箱体加工工艺及夹具设计[2套夹具][铣面钻孔]

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 机械加工工序卡片 工 序 名 称 铣削 工序号 03 零件数量 1 零件号 零件名称 箱体 材 料 毛 坯 牌号 硬度 形 式 重 量 HT200 铸件 设 备 夹 具 工序工时(min) 名称 型号 专用夹具 准终 单件 立式铣床 X52K 工步 工 步 内 容 工艺装备 主轴转速r/min 切削速 度m/s 进给量 mm/r 背吃刀量mm 进给次数 工步工时（s） 机动 辅助 1 铣工件底面（基准面C） 端面车刀、游标卡尺 600 94.2 0.2 2.0 4 200 设计者： 指导老师 共11页 第1页 机械加工工序卡片 工 序 名 称 钻削 工序号 12 零件数量 1 零件号 零件名称 箱体 材 料 毛 坯 牌号 硬度 形 式 重 量 HT200 铸件 设 备 夹 具 工序工时(min) 名称 型号 专用夹具 准终 单件 摇臂钻床 Z3025 工步 工 步 内 容 工艺装备 主轴转速r/min 切削速 度m/s 进给量 mm/r 背吃刀量mm 进给次数 工步工时（s） 机动 辅助 1 钻Φ54端面上3-M6-7H螺纹底孔Φ5.1深15 麻花钻、游标卡尺 600 9.6 0.28 2.55 3 18.8 2 攻Φ54端面上3-M6-7H深12螺纹 丝锥、量规 400 7.5 0.45 0.45 3 12.5 设计者： 指导老师 共11页 第10页 机械加工工序卡片 工 序 名 称 铣削 工序号 04 零件数量 1 零件号 零件名称 箱体 材 料 毛 坯 牌号 硬度 形 式 重 量 HT200 铸件 设 备 夹 具 工序工时(min) 名称 型号 专用夹具 准终 单件 立式铣床 X52K 工步 工 步 内 容 工艺装备 主轴转速r/min 切削速 度m/s 进给量 mm/r 背吃刀量mm 进给次数 工步工时（s） 机动 辅助 1 粗铣Φ74端面 端面车刀、游标卡尺 800 251.2 0.2 1.3 1 29.4 2 精铣Φ74端面 端面车刀、游标卡尺 800 251.2 0.2 0.2 1 30.0 设计者： 指导老师 共11页 第2页 机械加工工序卡片 工 序 名 称 钻削 工序号 08 零件数量 1 零件号 零件名称 箱体 材 料 毛 坯 牌号 硬度 形 式 重 量 HT200 铸件 设 备 夹 具 工序工时(min) 名称 型号 专用夹具 准终 单件 摇臂钻床 Z3025 工步 工 步 内 容 工艺装备 主轴转速r/min 切削速 度m/s 进给量 mm/r 背吃刀量mm 进给次数 工步工时（s） 机动 辅助 1 锪沉孔4-Φ15深6 锪孔钻、游标卡尺 500 13.6 0.25 7.5 4 25.9 2 钻4-Φ9孔 麻花钻、游标卡尺 500 14.1 0.25 4.5 4 24.0 设计者： 指导老师 共11页 第6页 机械加工工序卡片 工 序 名 称 钻削 工序号 10 零件数量 1 零件号 零件名称 箱体 材 料 毛 坯 牌号 硬度 形 式 重 量 HT200 铸件 设 备 夹 具 工序工时(min) 名称 型号 专用夹具 准终 单件 立式钻床 Z525 工步 工 步 内 容 工艺装备 主轴转速r/min 切削速 度m/s 进给量 mm/r 背吃刀量mm 进给次数 工步工时（s） 机动 辅助 1 锪沉孔2-Φ22 锪孔钻、游标卡尺 400 12.5 0.25 11 2 31.2 2 钻2-M141.5-7H螺纹底孔Φ11 麻花钻、游标卡尺 400 13.8 0.25 5.5 2 24.6 3 攻2-M141.5-7H螺纹 丝锥、量规 400 26.4 0.25 1.5 2 19.8 设计者： 指导老师 共11页 第8页 机械加工工艺过程卡片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 箱体 材料 HT200 毛 坯 种 类 铸件 毛 坯 尺 寸 每一毛坯可制零件数 1 序号 名称 工序内容 设备 夹辅具名称 刀具名称规格 量具名称及规格 01 备料 铸造 02 热处理 人工时效 03 铣 铣工件底面（即基准C） 立式铣床 专用夹具 端面铣刀 游标卡尺 04 铣 粗铣、精铣Φ74端面 立式铣床 专用夹具 端面铣刀 游标卡尺 05 铣 粗铣、精铣Φ54端面 立式铣床 专用夹具 端面铣刀 游标卡尺 06 镗 粗镗、半精镗、精镗Φ42H7、Φ50H7孔 坐标镗床 专用夹具 镗刀 游标卡尺 07 钻 钻、扩、铰Φ30H7孔 立式钻床 专用夹具 麻花钻、扩孔钻、铰刀 游标卡尺 08 钻 锪沉孔4-Φ15深6；钻4-Φ9孔 摇臂钻床 专用夹具 锪孔钻、麻花钻 游标卡尺 09 钻 锪沉孔Φ18；钻、攻M10-7H螺纹 立式钻床 专用夹具 锪孔钻、麻花钻、丝锥 游标卡尺、量规 10 钻 锪沉孔2-Φ22；钻、攻2-M141.5-7H螺纹 立式钻床 专用夹具 锪孔钻、麻花钻、丝锥 游标卡尺、量规 11 钻 钻、攻Φ74端面上4-M6-7H深9孔深12螺纹 摇臂钻床 专用夹具 麻花钻、丝锥 游标卡尺、量规 12 钻 钻、攻Φ54端面上3-M6-7H深12孔深15螺纹 摇臂钻床 专用夹具 麻花钻、丝锥 游标卡尺、量规 13 钻 钻、粗铰、精铰2-Φ6锥销孔 摇臂钻床 专用夹具 麻花钻、铰刀 游标卡尺 14 去毛刺 去毛刺 15 质检 检验至图纸要求 16 入库 入库 编制 学号 审查 共 张 第 张 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 箱体零件的工艺规程及其铣箱体Φ74端面、钻Φ74端面上4-M6-7H螺纹的专用夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺、工序、专用夹具、定位、误差。 - 45 - Abstract This design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge. The part of the process and the end face milling of phi 74, Phi 74 surface drilling special fixture 4-M6-7H thread is designed to include part machining process design, process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later. Keywords : Technology, process, fixture, positioning, error 目录 摘 要 1 Abstract 2 目 录 3 第1章 绪论 5 1.1 机床夹具主要功能 5 1.2 机床夹具组成 5 1.3 机床夹具分类 5 第2章 工艺规程设计 11 2.1毛坯的制造形式 11 2.2零件分析 11 2.3 基面选择 11 2.3.1 粗基准的选择 12 2.3.2精基准的选择 12 2.4制定工艺路线 12 2.5确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 13 2.6定切削用量及基本工时 15 第3章 箱体的专用夹具设计 33 3.1铣Φ74端面的夹具设计 33 3.1.1 问题的提出 33 3.1.2定位基准的选择 33 3.1.3 切削力和夹紧力的计算 33 3.1.4定位误差分析 34 3.1.5 定位键和对刀块的设计 35 3.1.6夹具设计及操作简要说明 37 3.2钻、攻Φ74端面上4-M6-7H螺纹 38 3.2.1 问题的提出 38 3.2.2定位基准的选择 38 3.2.3 切削力和夹紧力的计算 38 3.2.4定位误差分析 39 3.2.5 钻套的设计 40 3.2.6夹具设计及操作简要说明 41 结论 43 参考文献 44 致 谢 45 第一章 绪论 1.1机床夹具的主要功能 机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，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，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。机床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 安装方法有找正法和用专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹具用于生产批量较大或特殊需要时。 1.2机床夹具的组成 （1）定位支承元件 确定工件在夹具中的正确位置并支承工件。 （2）夹紧装置 将工件夹紧不发生移动。 （3）对刀或导向元件 保证刀具与工件加工表面的正确位置。 （4）夹具体 将夹具的所有组成部分组成一体，并保证它们之间的相对位置关系。 1.3 夹具设计的步骤和基本要求 一：夹具设计的基本要求 夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。 （1）能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。 （2）操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降低辅助工时，保证高的生产效率。 （3）具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件上的加工成本。 为保证上述基本要求，夹具的生产过程应按下面程序进行：夹具生产任务书—夹具的结构设计—使用、制造部门会签——夹具制造——夹具验收——生产使用。 夹具生产任务书是由工艺人员在编制工艺规程时，根据生产需要而提出的。任务书中包含内容有设计理由、使用车间、使用设备，该夹具所使用工件工序的工序图并在工序图上要标明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基准、夹紧点。这是设计夹具的依据，也是验收制造夹具的依据。夹具结构设计是设计人根据夹具设计任务书的加工要求，提出几种可行方案、分析比较、进行误差计算，以确定出合理方案，进行设计。夹具结构设计完成后，要会同使用部门、制造部门就夹具的结构合理性、结构工艺性和经济性进行审核、会签、交付制造。制成的夹具要同设计人员。工艺人员、使用部门、制造部门共同进行验证。当确认夹具可保证工件该工序加工要求，能保证生产率、操作方便、安全，就可交付生产车间使用。 二:夹具的设计步骤 当接到夹具设计任务书后，按下面6个步骤，逐步设计。 （1）明确设计任务，收集研究设计的原始资料。原始资料包括如下内容。 A：加工零件的零件图、毛坯图及加工工艺过程，所设计夹具应有的工序图，并了解该工序所使用的设备、刀具、量具、其他辅具以及该工序的加工余量、切削用量、加工要求、生产节拍等参数。 B：了解零件的生产类型，就是决定夹具采用简单结构或复杂结构的依据。若属大批量生产，则力求夹具结构完善、生产率高 或是单件小批量生产或急于应付生产，则夹具结构应简单，以便迅速制造交付使用。 C：收集该夹具所用机床的资料，主要指与夹具连接部分的安装尺寸。