【正文】 卡， 一副鉆 夾具裝配圖及零件圖，一副銑 夾具裝配圖及零件圖，全 部零件的三維造型圖及裝配圖 ， 關鍵零件的有限元分析 第 3章 零件的工藝設計 零件的功用及工藝分析 零件的功用 題目所給的零件是殼體零件，即某種產品的外殼，主要作用是 用來支承、包容、保護運動零件或其他零件，也起定位和密封作用 ，其 三維形狀 以及零件圖 如 下 ： 三維模型如下： 圖 三維模型圖 二維 零件圖如下： 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 3 圖 殼體零件圖 零件 的實際形狀如上圖所示， 從零件圖上看， 該零件 結構比較 復雜 ?，F分述如下 : （ 1）以 φ 20mm 孔中心軸線為中心的加工表面。 （ 2）以 φ 18mm 孔中心軸線為中心的加工表面。 這兩組加工表面之間有著一定的加工要求，主要是： +? mm 孔的粗糙度要求是 ； 1:7 梯形孔的粗糙度要求是 ； 其余各面及孔的粗糙度要求是 。機械產品的生產綱領除 了該產品在計劃期 內的產量以外，還應包括一定的備品率和平均廢品率， 其 計算公式為 。 由生產任務得： 100n? , 5%?? , 3%?? ，代入公式計算， ? ?60 00 1 5% 3% 10 8N ? ? ? ? ? （ 2）確定生產類型：最終傳動箱殼體長 110mm， 寬 80mm，高 100mm，屬于中型零件，殼體生產綱領為 108 件，屬于 小批量 生產。本次采用金屬模機器造型，這種鑄造方法的特點是鑄件內部組織致密，機械性能較高，單位面積的產量高，適用于泵體、泵蓋、殼體、減速箱體、汽缸頭等中、小型鑄件。 基準的選擇 選擇工件的定位基準，實際上是確定工件的定位基 面。在起始工序中，只能選擇未經加工的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。在選擇定位基準時，是從保證精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準選擇的順序就應為精基準到粗基準。粗基準的選擇對保證加工余量的均勻分 配和加工面與非加工面（作為粗基準的非加工面）的位置關系具有重要影響。 這樣便于加工 左右 兩端面，便于保證其尺寸 。 根據以上選擇的原則，我們就可以 φ 20 孔和 φ 50 右端面定位，用可調輔助支承 φ 90 外圓并找正 φ 20 外圓母線。 工序的合理組合 確定 基準 以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。便于采用通用設備。生產準備工作量少，產品更換容易。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。 制定工藝路線 加工工藝路線制定的原則是：在保證產品質量的前提下，盡量提高生產效率和降低成本，并且能夠充分利用現有的生產條件。 根據以上分析制定的工藝路線如下 (如圖 及 所示 )： 工藝路線： （ 1）工藝路線方案一： 工序 1：鑄造毛坯。 工序 3：劃線。 工序 5： 粗 車 φ 90mm 外圓 端面 并倒角 C2。 工序 7： 粗銑 頂面 φ 50mm 面。 工序 9： 鏜 梯形孔 與退刀槽 。 工序 11：鉆 M8mm 底孔 φ 。 工序 13：去毛刺。 工序 15：檢驗。 （ 2）工藝路線 方案 二： 工序 1：鑄造毛坯。 工序 3：劃線。 工序 5：粗銑頂面 φ 50mm 面。 工序 7：鉆八個 φ 15mm 孔。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 7 工序 9：鏜梯形孔與退刀槽。 工序 11：鉆 M8mm 底孔 φ 。 工序 13：去毛刺。 工序 15：檢驗。 （ 3）工藝方案比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工以 φ 18mm 孔為中心的一組表面 ，然后以此為基準加工八個 φ 15mm 孔；而方案二則先完成所有面的加工 ，再加工各孔。但方案一中工序 4 與工序 5 中涉及到兩個不同的機床，不宜采用組合機床。 還有就是方案一 工序 8 用鉆、擴 φ 36mm 孔，而方案二工序 8 用鏜 φ 36mm 孔，這兩個工序都可以完成零件的加工，但考慮到兩個方案工序 9 要鏜梯形孔及退到槽，如果用鉆、擴 φ 36mm 孔，便要更換機床，讓費時間 ，故采用鏜孔方案。 工序 2：時效處理。 工序 4：粗車左右 φ 50mm 端面。 工序 6：鉆八個 φ 15mm 孔。 工序 8： 鏜 φ 36mm 孔。 工序 10：粗鉸梯形孔。 工序 12：攻螺紋 M8。 工序 14：清洗。 工序 16：入庫。但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工手段之后，發(fā)現仍有問題，主要表現加工 8 個 φ 15mm 孔時，因為該零件的8 個 φ 15mm 孔全是通孔且加工深度不大，并且到下一表面的距離不大，極易造成鉆頭折斷或擦到下一表面上，甚至會造成零件報廢。 因 為零件是小批量生產，故可以采用手動進給方式。 還有在加工兩個φ 50mm 外圓端面以及兩個 φ 90mm 外圓端面時涉及到兩次掉頭以及需要 4 次裝夾，讓費了大量時間。 因此，最后的加工路線確定如下： 工序 1：鑄造毛坯。 工序 3：劃線。 工序 5：粗車 φ 50mm 左 外圓 端面 ，粗車 φ 90mm 左外圓端面倒角 C2。 工序 7：粗銑頂面 φ 50mm 面。 工序 9：鏜梯形孔與退刀槽。 工序 11：鉆 M8mm 底孔 φ 。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 9 工序 13：去毛刺。 工序 15：檢驗。