制动泵壳体的机械加工工艺规程设计毕业论文.doc

长春工业大学毕业设计论文制动泵壳体的机械加工工艺规程设计毕业论文目录1.零件的分析-12.工艺规程设计-22.1确定毛坯的制造形式-22.2基面的选择-52.3制定工艺路线-112.4机械加工余量的确定-212.5确定切削用量及基本工时-242.5.1工序-242.5.2工序-252.5.3工序-252.5.4工序-252.5.5工序-262.5.6工序-262.5.7工序-272.5.8工序-273数控程序的设计-274设计体会-305参考文献-356. 英文翻译-367. 附件II-681零件的分析1.1零件的作用气泵壳体，是汽车制动系统的重要组成部分，液压制动装置是利用彼此独立的双腔或单腔制动主缸(总泵)通过两套独立管路分别控制一个或两个制动轮缸(分泵)。制动泵汽车的刹车系统分为两种，一种叫油刹，一种叫气刹，我简单做一下介绍：。 1.1.1油刹结构简单，安装空间小，只是需要刹车总泵、分泵、油杯及连接管路，不需要其他的附属设备；气刹就复杂多了，除了刹车总泵、分泵、刹车管路外，还有打气泵（通过皮带与发动机连接）、储气筒、高压控制器（调节压力，车用可以达到8个大气压）、继动阀等部件，需要安装空间大，结构较复杂，而且为了确保安全，后刹车分泵现在都是断气刹车（增加费用、结构复杂）。 1.1.2油刹反应速度稍慢、刹车柔和、力度小；气刹反应迅速、刹车粗暴、力度大（气压高，可以达到8个大气压）。 因此有这些原因，一般油刹大都在中小型汽车，体积小、结构简单，本身车轻，不需要太大的力度，近几年有向中型车发展的趋势（载重在10吨以下，一些19座以下的中型客车，都采用油刹）。气刹大都在大型货车、大客车上使用，车大有空间、需要的刹车力度大，使用距离长，反应速度需要快，增加的费用反映在整台车上所占比例也不多。 我们一般接触到的大多为小型车辆，所以本文主要谈油刹系统。 1.1.3刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟（鼓）及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能，将车子停下来。一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，最后作用于轮胎产生制动效果。车辆刹车时，会产生大量的热能，而这些热能必然会传导至整个刹车系统，而首当其冲的就是刹车油。 刹车油是一种很稳定的压力油,具有不可压缩性，化学品和高温都不易令它变质。它的作用是有效的传递制动力，达到使车辆减速或停止的目的。由于刹车油在汽车制动系统中的重要作用，国际和国内对刹车油的生产具有严格的规定和标准。 1.1.4制动液泵级别有高低，级别越高，安全保障性越好。一般情况下，微型、中低档汽车适宜选取符合HZY3标准的制动液泵，而中高档车建议选择HZY4标准的制动液。当然，微型、中低档汽车选择HZY4也没有任何问题，而且更好。HZY5标准的制动液主要用于军工方面，一般在民用方面采用的较少，适用于沙漠等苛刻条件。 这样，当其中一套管路失效时，另一套管路还可以在各个车轮起制动作用，比单管路制动系统安全可靠。使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。1.2零件的工艺分析 气泵壳体共有四个加工面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下：1、 以25.4为中心的加工表面。这组加工表面包括：一个25.4的孔及其倒角，还有40的外圆，38的槽。2、 还是以25.4为中心，调过头，加工另一个表面，同样要加工一个40的外圆，38的槽。3、 以25.4孔的中心为加工基准，车40的外圆。4、 以25.4孔的中心为加工基准，铣14.561的端面。2. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式：确定毛坯的原则：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。提高毛坯制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，同时也可能会增加毛坯的制造成本，要根据零件生产类型和毛坯制造的生产条件综合考虑。毛坯制造形成组织和力学性能会有很大差别，正确选择毛坯制造工艺方法，可以发挥材料的性能潜力，提高毛坯的内部质量。锻件、挤压件和压铸件的力学性能明显高于砂型铸件零件.材料为HT200，批量生产，以提高生产率，保证加工精度上考虑采用模铸成型。毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。2.1.1毛坯的种类 (1) 铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。 (2) 锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。