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毕业设计（论文）任务书二级学院：专 业：学 生 姓 名：学 号：设计(论文)课题：起 迄 日 期: 年 月 日 年 月 日设计(论文)地点:指 导 教 师:专业教研室负责人:发任务书日期: 年 月 日任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“系别”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字；5任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： (1) 使学生明白机械产品设计综合训练的内容、程序及要求；(2) 使学生熟悉机械产品设计过程；(3) 培养学生综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。(4) 培养学生查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。(5) 培养学生工程绘图、书写技术报告、编写技术资料的能力。(6) 训练学生机械机构原理图、装配图、零件图的初步的设计能力； (7) 对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论去处理实际的能力、实验能力、外语水平、计算机应用水平、书面及口头表达能力进行考核。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（一）本设计的内容 本设计内容是轨轮轴加工工艺优化设计，毛胚轴选用直径为105mm的轴。 主要技术参数：（1） 轴的材料选用45#钢；（2） 外圆加工采用“粗车-半精车”的车削方式；（3） 外圆的表面粗糙度为3.2。（二）设计要求 （1）在指导老师指导下完成方案设计； （2）独立完成的详细设计； （3）图纸绘制和标注应符合国家标准； （4）设计或论文应在教学计划所规定的时间内完成； （5）论文书面材料的形成应符合学院规定。 毕 业 设 计 论 文 任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计、论文、图表、实物样品等： （1）须绘制产品项目设计总装图一张、零件图若干，标注清楚，绘图数量折合总计不少于1.5张（CAD）零号图，打印装订成册； （2）翻译机械相关外文资料一篇，不少于15000印刷字符； （3）毕业设计论文不少于8000字；4主要参考文献：1高莉莉.机械制造技术.上海：上海交通大学出版社，2014.42王宁侠.机械设计.西安：西安电子科技大学出版社,2008.103黄添彪.数控机床加工工艺分析与设计.北京：经济科学出版社,2015.74黄鹤汀.机械制造装备.北京：机械工业出版社,2009.125孙 恒.机械原理.北京：高等教育出版社,2013.56韩进宏.互换性与技术测量.北京：机械工业出版社，2004.77朱晓春.数控技术.北京：机械工业出版社，2006.48赵丽萍.机械工程材料.北京：北京航空大学出版社，2011.58陈安宁.机械工程科技英语.西安.西安电子科技大学出版社.2007.89徐剑锋.机械设计课程设计.北京：化学工业出版社，2012.810王 强.机械原理课程设计指导书.重庆.重庆大学出版社.2013.311陈康宁.机械工程控制基础.西安.西安交通大学出版社1997.1112韩江水.工程力学.徐州.中国矿业大学出版社.2011.713辛宗远.自动化制造系统.北京.北京大学出版社2012.814何铭新.同济大学，上海交通大学等院校机械制图编写组编.北京.高等教育出版社.2010.715王明海.现代机械加工新技术.北京：电子工业出版社,2013.516Hallum, Diane L.Fundamentals of injection moldingManufacturing Engineering v 118 n 6 Jun 1997. p 68, 70-72 毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容 第1周第2周（10月5日10月18日） 讨论题目，查阅相关资料；完成任务书与开题报告的编写。第3周第4周（10月19日11月1日）在老师指导下，拟定加工工艺路线，分析比较，确定最佳方案。第5周第10周（11月2日12月13日）确定主要参数以及各结构尺寸；正确绘制装配图、零件图。 第1112周（12月14日12月25日）由指导老师审核，修改完善毕业论文、翻译等资料，查重、打印、装袋、提交论文，准备答辩。教研室审查意见：教研室主任签名： 年 月 日毕 业 设 计（论 文） 开 题 报 告 课 题 _院（系、部) _ 专业及班级 _ 姓名及学号 _ 指 导 教 师 _ _日 期 _关于本科毕业设计（论文）开题报告的规定为切实做好本科毕业设计（论文）的开题报告工作，保证论文质量，特作如下规定：一、开题报告是本科毕业设计（论文）的必经过程，所有本科生在写作毕业设计（论文）之前都必须作开题报告。二、开题报告主要检验学生对专业知识的驾驭能力和研究能力，考察写作论文的准备工作是否深入细致，包括选题是否恰当，资料占有是否翔实、全面，对国内外的研究状况是否了解，本人的研究是否具有创新性等。三、毕业设计（论文）开题报告前，学生必须根据所学专业培养目标，与教师双向选择后确定选题，根据任务书广泛查阅文献，深入调查，收集资料，制定研究方案，在此基础上撰写开题报告。四、学生设计（论文）开题前需认真填写开题报告表，并向导师提出申请，由毕业设计（论文）指导小组负责开题报告的评议。五、毕业设计（论文）指导小组应当对开题报告进行认真评议，主要评议论文选题是否恰当，研究设想是否合理、可行，研究内容与方法是否具有开拓性、创新性，是否可以开始进行论文写作等。评议结果分为“合格”和“不合格”两种，学生开题报告评议结果须为“合格”方可开始论文写作。毕业设计（论文）指导小组不得少于3人。六、开题报告表应送交所在系(部)保存。七、表中各项可自行加页。安科技大学高新学院毕业设计(论文)开题报告课题轨轮轴加工工艺优化设计选题类型工程设计 一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：1、国内外研究现状、水平和发展趋势及生产需求状况：轨轮轴是一种将轴和轮连接在一起工件，通常与其他设备如带式输送机等配套使用，实现给料、喂料、配料、定量包装等流程的自动化作业，被广泛应用于矿山、冶金、选煤、化工、电力、建筑、制药等工业领域。