毕业设计（论文）箱体零件油压马达座加工数控加工工艺说明书

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1、广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文）1 概述数控机床加工工艺以普通机床的加工工艺为基础，结合数控机床的特点，综合运用多方面的知识解决数控机床加工过程中面临的工艺问题，其内容包括金属切削原理与刀具、加工工艺、典型零件加工及工艺分析等方面的基础知识和基本理论。数控加工的主要对象有很多，如平面类零件、变斜角类零件、曲面类零件、箱体类零件等。而本次研究课题是加工箱体类零件工艺。箱体类零件一般是指具有一个以上孔系，内部有一定型腔或空腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。箱体类零件一般都需要进行多工位孔系、轮廓及平面加工，公差严求较高，特别是形位公差要求较为严格，通常要经过铣、钻、扩、镗、铰、锪、攻螺

2、纹等工序，需要刀具较多，在普通机床上加工难度大，工装套数多，费用高，加工周期长，需多次装夹、找正，手工测量次数多，加工时必须频繁地更换刀具，工艺难以制定，更重要的是精度难以保证。这类的零件在加工中心上加工，一次装夹完成普通机床60%95%的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时节省费用，缩短生产周期。加工箱体零件的加工中心，当加工工位较多，需工作台多次旋转角度才能完成的零件，一般选择卧式镗铣类加工中心。当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。而对于箱体类零件常用的加工方法，主要有以下几种：1）当既有面又有孔时，应先铣面，后加工孔。2）所有孔系都先完成全部孔的粗

3、加工，再进行精加工。3）一般情况下，直径30的孔都应铸造出毛坯孔。在普通机床上完成毛坯的粗加工，给加工中心工序的留量为46mm（直径），再上加工中心进行面和孔的粗、精加工。通常分“粗镗半精镗孔端倒角精镗”四个工步完成。4）直径30的孔可以不铸出毛坯，孔和孔的端面全部加工都在加工中心完成。可分为“锪平端面（打中心孔）钻扩孔端倒角铰”等工步。有同轴度要求的小孔（30），须采用“锪平端面（打中心孔）钻半精镗孔端倒角精镗（或铰）”工步来完成，其中打中心孔需视具体情况而定。5）在孔系加工中，先加工大孔，再加工小孔，特别是在大小孔相距很近的情况下，更加要采取这一措施。6）对于跨距较大的箱体的同轴孔加工，尽

4、量采取调头加工的方法，以缩短刀辅具的长径比，增加刀具刚性，提高加工质量。7）螺纹加工 一般情况下，M6以上、M20以下的螺纹孔可在加工中心上完成。M6以下、M20以上的螺纹孔可在加工中心上完成底孔加工，攻螺纹可通过其他手段加工。因加工中心的自动加工方式在攻小螺纹时，不能随机控制加工状态，小丝锥容易折断，从而产生废品，由于刀具、辅具等因素影响，在加工中心上攻M20以上大螺纹有一定困难。但这也不是绝对，可视具体情况而定，在某些机床上可用镗刀片完成螺纹切削。（用G33代码）。 以上述所示，此次设计加工工艺为箱体类零件，以如何确定加工内容、安排加工工序、设计夹具、选择合适机床等内容上考虑，设计出加工此

5、零件所有工艺内容等。2 油压马达座加工工艺分析 2.1 零件工艺性分析此工艺设计的题目是油压马达座零件，该零毛坯是一个铸造出来的箱体。工艺分析的内容包括产品的零件图样分析、零件结构工艺性分析与零件毛坯的工艺性分析。 2.1.1零件图工艺分析设计此零件是以孔的中心线为基准，标注阶梯孔的长度尺寸是以零件一端面为基准，尺寸标注符合国家标准的要求，尺寸注写齐全，没有重复，而且尺寸布局明显、有规律，便于看图，既保证设计要求，又考虑到加工和测量时的方便。构成工件轮廓图形的各种几何元素条件充要，各几何元素的相互关系（平行度、同轴度）都明确。没有多余的尺寸。零件毛坯是铸造箱体，箱体刚性较好，加工此零件时，精度

6、要求较高的三个孔的尺寸，以是A孔（如图1-1所示）为基准来加工，加工时先加工好A孔，再去加工基他的孔，加工是用镗削加工，加工时用冷却液来冷却，这样产生的热变形不会很大，而且精加工留在最后一道工序，这样粗、精加工相隔一段时间，更加能让变形减少。因此零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差都可以得到保证。此零件以镗孔和攻螺纹孔为主。此零件上的孔类型有阶梯孔和通孔，在镗阶梯孔有一定难度，由于加工好一端的孔后，零件需要回调到另一端，若用手工回转的话，这样就很难保持加工精度，而且还很费时。为了能保证加工精度要求和减少加工工时，可以采用回转工作台来加工此零件。这样当镗好一端后，工作回转180度到一端。这样就不仅

