工藝夾具畢業(yè)設計78刷架端蓋畢業(yè)設計說明書

湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 1 頁 共 23 頁 1 第一章 畢業(yè)設計任務概述 以刷架端蓋零件圖為設計依據(jù)，對零件進行工藝分析和夾具的設計，繪制出零件圖和所用的夾具。根據(jù)零件圖確定加工余量，設計并繪制出毛坯圖。通過對零件的整體把握和生產(chǎn)綱領及經(jīng)濟性的考慮，設計相應的工藝路線，且對所設計的工藝路線進行比較分析，從中獲得最佳方案，以利于生產(chǎn)效率的提高。 我個人是設計整個加工過程和設計鉆 2 M16 1.5-6H 兩 螺紋 孔夾具的設計工作， 依照所設計的工藝路線，填寫相應的工藝文件（工藝過程卡、工序卡）。根據(jù)加工該零件的工序選擇合理的刃量具和切削參數(shù)，對編寫出的工序參數(shù)進行相 應的調試、檢查、修改，以利于工件順利的加工，從而編寫出一套內容精簡、說服力強的設計說明書。 第二章 畢業(yè)設計指導思想 2.1 畢業(yè)設計的目的 2.1.1 培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設計思想，綜合運用本課程及先修課程的理論知識，結合生產(chǎn)實際知識，訓練分析和解決一般工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識。 2.1.2 通過擬定閥體加工方案，合理選擇加工機床，正確分析零件尺寸的工作能力、確定尺寸、選擇材料，較全面地考慮加工工藝、使用和維護等要求等，學習機械設計的一般方法，掌握通用零件、簡單機械設 計的設計原理和過程，培養(yǎng)學生初步設計的能力。 2.1.3 進一步訓練學生計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、圖表、國家標準和規(guī)范）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力。 2.2 畢業(yè)設計的任務 畢業(yè)設計通常選擇一般用途的較簡單機械為題目，設計的內容包括：零件圖分析、毛坯設計及毛坯圖、工藝設備的選擇、工藝路線設計與比較、工序設計、工序加工程序編制、編寫設計說明書、畢業(yè)設計答辯等。 2.3 畢業(yè)設計的要求 在加工時，保證零件加工質量；適合一般現(xiàn)場條件，能顯著提高生產(chǎn)效率；降低生產(chǎn)成本，適應性強； 工藝合理，工藝資料齊全，說服力強。 2.4 畢業(yè)設計的效果 通過這次畢業(yè)設計，使我們利用所學基本知識，解決基本問題，熟悉以前舊知識，運用現(xiàn)在新知識，解決實際問題，力爭在原有的基礎上，再上一步新臺階。 2.5 畢業(yè)設計的原則 我認為畢業(yè)設計的原則是從準備資料到說明書的結束，應盡量提高生產(chǎn)效率的前提下，降低成本，遵從創(chuàng)新原則，保證加工質量，穩(wěn)定可靠，提高經(jīng)濟效益。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 2 頁 共 23 頁 2 第三章 零件圖分析 3.1 圖樣分析 3.1.1 材料牌號及性能 該產(chǎn)品零件材料為 C 級鋼（ ZG25MnCrNiMo），該材料為 戚墅堰機車車輛工藝研究所開 發(fā)的 ZG25MnCrNiMo C 級鋼，鋼材成分： C 0.25%， Si 0.36%，Mn 1.36%， S 0.031%， P 0.028%， Cr 0.42%， Ni 0.43%， Mo 0.21%， Cu 0.10%，采用正火 +回火的熱處理方式，力學性能指標： b 640MPa ， S 470MPa ， 51% ， Akv(-18) 43J， 44J， 49J(平均為 45.3J)， Akv(-40) 27J ， 35J， 38J(平均為 33.3J)， ZG25MnCrNiMo鑄鋼克服了 ZG24SiMnVTi 鑄鋼的鑄造性能差、可焊 性 不好和裂紋敏感等缺點，具有良好的機械性能和焊接性能。 該材料有一定的強度和較好的塑性、韌性，良好的焊接性能，被切削性能好。 隨著鐵路運輸高速重載化 ,對機車零部件的技術要求也越來越高。自 1995年起 ,戚墅堰機車車輛廠逐漸以 C級鋼代替 ZG230-450 鋼生產(chǎn)車鉤及其他零部件 。所以該刷架端蓋選擇 C級鋼 （ ZG25MnCrNiMo）是 非常適合的。 3.1.2 熱處理 為了改善或改變鑄件的原始組織消除內應力保證鑄件性能防止鑄件變形和破壞鑄件清理后需要進行熱處理。 該零件是鑄造件，所以為了更好的保證鑄件的性能，該零 件選擇人工時效處理。 3.1.3零件形狀及尺寸 刷架端蓋 零件圖（見附圖 200403210226-01）所示。 3.1.4 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型 它是指企業(yè)在計劃內應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領。計劃通常為一年，因此生產(chǎn)綱領也常稱為年度量，可按下式計算。 N=Qn(1+ )（ 1+） 式中： N 零件年產(chǎn)量，件 /年 Q 產(chǎn)品年產(chǎn)量 ,臺 /年 n 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量 ,件 /臺 備品率 廢品率 該產(chǎn)品的凈產(chǎn)量為 5000件 ,設其備品率為 10 ,機械加工廢品率為 1則 : N=Qn(1+ )（ 1+） =5555件 /年 3.2 結構工藝分析 3.2.1 結構分析 產(chǎn)品結構設計是否合理應遵循以下工藝原則 ,并貫穿產(chǎn)品結構設計的全部過程中的各個階段。 