J5600调温器工艺规程设计和系列夹具设计-调温器座3套夹具

喜欢这套资料就充值下载吧。。。资源目录里展示的都可在线预览哦。。。下载后都有，，请放心下载，，文件全都包含在内，图纸为CAD格式可编辑，【有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763】 编编 号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目： J5600 调温器工艺规程设计调温器工艺规程设计 和系列夹具设计和系列夹具设计 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业学 号： 0923808学生姓名： 张 燕 指导教师： 张大骏（职称：高级工程师 ） （职称： ）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚 信信 承承 诺诺 书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 97 学 号： 0923808 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I无无锡锡太太湖湖学学院院 信信机机 系系 机机械械工工程程及及其其自自动动化化 专专业业毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书一、题目及专题：一、题目及专题：1、题目J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计 2、专题 J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 课题来源：广西玉林柴油机厂委托无锡宏业配件厂加工的柴油机零件 选题依据：1、零件生产用图 2、零件材料 3、年产量（五万件/年） 4、该厂生产条件状况 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1、满足零件设计的加工精度； 2、零件机械加工的工艺过程卡及各工序的工序卡片； 3、主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图的性能评价标准的理由；（ 任选三个工序的专用夹具设计） 4、设计说明书（不少于一万字） 必须有相关的计算和说明； II 5、专业外语文献翻译不少于于一万字符； 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 机械 97 班班 姓名姓名 张 燕 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师指导教师 签名签名 签名签名 签名签名教教研研室室主主任任 学科组组长研究所所长学科组组长研究所所长 签名签名 系主任系主任 签名签名2012 年年 11 月月 12 日日III摘 要本次设计的主要内容包括J5600调温器工艺规程设计和系列夹具设计的两大方面。本文对一个常规工艺设计的步骤做了详细阐述，在此基础上对零件加工要求进行分析，最终确定毛坯材料，选择定位基准，并留出适当的加工余量。综合分析制定出零件加工工艺路线。得到工艺路线后，需要对工艺路线中的具体参数进行计算，计算加工余量，计算切削用量，并根据计算结果选择机床，此外还计算了加工过程中的辅助时间。另外，进行专用夹具的设计可以提高劳动生产率，降低劳动强度，更能有效地提高产品的精度，减少废品，所以夹具设计的优劣也影响到产品的质量。因此，本文论述了夹具的分类类型，在结合上述的定义和介绍，对一些典型工序进行了对比分析，最终确定了一些工序的夹具设计。在夹具的设计过程中，本文参考了一些既有的成果，也有对夹紧力的分析，对定位和夹持的结构进行了反复对比，确定出了夹具的具体结构形式。除此之外，还绘制了夹具图、零件图，编写了工艺卡片。关键词：关键词：工艺规程设计；夹具设计；加工余量；定位误差IVAbstractThe design of the main content includes M3400 thermostat process planning and design of fixture design series two aspects. Based on a conventional process steps in detail,On the basis of the parts processing requirements analysis,Ultimately determine the blank material, choose the locating datum, and stay out of the appropriate machining allowance. Comprehensive analysis and formulates the components processing technological route. Get process, need to process in the specific parameters are calculated, calculate the machining allowance, cutting parameters, and according to the calculation results the select tool, also calculated during the processing of the auxiliary time.In addition, for special fixture design can improve labor productivity, reduce labor intensity, can effectively improve product accuracy, reduce waste, so the clamp design quality also affects the quality of the product. Therefore, this paper discusses the classification of types of fixture, in