815举升钢管加工工艺及专用夹具设计

徐州市广播电视大学

江苏城市职业学院（徐州）815举升钢管

加工エ艺及专用夹具设计委托单位:设计单位:设计人:江苏城市取业学院

二〇一四年五月TOC\o"1-5"\h\z目求 I\o"CurrentDocument"第一章绪论 1\o"CurrentDocument"概述: 1\o"CurrentDocument"软件介绍 1\o"CurrentDocument"第二章エ艺方案分析 2\o"CurrentDocument"零件图 2\o"CurrentDocument"零件图分析 2\o"CurrentDocument"机械加工エ艺规程 3\o"CurrentDocument"加工エ序划分的原则 4\o"CurrentDocument"确定加工方法 5\o"CurrentDocument"确定加工エ序方案 5\o"CurrentDocument"图像模拟加工中工件的变化过程: 6\o"CurrentDocument"第三章零件工艺性分析与毛坯的选择 9\o"CurrentDocument"零件工艺性分析 9\o"CurrentDocument"毛坯的选择 11\o"CurrentDocument"零件加工的基本工艺流程 12\o"CurrentDocument"基准的概念及分类 13\o"CurrentDocument"定位基准的选择 136ー「サ路线的我|订 !5\o"CurrentDocument"刀具的选择 18\o"CurrentDocument"冷却液的选择 21\o"CurrentDocument"加工余量的确定 24\o"CurrentDocument"设计小结 31\o"CurrentDocument"参考文献 33作者简介 35第一章绪论概述:编号F201000815液压举升钢管,为山东省临沂市山东临エ集团金利液压有限公司定制的液压式挖掘机中的双泵恒功率负流量控制的液压系统中的关键部件,大量应用在山东临エ的挖掘机、装载机、刨沟机等领域。经过多年的发展,尺寸完善、设计合理,年使用量很大。目前临エ金利液压有限公司委托徐州唯派工程机械有限公司代为生产F201000815液压举升钢管(以下简称815举升钢管)，本着校企合作、互惠互利的原则，徐州唯派工程机械有限公司委托徐州市广播电视大学机电工程系代为设计815举升钢管加工エ艺及专用夹具。软件介绍AutoCADAutoCAD是Autodesk公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件AutoCAD是当今最流行的二维绘图软件,它在二维绘图领域拥有广泛的用户群。AutoCAD有强大的二维功能,如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能,同时有部分三维功能。AutoCAD提供AutoLISP、ADS、ARX作为二次开发的工具。在许多实际应用领域(如机械、建筑、电子)中,ー些软件开发商在AutoCAD的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。SOLIDWORKS实体设计SOLIDWORKS是由美国SOLIDWORKS公司推出的功能强大的三维机械设计软件系统,自1995年问世以来，以其优异的性能、易用性和创新性,极大地提高了机械工程师的设计效率,在与同类软件的激烈竞争中已经确立了其市场地位,成为三维机械软件的标准，其应用范围涉及航空航天、汽车、机械、造船、通用机械、医疗机械和电子等诸多领域。装配设计:通过施加约束与配合关系,采用拖放方式操作,使得零件装配就像搭积木一样方便,对装配、子装配、零件、装配特征、约束及辅助视图以记录树形式进行管理,可以完成装配件爆炸、剖切、干涉检查、运动仿真、最小间隙、物性计算、零件列表等。精确的设计工具:SOLIDWORKS提供了包括三维球、无约束装配、约束装配、智能尺寸、附着点、二维草图、设计环境栅格等多种丰富精确的设计工具。第二章エ艺方案分析零件图零件图分析该零件由螺纹孔、通孔、密封圈槽等组成。尺寸标注完整,选用毛坯为锻件,无热处理和硬度要求。815液压举升钢管的工程图如上:该零件图显示该零件切削加工性能较好,各面加工精度要求一般,加工难度ー一般,放置密封圈的槽子加工精度较高,需要数控加工,其他部位普通机床加工即可。零件的结构特点该零件主体由两孔形成,该零件顶部由一个直径为25mm的通孔和四个8xM10・6H的螺纹孔组成,顶座由四个直径为11mm的孔、•个4.2mm的密封圈槽及ー个直径为30mm深度为189mm的孔组成。零件的主要技术要求去除毛刺、倒钝锐角、未注锻造圆角R3-R、030内孔表面粗糙度要求为12.5〇毛坯的类型及制造方法零件的材料为45钢,考虑零件形状,由于零件的尺寸不大,而且有许多表面不需要切削加工,使用模锻毛坯。经锻造后高温回火，喷砂处理。毛坯的技术要求不得有裂纹、夹渣等缺陷、锻造拔模高度4。、喷沙、去毛刺。毛坯图机械加工エ艺规程机械加工エ艺设计简称工艺规程,是规定加工エ艺过程和操作方法等的エ艺文件。它是在具体的生产条件下,将最合理或较合理的工艺过程和操作方法,按规定的形式制成工艺文本,经审批后用来指导生产并严格贯彻执行的指导性文件。一般包括以下内容:エ件加工エ艺路线及所经过的车间和エ段;各个エ序的内容及采用的设备和工艺装备;エ件的检验项目及检验方法:工时定额及工人的技术等级等。