弹体毛坯粗车外形工艺设计

1绪 论

1.1 任务提出

此次课题为对弹体外形进行粗加工，而此次依据生产纲领，制定出提高效果及生产效率，采用的加工设备为数控车床。数控技术为我们传统的机械加工进行了革命性的变动，引领着我国机械加工向着高质量以及高效率方向行进，产生了不同的数控加工新工艺。

加工工艺对一个产品起的至关重要的作用，一个零件看视简单，其实它需要诸多工序来实现。加工工艺就是一个产品加工的全过程，个人拿到图纸按照工艺的安排来加工产品。

一个零件，分析图纸，制作我们合实用的加工工艺与加工参数，下发车间，工人按照工艺给定的流程来实现成品。

1.2 工艺设计目的与要求

1．本次设计的目的是通过对XX弹体毛坯粗车外形的工艺设计，使其能达到可操作的加工工艺。其具体内容如下：

（1）对XX弹体毛坯粗车进行工艺路线设计分析，确定相关联的定位基准和接口要求，形成半成品图样；

（2）运用所学的弹箭加工工艺知识，从批量生产的角度，搜集相关信息，对人员资质与能力、设备选用与状态保持、材料状态与要求、现场管理、刃具与夹具的选择、环境要求与执行规章、检验流程与量具确定、质量保证等要素进行分析和设计，确定工艺流程；

（3）选择一种工艺装备，完成技术设计，形成工艺装备图样；

（4）分析、确定工艺过程中的关键工序，形成关键工序作业指导书。

2．本次设计的要求是：

（1）设计符合零件图样和图纸有关技术要求；

（2）设计要依据行业规范及标准进行；

（3）设计能够根据确定的工艺规程，完成工艺装备图，完成关键工序作业指导书；

（4）设计的机械加工工艺符合工厂的实际生产条件，能够使XX弹体毛坯生产效率满足单台设备每日班产不低于100件。

1.3 国内外发展现状

炮弹与火箭弹的弹体种类有很多，不同弹种的弹体在结构上存在一定的差异，即使同一品种的弹体随其口径、战术技术指标要求、所选毛坯种类等不同，其结构也有一定差异，但它们均属于回转体零件。各类弹体的加工内容大致分为外表面加工、药室内弧及螺纹加工等。为了保证弹体的药室形状，工艺安排有收口前的粗加工工序。

根据资料显示，弹种的差异性会对弹体结构构成显著影响。也就是说，毛坯种类、技术指标以及弹体口径都会受到弹体结构的影响，产生较为明显的变化。需要注意的是，筒式零件与实心杆件均属于较为常见的弹体形式。与此同时，两者的加工过程极为相似。具体而言，外表面加工、药室内弧及螺纹加工均属于弹体的主要加工内容。为了保证弹体的药室形状，工艺安排有收口前的粗加工工序。

弹体的加工主要是对内外表面及螺纹的加工，本文只介绍弹体外表面的粗加工工艺。

弹体的内外表面是由大曲率圆弧与直线相接(相切或相交)而成的回转体表面，由于弹体的外弧形中心线是内弧形中心线及两端螺纹中心线的基准线，所以在编制弹体的加工工艺时，应首先加工外弧形表面，并在以后的加工工序应以外弧形表面作为精基准进行内弧形及两端螺纹的加工，以保证产品图同轴度的要求，并可减少加工误差，提高各表面的位置精度。

从实际情况来看，螺纹与内外表面是弹体的主要加工区域。以内外表面为例，其加工特点较为明显。简单来说，直线和大曲率圆弧产生的回转体表面，被称为弹体内外表面。据了解，车削是形成内外表面的主要手段。在操作过程中，研究人员要以产品图为基础，利用成型刀具与靠模完成车削。需要注意的是，螺纹中心线与内弧形中心线都会受到弹体外弧形中心线的影响，产生较为明显的变化。因此，操作人员要充分意识到外弧型中心线的重要性，并将其作为两者的基准线。与此同时，操作人员要结合实际情况，尽快完成外弧形的加工，并以此为基础，对两端螺纹与内弧形进行操作。通过这种方式，既可以减少加工误差，又能保证轴度相同。

弹体的外表面粗加工采用车削方法，借助靠模来获得符合产品图纸要求的弹体外形。外形加工方案的选择及加工工序的安排与所选毛坯的种类关系较大。精化毛坯的弹体外形在毛坯的冷拔伸或旋压等过程中已经形成，外表面无需加工热冲压和热收口毛坯，为了切除余量，消除壁厚差，其外表面加工一般由粗车及精车外形两道工序完成。粗车外弧形是为了切除毛坯余量，消除收口过程中形成的壁厚差。精车外形是为了获得产品要求的尺寸精度及正确的弹体形状。

