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镐臂零件的加工工艺及数控程序编制【数控编程类课题毕业论文说明书设计全套】,零件,加工,工艺,数控,程序,编制,编程,课题,毕业论文,说明书,仿单,设计,全套

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常州轻工职业技术学院 毕 业 论 文（设 计）任 务 书 学生姓名 专业班级 学号 指导教师姓名及职称 题 目 铁路养路机捣鼓车 镐臂的数控加工 论文（设计）的主要任务与具体要求 1、 加工出镐臂的各个尺寸，并研究出加工工序。 镐臂的技术要求： 该零件的材料主要加工面为 及 35+ 55 ， 70 等。 孔 55， 35 的中心线对端面尺 在 500的平行度直接影响到主轴的配合精度和运转精度，因此对孔 55， 35 的孔应同时镗出，保证其同轴度，使平行度公差降到最小。 70 端面与 R 面垂直度允差为 进度安排 （包括时间划分和各阶段主要工作内容） 2009 年 12 月 2010 年 1 月底份完成基本资料的查询和研读 2010 年 2 月底确定设计方案 2010 年 3 月 4 月底完成 3D 建模和数控编程相关工作的工艺文件 2010 年 5 月底完成毕业论文的撰写 主要参考文献 指导教师意见： 签名 年 月 日 教研室意见： 签名 年 月 日 系审核意见 （ 公章） 年 月 日 备注 ： 1、本任务书一式二份，由指导教师填写相关栏目，经系审核同意后，系和学生各执一份。 2、本任务书须与学生的毕业论文（设计）一并装订存档。 常州轻工职 业技术学院 数控加工刀柄卡片 产品型号 件图号 产品名称 镐 臂 零件名称 臂 共 2 页 第 1 页 刀具名称 刀柄名称 刀柄型号 刀具长度 备注 八刃粗铣刀 0 35刀柄 05 盘铣刀 0 镗刀 直角镗刀刀柄 05 35 精镗刀 倾斜微 调节镗刀刀柄 00 55 粗镗刀 直角镗刀刀柄 05 55 精镗刀 倾斜微调节镗刀刀柄 57 53钻夹头刀柄 05 反刮刀 刀柄 35 孔口倒角刀 钻夹头刀柄 20 镗刀 直角镗刀刀柄 35 镗刀 直角镗刀刀柄 35 镗刀 倾斜微调节镗刀刀柄 95 10 钻头 钻夹头刀柄 95 附表 1 常州轻工职 业技术学院 数控加工刀柄卡片 产品型号 件图号 产品名称 镐 臂 零件名称 臂 共 2 页 第 2 页 刀具名称 刀柄名称 刀柄型号 刀具长度 备注 10 扩孔刀 钻夹头刀柄 0 铣刀 钻夹头刀柄 0 55 粗镗刀 直角镗刀刀柄 0 附表 2 镐臂 加工工序 卡 常州 轻工 职业技术学院 镐臂 加工工序卡片 产品型号 件图号 品名称 镐 臂 零件名称 臂 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 250注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 乳化液 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 量具及检具 主轴转速 （ r/ 进给速度 （ mm/ 背吃刀量 （ 备注 1 35 孔 外表面 ： 粗铣 刃粗铣刀 0600 120 2 55 外表面 ：粗 铣 刃粗铣刀 0600 120 3 70 外表面 ： 粗铣 刃粗铣刀 0标卡尺 800 100 4 热处理 5 方孔 ： 粗刨，精刨 牛头刨床 机床强力刨刀 01200 120 1 6 划线，找正 7 焊接离心帮 8 35 外表面 ： 粗铣，半精铣，精铣 刃粗铣刀 0800 120 9 55 外表面 ： 粗铣，精铣 刃粗铣刀 0700 120 编制 审核 批准 共 3 页 第 1 页 36 镐臂 加工工序 卡 常州 轻工 职业技术学院 镐臂 加工工序卡片 产品型号 件图号 品名称 镐臂 零件名称 镐臂 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 250备注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 乳化液 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 量具及检具 主轴转速 （ r/ 进给速度 （ mm/ 背吃刀量 （ 备注 1 70 孔 外表面 ： 粗铣 刃粗铣刀 0600 120 2 35 孔 ： 钻 钻 0600 120 3 55 孔 ： 钻 钻 0标卡尺 800 100 4 35 内开档：粗铣，精铣 铣刀 124 千分尺 600 100 5 35：粗镗 镗刀 百分表 1200 120 1 6 35：精镗 镗刀 百分表 450 80 7 55：粗镗 镗刀 百分表 450 80 8 55： 精镗 镗刀 百分表 450 120 9 55 内开档 ： 粗铣，精铣 15 反刮刀 百分表 700 120 10 35， 55 倒角 21 孔口倒角刀 百分表 600 120 编制 审核 批准 共 3 页 第 2 页 36 镐臂 加工工序 卡 常州 轻工 