壳体的工艺工装设计-支撑壳体工艺工装设计【钻4-Φ7孔】（全套含CAD图纸）
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机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 10 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 卧式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 铣宽 28 三 面 刃铣刀， 卡尺 5 1 75 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 11 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式钻床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 钻 8 孔 麻花钻， 卡尺 20 1 450 锪孔 11 深 8 锪孔钻 卡尺 8 1 450 钻 纹底孔 麻花钻 卡尺 13 2 75 18 攻丝 锥 卡尺 13 2 95 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 12 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式钻床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 钻 12花钻， 卡尺 36 1 00 锪孔 20 深 14 麻花钻 卡尺 14 1 00 15 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 4 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 铣 下 端面 端铣刀 游标卡 尺 50 1 2 50 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 5 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 铣 上 端面 端铣刀 游标卡 尺 50 1 2 50 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 6 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 卧室车床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 镗 30 48弯 头 镗刀 游标卡 尺 80 1 000 800 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 7 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式钻床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 钻 12 麻花钻， 卡尺 40 1 00 30 钻 纹底孔 麻花钻 卡尺 18 1 75 18 攻丝 锥 卡尺 18 1 95 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 8 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式 钻床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 钻 4 孔 麻花钻 游标卡 尺 50 1 2 50 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 机械加工工艺卡片 工件名称 壳体 工序号 9 零件名称 壳体 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 卧式镗床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/z 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 钻 6 孔 麻花钻 卡尺 10 6 450 30 锪孔 64 锪孔钻 卡尺 1 6 1 450 15 计者 周晓栋 指导老师 鲍虹苏 共 1 页 第 1 页 1 如下图： 如下图： 2 3. 分析此零件发现该零件为非对称结构，所以需要将其拆分成若干图块分别绘制，首先绘制零件的底部圆柱体。 如下图： 如下图： 3 5. 上步完成后选择圆柱体的一平面为基准面进入绘制地盘圆柱体四周的小突起 如下图： 如下图： 4 如下图： 四个通孔 如下图： 5 如下图： 如下图： 6 择上步使用的基准平面进行草绘 如下图： 如下图： 7 如下图： 14拉伸后得到如下图所示： 8 尺寸图形 ： 形 9 尺寸图形 10 如下图： 如下图： 11 如下图： 如下图： 12 如下图： 如下图： 13 如下图： 如下图： 14 如下图： 到如图通孔 如下图： 15 如下图： 16 如下图： 如下图： 17 位置如 下 图 ： 得到如下图柱孔： 18 如下图： ，得到如下图凹孔 ： 19 20 如下图： 21 22 个通孔： 23 到如下图所示阶梯孔： 24 如下图： 25 切除命令绘制螺纹 如下图： 如下图： 26 最后安照图纸要求 成壳体三维绘图 如下图： 编号 无锡太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 支撑壳体工艺工装设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923014 学生姓名： 周晓栋 指导教师： 鲍虹苏 （职称： 高工 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院本科毕业设计 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计 支撑壳体工艺工装设计 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中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计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 91 学 号： 0923014 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、题目 支撑壳体工艺工装设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 机械加工是一种用加工机 械对 工件 的外形尺寸或性能进行改变的过程。