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9GB1.4型悬挂割草机箱体加工工艺及数控编程设计【4张图纸】【优秀】

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gb1 悬挂 吊挂 割草机 箱体 加工 工艺 数控 编程 设计
资源描述：

9GB1.4型悬挂割草机箱体加工工艺及数控编程设计


说明书-42页23000字数+工艺卡片+4张CAD图纸

车床加工零件图.dwg

铣床加工零件图.dwg

9GB1.4型悬挂割草机箱体加工工艺及数控编程设计说明书.doc

前言摘要.doc

箱体图.dwg

精镗头装配图.dwg

设计工艺卡片.doc


目 录


第一章  9GB1.4型悬挂割草机箱体加工工艺2

第一节  零件的分析2

第二节  毛坯的选择2

第三节  零件加工知识4

第四节  基准选择6

第五节  零件加工知识8

第六节  制定工艺路线10

第七节  确定工艺路线16

第八节  机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定17

第九节  确定切削用量及基本工时19

本章小结23

第二章  设计精镗头24

第一节  参数的确定24

第二节  轴的校核26

本章小结28

第三章 数控编程设计29

第一节 数控机床发展史29

第二节 数控车床的基本知识29

本章小结36

小 结37

参考文献38

附 录39

致 谢40


摘 要


　　　经过大学几年的理论性教育，使我们对机械制造这门学科有了理论上的大体认识。毕业设计是在校大学生唯一一次大规模的将所学的知识融会贯通的机会，是学生走上社会的良好过度，走向工作岗位的入门之课。

　　　毕业设计让我们知道了自己知识储备的不足，加深我们对所学知识的理解和消化，同时也学到了设计中许多要注意的细节性的知识，掌握了设计的基本工艺原理；这次毕业设计提高了我们自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，使我们收益匪浅，达到了预期的效果，这对自己以后的工作有极大的推进作用。同时也让我们对知识的系统、全面和深入的了解；对今后要从事的事业有了更进一步的了解。

　　　这次毕业设计的目的是通过设计能够获得运用过去所学的全部课程进行工艺以及结构设计的基本能力，为将来的工作奠定基础。通过此次毕业设计我们学到知识和获得的技能：

了解了机械制造行业的发展历程、现阶段的发展概况、未来发展情况以及机械制造的过程。

能够熟练的运用大学所学的相关知识，学会查阅机械设计手册进行设计，同时，能够独立设计出生产应用的零件和夹具。

能够运用机械制造工艺学课程中的基本理论和知识，正确的解决零件在加工过程中的定位，夹紧以及工艺路线的制定，尺寸的计算问题，保证零件的加工。

能够通过设计学到机械中的结构设计能力，通过夹具设计，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理能保证加工工效和加工质量的夹具。

能够对零件的图纸进行分析、判断；更好的应用计算机进行设计，能够紧密的将计算机应用到设计当中，能够独立对零件进行数控编程，了解和掌握数控技术在机械制造所占有的位置。


