左支座零件的机械加工工艺规程及夹具设计毕业设计

摘 要根据左支座零件图，制订加工工艺规程及专用夹具设计。首先，在分析左支座零件的毛坯尺寸参数和工艺要求的基础上，进行了零件的工艺分析和生产类型的确定，安排了合理的加工工艺路线，其中包括：粗、精基准的选择。然后，确定了机械加工余量、切削用量和基本工时，选择加工设备和工艺装备。最后，对车床左支座的两个工序的加工进行了专用的夹具设计。关键词：左支座；工艺规程；工艺路线；夹具设计VIIAbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Key words：The surplus of processing ,Technical instruction, position error , clamp strength目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 设计目的11.2 设计任务1第2章 车床左支座零件的分析及毛坯的确定22.1 车床左支座的作用和工艺分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分析32.2 零件毛坯的确定42.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理42.2.2 毛坯结构的确定42.3 零件的工艺分析及生产类型的确定62.3.1 零件的作用62.3.2 零件的工艺分析62.3.3 零件的生产类型6第3章 车床左支座的加工工艺设计73.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题73.1.1 加工方法选择的原则73.1.2 加工方法的选择73.1.3 加工阶段的划分83.1.4 加工顺序的安排93.1.5 工序的合理组合103.2 基准的选择103.2.1 粗基准和精基准的具体选择原则103.2.2 选择本题零件的基准113.3 机床左支座的工艺路线分析与制定123.3.1 工序顺序的安排的原则123.3.2 工艺路线分析及制定123.4 机械加工余量153.4.1 影响加工余量的因素153.4.2 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定153.5 确定切削用量及基本工时183.5.1 工序一 粗铣80H9()mm孔大端端面183.5.2 工序二 粗镗80H9内孔213.5.3 工序三 精铣80H9大端端面223.5.4 工序四 精镗80H9内孔23第4章 工序设计及确定切削用量及基本时间254.1 选择加工设备与工艺装备254.1.1 选择机床254.1.2 选择夹具254.1.3 选择刀具254.1.4 选择量具264.2 确定工序尺寸264.3 确定切削用量及基本时间274.3.1 工序一切削用量及基本时间的确定274.3.2 工序二切削用量及基本时间的确定294.3.3 工序三切削用量及基本时间的确定314.3.4 工序四切削用量及基本时间的确定324.3.5 工序五切削用量及基本时间的确定334.3.6 工序六切削用量及基本时间的确定344.3.7 工序七切削用量及基本时间的确定364.3.8 工序八终检基本时间的确定36第5章 专用夹具设计375.1 定位基准及定位元件的选择375.2 切削力及夹紧力的计算375.3 定位误差分析与计算385.4 夹具设计及操作的简要说明38结 论40致 谢41参考文献42CONTENTSAbstract. IChapter 1 The introduction11.1 Design purpose11.2 Design task1Chapter 2 Lathe left pedestal part analysis and determination of the blank22.1 Lathe left pedestal function and process analysis22.1.1 Parts role22.1.2 The analysis of the technology of parts32.2Blank determination42.2.1 Blank determination42.2.2 Blank structure determination42.3 Parts of the process analysis and determination of the production types62.3.1 Parts role62.3.2 The analysis of the technology of parts62.3.3 Parts production type.6Chapter 3 lathes left pedestal processing technology design73.1 Process design should be considered in the main problem73.1.1 Processing methods selection principle73.1.2 Processing the choice of methods73.1.3 Processing stage division83.1.4 Processing order arrangement.93.2 Benchmark choice103.2.1 