职业技术学院 镐臂 加工工序卡片 产品型号 件图号 品名称 镐臂 零件名称 镐臂 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 250注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 乳化液 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 量具及检具 主轴转速 （ r/ 进给速度 （ mm/ 背吃刀量 （ 备注 1 70： 粗镗 67 粗镗刀 百分表 600 120 2 70： 半精镗 镗刀 百分表 600 120 3 70： 精镗 70 精镗刀 百分表 600 100 4 10： 钻孔 头 600 100 5 11： 扩孔 孔刀 1200 120 6 24 键铣刀 450 80 7 55：粗镗 镗刀 百分表 450 80 8 自检各个尺寸 9 去毛刺 10 打钢印，刷漆 11 组装 编制 审核 批准 共 3 页 第 3 页 36 常州轻工 职业 技术学院 夹具方案 图 产品型号 （部）件图号 产品名称 镐 臂 零（部）件名称 共 1页 第 1页 镐 臂 夹具方案图 设计（日期） 审核 标准 会签 标准 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 48 常州轻工职业技术学院 机械 系毕业设计 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院 题 目 铁路养路机 捣鼓车 镐 臂的数控加工 姓 名 徐冬 学 号 0753163157 班 级 数控 231 指导教师 潘琴 职 称 讲师 日 期 毕业设计 （论文） 开 题报告 毕业设计（论文）开题报告 结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 800 字左右的文献综述： 一、选题的背景和意义： 铁路在我国发展已经有百余年的历史。一百多年以来 ,铁路养护手段随着铁路事业的整体进步 ,得到了飞速发展 ,从纯粹的人力到小型机械化 ,再到大型机械化 ,铁路养护手段发展的历史 ,就是铁路百年史的缩影。铁路养路机械设备的进步 ,对确保列车安全、平稳、快速运行 ,保证线路几何 尺寸和线路使用状态 ,延长线路各组成部分的使用寿命起到了重要作用。 二、课题研究的主要内容： 分析搞臂的加工工艺过程和装夹，查找资料 ,绘出搞臂三视图。 用型号 式加工中心的功能，编制程序以及加工顺序。 采用专业夹具， 加工内容 见零件图纸 。 三、 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 1. 查找资料：为了搞好毕业设计，我在图书馆和网上查阅了大量有关 数控编程与 加工 工艺以及数控技术等各方面的 资料 。 2. 设计方案：在 分析完零件图样以后，根据加工方案确定加工顺序，加 工路线，装卡方法，选择刀具，工装以及切削用量等工艺参数的基础上开始编程。 (2) 编写程序 单 ： 根据加工工艺的要求 点电脑 编写主程序并对程序的应用作出了必要的说明。 (3) 查找 通用量具 根据毕业设计任务书的要求，我查阅机械加工工艺手册选择了所需要的通用量具的名称、规格清单（祥见工艺卡片）。根据需要填写在工艺卡片上。 四、毕业设计（论文）进度安排： 009 年 9 月 2010 年 2 月底份完成基本资料的查询和研读 定设计方案 行系统分析，完成毕业设计详细设计方案 五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 六、教研室意见： 教研室主任签名： 年 月 日 摘要 捣固机（ 要用于建筑施工时的混凝土浇注和铁路工务维修过程中捣实轨枕下面的石喳。用于铁路行业属于一种专用养修机械，主要用于铁路碎石道床的捣固作业。目前我国乃至世界大部分铁路路基，都是采用枕木碎石道床的结构，它有一个特点就是需要每隔一段时间（视列车的频次而定）都需要进行捣固作业（即将被挤开的碎石重新填至枕木以下并捣实），高速干线的捣固周期为 3 6 天，在我铁路未提速以前主要使用捣固作业车和液压式捣固机捣固；提速后由于列成运行间隔缩短，大型机械已无法从事日常作业施工，轻便高效的手 提式内燃捣固机，就成了最佳的捣固施工机具。 镐臂是捣固机上的重要零件，它起到了支撑作用。通过绘出镐臂的零件草图，分析镐臂零件图，该零件的表面粗超度及行为公差要求精度要求高质量稳定并对其孔有同轴度要求。并且属于小批量生产，在使用数控机床加工时可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间、节省直接生产费用。加工精度稳定减少废品率，使用成本进一步降低，此外在使用数控机床加工时可以实现一次装夹降低了工人的劳动强度，通过与其他设备比较，因此决定采用数控加工。 本文探讨了对 连续式捣固车中重要零件镐臂的加工过程 ，从分析镐臂零件图开始，全面分析了其应具备的机械性能和综合性能，选择了正确合适的加工材料，并对材料的化学机械性能作出了详细的解说，制定了毛培的选择方案。