YT24氣腿式鑿巖機畢業(yè)設計說明書

1、YT24鑿巖機機體工藝及夾具設計YT24 is mad the rock drill organism craft and the jig design機械設計制造及其自動化 作者:袁正 指導老師:廖先祿Machine Design & Manufacturing and AutomationAuthor: Yuan Zheng Instructs teacher: Liao Xianlu摘要本設計主要是對YT24型鑿巖機機體進行工藝規(guī)程的擬訂，及車床與銑床典型夾具的設計進行全面的闡述。全文共分五章，其中第一章前言主要介紹的是課題的來源。第二章開始闡述了本課題的目的意義和技術分析，之后

2、著重從生產(chǎn)類型的確定、毛坯的分析、工藝路線的制定、加工余量的確定、各工序工藝裝備的確定、切削用量的確定、工序時間的計算等七個方面進行工藝分析。第三章簡單介紹了機床夾具設計的概念。第四章和第五章分別從工件定位的確定、夾緊機構(gòu)的設計、夾具其他裝置的設計、夾具體的設計和夾具的工作原理五個方面，介紹了銑床專用夾具和車床專用夾具的設計過程。關鍵詞：鑿巖機；工藝分析；專用夾具；六點定位原理AbstractThis design draft ,mainly about the technological process of YT24 Rock Drill, and elabora about the mi

3、lling machine typical jig design. The full text divides five chapters. The first chapter is the origin of introduction. The second chapter is the goal and technical analysis of introduction. After that, I carried on the craft analysis of the production type determination, and the semifinished, and t

4、he craftroute formulation, and the processing remainder determination, and so on. It is general about seven aspects. Third chapter introduced simply the engine bed jig designs concept. Fourth chapter and the fifth chapter separately from the work piece localization determination, the clamp organizat

5、ion design, the jig other installment design, the jig body design and the jig principle of work five aspects, introduced the milling machine unit clamp and the lathe unit clamp design process.Key words: Rock drill；Craft analysis; Unit clamp; Six localization principle目錄1 前言32 YT24鑿巖機機體的工藝規(guī)程42.1 此次設計

6、目的意義和夾具的技術分析42.2 零件生產(chǎn)類型的確定52.3 毛坯的種類和制造方法62.4 工藝路線的制定72.5 加工余量的確定132.6 各工序工藝裝備的確定162.7 切削用量的確定202.8 工序時間的計算233 機床夾具設計的概述284 銑削耳孔專用夾具設計304.1 工件的定位304.2 工件的夾緊314.3 夾具其它裝置的設計334.4 銑削耳孔夾具的工作原理355 車削大端孔專用夾具設計385.1 工件的定位385.2 工件的夾緊405.3 夾具其它裝置的設計425.4 夾具體的設計425.5 車削大端孔夾具的工作原理43參考文獻45致謝46結(jié)論471 前言本畢業(yè)設計的課題，即

7、YT24型氣腿式鑿巖機機體的機械加工工藝，及其典型夾具的設計，來自湖南省湘潭風動機械廠的鑿巖機生產(chǎn)現(xiàn)場。湖南省湘潭風動機械廠始建于1969年，為國有中二型企業(yè)，原地處湘潭市區(qū)友誼廣場，交通十分便利。全廠占地面積11.2萬平方米，建筑面積5.6萬平方米?，F(xiàn)在該新廠建于易俗河。現(xiàn)在為私有企業(yè)。現(xiàn)主要生產(chǎn)YT24，TT26型鑿巖機。該廠原來主要生產(chǎn)鑿巖機械、工業(yè)除塵設備、通風機械、精密鑄造件等四大類產(chǎn)品。各類產(chǎn)品型號規(guī)格齊全，均已形成了系列化、規(guī)?；?，產(chǎn)品除在國內(nèi)有廣闊的市場外，還遠銷歐美、東南亞、非洲等國家和地區(qū)?，F(xiàn)在由于市場規(guī)模的縮小，新廠主要生產(chǎn)的是鑿巖機械。機器質(zhì)量24 千克機器長度678

8、毫米缸徑70 毫米 活塞行程70 毫米 工作氣壓0.4-0.63 兆帕沖擊頻率31 赫茲耗 氣 量66.7 升/秒氣管內(nèi)徑13 毫米水管內(nèi)徑13 毫米釬頭尺寸34-42 毫米釬尾規(guī)格22×108±1 毫米氣腿長度1687 毫米推進行程1250 毫米氣缸內(nèi)徑 1250 毫米FT200B型注油器容 油 量 200 毫升FT160BC型氣腿長度1800 毫米推進行程1365 毫米 圖1-1 YT24型氣腿式鑿巖機圖樣和參數(shù)YT24型氣腿式鑿巖機的特點：YT24型氣腿式鑿巖機是一種高效率的鑿巖機，在低氣壓條件下具有良好的性能，特別適宜于輸氣管路較長或以小型空壓機為動力條件下使用。主

9、要用與采礦和巷道掘進中的鑿巖作業(yè)，也是鐵路，水利建設和國防石方工程中的重要工具，與FT200B型注油器和FT160B型氣腿配套，可對巖石進行濕式鑿巖，鉆鑿水平和傾斜炮孔；卸掉氣腿也可裝在臺車上使用。鉆鑿炮眼直徑一般為36-46mm，深度可達5m以上。本設計是在參加湘潭風動機械廠鑿巖機機頭生產(chǎn)線實習的基礎上，根據(jù)相關要求，對鑿巖機機頭生產(chǎn)的工藝過程進行分析以后，擬訂了一個生產(chǎn)工藝流程，對其中用于加工的兩個典型夾具進行了主要設計分析。2 YT24鑿巖機機體的工藝規(guī)程設計 2.1此次設計目的意義和夾具的技術分析 氣腿式鑿巖機是現(xiàn)代鑿巖工具之一，它采用了氣水聯(lián)動,氣腿快速退回,氣壓調(diào)節(jié)等機構(gòu)?？刂剖直?/p>

