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1、摘 要机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。而加快产品上市的时间，提高质量，降低成本，加强服务是制造业追求的永恒主题。本论文主要内容是对X 8130A 立铣头壳体加工工艺路线进行的研究，其中包括了各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，准面的选取，定位和夹紧方案的分析和拟定。关键词：机械 夹具 工艺 Abstract Machinery manufacturing is one of the pillar industries which a national technological progress
2、 and social development need, both traditional industries and burgeoning industries can not be separated from sundry mechanical equipment. And speed up product listed time and improve quality, reduce costs, enhance services for the manufacturing industry is the eternal theme. This thesis is the main
3、 content of the The main contents of this paper is X8130A Vertical milling head shell Processing route of the research, design, including the procedure of processing methods, Including the processing method of each process, machine, tools, fixtures, accessories, measuring the choice of, Quasi-surfac
4、e selection, positioning and clamping program development.Keywords: Mechanical Fixture Process显示对应的拉丁字符的拼音目 录摘 要IAbstractII目 录III引 言11.零件分析11.1壳体的作用11.2壳体的结构特点11.3壳体的技术要求22.加工过程分析22.1 X8130A壳体加工工艺22.2壳体加工后的问题及分析52.2.1孔径收缩现象。52.2.2部件组装试车噪音大。52.2.3工人劳动强度大，造成零件总体加工周期长62.3壳体加工过程的分析63.数控加工工艺部分63.1 对零件图进行
5、数控加工工艺性分析73.2 加工方法的选择（确定）73.3加工方案的确定73.4加工顺序的确定84数控机床（刀具、参数）系统部分介绍84.1 机床选择84.2 精度检验及方法（机床检验与工件检验）94.3 加工刀具介绍104.4 数控加工切削用量选择（参数确定）114.5 系统介绍125机床夹具部分介绍125.1 夹具的制定要求及原则125.2 夹具的制作125.2.1定位卡盘135.2.2胎体135.2.3数控等分转台135.3夹具的尺寸、公差145.4 夹具制造特点146壳体的数控加工14结 论16致 谢17参考文献18引 言企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展，它必须在最短的时间内
6、以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。我公司在2004年为了降低工具铣床的成本，将万能工具铣床生产的粗加工分离出去，交给外协单位进行加工。自己依然按原有加工工艺进行精加工。加工行业是个技术性很强的行业，要培养出有经验能独立上岗的技术工人最少要到车间实习3年。而现在的年轻人都嫌现场劳动环境差，工资待遇不丰厚而不愿进入。这就使工人来源产生了危机。目前,采用先进的数控机床对工件进行半精加工、精加工已成为我国制造技术发展的总趋势。提高数控化的主要目的为了提高零件的合格率，降低操作者的劳动强度