Thick benchmark and specific choice principle pure benchmark103.2.2 Select subject parts benchmarks103.3 Machine tools left bearing processing route analysis and formulation113.3.1 The principle of the activity sequencing arrangement123.3.2 The process route analysis and formulation123.4 Mechanical machining allowance153.4.1 Influence factors of machining allowance153.4.2 Mechanical machining allowance、the procedure sizes and determination of blank allowance153.5 Sure cutting dosages and basic work hours.183.5.1 Process 1 Rough milling80H9()mm hole big endian end183.5.2 Process 2 Coarse boring80H9 inner hole213.5.3 Process 3 Fine milling80H9 big endian end223.5.4 Process 4 Fine boring80H9 inner hole23Chapter 4 Process design and confirming the cutting dosages and basic time254.1 Choose processing equipment and process equipment254.1.1 Choose machine254.1.2 Choose fixture254.1.3 Choose tools254.1.4 Choose gage264.2 Sure procedure sizes264.3 Sure cutting dosages and basic time274.3.1 Process 1Cutting dosages and basic time determination.274.3.2 Process 2Cutting dosages and basic time determination.294.3.3 Process 3Cutting dosages and basic time determination.314.3.4 Process 4Cutting dosages and basic time determination.324.3.5 Process 5Cutting dosages and basic time determination.334.3.6 Process 6Cutting dosages and basic time determination.344.3.7 Process 7Cutting dosages and basic time determination.364.3.8 Process 8The basic time determination final inspection36Chapter 5 Special jig design.375.1 The locating datum and positioning of components of the choice385.2 Cutting force and clamping force calculation385.3 Positioning error analysis and calculation395.4 Fixture design and operation of the brief explanation39Conclusion39Thanks41References42第1章 绪论1.1 设计目的毕业设计是高等院校学生在学完了大学所有科目，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。毕业设计主要培养综合运用所学的知识来分析处理生产实际问题的能力，使自己进一步巩固大学期间所学的有关理论知识，掌握设计方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。另外，这次毕业设计也是大学期间最后一项实践性学习环节。通过本次毕业设计，应使自己在下述各方面得到锻炼：1. 熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。2. 通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。3. 能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。4. 在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。1.2 设计任务 1. 完成左支座零件毛坯合图及左支座零件图。2. 完成左支座零件工艺规程设计3. 完成左支座零件加工工艺卡4. 