叉形叶根刀r刀片加工效率提升问题研究.doc

西南科技大学本科生毕业论文 Southwest university of science and technology本科毕业论文叉形叶根刀R刀片加工效率提升问题研究学院名称制造学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师二一三年六月叉形叶根刀R刀片加工效率提升问题研究 西南科技大学本科毕业论文 摘要：可转位刀具是使用可转位刀片的机夹刀具。也即是将预先加工成形并带有多个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。当在使用过程中一个切削刃磨损后，只要将刀片的夹紧元件松开，转位或更换刀片，使新切削刃进入工作位置，再经夹紧就可以继续使用。1可转位刀片是可转位刀具的切削部分。虽然可转位刀具的结构简繁多样，但是可转位刀片却是其至关重要的零件，刀刃磨钝后，只需转位或更换可转位刀片便可继续进行切削。本文研究的R刀片是针对汽轮机大叶片叉形叶根结构加工的机夹铣刀专用刀片。在原始加工工艺工时较长，生产效率低，不利于批量生产的情况下，经过对车间生产实际情况进行综合分析，通过原始加工工艺的改善和机床专用夹具的设计，运用机械制造技术及相关课程知识，解决R刀片在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，在保证零件的加工质量基础上，提高其生产加工效率。关键词：可转位刀具；可转位刀片； R刀片；加工工艺；专用夹具；加工效率西南科技大学本科生毕业论文 Power roller line design and researchAbstract：Indexable cutting tool one kind of machine clip cutter which use indexable blade. That is, the pre-forming process and having a plurality of cutting edges of the polygon blade through mechanical clamping clamped on a tool. When a cutting edge weared in the course, as long as release the clamping elements, transfer, or replace the blade, so that the new cutting edge into the operative position, and then clamp the blade ,the cutter can continue to be used. 1 The Indexable blade are cutting parts of indexable cutter. Although there kinds of indexable cutting tools, but indexable blade is its essential parts, blade blunted, we just need simply index or replace the blade cutting can proceed. The R-blade in this is one king of dedicated blade which is used in the machine folder milling cutter for turbine large blade fork blade root structure. In the original process work longer hours, low productivity, is not conducive to mass production circumstances, and after the workshop production of a comprehensive analysis of the actual