7、，缩短加工周期。为适应现代化生产，我对X8130A立铣头壳体的生产工艺进行了数控化改造。1.零件分析1.1壳体的作用壳体是X8130A万能工具铣床的30部件的主体。将横向旋转力矩转换为垂直旋转，在工作时承受较大的切削力且支撑其它辅助装置。壳体采用HT250单件铸造，力学性能大于200，HBS157236，性质适用于承受较大载荷。1.2壳体的结构特点壳体的结构见图1-1。图1-1 壳体装配图206圆盘与旋转盘连接，使铣头部分可以进行45摆动。125孔与114孔安装1对伞齿轮，将主动横向旋转转换到垂直旋转的主轴上，95孔内有套筒，套筒内有主轴。通过转动侧搬把实现套筒带动主轴上下移动。1.3壳体的技
8、术要求95孔为基准A面，125孔与95孔有同轴度的要求，这是因为主轴与垂直螺伞是花键副连接，作直线运动。如果同轴度差，那么垂直螺伞与主轴之间就会产生较大阻力，从而影响主轴的运动。壳体的114孔用于安装横向传导螺伞，安装基准为B、C面。B、C面的加工精度影响横向螺伞与垂直螺伞的啮合。125、95与B、C面的平行度和垂直度的要求，是为了保证伞齿轮在啮合的时候不能偏离分度圆，齿牙始终为直线啮合，从而使伞齿轮啮合时的噪音降到最低。2.加工过程分析2.1 X8130A壳体加工工艺工序1整形：对铸件进行外观整理，去飞边毛刺。工序2热处理：对铸件进行低温去应力时效处理。工序3划线：按毛坯外形找正，划中心线、
9、按图2-1 壳体粗加工简图划。工序4、工序5、工序6的加工线，图2-1 壳体粗加工简图 图2-2 壳体粗加工立体图 将工件（见图1-2 壳体粗加工立体图）平放于划线台上，用3块垫铁将工件垫起来，以尺寸23mm上面的毛坯面为定位面，将工件找正并划线将工件侧立30脐子面向上，用3个千斤顶将工件支起来（右2左1），用划规以尺寸140两侧毛坯面为基准，分出中心。用直角尺比对上序划好的中心线，调整垂直。用固定划针在右面对好中心。再到左面调整千斤顶对正中心，复查右面中心是否偏移，如果没有偏移可用划针划中心线。将工件立起（脐子30在下方），用划规分R25脐子的中心，用三块垫铁将工件垫起，用事先定好位的中心划
10、针（尺寸153、123）找正，参考108、212是否有加工量.划2条中心线，划239上下加工线。划89、119的加工线，212的找正线工序4粗车：上四爪，按线找正粗车108孔，212外圆及B 面。将工件放上四爪后，轻轻转动卡盘把准备的垫块分别放到每个卡爪上，略微卡紧工件，找正108孔212外圆，找正93中心线，将工件卡紧。主轴正转，转速120-150r/min。用反偏刀车外圆及端面，用正偏刀车底面和内圆。工序5粗镗：粗镗119及89孔，尺寸239上、下面。以粗车的B面为基准，按线找正纵向中心线及119孔线。镗119及89孔，刮239上面，反刮239下面。工序6。粗铣：粗铣尺寸166左面工序7。
11、热处理：对铸件进行低温去应力时效处理。工序8。喷砂、凃底浆工序9。划线：划中心线，划10、11、13、15、工序加工线划线方法同工序3工序10。精车：上四爪按线找整 精度0.02，精车114H7及孔内106103凹槽和45倒角成。精度用内径千分表测量。精车2060.1外圆（不准倒角）及两端面成，外圆抛光。工序11。精铣：以B面为基准精铣前面，倒四角245成工序12。刮研B面, 使用800X1000平板研合B面,B面-10点/2525均布工序13。精镗：用精镗95H7孔、125H7孔，倒角成找正专用胎具，用专用镗具精镗、半精镗95H7孔、125H7孔。（现场13工序的加工,见图2-3）图2-3
12、工序13现场图号、图名在图的下面工序14。镗：精锪尺寸235上下面成，镗10616槽，倒角成。工序15。镗孔：用X53钻中心孔，以125H7孔及95H7孔定位，。扩较12H8孔成。扩30孔成。铣66半圆及51端面成，倒角成。要求：检查12H8对32H7孔同轴度0.02，检测32H7对95H7孔中心距（壳体现场15工序的加工见图2-4）图2-4 工序15现场工序16。划线：划C-C剖视中M12螺纹线，划俯视图中810H8，56H8孔线及B-B视图中M6-6H螺纹线。工序17。钻孔：钻攻M12-6H螺纹成，钻扩较810H8深100.5孔及56H8深6孔成, 钻攻B-B视图中M6-6螺纹成。钻攻上面