在加工弹体的外表面时，操作人员要采用车削的方式，提高弹体外表面的位置精度。需要注意的是，毛坯种类会对加工工序与加工方案构成显著影响。在操作过程中，旋转及冷拔伸是较为常见的加工方式。在其影响下，弹体外形会变的愈发精化。在切除余量时，操作人员要降低壁厚差。通常情况下，精车外形与粗车外形是加工外表面的主要工序。此外，壁厚差与毛坯余量的消除都跟粗车外弧形密切相关。与此同时，弹体形状与尺寸精度都跟精车外弧形密切相关。

1.国内研究现状

从实际情况来看，弹体的种类极为丰富。再加上形状各异，导致弹体加工难度直线上升。据了解，最简单的加工方式为机加工。具体而言，操作人员下料之后，可以采用机械加工的方式，完成弹体加工。根据资料显示，国外的机械制造水平远胜国内。在研究相关领域时，王丽君和陈芳选取机械产品设计为切入点，对相关领域展开深入探究。经过反复论证，她们认为计算机辅助产品工程、计算机辅助设计以及计算机仿真均属于欧X家的主流设计手段。在操作过程中，企业的管理方式极为规范，加工效率非常高。除此之外，数控技术与自动化引导小车也属于常见的技术手段。相较于国外，国内的机械制造技术水平较为落后。在研究过程中，笔者发现初期的炮弹加工技术较为简陋。简单来说，水压机热冲是操作人员获取毛坯的主要手段。在此基础上，毛坯的加工余量非常大，精度也不高。最后，部分企业采用机械加工的方式，对炮弹弹体进行处理。在这其中，专用夹具与普通机床是完成机械加工的核心要素。在生产过程中，由于劳动强度过大，导致生产效率与生产质量直线下降。久而久之，“流水线”式生产逐渐退出历史的舞台。

据了解，回转体零件是炮弹的重要组成部分。相较于其他机械零件，批量大、精度低以及形状简单是弹体的主要特点。根据资料显示，机床是加工工序的核心要素，也是加工设备的关键节点。不过，操作人员会以生产要求为基础，结合专业工卡具，完成生产任务。久而久之，弹体的生产流程越来越特殊，逐渐变为专用加工线。生产规格变更之后，操作人员要对专用工卡具进行调整。与此同时，机床设备也要进行调整。换而言之，产品种类会对硬件选用构成显著影响。与此同时，弹体的生产准备周期长达三个月，严重阻碍了企业的正常发展。此外，企业要以产品种类为基础，对专用工装进行调整。据统计，每次调整的费用高达数十万元人民币。在2003年，部分学者结合炮弹弹体的特点，提出了全新的生产方案，即“精备料、均热、满压型、厚壁浅冲、短距多模长拔、可控内形技术”。在其影响下，操作人员可以在保证弹体质量的前提下，降低12kg的原材料使用量。

在研究该领域时，中北大学的学者选取毛坯成形条件为切入点，对相关领域展开深入探究。他们认为，高温是毛坯成形条件的重要组成部分。

从实际情况来看，超高速与超精密是制造技术的主要发展趋势。以超精密为例，现阶段，大众迎来了纳米级加工时代。具体而言，0.0045 m是表面粗糙度的加工标准，0.025pm是加工精度的统一标准。现阶段，红外波段是完成超精切削厚度的主要技术手段。除此之外，超精加工机床变得越来越先进，加工范围也变得越来越广；以超高速为例，根据资料显示，拥有300m/min切削速度的材料为超耐热镍合金；拥有1500m/min切削速度的材料为铸铁；拥有1600m/min切削速度的材料为铝合金。据了解，超高速切削的应用范围越来越广，具体包括国防装备以及航空航天等领域。

2．国外研究现状

国外弹箭机械加工企业的情况虽然很难得知，但是我们可以知道国外一些发达国家的机械制造技术现已达到了机械制造系统自动化的水平。

从国外的机械制造技术水平能够很好地映射出国外弹箭机械制造企业的水平还是超前于我国的。

X：多工位机械压力机温挤压生产90mm榴弹弹体和60mm迫击炮弹弹体毛坯，同时采用冷挤压工艺对105mm弹体毛坯进行生产，冷挤压出来的弹体毛坯精度可达到0.075-0.1mm，材料利用率高达90%，还利用中温拉伸工艺技术生产105mm 高破片率弹体进行相应的研究。

比利时：在成形温度为750-780℃时，采用温挤压技术生产155mm弹体毛坯，壁厚差可以控制在1.5mm以内，后经过设备改进，壁厚差可控制在0.8mm以下。

2粗加工外形加工要素分析

2.1零件图分析

从实际情况来看，描述零件特征、零件大小以及零件形状的图纸被称为零件图。需要注意的是，检验零件精度与制造机械零件是零件图的主要作用。因此，此类图纸也被称为零件工作图。简而言之，此类图纸属于信息载体。技术人员要以零件图为基础，将设计意图告知工作人员。也就是说，传递设计思想是零件图的主要目的。总之，设备保养、设备维修、设备操作、设备性能、设备结构、生产要求、工艺流程以及设计标准均属于零件图的重要组成部分。