机床专用夹具装备总图及夹具体图5. 撰写设计说明书第2章 车床左支座零件的分析及毛坯的确定机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证6。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。2.1 车床左支座的作用和工艺分析2.1.1 零件的作用题目所给的是机床上用的一个支座.该零件的主要作用是利用横、纵两个方向上的5mm的槽.使尺寸为80mm的耳孔部有一定的弹性,并利用耳部的21mm的孔穿过M20mm的螺栓一端与25H7()配合的杆件通过旋紧其上的螺母夹紧,使装在80H9()mm的心轴定位并夹紧。如图21所示。图2-1 左支座主要安装位置2.1.2 零件的工艺分析左支座共有两组加工表面,它们互相之间有一定的位置要求,现分别叙述如下:1. 以80H9()内孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括:80H9()mm孔的大端面及大端的内圆倒角，四个13mm的底座通孔和四个20mm的沉头螺栓孔,及两个10mm的锥销孔,螺纹M8-H7底孔及尺寸为5mm纵槽主要加工80H9()mm，其中80H9()mm的大端端面对80H9()mm孔的轴心线有垂直度要求为:0.03mm。2. 以25H7()mm的孔加工中心的表面：这一组加工表面包括21mm的通孔和38mm的沉头螺栓孔及43mm的沉头孔,螺纹M10-7H的底孔以及尺寸为5()mm的横槽，主要加工表面为25H7mm。由上述分析可知，对于以上两组加工表面,可以先加工其中一组，然后再借助于专用夹具加工另一组加工表面，并且保证其位置精度6。2.2 零件毛坯的确定2.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理1. 左支座零件材料HT200在机床工作过程中起支撑作用,所受的动载荷和交变载荷较小。由于零件的生产类型是中批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可以采取金属模机械砂型铸造成型，这样有助于提高生产率,保证加工质量1。灰铸铁一般的工作条件：(1) 承受中等载荷的零件。(2) 磨擦面间的单位面积压力不大于490Pa。2. 毛坯的热处理灰铸铁（HT200）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大，因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工3。2.2.2 毛坯结构的确定根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的年生产纲领6666件/年。由参考文献可知，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造成型。又由于支座零件80mm孔需铸出，所以还应安放型芯，此外，为清除残余应力，铸造后应安排人工时效3。(1) 根据零件图计算轮廓尺寸，长165.5mm，宽140mm，高100mm，故最大轮廓尺寸为165.5mm。(2) 选取公差等级IT由参考文献8表5-1，铸造方法按机器造型，铸件材料按HT，得公差等级范围8-10级，取为9级。(3) 根据加工表面的基本尺寸和铸件公差等级IT，由参考文献8表5-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。(4) 由参考文献8表5-5得，铸造方法按机器造型，铸件材料按HT，得机械加工余量等级范围D-F级，取为E级。(5) 对所有加工表面取同一个数值，由参考文献8表5-4得最大轮廓尺寸为165.5mm，机械加工余量等级为E级，得RMA（机械加工余量）为1.4mm。(6) 毛坯基本尺寸上下端面属单侧加工，应由参考文献8式5-2得R=F+2RMA+CT/2=100+21.4+2.2/2=103.9孔80H9属内腔加工，应由参考文献8式 5-3式得R=F-2RMA-CT/2=80-21.4-2.2/2=76.1其余尺寸由铸造获得 估计质量为2.0kg由参考文献可知，该种铸件的尺寸公差等级IT为810级，加工余量等级MA为G级，故选取尺寸公差等级IT为10级，加工余量等级MA为G级。铸件的分型面选择通过从基准孔轴线，且与侧面平行的面。浇冒口位置分别位于80mm孔的上顶面。由参考文献8用查表法确定参考面的总余量如表2-1所示。表2-1 各加工表面总余量（mm）加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明A面140G4.0底面，单侧加工80孔80H5.0孔降1级大侧加工由参考文献8可知铸件主要尺寸的公差，如表2-2所示。表2-2 毛坯主要尺寸及公差（mm）主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTA面中心距尺寸1004.01043.280孔805.0751.62.3 零件的工艺分析及生产类型的确定2.3.1 零件的作用左支座的作用是将穿过支座中心孔 的轴或者杆，通过侧面的耳孔中安装螺栓进行夹紧，使轴杆固定。松开螺栓后轴杆可转动或者滑动。底板413大孔是固定支座的螺钉孔，210是定位销孔，M8-H7为放松螺钉孔，固定侧耳螺栓。2.3.2 零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。