复杂箱体类零件数控加工工艺的研究

本科毕业设计（论文）摘 要本文主要研究了箱体类零件的数控加工工艺，概述了箱体类零件在数控加工过程中应注意的几个问题，比如：定位和装夹方法的确定，加工方法的选择等。以几个典型的箱体类零件为例进行分析，通过研究其数控加工工艺，该文进一步明确了编制合理的加工工艺流程，选择合适的定位装夹方案，有效利用数控设备和加工刀具，设定最佳的切削用量是保证复杂箱体类零件的加工质量，提高生产效率的重要途径。关键词：箱体类零件，数控，加工工艺，生产效率本科毕业设计（论文）Study on NC Machining Techniques of Complicated Box-type PartsAbstractResearch of this paper focuses is the NC machining techniques of box-type parts. This paper summaries several problems existing in NC machining process of box-type parts, such as: methods of positioning and clamping the identification, selection of processing methods.Through studying the NC machining process of some typical example of box-type parts, this paper further defines that the rational organizing of technological process, the suitable choice of positioning and clamping schemes, effective utilization of NC machining equipments and cutting tools as well as the optimum decision of cutting quantity are the important approaches to ensure the quality of the complicated box-type parts and raise the production efficiency.Keywords: Box-type Parts, NC, Machining Techniques, Production Efficiency本科毕业设计（论文）目 录1 引言 .11.1 箱体类零件的结构特点 .11.2 箱体类零件的技术要求 .11.3 箱体类零件的材料和毛坯 .12 加工工艺路线的确定原 则 .23 加工工艺路线的确定程序 .24 加工工艺路线的确定 .34.1 定位基准的选择 .44.1.1 变速箱体零件工艺技术分析 .44.1.2 加工定基准的选择和工艺方案的分析 .54.1.3 结果分析 .84.1.4 小结论 .84.2 装夹方法和夹具的选择 .84.3 加工方法的选择 .104.3.1 平面加工 .104.3.2 平行孔系的加工 .114.3.3 同轴孔系的加工 .124.3.4 注意事项 .144.4 加工阶段的划分 .145 工序划分和工步次序 .146 加工余量 .157 编制工序卡 .158 结论 .15致谢 .16参考文献 .17英文文献名称（箱体零件加工概述）本科毕业设计（论文）1 引言随着我国先进制造技术的发展，越来越多的企业将原本从国外进口的高精度复杂零件，改为自行加工。汽车上的空调压缩机、 发动机、变速箱等均属于多面多孔、高精度、高性能要求的复杂箱体类零件。它们是机器及其部件的基础件，它将机器及其部件中的轴、 轴承、套和 齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系 协调其运动。因此，箱体的加工 质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。