7、可以加工方便，还能保证基精度要求。但用回转作台装夹时，必须保证零件中心与工作台回转中心同轴，若不这样会产生严重的误差。2.1.2零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。良好的结构工艺性，可以使零件加工容易，节省工时和材料。由图纸可看得出。此零件所要加工的几何元素是孔和螺纹，对于孔的加工都能很好加工，只是有锥度螺纹孔和2x4M12难以机加工，因为锥度螺纹孔孔径很小，2x4M12离端面距离大长了，若用机加工来加工此螺纹孔，可能造成刀具损坏，还很难加工出来。因此只能用手工来加工上述螺纹孔。手工加工是用画线的方法来定位，再用手电钻来加工，这样方法

8、精度是不高，但此螺纹孔的技术要求精度不高，用手工加工的方法是能保证的。加工时就采用统一的基准定位。但此零件加工时，先铣削底座基面，再用底座面作为精基准来加工，再用夹具来配合装夹。这样就能保证加工精度，而且是采用卧式加工中心来加工，一次装夹后就可以加工完所有加工内容。该零件的孔、和等所有孔其中、 、 有位置公差和尺寸公差要求。构成工作轮廓图形的各种几何元素的条件充要，各几何关系明确，没有多余的尺寸，所需要基点坐标容易求得。材料为铸铁，切削工艺性较好。在镗孔时，为了保证同轴度和平行度等，先铣削油压马达座的四个底座，铣削底座时，虽然其表面粗糙度要求不高，但一定保证平面与设计中心线平行，这样才能保证在

9、卧式加工中心加工孔时保证孔其平行度。再以底座为精基准装夹，然后铣端面、镗孔和攻螺纹。这样就可以保证孔的平行度。此零件图1-1所示： 图1-1 油压马达座零件图小结零件图纸分析，包括分析尺寸标注方法、零件图的完整性与正确性、零件技术要求和零件材料等。确定所要加工的内容以及加工内容的技术要求，确定零件设计基准，找出加工内容的难点，以及找出主要的和关键的技术要求等，确定所要加工内容后才能为工艺设计作准备。3 加工零件工艺路线的拟定3.1 选择定位基准正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项生要内容。在制定工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加

10、工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一具很重要的工艺问题。选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。3.1.1 精基准的选择原则选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件安装方便可靠，其选择原则如下：（1）基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合误差。（2）基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上所尽可能的表面，这就是基准统一原则。这样做就可以简化工艺规程的制定工作，减少夹具设计、制造工作量和成本缩短生产同期；由于减少了基准转换，便

11、于保证各加工表面的相互位置精度。（3）自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。（4）互为基准原则 当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。（5）便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。而对于箱体类零件选择精基准时，为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。一面两孔 (基准统一原则)在多数工序中，箱体利用底面(或顶面)及其上的两孔作定位基准，加

12、工其它的平面和孔系，以避免由于基准转换而带来的累积误差。三面定位(基准重合原则)箱体上的装配基准一般为平面，而它们又往往是箱体上其它要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。由分析可知，这两种定位方式各有优缺点，应根据实际生产条件合理确定。在中、小批量生产时，尽可能使定位基准与设计基准重合，以设计基准作为统一的定位基准。而大批量生产时，优先考虑的是如何稳定加工质量和提高生产率，由此而产生的基准不重合误差通过工艺措施解决，如提高工件定位面精度和夹具精度等。对于此零件所有的孔都是要加工的，而且采用工序集中原则去加工，若以一面二

13、孔作为精基准，这样不但加大设计难度，而且增多加工工艺内容，使工序变得更加复杂。而采用三面定位，这样不但能符合工序集中原则，也符合基准重合原则。即以底座面、一个端面、底座侧面作为精基准。3.1.2 粗基准的选择原则选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则。（1）选择重要表面为粗基准；（2）选择不加工表面为粗基准；（3）选择加工余量最小的表面为粗基准；（4）选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准；（5）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求：第一，在保证各加工

14、面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀,孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚；第二，装入箱体内的回转零件(如齿轮、轴套等)应与箱壁有足够的间隙；第三，注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定，夹紧可靠。为了满足上述要求，通常选用箱体重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造箱体毛坯时，形成主轴孔、其它支承孔及箱体内壁的型芯是装成一整体放入的，它们之间有较高的相互位置精度，因此不仅可以较好地保证轴孔和其它支承孔的加工余量均匀，而且还能较好地保证各孔的轴线与箱体不加工内壁的相互位置，避免装入箱体内的齿轮、轴套等旋转零件在运转时与箱体内壁相碰。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件

15、安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高,可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道工序的加工，即以主轴孔及其中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不一定均匀。在此零件中，若采用以主轴孔及其中心线为粗基准对毛坯进行粗加工，有以下不足处：首先，此零件的设计中心线的孔径比较大，需要加工二个直径与设计孔尺寸一样的板块，这样增加加工量；此零件粗加工只是铣削底座四个平面，技术要求不是很高，

16、只要保证底面与设计中心线平行就行，因此，只要调整其水平度就可以加工。而若以主轴孔和其中心线为基准，不能保证其水产面的平行度，需要其他辅助装置才能保证其平行度。夹具装置也许会于复杂，不能达到简单目的。由上述所说，粗铣零件底座平面时，选择外零件外圆作为粗基准，以V型块和二个可调支承座作为定位工具，以样可以限制（四个自由度），以保证基加工余量均匀和平面水平度；再选取一个端面为粗基准（限制一个自由度），防止加工时出现松动。3.2 加工方案确定首先，铣削零件的底座，其技术要求不是很高，只要保证平面水平度就可以，为了不占用数控设备，提高生产效率，可采用JHT300单面铣床铣削进行铣削就可以达到设计技术所要