combination with the above definition and presentation, some typical processes were compared and analyzed, finally determined the number of fixture design process. A fixture in the design process, this article made reference to some existing results, but also on the clamping force analysis, for positioning and clamping structures were repeated contrast, identify fixture of concrete structures.In addition, also draws a fixture drawing, writing, the process card.Key words: Process planning;grip design; machining allowance; position errorV目目 录录摘 要.IIIABSTRACT.IV目 录 .V1 绪论.11.1 本课题研究的内容及意义.11.2 国内外发展情况.11.3 本课题应达到的要求.22 零件的分析.32.1 零件的作用.32.2 零件的工艺分析.33 工艺规程设计.73.1 确定毛坯的制造形式.73.2 定位基准的的选择.113.2.1 粗基准的选择.113.2.2 精基准的选择.113.2.3 本零件的粗基准和精基准的分析选择.124 拟定工艺路线.134.1 工艺路线方案一.134.2 工艺路线方案二：.144.3 工艺方案的比较与分析.155 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.165.1 确定机械加工余量及工序尺寸.165.2 确定各工序所用机床及工艺装备.205.2.1 机床的选择.205.2.2 工艺装备的选择.205.3 确定切削用量及基本工时.225.3.1 车削加工.235.3.2 铣削加工.255.3.3 钻削加工.266 专用夹具设计.336.1 机床夹具的功能和应满足的要求.336.1.1 机床夹具的功能.336.1.2 机床夹具应满足的要求.336.2 机床夹具的分类.336.3 夹具的组成.346.4 夹具的设计.34VI6.4.1 工序 30 车两 50mm 孔端面.346.4.2 工序 90 铣 26mm 孔端面和钻孔 10mm.406.4.3 工序 110 铣 36mm、34mm、26mm、26x52 mm 端面.437 结论与展望.477.1 结 论.477.2 不足之处及未来展望.47致 谢.48参考文献.49附 录.50J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计11 绪论绪论1.1 本课题研究的内容及意义本课题研究的内容及意义本课题研究的内容是：J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计，包括零件机械加工的工艺过程卡片及各工序的工序卡片，主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图，并有相关的计算和说明的说明书及专业外语文献翻译。本课题研究的意义：1、工艺规程设计的意义： 工艺规程是指导生产的主要技术文件：机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。 工艺规程是生产准备工作的主要依据：车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；准备所需的刀、夹、量具（外购或自行制造） ；原材料及毛坯的采购或制造；新设备的购置或旧设备改装等，均必须根据工艺来进行。 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件：新建（改、扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。 此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规程可以缩短工厂摸索和试制的过程。因此，工艺规程的制订是对于工厂的生产和发展起到非常重要的作用，是工厂的基本技术文件。 2、夹具设计的意义：机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工业装备，可以保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、实现生产过程自动化，使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能，所以，夹具在机械加工中发挥着重要的作用，大量专用机床夹具的采用为大批量生产提供了必要条件。1.2 国内外发展情况国内外发展情况世界上第一支蜡式调温器由美国汤姆森公司发明，后在 1985 年由东风公司和汤姆森公司组建的合资公司东风-汤姆森公司(ATC)引入中国，在 2001 年又引入日本富士精工株式会社，组建东风富士汤姆森调温器有限公司（DFT） ，为中国各大发动机公司供应调温器，并出口美国，日本，俄罗斯，中东，欧洲等地。为了适应现代机械工业向高、精、尖方向发展的需要和多品种、小批量生产的特点，现代机床夹具的发展方向主要表现在标准化、精密化、高效化和柔性化四个方面。 标准化。机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准（GB/T 2148GB/T225991）以及各类通用夹具、组合夹具标准无锡太湖学院学士学位论文2等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 精密化。随着机械产品精度的日益提高，相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5m。 高效化。高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分提高了数控机床的效率。 