广义的机械加工就是指能用机械手段制造产品的过程；狭义的是用 车床 （ 铣床 ( 钻床 ( 磨床 ( 冲压机 、 压铸机 机等专用机械设备制作 零件 的过程。 生产工艺是指在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程。 工序是工艺过程的基本组成单位。 三 、 本设计应达到的要求： 熟悉机械制造的历史，机械制造在国民生产中的重要性。 熟悉夹具的作用，了解零件的工艺分析 了解毛坯的材料，探讨毛坯的加工基准选择方法 学习加工工艺的安排，加工工时的安排 学习制作夹具的方法 学习 件的 制图方法 四、接受任务学生： 机械 61 班 姓名 周晓栋 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 7 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计指导： 指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2011 年 11 月 7 日 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 支撑壳体工艺工装设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923014 学生姓名： 周晓栋 指导教师： 鲍虹苏 （职称： 讲师 ） （职称： ） 2012 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕 业设计（论文） 支撑壳体工艺工装设计 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 91 学 号： 0923014 作者姓名： 周晓栋 2012 年 5 月 25 日 此处签名要手写 锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 支撑壳体工艺工装设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 机械加工是一种用加工机械对 工件 的外形尺寸或性能进行改变的过程 。 广义的机械加工就是指能用机械手段制造产品的过程；狭义的用 车床 （ 铣床 ( 钻床 ( 磨床 ( 冲压机 、 压铸机 机等专用机械设备制作 零件 的过程。 生产工艺是指 在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程 。 工序是工艺过程的基本组成单位。所谓工序是指在一个工作地点，对一个或一组 工件 所连续完成的那部分工艺过程。 在生产过程中，为了确保加工的精确，经济效益，加工简易等，经常使用夹具。 夹具 是 机械制造 过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置 。 三、 本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉机械制造的历史，机械制造在国民生产中的重要性。 熟悉夹具的作用，了解零件的工艺分析 了解毛坯的材料，探讨毛坯的加工基准选择方法 学习加工工艺的安排，加工工时的安排 学习制作夹具的方法 学习 件的制图方法 、接受任务学生： 机械 91 班 姓名 周晓栋 五、开始及完成日期： 自 2013 年 11 月 7 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教研室主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2011 年 11 月 7 日5 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 要 这次毕业设计内容涵盖了机械加工工艺和机床专用夹具设计、金属切削机床、公差尺寸与机械测量等各个方面的内容。 支撑壳体加工工艺及其钻 4- 7 孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、加工工序设计及专用夹具设计这三部分。机械加工工艺设计是在机械制造技术等专业课程所学的理论知识上，发挥专业知识解决实际生产问题的一次实践训练。机械制造技术定义：机械的生产过程中，改变生产对象的形状，尺寸，相对位置和性质等使其称为半成品或者成品 的工艺过程。以工艺文件的形式确定下来的工艺过程叫做工艺规程。将铸件，锻件毛坯或者钢材经过机械加工的方法，改变它们的形状，尺寸，表面质量，使其称为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。在工艺设计中，要对零件进行了解，了解零件的作用，应用场合，分析它的技术要求，这样可以保证零件的加工质量，还可以提高其生产效率。要研究零件毛培的工艺结构，制定出粗精基准，在设计出对应的加工工艺过程，完成工艺过程卡；然后按照工艺过程卡的要求，测量计算毛培每个工步所需的加工机床设备及其切削用量；然后按照所需加工要求，设计该机床的专用夹 具，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；设计的夹具尽量操作方便，加紧稳定，从而改善加工强度来获得更好的经 1 济效益。 