运用 软件对镐臂的加工顺序，刀具的选用及切削用量的选择的分析，拟定了加工工艺路线和加工工序，选择了正确的零件加工所需的设备，拟定了工件工装，数控加工工工艺卡片，数控加工刀具卡片，夹具方案图。在工艺分析的基础上确定了编程坐标及坐标原点数值计算并编写了加工程序，获得了最有效和最经济的加工方案。 关键词 ： 铁路养护 捣固机 镐 臂 加工工艺 数控加工 目 录 前言 .一章 镐臂的用途、材料、图样分析 .镐臂的用途 .镐臂的材料选择 .力学分析 .化学成分分析 .金相分析 .镐臂图样分析 .二章 镐臂毛坯的生产纲领类型和余量的确定 .三章 加工设备及切削液的选择 .加工设备的选择 .切削液的选择 .四章 加工工艺的设计 .定位基准的选择 .工艺方案拟定 .数控加工工序分析 .五章 加工工序设计 及刀具 ,夹具 ,量具 .粗刨方孔及端面，精刨方孔，刨削用量的计算 .粗铣的工序设计 .精铣和加工各孔的工序设计 .选择铣用量 .选择合适的夹具 .选择合适的量具 .六章 镐臂的组装 .论 .参考文献 .谢 .表 1 数控加工工序卡片 1、 2、 3 附表 2 数控加工刀具卡片 附表 3 刀具刀杆表 附表 4 夹具方案图 附表 5 程序 附表 6 加工工序卡 附表 2 数控加工刀具卡片 常州轻工 职业技术学院 数控加工刀具卡片 产品型号 件图 号 品名称 镐 臂 零件名 称 臂 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 250注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 5 卧加 0005 01 机加工部 工步号 刀具号 刀具各称 刀头 /刀杆 /锥套型号 刀片 刀尖半径 刀柄型号 刀具 补偿量 备注 型 号 数量 直径 /长(40 八 面刃铣刀 100 50 02 粗镗孔 67 240 18 半精镗刀 40 02 粗 镗孔 67 240 40 八面刃铣刀 100 50 4116 镗 刀 125 170 03 U 钻 50 04 U 钻 12 150 06 内开档 盘铣刀 40 06 内开档 盘铣刀 40 8 粗镗 00 编制 审核 批准 共 3 页 第 1 页 附表 2 数控加工刀具卡片 常州轻工 职业技术学院 数控加工刀具卡片 产品型号 件图号 品名称 镐 臂 零件名称 臂 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 250注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 5 卧加 0005 01 机加工部 工步号 刀具号 刀具各称 刀头 /刀杆 /锥套型号 刀片 刀尖半径 刀柄型号 刀具 补偿量(备注 型号 数量 直径 /长09 粗镗 10 10 倒角刀 35 90 11 倒角刀 55 150 12 精镗 35 120 13 精镗 55 160 14 内侧 端面粗铣 55 220 15 内侧 55 190 42端面精铣 919 08 18 半精镗刀 80 编制 审核 批准 共 3 页 第 2 页 附表 2 数控加工刀具卡片 常州轻工 职业技术学院 数控加工刀具卡片 产品型号 件图号 品名称 镐 臂 零件名称 臂 材 料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 250注 工序号 工序名称 设备名称 设备型号 程序编号 夹具代号 夹具名称 冷却液 车间 卧加 0005 01 机加工部 工步号 刀具 号 刀具各称 刀头 /刀杆 /锥套 型号 刀片 刀尖半径 刀柄型号 刀具 补偿量(备注 型号 数量 直径/长19 平底铣刀 40 170 20 孔口倒角 手模白钢刀16 40 170 21 粗镗孔 70 200 22 钻孔 10 1 10 90 23 扩孔 11 1 11 100 4324 键铣 刀 12 1 12 70 编制 审核 批准 共 3 页 第 3 页 常州轻工职业 技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 产品名称 零件名称 工艺号 工序号 09鼓装置 内 镐 臂 00 工序卡片 车间 工序名称 设备 1/1 金工 精镗 坯种类 材料牌号 材料硬度 材料状态 铸件 每台件数 切屑液 加工件数 每毛培重量 1 1 夹具编号 夹具名称 工序时间 臂底板 注意事项 1 三条工艺线务必找正。 2 各 加工孔如有大于 缩孔应做标记，补焊。 3 搞臂孔底务必大于 10 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 r/屑速度 m/给量 mm/r 切屑深度 给次数 工布工时 刃具 量具 机用 辅助 10 根据划线找正 ，工装装夹 20 加工尺寸至图纸部分 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 1 摘要 捣固机（ 要用于建筑施工时的混凝土浇注和铁路工务维修过程中捣实轨枕下面的石喳。