柴油机转速器盘加工工艺规程制订及夹具设计模板.doc

2105柴油机转速器盘
加工工艺规程制订及夹具设计

西南农业大学工程技术学院
专业名称：机械设计制造及其自动化
班 级：级3班
学生姓名：
指导老师：

摘 要：工艺规程是工装设计、制造和确定零件加工方法和加工路线关键依据，它对组织生产、确保产品质量、提升劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等全部有着直接影响，所以是生产中关键工作。夹具在机械加工中起着关键作用，它直接影响着机械加工质量，生产效率和成本，所以，夹具设计是机械工艺准备和施工中一项关键工作。本文对2105柴油机转速器盘结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件铸造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径mm孔设计了一套专用钻床夹具。
关键词：加工工艺；铸造工艺；工艺规程；夹具设计

Abstract：The process is the base of frock design、manufacturing、the method of machining and machining route. Its function is flowing: organizing produce, controlling quality, enhancing productivity, reducing cost, reducing produce periods, improving work conditions, etc. So, the process planning is the core part of produce. Fixture is very important equipment in process of machine manufacturing because it can directly affect the quality of products and productivity and cost. So fixture designing is also a basilica portion in machine process preparative and manufacture. This thesis is about the analysis with the craftwork and the structure of the 2105 speed governor tray which is used for the diesel engine, make sure the process route, establish the foundry process project and the process planning of the parts, and design a set of appropriative fixture for the bore with diameter 10mm.
Key Words：Group technology; Foundry technology; Process planning; Fixture design