situation, through the improvement of the original process and machine dedicated fixture design, the use of mechanical manufacturing technology and related courses knowledge to solve R blade in the processing of positioning, clamping and routing arrangements and other aspects related issues, while ensuring machining quality, increase its production and processing efficiency.Key words: Indexable cutting tool; Indexable blade;R-blade; Processing; Special fixtures; Processing efficiency西南科技大学本科生毕业论文 目录第一章 概述11.1 引言11.2可转位刀具概述11.3可转位刀具的国内外研究现状21.4本文研究内容概述41.5本章小结3第二章 车间生产状况分析32.1 课题来源、意义、目的32.1.1 课题来源32.1.2课题意义32.1.3课题目的112.2 加工效率影响因素分析32.2.1 综合因数分析32.2.2 要因确定32.3 本章小结3第三章 制定效率提升方案33.1 整体方案分析33.2确定解决方案33.3 本章小结3第四章 R刀片加工工艺规程34.1 零件的分析34.1.1 零件图样分析34.1.2 零件的工艺分析34.2 毛坯的选择34.2.1 确定毛坯种类34.2.2 确定加工余量及形状204.3选择加工方法，制定工艺路线204.3.1 机械加工工艺设计204.3.2 制定工艺路线34.4机床、工艺装备及其他参数的选择34.4.1机床的选择34.4.2工艺装备的选择34.4.3其他参数的确定34.5编写加工工艺卡34.6 本章小结3第五章 夹具设计35.1光磨夹具设计35.1.1 定位基准的选择35.1.2卡紧力计算35.1.3定位误差分析35.1.4 夹具设计及操作的简要说明305.2平磨侧面夹具设计345.2.1 定位基准的选择35.2.2 卡紧力计算35.2.3 定位误差分析35.2.4 夹具设计及操作的简要说明35.3平磨斜面夹具设计35.3.1 定位基准的选择35.3.2 卡紧力计算35.3.3 定位误差分析35.3.4 夹具设计及操作的简要说明35.4 本章小结40第六章 总结3致谢42参考文献3 西南科技大学本科生毕业论文 第一章 概述1.1 引言随着制造业的快速发展，汽车行业，航空航天业和模具行业等重点行业，以削减不断提出更高的要求，推广使用新技术，新结构的新兴工具，丰富工具品种。精度高，加工效率高，表面质量高，寿命长等质量工具不断涌现。在20世纪50年代初，出现在工具设计“转位”的概念2，并攻克了设计和工艺设计的可转位刀具的许多关键技术。随着数控加工中心和广泛的应用，数控加工，在国外已经达到80%以上，中国的数控逐渐增多。机械加工的数控化对可转位刀具的品种和质量的要求越来越高，已成为衡量一个国家的机械加工水平和刀具生产的一个重要方面。1.2 可转位刀具概述可转位刀具技术是一个重要的突破，在刀具发展史上的一个新进展，它具有无裂纹，不经焊接等缺陷，充分发挥原有刀片的切削性能，并减少机床停机时间、搬运工具辅助时间等优势。全球分析数据显示；与使用焊接刀具相比，可转位刀具可降低单件生产成本3049%，并提高切削效率37.5%。他们得出的结论是：可转位刀具的使用在生产发展中的地位将无可替代。因此西方工业化国家花了510年全面普应用，又花了10年使可转位刀具进入成熟期，结构优化，几何参数更加合理，品种不断增加，不仅在车削、磨削、铣削有新的突破，而且在拉削、齿轮加工等涉及高速钢刀具的领域也有涉及，目前国外发达国家的美可转位刀具涵盖面达到90%左右，使可转位刀具就像机床的“牙齿”一样，愈加锋利而坚硬，真正成为现代化切削舞台上的主角。 