(3) 型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。(4) 焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件 (5) 冷冲压件冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。2.1.2 毛坯选择时应考虑的因素(1) 零件的材料及机械性能要求 零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。 (2) 零件的结构形状与外形尺寸(3) 生产纲领的大小(4) 现有生产条件(5) 充分利用新工艺、新材料为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用 零件的毛坯选择 材料的成形过程机械制造的重要工艺过程。机器制造中，大部分零件是先通过铸造成形、锻压成形、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加工制成的。毛坯的选择，对机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响，是机械设计和制造中的关键环节之一。 通常，零件的材料一旦确定，其毛坯成形方法也大致确定了。例如，零件采用zl202、ht200、qt600-2等，显然其毛坯应选用铸造成形；齿轮零件采用45钢、ld7等常采用锻压成形；零件采用q235、08钢等板、带材，则一般选用切割、冲压或焊接成形；零件采用塑料，则选用合适的塑料成形方法；零件采用陶瓷，则应选用陶瓷成形方法。反之，在选择毛坯成形方法时，除了考虑零件结构工艺性之外，还要考虑材料的工艺性能能否符合要求。毛坯选择的原则：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。2.1.3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。例如，不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接成形的方法来制造灰口铸铁零件；避免采用铸造成形方法制造流动性较差的薄壁毛坯；不能采用普通压力铸造的方法成形致密度要求较高或铸后需热处理的毛坯；不能采用锤上模锻的方法锻造铜合金等再结晶速度较低的材料；不能用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝；不能采用电阻焊方法焊接铜合金构件；不能采用电渣焊焊接薄壁构件等等。选择毛坯成形方法的同时，也要兼顾后续机加工的可加工性。如对于切削加工余量较大的毛坯就不能采用普通压力铸造成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞；对于需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体球墨铸铁和簿壁灰口铸铁，否则难以切削加工。一些结构复杂，难以采用单种成形方法成形的毛坯，既要考虑各种成形方案结合的可能性，也需考虑些结合是否会影响机械加工的可加工性。2.1.4 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。零件的工作条件不同，选择的毛坯类型也不同。如机床主轴和手柄都是轴类零件，但主轴是机床的关键零件，尺寸形状和加工精度要求很高，受力复杂且在期使用过程中只允许发生很微小的变形，因此要选用具有良好综合力学性能的45钢或40cr，经锻造制坯及严格切削加工和热处理制成；而机床手柄则采用低碳钢圆棒料或普通灰口铸铁件为毛坯，经简单的切削加工即可完成，不需要热处理。再如内燃机曲轴在工作过程中承受很大的拉伸、弯曲和扭转应力，应具有良好的综合力学性能，故高速大功率内燃机曲轴一般采用强度和韧性较好的合金结构钢锻造成形，功率较小时可采用球墨铸铁铸造成形或用中碳钢锻造成形。对于受力不大且为圆形曲面的直轴，可采用圆钢下料直接切削加工成形。2.1.5 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。（1）常用的毛坯类型各种轧制型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以及注塑成形件等。（联合加工）（2）典型机械零件毛坯的选用轴类、盘套类和机架箱体类三大类j装有齿轮和轴承的轴，多采用锻件毛坯，也可采用圆钢其轴颈处要求有较高的综合力学性能，常选用铸铁HT200承受重载或冲击载荷，以及要求耐磨性较高的轴多选用合金结构钢k盘套类毛坯的选择2.2基面的选择： 同时是装配基面的刮面。 与已经加工好面有直接精度关系的刮面。 与几个刮面都有精度关系的刮面。 相互有精度关系的几个刮面中，精度要求最高或工作量最 大的刮面。