【正文】 切削加工過程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí)，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個(gè)零件的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。2 零件的造型 根據(jù)C6150車床主軸箱箱體的零件圖，進(jìn)行箱體零件的形體分析，進(jìn)而分析零件的作圖步驟，先選取左視圖為第一造型平面確定平面坐標(biāo)系，布圖（畫各圖基準(zhǔn)線），繪制主體結(jié)構(gòu)。 線框的生成，根據(jù)零件圖的大小，運(yùn)用畫線及平移生成圖示距離的外形輪廓，選中剪切功能鍵，將多余的線條裁掉， 所示。 實(shí)體的生成，選中繪制好的面域，然后做拉伸，拉伸的長度為650mm， 所示。 此過程僅例舉部分圖樣生成過程，使用拉伸命令分別拉伸各特征面域創(chuàng)建個(gè)部分的三維實(shí)體，包括拉伸、繪制連接板、軸孔、圓角等，并且運(yùn)用差集繪制出孔。 左箱殼的生成，隱藏上半部分繪圖時(shí)的圖層，然后繪制左箱殼的外形圖。 選中圓面做拉伸，依次選中側(cè)面的各圓面分別做拉伸，拉伸高度為60mm。 實(shí)體模型做差集 各部分的移動(dòng) 零件各部分拼接（使用命令：移動(dòng)、對(duì)齊、USC）。 做并集，在確保上步各部分已經(jīng)移動(dòng)到準(zhǔn)確的位置并對(duì)齊之后，點(diǎn)擊并集按鈕先選一部分實(shí)體模型，再選中另一部分實(shí)體模型右擊即可并集， 所示。 同上，運(yùn)用拉伸、移動(dòng)和差集做箱體的最后一部分右箱殼，然后將右箱殼移動(dòng)到相應(yīng)的位置，打開各實(shí)體圖層，運(yùn)用并集將所有部分形成一個(gè)整體，并且進(jìn)行倒圓角等處理， 所示。同時(shí)它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。 零件展開圖 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好?，F(xiàn)分析如下： 1）該零件為機(jī)床主軸箱，主要加工部位為平面和孔系，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求又高，加工時(shí)應(yīng)注意選擇定位基準(zhǔn)及夾緊力。 3） 4） 5）。 9）Ⅳ；Ⅳ。 11）Ⅳ。 13）V軸軸孔的軸線對(duì)基準(zhǔn)Q、。 15）材料HT200。 工藝分析 工藝分析的目的主要有兩個(gè)： 一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工與裝配； 二是通過工藝分析，對(duì)零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，以便制定出合理的工藝規(guī)程。有條件時(shí)應(yīng)在露天存放一年以上再加工。 3）鏜孔時(shí)，在可能的條件下盡量采用“支承鏜削”方法，以增加鏜桿的剛性，提高加工精度。 為保證在同一軸上各孔的同軸度，可采用在已加工孔上，安裝導(dǎo)向套再加工其他孔的方法。 5）鑄造時(shí)一般φ50mm以下孔不鑄出。軸內(nèi)孔之間距離的測(cè)量可以通過孔與孔之間壁厚進(jìn)行間接測(cè)量。 8）各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度，均應(yīng)通過檢驗(yàn)心軸進(jìn)行測(cè)量。在此箱體的加工中保證各孔正確位置是靠T68坐標(biāo)鏜床手動(dòng)控制坐標(biāo)來完成的，為更好地保證加工質(zhì)量，單件小批量生產(chǎn)也可采用組合夾具、專用鏜模進(jìn)行加工，批量較大時(shí)，應(yīng)采用專用鏜模進(jìn)行加工。該零件年生產(chǎn)屬小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)加工零件所需要的專用夾具是為了提高勞動(dòng)效率、降低成本。故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 長期使用經(jīng)驗(yàn)證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。 箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。焊接結(jié)構(gòu)有鑄—焊、鑄—煅—焊、煅—焊等。焊前對(duì)各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。重要的箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。采用小批量造型生產(chǎn)。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。 該主軸箱的材料是HT200，單件小批生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。在選擇基準(zhǔn)時(shí)，首先要遵守“基準(zhǔn)統(tǒng)一”和“基準(zhǔn)重合”的原則，同時(shí)必須考慮生產(chǎn)批量的大小、生產(chǎn)設(shè)備、特別是夾具的選用等因素。 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。 ②不加工表面原則 ③余量最小原則 ④使用一次原則⑤平整光潔原則 以便工件定位可靠、夾緊方便。大批大量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度高，可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。該主軸箱箱體為單件小批量生產(chǎn)，在單件小批量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度低，所以以劃線找正法安裝。加工該箱體時(shí)，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)的是以主軸孔作為粗基準(zhǔn)。一般應(yīng)考慮以下原則：1) 基準(zhǔn)重合原則2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則3) 自為基準(zhǔn)原則4) 互為基準(zhǔn)原則為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。大批生產(chǎn)時(shí)常采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即一面兩孔定位，可避免由于基準(zhǔn)變換而帶來的累積誤差。有零件圖可知：D面、W面為精基準(zhǔn)。②半精加工階段此階段要減少主要表面粗加工中留下的誤差，使加工面達(dá)到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（鉆、攻絲、銑鍵槽等），為精加工做好準(zhǔn)備。所以此階段主要目的是全面保證加工質(zhì)量。一般不用于提高形狀、位置精度。 安排加工順序復(fù)雜工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序，如何將這些工序安排在一個(gè)合理的加工順序中，生產(chǎn)中已總結(jié)出一些指導(dǎo)性的原則，先述如下。2）先主后次零件的主要加工表面（一般是指設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面、主要工作面、裝配基面等）應(yīng)先加工，而次要表面（鍵槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最終精度加工之前進(jìn)行加工。這樣，不僅使后續(xù)的加工有一個(gè)穩(wěn)定可靠的平面作為定位基準(zhǔn)面，而且在平整的表面上加工孔，加工變得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。