第一章  9GB1.4型悬挂割草机箱体加工工艺

第一节  零件的分析

一、零件分析：

　　零件的作用：箱体是零件中最大的零件，它在零件中起主体作用，主要起支撑安装固定零件的作用。


内容简介：
机制专业毕业论文目 录第一章 9GB1.4型悬挂割草机箱体加工工艺2第一节 零件的分析2第二节 毛坯的选择2第三节 零件加工知识4第四节 基准选择6第五节 零件加工知识8第六节 制定工艺路线10第七节 确定工艺路线16第八节 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定17第九节 确定切削用量及基本工时19本章小结23第二章 设计精镗头24第一节 参数的确定24第二节 轴的校核26本章小结28第三章 数控编程设计29第一节 数控机床发展史29第二节 数控车床的基本知识29本章小结36小 结37参考文献38附 录39致 谢40前 言机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，业影响到国计民生和国防力量的加强。因此，各国都把机械制造业放在首要位置。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧，各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中，作为竞争取胜的重要手段。随着科技的发展，机械产品和机械制造技术的内涵正在不断发生着变化，工程技术人员不仅要学习和掌握计算机技术等方面的新知识、新技术，而且还要熟悉机械制造业的工艺方法和实际生产的夹具应用的新知识，运用全新概念重新优化组合，这就要求我们在学习中注重联系实际，更好的将理论知识应用到生产中去。面对越来越激烈的国际市场竞争，我国机械制造业面临着严重的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境存在许多问题，需要改进和完善，这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。但另一方面，随着我国改革的的不断深入，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。作为新时代的一名大学生，我们有责任承担建设祖国的任务；作为一名机械制造业的大学生，我们有信心使新时代的机械制造业更加蓬勃向上；作为一名即将步入社会的大学生，我们有能力；用自己所学的文化知识去开辟机械行业的新局面，在这次毕业设计中，我们将大学三年来所学的知识都运用其中，融会贯通，也充分的认识到作为一名合格的机械行业工作者应具备的知识、文化、能力水平。在这次设计中，我们小组的所有成员都积极参加，完成各种工作。充分的体现了小组的团结协作的作用，也加深了彼此的友谊。此次的毕业设计为我们以后步入社会工作打下了基础，使我们能够成为一名合格的机械制造方面的人才。此次毕业设计的顺利完成，是老师和我们小组全体成员的努力的结果，在此对于老师的辛勤指导我们表示最衷心的感谢！这次设计的主要内容有：1、完成9GB1.4型悬挂割草机箱体零件图纸绘制工作。2、编制9GB1.4型悬挂割草机箱体零件加工工艺。3、根据零件图编制铣削、车削数控加工程序。4、绘制数控加工铣削、车削零件图。5、设计加工9GB1.4型悬挂割草机箱体精镗头。6、完成B1.4型悬挂割草机箱体精镗头装配图绘制。7、完成毕业设计说明书的写作。摘 要毕业设计是经过大学几年的理论性教育，使我们对机械制造这门学科有了理论上的大体认识。毕业设计是在校大学生唯一一次大规模的将所学的知识融会贯通的机会，是学生走上社会的良好过度，走向工作岗位的入门之课。毕业设计让我们知道了自己知识储备的不足，加深我们对所学知识的理解和消化，同时也学到了设计中许多要注意的细节性的知识，掌握了设计的基本工艺原理；这次毕业设计提高了我们自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，使我们收益匪浅，达到了预期的效果，这对自己以后的工作有极大的推进作用。同时也让我们对知识的系统、全面和深入的了解；对今后要从事的事业有了更进一步的了解。这次毕业设计的目的是通过设计能够获得运用过去所学的全部课程进行工艺以及结构设计的基本能力，为将来的工作奠定基础。通过此次毕业设计我们学到知识和获得的技能：1. 了解了机械制造行业的发展历程、现阶段的发展概况、未来发展情况以及机械制造的过程。2. 能够熟练的运用大学所学的相关知识，学会查阅机械设计手册进行设计，同时，能够独立设计出生产应用的零件和夹具。3. 能够运用机械制造工艺学课程中的基本理论和知识，正确的解决零件在加工过程中的定位，夹紧以及工艺路线的制定，尺寸的计算问题，保证零件的加工。4. 能够通过设计学到机械中的结构设计能力，通过夹具设计，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理能保证加工工效和加工质量的夹具。5. 能够对零件的图纸进行分析、判断；更好的应用计算机进行设计，能够紧密的将计算机应用到设计当中，能够独立对零件进行数控编程，了解和掌握数控技术在机械制造所占有的位置。第一章 9GB1.4型悬挂割草机箱体加工工艺第一节 零件的分析一、零件分析：零件的作用：箱体是零件中最大的零件，它在零件中起主体作用，主要起支撑安装固定零件的作用。二、箱体的工艺分析箱体主要加工表面和孔。包括、以及上表面，6-M6,10-M8, 的螺纹加工。加工面之间有一定的位置要求如下：1、的孔相对水平轴线的同轴度为。2、的孔的轴线相对于垂直轴线的平行度为0.008。3、的孔相对于垂直轴线的同轴度公差为4、B表面的自身全跳动为0.004。5、对垂直轴线的垂直度为0.03.6、3-对自身的位置度为0.25，以水平轴线为基准。7、6-M6-6H对自身的位置度为 0.05。8、3-M8-6H对自身的位置度为 0.03 以纵向轴线为基准。从要求上看孔和平面的加工精度都不算太高，所以先加工出工件长度为228mm的后侧面的平面，加工平可以。然后再以这个平面为基准在刨床上加工出前侧面。在准备镗水平轴线孔和纵向轴线孔。第二节 毛坯的选择选择毛坯主要是确定毛坯的种类、制造方法及其制造精度。毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削加工余量就越少，所以选择毛坯时应从机械加工和毛坯制造两方面出发，综合考虑以求最佳效果。本次设计的是换向器箱体所以采用HT200材料的灰铸铁。由于此工件为大批量生产所以考虑到加工精度和提高生产率毛坯的制造方法选金属模机械砂型铸造。第三节 工艺规程设计一、工艺规程基本概念工艺规程是规定产品或零件操作方法的工艺文件。机械加工规程包括零件加工工艺流程，加工工序内容，切削用量，采用设备及工艺装备，工时定额等。 1、制定工艺规程的原则：保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件好。制定工艺规程的原始材料：（1）产品装配图及零件图；（2）产品质量的验收标准；（3）产品的生产纲领及生产类型；（4）原材料及毛坯的生产水平；（5）现场生产条件（机床设备与工艺设备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术发展状况。2、制定工艺规程的程序：（1）计算生产纲领，确定生产类型；（2）确定毛坯的种类、形状尺寸精度；（3）分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；（4）拟定工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）（5）进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备、计算时间定额等）；（6）确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。3、机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程是机械制造工厂最主要的技术文件，是工厂规章制度的重要组成部分，其作用主要有：（1）他是组织和管理生产的基本依据。工厂进行新产品试制或产品投产时，必须按照工艺规程提供的数据进行技术准备和生产准备，以便合理编制生产计划，合理调度原材料、毛坯和设备，及时设计制造工艺装备，科学的进行经济核算和技术考核。（2）它是指导生产的主要技术文件。