13、4-M8-6H，深15螺纹成。钻锪攻4-1126，6-M6-6H，深12螺纹成。按图示位置打标记。工序18。整形：倒角145，去毛刺，锐边倒钝。工序19。用M7130磨 面成（不带自动进给机床，可不加工此面）工序20。珩磨95H7孔。检查：用g3-X8140-31101检测125H7孔对95H7孔同轴度及C面的位置度。95H7孔直线度用千分表检测圆度及圆柱度用内径千分表检测。工序21。凃漆成工序22。研磨95H7孔成，去掉压砂层工序23。刮125H7孔外端面成。要求125H7孔外端面对95H7孔的垂直度0.0152.2壳体加工后的问题及分析2.2.1孔径收缩现象。在完成工序13对125、95孔
14、在加工后，对壳体放置1至2天后经常出现0.20.15mm收缩现象。一般情况下采取再过一遍浮动镗刀或者等待零件加工完成后，用珩磨机珩磨。零件在粗加工的过程中，加工留量面基本上的为3mm，经过时效处理后粗加工积累的内应力虽然得到释放，但在精加工中加工留量偏大，使铸件又重新产生应力。2.2.2部件组装试车噪音大。壳体部装完成后需要进行试车，检验各零件间的配合性，一般情况下（以每批30件）的不合格率为10-13。造成这一问题有以下几个原因：在工序13中精镗95H7孔、125H7孔的时候，更换刀具出现偏差，造成两孔的同轴度差。在精镗装卡时，工件装卡不到位，工件自身的定位面与胎具的定位基准出现偏差，使A面
15、与C面不垂直，A面与B面不平行。尺寸235上面与A面不垂直，工序13、14中，工件出现2次装卡过程，容易出现误差扩大的现象。2.2.3工人劳动强度大，造成零件总体加工周期长为了降低成本我公司于2005年初，将壳体的1至10工序进行外委加工。加工车间对壳体的有效加工工序虽然只有9序，但在每序中操作者都是将工件搬上搬下。比如在精加工工序15中，操作者共换刀7次，每次换刀时间2030秒。在工序13、14中安装刀杆2次，壳体净重17.5kg，加工中必须站在机床边看守零件。工人的劳动强度大，造成体力长时间透支，就会出现怠工现象。加工车间虽然是8小时工作制但有效工作时间一般为6小时。每个工序平均一班最多加
16、工出10件。2.3壳体加工过程的分析壳体的加工工艺是1989年9月编制的，工序分散流水作业是当时的特点，但是工序过多就会造成壳体的二次装卡，误差的扩大。在这20年中我公司没有对工艺进行过调整，这只能意味着企业即将被行业所淘汰，企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展，它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢,生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前采用先进的数控机床进行加工，已成为我国制造技术发展的总趋势。由于市场需求的多变性对生产过程的柔性要求越来越高，工序集中工序将成为生产的主流。在一次安装中可加
17、工出多个表面，不但减少了安装次数，而且易于保证各加工面的位置精度。所用的机械设备的数量少，生产线占地面积小，使用的工人少，易于管理 3.数控加工工艺部分所谓数控工艺实际上是指在数控机床上加工零件的一种工艺方法。它是数控加工程序编制的依据，数控机床上的数控零件加工程序都有相应的数控工艺与此对应。数控工艺特点有：1.工序数目少，工序内容多。2.工序与工步的内容特别详细。工艺路线的拟定是指拟定零件加工所经过的有关部门和工序先后顺序，它是工艺规程制定过程中关键阶段，是工艺规程制定的总体设计。XK8130A壳体并不是在加工中心上统一完成的，是在第10序后才回厂进行精加工的由零件图可看出，必须要以114孔