文件综述

自新中国成立以来，中国制造技术和制造业得到了长足发展，一个含有相当规模和一定技术基础机械工业体系基础形成。改革开放二十多年来，中国制造业充足利用中国国外两方面技术资源，有计划地推进企业技术改造，引导企业走依靠科技进步道路，使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著改变，为推进国民经济发展做出了很大贡献。尽管中国制造业综合技术水平有了大幅度提升，但和工业发达国家相比，仍存在阶段性差距。进入二十一世纪，中国发展经济主导产业仍然是制造业，尤其是在中国加入世贸组织后，世界制造中心就从发达国家迁移到了亚洲，中国有廉价劳动力和广大消费市场，所以，中国工业要想发展，就需要有对应技术和设备来支持。
一、机械加工工艺规程制订
1.1 机械加工工艺过程定义
机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯形状，尺寸，相对位置和性质等，使其成为成品或半成品全过程。机械加工工艺过程直接决定零件及产品质量和性能，对产品成本、生产周期全部有较大影响，是整个工艺过程关键组成部分。
1.2 机械加工工艺过程组成
组成机械加工工艺过程基础单元是工序。工序又是由安装、工位、工步及走刀组成。
⑴ 工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对多个工件所连续完成那一部分工艺过程。工序是制订劳动定额、配置工人及机床设备、安排作业计划和进行质量检验基础单元。
⑵ 安装是工件经一次装夹后所完成那一部分工序。
⑶ 当应用转位（或移位）加工机床（或夹具）进行加工时，在一次装夹中，工件（或刀具）相对于机床要经过多个位置依次进行加工，在每一个工作位置上所完成那一部分工序，称为工位。采取多工位加工能够降低装夹次数，降低装夹误差，提升生产率。
⑷ 工步是加工表面在切削刀具和切削用量（仅指主轴转速和进给量）全部不变情况下所完成那一部分工艺过程。
⑸ 在一个工步中，假如要切掉金属层很厚，可分几次切削，每切削一次就称为一次走刀。
1.3 机械加工工艺规程定义
要求产品或零部件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程，它是企业生产中指导性技术文件。
1.4 机械加工工艺规程作用及内容
1.4.1机械加工工艺规程关键作用
①机械加工工艺规程是生产准备工作关键依据。依据它来组织原材料和毛坯供给，进行机床调整，专用工艺装备设计和制造，编制生产作业计划，调配劳动力，和进行生产成本核实等。
②机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度依据。有了它就能够制订生产产品进度计划和对应调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。
③机械加工工艺规程是新建工厂基础技术文件。依据它和生产纲领，才能确定所需机床种类和数量、工厂面积、机床平面部署、生产工人工种、等级和数量、和各辅助部门安排等。
1.4.2机械加工工艺规程包含内容
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个关键工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡各个项目编制较为具体。机械加工工序卡片是为每个工序具体制订，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产零件和成批生产中关键零件。
1.5 制订机械加工工艺规程标准及步骤
在一定生产条件下，以最少劳动消耗和最低费用，按计划加工出符合图纸要求零件，是制订机械加工工艺规程基础标准。
制订机械加工工艺规程步骤以下：
①依据零件生产纲领决定生产类型；
②分析零件加工工艺性；
③选择毛坯种类和制造方法；
④拟订工艺过程；
⑤工序设计；
⑥编制工艺文件。
二、夹具设计
2.1 夹具概念及组成
在机床上装夹工件所使用工艺装备称为机床夹具。夹具是机械加工不可缺乏部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环境保护方向发展带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导引元件、连接元件、夹具体、其它装置或元件组成。定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具基础组成部分。
2.2 夹具类型及作用
按夹具应用范围分类有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具等；按夹具上动力源分类有手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、切削力及离心力夹具等。
机床夹具关键作用为：
①易于确保加工精度，并使一批工件加工精度稳定；
②缩短辅助时间，提升劳动生产率，降低生产成本；
③减轻工人操作强度，降低对工人技术要求；
④扩大机床工艺范围，实现一机多能；
⑤降低生产准备时间，缩短新产品试制周期。
2.3 夹具定位和夹紧
定位是指确定工件在机床或夹具中占有正确位置过程。夹紧是指工件定位后将其固定，使工件在加工过程中保持定位位置不变操作。