ェ序号工序内容旗工艺凝頰1钻底面028的孔028的麻花拈静三爪卡盘2钻剛的礼B24的麻花钻薛頰13车底平面9。°外圆车刀数车三爪卡盘4オ底面。28的孔为0309。°车刀数车三爪卡盘5车解面的情90。车刀数车三麻盘6车翻倒角车刀数车三爪卡盘7ガ024的孔为0259。°车刀数车頰18物25的孔倒角为C19。°车刀数车頰19车025的端面9。0车刀数车頰110钻底面4*R10的孔02。的麻盜占部貼床夹具211牆面8地。的孔的的麻盗ホ数控钻床i醐夹具12钻端面8地。的礼触角012的麻花拈摊钻床i醐夹具13蠅面料1啲孔的版缔普踹床i辅夹具零件加工遵循下述原则（1）粗、精加工分开。为了保证零件的加工质量,提高生产效率和经济效益,以达到各自不同的目的和要求。（2）零件的加工,一般不是在一台机床上用ー・种工艺方法就可完成,往往需要几种加工方法互相配合,经过一定的工艺过程才能逐步地完成零件表面的加エ。（3）若一种表面可采用不同的加工方法进行加工的话,那么就生产的具体条件而言,其中必有一种加工方法是最合适的。加工エ序划分的原则ェ序:一个工人或ー组工人,在一台机床上（或ー个工作地点）,对一个（或同时儿个）エ件连续加工所完成的那•部分机械加工エ艺过程。这里必须注意，构成一个エ序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者,而且エ序内的工作是连续完成的。划分的原则: （1）先粗后精的原则（2）基准面先加工原则（3）先面后孔原则（4）先内后外原则（5）减少换刀次数的原则确定加工方法加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一・级精度及表面粗糙度的加工方法•般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。零件图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以加工时没有取平均值，而取其基本尺寸。通过零件图数据分析,考虑加工的效率和加工的经济性,该零件为大批量加ェ,最理想的加工方式为车削、钻削,故加工设备选用车床、钻床。确定加工エ序方案此零件上比较精密表面的加工，是通过数控机床加工达到的。剩下需加工的表面可通过普车加工可完成,孔可通过摇臂钻打通,螺纹孔用攻丝机完成。零件的加工エ序顺序:检查毛坯预备加工ー车底端面一初钻孔（普车）ー钻孔（摇臂钻）ー钻孔（摇臂钻）ー车顶端面一车密封槽ー攻螺纹孔ー修钝各处突棱,去毛刺ー检验各部尺寸及精度—检查エ件有无裂纹、损坏及夹渣等一油封入库。ェ序ー:检查毛坯有无裂纹、夹渣损坏等，确保毛坯底面平整。ェ序二：如下图所示,铳两个平面,保证平整度和尺寸。ェ序三：如下图所示，取下エ件,将エ件放到摇臂钻上固定好后用§25的麻花钻打透;ェ序四：如下图所示,将工件固定到圆车上,车削平面,再取专用切槽刀具切槽保证尺寸及精度,再完成内外倒角;ェ序五：如下图所示,再将工件放到摇臂钻上固定好后用专用加长§30麻花钻钻削至198mm,保证尺寸,确保粗糙度;ェ序六:如下图所示,使用本次设计的专用夹具钻孔,定位卡紧中心孔,保证尺寸及精度;

ェ序七:如下图所示,取下エ件,划线,最后把エ件放到摇臂钻床上加紧将底座孔用ケ8.6的钻头分别钻孔,然后上锥丝机,用M10锥丝头分别再攻丝一次。ェ序ハ:检查已加工完的工件有无裂纹、损坏及夹渣情况等,如有及时清除,检查无误的工件可油封入库。图像模拟加工中工件的变化过程:

第三章零件工艺性分析与毛坯的选择零件工艺性分析1、査零件图的完整性:审查零件图上的尺寸标注是否完整、结构表达是否清楚。2、分析技术要求是否合理:加工表面的尺寸精度;要加工表面的形状精度;主要加工表面的相互位置精度;表面质量要求;热处理要求。零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标注,应根据零件的功能经济合理地决定。过高的要求会增加加工难度,过低的要求会影响工作性能,两者都是不允许的。3、审査零件材料选用是否适当:材料的选择既要满足产品的使用要求,又要考虑产品成本，尽可能采用常用材料,如45号钢，少用贵重金属。4、零件的结构エ艺性分析:零件结构エ艺性:是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的各个制造过程中的工艺性,有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性。由此可见,零件结构エ艺性涉及面很广,具有综合性,必须全面综合地分析。在制订机械加工エ艺规程时,主要进行零件切削加工エ艺性分析。便于刀具的趋进和退出;如边缘孔的钻削;采用标准刀具,提高加工精度。保证刀具正常工作,保证能以较高的生产率加工。被加工表面形状应尽量简单尽量减少加工面积。下表所小两种气缸套零件,图b所不结构比图a所不结构加工面积小，エ艺性好。零件机械加工结构エ艺性的对比B结构AB结构结构エ艺性差 结构エ艺性好B结构留有退刀槽,便于进行加工,并能减少刀具和砂轮的磨损