10、集中于柄體，操作方便。配帶的消聲裝置能隨意改變排氣方向，降低噪音，可改善現(xiàn)場工作條件。機器重量輕，扭矩大，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。解決風動鑿巖機噪聲的途徑在于研制高效的排氣消聲器，并對機件性噪聲采取有效的減振阻尼措施。對多機鑿巖臺車，應設隔聲操作室。對高效排氣消聲的要求是：1 消聲器的消聲值在20dBA以上；2 體積小；3 背壓低；4 不產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象；國內(nèi)有不少單位在研究能滿足這些要求的消聲器，可惜目前尚未獲得滿意的結(jié)果。風動鑿巖機噪聲問題到今仍基本上沒有得到解決，許多研究工作值得深入下去。 本課題來自于實踐，夾具在機械加工中具有重要的作用，它能保證加工精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動強

11、度，保證安全，提高勞動生產(chǎn)率，能以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工和產(chǎn)品的裝配。而使用了分度鉆的好處在于， 可采用多工位加工，能使加工工序集中，從而減輕工人的勞動強度和提高生產(chǎn)率。通過研究它的整體構(gòu)造，零部件材料選定和能耗效率，完善其總體設計方案，從而更好的服務于現(xiàn)代操作中。同時通過對這個課題的研究，能使我跟好的認知自己所學專業(yè)知識和更熟練的掌握所學繪圖軟件。通過對夾具的設計，更好的使工件有良好的加工環(huán)境，從而減少誤差，和材料的浪費。在近些年中國內(nèi)外對于像氣腿式風動鑿巖機進行了不斷的研究和改進并取得了一些進展。這些方面包括應用波動力學理論改變活塞的幾何形狀，實現(xiàn)最優(yōu)的能量傳遞，降低噪音，

12、減少振動，改善工作條件，采用新材料，新工藝，提高易損件的使用壽命。 對設計夾具進行經(jīng)濟技術分析時，應從精度設計和結(jié)構(gòu)設計兩方面考慮。2.1.1 精度設計技術分析一般來說，夾具的精度都應比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度儲備或精度裕度。精度裕度用來補償加工中的各項誤差及定位、導向元件的磨損。當然精度裕度越大，加工工件的質(zhì)量越穩(wěn)定，夾具的易損件的使用壽命也越長。但從另一方面看，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度越高，從而會急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，夾具制造的精度越小，將會使夾具在夾具中易損件主要是定位、導向元件需頻繁地更換，維修周

13、期短，增加維修費用，從而增加了工件的加工成本。所以夾具精度的設計準則是：應使夾具的設計精度與工件的加工精度要求相適應，不可盲目地提高夾具的精度要求。但多大的 經(jīng)濟裕度才算合適呢？從原則上講對加工精度要求高的工件，夾具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即減小夾具的經(jīng)濟裕度。這雖然會使易損件使用期限縮短，更換頻繁，但仍比提高夾具的制造精度經(jīng)濟、合理。對加工精度要求不高的工件，夾具的設計精度要求應以夾具制造車間的平均經(jīng)濟精度為下限而不必過低。2.1.2 結(jié)構(gòu)設計技術分析機床夾具定位機構(gòu)的設計：在制定工件的工藝規(guī)程時，已經(jīng)初步考慮了加工中工藝基準問題。設計夾具時原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是

14、工藝基準還是定位基準，均應符合六點定位原理。這一原理在正文中再進行詳細的說明。典型的定位方式有：1.平面定位2.孔定位3.外圓定位4定位表面的組合。產(chǎn)生定位誤差的原因主要有：a、基準不重合帶來的定位誤差即（夾具定位基準與工序基準不重合）b、間隙引起的定位誤差c、與夾具有關的因素產(chǎn)生的定位誤差（這類誤差基本上屬于夾具設計與制造中的誤差）。 機床夾具夾緊機構(gòu)的設計：夾緊機構(gòu)在機床夾具設計中占有很重要的地位，一個夾具在性能上的優(yōu)劣，除了從定位性能上加以評定外，還必須從夾緊機構(gòu)的性能上來考核，如夾緊機構(gòu)的可靠性、操作方便性。夾緊機構(gòu)的復雜程度也基本上決定了夾具的復雜程度。從設計的難度上講，夾緊機構(gòu)往往

15、花費設計人員較多的心血。1.夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位；2.工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)；3.機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu)必須保證自鎖；4.操作必須安全、省力、方便、迅速，符合工人的操作習慣；復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應。這些都是夾緊機構(gòu)應該滿足的要求。2.2 零件生產(chǎn)類型的確定生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。其中成批生產(chǎn)又可以分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)。生產(chǎn)類型的劃分一方面要考慮生產(chǎn)綱領即年生產(chǎn)量；另一方面還必須考慮產(chǎn)品本身的大小及其結(jié)構(gòu)的復雜性。如果從工藝