產(chǎn)品結構 應反映生產(chǎn)規(guī)模的特點。 合理的劃分產(chǎn)品結構組件。 盡量利用典型結構。 力求系統(tǒng)和結構簡單。 合理選擇基準，力求合一。 貫徹標準化、統(tǒng)一化原則。 結構應能進行調整和定位。 合理的選取零件的材料。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 3 頁 共 23 頁 3 機械加工工藝的合理結構。 該產(chǎn)品結構設計較為合理。 3.2.2 圖樣清晰，尺寸完整 圖樣分析： 1) 初步了解。 2) 工作原理分析。 3) 表達分析。 4) 結構分析。 5) 尺寸分析。 6) 主要零件的主要技術要求分析。 7) 結構設計分析。 圖樣是否清晰、 尺寸是否完整。圖樣是否是一張完整的零件圖應還應具有以下基本內容： 1) 一組圖形按照國家標準（ GB/T14689-14691-93）和（ GB4457.4-1998）和 (GB4458.4-1998)中的主要內容 . 2) 完整的尺寸 ,能滿足零件制造和檢驗時所需要的正確、完整、清晰、合理的尺寸，按照國家標準 (GB4458.4-1998)。 3) 必要的技術要求（如表面粗糙度、尺寸公差、行位公差、熱處理等）。 4) 填寫完整的標題欄（零件的名稱、材料、圖號、比例、數(shù)量以及圖樣的責任者簽字等內容）。 該零件圖樣均滿足以上要求并嚴格執(zhí)行國家（ GB4457.4-1998）和 (GB4458.4-1998)標準。正確、清晰、合理、完整的表達 出設計者的意圖。 第四章 毛坯設計 4.1 選擇材料原則 制訂工藝規(guī)程是，選擇毛坯的基本任務是選定毛坯的方法及了解毛坯的制造誤差和缺陷。毛坯的選擇對零件工藝過程經(jīng)濟性有很大影響。工序數(shù)量，材料消耗，加工工時等在很大程度上都取決于所選擇的毛坯。但是要提高毛坯質量往往會使毛坯制造困難，須采用較復雜的工藝和昂貴的設備，曾加了毛坯的成本。這兩者是相互矛盾的，因此毛坯的種類和制造方法要根據(jù)生產(chǎn)類型和具體生產(chǎn)條件決定，同時應充分注意利用新工藝、新技術、新材料的可能性，以便降低零件的生產(chǎn)的總成本，提高質量。 毛坯的確定， 不僅影響到毛坯制造的經(jīng)濟性，而且影響到加工的經(jīng)濟性，通過合理的選擇毛坯，以降低零件的制造成本。根據(jù)零件的技術要求、結構特點、材料、生產(chǎn)綱領等方面的要求，合理地確定毛坯的種類和制造方法。為了正確合理地選擇毛坯，還必須了解毛坯的種類。 4.2 毛坯的類型選擇 4.2.1 鑄件 ：鑄件毛坯的制造方法可分為砂型鑄造、金屬型制造、精密型制造、壓力鑄造等，用于鑄鐵、鑄剛、鋁等有色金屬的鑄造，使用于各種形狀復雜的零件。 4.2.2鍛件 ：使用于強度要求較高，形狀較簡單的零件。 4.2.3 型材 ：熱軋型材尺寸較大，精度較低，大都用于 一般零件，冷拉型材尺寸較小，精度較高，多用于對毛坯精度要求較高的中小型零件，適宜于自動機加工。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 4 頁 共 23 頁 4 4.2.4其它 ：其它毛坯類型，如沖壓件、粉末冶金和塑料壓制件等。 選擇以上毛坯種類時，要綜合考慮零件的材料和對材料組織性能的要求以及其他方面的因素。該零件不同于簡單的軸類或板類零件，它的結構形狀相對復雜及該零件的作用和經(jīng)濟性。由于該工件的加工精度要求不高，為了提高生產(chǎn)效率，對該零件采用鑄造方法。 4.3 毛坯的制造方法 零件材料的工藝特征（如可塑性、可鑄性）以及零件對材料組織和性能的要求。該材料為 C級鋼具有可鑄性及 零件的結構比較復雜，則該零件選擇鑄造是很理想的。生產(chǎn)中所用的鑄件，大都是采用砂型鑄造，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質鑄件，可采用特種鑄造方法，如壓力鑄造、金屬模型鑄造、離心鑄造等。 采用金屬模型鑄造是將金屬液直接澆入耐高溫金屬材料制成的鑄型中以獲得鑄件的方法。金屬模型可經(jīng)受很多次的澆注而不損壞即節(jié)省了造型工時和大量的造型材料，提高了生產(chǎn)率，又能改善勞動條件，所得到的鑄件尺寸精確，表面光潔，結晶顆粒細，機械性能高，但因金屬模型的導熱率較高退讓性差，制造成本高，生產(chǎn)準備周期長等缺點，因而金屬模型應用受到一定的局限，金屬主要 用于有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)。 砂型鑄造的鑄件，按照造型方法的不同，可分為木模手工造型和金屬模造型兩種。木模手工造型的精度低、加工余量大，適用于單件和小批生產(chǎn)；成批及大量生產(chǎn)時，為提高鑄造的生產(chǎn)率，減少鑄件的誤差和加工余量，常用金屬模機器造型的鑄件，但其生產(chǎn)費用較高，鑄件的重量和尺寸不能過大。 針對該零件的而言，首先應知道 刷架端蓋 生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，零件材料為 C級鋼，其結構形狀較復雜， 力學性能要求不太高的零件。根據(jù)技術要求毛坯種類為鑄件，又根據(jù)選擇毛坯的原則， C級鋼材料適合用鑄造獲得毛坯，可采用砂型鑄造或 壓力鑄造。