B结构采用相同的槽宽,可减少刀具种类和换刀时间由于B结构的键槽的方位相同,就可在一次安装中进行加工,提高了生产率A结构不便引进刀具,难以实现孔的加工BB结构采用相同的槽宽,可减少刀具种类和换刀时间由于B结构的键槽的方位相同,就可在一次安装中进行加工,提高了生产率A结构不便引进刀具,难以实现孔的加工B结构可避免钻头钻入和钻出时因工件表面倾斜而造成引偏或断损B结构节省材料,减少了质量,还表面了深孔加工B结构可减少深孔加工B结构可减少底面的加工劳动量,且有利于减少平面误差,提高接触刚度。尽量减少加工过程的装夹次数,尽量减少工作行程次数，应统ー或减少尺寸种类，避免深孔加工。应外表面联接代替内表面联接零件的结构应与生产类型相适应。有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来。零件要有足够的刚性,便于采用高速和多刀切削。5、机械加工对零件整体结构エ艺性的要求零件是各要素、各尺寸组成的一个整体,所以更应考虑零件整体结构的エ艺性,具体有以下儿点要求:尽量采用标准件、通用件;在满足产品使用性能的条件下,零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值;尽量选用切削加工性好的材料,有便于装夹的定位基准和夹紧表面;节省材料、减轻质量。毛坯的选择(1)、毛坯的种类:铸造毛坯:适合做形状复杂零件的毛坯锻造毛坯:适合做形状简单零件的毛坯；型材:适合做轴、平板类零件的毛坯；焊接毛坯:适合板料、框架类零件的毛坯。(2)、选择毛坯的原则:毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸,以减少机械加工。(3)、举例:轴类零件:车床主轴:45号钢模锻件；阶梯轴(直径相差不大)：棒料箱体:铸造件或焊接件齿轮:小齿轮:棒料;大多数中型齿轮:模锻件;大型齿轮:铸钢件选择毛坯图片:这就是815液压举升钢管的效果图,它是用SolidWorks绘图软件画出来的。要实际加工它其实也不是太难,只要我们把它的二维工程图分析透彻,利用平时所学制图的理论知识,再加以我们在车间实践时所学的数控车床、普通车床、数控铳床、摇臂转、攻丝机等机械的使用方法。以及它们控制面板上各个按钮的功能、主要加工零件类型、及各个注意点等等,便可以制造出我们所需要的零件。零件加工的基本工艺流程这是用软件制作三维图的步骤,选择加工余量小的毛坯加工过程的基本概述:在数控机床加工过程中,由于加工对象复杂多样,特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化,加上材料不同,批量不同等多方面的因素影响,在对具体零件制订加工方案时,应该进行具体分析和区别对待,灵活处理。只有这样，才能使制订的加工方案合理，从而达到质量优，效率高和成本低的目的。在对加工エ艺进行认真和仔细的分析后,制订加工方案的一般原则为先粗后精,先近后远,先内后外,程序段最少，走刀路线最短,由于生产规模的差异，对于同，ー零件的加工方案是有所不同的,应根据具体条件,选择经济,合理的エ艺方案。基准的概念及分类基准的定义:在零件图上或实际的零件上,用来确定其它点、线、面位置时所依据的那些点、线、面,称为基准。基准的分类，按其功用可分为:设计基准:零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准,为设计基准。工艺基准:是加工、测量和装配过程中使用的基准,又称制造基准。ェ序基准：是指在工序图上,用来确定加工表面位置的基准。它与加工表面有尺寸、位置要求。定位基准：是加工过程中,使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。度量基准（测量基准）:是用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。装配基准：是装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。定位基准的选择粗基准:用未加工过的毛坯表面做基准。精基准:用已加工过的表面做基准。1、粗基准的选择原则：粗基准影响：位置精度、各加工表面的余量大小（均匀、足够）〇重点考虑：如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。合理分配加工余量的原则应保证各加工表面都有足够的加工余量：如外圆加エ以轴线为基准;以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准,以保证该表面加工余量分布均匀、表面质量高;如床身加工,先加工床腿再加工导轨面;具体实例在床身零件中,导轨面是最重要的表面,它不仅精度要求高,而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性。由于在铸造床身时,导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的,导轨面材料质地致密，砂眼、气孔相对较少,因此要求加工床身时,导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀,故应选导轨面作粗基准加工床身底面,然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面,此时从导轨面上去

