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ca6150 车床 主轴 箱体 工装 工艺 夹具 设计 23 图纸

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无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目： CA6150车床主轴箱箱体工装 工艺及夹具设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923089 学生姓名： 吕 冲 指导教师： 彭 勇 （职称：副教授 ） （职称： ）2012年11月25日 课题来源该课题来源于无锡腾飞企业生产实际科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题的科学意义该课题主要是为了培养学生编制机械零件加工工艺、正确选择金属切削机床和工艺参数、开发和创新机械产品的能力，要求学生能够结合常规普通铣床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工机床的驱动及工件夹紧问题，综合所学的机械理论设计与方法等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。在设计零件机械加工工装时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本和周期。（2） 国内外研究状况、水平和发展趋势工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。1980年国际工业设计协会理事会（ICSID）给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴”。 现在，机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算研究内容 根据提供的毕业设计资料理解设计要求，查阅相关中外资料。 确定CA6150车床主轴箱体的工艺方案。 对钻床专用夹具进行类型选择及结构分析。 完成钻床专用夹具加工工序和装配图。 阅读和翻译英文文献。 撰写毕业设计论文。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（1）研究方法借阅相关书籍杂志，充分利用图书馆及网络资源。（2）技术路线 收集资料，确定工艺方案，做定位、夹紧设计。（3）实验方案 明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料，主轴箱工艺方案，根据设计要求作出专用夹具的零件图、装配图。（4）可行性分析 大学里，我学习了机械制图、机械制造工艺学、机床夹具设计等等，熟悉CAD软件。在设计中，结合自己所学的知识以及老师的指导，根据要求，合理选择主轴箱箱体加工工艺，并且设计出合适的钻夹具，绘制出零件图及装配图。研究计划及预期成果研究计划：2012年11月11日-2012年11月24日：收集资料，撰写开题报告、文献综述；2012年11月25日-2012年12月8日：完成箱体图纸，确定工艺总体方案；2012年12月9日-2013年1月21日：完成工艺规程设计；2013年3月4日-2013年3月22日：完成夹具的全部零件图；2013年3月25日-2013年4月5日：完成夹具的总装图；2013年4月8日-2013年4月19日：完成主轴箱箱体工装工艺及夹具设计的说明书；2013年4月22日-2013年4月26日：详细审阅设计计算、说明书及图纸并修改；2013年4月29日-2013年6月5日： 递交毕业设计资料，准备答辩材料，并进行答辩。预期成果：根据主轴箱箱体的工装工艺及夹具设计要求具体分析和理论计算，方案拟定正确；设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误，工艺路线合理；机械结构图纸绘制要求视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高（图纸绘制要求采用计算机绘图）；用CAD完成箱体的零件图、夹具的零件图及装配图。特色或创新之处 通过对CA6150车床主轴箱箱体零件的参数化绘制，大大提高了绘图速度，节省了大量时间和避免了不必要的重复劳动，同时做到了图纸的统一规范。已具备的条件和尚需解决的问题 可以利用图书馆及网络资源，已学过CAD的基础知识； 已学的机械理论设计与方法与机械装备等方面的知识； 工艺路线和夹紧装置有待进步优化设计。指导教师意见指导教师签名：年 月 日教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日系意见主管领导签名： 年 月 日编编 号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目： CA6150 车床主轴箱箱体工装车床主轴箱箱体工装 工艺及夹具设计工艺及夹具设计 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业学 号： 0923089学生姓名： 吕 冲 指导教师： 彭勇 （职称：副教授） （职称： ）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚 信信 承承 诺诺 书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 92 学 号： 0923089 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无无锡锡太太湖湖学学院院信信 机机系系 机机械械工工程程及及自自动动化化 专专业业毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书一、题目及专题：一、题目及专题：1、题目CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 2、专题 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 课题来源为无锡腾飞机械有限公司。 该课题主要是为了对本科阶段所学的机械加工工艺课程，机械设计，机械夹具设计课程等内容按照机床夹具设计的加工工序的要求，针对实际使用过程中的机床驱动，及工件夹紧问题，要能灵活运用机械制造装备设计的知识，设计出有效夹紧装置。从而实现箱体加工工艺机床驱动与夹紧的半自动控制。 在设计专用夹具时，要根据提高生产效率，表面加工质量，满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的标准件，提高其互换性要求，以降低产品的设计产品成本，提高批量生产的效益。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 了解主轴箱的工作过程； 熟悉有关标准、规格、手册和资料的应用； 拟定主轴箱箱体的机械加工工艺方案，并进行多方案对比分析，I进行优化设计； 对现代加工机床所需的快速夹紧系统具有初步分析能力和改进设计的能力； 理论联系实际的工作方法和独立工作能力深化和提高； 设计绘制主轴箱箱体工作图若干； 编制设计说明书 1 份。 