18、为定位装夹的基准。所以先在钻床上用钻模把172均布的4-11孔钻出来并较孔。选其中1个孔为辅助基准。刮研B面。放到加工中心上来先铣160的下面，倒角。镗直径125孔的那个面,再铣23的上下面，粗镗直径125的孔,镗直径95孔,再用齿片刀在开16.5mm宽的槽。然后钻直径12、30的孔，铣32孔,铣直径66X32面,在倒角。3.1 对零件图进行数控加工工艺性分析在选择和决定数控加工内容时,我们就必定对零件图进行工艺性分析.根据所掌握的数控加工基本特点及所用数控机床的功能和实际工作经验,力求把这一前期准备工作做得更仔细,更扎实一些,以便为下面要进行的工作铺平道路,减少失误和返工。我从数控加工的方便
19、性和可能性两个角度进行了一些必要的分析。审查与分析了零件图样中的尺寸标准方法,分析尺寸标注是否适应数控加工特点,对数控加工来说,最好以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。参看零件图,本壳体多以中心孔为一基准与编程原点设置的,一致性带来很大的方便,减少了因局部分散标注而带来的积累误差。分析了定位基准的可靠性.数控加工工艺特点强调定位加工.尤其像我加工的壳体需要进行多面加工,这样以同一基准定位十分重要,否则很难保证多次定位安装加工后多面上的轮廓位置尺寸的协调。所以如零件本身有适合的孔最好就用它作为定位基准孔,我加工的壳体就是以直径114孔及B面为定位基准的,就保证了它的尺寸协调。分析了零件所要求的
20、加工精度。根据选择的数控机床,对照图上的加工精度、尺寸公差等，可以保证能够达到它的精度、尺寸要求。3.2加工方法的选择尽管零件的结构形状多种多样，但它们都是由外圆、内孔，成型面等表面组成的。零件的加工实际是对各种不同表面的加工。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要求。同一级精度及表面粗糙度加工方法有许多，而我结合这个壳体时形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。对于IT7级精度，它在一般机械制造中应用较为普遍，如连轴器、凸轮等孔径，机床卡盘座孔，7.8级齿轮基准孔等。我所用数控加工的精度为IT7级。对于IT7级精度孔可采用镗孔、铰削，磨孔等加工方法均可达到精度要求。我这个是壳
21、体上的孔，要用镗孔或铰削，不易采用磨孔。根据图纸精度要求分为粗镗，刀片形精镗。孔是配合公差且这个壳体又为放轴承所用，所以分析它为间隙配合。对于要铣的面，均为孔径面，用组合刀片面铣刀，从零件图看，对面的精度要求不高，保证它的总长（0.2mm内就可以），表面粗糙度要求不高，在这就不细说了。加工方法选择，我也考虑生产率、经济效益要求，以及我选用的生产设备等一些实际情况。3.3加工方案的确定一般零件上比较精确的表面、孔径，都要通过粗加工、半精加工，精加工。这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方案是不够的，还好确定从毛坯到最终成型的加工方案。我就是综合毛坯的质量到成型这一路线来粗精加工的，它是外贸
22、来图，采用的是金属模铸件，要求不得有铸造缺陷，所以在毛坯铸造时要求比较严格，进行翻砂，热处理。毛坯做工细致，粗糙度低，考虑效率等问题，粗半、精加工（粗加工主要切削各表面大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近成品。半精加工完成次要表面加工，为主要表面精加工做准备）如在进行镗110孔和80孔时都是先用一把粗镗刀，在用一把精镗刀（精加工保证达到图样要求）精镗。确定加工方案时，先根据主要表面精度和粗糙度要求，确定为达到这些要求所要的精加工方法，再确定半精加工粗加工方法。我在精镗时，先用粗镗刀镗，再用精镗刀，精镗余量为30丝左右，对于要铣的两个面，采用试切法，精度与表面粗糙度要求不高，进给速度放大一点，表面就
23、会光滑点。3.4加工顺序的确定 本零件是铸件，铸造完后为消除毛坯制造和机械加工过程中产生的残余应力而要进行时效处理（热处理）即可行。粗加工各面加工余量为2mm，外协加工至工序10结束。内部加工从工序11进行调整：工序11：钻孔。钻锪攻4-1126，6-M6-6H，深12螺纹成。工序12：镗铣。铣235mm上面，160mm下面，铣235mm下面。倒四角245成。镗125H7孔，倒角成。镗95H7孔成。镗106X16槽，倒角成。铣66半圆及51端面成，扩较12H8孔成。扩30孔成。钻较32H7孔成。倒角成。镗95H7孔倒角成。工序13：钻孔。钻攻M12-6H螺纹成，钻扩较810H8深100.5孔及