除的加工余量可较小而均匀。导轨面作粗基准加工床身底面床身底面作精基准加工导轨面床身加工的粗基准保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则一般应以非加工面做为粗基准,这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置。当零件上有儿个不加工表面时,应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。便于装夹的原则:选表面光洁的平面做粗基准,以保证定位准确、夹紧可靠。粗基准一般不得重复使用的原则:在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次,这是因为粗基准一般都很粗糙,重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大,因此,粗基一般不得重复使用。2、精基准的选择:重点考虑:如何较少误差,提高定位精度。基准重合原则:利用设计基准做为定位基准,即为基准重合原则。基准重合原则:利用设计基准做为定位基准,即为基准重合原则。基准统一原则:在大多数工序中，都使用同一基准的原则。这样容易保证各加工。表面的相互位置精度,避免基准变换所产生的误差。例如，加工轴类零件时,一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面,这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。互为基准原则:加工表面和定位表面互相转换的原则。•般适用于精加工和光磨加工中。例如:车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求,常先以主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面,然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。

自为基准原则:以加工表面自身做为定位基准的原则,如浮动镜孔、拉孔。只能提高加工表面的尺寸精度,不能提高表面间的位置精度。图4-43床身导轨面自为基准磨削还有一些表面的精加工エ序,要求加工余量小面均匀,常以加工表面自身为基准，例如:图示为在导轨磨床上磨床身导轨表面，被加工床身1通过楔铁2支承在工作台上,纵向移动工作台时，轻压在被加工导轨面上的百分表指针便给出了被加工导轨面相对于机床导轨的不平行度读数,根据此读数操作工人调整エ件1底部的4个楔铁,直至工作台带动エ件纵向移动时百分表指针基本不动为止,然后将工件1夹紧在工作台上进行磨削。エ艺路线的拟订拟订エ艺路线是设计エ艺规程最为关键的ー步,需顺序完成以下儿个方面的工作。1、选择定位基准前面已经叙述。2、表面加工方法的选择不同的加工方法如车、磨、包リ、铳、钻、饉等,其用选各不相同,所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。即使是同一种加工方法,在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样,这是因为在加工过程中,将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。某种加工方法的经济加工精度:是指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。加工方法和加工方案的选择：根据加工表面的技术要求,确定加工方法和加工方案;这种方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的,并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。（分别为外圆表面、内孔表面和平面加工方案及其经济精度）要考虑被加工材料的性质;例如,淬火钢用磨削的方法加工;而有色金属则磨削困难,一般采用金刚镇或高速精密车削的方法进行精加工。要考虑生产纲领,即考虑生产率和经济性问题。例如:平面和孔可用拉削加工,轴类零件可采用半自动液压仿型车床加工,盘类或套类零件可用单能车床加工等。应考虑本厂的现有设备和生产条件:即充分利用本厂现有设备和工艺装备。在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件,先选定它的最终工序方法,然后再逐一选定该表面各有关前导エ序的加工方法。具体实例：例如,加工ー个精度等级为IT6、表面粗糙度Ra为0.2um的钢质外圆表面,其最终エ序选用精磨,则其前导エ序可分别选为粗车、半精车和粗磨。主要表面的加工方案和加工エ序选定之后，再选定次要表面的加工方案和加工エ序。小结:具有，・定技术要求的加工表面,一般都不是只通过・一次加工就能达到图纸要求的,对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达。（3）、机床设备与工艺装备的选择所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应;精度等级应与本工序加工要求相适应;电机功率应与本工序加工所需功率相适应;机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。エ艺装备的选择将直接影响工件的加エ精度、生产效率和制造成本,应根据不同情况适当选择。在中小批生产条件下,应首先考虑选用通用工艺装备（包括夹具、刀具、量具和辅具）；在大批大量生产中,可根据加工要求设计制造专用工艺装备。