关键词 ：切削用量；定位；误差 购买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 he of of 7 is in to to in a to it as of or In of is or to is to as to of of to so we to to of of to of as of is to as as to so as to to he 买后包 含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 V 目 录 摘 要 . . . 零件的分析 . 9 件的作用 . 9 具的作用 . 9 件的工艺分析 . 10 件工艺流程概念 . 10 体工艺分析 . 10 3. 工艺规程设计 . 12 械加工工艺规程内容 . 12 定毛坯的制作形式 . 12 坯的设计 . 13 面和基准的设计 . 14 面的概念 . 14 基准的选择 . 15 定工艺路线 . 16 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 17 确定切削用量及基本工时 . 18 4. 夹具设计 .题的提出 . 27 位基准的选择 . 27 位误差分析 . 28 具和夹具设计及操作简要 说明 . 30 具定义 . 30 5. 结论与展望 . 34 论 . 34 足之处与未来展望 . 35 致 谢 . 37 参 考 文 献 . 38 附录 . 39 支撑壳体工艺工装设计 1 太湖学院学士学位论文 2 支撑壳体工艺工装设计 3 太湖学院学士学位论文 4 支撑壳体工艺工装设计 5 太湖学院学士学位论文 6 支撑壳体工艺工装设计 7 太湖学院学士学位论文 8 1. 绪 论 机械制造业指从事各种动力机械、 起重运输机械 、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。 机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备。据统计美国 60%财富来自制造业，俄罗斯占 48%,中国制造业在工业总产值中也占有 40%。制造业是国家立国之本，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个 国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 壳体的加工工艺规程及其钻 4夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。壳体是组成机器或部件的主要零件之一，对其他零件有支撑和保护的作用。壳体部分常设计有安装轴密封盖，轴承盖等零件的凸台，凹坑，沟槽等。因此结构复杂。壳体的加工质量不仅影响其装配进度和运动进度，而且影响机器工作精度，使用寿命，性能等。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹 具，提高加工效率，减轻劳动强度，也保证零件加工精度。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 支撑壳体工艺工装设计 9 2 零件的分析 件的作用 图 件图 这个零件是一个支撑壳体类型的零件，这种零件内部可以存放和保护其他零件，这个零件的作用是可以和其他的零部件进行装配链接，以实现连接过度作用。零件通过四个底孔与 其他的零件相连接。 机床夹具的作用 夹具是机械加工中的一种工艺设备，它在机械加工中起着十分重要的作用，主要有以下的几个方面： 1）便于工件的正确定位，以保证加工精度 1 工件装夹在夹具上后，工件上各有关的几何元素（点、线、面）之间的相互位置精度在一定程度上就由夹具保证。当夹具在机床上正确定位及固定以后，工件在夹具中又得到正确定位并被夹紧，这样就保证了再加工过程中 “同批 ”工件对刀具和机床保持确定的相对位置，使加工得以顺利进行。 2）提高劳动生产效率和降低加工成本 太湖学院学士学位论文 10 采用夹具以后，可以 省去即十分费时又不很紧缺的划线、找正工序，减少了辅助时间。若采用联动夹具装置、快速夹紧装置，既能降低劳动强度，又能提高生产效率。例如采用气压、液压等传动装置，只需要几秒钟旧可以完成夹紧动作。 3）改善工人的劳动条件 采用夹具后，工件的装卸比不用夹具要方便、省力、安全。如果生产规模较大，还可以采用机械化传动装置和自动装卸工件的自动化夹具，以实现生产过程中的自动化，进一步提高劳动生产效率和改善工人的劳动条件。 4）扩大机床工艺范围 在单件小批量生产的条件下，工件的种类、规格多，而机床的数量、品种却有限。为了解决 这种矛盾，可以设计制造专用的夹具，使机床 “一机多用 ”。例如，可以采用专用的夹具，在车床上实现拉削。 夹具在机械加工中的作用是重要的，但是在不同的生产规模和不同的生产条件下，夹具的功用也有所侧重，其结构的复杂程度也有很大的不同。例如，在单件小批生产条件下，宜于使用通用的可调夹具，若采用专用的夹具，其结构也应求简单。在大批量生产的条件下，夹具的作用则主要是在保证加工精度的前提下提高生产效率，因此夹具的结构更完善些是必要的。虽然此时夹具的制造费用大一些，但由于生产效率的提高，产品质量的稳定，技术经济效果还是好的。 件的工艺分析 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程 2。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床 ，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过 程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。 壳体有 2 组加工面他们有位置度要求。 支撑壳体工艺工装设计 11 这 2 组加工面的分别为： 1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括，基准面底面和上端面， 48304 2：一个 30个主要 是其余的各个面，孔，和槽的加工。 