说明书1

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1.引言

本次加工工艺毕业设计主要应用的设备是普通铣床、数控铣床，数控加工工艺是数控编程与操作的基础，而数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品。数控机床的发展趋势是：高速度化、高精密化、高柔性化，高效，他的出现带来了巨大效益，引起了世界各国科技界和工业界的普遍重视。

数控加工工艺是伴随着数控机床的产生，不断发展和逐步完善起来的一门应用技术，研究的对象是数控设备完成数控加工全过程相关的集成化技术，最直接的研究对象是与数控设备息息相关的数控装置、控制系统、数控程序及编制方法。数控加工工艺源于传统的加工工艺，将传统的加工工艺、计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术有机地结合在一起，它的一个典型特征是将普通加工工艺完全融入数控加工工艺中。数控加工工艺是数控编程的基础，高质量的数控加工程序，源于周密、细致的技术可行性分析、总体工艺规划和数控加工工艺设计

数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的加工工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提，所有工艺问题必须事先设计和安排好，并且编入加工程序中，数控加工工艺要考虑加工零件的工艺性，加工零件的定位基准和装夹方式，也要选择刀具，制定工艺路线、切削方法及工艺参数等。

加工工艺毕业设计是对大学所学知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，学以致用，让我们将学习的理论应用到实际中，设计出真实存在的零件，综合考虑各种因素，对于我们来说使一次提升和挑战。

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2分析图纸选择加工内容

其余锻造拔模斜度不大于7°。 4.未注倒角0.545。2.连杆不得有裂纹，夹渣等缺陷。 5.材料45钢。.热处理226-271。

零件图001

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2.1零件的分析

本人的毕业设计课题来源于戚墅厂氧压机三孔连杆，见零件图001。我的任务是将毛坯料加工成合格产品工艺过程，批量生产500个，该零件为氧压机三孔连杆，其功能、优缺点如下：

（1）主要功能：构件运动形式多样，可实现转动、摆动、移动和平面或空

间复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。

（2）优点：运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减

小；制造方便，易获得较高的精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不象凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。因此，它的机构广泛应用于各种机械、仪表和机电产品中。

（3）缺点是：一般情况下，只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且

设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动和动载荷，故它常用于速度较低的场合。

2.2选择材料

该零件的材料为45钢，选择毛坯料位锻件，毛坯尺寸见毛坯图002 1.锻件：是金属被施加压力，通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。 2.锻件的优点：

（1）锻件过程建造了精致的颗粒结构，改善金属内部组织，并提高了金

属的力学性能。可伸展的长度、可收缩的横截面；可收缩的长度、可伸展的横截面；可改变的长度、可改变的横截面。 （2）节省金属材料，与直接切削钢材的成形相比，不但可以节省金属材

料的消耗，而且也节省加工时间。

（3）生产效率较高，锻压成形，特别是模锻成形的生产率，比切削加工

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成形高的多。

3.锻件的种类有：自由锻/手锻、热模锻/精密锻造、顶锻、滚锻和模锻。模锻就是有模具的锻造件，利用模具锻出精度要求比叫高，比较复杂的锻件。

其余 毛坯图002

2.3零件的工艺分析

由图可知连杆零件的外圆柱侧面、连杆中间部位、耳部侧面不需要加工，主要的加工部位有：

（1）大头和 ?50小头的上下平面：该平面有R6.3粗糙度的要求，按所划加工线找正垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，铣削平面至划线尺寸，并且确定大头孔平面为以下各工序加工的主基准面，采用粗铣--精铣上下平面以达到要求，其中精铣大小平面采用数控编程加工，程序内容见程序O1110