机床设备和エ艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益,还要考虑产品改型及转产的可能性,应使其具有足够的柔性。CS6150普通车床性能简介CD系列A型普通车床可进行各种车削加工,如:车削零件的内、外圆柱面、端面和圆锥面;带有马鞍的车床可用来车削大直径或畸型零件。根据用户要求,提供公制丝杠机床或英制丝杠机床,可完成车削公、英制、模数、径节和周节螺纹.完成钻孔、较孔和拉油槽等工作。车床特点:外形美观大方宜人。手柄集中操作。螺纹进给系统采用“三轴滑移公用齿轮机构”,在不换挂轮的情况下可完成多种螺纹的加工。溜板箱上设有形象化的纵横进刀手柄和快速移动机构。尾架具有快速偏心夹紧装置。床鞍采用卸荷装置,移动轻快,减少床身导轨的磨损,避免“爬行’现象。床头箱和进给箱采用箱外循环集中润滑,大大减少了热变形对加工精度的影响。导轨经高频淬火,硬度高、持久耐用,可延长机床的使用寿命。CKA6150数控机床性能简介CKA6150型系列数控车床是我公司开发的新•代普及型数控车床。该系列机床是集我公司多年生产和开发数控车床之经验,按照全新的数控机床设计理念,自行开发制造的。采用卧式车床布局,由数控系统控制横(X)、纵(Z)两坐标移动,可对各种轴类及盘类エ件自动完成内外圆柱面、圆弧面、端面、切槽、倒角等エ序的切削加工,并能车削公制及英制螺纹、端面螺纹及锥螺纹。机床的主轴制动是由安装在电机轴端上的刹车装置来实现的,当自动循环结束后,电机轴端上的制动器磁铁带电产生磁力与刹车盘吸合实现制动。当制动完成后,制动器松开,主轴可恢复运转。本机床采用全防护结构，可有效防止切屑及冷却水的飞溅,保证了操作者的安全。车床特点:特别适合于汽车、拖拉机、冶金机械等行业的机械加工，更适合技术职业学校对数控机床的技能培训。该机床具有较高的经济性和实用性,是用户首选的数控装备。该系列机床可采用FANUCOi-Mate,安川J50L、西门子802C、华中世纪星HNC-21T或广州980T等用户要求的其它数控系统。机床主轴驱动有两种形式可供选择:第一种采用双速电机驱动加电磁离合器，可实现手动三挡12级,挡内自动有级变速;第二种采用变频电机,可实现手动三挡,挡内自动无级调速。ZN3050X16摇臂钻床性能简介ZN3050X16摇臂钻床钻床是ー种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、较孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。按用途和结构分类,钻床可以分为立式钻床、台式钻床、多孔钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。在各类钻床中,摇臂钻床操作方便、灵活,适用范围广,具有典型性,特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工,是一般机械加工车间常见的机床。机床特点电磁变速、加强型主轴、联锁夹紧、机械电气双重保险、主轴限位保险、开门断电,急停按钮。SWJ160攻丝机性能简介SWJ160气动攻丝机面向市场以来,以它轻便、灵活、高效以及具有其它类似设备无法取代的优点,深受广大用户的关爱。它避免了车床、钻床或手动攻丝的局限,且省时、省力、不易烂牙、丝锥不易折断等，其显着的特点受到用户的广泛好评和采用。此机适用于所有机械制造行业,现大陆客户涵盖了机床、模具（厂）机械、塑胶机械、印刷机械、包装机械制造厂、工程机械、汽车摩托车零部件、航空发动机、机车车辆以及通用机械等行业。机床特点轻便、灵活、高效以及具有其它类似设备无法取代的优点。重复定位迅速快,工作范围大,操作安全,避免了车床、钻床或手动攻牙的局限,省时、省力、不易烂牙、丝锥不易折断等。刀具的选择我们选择刀具应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工エ序、切削用量以及其它相关因素正确选择。首先要应优先选用标准刀具,必要时オ可选用各种高效率的复合刀具及特殊的专用刀具。在选择标准数控刀具时,应结合实际情况,尽可能选用各种先进刀具。刀具选择的总原则安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工エ件的表面尺寸相适应。刀具选择要考虑那些因素需要考虑加工材料的材质和切削表面情况来进行选择,因为不锈钢、铝和铸铁、铸钢机械性能不同,而导致刀具选择不同,不锈钢和铝的材质比较软,加工切削时容易粘刀,而断续切削和连续切削可选择的刀具有有所区别。从加工的尺寸部位来看,长距离的加工和直径较小的尺寸加工,又和刀柄有关，需要增加刀具的刚性，以避免加工后椭圆。刀具材料应具备的性能刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素，对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料时，切削速度只有lOm/min左右;20世纪初出现了高速钢刀具材料,切削速度提高到每分钟儿十米;30年代出现了硬质合金,切削速度提高到每分钟ー百多米至几百米;当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现,使切削速度提高到每分钟ー・千米以上;被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。