工艺规程是在结合本厂具体情况，总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺试验后制订的，它反映了加工过程的客观规律，工人必须按照工艺规程进行生产，才能保证产品质量，才能提高生产效率。（3）它是新建和扩建工厂的原始材料。根据工艺规程，可以确定生产所需的机械设备、技术工人、基建面积以及生产资源等。（4）它是进行技术交流，开展技术革新的基本资料。典型和标准的工艺规程能缩短生产的准备时间，提高经济效益。先进的工艺规程必须广泛吸取合理化建议，不断交流工作经验，才能适应科学技术的不断发展。工艺规程则是开展技术革新和技术交流必不可少的技术语言和基本资料。4、制定工艺规程的步骤制定机械加工工艺规程的步骤大致如下：（1）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型；（2）分析零件工作图和产品工作图，进行零件结构工艺分析；（3）确定毛坯，包括选择毛坯类型及制造方法；（4）选择定位基准或定位基面；（5）拟订工艺路线；（6）确定各工序需用的设备及工艺装备；（7）确定工序余量、工序尺寸及其公差；（8）确定各主要工序的技术要求及检验方法；（9）确定各工序的切削用量和时间定额，并进行技术经济分析，选择最佳工艺方案；（10）填写工艺文件。5、制定工艺规程时要解决的主要问题制定工艺规程时，主要解决以下几个问题：（1）零件图的研究和工艺分析；（2）毛坯的选择；（3）位基准的选择； （4）艺路线的拟订；（5）序内容的设计，包括机床设备及工艺装备的选择、加工余量和工序尺寸的确定、切削用量的确定、热处理工序的安排、工时定额的确定。二、加工工艺过程制定机械加工工艺是机械制造企业工艺技术人员的一项主要工作内容。机械加工工艺规程的制订与生产实际有着密切的联系，它要求工艺规程制订者具有一定的生产实践知识和专业基础知识。在实际生产中，由于零件的结构形状、几何精度、技术条件和生产数量等要求不同，一个零件往往要经过一定的加工过程才能将其由图样变成成品零件。因此，机械加工工艺人员必须从工厂现有的生产条件和零件的生产数量出发，根据零件的具体要求，在保证加工质量、提高生产效率和降低生产成本的前提下，对零件上的各项加工表面选择适宜的价格方法，合理地安排价格工序，科学地拟订加工工艺过程，才能获得合格的机械零件。第三节 零件加工知识一、零件表面加工方法零件表面加工方法的选择（参考机械设计手册P20）零件表面加工方法的选择；零件表面加工方法应考虑的问题；零件表面的加工方法，主要取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高了作为精基准的技术要求。1、选择加工方法应考虑的因素：2、每种加工方法的价格经济精度范围；3、材料的性能及可加工工件的结构形状和尺寸大小；4、生产纲领及批量；5、工厂现有设备条件。加工方法的经济精度的概念：每种加工机械在正常生产条件下，能较经济的达到经济的范围。二、表面质量对零件使用性能的影响1、表面质量对零件耐磨性的影响零件的耐磨性是零件的一项重要性能指标，当摩擦副的材料、润滑条件和加工精度确定后，零件的表面质量对耐磨性将起着关键性的作用。由于零件表面存在着表面粗糙度，当两个零件的表面开始接触时，接触部分集中在其波峰的顶部，因此实际接触面积远远小于名义接触面积，并且表面粗糙度越大，实际接触面积越小。在外力作用下，波峰接触部分将产生很大的压应力。当两个零件相对运动时，开始阶段由于接触面积小、压应力大，在接触处的波峰会产生较大的弹性变形、塑性变形及剪切变形，波峰很快被磨平，即使有润滑油存在，也会因为接触点处压应力较大，油膜被破坏而形成干摩擦，导致零件接触表面的磨损加剧。当然，并非表面摩擦度越小越好，如果表面摩擦度过小，接触表面间存储润滑油的能力变差，接触表面容易发生分子胶合、咬焊，同样也会造成磨损加剧。表面层的冷作硬化可使表面层的硬度提高，增强表面层的接触刚度，从而降低接触处的弹性、塑性变形，使耐磨性有所提高。但如果硬化程度过大，表面层金属组织会变脆，出现微观裂纹，甚至会使金属表面组织剥落而加剧零件的磨损。2、表面质量对零件疲劳强度的影响表面粗糙度对承受交变载荷的零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用下，表面粗糙度波谷处容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。并且表面粗糙度越大，表面划痕越深，其抗疲劳破坏能力越差。表面层残余压应力对零件的疲劳强度影响也很大。当表面层存在残余压应力时，能延缓疲劳裂纹的产生、扩展，提高零件的疲劳强度；当表面层存在残余拉应力时，零件则容易引起晶间破坏，产生表面裂纹而降低其疲劳强度。表面层的加工硬化对零件的疲劳强度影响也有影响。适度的加工硬化能阻止已有裂纹的扩展和新裂纹的产生，提高零件的疲劳强度；但加工硬化过于严重会使零件表面组织变脆，容易出现裂纹，从而使疲劳强度降低。3、表面质量对零件耐腐蚀性能的影响表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响很大。零件表面粗糙度越大，在波谷处越容易积聚腐蚀性介质而使零件发生化学腐蚀和电化学腐蚀。表面层残余压应力对零件的耐腐蚀性能也有影响。残余压应力使表面组织致密，腐蚀性介质不易侵入，有助于提高表面的耐腐蚀性能力；残余拉应力的对零件耐腐蚀性能的影响则相反。4、表面质量对零件间配合性质的影响相配零件间的配合性质是由于过盈量或间隙配合中，如果零件配合表面的粗糙度大，则由于磨损迅速使得配合间隙增大，从而将低了配合质量，影响了配合的稳定性；在过盈配合中，如果表面粗糙度大，则装配时表面波峰被挤平，使得实际有效过盈量减少，降低了配合件的连接强度，影响了配合的可靠性。因此，对有配合要求的表面应规定较小的表面粗糙度值。在过盈配合中，如果表面硬化严重，将可能造成表面层金属与内部金属脱落的现象，从而破坏配合性质和配合精度。表面层残余应力会引起零件变形，使零件的形状、尺寸发生改变，因此它也将影响配合性质和配合精度。5、表面质量对零件其他性能的影响表面质量对零件的使用性能还有一些其他的影响。如对间隙密封的液压缸、滑阀来说，减小表面粗超度Ra可以减少泄露、提高密封性能；较小的表面粗糙度可使零件具有较高的接触刚度；对于滑动零件，减少表面粗超度Ra能使摩擦系数降低、运动灵活性增高，减少发热和功率损失；表面层的残余应力会使零件在使用过程中继续变形，失去原有的精度，机器性能恶化等。第四节 基准选择一、基准概念选择1、基准的概念及其分类基准是指确定零件上某点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。2、设计基准设计基准是指零件设计图上用来确定其他点、线、面位置关系所采用的基准。3、工艺基准工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准四种。 工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工的尺寸、形状、位置的基准，即工序图上的基准。 定位基准 在加工时用作定位的基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线、面。 测量基准 在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准。 装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。4、定位基准的选择选择定位基准时应符合两点要求： 各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、位置符合设计要求； 定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受大的切削力，保证定位稳定可靠。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是从保证加工精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准。二、基准的选择1、粗基准的选择如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应以选择该表面作粗基准。如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择加工余量较小的表面作粗基准。