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空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计【4张图纸-3A0】【优秀】

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摘要

　　组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件，不是在任何情况下都可以收到良好的经济效益，在确定设计机床前，应该进行具体的经济技术分析。加工同一个机械产品的零件，通常会有很多种工艺方案，进行加工工艺设计，不同的方案会有不同的经济效果，影响技术经济的因素有很多，有时技术指标先进的方案，经济指标不一定优越，因此，需要对技术、经济指标作综合评价，综合多数的意见，选出优化方案进行经济效果评价，如果满意即可决定。

　　组合机床总体设计—“三图一卡”①“被加工零件工序图”它是组合机床的设计的主要依据，它是制造使用，检修和调整机床的重要技术条件②绘制加工示意图，它是刀具夹具，多轴箱，液压电器装置设计及通用部件选择主要原始资料，它是调整机床，刀具及试车依据。③绘制联系和运动关系及检验机床各部件相对于位置及联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱，夹具等专用部件，零件的设计提供依据。④相对生产率计算卡，它用来反映机床的加工过程，完成这一动作所需要的时间，切削用量，机床生产率及机床负荷率。

关键词：组合机床；主轴箱；工艺

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1 力源空气压缩机有限公司简介1

1.2 毕业设计（本设计任务简介）1

1.3 对毕业设计（本设计）的要求1

2 组合机床简介2

2.1 组合机床概述2

2.2 组合机床的加工范围2

3 空气压缩机机械加工工艺规程的制订部分3

3.1 工艺方案的制定3

3.2 产品图纸及结构分析3

3.3 毛坯分析、要求及形式的确定4

3.3.1 毛坯的种类的选择4

3.3.2 选择毛坯应考虑的因素4

3.3.3 确定毛坯的制造形式5

3.4 拟定零件加工的工艺路线5

3.4.1 定位基准的选择5

3.4.2 表面加工方法的选择6

3.4.3 加工顺序的安排7

3.5 加工余量、工序尺寸及其公差和毛坯尺寸的确定9

3.5.1 加工余量的拟定9

3.5.2 加工余量及毛坯尺寸的确定11

3.5.3 工序尺寸及其公差的确定12

3.6 加工设备及刀具的选择12

3.6.1 机床的选择12

3.6.2 刀具的选择12

3.7 确定切削用量及工时定额的估算12

3.7.1 切削用量的确定12

3.7.2 工时定额的计算13

3.7.3 切削用量和工时定额的确定14

3.8 机械加工工艺规程17

3.8.1 机械加工工艺规程的作用17

3.8.2 制订机械加工工艺的原则17

3.8.3 制订机械加工工艺规程原始资料??18

4 专用机床设计部分19

4.1 概述19

4.2 机床设计应满足的基本要求19

4.3 机床设计方法21

4.4 机床设计步骤21

4.4 三图一卡的设计22

4.4.1 被加工零件工序图的设计22

4.4.2 加工示意图设计24

4.4.3 组合机床联系尺寸的绘制26

4.4.4 生产率计算卡30

4.5 机床对部件设计的要求32

4.5.1 夹具32

4.5.2 液压原理32

4.6 机床的调试与维修33

4.6.1 机床的调试33

4.6.2 机床的维修34

5 结论与展望35

5.1 结论35

5.2 不足之处及未来展望35

致谢36

参考文献37

附录38

　　　　该公司生产的空气净化产品主要包括各型油水分离过滤器，高效除水、除油、除臭过滤器，高温型冷冻干燥机，无热再生吸附式干燥机。产品广泛适用于为各种类型压缩机提供压缩空气净化配套。

1.2 毕业设计（本设计任务简介）

　　　本设计应达到的要求：

　　　（1）对缸体加工工艺（经简化）方案的简要分析比较；

　　　（2）完成本工序的工序图，加工示意图，机床总图及床身部件图；

　　　（3）设计说明书一份，要求对机床的总体设计部分详细分析说明，并包括必要的计算，文字简洁通顺，重要公式数据应注明出处；

　　　（4）对制造厂家调研，了解其对质量、成本要求，所设计的专机要结合厂方具体生产条件；

　　　（5）作为总体设计要求对各部件设计提出恰当的要求。

　　　此次毕业设计为空气压缩机(下图所示),其材料为铸铁HT200,加工部位及要求为：

　　　铣三斜面，尺寸120×120，表面粗糙度Ra=3.2微米。三斜面成60度角，三斜面与大小孔中心线的平行度为0.05mm。

1.3 对毕业设计（本设计）的要求

　　　此次毕业设计任务要求机床功能得到进一步的完善，能够提高零件的加工精度和加工效率，能够降低加工成本。2 组合机床简介

2.1 组合机床概述

　　　随着生产的发展和专业化程度的提高，很多行业产品的零件加工批量越来越大，精度要求也越来越高。因而，通用机床已跟不上生产发展的需要。首先，通用机床加工时同时参加工作的刀具少，限制了机床生产率的提高；其次，如果工件需要加工多个表面时，则需要对工件进行多次的定位和夹紧，这就会使零件的加工精度和生产率降低。

　　　为了改善通用机床这些不利的加工条件，在生产实践中逐步改进和完善了专用机床。专用机床是相对通用机床而言的，它是为完成工件的某一工序而设计、制造的。所以专用机床的结构要比通用机床简单，生产率和自动化程度都有所提高。但专用机床也有其固有的缺点，如设计和制造的周期长、不能适应工件的变化，一旦加工的工件有所变化，就必须重新设计和制造新的与工件相适应的专用机床。所以专用机床成本高，不利于产品的更新。

　　　为了消除上述的两种机床（通用机床与专用机床）的弊病，在生产实践中有发展了一种新型的加工机床----组合机床，以及由组合机床组成的组合机床自动线。

2.2 组合机床的加工范围

　　　组合机床一般可以完成的加工内容有钻孔、扩孔、绞孔、镗孔、攻丝、套丝、车端面、镗至口、挖沟槽，倒角等。此外，也可以进行一些简单的装配工序（如压套、压堵头等），还可以实现拉削、磨削、抛光等工序。

　　钻孔：除了应用普通麻花钻头钻孔外，还可以应用复合刀具进行复合加工，如钻孔、倒角；钻孔、倒角、窝；钻孔、扩孔等。在进行深孔钻削时，利用组合机床的分级进给机构，还可以实现自动循环，在加工中自动地进刀、退刀；再进刀、退刀和排屑。

　　　扩孔：与钻孔类似，除扩孔外还可以应用复合刀具进行扩孔、倒角；扩孔、倒角、端面；扩圆锥孔等。

　　　铰孔：可以铰圆柱孔或圆锥孔，也可以用滚压工具来滚压孔。

　　　镗孔：在镗杆上可以安装多种刀具，完成粗镗、半精镗；半精镗、精镗以及凸台的端面圆或倒角等。

　　　攻丝、套丝：利用攻丝装置，可以攻制内螺纹；在采用活动板牙时，还可以实现外螺纹的套丝加工。

　　　端面：端面的加工方式较为多样化，可以在钻孔、扩孔中利用复合刀具较小的端面；也可使用铣刀来铣削较大的端面；在镗削中可以端面或在镗孔的同时车端面。

　　　目前组合机床正在向扩大加工范围的方向发展，今后将逐步扩大到车削，仿形加工，磨削、拉削等。组合机床还能进行某些非切削性的加工，如检查、装配、清洗和零件的分类及打印等。