如何高效高质量地完成这类零件的加工，除了必须具备先进的数控加工设备之外，还必须确定优化的加工工艺方案。工 艺方案考虑不周，加工路线设计不好，造成数控加工差错，工作量成倍增加，制造成本上升，使得价格昂贵的加工中心使用经济效益差。因此，对箱体 类零件在加工中心上的工艺规程的研究，对提高加工中心的使用质量和使用效率具有十分重要的实用意义！1.1 箱体类零件的结构特点箱体类零箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处，其结构特点是： （1）外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种； （2）结构形状比较复杂。内部常为空腔形，某些部位有“ 隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。 （3）箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系；（4）箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。1.2 箱体类零件的技术要求 （1）轴承支承孔的尺寸精度和、形状精度、表面粗糙度要求。 （2）位置精度： 包括孔系轴线之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔的同轴度，以及孔端面对 孔轴线的垂直度等。 （3）此外，为满足箱体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求。 1.3 箱体类零件的材料和毛坯 箱体类零件的材料一般用灰口铸铁，常用的牌号有 HT100HT400。 毛坯本科毕业设计（论文）为铸铁件，其铸造方法视铸件精度和生产批量而定。单件小批生产多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。有时也采用钢板焊接方式。大批生产常用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。 为了消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性，毛坯 铸造后要安排人工 时效处理。精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多加一次人工时效处理，以消除粗加工造成的内应力，进一步提高加工精度的稳定性。2 加工工艺路线的确定原则加工中心是适用于复杂零件加工的高效自动化机床。在中小批量的生产条件下，箱体类零件采用加工中心加工具有工序集中、精度高的特点。其加工工 艺路线的确定不只是简单的工艺设计问题，而是一项具有一定规模的技术应用工程。要求设计人员：（1）熟悉机床、机制工艺、夹具、刀具、检测等专业知识，能根据件尺寸、精度和结构，确定合理的工艺方案，编制出正确的工序卡。（2）熟悉加工中心生产流程方面的管理知识。（3）懂编程。数控加工是在数控程序的控制下自动完成的，工艺设计的具体内容将贯穿数控编程的始终。（4）有较强的数控加工工艺分析能力。因此，加工中心上箱体零件的工艺设计和普通机床与专用机床流水线生产有很大不同。其加工工艺路 线的确定应遵循以下原则：（1）可靠的保证零件加工质量；（2）充分的发挥加工中心的功能；（3）优化工艺过程与走刀路线，高效率生产；（4）提高加工中心的使用质量，尽量降低制造成本；（5）安全生产，刀具、工件与机床主体及冷却、防护装置在加工中不得发生任发干涉与碰撞。3 加工工艺路线的确定程序拟定工艺路线是工艺规程设计最关键、最重要的内容1。箱体零件从铸件检验到成品的整个制造过程的加工工艺路线的确定如图 1所示。在对零件功用、结构特点及技术要求进行充分仔细的工艺分析的基础上，首先选择平面与孔系中精度要求比较高的关键重要加工工序，又适合数控加工的内容，安排在加工中心上，以充分发挥其优势。这样 在加工中心上加工的箱体，其本科毕业设计（论文）铸件检验要求基准加工么？