工件在夹具中定位通常有以下四种情况：完全定位、部分定位、欠定位、反复定位。工件在夹具中夹紧是由夹具夹紧装置完成。夹紧装置通常由动力装置和夹紧机构两大部分组成。经典夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、定心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等。夹紧动力装置有气动夹紧装置、液压夹紧装置、电磁夹紧装置、真空夹紧装置等。
三、CAFD和CAPP
3.1 CAFD概况
在过去十几年中，研究人员研究关键放在发展和改善计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)和计算机辅助工艺计划(CAPP)方面。只是在最近20年来，CAFD才发展成为CAD/CAM集成技术一个关键组成部分，而且成为CAPP一个关键方面，它是CIMS环境下设计和制造之间连接纽带。伴随CAD/CAM系统在工业中建立， CAFD（计算机辅助夹具设计）很自然地应用到了夹具设计当中。因为夹具对制造成本和制造周期影响很大，研究人员才开始注意到CAFD关键作用，并把缩短加工准备周期作为CAFD一个关键目标。部分学者介绍了一个交互式CAFD软件，该软件环境拥有夹具元件库和经过菜单选择夹具组装次序，这是最初和CAD软件相配合，利用CAD处理图形能力，并和使用者经验相联络第一代交互式I-CAFD (interact computer-aided fixture design，I-CAFD)夹具设计系统。80年代中期发展而来第二代CAFD，依据变异式(variant)和生成式(generative)两种方法产生了基于成组技术(GT)和基于知识(KB)两类CAFD系统。在变异式夹具设计方法中，属于同一部件族工件被认为含有相同加工特征，相同操作和安装次序，所以设计者能够经过对现有设计稍加改变，就可取得对另一相同工件夹具设计。经过成组技术编码系统，对夹具库中原有相同夹具元件做对应调整，从而适应新工件加工要求。当无法恢复相同夹具时，就能够使用生成式夹具设计方法，产生新夹具设计方案，将新产生夹具编码添加到夹具库中，为下次设计作参考之用。90年代发展起来CAFD是第三代，这个时代CAFD特点是转向了以产品夹具结构为目标，实际生产应用为导向夹具软件设计上。
现在，CAFD发展大大降低了制造研制周期，优化了制造加工过程，验证了制造工艺步骤，在FMS及CIMS中正发挥着越来越关键作用。计算机辅助夹具设计可归纳为四种方法：部分自动化夹具设计、夹具自动设计法(AFD)、参数夹具设计、据已经有夹具方案进行夹具设计。
3.2 CAPP概况
CAPP是一个经过计算机技术来辅助工艺人员以系统化方法确定零件从毛坯到成品制造方法技术。
CAPP基础原理是：
①将零件特征信息以代码或数据形式，输入计算机，并建立起零件信息数据库；
②第二、把工艺人员编制工艺经验、工艺知识和逻辑思想以工艺决议规则形式输入计算机，建立起工艺决议规则库（工艺知识库）；
③把制造资源、工艺参数以合适形式输入计算机，建立起制造资源和工艺参数库；
④经过程序设计充足利用计算机计算、逻辑分析判定、存贮和编查询等功效来自动生成工艺规程。
CAPP设计方法有三种：派生式方法、创成式方法、人工自能方法。
在CAD/CAPP/CAM集成系统中，CAPP是连接CAD和CAM之间桥梁和纽带。CAD数据库信息只有经过CAPP系统才能变成CAM加工信息。集成化CAPP系统能够直接接收CAD零件信息，进行工艺计划，生成相关工艺文件，并以工艺设计结果和零件信息为依据，经过合适后置处理，生成NC程序，从而实现CAD/CAPP/CAM集成。CAPP发展趋势总体说来，CAPP发展含有三大趋势:集成化趋势、工具化趋势、智能化趋势。未来CAPP系统不仅要和CAD和CAM集成，还要和制造自动化系统(MAS)、管理信息化系统(NHS)和质量监测和控制系统(CAQ)等集成。
四、夹具技术发展趋势
4.1 CAFD发展趋势
计算机技术发展为夹具设计提供了有利工具。CAFD系统已经从对二维绘图软件二次开发发展到实现和三维绘图软件集成设计，使夹具结构表示更清楚。三维绘图软件成为CAFD有利工具。
伴随CIMS、并行工程和灵敏制造技术发展，企业对CAFD需求也越来越迫切。 归纳现在CAFD系统研究方向关键包含以下多个方面：
①集成化：CAFD是生产准备关键部分。确定该工序所使用夹具，给出夹具装配图和零件图是连接CAD和CAM桥梁。集成化CAFD应首先实现和CAPP集成。集成化是CAFD系统发展肯定方向，是企业信息集成肯定要求。
②标准化：标准化是提升CAFD系统适应性和促进集成基础。功效模块标准化将有利于实现CAFD系统和CAPP集成。
③并行化：以往CAFD总是在CAPP制订完全部工序以后才开始进行，并行化则强调CAFD和CAPP并行实现。CAFD并行化发展将愈加提升夹具设计效率，缩短生产准备周期。
④智能化：人工智能技术在CAFD系统中最初关键应用是教授系统。不过，教授系统在知识获取、推理方法等方面还存在部分问题。多种技术综合应用，如模糊数学和神经网络结合，将更深入推进CAFD智能化发展。
4.2 CAPP发展趋势
分析世界近30年和中国来CAPP发展概况，能够对CAPP发展趋势分析以下：
⑴ 在并行工程思想指导下实现CAD/CAPP/CAM全方面集成，深入发挥CAPP在整个生产活动中信息中枢和功效调整作用，这包含：
①和产品设计实现双向信息交换和传送；
②和生产计划调度系统实现有效集成；
③和质量控制系统建立内在联络。
⑵ 开发应用面广、适应性强CAPP系统，即大力发展工具型CAPP系统。
⑶ 深入深入研究人工智能在工艺创成中应用，愈加好处理工艺设计动态性和经验性。
⑷ 对CAPP领域内难题进行攻关，关键集中在：
①工艺知识获取方法和CAPP系统自学习问题；
②基准选择和装夹方法确实定；
③工序图自动生成等。