16、特點方面來看單件生產(chǎn)其產(chǎn)品數(shù)量少，每年產(chǎn)品的種類、規(guī)格較多，是根據(jù)定貨單位的要求確定的，多數(shù)產(chǎn)品只能單個生產(chǎn)，大多數(shù)工作地的加工對象是經(jīng)常改變的，很少重復。成批生產(chǎn)其產(chǎn)品數(shù)量較多，每年產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和規(guī)格可以預先確定，而且在某一段時間里是比較固定的，生產(chǎn)可以分批進行，大部分工作地的加工對象是周期輪換的。大量生產(chǎn)其產(chǎn)品數(shù)量很大，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和規(guī)格比較固定，產(chǎn)品生產(chǎn)可以連續(xù)進行，大部分工作地的加工對象是單一不變的。因此生產(chǎn)類型的確定，對于工藝規(guī)程的制定是非常重要的。顯然，產(chǎn)量愈大，生產(chǎn)專業(yè)化程度應該愈高。下面對該YT24型氣腿式鑿巖機機體的生產(chǎn)類型進行確定，如下：N=Qm（1+)(1+）式中 N-零件的

17、年生產(chǎn)綱領 （件/年） Q-產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領 1萬臺/年 n-每臺產(chǎn)品中含該零件的數(shù)量 1件/臺 -備品率 一般而言，以上的備品率根據(jù)易磨損和損壞的程度定為2%-4%?，F(xiàn)取3%。 -廢品率 一般而言，廢品率的范圍為0.3%-0.7%?，F(xiàn)取0.5%。 則 N=1×1（1+3%）（1+0.5%）=1×1.035=1.035萬臺另一方面由于本產(chǎn)品屬于輕型機械，且生產(chǎn)綱領為1.035萬臺。如下表，所以該鑿巖機機體的生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)。表2-1 各種生產(chǎn)類型的規(guī)范生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領/件/年重型機械中型機械輕型機械單件生產(chǎn)520100小批生產(chǎn)510020200100500中批生

18、產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)10005000500002.3 毛坯的種類和制造方法正確的選擇毛坯是工藝技術人員應該高度重視的問題。零件加工過程中工序的內(nèi)容或工序的數(shù)目，材料消耗，熱處理方法，零件制造費用等都與毛坯的材料、制造方法、毛坯的誤差與毛坯的余量有關。應慎重對待。2.3.1 毛坯材料的選擇鑄鋼的綜合力學性能高于各類鑄鐵，它不僅強度高，而且具有鑄鐵不可比優(yōu)良的鑄造性能和切削加工性能，良好的耐磨性和減振性，低的缺口敏感性，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，鑄鐵件被廣泛應用于機械制造，冶金，礦山及交通運輸?shù)炔块T。如火車輪、鍛錘機架

19、、座、高壓閥門和軋輥等。鑄鋼較球墨鑄鐵性能穩(wěn)定，質(zhì)量較易控制，在大截面和薄壁鑄件生產(chǎn)中，這一優(yōu)點尤為明顯。此外，鑄鋼的焊接性能好，便于采用鑄-焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)制造形狀復雜的大型鑄件。加入少量（質(zhì)量分數(shù)小于3.5）合金元素，如錳、硅、鉻、鉬、釩等，可得到力學性能和淬透性更好的合金結(jié)構(gòu)鋼。經(jīng)過反復對比，低合金鑄鋼ZG20CrMo較為合適。2.3.2 毛坯鑄造方法的選擇1）、應考慮的因素包括：（1）、零件的材料工藝性能（2）、零件毛坯的尺寸，形狀和精度要求（3）、零件的生產(chǎn)綱領（4）、采用新材料，新工藝，新技術的可能性（5）、技術經(jīng)濟性主要依據(jù)一般是零件在產(chǎn)品中的作用和生產(chǎn)綱領以及零件本身的結(jié)構(gòu)。2）、從

20、生產(chǎn)批量來看：此零件屬于大批生產(chǎn)，宜采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，以減少材料消耗和機械加工工作量?？煽紤]用特種鑄造的方法獲得毛坯。3）、從零件的結(jié)構(gòu)來看：由于此零件屬于外形較復雜的小型零件，而且它的壁厚不算薄。故可以考慮采用壓鑄、金屬鑄造、熔模鑄造等精密鑄造方法。同時可以減少切削加工或不進行切削加工。4）、從毛坯的制造方法來看：毛坯的制造方法應與材料的制造工藝性相適應。故鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁和鑄銅等有色金屬材料適合用鑄造方法獲得毛坯。5）、從鑄鋼件的強度來看：從鑄鋼件的強度來看可以考慮采用金屬型鑄造的鑄件、金屬型澆注的鑄件、砂型澆注的鑄件。且強度依次遞減,毛坯質(zhì)量依次降低.故從以上可以看到該鑿

21、巖機機體毛坯可以采用金屬型鑄造。殼型鑄造則適用于成批大量生產(chǎn)，適用鑄造各種材料，多用于形成泵體、殼體、輪轂等金屬型或砂型鑄造零件的內(nèi)腔，對于這些材料則金屬型鑄造（澆鑄）更為合適。6）、從工廠現(xiàn)有設備和技術水平來看：從這一方面來看，殼型鑄造也是適用的。7）、從經(jīng)濟合理性來看：由機械加工工藝手冊第一卷表3.1-20各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性零件最大的外輪廓尺寸小于260mm，且復雜程度屬于中等，生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)，故殼型鑄造在成批生產(chǎn)下比較合適。綜上所述，該鑿巖機機頭零件的毛坯采用殼型鑄造。2.3.3 毛坯的機械加工余量由機械制造技術基礎課程設計指導教程P27表2-1查得：砂型鑄造及殼型鑄件的尺寸