选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹可靠方便，一般应遵循以下原则：（1）基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免基准不重合引起的误差。（2）基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工工件上的各个表面。采用基准统一原则，可以简化工艺规程的制定，减少夹具的数量，节约了夹具设计和制造费用；同时由于减少了基准的转换，更有利于保证各表面间的相互位置精度。利用两中心孔加工轴类零件的各外圆的表面，即符合基准统一原则。（3）互为基准原则：即对工件上两个互为位置精度要求比较高的表面进行加工时，可以利于两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。例如，为保证套类零件内外圆柱面较高的同轴度要求，可先以孔为定位基准加工外圆，再以外圆为定位基准加工内孔，这样反复多次，就可使两者的同轴度达到很高要求。（4）自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时，可选择加工表面本身作为定位基准。（5）精确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准确、按装可靠；夹具设计简单、操作方便。当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件由若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准。2、精基准的选择（1）用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。（2）当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免产生基准转换误差。（3）当精基准或光整加工工序要求加工余量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。（4）为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为原则”、反复加工的原则。（5）有很多方案可供选择时应选择定位基准精确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面互为基准。在选择精基准时，考虑重点是如何减少误差，保证加工精度和安装、方便，本零件图孔、都已自身的中轴线为设计基准，所以精加工这些孔时都要以自身轴线为精基准。第五节 零件加工知识一、零件表面加工方法零件表面加工方法的选择（参考机械设计手册P20）零件表面加工方法的选择；零件表面加工方法应考虑的问题；零件表面的加工方法，主要取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高了作为精基准的技术要求。1、选择加工方法应考虑的因素：2、每种加工方法的价格经济精度范围；3、材料的性能及可加工工件的结构形状和尺寸大小；4、生产纲领及批量；5、工厂现有设备条件。加工方法的经济精度的概念：每种加工机械在正常生产条件下，能较经济的达到经济的范围。二、表面质量对零件使用性能的影响1、表面质量对零件耐磨性的影响零件的耐磨性是零件的一项重要性能指标，当摩擦副的材料、润滑条件和加工精度确定后，零件的表面质量对耐磨性将起着关键性的作用。由于零件表面存在着表面粗糙度，当两个零件的表面开始接触时，接触部分集中在其波峰的顶部，因此实际接触面积远远小于名义接触面积，并且表面粗糙度越大，实际接触面积越小。在外力作用下，波峰接触部分将产生很大的压应力。当两个零件相对运动时，开始阶段由于接触面积小、压应力大，在接触处的波峰会产生较大的弹性变形、塑性变形及剪切变形，波峰很快被磨平，即使有润滑油存在，也会因为接触点处压应力较大，油膜被破坏而形成干摩擦，导致零件接触表面的磨损加剧。当然，并非表面摩擦度越小越好，如果表面摩擦度过小，接触表面间存储润滑油的能力变差，接触表面容易发生分子胶合、咬焊，同样也会造成磨损加剧。表面层的冷作硬化可使表面层的硬度提高，增强表面层的接触刚度，从而降低接触处的弹性、塑性变形，使耐磨性有所提高。但如果硬化程度过大，表面层金属组织会变脆，出现微观裂纹，甚至会使金属表面组织剥落而加剧零件的磨损。2、表面质量对零件疲劳强度的影响表面粗糙度对承受交变载荷的零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用下，表面粗糙度波谷处容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。并且表面粗糙度越大，表面划痕越深，其抗疲劳破坏能力越差。表面层残余压应力对零件的疲劳强度影响也很大。当表面层存在残余压应力时，能延缓疲劳裂纹的产生、扩展，提高零件的疲劳强度；当表面层存在残余拉应力时，零件则容易引起晶间破坏，产生表面裂纹而降低其疲劳强度。表面层的加工硬化对零件的疲劳强度影响也有影响。适度的加工硬化能阻止已有裂纹的扩展和新裂纹的产生，提高零件的疲劳强度；但加工硬化过于严重会使零件表面组织变脆，容易出现裂纹，从而使疲劳强度降低。3、表面质量对零件耐腐蚀性能的影响表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响很大。零件表面粗糙度越大，在波谷处越容易积聚腐蚀性介质而使零件发生化学腐蚀和电化学腐蚀。表面层残余压应力对零件的耐腐蚀性能也有影响。残余压应力使表面组织致密，腐蚀性介质不易侵入，有助于提高表面的耐腐蚀性能力；残余拉应力的对零件耐腐蚀性能的影响则相反。4、表面质量对零件间配合性质的影响相配零件间的配合性质是由于过盈量或间隙配合中，如果零件配合表面的粗糙度大，则由于磨损迅速使得配合间隙增大，从而将低了配合质量，影响了配合的稳定性；在过盈配合中，如果表面粗糙度大，则装配时表面波峰被挤平，使得实际有效过盈量减少，降低了配合件的连接强度，影响了配合的可靠性。因此，对有配合要求的表面应规定较小的表面粗糙度值。在过盈配合中，如果表面硬化严重，将可能造成表面层金属与内部金属脱落的现象，从而破坏配合性质和配合精度。表面层残余应力会引起零件变形，使零件的形状、尺寸发生改变，因此它也将影响配合性质和配合精度。5、表面质量对零件其他性能的影响表面质量对零件的使用性能还有一些其他的影响。如对间隙密封的液压缸、滑阀来说，减小表面粗超度Ra可以减少泄露、提高密封性能；较小的表面粗糙度可使零件具有较高的接触刚度；对于滑动零件，减少表面粗超度Ra能使摩擦系数降低、运动灵活性增高，减少发热和功率损失；表面层的残余应力会使零件在使用过程中继续变形，失去原有的精度，机器性能恶化等。第六节 制定工艺路线一、拟定工艺路线拟定工艺路线是制定工艺规程的关键一步，它不仅影响零件的加工质量和效率，而且影响设备投资、生产成本、甚至工人的劳动强度。拟定工艺路线时，在首先选择好定位基准后，紧接着需要考虑如下几方面的问题。1、表面加工方法的选择表面加工方法的选择，就是为零件上每 一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面精度和粗糙度要求选择最终加工方法，然后再确定精加工前前期工序的加工方法。选择加工方法，既要保证零件表面的质量，又要争取高生产率，同时还要考虑以下因素：（1）首先 应根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法和分几次加工。（2）应选择相应的能获得经济精度和经济粗糙度的加工方法。加工时，不要盲目采用高的加工精度和小的表面粗糙度的加工方法，以免增加生产成本，浪费设备资源。（3）应考虑工件材料的性质。列如，淬火钢精加工应采用磨床加工，但有色金属的精加工为避免磨削时赌塞砂轮，则应采用金刚镗或高速精细车削等。（4）要考虑工件的结构和尺寸。列如，对于IT7级精度的孔，采用镗、铰、拉和磨削等都可以达到要求。但箱体上的孔一般不宜采用拉或磨削，大孔时宜选择镗削，小孔时则选择铰孔。（5）要根据生产类型选择加工方法。本工件为大批量生产，应采用生产率高、质量稳定的专用设备和专用工艺装备加工。（6）还应该考虑本企业的现有设备情况和技术条件以及充分利用新工艺、新技术的可靠性。应充分利用企业的现有设备和工艺手段，节约资源，发挥群众的创造性，挖掘企业潜力；同时应重视新技术、新工艺，设法提高企业的工艺水平。（7）其他特殊要求。例如工件表面纹路要求、表面力学性能要求等。