加工基准平面基准粗加工么粗加工是需要时效？时效处理否要求精加工么？最 终加工基准最终加工？精加工零件要求粗加工么？要求钳工加工么？否否是是 是 是 是 是钳 工加工是要求最终加工么否最 终 加工检验是否否否粗加工零件是否图 1 加工中心上零件加工工艺路线确定图全部工序不都在加工中心上完成。一般都又三个阶段：本科毕业设计（论文）（1）加工中心前的预加工。如：毛坯粗加工、加工中心用的定位基准的加工、毛坯加修等。（2）加工中心工序加工。（3）加工中心加工完后的终加工。如钳工、研磨等工序。“预加工”和“终加工”在普通机床上完成。 这样的安排立足于攻克关键，解决难题，确保 质量，提高加工中心的使用质量和使用效益。工艺方案设计和加工路线的具体拟定都要从整体上进行技术与经济的思考，协调好三个阶段的关系。4 加工工艺路线的确定拟定工艺路线使设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几反方面的工作：选择定位基准；确定各表面加工方法；划分加工阶段；安排工序顺序等。拟定工艺路线，需同时提出几种可能的方案，通过对比分析后，最后确定一种最优方案。4.1 定位基准的选择箱体定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间，孔与平面之间，孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。正确选择定位基准，对保证零件技术要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。箱体零件通常用一个支承面、一个导向面和一个限位面的三平面装夹方法。这是最简单、可靠的定位方法，但安装面不能加工。因而最好采用一面两销定位，方便刀具 对其它各表面的加工，但定位精度低于三面法2。传统的一面两销定位，通常以底面作为定位基准。然而， 为满足加工要求，我们应视情况选择其它的定位基准。下面我就以某变速箱体加工为例，对其加工工艺方案的分析，说明合理的 侧面定位基准，能更好的达到技术要求，是最佳的工艺方案。4.1.1 变速箱体零件工艺技术分析变速箱体零件如图 2 所示。主要技术要求如下：（1）N 、H、F、K 平面需加工 Ra6.3（2）1 - 1 孔 80 K72 - 2 孔 50 K73 - 3 孔 25 K7 Ra3.2（3）3 组拔叉孔 2 -15H9 ,同组孔壁距离为 171mm ,其同轴度公差为 0.02（4）孔组 - 对 N 面的垂直度公差为 0.006mm（5）A 面不需加工本科毕业设计（论文）根据技术要求:3) 、4)是变速箱体机械加工的难点和重点。图 2 变速箱体简图4.1.2 加工定基准的选择和工艺方案的分析对于箱体类的零件一面两销定位具有独特的优点 ,定位可靠 ,夹紧变形小 ,操作方便 ,因此我们同样 采用一面两销的定位原理 ,对变速箱体采用两类四种加工方案的设计:第一种 传统的直立式定位方法方案 :以平面 A 和 A 面上两孔作为定位基准,定位面在下,夹紧力从上往下将工件夹紧。 优点是敞开性好, 夹具设计简单,维修方便,操作容易。工艺分析:对前述的难点 4 作误差分析:(1)由于定位基准( A 面)与设计基准( N 面)不重合,存在着基准不重合误差 S1 ,因为 A 面与 N 面分两次铣削加工,根据加工经验 ,两面间的垂直度可达 0.03,所以 S1 =0. 03mm(2)定位销与定位孔一般都采用间隙配合,由于间隙的存在,工件存在着转角定位误差:tgmax = ( SD1 + Sd1 +1 + SD2 + Sd2 +2)/ 2L本科毕业设计（论文）图 3 转角误差示意图SD1 、SD2 两定位孔公差 SD1 = SD2 =0. 018mmSd1 、Sd2 两定位销公差 Sd1 = Sd2 =0. 011mm1,2 最小间隙 1 =2 =0.015mmL 两定位销之间的中心距, L =219mm所以 tgmax =0. 0002S2 = L1tgmax =183.5 0.0002 =0.037mmL1 为 N 面有效长度max = S1 + S2 = 0. 