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内容简介：: 编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：空气压缩机机身机械加工工艺设空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计计及机身铣三斜面专用机床设计信机系系机械工程及自动化专专业业学号：学生姓名：指导教师：职称：高级工程师）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 96 学号： 0923264 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日III摘摘要要组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件，不是在任何情况下都可以收到良好的经济效益，在确定设计机床前，应该进行具体的经济技术分析。加工同一个机械产品的零件，通常会有很多种工艺方案，进行加工工艺设计，不同的方案会有不同的经济效果，影响技术经济的因素有很多，有时技术指标先进的方案，经济指标不一定优越，因此，需要对技术、经济指标作综合评价，综合多数的意见，选出优化方案进行经济效果评价，如果满意即可决定。组合机床总体设计“三图一卡”“被加工零件工序图”它是组合机床的设计的主要依据，它是制造使用，检修和调整机床的重要技术条件绘制加工示意图，它是刀具夹具，多轴箱，液压电器装置设计及通用部件选择主要原始资料，它是调整机床，刀具及试车依据。绘制联系和运动关系及检验机床各部件相对于位置及联系是否满足加工要求，通用部件的选择是否合适，并为进一步开展主轴箱，夹具等专用部件，零件的设计提供依据。相对生产率计算卡，它用来反映机床的加工过程，完成这一动作所需要的时间，切削用量，机床生产率及机床负荷率。关键词关键词：组合机床；主轴箱；工艺IVAbstractPortfolio is a highly efficient machine for machine tools, there are specific conditions of use, is not under any circumstances to receive good economic returns, in determining the design of machine tools, should carry out specific economic and technical analysis. Processing products with a mechanical parts, usually have a variety of programmes, various options have different economic effects, the impact of technological and economic factors are many, sometimes technical indicators advanced programmes, economic indicators do not necessarily superior, therefore, need to On the technical, economic indicators for comprehensive evaluation, comprehensive views of the majority, elected Optimization of economic evaluation, if you satisfied with the decision. To desing the combination machine body-therr draning and one carcl that is the working orther draning of the working spares . its the major basis of the combination maching body. Its a important paper in making using excmining and rensing maching .To draw working schematw. Drawing its for design a cutting tool. Assist tool afixture a multiple axle box hydravlive,pressure and a deetric capacity derise and important first hand date of the natirrad. Pants chovced and its a rewse machine kinf tool and the mgor basis for the test run. To draw the relation dimension drawing the relation dimension drawing is to impress the matual .assembly nelation and the motin redation of the each form spanes of the machine.in order to enamine the relative .Pustion of all the machine spares and if the dimersion nelational .Spares is fix ,in the disigerents of dere loping the main axle box fixtrers special purpose pats.Todesign the machin productirilg planning card .Itswod to report the working process of the machine to finish the need tine the cutting capacity the machine producticity and machines rate for the cach activity.Key words： Combination machine tools ; Spindle box ; ProcessV目目录录摘要 .IIIABSTRACT .IV目录.V1 绪论 .11.1 力源空气压缩机有限公司简介 .11.2 毕业设计（本设计任务简介） .11.3 对毕业设计（本设计）的要求 .12 组合机床简介 .22.1 组合机床概述 .22.2 组合机床的加工范围 .23 空气压缩机机械加工工艺规程的制订部分 .33.1 工艺方案的制定 .33.2 产品图纸及结构分析 .33.3 毛坯分析、要求及形式的确定 .43.3.1 毛坯的种类的选择 .43.3.2 选择毛坯应考虑的因素 .43.3.3 确定毛坯的制造形式 .53.4 拟定零件加工的工艺路线 .53.4.1 定位基准的选择 .53.4.2 表面加工方法的选择 .63.4.3 加工顺序的安排 .73.5 加工余量、工序尺寸及其公差和毛坯尺寸的确定 .93.5.1 加工余量的拟定 .93.5.2 加工余量及毛坯尺寸的确定 .113.5.3 工序尺寸及其公差的确定 .123.6 加工设备及刀具的选择 .123.6.1 机床的选择 .123.6.2 刀具的选择 .123.7 确定切削用量及工时定额的估算 .123.7.1 切削用量的确定 .123.7.2 工时定额的计算 .133.7.3 切削用量和工时定额的确定 .143.8 机械加工工艺规程 .173.8.1 机械加工工艺规程的作用 .173.8.2 制订机械加工工艺的原则 .173.8.3 制订机械加工工艺规程原始资料 .184 专用机床设计部分 .19VI4.1 概述 .194.2 机床设计应满足的基本要求 .194.3 机床设计方法 .214.4 机床设计步骤 .214.4 三图一卡的设计 .224.4.1 被加工零件工序图的设计 .224.4.2 加工示意图设计 .244.4.3 组合机床联系尺寸的绘制 .264.4.4 生产率计算卡 .304.5 机床对部件设计的要求 .324.5.1 夹具 .324.5.2 液压原理 .324.6 机床的调试与维修 .334.6.1 机床的调试 .334.6.2 机床的维修 .345 结论与展望 .355.1 结论 .355.2 不足之处及未来展望 .35致谢 .36参考文献 .37附录 .38无锡太湖学院学士学位论文01 绪论绪论1.1 力源空气压缩机有限公司简介力源空气压缩机有限公司简介无锡力源压缩机有限公司是由无锡市第二压缩机厂改革组建的有限责任公司，是制造空气压缩机和空气净化设备的专业公司。从20世纪60年代末开始生产微型、小型压缩机。20世纪80年代末开始批量出口微型压缩机主机，目前已形成大批量出口压缩机主机的生产能力，成为中国微、小型压缩机主要出口企业之一。该公司主要生产活塞式压缩机和空气净化设备二大类产品。该公司生产的活塞压缩机品种齐全，质量可靠，可为您提供不同排气量，不同压力的Z、V、W、S、L型往复活塞式微、小型压缩机和中、高压型压缩机，其排气量从0.03622m3/min，压力从0.410.0MPa的70多种不同规格压缩机品种，产品广泛应用于各个行业。该公司生产的空气净化产品主要包括各型油水分离过滤器，高效除水、除油、除臭过滤器，高温型冷冻干燥机，无热再生吸附式干燥机。产品广泛适用于为各种类型压缩机提供压缩空气净化配套。1.2 毕业设计（本设计任务简介）毕业设计（本设计任务简介）本设计应达到的要求：（1）对缸体加工工艺（经简化）方案的简要分析比较；（2）完成本工序的工序图，加工示意图，机床总图及床身部件图；（3）设计说明书一份，要求对机床的总体设计部分详细分析说明，并包括必要的计算，文字简洁通顺，重要公式数据应注明出处；（4）对制造厂家调研，了解其对质量、成本要求，所设计的专机要结合厂方具体生产条件；（5）作为总体设计要求对各部件设计提出恰当的要求。此次毕业设计为空气压缩机(下图所示),其材料为铸铁HT200,加工部位及要求为：铣三斜面，尺寸120120，表面粗糙度Ra=3.2微米。三斜面成60度角，三斜面与大小孔中心线的平行度为0.05mm。1.3 对毕业设计（本设计）的要求对毕业设计（本设计）的要求此次毕业设计任务要求机床功能得到进一步的完善，能够提高零件的加工精度和加工效率，能够降低加工成本。空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计12 组合机床简介组合机床简介2.1 组合机床概述组合机床概述随着生产的发展和专业化程度的提高，很多行业产品的零件加工批量越来越大，精度要求也越来越高。因而，通用机床已跟不上生产发展的需要。首先，通用机床加工时同时参加工作的刀具少，限制了机床生产率的提高；其次，如果工件需要加工多个表面时，则需要对工件进行多次的定位和夹紧，这就会使零件的加工精度和生产率降低。为了改善通用机床这些不利的加工条件，在生产实践中逐步改进和完善了专用机床。