该零件加工底孔时，采用的是一面两销定位。一面两销定位，是壳体、盖类零件加工常用的定位方式。一面，就是壳、盖的大平面，用一周圈若干个垫块（装配后磨平）支撑，垫块用沉头螺钉紧固在夹具体上。两销，一个是圆柱销，另一个是菱形销（削边销），菱形销的长轴与两销的连心线垂直，两销的中心距等于壳、盖的定位销孔的中心距。中心距尺寸公差一般选用 个销子上端，一般高出垫块上平面 5子直径公称尺寸与定位销孔公称直径相同，公差一般选用 面，限制了 3 个自由度，沿 Z 移动、绕 Y 转动。必须是一个圆柱销与一个菱形销，否则会过定位。 2 个定位孔的中心距是有公差（误差）的，与两销中心距不可能非常一致的，菱形销就是 “让开 ”两者中心距误差、安装干涉的，限制绕 Z 转动的。菱形销的长轴必须垂直于两销孔的连心线。圆柱销是限制沿 X、 Y 移动。 太湖学院学士学位论文 12 3. 工艺规程设计 械加工工艺规程内容 设计步骤及要求： 生产类型大批。 对零件进行工艺分析采用新国标。 确定毛坯的种类、形状、尺寸和精度。 拟定工艺路线。这是制定工艺规程的关键一步，其主要 工作是：选择定位基准，确定各表面的加工方法，安排加工顺序，确定工序集中与分散的程度，以及安排热处理、检验及其它辅助工序。在拟定工艺路线时，一般是提出几个可能的方案，进行分析比较，最后确定 一个最佳的方案。 确定工序所采用的设备。选择机床时，应注意以下几个基本原则： 机床的加工尺寸范围应与工件的外形尺寸相适应。 机床的精度应与工序 要求的精度相适应。 机床的生产率应与工件的生产类型相适应。如果工件尺寸太大、精度要求过高，没有适当的设备可供选择时，应考虑机床改装或设计专用机床。这时需要根据具体工序提出机 床改装（或设计）任务书，任务书中应提出与工序加工有关的必要数据、资料。例如：工序尺寸、工序公差及技术要求、工件的定位、夹压方式，以及机床的总体布局、机床的生产率等。 确定各工序所采用的工艺装备。选择工艺装备时应注意以下几点原则： 对夹具的选择。 对刀具的选择：一般情况下应尽量 选用标准刀具。在组合机床上加工时，按工序集中原则组织生产，可采用专用的复合刀具。 对量具的选择 ：量具主要是根据生产类型和所要求 检验的精度来选择的。单件小批量生产中应采用通用夹具，大批量生产中，应采用极限量规、高生产率的检验 夹具和检验仪器等。 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 确定各工序的切削用量。但对于大批量流水线生产，尤其是自动线生产，则各工序、工步都需要规定切削用量，以便计算各工序的生产节拍。 确定时间定额。 填写工艺文件。 定毛坯的制作形式 零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着各自不同的工艺特征。单件生产的基本特点是：生产的产品种类繁多，每种产 品的产量都很少，而且很少重复生产。例如重型机械产品制造和新产品试制等都属于单件生产。成批生产的特点是分批的生产相同的产品，生产呈周期性重复。如机床制造，电机制造等属于成批生产。成批生产又可按其批量大小分为小批生产，中批生产和大批生产三种类型 3。其中，小批生产和大批生产的工艺特点分别与单件和大量生产的工艺特点类似；中批生产的工艺特点介于小批生产和大批生产之间。大量生产的 支撑壳体工艺工装设计 13 基本特点是产量大，品种少，大多数工作的长期重复的进行某个零件的某一道工序的加工。例如，汽车，拖拉机，轴承等制造都属于大量生产。零件的生产类 型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领 N 可按下式计算： 2%:a :m:Q:%)1%)(1(废品率，一般取备品率，一般取量每台产品中改零件的数产品的年产量零件的生产纲领式中 根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。 根据本零件的设计要求，根据机械制造技术基础课程设计指导教程 3表 1 1设计零件 体的生产类型为中批量生产 。采用砂型铸造 坯的设计 壳体零件材料为 铸铁 200），硬度范围是 195坯重约 1 根据本零件设计要求，根据工程材料 表 3铸铁强度表 牌号 铸件厚度 /拉强度 微组织 基体 石墨 0 200 珠光体 中等片状 10 20 195 20 30 170 30 50 160 灰铸铁 抗拉强度和塑性低，但 铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。 生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型， 2 级精度组。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量， 零件加工工艺路线确定后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序的工序尺寸，为确定工序尺寸，首先应确定加工余量。 由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到这些要求。加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量 4。 对毛坯初步设计如下： 1. 48 因为孔只有 3030孔的粗糙度为 精加工表面。用于不生要的零件的非配合表面，如不要求定心和配合特性的表面，例螺栓孔、螺钉通孔、铆钉孔。 粗镗既可以满足要求，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为 3 2. 壳体的上下端面 该阀体的上下端面粗糙度都是 需要进行粗铣加工就可以满足该阀体端面的光 太湖学院学士学位论文 14 洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为 G，选取尺寸公差等级为 9级。 所以根据相关资料和经验可知，阀体的上下端面的单 边余量为 3合要求。 3. 