柔性化。机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为了适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度、改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构、发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主方向。1.3 本课题应达到的要求本课题应达到的要求1、满足零件设计的加工精度2、零件机械加工的工艺过程卡片及各工序的工序卡片3、主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图4、设计说明书（不少于一万字） 必须有相关的计算和说明5、专业外语文献翻译不少于一万字符J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计32 零件的分析零件的分析2.1 零件的作用零件的作用题目所给定的零件是调温气座,其主要作用是：当柴油机机体内水温低于 70 度时，调温器出水阀关闭，冷却水经调温器的旁通阀流回水泵的进口作循环使用，这时冷却水只在水泵和水套中循环-小循环。当柴油机机体内水温为 70 度80 度时，调温器旁通阀逐渐关闭，通往散热器的出水阀逐渐开启，此时，机体内部的冷却水仍然作小循部环。另一部分冷却水经散热器回水管流回散热器。当柴油机机体内水温高于 80 度时，调温器的旁通阀完全关闭，出水阀全部打开。此时，机体内部冷却水全部经散热器进行大循环。而我们加工的调温器座是将调温器联结到柴油机机体上的一个中间零件，其内部有水道与调温器，机体联结相并由密封圈相隔防止泄漏。2.2 零件的工艺分析零件的工艺分析零件的材料为 ZL106，铸铝生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求，各轴孔大小、位置等，现分析如下：主要加工面：55 孔端面55 孔端面这一组的加工表面包括：55mm 孔端面，两个 50mm 承孔，两个24mm 孔端面。其中，55mm 孔端面是主要加工面，先加工 55mm 孔端面之后借助其他若干专用夹具可以保证其他各加工面的位置精度要求。零件的零件图如下：鍯图 2.1 零件图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计4图 2.2 零件图图 2.3 零件图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计5图 2.4 零件图图 2.5 零件图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计6图 2.6 零件图图 2.7 零件图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计73 工艺规程设计工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式零件材料为 ZL106 铝合金。采用木模手工砂型铸造。零件材料选铝合金，有以下几点理由：（1）铝的密度低，可减轻车子重量。（2）高的耐蚀性。铝的表面自然形成氧化膜，故耐蚀性优良，不易生锈。（3）高的导热性能。与铸铁比，导热性能约高三倍，因而最适于必须要散热的热交换器零件上。（4）铸造性。由于铝的溶化温度低，流动性好，故易制造复杂形状的零件。（5）切削性。切削性是铸铁的 45 倍，工具磨损程度仅为铸铁的 1/2。（6）柔性地强度设计。铝的合金化会使常温下的强度不低于铸铁。毛坯图如下：图 3.1 毛坯图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计8图 3.2 毛坯图图 3.3 毛坯图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计9图 3.4 毛坯图图 3.5 毛坯图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计10图 3.6 毛坯图图 3.7 毛坯图J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计113.2 定位基准的的选择定位基准的的选择 定位基准的含义：在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。定位基准是获得零件尺寸的直接基准，占有很重要的地位。定位基准还可进一步分为粗基准和精基准，另外还有附加基准。定位基准是在加工中获得零件尺寸的直接基准，根据不同的加工要求和定位安装条件，合理选择定位基准是工艺设计中一项重要工作内容。定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。3.2.1 粗基准的选择粗基准的选择（1）粗基准的定义未经机械加工的定位基准称为粗基准，机械加工工艺规程中第一道机械加工工序所采的定位基准都是粗基准。（2）粗基准的选择方法 选加工余量小的、较准确的、表面质量较好的、面积较大的毛面作粗基准。因此，不应选有毛刺的分型面等作粗基准。 选重要表面为粗基准，因为重要表面一般都要求余量均匀。 选不加工的表面作粗基准，这样可以保证加工表面和不加工表面之间的相对位置要求，同时可以在一次安装下加工更多的表面。 粗基准一般只能使用一次。因为粗基准为毛面，定位基准位移误差较大，如重复使用，将造成较大的定位误差，不能保证加工要求。因此，在制定工艺规程时，第一道工序、第二道工序一般都是为了加工出精基准。3.2.2 精基准的选择精基准的选择（1）精基准的定义经过机械加工的的定位基准称为精基准。（2）精基准的选择方法 基准重合。尽量选择选设计基准为定位基准，这样就没有基准不重合误差。有时出于加工工艺的合理性要求，需要选择非设计基准作为定位基准。定位基准与设计基准不重合时，将产生基准不重合定位误差，需分析定位误差，并根据尺寸链关系计算定位工艺尺寸，判断工艺条件是否能满足工艺尺寸的要求。 基准统一。为了减少夹具类型和数量，或为了进行自动化生产，在零件的加工过程中，对于多个加工工序，选择统一的定位基准。 互为基准。