17、要求。铣削时，加工总余量为5mm，加工方案为粗铣，这样可以达到图纸技术标注要求要求。 铣好底座后，以底座基准装夹，进行一系列的镗孔，钻孔等。这些任务在数控加工中心机床完成。1）.铣端面时，表面粗糙度为Ra6.3，则采用粗铣-精铣方案；2).242孔为已铸出毛坯孔，孔底表面粗糙度为Ra6.3，孔壁粗糙度为Ra3.2，而且作为设计基准孔，对刀也是以此孔作为对刀点，找对刀点。则采用粗镗-半精镗方案即可达到技术要求；3).240孔为已铸出毛坯孔，孔底面的粗糙度为Ra1.6，孔壁的粗糙度为Ra3.2，与基准孔有同轴度要求，用粗镗-半精镗-精镗方案方就可达到技术要求；4).205孔为已铸出毛坯孔，孔底表面

18、粗糙度为Ra6.3，孔壁表面粗糙度为Ra6.3，采用粗镗-半精镗方案就可达到技术要求；5).175孔为已铸出毛坯孔，孔表面粗糙度为Ra6.3，采用粗镗-半精镗方案就可达到技术要求；6).200孔为已铸出毛坯孔，孔底表面粗糙度为Ra3.2，孔表面粗糙度为Ra1.6，采用粗镗-半精镗-精镗方案方可达到技术要求；7).290孔为已铸出毛坯孔，孔底表面粗糙度为Ra6.3，孔表面粗糙度为Ra3.2，采用粗镗-半精镗方案就可达到技术要求；8).60孔为已铸出毛坯孔，孔表面粗糙度为Ra3.2，采用粗镗-半精镗方案就可达到技术要求；9).105孔为已铸出毛坯孔，孔表面粗糙度为Ra1.6，与基准孔有平行度和同轴

19、度要求，采用粗镗-半精镗-精镗方案才能达技术要求；10).倒175、290、205、60各角时，采用镗刀一次性倒角；11).加工5-M16螺纹孔时，采用钻中心孔-钻底孔-倒角-攻螺纹方案；12).加工8-M10螺纹孔时，采用钻中孔-钻底角-倒角-攻螺纹方案；13).加工8-M12螺纹孔时，采用手电钻加工，钻中心孔-钻底孔-攻螺纹。3.3 加工阶段的划分零件的加工过程通常按工序性质不同，可分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。（1）粗加工阶段 其任务是切除毛坯上大部分多余的金金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率。（2）半精加工阶段 基任务是使主要表面达到一

20、定有精度，留有一定有精加工作量，为主要表面的精加工（如精车、精磨）做好准备。并可完成一些次要表面加工，如扩孔、攻螺纹等。（3）精加工阶段 其任务是保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求。主要目标是全面保证加工质量。（4）光整加工阶段 对零件上精度和表面粗糙度要求很高（IT6级以上，表面粗糙度为Ra0.2以下）的表面，需进行光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度。划分加工阶段的目的如下：（1）保证加工质量 工件在粗加工时，切削的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度混在一起，就无法避免上述原因引起的加工误差。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差

21、可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。（2）合理使用设备 粗加工量大，切削用量大，可采用功率大、刚度好、效率高而精度低的机床。精加工切削力小，对机床破坏小，采用高精度机床。这样发挥了设备的各自特点，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。（3）便于以时发现毛坯缺陷 对毛坯的各种缺陷，如铸件的毛孔、夹砂和余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工下去，造成浪费。（4）便于安排热处理工序 如粗加工后，一般要安排去应力热处理，以消除内应力。精加工前要安排淬火等最终热处理，其变形可以通过精加工予以消除。加工阶段划分也不应绝对化，应根据零件的质量要求、结构

22、特点和生产纲领灵活掌握。对于此零件，工件刚性好、加工余量小、而且是重型零件，若采用加工阶段划分，那么首先是装夹和运输很费时。再者，若按加工阶段来划分，对于一些孔加工等位置要求较高的零件，装夹次数多了就很难保证技术要求。对于本次设计中的油压马达座零件，若采用加工阶段划分来加工，虽然能使加工时变形得到回复，这样加工变形对加工精度影响就小了。可按加工阶段来划分，有以下不足之处：（1）此零件体积大，重量约为276Kg,首先是运输和装夹上很费时；（2）此零件主要加工内容是镗孔和钻螺纹孔，而孔对于尺寸公差和位置公差要求较高，特别是位置公差，若采用加工阶段划分来加工此零件，很难保证位置公差要求。（3）此零件

23、在卧式加工中心上加工，可以一次性加工完所有的平面，能够保证尺寸和位置技术要求，不必按加工阶段划分加工浪费工时。那很难保证各孔的尺寸公差和位置公差等。对于此零件三个精度要求较高的孔，可以采用先粗、半精加工后，加工其他加工内容，最后才精加工三个精度要求较高的孔。加工时还有冷却液冷却，因此不必划分加工阶段也能保证尺寸精 度要求。3.4加工工序的划分工序的划分可以采用两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。（1）工序集中原则 工序集中原则是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。采用工序集中原则的优点：有利于采用高效的专用设备和数控机床，提高生产效率；减少工序数目，缩短工艺路线，简