2、加工阶段的划分为了保证零件的加工质量和合理地使用设备、人力，零件往往不可能在一个工序内完成全部加工工作，而必须将整个加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工三大阶段。粗加工阶段的任务是高效地切除各加工表面的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近成品；半精加工阶段的任务是消除粗加工留下的误差，为主要表面的精加工做准备，并完成一些次要表面的加工；精加工阶段的任务是从工件上切除少量的余量，保证各主要表面达到图纸规定的质量要求。另外，对零件上精度和表面粗糙度要求特别高的表面还应在精加工后增加光整加工，称为光整加工阶段。划分加工阶段的主要原因有：（1）保证零件加工质量，粗加工时切除的金属层较厚，会产生较大的弹性变形和热变形；另外，粗加工造成的误差将通过半精加工和精加工予以纠正。（2）有利于合理使使用设备 粗加工时可使用功率大、刚度好而精度较低的高效率机床，以提高生产率。而精加工则可使用高精度机床，以保证加工精度要求。这样既充分发挥了机床各自的性能特点，又避免了以粗干精，延长了高精度机床的使用寿命。（3）便于及时发现毛坯缺陷 由于粗加工切除了各方面的大部分余量，毛坯的缺陷如气孔、沙眼、余量不足等可及早被发现，及时修补或报废，从而避免继续加工而造成的浪费。（4）避免损伤已加工表面 将精加工安排在最后，可以保护精加工表面在加工过程中少受损伤或不受损伤。（5）便于安排必要的热处理工序 划分阶段后，在适当的时机在机械加工过程中插入热处理，可使冷、热工序配合得更好，避免因热处理带来的变形。值得指出的是，加工阶段的划分不是绝对的。例如，对那些加工质量不高、刚性较好、毛坯精度较高、加工余量小的工件，也可不划分或少划分加工阶段；对于一些刚性好的重型零件，由于装夹、运输费时，也常在一次装夹中完成粗、精加工，为弥补不划分加工阶段引起的缺陷，可在粗加工之后松开工件，让工件的变形得到恢复，稍留间隔后用较小的夹紧力重新夹紧工件再进行精加工。3、加工顺序的安排复杂零件的机械加工要经过切削加工、热处理和辅助工序，在拟定工艺路线时必须将三者统筹考虑，合理安排顺序。（1）切削加工工序顺序的安排原则切削工序安排的总原则是：前期工序必须为后续工序创造条件，作好基准准备。（2）具体原则如下：基准先行 零件加工一开始，总是先加工精基准，然后再用精基准定位加工其他表面。例如，对于箱体零件，一般是以主要孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔系；先主后次 零件的主要表面一般都是加工精度或表面质量要求比较高的表面，它们的加工质量好坏对整个零件的质量影响很大，其加工工序往往也比较多，因此应先安排主要表面的加工，再将其他表面加工适当安排在它们中间穿插进行。通常将装配基面、工作表面等视为主要表面，而将键槽、紧固用的光孔和螺孔等视为次要表面。先粗后精 一个零件通常由多个表面组成，各表面的加工一般都需要分阶段进行。在安排加工顺序时，应先集中安排各表面的粗加工，中间根据需要依次安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。对于精度要求较高的工件，为了减少因粗加工引起的变形对精加工的影响，通常粗、精加工不应连续进行，而应分阶段，间隔适当时间进行。先面后孔 对于箱体工件，应先加工平面后加工孔。因为平面的轮廓平整、面积大，先加工平面再以平面定位加工孔，既能保证加工时孔有稳定可靠的定位基准，又有利于保证孔与平面间的位置精度要求。4、热处理的安排热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的的材料和热处理的目的。根据热处理的目的，一般可分为：预备热处理 预备热处理的目的是消除毛坯制造过程中产生的内应力、改善金属材料的切削加工性能、为最终热处理做准备。属于预备热处理的有调质、退火、正火等，一般安排在粗加工前、后。安排在粗加工前，可改善材料的切削加工性能；安排在粗加工后，有利于消除残余内应力。最终热处理 最终热处理的目的是提高金属材料的力学性能，如提高零件的硬度和耐磨性等。属于最终热处理的有淬火-回火、渗碳淬火-回火、渗碳等，对于仅仅要求改善力学性能的工件，有时正火、调质等也作为最终热处理。最终热处理一般应安排在粗加工、半精加工之后，精加工的前后。变形较大的热处理，如渗碳淬火、调质等，应安排在精加工前进行，以便在精加工时纠正热处理的变形；变形较小的热处理，如渗碳等，则安排在精加工之后进行。时效处理 时效处理的目的是消除内应力、减少工件变形。时效处理分自然时效、人工时效和冰冷处理三大类。自然时效是指将铸件在露天放置几个月或几年；人工时效是指铸件以50100/h的速度加热到500550，保温小时或更久，然后以2050/h的速度随炉冷却；冰冷处理是指将零件至于0-80之间的某种气体中停留12小时。时效处理一般安排在粗加工之后、精加工之前；对于要求较高的零件可在半精加工之后再安排一次时效处理；冰冷处理一般安排在回火处理之后或精加工之后或者工艺过程的最后。表面处理 为了表面防腐或表面装饰，有时需要对表面进行涂镀或发蓝等处理。涂镀是指在金属、非金属集体上沉积一层所需的金属或合金的过程。发蓝处理时一种钢铁的氰化处理，是指钢件放入一定温度的碱性溶液中，使零件表面生成0.60.8m致密而牢固的Fe3O4氧化膜的过程，依处理条件的不同，该氧化膜呈现亮蓝色直至亮黑色，所以又称为煮黑处理。这种表面处理通常安排在工艺过程的最后。5、辅助工序的安排辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗、去磁和防锈等。辅助工序也是机械加工的必要工序，安排不当或遗漏，会给后续工序和装配带来困难，影响产品质量甚至机器的使用性能。例如，未去毛刺的零件装配到产品中会影响配精度或及工人安全，机器运行一段时间后，毛刺变成碎屑混入润滑油中，将影响机器的使用寿命；用磁力夹紧过的零件如果不安排去磁，则可能将细微切屑带如产品中，也必然会严重影响机器的使用寿命，甚至还有可能造成不必要的事故。因此，必须十分重视辅助工序的安排。检验时最主要的辅助工序，它对产品质量有重要的作用。检验工序应安排在：（1）粗加工阶段结束后；（2）转换车间的前后，特别是进入热处理工序的前后；（3）重要工序之前或加工工时较长的工序前后；（4）特种性能检验，如磁力探伤、密封性检验等之前；（5）全部加工工序结束之后。二、工序的集中与分散拟订工艺路线时，选定了各表面的加工工序和划分加工阶段之后，就可以将同一阶段中的各加工表面组合成若干工序。确定工序数目或工序内容的多少有两种不同的原则，它和设备类型的选择密切相关。1、集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。工序集中又可分为：采用技术措施集中的机械集中，如采用多刀、多刃、多轴或数控机床加工等；采用人为组织措施集中的组织集中，如普通车床的顺序加工。工序分散则是将工件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序的加工内容很少，有时甚至每道工序只有一个工步。2、工序集中与工序分散的特点（1）采用高效的专用设备和工艺装备，生产率高；（2）减少了装夹次数，易于保证各表面间的相互位置精度，还能缩短辅助时间；（3）工序数目少，机床数量、操作工人数目和生产面积都可减少，节省人力、物力，还可以简化生产计划和组织工作；（4）工序集中通常需要采用专用设备和工艺装备，使用投资大，装备和工艺装备的调整、维修较为困难，生产设备工作量大，转换新产品较麻烦。3、分散的特点：（1）设备和工艺装备简单、调整方便、工人便于掌握，容易适应产品的变换；（2）可以采用最合理的切削用量，减少基本时间；（3）对操作工人的技术水平要求较低；（4）设备和工艺装备数量多、操作工人多、生产占地面积大。工序集中与分散各有特点，应根据生产类型、零件的结构和技术要求、现有的生产条件等综合分析后选用。如批量小时，为简化生产计划，多将工序适当集中，使各通用机床完成更多表面的加工，以减少工序数目；而批量较大时可采用多刀、多轴等高效机床将工序集中。由于工序集中的优点较多，现代生产的发展多趋向于工序集中。4、工序集中与分散的选择工序集中与分散各有利弊，如何选择，应根据企业的生产规模、产品的生产类型、现有的生产条件、零件的结构特点和技术要求、各工序的生产节拍，进行综合分析后选定。本零件为大批大量生产所以可采用较复杂的机械集中；对于结构简单的产品，可采用工序分散的原则，批量生产应尽可能采用高效机床，使工序适当集中。对于重型零件，为了减少装卸运输工作量，工序应适当集中；而对于刚性较差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。