22、公差等級為812。故查表2-12可查得：兩端孔的加工余量為4mm。其它表面基本為一次性加工，故加工余量由零件尺寸決定。2.4 工藝路線的制定這是制訂機械加工工藝規(guī)程的核心。其主要內(nèi)容有：（1）、選擇定位基準（2）、確定加工方法（3）、安排加工順序（4）、安排熱處理（5）、安排熱檢驗（6）、安排其它工序機械加工工藝路線的最終確定，一般要通過一定范圍的論證，即通過對幾條工藝路線的分析與比較，從中選出一條適合本廠條件的、確保加工質(zhì)量、高效和低成本的最佳工藝路線。 下面將從上述幾個方面確定該鑿巖機機體的機械加工工藝路線：2.4.1 基準的選擇基準是機械制造中應用得十分廣泛的一個概念，是用來確定生產(chǎn)對象

23、上幾何要素之間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線或面。機械產(chǎn)品從設計、制造到出廠經(jīng)常要遇到基準問題：設計時零件尺寸的標注、制造時工件的定位、檢查時尺寸的測量以及裝配時零、部件的裝配位置等都要用到基準的概念。根據(jù)基準的作用，可分為設計基準和工藝基準兩大類：1、設計基準：設計者在設計零件時，需要根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關系，確定標注尺寸（或角度）的起始位置。這些標準尺寸（或角度）的起始位置稱為設計基準。簡言之，設計圖樣上所采用的基準就是設計基準。2、工藝基準：零件在加工、測量和裝配過程中所采用的基準稱為工藝基準。根據(jù)其作用，又可以分為定位基準、測量基準、裝配基準三

24、類：（1）、定位基準：加工時用于工件的定位的基準。它又可分為粗基準、精基準。另外還有附加基準。其中粗基準是未經(jīng)機械加工的定位基準。反之經(jīng)過機械加工的定位基準稱為精基準。而附加基準是指零件上根據(jù)零件機械加工工藝需要而專門設計的定位基準。（2）、測量基準：在加工過程中或加工后用來測量工件的形狀、位置和尺寸誤差所采用的基準。（3）、裝配基準：在裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準。在這里主要考慮定位基準的選擇，而測量基準、裝配基準則在后面的設計中進行選擇。 3、定位基準的選擇1）、一般原則 （1）、選最大尺寸的表面為安裝面（限制3個自由度），選最長距離的表面為導向面（限制2個自由度

25、），選最小尺寸的表面為支承面（限制1個自由度）。（2）、首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。因為在加工中保證空間位置精度要比保證尺寸精度困難的多。（3）、應盡量選擇零件的主要表面為定位基準。因為零件的主要表面是決定其他表面的基準，也就是主要設計基準。（4）、定位基準應有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠。下面根據(jù)以上一般原則分別進行粗基準和精基準的選擇。2）、粗基準的選擇： 粗基準的選擇除了應考慮以上的一般原則外，還必須考慮以下幾個原則： （1）、選加工余量小的面做粗基準。 （2）、選重要表面為粗基準。 （3）、選不加工的表面做粗基準。 （4）、應選較平整、光潔、面積較大的表面作粗基準。

26、（5）、粗基準一般只能使用一次。上述的選擇粗基準的四條原則，每一條都只能說明一個方面的問題。綜合以上各個原則并考慮零件的實際情況選擇如下：粗基準一般都是為了加工出精基準，而在機體零件加工中,為了提高零件的生產(chǎn)精度,以機體毛坯小端的孔作為粗基準，加工完大端的孔后,再以大端的孔為基準加工精基準小端的孔。因為車削后的大端的孔是加工余量小、較準確的、光潔的、面積較大的平面，而且它也是一個重要的表面，它的余量比較均勻。3）、精基準的選擇：和粗基準一樣，精基準的選擇除了要考慮一般原則外，還有它自身應當注意的原則： （1）、基準重合原則：也就是選設計基準為定位基準。 （2）、基準統(tǒng)一原則：也就是在零件的加工

27、過程中，采取統(tǒng)一的基準。 （3）、互為基準原則：也就是對某些位置精度要求很高的零件，通常采用互為基準、反復加工的原則。 （4）、自為基準原則：也就是以加工表面本身定位，待到夾緊以后將定位元件移去，再進行加工。這樣可以使得面的加工達到很高的精度。那么根據(jù)以上的各個原則，結(jié)合實際情況對精基準的選擇如下：該機頭是一個薄壁零件,在外力作用下很容易產(chǎn)生變形。主要表面的尺寸精度和形位精度的要求都較高,因此希望以一個統(tǒng)一基面定位來加工這些要求高的表面。目前生產(chǎn)該機頭的企業(yè)大多采用小端的孔做為統(tǒng)一基準。在精加工時,除了磨削小端的孔和銑削兩耳時是以大端的孔作為基準外,其余工序都采用小端的孔定位。采用小端的孔作為

28、基面有下列優(yōu)點：（1）、用這種定位方法可以鉆兩耳孔、鉆大端面各孔、擴大端外四孔、銑兩耳及槽等主要表面及其他次要表面。（2）、由于該零件的加工鉆削的工序占的比重較大，立式鉆床較為普遍，用這種定位方法有利于鉆床對其進行加工。（3）、該零件的外部表面質(zhì)量要求不是很高，無法作為精基準。2.4.2 加工方法的選擇及工序順序的安排零件表面的加工方法，首先取決于加工表面的技術要求。這些技術要求還包括由于基準不重合而提高對某些表面的加工要求。根據(jù)各加工表面的技術要求，首先選擇能保證該要求的最終加工方法，然后確定各工序、工步的加工方法。選擇加工方法應考慮每種加工方法的加工經(jīng)濟精度范圍、材料的性質(zhì)及可加工性；工件