如在矿山选矿流程中，与选矿设备配套使用，主要用于溜井放矿、转载装车、选矿破碎给料等作业；在煤矿作业流程中，大多于带式输送机配套使用，用于井下转载、箕斗下转载、原煤仓下配煤、精煤仓下装车和洗选机均匀给料等作业；在水泥及混凝土加气块设备生产线中，可用于混凝土搅拌站水泥的给料；在电力行业，主要配置在煤仓下用于配煤系统的转载。(1) 、轨轮轴国内外发展状况国内发展状况：我国轴承业继日本、美国和德国之后居世界第4。但与世界轴承工业强国相比,我国轴承业还存在较大差距,主要表现为高精度、高技术含量和高附加值产品比例偏低、产品稳定性差、可靠性低、寿命短等。 我国轴承企业总数在世界上占据第一位,但其中多数企业规模不大,竞争能力不强,抗风险能力弱。国内传统五大轴承企业的轴承产量约占全国总量的20%,德国三大公司轴承产量占全国总产量的96%,美国四大公司占56%,日本五大公司占有率高达99.2%。 2、轴承行业发展前景 轴承的出口增长低于进口增长,我国中高端轴承产品仍依赖进口。据统计,我国轴承出口产品仍以微型、小型和中小型深沟球轴承及小型、中小型圆锥滚子轴承、滚针轴承等产品为主,而高精度、高技术含量和高附加值轴承比例偏低。出口市场主要集中在美国、日本及欧盟等国家和地区。 3、我们以阿里巴巴为例: 在alibaba买家分布中,广东、浙江、上海买家数占61%,其市场开发潜力巨大。 关于轴承行业的未来分析,主要集中以专案专评的形势报告体现,在此因篇幅的原因,只能粗略的讲述: 下面着重分析行业目前概况及各地区相对比的情况. 1、轴承行业概况 (1)轴承行业介绍轴承,是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支承旋转轴或其它运动体,引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷,可分为滚动轴承和滑动轴承两类。轴承是机械工业使用广泛、要求严格的配套件和基础件。由于使用范围广泛,决定了轴承品种的多样性和复杂性。由于要求严,决定了轴承质量和性能的重要性。滚动轴承广泛应用于工业、农业、交通运输、国防、航空航天、家用电器、办公机械和高科技等领域。按产品使用用途,滚动轴承可大致分为滚珠轴承、向心轴承、推力轴承、球轴承、滚子轴承等。 (2)轴承行业认证从轴承行业各种标准来看,主要包括如下: 轴承工业标准 标准名称 滚动轴承国家标准 gb/t 滚动轴承国家机械行业标准 jb/t 国际标准 iso/tc4 国外先进标准 jis b jis d ansi b ansi/afbma (3)国内轴承行业的城市产能特点哈轴、瓦轴、洛轴等是我国轴承行业的大型骨干排头兵企业。辽宁瓦房店市辽宁省瓦房店市被中国机械工业联合会授予“中国轴承之都”。瓦轴为全国最大转盘轴承生产基地。截止到2006年,瓦房店市拥有轴承及配件加工企业390家,其中民营轴承企业370户。瓦房店市轴承技术装备和产品质量处于国内领先水平,轴承产品销往全国各地,出口40多个国家和地区。 按照瓦房店轴承产业基地规划,“十一五”期末,瓦房店地区的轴承企业将达到600户,销售收入占全国的1/3以上。洛阳轴承产业是洛阳市传统优势产业之一。2007年,洛阳市政府出台8项扶持政策支持轴承产业全面发展。洛阳地区的二十多家出口企业出口轴承238批479.2万美元,分别较同期增加88.9%和15.41%,数量同比下降。轴承出口企业由通用型号、微利和低价格优势向特种型号、高品质、高附加值迈进。山东烟店镇烟店镇轴承市场被列为“全国二十个重点专业市场”之一,产品销往全国各地及东南亚、欧美等二十多个国家和地区。目前,烟店镇拥有轴承加工企业和加工业户1000余家,从业人员6万多人,可生产加工11大类、5000多种型号的各类轴承,该镇已形成了一条从轧钢、钢管生产、锻造、热处理、零部件加工到组装较为完整的产业链。国外发展状况：世界轴承工业的形成与发展大致经历了三个阶段：第一阶段,即世界轴承工业的初创阶段,时间是十九世纪末期至二十世纪初期。当时,轴承发明、应用虽然已有一段时间,而轴承的工业化生产则从无到有,刚刚起步,相当幼稚。主要特点是：1、生产规模极小,一个大厂也只有十几人到几百人,日产量不过几套到几百套,属于手工作坊式生产；2、设备简陋,技术落后,多是凭经验生产；3、材料以碳钢为主,精度不高,价格却昂贵；4、品种极少,用途十分有限。当时轴承生产技术只掌握在英国、德国、瑞典、美国等少数企业手中。第二阶段,即世界轴承工业的成长阶段,时间大约是在第一次世界大战结束至第二次世界大战以后。两次世界大战刺激了军事工业的发展,轴承在军事工业中的地位日益提高,加之科学技术飞速发展,一战后的短暂稳定和二战中的军火急需,促使世界轴承工业迅速发展。主要特点是：1、生产规模急剧扩大,产量迅速提高,主要轴承生产国家年产量超过3500万套；2、生产设备完善,技术手段先进,普遍采用了机群式批量生产；3、轴承材料发展到以铬钢等合金钢为主,产品质量大为提高；4、轴承品种增加,广泛用于汽车、飞机、坦克、装甲车、机床、仪器、仪表、缝纫机等众多领域。在这时期,人们对轴承的认识和重视升华到了空前的高度。第三阶段,即世界轴承工业的发展阶段,时间是二十世纪五十年代至今。经过二次世界大战以后,人们迎来了和平时代,国际经济复苏繁荣,使人类开创了和平发展的新纪元。伴随航空航天、核能工业、电子计算机、光电磁仪器、精密机械等高新技术的飞速发展,体现当代科学技术水平的世界轴承工业进入一个全面革新制造技术,迅速发展品种,轴承精度、性能、寿命日益成熟完善的历史新时期。这个时期的特点是：1、轴承企业规模超级化、集团化,形成了超千逾万人的大型企业集团和跨国公司,如日本的NSK轴承、NTN轴承、IKO轴承、KOYO轴承、NACHI轴承、NMB轴承,瑞典的SKF轴承,美国的TIMKEN轴承、德国的FAG轴承、INA轴承等；2、轴承产量猛增。五十年代初期,世界轴承总产量不过9亿套,六十年代初已达18亿套,七十年代初为40亿套,八十年代初上升到70亿套,九十年代后期已超过100亿套；3、轴承品种繁多,用途日益广泛。既有传统的单列、双列、多列球轴承,圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承等,又有万向节轴承、超薄壁轴承、空气轴承,各种在高速、高温、低温、防磁、耐腐蚀等特殊工况下使用的专用轴承等等；4、设备先进,自动化程度高,测试手段完善,工序间电脑管理,少人无人操作,技术水平高,生产效率高。如日本NTN公司的盘田制作所球轴承厂有自动线35条,每条生产线仅5人管理,日产40万套,年产1.68亿套；5、轴承材料高级化、复合化、多样化,因而轴承质量有较大提高。轴承材料不仅包括高碳铬钢、渗碳钢、不锈钢、耐热钢、工具钢等金属材料,而且还有陶瓷、塑料、石墨和碳纤维等非金属材；6、轴承国际贸易空前发展。可以说世界轴承工业促使所有使用轴承的工业、行业,领域发展繁荣起来,对于整个世界经济和人类社会进步做出了巨大贡献。