如铣床夹具要安装在工作台上，要收集工作如大小，工作如T形槽及槽距，以及机床的技术参数。 D：收集所使用刀具的资料如刀具的精度、安装方式、使用要求及技术条件等。 E：收集国内外同类型夹具资料，吸收其中先进而又能结合本厂情况的合理部分。 F：了解本厂制造夹具的能力和使用的条件，如夹具制造的条件及精度水平，有无压缩空气压值等。 G：收集有关夹具部件的标准（包括国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构图册等。 （2）确定夹具结构方案，绘制结构草图，其主要内容如下。 A：根据工件加工尺寸、要求和开关，确定工件的定位方式，选择或设计定位元件，计算定位误差。 B：确定刀具的引导方式及引导元件（指钻夹具、镗夹具）。 C：确定工件夹紧方式 ，选择或设计夹紧机构，计算夹紧力。 D：确定其他装置（如分度装置、顶出装置）的结构型式。 E：确定和设计其他结构，如铣床夹具与机床的连接装置、对刀装置。 在确定夹具结构的各组成部分时，可提出几种不同方案，分别画出草图，进行分析比较，从中选择出合理方案。 （3）绘制夹具总图。应注意以下几点。 A：绘制夹具总图，尽量按1：1绘制，以保证直观性。 B：主视图尽量符合操作者的正面位置。 C：工件轮廓用双点画线绘制，并视为假想透明体，不影响其他元件的绘制。 D：绘图顺序为：工件——定位元件——引导元件——夹紧装置——其他装置——夹具体。 （4）标注总图上的尺寸、公差与配合和技术条件。夹具总图结构绘制完成后，需标注五类尺寸和四类技术条件。 （5）编写零件明细表。明细表应包括零件序号、名称、代号（指标准件代号或通用件代号 ）、数量、材料、热处理、质量等。 （6）绘制总图中非标准件的零件图。 三：夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注 在夹具设计中，对于初设计者，在夹具总图上如何标注尺寸及技术条件，往往是难点之一，以下对此作简要阐述。 （1）夹具总图上应标注的五类尺寸 A：夹具外形轮廓尺寸——指夹具在长、宽、高三个方向上的最大极限尺寸。若有可动部分，则指运动部件在空间达到的极限位置的尺寸。标注夹具外形尺寸的目的是避免夹具与机床或刀具在空间发生干涉。 B：工件与定位元件间的联系尺寸——主要指工件定位面与定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它们直接影响工件加工精度，是计算工件定位误差的依据。 C：夹具与刀具的联系尺寸——主要指对刀元件或引导元件与夹具定位元件之间的位置尺寸、引导元件之间的位置尺寸或引导与导向部分的配合尺寸。 D：夹具与机床的连接部分尺寸——这类尺寸主要指夹具与机床主轴或工作如必须固定连接的平俱。如车床夹具要安装在车床主轴上，要标注与车床主轴的连接尺寸，铣床夹具要安装在工作台上，要标注与工作如T形槽相配的定位键尺寸。 E：夹具内容的配合尺寸——中心轴与夹具体孔的配合尺寸，钻套与衬套、衬套与夹具体的配合尺寸，此类尺寸必须标注尺寸、配合性质及配合精度，否则夹具精度无法保证。 （2） 夹具总图上应标注的四类技术条件 夹具中的技术条件主要指夹具装配好后，各表面之间的位置精度要求。 A：定位元件之间的相互位置要求——这是指组合定位时多个定位元件之间的相互位置要求或多件装夹时相同定位元件之间的相互位置要求。如两端顶尖顶轴两端中心孔，要求两顶尖轴线同轴度，两V形块对称线的同轴度。 B：定位元件与连接元件或夹具体底面的相位置要求——夹具的连接元件或夹具体底面是夹具与机床的连接部分，它决定了夹具与机床的相对位置，也就是决定了定位元件相对机床，或刀具的位置，即决定了工件相对机床或刀具的位置。 C：引导元件与连接元件或夹具体底面的位置要求 D：引导元件与定位元件之间的相互位置要求 （3）五类尺寸、四类技术条件的分类 五类尺寸、四类技术条件根据是否与工序加工要求相关而分为两类，其精度值大小和取法不同。 A：与工件加工要求无直接关系的 ① 尺寸公差与配合 这类尺寸公差与配合应按照元件在夹具中的功用和装配要求，根据公差与配合国家标准或参阅有关资料来制定。 ② 技术条件 与工件加工要求无直接关系的夹具上技术条件。 B： 与加工要求直接相关的 这类尺寸和技术条件与工件上相应尺寸和技术条件直接对应，直接根据工件相应尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值选取。一般工件允差小，取大系数，工件允差大，则取小系数。 制定这类夹具尺寸公差时，要注意下列问题。 ① 应经工件的平均尺寸作为夹具相应尺寸的基本尺寸，极限偏差按对称双向标注。 ② 应以工序尺寸（不一定是工件最终尺寸）作为夹具基本尺寸的设计依据。 （4）夹具调刀尺寸的标注 当夹具设计完成，按要求标注尺寸后，对有些夹具如铣夹具，往往还要标注调刀尺寸（调刀尺寸一般是指夹具的调刀基准到对刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相对基准的尺寸，它与工件加工尺寸直接相关，也是夹具总图上关键尺寸要求。 四：夹具体设计 夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具基础件、组成夹具的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧、惯性力及由此而产生的振动和冲击。所以，夹具体是夹具中一个设计、制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具成本中所占比重较大，制造周期也长，设计时，应给以足够的重视。 （1） 夹具体和毛坯结构 实际生产中所用夹具体常用的有三种结构。 A：铸造结构 铸造结构夹具体的优点如下： ① 可铸出复杂的结构形状。 ② 铸件抗压强度大、抗振性好，特别适用于加工时振动大、切削负荷大的场合。 ③ 铸件易于加工，价格低廉，成本低。但铸件生产周期长，因存在铸内应力，易引起变形，影响夹具精度的保持性，因此，夹具体必须进行时效处理。 B：焊接结构其优点如下： ① 容易制造，周期短。 ② 采用钢板、型材，如结构合理，布置得当，可减小质量。由于上述两优点，特别适用于新产品试制或临时急用的场合，以缩短生产周期。此外，一些结构简单的小型夹具，如翻转式钻模、盖板式钻模、可缷式钻模，采用焊接式结构十分有利，因为这些夹具要频繁拆缷翻转，力求结构轻巧耐磨。 但焊接结构夹具体在焊接过程中的热变形和残余应力对夹具精度会有不得影响，因此，焊完后要进行退火处理；另外，为提高刚性需加加强筋。 C：装配结构 装配夹具体是选用夹具专用标准毛坯或标准零件，根据使用要求组装而成，可得到精确的外形和空间位置尺寸。标准毛坯和标准零件可组织专业化生产，这样不但可以大大缩短夹具体的生产周期，还可降低生产成本。要使装配夹具体在生产中得到广泛使用，必须实行夹具零部件的标准化、系列化。 （2）对夹具体的基本要求 A：一定的形状和尺寸 夹具的外形，取决于安装在夹具上的各种元件、机构、装置的形状及它们之间的布置位置。设计时，只要将组成该夹具的所有元件、机构和装置的结构尺寸都设计好并布置好它们在图纸上的位置，就可以由此勾画出夹具体的大致外形轮廓尺寸。因为是单件生产，一般不作复杂计算设计。通常参照类似的夹具结构，按经验类比法估计确定。 确定夹具体尺寸时，可参考下面数据。 ① 铸造结构的夹具体，壁厚取8～25mm，过厚处挖空。 ② 焊接结构用钢板取6～10mm，刚度不够时加筋板。 ③ 夹具体上不加工表面与工件表面之间应有一定间隙，以保证工件与夹具体之间不发生干涉。间隙大小按以下规定选取： a:夹具体、工件都是毛面，间隙取8～15mm. b:夹具体是毛面，工件是光面，间隙取4～10mm. B：足够的强度和刚度 目的是减小在加工过程中因受切削力、夹紧力等而发生变形或振动。当刚度不够时，可增设加强筋或用框形结构。若用加强筋，其壁厚取0.7～0.9倍壁厚，高度不大于壁厚5倍。 C：良好的结构工艺性 以便于制造、装配、并减少加工工时。如夹具体上大平面上要局部加工，可铸出3～5mm凸台；各加工表面，最好在同一平面内或在同一回转表面上，以便于加工；尽量减少加工表面面积。另外，对于切削量大的工件所使用夹具，要注意应能方便排屑，以免影响安装精度；对于大而重的夹具体，要考虑起吊装置，如吊环螺钉或起重螺栓。 第2章 工艺规程设计 2．1毛坯的制造形式 零件材料为HT200，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为7级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2. 2零件分析 对箱体零件的端面、孔和螺纹进行分析。具体加工要求如下： 箱体底面 粗糙度6.3 Φ74端面 粗糙度3.2 Φ54端面 粗糙度Ra3.2 Φ42H7孔 粗糙度1.6 Φ50H7孔 粗糙度1.6 Φ30H7孔 粗糙度Ra1.6 4-Φ15孔 4-Φ9孔 M10-7H螺纹 2-M141.5-7H螺纹 Φ74端面上4-M6-7H Φ54端面上3-M6-7H 粗糙度Ra0.8 2-Φ6锥销孔 技术要求： 1.未注圆角：R3～R5。 2.未注倒角：C1。 2．3 基面的选择 定位基准有粗基准和精基准，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 2．3．1 精基准的选择 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。 1） 用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。 2） 当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。 3） 当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。 4） 为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。 5） 有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。 根据该箱体零件的技术要求和装配要求，选择箱体的底面（即基准面C）和Φ42H孔作为定位精基准，零件上有很多表面都可以采用它作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。 2．3．2 粗基准的选择 1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。 2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。 3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。 4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。 此设计选择Ø74端面和Ø50H7的毛坯孔作为定位粗基准。 2．