所以这个零件的工艺性较好。2.3.3 零件的生产类型依设计题目知：Q=3000台/年，n=2件/台，每日1班；备品率a和废品率b分别取为10%和1%。由参考文献1公式(2-1)得该零件的生产纲领：N=Qn(1+a)(1+b)=30002（1+10%）(1+1%)=6666件/年第3章 车床左支座的加工工艺设计3.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题3.1.1 加工方法选择的原则(1) 所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。(2) 所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。(3) 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。(4) 加工方法要与生产类型相适应。(5) 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。3.1.2 加工方法的选择该零件毛坯包括下平面及一个大孔六个阶梯孔两个小孔两个螺纹孔以及两个缝槽，一个内孔倒角，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考文献8有关资料，其加工方法选择如下。(1) 端面尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra3.2。要求Ra3.2的端面粗铣及半精铣即可(表5-16)。 (2) 孔80H9公差等级为9级，表面粗糙度为Ra1.6，粗镗，半精镗及精镗即可(表5-15) 。(3) 孔420为未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra6.3，粗铣即可(表5-16)。(4) 孔413为未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可(表5-16)。(5) 孔210为未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra1.6，钻削及铰孔即可(表5-15) 。(6) 内螺纹M8-7H公差等级为7级，表面粗糙度为Ra6.3,钻孔及车内螺纹即可(表5-15，表5-21) 。(7) 内螺纹M10-7H深18，表面粗糙度为Ra6.3，钻孔及车内螺纹即可(表5-15，表5-21) 。(8) 孔38为未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra3.2，粗铣，半精铣即可(表5-16) 。(9) 25H7公差等级为7级，表面粗糙度为Ra3.2，粗铣及精铣即可(表5-16) 。(10). 未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣(表5-16) 。(11) 孔43为未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣(表5-16) 。(12) 垂直缝槽mm为未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可(表5-16) 。(13) 水平缝槽mm为未注公差，公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可(表5-16) 。(14) 80H9mm内孔边缘245倒角，粗车即可。3.1.3 加工阶段的划分为保证零件加工质量和合理地使用设备、人力，机械加工工艺过程一般可分为一下几个阶段：1. 粗加工阶段主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽可能接近成品。因此，此阶段应采取措施尽可能提高生产率。2. 半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备。3. 精加工阶段保证各主要表面达到图样的全部技术要求，此阶段的主要目标是保证加工质量。4. 光整加工阶段对质量要求很高的表面，应安排光整加工，以进一步提高尺寸精度和减少表面粗糙度。但一般不能用以纠正形状误差和位置误差。通过划分加工阶段：(1) 可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工误差，保证加工质量。(2) 可以合理使用机床设备。(3) 便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合得更好。(4) 可以及时发现毛坯缺陷，及时修补或决定报废，以免因继续盲目加工而造成工时浪费6。3.1.4 加工顺序的安排零件的加工顺序包括切削加工顺序、热处理先后顺序及辅助工序。在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。1. 机械加工顺序的安排原则(1) 基面先行。(2) 先主后次。(3) 先粗后精。(4) 先面后孔。有些表面的最后精加工安排在部装或总装工程中进行，以保证较高的配合精度。2. 热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于零件材料及热处理的目的。