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 机械 92 班班 姓名姓名 吕冲 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师指导教师签名签名 签名签名 签名签名教教研研室室主主任任学科组组长研究所学科组组长研究所所长所长签名签名 系主任系主任 签名签名2012 年年 11 月月 12 日日II摘摘 要要本文是在主轴箱箱体的图样分析后进行箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。主轴箱箱体的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词关键词: :主轴箱；加工工艺；工序；专用夹具IIIAbstractThis is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture.The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters.In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture.Key words: Headstock; processing; process; special fixturesIV目目 录录摘 要 .ABSTRACT.目 录 .1 绪论 .11.1 本课题的研究内容和意义 .21.2 国内外的发展概况 .21.3 本课题应达到的要求 .32 主轴箱箱体分析 .32.1 主轴箱箱体的作用 .32.2 主轴箱箱体的图样分析 .32.3 工艺分析 .53 工艺规程设计 .73.1 确定毛坯的制造形式 .73.2 定位基准的选择 .8 3.2.1 粗基准的选择.9 3.2.2 精基准的选择.93.3 拟定工艺路线 .10 3.3.1 划分加工阶段 .10 3.3.2 安排加工顺序 .10 3.3.3 拟定加工工艺路线 .113.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .133.5 切削用量及工时定额的确定 .154 主轴箱的钻夹具设计 .274.1 指出存在的问题 .27 4.1.1 机床夹具的作用 .27 4.1.2 钻床夹具的主要类型及结构形式 .274.2 夹具设计 .28 4.2.1 夹具体设计 .28 4.2.2 定位基准的选择 .28 4.2.3 定位方案和元件设计 .29 4.2.4 定位误差的计算 .29 4.2.5 夹紧力计算 .29 4.2.6 夹紧机构的设计 .30 5 结论与展望 .315.1 结论.31V5.2 不足之处及未来展望.31致 谢 .32参考文献.33无锡太湖学院学士学位论文01 绪论绪论1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，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，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具” 。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计11.2 国内外的发展概况国内外的发展概况工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对箱体的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析箱体的加工工艺，确定箱体各加工表面的加工方法，进而形成箱体的机械加工工艺路线。并能根据箱体的加工工序要求，分析箱体的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个箱体的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的箱体加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有无锡太湖学院学士学位论文2H/B11.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。2 2 主轴箱箱体的图样分析主轴箱箱体的图样分析2.1 主轴箱箱体的作用主轴箱箱体的作用CA6150 车床主轴箱箱体,如图 2.1 及图 2.2 所示，其主要作用是：箱体类零件是机器或部件的基础零件，CA6150 车床主轴箱箱体是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。同时它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因而主轴箱是 CA6150 车床主传动系中的关键零件。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。2.2 主轴箱箱体的图样分析主轴箱箱体的图样分析图 2.1 主轴箱箱体图CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计3在编制主轴箱箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究箱体的工作图样和产品装备图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该箱体在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。 箱体的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：1）该零件为机床主轴箱，主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求又高，加工时应注意选择定位基准及夹紧力。2）箱体上 B 面平面度公差为 0.02mm。3）箱体上 A 面与 D 面的垂直度公差为 0.02/100mm。4）箱体上 C 面与 D 面的垂直度公差为 0.05/300mm。5）箱体上 D 面与 W 面的垂直度公差为 0.02mm。6）1 轴轴孔的轴线对基准 K、C 的圆跳动公差分别为 0.03/300mm。7）D 轴轴孔的轴线对基准 C 的平行度公差为 0.03/300mm；对基准 H 的平行度公差为 0.03/500mm。8）铀轴孔的轴线对基准 C 的平行度公差为 0.03/300mm；对基准 V 的平行度公差为图 2.2 箱体展开图无锡太湖学院学士学位论文40.03/200mm。9）轴轴孔内表面对基准 H 的平行度公差为 0.03/300mm；轴各轴孔表面对基准 C的同轴度公差为 0.006nm。10）轴各轴孔的圆度公差均为 0.005mm;每孔内表面相对侧母线的平行度公差为0.01mm。11）轴轴孔的轴线对基准 D 的平行度公差为 0.03/650mm。12）轴轴孔的轴线对基准 W 的平行度公差为 0.03/650mm。13）V 轴轴孔的轴线对基准 Q、N 的平行度公差均为 0.02/200mm。14）轴轴孔的轴线对基准 N 的平行度公差为 0.02/200mm。15）材料 HT200。16）铸件人工时效处理。2.3 工艺分析工艺分析工艺分析的目的主要有两个：一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。 铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天存放一年以上再加工。为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在 D 面和 W 面上。镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支承镗削”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。铸造时一般 50mm 以下孔不铸出。孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。CA6150 车床主轴箱箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此，加工此箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。在此箱体的加工中保证各孔正确位置是靠 T68 坐标镗床手动控制坐标来完成的，为更好地保证加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时，应采用专用镗模进行加工。CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计5根据 CA6150 车床主轴箱箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产属小批量生产，设计加工零件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。 无锡太湖学院学士学位论文63 工艺规程设计工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与零件的机械加工工艺和质量密切相关。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。毛坯选择时，应全面考虑以下因素：1）零件的材料及机械性能要求；2）零件的结构形状与外形尺寸；3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性；4）现有生产条件；5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是 HT200400，当载荷较大时，采用 HT300540 高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计7该零件为箱体类，如图 3.1 所示，且外型尺寸较大，材料为 HT200，零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图 3.1 箱体毛坯图所示。采用小批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献机械制造工艺简明手册确定各表面加工余量。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。该主轴箱的材料是 HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。为了提高箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。3.2 定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，使生产无法进行。主轴箱定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间、孔与平面之间、图 3.1 箱体毛坯图无锡太湖学院学士学位论文8孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准统一”和“基准重合”的原则，同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是夹具的选用等因素。该箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。 3.2.1 粗基准的选择粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：重要表面原则 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。不加工表面原则 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。余量最小原则 如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。使用一次原则 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。平整光洁原则 以便工件定位可靠、夹紧方便。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工，即以主轴孔及中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不应定均匀。该主轴箱箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所以以划线找正法安装。划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。加工该箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以主轴孔作为粗基准。 3.2.2 精基准的选择精基准的选择选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原则：1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。2) 基准统一原则 CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计9应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。3) 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。4) 互为基准原则 5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。该零件以三面定位，箱体上的装配基准为平面，而它们又是箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。有零件图可知：D 面、W 面为精基准。3.3 拟定工艺路线拟定工艺路线 3.3.1 划分加工阶段划分加工阶段零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不同，可划分如下几个阶段：粗加工阶段此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。半精加工阶段此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等） ，为精加工做好准备。精加工阶段切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比较高。