紧跟时代步伐,世界轴承工业经过一百余年的艰苦奋斗,从无到有,从小到大,取得了辉煌的成就。但在其成长、发展、壮大的过程中,也经历了诸多困难的挫折,经受了国际风云变幻的严峻考验。最为突出的是经历了九十年代初世界经济衰退期和1998年东南亚金融危机的猛烈冲击,世界轴承工业一度陷入了徘徊发展的困境之中,生产缩减、产品积压、销售下降、效益滑坡,有的轴承公司甚至出现经营亏损。如美国轴承制造业1992年亏损2.3亿美元,近年来美国对亚洲地区的出口以年均30的速度下降,对泰国、韩国和FAG公司1993年财务收入亏损9400万德国马克；瑞典SKF公司1993年财务收入亏损3.29亿瑞典克朗,1998年亏损更大,达9.99亿瑞典克朗；日本轴承行业自1990年创下6300多亿日元的的产值记录之后,1991年便开始滑坡,1992年以后跌破6000亿日元大关,节节败退。1998年公布的日本企业年报表明,NSK、KOYO、NTN、NACHI无一例外地继续滑坡。世界经济的萧条和亚洲金融危机的负面影响不可小视,这期间世界轴承工业的发展前途忽明忽暗,一会儿被抛至低谷,一会儿又似乎峰回路转,一波三折,使轴承行业的人们饱尝了酸甜苦辣。面对风云变幻的形势,各轴承公司不得不调整发展计划和经营策略,试图摆脱困境。(2) 、我国轨轮轴行业的需求趋势 伴随着下游行业对轨轮轴需求量的不断增加，市场对于给轮轴的品种、质量和功能的要求也越来越高，综合国内外给轮轴的应用状况，我国给轮轴行业的需求趋势如下：下游市场对给轮轴的运行速度要求越来越高。轨轮轴的耐磨性和强度提高。个性化的服务将成为上游企业的必然选择。节能、环保设计的给轨轮轴将成为未来市场需求的主要方向。 2.选题的目的，意义 为了提高强度、降低噪声、减轻重量、增加安全性、便于检修等各个方面的优化 ,我选择了轨轮轴加工工艺优化设计，同时对工艺方面也有改进。本设计主要设计内容是：设计方案的确认和选择；主要零件的设计与校核；毛胚的选择，基准的确认，完成总装图和零件图。3. 文献综述见附件参考文献1高莉莉.机械制造技术.上海：上海交通大学出版社，2014.42王宁侠.机械设计.西安：西安电子科技大学出版社,2008.103黄添彪.数控机床加工工艺分析与设计.北京：经济科学出版社,2015.74黄鹤汀.机械制造装备.北京：机械工业出版社,2009.125孙 恒.机械原理.北京：高等教育出版社,2013.56韩进宏.互换性与技术测量.北京：机械工业出版社，2004.77朱晓春.数控技术.北京：机械工业出版社，2006.48赵丽萍.机械工程材料.北京：北京航空大学出版社，2011.58陈安宁.机械工程科技英语.西安.西安电子科技大学出版社.2007.89徐剑锋.机械设计课程设计.北京：化学工业出版社，2012.810王 强.机械原理课程设计指导书.重庆.重庆大学出版社.2013.311陈康宁.机械工程控制基础.西安.西安交通大学出版社1997.1112韩江水.工程力学.徐州.中国矿业大学出版社.2011.713辛宗远.自动化制造系统.北京.北京大学出版社2012.814何铭新.同济大学，上海交通大学等院校机械制图编写组编.北京.高等教育出版社.2010.715王明海.现代机械加工新技术.北京：电子工业出版社,2013.516Hallum, Diane L.Fundamentals of injection moldingManufacturing Engineering v 118 n 6 Jun 1997. p 68, 70-72 二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程本设计内容是轨轮轴加工工艺优化设计，毛胚轴选用直径为105mm的轴。 主要技术参数：（1） 轴的材料选用45#钢；（2） 外圆采用“粗车-半精车”的车削方式； （3）外圆的表面粗糙度为3.2。 设计思路 （1）轨轮轴毛胚的选择； （2）加工工艺的确定 （3）确定主要参数以及各结构尺寸； （4）正确绘制装配图、零件图； （5）编写设计说明书。 三、毕业设计(论文)工作进度安排1 - 2周（10月5日10月18日） 讨论题目，查阅相关资料；完成任务书与开题报告的编写。 3 - 4周（10月19日11月1日） 在老师指导下，拟定加工工艺路线，分析比较，确定最佳方案。5- 10周 （11月2日12月13日） 确定主要参数以及各结构尺寸；正确绘制装配图、零件图。11-12周（12月14日12月25日） 由指导老师审核，修改完善毕业论文、翻译等资料，查重、打印、装袋、提交论 文，准备答辩。指导教师意见 指导教师签名:_年 月 日毕业设计（论文）指导小组审核意见难度份量综合训练程度是否隶属科研项目组长_ （公 章）年 月 日附件：文献综述文献综述随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，加工效率，简化工序等方面的优势。国内外数控发展概况：随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。数控技术发展趋势：性能发展方向（1）高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。（3）工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。（4）实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。功能发展方向： （1）用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 （2）科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。体系结构的发展： （1）集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。 （2）模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。 （3）网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。1毕业设计（论文）题 目轨轮轴加工工艺优化设计所属系部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期2摘 要本文是对轨轮轴零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计钻孔夹具。关键词：轨轮轴，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具AbstractThis paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center.Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture目 录摘 要 .2ABSTRACT .3目 录 .41 绪 论 .62 零件的分析 .52.1 零件的工艺分析.52.2 零件的工艺要求 .53 工艺规程设计 .63.1 加工工艺过程 .63.2 确定各表面加工方案.63.2.1 考虑因素.73.2.2 加工方案的选择.73.3 确定定位基准 .73.3.1 粗基准的选择.73.3.2 精基准选择的原则.83.4 工艺路线的拟订.83.4.1 工序的合理组合.83.4.2 工序的集中与分散.93.4.3 加工阶段的划分.103.4.4 加工工艺路线方案的比较.113.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.133.5.1 毛坯的结构工艺要求.133.5.2 零件的偏差计算.143.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）.144 钻 2-6 孔专用夹具设计.244.1 问题的指出.244.2 定位基准的选择.244.3 夹具方案的设计.244.4.切削力和夹紧力计算.2554.5 夹紧力的计算.254.6 定位误差分析.264.7 零、部件的设计与选用.274.8 确定夹具体结构尺寸和总体结构.29总 结 .30参考文献 .32致谢 .331 绪 论机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，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来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。而本次对于零件加工工艺及夹具设计的主要任务是： 完成零件零件加工工艺规程的制定； 完成专用夹具的设计。通过对零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出零件加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。2 零件的分析2.1 零件的工艺分析图 2-1 轨轮轴轨轮轴是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有轨轮轴端面要求加工，对精度要求也很高。零件的底面、中心孔粗糙度要求是，所以都要求精加工。其中2 . 3Ra心孔有同轴度公差要求因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。2.2 零件的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。（1）以左右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：左右端面的加工；6其中表面粗糙度要求为，6.3Ram（2） 以90 外圆、85 外圆、100 外圆外圆为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：外圆端面的加工；其中表面粗糙度要求为，3.2Ram（3）以50，30，45孔为主要加工表面的加工孔。（4）以2-6 孔、M12X1.5为主要加工孔。上面主要是对零件零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为型材和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。3 工艺规程设计3.1 加工工艺过程由以上分析可知，该零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知：零件的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。3.2 确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计零件的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较低的机床。73.2.1 考虑因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。3.2.2 加工方案的选择 由参考文献3表 2.112 可以确定，平面的加工方案为：粗车半精车（） ，粗糙度为6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度79ITIT:aR可以较小。(2)孔加工方法：因为孔的表面粗糙度的要求，所以我们采用钻扩的加工方法。2 . 3Ra3.3 确定定位基准3.3.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个8加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知，主要是选择加工零件底面的装夹定位面为其加工粗基准。3.3.2 精基准选择的原则要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件零件图分析可知，它的底平面，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用的44孔为加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。3.4 工艺路线的拟订对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。零件的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.4.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费9事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%8090 c:苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。mg2003.4.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。103.4.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为 IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。