24、56H8深6孔成, 钻攻B-B视图中M6-6螺纹成。钻攻上面4-M8-6H，深15螺纹成。钻按图示位置打标记。工序14：珩磨95H7孔。工序15：凃漆成。4数控机床（刀具、参数）系统部分介绍4.1 机床选择根据自己的专业和研究壳体的数控加工，我选择了我公司生产的卧式加工中心（可换工作台）。他的主轴是水平放置的，一般有3-5个坐标轴控制，且配备了一个TK56400X400数控等分转台。旋转坐标轴（回转工作台）可进行90、180、270、0旋转）。卧式加工中心适宜加工箱体类零件，一次装夹可对工作的多个面进行铣削、钻削、镗削，攻螺纹等工序加工，特别适合孔与定位表面或孔与孔之间相对位置精度要求较高零件
25、加工，容易保证其加工精度。XK8130A壳体正适合于这样的数控机床加工。这台机床刀库为32把刀，结构比立式复杂，占地面积大，柔性强，成本也高。这台加工中心结构主要组成部分：1.主传动系统及主轴部件-使刀具（或工件）产生主切削运动。2.进给传动系统-使工件（或刀具）产生进给运动并实现定位。3.基础件-床身、主柱、滑座和工作台等。4.其他辅助装置-液压气动、润滑、切削液等系统及装置。5.自动换刀系统-单环长链条式（可在一次装夹工件后，自动连续完成铣、钻、镗、攻丝等加工）像我壳体这样，实现了工序高度集中，大大提高了加工效率，缩短了生产周期，同时也有利于保证工件各表面间位置精度。4.2精度检验及方法（
26、机床检验与工件检验）几何精度检验，有称静态检测，是综合反映机床关键零件经组装后的综合几何形状误差。它必须地基完全稳定，地脚螺栓处于压紧状态下进行。常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直平角尺、平行光管，千分表，测微仪及高精度主轴芯棒等。W1075加工中心要求检验X、Y、Z坐标轴相互垂直度，（X和Y轴Z轴允许误差mm0.015/1000）；工作台面平行度（允许误差mm0.015/1000）；主轴轴向及孔径跳动（0.015 0.01）；X 、Z轴移动工作台面平行度（0.01/500）；工作台表面直线度（0.015/1000）等，我不紧考虑加工XK8130A壳体,还要其他产品。W1075加工中心的
27、加工精度好，适用性良好。定位精度检测,是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。根据实测数值可判断零件加工后能达到的精度，W1075的定位精度优良。切削精度检测，在加工条件下，对机床几何精度和定位精度进行综合考核。我所加工的壳体是铣面、镗孔等，只对它们进行精度说明。试件上的孔先粗镗一次，然后按单边余量小于0.2mm进行一次精镗，圆度允许误差0.015mm,镗孔距精度X、Y轴0.02mm，孔径偏差0.025mm，同轴允许误差0.05mm,端铣刀铣平面度0.02mm，检验它们合格，可以进行正常的加工。测量器具种类有：基准量具，如直角尺；极限量规；检验夹具；通用测量器具，如游标卡尺、内（
28、外）径千分尺、等。我需要用到内径百分表，它用于校正工件安装位置，检测零件形状和位置精度，它经一次整调后可测量多个基本尺寸相同的孔而不需调整，如镗直径106的孔看是不是均匀，要上下，再左右的测不需再一次调整直接测（适合测IT7级精度的孔）。我要测量孔径尺寸，选择游卡尺、内径百分表，游标卡尺可测量内径、外径和深度。主尺按1mm为格距，刻有尺寸刻度。卡脚要与测量面垂直，读数时，眼睛与卡尺平齐。内径百分表对零位后，不得松动夹紧手柄，以防零位变化，测量时一手握住上端手柄，另一手压住下端活动测量头，倾斜一个角度把测量头放入被测孔内，上下（左右）摆动表架，找出“拐点”，为测孔圆度，可在同一径向平面内不同位置