采用壓力鑄造的優(yōu)點是：效率高、精度高，但是由壓鑄機及壓鑄型鑄造費用高，相應的毛坯制造成本會增加，相比之下，采用目前較為常用的砂型鑄造較為合適，它具有的優(yōu)點是：鑄造合金種類、鑄件的大小和重量不受限制，生產(chǎn)機動性大，生產(chǎn)準備時間短，受產(chǎn)品型別變更的影響小，因此選擇砂型鑄造，能節(jié)約金屬，充分利用生產(chǎn)面積，也可選擇砂型鑄造中的金屬模機械砂型，它的生產(chǎn)效率高，對工人的技術要求低，適合零件的批量生產(chǎn)的鑄件。 該零件的材料為中碳鋼，它的鑄造性能比低碳鋼好，它具有較低的熔點，氧化及熱裂的傾向性小，流動性較好，收縮 率比低碳鋼小，而其塑性、韌性又比高碳鋼好，所以在鑄鋼中，中碳鋼應用最廣。采用金屬型鑄造它克服了又型砂帶來的一系列缺點，而且它比砂型鑄出的鑄件有更高的尺寸精度和較好的表面光潔度，故只需較少的機械加工余量或不需要加工。它的冷卻速度較砂型快，得到細晶粒的金屬組織，因而提高了鑄件的機械性能。所以，從對該零件的綜合考慮，選用金屬型鑄造。 4.4 毛坯余量的確定 加工余量的大小對于工件的加工質量和生產(chǎn)率均有較大的影響。加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動質量，降低生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力的消耗，提高了加工成本。若 加工余量過小，則既不能消除上序的各種表面缺陷和誤差，又不能補償本工序加工時工件的裝夾誤差，造成廢品。因此，應當合理地確定加工余量。確定加工余量的基本原則是，在保證加工質量的前提下越小越好。 確定加工余量的方法有查表法、經(jīng)驗估計法、分析計算法。 在確定加工余量時，要分別確定加工總余量（毛坯余量）和工序余量。加工總余量的大小與所選擇的毛坯制造精度有關。用查表法確定工序余量時，粗加工工序余量不能 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 5 頁 共 23 頁 5 用查表法得到，而是由總余量減去其他各工序余量而得。 通過查閱機械加工工藝手冊表 2.3-5、 2.3-6， 其加工表面的余 量如（表一 ）所示。 零件基本尺寸 230 250 218 65 22 42 12 67 95 5 81 毛坯 尺寸 226 254 216 63 20 43 13 69 96 6 82 總毛坯尺寸 4 4 2 2 2 1 1 2 1 1 1 公差等級IT 11-13 11-13 11-13 11-13 11-13 11-13 11-13 11-13 11-13 11-13 11-13 表一 4.5 毛坯圖 見 （附圖 200403210226-02） 附錄 。 第五章 工藝路線設計 5.1 加工方案的選擇 加工方法的選擇，就是為零件上每一個有質量要求的表面，選擇一個合理的加工方法。在選擇中，不光要滿足零件加工質量的要求，同時，要兼顧生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性。由于可供選擇的方法很多，即使對同樣的精度（表面粗糙度）要求的同類表面，可供選擇的加工方法也較多，所以在具體選擇時，應充分考慮選擇成本較低的那種，從而降低零件的制造成本。 選擇加工方法中，除應保證加工面的表面質量和粗造度要求之外，還應綜合考慮下列因素：工件的材料；工件的結構尺寸；生產(chǎn)類型和現(xiàn)場生產(chǎn)條件。該零件，孔是主要加工表面?？椎募庸し椒ê芏啵畿?削、鉆削、鉸削、擴削、鏜削等。由于車削加工回轉體零件的加工效率比其他幾種要高，其車床比較普遍。閥體為相交回轉體零件，所以采用車削更適宜。 鉆孔多用于無底孔的加工；擴孔，切削深度較小，排屑容易，其精度一般為 IT1011。擴孔能糾正空孔的軸線歪斜，其進給量較大，生產(chǎn)率高。鉸孔，主要用于中小尺寸的精加工，一般孔徑精度為 IT7 9，它對糾正孔的位置誤差能力很差，孔的有關位置精度由鉸孔前的預加工工序保證，采用鉸孔，還易出現(xiàn)孔徑擴大和表面粗糙度差等缺陷。鏜孔，常用的加工方法之一，可作為粗加工、精加工。加工范圍廣，鏜孔 精度一般在 IT68，其加工時，易產(chǎn)生振動，生產(chǎn)率較低，但鏜刀結構簡單，又能在各種機床上安裝鏜 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 6 頁 共 23 頁 6 孔，是一種較經(jīng)濟的方法，且能修正孔的軸線歪斜，位置精度高。 5.2 加工路線的比較分析 方案一 ： 1 鑄造 。 2 時效處理 。 3 處理 。 4 劃線 。 5 夾小端，粗車大端面，粗車外圓 250， 228，粗車 100的圓臺，各部分留余量 0.5mm，倒角。 6 調頭夾大端，粗車小端面，粗車內圓 65， 218，各部分留余量 0.5 7 調頭夾小端，精車大端面，保證長度，精車外圓 250， 246，內圓 230，230-234的斜度， 100的圓臺，倒角。 8 調頭夾大端，精車小端面，保證長度，精車內孔 218， 65，車油槽 3-R2.5，倒角， 9 按尺寸 95， 282， 8斜度，圓角 R8 以及尺寸長 148， R6的尺寸打樣沖點。 10鉆 6 22，锪平 40， 6 8.5孔，攻絲 6 M10，倒角。 11按劃線刨尺寸長 95， 282， 8斜度，圓角 R8以及尺寸長 148。 12鉆孔 2 14.5，攻絲 2-M16 1.5，倒角 120 2深。 13去毛刺 。 14質檢 。 15入庫 。 方案二 ： 1 鑄造 。 2 時效處理 。 3 處理 。 4 劃線 。 5 夾小端，粗車大端面，粗車外圓 250， 228，粗車 100的圓臺，內圓 65，各部分留余量 0.5mm，倒角。 6 調頭夾大端，粗車小端面，粗車 218，各部分留余量 0.5。 7 調頭夾小端，精車大端面，保證長度，精車外圓 250， 246，內圓 230，230-234的斜度， 100的圓臺，內經(jīng) 65的表面，車油槽 3-R2.5，倒角。 