用于铁路行业属于一种专用养修机械，主要用于铁路碎石道床的捣固作业。目前我国乃至世界大部分铁路路基，都是采用枕木碎石道床的结构，它有一个特点就是需要每隔一段时间（视列车的频次而定）都需要进行捣固作业（即将被挤开的碎石重新填至枕木以下并捣实），高速干线的捣固周期为 3 6天，在我铁路未提速以前主要使用捣固作业车和液压式捣固机捣固；提速后由于列成运行间隔缩短，大型机械已无法从事日常作业施工，轻便高效的手 提式内燃捣固机，就成了最佳的捣固施工机具。 镐臂是捣 固机 上的重要零件，它起到了 支撑作用。通过绘出镐臂的零件草图，分析镐臂零件图， 该零件的表面粗超度及行为公差要求精度要求高质量稳定并对其孔有同轴度要求 。 并且 属于 小 批量 生产，在使用数控机床加工时可节省划线工时，减少调整、加工和 检验时间、节省直接生产费用。加工精度稳定减少废品率，使用成本进一步降低，此外在使用数控机床加工时可以实现一次装夹降低了工人的劳动强度， 通过与其他设备比较， 因此决定采用数控加工。 本文探讨了对 臂的加工过程 ，从分析镐臂零件图开始，全面分析了其应具备的机械性能和综合性能，选择了正确合适的加工材料， 并对材料的化学机械性能作出了详细的解说， 制定了毛培的选择方案。运用 软件对 镐臂的加工顺序，刀具的选用及切削用量的选择的分析，拟定了加工工艺路线和加工工序，选择了正确的零件加工所需的设备，拟定了工件工装，数控加工工工艺卡片，数控加工刀具卡片 ，夹具方案图 。在工艺分析的基础上确定了编程坐标及坐标原点数值计算并编写了加工程序， 获得了最有效和最经济的加工方案。 关键词 ： 铁路养护 捣固机 镐 臂 加工工艺 数控加工 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 2 目 录 前言 .一章 镐 臂的 用途 、 材料 、 图样 分析 .镐 臂的 用途 .镐 臂的材料选择 .力学分析 .化学成分分析 .金相分析 .镐 臂 图样 分析 .二章 镐臂 毛坯 的生产纲领类型和 余量的确定 .三章 加工设备及切削液的选择 .加工设备的选择 .切削液的选择 .四章 加工工艺的设计 .定位基准的选择 .工艺方案拟定 .数控加工工序分析 .五章 加工工序设计 及刀具 ,夹具 ,量具 .粗刨方孔及端面，精刨方孔，刨削用量的计算 .粗铣的工序设计 .精铣和加工各孔的工序设计 .选择铣用量 .选择合适的夹具 .选择合适的量具 .六章 镐臂的组装 . 论 .参考文献 .谢 .表 1数控加工工序卡片 1、 2、 3 附表 2 数控加工刀具卡片 附表 3 刀具刀杆表 附表 4 夹具方案图 附表 5程序 附表 6加工工序卡 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 3 前言 ： 连续式捣固车是具有较高的作业精度和作业效率。该车采用主 机与工作小车分离的新结构，主机连续匀速向前运行，工作小车以钢轨导向步进作业，大大降低了操作人员的工作强度，延长机器的使用寿命。该车能进行起道、拨道、抄平、钢轨两侧枕下道碴捣固和枕端道碴夯实作业。利用车上测量系统，可对作业前、后线路的轨道几何参数进行测量及记录，并通过控制系统，实现按设定的轨道几何参数进行作业。 提高道床石碴的密实度，增加轨道的稳定性，消除轨道的方向偏差，左、右水平偏差和前、后高低偏差，使轨道线路达到线路设计标准和线路维修规则的要求，保证列车的安全运行 镐臂 是 连续式 捣固车的重要零件 。 捣固机主体由两个捣固镐下镐臂，四个捣固镐上镐臂构成，上镐臂由二个张夹油缸连接，同侧上镐臂用一根同步连杆连接，该机主体的底架下有走行轮，走行架由二根走行架主梁槽钢等部件构成，双重液压夹机装置通过夹钳圆销与走行架连接，大小夹钳油缸分别用圆销固定在夹钳支架两侧，大小夹钳用销连接。该机具有体积小、重量轻、操作灵活，可在道岔不用部位固定，进行捣固作业。 作业时承受振动和下插捣固的作用力 ， 因此必须有较高的强度和冲击韧性 采用数控加工 可以提高加工效率 缩短加工时间 ， 确保加工质量 ， 降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量 和精度 。实现高效、优质、低成本的生产要求。 下面就镐臂的加工展开研究，通过对镐臂零件进行工艺分析来确定其加工方法 及加工路线 ，并专门配套工装设计，利用 卧式 数控加工 中心 ， 来加工镐 臂 。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 4 第 一 章 镐 臂的 用途 材料 图样 分析 途 镐臂是捣固车的 支撑 零件 。 连续式 捣固车 镐臂共有 2 种外镐臂和2 种内镐臂 ,毛坯均为铸钢件 ； 其中 2 种内镐臂交叉排列 ,结构紧凑 ,且交叉部位间隙很小 ,不仅需要保证加工精度 ， 同时还需保证较高的毛坯精度 铸造以后应力大 ,变形情况较难控制 ,再加 上加工应力等 ,要保证达到要求的尺寸精度难度较大 。 因此 对镐臂加工工艺展开研究，以达到最好加工效果。 的材料选择 考虑到 该零件 工作对象是石碴道床，工作环境恶劣，因而各零部件容易损坏，且现场维修困难 ， 材料需要有较高的耐磨性、强度、耐热性及减振性。 