图1-1 可转位刀具 图1-2 可转位刀片1.3 可转位刀具的国内外研究现状国内外生产实践结果表明，工具技术的改革，新的和有效的刀具，刀具开发与应用系统是提高现代机械加工工艺水平的主要措施之一，而机夹可转位刀具作为现代金属切削刀具的一个新系列，普遍增加了一般切削机床和数控机床切削效率及生产质量。从功能单一发展为功能多样、功能系统化，机夹可转位结构已逐步替代整体式、焊接式结构3，在20世纪80年代其产值已占刀具总产值的35%，到21世纪的今天已成为刀具领域的主体刀具。资料显示，在80年代中期，在全球每年超过2500亿美元的切削成本中，切削刀具占其中的23%，虽然比例较小，但它直接影响到高达500亿美元的成本节约或浪费制造的产品。使用先进的工具和其使用技术，产品的成本可以降低10%到20%。因此，为了获得更高的经济效益，发达国家都在尝试开发和应用先进的刀具技术。切削工具的发展历程中，硬质合金切削刀具在60年代发生了结构与工艺的两次“革命”，第一次起源于美国，这次“革命”是机夹可转位刀片替代了焊接刀片;然后，第二次“革命”起源于欧洲，涂层工艺的产生，因其能使刀刃切削寿命成倍提高，在刀具领域得到了广泛应用和飞速发展。数控化、自动化生产的发展，要求更好的切削刀具配合使用。这些要求集中表现在高度有序、良好的断屑、可快换、高精度、高耐久度等方面。应用可转位刀具，涂层刀具，不仅数控生产工程、自动化技术要求。而且反过来，促进切削加工自动化水平的发展。随着机械加工技术不断进步，硬质合金可转位刀具在汽车、摩托车、重型机械等行业的使用越来越广泛。从目前使用情况来看，国产硬质合金可转位刀具的市场占有率低于进口刀具，究其原因，主要有以下几点： 1、产品质量意识不强 国内一些刀具生产者缺乏足够的质量意识。国产可转位刀片存在质量差、规格不全、品种少等缺陷，使得要提高刀具产品的质量显得略微困难。从产品外观质量方面，国产刀具外观、颜色和纹理明显劣于进口刀具。从产品使用性能方面，进口刀具比国产刀具加工尺寸精度高、稳定性好、耐用度高、切除率高，刀具及其配件具有良好的互换性，一般装配后即可达到精度要求。 2、售前售后服务不完善 许多外国公司的工具对于用户来说，包括工具的选择，供应，转让刀等周到的服务，及时更换，而国内许多工具厂商在这方面做得还不够，服务简单粗放。3、小作坊生产方式仍占很大比重 由于经济和其他方面的原因，国内的小作坊式刀具生产厂商仍占相当的比例，加工人员技术水平低，设备简陋，产品质量很难保证。有由刀具引起零配件加工质量及装配质量引起刀具产品的一些质量通病仍难以消除。 为提高国产硬质合金可转位刀具的市场份额，应努力采取以下改进措施： 对于基本达到或接近同类进口产品水平的国产刀具，应在产品外观上加以改进，相应增加一些表面处理工艺。加大宣传力度，提高售后服务水平。 国产刀具应大力开发用户的粗加工市场。因粗加工毛坯加工余量大、刀具消耗大且精度要求相对较低，国产刀具容易胜任，并可利用价格优势降低用户加工成本。 增加刀具品种和数量，为用户建立售后服务网络，帮助用户分析、评价加工过程，为用户提供特殊设计刀具、专用刀具等。在国产刀片不能满足用户使用要求的情况下，可考虑引进国外刀片，采用对应的国产刀体来配套，以提高国产刀具的性能，使刀具具备物优价廉的优势。 推广国内刀具的使用，使得其能在用户加工场所在不影响上下序生产前提下方便自如的调刀、换刀。在国产刀片不能满足用户使用要求的情况下，可考虑引进国外刀片，采用对应的国产刀体来配套，以提高国产刀具的性能，使刀具具备物优价廉的优势。 质量是企业的市场份额的关键。在尽可能的宣传，推广，使用现有国产刀具的同时，积极跟踪国外技术创新的发展，学习国外的先进经验，尽量少走弯路，实现跨越式发展，努力发展和提高模具设计，制造和使用技术，技术创新，提高产品质量和性能，缩短了与国外产品的差距，力争使国产硬质合金可转位刀具的种类，数量和性能的突破，增加自己的市场份额。4虽然中国制造业的技术在经济推动下得到了快速发展，但与日新月异的世界制造业相比，在市场竞争力、产品标准和发展潜力方面，仍存在较大差距。