該箱體的加工和裝配大多以平面為基準(zhǔn)，按照加工順序安排的原則，采用先面后孔的加工順序。另外，先加工平面可以將鑄件不平表面切除，可減少鉆孔時(shí)鉆頭引偏和刀具崩刃等現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)刀和調(diào)整也較為方便。根據(jù)各面各孔的精度要求，加工順序如下：A、B、C平面的加工：查《零件制造工藝與裝備》表39平面加工方法可知，通過粗銑—精銑的加工順序可以滿足要求；D、F、W平面通過粗刨—精刨—粗磨—精磨的加工順序可以滿足要求；E平面通過粗刨—精刨的加工順序可以滿足要求。 擬定加工工藝路線 擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。 綜合以上加工階段和加工順序的分析，可以初步得出C6150車床主軸箱箱體的加工工藝路線。表41 工藝路線方案一工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10鑄造20清砂30人工時(shí)效處理40涂紅色防銹底漆501）按圖樣外形尺寸及主軸孔位置劃出Ⅳ軸軸孔中心線2）劃出B、D、W、F各面加工線及找正3）根據(jù)軸承檔位置劃出A、C面加工線及找正線60以F面定位安裝，找正中心線，粗、精銑頂面BF面70以B面定位安裝，找正中心線，粗刨，半精刨D、W、F、E面，~B面80以B面定位安裝，W面找正，粗精磨D、W面，至圖樣尺寸B面90以D面、W面定位安裝，粗精銑A、C面至圖樣尺寸D、W面100以D面、W面為基準(zhǔn)，劃線樣板劃出A面各孔加工線，及其他面上孔的加工線D、W面110以D面和W面定位裝夾，按軸孔加工線找正，粗鏜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各軸孔，留加工余量5~8mmD、W面120以D面、W面、C面定位裝夾，半精鏜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各軸孔，~2mm，鉆、擴(kuò)、鉸其余各孔D、W、C面130以D面、W面、C面定位裝夾，精鏜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各孔至圖樣尺寸D、W、C面140以D面、W面和A面定位裝夾，鉆、擴(kuò)、鉸C面各孔，并鉆攻全部光孔和螺紋孔D、W、A面150粗、精磨F面160去毛刺170檢驗(yàn)180入庫 初步擬定的箱體加工工藝路線方案二如表42所示。上述兩個(gè)加工工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是把四個(gè)軸孔分開加工，在加工過程中粗鏜、半精鏜、精鏜是在同一道工序里，不符合機(jī)械加工順序中粗精分開的加工原則；而方案一在鏜孔時(shí)，把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，滿足了粗精分開的原則，可以有效避免因粗精不分給工件帶來的加工應(yīng)力無法釋放的危害，有效地保證了零件的加工精度?？紤]到機(jī)械加工順序安排原則及零件的生產(chǎn)成本等因素，方案一與方案二相比，其優(yōu)越性在于把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，符合切削加工工序順序的先粗后精安排原則，而且各軸孔加工順序按照粗加工、半精加工、精加工進(jìn)行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量，可以逐漸提高各個(gè)軸孔的質(zhì)量要求，可以提高各軸孔間的相互位置精度和各自的尺寸精度，保證箱體零件的技術(shù)要求。 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定主軸箱體的材料是HT200，單件小批生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。 表43 工序尺寸及公差表 mm工序名稱工序雙面余量Zb工序基本尺寸工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差精鏜120IT7120H7半精鏜=IT9粗鏜3=118IT11118H11鑄造（毛坯）51183=11521152⑤內(nèi)孔Φ42J6（A面Ⅱ軸孔）根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》，可查得內(nèi)孔的加工余量，并根據(jù)余量得到工序尺寸與毛坯尺寸，如下表44所示。表45 工序尺寸及公差表 (mm) 工序名稱工序雙面余量Zb工序基本尺寸工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差浮動(dòng)鏜 140IT6140J6精鏜=IT7半精鏜=IT9粗鏜3=138IT11138J11鑄造（毛坯）51383=13521352⑦內(nèi)孔Φ25H7（A面Ⅸ軸孔）由于內(nèi)孔直徑較小，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》可知毛坯上不預(yù)留孔，為實(shí)心件。表46 工序尺寸及公差表 (mm) 工序名稱工序雙面 余量Zb工序基本尺寸工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差精鉸25IT725H7粗鉸=IT8擴(kuò)=IT10鉆23=23IT1223H12⑧內(nèi)孔Φ35H7 (C面Ⅷ軸孔） 由于內(nèi)孔直徑較小，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》可知毛坯上不預(yù)留孔，為實(shí)心件。表47 工序尺寸及公差表 (mm) 工序名稱工序雙面余量Zb工序基本尺寸工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及偏差精鉸35IT735H7粗鉸=IT8擴(kuò)=IT10鉆33=33IT1233H12 確定切削用量及工時(shí)定額受論文篇幅所限，只選取部分工序及加工內(nèi)容進(jìn)行工藝計(jì)算，還請(qǐng)諒解。機(jī)床：X52K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （41）式中： V—銑削速度； d—刀具直徑。所以實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 銑削寬度：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》：（2）精銑底面B加工條件：工件材料： HT200，鑄造。查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表3034選擇工藝裝備及確定切削用量。精銑該平面的單邊余量：Z=1mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表3031，取銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表3031，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（41）有：按照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》。機(jī)床：X52K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。取銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表3034，取。實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 銑削寬度：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》，被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： （42）刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1（2）精銑左右端側(cè)平面加工條件：