8 調頭夾大端，精車小端面，保證長度，精車內孔 218，倒角 。 9 按尺寸 95， 282， 8斜度，圓角 R8以及尺寸長 148， R6的尺寸打樣沖點。 10鉆 6 22，锪平 40， 6 8.5孔，攻絲 6 M10，倒角。 11按劃線刨尺寸長度 95， 282， 8斜度，圓角 R8以及尺寸長 148。 12鉆孔 2 14.5，攻絲 2-M16 1.5，倒角 120 2深。 13去毛刺 。 14質檢 。 15入庫 。 5.3 確定最優(yōu)的加工路線 若按照加工方案一加工，在車 內圓 65， 車油槽 3-R2.5放在刷架端蓋零件左邊加工會給加工時帶來切削力大，對刀子的鋼性不好，因為左邊刀具到加工面的距離要比右邊的距離長。因此，將方案一與 方案二結合考慮，在加工右端面時進行加工車 內圓 65， 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 7 頁 共 23 頁 7 車油槽 3-R2.5刀具鋼性比在右邊小，所以我采用方案一進行加工對加工帶來方便。 通過優(yōu)化的方案如下 : 1 鑄造 2 時效處理 3 處理 4 劃線 5 夾小端，粗車大端面，粗車外圓 250， 228，粗車 100的圓臺，各部分留余量 0.5mm，倒角。 6 調頭夾大端，粗車小端面，粗車內圓 65， 218，各部分留余量 0.5 7 調頭夾小端，精車大端面，保證長度，精車外圓 250， 246，內圓 230，230-234的斜度， 100的圓臺， 倒角。 8 調頭夾大端，精車小端面，保證長度，精車內孔 218， 65，車油槽 3-R2.5，倒角 。 9 按尺寸 95， 282， 8斜度，圓角 R8 以及尺寸長 148， R6的尺寸打樣沖點。 10鉆 6 22，锪平 40,6 8.5孔，攻絲 6 M10，倒角。 11按劃線刨尺寸長 95， 282， 8斜度，圓角 R8以及尺寸長 148。 12鉆孔 2 14.5，攻絲 2-M16 1.5，倒角 120 2深。 13質檢。 14去毛刺。 15入庫。 第六章 工序設計 6.1 工序的安排 加工該零件是分多工序加工還是 集中在一起加工，根據(jù)現(xiàn)場條件和零件本身的結構而定。工序集中與工序分散，是擬訂工藝路線時確定工序數(shù)目（或工序內容多少）的兩種不同的原則，它和設備類型的選擇有密切的關系。工序集中就是將工件在少數(shù)幾道工序內完成；工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內進行。工序集中與分散各有特點： 6.1.1工序集中 ： 1) 采用高效專用設備及工藝裝備，生產(chǎn)率高。 2) 工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面減間位置精度，還能減少工序間運輸量，縮短生產(chǎn)周期。 3) 工序數(shù)目少，可減少機床數(shù)量、操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，還可簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作（ 本特 點也適應于組織集中）。 4) 因采用結構復雜的專用設備及工藝裝備，使投資大，調整和維修復雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉換新產(chǎn)品比較費時。 6.1.2工序分散 ： 1) 設備及工藝裝備比較簡單，調整和維修方便，工人容易掌握，生產(chǎn)準備工作量少，又易于平衡工序時間，易適應產(chǎn)品更換。 2) 可采用最合理的切削用量，減少基本時間。 3) 設備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積也大。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 8 頁 共 23 頁 8 工序集中和工序分散的應用。工序集中多用于單件小批生產(chǎn)及設備較少；工序分散則用于大批大量生產(chǎn)；成批生產(chǎn)盡可能采用效率較高的機床，使工序適當集中。除取決于生產(chǎn)類型外，還應綜合 考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件、工件結構特點和技術要求的因素，使指定的工藝路線適當?shù)丶?，合理的分散?該零件的加工面多為內孔，及鉆孔及平面的加工，技術要求及精度、表面粗糙度要求低，為中批生產(chǎn)，選擇工序分散較為適宜，便于生產(chǎn)率的提高和保證加工質量，便于工件在一次裝夾中完成多個面的加工，給操作者帶來方便。 6.2 加工階段劃分 為了保證加工質量，合理使用設備，人力，及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時處理，按加工性質和作用不同，工件的加工質量要求較高時，都應劃分階段。一般可分為粗加工、半精加工、精加工三個階段。加工精度和表面質量要求特別 高還可以采用光整加工和精加工，但也有其他方案。 工藝過程中劃分加工階段的主要原則如下： 保證加工質量 合理利用設備 便于熱處理工序的安排 此外，劃分加工階段還有兩個優(yōu)點： 1）在粗加工中及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 及時修補或報廢； 2）零件表面的精加工安排在最后，可防止或減少表面損傷。 