1 引 言

毕业设计是在我们学完了大学全部基础课、技术基础课和全部专业课以后进行。这是我们对所学各课程一次深入综合性总复习，也是我们在走进社会工作岗位前一次理论联络实际训练。所以，它在我们四年大学生活中占相关键地位。就我个人而言，我期望能经过这次毕业设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，处理问题能力，为以后参与祖国“四化”建设打下一个良好基础。
本毕业设计内容是制订2105柴油机转速器盘加工工艺规程及夹具设计。具体讨论转速器盘从毛坯到成品机械加工工艺过程，分析总结转速器盘结构特点、关键加工表面，并制订对应机械加工工艺规程；针对转速器盘零件关键技术要求，设计钻孔用钻床夹具。
本着努力争取和生产实际相结合指导思想，此次毕业设计达成了综合利用基础理论知识，处理实际生产问题目标。因为个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计还有很多不足之处，恳请各位老师给指教。

2 零件分析
2.1 零件生产纲领及生产类型
生产纲领是企业在计划期内应该生产产量。在毕业设计题目中，转速器盘生产纲领为5000件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度分类。转速器盘轮廓尺寸小，属于轻型零件。所以，按生产纲领和生产类型关系确定，该零件生产类型属于中批生产。
2.2 零件作用
毕业设计题目给定零件是2105柴油机中调速机构转速器盘，从整体上来说，其径向尺寸比轴向尺寸大，所以，能够将其划定为不规则盘类零件。零件上直径为Φ10mm孔装一偏心轴，此轴一端经过销和手柄相连，另一端和油门拉杆相连。转动手柄，偏心轴转动，油门拉杆即可打开油门（增速）或关小油门（减速）；两个直径为Φ6mm孔装两个定位销，起限位作用。手柄可在120°内转动，实现无级变速。转速器盘经过两个直径为Φ9mm螺栓孔用M8螺栓和柴油机机体相连。
2.3 零件加工工艺分析
转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为Φ9mm螺栓孔和Φ10mm孔有位置要求；120°圆弧端面和Φ10mm孔中心线有位置度要求。现分述以下：
⑴ 两个直径为Φ9mm螺栓孔
两个直径为Φ9mm螺栓孔表面粗糙度为Ra6.3，螺栓孔中心线和底平面尺寸要求为18mm；两个螺栓孔中心线距离为mm；螺栓孔和直径为Φ10mm孔中心线距离为mm；和柴油机机体相连后平面，其表面粗糙度为Ra6.3。
⑵ Φ10mm孔及120°圆弧端面
Φ10mm孔尺寸为Φ10mm，表面粗糙度为Ra3.2，其孔口倒角0.5×45°，两个Φ6mm孔表面粗糙度为Ra3.2，120°圆弧端面相对Φ10mm孔中心线有端面圆跳动为0.2mm要求，其表面粗糙度为Ra6.3。
从以上分析可知，转速器盘加工精度不是很高。所以，能够先将精度低加工面加工完后，再以加工过表面为定位基准加工精度较高Φ10mm和Φ6mm孔。
2.4 零件关键技术条件分析及技术关键问题
从转速器盘各个需要加工表面来分析：后平面和机体相连，其长度尺寸精度不高，而表面质量较高；两个Φ9mm螺栓孔，因需要装配螺栓进行连接，还要用于夹具 定位，其加工精度可定为IT9级；Φ25mm圆柱上端面和120º圆弧端面位置精度要求不高；两个Φ6mm孔需要装配定位销，表面质量要求高；Φ10mm孔需要装配偏心轴，其表面质量要求高；各加工面之间尺寸精度要求不高。
从以上分析可知，该零件在中批量生产条件下，不需要采取专用机床进行加工，用一般机床配专用夹具即可确保其加工精度和表面质量要求。所以，该零件加工不存在技术难题。为提升孔表面质量，在孔加工工序中采取铰削对其进行精加工。