29、的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小；生產(chǎn)率要求；工廠或車間的現(xiàn)有設備與技術條件。下面將從以上各個方面與以考慮并最終確定加工方法。1、加工經(jīng)濟精度：各種加工方法所能達到的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度都是在一定的范圍內(nèi)的。任何一種加工方法只要精心操作、細心調(diào)整、選擇合適的切削用量，其加工經(jīng)濟精度就可以得到提高，其加工表面粗糙度值就可以減少。但是加工經(jīng)濟精度提高得愈高，表面粗糙度值減少得愈小，則所消耗的時間與成本也會愈大。 實際上加工經(jīng)濟精度的高低是用其可以控制的加工誤差的大小來表示的。加工誤差小，則加工精度高；加工誤差大，則加工精度低。一般來說，加工誤差和加工成本之間成反比例關系。 可以看出：對一種加工方法來說，加

30、工誤差小到一定程度，加工成本提高很多，加工誤差卻降低得很少；加工誤差大到一定程度以后，即使加工誤差增大很，加工成本降低得很少。 因此所謂加工經(jīng)濟精度是指在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。2、材料的性質(zhì)及可加工性：本零件的材料采用低合金鑄鋼ZG20CrMo 由機械加工工藝手冊第一卷表2.2-5低合金鑄鋼的牌號和化學成分查得： 含碳C量 0.150.25 含硅Si量 0.200.40 含錳Mn量 0.500.80 含鉬Mo量 0.400.60 含鉻Cr量 0.400.70這種材料的工藝性能如下：由機械加工工藝手冊第一卷表2.2-6低合金鑄鋼的機械性能查得：ZG20CrMo 熱處理 &

31、lt;正火880900回火600650> 布氏硬度HB135，屈服強度441MPa，245 Mpa。由機械加工工藝手冊(第一卷)表2.2-7低合金鑄鋼的特點和用途查得：鉻鉬鋼：鉬提高淬透性,降低回火脆性,增加抗蠕動能力,改善沖擊韌性、加工性及抗蒸汽腐蝕能力。用于:長期在中溫下工作的零件,如汽輪機汽缸,隔板等。3、工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大?。罕净钊慵儆诮Y(jié)構(gòu)形狀并不十分復雜，而尺寸也不很大的零件，因而加工起來也不是很困難的。4、生產(chǎn)率的要求： 該機頭的生產(chǎn)類型屬于大批大量生產(chǎn)。因而對生產(chǎn)率要求就相對的比較高。5、綜合以上幾點，再考慮工廠的工藝能力和現(xiàn)有設備的加工經(jīng)濟精度，查機械加工工藝手冊

32、第一卷表5.2-6、5.2-7、5.2-8對本零件的加工方法擬訂如下：（1）、對于大端孔加工由于機頭大端孔的精度要求為IT8，這樣對于大端孔的加工可以考慮選用：粗車半精車精鏜一一磨削，這樣可以達到的精度等級為IT6IT7粗糙度為Ra=0.80.4um。（2）、對于小端孔的加工：由于機頭大端孔的精度要求為IT7，這樣對于大端孔的加工可以考慮選用：粗車半精車精鏜一一磨削，這樣可以達到的精度等級為IT6 IT7粗糙度為Ra=0.80.4um。（3）、對于兩個耳孔的加工：由于這個部分是為了連接其它零件而加工的，粗糙度要求不是很高，為Ra3.2um，精度要求為IT8，故可采用兩次鉆削完成,即鉆削鉆削的加

33、工方法，這樣能達到的精度等級為IT8IT9，粗糙度為=3.21.6 um滿足要求。（4）、對于大端面各孔的加工：由于這些孔的表面的精度要求為IT8，要求較高，又是對于孔的加工，故可考慮采用：粗鏜半精鏜精鏜的加工方法來完成，這樣可以達到的精度等級為IT7IT8，粗糙度為Ra=1.60.8um滿足要求。（5）、對于機頭大端頂孔的加工：這個圓孔的表面粗糙度也為Ra小于等于12.5m，對于它的精度要求也不高，甚至它的孔徑只有8mm也小于20mm，故它的加工方法也可以考慮采用鉆削來實現(xiàn)，精度也為IT11-IT12，粗糙度為Ra=12.56.3um。（6）、對于機頭大端外四孔的加工：這四個圓孔的表面粗糙度

34、為Ra小于12.5m，對于它的也精度要求也不高，甚至它們的孔徑只有14mm也小于20mm，故它的加工方法也可以考慮采用鉆削和擴孔來實現(xiàn)，即鉆削擴孔，精度也為IT11-IT12，粗糙度為Ra=12.56.3um。（7）、對于手把外側(cè)表面的加工：在這里只是它的位置精度要求較高，而尺寸精度要求不是很高，故可以考慮采用直接銑削完成，即粗銑精銑的加工方法。精度等級為IT79，粗糙度為Ra=6.31.6um滿足要求。（8）、對于手把橢圓孔的加工：在這里只是它的位置精度要求較高，而尺寸精度要求也很高，故可以考慮采用粗銑半精銑精銑的加工方法完成。精度等級為IT7，粗糙度為Ra=3.21.6um滿足要求。（9）