劃分加工階段，是對零件整個機械加工工藝過程而言，通常是以零件上主要表面的加工過程來劃分，而次要表面的加工穿插在主要表面加工過程中，在有些情況下，次要表面的精加工是在主要表面的半精加工，甚至是粗加工中就可完成，而這時并沒有進 入整個加工過程的精加工階段；相反，有些小孔，常常安排在精加工之后進行鉆削，這對小孔加工本身來講，仍屬于粗加工，這點，在劃分加工階段時應引起注意。 各加工階段的主要任務： 1）粗加工階段 從坯料上切除較多余量，所能達到精度和表面質量都比較低的加工過程。 2）半精加工階段是在粗加工之間的一道切削過程。 3）精加工階段是從工件上切除較少余量，所得精度和表面質量都比較高的加工過程。 4）光整加工階段是精加工后從工件上不切除或切除及薄的金屬層，用以獲得光潔的表面和更加精確的加工過程（一般用于提高位置精度）。 5）超精 加工階段是按照超穩(wěn)定，超微量切除等原則，實現(xiàn)加工尺寸誤差和形狀誤差在 0.1以下的加工技術。 備注：但對于那些加工質量要求不高剛性好，毛坯精度較高，余量小的工件，就可以劃分為幾個階段，對于有些剛性好的重型工件，由于裝夾及運輸很費時，也常在一次裝夾下完成去除粗、精加工。為了彌補部分階段帶來的缺陷，重型工件在粗加工工步后，松開夾緊機構，讓工件變形的可能，然后要較小的夾緊力重新夾緊工件，繼續(xù)以精加工分步加工。 根據(jù)刷架端蓋主要加工的內容和要求，從加工經(jīng)濟、加工精度考慮，將該零件的加工劃分為粗加工和半精加工兩個階段。 6.3 基準的選擇 基準是用來確定生產(chǎn)對象是幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。 根據(jù)基準的作用不同分設計基準與工藝基準兩大類。設計基準是設計圖樣上所采用 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 9 頁 共 23 頁 9 的基準。如刷架端蓋零件圖中的 250的軸線及左端面是設計基準。 有粗基準和精基準之分。在選擇定位基準時，是從保證工件精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準的順序應從精基準到粗基準。 6.3.1精基準的選擇 ： 精基準的選擇應從保證零件的加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便夾具結構簡單，選擇精基準一般應遵循：基準重合、基準統(tǒng)一、互為基準、自為基準和保證工件定位準 確、夾緊可靠、操作方便的原則。 6.3.2粗基準的選擇： 選擇粗基準時，主要考慮兩個問題：一是合理地分配各個加工余量；二是保證加工面與不加工面的相互位置關系，具體選擇時考慮以下原則： 1）對于具體加工面與非加工面的工件，為了保證非加工面與加工面之間的位置要求，應選擇非加工表面作為粗基準。 2）對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準時，應考慮合理分配各表面的加工余量，若需要保證各主要加工表面都有足夠的余量，應選擇毛坯余量最小的表面作粗基準，若對于工件上的某些重要表面，為了盡可能使其加工余量均勻，則應該重要的表 面作為粗基準。 3）粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上（即同一自由度方向上），通常只允許用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。 4）選作粗準的表面應平整，要避開鍛造飛邊和鑄造澆口、分型面、毛刺等缺陷，以保證定位準確、夾緊可靠。 5）合理地選擇定位基準，對保證零件表面間的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工順序都有很大的影響。用夾具裝夾時，定位基準的選擇還會影響到夾具的結構，選擇定位基準時，應注意減少裝夾的次數(shù)，盡量做到安裝一步到位，能把零件上所有要加工表面部位加工出來。 對于刷架端蓋零件，選擇定位基準應有 利于提高工件的剛性，以減少切削變形，定位基準應盡量與設計基準重合，以減少定位誤差對尺寸精度的影響。所以以刷架端蓋的左端面和 A、 B面為精基準。 6.4 切削用量選擇 確地選擇切削用量，對保證加工質量，提高生產(chǎn)效率，獲得良好的經(jīng)濟效益，都有著重大意義。切削用量包括被吃刀量、切削速度、進給量。選擇好的切削用量，使三者能互相適應，以形成最佳切削參數(shù)。選擇切削用量首先分析被加工材料的性能和加工要求；刀具材料性能；機床及其運動參數(shù)；裝夾和加工系統(tǒng)剛性等條件。由于切削速度對刀具壽命影響最大，其次為進給量，影響最小是背吃刀量 ，因此，選擇切削用量步驟是：先定 ap,在選 f,最后確定 Vc。 6.4.1選擇背吃刀量 ap 在機床、夾具、刀具和零件等的剛度允許條件下，盡可能選取較大的背吃刀 量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 粗加工：在加工余量（指半徑方向上）不多并較均勻、加工工藝系統(tǒng)剛性足夠時，應使背吃刀量一次切除余量 A，即： ap=A；如果在加工面上有硬化層、氧化皮或硬雜質情況下，此時，加工余量若足夠，則背吃刀量 ap也應加大，若需分兩次切除余量，則：ap1=（ 2/3 3/4） A； ap2=（ 1/3 1/4） A 精加工：由于粗加工后形成表面 的質量較為良好，應使半精加工的背吃刀量依次切 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 10 頁 共 23 頁 10 除余量。半精車取 (1 3)mm，精車取 (0.1 0.5)mm 6.4.2選擇進給量 f 粗加工：增大進給量，可提高生產(chǎn)效率，但過大進給量，會使切削力劇增而影響機床進給系統(tǒng)、刀具和工件的強度和剛性，此外，也會顯著加大表面粗糙度，為此，制定的進給量應考慮到上述影響因素。