必须具有较好的力学性能，便于机械加工。因此我选择的材料为 金钢 。 料 的 力学分析 该零件材料为 金钢，又经过调质热处理 250，根据机械工程手册理论强度指标为 s450 b640 5 14， 30 ， k30J 为了深入分析，我 们 在 1 件实物上的不同位置同时取样：拉伸试样及冲 击试样各 10件，测试结果如下： 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 5 项目 序号 b s 5 k J 度 (1 501 347 10 15 9 235 2 645 535 13 45 36 3 659 540 15 48 35 4 560 380 11 17 11 233 5 590 410 14 25 28 229 6 540 467 10 19 13 228 7 569 395 11 17 12 232 8 675 490 14 43 45 235 9 680 495 14 44 48 233 10 635 467 15 41 43 231 平均 0 析以上数据 ，对比国外同类产品硬度，这 种材料硬度适合。 取样分 析结果 为： C=S=P=r=化学成份完全符合 金铸钢标准 。 相分析 材料基体为回火索氏体，晶粒度 6 7 级。低倍显示靠近铸件边源原始遗传晶界呈明显平行柱状排列，即原始树枝晶长轴垂直指向表面，并有少量先共析铁素体沿原始晶界分布现象，晶问有少量夹杂及缩松。 ，下面首先从毛坯的形成过程进行分析。 由于此 镐臂 外形复杂，基于国内铸造工艺现状决定，生产时采用精密铸造，减少夹砂、缩孔、气孔等铸造缺陷，因此铸件类似一个小的铸钢锭。结晶组织由外到内依次为表面细晶粒 层、柱状晶粒层、中心等轴晶粒层。 根据金属结晶原理，含碳量 为 低碳铸钢 (亚共析钢 )在钢水浇注后，当钢水温度稍低于液相线时，首先以 树枝晶凝固；然后当钢水温度降低到包晶转变温度时，发生包晶转变而生成 结晶。当温度继续下降，穿过 L+ 区时，不断有 奥氏体从钢水中析出，此析出过程一直进行到一次结晶完成。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 6 凝固形成的 结晶晶粒，称为 初生奥氏体晶粒或一次奥氏体。包晶转变前的 晶粒与包晶转变后的 结晶之间的相互关系如图 4示，经包 晶反应从树枝晶转变而成的 初生奥氏体晶粒中含有许多树枝晶，树枝晶的 长轴分割在几颗 初生奥氏体晶粒之内 。 铸件边缘的初生奥氏体晶 粒，因受方向冷却的影响，成为不等轴的柱状组织，其长轴垂直表面。铸件内部的初生奥氏体晶粒为等轴晶粒 。 臂的 图样 分析 图表 1 镐 臂结构图 如附图 1 所示零件呈左右对称结构 ，两 支 臂手外伸，底座是一四方体，底面有两对称孔。 35， 55 孔两侧要求粗糙度 55 两对称 孔要求粗造度 35 两对称 孔要求粗造度 余加工面 要求 粗超度 臂的主要加工部分：为 35， 55， 70，方孔，各个内开档；其三孔的精度都为 内开 档的精度为 孔 35， 70 的中心线对端面尺在 500的平行度直接影响到主轴的配 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 7 合精度和运转精度，因此对孔 55， 72 的孔应同时镗出，保证其同轴度，使平行度公差降到最小。 55 对 35 的同心性允差为 直接影响孔与轴的配合，因此在加工时，最好在一次装夹内完成。 方孔精度不是很严格， 由牛头刨床加工， 在此不做研究。 其内开档在装配时尤为重要，所以保证其在加工过程不发生变形，因此镐臂的装夹尤为重要。 3毛坯、余量分析 毛坯选择合金钢铸件 250加工留余量 加工留余量 0 铸件如图 1所示， 分析零件主要要求和技术要求： 35 孔公差上偏差 0下偏差 内表面粗糙度为 55 孔公差上偏差 0下偏差 内表面粗糙度为 70 孔公差上偏差 +偏差 +内表面粗糙度为 35、 55 孔内壁与孔中心轴垂直度为 35、 55 两 两对称 孔同心度为 35、 55 孔中心轴平行度为 35、 55 内开挡尺寸 124 上偏差 +偏差 0 表面粗糙度为 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 8 第 二 章 镐臂 毛坯 的生产纲领、 类型和 余量确定 根据零件的材料确定毛坯为铸件， 生产数量为 300 件， 其生产类型为 单件小批量 生产，由机械制造工艺设计简明手册可知，毛坯的铸造方法采用砂型机械造型，又由于零件的内腔及 35， 55， 70 等孔均须铸出，故应安放型芯，此外，为消除残余应力，铸出后还应安排人工时效处理。 由于现有毛培制造工艺和技术的限制，加之产品零件的精度和表面质量的要求越来越高，所以毛培上某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工来达到零件的质量要求。 参考文献机械制造 工艺设计简明手册 由 下 表 可知。 