本次课题设计的是XX弹体毛坯粗车外形工艺设计，零件图如下所示，图2.1为粗车外形弹体毛坯前零件，图2.2为粗车外形后弹体毛坯零件。由零件图可知此本次生产零件为回转体零件。

图2.1 粗车外形前弹体毛坯

　　图2.2 粗车外形后弹体毛坯

　　2.2 弹体工艺分析

由图2.1可知，该弹体毛坯形状及尺寸为顶端是Φ30锥形体，长度为16mm，左侧斜面轴段直径为Φ78，其长度为30mm。右侧外圆Φ85mm，其长度为258~320mm。其允差范围按普通级处理。

由图2.2可知，该弹体粗车后由外圆，内孔，中心孔及斜面等零件特征组成，该零件由，长250mm，Φ79mm外圆，Φ40mm深度为21mm阶台，内孔为Φ46mm，深度188.5mm，内孔为Φ57mm，长度为112mm，Φ6深13mm中心孔及斜面等结构特征组成。根据零件特征将进行工艺分析，粗加工，精加工要安排合理，保证加工质量要求及表面粗糙度。

该零件的加工精度不高，在IT11～IT14之间，表面粗糙度也比较大，不需要进行磨削加工。

2.3 零件技术条件分析

（1）未注形状公差应符合GB1184-80的要求；

（2）未注长度尺寸允许偏差±0.5mm；

（3）未注圆角半径R0.3±0.1；

（4）未注倒角均为C0.3±0.1X45°；

（5）零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷；

（6）加工的螺纹表面不允许有黑皮、磕碰、乱扣和毛刺等缺陷；

（7）锐角倒钝；

（8）锐边倒钝，去除毛刺飞边。

2.4 加工工时的计算

确定了加工得基本参数之后，就可计算该零件得时间定额。为了正确地确定时间定额，将单个零件的一个工序所消耗的时间记为T，则

式中:Tb为基本时间;Ta为辅助时间;Ts为布置工作地时间;Tr为休息和生理需要时间;Te为准备和终结时间;N为生产批量。

1．基本时间T

基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等的工艺过程所消耗的时间，对机械加工而言，就是直接切除工序余量所消耗的时间(包括刀具的切人和切出时间)。

基本时间T的计算

　　式中:L为刀具或工作台的行程长度;l为切削加工长度，mm；i为进给次数;l1为刀具切人长度，mm;l2为刀具切出长度，mm;，。取:l=100mm，l1=a/tankr+(2～3);l2=(3～-5)，i=1。

钻中心孔：

　　Tb=120s-153s

粗车外圆：

Tb=28.3s-29.1s

平 底：

Tb=42.2s-43.4s

粗车外形：

Tb=60.1s-64.9s

2．辅助时间T

辅助时间是为了实现基本工艺所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间，它包括装卸工件、开停机床引进或退出刀具、改变切削用量、试切和测量工件等所消耗的时间，一般按基本时间的15％～20％估算。

由前所述，Ta=(0.15～0.2)Tb，则各个工步的辅助时间分别是：

钻中心孔：Ta=(0.15～0.2)Tb=(0.15-0.2)（120s-153）=18-30.6S

粗车外圆：Ta=(0.15～0.2)Tb=(0.15-0.2)（28.3-29.1）=4.245-5.82S

平底：Ta=(0.15～0.2)Tb=(0.15-0.2)（42.2-43.4）=6.33-8.68S

粗车外形：Ta=(0.15～0.2)Tb=(0.15-0.2)（60.1s-64.9）=9-13S

基本时间和辅助时间的总和称为作业时间，它是直接用于制造产品或零、部件所消耗的时间。

3．布置工作地时间Ts

布置工作地时间是为了使加工正常进行，工人照顾管理工作地(如调整和更换刀具、修整砂轮、润滑和擦拭机床、清理切屑等)所消耗的时间。Ts不是直接消耗在每个工件上的，而是消耗在一个工作班内的时间再折算到每个工件上，一般按作业时间的2％～7％计算。

钻中心孔：Ts=(0.02～0.07)(Tb+Ta)=(0.02～0.07)=2.76-12.852S

粗车外圆：Ts=(0.15～0.2)(Tb+Ta)=0.7-2.5S

平底：Ts=(0.15～0.2)(Tb+Ta)=1-3.7S

粗车外形：Ts=(0.15～0.2)(Tb+Ta)=1.4-5.2S

4．休息和生理需要时间

休息和生理需要时间是工人在工作班内为了恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。Tr也是按个工作班内所消耗的时间再折算到每个工件上的般按作业时间的2％～4％计算。