所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。光整加工阶段此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6 级以上）的表面。一般不用于提高形状、位置精度。根据加工阶段划分的要求及零件的批量，该 CA6150 车床主轴箱箱体的加工划分为 3个阶段：粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗） 、半精加工阶段（半精镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔） 。 3.3.2 安排加工顺序安排加工顺序复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些无锡太湖学院学士学位论文10工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述如下。切屑加工工序顺序的安排原则1）先粗后精各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。2）先主后次零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行加工。3）先面后孔原则 对于箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。4）先基准后其他作为精基准的表面要首先加工出来。该箱体的加工和装配大多以平面为基准，按照加工顺序安排的原则，采用先面后孔的加工顺序。先加工平面，可以为加工精度较高的支承孔提供稳定可靠的精基准，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以将铸件不平表面切除，可减少钻孔时钻头引偏和刀具崩刃等现象的发生，对刀和调整也较为方便。加工孔系时应遵循先主后次的原则，即先加工主要平面或孔系，这也符合切削加工顺序的安排原则。根据各面各孔的精度要求，加工顺序如下：A、B、C 平面的加工：查零件制造工艺与装备表 3-9 平面加工方法可知，通过粗铣精铣的加工顺序可以满足要求；D、F、W 平面通过粗刨精刨粗磨精磨的加工顺序可以满足要求；E 平面通过粗刨精刨的加工顺序可以满足要求。、各主轴孔的加工：查机械制造工艺与装备表 3-8 可知，通过粗镗半精镗精镗的加工顺序可以满足要求；其余各孔：通过钻扩铰的加工顺序可以满足要求。 3.3.3 拟定加工工艺路线拟定加工工艺路线拟定工艺路线的出发点：应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还要考虑经济效果，以便降低生产成本。综合以上加工阶段和加工顺序的分析，可以初步得出 CA6150 车床主轴箱箱体的加工艺路线。初拟 CA6150 车床主轴箱箱体加工工艺路线方案一如表 3-1 所示。CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计11表 3-1 工艺路线方案一工序号工序内容定位基准10铸造20清砂30人工时效处理40涂红色防锈底漆501）按图样外形尺寸及主轴孔位置划出轴轴孔中心线2）划出 B、D、W、F 各面加工线及找正3）根据轴承档位置划出 A、C 面加工线及找正线60以 F 面定位安装，找正中心线，粗、精铣顶面 BF 面70以 B 面定位安装，找正中心线，粗刨，半精刨 D、W、F、E 面，各面留余量 0.50.8mmB 面80以 B 面定位安装，W 面找正，粗精磨 D、W 面，至图样尺寸B 面90以 D 面、W 面定位安装，粗精铣 A、C 面至图样尺寸D、W 面100以 D 面、W 面为基准，划线样板划出 A 面各孔加工线，及其他面上孔的加工线D、W 面110以 D 面和 W 面定位装夹，按轴孔加工线找正，粗镗、各轴孔，留加工余量 58mmD、W 面120以 D 面、W 面、C 面定位装夹，半精镗、各轴孔，留加工余量 1.52mm，钻、扩、铰其余各孔D、W、C 面130以 D 面、W 面、C 面定位装夹，精镗、各孔至图样尺寸D、W、C 面140以 D 面、W 面和 A 面定位装夹，钻、扩、铰 C 面各孔，并钻攻全部光孔和螺纹孔D、W、A 面150粗、精磨 F 面160去毛刺170检验180入库方案一在镗孔时，把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，满足了粗精分开的原则，可以有效避免因粗精不分给工件带来的加工应力无法释放的危害，有效地保证了零件的加工精度。而且四个是孔同时进行加工的，不仅可以保证各主轴孔间的相互位置精度，而且还有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的劳动强度。考虑到机械加工顺序安排原则及零件的生产成本等因素，其优越性在于把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，符合切削加工工序顺序的先粗后精安排原则，而且各轴孔加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工进行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面质量，可以逐渐提高各个轴孔的质量要求，可以提高各轴孔间的相互位置精度和各自的无锡太湖学院学士学位论文12尺寸精度，保证箱体零件的技术要求，确定其为此零件的加工工艺路线。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定主轴箱体的材料是 HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸如下：顶面 B根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得顶面 B 长度方向的单边加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm粗加工余量：Z1 =5.5mm毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm两侧面 A、C根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得两侧面 A、C 长度方向的单边加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm粗加工余量：Z1=5.5mm毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm平面 D、平面 W根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得平面 D、W 长度方向的单边加工余量如下：精磨余量： Z4=1.0mm粗磨余量： Z3=1.5mm半精刨余量：Z2 =3.5mm粗刨余量： Z1=5.0mm毛坯余量： Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm内孔 120H7（A 面轴孔）根据机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸与毛坯尺寸，如下表 3-3 所示。 