对于切削的整体水平，中国目前的形势来看，相当一部分的生产企业也更常用焊接刀具，或沿用以前的老方法制造生产，这就是我们必须要解决的。为了促进生产力的发展，增强企业的竞争力，我们只有抓住机遇，迎接挑战，创新发展，推广和应用新技术，新工艺，新材料，与时俱进求发展。1.4 本文研究内容概述随着现代制造业的发展，金属切削加工越来越呈现出高切除率、高效率、高精度、自动化的趋势。硬质合金可转位刀片，获得了广泛应用，刀片加工效率也成为影响生产率和加工质量的重要因素。由于进口可转位刀片在昂贵的价格及其他因素的影响素，使得国内各使用厂家需要付出大量的资金并且使用维修极其不方便，因此可转位刀片国内化势在必行。5本课题研究的R刀片是针对东方汽轮机公司汽轮机大叶片叉形叶根结构加工的专用刀片。由于叉形叶根的精度要求较高，使得R刀片的加工精度要求严格，给R刀片的加工带来了难点。通过对生产实际情况的调研分析，在改善原有加工工艺的基础上，通过辅助夹具的设计，降低加工难度，在保证产品质量基础下，缩减加工时间，提高刀片的生产加工效率。要求机械图纸一套，刀片工艺优化方案一套，专用夹具设计方案一套。1.5 本章小结本章主要讲述可转位刀具在国内外的发展和研究现状，并概述了本课题主要研究的内容。第二章 车间生产状况分析2.1 课题来源、意义、目的2.1.1 课题来源 本课题来源于四川东方汽轮机有限公司工具分厂，即德阳市东汽工模具有限公司。该分厂主要经营刀具、量具、夹具的设计、制造、安装和销售；汽轮机专用工具、零部件等机械加工制造。首先生产车间现场提出问题，工人反应刀片磨削加工耗时较长，拖延生产进度，不利于刀片批量生产的顺利进行，希望技术部门通过工艺整改方面对刀片生产工艺进行修整，提高整体生产效率，推进生产进度。为解决生产效率较低的问题，技术部对此进行立项研究，本课题由然而生。2.1.2 课题意义本课题主要针对叉形叶根刀刀片的生产效率提升问题，其中叉形叶根刀是用于精加工汽轮机大叶片叉形叶根结构的专用刀具，由于叶片装配时，叉形叶根的叉尾直接插汽轮机轮缘槽内，再用两排铆钉固定。其叶根精度直接影响到叶片的装配，而叶片的装配位置精度要求较严格，所以对叶根的精度要求较高。而且叉形叶根类叶片又属于中低压级叶片，其叶根外形尺寸均较大，所以设计的叉形叶根刀外形尺寸也比较大，这就给制造带来了难度。由下图2-2叉形叶根的技术要求图纸分析可得，叉形叶根铣刀的制造存在以下难点：1、刀具直径较大。叶根槽底部与外端面距离近200mm，再加上铣刀孔的直径，那么刀具直径可达500mm以上，这会导致铣刀刀体生产过程中热处理变形较大，如果制造商为增强对变形的控制，该刀具就可能会由于过度变形，成为废品。2、槽底为半圆形结构，则加工此部位的刀片也必须为带圆弧的R刀片，从而导致刀片的加工难度加大。而且由于刀片需在刀体上精确定位，刀体在制造时精度应足够高才能保证与刀片的装配精确，使得刀片与刀体间的平滑过渡。3、 刀片槽的制造精度高，刀片槽的精度直接关系到刀体与刀片的装配，对于刀具和刀片的制造，在其制造工艺上要求将十分严格。4、 刀片的批量生产。该刀具直径大，同时又具有八叉三阶梯结构，刀体就有9片，一个刀体上将安装上百个刀片，刀片数量众多，如何实现刀片的批量生产也是技术难点。6图2-1模锻叉形叶根 图2-2叉形叶根的技术要求叉形叶根刀主要是由刀体与刀片（刀片数量较多为批量生产）组成。其刀片样式可以分几种，用于加工叶根不同的部位。本课题主要针对的是小R刀片，此刀片是用于加工叉形叶根槽底的最窄齿及R部位，关于叉形叶根刀的使用和所用刀片介绍，具体如下图：叉形叶根刀 图2-3专用机床加工叉形叶根及其局部放大图 图2-4叉形叶根刀刀体 图2-5外圈R刀片（小R刀片是安装在刀体的圆周端面） 图2-6 45刀片 图2-7 22.5刀片图2-8 叉形叶根示意图（红色表示R刀片加工位置）本课题研究的是外圈R刀片，由于叶根尺寸系列不同，因此同结构的刀片数量尺寸也各有差异，我们以图号为2277-116中小R刀片为例，其零件图图纸如下：图2-9 R刀片零件图由上零件图得，该刀片的加工存在以下难点：1、R3.18弧面和4度后角的加工，先前采用的是单件刀片用数控周边磨床两坐标插补磨削方式，即先将后角4用垫块垫起来，然后用尖角砂轮通过机床数控程序控制磨削保证R3.18，其加工一块刀片的R3.18弧面和4后角需要时间3040分钟，耗时较长，加工效率较低，不利于批量生产。