专用机床是相对通用机床而言的，它是为完成工件的某一工序而设计、制造的。所以专用机床的结构要比通用机床简单，生产率和自动化程度都有所提高。但专用机床也有其固有的缺点，如设计和制造的周期长、不能适应工件的变化，一旦加工的工件有所变化，就必须重新设计和制造新的与工件相适应的专用机床。所以专用机床成本高，不利于产品的更新。为了消除上述的两种机床（通用机床与专用机床）的弊病，在生产实践中有发展了一种新型的加工机床-组合机床，以及由组合机床组成的组合机床自动线。2.2 组合机床的加工范围组合机床的加工范围组合机床一般可以完成的加工内容有钻孔、扩孔、绞孔、镗孔、攻丝、套丝、车端面、镗至口、挖沟槽，倒角等。此外，也可以进行一些简单的装配工序（如压套、压堵头等），还可以实现拉削、磨削、抛光等工序。钻孔：除了应用普通麻花钻头钻孔外，还可以应用复合刀具进行复合加工，如钻孔、倒角；钻孔、倒角、窝；钻孔、扩孔等。在进行深孔钻削时，利用组合机床的分级进给机构，还可以实现自动循环，在加工中自动地进刀、退刀；再进刀、退刀和排屑。扩孔：与钻孔类似，除扩孔外还可以应用复合刀具进行扩孔、倒角；扩孔、倒角、端面；扩圆锥孔等。铰孔：可以铰圆柱孔或圆锥孔，也可以用滚压工具来滚压孔。镗孔：在镗杆上可以安装多种刀具，完成粗镗、半精镗；半精镗、精镗以及凸台的端面圆或倒角等。攻丝、套丝：利用攻丝装置，可以攻制内螺纹；在采用活动板牙时，还可以实现外螺纹的套丝加工。端面：端面的加工方式较为多样化，可以在钻孔、扩孔中利用复合刀具较小的端面；也可使用铣刀来铣削较大的端面；在镗削中可以端面或在镗孔的同时车端面。目前组合机床正在向扩大加工范围的方向发展，今后将逐步扩大到车削，仿形加工，磨削、拉削等。组合机床还能进行某些非切削性的加工，如检查、装配、清洗和零件的分类及打印等。无锡太湖学院学士学位论文23 空气压缩机机械加工工艺规程的制订部分空气压缩机机械加工工艺规程的制订部分3.1 工艺方案的制定工艺方案的制定机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。生产规模的大小，工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要而又严肃的工作。为能具体确切地说明工艺过程，一般将机械加工工艺过程分为工序、安装、工位、工步和走刀。这是设计组合机床最重要的一步。工艺方案制定得正确与否，将决定机床能否达到“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好”的要求。为了使工艺方案制定的合理，先进，必须从认真的分析被加工的零件（或同类零件）图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点，加工部位，尺寸精度，表面粗糙度和技术要求，定位夹紧方式工艺方法和加工过程所采用的刀具，辅具，切屑用量情况及产生率要求高，分析其优缺点，总结设计，制造，使用单位和操作者的丰富的实践经验，以求理论紧密联系生产实际，从而确定零件在组合机床上完成的工艺（工序）内容及方法，决定刀具种类，结构型式，数量及切屑用量等。根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件的加工精度，技术要求及生产率；又要考虑机床的操作方便可靠，易于维修，且冷却，排屑情况良好。以上两个步骤是十分重要的。对于同一个零件的加工，可能会有各种不同的工艺方案和机床配置方案，在最后决定采取哪种方案时，决不能草率，要全面地看问题，综合分析各方面的情况，进行多种方案对比，从中选择最佳方案。3.2 产品图纸及结构分析（被加工零件的作用，工件和加工部位的主要要求，产品图纸及结构分析（被加工零件的作用，工件和加工部位的主要要求，包括材料、硬度、批量、生产纲领等）包括材料、硬度、批量、生产纲领等）被加工零件为灰铸铁，铸件应符合GB9439-88的规定热处理退火+人工时效所用材料是HT200，指的是最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁。较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好，需要进行人工失效处理。工作条件：1.承受较大应力的零件（弯曲应力 29.40MPa）； 2.摩擦面间的单位面积压力 0.49MPa（大于10t在磨损下工作的大型铸件压力 1.47Mpa）；3.要求一定的气密性或耐弱腐蚀性介质。铸件不得有毛孔，砂眼，裂纹等缺陷，表面应光滑，轮廓分明；铸件内表面涂防锈油漆。大孔、小孔有同轴度的要求，端面的表面粗糙度 Ra=3.2微米，孔的表面粗糙度为Ra=1.6微米。大孔的端面与中心轴线相垂直，距离为 119mm，公差值为 0.05mm。三个斜面与中心轴线相平行，距离为 1200.1mm，公差值为 0.05mm，三斜面的空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计3表面粗糙度为 Ra=3.2微米。见图3.1，要求生产纲领为年产量 3000件，单班制生产。图 3.1 空气压缩机图3.3 毛坯分析、要求及形式的确定毛坯分析、要求及形式的确定 3.3.1 毛坯的种类的选择毛坯的种类的选择常见的毛坯种类有： 1、铸件。用于形状复杂的零件毛坯。 2、锻件。用于强度要求较高、形状比较简单的零件毛坯。 3、型材。分热轧与冷拉两种。热轧型材用于一般零件；冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于自动机床加工(送料、夹紧可靠)。 4、焊接件。用于大件毛坯。焊接件毛坯制造简单方便，但变形较大。5、冷冲压件。用于形状复杂的板料零件毛坯。6、其他。有挤压、热轧、粉末冶金件等毛坯。 3.3.2 选择毛坯应考虑的因素选择毛坯应考虑的因素工艺设计时，毛坯的选择是指确定毛坯的种类以及制造的方法后，确定毛坯的形状和尺寸，并画出毛坯图。选择毛坯应考虑的因素如下。1、零件的材料及其物理和力学性能零件的材料是决定毛坯种类及其制造方法的主要因素。想通的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性能有所不同。一般零件材料选定后，其毛坯种类大体就可确定。如铸铁、青铜材料不能锻造，只能选铸件；重要的钢质零件，为保证较高的强度和硬度，不论结构形状复杂或简单，均须选用锻件而不用型材。2、零件的结构形状及其外形尺寸无锡太湖学院学士学位论文4这是影响毛坯选择的重要因素。对于回转体零件，如阶台轴，各阶台直径相差不大，可采用型材圆棒料；若直径相差较大，则宜采用锻件。又如，形状复杂和薄壁的铸件毛坯，不宜采用砂型铸造；尺寸较大的毛坯，不宜采用压铸、模锻。3、生产纲领和批量它在很大程度上决定了采用某种毛坯制造方法的经济性。当零件生产纲领较大时，应采用精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。通过提高毛坯精度使毛坯的形状与尺寸尽量与成品接近，力求实现少、无切屑加工。在单间小批量生产时，应尽量采用型材或用型材焊接件代替铸、锻件。4、工厂现场生产条件确定毛坯必须结合具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协作的可能性。有条件时，应积极组织专业化生产，统一供应毛坯，并应经过技术经济分和论证。 3.3.3 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用 HT200，由于零件年生产量 3000台，已达到成批生产的水平，通常毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。3.4 拟定零件加工的工艺路线拟定零件加工的工艺路线零件加工工艺路线的拟定是制定工艺过程总体布局的非常关键的一步，其主要任务是选择定位基准，选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目的多少等。 3.4.1 定位基准的选择定位基准的选择在各加工工序中，被加工表面位置精度的保证方法是制定工艺过程的重要任务，而定位基准的作用主要是保证工件各表面之间的相互位置精度。因此，在研究和选择各类工艺基准时，首先应选择定位基准。1、定位基准选择的基本原则(1)应保证定位基准的稳定性和可靠性，以确保工件相互位置表面之间的精度。(2)力求与设计基准重合，也就是尽可能从相互间有直接位置精度要求的表面中选择定位基准，以减小因基准不重合而引起的误差。(3)应使实现定位基准的夹具结构简单，工件装卸和夹紧方便。2、定位基准的分类按照工序性质和作用不同，定位基准分为粗基准和精基准两类。在最初的切削工序中，只能使用毛坯上未经加工的表面来定位，这种定位基准称为粗基准。在以后的工序中，均采用已加工表面作为定位基准表面，这种定位基准称为精基准。3、粗基准的选择选择粗基准，应该保证所有加工表面都有足够的加工余量，而且各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度。选择时应遵循下列原则： (1)对于不需加工全部表面的零件，应采用始终不加工的表面作为粗基准，这样可以较好地保证加工表面对不加工表面的相互位置要求，并有可能在一次安装中把大部空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计5分表面加工出来。(2)选取加工余量要求均匀的表面作为粗基准，在加工时可以保证该表面余量均匀。(3)对于所有表面都需要加工的零件，应选择加工余量最小的表面作为粗基准，这样可以避免加工余量不足而造成废品。(4)选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定，平整、光洁，面积足够大的表面作为粗基准，这样可以减小定位误差和使工件装夹可靠稳定。综上述要求，以顶面和低脚作为粗基准定位。4、精基准的选择除了遵循上述定位基准选择的基本原则外，选择精基准时还必须遵循以下原则：(1)基准重合原则即尽可能选用设计基准作为定位基准，以避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。(2)基准统一原则即选择同一定位基准来加工尽可能多的表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免产生因基准变换所引起的误差(3)互为基准原则对于零件上两个相互位置精度要求较高的表面，采取互相作为定位基准、反复进行加工的方法来保证达到精度要求。(4)自为基准原则以被加工表面本身作为定位基准进行精加工、光整加工，可以使加工余量小而且均匀，易于获得较高的加工质量，但被加工表面的相互位置精度应由前道工序保证。(5)基准不重合误差最小条件当实际生产中不宜选择设计基准作为定位基准时，则应选择因基准不重合而引起的误差最小的表面作定位基准。综上所述，在镗大、小孔和铣小孔端面时，以底脚作为精基准定位；在粗、精铣三斜面和粗、精镗三斜孔时，以大孔、大孔端面作为精基准定位。 3.4.2 表面加工方法的选择表面加工方法的选择零件各表面加工方法的选择，不但影响加工质量，而且影响生产率和制造成本。