2.2.1安排其他刮面的刮削顺序时应考虑以下几点。 与基面有直接精度关系的面先刮。 较大、较长的面先刮。 形状复杂、测量困难的面先刮。 轴承刚性较好、精度不易变化的面先刮。此外，还应考虑工件刮削时支承的方便和合理性、起吊与翻身 的次数等因素。表面加工方法的选择：在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的，工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件(生产类型、设备状况、工人的技术水平等)选用最适当的加工方法，加工出合乎图纸要求的机器零件。具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。选择定为基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，确定加工顺序等。基准重合原则：应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。基准重合原则：即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差 基准不重合误差：由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的误差。基准不重合误差的大小等于设计(工序)基准与定位基准之间的联系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta2.2.2常用加工表面的方法零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。（五大类机床）车削加工：各种回转表面。如外圆、内圆、螺纹钻削加工：孔 铣削加工：平面、沟槽（键槽、螺旋槽）刨削加工：平面、V型槽 磨削加工：外圆、内圆、锥面、平面此处还有镗削加工、拉削加工、光整加工、特种加工影响加工精度的因素及提高精度的措施（1）产生加工误差的原因 加工原理误差工艺系统的几何误差工艺系统受力变形引起的误差工艺系统受热变形引起的误差工件内应力引起的加工误差测量误差（2）减少加工误差的措施减少工艺系统受力变形的措施a. 提高接触刚度，改善机床主要零件接触面的配合质量，如机床导轨及装配面进行刮研；b. 设辅助支承，提高局部刚度，如细长轴加工时采用跟刀架，提高切削时的刚度;c. 采用合理的装夹方法，在夹具设计或工件装夹时，必须尽量减少弯曲力矩；d. 采用补偿或转移变形的方法。减少和消除内应力的措施a. 合理设计零件结构，设计零件时尽量简化零件结构、减小壁厚差、提高零件刚度等；b. 合理安排工艺过程，如粗精加工分开，使粗加工后有充足的时间让内应力重新分布，保证工件充分变形，再经精加工后，就可减少变形误差；c. 对工件进行热处理和时效处理。 减少工艺系统受热变形的措施a. 机床结构设计采用对称式结构；b. 采用主动控制方式均衡关键件的温度；c. 采用切削液进行冷却；d. 加工前先让机床空转一段时间，使之达到热平衡状态后再加工；e. 改变刀具及切削参数；f. 大型或长工件，在夹紧状态下应使其末端能自由伸缩。工艺路线的拟订2.2.3表面加工方法和加工方案的选择（1）加工面的技术要求经济精度正常工作条件下所达到的加工精度（2）工件材料的性质及热处理（3）工件的形状和尺寸（4）结合生产类型考虑生产率和经济性（5）现有生产条件2.2.4加工阶段的划分粗加工阶段尽快切除余量高生产率半精加工阶段继续减少加工余量，为精加工作准备，次要面加工精加工阶段达到要求的加工精度和表面粗糙度光整加工和超精密阶段降低表面粗糙度值原因：保证加工质量 合理使用设备 便于安排热处理及时发现毛坯缺陷，保护精加工表面 加工阶段划分针对零件加工的整个过程、针对主要加工面2.2.5工序集中与工序分散 工序集中工序少，内容多装夹次数少，位置精度高，设备数量少，工人少工序分散工序多，内容少设备工装简单，调整方便，切削用量合理；设备多，工人多2.2.6加工顺序的安排（1）机械加工顺序的安排先基准后其它先粗后精先主后次、穿插进行先面后孔 基准加工主要面粗加工次要面加工主要面半精加工次要面加工修基准主要面精加工（2）热处理工序的安排1）预备热处理正火和退火粗加工前时效处理粗加工前、后调质处理粗加工后，半精加工前2）最终热处理淬火精加工、磨削前渗碳淬火半精加工后渗氮尽量靠后表面处理（电镀及氧化）最后毛坯制造退火或正火主要面粗加工次要面加工调质（或时效）主要面半精加工次要面加工淬火（或渗碳淬火）修基准主要面精加工（3）辅助工序的安排检验粗加工后，精加工0前；转车间前后；重要工序前后，完工后去毛刺钻、铣、刨、拉后，淬火前辅助工序清洗、防锈、去磁、平衡等2.2.7粗基准的选择：粗基准的选择原则工件加工的第一道工序所用基准都是粗基准，粗基准选择正确与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对该工件监工的全过程产生巨大影响。