2、140.02和130.02侧面的加工，目前采用的是单件单面磨削方式，由于要保证与中心孔的位置的尺寸精度要求，磨削过程中需要反复测量修磨，加工一块刀片的一个侧面需要时间1020分钟，耗时较长，不利于批量生产。由此我们要解决的是通过一定的解决措施，在保证加工精度的前提下缩短整体磨削时间，提高此刀片的加工效率，推进车间生产进度，实现刀片的批量生产。2.1.3 课题目的通过车间生产情况调研，结合工具分厂的实际情况，课题决定将改进目标设定为：在保证原加工质量合格率的前提下，通过技术整改，使得R3.18弧面和4后角磨削效率提高10倍，质量稳定性提高6倍；5.50.05、6.50.05和140.02侧面的磨削效率提高5倍，质量稳定性提高5倍。 2.2 加工效率影响因素分析2.2.1 综合因数分析 综合各方面因数，我们从人、机床、物料、方法、环境、检测六个方面着手分析影响R刀片磨削效率因素。在初步排除物料、环境、检测等次要因素的影响之后，我们对剩下的各因素深入分析，找出了影响R刀片磨削效率的十个主要因素如下图2-10。磨削方式的选择首次加工，经验不足辅助工具的设计材料缺陷法料叉形叶根刀R刀片磨削效率机床性能差现场通风环对产品质量控制要求不了解磨削技术低机人现场温度粗心大意图 2-10 R刀片磨削效率影响因素2.2.2 要因确定 下面我们逐一对上述可能会影响叉形叶根刀R刀片磨削效率的十个因素进行分析：1、操作工人粗心大意、磨削技术低、经验不足、对产品要求不了解由于车间小组人员经常开展岗位培训，提高操机技能，人为粗心大意和操作技能对刀片磨削效率的影响很低，因此该因素不是影响叉形叶根刀R刀片磨削效率主要原因。结论：非要因。2、机床性能差光磨和平磨所用机床的精度能满足R刀片的加工要求，虽然光磨机床存在关机后复位有差异的问题，但该问题均在努力下得到很好的解决，所以机床性能对R刀片磨削效率的影响很低，因此该因素不是影响叉形叶根刀R刀片磨削效率主要原因。结论：非要因。3、磨削方式的选择正如前文所描述的，对于R3.18弧面和4后角，目前采用的是单件刀片走型线插补磨削，这种办法磨削一片需要耗时3040分钟；对于5.50.05、6.50.05和140.02侧面，目前采用的是单件单面磨削。虽然能满足R刀片的精度要求，但其加工的效率不利于批量生产，因此认为该因素是影响叉形叶根刀R刀片磨削效率主要原因。结论：要因。4、辅助夹具的设计由于上面提到磨削方式是影响叉形叶根刀R刀片磨削效率主要原因，其磨削的方式是肯定要改变的，那么磨削方式的改变，提高磨削的效率，其辅助工具的设计尤为重要7，正所谓“工欲善其事，必先利其器”。设计该辅具不仅要考虑其能否满足刀片的精度和一致性，而且还要考虑如何实现批量加工。因此认为该因素是影响叉形叶根刀R刀片磨削效率主要原因。结论：要因。5、材料缺陷材料缺陷问题对于刀片来说首先是发生的频率非常低，再则分厂在此环节的管理上有严格的制度流程，所以这个问题可以得到很好的解决，因此该因素不是影响叉形叶根刀R刀片磨削效率主要原因。结论：非要因。6、现场温度、现场通风在加工过程中，现场环境的通风状况和温度也会影响机床的性能和产品的质量，但其影响不大；而且现已在将设备单独隔离，并做了温控系统和通风系统。因此该因素也不是影响叉形叶根刀R刀片磨削效率主要原因。结论：非要因。2.3 本章小结本章主要概况了本课题的目的及意义，并综合分析了影响刀片磨削效率的因素，确定问题的主要研究方向。第三章 制定效率提升方案3.1 整体方案分析通过对前文影响R刀片磨削要因的分析，通过工艺整改，制订出对应解决措施，课题决定从两方面解决效率提升问题：a、采用复合工步缩短基本时间：复合工步的几个加工表面的基本时间重叠，从而节约基本时间。8改变原始插补磨削方式，通过成型砂轮的使用，使得R3.18弧面及4后角同时加工，复合两工步时间，从而提高效率。b、采用多工位加工缩短基本时间：设计专用夹具，通过辅助夹具多工位的使用，一次性加工多个刀片，缩短整体加工时间。