35、、對于兩耳進一步的加工：由于這個部分是為了減輕零件整體重量，節(jié)省材料而加工的，精度要求不是很高，為Ra1.6um，精度要求為IT8，故可以考慮采用粗銑精銑的加工方法完成。精度等級為IT7IT9，粗糙度為Ra=6.31.6um就可滿足要求。（10）、對于大端四個槽的加工：這個部分的精度要求為IT8，表面要求質(zhì)量一般，由于這四個槽是先鉆后銑得到的，故可以考慮采用粗銑精銑的加工方法完成。這樣可以達到的精度等級為IT7IT9，粗糙度為Ra=6.31.6um滿足要求。6、加工階段的劃分按加工性質(zhì)和作用不同，工藝過程一般劃分如下加工階段：粗加工階段；半精加工階段；精加工階段；光整加工階段。它們的主要工作與

36、要求如下：（1）、粗加工階段：主要是去除各加工表面的余量，并作出精基準，因此這一階段關鍵問題是提高生產(chǎn)率。（2）、半精加工階段：在半精加工階段減小粗加工中留下的誤差，使加工面達到一定的精度，為精加工作好準備。（3）、精加工階段：在精加工階段，應確保尺寸、形狀和位置精度達到或基本達到圖紙規(guī)定的精度要求以及表面粗糙度。（4）、精密、超精密加工、光整加工階段：這是對那些要求很高的零件安排的，是為了達到零件最終的精度要求。一般情況下，若將加工表面從毛坯面開始到最終的精加工或精密加工都集中在一個工序中連續(xù)完成，則難以保證零件的精度要求或浪費人力、物力資源。這是因為粗加工是切削層厚，切削熱量大，無法消除因

37、熱變形帶來的加工誤差，也無法消除因粗加工留在工件表層的殘余應力產(chǎn)生的加工誤差；后續(xù)加工容易把已加工好的加工表面劃傷；不利于合理地使用設備；不利于合理地使用技術工人，讓高技術工人完成粗加工任務是人力資源的一種浪費。但是當加工質(zhì)量要求不高，工件剛度足夠，毛坯質(zhì)量高，加工余量小，可以考慮一次性完成加工。如自動機上加工的零件；裝夾，運輸不便的重型零件，在一次安裝下完成粗加工和精加工，但在粗加工后，重新以較小的夾緊力夾緊。而本零件對于大端和小端的孔的加工質(zhì)量要求比較高，其余的加工質(zhì)量要求并不很高，毛坯質(zhì)量比較高，加工余量不是很大，工件也是有足夠的精度，故除了大端和小端的孔在加工時安排了粗車，半精車，精鏜

38、及磨削兩個階段。加工大端外四孔時安排了鉆削，擴孔兩個加工階段。其余的加工均安排在一個性完成加工。7、機械加工順序的安排：復雜零件的制造需經(jīng)過切削加工、熱處理和各種輔助工序等許多工序。在擬訂工藝路線時，應進行綜合分析，安排一個合理的加工順序。這對保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關重要。按照以下的幾個工序順序安排原則，也就是：（1）、先加工基準面，再加工其它表面。（2）、一般情況下，先加工次要表面。（3）、先加工主要表面，后加工次要表面。（4）、先安排粗加工工序，后安排精加工工序。將該機頭的工序進行安排，為了獲得一條適合的、能確保加工質(zhì)量、高效和低成本的最佳工藝路線，本設計將通過兩個方案

39、的比較分析來最終確定一個最佳的方案。1）、方案一： （1）、工藝過程第一個工序：粗車，半精車，精鏜大端孔第二個工序：粗車，半精車，精鏜小端孔第三個工序：鉆兩耳孔第四個工序：粗鏜，半精鏜，精鏜大端面各孔第五個工序：鉆機頭大端頂孔第六個工序：鉆機頭大端外四孔第七個工序：粗銑，精銑手把外側(cè)表面第八個工序：粗銑，半精銑，精銑手把第九個工序：粗銑，精銑兩耳第十個工序：粗銑，精銑大端四個槽第十一個工序： 擴機頭大端外四孔第十二個工序： 磨削小端孔第十三個工序： 磨削大端孔圖形見所附工藝過程卡片。（2）、熱處理工序及表面處理工序的安排：該鑿巖機機頭材料的熱處理安排在機加工前。（3）、其它輔助工序的安排：檢查

40、、檢驗工序、去毛刺、平衡、清洗工序等也是工藝規(guī)程的重要組成部分。檢查、檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的關鍵工序之一，每個操作過程中和操作結(jié)束以后都必須自檢。在工藝規(guī)程中，下列情況下應安排檢查工序：零件加工完畢之后；從一個車間到另一個車間的前后；工時較長或重要的關鍵工序前后。故根據(jù)以上原則，在本零件中大端與小端車削加工之后和磨削小端與大端的切削加工之前，均安排一次檢驗工序。在零件加工完畢后再安排一次檢驗工序。切削加工之后，安排去毛刺的處理。零件表層或內(nèi)部的毛刺，影響裝配操作、裝配質(zhì)量以至會影響整機性能，因此應給以充分的重視。在工件進入裝配之前，一般都應安排清洗。工件的內(nèi)孔、殼體的內(nèi)腔易存留切屑，清洗

41、時應給以特別注意。光整加工工序之后，磨粒容易附著在工件表面上，要認真清洗，否則會加劇零件在使用過程中的磨損。在工件加工完畢進入裝配之前必須安排一次清洗的工序。（4）、工序的組合：同一個工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。前者是使每個工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，因而使總的工序數(shù)目減少，夾具的數(shù)目和工件的安裝次數(shù)也相應的減少。后者是將工藝路線中的工步內(nèi)容分散在更多的工序中完成，因而每道工序的工步少，工藝路線長。它們各有所長。前者有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產(chǎn)效率的機車，節(jié)省安裝工件的時間，減少工件的搬動次數(shù)。而后者可使