29、上测几次。内径百分表规为6-10mm，10-18，18-35，35-50，50-100，50-160，160-250，250-400（mm），我根据零件尺寸选用50-160（mm）的。4.3 加工刀具介绍金属切削过程中，刀具切削部分一直工作在较大的切削力、高的切削温度和急剧的摩擦。所以我在选择刀具时考虑了刀具的具备条件：1.较高的硬度，常温下刀具硬度在60HRC以上，高速钢为62-65HRC，硬质合金89-95HRC。2.足够的强度和韧性（刚度），加工中心采用的刀具应能承受高速切削和强力切削所必要的高刚强度。3.高耐用度：加工中心可长时间连续自动加工，若刀具不耐用使磨损加快，轻则影响工件的表面
30、质量与加工精度，增加换刀引起的调刀与对刀次数，降低效率，重则因刀具破损会发生严重的机床乃至人身事故。4.刀具精度，我做的壳体精度高，对刀具形状和尺寸精度要求也要高。加工中心常用刀具材料有高速钢和硬质合金两种。高速钢是以钨、铬、钒钼为主要合金元素，热处理后硬度可达62-67HRC，在550-600度时仍可保持常温下的硬度和耐磨性，有较高抗弯强度和冲击韧性。工艺性好，切削性能可满足一般工程材料常规加工。常用牌号有W18Cr4V（属钨系，综合机械性能和可磨性好）和W6Mo5Cr4V2（属钼系，在此基础上提高碳含量，硬度达68-70HRC，如W6Mo5Cr4V2A18）。硬质合金，是用难溶的金属碳化物
31、（WC，TiC）粉末作基体，以金属Co为粘结剂，经高压压制后烧结而成的，具有高的耐磨性和耐热性，能耐850-1000度的高温。硬度达74-82HRC，允许切削的速度达100-300m/min。WC-Co（K类）硬质合金，适用于加工铸件，有色金属及其合金.WC-TIC-Co(P类),适用于高速切削钢材.(粗加工选用牌号为YT5(P30),半精加工YT14(P20)、YT15（P10），精加工YT30)硬度耐磨性高，抗拉强度冲击韧性低。WC-Ti-TaC(NbC)-Co（M类）可加工上面两种。抗氧化能力强。说明：Y-硬质合金；G钴，其后数字表示含钴量；X细晶粒合金；T-TiC；W-通用合金（括号内
32、Kxx、Pxx为ISO标准规定硬质合金牌号）。我所选用的材料为铸铁，采用WC-Co硬质合金，在粗加工是选用YG8（K30），半精加工选用YG6（K20），精加工时用YG6X（K10）YG3（K01）的刀具。加工中心工艺能力强大，刀具种类也繁多。按结构形式可分为整体式和镶齿式，整体式刀具和刀体是一个整体，刀具磨损后需要重新刃磨，而镶齿式刀刃采用硬质合金刀片，并通过一定方式固定在刀体上，磨损后只需换刀片即可，不仅节省材料且避免繁琐的磨刀工作，提高加工效率。按工艺性能分为铣削、镗削、钻削几类。由于刀具繁多，在这里只介绍我所加工壳体所用到的刀具即可。镗削类刀具，分粗、半精及精镗，精镗加工精度达IT6-
33、IT7级，加工表面粗糙度Ra为0.8-6.3um。能够修正上道工序所造成的孔轴线歪曲、偏斜等，它特别适用于像我这样的大孔加工。粗镗时用到单刃刀片（单刃镗刀实际是一把车刀，结构简单，制造简单，使用较多）。精镗时，我用微调镗刀，有尺寸调整装置。为便于精确的调整尺寸所以用它。（采用模块式结构，通过高精度调整装置调整镗刀径向尺寸；还用平衡块调整共动平衡减少振动），另外还有圆柱铣刀、立铣刀、麻花钻，绞刀等，这里不一一介绍了。我还根据加工内容、工件材料、与夹具关系等方面决定刀具种类及式样（刀具材质、形状、尺寸）。将刀具装在刀柄后，我分别在对刀仪上测出刀具半径值及刀长值（刀具前端到刀柄校准的距离），为刀具补
34、偿和自动换刀作准备。加工中心刀具由刀柄、刀体、刀片和相关附件构成，根据不同选择刀柄。4.4 数控加工切削用量选择（参数确定） 切削用量选择是一个非常复杂的问题，但可以根据相关资料推荐经验数据，初选一个范围，而后再在实践中试切，最后来确定合理的切削用量。由于问题复杂，加上本人经验不足，所以只对加工用到的刀具进行分析。铣削用量选择顺序为：切削深度、进给量，最后决定铣削速度。对于我选用的端面铣刀，设切削深度为ae,当加工余量小于6mm，一次进给就可铣削全部加工余量。由零件图得只需切削2mm且无精加工，一次可完成。每齿进给量为af，端铣刀加工是碳钢，它的每齿进给量为/mm.s-1为0.1-0.3，合金