宽 28端面 宽 28次粗铣即可满足要求。 所以根据相关资料和经验可知宽 70端面的单边余量为 2 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图 “壳体 ”零件毛坯简 图 坯图 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与 合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行 5。 基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念，机械产品从设计时零件尺寸的标注，制造时工件的定位，校验时尺寸的测量，一直到装配时零部件的的装配位置确定等，都要用到基准的概念。基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点 ,线或面 . 基准分为： 设计基准、 工艺基准 工艺基准又分为： 工序基准 、 定位基准 、 测量基准、 装配基准 基准面是指以之为基准用来确定其他点，线，面等尺寸的表面，分为设计基准面和加 支撑壳体工艺工装设计 15 工基准面，前者指图纸上的基准面，后者用于实际加工，该两者最好是指工件的同一个表面，基准面通常是指一个平面。在实际的操作中，基准面是为了保证加工精度和便于测量，在工件上选定的一个面作为定位面，在车削加工，常以工件的外圆面、台阶面或端面做为基准，目的就是为了便于 加工和测量。 在加工中，尽量使设计基准和定位基准相重合，在多工步加工中尽量使用同一个基准面，也不要使用毛坯面做为基准面，这样便于保证加工的准确性，减少由于基准不重合造成的误差。 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （ 2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （ 3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （ 4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （ 5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基 准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取 40外圆为定位基准，利用 V 型块为定位元件。 基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： （ 1） “基准重合 ”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2） “基准统一 ”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3） “自为基准 ”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该 表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4） “互为基准 ”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用 “互为基准 ”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 错误 !未找到引用源。 12和 30孔（一面 2 销）为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 太湖学院学士学位论文 16 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方案一 工序 ：铸造 工序 ：清沙 工序 ：时效处理 工序 ：铣下端面 工序 ：铣上端面 工序 ：钻 4工序 ：镗 4830工序 ：钻 12孔，钻 纹底孔攻丝 序 ：钻 614 工序 X：铣宽 28深 5序 2纹底孔攻丝 8孔锪孔 11 工序 孔 12锪孔 20深 14 工序 毛刺 工序 验 方案二 工序 ：铸造 工序 ：清沙 工序 ：时效处理 工序 ：铣下端面 工序 ：铣上端面 工序 ：镗 4830工序 ：钻 12孔，钻 纹底孔攻丝 序 ：钻 4工序 ：钻 614 工序 X：铣宽 28深 5序 2纹底孔攻丝 8孔锪孔 11 工序 孔 12锪孔 20深 14 工序 毛刺 工序 验 支撑壳体工艺工装设计 17 工艺路线三： 工序 I 铸造 工序 清沙 工序 效处理 工序 下端面 工序 V：铣上端面 工序 ：镗 4830工序 ：钻 12孔，钻 纹底孔攻丝 序 ：钻 4工序 ：钻 614 工序 X：铣宽 28深 5序 2纹底孔攻丝 8孔锪孔 11 工序 孔 12锪孔 20深 14 工序 毛刺 工序 检 工艺方案二和方案一，方案三区别在于方案二先镗 30， 48孔钻 12孔这样可以利用加工好的这几个孔作为定位基准，加工 48和 30更好地保证了工 件的加工精度，综合考虑我们选择方案一 具体的工艺路线如下 工序 I 铸造 工序 沙 工序 效处理 工序 下面 工序 V：铣上面 工序 4830工序 12孔，钻 纹底孔攻丝 序 4工序 614 工序 X：铣宽 28深 5序 2纹底孔攻丝 8孔锪孔 11 工序 孔 12锪孔 20深 14 工序 毛刺 工序 检 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 壳体零 件材料为 产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯 6。 1、 壳体的上下端面 因为壳体的上下和左右端面没有精度要求，粗糙度要求为 洁度要求不高，其 太湖学院学士学位论文 18 加工余量为 3、壳体的孔 毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于 间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为 确定切削用量及基本工时 1、工序 下端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用 。 