（2）杆耳部的上下平面：以大头孔基准面为基准，按大小头中心连线

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找正，压紧大头铣削耳部上下平面，采用普通铣床铣削。 （3）三孔的加工：由于内控的精度比较高，所以采用钻孔-粗镗三孔-精镗三孔，以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承，压紧工件，钻小头孔至 ?29mm ,钻耳部孔至 ?19mm , 粗镗大头尺寸至 ?88mm小头孔至 ?34.9mm耳部孔至 ?24mm；半精镗大头尺寸至 ?89.9mm小头孔至 ?33mm耳部孔至 ?24.9mm；精镗大头尺寸至 ?90H6mm小头孔至 ?35H6mm耳部孔至 ?25H6mm；最后用 ?91的麻花钻孔口倒角。

2.4零件的基准选择 粗基准的选择原则

（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作

粗基准。

（2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯上表面作粗基准。 （3）粗基准应避免重复使用。

（4）选择粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷。以便定位

可靠。 精基准选择原则

（1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准为定位基准（ （2）基准统一原则：自为基准原则，互为基准原则。

1. 选择加工方法

根据参考文献[1]数控加工工艺与装配：加工方法的选择原则是在保证加工

表面的加工精度和表面粗糙度的前提下，兼顾生产效率和加工成本。在实际选择中，要结合零件形状、尺寸大小、热处理要求和现有生产条件等全面考虑。 (1) ? 112大头和 ?50小头的上下平面的加工方法：划线平台划十字中心线及三孔端面加工线，按所划加工线找正垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面至划线尺寸，并且确定大头孔平面为以下各工序加工的主基准面，采用粗 铣--精铣上下平面，大头厚度为50±0.2mm小头厚度为35±0.2，精铣大

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头、小头平面采用数控编程加工，程序内容见程序O1110

(2)零件的整体加工方法：热处理→ 喷砂 → 划十字中心线及三孔端面加工线 →粗铣大头平面 → 精铣大头、小头平面 → 铣耳部平面 → 划三孔径的加工线 → 钻小头孔和耳部孔 → 粗镗三孔 → 半精镗三孔 → 精镗三孔 → 钳工去毛刺 → 检验

2. 选择加工设备

4.1热处理设备

第2道工序正火处理（见图4-1）

设备说明：型号：WZP-160：输入电压：320-420V 输入电流：8-160A 震荡频率：10-20KHZ 冷却水压：0.1-0.3MPa

本型用于： 大工件透热，打，锻造，紧固件热墩，热轨麻花钻，齿轮链轮淬火，模具热处理。

图4-1 WZP-160中频热处理设备

4.2喷砂设备

第3道工序喷砂、去毛刺（见图4-2）

设备说明：机外形尺寸：L1000*W1000*H1650mm电源：220V 50HZ，

除尘电机：220V 50HZ 750W，压缩空气源：2-7bar(kg/m2)， 除尘方式：独立除尘箱，摇摆布袋式除尘。具备手动密闭式喷砂机的特点，主要适应于较重型工件喷砂，如：模具、树头、石雕品、轮圈、重压力模等大型工件喷砂。

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图4-2 JCR－1000T手动推车转盘喷砂机

4.3镗铣设备

(1)普通铣床X5036B（见图4-3）：工序5粗铣大头孔平面；工序7铣耳部两侧平面；

工序10粗镗三孔；工序11半精镗三孔； 工序12精镗三孔； 普通铣床X5036B主要参数：

主轴转速范围：60-1700（r.p.m) 工作台工作面尺寸1500×360（mm)

工作台行程（纵向/横向/垂向） 1000/320/400（mm)

工作台纵、横向机动进给速度 (8级）30-740（快进1080）（mm/min) 机床外形尺寸（长×宽×高）1700×1800×1880（mm) 工作台机动进给电机功率0.75（kw) 立铣床头加转角度±45° 主传动电机功率4（kw)

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图4-3 普铣X5036B

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(2)数控铣床XK714C（见图4-4）：工序6精铣大头和小头平面； 工序9钻小头孔和耳部孔；