对某些空间位置精度要求很高的零件，通常采用互为基准、反复加工的方法。 自为基准。对于某些精度要求很高的表面，在精密加工时，为了保证加工精度，要求加工表面的余量很小并且均匀，这时常以加工面本身定位，待到夹紧后将定位元件移去，再进行加工。J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计123.2.3 本零件的粗基准和精基准的分析选择本零件的粗基准和精基准的分析选择根据粗基准的选择方法来看，55mm 孔端面的表面质量较好、面积较大，因以55mm 孔端面来作为粗基准，但是如果以这一表面作为粗基准的话，并不能保证其他以55mm 孔端面来作为基准的表面的位置和尺寸精度，而 55mm 孔端面作为一个最主要的加工面的同时也是第一个加工的表面，所以应该把 55mm 孔端面作为精基准，这样可以保证其他加工表面的位置和尺寸精度。在确定以 55mm 孔端面为首先加工面的前提下，选择粗基准。粗基准如下图 3-8 所示：图 3.8 粗基准J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计134 拟定工艺路线拟定工艺路线拟定工艺路线的出发点：在生产纲领和生产类型已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还考虑经济效果，以便降低生产成本。4.1 工艺路线方案一工艺路线方案一： 表 4-1 工艺路线方案一工序号工序名称工序内容10铸铸造毛坯20热退火30车车两 50mm 孔端面40车车左 50mm 孔50镗镗左 55mm 孔和 24mm 孔端面60车车右 50mm 孔70镗镗右 55mm 孔和 24mm 孔端面80车车 32mm 圆柱面和凸台面90铣铣 26mm 孔端面和钻 10mm 孔100铣铣 7874.3 端面110钻钻 4-9mm 圆孔120铣铣 36mm、34mm、26mm、2652 腰形端面130钻钻 12、14、2-18 的圆孔并攻丝、36mm 丝140钻钻 6-8mm 圆孔并攻丝150钳去毛刺160检气密性实验170检检验180辅入库J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计144.2 工艺路线方案二：工艺路线方案二： 表 4-2 工艺路线方案二工序号工序名称工序内容10铸铸造毛坯20热退火30车车两 50mm 孔端面40车车左 50mm 孔50镗镗左 55mm 孔和 24mm 孔端面60车车右 50mm 孔70镗镗右 55mm 孔和 24mm 孔端面80车车 32mm 圆柱面和凸台面90铣铣 26mm 孔端面和钻 10mm 孔100铣铣 7874.3 端面110铣铣 36mm、34mm、26mm、2652 腰形端面120钻钻 4-9mm 圆孔130钻钻 6-8mm 圆孔并攻丝140检钻 12、14、2-18 的圆孔并攻丝、36mm 丝150钳去毛刺160检气密性实验170检检验180辅入库J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计154.3 工艺方案的比较与分析工艺方案的比较与分析方案一与方案二的区别在于：方案一是在铣 7874.3 端之后就开始钻 7874.3 端面上的 4 个 9mm 圆孔。方案二是在铣 7874.3 端面之后铣 2652 腰形端面，将钻孔的工序放在后面集中完成。由上述分析可知方案一的优点在于可以减少工件的搬动次数，方案二的优点在于节省了换夹具的时间，综合来说方案二所节省的时间更多，所以选方案二更好。J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计165 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为 ZL106 铝合金，采用重力铸造毛坯。根据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：5.1 确定机械加工余量及工序尺寸确定机械加工余量及工序尺寸（1） 50mm 孔端面的车削加工 50mm 孔端面的公差等级是 IT9。表面粗糙度是 Ra3.2。加工余量为： 粗车：Z=3 半精车：Z=1具体工序尺寸见表 5-1表 5-1 端面车削加工工序间工序名称工序间单边余量/mm工序间尺寸/mm经济精度/um表面粗糙度/um尺寸公差/mm半精车112IT9Ra3.212+ 0.1 0粗车313IT9Ra6.313+ 0.1 0毛坯16IT16Ra12.516+ 0.1 0工序卡见附录（2） 车左 50mm 孔的车削加工 50mm 孔的公差等级是 IT11 表面粗糙度是 Ra12.5。加工余量为： 粗车：Z=3 毛坯尺寸公差为 44 + 0.5 0工序卡见附录（3） 镗左 55mm 孔和 24mm 孔端面的镗加工 镗左 55mm 孔 55mm 孔端面的公差等级 IT11 表面粗糙度是 Ra12.5加工余量为： 粗车：Z=3 考虑到简化毛坯外形尺寸公差为 44+ 0.5 0 镗 24mm 孔端面 24mm 孔端面公差等级 IT11 表面粗糙度是 Ra6.3加工余量为： 粗镗：Z=3 毛坯尺寸公差为 39+ 0.2 - 0.2工序卡见附录J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计17（4）车右 50mm 孔的的车削 50mm 孔的公差等级是 IT11 表面粗糙度是 Ra12.5。