加工同一类型的表面，可以有多种不同的加工方法，影响表面加工方法选择的因素有零件表面的形状、尺寸及其精度和表面粗糙度，以及零件的整体结构、质量、材料性能和热处理要求等。此外，还应考虑生产量和生产条件的因素。根据上述各种影响因素，加以综合考虑确定零件表面的加工方案，这种方案必须在保证零件达到图样要求稳定可靠且生产率较高，加工成本经济合理。选择加工方法一般根据零件的经济精度和表面粗糙度来考虑。经济精度和表面粗糙度是指在正常生产条件下，某种加工方法在经济效果良好(成本合理)时所能达到的加工精度和表面粗糙度。正常生产条件是：完好的设备；合格的夹具、刀具；标准技术等级的操作工人；合理的工时定额。选择表面的加工方法应从以下几方面加以考虑：(1)首先根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及分几次加工。(2)考虑被加工材料的性质。如经淬火的钢制件，精加工必须采用磨削的方法加工，而有色金属制件则采用精车、精铣、精镗、滚压等方法，很少采用磨削进行精加工。无锡太湖学院学士学位论文6(3)根据生产类型，即考虑生产率和经济性等问题。单件小批量生产，一般采用通用设备和工艺装备及一般的加工方法；大批量生产，尽可能采用专用的高效率设备和专用工艺装备，毛坯生产也应采用高效的方法制造，如压铸、模锻、热轧、精密铸造、粉末冶金等。(4)根据本企业(或本车间)的现有设备情况和技术水平，充分利用现有设备，挖掘企业潜力。最后，选择孔的加工方法为：粗镗半精镗精镗，经济精度为 IT78，经济粗糙度值Ra=0.81.6m；端面的加工方法为：粗铣精铣，经济精度为 IT810，经济粗糙度值 Ra=1.66.3m。 3.4.3 加工顺序的安排加工顺序的安排3.4.3.1 加工阶段的划分加工阶段的划分对于加工精度要求较高、结构和形状较复杂、刚性较差的零件，其切削加工过程常应划分阶段。一般分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。(1)粗加工阶段切除工件各加工表面的大部分余量。在粗加工阶段，主要问题是如何提高生产率。 (2)半精加工阶段达到一定的准确度要求，完成次要表面的最终加工，并为主要表面的精加工作好准备。(3)精加工阶段完成各主要表面的最终加工，使零件的加工精度和加工表面质量达到图样规定的要求。在精加工阶段，主要问题是如何确保零件的质量。3.4.3.2 工序的集中与分散工序的集中与分散工序集中与工序分散是拟定工艺路线的两个不同的原则。工序集中是指在一道工序中尽可能多地包含加工内容，而使总的工序数目减少，集中到极限时，一道工序就能把工件加工到图样规定的要求。工序分散则相反，整个工艺过程工序数目增多，使每道工序的加工内容尽可能减少，分散到极限时，一道工序只包含一个简单工步的内容。 1、工序集中的特点 (1)减少工序数目，简化了工艺路线，缩短了生产周期。(2)减少了机床设备、操作工人和生产面积。(3)一次装夹后可加工许多表面，因此，容易保证有关零件表面之间的相互位置精度。(4)有利于采用高生产率的专用设备、组合机床、自动机床和工艺装备，从而大大提高了劳动生产率，但如在通用机床上采用工序集中方式加工，则由于换刀及试切时间较多，会降低生产率。(5)采用专用机床设备和工艺装备较多，设备费用大，机床和工艺装备调整费时，生产准备工作量大，对调试、维修工人的技术水平要求高。此外，不利于产品的开发和换代。2、工序分散的特点(1)工序内容单一，可采用比较简单的机床设备和工艺装备，调整容易；空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计7(2)对工人的技术水平要求低。(3)生产准备工作量小，变换产品容易。(4)机床设备数量多，工人数量多，生产面积大。(5)由于工序数目增多，工件在工艺过程中装卸次数多，对保证零件表面之间较高的相互位置精度不利。综上所述，工序集中与工序分散各有优缺点，在拟定工艺路线时要根据生产规模、零件的结构特点和技术要求，结合工厂、车间的现场生产条件，进行全面综合分析，确定工序集中和分散的程度。在一般情况下，单件、小批量生产都采用工序集中原则，而大批、大量生产既可采用工序集中原则，也可采用工序分散原则。根据目前工艺条件和今后工艺发展趋势，随着自动、半自动机床、数控机床的使用日益广泛，应多采用工序集中的原则制定工艺过程和组织生产。 3.4.3.3 加工顺序的确定加工顺序的确定1、机械加工顺序的安排机械加工工序的顺序，应遵循下述原则安排： (1)先粗后精先进行粗加工，后进行精加工。(2)先基面后其他表面先加工出基准面，再以它为基准加工其他表面。如果基准面不止一个，则按照逐步提高精度的原则，先确定基准面的转换顺序，然后考虑其他各表面的加工顺序。(3)先主后次先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。2、热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目的及要求。热处理的目的一般有：提高材料的力学性能 (强度、硬度等 )，改善材料的切削加工性，消除内应力，以及为后继热处理作组织准备等。常用钢、铸铁零件的热处理工序在工艺路线中的安排如下： (1)安排在机械加工前的热处理工序有：退火、正火、人工时效等。(2)安排在粗加工以后半精加工以前的热处理工序有：调质、时效、退火等。(3)安排在半精加工以后精加工以前的热处理工序有：渗碳、淬火、高频淬火，以及去应力退火等。(4)安排在精加工以后的热处理工序有：氮化、接触电加热淬火(如铸铁机床导轨 )等。3、表面处理工序的安排表面处理在工艺过程中的主要目的和作用是：提高零件的抗蚀能力；提高零件的耐磨性；增加零件的导电率和作为一些工序的准备工序。除工艺需要的表面处理(如零件非渗碳表面的保护性镀铜、非氮化表面的保护性镀锡和镀镍等)视工艺要求而定以外，一般表面处理工序都安排在工艺过程的最后。4、检验工序的安排检验对保证产品质量有着极为重要的作用。除操作者或检验员在每道工序中进行自检、抽检外，一般还安排独立的检验工序。检验工序属于机械加工工艺过程中的辅无锡太湖学院学士学位论文8助工序，包括中间检验工序、特种检验工序和最终检验工序1。3.5 加工余量、工序尺寸及其公差和毛坯尺寸的确定加工余量、工序尺寸及其公差和毛坯尺寸的确定 3.5.1 加工余量的拟定加工余量的拟定加工零件的任一个表面，并达到图纸所规定的精度及表面粗糙度，往往需要经过多次加工方能完成，而每次加工都需要去除一定量的加工余量。3.5.1.1 加工余量的概念加工余量的概念加工余量是指在加工的过程中从被加工表面上切除的金属层厚度。加工余量可分为加工总余量和工序余量两种。工序余量是相邻工序的工序尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故实际切除的余量大小不等，工序余量也是一个变动量。如图3.2所示，本工序的基本余量 z：对于外表面： z=ab 对于内表面： z=ba 式中a前工序的基本尺寸； b本工序的基本尺寸。工序余量有单面余量和双面余量之分。上述表面的余量为非对称的单面余量。对于回转表面 (外圆和孔)来说，则有单面余量 (半径上的余量 )和双面余量 (直径上的余量 )两种。如图3.3所示，直径方向上的基本余量 2z：对于轴：2z=dadb 对于孔：2z=DbDa 式中da，Da前工序轴、孔的基本尺寸； db，Db本工序轴、孔的基本尺寸。图 3.2 工序基本余量图 3.3 回转表面的工序基本余量（a) 外表面加工（b) 内表面加工（a) 轴加工（b) 孔加工由于毛坯制造和各机械加工工序都存在加工偏差，因此，实际上切除的工序余量空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计9是变化的，与基本余量是有出入的，因此，又有最小余量和最大余量之分。对于外表面：工序最小余量为前工序最小极限尺寸与本工序最大极限尺寸之差；工序最大余量为前工序最大极限尺寸与本工序最小极限尺寸之差。即zmin=aminbmaxzmax=amaxbmin对于内表面：工序最小余量为本工序最小极限尺寸与前工序最大极限尺寸之差；工序最大余量为本工序最大极限尺寸与前工序最小极限尺寸之差。即zmin=bminamaxzmax=bmaxamin零件从毛坯成为成品的整个切削过程中，某一表面所切除的金属层总厚度，称为该表面的总余量。总余量也就是零件上同一表面毛坯尺寸与零件尺寸之差。总余量等于各工序余量之总和。 3.5.1.2 确定加工余量的方法确定加工余量的方法确定加工余量的方法有分析计算法、查表修正法和经验估算法三种。在此选择查表修正法，见表 3-1和表3-2：表 3-1 镗削内孔的加工余量及公差表 3-2 铣平面加工余量及公差 3.5.2 加工余量及毛坯尺寸的确定加工余量及毛坯尺寸的确定毛坯的外廓尺寸：考虑其加工外廓尺寸为 322198280mm，表面粗糙度要求无锡太湖学院学士学位论文10RZ为3.2um，按公差等级 79级，取7级，加工余量等级取 F级确定：（1）底面、顶面：粗铣加工余量 a1=3mm，精铣加工余量 a2=1mm，总加工余量a=3+1=4mm，箱体毛坯尺寸高 280+42=288mm。（2）铣大小孔端面：单边加工余量为 3mm，毛坯底座尺寸 328mm204mm。（3）铣三斜面：粗铣加工余量为 3mm，精铣加工余量为 1mm，总加工余量为4mm，毛坯斜面到孔中心的距离为 125mm。（4）孔mm（毛坯铸孔 160mm）：总加工余量036. 00175=7.5mm，分三次加工。2152160175pa镗孔166mm，加工余量=3mm；1pa镗孔172mm，加工余量=3mm；2pa镗孔175mm，加工余量=1.5mm；3pa （5）孔mm（毛坯铸孔 80mm）：总加工余量=5mm，014. 0011. 09021028090ap分两次加工。镗孔86mm，加工余量=3mm；1pa镗孔90mm，加工余量=2mm；2pa(6)孔3mm（毛坯铸孔100mm）：总加工余量15. 00105=2.5mm，粗镗104mm，加工余量 2mm；精镗105mm，加工余量252100105ap为0.5mm。图 3.4 毛坯图空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计113.5.3 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定零件的设计尺寸一般都要经过工序加工才能得到，每道工序加工所应保证的尺寸称为工序尺寸。工序尺寸及偏差应标注在对应的工序卡的工序简图上，它们是零件加工和工序检验的依据。工序尺寸及偏差标注应符合 “入体原则”。“入体原则”标注指的是内表面的工序尺寸公差取上偏差为零；外表面的工序尺寸公差取下偏差为零；而毛坯尺寸公差按双向布置上、下偏差。现已175H7的孔为例。对于175H7，Ra=1.6m，加工工艺路线为：毛坯粗镗半精镗精镗粗铰精铰，各工序尺寸及其公差见表3-3：表 3-3 大孔工序尺寸及公差的计算3.6 加工设备及刀具的选择加工设备及刀具的选择 3.6.1 机床的选择机床的选择正确选用机床，除了对机床技术性能充分了解外，还应考虑以下几点：（1）机床的精度应与要求的加工精度相适应。对于高精度的工件，在缺乏精密设备时，可通过设备改装、以粗干精。（2）机床的主要规格尺寸应与加工工件的外形轮廓尺寸相适应。