数控铣床XK714C参数：

工作台面尺寸:（长X宽）1270 X 400（mm) 工作行程:X向800（mm) 工作行程:Y向500（mm) 工作行程:Z向500（mm)

主轴端至工作台面距离:100—600（mm) 主轴锥孔:BT40

主轴转速:60—6000(r/min) 主轴电机功率:4/5.5（kw)

机床外形尺寸（长×宽×高）:2900×2500×2600（mm) 控制轴数/联动轴数:3/3 控制系统说明： 控制器:KND1000M4 控制当量：0.001mm

工作方式：编辑、自动（含DNC）、手动运行、手轮、回零、录入显示功能：全屏幕编辑、坐标动态显示、运行轨迹图形显示 输入方式：键盘输入、串口输入、DNC输入执行 最高运行速度：10000mm/min

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图4-4 数控铣床XK714C

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5.确定加工顺序

根据参考文献[1]27页内容确定为先粗后精，先主后次，先面后孔，基准先行，先近后远的原则。

5.1铣削的加工顺序

(1) 按所划加工线找正垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，粗铣大头

平面留1.5mm余量，

(2) 以大头孔基准面为基准，精铣大头、小头平面至尺寸，大头厚度为50±0.2mm小头厚度为35±0.2mm，

(3) 以大头孔基准面为基准，按大小头中心连线找正，压紧大头铣削耳部上下平面，保证尺寸高为52mm,厚度为20±0.2mm 。 5.2镗削的加工顺序

(1) 由于内控的精度比较高，所以采用钻孔-粗镗三孔-精镗三孔，

以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承，压紧工件， (2)钻小头孔至 ?29mm ,钻耳部孔至 ?19mm ,

(3)粗镗大头尺寸至 ?88mm小头孔至 ?34.9mm耳部孔至 ?24mm； (4)半精镗大头尺寸至 ?89.9mm小头孔至 ?33mm耳部孔至 ?24.9mm； (5)精镗大头尺寸至 ?90H6mm小头孔至 ?35H6mm耳部孔至 ?25H6mm；最后用 ?91的麻花钻孔口倒角。

6.确定装夹方案

6.1铣削的装夹方案

第5、6、7道工序的装夹方案：

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等高垫

定位基准为底面和平口侧平面A、B。 平口钳装夹限制X、Y、Z 移动，X、Z转动。 平口钳图片如下：

平口钳

镗削的装夹方案

第9、10、11、12道工序的装夹方案：

等高垫定位基准为底面和平口侧平面A、B

平口钳装机限制X、Y、Z 移动，X、Z转动。 平口钳图片如下：

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6.2

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平口钳

7.选择刀具

7.1铣削的刀具选择

工序5粗铣大头孔平面留1.5mm余量： ?120mm端面铣刀（刀具图片见刀具

表）

工序6精铣大头和小头平面： ?60mm端面铣刀（刀具图片见刀具表） 工序7铣耳部两侧平面： ?60mm端面铣刀（刀具图片见刀具表） 7.2镗削的刀具选择

工序9钻孔小头孔和耳部孔： ?29、 ?19钻头（刀具图片见刀具表） 工序10粗镗三孔： ?88 ?33 ?24粗镗刀（刀具图片见刀具表） 工序11半精镗三孔： ?89.9、 ?34.9、 ?24.9半精镗刀（刀具图片见刀具表）

工序12精镗三孔： ?90H6 ?25H6 ?35H6精镗刀、 ?91麻花钻（刀具图片见刀具表）

7.3镗铣削刀具表 产品名称 工序号 刀具号 零件名称 刀具 三连杆 数量 零件图号 加工表面 图片示意图 粗铣大头孔平面 14

5 T01 ?120mm铣刀 端面1 毕 业 设 计 说 明 书

?60mm端面铣刀 精铣大头和小头平面铣耳部两侧平面 6、7 T02 1 T03 9 T04 ?29钻头 1 钻孔小头孔 和耳部孔 ?19钻头 1 T05 ?88粗镗刀 1 10 T06 ?33粗镗刀 1 粗镗三孔 T07 ?24粗镗刀 ?89.9半精镗刀 1 T08 11 1 半精镗三 ?34.9半精镗T09 刀 ?24.9半精镗T10 刀 1 孔 1 12 T11 ?90H6精镗刀 1 精镗三孔