4制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 工序01：铸造 工序02：人工时效 工序03：铣工件底面（即基准C 工序04：粗铣、精铣Φ74端面 工序05：粗铣、精铣Φ54端面 工序06：粗镗、半精镗、精镗Φ42H7、Φ50H7孔 工序07：钻、扩、铰Φ30H7孔 工序08：锪沉孔4-Φ15深6；钻4-Φ9孔 工序09：锪沉孔Φ18；钻、攻M10-7H螺纹 工序10：锪沉孔2-Φ22；钻、攻2-M141.5-7H螺纹 工序11：钻、攻Φ74端面上4-M6-7H深9孔深12螺纹 工序12：钻、攻Φ54端面上3-M6-7H深12孔深15螺纹 工序13：钻、粗铰、精铰2-Φ6锥销孔 工序14：去毛刺 工序15：检验至图纸要求 工序16：入库 2.5确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 1. 箱体底面的加工余量 箱体尺寸公差为CT7级，加工余量为MA-E级。查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,，表面粗糙度6.3，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。 2. Φ74端面的加工余量 箱体尺寸公差为CT7级，加工余量为MA-E级。查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,，表面粗糙度3.2，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，二步铣削即粗铣——精铣方可满足其精度要求。 粗铣 单边余量Z=1.3 精铣 单边余量Z=0.2 3. Φ54端面的加工余量 箱体尺寸公差为CT7级，加工余量为MA-E级。查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,，表面粗糙度3.2，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，二步铣削即粗铣——精铣方可满足其精度要求。 粗铣 单边余量Z=1.3 精铣 单边余量Z=0.2 4. Φ42H7孔的加工余量 箱体尺寸公差为CT7级，加工余量为MA-E级。查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.0mm,，表面粗糙度1.6，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，三步镗削即粗镗——半精镗——精镗方可满足其精度要求。 粗镗 单边余量Z=0.6 半精镗 单边余量Z=0.3 精镗 单边余量Z=0.1 5. Φ50H7孔的加工余量 箱体尺寸公差为CT7级，加工余量为MA-E级。查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.0mm,，表面粗糙度1.6，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，三步镗削即粗镗——半精镗——精镗方可满足其精度要求。 粗镗 单边余量Z=0.6 半精镗 单边余量Z=0.3 精镗 单边余量Z=0.1 6. Φ30H7孔的加工余量 孔的尺寸不大，采用实心铸造，Φ30H7孔表面粗糙度Ra1.6，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-8知首先钻孔至Φ28，再扩Φ28孔至Φ29.8，最后铰Φ29.8孔至Φ30H7。 7. 4-Φ15孔的加工余量 孔的尺寸不大，采用实心铸造，孔表面没有要求，一步钻削即可满足其要求。 8. 4-Φ9孔的加工余量 孔的尺寸不大，采用实心铸造，孔表面没有要求，一步钻削即可满足其要求。 9. M10-7H螺纹的加工余量 螺纹的尺寸不大，采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20知，首先钻M10-7H螺纹底孔Φ8.5、再螺纹M10-7H。 10. 2-M141.5-7H螺纹的加工余量 螺纹的尺寸不大，采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20知，首先钻M14-7H螺纹底孔Φ12、再螺纹M141.5-7H。 11. Φ74端面上4-M6-7H的加工余量 螺纹的尺寸不大，采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20知，首先钻M6-7H螺纹底孔Φ5.1、再螺纹M6-7H。 12. Φ54端面上3-M6-7H的加工余量 螺纹的尺寸不大，采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20知，首先钻M6-7H螺纹底孔Φ5.1、再螺纹M6-7H。 13. 2-Φ6锥销孔的加工余量 Φ6锥销孔的尺寸不大，采用实心铸造，孔表面粗糙度Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7知，需要经过钻——粗铰——精铰方可满足其精度要求。 钻 单边余量Z=2.5 粗铰 单边余量Z=0.4 精铰 单边余量Z=0.1 14．其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。 2．