067mm,远远大于公差 0.06 的 1/ 3(3)由于 A 面不需加工 ,若以此定位 ,需增加三道加工工序(粗精铣 A 面如钻扩铰 A 面两定位孔)因此,此方案不可取。方案:以 F 面及面上的两螺 纹底孔定位。工艺流程为:粗铣 K, F 面 精铣 K, F 面 钻 F 面螺纹底孔,扩铰两定位孔 铣 N , H 面,粗镗 6 大孔 半精镗 6 大孔 钻三组拨叉孔 扩三组拨 叉孔 铰拨叉孔 , 精镗 6 大孔 钻攻各面螺纹孔。由于三对大孔与 3 组拨叉孔分两次加工,前述的定位转角误差可能导致大孔与拨叉孔轴线间的平行度误差,其最大值为：(L2 + L3) L/ Ltg= (224 + 171) 219/ 235. 6 0. 0002 =0.073mm式中的 L为 F 面上两定位孔间的距离。 (图中未标注)0.073 已经超过平行度误差 0.1 的 1/ 3.同样道理,其定位误差已经超过垂直度公差 1/ 3，另外增加三道工序，同样不本科毕业设计（论文）可取。第二种：侧面定位方式改变传统的直立定位方式,而是以侧面定位。夹紧力呈水平方向作用于工件上,这种定位方式是夹具设计比较复杂,但对技术难点 3,4 能解决。具体方案如下:方案 :选用定位基准与设计基准重合,由于基准重合,不会引起定位误差,则能满足垂直度允差要求。以 N 面及 N 面上的螺纹底孔定位。工艺流程为: 粗铣 N , H 面 精 铣 N , H 面 钻 N 面上的螺纹底孔,扩铰两定位孔 -铣 K, F 面 粗镗 6 大孔 ,钻 6 拔叉孔 半精镗(扩) 12 孔 精绞 12 孔 钻,攻各面螺纹孔。工艺分析:（1） 对垂直度和平行度有利,较好解决技术上的难点。（2） N 面上的 M10 螺纹底孔只有 8.4,采有侧面定位,定位销要承受工件重量,定位销直径太小,强度和刚度差,易变形,严重影响定位的可靠性,加之 N 面较小,两定位孔间距为 L = 169. 4。转角误差较大,对 孔加工尺寸精度影响较大。（3） 由于六孔同时粗镗,轴向切削力很大,且与夹紧力方向相反,这样势必采用较大夹紧力。因而导致夹紧 力过大,引起工件变形,影响加工精度。方案 : 以 H 面及面上的两螺纹底孔定位,其工艺过程为:粗铣 N , H 面 精铣 N , H 面 铣 K, F 面粗镗 6 大孔,钻 6 拔叉孔。 半精镗扩 12 孔精绞 12 孔 钻攻各面螺纹孔。工艺分析:（1） H 面 M12 螺纹底孔可加工到 10.2,定位销的 强度刚度较大提高,且 H 面积大,两孔距达 L =231mm。转角误差小有利于保 证和提高产品的加工精度。（2） H 面上仅两大孔同时镗削,夹紧力较方案 大为减少,从而减少变形,保证了加工精度。（3）对于前述难点 4,该方案虽存在着基准不重合误差。即 N , H 面的平行度误差影响 - 轴线 N 面的垂直度误差,但因 N , H 是采用双面铣加工工艺。对机床调整好,可使两平面平行度控制在 0.02mm 以内。又转角误差方案 对垂直度误差无影响,因此其定位误差为:本科毕业设计（论文）max 0.02mm 小于垂直度公差的 1/ 3。（4）以 H 面定位,将 K 面置于下方,可以较方便地从 K 面的窗口处设置中间导向装置。实现 12 孔同 时加工,减少三道加工工序,较好地保证了各组孔的同轴度和平行度。经分析、比较和研究计算,综合各方面的情况,选择侧面定位方式,对于技术难点（3）、 （4）的解决方便易行，此方案切 实可行。4.1.3 结果分析表 1 结果分析表序号 定位基准 与设计基面的关系加工精度 加工工序数方案 A 面 不重合 不能保证 17方案 F 面 不重合 不能保证 14方案 N 面 重合 难以保证 11方案 H 面 不重合 可以保证 11由上表可以看出:选择四个平面作为定位基准 ,有四个不同的加工方案。定位基准与设计基准重合 ,虽然不会引起定位误差和它所导致的形位误差 ,但是对该零件因夹紧力和定位孔小的原因 ,影响其加工精度。这就说明: 基准重合不一定是最优方案 ,具体情况具体分析。4.1.4 小结论合理选择定位基准 ,不仅能保证加工质量 ,同时效率高 ,工序比较少 ,工时短，满足工 艺设计的要求 高质、高效、低耗 2。