性能优良的刀具材料,是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强烈摩擦、高压、高温下工作，应具备如下的基本要求。高硬度和高耐磨性刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属,这是刀具材料必备的基本要求,现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬,其耐磨性越好,但由于切削条件较复杂,材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。足够的强度与冲击韧性强度是指抵抗切削力的作用面不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力,一般地,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度和韧性是ー对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。高耐热性耐热性又称红硬性,是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。良好的工艺性和经济性为了便于制造,刀具材料应有良好的工艺性,如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵,但其使用寿命很长,在成批大量生产中,分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。冷却液的选择冷却液在机床加工エ件时起相当大的作用,最基本的要求是提高加工精度、减少刀具砂轮的磨损,同时还必须具有防锈性、防霉性、清洗性,现在又增加了环保性ーー不伤害皮肤、无有毒、有害添加剂（如亚硝酸盐、硝酸盐、毒性较强的杀菌剂等）、不含矿物油等。1、冷却液的分类目前经常使用的机加工冷却液大致分为三类:第一类为传统的完全水溶型冷却液（含大量的亚硝酸盐）、乳化液或叫肥皂水（含大量的机油及亚硝酸盐等）及矿物油和动植物油;这ー类冷却液主要是成本低,润滑性能差。第二类为国外进ロ冷却液,有完全水溶型、乳化型和油基三种,这ー类冷却液使用效果较好,但成本较高。第三类是国内近几年开发的新型冷却液,具有国外产品同等的性能，环保性好。这一类冷却液价格适中,特别适合于配套设施好的磨床、加工中心、大型机加工设备。水基冷却液在机加工过程中主要存在的问题是:（1）易变质（2）防锈性差（3）清洗性差。加工阶段的划分，根据零件的技术要求划分加工阶段。分以下儿个阶段:粗加工阶段在此阶段主要是尽量切除大部分余量，主要考虑生产率。半精加工阶段在此阶段主要是为主要表面的精加工做准备,并完成次要表面的终加工（钻孔、攻丝、铳键槽等）。精加工阶段在此阶段主要是保证各主要表面达到图纸要求,主要任务是保证加工质量。光整加工阶段在此阶段主要是为了获得高质量的主要表面和尺寸精度。将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是:保证零件加工质量（因为エ件有内应カ变形、热变形和受力变形,精度、表面质量只能逐步提高,）;有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理;有利于合理利用机床设备。便于穿插热处理工序:穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段,否则很难充分发挥热处理的效果。此外,将工件加工划分为儿个阶段,还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。工序的划分工序集中原则按エ序集中原则组织エ艺过程,就是使每个エ序所包括的加工内容尽量多些,将许多エ序组成一个集中工序。最大限度的工序集中,就是在ー个エ序内完成工件所有表面的加工。采用数控机床、加工中心按エ序集中原则组织エ艺过程,生产适应性反而好,转产相对容易,虽然设备的一次性投资较高,但由于有足够的柔性,仍然受到愈来愈多的重视。工序分散原则按エ序分散原则组织エ艺过程,就是使每个エ序所包括的加工内容尽量少些。最大限度的工序分散就是每个エ序只包括一个简单エ步。传统的流水线、自动线生产基本是按エ序分散原则组织エ艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产,但对产品改型的适应性较差,转产比较困难。2、エ序顺序的安排机械加工エ序的安排原则(1)先基准面后其它表面先把基准面加工出来,再以基准面定位来加工其它表面,以保证加工质量。(2)先粗加工后精加工即粗加工在前,精加工在后,粗精分开。(3)主要表面后次要表面如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等。(4)先加工平面后加工孔平面轮廓尺寸较大,平面定位安装稳定,通常均以平面定位来加工孔。3、热处理工序及表面处理工序的安排根据热处理的目的,安排热处理在加工过程中的位置。(1)退火:将钢加热到一定的温度,保温一段时间,随后由炉中缓慢冷却的ー种热处理工序。其作用是:消除内应カ,提高强度和韧性,降低硬度,改善切削加工性。应用:高碳钢采用退火,以降低硬度;放在粗加工前、毛坯制造出来以后。