24、化生产计划和生产组织工作；减少机床数量、操作工人数和占地面积；减少工作装夹次数，不仅保证了各加工表面间的相互位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。但专用设备和工艺装备投资大、调整维修比较麻烦、生产准备周期较长，不利于转产。（2）工序分散原则 工序分散就是将工作的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。采用工序分散原则的优点是：加工设备和工艺装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易；有利于选择合理的切削用量，减少机动时间。但工艺路线较长，所需要设备及工人数多，占地面积大，而且难以保证加工表面相互间位置精度。根据上述的原则来看，本次设计加工工序按工序集中原则方法来加

25、工。因为加工此零件用的是卧式加工中心，所要加工的表面不是很多，主要以镗孔和攻螺纹为主，而且零件是重型零件，采用加工集中原则，可以减少装夹次数和运输量。此零件结构刚性较好，又在卧式加工中心上加工，加工精度可以保证符合图纸所标注的技术要求。3.5确定加工顺序切削加工工序通常按下列原则安排顺序。(1)先面后孔的加工顺序箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。另外，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样，

26、可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准，并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平，对后序孔的加工有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整也比较方便。(2)粗精加工分阶段进行粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。粗、精加工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措

27、施，以减少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。（3）先主后次原则零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。（4）基面先行原则用作精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。例如轴类零件加工时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。又如箱体类零件总是先加工定位用的平面和两个定位孔，再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其他表面。按照先面后孔、先粗后精、其面先行、先主后

28、次和前面所述的工序集中原则。具体加工顺序如下：1）.工序1：以310外圆（四个自由度）、A面（一个自由度）、K、L面（一个自由度）为粗基准定位，采用普通立式铣床加工。工步内容为：粗铣零件底座。2）.工序2：以底座、一个端面、二个底座侧面（三面定位原理）为精基准定位，采用卧式加工中心加工，工步内容为：粗、铣精铣各个端面粗镗、半精镗242孔粗镗、半精镗240孔粗镗、半精镗205孔粗镗、半精镗175孔粗镗、半精镗60孔8-M10钻中心孔、钻底孔、倒角、攻螺纹粗镗、半精镗200孔粗镗、半精镗290孔5-M16钻中心孔、钻底孔、倒角、攻螺纹粗镗、半精镗105孔倒175、290、60、205、175端角精

29、镗240孔精镗290孔精镗105孔。小结1. 粗铣零件底座平面时，选择外零件外圆作为粗基准，以V型块和二个可调支承座作为定位工具，以样可以限制（四个自由度），以保证基加工余量均匀和平面水平度；再选取一个端面为粗基准（限制一个自由度），防止加工时出现松动。2. 精加工时，采用三面定位，即基准重合原则。即以底座面、一个端面、底座侧面作为精基准。3. 零件以镗孔和攻螺纹为主，而且零件是重型零件，采用加工集中原则，可以减少装夹次数和运输量。4. 按先面后孔、先粗后精、其面先行、先主后次和前面所述的工序集中原则。先粗铣底座，再以底座为基谁，铣削端面，再镗孔和钻孔。4 数控加工工序4.1加工设备选择该零件

30、为箱体，铣削底座比较简单，只要保证平行度就行了，粗糙度要求不高，而且装夹时需要用专用工装协调，调整时间长，若用数控机床加工，则占机调整时间长，为了降点生产成本，提高生产效率，可采用普通立式铣床铣削就可以保证所要要求，所选立式铣床如图4-1所示。而加工孔时，该零件孔较多，而且加工工位较多，需工作台多次旋转角度才能完成的零件，需要进行多工位孔系、轮廓以及平面加工，有公差严求较高，特别是形位公差要求较为严格，要能过铣、钻、镗、攻螺纹等工序，需要刀具较多，在普通机床上加工难度大，工装套数较多，费用高，加工同期长，需要多次装夹、找正，手工测量次数多，加工时必须频繁地更换刀具，工艺难以制定，更重要的是精度

31、难以保证。这类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床60%-95%的工序内容，零件各项精度一致性好，质量稳定，同时节省费用，缩短生产同期。从上所述，加工此零件选择卧式镗铣床加工中心。如图4-2所示： 图4-1 JHT立式单面铣床JHT300立式单面铣其机床参数如下所示： 表4-1 JHT300立式单面铣床JHT300-立式单面铣由JHT300床身，工作台，加装立柱，立柱拖板螺母付，再在拖板上配置动力头而形成，动力头功率为5.5KW，7.5KW两种，垂直升降丝杆有两种结构形式即普通丝杆螺母及滚珠丝杆螺母，用户可自行选择JHT300立式单面铣主要技术参数 名称型号JHT300-立式最大进给