因此 ,选择合理的定位基准对机械加工工艺方案非常关键。4.2 装夹方法和夹具的选择箱体类零件多个不同位置的平面和孔系要加工时，往往要两三次装夹。这时，常常先以三面定位法完成部分相关表面的加工，然后以加工过的一个平面和两个销孔定位，完成其余表面和孔系的加工。在有数控回转工作台的加工中心上，工件一次装夹可进行四个面加工或任意分度加工3。利用通用元件拼装的组合夹具来加工箱体类零件有很大的优越性，生产周期短，经济 效益好。我们来看下面的一个例子：本科毕业设计（论文）图 4 变速器箱体零件结构如图 4 所示。两侧面刨完后以 C 面为基准（与加工中心加工 时基准一致）将工件平放钳工台上， 钳工按图 4 划出 B、C 面精加工线及箱体 K、H(两侧)各面中心基准线，供加工中心校正用。校正好工件后，需要找正 B、C 两个加工面的工件坐标系。该工序的主要加工工艺是两个轴承孔的镗削加工，G、H 及排挡侧面的铣削加工及各面上联接孔的钻孔及攻丝。此工序的专用夹具（图 5）主要是由压板 1、垫板 2、定位销 3、底板 4 构成，校正后紧固在工作台上。具体使用方法是：工件加工好的 C 底板平放于工作台专用夹具的垫板 2 上，并以夹具上两个定位销 3为定位基准插入工件上前一道工序已加工好的 2 个 F 孔中，由于 2 个 F 孔的形位精度和尺寸精度较高，这样就可以将工件精确定位在夹具上，同时用垫板 2 上的 4 个螺栓与其余 4 个孔配合，上紧螺母。 为提高装夹刚度，再用 夹具上 4 个压板压紧工件，这样就将工件牢牢地固定在夹具上。 调出相应加工程序， 执行程序即可加工箱体在该工序的各加工要素了。在面加工中，一定要考虑到加工工艺的灵活性。在定位、 夹紧点的选择上注意以下几个问题：（1）由 3 个支撑点形成一个支撑平面来支撑工件，这样可以避免由于毛坯工件的平面度偏差而造成加工表面的平面度超差，并且支撑点与夹紧点应上下重合，避免形成弯矩引起工件变形。由于 夹紧引起的工件 弹性变形，在松开 夹紧后回弹，会造成平面度超差，这是引起平面度超差的主要原因。（2）支撑点和夹紧点最好是球面，保证各处是点接触，否则会因为毛坯平面本科毕业设计（论文）的挠曲变形造成夹紧变形。这个变形同样会造成平面度超差。图 5 夹具示意图（3）2 个限制转动自由度的定位点，距离尽可能远，如果毛坯有预注孔，用 2个预注孔采用弹性圆锥销定位是最简单的定位方案。选择装夹方法和设计夹具是要注意：（1）尽可能选择箱体的设计基准为精基准；粗基准的选择要保证重要表面加工余量均匀，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求，且便于装夹。（2）加工中心高速强力切削，定位基面要有足够的接触面积和分布面积，以承受大的切削力且定位稳定可靠。（3）夹具本身要以加工中心工作台上的基准槽或基准孔定位安装到机床上，这就使零件在夹具上的工件坐标系与机床坐标系建立了确定的尺寸联系，便于数控编程坐标设置。4.3 加工方法的选择根据零件的结构特点和加工内容选择合适的加工中心和加工方法4。箱体类零件一般都有多个不同位置的平面和孔系要加工，这时先确定平面和孔的终加工方法，然后再逐一选定该表面前序的加工方法。4.3.1 平面加工本科毕业设计（论文）加工中心上加工箱体平面普遍采用铣削，尤其端铣刀铣削大平面。要注意加工面宽度 B 和 铣刀直径 D 的关系为：B=(0.60.9)/D当铣大平面时，选用大于工件 1/2 宽度的铣刀，尽量缩短走刀路径。如果端铣刀无法接近或要加工各种形状的凹平面，那么用指状铣刀加工。采用密齿铣削和强力铣削，是铣削工艺发 展的趋势。4.3.2 平行孔系的加工箱体上重要孔的尺寸精度多为 IT6IT8 级，表面粗糙度为 Ra0.41.6m。铸孔采用粗镗半精镗精镗工序，小孔采用钻扩铰方式进行。一般孔只需钻- 扩 或钻；螺纹孔采用钻 倒角攻丝工序。采用指状铣刀铣圆来加工孔也常用到。在数控机床上加工平面孔系，常用点位、直线控制数控机床（如数控钻床）来加工，选择 工艺路线时，主要考虑加工精度和加工效率两个原则4。图 6 平行孔系如图 6 所示的工件，现在有两种工艺方案可供选择。