1036绞笼体焊接及其加工工艺与夹具设计：设计说明零件图CAD及PDF版本三维proe.doc

Abstract I 目目 录录 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） 第 1 章 绪论.1 1.1 课题的来源1 1.2 课题的意义及目的1 1.3 国内外的发展概况及存在的问题1 1.4 应用前景2 1.5 技术要求2 第 2 章 绞笼体的焊接工艺规程制订.3 2.1 绞笼体焊接结构设计简介3 2.1.1 绞笼体的结构组成及制造关键点3 2.2 绞笼体材料的选择 .4 2.2.1 绞笼体材料的性能要求4 2.2.2 材料的确定4 2.3 确定焊缝的位置5 2.4 焊接接头形式的设计7 2.4.1 焊接接头的选择.7 2.4.2 坡口的设计.10 2.5 焊接方法的选择11 2.6 焊接材料的选择11 2.7 焊接工艺参数的选择11 2.7.1 焊条直径的选择11 2.7.2 焊接电流的选择12 2.7.3 电弧电压的选择12 2.7.4 焊接速度的选择12 2.7.5 焊接层数的选择12 2.7.6 电源种类及极性的选择12 2.7 确定焊接顺序 .12 第 3 章 绞笼体的机械加工工艺分析.13 Abstract II 3.1 绞笼体的结构及其工艺性分析 .13 3.2 绞笼体的技术要求分析 .13 3.3 毛坯的选择 .13 3.4 绞笼体机械加工工艺路线的制定 .14 3.4.1 定位基准的选择.14 3.5 拟定工艺路线 .14 3.6 加工余量和工序尺寸的拟定 .19 3.7 切削用量的确定 .20 3.8 机械加工工艺卡片.44 第 4 章 绞笼体焊接夹具设计说明书.45 4.1 焊接工装夹具及其在生产中的运用 .45 4.2 焊接夹具设计的基本要求 .45 4.3 焊接夹具设计任务 .45 4.3.1 焊焊接产品（复合件） “绞笼体焊接组合”的产品分析45 4.3.2 焊接产品“绞笼体焊接组合”的重点技术要求分析46 4.4 “绞笼体焊接组合”装焊夹具设计方案的确定.46 4.4.1 基准面的选择46 4.4.2 定位方式及元器件选择47 4.4.3 定位误差的分析验算47 4.4.4 夹紧方式及元器件选择49 4.4.5 装焊夹具结构.49 4.5 主要零件设计的说明 .49 4.6 装焊夹具使用说明及原理 .49 4.7 夹具使用注意事项、保养及维护 .50 第 5 章 结论与展望.51 5.1 结论51 5.2 不足之处及未来展望51 致 谢.53 参考文献.54 附表.55 Abstract 0 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 课题的来课题的来源源 机械设计离不开现实生产的实际情况需求，为了可以更客观灵活的运用机械设计知 识，与生产实际相结合。在老师的帮助下，开始恒泰电缆制造工厂实习并进行课程设计， 由工厂提供食宿，生活补贴及工作便利，结合工厂生产需求，发现课题，进行并完成毕 业设计，实现双赢。 而绞线机中绞笼体部件的工装夹具设计是无锡恒泰电缆机械制造公司根据客户需要 的专用机械装备研发设计的课题。无锡恒泰电缆机械设备制造公司是一个生产各类电缆 制造设备的机械公司。主营业务有电缆加工机械的定制，产品的研发加工。企业通过电 缆生产厂商对设备的设计要求，进行研发设计，生产加工。我们在公司将开展为期三个 月的实习历程，参与一些工厂的设计制造以及问题方案修订等工作，并了解了工厂的生 产过程。 1.2 课题的意课题的意义及目的义及目的 机械加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行一次理论联系实际 的综合运用，巩固了大学四年来所学的专业基础知识和专业知识，并运用所学的机械设 计制造知识，解决机械加工工艺实际问题，提高分析问题解决工程实际问题的能力，毕 业设计是学生在校学习阶段的最后一个教学环节，也是学生完成工程师基本训练的重要 环节。其目的是培养学生综合运用所学专业和基础理论知识，独立解决本专业一般工程 技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。另外还可以进一步熟悉有关标准和 规范，能熟练使用有关设计手册及说明书，进一步培养和提高科技写作能力。 焊接夹具是机械加工工艺系统的重要组成部分，是机械制造中的一项重要工艺装备。 电缆在绞线中改进加工时，为保证加工精度和提高生产率，必须使工件具有正确的位置， 完成这一功能的辅助装置称为夹具。夹具在机械生产中起着重要的作用，它直接影响机 械生产的质量、生产率和生产成本以及工人的劳动强度等。因此夹具设计是机械加工工 艺准备中的一项重要工作。 