分析零件图，确定零件的加工部位与顺序，并根据零件图的技术要求，分析零件的形状、基准面、尺寸公差和粗糙度要求等。

1.1零件图的完整性和正确性分析

零件图的正确性及完整性分析是指在制订零件的机械加工工艺规程之前，对零件进行工艺性分析，以及对产品零件图提出修改意见，是制订工艺规程的一项重要工作。

此次设计的是一个轴类组合零件,此件几何要素间的相互关系明确，条件充分；

采用主视图和剖视图完整的表达零件，尺寸表达完整，符合国家制图标准。

有利于编制程序时的数据分析和计算；

表面粗糙度的标注明确了各加工面的加工精度要求。

零件图是制订工艺规程最主要的原始资料，在制订工艺规程时，必须首先加以认真分析。

零件图中应以最简单的视图表达清楚各个部分。

此零件图主要有凸台、圆弧、通孔和螺纹孔组成。

其视图主要是有主视图、左视图组成，且线条清晰明了。

各部位尺寸标注完整并符合国家标准，有利于编制程序时的数据分析和计算；

表面粗糙度的标注明确了各加工面的加工精度要。

经分析零件尺寸精度要求较高，而圆弧面表面粗糙度要求较高，平面较低。

零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求：

轮廓描述清楚完整。

1.2零件的技术要求分析

对零件进行工艺分析，不仅要对零件的结构工艺性进行分析，也要对零件的技术性进行分析！

分析技术要求主要包括以下几个方面：

1）加工表面的尺寸精度

2）主要加工表面的形状精度

3）主要加工表面之间的相互位置精度

4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求

5）热处理要求

6）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等）

要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。

该盘形零件有长为：

78-0.06mm、86-0.06、5±

0.08、3±

0.08，圆弧为：

R7±

0.08、φ20h8，螺纹为：

M10-6H，尺寸精度均为IT8；

平面表面粗糙度Ra值为3.2μm、圆弧表面粗糙度为Ra值为1.6μm；

该零件的加工精度及表面粗糙度要求不是很高，在现有生产条件下能够实现，且经

济合理。

零件材料为45钢，是当今最常用的工业金属之一，材料无热处理和硬度要求，在加工完成后零件有毛刺需要去除，以显示出表面的光洁度和美观。

1.3零件的结构工艺性分析

对零件进行工艺分析的一个主要内容就是研究，审查机器和零件的结构工艺性。

所谓零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。

结构工艺性好可以方便制造，降低制造成本；

不好的结构工艺性会使加工困难，浪费材料，浪费工时，甚至无法加工。

下面将就单件小批生产中对它考虑的一般原则及实例进行简要分析。

1.有利于达到所要求的加工质量

①合理确定零件的加工精度与表面质量

（a）（b）

图1有利于保证位置精度的工艺结构

（a）错误（b）正确

加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须根据零件在整个机器中的作用和工作条件合理地确定，尽可能使零件加工方便制造成本低。

②保证位置精度的可能性

为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求的位置精度。

如图1（a）所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ60㎜的同轴度。

如改成图（b）所示的结构，就能在一次安装中加工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。

2.有利于减少加工劳动量

①尽量减少不必要的加工面积

减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。

图2（b）中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。

图3（b）中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。

（a）（b）

图2减少轴承座底面加工面积

（a）错误（b）正确

图3避免深孔加工的方法

②尽量避免或简化内表面的加工

因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。

因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。

如图4所示，将图（a）中件2上的内沟槽a加工，改成图（b）中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。

图4将内沟槽转化为外沟槽加工

3、有利于提高劳动生产率

图5退刀槽尺寸一致

①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。

如图5（b）中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。

如图6（b）采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。

如图7（b）的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。

图6凸台高度相等

（a）错误（b）正确

图7便于采用标准钻头

②减少零件的安装次数：

零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相垂直的表面上；

次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，同时将次要表面也加工出来；

孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。

如：

图8（b）中的钻孔方向应一致；

图9（b）中键槽的方位应一致。

（a）（b）（a）（b）

图8钻孔方向一致图9键槽方位一致

（a）错误（b）正确（a）错误（b）正确

③零件的结构应便于加工如图10（b）、11（b）所示，设有退刀槽、越程槽，减少了刀具（砂轮）的磨损。

图12（b）的结构，便于引进刀具，从而保证了加工的可能性。

图10应留有越程槽

图11应留有退刀槽

（a）错误（b）正确

图12钻头应能接近加工表面

④避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削如图13（b）所示，避免了因钻头两边切削力不等使钻孔轴线倾斜或折断钻头。

图13避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削

该零件的加工精度和配合精度要求较严格，零件的表面较为平整，适合加工工艺和经济性的要求。

第2章毛坯的选择

2.1确定毛坯的种类及制造方法

在制订零件机械加工工艺规程之前，还要对零件加工前的毛坯种类及其不同的制造方法进行选择。

由于零件机械加工的工序余量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关，正确选择毛坯具有重大的技术经济，为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。