钻中心孔：Tr=(0.02～0.04)(Tb+Ta)=(0.02～0.04)=2.76-7.344S

粗车外圆：Tr=(0.02～0.04)(Tb+Ta)=1.4-3S

平底：Tr=(0.02～0.04)(Tb+Ta)=0.7-1.4S

粗车外形：Tr=(0.02～0.04)(Tb+Ta)=1-2.1S

5．准备和终结时间Te

准备和终结时间是工人为了生产一批产品或零部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。Te既不是直接消耗在每个工件上，也不是消耗在一个工作班内的时间，而是消耗在一批工件上的时间。因此，分推到每个工件上的时间是T/N，其中是生产批量。大批量生产中N的数值很大，因此T/N几乎为零，可以忽略不计。故单件时间。其中Te/N忽略不及。

6．单件时间的计算

根据的计算式得：

钻中心孔：143.5-203.8

粗车外圆:3.4～38.9s

平底:50.6～57.9s

粗车外形:68.9～86.1s

所以，此道工序的单件时间为4个工步单件时间的和。

T=297-386.7s

由于是大批量生产，要求工人的熟练程度比较高所以最后的总工时取平均工时的中下值，即340。经实际车间的加工检验，工时约为340s。其它工序及整个产品的时间定额的计算与此过程相同。

另外，制定时间定额应该依据本企业的生产技术条件，使大多数工人都能达到，部分高水平工人可以超过，少数工人经过努力可以达到或接近规定的工时定额。合理的时间定额能够调动工人的积极性，促进工人技术水平的提高，从而不断提高劳动生产率。随着企业生产技术条件的不断改善，时间定额应该定期修订，以保持定额的先进水平。

2.5弹体毛坯材料选择

根据工件的强度，硬度，可切削性和塑性等方面考虑，选择58SiMn为该弹性壳体零件的毛坯材料。58SiMn，中国自主研发的弹药用材料。其合金元素含量比国外同类高破片率炮弹弹体用钢低，它具有良好的淬透性能，稳定的力学性能。

由于大部分的零件在结构和形状上都不复杂，而且具有较高的加工精度要求，因此通过机械加工工艺简明速查手册确定此零件属于热拔伸毛坯的生产方法。

2.6 加工设备选择

本次加工的弹体为回转零件，由外圆，内孔，阶台，中心孔及斜面组成。为典型的轴类零件，轴类即回转类零件的主要加工设备为普通车床和数控车床两种。根据生产纲领满足工厂的实际生产条件下，XX弹体毛坯生产效率为单台设备每日班产不低于100件的条件。

普通车床为传统的加工方法，有加工效率低下，劳动强度大，加工成本高等特点。数控车床的特点为效率高，成本低，劳动强度大及加工精度高。为满足弹体毛坯的批量生产，通过对比普通车床和数控车床优缺点，考虑工厂实际情况，选择数控车床为本次设计的设备选用。

　　图2.3纽威CA6140数控车床

　　数控车床为纽威CA6140，行程长度为1米，回转直径为400mm，后置刀架，8工位，液压卡盘。系统为发那科系统。

2.6.1 设备操作规程及注意事项

为了使加工时机床处于良好使用状态，以保证生产的安全正常运行，延长使用寿命，确保人身安全，严格以下按照操作规程及注意事项：

1.必须遵守机床工一般安全规程，并按规定穿好工作服，不得穿裙子、高跟鞋、拖鞋。女生必须戴好安全帽，头发应放入帽内。同时要戴好防护眼镜，不得戴手套和围巾进行操作。

2.车床开动前，必须认真仔细检査机床各部件和防护装置是否完好，安全可靠，加油润滑机床，并作低速空载运行3-5分钟，检査机床运转是否正常。床头、小刀架、床面不得放置工、量具和其它东西。

3.装工件要牢固，夹紧时可用接长套筒，禁止用锒头敲打。滑丝的卡爪不准使用。

4.加工细长工件要用顶针、跟刀架。车头后面伸出过长时必须加托架，必要时装设防护栏杆

5.用锉刀锉光工件时，应右手在前，左手在后。禁止用砂布裹在工件上砂光。

6.车内孔时不准用锉刀倒角;用砂布砂光内孔时，不准将手指或手臂伸进出打磨。

7.加工偏心工件时，必须加平衡铁，并要紧固牢靠，车时不要过猛。

8.攻丝或套丝必须用专用工具，不准一手扶攻丝架(或板牙架)一手开车。

9.切断大料时，应留有足够余量，卸下砸断，以免切断时料掉下人。小料切断时，不准用手接。

10.机床运转时，严禁用手触摸机床的旋转部分;严禁在车床运转中隔着车床传送物件。装卸工件，安装刀具，清洗上油以及打扫切屑，均应停车进行。清除铁屑应用刷子或钩子，禁止用手清理。