粗車時一般選 (0.3 0.8)mm/r。 精加工：精加工的進給量 f 主要根據(jù)表面粗糙度要求選擇。表面粗糙度 Ra 值要求小時，應選用較小進給量。但 f值不能過小，當進給量 f值小于一定限定時，實際表面粗糙度 Ra值反 而會增大。精車常取 (0.08 0.3)mm/r。切斷時，宜?。?0.05 0.2） mm/r，具體選擇時應結合各方面的條件。 6.4.3主軸轉速的確定 主軸轉速的確定方法，應根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的 材料及加工性質等條件所允許的切削速度來確定。 6.4.4選擇切削速度 Vc 進給速度通常是根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度及刀具和材料進行選擇。 切削速度主要根據(jù)工件和刀具材料的性質來確定。切削強度和硬度較高的工件，產(chǎn)生切削熱和切削力都比較大，車刀易磨損，切削夙敵應低些。脆性材料如鑄鐵，工件材料強度 不高，但車削時形成崩碎的切屑，熱量集中在切削刃附近不易散熱，切削速度相對選低些；有色金屬和非金屬材料，切削速度選得較高。精加工時，應盡量避開積屑瘤、鱗刺產(chǎn)生的切削速度區(qū)域。在已選定的 ap 和 f 的基礎上，所選用切削速度，應使刀具耐用度具有合理值。 切削用量的選擇方法可分為計算法和查表法，具體選用根據(jù)加工來確定?？傊x擇的基本原則是：應首先選擇一個盡可能大的切削深度，其次是較大的進給量，最后，在刀具和機床功率允許條件下選擇一個合理的切削速度。 切削用量的參數(shù)都是在加工程序中體現(xiàn)。其具體值根據(jù)所用機床的工藝特性， 參考切削用量結合實踐經(jīng)驗確定。正確的選擇余量對提高效率，保證加工質量有至關重要的作用。切削余量的選擇原則：粗銑時首先考慮選擇盡量大的 ap，其次選擇較大的 f，最后確定合理的 Vc。精銑時選擇較小的 ap和 f，較高的 Vc。選擇如下； (1) 用車削大端面及各部分階梯圓時 ,最大的部分為 250，最小的部分為 100. Vc=40 60m/min f=0.4 0.6mm/r 粗車時 : Vc=41.3m/min f=0.5mm/r ap =2mm n=1000Vc/ d=1000 41.3/3.14 250=52.6r/min 精車時 : Vc=73.5m/min f=0.4mm/r ap =0.2mm n=1000Vc/ d=1000 73.5/3.14 100=234r/min (2) 車削小端面及各部分階梯時，最小的部分為 218。 粗車時 : Vc=30.5m/min f=0.5mm/r ap =2mm n=1000Vc/ d=1000 30.5/3.14 230=42.2r/min 精車時 : Vc=54.8m/min f=0.4mm/r ap =0.2mm n=1000Vc/ d=1000 54.8/3.14 218=80r/min (3) 用 6X22mm標準麻花鉆鉆孔 Vc=8 25 f =0.2 0.3mm/r ap =20mm n =1000Vc/d=1000 17.3/22=786.4r/min 用 6X8.5標準麻花鉆鉆孔 Vc=8 25 f =0.2 0.3mm/r ap =20mm 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 11 頁 共 23 頁 11 n=1000Vc/d=1000 13.3/8.5=1500r/min 通過查機械加工工藝手冊，零件的切削用量具體的計算參數(shù)及如表（二）所示。 加工部位 切削速度Vc(m/min) n=1000Vc/ d(r/min) 背吃刀 量 ap 進給速度 Vf (mm/min) 車左端面 粗車 41.3 73.5 45 80 1-4 0.2-1 0.5 0.2 精車 車右端面 粗車 30.5 54.8 45 80 1-4 0.2-1 0.5 0.2 精車 車內孔 36.5 45 1-4 0.5 鉆 6X22 17.3 250 20 0.2 鉆 6X8.5 13.3 500 12 0.2 攻絲 6xM10 3.14 100 12 手動 車油槽 3-R2.5 16.3 80 手動 表 二 6.5 切削余量的選擇 6.5.1切削深度 ap,單位 mm 工件上已加工表面和待加工表面間垂直距離，也就是每次進給時，車刀切入工件時的深度。 ap (dw-dm)/2 式中 ap切削深度 dw工件待 加工表面 dm工件已加工表面 6.5.2進給量 f，單位 mm r 工件每轉一周，車刀沿進給方向移動的距離，它是衡量進給運動大小的參數(shù)，查表參考資料金屬切削速度手冊。 6.5.3切削速度 c，單位 m min 在進行切削加工時，刀具切削刃上的某一點相對待加工表面在主運動方向上的瞬時速度，也可以理解為車刀在一分鐘內車削工件表面理論展開直線長度，但必須假定切削沒有變形或收縮它是衡量主運動大小的參數(shù)，切削速度 c的計算公式為 Vc dn/1000 或 Vc=dn/318 式中 d -工件直徑 Vc 切削速度 n 車床軸轉速 6.6 工序尺寸的確定 零件某一表面最后一道工序的工序尺寸及公差是零件的設計尺寸及公差 ,各中間工序的工序尺寸及公差均要通過計算確定。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 12 頁 共 23 頁 12 當工序基準與設計基準重合時其工序尺寸及公差的確定比較簡單，只須考慮各工序的加工余量和工序所達到的加工精度。計算順序是由最后一道工序開始往前推算，一直推算到毛坯尺寸的大小。如外圓和孔表面的工序及公差的計算即屬于這種情況。 