表 3-3 工序尺寸及公差表(mm)工序名称工序双面余量 Zb工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差精镗0.2120IT7120H7半精镗1.8120-0.2=119.8IT9109.8H9粗镗3119.8-1.8=118IT11118H11铸造（毛坯）5118-3=11521152内孔 42J6（A 面轴孔）根据机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10，可查得内孔的加工余量，并根据余量CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计13得到工序尺寸与毛坯尺寸，如下表 3-4 所示。 表 3-4 工序尺寸及公差表(mm) 工序名称工序双面余量 Zb工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差浮动镗0.0842IT642J6精镗0.2242-0.08=41.92IT741.92J7半精镗1.741.92-0.22=41.7IT941.7J9粗镗241.7-1.7=40IT1140J11铸造（毛坯）440-2=382382内孔 140J6（A 面轴孔）根据机械制造工艺设计简明手册表 2.3-10，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸与毛坯尺寸，如下表 3-5 所示。表 3-5 工序尺寸及公差表(mm) 工序名称工序双面余量 Zb工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差浮动镗 0.1140IT6140J6精镗0.2140-0.1=139.9IT7139.9J7半精镗1.7139.9-0.2=139.7IT9139.7J9粗镗3139.7-1.7=138IT11138J11铸造（毛坯）5138-3=13521352内孔 25H7（A 面轴孔）由于内孔直径较小，查机械制造工艺设计简明手册可知毛坯上不预留孔，为实心件。内孔直径尺寸精度要求为 IT7，根据机械制造工艺设计简明手册表 2.3-8，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸，如下表 3-6 所示。表 3-6 工序尺寸及公差表(mm) 工序名称工序双面 余量 Zb工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差精铰0.0625IT725H7粗铰0.1425-0.06=24.94IT824.94H8扩1.824.94-0.14=24.8IT1024.8H10钻2324.8-1.8=23IT1223H12内孔 35H7 (C 面轴孔） 由于内孔直径较小，查机械制造工艺设计简明手册可知毛坯上不预留孔，为实心件。内孔直径尺寸精度要求为 IT7，根据机械制造工艺设计简明手册表 2.3-8，可查得内孔的加工余量，并根据余量得到工序尺寸，如下表 3-7 所示。无锡太湖学院学士学位论文14表 3-7 工序尺寸及公差表(mm) 工序名称工序双面余量 Zb工序基本尺寸工序经济精度工序尺寸及偏差精铰0.0735IT735H7粗铰0.1835-0.07=34.93IT834.934H8扩1.7534.93-0.18=34.75IT1034.75H10钻3324.8-1.75=33IT1233H123.5 切削用量及工时定额的确定切削用量及工时定额的确定受论文篇幅所限，只选取部分工序及加工内容进行工艺计算，还请谅解。 工序工序 70 粗精铣左右端的侧面（粗精铣左右端的侧面（D、W、F、E）：）：（1）粗铣左右端的侧面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K 立式铣床。查机械加工工艺师手册表 30-34 选择工艺装备及确定切削用量。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数，15YTmmD1108Z此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm。所以铣削深度 ：。pammap2每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 2.4-75，取 。faZmmaf/10. 0取铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-34，取。Vsmv/22. 1由式 3-1 得机床主轴转速：n21211014.36022.110001000dVn按照机械加工工艺师手册表 3.1-74 可以查得机床与之接近的转速为。300 /minnr实际铣削速度 ：vsmdnv/73. 160100030011014. 31000进给量： 。 fvsmmZnavff/4 . 460/300811. 0工作台每分进给量：。 mfmin/288/8 . 4mmsmmvffm铣削宽度：根据机械加工工艺师手册表 2.4-81，取。amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 。l60lmm刀具切入长度 ：1lCA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计15 (3.2)2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)1113mm刀具切出长度：取。2lmml22走刀次数为 1（2）精铣左右端侧平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K 立式铣床。查机械加工工艺师手册表 30-34 选择工艺装备及确定切削用量。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：，齿数 12，此为细齿15YTmmD100铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm。铣削深度：。pammap0 . 1每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 3031，取。faZmmaf/08. 0铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 3031，取。vsmv/32. 0机床主轴转速，由式（3.1）有：n10001000 0.32 6061 /min3.14 100Vnrd按照机械加工工艺师手册表 3.1-74 可以查得机床与之接近的转速为。75 /minnr实际铣削速度 ：vsmdnv/4 . 06010007510014. 31000进给量，由式（2.3）有：。fVsmmZnavff/25. 260/751215. 0工作台每分进给量：。mfmin/135/25. 2mmsmmvffm被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知。lmml210刀具切入长度 ：精铣时。1lmmDl1001刀具切出长度 ：取。2lmml22走刀次数为 1根据机械加工工艺师手册：=249/(37.53)=2.21min。1t根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间。41. 