即小工件应选小的机床，做到设备合理使用。（3）机床的生产率与加工工件的生产类型相适应。单件小批生产一般选择通用设备，大批量生产宜选高生产率的专用设备。（4）机床的选择应结合现场的实际情况。 3.6.2 刀具的选择刀具的选择一般选用标准刀具，刀具选择时主要考虑加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度、表面粗糙度、生产率和经济性等因素。在组合机床上加工时，由于机床按工序集中原则组织生产，考虑到加工质量和生产率的要求，可采用专用的复合刀具，这样可提高加工精度、生产率和经济效益。3.7 确定切削用量及工时定额的估算确定切削用量及工时定额的估算3.7.1 切削用量的确定切削用量的确定切削用量是机械加工的重要参数，切削用量的数值因加工阶段的不同而不同。选择切削用量主要从保证加工表面的质量、提高生产率、维持刀具耐用度以及机床功率限制等因素来综合考虑。无锡太湖学院学士学位论文12切削用量的选择原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，兼顾经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。粗、精加工时切削用量的选择如下：粗加工时切削用量的选择首先选取尽可能大的切削用量数值；其次根据机床动力和刚性等，选取尽可能大的进给速度（进给量）；最后根据刀具耐用度确定主轴转速（切削速度）。半精加工和精加工时切削用量的选择首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给速度（进给量）；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的主轴转速（切削速度）。3.7.1.1 主轴转速的确定主轴转速的确定主轴转速应根据被加工表面的直径和允许的切削速度经计算确定，其中切削速度可通过计算或查表选取，也可按实践经验确定，主轴转速的计算公式是： S=1000vc/d （r/min）（3.5）其中，切削速度，m/min；vc d被加工表面直径， mm。在螺纹切削时，主轴转速受螺距（或导程）大小、驱动电机的矩频特性及螺纹插补运算速度等因素的影响，不同的数控系统，可选择不同的主轴转速。对于大多数数控车床可按下列公式计算主轴转速：S1200/P-k （3.6）其中，P螺纹螺距，mm； k保险系数，一般为 80。3.7.1.2 进给速度的确定进给速度的确定进给速度是指在单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离（mm/min）。在数控车床编程中，较多的用进给量（ mm/r）进给速度的选择主要根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取。进给速度的选择原则是：（1）在能满足工件的加工质量要求情况下，可选择较高的进给速度；（2）当切断、车削深孔及精车时，宜选择较低的进给速度；（3）当刀具空行程时，可以选择尽量高的进给速度；（4）进给速度还应与主轴转速、背吃刀量相适应。3.7.1.3 背吃刀量的确定背吃刀量的确定背吃刀量应在机床、工件和刀具刚度允许的情况下根据加工余量确定。加工时，应尽可能取大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率。分层切削余量，各次的余量按递减原则确定。半精加工，余量取 0.51 mm ，精加工余量取 0.20.5 mm。3.7.2 工时定额的计算工时定额的计算工时定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。他是安排生产计划、进行成本核算、考核工人完成任务情况、新建和扩建工厂空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计13或车间时确定所需设备和工人数量的主要依据。在机械加工中，为了便于合理地确定工时定额，把完成一个工件的一道工序的时间称为单件工序时间 T0，包括如下组成部分：基本时间；辅助时间；布置工作地时间；休息和生理需要时间；准备和终结时间4。3.7.3 切削用量和工时定额的确定切削用量和工时定额的确定 3.7.3.1 粗、精铣三斜面粗、精铣三斜面粗铣工步：（1）加工条件：工件材料： HT200铸件。加工要求：粗铣三斜面，表面粗糙度Ra=3.2m，保证尺寸1200.1。（2）计算铣削用量加工余量为a=3mm。选择刀具：根据切削用量简明手册选择YG643硬质合金刀片。根据查表，切削宽度ae=120mm时，端铣刀直径选择 d=200mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=16。铣刀几何形状：假设硬度（ HBS）为200250MPa。故选择主刃偏角 Kr=60，过渡刃Kr=30，副刃偏角 Kr=5，后角o=8，端铣刀副后角 o=9，刀齿斜角s=-20，端铣刀前角 o=0。选择切削用量。决定铣削深度：由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，ap则=a=3mm。ap 确定每齿进给量。采用不对称端铣以提高进给量。根据切削用量简明手fz册，当使用YG6，铣床功率为 7.5KW时（XA6132型卧式铣床），=0.140.24mm/z，但因采用不对称端铣，故取=0.20mm/z。fzfz 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.2mm。由于铣刀直径 d=200mm，故刀具寿命 t=240min。决定切削速度和每分钟进给量。切削速度公式为VcVf=113.1（m/min）2 . 0e35. 0z15. 0p32. 02 . 0afatd396v =180（r/min）dv1000n 根据切削用量简明手册，选择=190r/min，=150m/min。因此，实际切ncVfc削速度为 =119.38（m/min）1000ccdnv 校验机床功率。由切削用量简明手册（XA6132型卧式铣床），机床主轴允许的功率为=7.50.75=5.63（KW）Pcm 根据切削用量简明手册，无锡太湖学院学士学位论文14b=174207MPa，ae=120mm，=3mm，=0.20mm/z，=150m/min，近似apfzVfc=2.90KW。故，因此所选择的切削用量可以采用，即取PccPccPcm=3mm，=0.20mm/z，=150m/min，=190r/min，=117.8m/min。apfzVfcncVc 计算基本工时 fmvLt 式中，L=l+y+,l=120mm, 根据切削用量简明手册，不对称要安装铣刀，入切量及超切量 y+=60mm，则L=l+y+=120+60=180（mm）故=1.2(min)150180vLtfm 辅助时间：=0.18tm=0.181.2=0.216（min）tf 其他时间计算：=6%(1.2+0.216)=0.085（min）txtb 故总时间为： T=+=1.2+0.216+0.085=1.5(min)tmtftxtb 精铣工步：（1）加工条件：工件材料： HT200铸件。加工要求：精铣三斜面，表面粗糙度Ra=3.2m,保证尺寸1200.1。（2）计算铣削用量加工余量为a=1mm。选择刀具：根据切削用量简明手册选择YG643硬质合金刀片。根据查表，切削宽度ae=120mm时，端铣刀直径选择 d=200mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=16。铣刀几何形状：假设硬度（ HBS）为200250MPa。故选择主刃偏角 Kr=60，过渡刃Kr=30，副刃偏角 Kr=5，后角o=8，端铣刀副后角 o=9，刀齿斜角 s=-20，端铣刀前角 o=0。选择切削用量。决定铣削深度：由于加工余量不大，故可在一次走刀内切ap完，则=a=1mm。ap 确定每齿进给量。精铣时，表面粗糙度要达到 Ra=3.2m。根据切削用量fz简明手册，每齿进给量=0.13mm/z。fz 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.5mm。由于铣刀直径 d=200mm，故刀具寿命 t=240min。决定切削速度和每分钟进给量。切削速度公式为VcVf=155.07（m/min）2 . 035. 015. 032. 02 . 0396ezpafatdv =246.80（r/min）dv1000n 空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计15 根据切削用量简明手册，选择=235r/min，=190m/min。因此，实际切ncVfc削速度为=147.65（m/min）1000dnvcc 校验机床功率。由切削用量简明手册（XA6132型卧式铣床），机床主轴允许的功率为=7.50.75=5.63（KW）Pcm 根据切削用量简明手册，b=174207MPa，ae=120mm，=1mm，=0.13mm/z，=300m/min，近似apfzVfc=1.60KW。故，因此所选择的切削用量可以采用，即取PccPccPcm=1mm，=0.13mm/z，=190m/min，=235r/min，=147.65m/minapfzVfcncVc 计算基本工时 fmvLt 式中，L=l+y+,l=120mm, 根据切削用量简明手册，不对称要安装铣刀，入切量及超切量 y+=60mm，则L=l+y+=120+60=180（mm）故=0.95(min)190180vLtfm 辅助时间：=0.18tm=0.180.95=0.171（min）tf 其他时间计算：=6%(0.95+0.171)=0.067（min）txtb 故总时间为： T=+=0.95+0.171+0.067=1.188(min)tftmtxtb 3.7.3.2 粗、精镗三斜孔粗、精镗三斜孔镗105的大孔（1）加工条件：工件材料： HT200铸件。加工要求：镗 105mm的孔，表面粗糙度Ra=3.2m，留加工余量 0.2mm。（2）计算镗削用量加工余量ap=2.5mm，一次加工。刀具选择查金属机械加工工艺人员手册，选用硬质合金刀 YT6镗刀，刀杆直径25mm，刀杆伸出的长度为 200mm。查金属机械加工工艺人员手册，选择镗通孔类镗刀，刀具参数： Kr=45，B刀=25mm，H刀=25mm ,L刀=200mm ,l刀=100mm,d刀=25mm。进给量及切削速度查金属机械加工工艺手册，进给量f=0.35mm/r。因为加工材料为铸铁，加工时不加切削液，所以切削速度v=18m/min，则=54.6（r/min）10514. 3181000dv1000nws 查金属机械加工工艺人员手册，机床选择镗床 T68，公比=1.2617118minmax1Z201000nnRn 查金属加工工艺及工装设计，选=60r/min。所以实际转速nw无锡太湖学院学士学位论文16=19.782（m/min）10006010514. 31000ndvww 切削工时因为L=l+l1+l2+l3，查金属机械加工工艺人员手册，切入长度l1=3mm，超出长度l2=2mm，查金属机械加工工艺人员手册，试刀的附加长度l3=2mm，故=2.48(min)35. 