随着科学技术的进步，先进制造技术的发展，目前的发展趋势是倾向于工序集中。制定工艺路线应遵循加工工艺原则，即“先面后孔”和“粗精分开”的原则，对于本零件主要是孔和平面的加工。在生产纲领以确定大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床、配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，在合理选择设备、粗精分开的原则下，消除由粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力等阴虚对加工精度造成的不利影响。除此之外，还应考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。三、拟定工艺路线拟定工艺路线制定工艺路线应遵循加工工艺原则，即“先面后孔”和“粗精分开”的原则，对于本零件主要是孔和面的加工。在生产纲领以确定大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床，配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，再合理选择设备，粗精分开的原则下，消除由粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力等因素对加工精度造成的不利影响。除此之外，还应考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。方案一：工序 铸造工序 时效工序 刨左端面和右端面(只需平整，不要求精度)工序 横向粗铣52、62、72孔工序 横向半精铣62、72孔工序 横向精铣62孔工序 横向粗、精铣75孔工序 纵向粗铣62、80、83.5和65(弹簧糟)工序 纵向半精铣62、80孔工序 纵向精铣62、80孔工序 钻、扩、铰底面16、20、25各孔工序 钻正端面330孔工序 钻底面M10、3M8孔工序 钻上端面3M8孔工序 钻后端面4M8孔工序 钻左端面6M6、10.2孔工序 机器攻螺纹、去毛刺、倒角工序 检验方案二：工序：铸造工序：时效工序：刨箱体端面A.B(只要求平整做定位基准)工序：以端面为基准粗镗箱体横向孔及倒角工序：半精镗、时以端面为基准工序：精镗以端面为基准工序：半精镗以端面为基准工序：以端面为基准粗镗，半精镗箱体纵向通孔工序：以端面为基准半精镗箱体纵向下通孔工序：以箱体下通孔为基准钻3-M8-6H孔及孔工序：半精镗孔至工序：以孔为基准钻M10孔工序：用钻模板以孔中心线为基准，钻3-通孔及4-M8-6H孔孔深16工序：以箱体孔中心线为基准分别钻上下端面3-M8-6H孔孔深14工序：用钻模板钻箱体B面6-M6-6H和M12-6H孔工序：分别攻M10、M8、M6的螺纹孔工序：油漆工序：检查第七节 确定工艺路线工艺方案的比较与分析：以上的两种工艺方案的特点在于方案一是根据铸造件的孔的中心线为基准来进行加工，而且选用的机床都是普通机床。方案二是根据在刨床上包后的端面为基准进行加工，并且选用的都是专用组合机床。方案二选择的基准和机床大大的减少了加工的工件的误差度和加工的时间方便快捷。但是工部有些分散应该尽量集中一些，而且工序加工孔时用镗刀不合适，孔的尺寸太小。所以应该用钻扩铰来加工。所以，最后的工艺路线确定如下：工序 铸造工序 时效工序 刨左端面和右端面(只需平整，不要求精度)工序 横向粗铣52、62、72孔工序 横向半精铣62、72孔工序 横向精铣62孔工序 横向粗、精铣75孔工序 纵向粗铣62、80、83.5和65(弹簧糟)工序 纵向半精铣62、80孔工序 纵向精铣62、80孔工序 钻、扩、铰底面16、20、25各孔工序 钻正端面330孔工序 钻底面M10、3M8孔工序 钻上端面3M8孔工序 钻后端面4M8孔工序 钻左端面6M6、10.2孔工序 机器攻螺纹、去毛刺、倒角工序 检验 查工艺手册2.2-4及表2.2-5的铸件的尺寸公差等级CT值为810，取CT=9，加工余量等级为7，查表2.2-4的铸件机械加工余量值为4.0mm。机床的选择：工序 牛头刨床BY10100C；工序至选用的是组合车刀和坐标镗床TPX6111B/2; 工序 选用铣床；工序至选用的是钻床；1、 钻底面阶梯孔的时以孔62为基准，用螺栓和压块将工件固定在工作台，调整坐标加工孔。2、 钻正端面330的孔是，以孔52为定位基准，测出小孔的位置设计钻套以一销一面的结构，用螺栓和压块把夹具固定住，再用钻床钻孔。3、 钻底面3M8和M10时，以62的孔为定位基准算的三个孔和M10的位置设计专用夹具，以垂直和水平为基准，把夹具固定在工件上，用M8的钻头钻孔。4、 钻上端面3M8深12孔深14时，以内孔62为基准，可求得M8孔的位置，设计合理的钻套，以一面一销的结构，把钻套固定在工件上，用M8的钻头钻孔。5、 钻后端面4M86H(深4孔深16)的孔，以底内孔52的孔为定位基准，可得小孔的距离和位置设计四个孔分别为90的专用钻套，将钻套固定在工件上，用钻床钻孔。6、 钻左端面6M6、10.2孔时，以底面为基准根据图中的尺寸，可设计专用的夹具，使用夹具即可用钻床钻孔，钻六孔时，以中心线盒轴心线再根据图中尺寸，即可设计出合理的六孔专用夹具，将夹具装配在工件上即可钻孔。第八节 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“箱体”零件材料为铸件，铸造方法为金属模机械砂型铸造。材料为HT200，硬度175200HBS，生产类型为大批生产。镗孔加工余量：工件尺寸粗镗半精镗精镗毛皮加工余量552.421.50.0842.421.5842.61.30.142.21.70.142.31.7431.90.156.2545.54钻扩铰尺寸：工件尺寸钻扩粗铰精铰刀具的尺寸和形状如图：在机械制造工艺设计手册204页表55中 钻头选用直柄麻花钻 钻头直径 钻头总长度 麻花长度 16 14.315.0 212 114 20 17.318.0 228 13025 23.425.0 281 160在机械制造工艺设计手册209页表517中铰刀为锥柄机用铰刀钻孔直径 直径 钻头总长 铰刀花纹长16 15.85 170 75 20 19.8 190 95 25 24.8 230 110 第九节 确定切削用量及基本工时工序 镗内孔1、加工条件（1）工件材料：HT200、b=270、HB(90240) 铸造（2）加工要求：粗镗52、粗镗62、粗镗72、机床：坐标镗床TPW63100刀具：高速钢 材料：W18Cr4V 镗杆长度：300mm2、计算切削用量（1） 粗镗62的孔（2） 已知毛坯的加工余量为mm,分两次加工，ap=2mm计。（3） 进给量f根据机械制造工艺设计手册表1.5，当孔径50150、L10d，切削深度为2时，f=0.60.1mm/r.3、计算切削速度根据金属机械加工工艺人员手册1102页表451加工材料为铸铁，不加切削液的情况下，Vc =1225,固Vs =25m/min.4、确定机床主轴转速；ns=1000Vs/dW ns=100025/3.1462 ns128.25(r/min) 按机床说明书查金属机械加工工艺人员手册544页表828续中，该床为无极变速，选用128130（r/min）即可；5、计算切削工时根据机械制造工艺设计简明手册193页表6.21得T=L/fni=(l+l1+l2+l3)/fnl1=b/tgkr+(23)l2=35l3单件小批量生产时的试切附加长度备注:当加工到台阶时l2 =0l3的值见表6.22主偏角kr=90时l1 ，=（23） 其中 15、l1=2/tan45+（23）l1=45，取l1=4.5l2=3.5l3=0T=(l+l1+l2+l3)i/fn=(15+4.5+3.5+0)/0.8128.35=0.22min工序 半精镗62、72孔1、切削深度：内孔余量1.5.可三次切除2、计算进给量 根据机械制造工艺设计手册中157页表3123中，镗孔切削用量得出f= 0.150.45(mm/r)3、计算切削速度根据机械制造工艺设计手册157页表3123中，铸铁、半精镗f= 0.150.45(mm/r);查得Vc=0.3330.583（m/s）4、 确定机床主轴转速ns=1000Vc/dW =100024/3.1462 23.28（r/min）即主轴的转速为24r/min以金属机械加工工艺人员手册544页表828续，选用机床为无极变速，即120130（r/min）即可。