113.4.4 加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订二个加工工艺路线方案。4.5.1 工艺路线方案一 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容10开料开料毛坯20检查毛坯热处理，时效处理30粗车粗车右端面，粗车 90 外圆粗车 85 外圆台阶，注意各外圆留 1mm 的半精车余量。40粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆 100，注意各外圆留 1mm 的半精车余量50半精车半精车右端面，半精车 90 外圆、85 外圆台阶60半精车掉头，半精车左端面，半精车外圆 100，70钻钻中心孔通孔，先钻底孔 20，扩 30 中心孔到规定尺寸。80半精车半精车 50 内孔。90半精车半精车 45 内孔及倒角。100车车 M36 内螺纹110铣铣宽度为 40 的槽120铣铣 R10 槽130钻孔钻圆周 2-6 孔140钻孔钻径向 2-6 孔150钻孔攻丝钻 M12X1.5 底孔，并进行攻丝160钳工去毛刺，清洗170终检终检入库4.5.2 工艺路线方案二12 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容10开料开料毛坯20检查毛坯热处理，时效处理30粗车粗车右端面，粗车 90 外圆粗车 85 外圆台阶，注意各外圆留 1mm 的半精车余量。40粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆 100，注意各外圆留 1mm 的半精车余量50半精车半精车右端面，半精车 90 外圆、85 外圆台阶60半精车掉头，半精车左端面，半精车外圆 100，70半精车半精车 50 内孔。80半精车半精车 45 内孔及倒角。90钻钻中心孔通孔，先钻底孔 20，扩 30 中心孔到规定尺寸。100车车 M36 内螺纹110铣铣宽度为 40 的槽120铣铣 R10 槽130钻孔钻圆周 2-6 孔140钻孔钻径向 2-6 孔150钻孔攻丝钻 M12X1.5 底孔，并进行攻丝160钳工去毛刺，清洗170终检终检入库因左右两端面均对 30mm 孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端面上 23mm 孔放后面加工。初步拟订加工路线方案一。方案一遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难； 13通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容10开料开料毛坯20检查毛坯热处理，时效处理30粗车粗车右端面，粗车 90 外圆粗车 85 外圆台阶，注意各外圆留 1mm 的半精车余量。40粗车掉头，粗车左端面，粗车外圆 100，注意各外圆留 1mm 的半精车余量50半精车半精车右端面，半精车 90 外圆、85 外圆台阶60半精车掉头，半精车左端面，半精车外圆 100，70钻钻中心孔通孔，先钻底孔 20，扩 30 中心孔到规定尺寸。80半精车半精车 50 内孔。90半精车半精车 45 内孔及倒角。100车车 M36 内螺纹110铣铣宽度为 40 的槽120铣铣 R10 槽130钻孔钻圆周 2-6 孔140钻孔钻径向 2-6 孔150钻孔攻丝钻 M12X1.5 底孔，并进行攻丝160钳工去毛刺，清洗170终检终检入库3.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件采用的是 45#制造，其材料是 45#，生产类型为小批生产，采用型材毛坯。3.5.1 毛坯的结构工艺要求零件为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：14 由于型材件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。 为了使金属容易充满模膛和减少工序，型材件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免型材件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。 型材件的结构中应避免深孔或多孔结构。 型材件的整体结构应力求简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类3.5.2 零件的偏差计算“轨轮轴零件”零件材料采用 45#制造。材料为 45#，硬度 HB 为 170241，生产类型为大批量生产，采用型材毛坯。（1）下端面的加工余量。根据工序要求。各工步余量如下：粗车：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2.23。其余量值规定为，mm4 . 37 . 2现取。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取。mm0 . 3mm28. 0半精车：参照机械加工工艺手册表 2.3.59，其余量值规定为。mm5 . 1（3）孔毛坯为实心，不冲孔。3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）3.6.1 工序 30粗车右端面，粗车 90 外圆粗车 85 外圆台阶，注意各外圆留 1mm 的半15精车余量。所选刀具为 YG6 硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表 1.1，由于CA6140 机床的中心高为 200（表 1.30） ，故选刀杆尺寸=，刀片mmHBmmmm2516厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角mm5 . 40V012=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。006vK090vK010s00srmm8 . 0.确定切削深度pa由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故mm3 = （3-1）pamm3.确定进给量f根据切削加工简明实用手册可知：表 1.4刀杆尺寸为，工件直径400 之间时，mm16mm25pamm4100 进给量=0.51.0frmm按 CA6140 机床进给量（表 4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7frmm确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 130，CA6140 机床进给机构允许进给力=3530。