3 铸造工艺方案设计
3.1 确定毛坯成形方法
该零件材料为HT200，考虑到转速器盘在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，而且该零件年产量为5000件/年，采取铸造生产比较适宜，故可采取铸造成形。
3.2 铸件结构工艺性分析
该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对预防白口要求不严，又采取砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足转速器盘使用要求。
3.3 铸造工艺方案确实定
3.3.1铸造方法选择
依据铸件尺寸较小，形状比较简单，而且选择灰口铸铁为材料，而且铸件表面精度要求不高，结合生产条件（参考《金属工艺学课程设计》表1-7）选择砂型铸造。
3.3.2造型及造芯方法选择
在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考《金属工艺学课程设计》表1-8），故选择手工分模造型。型芯尺寸不大，形状简单（参考《金属工艺学课程设计》表1-9），故选择手工芯盒造芯。
3.3.3分型面选择
选择分型面时要尽可能消除由它带来不利影响，因为转速器盘有两个Φ18mm圆柱，考虑起模方便，以两中心线所在平面为分型面。而以此平面为分型面时，Φ25mm圆柱在上下箱中深度相差很小。另外，底平面在下箱中，能够确保其铸造质量。
3.3.4浇注位置选择
因为分型面为水平面，所以内浇口开在水平分型面处，又因为该零件形状不规则，需要设计一个型芯，为不使铁水在浇注时冲刷型芯，采取和型芯面相切方向进行浇注。因为该零件在后平面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方法采取中间注入式。
3.4 铸造工艺参数确实定
3.4.1加工余量确实定
按手工砂型铸造，灰铸铁查《金属工艺学课程设计》表1-11，查得加工余量等级为，转查表1-12，零件高度＜100mm，尺寸公差为13级，加工余量等级为H，得上下表面加工余量为6.5mm及4.5mm，实际调整取4.5mm。
3.4.2拔模斜度确实定
零件总体高度小于50mm（包含加工余量值在内），采取分模造型后铸件厚度很小，靠松动模样完全能够起模，故能够不考虑拔模斜度。
3.4.3分型负数确实定
按公式计算，mm，＜1，取。但考虑上型很多面均是要加工平面，而且加工余量已修正为小值，即使尺寸改变较大也不能使加工余量增多，对该零件影响不大，所以分型负数能够不给。
3.4.4收缩率确实定
通常，灰铸铁收缩率为0.7%~1% ，在本设计中铸件取1% 收缩率。
3.4.5不铸孔确实定
为简化铸件外形，降低型芯数量，直径小于Φ30mm孔均不铸出，而采取机械加工形成。
3.4.6铸造圆角确实定
为预防产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R = 3mm~5mm圆滑过渡。
3.5 型芯设计
转速器盘底平面形状简单，厚度较薄，且零件上两个Φ18mm圆柱和底平面平行，不利于采取分模铸造，所以需要设计一个整体型芯，以形成铸件上两个Φ18mm圆柱和底平面，达成简化模样和铸造工艺目标。型芯在砂箱中位置用型芯头和型芯撑来固定，型芯头采取圆形水平式芯头。转速器盘上相差120°两个筋板之间空腔深度尺寸不大，形状也比较简单，能够考虑采取砂垛替换砂芯，降低型芯。型芯简图图1所表示。
3.6 绘制铸造工艺图
其工艺图见铸造工艺图。

4 机械加工工艺规程设计
4.1 基面选择
基面选择是工艺规程设计中关键工作之一，基面选择得正确合理，能够使加工质量得到确保，生产率得到提升。不然，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。