32、力20000N 2000kgf台面尺寸（长宽高）(mm)1500580195快速进给速度=3000mm/min床身（长宽高）(mm)3000620620进给电机功率N=1.5KW工作台最大行程(mm)1500适配动力头为5.5KW，7.5KW适配动力头型号/功率XD3250/5.5KW XD4060/7.5KW备注：还有JHT210-立式配置只是床身长2100，台面长1050行程1000动力头垂直升降距离(mm)470适配动力头为3kw、4kw及5.5kw主轴套筒外伸量(mm)80 100适配滑台进给箱为JHT型，主轴相关尺寸7:24.50#,D(直径)=69.85,L=101.8 D=128

33、_0.1推荐铣刀盘直径(mm)300 400主轴中心离立柱距离(mm)410 450主轴中心离拖板距离(mm)160 200刀盘端面离台面最大最小距离(mm)95/560 20/490适配滑台进给箱型号JHT型 1.5KW工进速度mm/min18档20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000机床台面高度(mm)760外型尺寸（长宽高）(mm)415012802410 图4-2 HMC125f 卧式铣镗加工中心其参数如下表所示： 表4-2 HMC125f卧式铣镗加工中心技术参数4.2 工件的定位与夹紧方案的

34、确定4.2.1 工件的定位工件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。若要使工件在夹具中获得惟一确定的位置，就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点，使工件的定位基准与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度，这就是工件的六点定位原理。工件在机床上加工时，首先要把工件安放在机床工作台上或夹具中，使它和刀具之间有相对正确的位置，这个过程称为定位。当零件较复杂时、加工面较多时，需要经过多道工序的加工，其位置精度取决于工件的安装方式和安装精度。工件常用的安装方法如下：1）直接找正安装 用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧

35、的方法称直接找正安装法。此法生产率低，精度取决定于工人的技术水平和测量工具的精度，一般只用于单件小批生产。2）划线找正安装 先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。由于划线既费时，又需要技术高的划线工，所以一般用于批量不大，形状复杂而笨重的工件或低精度毛坯的加工。3）用夹具安装 将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。这种方法安装迅速方便，定位精度较高而且稳定，生产率较高，广泛用于中批量和平以上的生产类型。用平具安装工件的方法有以下特点：1）工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接找正安装法。此法生产率低，精度取决于工人的技术

36、水平和测量工具的精度，一般只用于单件小批量生产。2）由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置。3）通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。4.2.2 夹具设计由于此零件为箱体类零件，而且体积较为大，重量也很重。为此，不管此零件是在数控机床上加工还是在普通机床上加工，都要考虑到此方面。对于大型类零件一般采用的是组合夹具装夹，而数控机床常用夹具主要采用拼装夹具、组合夹具、可调夹具和数控夹具。组合夹具一般是为某一工件的某一工序给装的专用夹具，也可以组装成通用可调夹具或成组夹具。组合夹具适用于各类机床。组合夹具把专用夹具的设计、制造、使用

37、、报废的单向过程变为组装、拆散、清洗入库、再组装的循环过程。可用几个小时的给装同期代替几个月的设计制造周期，从而缩短了生产周期；节省了工时和材料，降低了生产成本；还可减少夹具库房面积，有利于生产管理。组合夹具的元件精度高、耐磨，并具实现了完全互换，元件精度一般为IT6IT7。用组合夹具加工的工件，位置精度一般可达IT8IT9级，若调整得当，可以达到IT7级。 组合夹具的主要缺点是体积较大，刚度较差，一次投资多，成本高。组合夹具分为槽系和孔系两大类：1）槽系组合夹具的元件包括基础件、支承件、定位件、导向件、夹紧件、紧固件以及其他辅助件等。槽系组合夹具可以直接安装在机床工件台上，不必用加基础板。通

38、过定位件确定零件位置，夹紧件来夹紧零件。由于夹具是真接在工件台上或者是安装在槽系板上，由于安装夹具时，安装精度不是很高，因此定位精度也不是很高，与孔系组合夹具相比，精度低。因此一般用于定位精度要求不是很高的加工零件上。2）孔系组合夹具的元件用一面两圆柱销定位，属允许使用的过定位；其定位精度高，刚性比槽系组合夹具好，组装可靠，体积小，元件的工艺性好，成本低，可用作数控机床夹具。但组装时元件的位置不能随意调节，常用偏心销钉或部分开槽元件进行弥补。工件的定位基准与夹紧方案的确定，应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还应该注意下列三点：（1）力求设计基准、工艺基准与编程原点

39、统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。（2）设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。（3）避免采用占机人工调整方案，以免占机时间太多，影响加工效率。4.2.3 普通立式铣床工件装夹在铣削零件底座时，工件定位及装夹方案确定的思路为：此零件为大型箱体零件，只能用组合夹具去定位和装夹，铣削底座面时，采用的立式铣床，那要铣削的平面一定为向上且与水平面保持平行，此零件上部为一个圆柱面，可采用V型块作定位，另一端面用一个角铁块定位一端，调整其零件底座水平面可用二个可调支承来固定