选择粗基准，一般应遵循以下几项原则：（1） 保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。（2） 合理分配加工余量的原则。（3） 便于装夹得原则。（4） 粗基准一般不得重复使用的原则。 以上四项粗基准原则，有时不能同时兼顾，只能根据主次选择。粗基准的含义：基准是在零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。未经过机械加工的基准称为粗基准合理分配加工余量的原则：从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。便于装夹的原则：为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积。粗基准一般不得重复使用的原则：在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用。经过机械加工的基准称为精基准，未经过机械加工的基准称为粗基准。按有关粗基准的选择原则，以不加工表面作粗基准，现取零件外圆表面 40为粗基准，以消除x四个自由度，再用一个定位螺栓支撑端面处，消除自由度。2.2.8精基准的选择：精基准的选择原则选怎精基准一般应遵循以下几项原则：（1） 基准从何原则 应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，几样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。（2） 统一基准原则 应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对应位置关系。（3） 互为基准原则 当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。（4） 自为基准原则 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为基准进行加工。 以上四项选择经济准的原则，有时不可能满足，应根据实际条件进行取舍。精加工的含义：基准是在零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。经过机械加工的基准称为精基准经过机械加工的基准称为精基准，未经过机械加工的基准称为粗基准。统一基准原则：应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系。互为基准原则：当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。自为基准原则：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为基准。保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则：被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置 基面选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，可以使零件大批报废，使生产无法正确进行。考虑基准重合的问题，当设计基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸计算。 3制定工艺路线：制定工艺路线的定义：工艺路线是生产过程的一个基本部分。它指定了从原材料到成品生产每步所需的每个工序的顺序。工艺路线包含有执行每个工步的工作中心的信息，以及关于生产所需要的工具和资源（生产资源/工具）的信息。工艺路线也包括每个工序执行的计划时间（标准值）。这个标准值是提前期计划、生产成本和能力计划的基础。就象物料主记录、物料单和工作中心，工艺路线被认为是主数据。它们不参照订单而创建。数控加工的工艺路线设计与普通机床加工的常规工艺路线拟定的区别主要在于它仅是几道数控加工工艺过程的概括，而不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而且要兼顾常规工序的安排，使之与整个工艺过程协调吻合。 零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。 在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度零件工艺性分析也是数控规划的第一步，在此基础上，方可确定零件数控加工所需的数控机床、加工刀具、工艺装备、切削用量、数控加工工艺路线，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。3.1.数控加工的基本过程3.1.1概念：数控加工：就是泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。 