當工序基準與設計基準不重合時，工序尺寸及其公差的確定需利用工藝尺寸鏈原理來進行分析和計算。 必須注意在工序間安排檢驗時，如測量基準與基準不重合，也應用尺寸鏈進行計算，以確定檢驗尺寸及公差。并注意防止產(chǎn)生“假廢品”。 6.7 工時定額的計算 時間定額是指在一定的是生產(chǎn)條件下 ,規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完 成一道工序所需消耗的時間 . 完成一個零件的一道工序的時間定額 ,稱為單位時間定額 ,它由下列幾部分組成 . 6.6.1 基本時間： tb tb =(L+L1+L2)/nf 式中： tb 基本時間 工件加工表面的長度， min L1 刀具的切入長度 , mm L2 刀具的切出長度 , mm I 進給次數(shù) 6.6.2 輔助時間 TB 輔助時間是為實現(xiàn)工藝過程所須進行的各種輔助動作所消耗的時間 ,包括 :裝卸工件 ,無 停機床 .引進或退刀刀具 ,改變切削用量 ,試切和測量工件的所消耗的時間 .基本時間和輔助時間總和稱為作業(yè)時間。 TB=tb+ta 6.6.3 布置工作地時間 ts ,布置工作地時間是為了使加工正常進行，工人照管工作地所消耗的時間，一般按作業(yè)時間的計算。 6.6.4 休息與生理需要的時間 tr 一般的安作業(yè)時間的 6.6.5 準備與終結時間 te 準備工作有：熟悉工藝文件，領取材料，領取工藝裝備，調整機床等。 結束工作有：拆卸和歸還工藝裝備，送交成品等。 所以，批量生產(chǎn)時單件時間定額為上述時間之 和。即： Tc=tp+te/N=tb+ta+ts+tr+te/N(N批量 )。 第七章 工藝裝備及切削液的選擇 7.1 機床的選擇 在選擇機床時要注意下述幾點： 1.機床的主要規(guī)格尺寸應與加工零件的外輪廓尺寸相適應，即小零件應選小機床，大零件應選大機床，做到設備合理使用。對于大零件，在缺乏大型設備時，可采用“螞蟻啃骨頭”的辦法，以小干大。 2.機床的精度應與工序要求的加工精度相適應。對于高精度的零件加工在缺乏精密設備時，可通過設備改裝，以粗干精。 3.機床的生產(chǎn)率與加工零件的生產(chǎn)類型相適應。單件小批生產(chǎn)選擇通 用設備，大批大量生產(chǎn)選擇高生產(chǎn)率專用設備。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 13 頁 共 23 頁 13 4.機床選擇還應結合現(xiàn)場的實際情況，例如設備的類型，規(guī)格及精度狀況以及設備的分布排列情況等。 該零件適宜選擇：普通車床 CW6163 車端面、內外圓表面、錐面和到棱、倒角等和牛頭刨床 B650刨刷架手柄、搖臂鉆床 Z3450 鉆 6 M10-7H、 6 22、 2 M16 1.5-6H。 各機床的技術規(guī)格見表 (三 ) 7.2 刀具的選擇 合理選用切削液能有效地減小切削力、降低切削溫度、減小加工系統(tǒng)熱變形、延長刀具壽命和改善已加工表面質量，此外，選用高性能切削液是改善難加工材料切削性 能的一個重要措施。 切削液的選用：粗加工和高速切削時，優(yōu)先選用水溶性切削液；中低速、精加工優(yōu)先選用切削油；加工難切削材料選用切削油添加劑；磨削時選用水溶性并加防銹劑；考慮配方成本、回收并在利用。 該零件的質量和粗糙度要求不高，選用乳化液切削液即可。 刀具及刀具參數(shù)選擇正確與否，直接關系到零件 的加工效率和加工表面質量及刀具本身的壽命。刀具材料應具備有高硬度和高耐磨性、足夠的強度和韌性以及高的 耐熱性 ，刀體材料保證刀具的強度。因此，合理選擇刀具由為重要。對刀具的材料選擇應考慮到所采用那種機床加工時機床的剛性、工件 材料及經(jīng)濟性等。則數(shù)控機床刀具應選較高的耐用度和剛性，有良好的斷屑性和尺寸穩(wěn)定性，安裝調試方便等特點。 一般采用標準刀具，必要時也可各種高生產(chǎn)率的復合刀具及其它一些專用刀具，刀具的類型、規(guī)格及精度等級應符合加工要求。 刀具的選擇也應考慮刀具幾何參數(shù)的大小，選擇刀具合理幾何參數(shù)的一般性原則： 1） 要考慮工件的實際情況，如材料成分、制造方法、形狀、精度等。 2） 要考慮刀具材料性能和刀具結構。 3） 要注意刀具幾何參數(shù)之間的聯(lián)系。 4） 要考慮具體的加工條件。 5） 處理好刀具的鋒利性同刀具強度和耐磨性的關系 。 刀具確定好以后，要把刀具規(guī)格、刀具型號、刀具參數(shù)和該刀所要加工的內容列表記錄下來，具體見刀具卡片。 該工件加工的刀體材料普通碳鋼，規(guī)格（ B H），適宜選擇硬質合金刀具（ YT15）：45車刀（ 25 25）、 60內外螺紋刀（ 25 25）、內孔車刀（ 25 25）、擴孔鉆、 10.2鉆頭、 12的機用絲錐、內孔切槽刀（ 25 25）。 