06022345fnllllfnLtw321wm 辅助时间：=0.18tm=0.182.48=0.446（min）tf 故总时间：T1= =2.48+0.446=2.926（min）tftm 由于是加工3个相同的孔，故总时间为 T=3T1=8.778（min）3.8 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 3.8.1 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用经审定批准的工艺规程是工厂生产活动中关键性的指导文件，它的主要作用有以下几方面： 1、是指导生产的主要技术文件生产工人必须严格按照工艺规程进行生产，检验人员必须按照工艺规程的要求进行检验，一切有关于生产人员都须严格执行工艺规程，不容擅自更改，这是严肃的工艺纪律。否则，可能造成废品，或产品质量及生产效率下降，甚至会引起整个生产过程的混乱。但是，工艺规程也不是一成不变的，随着科学技术的发展和工艺水平的提高，今天合理的工艺规程，明天也可能落后。因此，要注意及时把广大工人和技术人员的创造发明和技术革新成果吸收到工艺规程中来，同时，还要不断吸收国内外业已成熟的先进技术。为此，工厂除定期进行“工艺整顿”，修改工艺文件外，经过一定的审批手续，经过一定的审批手续，也可临时对工艺文件进行修改，使之更加完善。 2、是生产组织管理和生产准备工作的依据生产计划和制订，产品投产前原材料和毛坏的供应，工艺装备的设计、制造与采购，机床负荷的调整，作业计划的编排，劳动力的组织，工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。 3、是新设计和扩建工厂（车间）时，生产所需要的设备的种类和数量、机床的布置、车间的面积、生产工人的工种、等组长和数量以及辅助部门的安排等，都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定的。除此之外，先进的工艺规程起着推广和交流先进经验的作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产5。 3.8.2 制订机械加工工艺的原则制订机械加工工艺的原则制订艺规程的原则是：在一定的生产条件下，在保证持量和生产进度的前提下，能获得最好的经济效益。制订工艺规程时，应注意以下三方面的问题： 1、技术上的先进性所谓技术上的先进性，是指高质量、高效益的获得不是建立在提高工人劳动强度和操作手艺的基础上，而是依靠采用相应的技术措施来保证的。因此，在制订工艺规程时，要了解国内外本行来工艺技术的发展，通过必要的工艺试空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计17验，尺可能采用先进的工艺和工艺装备。 2、经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会有几上都能满足产品质量要求的工艺方案，此时应通过成本核算或评比，选择经济上最合理的方案，使产品成本最低。 3、有良的劳动条件，避免环境污染在制订工艺规程时，要注意保证工人具有良好而安全的劳动条件，尽可能地采用先进的技术措施，将工人从繁杂笨重的体力劳动中解放出来。同时，要符合国家环境保护法的有关规定，避免环境污染。 3.8.3 制订机械加工工艺规程原始资料制订机械加工工艺规程原始资料制订工艺规程时，必须人备下列原始资料：（ 1）产品装配图和零件图；（2）验收产品的质量标准；（3）产品的生产纲领；（4）本厂的生产条件，如现有设备的规格、性能，所能达到的精度等组长及负荷情况，现有工艺装备和辅助工具的规格和使用情况；工人的技术水平；专用设备和工艺装备的制造能力和水平；毛坏的生产能力和制造水平等。只有深入生产现场进行调查研究，掌握上述方面的第一手资料，才能使制订出的工艺规程符合本厂的生产实际；（5）国内外先进工艺及生产技术发展情况，制订工艺规程时，还需了解国内外的先进工艺和生产技术的发展情况，以便结合本厂的生产实际加以推广应用，使制订出的工艺规程具有先进性和最好的经济效益6。无锡太湖学院学士学位论文184 专用机床设计部分专用机床设计部分4.1 概述概述金属切屑机床又称工作母机，是机械制造业的基础装备。随着社会需求和科学技术的发展，对机床设计技术要求越来越高。一方面为了适应社会需求的变化，出现了柔性制造系统（ FMS）等先进的自动化制造系统，除了传统的机床设计要求之外，还要求机床增加柔性，并能与系统有机结合。另一方面数控技术和 CAD技术的发展，为机床设计提供了新的条件和支撑。因此机床的设计方法和设计技术也在发生着深刻变化。4.2 机床设计应满足的基本要求机床设计应满足的基本要求 (1) 工艺范围机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。一般包括可加工的工件类型，加工方法，加工表面形状，材料，工件和加工尺寸范围，毛坯类型等。机床的工艺范围只要取决于其使用于是生产模式。如使用于大批量生产模式，工序分散，一台机床仅需对一种工件完成一道或几道工序的加工，工艺范围窄，但要求加工效率高，自动化程度高，应采用专业机床。如使用于单件小批量生产模式，工序集中，要求机床具有较宽的加工范围，对加工效率和自动化程度的要求相对低一些，应采用普通机床或通用机床。在多品种小批量生产模式，要求机床能适应多品种工件的加工，具有一定的工艺范围，较高的加工效率和自动化程度，应采用专门化机床。机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度，设计制造成本，加工效率和自动化程度。对于生产率，就机床本身而言，工艺范围增加，可能会使加工效率下降，但就工件的制造全过程而言，机床工艺范围的增加，将会减少工件的装卸次数，减少安装，搬运等辅助时间，有可能使总的生产率提高。数控机床的出现较好地解决了上述矛盾。万能数控机床是能进行自动化加工的通用机床，其工艺范围往往比普通通用机床还宽，专用数控机床的生产率和自动化程度却比普通专用机床还高，因此数控机床不仅可使用于多品种. 小批量生产模式，现已逐步推广应用于大批量生产模式。 (2) 柔性机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力。随着时常经济的发展，对机床机器组成的生产线的柔性要求越来越高。机床的柔性包括空间上的柔性和时间上的柔性。所谓空间柔性是指一台机床的工艺范围相当于多台机床的工艺范围，即机床的运动功能和刀具的数目较多，工艺范围较广，机床能够在同一时期内完成。多品种加工的能力。所谓时间上的柔性也就是结构柔性，指的是在不同时期，机床各部件经过重新变化快的要求。为现实这项功能，在单位或极小批量生产FMS 作业线上，可通过识别装置对待加工的工件进行识别，并根据其加工要求，在较短的时间内自动地对机床功能进行重构。要重构在较短的时间内完成，要求机床的功能部件具有快速分离与组合的功能。空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计19 (3) 与物流系统的可接近性（Accessibility）可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件，刀具，切屑等）流动的方便程度。对于普通机床，是由人工进行物料流动的，要求机床的使用，操作，清理和维护方便和安全。对于自动化制造系统，是采用工件传送带，自动换刀系统和自动排屑系统等装置自动进行流动的，要求机床的结构便于物料的自动流动，可靠性好。 (4) 刚度机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工作在影响加工精度方向变形的能力。刚度包括静态刚度，动态刚度，热态刚度。机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率，因此机床应有足够的刚度。 (5) 精度要保证能加工出一定精度的工件，作为工作母机的机床必须具有更高的精度要求。机床精度分为机床本身的精度，即空载条件下的精度（包括几何精度，运动精度，传动精度，定位精度等）和工作精度（加工精度）。 (6) 噪声噪声损坏人的听觉器官和生理能力，是一种环境污染。设计和制造过程中要设法降低噪声。 (7) 生产率机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量。机床的切屑效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。它是衡量生产技术的先进性，生产组织的合理性和工人劳动积极性的重要指标之一。对用户而言，使用高效率的机床，可以降低工件的加工成本。 (8) 自动化自动化机床可在无人工干预的情况下，按规定的动作要求，通过机械，电子或计算机的控制，自动完成全部或部分的加工。机床的自动化程度越高，加工精度的稳定性越好，还可以有效地降低工人的劳动强度，便于一个工人看管多台机床，大大地提高劳动生产率。 (9) 成本成本感念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计，制造，包装，运输，使用维护，再利用和报废处理等费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标，应尽可能在保证机床性能要求的前提下，提高其性能价格比。 (10) 生产周期生产周期（包括产品开发和制造周期）是衡量产品市场竞争力的重要指标，为了快速响应市场需求变化，应尽可能缩短机床的生产周期。这就要求尽可能采用现代设计方法，缩短新产品的开发周期；尽可能采用现代制造和管理技术，缩短制造周期。 (11) 可能性应保证机床在规定的使用条件下，在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。 (12) 造型与色彩无锡太湖学院学士学位论文20 机床的外观造型与色彩，要求简洁明快，美观大方，宜人性好。应根据机床功能，结构，工艺及操作控制等特点，按照人机工程学的要求进行设计。4.3 机床设计方法机床设计方法随着科学技术的进步和社会需求的变化，机床的设计理论和技术也在不断的发展。计算机技术和分析技术的飞速进步，为机床设计方法的发展提供了有力的技术支撑。计算M机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,缩写CAE0已在机床设计的各个阶段得到了应用，改变了传统的经验设计方法，使机床设计由传统的人工设计向计算机辅助设计，由定性设计向定量设计，有静态和线性分析向动态和非线性分析，由可行性设计向最佳设计过渡。数控技术的发展与应用，使得机床的传动与结构发生了重大变化。伺服驱动系统可以方便地实现机床的单轴运动及多轴联动，从而可以省去复杂笨重的机械传动系统，使其结构及布局产生很大的变化。随着生产的发展，社会需求也在发生变化。在机械制造业中，多种品种，小批量生产的需求日益增加，因此出现了与之相适应的FMS（柔性制造系统）等先进制造系统。数控机床是FMS的核心装备。前期的FMS，可以说是“以机床为主的系统”，即根据现有的机床的特点来构成FMS。但是，传统的机床（包括数控机床）设计时并未考虑到它在FMS中的应用，因此在功能上制约了FMS的发展。