35、钢0.075-0.2，工具钢0.07-0.25，可锻铸铁0.1-0.4，我加工是铸铁为0.2-0.5。确定了af值后，可用式vf=af zn（mm/s）来换算为进给速度.确定了af、ap和选取了耐用度后，选择铣削速度。如刀具材料是高速钢，例如被加工金属材料性质HB140 （碳钢铣削速度r/m.s-1(m.min-1)0.417-0.7（25-42）合金钢0.35-0.6（21-36），灰铸铁0.4-0.6可锻铸铁0.7-0.83（42-50）。我选用刀具是硬质合金，加工材料性质HB=150-225（参看资料表4-1、表4-2）的铸铁，所以它的铣削速度为1.00-2.0（60-120）表4-1切
36、削用量项目Kr=90。,75。面铣刀 粗铣 精铣密齿面铣刀玉米铣刀铣平面整体合金立铣刀直径3mm 7-8mm铸铁v/m.min-150-9060-12075-14050-130v=30-40fz=0.02v=40-60fz=0.04-0.08Fz/mm.齿-10.2-0.350.12-0.30.03-0.06hm0.08-0.2表4-2 硬质合金内孔钻削、扩削、镗削加工切削用量 材料 切削用量普通碳钢低合金钢高强度合金钢铸刚铸铁铝镁合金切削速度/m.min-1150-200140-20080-15080-130100-160200-300进给量/mm.r-10.05-0.250.05-0.35
37、0.07-0.250.12-0.40.1-0.30.15-0.4注：在镗直径为95、125两个大孔且材料为铸铁，所以切削用量为上表铸铁一栏4.5 系统介绍当今世界上适用于数控机床的数控系统种类规格极其繁多，根据数控机床类型选择相应数控系统，根据机床主要使用指标选择，我综合选择FANUC系统，它有很好的切削与进给速度，且加工精度与可靠性强。5机床夹具设计5.1 夹具的制定要求及原则保证工件加工精度、提高生产率、工艺、使用，经济性好等，数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。根据我所加工实际的零件还考虑到1.夹具结
38、构尽量简单；2.要使加工部位开敞，其定位、夹紧机构元件不得防碍加工中的走刀（如生产的碰撞）；3.装卸零件要方便可靠；4.夹具在机床上安装要准确可靠（以保工件在正确位置上加工）。夹具通常有通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调整夹具和成组夹具等。原则：1.在单件或研制新产品，且零件较简单，采用虎钳、分度头、三爪卡盘等通用夹具；2.在生产量小或研制新品应尽量采用通用组合夹具；3.小批或成批生产时考虑采用专用夹具；4.在大批生产用多工位夹具和气动、液压夹具。5.2 夹具的制作 定位基准与夹具方案确定：1.要求设计，工艺与编程计算基准要统一。需要数控加工的零件其定位基准面一般都已预先加工完毕（如我做的
39、壳体，它已直径114H7孔及4-11面为定位面，以B面基准面，已经在之前加工好的）为减少加工误差，要以这一基准面来加工另外一些面；2.尽量减少装夹次数。我是一次定位装夹后，把所有要加工的面全部加工出来，发挥机床的能效。工件在空间直角坐标系中具有六个自由度。（要使工件定位确切，必须消除影响转动的自由度），我在制作夹具中，工件自由度限制由支撑点来实现的。在前工序中已经加工完成了两个定位孔（直径114H7孔及4-11的孔）和底平面，我可以用“一面双孔”定位，并能够限制壳体的六个自由度。（当工件六个自由度全部受到限制时称“完全定位”）见 图5-1壳体胎具图由零件图中的壳体各实际尺寸（详看壳体零件图）与
40、加工中心及旋转工作台等综合考虑，我采取以侧挂的方式加工壳体,夹具设计为倒T形状。要以直径114H7的孔端面固定在夹具立板侧面上。图5-1壳体胎具图5.2.1定位卡盘选40Gr棒料作一个定位的卡盘，在数控车上先把直径114mm的卡盘车出，厚为15mm，钻中心孔（工艺孔）,再把4个直径8mm及沉孔和2个锥销孔做出。将卡盘整体淬火后磨上下面。磨114mm外圆.5.2.2胎体壳体最大尺寸为235mm,胎体宽度不能小于235mm。旋转工作台宽度为400mm，胎体宽度不能大于400mm. 胎体宽度为300mm。为了满足强度要求,底板、立板厚度为35mm.为了抵抗加工中的冲击力和提高使用寿命,在底板与侧板之