预热处理的目的是改善材料的切削工艺性能、消除残余应力和为最终热处理作好组织准备。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的残余应力：调质一般安排在粗加工和半精加工之间进行，为最终热处理作好组织准备：时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中生产的内应力。最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性及防腐美观等。淬火及渗碳淬火、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前进行；由于调质后零件的综合机械性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理，其工序位置安排在精加工之前进行；表面装饰性镀层、发蓝处理，安排在机械加工完毕后进行。3. 辅助工序的安排辅助工序主要包括：检验、清洗、去毛刺、去磁、到棱边、涂防锈油及平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的主要措施。除各工序操作者自检外，在关键工序之后、送往外车间之前、粗加工结束之后，精加工之前、零件全部加工结束之后，一般均安排检验工序。3.1.5 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：1. 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。2. 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。中批及大批大量生产中，多采用工序分散的加工原则，生产中可以采用结构简单的专用机床和通用夹具，组织流水线生产。3.2 基准的选择3.2.1 粗基准和精基准的具体选择原则1. 粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。一般按下列原则选择：(1) 为保证不加工面与加工面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。(2) 合理分配个加工面的余量。(3) 粗基准应避免重复使用。(4) 选作粗基准的表面应平整，没有注口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。2. 精基准的选择(1) 基准重合原则应当尽量使定位基准与设计基准相重合，以避免因基准不重合而引起定位误差。(2) 基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个(或一组)定位基准来定位，称为基准统一原则。(3) 自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面作为基准，称为自为基准原则。(4) 互为基准原则对于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。(5) 便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。3. 辅助基准的选择选择辅助基准时应尽可能使工件安装定位方便，便于实现基准统一，便于加工。3.2.2 选择本题零件的基准1. 粗基准的选择原则按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面的时候,应该选取这些不加工的表面为粗基准;若零件有若干个不加工表面时，则应以其加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。现取R55mm的外圆柱表面作为定位基准，消除X,Y的转动和X,Y的移动四个自由度,再用80H9()mm的小端端面可以消除Z周的移动。2. 精基准的选择原则精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算。80mm孔和A面既是装配基准，又是设计基准，用它们做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺规程路线遵循了“基准统一”的原则。此外，A面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。由于生产类型为中批生产，故应该采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应降低生产成本。3.3 机床左支座的工艺路线分析与制定3.3.1 工序顺序的安排的原则(1) 对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准。(2) 按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面。(3) 在重要表面加工前应对精基准进行修正。(4) 按“先主后次，先粗后精”的顺序。(5) 对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。3.3.2 工艺路线分析及制定1. 工艺路线方案一工序一：粗镗、精镗孔80H9()mm孔的内圆。