1.3 国内外的国内外的发展概况及发展概况及存在的问题存在的问题 （1）国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件 种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的 需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生 产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中， 每隔 34 年就要更新 5080%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020%左右。特别 是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用， 对机床夹具提出了如下新的要求： 1.能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； Abstract 1 2.能装夹一组具有相似性特征的工件； 3.能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4.能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5.采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生 产率； 6.提高机床夹具的标准化程度。 （2）现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个 方面。 1.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/T2148T225991 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。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。 2.精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必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， 3.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。 4.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要方向。 1.4 应用前景应用前景 由于我们所设计的是绞线机中部件的工装夹具，而这是机械生产不可缺少的部件， 在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝 着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。随着科学技术的迅猛发展，市场需 求的变化多端及商品竞争的日夜激励，是机械产品更新换代的周期愈来愈短，多品种、 小批量生产的比例愈来愈高。为了使适用这种形势的需要，出现了各种新型夹具。现代 夹具的发展方向主要表现在精密化、高效化、高柔化、等方面。 1.5 技术要求技术要求 设计的绞线机中部件的工装夹具主要需做到：绞笼体的焊接工艺规程的制定；绞笼 体的机械加工工艺规程的制定；绞笼体的的检验夹具的设计。 Abstract 2 第第 2 章章 绞笼体的焊绞笼体的焊接工艺规程接工艺规程制订制订 2.1 绞笼体焊绞笼体焊接结构设计接结构设计简介简介 2.1.1 绞笼体的结绞笼体的结构组成及制构组成及制造关键点造关键点 （1）绞笼体三维结构示意图 图 2-1 绞笼体三维结构示意图 （2）绞笼体组成组成 主要有左圆盘、筋板、支承板、右圆盘、板、梁、中心管组成。 （3） 绞笼体制造关键点 绞笼体上各个焊缝的焊接。 2.1.2 绞笼体的简绞笼体的简介及设计要介及设计要求求 （1）简介： 绞龙是螺旋运输机的俗称，旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送。使 物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦 阻力。 此绞笼体有地轴传动绞笼，带动绞笼体转动，操作手柄可是实现绞笼正反转、空转， 变速手柄挂档容易，定位准确。每段绞笼有前后两个刹车盘。绞笼内线盘夹紧方式采用 电动扳手带动锅轮辐螺套顶紧线盘结构，具有自锁能力，确保安全。 