maxFN根据表 1.21，当强度在 174207时，=HBSpamm4f75. 0rmmrK时，径向进给力：=950。045RFN切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表 1.292） ，故实际fFroFfKsFfKkrFfK进给力为： =950=1111.5 （3-2）fF17. 1N由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。frmm7 . 0.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表 1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿mm5 . 1命=。Tmin60.确定切削速度0V切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表 1.11，当硬质合金刀加工硬度 2002196YG的铸件，切削速度=。HBSpamm4frmm75. 0Vmin63m切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表tvKmvKsvKTvKKvK1.28） ，故：16 =tVvK=63 （3-0V0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 13） min48m =120 （3-nDVc1000127481000minr4）根据 CA6140 车床说明书选择 =1250nminr这时实际切削速度为：cV = （3-cV1000cDn1000125127min50m5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表 1.25，=，HBS160245pamm3f，切削速度时，rmm75. 0min50mV =CPKW7 . 1切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：krPckPcrK0 =1.7=1.2 （3-CP73. 0KW6）根据表 1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故nmin125rEPKW9 . 5CPEP所选切削用量可在 CA6140 机床上进行，最后决定的切削用量为：=3，=，=，=pammfrmm7 . 0nmin125rsr08. 2Vmin50m. 计算基本工时 （3-7）nflt 式中= +， =81Llyl由切削用量简明使用手册表 1.26，车削时的入切量及超切量y+=，则mm1=81L = （3-8）mt7 . 012581min46. 1 173.6.2 工序 40掉头，粗车左端面，粗车外圆 100，注意各外圆留 1mm 的半精车余量本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序相同的可转位车刀。采用工序确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：a =2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T =56pmmrmmsrminmis3.6.3 工序 50半精车右端面，半精车 90 外圆、85 外圆台阶所选刀具为 YG6 硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表 1.1，由于C6021 机床的中心高为 200（表 1.30） ，故选刀杆尺寸=，刀mmHBmmmm2516片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=mm5 . 40V0120，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。06vK090vK010s00srmm8 . 0.确定切削深度pa由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故mm5 . 2 = pa25 . 2mm25. 1.确定进给量f根据切削加工简明实用手册可知：表 1.4刀杆尺寸为，工件直径400 之间时，mm16mm25pamm4100 进给量=0.51.0frmm按 CA6140 机床进给量（表 4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7frmm确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 130，CA6140 机床进给机构允许进给力=3530。maxFN根据表 1.21，当强度在 174207时，=HBSpamm4f75. 0rmmrK时，径向进给力：=950。045RFN切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表 1.292） ，故实际fFroFfKsFfKkrFfK进给力为： =950=1111.5 由于fF17. 1N切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。frmm7 . 0.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表 1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿mm5 . 118命=。Tmin60.确定切削速度0V切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表 1.11，当硬质合金刀加工硬度 20021915YT的铸件，切削速度=。HBSpamm4frmm75. 0Vmin63m切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表tvKmvKsvKTvKKvK1.28） ，故： =tVvK=63 （3-0V0 . 10 . 184. 092. 00 . 10 . 112） min48m =120 （3-nDVc1000127100048minr13）根据 CA6140 车床说明书选择 =1250nminr这时实际切削速度为：cV = （3-cV1000cDn1000125127min50m14）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表 1.25，=，HBS160245pamm3f，切削速度时，rmm75. 