加工余量为： 粗车：Z=3 毛坯尺寸公差为 44 + 0.5 0工序卡见附录（5）镗右 55mm 孔和 24mm 孔端面的镗加工 镗右 55mm 孔55mm 孔端面的公差等级 IT11 表面粗糙度是 Ra12.5 加工余量为： 粗镗：Z=3 考虑到简化毛坯外形尺寸公差为 44+ 0.5 0 镗 24mm 孔端面24mm 孔端面公差等级 IT11 表面粗糙度是 Ra6.3 加工余量为： 粗镗：Z=3 毛坯尺寸公差为 39+ 0.2 - 0.2工序卡见附录（6）车 32mm 圆柱面和凸台面32mm 圆柱面和凸台面的公差等级为 IT11 表面粗糙度是 Ra12.5加工余量为： 粗车： Z=3 考虑到简化毛坯外形尺寸直径方向尺寸取 38+ 0.2 - 0.2 长度方向尺寸取 68+ 0.2 - 0.2工序卡见附录（7）铣 26mm 孔端面和钻 10mm 孔 铣 26mm 孔端面26mm 孔端面的公差等级为 IT11 表面粗糙度是 Ra3.2加工余量为： 粗铣： Z=3 半精铣： Z=1具体工序尺寸见表 5-2表 5-2 端面车削加工工序间工序名称工序间单边余量/mm工序间尺寸/mm经济精度/um表面粗糙度/um尺寸公差/mm半精车129.6IT11Ra3.229.6+ 0.2 - 0.2粗车330.6IT11Ra6.330.6+ 0.2 - 0.2J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计18毛坯33.6IT12Ra12.533.6+ 0.2 - 0.2 钻 10mm 孔10mm 孔的公差等级为 IT12 表面粗糙度是 Ra12.5工序卡见附录（8） 铣 7874.3 端面7874.3 端面的公差等级为 IT11 表面粗糙度是 Ra3.2加工余量为： 粗铣： Z=3 半精铣： Z=1具体工序尺寸见表 5-3表 5-3 端面车削加工工序间工序名称工序间单边余量/mm工序间尺寸/mm经济精度/um表面粗糙度/um尺寸公差/mm半精铣131IT11Ra3.231+ 0.1 0粗铣332IT11Ra6.332+ 0.1 0毛坯35IT12Ra12.535+ 0.1 0工序卡见附录（9）铣 36mm、34mm、26mm、2652 腰形端面 铣 36mm 孔端面36mm 孔端面的公差等级为 IT12 表面粗糙度是 Ra12.5加工余量为： 粗铣： Z=3 具体工序尺寸见表 5-4表 5-4 端面车削加工工序间工序名称工序间单边余量/mm工序间尺寸/mm经济精度/um表面粗糙度/um尺寸公差/mm粗铣345IT12Ra12.545+ 0.1 0毛坯48IT12Ra12.548+ 0.1 0 铣 34mm 孔端面34mm 孔端面的公差等级为 IT12 表面粗糙度是 Ra12.5J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计19加工余量为： 粗铣： Z=3 具体工序尺寸见表 5-5表 5-5 端面车削加工工序间工序名称工序间单边余量/mm工序间尺寸/mm经济精度/um表面粗糙度/um尺寸公差/mm粗铣345IT12Ra12.545+ 0.1 0毛坯48IT12Ra12.548+ 0.1 0 铣 26mm 孔端面26mm 孔端面的公差等级为 IT12 表面粗糙度是 Ra12.5加工余量为： 粗铣： Z=3 具体工序尺寸见表 5-6表 5-6 端面车削加工工序间工序名称工序间单边余量/mm工序间尺寸/mm经济精度/um表面粗糙度/um尺寸公差/mm粗铣360IT12Ra12.560+ 0.1 0毛坯63IT12Ra12.563+ 0.1 0 铣 2652mm 腰形端面26mm 孔端面的公差等级为 IT11 表面粗糙度是 Ra3.2加工余量为： 粗铣： Z=3 半精铣： Z=1具体工序尺寸见表 5-7表 5-7 端面车削加工工序间工序名称工序间单边余量/mm工序间尺寸/mm经济精度/um表面粗糙度/um尺寸公差/mm半精铣164IT11Ra3.264+ 0.1 0粗铣365IT11Ra6.365+ 0.1 0J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计20毛坯68IT12Ra12.568+ 0.1 0工序卡见附录（10）钻 4-9mm 圆孔无公差等级要求，钻通孔，表面粗糙度为 Ra12.5工序卡见附录（11）钻 6-8mm 圆孔并攻丝因孔的直径较小，不宜铸出，留待加工反而更经济。8mm 圆孔的公差等级为 6H，表面粗糙度为 Ra6.3工序卡见附录（12）钻 12mm、14mm、2-18mm 的圆孔并攻丝，攻 36mm 的丝12mm、14mm、36mm 圆孔的公差等级为 6H，18 圆孔没有公差等级要求12mm、14mm、2-18mm、36mm 的圆孔的表面粗糙度均为 Ra6.3工序卡见附录5.2 确定各工序所用机床及工艺装备确定各工序所用机床及工艺装备5.2.1 机床的选择机床的选择选择机床时应考虑以下几方面：（1） 机床的加工尺寸范围应与零件的外廓尺寸相适应。（2） 机床的工作精度应与工序的精度要求相适应。（3） 机床的生产效率应与零件的生产类型相适应。（4） 机床的选择应考虑车间现有设备条件，尽量采用现有设备或对现有设备进行改装。5.2.2 工艺装备的选择工艺装备的选择（1） 夹具的选择在单间小批量生产中，应尽量选用通用夹具和组合夹具，在大批、大量生产中应按工序加工要求设计制造专用夹具。（2） 刀具的选择刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求、生产率和经济性等，一般应尽可能采用标准刀具，必要时采用高生产率的复合刀具及其他专用刀具。（3） 量具的选择量具的选择主要根据生产类型和加工精度。在单件、小批生产中，应尽量采用通用量具、量仪。在大批、大量生产中应采用各种量规和高效的检验仪器和检验夹具等。（4） 本工件所需的机床和工艺装备由于该机座生产规模为年产五万件属于大批量生产，根据工件的结构特点和技术要J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计21求，尽量选用通用机床和专用夹具较为合适。各工序所用的机床及工艺装备确定见表 5-8表 5-8 各工序所用的机床及工艺装备工序工艺装备工序 30数控车床 CJK6136D，直头焊接式外圆车刀工序 40数控车床 CJK6136D，直头焊接式外圆车刀工序 50数控车床 CJK6136D，镗刀，游标卡尺工序 60数控车床 CJK6136D，直头焊接式外圆车刀，游标卡尺工序 70数控车床 CJK6136D，镗刀，游标卡尺工序 80数控车床 CJK6136D，直头焊接式外圆车刀，游标卡尺工序 90铣床 XA6132，锯片铣刀，钻头，游标卡尺工序 100铣床 XA6132，锯片铣刀，游标卡尺工序 110铣床 XA6132，锯片铣刀，游标卡尺工序 120铣床 XA6132，锯片铣刀，游标卡尺工序 130数控钻床 ZH7640，钻头，螺纹刀，游标卡尺工序 140数控钻床 ZH7640，钻头，螺纹刀，游标卡尺工序 150锉刀工序 160专用检验夹具J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计225.3 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时（1）切削用量的确定切削用量是机械加工的重要参数，切削用量的数值因加工阶段的不同而不同。