（2）正火:将钢加热到一定温度,保温一段时间后从炉中取出,在空气中冷却的ー一种热处理工序。注:加热到的一定的温度,其与钢的含C量有关,一般低于固相线200度左右。其作用是：提高钢的强度和硬度,使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。应用:低碳钢采用正火,以提高硬度;放在粗加工前、毛坯制造出来以后。（3）回火:将淬火后的钢加热到一定的温度,保温・段时间,然后置于空气或水中冷却的ー种热处理的方法。其作用是：稳定组织、消除内应カ、降低脆性。（4）调质处理（淬火后再高温回火）：其作用：是获得细致均匀的组织,提高零件的综合机械性能。应用:安排在粗加工后,半精加工前,常用于中碳钢和合金钢。（5）时效处理：其作用：是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应カ。应用:一般安排在毛坯制造出来和粗加工后,常用于大而复杂的铸件。（6）淬火：将钢加热到一定的温度,保温一段时间,然后在冷却介质中迅速冷却,以获得高硬度组织的ー种热处理工艺。其作用是:提高零件的硬度。应用：一般安排在磨削前。（7）渗碳处理:提高工件表面的硬度和耐磨性,可安排在半精加工之前或之后进行。为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序,例如镀铭、镀锌、发兰等,一般都安排在工艺过程最后阶段进行检验エ序的安排。为保证零件制造质量,防止产生废品,需在下列场合安排检验エ序：粗加工全部结束之后;送往外车间加工的前后:工时较长和重要工序的前后;最终加工之后。除了安排儿何尺寸检验エ序之外,有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验エ序。其它エ序的安排零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大,切削加工之后,应安排去毛刺工序。零件在进入装配之前,•般都应安排清洗工序。エ件内孔、箱体内腔易存留切屑,研磨、布磨等光整加工エ序之后,微小磨粒易附着在工件表面上,要注意清洗。在用磁力夹紧エ件的エ序之后，要安排去磁エ序,不让带有剩磁的工件进入装配线。加工余量的确定加工余量为了保证零件的质量（精度和粗糙度值）,在加工过程中，需要从工件表面上切除的金属层厚度,称为加工余量。加工余量又有总余量和エ序余量之分。总余量:某ー表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量。ェ序余量:该表面加工相邻两エ序尺寸之差称为エ序余量。ェ序余量有单边余量和双边余量之分。单边余量：非对称结构的非对称表面的加工余量,称为单边余量。双边余量:对称结构的对称表面的加工余量,称为双边余量。ェ序余量有公称余量（简称余量）、最大余量、最小余量之分。由于エ序尺寸有偏差,故各工序实际切除的余量值是变化的,因此,工序余量有公称余量（简称余量）、最大余量、最小余量之分。ェ序尺寸公差一般按“入体原则”标注。对被包容尺寸（轴径）,上偏差为〇,其最大尺寸就是基本尺寸:对包容尺寸（孔径、键槽）,下偏差为0,其最小尺寸就是基本尺寸。而孔距和毛坯尺寸公差带常取对称公差带标注。〉材料浪费,成本增大;余量过小ーー〉不能纠正加工误差,质量降低。所以,在保证质量的前提下,选余量尽可能小。影响加工余量的因素上道工序的表面粗糙度值上道工序的表面缺陷层深度上道工序各表面相互位置空间偏差pa；（包括轴线的直线度、位移和平行度;轴线与表面的垂直度;阶梯轴内外圆的同轴度；平面的平面度等。）Pa的数值与上工序的加工方法和零件的结构有关,可用近似计算法或查有关资料确定。若存在两种以上的空间偏差时,可用向量和表示。本工序的装夹误差へeb它除包括定位和夹紧误差外,还包括夹具本身的制造误差,其大小为三者的向量和。上工序的尺寸公差Ta（包括几何形状误差如锥度、椭圆度、平面度等。其大小可根据选用的加工方法所能达到的经济精度,查阅エ艺手册确定。）最小余量加上上道工序的尺寸公差,即为本道工序的加工余量。加工余量的确定——计算法、查表法和经验估计法经验估算法:靠经验估算确定，从实际使用情况看,余量选择都偏大,一般用于单件小批生产。查表法（各工厂广泛采用查表法）:根据手册中表格的数据确定,应用较多。分析计算法（较少使用）:根据实验资料和计算公式,综合确定,比较科学，数据较准确,•般用于大批大量。391、时间额定与经济分析（1）、时间定额定义:时间定额指在一定生产条件（生产规模、生产技术和生产组织）下规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制等的重要依据。（2）、エ艺方案的经济分析经济分析是研究如何用最少的社会消耗、最低的成本生产出合格的产品,即通过比较各种不同工艺方案的生产成本,选出其中最为经济的加工方案。生产成本：是指制造ー个零件或产品所必须的一切费用的总和。生产成本包括两部分费用:工艺成本（第一类费用）:与完成工序直接有关的费用称为第一类费用,也称工艺成本。エ艺成本约占零件生产成本的70%〜75%。第二类费用:与完成工序无关而与整个车间的全部生产条件有关的费用,称为第二类费用。如非生产人员开支、厂房折旧及维护费、照明、取暖、通风费、运输费等。工艺方案的工艺成本比较：对各种エ艺方案进行经济分析时,只要分析エ艺成本即可,因为在同一生产条件下第二类费用基本上是相等的。