11.机床运转时，不准测量工件，不准用手去住转动的卡盘，用砂纸时，应放在锉刀上，严禁戴手套用砂纸操作，磨破的砂纸不准使用，不准使用无柄锉刀，不得用正反车电闸作刹车，应经中间判车过程。

12.加工工件切削量和进刀量不宜过大，以免机床过载或梗住工件造成意外事故。

13.高速切削时，应有防护置，工件、工具的固定要牢固，当铁屑飞溅严重时，应在机床周围安装挡板使之与操作区隔离

14.机床运转时，操作者不能离开机床，发现机床运转不正常时，应立即停车，向主管及设备管理员报告，待查明原因，排除故障，严禁设备带停车，向主管及设备管理员报告，待查明原因，排除故障，严禁设备带主管及设备管理员报告病工作。

15.当突然停止供电时，要立即关闭机床或其他启动装置，并将刀具退出工作部位。

16.工作时必须侧身站在操作位置，禁止身体正面对着转动的卡盘

17.装卸卡盘及大的工夹具时，床面要垫木板，不准开车装卸卡盘。装卸工件后应立即取下扳手。禁止用手刹车。工件后应立即取下扳手。禁止用手刹车。

2.6.2 设备日常使用维护保养

1.班前

（1）擦净机床各部外露导轨及滑动面。

（2）按规定润各部位，油质、油量符合要求。

（3）检查各手柄位置

（4）空车试运转。

2.班后

（1）将铁屑全部清扫干净。

（2）擦净机床各部位。

（3）各部件归位。

（4）每天工作结束时，应切断机床电源或总电源，清理安放好所使用的工夹件。

（5）每天工作结束时，工作量具，按规定保养、清扫地面暈具，按规定保养、清扫地面按规定保养、清扫。

（6）人真填写交接班记录及其他记录。

2.3夹具，刀具，量具选择

3.5.1 夹具的选择

机床夹具的种类很多，其中使用范围最广泛的是通用夹具，如车床上用的三爪卡盘和铣床上用的平口虎钳等。这类夹具的规格尺寸已经标准化，由专业厂进行生产。而用于批量生产，专门为工件某加工工序服务的专用夹具，则必须由各个制造厂自行设计制造。

本次加工的零件为轴类零件，内孔，外圆及孔系均可以用常见的夹具即可。选用的常见夹具为三爪卡盘，三爪卡盘的特点为自动定心，装夹方便和效率高等特点。

三爪卡盘一般是在机器的内部进行控制的一个部件，它主要是通过分布在卡盘底层的三个活动机械爪进行操控和移动，作用是为了稳固的抓紧零件放置到机床中间。卡盘下方的三个机械爪表面的螺纹和螺旋状齿轮背面的齿合严密贴合，用扳手在外部旋转齿轮时螺旋状的齿轮就会随之转动，逐渐的卡盘底部的机械爪会根据齿轮背面的螺纹进行前后变动，可以在不同的直径机件中夹紧安置的零件。并且在三个机械爪上可以换置反向手爪，这样就可以抓住比较大的零件。通常情况下机械爪可以将零件安置的精准度保证在0.05-0.15mm之间。但是在一些特殊情况下机械爪在放置零件时会受到卡盘的设计不精准或使用中手抓磨损程度的影响。因此夹具附件符合其要求。

3.5.2 刀具的选择

普通优先采用规范刀具。若采用机械集中，则可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应契合加工请求。

根据零件的尺寸及外形、零件的材料、表面粗糙度、加工方案等方面来选用合适的刀具。由零件材料分析可知此零件选择的材料属于硬类型，因此在选择刀具时根据刀具的经济性、切削硬度选择，选择硬质合金YT5材料的刀具，该材料的刀具适合加工本零件，尤其是铝材、还可加工锰钢、淬火钢等其它硬质合金材。

3.5.3 量具的选择

量具通常指的是对加工程序中使用的一些零件的大小、样式、精准度和匹配程度进行测定的器具。一般所使用的器具分为刻度标尺、复杂刻度标尺、高度刻度标尺、分厘卡和针盘指示器等多种工具。在生产过程中，单件、小批消费应普遍采用通用量具，如游标卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量消费应采用极限量块和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度必需与加工精度相顺应。

本次设计量具使用游标卡尺和专用检验量具直径量规。

2.4现场管理

在军工企业或工厂实际生产中第一项内容就是现场管理，现场管理是生产第一线的综合管理，是生产管理的重要内容，也是生产系统合理布置的补充和深入。现场管理就是用科学的管理制度、标准和方法对生产现场各生产要素现场管理，包括人（工人和管理人员）、机（设备、工具、工位器具、工装夹具）、料（原材料、辅料）、法（加工、检测方法）、环（环境）、信（信息）等六方面进行合理有效的计划、组织、协调、控制和检测，使其处于良好的结合状态，达到优质、高效、低耗、均衡、安全、文明生产的目的。