选择切削用量主要从保证加工表面的质量、提高生产率、 维持刀具耐用度以及机床功率限制等因素来综合考虑。选择切削用量时，在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低，切削用量的大小应根据加工方法合理选择。切削用量的选择原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，兼顾经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。粗、精加工时切削用量的选择如下： 粗加工时切削用量的选择首先选取尽可能大的切削用量数值；其次根据机床动力和刚性等，选取尽可能大的进给速度（进给量）；最后根据刀具耐用度确定主轴转速（切削速度）。 半精加工和精加工时切削用量的选择首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给速度（进给量）；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的主轴转速（切削速度）（2）主轴转速的确定主轴转速应根据被加工表面的直径和允许的切削速度经计算确定，其中切削速度可通过计算或查表选取，也可按实践经验确定，主轴转速的计算公式是： S=1000vc/d （r/min） (5.1)其中，vc切削速度，m/min；d被加工表面直径，mm。在螺纹切削时，主轴转速受螺距（或导程）大小、驱动电机的矩频特性及螺纹插补、算速度等因素的影响，不同的数控系统，可选择不同的主轴转速。对于大多数数控车按下列公式计算主轴转速： S1200/P-k (5.2)其中，P螺纹螺距，mm；k保险系数，一般为 80。（3）进给速度的确定进给速度 f 是指在单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离（mm/min）。在数控车床编程中，较多的用进给量（mm/r）进给速度的选择主要根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取。进给速度的选择原则是： 在能满足工件的加工质量要求情况下，可选择较高的进给速度； 当切断、车削深孔及精车时，宜选择较低的进给速度； 当刀具空行程时，可以选择尽量高的进给速度； 进给速度还应与主轴转速、背吃刀量相适应。J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计23（4）被吃刀量的计算背吃刀量（切削深度）应在机床、工件和刀具刚度允许的情况下根据加工余量确定。加工时，应尽可能取大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率。分层切削余量，各次的余量按递减原则确定。（5）工时定额的计算工时定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。他是安排生产计划、进行成本核算、考核工人完成任务情况、新建和扩建工厂或车间时确定所需设备和工人数量的主要依据。制订合理的工时定额是调动工人积极性的重要手段，可以促进工人技术水平的提高，从而不断提高生产率。一般是技术人员通过计算或类比的方法，或者通过对实际操作时间的测定和分析的方法进行确定。在使用中，工时定额应定期修订，以使其保持平均先进水平。在机械加工中，为了便于合理地确定工时定额，把完成一个工件的一道工序的时间称为单件工序时间，包括如下组成部分：基本时间()；辅助时间()；其他时间(tmtf)；xbtt5.3.1 车削加工车削加工（1）工序加工计算取 ap=3mm，选择直头焊接式外圆车刀。查机械制造工艺学表 1-1，由于 CJK6136D 数控车床的中心高为 200mm，故刀杆尺寸 BH=16mm25mm，刀片厚度 4.5mm。根据机械制造装备设计表 1-2 粗车铸造毛坯，选择 YY15 硬质合金。查机械制造装备设计表 1-3，选择带卷屑槽倒棱的前刀面，=45，r=10，=6，=12，=0，=1.0mm，=10,=0.4mm,卷屑槽尺寸为roosr1o1rb=5mm，=5mm,=0.7mm。其中，为主偏角；为副偏角；为后角；为前bnrbnbncrroo角；为刃倾角；为刀尖圆弧半径；为倒棱前角；为倒棱宽度；为卷屑槽圆弧sr1o1rbbnr半径；为卷屑槽槽宽；为卷屑槽槽深。bnbnc查机械制造装备设计表 1-4，在刀杆尺寸为 16mm25mm，=3mm，以及工件pa直径大于 100mm 时，取=0.60.9mm。f进给量还要满足车床进给机构强度的要求，故需要进行校验，根据 CJK6136D 车床说明书，其进给机构允许的进给力为=3530N。maxF查机械制造装备设计表 1-21，当钢强度=680810MPa，3.4mm，1.8mm/r，=45，=65m/min 时（预计） ，则进给bpafrcr力=1820N。fF根据车削进给力的计算公式 = (5.3)fFkrFfsFfroFffkkkFJ5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计24式中roFfk，sFfk，krFfk为加工钢时，刀具几何参数改变时切削力的修正系数。J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计25查机械制造装备设计表 1-2，切削力的修正系数fFroFfk=1.0，sFfk=1.0，krFfk=1.11，则实际进给力为=2020N。fF由于切系时的进给力小于车床进给机构的允许的进给力，选=0.7mm/r。f查机械制造装备设计表 1-9，车刀后刀面最大的磨损量取为 1mm，车刀寿命T=60min。据机械制造装备设计表 1-10，当用 YY15 硬质合金刀加工=710900MPa 的b钢材，当3mm，0.75mm/r，切削速度=97m/min。paftv根据车削切削速度的计算公式 = (5.4)cvtvtvktFcktpcksvk式中，为车削过程使用条件改变时的修正系数。