1.常见的毛坯种类

（1）铸件

对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。

目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。

（二）锻件

锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。

因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。

其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。

模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。

（3）型材

型材主要有板材、棒材、线材等。

常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。

就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。

热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。

冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件

（4）焊接件

焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。

其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。

但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。

（5）其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。

各种制造方法及工艺参考下表；

2.毛坯的选择原则

选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素：

（一）零件的生产纲领

大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。

如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；

锻件采用模锻、精锻；

选用冷拉和冷轧型材。

单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。

（二）零件材料的工艺性

例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；

钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；

重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。

（三）零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。

一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；

如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。

（四）现有的生产条件选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等。

毛坯选择的原则，应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低生产成本，使产品在市场上具有竞争能力。

1.工艺性原则零件的使用要求决定了毛坯形状特点，各种不同的使用要求和形状特点，形成了相应的毛坯成形工艺要求。

零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部质量，和对其化学成分、金属组织、力学性能、物理性能和化学性能等内部质量的要求上。

对于不同零件的使用要求，必须考虑零件材料的工艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊接性能等）来确定采用何种毛坯成形方法。

2.适应性原则在毛坯成形方案的选择中，还要考虑适应性原则。

既根据零件的结构形状、外形尺寸和工作条件要求，选择适应的毛坯方案；

例如，对于阶梯轴类零件，当各台阶直径相差不大时，可用棒料；

若相差较大，则宜采用锻造毛坯。

形状复杂和薄壁的毛坯，一般不应采用金属型铸造；

尺寸较大的毛坯，通常不采用模锻、压力铸造和熔模铸造，多数采用自由锻、砂型铸造和焊接等方法制坯。

3.生产条件兼顾原则毛坯的成形方案要根据现场生产条件选择。

现场生产条件主要包括现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑因生产发展而采用较先进的毛坯制造方法。

为此，毛坯选择时，应分析本企业现有的生产条件，如设备能力和员工技术水平尽量利用现有生产条件完成毛坯制造任务。

若现有生产条件难以满足要求时，则应考虑改变零件材料和（或）毛坯成形方法，也可通过外协加工或外购解决。

4.经济性原则经济性原则就是使零件的制造材料费、能耗费、工资费用等成本最低。

在选择坯件的类型和具体的制造方法时，应在满足零件使用要求的前提下，把几个预选方案作经济性比较，从中选出整体生产成本低廉的方案。

一般，选择毛坯的种类和制造方法时，应使毛坯尺寸、形状尽量与成品零件相近，从而减少加工余量，提高材料的利用率，减少机械加工工作量。

但是毛坯越精确，制造就越困难，费用也越高。

因此，生产纲领大时，应采用精度高、生产率高的毛坯制造方法，这时虽然一次投资较大，但增大的毛坯制造费用可由减少的材料消耗及机械加工费用得到补偿。

一般的规律是，单件小批生产时，可采用手工砂型铸造、自由锻造、手工电弧焊、板金钳工等成形方法，在批量生产时可采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或其他自动焊接方法和板料冲压等成形方法制造毛坯。

5.可持续性发展原则

1）尽量减少能源消耗，在制定工艺流程中应考虑选择能耗小的成形方案，并尽量选用低能耗成形方法的材料，合理进行工艺设计，尽量采用净成形、净终成形的新工艺。

2）不使用对环境有害和会产生对环境有害物质的材料，采用加工废弃物少、容易再生处理、能够实现回收利用的材料。

根据本次毕业设计零件图的结构、工艺性、用途和技术要求，以现有的生产条件，可持续发展的理念，在不影响加工要求的情况下；

此零件选择铸件。

2.2毛坯的尺寸及加工的总余量

毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。

但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。

毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。

铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。

毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。

如铸造毛坯的加工余量，是由铸件最大尺寸、公称尺寸（两相对加工表面的最大距离或基准面到加工面的距离）、毛坯浇注时的位置（顶面、底面、侧面）、铸孔的尺寸等因素确定的。

根据零件图组成表面的形状、结构、尺寸为依据，为了毛坯制造的经济性，减少机械加工的劳动工作量，满足零件的加工精度和表面质量要求，此零件的毛坯尺寸为：

110mm×

25mm,加工总余量为5mm。

第3章定位基准的选择

定位基准的选择是制订工艺规程的一个重要问题，它直接影响到工序的数目、夹具结构的复杂程度及零件精度是否易于保证。

定位基准一般分为粗基准和精基准。

在工件机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准。

而在随后的工序中用已加工过的表面来作定位的基准则为精基准。

选择定位基准时,主要是从保证工件加工精要求出发,因此定位基准的选择应先选择精基准,再选择粗基准。

1.精基准的选择

精基准的选择应从保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑，同时也要照顾到装夹方便，夹具结构简单。