在产品生产中，如果现场管理落后就会出现现场纪律松弛，生产效率低，质量差，投入多产出少，效益低，生产不能适应市场变化的需要等诸多问题，将会严重影响产品生产效能、生产质量、生产成本。所以必须提高对现场管理重要性和必要性的认识，一个良好的现场管理可以全面改善产品生产环境，包括生产单位的自然环境、作业环境尤其是人文环境的整洁，从而提高产品整体质量，降低产品成本，提高产品收益。最终通过各环节的现场管理而达到一个整洁、秩序、美观、效率、成本、充满士气的整体工作氛围。

针对本次XX弹体毛坯粗加工外形加工生产，参考工厂实际并制定以下现场管理基本内容：

1．现场实行“定置管理”，使人流、物流、信息流畅通有序，现场环境整洁，文明生产；

2．加强工艺管理，优化工艺路线和工艺布局，提高工艺水平，严格按工艺要求组织生产，使生产处于受控状态，保证产品质量；

3．以生产现场组织体系的合理化、高效化为目的，不断优化生产劳动组织，提高劳动效率，降低生产成本，提升产品质量；

4．健全各项规章制度、技术标准、管理标准、工作标准、劳动及消耗定额、统计台帐等；

5．建立和完善管理保障体系，有效控制投入产出，提高现场管理的运行效能；

6．搞好班组建设和民主管理，充分调动职工的积极性和创造性。

2.5人员资质与能力的要求

军工产品的加工不仅对机械设备有着较高的要求，同时还需要设备的操作人员有着比较高的专业素质，所以针对工厂操作人员提出以下要求：

1．具有机械类相关专业或大专以上学历，掌握车床机械结构、安装、调试和维修等工艺及其加工设备的基本知识；

2．2年以上车床实际操作经验，能熟练掌握机床的各项操作及安全规范；

3．熟悉车床的性能和主要装置；

4．具有车床加工工件的主要环节的单独操作能力；

5．具有一定的技能，并进行车床的日常维护与保养，能够操作常规检测仪器，能处理一般的产品质量和工艺问题，以及常见的故障；

6．有强烈的责任心，对有关车床的新理论、新技术、新方法能认真学习和钻研；

7．具有较好的团队合作精神和良好的人际沟通能力。

2.6工厂各类要求

为了更好的进行XX弹体毛坯生产和加工，从工厂实际角度的出发，针对工厂环境、工厂设备和工厂安全生产管理制度等制定以下要求：

2.6.1 工厂环境要求

1．考虑工厂周围可能构成的负面影响的活动和环境，应明确界定工厂边界。

2．作为军工厂，应严格工厂安全，确保只有得到授权的人员才能进入工厂。

3．工厂内应具备足够的工作和仓储空间，以确保作业在安全和卫生情况下正确进行。

4．工厂内墙壁的设计和建造、及其完工与维护，应防止污垢堆积、减少水气凝结、潮湿发霉并便于清洁。

5．工厂内地面的设计应符合生产过程所需，并且可承受不同的清洁用品和清洗方法。地面应防渗透并得到妥善保养。

6．工厂内若设置了排水系统，则应妥善选定地点、设计及保养，以尽量减低产品受污染的风险，并不会危害产品安全。

7．工厂内天花板和头顶装置必须经合理设计、建造、完工及保养，以避免积聚污垢、减少凝结水气、滋生霉菌、并便于清洁。如使用假天花板，须确保有足够的通道通往顶部空间，以便进行清洁、维修服务，并检查是否有虫鼠滋生。

8．工厂内若窗户的设计是为了打开做通风用途，则窗应有足够的防护以避免虫鼠侵入。所有玻璃窗应加以保护防止破碎。

9．工厂内通往原料处理、加工、包装及储存区的门户若是开着的，应采取适当预防措施以避免害虫侵入。此等区域的门户应安装关闭装置或充分的防护装置。

10．工厂内所有作业场地均应有足够的照明。所有灯泡及灯管，包括点灭蝇灯，如可能对产品安全构成危险时，均应加上防爆塑料散热装置、套管或防暴保护层作为防护。若高温灯不能加装塑料防护套，则应用细金属丝网套。若无法使用全面的防护套时，应在玻璃管理体系中予以考虑。

11．工厂内在产品储存及加工区应提供足够的通风和除尘装置，以避免水汽凝结或粉尘过量。若生产过程需过滤空气，所使用的装置应获得充分的保养。

2.6.2工厂设备要求

1．所有设备在购买前应适当规定，在使用之前应进行检测和试用。

2．设备在装置时，应预留内外、周围空间，以方便清洁和维修工作，若永久固定一处，则应与地面隔绝。

3．设备的位置应远离振源、应避免阳光直接照射和热辐射的影响，避免潮湿和气流的影响。如附近有振源，则四周应设置防振装置。否则将直接影响设备的加工精度及稳定性，发生故障，影响设备的可靠性。