两种工艺路线为：A：1 孔-2 孔-3 孔-4 孔-5 孔-6 孔B：1 孔 -2 孔 -3 孔-4 孔-6 孔-5 孔若考虑加工效率，选择路线 A 比 B 好；但若考虑加工精度，路线 B 比路线 A好，因为 路线 B 消除了反向 间隙。本科毕业设计（论文）4.3.3 同轴孔系的加工箱体零件同轴孔的主要工艺特点，既有形状尺寸要求，又有位置尺寸要求。即单孔有自己的形状尺寸要求，同轴孔的孔与孔之间既有相互精度要求，又有孔与其它孔和面的位置精度要求5。其主要形状位置精度要求有：（1）轴承孔孔径尺寸公差小；（2）位置度公差要求高；（3）圆度公差允许值小；（4）同轴度公差要求高；（5）跳动量公差小；（6）表面粗糙度数值低；（7）垂直度公差允许值小；（8）圆柱度公差小。加工同轴孔常见质量问题引起的原因除了切削热、工件的夹紧力影响外，加工中的工艺安排、加工方法以及选用刀具不合理也会引起质量问题。加工中常见的质量问题主要有以下几个方面：孔的表面粗糙度数值高；同一孔的圆柱度误差；同轴孔系的同轴度误差；平行孔系的平行度误差和孔距误差；孔的圆度误差等。箱体零件同轴孔的孔径排列有等径式和递减式，轴承孔有平行孔系和同轴孔系，因此，加工难度十分大。同 轴孔的加工如图 7 所示.图 7 同轴孔加工示意图箱体零件的同轴孔系，一般均用一面两销的定位方式来装夹加工。采用加工中心的柔性化生产，便于产 品的多品种同时生产及产品的不断更新换代，达到以低成本的投资来适应新产品快速上马的目的5。同样的工艺要求，不同样的设备，其同 轴孔的加工方法也不同。采用加工中心加工也有两种加工方式：本科毕业设计（论文）（1）同轴孔采用调头加工加工中心通过夹具旋转 180来加工同轴孔，与 专机线的回转盘相似。这种加工方法，往往 5 个孔的同轴 度易出现超差。有 时，夹 具旋转数据接收出现错误，致使#1、 #2 孔与#3#5 孔不在同一直线上。因此， 这种加工方式在加工中易出现报废件，不一定能达到精加工的加工要求。（2）工件一次夹具定位，两把刀具完成加工要保证加工中心加工同轴孔达到工艺技术要求，利用一根镗把加工 5 个孔或更多孔存在一定困难。长镗 把由于没有托架的辅助支撑，如果选用700800r/min 左右的转速， 悬臂镗杆在精镗过程中，刀杆在高速旋转下，镗把的高离心力会导致镗把头部旋转的幅度变大，致使加工孔径也变大，严重时可能造成镗把飞离主轴。而选择低速切削，则效率低，成本高，且不一定达到表面粗糙度要求，又不能满足生产节 拍。目前比较合理的加工方法是：等径同轴孔采用长短结合的两把镗把来完成同轴孔的加工。先用短镗把加工 #1、#2 孔（见图 8），再利用已加工的#1、#2 孔作图 8 加工#1、 #2 孔支承导向，用长镗把加工完成#3#5 孔。 #1、#2 孔作 钻模套使用，支撑住镗把，使孔的同轴度得到保证。长镗把的加工过程如下:主轴停转-主轴推动长镗把 进入已加工孔#1、#2 轴承孔- 待长镗把刀头接近 #3 孔时，主轴开始旋转-主轴在旋转中进给，直至#3#5 孔加工完成-主轴 停转，镗把退出。在此加工过程中，长、短镗把的加工孔径尺寸工艺要求相同。但在实际加工中，短镗把的刀具直径调整取公差较大值， 长镗把的刀具直径则取较小值，避免刀头碰到工件孔壁。递减式同轴孔也采用两把镗把来完成同轴孔的加工。先用短镗把加工#5 孔（假设#5 孔的孔径最小）， 夹具旋转 180，再利用已加工的#5 孔作长镗把的辅助托架，由长镗把完成#1#4 孔的加工，使孔的同 轴 度得到保证。本科毕业设计（论文）长镗把图片 短镗把图片图 9 镗把外形图4.3.4 注意事项加工方法选择时，要注意采用新的刀具和加工原理；孔系及孔与平面的形位公差由机床和夹具保证6。4.4 加工阶段的划分箱体的加工精度要求高，宜将加工工艺过程划分为粗加工、半精加工、 ，精加工三个阶段。若精度与表面 质量要求特别高时， 还要 经过光整加工。 对重要的箱体粗加工后，还要进行时效 处理。精密箱体零件在主要表面粗加工和次要表面加工完后，磨基准面。阶段的划分是对整个加工过程而言，划分阶段并不是绝对的。在高刚度高精度的加工中心加工刚性不特别高和加工余量不特别大的工件，就不必划分阶段。