铸造方法 铸铜 灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 铜合金 辛合金 轻金属 镍基合金 钴基合金 手工砂型铸造 属造型及 壳型铸造 机器造型及 低压 铸造 力铸造 溶模铸造 E E E E E E E 该种铸件的公差等级为 ，加 工余量等级 G 级，故取 9级， G 级。 铸件的分型面选择：通过 R 基准的孔轴线且与 90 轴线垂直的面，并在35处安装一个离心棒，使 35下部分与左边部分合为一体。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 9 浇冒口位置：位于 70轴心线上 ，各表面总余量。 说明：底面双侧加工孔降一级，双侧加工 . 续表 : 查参考文献机械制造工艺设计简明手册 下 表。 铸件基本尺寸 加工余量等级 大于 至 A B C D E F G H J K 40 0 63 3 100 00 160 60 250 50 400 0 400 630 2 630 1000 0 14 可得铸件主要尺寸公差如下表所示： 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 196 G 面 230 G 35 35 H 55 55 H 70 孔 70 H 35内开档 124 H 55内开档 124 H 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 10 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差等级 R 面的轮廓尺寸 196 10 206 2 8 N 面的轮廓尺寸 228 10 238 2 8 55顶面至底面 280 20 300 2 8 70 70 6 76 2 2 55 55 6 61 2 0 35 35 6 41 2 2 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 11 第三章 加工设备及切削液的选择 毛坯的粗加工时 考虑到精度要求和经济效益，采用刨床和普通铣床即可，不作详细介绍。下面重点介绍选择数控机床的选用。 在选用数控机床时必须适应被加工零件的形状尺寸， 尺寸精度和生产节拍等要求，充分考虑到技术的发展，具有适当的前瞻性，保证设备在技术水平上的先进性。要加工零件的机床时要考虑到机床的技术规格要与被加工的工件的尺寸相适应 、机床的精度要与被加工的工件要求的精度相适应、机床的生产率应与被加工工件的生产纲领相适应、机床的选用应与自身经济实力相适应、机床的使用应与现有生产条件相适应。 该零件的尺寸为 250工作台和加工行程应大于零件尺寸和加工尺寸， 属于小批量生产，其余铣各面以及镗孔由于尺寸精度，面粗要求高，两孔同轴度要求高故需一次装夹同时加工，故采用卧 式双工作台加工中心。结合现厂已有设备和机床参数决定采用斗三 式加工中心。 （如图 3） 图表 1搞臂加工设备 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 12 斗三 格如下： 项目 程 作台横向移动） 20 鞍的纵向移动） 00 轴头垂直运动） 50 主轴端面到工作台的距离 50轴中心到立柱导轨的距离 44 工作台 工作台的尺寸 00作台允许载荷 50 3轴 锥度模式 T 0 度 最大主轴扭矩 5 进给速度 快速移动速度（ 屑进给速度 动换刀 刀柄型号 具存储容量 14 最大刀具直径 0 最大刀具重量 00 刀具选择方式 固定地址 换刀时间（刀对刀） S 刀时间（切屑对切屑） S 机 主 轴电机功率（ 备 电气供给标准 5 空气供给 体容量 冷却水箱重量 L 190 润滑油储存量 L 3 机床尺寸 机床高度 470 机床尺寸 570床重量 000 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 13 通过对其参数的和实际要求的对比该机床适合加工。 切削液是切屑加工过程中的辅助材料，也是改善加工条件及效果的一个辅助手段，合理的使用切削液有助于切屑过程的顺利并达到预期的工艺要求。 合理的援用切屑液 ，可以有效的减小切屑过程中的摩擦，改善散热条件，降低切屑力，切屑温度和刀具磨损，提高刀具耐用和切屑效率，保证已加工表面的质量和降低产品的加工成本。除合理的选择刀具材料，刀具的几何数，切屑用量及掌握操作技术等切屑条件外，合理的选用切屑液也是尤为重要的条件。 常用的切屑液有：水溶液，普通乳化液，极压乳化液，矿物油，植物油，动物油，极压切屑油等。其中水溶的冷却效果最好，极压切屑液润滑效果最好。 在本次加工中我们所用的材料是铸造合金钢，采用的刀具是高速钢刀具和硬质合金刀具。 高速钢刀具是以铬、镍、钨、钼、钒 (有的还含 有铝 )为基础的高级合金钢，它们的耐热性明显地比工具钢高，允许的最高温度可达 600 。使用高速钢刀具进行低速和中速切削上，建议采用油基切削液或乳化液。在高速切削时，由于发热量大，以采用水基切削液为宜。 硬质合金刀具是由碳化钨 (碳化钛 (碳化钽 ( 5钴组成，它的硬度大大超过高速钢，最高允许工作温度可达 1000 ，具有优良的耐磨性能，在加工钢铁材料时，可减少切屑间的粘结现象。