图1 型芯简图
4.1.1粗基准选择
对于通常盘类零件而言，根据粗基准选择标准（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选择转速器盘底平面作为粗基准，加工出后平面。而加工Φ25mm圆柱上端面、120º圆弧端面时，选择转速器盘底平面为粗基准；在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圆柱端面时，以加工过后平面为定位基准；加工Φ10mm孔和Φ6mm孔时，则以后平面和两个Φ9mm孔为定位基准。
4.1.2精基准选择
为确保加工精度，结合转速器盘特征，关键采取基准重合标准和统一基准标准来进行加工。加工后平面、Φ25mm圆柱上端面、120º圆弧端面时，关键利用统一基准标准，即均以转速器盘底平面作为定位基准；而在加工Φ9mm螺栓孔、Φ18mm圆柱端面、Φ10mm孔和Φ6mm孔时，选择基准重合标准，即选择设计基准作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中利用专用夹具进行夹持，将以上两种标准综合利用。
4.2 表面加工方案选择
⑴ 后平面
表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣→精铣；
⑵ Φ18mm圆柱端面
表面粗糙度为Ra12.5，经济精度为IT11，加工方案确定为：粗铣；
⑶ Φ9mm螺栓孔
表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削→铰孔；
⑷ Φ25mm圆柱上端面
表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣→精铣；
⑸ Φ10mm孔
表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削→粗铰→精铰→孔倒角；
⑹ 120º圆弧端面
表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣→精铣；
⑺ Φ6mm孔
表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削→铰孔。
4.3制订机械加工工艺路线
制订机械加工工艺路线出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理确保。在生产纲领已确定为中批量生产条件下，能够考虑采取通用机床配以专用夹具，并尽可能使工序集中来提升生产率。除此以外，还应该考虑经济效果，方便使生产成本尽可能降低。
⑴ 工艺路线方案一
工序10 铸造；
工序20 热处理；
工序30 粗、精铣后平面；
工序40 粗铣两个直径为Φ18mm圆柱前端面；
工序50 粗、精铣直径为Φ25mm圆柱上端面；
工序60 钻削、铰削加工直径为Φ9mm孔；
工序70 钻削、铰削加工直径为Φ10mm孔并锪倒角0.5×45º；
工序80 粗、精铣加工120º圆弧端面；
工序90 钻削、铰削加工两个直径为Φ6mm孔；
工序100 去毛刺；
工序110 检验；
工序120 入库。
⑵ 工艺路线方案二
工序10 铸造；
工序20 热处理；
工序30 粗、精铣后平面；
工序40 粗铣两个直径为Φ18mm圆柱前端面；
工序50 粗、精铣直径为Φ25mm圆柱上端面；
工序60 粗、精铣加工120º圆弧端面；
工序70 钻削、铰削加工直径为Φ9mm孔；
工序80 钻削并铰削加工直径为Φ10mm孔并锪倒角0.5×45º；
工序90 钻削、铰削加工两个直径为Φ6mm孔；
工序100 去毛刺；
工序110 检验；
工序120 入库。
⑶ 工艺方案比较和分析
上述两个工艺方案特点在于：方案一是按工序集中标准及确保各加工面之间尺寸精度为基础而制订工艺路线。而方案二只是按工序集中标准制订，没有考虑到各个加工面加工要求及设计基准。这么即使提升了生产率，但可能因设计基准和工序基准不重合而造成很大尺寸误差，使工件报废。尤其是铣削加工120º圆弧端面，假如按方案二进行加工，则是Φ10mm孔在其后加工。这么，120º圆弧端面形位公差0.2mm（端面圆跳动）根本不能确保，只确保了其和直径为Φ25mm端面尺寸位置要求4mm。另外，先加工出Φ10mm孔，然后以该孔为定位基准，加工时工件在圆形回转工作台上围绕Φ10mm孔轴线旋转，更便于加工120º圆弧端面。
所以，最终加工路线确定以下：
工序10 铸造；
工序20 热处理；
工序30 粗、精铣后平面，以零件底平面及直径为Φ25mm外圆柱面为粗基准。选择X63卧式铣床，并加专用夹具；
工序40 粗铣两个直径为Φ18mm圆柱端面，以经过精加工后平面及底平面为基准，选择X52K立式铣床，并加专用夹具；
工序50 粗、精铣直径为Φ25mm圆柱上端面，以底平面为基准，Φ25mm圆柱下端面为辅助基准，选择X52K立式铣床，并加专用夹具；
工序60 钻削、铰削加工直径为Φ9mm两个螺栓孔，以经过精加工后平面和底平面为基准，选择Z525立式钻床，并加专用夹具；
工序70 钻、铰Φ10mm孔，并锪倒角0.5×45º，以Φ9mm孔及后平面为基准，选择Z525立式钻床，并加专用夹具；
工序80 粗、精铣120º圆弧端面，以Φ10mm孔和底平面及后平面为定位基准，选择X52K立式铣床，并加专用夹具；
工序90 钻、铰加工两个Φ6mm孔，以Φ10mm孔和底平面及后平面定位。选择Z525立式钻床，并加专用夹具；
工序100 去毛刺；
工序110 检验；
工序120 入库。
以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。
4.4 确定机械加工余量及工序尺寸
依据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸以下：
1. 两螺栓孔Φ9mm
毛坯为实心，而螺栓孔精度为IT9（参考《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9），
确定工序尺寸及余量：
钻孔：Φ8.9mm；
铰孔：Φ9mm，2Z = 0.1mm。
具体工序尺寸见表1。
表1 工序尺寸表
工序
名称
工序间
余量/mm
工序间
工序间
尺寸/mm
工序间
经济精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
铰孔
0.1
H9
Ra6.3
9