tvktFcktpcksvk查机械制造装备设计表 1-28，=1.0，=1.0，=1.0，=1.0，=0.8，则tvtvktFcktpcksvk=971.01.01.00.8=77.6 (m/min)cv据公式（2-2）求得 =230(r/min) (5.5)ndvc1000据 CJK6136D 车床说明书，选 n=230r/min，据公式（2-4） ，实际的切削速度为 =80.89（m/min） cv1000dn(5.6)校验功率：查机械制造装备设计表 1-24 当=580970MPa，3.4mm，0.75mm/r， 86m/min 时，=4.9kW。bpafvcP根据 CJK6136D 车床说明书，当 n=230r/min 时，车床主轴允许功率=5.9kW，所以EP，机床选择满足要求。cPEP（2）机动时间和辅助时间的计算查金属机械加工工艺人员手册 ，车削的机动时间为 = (5.7)0Tfnllll321i式中： 为刀具行程长度，mm；l 为加工长度，mm；1l 为刀具的切入长度，mm；2l 为刀具的超出长度，mm；3l 为刀具或零件的进给量，mm；f 为刀具或零件的的转速，r/mm；n 为进给次数。i其中 =42.5mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-1， =3mm，=2mm；查l1l2lJ5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计26金属机械加工工艺人员手册表 15-4，测量工具选游标卡尺，=5mm，进给次数=1,则3lJ5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计27=0.33min。0T根据机械制造工艺学 ，辅助时间按的 18计算，则=0.06min。fT0TfT（3）小结 综上所述，机床为数控车床 CJK6136D，主轴转速为 230r/min，切削速度为=80.89m/min，进给量=0.7mm/r，切削深度=3mm，机动时间=0.33min，辅助时间vfpa0T=0.06min。fT5.3.2 铣削加工铣削加工（1）工序加工计算查金属机械加工工艺人员手册表 10-39，选 80mm 的锯片铣刀，宽度 L=3mm，材料为高速钢，齿数取 40，ap=1mm。 查金属机械加工工艺人员手册表 14-69，取=0.04mm/z，据公式（2-1）求式zf中 系数，=60.2。vcvc 查金属机械加工工艺人员手册表 17-79，=，近似得：t=90min,=1mm,zd4080ea得 v=95.21m/min，据公式（2-2）求得 n=379(r/min) (5.8)dv1000（2）机床选择查金属机械加工工艺人员手册表 8-55，选铣床 XA6132,主轴 18 级转速，转速范围 301500r/min,p=7.5KW。据公式（2-3）求得 (5.9)26. 11minmax1zznnnR查切削用量简明手册表 2-2，选 n=375r/min,则据公式（2-4）求得实际转速为min)/(20.941000mdnv验证功率：据公式（2-5） (5.10)(09. 01072. 086. 014. 05KWznafadcPezpp式中 系数，=60.2pcpc（3）机动时间和辅助时间的计算 据公式（2-6）求，其中 l=25mm,查金属机械加工工艺人员手册表 15-0T6，=16.2mm, =3.0mm，i=1,则=0.07min。1l2l0T 根据切削用量简明手册 ，辅助时间按的 18%计算，则=0.01mm。fT0TfT（4）小结J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计28 综上所述，机床为卧式铣床 XA6132，主轴转速为 375r/min,切削速度v=94.20m/min,进给量 f=0.04mm/z,切削深度=1mm,机动时间=0.07min，辅助时间pa0T=0.04min。fT5.3.3 钻削加工钻削加工（1）钻 9 的孔工序加工计算查金属机械加工工艺人员手册表 10-22，选 9 的锥柄麻花钻，刀具材料为高速钢，查金属机械加工工艺人员手册表 14-34，因为工件材料为铸造铝合金，选组，取 f=0.42mm/r，查金属机械加工工艺人员手册表 14-42 得，t=50min，根据金属机械加工工艺人员手册表 14-29 得，切削速度为 (5.11)5 . 02 . 04 . 01 .11ftdv 式中，d孔径，mm； t刀具耐用度，min； f进给量，mm/r。得，v=18.86m/min。根据公式，求得，n=667.04r/min。dvn1000机床选择查金属加工工艺及工装设计表 4-51，选 ZH7640，立式加工中心，主轴 22 级转速，主轴转速范围 50-6000r/min，主轴功率 P=5.5kW，最大转矩 M=400Nm，最大轴向力N=16000N。根据公式，标准公比 (5.12)1minmax1zznRRR取 =1.26，查切削用量简明手册表 2-16，选 n=350r/min，根据公式，求得实际转速 v=9.9m/min。1000dnv验证功率：查金属机械加工工艺人员手册表 14-30 得， (5.13)7 . 0600dfN (5.14)8 . 02304fdM (5.15)36. 17018760MNP计算得，J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计29N=3942.17N，M=12.3Nm，P=0.005KW。机床选择满足要求。机动时间和辅助时间的计算查金属机械加工工艺人员手册 ，钻孔的机动时间为 (5.16)fnlllT210式中，l加工长度（深度） ，mm； l1刀具的切入长度，mm； l2刀具的超出长度，mm； f刀具或零件的进给量，mm/r； n刀具或零件的转速， r/min。其中，l=15mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-6 得，l1=4.0mm，l2=2.0mm，则T0=0.14min，辅助时间 Tf按 T0的 18%计算，则 Tf=0.03min。小结综上所述，机床为立式加工中心 ZH7640，主轴转速为 350r/min，切削速度v=9.9m/min，进给量 f=0.42mm/r，切削深度 ap=35mm，机动时间 T0=0.14min。辅助时间Tf=0.03min。