42、每個工序使用的設備和夾具比較簡單，調(diào)整、對刀也比較簡單，對操作工人的技術水平要求比較低。因此考慮到本鑿巖機機頭零件的結(jié)構(gòu)特點和技術要求、以及工廠機床設備、工人技術水平等條件，并看到工序集中和工序分散的優(yōu)缺點，本零件采用工序集中的原則，也就是每個工序所包含的內(nèi)容較多，采用高效自動化機床，以工序集中的形式組織生產(chǎn)，除了具有上述工序集中的優(yōu)點以外，還具有生產(chǎn)適應性強，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對容易的顯著特點。比較適合本產(chǎn)品的加工。2）、方案二：（1）、工藝過程第一個工序：粗車，半精車大端孔第二個工序：粗車，半精車小端孔第三個工序：精鏜大端孔第四個工序：精鏜小端孔第五個工序：鉆兩耳孔第六個工序：粗鏜，半精鏜大端面各孔第

43、七個工序：精鏜大端面各孔第八個工序：鉆機頭大端頂孔第九個工序：鉆機頭大端外四孔第十個工序：粗銑手把外側(cè)表面第十一個工序：粗銑，半精銑手把第十二個工序：粗銑兩耳第十三個工序：粗銑大端四個槽第十四個工序：精銑手把外側(cè)表面第十五個工序：精銑手把第十六個工序：精銑兩耳第十七個工序：精銑大端四個槽第十八個工序：擴機頭大端外四孔第十九個工序：磨削小端孔第二十個工序：磨削大端孔熱處理及其他的輔助工具同方案一。本零件采用工序分散的原則，也就是每個工序所包含的內(nèi)容不多，所使用的工藝設備與裝備比較簡單，易于調(diào)整和掌握，同時有利于選用合理的切削用量，減少基本時間。它的設備數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，設備投資大，易于更換產(chǎn)品

44、，也比較適合本產(chǎn)品的加工。3）、工藝方案的比較與技術經(jīng)濟分析：本設計主要通過對以上兩條工藝路線的分析與比較，來選擇一條最佳的工藝路線。以上兩個工藝方案各有優(yōu)劣，一個工序集中，有利于位置精度的保證，對于在艱苦的環(huán)境中使用的鑿巖機來說是有利的；另一個工序分散，有利于工人操作，減少加工時間，降低操作者的技術水平要求。而且也只是由很小一部分的不同，方案一的第一、第二道工序在方案二中分散成為第一、二、三、四道工序，大部分工序是將精加工與低精度等級加工分開的，其余的工序兩個方案相同，因此對于這兩個方案的分析與比較將從工藝方案的技術經(jīng)濟特性指標、工藝成本，技術經(jīng)濟對比等各個方面進行。（1）、產(chǎn)品工藝方案技術

45、特性主要指標：1）、勞動力消耗率：方案一與方案二相比，工時數(shù)與臺時數(shù)比較少，生產(chǎn)率相對較高，且所達到的相對位置精度比較高，但是加工精度沒有方案二的精度高。2）、設備構(gòu)成比：在這一方面，第二個方案要比第一個方案大的多。3）、工藝裝備系數(shù)：在這一方面，兩個方案基本相同。4）、工藝過程的分散與集中程度：本產(chǎn)品屬于大批大量生產(chǎn)，故第一個方案的分散集中程度比較適中，而第二個工序則過于分散，不利于提高產(chǎn)量。5）、金屬消耗量：兩個方案基本相同。6）、占用生產(chǎn)面積數(shù)：在這個方面，第二個方案比第一個方案設備多些，所以占用的生產(chǎn)面積大的多。（2）、機械加工工藝過程技術特性指標： 機械加工工藝過程技術特性指標包括：

46、出廠量、毛坯數(shù)量、制造毛坯所需金屬質(zhì)量、毛坯凈重、毛坯的成品率、設備總功率、專用夾具裝備系數(shù)、量具裝備系數(shù)、刀具裝備系數(shù)、操作工人的平均等級；鉗工修整勞動量及其占機床工作量的比例；生產(chǎn)面積總數(shù)、總面積、平均每臺機床占用生產(chǎn)面積、平均每臺機床占用總面積，對于這些指標，兩個方案是相同或相近的。因而不予分析。另外還有機械加工工序總數(shù)、各類機床總數(shù)、專用夾具數(shù)量，這些第一個方案比第二個方案要少的多。而機床負荷系數(shù)第一個方案和第二個方案相比沒有太大區(qū)別，機動時間系數(shù)則比第二個方案小些。綜合以上各項指標，且看到方案二的加工精度要高于方案一的，表面粗糙度也大于方案一的，而方案一的位置加工精度要高于方案二，并

47、且其加工精度與表面粗糙度又是適中的。故相比之下，方案一要優(yōu)于方案二。因此，采用方案一較為合理。2.5 加工余量的確定完成某工序所需切除的材料層的厚度稱為工序余量，從毛坯到成品的整個工藝過程中所切除的材料層的厚度成為總余量。加工總余量的大小取決于加工過程中各個工序所切除的金屬厚度的總和。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。 2.5.1 加工余量的確定加工余量的確定通常有三種方法：（一）、經(jīng)驗法：是指由有經(jīng)驗的工程技術人員或工人根據(jù)經(jīng)驗確定加工余量的大小。應該指出，由經(jīng)驗確定的加工余量往往偏大，這主要是因為主觀上怕出廢品的緣故。故這種方法多在單件小批生產(chǎn)中采用。（二）、分析計算法：采用這種方法