FMS的发展对机床提出了新的要求，要求机床设计向“以系统为主的机床设计发展”方向发展，即在机床设计时就要考虑他如何更好地适应FMS等先进制造系统的要求，例如要求具有时空柔性，与物流的可接近性等等，这就对机床设计的方法学提出了新的要求。机床的设计方法是根据其设计类型而定的。通用机床采用系列化设计方法。系列中基型产品属创新设计类型，其他属变型设计类型。有些机床，如组合机床属组合设计类型。在创新设计类型中，机床总体方案（包括运动功能方案和结构布局方案）的产生方法可采用分析式设计（又称试行设计）或创成式设计（又称解析式设计）。前者是用类比分析，推理方法产生方案，是目前创新设计一般采用的方法；后者则用创成解析的方法生成方案，创新能力强，这种方法尚在研究发展之中。4.4 机床设计步骤机床设计步骤机床的类型和要求不同，设计步骤也不同。按新的原理进行加工的机床应按创新设计的步骤进行；成系列的机床产品应按系列化设计的步骤进行；通用化程度较高的机床产品，例如组合机床应按模块化设计的步骤进行。 (1) 确定结构原理根据初步设计方案，确定被设计机床结构原理方案的主要内容包括：用途即机床的工艺范围，包括加工件的材料类型，形状，质量和尺寸范围等。生产率包括加工件的类型，批量及所要求的生产率。性能指标加工件要求的精度（用户定货设计）或机床的精度，刚度，热变形，噪声等性能指标。空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计21 主要参数即确定机床的加工空间和主要参数。驱动方式机床的驱动方式有电动机驱动和液压驱动方式。电动机驱动方式中又有普通电动机驱动，步进电动机驱动与伺服电动机驱动。驱动方式的确定不仅与机床的成本有关，还将直接影响传动方式的确定。结构原理主要零部件应满足的要求和结构原理，有时还需进行草图设计，确定关键零部件自制还是外协。成本及生产周期无论是订货还是工厂规划产品，都应确定成本及生产周期方面的指标。 (2) 总体设计总体设计的内容 a. 运动功能设计包括确定机床所需运动的个数，形式（直线运动，回转运动），功能（主运动，进给运动，其它运动）及排列顺序，最后画出机床的运动功能图。 b. 基本参数设计包括尺寸参数，运动参数和动力参数设计。 c. 传动系统设计包括传动方式，传动原理图及传动系统图设计。 d. 总体结构布局设计包括运动功能分配，总体布局结构形式及总体结构方案图设计。 e. 控制系统设计包括控制方式及控制原理，控制系统图设计。总体方案综合评价与选择在总体方案设计阶段，对其各种方案进行综合评价，从中选择较好的方案。对所选择的方案进行进一步修改或优化，确定最终方案。上述设计内容，在设计过程中要交叉进行。结构设计设计机床的传动系统，确定各主要结构的原理方案，设计部件装配图，对主要零件进行分析计算或优化，设计液压原理和相应的液压部件装配图，设计电气控制系统原理图和相应的电气安装接线图，设计和完善机床总装图和总联系尺寸图。工艺设计该机床的全部自制零件图，编制标准件，通用件和自制件明细表，撰写设计说明书，使用说明书，指定机床的检验方法和标准等技术文档。机床整机综合评价对所设计的机床进行整机性能分析和综合评价。可对所设计的机床进行计算机建模，得到所谓的数学化样机，又称虚拟样机。采用虚拟样机对所设计的机床进行运动学仿真，在实际样机试造出来之前对其进行综合评价，可以大大减少新产品研制的风险，缩短研制的周期，提高研制的质量。上述步骤可以反复进行，知道达到设计结果满意为止。在设计过程中，设计与评价反复进行可以提高一次设计成功率。定型设计在上述步骤（三）完成后，可进行实物样机的制造，实验及评论。根据实物样机的评论结果进行修改设计，最终完成产品的定型设计。无锡太湖学院学士学位论文224.4 三图一卡的设计三图一卡的设计 4.4.1 被加工零件工序图的设计被加工零件工序图的设计 (1) 被加工零件工序图的功用被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台专用机床或一条生产线上完成的工艺内容、加工部位的尺寸、精度和表面粗糙度、技术要求、加工用定位基准、夹压部位以及被加工零件的材料、硬度、质量和在本机床加工前的毛坯图样等。它不能用用户提供的产品图纸代替，须在原有零件图样的基础上，以突出本机床或生产线的加工内容，加上文字说明绘制的。它是专用机床设计的主要依据，也是制造及使用时检验和调整机床的重要技术文件。(2) 被加工零件工序图表示的内容有：被加工零件的形状和轮廓尺寸以及本机床设计有关的部位的机构的形状及尺寸。尤其是当须要设置中间导向套时，应表示出零件内部的筋，壁不置及有关结构的形状以尺寸，以便检查工件，夹具，刀具是否发生干涉。加工用的定位基准、辅助支承和夹紧部位及方向，以及它们与主要加工部位之间的尺寸和精度，以便依此进行夹具的设计。加工用定位基准，夹压部位及夹压方向，以便依此进行夹具的定位支承（包括辅助定位支承），限位，夹紧，导向系统的设计。被加工零件的名称及编号、材料、硬度、质量等。本道工序加工部位的尺寸，精度，表面粗糙度，形状位置尺寸精度及技术要求，还包括本道工序对前道工序提出的要求（主要是指定位基准）。必要的文字说明。如被加工零件的编号，名称，材料，硬度，重量及加工部位的余量等。(3) 被加工零件工序图的绘制用细实线画出被加工零件的形状和轮廓尺寸，以及与机床、夹具设计有关的部位和尺寸。如要设计中间导向时，应画出工件内部的形状和尺寸，以便检查夹具的中间导向与工件、刀具是否相碰，以及刀具是否可以通过。用粗实线画出本机床上加工的部位，并标出本道工序加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、位置尺寸及精度和位置要求。凡本工序保证的尺寸、角度等，均应在尺寸数据下面画粗实线表示，加工部位的位置尺寸应从定位基面标注。为便于加工和检查，尺寸应采用直角坐标系标注。当设计基准与定位基准不重合时，必须对加工位置的位置尺寸精度进行分析和换算。不对称公差的尺寸应换成对称公差尺寸，以便进行夹具和主轴箱设计时，确定夹具导向孔和主轴孔的位置尺寸。有时在设计基准和定位基准不重合时，将工件某一主要孔的位置尺寸从定位基准标注，其余孔的位置尺寸均以此主要孔为基准标注，避免尺寸链转换计算的影响，保证加工精度。标注加工用定位基准、夹紧部位和夹紧方向及表面粗糙度等。采用约定的符号标注出加工定位基准、夹紧位置及方向、辅助支承等，为设计人员提供参考依据。注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度、质量、被加工部位的加工余量。绘制生产线的被加工零件工序图时，不按各台机床绘制，一般按全线或工段来绘制，并表示出与工件传送设备有关的图形、尺寸及精度要求。空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计23 必要的文字说明。本次毕业设计零件加工要求深铣三斜面，尺寸120120，表面粗糙度Ra=3.2微米。三孔中心距为20mm，三斜面成60度角，三斜面与大小孔中心线的平行度为0.05mm。零件用大孔和大孔端面，即大平面短销定位，限制了零件的5个自由度，即X、Y、Z轴的平移运动和X、Y的转动。再通过机座与插销确定加工哪个斜面，从而限制了Z轴的转动。至此，工件的自由度得到合理的限制，没有欠定位，达到加工要求。根据定位基准的选择原则，选择工件的大孔和大孔端面为定位基准，利用压板压紧力夹紧工件，根据夹紧力作用方向应有利于工件的准确定位原则，一般要求主要夹紧力应垂直指向主要定位面，故此夹紧设备的设计与选择是合理的。根据以上的分析和论述，此工件的加工所需要的各方面要求均已达到，机床的可靠性稳定，设计合理。工件的工序图如图4.1所示。图 4.1 加工零件工序图 4.4.2 加工示意图设计加工示意图设计(1) 加工示意图的作用加工示意图是根据生产率要求和工序图要求而拟定的机床工艺方案，表达了被加工零件在机床上的加工过程和加工方法，是工件、刀具、夹具和机床各部件间的相对位置关系图，是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重要依据，是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调整的技术资料。(2) 加工示意图表示的内容1)应反映机床的加工方法，加工条件及加工过程。2)根据加工部位特点及加工要求，决定刀具类型，数量，结构，尺寸（直径和长度），包括镗削加工时决定镗杆直径和长度。3)决定主轴的结构类型，规格尺寸及外伸长度。4)选择标准或设计专用的接杆，浮动卡头，导向装置，攻丝靠模装置，刀杆托架等，无锡太湖学院学士学位论文24并决定它们的结构，参数及尺寸。5)标明主轴，接杆（卡头），夹具（导向）与工件之间的联系尺寸，配合及精度。6)根据机床要求的生产率及刀具，材料特点等，合理确定并标注各主轴的切削用量。7)决定机床动力部件的工作行程及工作循环。(3) 加工示意图的绘制方法如下：1)加工示意图的绘制顺序是：先按比例用细实线绘出工件加工部位和局部结构的展开图。加工表面用粗实线画。为简化设计，相同加工部位的加工示意（指对同一规格的孔加工，所用刀具，导向，主轴，接杆等的规格尺寸，精度完全相同），允许只表示其中之一，亦既同一主轴箱上结构尺寸相同的主轴可只画一根。但必须在主轴上标注轴号（与工件孔号向对应）。当轴数较多时，可采用缩小比例，用细实线画出工件加工部位简图（向视图）并标注孔号，以便设计和调整机床。2)一般情况下，在加工示意图上，主轴分布可不按真实距离绘制。当被加工孔间距很小或需要设置径向结果尺寸较大的导向装置时，相邻主轴必须严格按比例绘制，以便检查相邻主轴，刀具，辅具，导向等是否干涉。3)主轴应从主轴箱端面画起。刀具画加工终了位置（攻丝加工则应画开始位置）。标准的通用结构（如接杆，浮动卡头，攻丝靠模及丝锥卡头，通用主轴箱的标准钻镗主轴外伸部件等）只画外轮廓，并须加注规格代号。对一些专用结构（如导向，刀杆托架，专用接杆或浮动卡头等），为显示其结构而必须剖视，并标注尺寸，精度及配合。 (4) 前，后备量的设计与确定图4.2是各种加工状态行程之间的相互关系。图4.2 各加工状态相对关系前备量是由于刀具磨损或者机器需补上制造和安装误差时，动力部件可调节的距离。后备量是考虑刀具从节杆里拔出或者刀具联动节杆从主轴中拔出的距离。分别取前后备量为70mm和20mm。确定工进、快进等数值大致如下。工作进给长度=加工部位长度（140mm）+切入长度（取3mm）+切出长度（无法切出。取0）=143mm快退长度是刀具退出所需的行程。约为343mm。快进长度为快退长度与工作进给长度之差，约为100mm工作总行程为快退长度与前、后备量之和。为433mm机床最大工作行程620mm。空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计25图 4.3 加工示意图 4.4.3 组合机床联系尺寸的绘制组合机床联系尺寸的绘制机床联系尺寸图是决定各部件的轮廓尺寸及相互间联系关系的，是开展各专用部件设计和确定机床最大占地面积的图纸。组合机床的动力部件用以实现切削刀具的旋转和进给运动，它们是组合机床最主要的通用部件。关于各动力部件的传动方式、结构特点及应用场合，动力部件的性能参数、联系尺寸及结构详见有关通用部件标准和图册。