具体如下表：序号要因对策目标1磨削方式的选择整体方案定制整体加工方案，在保证其精度的前提下，使其工件难点有利于效率的提高工艺流程根据方案制订工艺流程数控程序根据方案编制成型砂轮及工件磨削程序，并要求程序可微调2辅具设计设计辅具根据方案设计一种重复定位高、多工位、快速夹紧装置，并出工程图3.2 确定解决方案通过分析总结，认为提高叉形叶根刀R刀片磨削效率要从多件集中加工和成型砂轮复合工步整体磨削入手，这样不仅颠覆了改进前的加工思路和方案，而且效率也会得到大幅度的提升。下面我们将对此R刀片整体的工艺流程做一介绍：多件一体下锻件料多件一体粗铣、粗磨14X13四面（放余量）快丝切为单件且厚度放量车床用专用工装和刀具钻中心螺钉孔粗铣去R3.18余量热处理淬火表面喷砂、发蓝磨14X13X6.5六面准及0.5深空刀并保证中心螺钉孔的距离尺寸光磨磨R3.18及4后角快丝用专用工装割14斜面并留量磨14斜面涂层入库3.3 本章小结本章主要针对影响刀片加工效率的主要因素，经过分析总结，从加工工艺和专用夹具两方面入手，制定了提升刀片加工效率的整体解决方案。第四章 R刀片加工工艺规程机械加工工艺过程是指毛坯的形状、相对位置、尺寸和性质等通过机械加工发生变化，最终加工成零件产品的过程。机械加工工艺过程的由一道道工序组成。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。机械加工工艺规程是使产品或零件的制造过程和操作方法等工艺文件规范化。其主要作用如下：1、 机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来供应毛坯和调配原料，调整加工机床、设计与制造专用工装，生产作业计划的编制，劳动力的调整，以及核算生产成本等。2、 机械加工工艺也是计划分配、生产安排的依据。通过它制定生产计划，在低消耗的情况下合理调配生产进度。3、 机械加工工艺规程是机械加工工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，机床的平面布置，各部门的安排。94.1 零件的分析据资料所示，该零件是外圈R刀片，安装在叉形叶根铣刀中，用于汽轮机叶片叉形叶根的精加工。4.1.1 零件图样分析图4-1 R刀片零件图1） 除孔及锥面外，其余粗糙度均为Ra0.40.8。2） 未注倒角0.5x45。3） 表面PVD涂层XCEED AlTiN。4） 刀片材料可根据叶片要求提供。4.1.2 零件的工艺分析 由零件图可知，该刀片为硬质合金刀片，具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，在工具行业应用十分广泛。 由零件图可知，直径5.5定位孔的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面如下：1. 剖视图中5.5、8中心孔；2. 各面的磨削见光，粗糙度要求3.2；3. 主视图三侧面与中心孔的相对位置要求，保证与中心孔尺寸公差0.1，需经过多次测量修磨；4. 主视图13、14两相对面的距离要求，保证尺寸公差0.04，以及平行度与垂直度要求；5. 左视图4后角和半径为3.18的R要求，此为加工难点；以及6.5的厚度要求，公差0.04；6. 14斜面的加工。4.2 毛坯的选择毛坯的制造工艺和成本、零件的机械加工工艺和加工质量均受到毛坯种类的影响。为此需要负责零件加工和毛坯加工两方面的技术人员，双方密切配合，合理地选择设计毛坯的种类、结构形状，最终绘制毛坯图。1、毛坯的种类和特性（1）铸件：通常用于零件形状比较复杂的毛坯。（2）锻件：分为自由锻件和模锻件，锻件的力学性能较好，常用于复杂应力的钢件的重要部位。本零件即选用锻件。（3）型材：分为热扎和冷拉型材。（4）型材焊接件：零件毛坯由型材和钢板焊接而成，对于单件小批量的生产和生产样机以及大型零件比较适用。2、毛坯选择的原则（1）零件对材料的要求；（2）生产计划的规模，大规模生产的零件应选择精度和高生产率的毛坯制造方法，对于单件小批生产，应选择精度低和生产率不高的毛坯生产方法；（3）零件的尺寸大小和外形结构负责程度；（4）现有生产条件，考虑供应商的毛坯制造水平、硬件设施条件以及产品外包是否可能和经济等。