每个绞笼体配备预变形装置，上下调节导轮式，前后调距方便与产品规格相匹配。 Abstract 3 （2）设计要求： 壁厚：板、筋板与支承板的板厚均为 16mm，属于薄板；梁结构壁厚为 25mm,属于 中厚板；中心管结构壁厚为 40mm，属于中厚板；左右圆盘分别为 45mm、40mm，也属 于中厚板。 生产类型：单件生产 2.2 绞笼体材料绞笼体材料的选择的选择 Q235-A 的化学成分如下： C:0.14-0.22 Si%：0.30 Mn%：0.30-0.65 P%：0.045 S%：0.050 低碳钢的含碳量小于 0.25%，碳当量数值小于 0.40%，由于低碳钢含碳量低，锰，硅 含量也少，所以，通常情况下不会因为焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊 后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需要预热、控制层间温度和后热，焊后 也不必采用热处理改善组织。整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。但 在少数情况下，焊接时也会出现困难。 用电弧焊焊接低碳钢时，为了提高焊缝金属的塑性、韧性和抗裂性能，通常使得焊 缝金属的碳含量低于母材，依靠提高焊缝中的硅、锰含量和电弧焊所具有较高冷却速度 来达到与母材等强度。因此焊缝金属随着冷却速度的增加，其强度也会提高，而塑性和 韧性下降。为了防止过快的冷却速度，当厚板单层角焊缝时，其焊角尺寸不宜过小；多 层焊时，应尽量连续施焊；焊补表面缺陷时，焊缝因具有一定的尺寸，必要时应采用 100-150预热。 由以上叙述可知，如果将材料为 Q235-A 的绞笼体改为焊接结构，可采用物理性能和 力学性能与 Q235-A 相似的材料，并且具有良好的焊接性能。 2.2.1 绞笼体材料绞笼体材料的性能要求的性能要求 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） 2.2.2 材料的确定材料的确定 综上所述，在绞笼体用原材料中，选择普通碳素结构钢中的低碳钢，其中 Q235、Q255、Q275 均能满足强度、硬度、减震性和消磨性以及焊接性等要求，但绞笼体 材料只需承受中等强度载荷，而 Q275常用于制造强度要求高的零件，Q235 和Q255 均满 足作为承受中等强度载荷的零件材料，因此，选择 Q235 的钢板作为左圆盘、筋板、支承 板、右圆盘、板、梁、中心管的原材料。 2.3 确定焊缝确定焊缝的位置的位置 如下图所示，图 2-1 为绞笼体的示意图， Abstract 4 图 2-2，2-3 为绞笼体的焊缝位置示意图。 图 1 绞笼体示意图 Abstract 5 图 2-2 绞笼体焊缝位置示意图 图 2-3 绞笼体焊缝位置示意图 Abstract 6 2.4 焊接接头焊接接头形式的设计形式的设计 在此支架结构中，焊接接头的形式有两种，角接接头和T 形接头。 2.4.1 焊接接头焊接接头的选择的选择 （1） 板与两梁之间的连接应采用全焊透的单面角接接头，如图 2-4、图 2-5 所示。 图 2-4 底板与梁之间的角接头 图 2-5 板与梁之间的角接头 Abstract 7 （2）梁与梁之间的连接应采用全焊透的单面角接接头，如图 2-6 所示。 图 2-6 梁与梁之间的角接头 （3）筋板与中心管之间的连接应采用双面焊缝的 T型接头，如图 2-7 所示。 图 2-7 筋板与中心管之间的 T型接头 Abstract 8 （4）支承板与板之间的连接应采用双面焊缝的 T 型接头，如图 2-8 所示。 图 2-8 支承板与板之间的 T 型接头 （5）筋板与板之间的连接应采用双面焊缝的 T 型接头，如图 2-9 所示。 图 2-9 支承板与板之间的 T 型接头 （6）左右圆盘与板之间的连接应采用双面焊缝的 T型接头，如图 2-10、2-11 所示。 Abstract 9 图 2-10 左圆盘与板之间的 T 型接头 图 2-11 右圆盘与板之间的 T 型接头 2.4.2 坡口的设坡口的设计计 由于板、筋板与支承板的板厚均为 16mm，属于薄板；梁结构壁厚为 25mm,属于中厚 板；中心管结构壁厚为 40mm，属于中厚板；左右圆盘分别为 45mm、40mm，也属于中 厚板。 （1） 若采用 I 形坡口，如果预留间隙过小，则出现未焊透；预留间隙过大， 则容易焊穿，装配间隙要求精度严格，难以控制。 （2） 若采用 U 形坡口，坡口制备困难，成本高； （3） 若采用单面V 形坡口，并留有一定间隙，焊接过程中金属填充量少， 易于焊透。 