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。加工余量有工序余量和加工總余量之分，工序余量是指某一工序所切去的金屬層厚度；加工總余量是指某加工表面上切去的金屬層總厚度。從而得出粗銑 各 表面的加工余量為 3mm。 （ 3）粗車 左右 φ 50mm 外圓 的加工余量： 由《 機械制造工藝學》查得粗車 φ 90mm 外圓 的加工余量為 2mm。 （ 5） 加工梯形孔的加工余量： 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表 得 先鏜出梯形孔，再 粗鉸 ，粗鉸 的加工余量為 。 由上各個加工余量確定零件的鑄件尺寸，毛坯圖如圖 ： 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 10 圖 毛坯 圖 工序 4 切削用量的計算以及基本工時的確定 工序 4：粗車 φ 50mm 右外圓端面，粗車 φ 90mm 右外圓端面并倒角（第一步） （ 1）確定端面最大加工余量 毛坯的長度方向加工余量為 ， 故可一次走刀完成，所以可得 a l mm?? 長度加工公差按 IT12 級。 （ 2）確定進給量 f 根據《切削用量手冊》表 4，當刀桿尺寸為 16mm25mm， 3mmpa ? 以及工件直徑在 60 到 100 之間時： mmf=~ r 按 C6201 車床說明書取： f ? （ 3）計算切削速度： 查《切削用量手冊》表 21，切削速度的計算公式為 （壽命選 T=60min）： 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 11 ? ?m invvvcvxym pc mvkT a f? （ ） 式中 ： 加工材 料系數 242vc ? 加工形式系數 ? 刀具材料系數 ? 系數指數 ? 修正系數 vk ，見《切削用量手冊》表 21—1，即 公式 ： v m v sv kv krv bvk k k k k k? ? ? ? ? （ ） 式中： 鋼和鑄鐵的強度和硬度改變時切削速度的修正系數 k ? 毛坯表面狀態(tài)改變時切削速度的修正系數 ? 車削方式改變時切削速度的修正系數 ? 車刀主偏角改變時切削速度的修正系數 =1krvk 刀具材料改變時切削速度的修正系數 k ? 所以 v m v sv k v k rv bvk k k k k k? ? ? ? ? 即 1 ? ? ? ? ? ? 所以 ? ?0 . 2 0 . 1 5 0 . 4242 m0 . 8 2 9 = 3 8 . 0 6 m in6 0 1 . 6 0 . 5cv ???? （ 4）確定機床主軸轉速： ? ?1000 1 0 0 0 3 8 . 0 6n 1 3 4 m in90cs wv rd?? ?? ? ?? （ ） 按機床說明書，與 134r/min 相近的機床轉速為 120r/min 和 150r/min。所以 實際切削速度 v 42 /ms? 。修正系數 vk ，見《切削用量手冊》表 21—1，即： k , , 4 , 1 , 3m v s v k v k r v bvk k k k? ? ? ? ??，F取機床 轉速為 305r/min。 此時實際切削速度v 38 .10 / minm? 。 鉆頭的幾何形狀為（查切削用量手冊第三章表 1 及表二）：雙錐修磨橫刃， β=30176。 2φ 1=70176。 ψ=55176。 （ 2） 選擇切削用量 1）決定進給量 f a、 按加工要求決定進給量：根據表 5（查切削用量手冊第三章）當加工要求為 7級精度，鋼的強度 αb， d0=15mm 時， f=~。 c、 按機床進給機構決定進給量：根據表 8（查切削用量手冊第三章），當αb， d0 ? ， 機床進給機構允許的軸向力為 8330N 時，進給量為。 由于加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時 停止自動進給而采用手動進給。 切削速度的修正系數為： kTv=， kcv=， klv=， ktv=，則 6 5 v k m s? ? ? ? ? ? ? ? 由公式 得 01 0 0 0 1 0 0 0 0 .3 9n 8 .2 815v r sd?? ?? ? ?? （ 3） 計算基本工時 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 14 tm Lnf? （ ） 式中 L=l1+l2+l3， l1=12mm， l2=9mm， l3=3mm， 則 1 2 9 3 8 .0 58 .2 8 0 .3 6mts????? 工序 7 切削用量的計算以及基本工時的確定 工序 7：粗銑頂面 φ 50mm 面 （ 1） 選擇刀具 銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任選取 。,α0=12176。 2） 決定沒齒進給量 af 根據 X62W 型銑床說明書（切削用量手冊第六章，常見銑床的技術資料，表 24），其功率為 7kW，中等系統剛度，則 af=~， 現取 af=。 各修正系數為： kMv=kMn=kMv= ksv=ksn=ksvf= 故 v=vtk v==； n=ntk n==。 根據 X62W 型銑床說明書， 選擇 nc=， vfc=。 （ 2）粗鏜孔至 φ ， 單邊余量 Z=， 一次鏜去全部余量 ， mm? ，進給量 f=。 （ 3）計算切削工時： 切削工時： l=30mm， l2=3mm， l3=4mm， 則： ? ?12 3 0 3 4t 0 . 4 2 m in8 8 5 0 . 1wl l lnf?? ??? ? ?? 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 16 第 4章 加工設備與工藝裝備選擇 （ 1） 選