由难熔金属的硬质 化合物 和粘结金属通过 粉末冶金 工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和 韧性 较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和 耐磨性 ，即使在 500 的温度下也基本保持不变，在 1000 时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作 刀具 材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、 有色金属 、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削 耐热钢 、不锈钢、高锰钢、 工具钢 等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。 硬质合金牌号 :度 g/弯强度不低于 N/1600 硬度不低于 常 见 用 途 : 适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中，不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣，一般孔和深孔的钻孔、扩孔。 相当于 ， 50 ， 25 v 刀具旋转线速度 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取 750 r 切削速度 000 n=(1000d r/ m/ 支撑壳体工艺工装设计 19 m 11 0 0 0 7 5 0501 0 0 0 w （切削速度） 当 750r/ 1 5 07 5 按机床标准选取 150（每分钟进给） 3） 计算工时 i/vf(铣圆周表面 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ， 则 机 动 工 时m i 3 0 3990(4)(4 21 工序 V：铣上端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 25 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取 750 r m 11 0 0 0 7 5 0501 0 0 0 w 当 750r/ 1 5 07 5 按机床标准选取 150 太湖学院学士学位论文 20 6） 计算工时 切削工时： 9 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 398921 ：镗 30481. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用高速钢 , ， d=n=1000r/据 明书，功率 5性刚度。 查表得 2.0则 阶台轴或阶台孔 L+2)i/(fn)=(L+2)di/(f000) ( t=（ 80+7+3） *1/（ 000） =序 ： 钻 12孔，钻 纹底孔攻丝 步一：钻 12孔的切削用量及基本工时 (1)钻 12机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 12 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 12 301000 796r/ 796r/近的机床转速为 900r/选取 900r/ 所以实际切削速度 1000 m 01 00 0 9 0012 m4) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=401l =4 2l =3t 支撑壳体工艺工装设计 21 =440 =0.4(工步二：钻 纹底孔 5 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2 钢的 00， 00 时， 。由于本零件在加工 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 7551000 切削工时： 8 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 5 391821 fn 工步三：攻丝 M6 15 17机床选取 95 ，则 机动时 8 ， 1 ， 2 攻 m 5 )3518()( 21 nf m 工序 4工步一：钻 7孔的切削用量及基本工时 (1)钻 7机床： 式钻床 太湖学院学士学位论文 22 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取 高速钢麻花钻 7 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 7 301000 1364r/ 1364r/近的机床转速为 1450r/选取 1450r/ 所以实际切削速度 1000 m 010 00 14 507 m5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l =4 2l =3t 4x（） =4x（410 ） =工序 614 工步 1：钻 6 机床： 式钻床 刀具： 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 5 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 7 301000 1364r/ 1364r/近的机床转速为 1450r/选取 1450r/ 所以实际切削速度 1000 m 010 00 14 507 m5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l 1 is a of so it