Abstract 10 综上所述，板与两梁之间的连接应采用带钝边单边 V 形坡口，板与两圆盘之间的连 接应采用带钝边单边 V 形坡口，两梁之间的连接应采用带钝边单边V 形坡口，筋板与中 心管之间的连接应采用带钝边单边 V形坡口，板与筋板、支承板之间的连接均采用带钝边 双单边 V 形坡口。 2.5 焊接方法焊接方法的选择的选择 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） （8）操作方便，容易控制焊接变形。 2.6 焊接材料焊接材料的选择的选择 焊接材料的选择依据是所焊焊缝与母材等强度等化学成分。 焊接材料选择原则如下: 等强度原则:选用含彩焊材熔敷金属的抗拉强度与被焊母材的抗拉强度相等或相近， 这是焊接结构钢最常用的原则； 等韧性原则：选用焊材熔敷金属的韧性与被焊母材的韧性相等或相近，在高强度钢 焊接时常采用强度等级略低于木材但韧性相等的焊材； 等强度原则：熔敷金属的化学成分符合或接近母材金属，这是不锈钢和耐热钢焊接 是选材的最主要原则； 焊条电弧焊使用焊条按所焊钢种类别可分碳钢焊条、低合金焊条和不锈钢焊条。由 于本次设计所选用的母材为碳钢，因此选择焊接材料只需要考虑抗拉强度，可不考虑熔 敷金属的化学成分与母材匹配。 由于此次设计母材为 Q235，其抗拉强度值为 235Mpa，因此选用与此强度相近的 GB/T51171995碳钢焊条J422，其熔敷金属抗拉强度不低于 420Mpa。 2.7 焊接工艺焊接工艺参数的选择参数的选择 2.7.1 焊条直径的焊条直径的选择选择 焊条直径的选择主要取决与焊件厚度、接头形式、焊缝位置及焊接层数等因素。在一般 情况下，可按照焊件厚度选择焊条直径。由于板、筋板与支承板的板厚均为 16mm，属于 薄板；梁 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） 梁与板、左右圆盘与板及筋板与中心管之间的焊接选用直径为 6.0mm 的焊条、梁与 梁之间的焊接选用直径为7.0mm 的焊条。 2.7.2 焊接电流的焊接电流的选择选择 焊接电流的选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置 等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键，在一般钢结构的焊接中，焊接 电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选：I=Kd 由于板、筋板与支承板的板厚均为 16mm；梁结构壁厚为 25mm；中心管结构壁厚为 40mm；左右圆盘分别为 45mm、40mm。所以，根据1表 2-15，板与筋板及板与支承板 之间的焊接电流选用 200-270A, 两梁与板、左右圆盘与板及筋板与中心管之间的焊接电 流选用 260-300A，梁与梁之间的焊接电流选择 350A 左右。 Abstract 11 2.7.3 电弧电压的电弧电压的选择选择 根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外电弧电压还与弧长有关，电 弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低，由于此次设计选用的是酸性焊条，焊接为长 弧焊，因此电弧电压相对较高。 综上所述，所有零件之间的焊接电弧电压都选用 16-25V。 2.7.4 焊接速度的焊接速度的选择选择 由于本次设计选用手工电弧焊，所以焊接速度均由人为控制。 2.7.5 焊接层数的焊接层数的选择选择 焊接层数应视焊件的厚度而定。 由于由于板、筋板与支承板的板厚均为 16mm；梁结构壁厚为 25mm；中心管结构壁 厚为 40mm；左右圆盘分别为 45mm、40mm。所以，板与两梁之间的焊接、梁与梁之 间的焊接、筋板与中心管之间的焊接、板与支承板之间的焊接、筋板与板之间的焊接、 左右圆盘与板之间的焊接均采用多层焊，焊接层数为4。 2.7.6 电源种类及电源种类及极性的选择极性的选择 由于直流电源电弧稳定，飞溅小。所以可选 BX1-315 型弧焊变压器，其极性为直流 反接，即 DCEP。 2.7 确定焊接顺确定焊接顺序序 第一步：板与两梁之间的角接接头的焊接。 第二步：梁与梁之间的角接接头的焊接。 第三步：筋板与中心管之间 T 型接头的焊接。 第四步：支承板与板之间的 T 型接头焊接。 第五步：筋板与板之间的 T 型接头焊接。 第六步：左右圆盘与板之间的 T型接头焊接。 第第 3 章章 绞笼体的机械加工工艺分析 3.1 绞笼体的结绞笼体的结构及其工艺构及其工艺性分析性分析 由绞笼体零件图可知，该结构主要由左圆盘、筋板、支承板、右圆盘、板、梁、中 心管部分构成。