工序 精镗62孔1、切削深度，余量为0.5mm,可三次切除；2、计算进给量：根据机械制造工艺设计手册第157页表3123中精镗、铸铁、f=0.120.15，可取f=0.14.3、计算切削速度：查机械制造工艺设计手册第257页表3123.精镗、铸铁、f=0.14等条件，可查Vc=1.1661.5即Vc=1.2即可。4、确定主轴转速ns=1000Vc/dW =100072/3.1462 369.84（r/min）即主轴的转速370r/min按金属机械加工工艺人员手册544页表828续选用机床为无极变速，即360至380即可。工序 粗镗80孔1、决定进给量查机械制造工艺设计手册157页表3123中粗镗、刀具为高速钢、可查的f=0.41.5所以f=1mm/r.2、决定切削速度根据机械制造工艺设计手册157页表3123中已知粗镗、刀具为高速钢、f=0.40.5可查的Vc=0.3330.416m/s所以 Vc=0.4m/sVc=24m/min3、确定主轴转速ns=1000Vc/dW =100024/3.1462 95.54（r/min）即主轴转速为100r/min工序 半精镗801、决定进给量查机械制造工艺设计手册157页表3123中半精镗、刀具为高速钢、可知f=0.150.45m/s所以f=0.3m/s2、决定切削速度根据机械制造工艺设计手册知半精镗、高速钢、f=0.150.45m/s、可得Vc=0.330.583m/s所以Vc=0.5m/sVc=30m/min3、确定主轴的转速ns=1000Vc/dW =100030/3.1480 119.43（r/min）即主轴的转速120r/min工序 精镗801、决定进给量由机械制造工艺设计手册157页表3123中：精镗、刀具为硬质合金钢、IT7级f=0.120.15故f=0.2m/s2、决定切削速度查机械制造工艺设计手册157表3123中精镗、铸铁、刀具为硬质合金、f=0.2、可得Vc=1.1661.5m/s所以Vc=1.4m/s. Vc=84m/min3、确定主轴转速：ns=1000Vc/dW =100084/3.1480 334.39（r/min） 即主轴的转速为335r/min 纵轴62的系数与横轴的一样。故省略不算。工序 钻、扩、铰16、20、25孔1、决定进给量查机械制造工艺设计手册155页表3117中钻头直径 进给量 钻头 1222 0.180.25 15 182250 0.250.40 23 2、决定切削速度根据机械制造工艺设计手册159页表3127中钻孔16的切削速度Vc =9600d0.25/t0.125f0.55HB1.3 Vc26.27m/min故选2030即可3、确定主轴转速ns=1000Vc/dW =100025/3.1415 530.07（r/min） 即主轴的转速为530r/min （1）钻20的孔1确定切削速度Vc =9600d0.25/t0.125f0.55HB1.3Vc 27.49即选28m/min2确定主轴的转速ns=1000Vc/dW =100031.5/3.1418 442.32（r/min） 即主轴的转速为443r/min （2）钻25的孔1计算切削速度Vc =9600d0.25/t0.125f0.55HB1.3Vc 29.23m/min根据钻床即选2535均可 ns=1000Vc/dW =100031.5/3.1423 436.16（r/min） 即主轴的转速437r/min 最后，将以上各工序切削余量、工时定额的计算结果。连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合卡片。本章小结 本章主要是对悬挂割草机箱体加工工艺进行设计，先要明确零件的作用，本次设计的悬挂割草机箱体是机器或部件的基本零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使他们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调的传递运动，因此，箱体的价格质量直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。确定了零件的机械加工的余量和工序尺寸后，就可以多零件的加工工艺路线进行分析比较，选择最优方案，优良的加工工艺是能否生产出合格、优质零件的必要前提，所以对加工工艺的设计十分重要。第二章 设计精镗头已知被加工孔径为62孔。以上需要一次加工，加工62孔德进给量f=0.14mm/r，切削速度Vc=7.2m/min，背吃刀量ap=1mm，主轴转速n=50r/min。第一节 参数的确定精镗头（62）镗孔的切削用量Vc=1.161.5 即Vc=1.2刀具材料：硬质合金钢；YG6A分析零件表面粗糙度Ra=3.2查金属切削机床与刀具44页表4.5主偏角Kr=45刃倾角s=+5前角10负偏角Kr=10Kkfc=1 KRf=1 KF=0.75切削力F的计算：根据金属切削机床与刀具43页表4.2和44页表4.5可知CFc=92 xFc=1 yFc=0.75 ap=1 f=0.14FC372.58N切削速度Vc=1.2m/sPd= FCVc=1.2372.58=0.45K刀杆的转速为ns=1000Vc/D=10001.260/3.1462=369.89则实际转速为370r/min 镗床的外力扭矩为M M9550P/n=95500.45/37011.61刀杆由材料40r调质，则许用应力为40调质由公式Tmax=TWT=T/d3/16Tmax=40Mpad(16T/Tmax)-(1/3)11.39mm则d取45mm（与主轴相结合），主轴的直径为50mm；刀的受力：根据金属切削机床与刀具43页表4.2背向力Fp=9.819410.90.140.751.0211.05进给力Ff=9.815411.20.140.651.0147.59齿轮的传动比为3，模数m=3 、z=50所以d=mz=100mm（齿轮直径）电动机选择100L1-4、额定功率2.2、满载转速1420r/min 最大转矩2.2 前后轴承都选用32000系列圆柱滚子轴承、主轴转速50r/min、初步认定d 1=50mm 后轴径d2=（0.70.9）d 1取40mm ，悬伸长度a=150mm；根据实用机械设计手册761页表7-86前轴承型号32110 、d=50、D=80、b=16；后轴承型号32108 、d=40、D=68、b=15； 主轴最大的输出转矩：T=9550P/n=95502.2/50=420.2Nm床身上最大加工直径约为最大回转直径的60%即100mm，故半径为0.5m。切削力（沿y轴）Fc=420.2/0.5N=840.4N背向力（沿x轴）Fp=0.5Fc=420.2N故总作用力 F = 此力作用于定在顶尖间的工件上，主轴和尾架各承受一半，故主轴端受力为。在估算时，先假 设初值前后支撑的支反和分别为： d=（80-50）/4=7.5=3234.2N/um d=（68-40）/4=7=2829.92N/um 求最佳跨距 =3234.2/2829.92=1.14初步计算时，可假定主轴的当量外径de(与实际主轴具有相同抗弯刚度的等径轴的直径)为前后轴承径的平均值de=(50+40)/2=45mm故惯性矩为 I=0.05(0.0454-0.0254) I1.910-7m4 查金属切削机床208页图10-24 最佳跨距1502.4=360mm计算主轴时通常不考虑传动力，这当然与实际使用情况有所出入，但是只要计算条件是统一的，都按轴端受一集中载荷计算，在同一条件下对比，则计 算结果仍能用以评判主轴组件。第二节 轴的校核受力分析： 则轴的挠度 由工程力学第185页表9-3得公式只有切削力时，挠度为。 验算轴的疲劳强度画输出轴的受力简图如图 画水平的平面的弯矩图通过到水平平面的受力平衡方程可求得 则画竖直平面的弯矩圆 如图通过到竖直平面受力平衡方程可得画合成弯矩图，如图，画转矩图，如图画当量弯矩图，转矩按脉动循环取a=0.6则由当量弯矩图可知前端面为危险面，当量弯矩最大验算轴的直径 当截面有键槽，将直径加大5%.则d=42.97105%=45.12mm；假设为50mm符合条件！本章小结 本章主要是进行精镗头的设计，分析完就进行参数的确定，之后计算，选择电动机，进行传动的设计、轴的设计，最后进行一系列的校核，在此过程中，我们巩固了三年所学的很多东西，且把它们有效的结合在一起，让我们以另一种更加的学习了它们。