（2）钻 8 的孔工序加工计算查金属机械加工工艺人员手册表 10-22，选 8 的锥柄麻花钻，刀具材料为高速钢，查金属机械加工工艺人员手册表 14-34，因为工件材料为铸造铝合金，选组，取 f=0.42mm/r，查金属机械加工工艺人员手册表 14-42 得，t=50min，计算得，v=17.99m/min，根据公式，求得 n=715.8r/min。 dvn1000(5.17)机床选择查金属加工工艺及工装设计表 4-51，选 ZH7640，立式加工中心，主轴 22 级转速，主轴转速范围 50-6000r/min，主轴功率 P=5.5KW，最大转矩M=400Nm，最大轴向力 N=16000N。根据公式，标准公比 (5.18)1minmax1zznRRR取 =1.26，查切削用量简明手册表 2-16，选 n=630r/min，J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计30根据公式，求得实际转速 v=15.83m/min。 1000dnv(5.19)验证功率：可计算得：N=2615.27N，M=9.72Nm，P=0.003KW。机床选择满足要求。机动时间和辅助时间的计算其中，l=15mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-6 得，l1=6.0mm，l2=2.0mm，则 T0=0.09min，辅助时间 Tf按 T0的 18%计算，则 Tf=0.016min。小结综上所述，机床为立式加工中心 ZH7640，主轴转速为 630r/min，切削速度v=17.99m/min，进给量 f=0.42mm/r，切削深度 ap=12mm，机动时间 T0=0.09min。辅助时间 Tf=0.016min。（3）钻 12 的孔工序加工计算查金属机械加工工艺人员手册表 10-22，选 12 的锥柄麻花钻，刀具材料为高速钢，查金属机械加工工艺人员手册表 14-34，因为工件材料为铸造铝合金，选组，取 f=0.42mm/r，查金属机械加工工艺人员手册表 14-42 得，t=50min，根据金属机械加工工艺人员手册表 14-29 得，切削速度为 (5.20) 5 . 02 . 04 . 01 .11ftdv 式中，d孔径，mm； t刀具耐用度，min； f进给量，mm/r。得，v=21.16m/min。根据公式，求得，n=561.29r/min。dvn1000机床选择查金属加工工艺及工装设计表 4-51，选 ZH7640，立式加工中心，主轴 22 级转速，主轴转速范围 50-6000r/min，主轴功率 P=5.5kW，最大转矩 M=400Nm，最大轴向力N=16000N。根据公式，标准公比J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计31 (5.21)1minmax1zznRRR取 =1.26，查切削用量简明手册表 2-16，选 n=350r/min，根据公式，求得实际转速 v=13.19m/min。1000dnv验证功率：查金属机械加工工艺人员手册表 14-30 得， (5.22)7 . 0600dfN (5.23)8 . 02304fdM (5.24)36. 17018760MNP计算得，N=3922.90N，M=21.87Nm，P=0.009KW。机床选择满足要求。机动时间和辅助时间的计算查金属机械加工工艺人员手册 ，钻孔的机动时间为 (5.25)fnlllT210式中，l加工长度（深度） ，mm； l1刀具的切入长度，mm； l2刀具的超出长度，mm； f刀具或零件的进给量，mm/r； n刀具或零件的转速，r/min。其中，l=15mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-6 得，l1=4.0mm，l2=2.0mm，则T0=0.14min，辅助时间 Tf按 T0的 18%计算，则 Tf=0.03min。小结综上所述，机床为立式加工中心 ZH7640，主轴转速为 350r/min，切削速度v=13.19m/min，进给量 f=0.42mm/r，切削深度 ap=8mm，机动时间 T0=0.14min。辅助时间Tf=0.03min。（4）钻 14 的孔工序加工计算查金属机械加工工艺人员手册表 10-22，选 14 的锥柄麻花钻，刀具材料为高速钢，查金属机械加工工艺人员手册表 14-34，因为工件材料为铸造铝合金，选组，取 f=0.42mm/r，查金属机械加工工艺人员手册表 14-42 得，t=50min，根据金属机械加工工艺人员手册表 14-29 得，J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计32切削速度为 (5.26)5 . 02 . 04 . 01 .11ftdv 式中，d孔径，mm； t刀具耐用度，min； f进给量，mm/r。得，v=22.51m/min。根据公式， 求得，n=511.80r/min。 dvn1000(5.27)机床选择查金属加工工艺及工装设计表 4-51，选 ZH7640，立式加工中心，主轴 22 级转速，主轴转速范围 50-6000r/min，主轴功率 P=5.5kW，最大转矩 M=400Nm，最大轴向力N=16000N。根据公式，标准公比 (5.28)1minmax1zznRRR取 =1.26，查切削用量简明手册表 2-16，选 n=350r/min，根据公式，求得实际转速 v=15.39m/min。1000dnv验证功率：查金属机械加工工艺人员手册表 14-30 得， (5.29)7 . 0600dfN (5.30)8 . 02304fdM (5.31)36. 17018760MNP计算得，N=4576.71N，M=29.77Nm，P=0.014KW。机床选择满足要求。机动时间和辅助时间的计算查金属机械加工工艺人员手册 ，钻孔的机动时间为 (5.32)fnlllT210式中，l加工长度（深度） ，mm；J5600 调温器工艺规程设计和系列夹具设计33 l1刀具的切入长度，mm； l2刀具的超出长度，mm； f刀具或零件的进给量，mm/r； n刀具或零件的转速，r/min。其中，l=15mm，查金属机械加工工艺人员手册表 15-6 得，l1=4.0mm，l2=2.0mm，则T0=0.14min，辅助时间 Tf按 T0的 18%计算，则 Tf=0.0