4．一般设备安装在机械加工车间，不仅环境温度变化大，使用条件差，而且各种机电设备多，致使电网波动大。因此，安装的位置，需要电源电压有严格控制。电源电压波动必须在允许范围内，并且保持相对稳定。否则会影响操作系统的正常工作。

5．设备的环境温度低于30摄示度，相对温度小于80%。一般来说，电控箱内部设有排风扇或冷风机，以保持电子元件，特别是中央处理器工作温度恒定或温度差变化很小。过高的温度和湿度将导致控制系统元件寿命降低，并导致故障增多。温度和湿度的增高，灰尘增多会在集成电路板产生粘结，并导致短路。

6．用户在使用设备时，不允许随意改变控制系统内制造厂设定的参数。这些参数的设定直接关系到设备各部件动态特征。只有间隙补偿参数数值可根据实际情况予以调整。

2.6.3 工厂安全生产管理制度

工厂安全生产管理制度应采取6S的管理，6S管理即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全。6S之间彼此关联，整理、整顿、清扫是具体内容；清洁是指将上面的6S实施的做法制度化、规范化，并贯彻执行及维持结果；素养是指培养每位员工养成良好的习惯，并遵守规则做事，开展6S容易，但长时间的维持必须靠素养的提升；在实际加工过程中现场管理必须遵循《生产现场管理评价标准及考核分值表》内相关内容要求，达到生产环境的高度规范化。

3粗车加工工艺路线拟定

3.1 确定弹体粗车的基准

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度具有决定性的作用。轴套在加工时，首先需要确定工件对机床及刀具相对位置的表面，即定位基准。定位基准分为粗基准和精基准，先确定精基准，再确定粗基准。

3.1.1 精基准的选择

精基准选择是工艺规程设计中最重要设计环节，精基准决定弹体加工精度。本次加工精基准可以选择零件的右端为精基准，即外圆为φ79mm。

3.1.2 粗基准的选择

选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，在加工过程中会有一些几何因素影响弹体的表面质量，因而在加工过程中要选用不易变形的面作为粗加工基准。本次加工粗基准可以选择零件的左右端为粗基准。

3.2 弹体的工艺路线拟定

3.2.1划分弹体的加工阶段

工艺过程一般可划分为粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段三个加工阶段。此次在加工轴套时，总体分为粗加工和精加工两个阶段。此次针对弹体粗车外形细分为粗加工与精加工。

在粗加工阶段，主要是针对零件的开粗，此次将对外圆进行粗加工，粗加工时，体现是持刀量大，进给快，提高效率，此次在粗加工阶段，阶台轴外圆，均单边留量0.5mm，作为精车量。

在精加工阶段，保证弹体的表面粗糙度。根据对零件图纸的分析，外圆均由表面粗糙度要亲，故全部要精加工。

第一次粗加工的目的是，车去大部分毛坯余量，减少壁厚差，为第二次粗车外形做准备。第一次粗车余量是比较大的，而且整个长度上也是不均匀的。一般靠近口最大，尾椎次之，圆柱部最均匀且最小。第一次粗车外形是以毛坯内腔底面作为纵向定位基准，内腔口部作为主要的定心夹紧基准，尾部的中心孔为辅助定心基准。以内腔底面为基准控制内腔的深度，符合工艺基准和设计基准重合的原则。

其加工方法是按照弹体外形加工工序进行的，其工序包括以下主要切削工步：纵向粗车外形，横切低端面和口部余料。第一次粗车必须控制壁厚差，因为壁厚差过大，将使以后的加工尺寸的精度降低。第一次粗车壁厚差大小，除了冲压后毛坯本身的壁厚差和中心孔的加工精度外，还取决机床、夹具的精度和道具、工件等工艺系统的刚度。粗车精度一般达到，表面粗糙顿可达到25。以第二次粗车外形时，与第一次粗车外形基本相同。

3.2.2 弹体加工工序安排

机械加工工艺为一个产品加工的纲领，工艺包括很多工序，工序是产品制造过程中的基本环节，也是构成生产的基本单位。即一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程，所以叫做工序。工序中还有很多过程，即工步。工步中具体包括选用的夹具，毛坯，辅助工具，切削三要素，走刀次数及加工时间等。