4.2.1 确定毛坯种类 由零件图知零件材料为YG813。考虑该零件为硬质合金刀片，需要很好的力学性能，且结构比较简单，生产类型为批量生产，故选用锻件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册,选用锻件尺寸公差等级为CT=8级，加工余量等级为H。104.2.2 确定加工余量及形状查机械制造工艺设计简明手册，选用加工余量为8级，并查表确定各个加工面的锻件机械加工余量，由于采用多件一体加工，确定加工余量如下表所示：表4.1 零件加工余量表毛 坯 简 图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说 明A11382.5双侧加工A21483双侧加工4.3 选择加工方法，制定工艺路线4.3.1 机械加工工艺设计1、基准的概念与分类（1）设计基准：设计基准是产品设计时，设计图纸上所设定的基准。（2）工艺基准：零件在加工过程中，机械加工工艺中设定的基准。2、定位基准的选择（1）粗基准的选择粗基准：粗基准是没有经过任何机械加工的定位基准。通常情况下，加工工艺中第一道工序所使用的定位基准都是粗基准。a.保证相互位置精度要求的原则：如要保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，应以不加工面为粗基准。b.保证合理分配加工表面的原则：对于某些重要表面，为保证其均匀的余量，应选择该表面的毛坯面为粗基准。c.便于装夹工件的原则：应在考虑精确定位、可靠的夹紧以及夹具结构简单、操作方便的前提下选择粗基准。这样要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和足够大的尺寸，不允许有锻造飞边，浇铸浇口，或其他缺陷。d.粗基准一般不得重复使用的原则：若能采用精基准定位，粗基准一般不应被重复的使用。（2）精基准的选择精基准：以机械加工过的表面作为定位基准。出发点：保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。a.基准重合原则：尽可能的选择被加工表面的设计（工序）基准为精基准b.基准统一原则：工件以某一精基准定位，可以比较方便的加工大多数或所有其他表面，则应尽可能的把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其他表面。c.互为基准原则d.自为基准原则e.便于装夹原则：所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。3、在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：（1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；（2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；（3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；（4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。4、采用统一基准原则好处：（1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；（2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。5、基准选择原则（1）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。10（2）粗基面的选择从零件的分析得知，R刀片以毛坯以13、14两相对面互为基准进行粗加工。（3）精基面的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以已加工底面为主要的定位精基准,5.5中心孔为定位精基准。