Ra6.3
钻孔
8.9
H12
Ra12.5
8.9

Ra12.5
2. Φ10mm孔
毛坯为实心，而孔精度要求界于IT8~IT9之间（参考《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量：
钻孔Φ9.8mm；
粗铰孔：Φ9.96mm，2Z = 0.16mm；
精铰孔：Φ10mm，2Z = 0.04mm。
具体工序尺寸见表2。
表2 工序尺寸表
工序
名称
工序间
余量/mm
工序间
工序间
尺寸/mm
工序间
经济精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精铰孔
0.04
H9
Ra6.3
10

Ra6.3
粗铰孔
0.16
H10
Ra6.3
9.96

Ra6.3
钻孔
9.8
H12
Ra12.5
9.8

Ra12.5
3. 两个Φ6mm孔
毛坯为实心，而孔精度要求界于IT8~IT9之间（参考《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量为：
钻孔：Φ5.8mm；
铰孔：Φ6mm，2Z = 0.2mm。
具体工序尺寸见表3。
表3 工序尺寸表
工序
名称
工序间
余量/mm
工序间
工序间
尺寸/mm
工序间
经济精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
铰孔
0.2
H9
Ra6.3
6

Ra6.3
钻孔
5.8
H12
Ra12.5
5.8

Ra12.5
4. 后平面
粗铣：Z = 3.5mm；
精铣：Z = 1.0mm。
具体工序尺寸见表4。
表4 工序尺寸表
工序
名称
工序间
余量/mm
工序间
工序间
尺寸/mm
工序间
经济精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精铣
1.0
H8
Ra6.3
7

Ra6.3
粗铣
3.5
H11
Ra12.5
8

Ra12.5
毛坯

H13
Ra25
11.5

Ra25
5. Φ18mm圆柱前端面
粗铣：Z = 4.5mm。
具体工序尺寸见表5。
表5 工序尺寸表
工序
名称
工序间
余量/mm
工序间
工序间
尺寸/mm
工序间
经济精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
粗铣
4.5
H11
Ra12.5
14

Ra12.5
毛坯

H13
Ra25
18.5

Ra25
6. Φ25mm上端面
粗铣：Z = 3.5mm；
精铣：Z = 1.0mm。
具体工序尺寸见表6。
表6 工序尺寸表
工序
名称
工序间
余量/mm
工序间
工序间
尺寸/mm
工序间
经济精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精铣
1.0
H8
Ra6.3
8

Ra6.3
粗铣
3.5
H11
Ra12.5
9

Ra12.5
毛坯

H16

12.5

Ra25
7. 120°圆弧端面
粗铣：Z = 3.5mm；
精铣：Z = 1.0mm。
具体工序尺寸见表7。
表7 工序尺寸表
工序
名称
工序间
余量/mm
工序间
工序间
尺寸/mm
工序间
经济精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精铣
1.0
H8
Ra6.3
11