绞笼体的主要加工表面有：绞笼体左右圆盘表面、板孔与圆柱孔、圆柱 孔上端面等。其中绞笼体左右圆盘的表面粗糙度Ra3.2m，圆柱孔的内表面与上端面 的表面粗糙度 Ra1.6m，梁定位孔 177H8，梁定位孔 140H9 以及左右圆盘上 各种规格的孔的表面粗糙度 Ra3.2m 是重要尺寸。 3.23.2 绞笼体的技绞笼体的技术要求分析术要求分析 该绞笼体零件的主要技术要求为： 1. 左圆盘 289 孔的允许误差为 0.1mm； 2. 右圆盘 289 孔的允许误差为 0.05mm； 3. 梁长度的允许误差为 1mm，两圆孔中心距极限偏差为±1mm； Abstract 12 4. 梁长度的允许误差为 1mm，两圆孔中心距极限偏差为±1mm 5. 中心管长度的的允许误差为 0.2mm，两轴左端同心度误差为0.052 及右端同 心 度误差为0.054。 3.3 毛坯的选择毛坯的选择 绞笼体产品为单件生产。在毛坯的制造方法及加工余量、机床设备及机床布置、夹 具及尺寸保证、刀具量具、成本等各方面需要结合零件自身的特点，采用先进制造方法、 自动机床与专用机床、高效专用夹具、刀具量具以提高加工质量，降低生产成本。 该绞笼体零件的结构形状较复杂以及单件生产的生产纲领确定采用焊接切割方式生 产，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。毛坯材料是Q235-A。 切割零件切割方式数量切割大小（mm) 左圆盘数控切割 11760*45 筋板数控切割 8/ 支承板 右圆盘 板 筋板 4662*288*10 梁手工切割 42610*480*25 梁手工切割 42610*455*25 中心管手工切割 1289*2679 3.4 绞笼体机械绞笼体机械加工工艺路加工工艺路线的制定线的制定 在确定绞笼体的工艺过程时应注意定位基准的选择，以减少定位误差；夹紧力方向 和夹紧点的选择要尽量减少夹紧变形；对于主要表面，应粗、精加工分阶段进行，以减 少变形对加工精度的影响。 3.4.1 定位基准的定位基准的选择选择 基面选择是工艺规程中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量 得到保证。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的报废，使生 产无法正常运行。 选择定位基准时应注意以下几点： Abstract 13 a、定位基准应尽可能与焊件起始基准重合，以便消除由于基准不重合造成的误差。 b、应选用零件上平整、光洁的表面作为定位基准。 c、定位基准夹紧力的作用点应尽量靠近焊缝区。 d、可根据焊接结构的布置、装配顺序等综合因素考虑。 e、应尽可能使夹具的定位基准统一。 （1）粗基准的选择 遵照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即零件有不 加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这 些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准）这里先选择绞笼体上表面为粗 基准。 （2）精基准的选择 根据精基准的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的 情况下，应尽量选择加工表面的设计基准作为定位基准。本绞笼体零件以加工好的绞笼 体左端面作为后续工序如钻孔、镗孔等工序的精基准。 3.5 拟定工艺路拟定工艺路线线 3.5.1 加工顺序加工顺序的划分的划分 （1）加工组成绞笼体的各部分零件； （2）加工绞笼体的主要表面； （3）完成其他次要表面的加工。 3.5.23.5.2 工艺路线工艺路线的拟定的拟定 在工艺路线的拟定过程中要遵循机械加工工序顺序的安排原则。即： （1）基准先行 按照“先基面后其它”的顺序，先加工精基准面，再以加工 出的精基准面为定位基准，安排其它表面的加工。 （2）先粗后精 按先粗后精的顺序，对精度要求高的各主要表面进行粗加 工、半精加工和精加工。 （3）先主后次 先考虑主要表面加工，再考虑次要表面加工。次要表面的加 工，通常从加工方便与经济角度出发进行安排。次要表面和 主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加 工后，以主要表面定位加工主要表面。 Abstract 14 （4）先面后孔 当零件有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来， 再以面定位孔加工，这样可以保证定位准确、稳定。 （5）关键工序 对易出现废品的工序，精加工或光整加工可适当提前。在一 般情况下，主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进 行。 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要 求能得到合理保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能机床 配以专用夹具，并尽量使工序分散来提高生产效率。除此之外，还应该考虑经济效果， 以便使生产成本尽量降低。 加工组成绞笼体的各部分零件 （1）左右圆盘、支承板、筋板为数控切割加工一次成型。下面以左圆盘的加工工艺为例： 工艺路线方案： 工序 1 粗车外圆表面 工序 2 钻 24.8 孔 工序 3 绞 25 孔 工序 4 镗 289孔 根据经验法选取毛坯公差取 T=±2mm。其余各工序尺寸及公差查机械加工工艺手册 可得 表 3-1 各工序余量及表面粗糙度 加工零件 工步（工步） 名称 工序（工 序）余量 工序（工步） 基本尺寸 经济 精度 公差 表面粗糙 度 工序尺寸及公 差 毛坯 1762*45 粗车 2.0IT11Ra6.3 左圆盘 镗孔 2.0IT11Ra6.3 Abstract 15 （2）梁加工工艺 工艺路线方案： 工序 1 钻 15 孔 工序 2 镗 158孔 表 3-2 各工序余量及表面粗糙度 （3）梁加工工艺 工艺路线方案： 工序 1 钻 15 孔 工序 2 镗 120孔 表 3-3 各工序余量及表面粗糙度 （4）筋板加工工艺 工艺路线方案： 工序 1 粗铣筋板表面孔 表 3-4 各工序余量及表面粗糙度 加工零件 工步（工步） 名称 工序（工 序）余量 工序（工步） 基本尺寸 经济 精度 公差 表面粗糙 度 工序尺寸及公 差 钻孔 IT11Ra6.3 梁 镗孔 2.0IT11Ra6.3 加工零件 工步（工步） 名称 工序（工 序）余量 工序（工步） 基本尺寸 经济 精度 公差 表面粗糙 度 工序尺寸及公 差 钻孔 IT11Ra6.3 梁 镗孔 2.0IT11Ra6.3 加工零件 工步（工步） 名称 工序（工 序）余量 工序（工步） 基本尺寸 经济 精度 公差 表面粗糙 度 工序尺寸及公 差 筋板粗铣 IT11Ra6.3 Abstract 16 （5）中心管加工工艺 工艺路线方案： 工序 1 粗车中心管外表面 工序 2 半精车中心管外表面 工序 3 镗 259孔 表 3-5 各工序余量及表面粗糙度 加工绞笼体的主要表面 工艺路线方案： 工序 1 粗车绞笼体左端面 工序 2 半精车绞笼体左端面 工序 3 粗镗圆柱孔 工序 4 粗扩圆柱孔 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） 工序 13 钻 25 孔 加工零件 工步（工步） 名称 工序（工 序）余量 工序（工步） 基本尺寸 经济 精度 公差 表面粗糙 度 工序尺寸及公 差 毛坯 粗车 2.0IT11Ra6.3 半精车 IT9Ra3.2 中心管 镗孔 2.0 Abstract 17 工序 14 绞 25 孔 工序 15 钻 30 孔 工序 16 粗绞 30孔 工序 17 精绞 30孔 工序 18 钻 31 孔 工序 19 粗绞 31孔 工序 20 钻 7 孔 工序 21 锪 7 沉孔 工序 22 钻 18 装配孔 工序 23 铰 18 装配孔 工序 24 钻 20 装配孔 工序 25 铰 20 装配孔 工序 26 钻 24 装配孔 工序 27 铰 24 装配孔 工序 28 检验 3.6 加工余量和加工余量和工序尺寸的工序尺寸的拟定拟定 工序余量是指相邻两工序的工序尺寸之差，也就是在一道工序中所切除的金属层厚 度，在确定工序间加工余量时，应遵循两个原则： 1. 加工余量应尽量小，以缩短加工时间；提高效率；降低制造成本；延长机 床刀具使用寿命。 2. 加工余量应保证按此余量加工后，能达到零件图要求的尺寸、形状、位置 公差和表面粗糙度，工序公差不应超出经济加工精度范围；本工序的余量应大于上 工序留下的尺寸公差、行为公差和表面缺陷厚度。 根据经验法选取毛坯公差取 T=±2mm。其余各工序尺寸及公差查切削加工简明使用 手册可得。 表 3-6 各工序余量及尺寸的计算结果 加工表面 工步（工步） 名称 工序（工序） 余量 工序（工步） 基本尺寸 经济精度 公差 表面粗糙度 工序尺寸及公 差 毛坯45±2 2 2 43 粗车2.0IT11Ra6.3 绞笼体左端 面 半精车0.5 IT9Ra3.2 Abstract 18 钻孔29.48 IT11Ra6.3 粗绞2Z=0.429.88 IT9Ra3.2 精绞2Z=0.1230 IT9Ra1.6 钻孔30.6 IT11Ra6.3 粗绞2Z=0.431 IT9Ra3.2 粗镗 259±2IT11Ra6.3 2 2- 259 粗扩2Z=4.0267.2IT11Ra6.3 半精镗2Z=1.4268.6IT9Ra3.2 圆柱孔 精镗2Z=0.4269IT8Ra1.6 粗镗 100±1.5IT11Ra6.3 5 . 