4.3.2 制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用铣床、磨床、卧式车床及专用夹具等,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降11。编制零件的工艺路线方案如下：工序1 铣削四面至13.6x14.6（18件一体加工）；工序2 磨削四面至13.40.01x14.40.01，平行度要求为0.01；工序3 快丝装夹找正，割开各零件，厚度为7.00.05；工序4 用专用夹具钻8/5.5孔，保证60.05和50.05面有0.250.05的余量；工序5 用2.0x45度的倒角铣出R3.18（注意倒角方向）；工序6 进行热处理+4,洛氏硬度为HRC670.5，清洗；工序7 进行喷砂热处理；工序8 精磨140.02两面至准确，保证5.50.05准确，平行度垂直度要求为0.01；工序9 装夹找正，精磨6.50.02x130.02四面至图纸要求；精磨R3.18至准确，各件一致性要求0.03；磨4度侧后角至准确；工序10 快丝装夹找正，割14斜面；工序11 装夹找正，磨14度前角准，留棱边，保证140.02尺寸要求；磨3度侧角准，倒角；工序12 进行便面处理，PVD图层；工序13 清洗，涂油，总检包装入库4.4 机床、工艺装备及其他参数的选择4.4.1 机床的选择选择机床时，主要是确定机床的种类和型号。工序1 粗铣四面，选用X52K立式铣床；工序2 粗磨四面，选用M7120A平面磨床；工序3 快丝装夹找正，割开各零件，选用DK7732电火花线切割；工序4 用专用夹具钻8/5.5孔，选用C620卧式车床；工序5 用2.0x45度的倒角铣出R3.18，选用X52K立式铣床；工序8 精磨140.02两面，精磨6.50.02x130.02四面，选用M7130平面磨床；工序9 装夹找正，精磨R3.18和4度后角至准确，选用MK9025型数控光学曲线磨床；（该机床是一种精密的投影仪，多度的自由和砂轮组件。适用于加工各种复杂的模具，模板，成形工具，滚筒等。整机采用西班牙FAGOR数控五轴联动数控系统，其中两轴插补控制轴，分别控制机床工作台纵向和横向的进给。另外两轴控制垂直滑动磨削进给。日本“松下”调频控制系统中使用的砂轮转速，往复滑动速度控制，可用于无级调速。机具有一条直线，圆弧连续路径磨削，研磨参数方程曲线的连续的路径，和投影检测。研磨可以自动修整。）工序10 快丝装夹找正，割14斜面，选用DK7732电火花线切割；工序11 装夹找正，磨14度前角准，选用M7130平面磨床；4.4.2 工艺装备的选择 夹具的选择：单件小批量生产时，应尽量使用各机床的通用夹具和附件；大批大量生产时，应采用高效率的气动、液动专用夹具。夹具的精度与规格应与工序要求相适应。本课题由于夹紧力要求不大，主要采用手动专用夹具。刀具的选择：尽量选用标准刀具，选用刀具的类型、规格和精度应符合加工的要求。量具的选择：本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面精度要求和尺寸形状特定来选择。（1） 选择加工平面的量具用分度值为0.05的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围050mm的外径千分尺。（2） 选择加工孔的量具因为孔的加工精度要求不高，选用分度值为0.05的游标卡尺测量。（3） 选择加工R面的量具选用三坐标测量仪（在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器。可在三个相互垂直的导轨上移动，三个周的位移测量系统经数据处理器或计算机等计算出工件的各点x，y，z及各项功能的测量仪器），接触式检测R3.180.05。4.4.3 其他参数的确定工时定额：工序所需的规定时间，是生产计划，分配任务，成本核算等依据。合理的 工时定额有利于工人技术水平的发挥，提高生产率。1、 组成：T=T基+T辅+T服务+T休息=T基+T辅1+（27）%+2%（1） 基本时间T基：用于改变工件的形状尺寸，表面质量的时间。（2） 辅助时间T辅：保证基本工件（T基）所做的各种操作动作需要的时间。如装卸工件、开停车、引进退