在一台组合机床或自动线上，究竟选用何种动力部件，应当根据具体的加工工艺、机床配置型式、制造、使用条件等因素全面考虑，才能使机床具有先进的工艺水平和技术水平，并保证良好的经济效果。下面简述动力部件选用时应注意的几个问题：(1)切削功率及进给功率由于主运动由单独电机通过动力箱或切削头驱动，进给运动由单独电机驱动，所以要分别计算或用类比法确定相应各电动机的功率；(2)进给力每一型号的动力部件都有其最大允许进给力。选用时，可根据所选择的切削用量，计算出各主轴的轴向切削合力，选择动力滑台，要小于所选动力部件的最大允许进给力；(3)进给速度每种动力部件都有快速行程速度和最小进给量的规定。为了避免由于油温变化、制造精度等因素造成最小进给量不稳定而影响加工精度，所选择切削用量中的每分钟进给量数值一定要大于动力部件性能规定的最小进给量。(4)最大行程选用动力部件时，必须考虑其最大允许行程，所选动力部件的行程要大于确定的总行程，否则对于液压动力部件，必须加长油缸和滑座来满足总行程的要求；(5)主轴箱轮廓尺寸的影响每种动力部件可以安装的动力箱和主轴箱的最大轮廓尺无锡太湖学院学士学位论文26寸有一定限制，为了使加工过程中动力部件有良好的稳定性，各种规格的动力部件配置何种规格的动力箱和多大轮廓尺寸的主轴箱均有推荐，可查通用部件相应标准；(6)加工精度的影响动力部件的导轨有矩型和矩型、矩型和山型结合两种型式。前者用于一般带导向刀具进行加工的机床和粗加工机床；后者用于刚性主轴加工或精加工机床；综合考虑以上因素，根据具体加工要求，全面分析、合理选用合适的动力部件。组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的。为了使所设计的组合机床既能满足与其的性能要求，又能做到配置上匀称合理，符合多快好省的精神，必须对所设计的组合机床各个部件之间的关系进行全面的分析研究。组合机床联系尺寸图是在被加工零件工序图与加工示意图绘制之后，根据初步选定的主要通用部件，遗迹确定的专用部件的结构原理而绘制的。(1)机床装料高度的确定确定机床装料高度需要考虑车间运送工件的滚道高度、工作最低孔的位置、主轴箱最低主轴高度和通用部件高度尺寸的限制。根据我国具体情况，为便于操作和省力，对于一般卧式组合机床、流水线和自动线，装料高度定为 850mm。对于加工中小工件的自动线，考虑自动排屑，特别是一些要从机床垂直下方返回随行夹具的自动线，装料高度可采用1000mm。鼓轮机床的装料高度一般取 12001300mm，本组合机床的装料高度设计为1000mm。(2)夹具外形轮廓尺寸的确定夹具是用于定位和夹紧工作的，所以工件的轮廓尺寸和形状是确定夹具轮廓尺寸的依据。在加工示意图中对工作和镗模间的距离，以及导套的尺寸，都有了规定。所以确定长度尺寸时，主要在于合理地选取镗模架的厚度。对于高度不太大的镗模架，其厚度可取150200mm；当镗模架较高（如鼓轮机床的镗模架），为了保证有足够的刚度和稳定性，其厚度可取250300mm。在掌握了工件宽度、工件和镗模架间的距离和镗模架的厚度尺寸后，即可确定夹具底座的总长尺寸。为了补偿铸件的铸造误差，它应比上述三项尺寸总和稍微大一些，一般大1020mm。夹具底座高度的确定。夹具底座的高度应视夹具大小而定，既要保证有足够的刚性，又要考虑工件的装料高度，为了便于布置定位元件，一般家具底座的高度不少于240mm。对于非框形夹具，在绘制联系尺寸图时，应事先绘制夹具结构草图，确定夹具的主要技术特性、基本结构原则及其外形控制尺寸。(3)机床通用部件的选择此次设计的专用组合机床所用的部件有：二个动力头、三个滑台、二个侧底座、一个垫铁、一个中间底座和二个电动机。根据设计要求，本组合机床通用部件选取见表4-1。空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计27表 4-1 通用部件尺寸通用部件名称名义尺寸/mm标记通用部件名称名义尺寸/mm标记力箱滑台250250GB 3668.983790250250GB3668.43侧底座中间底座250250900450630 GB 3668.6831250500560 GB 3668.683a 中间底座尺寸的确定在加工示意图中，已确定了工件端面至主轴箱端面在加工终了时的距离，根据选定的动力部件及其配套部件（滑座、床身等）的位置关系，并考虑动力头的前备量等因素，就可以确定中间底座长度尺寸。本道工序设计的组合机床中间底座长度为840mm。在确定中间底座高度尺寸时，应考虑切削的贮存及排除、电器接线盒的安排以及冷却液的贮存，其容量应不小于35min冷却泵的流量。当装料高度取850mm时，床身和中间底座之间接合面的高度，无论哪一型号的床身都是统一的，定为540mm，所以中间底座的高度一般总是大于540mm。本机床的中间底座高度设计为560mm。b 主轴箱轮廓尺寸的确定标准主轴箱的厚度由主轴箱体、前盖和后盖三层尺寸构成。主轴箱体厚度为180mm。前盖有两种尺寸，卧式为55mm，立式为70mm。后盖厚度有90m和50mm两种尺寸，通常采用90mm的后盖。因此，主轴箱总厚度卧式通常为325mm，立式主轴箱通常为340mm。下面是主轴箱的宽度B、高度H和最低主轴高度尺寸的确定。B=b2+2b1 H=h+h1+h2式中 b1最边缘主轴中心至主轴箱外壁的距离； b2工件上要加工的在宽度方向上相隔最远的两孔距离； h工件上要加工的在高度方向上相隔最远的两空距离；h1最低主轴中心至主轴箱底平面的距离，即最低主轴高度；h2 最上边主轴中心至主轴箱外壁的距离。为了保证主轴箱内有足够的空间安排传动齿轮，推荐h2= b1 70100mm。主轴箱的最低主轴高度为h1 不能孤立地任意确定，必须考虑它与工件最低孔的位置、机床配置型式、装料高度和动力部件、滑座、床身的关系，一般应大于85120mm，具体见表4-2。无锡太湖学院学士学位论文28表 4-2 最低主轴高度简化计算公式动力部件代号h+5 h1+ h2最低主轴高度h12754.5953754.5954724.5115动力头5769.580234动力滑台5770 11534动力箱5770115以上介绍了绘制机床联系尺寸图时应考虑的问题和主要联系尺寸的确定。此外，在联系尺寸图上海必须明确表明运动部件的终点和原位状态，以及运动过程中的情况。如对于动力头必须标明其退回的最远状态，以便确定机床的最大轮廓储存。对于回转工作台、移动工作台或回转鼓轮机床，需要特别注意动力头退回原位时，刀具、托架等必须处于夹具移动或回转的最大尺寸范围以外。在机床联系尺寸图上应标明工件、夹具及动力头的中心线之间的关系。特别当工件上加工部位对于工件中心线不对称时，动力部件对于夹具和中间底座也就不对称，这时应注明动力头中心线相对夹具中心线的偏移距离。联系尺寸图绘制后，在进行机床各部件的具体设计过程中，可能发现某些尺寸定得不合理，甚至不能实现，则可按需要返回来修改联系尺寸图，加以调整。机床的联系尺寸图主要应针对各部件之间的联系尺寸进行标注，各部件只画出必要的轮廓形状即可，尽量减少不必要的线条和尺寸。各部件应严格按同一比例绘制。至此，组合机床的各部件尺寸以确定，组合机床设计总图见图。安装时首先将侧底座和中间底座的螺栓孔与销孔连接好，再布置好防卫，然后按照滑台地下的螺栓孔与底座上面孔将其连接号，最后安装动力箱和主轴箱。见图4.4。空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计29图 4.4 尺寸联系图4.4.4 生产率计算卡生产率计算卡根据选定的机床工作循环所要求的工作行程长度、切削用量、动力部件的快速及工进速度等，就可以计算机床的生产率并编制生产率计算卡，用以反应机床的加工过程、完成每一动作所需的时间、切削用量、机床生产率及机床负荷率等等。1.理想生产率Q指完成年生产纲领A（包括备品及废品率在内）所要求的机床生产率。它与全年工时总数K有关，一般情况下，单班制生产K取2350小时，两班制生产K取4600小时，则Q=A/k=18.5 (件/小时)2.实际生产率Q1指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量。Q1=60/T单（件/时）式中：T单生产一个零件所需的时间（分），它可根据下式计算：T单=t切+t辅=（L1/vf1 + L2/vf2 +t停）+（L快进+L快退/vfk +t移 +t装卸）（分）式中：L1、L2分别为刀具第I、第II工作进给行程长度（毫米）；vf1、vf2分别为刀具第I、第II工作进给量（毫米/分）；t移直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间，一般可取0.1分；t装卸工件装、卸（包括定位、夹紧及清除铁屑等）时间，它取决于工件重量大小、装卸是否方便及工人的熟练程度。根据各类组合机床的统计，一般取0.51.5分。如果计算出的机床实际生产率不能满足理想生产率要求，即Q1Q，则必须重新选择切削用量或修改机床设计方案。则实际生产率=60/(1.2+1.622)=21.3(件/时)其中，1.2为每个工作生产时间，1.622为辅助加工时间。包括：1）装入工件时间 0.5分无锡太湖学院学士学位论文30 2）工件定位、夹紧时间 0.005分3）快进时间 0.05分4）工进时间 180/150=1.2分5）快退时间 0.07分6）松开工件 0.002分7）卸下工作 0.5分3.机床负荷率负当Q1Q时，计算二者的比值即为负荷率，组合机床允许最大负荷率见表4-3：表 4-3 组合机床允许最大负荷率机床复杂程度主轴数负荷率负150.9016400.900.86单面或双面41800.860.80150.8616400.860.80三面或四面41800.800.75根据本设计所给的曲轴零件和设计所选择的各部件的尺寸，做出了如下的生产率计算卡，见表 4-4。表 4-4 生产率计算卡空气压缩机机身机械加工工艺设计及机身铣三斜面专用机床设计314.5 机床对部件设计的要求机床对部件设计的要求 4.5.1 夹具夹具机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：(1) 保证加工精度这是必须做到的最基本的要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。(2) 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。(3) 安全、方便、减轻劳动强度机床夹具要有工作安全性考虑，必须时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人的劳动强度。(4) 排屑顺畅机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。(5) 机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性机床夹具设计时，需方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度10。图 4.5 夹具简图4.5.2 液压原理液压原理液压系统是液压机械的一个组成部分，液压系统的设计是同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传

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