Ra6.3
粗铣
3.5
H11
Ra12.5
12

Ra12.5
毛坯

H16

15.5

Ra25
4.5 确定切削用量及基础工时
4.5.1 工序30：粗、精铣后平面
1. 粗铣后平面
⑴ 选择刀具和机床
查阅《机械制造工艺设计简明手册》，由铣削宽度= 28mm，选择= 80mm镶齿套式面铣刀(GB1129-85)，依据《切削用量简明手册》表1.2，选择YG6硬质合金刀片，因为采取标准硬质合金面铣刀，故齿数z = 10，机床选择卧式铣床X63。
⑵ 选择切削用量
①切削深度
因为加工余量不大，能够在一次走刀内切完，故取 = 4.0mm。
②每齿进给量
采取不对称端铣以提升进给量，查《切削用量简明手册》表3.5，当使用镶齿套式面铣刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》得机床10kw时，得= 0.14mm/z ~0.24mm/z ，故取= 0.24mm/z。
③确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命
依据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径= 80mm，查《切削用量简明手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。
④切削速度和每分钟进给量
依据《切削用量简明手册》表3.16，当mm，，≤7.5mm，≤0.24mm/z时，m/min，r/min，mm/min。
各修正系数：

故 (m/min)
(r/min)
(mm/min)
按机床选择：= 235r/min，= 300mm/min，则切削速度和每齿进给量为：
(m/min)
(mm/z)
⑤检验机床功率
依据《切削用量简明手册》表3.24，当工件硬度在HBS =174~207时，a≤35mm，≤5.0mm，= 80mm，z =10，= 300mm/min。查得P= 2.7kw，依据铣床X63说明书，机床主轴许可功率为：P=10×0.75kw = 7.5kw，故P＜P，所以，所选择切削用量是能够采取，即
= 4.0mm，= 300mm/min，= 235r/min，= 59 m/min，= 0.13mm/z。
⑥计算基础工时

式中，，mm，查《切削用量简明手册》表3.26，mm，所以，(mm)，
(min)。
2. 精铣后平面
⑴ 选择刀具和机床
查阅《机械制造工艺设计简明手册》，由铣削宽度= 28mm，选择= 80mm镶齿套式面铣刀(GB1129-85)。依据《切削用量简明手册》表1.2，选择YG6硬质合金刀片，因为采取标准硬质合金面铣刀，故齿数z = 10，机床选择卧式铣床X63。
⑵ 选择切削用量
①切削深度
因为加工余量不大，能够在一次走刀内切完，故取= 0.5mm。
②每齿进给量
采取对称端铣以提升加工精度，查《切削用量简明手册》表3.5，当使用镶齿套式面铣刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》得机床功率为10kw时，得= 0.14 mm/z ~0.24mm/z ，因采取对称端铣，故取= 0.14mm/z。
③确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命
依据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.5mm，由铣刀直径= 80mm，查《切削用量简明手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。
④切削速度和每分钟进给量
依据《切削用量简明手册》表3.16，当mm，，≤1.5mm，≤ 0.24mm/z时，m/min，r/min，mm/min。
各修正系数：

故 (m/min)
(r/min)
(mm/min)
按机床选择：= 375r/min，= 375mm/min，则切削速度和每齿进给量为：
(m/min)
(mm/z)
⑤检验机床功率
依据《切削用量简明手册》表3.24，当工件硬度在HBS = 174~207时，≤35mm， ≤1.0mm，= 80mm，z =10，= 375mm/min，查得P= 1.1kw，依据铣床X63说明书，机床主轴许可功率为：P=10×0.75kw = 7.5kw，故P＜P，所以，所选择切削用量是能够采取，即：
= 0.5mm，= 375mm/min，= 375r/min，= 94.2m/min，= 0.1mm/z。
⑥计算基础工时

式中，，mm，查《切削用量简明手册》表3.26，mm，所以，(mm)，
== 0.15(min)。
4.5.2 工序40：粗铣两个Φ18 mm圆柱前端面
⑴ 选择刀具和机床