当长孔和大平面存在时，粗加工和精加工走刀应该分成单独工序。箱体的五个或六个面要加工时，一次装夹不可能完成零件加工，应按结构特点与技术要求将加工部分分成几个相关部分，安排二至三道工序粗精加工。每道工序加工相互间有公差和技术要求联想的孔系和平面。具有回转工作台的加工中心，一次安装可以加工三至四个面，粗加工一次完成后再进行精加工。5 工序划分和工步次序工序和工步放入划分与走刀路线的确定直接关系到数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济 性等问题， 应尽量做到工序集中、工艺路线最短、机床停顿时间和辅助时间最少。安排工艺路线是，除考虑通常的工艺要求外， 还应考虑以下因素：（1）尽量在普通机床上完成大切削量的加工，以提高数控机床的利用率和刀具寿命。（2）合理选取起刀点，妥善安排走刀路线，减少空程时间和减少换刀次数；减少零件大多数表面的工序和工步的数量。本科毕业设计（论文）（3）基准孔要在一次装夹中完成；螺孔、阶梯孔、 销孔、连接孔等在钻孔前都安排打中心孔程序；螺孔的孔口用钻头倒角；阶梯孔在先钻小孔的基础上再锪大孔；斜面上钻孔要先铣小平面，以便打中心孔。（4）加工一些典型的表面如镗孔、钻孔、螺 纹孔的加工，应用系统中的固定程序，能减少程序规模，减少差错6。（5）加工封闭的凹槽和沟槽，须先钻工艺孔到给定深度，其直径要大于铣刀直径。（6）粗加工工序一般从有最大加工余量的基本平面铣削开始。精加工工步也先精铣平面的精加工，然后再 进行高精度孔的加工。6 加工余量加工中心一次装夹能完成箱体许多表面的加工，且精度高而稳定。因而既可减少工序和工步数量，又可选用较小的零件加工余量。以下数据可供参考：粗镗孔直径上留余量 23mm，半精加工时留余量 0.51mm，精加工时留余量 0.20.3mm；铰孔时留 0.030.1mm；半精铣平面留 12mm，精铣留0.30.5mm。7 编制工序卡工艺路线确定后形成的工序卡是加工中心的重要工艺文件，是后续工作的依据，也是机床操作者的工作内容表。应在标准的格式中按要求顺序填写详细内容。通过 填写工序卡，继续完善工艺路线。工序卡内容一般包括：工步号，加工表面代号，刀具编号、 类别、规格、长度，主轴指令与转速，进给指令与 进给量，刀 补，回转中心至加工面距离，加工深度等事项。8 结论加工中心在生产实际中的应用越来越广泛，使得机械制造的理念与过程发生了显著的变化。因此，探讨数控加工的工艺设计问题 ，选择合理、高效的加工方法和加工路线，对保证零件的加工质量、提高加工中心的使用效率和使用质量都有重要意义。实践证明：在加工复杂箱体类零件过程中，只有改进加工工艺方案，选择合适的定位装夹方案，有效利用各种数控设备和加工刀具，设定最佳切削用量，才能切实有效地保证加工质量、提高生产效率。本文是工艺理论与实践结合的一点探讨和小结，不足之处在所难免，仅供有关人员参考。本科毕业设计（论文）致谢本文的全部工作是在指导老师的悉心指导下完成的。通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习，而且也使我接触到了一些前沿知识， 对我未来的工作影响深远。也非常感 谢在本次 设计中曾给予我耐心指导的老师，正是由于他的帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成论文，在这里 请允许向指导老师表示最深的敬意！本科毕业设计（论文）参考文献1刘旭宇，陈绍荣加工中心上箱体零件加工工 艺路线的确定 J机床与液压，2003（2）：2602622彭庆林，林国湘侧面定位基准在变速箱体加工中的应用J机电信息，2001（9）：53543彭庆林，陈从桂箱体加工工艺分析J机电信息，2004（7）：991014谭惠忠，熊晓红数控加工工艺设计J机械工人， 2005（3）：72735李慧珠加工箱体长孔的工 艺方法J机械工程 师，2007（2）：1436刘长吉内燃机箱体类零件柔性加工 应注意的几个问题 J重 庆：2003（3）：15167杨洪波，林辉，王友刚等变速器箱体机械加工工艺过程的改进J工程机械，2002（8）：47488李立平汽车变速器壳体加工工 