工序二：粗铣、精铣80H9()mm的大端端面。工序三：镗80H9()mm大端处的245倒角。工序四：钻413mm的通孔，锪20mm的沉头螺栓孔。工序五：钻210mm的锥销底孔，粗铰、精铰210mm的锥销孔。工序六：铣削尺寸为5mm的纵槽。工序七：钻削通孔21mm，扩、铰孔25H7()mm,锪沉头螺栓孔38mm和43mm。工序九：钻削M10-H7和M8-H7的螺纹底孔。工序十：铣削尺寸为5mm的横槽。工序十一：攻螺纹M10-H7和M8-H7。工序十二：终检。2. 工艺路线方案二工序一：粗铣、精铣削80H9()mm孔的大端端面。工序二：粗镗、精镗80H9()mm内孔，以及倒245的倒角。工序三：钻削底板上的413mm的通孔，锪420mm的沉头螺栓孔。工序四：钻削锥销孔210mm底孔，铰削锥销孔10mm。工序五：钻削21mm的通孔，扩、铰孔25H7()mm，锪沉头螺栓孔38mm和43mm。工序六：铣削尺寸为5mm的纵槽。工序七：钻削M10-H7和M8-H7的螺纹底孔。工序八：铣削尺寸为5mm的横槽。工序九：攻螺纹M10-H7和M8-H7。工序十：终检。3. 工艺方案分析工艺方案路线一是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面来加工孔。这样减少了工件因为多次装夹而带来的误差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因铸造原因引起的圆柱R55mm的底端不平整，则容易引起80H9()mm的孔在加工过程中引偏。使80H9()mm的内孔与R55的圆柱的同心度受到影响，造成圆筒的局部强度不够而引起废品。工艺路线方案二则是先加工平面再加工孔。本工艺路线可减80H9()mm的孔与底座垂直度误差，以及80H9()mm与R55圆柱的同心度，使圆筒的壁厚均匀外，还可以避免工艺路线一所留下的部分缺陷（即：工艺路线一中的工序六加工后再加工下面的工序的话，会由于工序六降低了工件的刚度，使后面的加工不能保证加工质量和加工要求）。4. 工艺方案的确定由上述分析，工艺路线二优于工艺路线一，可以选择工艺路线二进行加工，在工艺路线二中也存在问题，粗加工和精加工放在一起也不能保证加工质量和加工要求，所以我们得出如下的工艺路线：工序一：粗铣80H9()mm孔的大端端面，以R55mm外圆为粗基准，选用X52K立式升降铣床和专用夹具。工序二：粗镗80H9()mm内孔，以孔80H9()mm孔的轴心线为基准，选用X620卧式升降铣床和专用夹具。工序三：精铣80H9()mm孔的大端端面，以80H9()mm内圆为基准，选用X52K立式升降台铣床和专用夹具。工序四：精镗80H9()mm内孔，以及80H9()mm大端处的倒角245，以80H9()mm孔的小端端面为基准。选用T611卧式镗床和专用夹具。工序五：钻削413mm的通孔，锪沉头螺栓孔的420mm。然后再以80H9()mm内圆为基准。选用Z5150立式钻床和夹具。工序六：钻削21mm的通孔，扩、铰孔25H7()mm，锪铰38mm的沉头螺栓孔。以80H9()mm孔大端端面为基准，选用Z3080卧式钻床和专用夹具。工序七：锪削沉头螺栓孔43mm。以孔80H9()mm的大端端面为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。工序八：钻削M8-H7的螺纹底孔，以80H9()mm内圆为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。工序九：铣削尺寸为5mm的纵槽。以80H9()mm内圆为基准，选用X62K卧式铣床和专用夹具。工序十：钻削M10-H7的螺纹底孔。以80H9()mm大端端面为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。工序十一：铣削尺寸为5mm的横槽，以80H9()mm大端端面为基准。选用X62K卧式铣床和专用夹具。工序十二：珩磨80H9()mm的内圆，以孔80H9()mm的大端端面为基准。工序十三：攻螺纹M10-H7和M8-H7。工序十四：终检。3.4 机械加工余量工艺路线确定以后，就需要安排各个工序的具体加工内容，其中最主要的一项任务就是要确定各个工序的工序尺寸及上下偏差。工序尺寸的确定与工序的加工余量有关。加工余量是指加工过程中从加工表面切去材料层厚度。余量有工序余量和加工总余量之分。工序余量是同一被加工表面相邻两工序尺寸之差；加工总余量是某一表面毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差10。3.4.1 影响加工余量的因素确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，越小越好。在确定时应该考虑下因素：(1) 上道工序产生的表面粗糙度和表面缺陷层深度。(2) 上道工序的尺寸公差。(3) 上道工序留下的空间位置误差。(4) 本工序的装夹误差。3.4.2 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定左支座零件的材料是HT200，抗拉强度为195MPa-200MPa，零件的毛坯质量为6.5kg。零件的生产类型是中批生产；参考文献6毛坯的制造方法及其工艺特点，选择左支座零件的毛坯制造类型选择为金属模机械砂型铸造成型。由上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 80H9()mm大端其加工尺寸为140mm140mm的平面。