数控机床：是一种用计算机来控制的机床数控系统：用来控制机床的计算机，不管是专用计算机、还是通用计算机都是。数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。编程：就是把被加工零件的工艺过程、工艺参数、运动要求用数字指令形式(数控语言)记录在介质上，并输入数控系统。 数控加工程序编制方法分类：手工(人工)编程和自动编程之分。3.1.2概念：手工编程：程序的全部内容是由人工按数控系统所规定的指令格式编写的。自动编程：即计算机编程可分为以语言和绘画为基础的自动编程方法。数控机床加工过程框图 数控加工工艺的内容： (1) 选择并确定进行数控加工的零件及内容；(2) 对零件图纸进行数控加工的工艺分析；(3) 数控加工的工艺设计；(4) 对零件图纸的数学处理；(5) 编写加工程序单；(6) 按程序单制作控制介质；(7) 程序的校验与修改；(8) 首件试加工与现场问题处理；(9) 数控加工工艺文件的定型与归3.1.3数控加工工艺路线制定所需的原始资料（1）零件设计图纸、技术资料，以及产品的装配图纸。 （2）零件的生产批量。 （3）零件数控加工所需的相关技术标准如企业标准和工艺文件。 （4）产品验收的质量标准。 （5）现有的生产条件和资料。工艺装备及专用设备的制造能力、加工设计 和工艺装备的规格及性能、工人的技术水平。 3.1.4毛坯状态分析大多数零件设计图纸只定义了零件加工时的形状和大小，而没有指定原始毛坯材料的数据，包括毛料的类型、规格、形状、热处理状态以及硬度等。编程时，对毛料的深入了解是一个重要的开始，利用这些原始信息，有利于数控程序规划。 （1）产品的装配图和零件图分析 对于装配图的分析和研究，主要是熟悉产品的性能、用途和工作条件，明确零件在产品中的相互装配位置及作用，了解零件图上各项技术条件制定的依据，找出其主要技术关键问题，为制定正确的加工方案奠定基础。当然普通零件进行工艺分析时，可以不进行装配图的分析研究。 （2）零件图的工艺性分析 对零件图的分析和研究主要是对零件进行工艺审查，如检查设计图纸的视图、尺寸标注、技术要求是否有错误、遗漏之处，尤其对结构工艺性较差的零件，如果可能应和设计人员进行沟通或提出修改意见，由设计人员决定是否进行必要的修改和完善。 零件图的完整性和正确性分析 零件的视图应符合国家标准的要求，位置准确，表达清楚；几何元素（点、线、面）之间的关系（如相切、相交、平行）应准确；尺寸标注应完整、清晰。 零件技术要求分析 零件的技术要求主要包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热表处理要求等，这些技术要求应当是能够保证零件使用性能前提下的极限值。进行零件技术要求分析，主要是分析这些技术要求的合理性以及实现的可能性，重点分析重要表面和部位的加工精度和技术要求，为制定合理的加工方案做好准备。同时通过分析以确定技术要求是否过于严格，因为过高的精度和过小的表面粗糙度要求会使工艺过程变得复杂，加工难度加大，增加不必要的成本。 尺寸标注方法分析 零件图的尺寸标注方法有局部分散标注法、集中标注法和坐标标注法等。对在数控机床上加工的零件，零件图上的尺寸在能够保证使用性能的前提下，应尽量采取集中标注或以同一基准标注（即标注坐标尺寸）的方式，这样既方便了数控程序编制，又有利于设计基准、工艺基准与编程原点的统一。 零件材料分析 在满足零件功能的前提下，应选用廉价的材料，选择材料时应立足于国内，不要轻易选择贵重和紧缺的材料。 零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件，在能够满足使用性能要求的前提下制造的可行性和经济性。好的结构工艺性会使零件加工容易，节省成本，节省材料；而较差的结构工艺性会使加工困难，加大成本，浪费材料，甚至无法加工。通过对零件的结构特点、精度要求和复杂程度进行分析的过程，可以确定零件所需的加工方法和数控机床的类型和规格3.1.5加工阶段的划分选择：粗加工阶段：高效的切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形状和尺寸上接近成品零件.半精加工阶段：切除粗加工后留下的误差，是被加工工件达到一定的精度，为精加工做准备。精加工阶段：保证各零件达到需要精度的要求。光整加工阶段：对于要求很高的零件来说表面粗糙度要求很小的表面都需要光整加工阶段，其主要任务是减少表面粗才程度的进一步提高尺寸精度和形状精度，但一般没有提高表面见位置的精度作用。将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是：(1)保证零件加工质量；(2)有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；(3)有利于合理利用机床设备。此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。