艺研究D天津：天津大学机械工程学院，20049高慧压路机变速箱体加工工 艺分析J山 东交通科技，2004（4）：788110徐福革55 kW 输送机减速箱加工工艺过程分析J煤炭技术， 2002，21（8）：4611刘孝峰，丛云中地铁齿轮箱加工工艺的优化J机车车辆工艺，2003（6）：131512陈军，贾友文，孙召瑞箱体类零件设计和加工应用技术研究J机械工程师，2007（2）：535513张明，刘庭辉，魏建芳等小型蜗轮减速器箱体加工工装的设计及应用J制造工程师，2003（6）：565714傅克宝箱体零件的技术 要求与检测方法J工程机械，2000（10）：525315郭华胜铸钢齿轮箱箱体机械加工工 艺的改进J机车车辆工艺，2004（5）：183816倪志荣机械加工应该重 视定位基准的选择J机械工人，2003（9）：48-49本科毕业设计（论文）本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称 复杂箱体类零件数控加工工艺的研究学生姓名 专业 机电技术教育 学号 指导教师姓名 所学专业 机电技术 职称 完成期限 20*年 12 月 25 日 至 20*年 5 月 28 日一、选题的目的意义箱体类零件是机器或部件的基础件，通 过它把机器上的零部件 联结成一个整体。其加工质量在很大程度上决定着部件或机器的装配精度与性能。汽车上的变速箱属于多面多孔、高精度、高性能要求的复杂箱体 类零件，如何高效高 质量地完成 这类零件的加工，除了必须具备先进的数控加工设备之外，还 必须确定优化的加工工艺方案。从大量加工实例分析中看出，工艺方案考虑不周，加工路线设计 不好，会造成数控加工差 错 ，工量成倍增加，制造成本上升，使价格昂贵的加工中心使用经济效益差。我 们研究其数控加工工 艺， 进一步明确编制合理的加工工艺流程、选择合适的定位装 夹方案、有效利用各种数控设备和加工刀具、设定最佳切削用量是保证复杂箱体类零件加工质量、提高生 产效率的重要途径。因此，对箱体零件在加工中心上的工 艺规程设计具有重大 实用意义！二、国内外研究现状自 20 世纪 90 年代开始，世界 发达国家已广泛采用加工中心 进行柔性加工，其适 应多品种的生产。特别是 20 世纪 90 年代后期，高速加工中心 问世以后，应用更加普遍。我国从 1958年开始研究数控机床，1965 年开始研制晶体管数控系 统。80 年代初随着改革开放的实施，我国从国外引进技术，推动了我国数控机床新的 发展高潮。 80 年代末期，我国还在一定范围内探索实施 CIMS。90 年代我国还加强了自主知识产权数控系 统的研制工作，取得了一定成效。但是，我国的数控加工设备和工 艺与发达国家还有一定的差距。以变速器壳体为例，国际水平的加工工时为 12-13 分钟 ，在日本的加工时间为 14-15 分钟，在我国的加工时间为 30 分钟左右，差距是一目了然的。三、主要研究内容（1）通过工厂参观和查找资料，了解箱体 类零件的工艺特点（2）依照实践经验和查找相关文献， 论述数控加工路线确定原 则（3）根据数控实习经验和箱体类零件的工艺特点， 详述箱体 类零件各个需加工的面，孔等工序在加工中心上的定位装夹原则和加工方法（4）技术要求：制定出箱体类零件在加工中心上的合理的加工路线确定原理，确定重要工序的装夹定位方法和加工方法四、毕业论文（设计）的研究方法或技 术路线1.实际调查研究，在此基础上 进探讨行分；2.通过图书馆、网络查阅相关文献 资料，了解国内外 发展趋势 ；3.与指导老师商讨以及与同组同学共同分析和探讨；4.结合所学理论知识，进行分析、研究。本科毕业设计（论文）主要参考文献与资料1刘旭宇，陈绍荣加工中心上箱体零件加工工 艺路线的确定 J机床与液压，2003（2）：2602622彭庆林，林国湘侧面定位基准在变速箱体加工中的应用J机电信息，2001（9）：53543彭庆林，陈从桂箱体加工工艺分析J机电信息，2004（7）：991014谭惠忠，熊晓红数控加工工艺设计J机械工人， 2005（3）：72735李慧珠加工箱体长孔的