6定切削用量及基本工时 工序01：铸造 工序02：人工时效 工序03：铣工件底面（即基准C） 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝600 当＝600r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时： ，，，则机动工时为 =200s 工序04：粗铣、精铣Φ74端面 工步一：粗铣Φ74端面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝800 当＝800r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时： ，，，则机动工时为 29.4s 工步二：精铣Φ74端面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝800 当＝800r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时： ，，，则机动工时为 30.0s 工序05：粗铣、精铣Φ54端面 工步一：粗铣Φ54端面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝800 当＝800r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时： ，，，则机动工时为 21.9s 工步二：精铣Φ54端面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 5） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝800 当＝800r/min时 按机床标准选取 6） 计算工时 切削工时： ，，，则机动工时为 21.5s 工序06：粗镗、半精镗、精镗Φ42H7、Φ50H7孔 工步一：粗镗Φ40孔至Φ41.2 1) 切削深度 单边余量为Z=0.6mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.15mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 688r/min 与688r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=12mm; =0.6mm; =3mm; t==0.173min=10.4s 工步二：半精镗Φ41.2孔至Φ41.8 1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.15mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 678r/min 与678r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=12mm; =0.3mm; =3mm; t==0.170min=10.2s 工步三：精镗Φ41.8孔至Φ42H7 1) 切削深度 单边余量为Z=0.1mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.1mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 675r/min 与675r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=12mm; =0.1mm; =3mm; t==0.252min=15.1s 工步四：粗镗Φ48孔至Φ49.2 1) 切削深度 单边余量为Z=0.6mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.15mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 576r/min 与576r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=13mm; =0.6mm; =3mm; t==0.184min=11.1s 工步五：半精镗Φ49.2孔至Φ49.8 1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.15mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 569r/min 与569r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=13mm; =0.3mm; =3mm; t==0.181min=10.9s 工步六：精镗Φ49.8孔至Φ50H7 1) 切削深度 单边余量为Z=0.1mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.1mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 567r/min 与567r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=13mm; =0.1mm; =3mm; t==0.179min=10.7s 工序07：钻、扩、铰Φ30H7孔 工步一钻孔至φ28 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ28孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据Z525机床说明书，现取 切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步二：扩孔Φ28孔至Φ29.8 利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 根据机床说明书，选取 则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 =26.2s 工步3：铰Φ29.8孔至Φ30 根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，，则机动工时为 工序08：锪沉孔4-Φ15深6；钻4-Φ9孔 工步一：锪沉孔4-Φ15深6 1、加工条件 加工材料: HT200，硬度200~220HBS，铸件。 