确定加工方法之后，就要按零件加工的生产类型和工厂具体的时间条件确定工艺过程的工序数。确定加工的工艺过程。 在产品的生产过程中，与原材料变为成品有直接关系的过程称为工艺过程。例如，铸造、锻造、焊接和零件的机械加工等。3.1.6机械加工工艺过程在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和性能使之变为成品的工艺过程，称为机械加工工艺过程。3.1.7机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。3.1.8工序一个(或一组)工人，在一台机床上(或一个工作地点)，对一个(或同时几个)工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。这里必须注意，构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序内的工作是连续完成的。5.工序的集中于分散及先后顺序的安排工序的集中原则：按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序，最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。工序的分散原则：按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些，最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。采用数控机床、加工中心按工序集中原则组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对容易，虽然设备的一次性投资较高，但由于有足够的柔性，仍然受到愈来愈多的重视。为改善工件材料切削性能安排的热处理工序，例如，退火、正火、调质等，应在切削加工之前进行。为消除工件内应力安排的热处理工序，例如，人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行。为了减少运输工作量，对于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前进行。对于机床床身、立柱等结构较为复杂的铸件，在粗加工前后都要进行时效处理(人工时效或自然时效)，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形产生。为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。为保证零件制造质量，防止产生废品。加工误差分析就制造工艺过程而言，产品质量主要取决于零件的制造质量和装配质量。零件的制造质量一般用几何参数(如形状、尺寸、表面粗糙度)、物理参数(如导电性、导磁性、导热性等)、机械参数(如强度、硬度等)及化学参数(如耐蚀性等)来表示。上安装体加工误差产生的原因主要有： (1)机床误差的影响影响机床加工精度的主要因素有主轴的回转精度、移动部件的直线运动精度以及成形运动的相对关系。主轴的回转精度通常反映在主轴径向跳动、轴向窜动和角度摆动上，它在很大程度上决定着被加工表面的形状精度。本例采用的铣式加工中心机床是UMC600万能加工中心，它的机床精度目前是国际上机械加工类机床中顶尖级的，其各项技术指标都在0001mm之内。对于上安装体的加工精度影响较小。 (2)夹具定位误差分析上安装体的加工用夹具采用1个大平面和1个定位销(菱形销)及1个圆柱销定位。1个圆柱销限制x和y的移动及1个大平面限制z的转动和移动，定位销(菱形销)限制了x和y的转动，满足了六点定位原理。经定位误差分析计算，能满足零件加工精度要求。规划加工刀具路径： 规划上安装体几何图形外形加工刀具路径包括加工坯料、对刀点的确定、加工几何图形的选择、加工刀具的选择及刀具参数的设置等内容。加工坯料及对刀点的确定： 在规划上安装体几何图形外形加工刀具路径前，先利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。在加工时，工件在机床加工尺寸范围内的安装位置是任意的，要正确执行加工程序，必须确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置的参考点。在工艺设计和程序编制时，应以操作简单、对刀误差小为原则，合理设置对刀点。规划加工刀具路径： 规划上安装体几何图形加工刀具路径主要包括刀具的选择、刀具参数的设定、加工顺序的选择、加工参数(安全高度、下刀方式、补偿方式、补偿量、切削量等)的设定。 铣刀类型应与工件的表面形状和尺寸相适应。根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率并获得满意加工质量的前提条件。