在选用切削液时，要考虑硬质合金对骤热的敏感性，尽可能使刀具均匀受热，否则会导致崩刃。硬质合金刀具价格较贵，所以从经济方面考虑，干切削也是不合算的。在选用切削液时，一般油基切削液的热传导性能较差，使刀具产生骤冷的危险性要比水基切削液小，所以一般选用含有抗磨添加剂的油基切削液为宜。 经过考虑和实际情况相结合决定采用 水溶性切削油 一种极压型水溶性切削油。其突破性的独特的配方设计，使水溶性切削油具有承载能力强，润滑、冷却、 清洗、防锈效果好，抗微生物能力强等特点。充分满足现代化的机床、加工中心、自动化生产线高速化、高精度、多功能、高效率、高柔性的工艺要求。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 14 第 四 章 加工工艺的设计 位基准的选择 在起始工序中，工件只能选择未经加工的毛坯表面定位 。 粗基准选择得好坏，对以后各加工表面加工余量的分配，以及工件上加工表面和非加工表面间的相对位置均有很大的影响。选择粗基准时要为后续工序提供必要的定位基面。 镐 臂定位基准的选择，直接关系到 镐 臂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。 为了保证 加工面与不加工面之间的位置要求选择了不加工面 R 面来作为 粗 基准。 因此工件是一次装夹加工结束所以精粗基准统一，同时也保证了 35 和 55 两孔的同心度和与其侧壁的垂直度。 回转盘 R 面和 55的轴心线既是装配基准又 是设计基准，用它们作精基准能使加工遵循“基准重合”原则，实现 零件“一面两孔”的典型定位方式。其余各面和孔也能用它作定位，这样使加工又遵循了“基准统一”原则，另外 位比较稳定可靠，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 为了保证各加工面的余量均匀分配合理 在进行加工前进行划线找正， 装 夹时找正三条工艺路线， 保证 35 和 55 两孔外侧壁余量分配均匀。 （如图所示） 综上所述，分析零件，选择 100 和 70 端面作为粗基准。最先进行机械加工表面上 R 面和 55， 72 的孔，可利用压 板 装夹的和专用夹具装夹。（如图 4） 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 15 图 4 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。选择加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度范围，材料的性质及可加工性，工件的结构，形状及尺寸大小，生产纲领及批量生产现有设备条件等。 应考虑各种加工方法的经济精度 ， 各表面加工方法的经济精度； 通过查阅数控加工工艺教科书和实用机械加工工艺手册 各表面加工方法 的选择如下： 刨两次； 方孔：粗刨，精刨； 35 孔：钻孔，精镗孔； 35 孔：钻孔，精镗孔； 70：试镗孔，半镗孔，精镗孔； 35 外表面粗铣，半精铣，精铣； 55 外表面粗铣，半精铣，精铣； 70 外表面粗铣，半精铣，精铣。 控 加工 工序分析 数控加工的 内容有：铣削加工 35、 55、 70 的外表面，铣 35、 55的内开档，钻 35、 55、 70 孔。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 16 由 于平面面积较大定位稳定可靠，有利与简化夹具结构检少安装变形。从加工难度来看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔时，对便于孔的加工和保证孔的加工精度都是有利的。因此，均先加工平面。 铣 35 外表面，保持两端面的尺寸为 199。 铣 55 外表面，保持两端面的尺寸为 230。 （ 如图 图 a 铣 70 外表面，保持 55 轴心与 70 外表面的距离为 282。 （如图 b） 如图 b 镐 臂均为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大 ，切削热也较多。加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 17 利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。 半精铣 35 的外表面。 精铣 35的外表面至尺寸。 精铣 55的外表面至尺寸。 （如图 a） 精铣 70的外表面至尺寸。 （如图 b） 因孔 55及 35的中心线对端面尺在 500的平行必误差 它们 的加工宜采用工序集中的原则 ，即分别在一次装夹下将 R 面的两孔同时加工出来，以保证其位置精度。 根据“先面后 孔”“先主后次”“先粗后精”的加工原则，将 R 面 50， 35， 70 等孔的粗加工放在前面，精加工放在后面 。 钻 35 55 70 孔 粗铣及精铣 35 55 的内开档 （如图 c） 图 c 试镗孔 70 粗镗 35、 55、 70 孔。 粗加工时为保证半精加工的精度及表面粗造度，留 精加工余量。