0min50mV =CPkw7 . 1切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：krPckPcrK0 =1.7=1.2 CP73. 0kw根据表 1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所nmin125rEPkw9 . 5CPEP选切削用量可在 CA6140 机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，=，=pammfrmm7 . 0nmin125rsr08. 2Vmin50m.计算基本工时 （3-15）nflt 19式中= +由切削用量简明使用手册表 1.26，车削时的入切量及超切量y+Lly=，则=126+ =mm1L1mm128 =mt7 . 0125127min4 . 1.6.4 工序 60掉头，半精车左端面，半精车外圆 100，本工序仍半精车。已知条件与工序 50 相同，车可采用工序 50 相同的可转位车刀。3.6.5 工序 70钻中心孔通孔，先钻底孔 20，扩 30 中心孔到规定尺寸。本工序采用计算法。表 3-5 高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-60直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-60直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-60锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-60锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用 Z525 摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表 2.4-37 钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为 4500，表 10.2-5 标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30 ，锋交 2=118 ，后角 a=10 ,横刃斜角00f0=50 ，L=197mm,l =116mm。01表 3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自 GB6137-60） mm直柄麻花钻直径范围ll111.10013.20151101表 3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 GB6137-60） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表 3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度 mm钻头直径 d0（mm）刀具材料加工材料20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度 T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径 d0（mm）201120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为 0.50.8mm 刀具耐用度 T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表 10.4 高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表 4.13 中可知，进给量取 f=0.60。zmm*rmm.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 10.4-17 高速钢钻头在灰口铸铁（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工minm艺手册 孟少农 主编，表 10.4-10 钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数 K=1.0，Rmv=0.60。tv V=12=10.32 （3-17）85. 0minm则 = =131 （3-18）nminr 查表 4.2-12 可知， 取 n = 150*minr则实际切削速度 = = =11.8v实minm.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T = （3-19）ifnlllfw1其中 l= l=5 l =23f2mdRKcotwmm1mm则： t= =9.13s工序 80 半精车 50 内孔。.确定切削深度pa =pamm5 . 2.确定进给量f根据切削用量简明使用手册表 1.5 可知，当粗镗铸件时，镗刀直径，mm20pa，镗刀伸出长度为时：mm3mm125 =0.150.40frmm按 CA6140 机床的进给量（表 4.29） ，选择， =0.25frmm2532.1010001000dn10002514. 31506 . 05 . 27 . 53521.确定切削速度V = （3-9）VVyvxpmvKfaTC式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15Cv8 .189mvyTmin60x （3-65. 08 . 09 . 025. 05 . 2608 .18920. 015. 02 . 0V10） =37minm = （3-nDV10009714. 3371000min121r11）按 CA6140 机床的转速，选择 =160=2.6nminrsr.计算基本工时选镗刀的主偏角=，则=，rK0451Lmm5 . 3mmL69mmL4203L，则：rmmf25. 0srn26. 01i =117 iLT6 . 225. 045 . 369s 工序 130 钻圆周 2-6 孔确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床，刀具选用 GB1436-60 直柄短麻花钻， 机械加工工艺手册第 2 卷。根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻头直径小于 10的钻孔进给量mm为 0.200.35。