01ft无锡太湖学院学士学位论文16精铣宽度为 20mm 的下平台根据机械加工工艺师手册切削工时：=249/(37.53)=2.21min。2t根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间。41. 02ft粗精铣宽度为 30mm 的下平台的总工时： 2121fftttttmin42. 541. 041. 021. 221. 2 工序工序 90（粗铣（粗铣 A 面）切削用量及基本时间的确定面）切削用量及基本时间的确定本工序为粗铣。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 X6120 型万能升降台铣床，工件装在专用夹具中。刀具：YG8 硬质合金端铣刀。根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-63，可选铣刀直径=220mm,齿数 Z=6。wd1）确定背吃刀量 ap： mmap5 . 52）确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-15，可查得=0.200.29mm/z。选择zf=0.20mm/z，故 zf rmmZffz/2 . 1620. 03）确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-25，可选择=50m/min。cv min/41.852205910001000rdvnwcs按 X6120 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/100rnw min/08.6910001002201000mndvww工作台每分钟进给量为： min/120100620. 0Mzmmznffwz按 X6120 机床工作台进给量表，选择=130mm/min。Mzf则实际每齿进给量为：CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计17 zmmznffwMzz/22. 01006130工额定时的计算：jT min85. 8213048648521iflllTMzj式中： =485mm， 取 l1=86mm，l 取，。mml532mml42min/130mmfmz2i 工序工序 90（精铣（精铣 A 面）切削用量及基本时间的确定面）切削用量及基本时间的确定本工序为精铣。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 X6120 型万能升降台铣床，工件装在专用夹具中。刀具：YG8 硬质合金端铣刀。根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-63，可选铣刀直径=220mm,齿数 Z=6。wd1、确定背吃刀量：pa mmap5 . 22、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-15，可查得 f=0.40.6mm/z。选择f=0.52mm/z，故 rmmzffz/087. 0652. 03、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-25，可选择。min/68mmvc min/44.982206810001000rdvnwcs按 X6120 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/100rnw min/08.6910001002201000mndvww工作台每分钟进给量为： min/54100609. 0Mzmmznffwz按 X6120 机床工作台进给量表，选择。min/60mmfmz 10000.51 3 ,0.03 0.05ldcdccd无锡太湖学院学士学位论文18则实际每齿进给量为： zmmznffwMzz/10. 0100660工额定时的计算：jT min17.1926048648521iflllTMzj式中： =485mm，取 =86mm，l dccdcdl05. 003. 0,315 . 000011l 取，mml532mml42。2min,/54immfmz 工序工序 110（粗镗（粗镗 A 面面轴孔）切削用量及基本时间的确定轴孔）切削用量及基本时间的确定本工序为粗镗。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 T617A 型卧式镗床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金金刚镗镗刀。确定背吃刀量：pa )(5 . 12115118单边余量bpZmma确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.31.0mm/r。按 T617A 机床进给量，选择 f=0.74mm/r。确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得=4080m/min,选择cv。min/65mvc min/01.180115651000min/1000rrdvnws按 T617A 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/200rnw min/22.7210002001151000mndvww工额定时的计算：jT min39. 0120074. 0355021ifnlllTwjCA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计19式中：， =3mm，=5mm，mml501l2l =0.74mm/r， =1。fmin/200rn i 工序工序 120（半精镗（半精镗 A 面面轴孔）切削用量及基本时间的确定轴孔）切削用量及基本时间的确定本工序为半精镗。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 T617A 型卧式镗床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金金刚镗镗刀。1、确定背吃刀量：pa mmap9 . 021188 .1192、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.20.8mm/r。按 T617A 机床进给量，选择 f=0.52mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得=60100m/min,选择cv=85m/min。cv min/41.2291188510001000rdvnwcs按 T617A 机床的转速，选择=250r/min，所以实际切削速度 v：wn min/63.9210002501181000mndvww4、工额定时的计算：jT min45. 0125052. 0535021ifnlllTwj式中： =50mm， =3mm，=5mm，l1l2l =0.74mm/r，=250r/min， =1。 fni 工序工序 130（精镗（精镗 A 面面轴孔）切削用量及基本时间的确定轴孔）切削用量及基本时间的确定本工序为精镗。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 T617A 型卧式镗床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金金刚镗镗刀。