1 5 . 1 100 钻孔11IT11Ra6.3 钻孔22.4IT11Ra6.3 绞孔2Z=0.623IT11Ra3.2 钻孔24.6IT11Ra6.3 绞孔2Z=0.425IT9Ra3.2 钻孔6.5IT11Ra6.3 锪孔0.57IT11Ra6.3 粗镗220±2IT11Ra6.3 2 2 220 板内下表面 孔 钻孔17IT11Ra6.3 钻孔17.7IT11Ra6.3 粗铰2Z=0.318IT9Ra3.2 钻孔19.7IT11Ra6.3 粗铰2Z=0.320IT9Ra3.2 钻孔23.6IT11Ra6.3 装配孔 粗铰2Z=0.424IT9Ra3.2 3.7 切削用量的切削用量的确定确定 工序 1 粗车绞笼体左端面 （1）选择加工设备与工艺装备 本工序及随后一道工序是加工出绞笼体左端面，以达到要求的表面粗糙度及要求尺 寸。 根据机械制造技术基础课程设计指南表 5-55 选择 CA6140卧式车床。刀架最大行 程纵向 1900mm、横向 320mm、回转角度+90°，主电动机功率 7.5kW。 根据金属加工工艺及工装设计表 4-61，刀片材料选用硬质合金钢，牌号为 YT15，刀 杆尺寸 16×25mm，Kr90°, r010°,。12°,s0°,r1.0mm。 （2）切削深度 加工总余量4.0mm，留余量 1mm，单边余量 1.5mm，一次走刀，ap1.5mm。 （3）进给量 f 根据切削加工简明试用手册表 8-50，当刀杆尺寸为 40mm×60mm，ap0.75mm，选 f1.3-2.0mm/r。取 f=1.5mm/r。 （4）选择切削速度 Vc 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） Abstract 19 （6）校验车床功率 根据切削加工简明试用手册表 8-5 可得切削力的公式及有关数据： 切削力： =9.81××270×1.5×1×××0.95= C F FcFccFcFcpFcc n KZVYXaCFf6081 . 9 15 . 0 60 75 . 0 5 . 1 15. 0- 76 . 1 2570N 切削功率 =/1000=2570×1.67/1000kW=4.29kW C P 因 CA6140 卧式车床主电动机功率=7.5kW,取机床效率=0.75， 则/=4.29/0.75kW=5.72kW C P 故车床功率够用。 最后选定粗车的切削用量为：ap1.5mm，f=1.5mm/r，Vc=1.67r/s，n12.03r/s。 故机床功率够用。 （7）根据切削加工简明试用手册表 8-58，车刀耐用度：T60min 工序 2 精铣圆柱孔上端面 （1）选择刀具 根据金属加工工艺及工装设计表 4-61，刀片材料选用硬质合金钢，牌号为 YT15，刀 杆尺寸 16×25mm，Kr90°, r010°,。12°,s0°,r1.0mm。 （2）切削深度 取 ap1mm。 （3）进给量 f 根据切削加工简明试用手册表 8-50，当刀杆尺寸为 40mm×60mm，ap1mm，选 f 文档有重要部分删减 需要原文档及配套 CAD 图纸，三维建模图，工艺卡工序卡等 联系 QQ：1029510050 所以实际切削速度 Vc=n×d×/1000900×45×3.14/1000 127.17r/min=2.11r/s 此速度大于预估切削速度，故可用。由于半精车切削力较小，故一般不需验算。最后选 定半精车切削用量为：ap1mm，f=1.3mm/r，V=2r/s，n14.15r/s。 （6）根据切削加工简明试用手册表 8-58，车刀耐用度：T60min Abstract 20 工序 3 粗镗圆柱孔 （1）选择镗床 根据金属加工工艺及工装设计表 4-45，选择 T612 卧式镗床。 （2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 由表 4-72，选择粗镗的刀具材料为高速钢，刀具类型为刀头。取背吃刀量等于其 在此工序的加工余量，即 ap=4mm。 b. 确定进给量 由表 4-72 知，f=0.3mm/r c. 初选切削速度 由表 4-72 知，Vc=0.3m/s （3）确认镗床主轴转速 和切削速度 =r/m22r/m 25914 . 3 3 . 