加工路线的选择主要应考虑： (1)尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率； (2)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求； (3)有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量； (4)切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定，被加工工件材料、加工工序以及其它工艺要求，并结合实际经验来确定。实体加工模拟： 在对上安装体几何图形进行实际加工前，利用Mastercam90计算机软件提供的实体加工模拟功能进行电脑实体加工模拟，最大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。MasterCAM系统对上安装体几何图形所规划的加工刀具路径及刀具参数设置等资料产生的一个刀具路径文件，MasterCAM系统称其为NCI文件。它是一个AscII文字格式文件，含有生成的NC代码的全部资料，包括一系列刀具路径的坐标值、进给量、主轴转速、冷却液控制指令等，但它无法直接应用于 CA140机床，必须先通过后处理程序P0ST转成NC代码后才能被CA6140机床所使用。窗体顶端生产工艺准备：生产工艺是要解决产品如何制造的问题。生产工艺准备工作的内容包括：对产品设计的工艺性进行分析和审查、拟定工艺方案、编制工艺文件、设计制造工艺装备与专用设备、确定产品质量控制与技术检验方法及调整生产线等。生产工艺准备工作的根本任务是：根据产品设计的要求，采用先进的工艺技术，保证产品的加工制造符合高效率、高质量、低消耗、安全和环保的要求，使产品达到预定的质量标准。技术的选择 技术的选择是工艺过程选择的主要内容之一。技术的选择包括：从理论上考虑是否具有制造某种产品所需的技术；确定采用何种技术是可行的即对具体工艺技术方案进行选择，从而使可能性装化为可行性。当今世界，科学技术飞速发展，新技术层出不穷。某些技术上的突破可以使困境中的企业摆脱危机，取得经营上的成功。但并不是所有新技术都能迅速显示出其应用前景和经济价值。例如，从海水中提取淡水的技术，已存在多年，可以说已具备了生产这种产品的可能性，但是，在有淡水资源的地区，是不会采用这种技术生产淡水的，其主要原因是生产成本太高。这就是说，仅从生产的经济性角度考虑是不行的。因此，在选定产品之前，必须对制造产品所需技术的可能性与可行性做出至少是笼统的回答。具体的技术选择是很复杂的，其主要过程是： 首先，要依靠技术专家考虑工程技术上的可行性。例如，两片金属材料的成型、连接和精加工过程，有很多种不同的工艺选择方案可供选择，显然，在寻求最有工艺方案时，工作量是很大的。一般来说，经过训练有素的技术专家的鉴别，可以剔除大量不合理的工艺方案。 其次，进行技术选择时，还需要从经济角度考虑，即从技术所具备的功能角度，选择具有适当功能的技术，而不是具有过剩功能的技术。通常，具有不同功能的技术，其使用费用也不同。一味追求高技术，在生产经营中是不可取的。因此，技术方案的选择，不论是自行研究还是引进，均应根据产品性能、质量标准以及生产规模等，特别要根据本企业的具体情况来确定。计算机辅助制定工艺路线系统 计算机辅助制定工艺路线系统不仅可以寻找最优工艺路线，而且还可确定一些辅助信息，例如，所要加工制造零件的形状、精度和标准时间等。计算机辅助制定工艺路线系统包括四个组成部分： 第一部分是处理几何形状。首先，人机对话方式把原材料的原始形状数据输入存储器，以备需要时在荧光屏上进行检索。从原始材料最初形状变成零件最终形状所要使用的各种单元图形，以及各种附加信息，如形状、精度等，也可以在荧光屏上检索出来。所需要处理的项目都以“菜单”方式列出，操作人员可以从中选取某些项目，并把既定的数据输入计算机。计算机在接收到所有的必须信息后，就可以将各单元图形拼接在原材料图形的规定位置上，并将这些部分除掉。与此同时，还要检查相应工序的工艺可行性。操作人员对处理过的形状检查之后，便可为下一次的加工制定单元图形。重复这一过程，就可以得到零件的最终形状。 第二部分是决定加工顺序（工艺路线）。在上面的程序中，把形成零件所需的全部单元图形存入后，就可以自动地确定出最优的加工顺序，同时也确定了所要使用的生产设备。进行工作时，首先按照基本形状单元的主要工艺路线程序来安排单元图形，然后再按照附加工艺表面（如钻孔、切槽、螺纹加工等）的工艺路线程序安排单元图形。这样，就会在荧光屏上显示出零件的加工顺序，以及各加工部位和尺寸。操作人员只需检验结构是否合理即可。第三部分是计算生产时间。有关切削条件和其他补充加工等信息，如尺寸测量和加工后的表面检验等，在需要时也可存入计算机。存入计算机中的每个工序所需的生产时间，要根据标准时间数据，并考虑到生产设备、工艺装备和工件安装方面的变更情况加以计算。第四部分是打印输出。从上述过程中得到的结果，可作为推荐的加工顺序，连同被加工制造零件所需的其他信息，如形状、精度、切削条件、生产时间等等，一并打印输出。