工艺要求：沉孔4-Φ15深6，精度H12~H13,用乳化液冷却。 机床：选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢锪刀，其直径d=15mm 3．选择切削用量 （1）选择进给量 按加工要求决定进给量：根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H 有。 （2）计算切削速度 根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度=200～220HBS时，f=0.25mm/r， =35。 切削速度的修正系数为：，，，， 故 = 558r/mm 根据Z3025型摇臂钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=500r/mm，。 4．计算基本工时 根据公式 式中，，l=7.5mm，入切量及超切量由《切削用量手册》表2.29查出，计算得， L=（7.5+6）mm=13.5mm 故有： t==0.432min=25.9s 工步二：钻4-Φ9孔 确定进给量：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ9孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据Z3025机床说明书，现取 切削速度：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 =24s 工序09：锪沉孔Φ18；钻、攻M10-7H螺纹 工步一：锪沉孔Φ18 1、加工条件 加工材料: HT200，硬度200~220HBS，铸件。 工艺要求：沉孔Φ18，精度H12~H13,用乳化液冷却。 机床：选用Z525立式钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢锪刀，其直径d=18mm 3．选择切削用量 （1）选择进给量 按加工要求决定进给量：根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H 有。 （2）计算切削速度 根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度=200～220HBS时，f=0.25mm/r， =35。 切削速度的修正系数为：，，，， 故 = 465r/mm 根据Z525立式钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=500r/mm，。 4．计算基本工时 根据公式 式中，，l=9mm，入切量及超切量由《切削用量手册》表2.29查出，计算得， L=（9+6）mm=15mm 故有： t==0.12min=7.2s 工步二：钻M10-7H螺纹底孔Φ8.5 确定进给量：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ8.5孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据组合钻床说明书，现取 切削速度：根据《机械制造工艺设计简明手册》表3-18及表3-21，查得切削速度所以 根据立式钻床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 =5.3s 工步三：攻M10-7H螺纹 选择M10高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即=0.75mm/r V=25m/min（《切削》表2.15） 按组合钻床选取 切削工时：，，，则机动工时为 =5.0s 工序10：锪沉孔2-Φ22；钻、攻2-M141.5-7H螺纹 工步一：锪沉孔2-Φ22 1、加工条件 加工材料: HT200，硬度200~220HBS，铸件。 工艺要求：沉孔Φ22，精度H12~H13,用乳化液冷却。 机床：选用Z525立式钻床和专用夹具。 2、选择钻头 选择高速钢锪刀，其直径d=22mm 3．选择切削用量 （1）选择进给量 按加工要求决定进给量：根据《切削用量手册》表2.7，当铸铁硬度>200H 有。 （2）计算切削速度 根据《切削用量手册》表2.15，当铸铁硬度=200～220HBS时，f=0.25mm/r， =35。 切削速度的修正系数为：，，，， 故 = 381r/mm 根据Z525立式钻床技术资料（见《简明手册》表4.2-12）可选择n=400r/mm，。 4．