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T12 ?25H6精镗刀 1 T13 ?35H6精镗刀 1 T14 ?91麻花钻 1 孔口倒角

8.量具卡片

工序 量具号 量具 测量表面 备注 5 1 0-200mm 大头孔 游标卡尺 上下平面 大头孔和 0-200mm 小头孔上 游标卡尺 下平面 6 2 7 3 0-200mm 游标卡尺 耳部两 侧平面 9 4 0-125mm 游标卡尺 小头孔和 耳部孔 16

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10 5 0-125mm 游标卡尺 粗镗的三孔 11 6 50-160内径千分尺 半精镗 的三孔

12 7 塞规 精镗的 三孔

9.切削用量的计算

工件材料：45钢

机床：普通铣床 数控铣床 查参考文献[3]表30—34

工序5：粗铣大头孔平面Vc=120每齿进给量af：根据参考文献[2]表2.4-75，

取机床主轴转速

1000VC 式（2.1） n：n??d式中 Vc—铣削速度； d—刀具直径或轴的直径

由式2.1机床主轴转速n：

n?1000Vc1000????????? ap?1 ?d3.14??25

工序6：以大头孔基准面为基准，精铣大头和小头平面

1000Vc1000????????? ap?1.5 VC?110 n??d3.14??25工序7：以大头孔基准面为基准，铣耳部两侧平面

1000Vc1000????????? ap?1.5 VC?110 n??d3.14??25工序9：钻孔小头孔和耳部孔

工步1以大头孔基准面为基准，钻小头孔至 ?29mm:

1000VC1000?20??210r/min ap?14.5 VC?20 n??d3.14?29工步2以大头孔基准面为基准，钻耳部孔至 ?19mm:

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1000V1000?20VCC?20 n??d?3.14?19?190r/min ap?9.5 工序10：粗镗三孔

工步1以大头孔基准面为基准，粗镗大头孔至 ?88mm

V1000VCC?30 n??d?1000?303.14?88?110r/min ap?1.5 工步2以大头孔基准面为基准，粗镗小头孔至 ?33mm

V1000VC1000?C?33 n??d?333.14?33?300r/min ap?1

工步3以大头孔基准面为基准，粗镗耳部孔至 ?24mm

V1000VCC?24 n??d?1000?243.14?24?300r/min ap?1.5 工序11: 半精镗三孔

工步1以大头孔基准面为基准，半精镗大头孔至 ?89.90 mm

V1000VCC?90 n??d?1000?903.14?89.9?320r/min ap?0.95 工步2以大头孔基准面为基准, 半精镗小头孔至 ?34.90 mm

V1000VCC?70 n??d?1000?703.14?34.9?640r/min ap?0.7 工步3以大头孔基准面为基准，半精镗耳部孔至 ?24.90 mm

V1000VCC?70 n??d?1000?703.14?24.9?900r/min ap?0.45 工序12: 精镗三孔

工步1以大头孔基准面为基准，精镗大头孔至图纸尺寸

V1000VCC?120 n??d?1000?1203.14?90?420r/min ap?0.05 工步2以大头孔基准面为基准, 半精镗小头孔至图纸尺寸

V1000VCC?105 n??d?1000?1053.14?35?900r/min ap?0.05 工步3以大头孔基准面为基准，半精镗耳部孔至图纸尺寸

V n?1000VCC?96?d?1000?963.14?25?1000r/min ap?0.05 工步4 孔口倒角

V1000VCC?25 n??d?1000?253.14?91?100r/min ap?0.25 10．零件的力学性能计算

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工件材料：45钢

查参考文献[4]书2—4页

通过拉伸试验测得三孔连杆的主要强度指标、塑性；强度指标包括屈服点（σs）和抗拉强度（σb），塑性包括断后伸长率（δ）和断面收缩率（?）

(1)屈服点（σs）是指材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值，

计算按公式（10-1） ?s?Fs 公式（10-1） So 式中 Fs—试样发生屈服时的最低应力值；即

s点所对应的拉力（N）

So—试样原始截面积(m㎡)