决策支持系统和专家系统 决策支持系统和专家系统是指制定决策的可行方案，收集和分析用于评估决策方案的相关信息，并且验证哪个或哪组方案是最佳方案的由各部门专家组成的一个系统。这一系统可以用来支持甚至取代决策工作窗体底端。需在下列场合安排检验工序：（1)粗加工全部结束之后；（2)送往外车间加工的前后；（3)工时较长和重要工序的前后；（4)最终加工之后。除了安排几何尺寸检验工序之外，有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要注意清洗。在用磁力夹紧工件的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线确定加工方法之后，就要按零件加工的生产类型和工厂具体的时间条件确定工艺过程的工序数。确定加工的（1）工艺过程 在产品的生产过程中，与原材料变为成品有直接关系的过程称为工艺过程。例如，铸造、锻造、焊接和零件的机械加工等。（2）机械加工工艺过程在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和性能使之变为成品的工艺过程，称为机械加工工艺过程。（3）机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。（4）工序一个(或一组)工人，在一台机床上(或一个工作地点)，对一个(或同时几个)工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。这里必须注意，构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序内的工作是连续完成的。机械加工工序安排：先加工定位基准面，在加工其他表面，先加工主要表面在加工次要表面，先安排粗加工在进行精加工，先加工平面，在加工孔。3.1.9工艺路线的拟定:主要任务： 表面加工方法的选择 ， 加工顺序 的安排， 整个工艺过程中工序的数量 。 （1)表面加工方法的选择零件的加工，实质上就是这些简单几何表面(外圆柱面、孔、平面或成形表面)加工的组合。因此，在拟定零件的加工工艺路线时，首先要确定构成零件各表面的加工方案。 选择加工方法要能保证加工表面尺寸精度 要求和表面粗糙度 要求 所选择的加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求。 选择加工方法要与零件材料加工性 能、热处理 状况相适应。 选择加工方法要与生产类型（批量） 相适应。 选择加工方法要与本厂现有生产条件 相适应。 （2)加工顺序的安排加工顺序的安排对保证加工质量，提高生产效率和降低成本都有重要的作用，是拟定工艺路线的关键之一。切削加工顺序的安排热处理工序的安排辅助工序的安排(1)切削加工顺序的安排先粗后精， 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。(2)热处理工序的安排 为消除工件内应力安排的热处理工序，例如，人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行。为了减少运输工作量，对于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前进行。对于机床床身、立柱等结构较为复杂的铸件，在粗加工前后都要进行时效处理(人工时效或自然时效)，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形产生。为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行加工阶段的划分通常以热处理为界。(3)辅助工序的安排 检验工序是保证产品质量的必要措施之一。一般安排在粗加工完全结束以后，重要工序加工前后，零件在车间之间转换时，零件全部加工结束之后进行。 有时在某些工序之后还应安排一些如去毛刺、清洗、去磁、涂防锈油等辅助工序。 (4)工序的集中与分散(确定工序的原则数量）在安排了加工顺序以后，就需将加工表面的各步加工，按不同的加工阶段和加工顺序组合成若干个工序，从而拟定出整个加工路线。组合成工序时可采用工序集中或工序分散的原则。 工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工的内容多。工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少。2.4.机械加工余量的确定：2.4.1加工余量加工余量是指在加工过程中从被加工表面上切除的金属层厚度。加工余量可分为总加工余量和工序加工余量(工序余量)两种。工序余量又可分单边余量和双边余量两种。在平面上，加工余量为非对称的单边余量。在回转表面(外圆和孔)上，加工余量为对称的双边余量，其实际切除的金属层的厚度为加工余量之半。2.4.2加工余量的确定（1）分析计算法（2）查表修正法 (应用广泛 ) （3）经验估计法 单件小批量生产时，中小型零件常见工序