s of a is to of of of of is of of of of so of on to be to at to on to of (1) of of of of is a of an a of (2) on a in of a on a to in to he to 2 to of is of (1) of to to 7up an is of (2) be of of TA of be 000r/8m/(3) of 7a (4) by of (5) of 000r/(6) 5000r/ is a of of as of As so to of is an he of on is or in to in to of is to of As 3 of on to of of is to of be in of to of is to be (1) is of if of in In we of (2) of a of be -3 In of we to in on of a of of of As of of to go or on in to of of of In (1) to of in to (2) of in to of of be of of of to of to (3) of of (4) as of at 4 n if of a to be a of if is a it be on a to (5) as in be of it to to on of be do do 3.4 of (1) at of is of is 00000to to be on is to of of a of to 399mm/of is a in 45mm,in of in of (2) in of in of of a of (3) of is to of is in of (4) of of so on be is,of of is to to in 5 in at ,80 (5) is a in as a of be in to of be in to or we of (6) a of (7) of in to of of 00 -5 of of of of at of of in to 加工工艺设计 缸体是零件中结构较为复杂的箱体零件，其精度要求高，加工工艺复杂，并且加工加工质量的好坏直接影响发动机整个机构的性能，因此，它成为各个发动机生产厂家所关注的重点零件之一。 缸体为一整体铸造结 构，其上部有 4 个缸套安装孔；缸体的水平隔板将缸体分成上下两部分；缸体的前端面从到后排列有三个同轴线的凸轮轴安装孔和惰轮轴孔。 缸体的工艺特点是：结构、形状复杂；加工的平面和孔比较多；壁厚不均，刚度低；加工精度要求高，属于典型的箱体类加工零件。缸体的主要加工表面有顶面、主轴承侧面、缸孔、主轴承孔及凸轮轴孔等，它们的加工精度将直接影响发动机的装配精度和工作性能，主要依靠设备进度、工夹具的可靠性和加工工艺的合理性来保证。 6 2. 发动机缸体工艺方案设计原则和依据 设计工艺方案应在保证产品质量的同时，充分考虑生产周 期、成本和环境保护；根据本企业能力，积极采用国内外先进的工艺技术和装备，不断提高企业工艺水平。发动机缸体机械加工工艺设计应遵循以下基本原则： （ 1）加工设备选型原则 加工设备选型采用刚柔结合的原则，加工设备以卧式加工中心为主，少量采用立式加工中心，关键工序 曲轴孔、缸孔、平衡轴孔加工采用高精度高速卧式加工中心，非关键工序 上下前后四个平面的粗铣采用高效并有一定调整范围的专用机床加工； （ 2）集中工序原则 关键工序 曲轴孔、缸孔、平衡轴孔的精加工缸盖结合面的精铣，采用在集中在一道工序一次装夹完成全部加 工内容方案，以确保产品精度满足缸体关键品质的工艺性能和有关技术要求。 根据汽车发动机缸体的工艺特点和生产任务要求，发动机缸体机械加工自动生产线由卧式加工中心 工中心、专用铣 /镗床、立式加工中心 设备组成。 （ 1）顶底面及瓦盖止口面粗铣组合机床 本机床为双面卧式专用铣床，采用移动工作台带动工件，机床采用进口西门子 统控制，机床设独立电控柜，切削过程自动化完成，有自动和调整两种状态； （ 2）高速卧式加工中心 该加工中心可实现最大 流量的湿加工，但由于设备自动排屑处理系统是通过位于托盘下的内置宽式排屑器而完成，该加工中心可以进行干加工；机床主轴转速 6000r/速进给速度 38m/ （ 3）前后端面粗铣组合机床 机床采用液压传动；控制系统采用进口西门子 床具有一定的柔性； （ 4）采用机床 本机床有立式加工中心改造而成形，具备立式加工中心的特点及性能，该机床具有高精度、高强度、高耐磨度、高稳定性、高配置等优点； （ 5）高速立式加工中心 该加工中心主轴最高转速 9000 r/制系统采用西门子公司 制系统 （ 6）高速卧式加工中心 主轴最高转速 15000 r/ 3. 发动机缸体机械加工工艺设计的主要内容 发动机缸体结构复杂，精度要求高，尺寸较大，是薄壁零件，有若干精度要求较高的平面和孔。发动机缸体机械加工的工艺特点是：主要是平面和孔的加工，加工平面一般采用刨、铣削等方法加工，加工孔主要采用镗削，加工小孔多用钻削。由于缸体结构复杂，因此如何保证各表面的相互位置精度是加工中的一个重要问题。 坯的选择 发 动机缸体采用的材料一般是灰铸铁 有采用铸铝或者钢板的，此发动机缸体采用高强度合金铸铁。缸体在加工前进行时效处理，以消除铸件内应力和改善毛坯的力学性能。 提高毛坯精度，减少加工余量，是提高自动生产线系统生产率及加工质量的重要措施。 7 由于国外箱体类零件毛坯质量和精度较高，其生产线系统已实现了毛坯直接上线，既省去了毛坯检查装置，也节省了由于毛坯质量问题而浪费的加工工时，提高了综合效益。因此，精化毛坯是提高生产率最有潜力的出路。对于发动机缸体生产线，可在零件上线前粗铣六个面，去除大 部分余量，便于零件直接上线。 械加工工艺基准的选择和加工 选择合理的加工工艺基准，直接关系到能否保证零件的加工质量。一般来说，工艺基准可分为粗基准和精基准。 （ 1）粗基准对于上线的毛坯，其粗基准的选择尤为重
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