考虑到精加工，根据零件的材料和刀具的刚性留 精加工余量，为保证零件的精度和粗造度，提高主轴转速，和切削速度。 精镗 35、 55 孔至尺寸线。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 18 镗 70 孔至尺寸。 （如图 d） 图 d 倒内角 1 45。 利 用反刮刀，铣 55 的内开档。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 19 第 五 章 加工工序设计 及刀具 、 夹具 及 量具 精刨方孔、 刨削用量的计算 100面，取粗加工余量为 次刨削成功 ,取5mm,f=杆截面 16 25,刀片厚度是 4文献27刨削速度 V= r . N 切削功率； 4106 于刨刀（机夹强力刨刀），材料为 质合金，取主偏角 45取 k=10,刀具耐度 T=60削速度确定： 查文献 2表 7 v ， v ，m=v 则： = =切削力的计算 : N 查 文 献 2 表 7000 00 1=削功率的计算 : 通过上述计算查表 7削速度 V=3.5 刨削力 140N 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 20 刨削功率 刨 105 端面 ,取粗加工余量为 2文献 2表 mm,f=2 则 : 刨削速度 V=m i m刨削功率 106文献 2表 7削速度 V=31 刨削力 640N 刨削功率 刨 方 孔 端 面 取 精 加 工 余 里 为 查文献 2 表 7 5.00 则 刨削速度 V= =7.3 刨削力 00 N 刨削功率 106文献 ,2表 7 V=15 535N,以上机床功率计算表明该机床功率足够 铣工序 粗铣 35、 55、 70 端面 已知加工材料 合金铸钢 ，表面粗超度不做要求，所以利用普通白钢刀即可 。 刀具的选择 是数控加工工艺中重要的内容之一，不仅影响机床加工效率而且直接影响零件的加工质量。 在此次生产中属于单件小批量生产，考虑到加工成本和经济效益，选择标准刀具更合适一些。 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 21 在数控加工常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层刀具、陶瓷、金刚石和立方氮化硼该零件 材料为 金铸件硬度为 250，因此一般加工过程中使用的刀具材料是高速钢和硬质合金即可。 在此次加工中主要铣削平面和孔因此选用面铣刀和钻，扩孔钻，和镗刀来加工。 加工点 刀具 型号 35、 55 侧壁粗加工 八面 粗 刃铣刀 70外底面 （粗铣） 八面粗刃铣刀 35， 55 孔：钻 35 内开档：粗铣，精铣 盘铣刀 35：粗镗 镗刀 55：粗镗 镗刀 55内开档：粗铣，精铣 反刮刀 35， 55 倒角 孔口倒角刀 70：粗镗 镗刀 70：半精镗 镗刀 70：精镗 镗刀 10：钻孔 钻头 硬质合金 11：扩孔 扩孔刀 在上述分析的基础上编写相应的机械加工工艺过程卡片，具体卡片见附表1,2,3 5 定加工深度 于粗加工余量仅为 4在一次走刀内完成故 2 230240 定进给量 f,根据表 1粗车时 ,刀杆尺 20 30 , 3 5及工件直径为 100 600 f=1.2 定的进给量须满足机床进给要求 ,故须进行校验 根据 铸 铁 的 强 度 S b 212, ,f 4, f 1.2 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 22 5 ,进给力 930N,由于 正系数为 Ff,k 0.1 11.1故实际进给力 .2 可用选择车刀磨钝标准及寿命 最大磨损量取为 :1 表 刀寿命 T=30定切削速度 据表 14,f 加工速度 根据表 1P 4) 加 工速 度 的 修 正 系数 为 r , 0.15.1 0.1 = 0 9.9 机 床 ， 当n z= z,故所选择的用量均 可 ， 最 后 决 定 的 加 工 用 量 为 m ，mv c f)计算基本工时， L+L+y+ L=15 根据机械制造工艺学课程设计表 择合适的 工装 镐 臂成左右对称样式，经过对图纸的分析 和定位基准的选择分析 ，需要加工的是镐 臂两支架臂上的对称孔和底平面以及地面的两个孔， 在工件的加工过程中为了保证被加工零件的几何参数正确加工过程只工件和道具的相对位置关系的正确， 结合采用的是卧式加工中心故将 镐 臂平躺加工， 并使底平面垂直便于加工地面经过分析设计一下夹具。 （如图 5） 毕业设计用 纸 共 26 页 第 页 23 图 5 镐臂的加工工装 将镐臂 平躺 倒置放入工装， 调整微调螺母将三条工艺线找正， 然后选用合适的压板 进行压紧！此时注意压 紧的前后顺序，严防镐臂在压紧时变形或者错位。 （由于位置精度要求高故在加紧时不能用力过大） ， 在其加工过程中切屑力产生后，为了保证工件在该力作用下不改变正确的定位位置，应对工件进行固定，考虑到其结构的复杂采用了用压板进行加紧。 该产品的生产类型属于单件小批量生产。 考虑其精度要求， 对 35， 55 的轴