48、是在影響因素清楚的情況下，可以獲得比較準確的加工余量。而要作到對余量影響因素清楚，必須具備一定的測量手段和掌握必要的統(tǒng)計分析資料。在掌握了各個誤差因素大小的條件下，才能進行余量的比較準確的計算。（三）、查表修正法：這種方法主要以根據(jù)工廠生產(chǎn)實踐和實驗研究積累的經(jīng)驗數(shù)據(jù)制成的表格為基礎，結(jié)合實際加工情況加以修正，從而確定加工余量。這種方法方便、迅速、生產(chǎn)上應用廣泛。對于本設計加工余量的確定主要采用第三種方法。因為考慮到對于影響加工余量的各各誤差因素并不是很清楚，而且也沒有一定的測量手段和掌握必要的統(tǒng)計分析資料，所以采用分析計算法是不適合的。而經(jīng)驗法確定的加工余量又往往偏大，不夠準確。所以采用查表

49、修正法是最為適合的。2.5.2 各工序的加工余量本設計主要以機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-10，2.3-11為依據(jù)來確定加工余量。再結(jié)合實際的加工情況進行修正，擬定如下：在本設計中由于總加工余量已經(jīng)在前面確定了,在這里不再重復。其它的確定如下1、大端孔的加工:最終的加工為磨削,故孔的長度為120mm，孔徑為70，選其加工余量為0.4mm,精鏜的加工余量為 0.5mm，而粗車后的半精車外圓,選其加工余量為1.1mm,粗車加工余量選為2mm。2、小端孔的加工:最終的加工也為磨削,故孔的長度為93mm，孔徑為54，選其加工余量為0.4mm, 精鏜的加工余量為 0.5mm，而粗車后的半精車外圓,選

50、其加工余量為1.1mm，粗車加工余量選為2mm。3、鉆兩耳孔的加工:對其進行的是一次性鉆削加工，故它的加工余量也直接由它的孔徑來決定。4、對于大端面各孔的加工:對其進行的是一次性鉆削加工，故它的加工余量也直接由它的孔徑來決定。5、對于機頭大端頂孔加工:這個工序的加工方法是鉆削,故它的加工余量直接由它的孔徑來決定。6、對于機頭大端外四孔的加工:這也是一個鉆的加工方法, 故它的加工余量也直接由它的孔徑來決定。7、對于手把外側(cè)表面的加工:對其進行的加工是采用一次性銑削加工完成的，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸決定，由于其加工寬度為52mm，而加工長度為76mm，故其加工余量為1.0mm。8、對于手

51、把橢圓孔的加工：對這個位置的加工采用的也是一次性銑削加工，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸定。9、對于兩耳進一步的加工: 對于這兩個耳孔的加工是采用一次性銑削加工完成的，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸定。10、對于大端四個槽的加工:對于這兩個耳孔的加工是采用一次性銑削加工完成的，故它的加工余量由零件和毛坯的尺寸定。查表可知其加工余量應為1.0mm以上對于加工余量的確定只是根據(jù)手冊查表得到，屬于初步確定,還有待進一步的檢驗與修正。2.5.3 工序尺寸與公差的確定 生產(chǎn)中絕大多數(shù)被加工表面都是在工藝基準和設計基準重合的情況下進行加工的，所以掌握基準重合情況下工序尺寸與公差的確定方法與過程非常重要

52、。1、工序尺寸與公差的確定其步驟如下：（1）、確定各加工工序的加工余量。（2）、從終加工工序開始（即從設計尺寸開始）到第一道終加工工序，依次加上每道加工工序的加工余量，可分別得到各工序基本尺寸（包括毛胚尺寸）。（3）、除終加工工序外，其它各加工工序按各自所采用加工方法的加工經(jīng)濟精度確定工序的尺寸公差。（4）、填寫工序尺寸并按“人體原則”標注工序尺寸公差。上面所說的“人體原則”是指對被包容尺寸（軸的外徑，實體長、寬、高），其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差為零。對包容尺寸（孔的直徑、槽的寬度），其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差為零。毛坯尺寸按雙向或不對稱偏差形式標注。（5）、當工藝基準無法同設

53、計基準重合等情況下，確定了工序余量后，需通過工藝尺寸鏈進行工序尺寸和公差換算。2、具體的計算如下：（1）、大端孔的加工：精鏜： 70-0.4=69.6mm半精車： 69.6-0.569.1mm粗車： 69.1-1.168mm毛坯: 68-266mm（2）、小端孔的加工：精鏜： 54-0.4=53.6mm半精車： 53.6-0.553.1mm粗車： 53.1-1.152mm毛坯: 52-250mm（3）、對大端面R10的孔的加工：由于是先進行鉆削加工，然后再進行銑削加工。所以 鉆削： 20-0.2=19.8mm 毛胚： 19.8-2=17.8mm其余的工序都是一次性加工，在這就不再重復計算。3、公差的選擇：查簡明機械加工工藝手冊表15-19有：（1）、大端孔的加工：孔的直徑處于5080mm的范圍，故選粗車： IT11 公差190µm。半精車： IT9 公差74µm。精鏜： IT8 公差46µm。磨削： IT8 公差46µm。（2）、小端孔的加工：孔的直徑處于5080mm的范圍，故選粗車： IT11 公差190µm。半精車： IT9 公差74