40、。夹紧的装置是用压板和螺母栓来平紧。这样就可以使零件即定位好在工作台上，又能很好的夹紧。其定位和夹紧示意图如下图4-3所示： 图4-3工件装夹示意图1M30螺母栓 2M30螺母 3垫圈 4压板 5弹簧 6挡板 7可调支承座 8M30螺母栓 9角铁 10M30螺母栓 11可调V型块 12M10螺母栓 13M10螺母 14垫圈 15弹簧 16勾板 17M30螺母栓4.2.4 卧式加工中心工件装夹在卧式加工中心加工此零件，为了保证其孔的平行度和同轴度，采用一次装夹加工完所有要加工的孔和面等。由于没有孔可以定位，只能用三面定位（基准统一原则）作为定位。以底座、一个端面、二个底座侧面作为精基准定位。再用

41、压板和螺母栓夹紧。由于此零件在卧式加工中心加工时，工作台需要回转180度，为了保证工作台回转后，可以使不停机重新对刀而直接加工另一端，就要零件的X、Z轴尺寸相交的中心点与工作台中心点重合，而此零件在此中心点外没有孔作为基点，若不用夹具辅助，那很难调整。为此，可用孔系基础板，在此板上钻有中心孔，装夹零件时，先装夹在孔系基础板上，这样可以方便找正中心孔。而具根据上述孔系组合夹具的特点，定位精度较高，而在卧式加工中心加工此零件精度要求较高，用孔系组合夹具来装夹此零件正好符合技术要求。装夹好零件在基础板上后，吊装到卧式加工中心上，这样不但能保证加工精度，而且减少在机床上装夹时间。见图4-4： 图44

42、工件装夹示意图1垫板 2角铁 3螺母栓 4垫板 5垫圈 6M3螺母栓 7压板8M30螺母 9弹簧 10定位梢 11吊环 12基础板 13定位梢14M30螺母栓 15M30圆头螺栓 16垫板 4.3 刀具的选择4.3.1 选择刀具时的出发点（1）铣刀刚性要好 要求铣刀刚性好的目的，一是满足为提高生产效率而采用大切削用量的需要，二是为适应数控铣床加工过和中难以调整切削用量的特点。在数控铣削中，因铣刀刚较差而继刀并造成零件损伤的事例是经常有的，所以解决数控铣刀的刚性问题是至于关重要。（2）铣刀的耐用度要高 当一把铣刀加工的内容很多时，如果刀具磨损较快，不仅会影响零件的表面质量和加工精度，而且会增加换

43、刀与对刀次数，从而导致零件加工表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低零件的表面质量。4.3.2 刀具的选择根据前面所述以及零件结构特点，铣削零件底面时，为了保证图纸技术要求和减少加工时间，而且在加工中心上铣削端面时，为了防止出现碰刀现象，采用端铣刀直径较大，此零件需要铣端面、镗孔、攻螺纹孔，所需刀具有端面铣刀、镗刀、中心钻、麻花钻、孔倒角刀、机用丝锥等，其规格根据加工尺寸来选择。同时考虑到此零件的材料为球墨铸铁，加工性能较好，刀具材料为硬质合金。镗刀种类很多，按切削刃数量可分为单刃镗刀和双刃镗刀。单刃镗刀可镗削通孔、阶梯孔和盲孔，单刃镗刀刚性差，切削时易引起振动，所以镗刀的主偏角选得较大，以

44、减小径向力。镗铸铁孔或精镗时，一般取主偏角Kr；粗镗钢件孔时，取主偏角Kr，以提高刀具的耐用度。单刃镗刀一般均有调整装置，效率低，只能用于单件小批生产。但结构简单，适应性较广，粗、精加工都适用。镗孔刀具的选择主要的问题是刀杆的刚性，要尽可能地防止或消除振动，其主要考虑点如下：（1）尽可能选择大的刀杆直径，接近镗孔走私最好；（2）尽可能选择微短的刀杆臂工作长度。当工作长度小于4倍刀杆直径时可用钢制刀杆，加工要求高的孔时最好采用硬质合金刀杆。当工作长度为4-7倍的刀杆直径时，小孔用硬质合金刀杆，大孔用减振刀杆。当工作长度为7-10倍的刀杆直径时，要采用减振刀杆；（3）选择主偏角（切入角Kr）接近些

45、年来或大于；（4）选择涂层的刀片品种（刀刃圆弧小）和小的刀尖圆弧半径（0.2mm）；（5）精加工采用正切削刃（正前角）刀片和刀具，粗加工采用负切削刀刃片的刀具；（6）镗深的盲孔时，采用压缩空气和冷却液来排屑和冷却。根据上述，本次设计所用的镗刀都为单刃。所选刀具如下表4-3所示： 表4-3 数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称液压马达座零件图号程序编号工步号刀具号刀具名称刀柄型号刀具补偿值/mm直径/mm长度/mm1T01200端面铣刀JT40-XD3-1002002T02241.2 阶梯镗刀JT40-TF250-200241.23T03242阶梯镗刀JT40-TZC240-1002424T0

46、4239阶梯镗刀JT40-TF250-1502395T05239.8阶梯镗刀JT40-TZC230-150239.86T06240阶梯镗刀JT40-TZC240-1502407T07204.2阶梯镗刀JT40-TF190-180204.28T08205阶梯镗刀JT40-TZC200-1802059T09174.2阶梯镗刀JT40-TF200-250174.210T10175阶梯镗刀JT40-TZC150-25017511T1159.2通孔镗刀JT40-TF70-35059.212T1260通孔镗刀JT40-TZC50-3506013T13199阶梯镗刀JT40-TF220-25019914T1