安排加工工序需要遵循先基准面后其他，先粗后精，先主后次的原则。在此原则的基础上，通过对XX弹体毛坯进行分析可知弹体粗车外形的加工流程如下：

来料检测与毛坯清理→上料→粗车→调头→钻中心孔→粗车外形→精车→切断→下料→检验。详细的加工工序如下：

工序10：夹左端毛坯，粗车右端，粗车外圆φ85，长度为100，车亮即可。

工序20：调头夹外圆φ85处，车左端面，点中心孔。

工序30：夹外圆φ85处，露出三爪295mm以上

工序40：顶中心孔，一夹一顶，粗车外轮廓为40mm，φ79mm斜面，留0.5mm加工余量。

工序50：精车外轮廓为φ40mm，φ79mm斜面。

工序60：切断。

工序70：钳工去毛刺。

工序80：按图纸要求检测。

3.3切削用量的选择

3.3.1 切削用量的选择原则

所谓合理的切削用量是指充分利用其刀具的切削性能和机床性能，在保证其加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。加工性质的不同，对应其切削加制订切削用量的不同，所以切削用量的选择原则就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上，合理地确定切削深度ap、进给量f和切削速度Vc。

3.3.2 弹体零件切削参数计算

1．切削速度 Vc:加工中的切削速度一般是指刀具在去除工件余量时的移动速度。在机械加工中单位为 m/min 或 mm/min。公式为:Vc=πDN/1000 N=Vc/F。

2．进给 F:是指刀具在切削时每转一圈的移动距离,单位为 mm/N。公式为:F=Vc/N。

3．背吃刀量 ap:即在设定好加工循环次数的前提下，将预计每次吃刀量减去为保留一定余量而设置的实际每次吃刀量就为背吃刀量。而在实际生产中，加工精度和表面粗糙度是工件的重要尺寸，在精加工前必需预留余量以方便精加工，符号单位一般为mm。公式为:ap=(dw-dm)。

4．切削时间 T=60×Π×D 被削材直径×切削长度 L/1000×f 进刀量×V切削速度T2=(60×Π×L×(D1+D2)/2×1000×f×V)×n n=(D1-D20/d/2 d=背吃刀量 TC=Lm/Vf

据《金属切削手册》查表，确定加工切削参数如表4-6所示。

表3-2 切削参数表

	切削参数
加工部位	切削速度 （mm/min）	进给量 （mm/r）	背吃刀量 （mm）	时间 （min）	主轴转速 （r/min）
外径粗车	79	0.0357	0.3-1.3	2	500
中心钻	87	0.1142	0.1-0.3	3	400
外径精车	125	0.1	0.3-1.3	0.5	600
车端面	79	0.0357	0.3-1.3	2	500
切断刀	87	0.1142	0.1-0.3	3	400

3.4数控加工程序编制

本零件的具体加工程序编制如下：

1．车左端面程序(坐标原点在右端面)

　　2．程序如下

00001;

G99M8; (M8开冷却液）

M4 S600 T0101; (M4主轴反转 外圆车刀）

G0 X90 Z3;

G1 X90 Z0;

G1 X-2 F0.15;

G0 X200 Z200;

M5; (主轴停止）

M9：（关冷却液）

G99;

M4 S400 T0303; (Ø6mm中心钻）

G0 X90 Z5;

G0 X0 Z5;

G1 Z-13 F0.1;

G0 X0 Z5;

G0 X300 Z5;

M5; (主轴停止）

M9：（关冷却液）

G99;

M4 S560 T0101; (外圆车刀）第一次外形开粗

G0 X90 Z3;

G1 X40 Z3;

G71 U1 R1; （G71粗车循环）

G71 P1 Q2 U0.25 F0.25;

N1 G1 Z-21;

G1 X73.64;

G1 X79 Z-46.5;

G1 X79 Z-190;

G1 X76 Z-214.5;

G1 X79 Z-239;

G1 X79 Z-285;

G1 X74.96 Z-290;

N2 G1 Z-295;

G71 P1 Q2 F0.1 M03 S800; 第二次外形开粗（精车）

G0 X300;

G0 Z200;

M5; (主轴停止）

M9：（关冷却液）

G99M8; (M8开冷却液）

M4 S400 T0404; (M4主轴反转 切断刀）

G0 X90 Z3;

G1 X90 Z-300;

G1 X57 F0.15;

G0 X300;

G0 Z200;

M5; (主轴停止）

M9：（关冷却液）

M30：（程序结束）

3.5 工艺装备

工艺装备，简称“工装”，是制造产品所需的刀具、夹具、模具、量具和工位器具的总称。工艺装备不仅是制造产品所必需的，而且作为劳动资料对于保证产品质量，提高生产效率和实现安全文明生产都有重要作用。工艺装备可分为：通用工装与专用工装。具体工艺装备，如图所示。

该装备主要是由于粗车完的弹体由于测量时耗费时间过长而设计的一种量具，由于弹体加工量大，形状尺寸相同，所以设计该量具用来快速测定粗车完后的弹体是否满足标准。

测弹体直径是否达标工装：