第三章 数控编程设计第一节 数控机床发展史数控机床（Numerical Machine Tools）是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床时在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程大致如下：1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出了采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并与1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（MC Machining Center）,使数控装置进入了第二代。1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床的品种和产量的发展。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC），这是第五代数控系统。20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置越趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种系统维护方便，易于实现网络化制造。第二节 数控车床的基本知识 一、数控机床的功能不同数控机床其功能也不尽相同，各有特点，但都应具备以下主要功能。1、直线插补功能控制刀具沿直线进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆柱面，圆锥面和倒角。2、圆弧插补功能控制刀具沿圆弧进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆弧面和曲面。3、固定循环功能固化了机床常用的一些功能，如粗加工、切螺纹、切槽、钻孔等，使用该功能简化了编程。4、通过控制主轴转速保持切削点处的切削速度恒定，可获得一致的加工表面。5、刀尖半径自动补偿功能可对刀具运动轨迹进行半径补偿，具备该功能的机床在编程时可不考虑刀具半径，直接按零件轮廓进行编程，从而使编程变得方便简单。二、数控机床的特点：1、适合于复杂异性零件的加工数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛使用。2、加工精度高3、加工稳定可靠实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠。4、高柔性加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统FMS。5、高生产率数控机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高，一般为普通机床的35倍，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。6、劳动条件好机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。7、有利于管理现代化采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。8、投资大，使用费用高9、生产准备工作复杂由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。10、维修困难数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求也很高。三、数控程序编制1、数控加工程序编制概述在数控机床上加工时，一般是将零件图形的尺寸、工艺路线和工艺参数等内容用数控机床能够识别的数字及文字代码表示，再根据代码的规定形式制成控制介质，然后把控制介质中的内容作为数控装置的输入信息。CNC系统则是把制成的指令代码直接输入数控装置，自动机床加工。这个过程叫做数控机床加工程序的编制。2、数控程序编制的工艺基础在数控机床上加工零件的工艺过程集中反映在编程中。它所需要考虑的工艺问题通常比在普通机床上的工艺过程复杂的多，所编制的零件加工程序必须包括机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状选择、切削用量的选择和走刀路线的确定等。正在进行数控程序的编制时，应该熟悉数控机床的性能、特点和应用范围、切削规范、标准刀具系统。这样，才能全面、周到的考虑零件加工的全过程，才能正确、合理的编制零件的加工程序。这里结合数控机床的特殊性能和要求简要介绍数控程序编制过程中所包括的工艺内容。（1）数控程序编制的工艺划分在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，划分零件加工程序时尽可能在一次装夹中完成全部工序。下面是三种比较典型的工序划分方法。1.1按粗精加工划分工序根据零件的形状、尺寸和精度以及零件的变形因素，在编制时按粗精加工分开的原则划分工序，先粗后精。考虑到粗加工的切削用量较大，由此引起的零件变形需要一段的恢复时间，因此，粗加工后不要紧接着安排精加工。1.2按先面后孔的原则划分工序对于既有面加工又有孔加工的零件，在编程时，可先安排面加工，后安排孔加工，这样可以提高孔的加工精度。1.3按所有刀具划分工序为了减少数控机床的换刀次数和减少空行程时间及避免不必要的定位误差。可采用按刀具集中工序的方法编制零件的加工程序。（2）零件装夹方法和对刀点在数控机床上加工零件，由于工序集中，往往是一次装夹就要完成全部工序，因此必须合理安装零件，以减少装夹时的变形。数控机床上所用的夹具，应尽量采用通用夹具或者组合夹具，必要时设计专用夹具，使装夹迅速、方便。在数控机床上装夹零件时应注意以下几点：选择合适的定位方式；确定合适的装夹方式；保证夹具的结构要有足够的刚度和强度。对刀点是指在数控机床上用刀具加工零件时，刀具相对零件运动的起点。对刀点也称为编程原点，因为编程是从这一点开始的。可以选择零件上的某一点作为对刀点，也可以选择零件外（如夹具体上或机床上）的某一点作为对刀点，但是所选择的对刀点必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸关系。这样，才能确定机床坐标系与零件坐标系之间的关系。3、控制机床坐标系的规定：（1）刀具相对于静止工件而运动的原则有的机床是刀具移动，它靠近或离开被固定的工件；有的机床是工件移动它离开或靠近刀具。根据上述原则，不论哪一种机床，都看做是相对静止的工件坐标系，即刀具在移动。这样的编程时，只要依据零件图纸就能够确定机床加工过程。（2）标准坐标系的规定在数控机床中，机床直线运动的坐标轴X、Y、Z由右手直角笛卡尔坐标系规定。（3）数控机床运动部件，运动方向的规定机床的某一规定运动部件正方向是增大刀具和工件距离的方向。Z轴：与主轴平行的坐标X轴：X轴是一般平行于工件的装夹表示Y轴：确定了X、Z轴后，按右手定律，食指所指的方向即为Y轴的方向（4）工件坐标系的原点工件坐标系原点的位置是任意设定的，在工件装夹完毕后，通过对刀来确定的，也称编程原点。第三节 数控编程实例数控车床编程实例: 一、选材：毛坯为50x10mm的圆棒料二、建立坐标系三、选刀：粗车外圆菱形车刀T01； 精车外圆菱形车刀T02； 螺纹车刀TO3; 宽3槽刀左尖定位T04;四、编程：O5210 G54 G80 G99 G00 X200 Z300 G50 S1000 T01 M13; G00 X50.4 Z2 F0.15 S800; G73 U3 W3 R5; G73 P10 Q20; G00 X200 Z300 T02 S1000 F0.1; G00 X0 Z2; G01 Z0;N10 G01 X16; X20 Z-2; Z-18; X16 Z-20; Z-28; X20; X27.36 Z-45.06; G02 X25.00 Z-54.28 R14; G03 X26.82 Z-61.01 R6; G02 X36 Z-73 R18;N20 G01 X36 W-17; G00 X200 Z300 T04 S800; G00 X20.4 Z-23 F0.15; G75 R2; G75 X16 Z28 P2 Q2; G00 X200 Z300 T03 F0.1 S800; G00 X20 Z2; G92 X19.3 Z24 F3; X18.7; X18.1; X17.835;G00 X200 Z300 T04 S600 F0.15; G00 X36.4 Z83;G75 R2;G75 X0 P4;G00 X36.4 Z-180;M05;G00 X200 Z300;M02;数控铣床编程实例：一、确定工艺方案及加工路线：
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