47、4199.8阶梯镗刀JT40-TZC180-250199.815T15200阶梯镗刀JT40-TZC180-25020016T16289.6阶梯镗刀JT40-TF300-200289.617T17290阶梯镗刀JT40-TZC280-20029018T18倒角镗刀290JT40-TZC300-20029019T19倒角镗刀175JT40-TZC200-25017520T20倒角镗刀205JT40-TZC200-25020521T21倒角镗刀60JT40-TZC200-2506022T22104通孔镗刀JT40-TF150-30010423T23104.8通孔镗刀JT40-TZC100-3001

48、04.824T24105通孔镗刀JT40-TZC100-30010525T253中心钻JT40-KH-KJ-200326T2614麻花钻JT40-KH-KJ-2001427T2716铣刀JT40-KH-KJ-2001628T28机用丝锥M16JT40-KH-KJ-2001629T298麻花钻JT40-KH-KJ-200830T3010铣刀JT40-KH-KJ-2001031T31机用丝锥M10JT40-KH-KJ-200104.4 确定走刀路线和工步顺序走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，而且也反映出工步的顺序。走刀路线也是编写程序的依据之一。因此在确定

49、正确的走刀路线对加工工艺很有影响。4.4.1 确定走刀路线的原则工步顺序是指同一道工序中，各个表面加工的先后次序。它对零件的加工质量、加工效率和数控加工中的走刀路线有直接影响，应根据零件的结构特点和工序的加工要求等合理安排。工步的划会与安排一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路线时，主要遵循以下原则。1）保证零件的加工精度和表面粗糙度铣削平面时，可采用顺铣和逆铣方式。顺铣即铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同。这种铣削方式的特点是刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零，没有刀齿滑行现象，加工硬化程度大为减轻，已加工表面质量较高，刀具耐用度也比逆铣时高。不足之处是丝杆与螺母传动副中存在间隙，

50、当刀齿进给量较大时，容易使刀齿崩刃。因此粗加工时，不能选顺铣。而逆铣平面时，铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给方向相反，刀齿的切削厚度从零逐渐增至最大值，工件台不会发生窜动现象，铣切过程较平稳。不足这处是刀齿容易在加工表面上滑行，表面产生硬化现象较为严重，根据此特点，此种铣削方式适合粗加工。根据上述二种铣削方式，在普通机床上铣削底座面时，由于要切除余量比较大，要采用逆铣方式来铣削平面，这样可以保护刀具。而在卧式加工中心上铣削端面时，粗加工时采用逆铣方式，半精加工时，采用顺铣加工方式。这样即可满足加工精度要求，又能提高刀具耐用度。而且刀具的进退路线尽量避免在轮廓处停刀或垂直切入切出工件，以

51、免留下刀痕。2）使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率特别对于箱体类的零件，若走刀路线不能做到这点，会使空行程时间大大增加，因此，便是安排好走刀路线，使走刀路线最短。3）最终轮廓一次走刀完成对于此零件，铣端面时精加工要一次走刀过，不能留下死角。4.4.2 加工路线的确定根据上前所述原则，确定此零件在卧式加工中心的加工路线，铣削端面时，先考虑铣刀不能与零件和夹具相碰。铣各端面，选择进给路线根据铣刀直径以及防止刀具与工件和工作台等相碰，因为刀具的直径为200mm，故安排沿X方向两次进给（见图）。加工孔时，先镗好242，然后以这孔为基准孔镗、钻其他的孔。钻孔按最短路线确定基精度要求机床的定

52、位精度完全能保证，以下是各图为各加工工步的进给路线。1）铣D、E、F、G端面进给路线，如图4-5所示：图4-5 铣削D、E、F、G端面进给路线2) 铣削B、C端面进给路线，如图4-6所示：图4-6 铣削B、C端面进给路线3) 镗孔242、240、205、175、60进给路线，如图4-7所示：图4-7 镗242、240、205、175、60孔进给路线4）镗290、200孔进给路线，如4-8图下示：图4-8 .镗290、200孔进给路线5）镗105孔进给路线，如图4-9所示：图4-9 镗105孔进给路线6）钻5-M16中心孔、钻底孔、倒角螺纹角、攻螺纹时给路线，4-10图所示：图4-10 钻5-M

53、16中心孔、钻底孔、倒角螺纹角、攻螺纹时给路线 7）钻8-M10螺纹孔中心孔、钻底孔、倒角、攻螺纹进给路线，4-11图所示：图4-11 钻8-M10螺纹孔中心孔、钻底孔、倒角、攻螺纹进给路线4.5加工余量与工序尺寸公差的确定加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。余量有总加工余量和工序余量这分，由毛坯转变为零件的过程中，在某些加工表面上切除金属层的总百度，称为该表面的总加工余量（亦称毛坯余量）。一般情况下，总加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐渐切除，故每道工序所切除的金属层厚度称为该工序加工余量（简称工序余量）。对此零件总的加工余量是铸造毛坯时余留5mm，而事实会有误差。但由此零件主要