41、间加上2道加强筋。底面处有3个键槽作为与旋转台的定位。胎体选用铸件HT200的铸件。铸件在粗加工前后做时两效处理。精加工首先对胎体的底面加工,然后加工侧立面,以侧立面为基准加工底面键槽。5.2.3数控等分转台TK56400 X400型数控等分转台是数控镗铣床和加工中心的理想配套附件，可以安装于主机工作台面上，工作时，在主机相关控制系统控制下，能够完成以1为基数的等分分度零件的加工。产品的主要技术参数见表5-1表5-1 TK56400 X400型数控等分转台主要技术参数序 号项 目TK56400X4001工作台尺寸 mm400X4002工作台总厚度 mm3103中心定位孔尺寸 mm30H64工作
42、台面T型槽宽度 mm14H75蜗杆副传动比 1:1206总传动比 1:1807工作台最高转速 r/min11.18工作台最大载重量 kg5009工作台最大夹紧力(2MPa) kg250010最小分度单位 111转台重量kg13分度定位精度1014重复定位精度215额定紧油压 kg/cm22016颠覆力矩 kg.m6005.3夹具的尺寸、公差考虑到零件上孔为直径114mm上偏差为+0.035,下偏差为0.定位卡盘要做的小点来保证能套进去，也不能过松（松了尺寸不稳），一般为间隙配合，相差5-10丝，所以卡盘为114mm上偏差为0,下偏差为-0.035。定位销直径11mm要紧紧固定在孔中（定位孔直径
43、110-0.02mm），底面与侧板要相互垂直误差不能超过0.015mm。5.4 夹具制造特点本品夹具制造方便，周期短，可用性强，安装稳定可靠。在一次不精时还可采用修配的方法调整。由于车间有多种加工设备，都具有较好的加工性能和加工精度，可以保证夹具制作的精度6壳体的数控加工壳体成批在加工前，需要做好准备工作，首先是要对刀具的数据进行采集，建立刀具补偿信息。其次对胎具进行数据采集、修正。最后是对零件的试切。通过检测来进一步调整数据。确定零件的装卸点和换刀点。装夹壳体将转台顺时针旋转90，调端面铣刀，铣削235mm下面，铣削完成后壳体退刀，换倒角刀加工此面的两处145倒角，铣95孔倒角（内圆插补）。
44、铣削完成后壳体退刀。转台顺时针旋转90，调端面铣刀，铣削160mm下面，铣削完成后壳体退刀，换倒角刀加工此面的三处145倒角。壳体退刀。转台顺时针旋转90，换端面铣刀，铣削235mm上面，倒角刀加工此面的三处145倒角。换125粗镗刀，镗直径125mm孔,留量0.5mm.壳体退刀 换95粗镗刀，镗直径95mm孔,留量0.5mm. 壳体退刀换槽铣刀，铣削10616.5的夹紧槽（内圆插补）。壳体退刀，换倒角刀，铣削125、95倒角。壳体退刀，换125精镗刀，镗直径125mm孔。壳体退刀，换95精镗刀，镗直径95mm孔。壳体退刀。转台逆时针旋转90，换复合刀，加工12（初孔11.8）30孔。壳体退刀
45、，换铰刀，加工12H7。壳体退刀，换32铣刀，加工32H7部位。壳体退刀。换66铣刀，加工6632. 壳体退刀。换倒角刀，加工66、32倒角。壳体退刀。主轴停。转台顺时针旋转180，工作台回装卸点，卸下壳体，加工结束。结 论经过近几个月实地调研，查阅大量的资料，请教一些相关的技术人员，再结合自己的专业，把这一研究课题“壳体的数控加工”做好了。本文介绍了壳体加工的问题，对工艺路线的分析；阐述数控机床加工的特点，对壳体的工装进行了设计；通过数控加工不仅提高了零件的精度，缩短了加工周期，而且降低了劳动强度，减少了废品。致 谢论文脱稿之际，特别感谢指导教师为我讲解新技术、材料，以及在我遇到难题时，能及时为我解答，使我顺利完成毕业设计。联合大学机电学院的多位教师对我在校学习期间，给予了很多热情帮助和大力支持。为此，向他们表示诚挚的谢意！ 向所有关心、支持、帮助过我的各位老师、同学、朋友们表示谢意！最后，向热心评审本论文和参加答辩的老师们致以衷心的感谢！参考文献1.删除，下同梁训渲、周延佑. 机床技术发展新动向（世界制造技术装备市场）M. 20012.柴建国. 机械制造基础M. 苏州大学出版社. 20043.夏凤芳.数控机床M. 高等教育出版社. 20044. 李佳.数控机床及应用M. 北京：清华大学出版社. 20015.李斌主编.数控加工技术M. 北