060000 按照表 4-45 选取 T612 镗床实有的机床主轴转速为24r/m, 故实际的切削速度为 Vc=r/m=17.9r/m 1000 2592214 . 3 （4）校验镗床功率 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） /=0.59/0.75kW=0.79kW 故镗床功率够用。 最后选定镗孔的切削用量为：ap4mm，f=0.3mm/r，Vc=17.9r/m，n22r/m。 工序 4 粗扩圆柱孔 （1）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 由表 5-69，选择粗镗的刀具材料为高速钢，刀具类型为刀头。取背吃刀量等于其 在此工序的加工余量，即 ap=4mm。 b. 确定进给量 由表 5-69 知，f=1.1mm/r c. 初选切削速度 由表 5-69 知，Vc=0.18m/s Abstract 21 （2）确认镗床主轴转速 和切削速度 =r/m12.8r/m 26914. 3 81 . 060000 按照表 4-45 选取 T612 镗床实有的镗床主轴转速为15r/m, 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） =/60000=7300.1×12.7/60000kW=1.55kW 由金属加工工艺及工装设计表 4-45 知，T612 镗床主电动机功率=10kW,取镗 床效率=0.75，则 /=1.55/0.75kW=2.06kW 故镗床功率够用。 最后选定粗扩的切削用量为：ap4mm，f=1.1mm/r，Vc=12.7r/m，n15r/m。 工序 5 半精镗圆柱孔 （1）选择镗床 根据金属加工工艺及工装设计表 4-45，选择 T612 卧式镗床。 （2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 由表 4-72，选择粗镗的刀具材料为高速钢，刀具类型为刀头。取背吃刀量等于其 在此工序的加工余量，即 ap=1.4mm。 b. 确定进给量 由表 4-72 知，f=0.5mm/r c. 初选切削速度 由表 4-72 知，Vc=0.6m/s （3）确认镗床主轴转速 和切削速度 =r/m42.6r/m 26914 . 3 6 . 060000 按照表 4-45 选取 T612 镗床实有的机床主轴转速为48r/m, 故实际的切削速度为 Vc=r/m=40.5r/m 1000 2694814 . 3 （4）校验镗床功率 Abstract 22 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD 图等详细附件） /=0.78/0.75kW=1.06kW 故镗床功率够用。 最后选定镗孔的切削用量为：ap1.4mm，f=0.5mm/r，Vc=40.5r/m，n48r/m。 工序 6 精镗圆柱孔 （1）选择镗床 根据金属加工工艺及工装设计表 4-45，选择 T612 卧式镗床。 （2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 由表 4-72，选择粗镗的刀具材料为高速钢，刀具类型为刀头。取背吃刀量等于其 在此工序的加工余量，即 ap=0.4mm。 b. 确定进给量 由表 4-72 知，f=0.4mm/r c. 初选切削速度 由表 4-72 知，Vc=0.4m/s （3）确认镗床主轴转速 和切削速度 =r/m28.4r/m 26914 . 3 4 . 060000 按照表 4-45 选取 T612 镗床实有的机床主轴转速为30r/m, 故实际的切削速度为 Vc=r/m=25.3r/m 1000 2693014 . 3 （4）校验镗床功率 根据工艺综合表 3-1 知，单位切削力=1118N/,=1.06；查表 3-3， 得=1.40；其它切削条件修正系数为 1，故切削力 =f=1118×0.4×0.4×1.06×1.40N=265.5N 切削功率 =/60000=265.5×30/60000kW=0.13kW 由金属加工工艺及工装设计表 4-45 知，T612 镗床主电动机功率=10kW,取镗 Abstract 23 床效率=0.75，则 /=0.13/0.75kW=0.18kW 故镗床功率够用。 最后选定镗孔的切削用量为：ap0.4mm，f=0.4mm/r，Vc=25.3r/m，n30r/m。 工序 7 镗 100孔 （1）选择钻床 根据金属加工工艺及工装设计表 4-45，选择 T68镗床。 （2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 由表 4-72，选择粗镗的刀具材料为高速钢，刀具类型为刀头。取背吃