尺寸链解算与工序尺寸确定零件图上所标注的尺寸公差是零件加工最终所要求达到的尺寸要求,エ艺过程中许多中间エ序的尺寸公差,必须在设计エ艺过程中予以确定。工序尺寸及其公差一般都是通过解算工艺尺寸链确定的,为掌握工艺尺寸链计算规律,这里先介绍尺寸链的概念及尺寸链计算方法，然后再就工序尺寸及其公差的确定方法进行论述。(1)、尺寸链的定义在工件加工和机器装配过程中,由相互联系的尺寸,按一定顺序排列成的封闭尺寸组,称为尺寸链。图示エ件如先以A面定位加工C面,得尺寸A1然后再以A面定位用调整法加工台阶面B»得尺寸A2,要求保证B面与C面间尺寸AO；Al、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组,就成了一个尺寸链。工艺尺寸链的组成:环:エ艺尺寸链中的每ー个尺寸称为尺寸链的环。エ艺尺寸链由一系列的环组成。环又分为:封闭环(终结环):在加工过程中间接获得的尺寸,称为封闭环。在图b所示尺寸链中,A0是间接得到的尺寸,它就是图b所示尺寸链的封闭环。组成环:在加工过程中直接获得的尺寸,称为组成环。尺寸链中A!与A2都是通过加工直接得到的尺寸，Al、A2都是尺寸链的组成环。增环:在尺寸链中,自身增大或减小,会使封闭环随之增大或减小的组成环,称为增环。表示增环字母上面用ー》表示。减环:在尺寸链中,自身增大或减小，会使封闭环反而随之减小或增大的组成环,称为减环。表示减环字母上面用く一表示。怎样确定增减环:用箭头方法确定,即凡是箭头方向与封闭环箭头方向相反的组成环为增环，相同的组成环为减环。在图b所示尺寸链中，A1是增环,A2是减环。传递系数U：表示组成环对封闭环影响大小的系数。即组成环在封闭环上引起的变动量对组成环本身变动量之比。对直线尺寸链而言,增环的巳i=l,减环的，i=—1〇（2）、尺寸链的分类按尺寸链在空间分布的位置关系,可分为线性尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。按尺寸链的应用范围,可分为エ艺尺寸链和装配尺寸链。按尺寸链各环的儿何特征,可分为长度尺寸链和角度尺寸链。按尺寸链之间相互关系,可分为独立尺寸链和并联尺寸链。（3）、尺寸链的计算尺寸链计算有正计算、反计算和中间计算等三种类型。已知组成环求封闭环的计算方式称作正计算;已知封闭环求各组成环称作反计算;已知封闭环及部分组成环,求其余的一个或几个组成环,称为中间计算。尺寸链计算有极值法与统计法（或概率法）两种。用极值法解尺寸链是从尺寸链各环均处于极值条件来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。用统计法解尺寸链则是运用概率论理论来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。计算封闭环的竖式表列号IIIIIIIV名称代号基本尺寸上偏差下偏差公差环的名称、、^AESEIT增环ナんj=lmt£esa,i=lm作ノんi=ltTA1i=l减环n-l少r=m+ln-1 4—ホ［a,i=m+ln-l <—£esa：»=m+ln-l»=m+I封闭环A）ESA)

附录附录ーエ序卡零件名称815举升钢管零件材料毛坯种类毛坯硬度锻造件锻造件不高单位名称江苏城市职业学院(徐州)夹具名称设备名称冷却液三爪卡盘CD6140A水溶性切屑液ェ序号工序名称进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)备注1备料(锻造件)2车底座端面0.350050手动3钻底孔0.145020手动夹具名称设备名称冷却液专用夹具CD6140A水溶性切屑液ェ序号ェ序号进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速「(m/min芝备注4钻侧孔0.130050手动夹具名称设备名称冷却液三爪卡盘数控车床水溶性切屑液ェ序号工序名称进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速月(m/min£)备注5车底平面0.250050自动6切底面槽0.150050自动夹具名称设备名称冷却液三爪卡盘数控车床Xく溶性切屑液ェ序号工序名称进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速月(m/min)备注7车侧平面0.250050自动8车侧孔倒角0.150060自动夹具名称设备名称冷却液专用夹具ZN3050X16水溶性切屑液ェ序号工序名称进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速月(m/min)备注9钻4x611孔0.245050手动夹具名称设备名称冷却液专用夹具ZN3050X16水溶性切屑液ェ序号工序名称进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)备注10钻4x68.6孔0.550050手动夹具名称设备名称冷却液

夹具名称SWJ160X号溶性切屑液ェ序号工序名称进给量(mm/r)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)备注11攻螺纹0.130060手动附录ニ刀具卡产品名称零件名称815举升钢管零件图号A4程序编码工步号刀具号刀具名称刀具规格刀具直径(mm)补偿量(mm)备注1T01外圆车刀90°302T