保证高度尺寸100mm。此尺寸是自由尺寸表面粗糙度值Ra=3.2m，需要精加工。根据参考文献7成批生产铸件机械加工余量等级，可得：金属模机械砂型铸造成型的灰铸铁加工余量等级可取810级我们取9级，加工余量MA取G级，铸件尺寸公差可得1.8mm的铸造尺寸公差，可得2.5mm的加工余量。(2) 80H9()mm孔内表面，其加工长度为100mm，表面粗糙度值Ra=1.6m.需要精铰和珩磨。由参考文献7可知铸件尺寸公差可得1.6mm的铸造尺寸公差，可得2.5mm的加工余量。(3) 80H9()mm孔大端端面4个螺栓孔。只需要钻底孔和锪沉头孔即可。则加工余量为：钻削13mm的通孔 双边加工余量2Z13mm锪沉头孔20mm 双边加工余量2Z7mm(4) 内表面21mm、25H7()mm、38mm和43mm的加工余量，这些内表面中有些需要多次加工才能完成。加工余量分别为：1) 钻削21mm的通孔 双边加工余量2Z21mm2) 25H7()mm内表面(a) 21mm扩孔到24.7mm 双边加工余量2Z3.7mm(b) 24.7mm铰孔到24.9mm 双边加工余量2Z0.2mm(c) 24.9mm珩磨到25H7()mm 双边加工余量2Z0.1mm3) 38mm的沉头孔，可以一次性锪成型，则双边加工余量2Z17mm4) 43mm的沉头孔，也可以一次性加工出来，那么该双边加工余量为2Z22mm(5) 尺寸为5mm的横、纵两条槽，每一条槽都可以一次性铣削成型，则双边加工余量2Z5mm。(6) M10-H7和M8-H72个螺纹孔，机加工车间只需要加工螺纹的底孔，攻螺纹的工作可以放在钳工室。则：1) M10-H7的底孔加工的直径为8.5mm 双边加工余量2Z8.5mm2) M8-H7的底孔加工的直径为6.8mm 双边加工余量2Z6.8mm(7) 内孔80H9()mm的加工余量计算：1) 内孔80H9()mm为9级加工精度，铸件的毛坯重量约为6.5Kg。铸件机械加工余量可以得到内圆的单边加工余量为Z2.5mm。铸件公差，可得：IT1.6mm7。2) 珩磨加工余量：查参考文献6珩磨的加工余量，可得：珩磨的单边加工余量Z0.05mm。3) 精镗加工余量：查参考文献6可知：扩孔、镗孔、铰孔的加工余量为Z1.5mm2.0mm。查参考文献6卧式镗床的加工公差列表，可以得知：IT0.02mm0.05mm。这里取IT0.02mm。4) 粗镗加工余量：除珩磨加工余量和精镗的加工余量剩下余量都给粗镗。查参考文献6卧式镗床的加工公差，可得IT0.1mm0.3mm，我们这里取IT0.1mm。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此规定都有加工公差，所以规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上的加工余量有最大及最小之分。由于本次设计规定的零件为中批生产，应该采用调整法加工。因此在计算最大、最小加工余量时应该按照调整法加工方式予确定。由此可知：毛坯的名义尺寸：80-2.5275mm毛坯的最大尺寸：75-0.874.2mm毛坯的最小尺寸：750.875.8mm粗镗后最小尺寸：80-1.5277mm粗镗后最大尺寸：77+0.177.1mm精镗后最小尺寸：80-0.05279.9mm精镗后最大尺寸：79.90.0279.92mm珩磨后尺寸与零件图纸尺寸相同，即：80H9()mm最后将上述的计算的工序间尺寸及公差整理成下表2-1：表2-1 80H9()mm孔的加工余量计算（单位：mm）工序加工尺寸公差铸件毛坯80H9()mm粗镗精镗珩磨加工前最大74.27779.8最小75.877.179.82加工后最大74.27779.880最小75.877.179.8280.087加工余量（单边余量）2.5最大1.81.410.1435最小0.61.250.1加工公差（单边）1.620.220.0420.08723.5 确定切削用量及基本工时3.5.1 工序一 粗铣80H9()mm孔大端端面本工序采用计算法确定切削用时:1. 数据的确定加工材料：HT200。加工要求：粗铣孔80H9()mm的大端端面。机床和夹具：X52K立式升降台铣床专用夹具，用R55mm的外圆柱面为基准。刀具： 材料为YG6，D=160mm，L=45mm，d=50mm，Z=16，10，115，n12。查参考文献6常用铣刀参考几何角度和镶齿套式面铣刀，可得以上的参数。并查出铣刀的刀具耐用度为T10800s。2. 计算切削用量确定80H9大端端面的最大加工余量，已知毛坯长度方向的加工余量为Z2.50.9mm，考虑3的拔模斜度，则毛坯长度方向的加工余量Z7.1mm。但是实际上此平面还要进行精铣所以不用全部加工，留1.5mm的加工余量给后面的精加工。因此实际大端端面的加工余量可以按照Z=5.6mm计算。可以分两次加工则每次加工的加工余量Z2.8mm。铣削的宽度为140mm，则可以分两次加工，80H9孔的小端端面在铸造时也由留了3的拔模斜度，所以也留了加工余量Z3mm。长度方向的加工按照IT12级计算，则取0.4mm的加工偏差。确定进给量f：查参考文献6端铣刀（面铣刀）的进给量，由刀具材料为YG6和铣床功率为7.5KW，可取：f=0.140.24mm/z，这里取f=0.2mm/z3. 