计算基本工时 根据公式 式中，，l=11mm，入切量及超切量由《切削用量手册》表2.29查出=12+3=15mm，计算得， L=（11+15）mm=26mm 故有： t==0.52min=31.2s 工步二：钻2-M141.5-7H螺纹底孔Φ11 确定进给量：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ11孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据组合钻床说明书，现取 切削速度：根据《机械制造工艺设计简明手册》表3-18及表3-21，查得切削速度所以 根据组合钻床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 =24.6s 工步三：攻2-M141.5-7H螺纹 选择M141.5-7H高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即=1.5mm/r V=25m/min（《切削》表2.15） 按组合钻床选取 切削工时：，，，则机动工时为 =19.8s 工序11：钻、攻Φ74端面上4-M6-7H深9孔深12螺纹 工步一：钻Φ74端面上4-M6-7H螺纹底孔Φ5.1深12 选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 624r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时： ，，则机动工时为 =20.8s 工步二：攻Φ74端面上4-M6-7H深9螺纹 选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.45mm/r 398r/min 按机床选取n=400r/min 切削工时： ，，则机动工时为 =12.6s 工序12：钻、攻Φ54端面上3-M6-7H深12孔深15螺纹 工步一：钻Φ54端面上3-M6-7H螺纹底孔Φ5.1深15 选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 624r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时： ，，则机动工时为 =18.8s 工步二：攻Φ54端面上3-M6-7H深12螺纹 选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.45mm/r 398r/min 按机床选取n=400r/min 切削工时： ，，则机动工时为 =12.5s 工序13：钻、粗铰、精铰2-Φ6锥销孔 工步一：钻孔至Φ5 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ5孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据Z3025摇臂钻床说明书，现取 切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步二：粗铰Φ5孔至Φ5.8 根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，，则机动工时为 工步三：精铰Φ5.8孔至Φ6 根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，，则机动工时为 工序14：去毛刺 工序15：检验至图纸要求 工序16：入库 第3章 箱体的夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计工序03：铣Φ74端面及工序11：钻、攻Φ74端面上4-M6-7H深9孔深12螺纹的专用夹具。 3.1 铣Φ74端面的夹具设计 3.1.1 问题的提出 本夹具主要用于铣Φ74端面，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 3.1.2 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由零件图分析知，选择基准面C、Φ42H7的毛坯孔及工件一侧面作为定位基准。 3.1.3切削力和夹紧力的计算 1、铣削力计算 机床： X52K立式铣床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=10mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅： 许用应力幅： 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 3.1.4定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 （式5-5） 式中： ———— 圆柱销孔的最大偏差 ———— 圆柱销孔的最小偏差 ————圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 代入（式5-5）得： =0.011+0+0=0.011（mm） (2) 转角误差 （式5-6） 式中： ———— 圆柱销孔的最大偏差 ———— 圆柱销孔的最小偏差 ———— 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 ———— 挡销孔的最大偏差 ———— 挡销孔的最小偏差 ———— 挡销定位孔与挡销最小配合间隙 其中： 则代入（式5-6）得： 则： 3.1.5 定位键及对刀块的设计 定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定位键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB2207—80定位键结构如图所示： 图 3.1.5-1 夹具体槽形与螺钉图 根据T形槽的宽度 a=20mm 定向键的结构尺寸如下： 表 3.1 定向键数据表 B L H