无锡太湖学院学士学位论文201、确定背吃刀量：pa mmap1 . 028 .1191202、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.150.50mm/r。按 T617A 机床进给量，选择 f=0.37mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得=5080m/min,选择cv=70m/min。cv min/09.1868 .1197010001000rdvnwcs按 T617A 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/250rnw min/23.7510002008 .1191000mndvww4、工额定时的计算：jT min78. 0120037. 0535021ifnlllTwj式中： =50mm， =3mm，=5mm，l1l2l =0.37mm/r，=200r/min， =1。fni粗镗 80H8 的孔机床：卧式镗床。618T刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：。5YT切削深度：，毛坯孔径。pa2.0pamm075dmm进给量：根据机械加工工艺师手册表 2.4-66，刀杆伸出长度取，切削fmm200深度为=2.0mm。因此确定进给量。Fa0.2/fmm r切削速度：参照机械加工工艺师手册表 2.4-9 取V1.92/115/ minVm sm机床主轴转速：n，10001000 115488.32 / min3.14 75VnrdCA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计21按照机械加工工艺师手册表 3.1-41 取。600 / minnr实际切削速度 ：。v3.14 75 6001.79/10001000 79dnvm s工作台每分钟进给量：。 mf0.2 600120/ minmffnmm被切削层长度 ：。l65lmm刀具切入长度：。 1l12.0(2 3)25.4530pralmmtgktg刀具切出长度： 取。2lmml532mml42行程次数 ：。i1i机动时间：。1jt121655.4540.496min150jmllltf查机械加工工艺师手册表 2.5-37 工步辅助时间为：2.61min。精镗下端孔到 80H8机床：卧式镗床。618T刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：。5YT切削深度：。pa0.5pamm进给量：根据机械加工工艺师手册表 2.4-66，刀杆伸出长度取，切削fmm200深度为。因此确定进给量。mmaf4 . 00.15/fmm r切削速度：参照机械加工工艺师手册表 2.4-9，V 取min/8 .1606068. 2/68. 2msmv机床主轴转速：n，取。min/27.7217114. 38 .160100010000rdvnmin/750rn 实际切削速度 ： 。 vsmdnv/00. 27210007506114. 31000工作台每分钟进给量：。mfmin/5 .11275015. 0mmfnfm被切削层长度 ：。l65lmm刀具切入长度：。1l10.5(2 3)22.8730pralmmtgktg刀具切出长度： ， 取。2lmml532mml42行程次数 ：。i1i无锡太湖学院学士学位论文22机动时间：。1jt121652.8740.599min120jmllltf所以该工序总机动工时。0.4960.5991.094minjt 查机械加工工艺师手册 ，表 2.5-37 工步辅助时间为：1.56min。 工序工序 120（钻（钻 A 面面轴孔）切削用量及基本时间的确定轴孔）切削用量及基本时间的确定本工序为钻孔。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 Z35Z3063X20 型摇臂钻床，工件装在组合夹具中。由于内孔直径较小，查机械制造工艺设计简明手册可知毛坯上不预留孔，为实心件。刀具：高速钢麻花钻1、确定背吃刀量：pa mmap232、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-13，可查得 f=0.32mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-13，可查得=2434m/min，选择cv=30m/min。cv min/40.415333010001000rdvnwcs按 Z35Z3063X20 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/400rnw min/89.281000400231000mndvww4、工额定时的计算：jT min29. 0140032. 0253021ifnlllTwj式中： =30mm， 取 =5mm，=14mm 取=2mm，l2121rctgKdl1l2l2l =0.32mm/r，=400r/min， =1。fni 工序工序 120（扩（扩 A 面面轴孔）切削用量及基本时间的确定轴孔）切削用量及基本时间的确定本工序为扩孔。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 Z35Z3063X20 型摇臂钻床，工件装在组合夹具中。CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计23刀具：高速钢扩孔钻1、确定背吃刀量：pa mmap9 . 02238 .242、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-32，可查得 f=1.01.2mm/r。按Z35Z3063X20 机床进给量，选择 f=1.0mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-34，可查得=2030m/min,选择cv=25m/min。cv min/04.3218 .242510001000rdvnwcs按 Z35Z3063X20 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/315rnw min/53.2410003158 .241000mndvww4、工额定时的计算：jT min11. 013150 . 1333021ifnlllTwj式中： =30mm，取 =3mm，=14mm 取=3mm，l2121rctgKdDl1l2l2l =1.0mm/r，=315r/min， =1。fni 工序工序 120（粗铰（粗铰 A 面面轴孔）切削用量及基本时间的确定轴孔）切削用量及基本时间的确定本工序为粗铰。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 Z35Z3063X20 型摇臂钻床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金铰刀1、确定背吃刀量：pa mmap07. 028 .2494.242、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-43，可查得 f=0.150.25mm/r。