(2) 抗拉强度（σb）是指材料拉断前所能承受的最大拉应力值，

计算按公式（10-2）

?b?Fb 公式（10-2） So 式中 Fb—试样拉断前所能承受的最大拉力；即b点所对应的拉力（N）

So—试样原始截面积(m㎡)

(3) 断后伸长率（δ）是指试样拉断后标距的伸长量与原始标距长度的

百分比，，计算按公式（10-3）

L1?L0×100％ 公式（10-3） L0 式中 L0—试样原始标距长度（mm）

??

L1—试样标距拉断后长度（mm）

(4) 断面收缩率（?）是指试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与

试样原始横截面积的百分比，计算按公式（10-4）

??S0?S1×100％ 公式（10-4） S0 式中 S0—试样原始截面积(m㎡)，对于圆形试样S0??4d0^2

S1—试样断口处最小截面积(m㎡)

按国家标准规定45钢力学性能应符合以下要求：σs≧355MPa；σb≧

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600 MPa；δ5≧16％；?≧40％；检验时采用d0=10mm的短试样进行拉伸试验，测得Fs=28260N； Fb=47530N ；L1=60.5； d1=7.5mm 。 由公式（10-1）屈服点（σs）：

Fs28260?360MPa＞355MPa（国标） ?s?=

So??5?5由公式（10-2）抗拉强度（σb）：

Fb47530?605MPa＞600MPa（国标） ?b?=

So??5?5由公式（10-3）断后伸长率（δ）：

L1?L060.5?50 ?s?×100％?×100％=21％＞16％（国标）

L050由公式（10-4）断面收缩率（?）：

11??10^2???7.5^2S0?S14??×100％?4×100％=44％＞40％

1S0??10^24（国标）

综上计算可知，此三连杆的力学性能符合要求。

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设 计 小 结

通过近两个月的毕业设计，使我充分的掌握了一般零件加工工艺的设计步骤和方法，不仅是对所学知识的一个巩固，更是对自己的能力的一次提升，我从中得到许多新的感受和启发，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了设计的整个过程。

在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照机械加工工艺的步骤来进行设计，如毛坯尺寸大小的确定和材料的确定，选择合适的加工方案法，拟定加工方案，选择合适的夹具、刀具与切削用量的确定等，通过到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息，来完善自己的毕业设计。

本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：

（1）对一些参数（切削用量）选用可能不是非常合理，实际加工应该根据

实际的不同型号数控机床进行修改。

（2）连杆的力学性能、承受能力与寿命有待测试。

（3）运动设计中的问题例如自由度机构原理、运动副之间的相对位置尺寸

计算不包含在内。

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致 谢

我的毕业设计在指导老师徐嘉乐王老师、王秋红老师、姚浩荣老师精心指导下顺利完成的，在这里我要忠心的感谢他们。徐嘉乐王老师指导我如何编制机械加工工艺，确定加工方法以及加工顺序，并且指出加工工序卡中存在的问题和解决的办法，王老师帮助我解决了一些CAD绘图方面的问题，工序简图的绘制，此次毕业设计有那么多的老师指导，我真的很高兴，尽管修改了许多次，我感觉是值得的，任何事物都不可能尽善尽美，在做毕业设计的过程中，我已经感受到了其中的艰辛与快乐，再次感谢徐老师、王老师、余老师。

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参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/48bg.html