技術規(guī)格 機床名稱 技術規(guī)格 機床名稱 技術規(guī)格 機床名稱 CW6163 B665 Z3040 加工最大 直 （ mm） 630 滑枕行程長度（ mm） 65 650 最大 鉆孔 直徑（ mm） 40 加工最大 度（ mm） 1350 工作臺頂 面面積 650 450 主軸最 大行程 315 中心距 1500 滑枕往 復次數(shù) 12.5 73 主軸轉 速級數(shù) 12 主軸正反轉級數(shù) 18 工作臺水 平移動量 600 主軸轉 速范圍 40 2000 主軸轉速正反 （轉 /分） 8 800 工作臺垂 直移動量 300 主軸中心線至立柱距離 340 1400 刀架最 30 30 刀架轉 60 主軸進給 0.05 1.6 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 14 頁 共 23 頁 14 大尺寸（寬高） 動角度 量級數(shù) 主軸每轉刀架進給量（ mm/r） 工 作臺水平進給范圍 0.33 3.33 主軸最大扭轉力矩 5000 縱向 0.05 24 工作臺水平進給級數(shù) 10 主電動機功率（ KW） 3 橫向 0.025 12 主電機轉速（ r/min） 1440 主電動機：功率（ KW） 10 主電動機功率（ KW） 3 表三 7.3 量具的選擇 量具的選擇應做到量的精度應與零件的加工精度相適應； 量具的量程應與被測零件的尺寸大小相適應； 量具的類型應與被測表面的性質、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)方式相適應 為了保證零件的尺寸和公差，量具的精度必須與加工精度相適應。而在檢測 工件時，先應校對量具。單件中批生產(chǎn)應廣泛采用通用量具，如內卡鉗、游標卡尺、深度游標卡尺、百分表等。大批大量生產(chǎn)應采用極限量塊和高效的專用檢驗夾具和量儀等。 根據(jù) 零件 的尺寸精度選擇的量具有：游標卡尺 0300mm，高度，深度游標卡尺0200mm，內卡鉗 150mm，螺紋塞規(guī)。 7.4 切削液的選擇 合理選用切削液能有效地減小切削力、降低切削溫度、減小加工系統(tǒng)熱變形、延長刀具壽命和改善已加工表面質量，此外，選用高性能切削液是改善難加工材料切削性能的一個重要措施。 切削液的選用：粗加工和高速切削時，優(yōu)先選用水溶性切 削液；中低速、精加工優(yōu)先選用切削油；加工難切削材料選用切削油添加劑；磨削時選用水溶性并加防銹劑；考慮配方成本、回收并在利用。 該零件的質量和粗糙度要求不 很 高，選用乳化液切削液即可。 第八章 填寫工藝文件 工藝規(guī)程制訂后，要以表格的形式確定下來，作為指導工人操作和用作生產(chǎn)、工藝管理等各種技術文件的依據(jù)。機械加工工藝規(guī)程卡片的種類很多，在單件小批生產(chǎn)中，一般只填寫簡單的工藝過程卡片，在大批、大量生產(chǎn)中，每個零件的每個工序都要有工序卡片。工藝文件填寫應符合以下基本要求： 1) 內容要簡要、明確。 2) 文字正確，應用國家正 確公布推行的簡化字。字體要端正、筆畫清楚，排列整齊。 3) 所用術語、符號、計量單位等，應符合有關標準。 4) “設備”欄一般填寫設備的型號、名稱，必要時還應填寫設備編號。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 刷架端蓋畢業(yè)設計 第 15 頁 共 23 頁 15 5) “工藝裝備”欄一般填寫各工序（或工序）所用的夾、輔具和刀、量具。其中屬專用的，按專用工藝裝備的名稱（編號）填寫；屬標準的，填寫名稱、規(guī)格和精度，有編號的也要填寫編號。 6) “工序內容”欄內，對一些難以用文字說明的工序或工步內容，應編制示意圖。 繪制工序圖應符合下列要求： 1) 根據(jù)零件加工情況可畫基本視圖、剖視圖、局部剖視圖等，允許按相對比例基準等。 2) 為表達 直觀，其位置應符合加工時是實際狀態(tài)。 3) 加工面用粗實線表示，非加工面用細實線表示。 4) 應標明定位基準、加工部位、精度要求、表面粗糙度、測量基準等。 5) 定位和夾緊符號按 JB/T5061-91機械加工工藝定位、夾緊符號的規(guī)定選用 。 第 九 章 鉆模 夾具的設計 9.1 夾具設計的特點與功能 機床夾具做為一種重要的工藝裝備在機械制造工藝過程中起著十分重要的作用。具體表現(xiàn)在以下方面： 9.1.1 針對性強，設計人員必須掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況。 專用夾具是為某零件的某工序設計的，設計人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝過程的安排以及所使用和機床、刀具，輔助的具體的情況才能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。 9.1.2 保證加工質量和勞動生產(chǎn)率是夾具設計的的兩項主要任務，而保證加工質量又是 第一位 的。因此，設計時，應重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關。對于制造精度要求不高的零件，其夾具應重點保證提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。 9.1.3 夾緊機構對整個夾具結構起決定作用。 夾緊裝置的結構形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動機構的設計對夾具結構的影響最大。因此，在同樣能保證 工序要求的情況下，每個人設計的結構可能大不相同。而不同復雜程度的夾具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟效果也不一樣，設計人員必須使自己的設計與生產(chǎn)規(guī)模相適應，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟性。 9.1.4 夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)，因此，設計時應考慮采用組合加工、修配和調整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設置修配和調整環(huán)節(jié)，而不可能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度