按无锡太湖学院学士学位论文24Z35Z3063X20 机床进给量，选择 f=0.2mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-43，可查得=815m/min,选择cv=15m/min。cv min/45.19194.241510001000rdvnwcs按 Z35Z3063X20 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/220rnw min/22.17100022094.241000mndvww4、工额定时的计算：jT min15. 112002 . 01333021ifnlllTwj式中： =30mm，取=3mm，=13mm，l2121rctgKdDl1l2l =0.2mm/r，=200r/min， =1。fni 工序工序 120（精铰（精铰 A 面面轴孔）切削用量及基本时间的确定轴孔）切削用量及基本时间的确定本工序为精铰。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 Z35Z3063X20 型摇臂钻床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金铰刀1、确定背吃刀量：pa mmap03. 0294.24252、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-43，可查得 f=0.150.25mm/r。按Z35Z3063X20 机床进给量，选择 f=0.16mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-43，可查得=815m/min,选择cv。min/10mmvc min/38.127251010001000rdvnwcsCA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计25按 Z35Z3063X20 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/220rnw min/27.171000220251000mndvww4、工额定时的计算：jT min31. 1122016. 01333021ifnlllTwj式中： =30mm，取 =3mm，=13mm，l2121rctgKdDl1l2l =0.16mm/r，=200r/min， =1。fni无锡太湖学院学士学位论文264 主轴箱的钻夹具设计主轴箱的钻夹具设计4.1 指出指出存在的问题存在的问题为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于箱体加工工序 120 钻箱体的 A 端面上的轴孔，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。 4.1.1 机床夹具的作用机床夹具的作用在机床上用于装夹工件的装置称为机床夹具，其主要作用表现在以下几个方面。1）缩短辅助时间，提高劳动生产率。夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如 V 形块等)，因此能迅速实现。2）确保并稳定加工精度，保证产品质量。加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。3）降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度。由于多数专用夹具的夹紧装置只需工人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。4）机床的加工范围得到扩大。很多专用夹具不仅能装夹某一种或一类工件，还能装夹不同类的工件，并且有的夹具本身还可在不同类型的机床上使用，这些都扩大了机床的加工范围。 4.1.2 钻钻床夹具的主要类型及结构形式床夹具的主要类型及结构形式钻床主要用钻头在工件上加工孔（如钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、锪孔等）的机床。机械制造和各种修配工厂必不可少的设备。根据用途和结构主要分为以下几类立式，工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。台式，简称台钻。一种小型立式钻床，最大钻孔直径为1215毫米，安装在钳工台上使用，多为手动进钻，常用来加工小型工件的小孔等。摇臂式，主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。深孔钻床，用深孔钻钻削深度比直径大得多的孔（如枪管、炮筒和机床主轴等零件的深孔）的专门化机床，为便于除切屑及避免机床过于高大，一般为卧式布局，常备有冷却液 立式钻床输送装置（由刀具内部输入冷却液至切削部位）及周期退刀排屑装置CA6150 车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计27等。中心孔钻床，用于加工轴类零件两端的中心孔。铣钻床，工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。卧式钻床，主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。一般比立式钻床加工效率高，可多面同时加工。4.2 夹具设计夹具设计 4.2.1 夹具体设计夹具体设计设计钻床夹具，首先要仔细分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；在完成夹具草图后，进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理的结构实现个零部件间的相对运动；根据零件的使用要求，选择相应的材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD 进行二位图形的绘制，首先画装配图，然后从装配图上拆画零件图，标注相关尺寸及技术要求，最后进行论文撰写、整理、修改完成该毕业设计。图 4.1 箱体钻夹具装配图无锡太湖学院学士学位论文284.2.2 定位基准的选择定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位，箱体上的装配基准为平面，而它们又是箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序，选 D、W 面为定位基准。4.2.3 定位方案和元件设计定位方案和元件设计根据以上零件的结构分析以及定位基准的选择，可得定位基准为平面，因此可选择定位元件为支承板,如图 4.1 定位支承板所示。根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制 4 个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其 6 个自由度。本夹具采用 6 点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面即 D 面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用 W 面作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个底面 C 来限制了工