因此，进行数控加工时，选择精基准一般应考虑以下原则：

1）基准重合原则

2）基准统一原则

3）便于装夹原则

4）便于对刀原则

根据零件图组成表面的形状，为了达到技术和加工精度要求，以及考虑到装夹位置，可以任选上下表面作为精基准定位面，，满足了基准统一原则，保证了各加工面的相互位置精度，而且便于对刀，满足了便于装夹原则，便于对刀原则。

2.粗基准的选择

粗基准的选择应从保证加工面有足够余量，并尽快获得精基准来考虑。

选择粗基准可按照以下原则进行：

1）合理分配加工余量原则

2）保证零件相互位置要求的原则

3）便于夹紧原则

4）粗基准不得重复使用的原则

由于该件为盘类类零件，且毛坯材料为45钢，表面毛坯余量均匀，较为光洁，定位可靠，夹紧方便，所以宜采用各表面作为粗基准。

第4章工艺路线的制定

加工方法的选择应以满足加工精度和表面粗糙度的要求为原则。

由于获得同一级加工精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸和热处理要求等全面考虑。

4.1表面加工方法选择

（1）表面的加工方法

基本所有的加工方法都能加工平面，铣，刨，磨，拉，线切割。

其中在铣和刨最多。

磨削适用于淬火钢表面的精加工。

平面的拉削加工，适用于大批量生产。

刨和线切割一般用在批量非常小的时候使用。

此外还有刮研、研磨、超精加工、抛光等光整加工方法，适用于单件小批生产的精加工采用哪种加工方法较合理，需根据零件的形状、尺寸、材料、技术要求、生产类型及工厂现有设备来决定。

平面加工中批生产时主要用的加工方法铣削和磨削，本零件表面尺寸精度最高7级，表面质量Ra1.6，考虑加工经济精度和加工经济表面粗糙度，粗铣尺寸精度IT13～IT11，表面粗糙度Ra12.5～50，半精铣尺寸精度度RaIT10～IT8，表面粗糙度3.2～6.3，精铣尺寸精度RaIT8～IT7，表面粗糙度Ra0.8～1.6

（2）内孔表面的加工方法

用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。

1）钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13～IT11，表面粗糙度值为Ra50～12.5μm。

2）扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。

扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11～IT10,表面粗糙度值为Ra12.5～6.3μm，属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。

3）铰孔是在半精加工（扩孔或半精镗）的基础上对孔进行的一种精加工方法。

铰孔的尺寸公差等级可达IT9～IT6，表面粗糙度值可达Ra3.2～0.2μm。

4）镗孔是用镗刀对已钻出、铸出或锻出的孔做进一步的加工。

可在铣床、镗床或铣床上进行。

镗孔是常用的孔加工方法之一，可分为粗镗、半精镗和精镗。

粗镗的尺寸公差等级为IT13～IT12，表面粗糙度值为Ra12.5～6.3μm；

半精镗的尺寸公差等级为IT10～IT9，表面粗糙度值为Ra6.3～3.2μm；

精镗的尺寸公差等级为IT8~IT7，表面粗糙度值为Ra1.6～0.8μm。

铣床铣孔多用于加工盘套类和小型支架类零件的孔。

镗床主要用于镗削大中型支架或箱体的支承孔、内槽和孔的端面；

镗床也可用来钻孔、扩孔、铰孔、铣槽和铣平面。

5）磨孔是孔的精加工方法之一，可达到的尺寸公差等级为IT8～IT6，表面粗糙度值为Ra0.8～0.4μm

面轮廓可以按照平面加工方法加工，形状简单（整圆）或复杂曲面精度要求可以借助数控立式铣或加工中心铣削加工。

也可根据经验来确定。

同时还应考虑下列因素：

①工件材料的性质

②工件的形状和尺寸

③生产类型

④现有生产设备与技术条件

⑤特殊要求

根据该零件图的加工对象有孔类、圆弧、槽和螺纹孔，按照加工精度要求和技术要求，其表面加工方法选用，铣刀，粗铣、半精铣、精铣；

孔的加工方法选用，钻孔、扩孔、铰孔、镗孔，同时；

也分为，粗加工、半加精工、精加工。

这样符合生产率和经济性的加工要求，以及生产设备的实际情况。

4.2加工方案的确定

确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。

加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。

在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。

只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

制定加工方案的一般原则为：

先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。

（1）先粗后精

为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉（如图；

把灰线以外的余量去掉），同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。

当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。

其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。

在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。

这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。

（2）先近后远

这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。

在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。

对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。

（3）先内后外

对既要加工内表面（内型、腔），又要加工外表面的零件，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内型和内腔，后加工外表面。

这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难，刀具刚性相应较差，刀尖（刃）的耐用度易受切削热影响而降低，以及在加工中清除切屑较困难等。

（4）走刀路线最短

确定走刀路线的工作重点，主要用于确定