54、加工表面都是由镗孔加工出来。所以要加工精度能达到图纸技术要求，这就要对刀时和加工时测量的准确性。对于此零件的加工余量的方法是分析算法，安设计毛坯时余留的加工余量来计算加工余量。 4.6切削用量的选择4.6.1. 影响切削用量的因素常见影响切削用量的因素有：1）机床 切削用量的选择必须在机床主传到功率、进给传动功率以及主轴转速范围、进给速度范围之内。机床刀具工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。切削用量的选择应使机床刀具工作系统不发生较大的“振动”。如果机床的热稳定性好，热变形小，可适当加大切削用量。2）刀具 刀具材料是影响切削用量的重要因素。在本次加工中，所用的刀具材料都为硬质合金。可切削性

55、良好的标志是，在高速切削下有效地形成切屑，同时具有较小的刀具磨损和较好的表面加工质量。较高的切削速度、较小的背吃刀量和进给量，可以获得较好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、较小的背吃刀量和进给量可以得到较高的加工精度。同时还使用冷却液，起到冷却和润滑作用。带走切削过程产生的切削热，降低工件、刀具、夹具和机床的温升，减少刀具与工件的摩擦和磨损，提高刀具寿命和工件表面加工质量。使用冷却液，通常可以提高切削用量。铣削加工的切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量。从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选择背吃刀量或侧吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削速度。4.6.2.背吃刀量选择背

56、吃刀量选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定：1） 当工件表面粗糙度值要求为Ra12.5-Ra25m时，如果端面铣削加工余量小于6mm，粗铣一次进给就可以达到要求。但是在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两二次进给完成。2）当工件表面粗糙度值要求为Ra3.2-Ra12.5m时，应分为粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量选取同前。粗铣后留0.5-1.0mm余量，在半精铣时切除。3） 当工件表面粗糙度要求为Ra0.8-Ra3.2m时，应分为粗铣、半精铣、精铣三步进行。半精铣时背吃刀量取1.5-2mm;精铣时，面铣刀背吃刀量取0.5-1mm。在普通铣床上，铣削马达座底座，粗糙度R12

57、.5，精度要求不高，加工余量为10mm, 则经粗铣可就可以达到技术要求；在卧式加工中心铣端面，由于加工余量为10mm，粗糙度为Ra6.3，精度要求较高，若只粗加工不能达到技术要求，则需要粗铣半精铣加工二步可以达到技术要求。而各端面的加工余量为10mm，则粗加工时背吃刀量取9mm，半精加工背吃刀量取1mm，这样不仅可以达到精度要求，而且切削用量在机床主传到功率、进给传动功率以及主轴转速范围、进给速度速度范围内。镗孔时，各孔的余量为5mm,若加工方案为粗镗半精镗，那粗镗时取背吃刀量为4.2mm，半精加工时取背吃刀量为1mm.若加工方案为粗镗半精镗精镗，那粗加工时取背吃刀量为4mm，半精加工时取背吃

58、刀量为0.8mm，精加工时背吃刀量取0.2mm.4.6.3.确定切削速度铣削的切削速度（m/min）与刀具的耐用度、每齿进给量、背刀量、侧吃刀量以及铣刀齿数成反比，而与铣刀直径成正比。其原因是当和Z增大时，刀刃负荷增加，而且同时工作的齿数也增多，使切削热增加，刀具磨损加快，从而限制了切削速度的提高。为提高刀具耐用度允许使用较低的切削速度。但加大铣刀直径则可改善散热条件，可以提高切削速度。铣削和镗削加工的切削速度可参考下表4-4：表4-4 所选切削速度V（m/min）工序工件材料镗铣粗镗精镗粗铣精铣铸铁35506080406060120而攻螺纹时切削用量可根据下表所示：4-5表4-5 攻螺纹切削

59、用量加工材料铸铁Vc/(m/min)2.55在卧式加工中心上，此零件的加工余量为了10mm，半精加工时留1mm,精加工时留0.2mm铣削余量，确定主轴转速与进给速度时，先查切削用量手册，确定争削速度与每齿进给量，然后利用公式(4-10计算转速n； Vc= (4-1)式中：n-主轴转速（r/mm）; v-切削速度（m/min）; d-零件待加工表面的直径或旋转刀具的刀刃所在直径。(mm)攻螺纹时按公式（4-2）来计算： (4-2)式中：S主轴速度，mm/min; p工件螺纹的螺距或导程； k保险系数，一般取80。4.6.4 进给量f与进给速度Vf的选择铣削加工的进给量f(mm/r)是指刀具转一周

60、，工件与刀具沿进给运动方向的相对位移量；进给速度Vf(mm/min)是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。进给速度与进给量的关系为Vf=nf(n为铣刀转速，单位r/min)。进给量与进给速度是数控铣床加工切削用量中的重要参数，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或通过选取每齿进给量，再根据公式f=z(z铣刀齿数)计算。每齿进给量的选取主要依据工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料强度和硬度越高，越小；反之则越大。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。工件表面粗糙度要求越高，越小。每齿进给量的确定可参考下表4-6：4-6 铣刀每齿进给量工件材料/(mm/z)粗铣精铣硬质合金硬质合金铸铁0.150.300.100.15孔加工工作进给速度根据选择的进给量和主轴转速按公式（4-3）来计算。 F=Sf