rmm 则取rmmf30. 0确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9切削速度计算公式为 （3-min0mkfaTdcvvyxpmzvvvv20）查得参数为，刀具耐用度 T=35125. 0,55. 0, 0,25. 0, 1 . 8myxzcvvvvmin则 =1.6v55. 00125. 025. 03 . 053571 . 8minm22所以 =72n714. 36 . 11000minr选取 min120rn 所以实际切削速度为=2.641000714. 3120vminm确定切削时间（一个孔） =ts203 . 02228工序 150：钻 M12X1.5 底孔，并进行攻丝（1）加底孔工件材料为 45#，硬度 200HBS。孔的直径为 12mm。加工机床为 Z525 立式钻床，加工工序为钻孔至 10，选用 10 的麻花钻头。攻 M12 螺纹，选用 M12 细柄机用丝锥攻螺纹。切削深度：pa5pamm进给量：根据参考文献5表 2.4-39，取frmmf/25. 0切削速度：参照参考文献5表 2.4-41，取VsmV/43. 0由式（2.1）机床主轴转速：n，取0100010000.43 601174 / min3.14 10Vnrd900 /minnr实际切削速度：V03.14 7 9000.33/10001000 60d nVm s 被切削层长度 ：l12.5lmm刀具切入长度：1l17(1 2)12024.122rDlctgkctgmm刀具切出长度：2l02l走刀次数为 1攻 M12 的螺纹机床：Z525 立式钻床刀具：细柄机用丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量fmmp5 . 1rmmf/5 . 123切削速度：参照参考文献5表 2.4-105，取Vmin/88. 8/148. 0msmV由式（2.1）机床主轴转速：n，取010001000 8.88353.5 / min3.145Vnrd360 /minnr丝锥回转转速：取0n360 /minnnr实际切削速度： V03.145 3600.15/1000100060d nVm s 244 钻 2-6 孔专用夹具设计4.1 问题的指出由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需设计专用夹具。由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。本次设计选择设计是针对、钻2-6 孔，它将用于 Z525 钻床。4.2 定位基准的选择该工序要求中心线与端面（有位置要求，因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上，并且还要求其孔为通孔，由于端面经过精铣，精度比较高，因而工序基准为端面 A，为了便于加工，选取适当的定位基准，保证其加工要求。夹具设计应首先满足这些要求，在保证较高的生产效率的前提下，还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，并且夹具体应具有较好的刚性。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。4.3 夹具方案的设计如图所示，为了加工通孔，必须使其完全定位。首先必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便于钻床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定 V 型块和滑动 V 型块定位，这样既简单又方便。如上图所示，一底面限制的自由度有 3 个，一个固定 V 型块限制两个自由度，一个滑动 V 型块限制限制一个自由度，为使定位25可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部 6 个自由度，属于完全定位。在该定位方案中，一个支撑面顶住，限制了 z 轴的移动，z 轴的旋转，y 轴的旋转三个移动自由度。一个固定 V 型块限制了 y 轴的移动，x 轴的移动，一个滑动 V 型块限制了 z 轴的旋转，这样6 个自由度全部被限制根据上面叙述选择方案。4.4.切削力和夹紧力计算（1）刀具：刀具用高速钢刀具钻头机床： Z525 机床切削力公式： 1.20.7667fPFDfK式中 6Dmm0.22/fmm r查表得： 8210.75()736bpK其中：,0.6b0.0048pK 即：955.08()fFN实际所需夹紧力：由参考文献5表得：1 2 12 12KFKW 有：120.7,0.16安全系数 K 可按下式计算有：6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 955.08 1.561489.92()KfWK FN4.5 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25. 021 ff F=+G G 为工件自重zP26 NffFN4 .355121夹紧螺钉： 公称直径 d=20mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPaB1006MPaBs480108螺钉疲劳极限： MPaB19260032. 032. 01极限应力幅：MPakkkma76.511lim许用应力幅： MPaSaaa3 .17lim螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss s=2.54 取s=4 得 MPa120 满足要求 8 . 2242cHdF MPadNc1543 . 12经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力4.6 定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和 2 个 V 型块间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。gwj与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j27 MjjjWDADZWj由参考文献5可得：定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm得： 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7R