计算切削速度查参考文献6各种铣削速度及功率的计算公式：v其中：KKKKKKKKK，查参考文献6工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力和切削功率修正系数，可得：K1.0， K1.0，K1.0，K1.05，K1.0，K0.86，K1.0，K0.8，则：KKKKKKKKK1.01.01.01.051.00.861.00.80.7224。则切削速度为：v0.994m/s59.64m/min4. 计算主轴转速nV118.65r/min查参考文献6铣床（立式、卧式、万能）主轴转速，与118.65r/min相近的转速有118r/min和150r/min，取118r/min，若取150r/min则速度太大。则实际切削速度：v59.31m/min5. 计算切削工时查参考文献2铣削机动时间的计算，可得：t其中当0.6时，+(13)，这里0.4375，则：+(13)82mm，25mm取4mm,140mm。f0.216118377.6 mm/min查参考文献6铣床(立式、卧式、万能)工作台进给量，可取375mm/min。t2.411min6. 计算机床切削力查参考文献2圆周分力 的计算公式，可得：查参考文献2工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数，可得kFz1.0，则： 2873.2N7. 机床机加工的验证(1) 验证机床切削功率查参考文献2各种铣削切削速度及功率计算公式，可得：其中：KKKKKK，查参考文献2工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数和其他使用条件改变时切削速度、切削力及切削功率修正系数，可得：K1.0，K0.8，K1.14，K0.79，K1.0，则：KKKKKKK1.00.81.140.791.00.72048，则机床切削功率为：查参考文献6铣床（立式、卧式、万能）参数，可得X52K铣床的电机总功率为9.125kW，主电机总功率为7.5kW，所以机床的功率足够可以正常加工。2 验证机床进给系统强度已知主切削力2873.2N。查参考文献2各种铣刀水平分力、垂直分力、轴向力与圆周分力的比值，然后计算可以得到：a(0.40.8)mm， a(0.10.2)mm/z，不对称铣刀铣削顺铣，得水平分力为FL/(0.150.3)，/(0.91.0)，/(0.50.55)。则取：FL0.20.22873.2574.64N，得F0.90.92873.22585.88N，F0.50.52873.21436.6N。查取机床工作台的摩擦系数0.1可得切削刀具在纵向进给方向对进给机构的作力F,则：FF+(+)574.64+0.1(2873.2+2585.88+1436.6)574.64689.5681264.208N而机床纵向进给机构可以承受的最大纵向力为1436.6N，故机床进给系统可以正常工作。3.5.2 工序二 粗镗80H9内孔选用T611卧式镗床和专用夹具。刀具：材料为W18Cr4V，B16mm，H16mm，L200mm，l80mm，d16mm，K60。参考文献2镗刀可以得到以上数据。确定80H9的最大加工余量，首先考虑已知毛坯厚度方向的加工余量为Z2.5mm0.8mm，然后再考虑3的拔模斜度，则厚度方向上的最大加工余量是Z8.54mm，由于后面要精镗和珩磨则加工余量不必全部加工，留给后面的精镗的加工余量Z1.5mm，珩磨的加工余量留Z0.05mm。则加工余量可以按照Z6.94mm，加工时分两次加工，每次加工的镗削余量为Z3.5mm。查参考文献6镗刀时的进给量及切削速度，则可以计算得到进给量f=0.350.7mm/r，切削速度v0.20.4m/s。参考参考文献6卧式镗床主轴进给量，取进给量f0.4mm/r，切削速度v0.3m/s18m/min。则主轴的转速n，则：n 71.4r/min查参考文献6卧式镗床的主轴转速，可得与76.4r/min相近的转速有80r/min和64r/min，取80r/min，若取64r/min则速度损失太大。则实际切削速度:v18.85m/min计算镗削加工工时：t其中：；mm；。则镗削时间为：t7.432min3.5.3 工序三 精铣80H9大端端面机床和夹具：X52K立式升降台铣床专用夹具（类式于长三抓卡盘），以80H9的内孔面为基准。刀具：材料选为YG6，D=160mm，L=45mm，d=50mm，Z=16，10，15，12。查参考文献7常用铣刀参考几何角度和镶齿套式面铣刀。可得以上的参数。并查出铣刀的刀具耐用度为T10800s。铣削深度ap=1.5mm，铣削宽度为：140mm可以分两次切削。取定进给量f：查参考文献7端铣刀（面铣刀）的进给量，有刀具的材料为YG6和铣床的功率为7.5kW，可得：进给量分f0.20.3mm/z，此处取0.2mm/z。查参考文献7硬质合金端铣刀（面铣刀）铣削用量可得：v2.47m/s148.2m/min则主轴转速为： n295r/min查参考文献6铣床（立式、卧式、万能）主轴转速，与295r/min相近的转速有235r/min和300r/min。取300r/min，若取235r/min。则速度损失太大。则实际切削速度为v150.8m/min实际进给量为：f163000.2960mm/min查参考文献7铣床（立式、卧式、万能）工作台进给量，可以取： f950mm/min。af0.198mm/z。计算铣削工时：查参考文献7铣削机动时间的计算，可得： t其中当0.6时，+(13)，这里0.4375mm。则140mm，82mm；mm；取5