摘 要
本设计上壳体零件加工过程的基础上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。的基础上，通过输入输出底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程中的第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，更高的生产力，对于大批量，满足设计要求。
关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差
Abstract
Based on this design process of shell parts. The main processing part is plane and hole machining. In general, it is easy to ensure precision machining holes than guarantee. Therefore, the design principle is the first processing surface after machining hole surface. Phase plane hole machining obvious to ensure the accuracy of machining and rough machining hole. On the basis of the foundation, through the input and output of the bottom surface as a good basis for the process. The main process is supported in the positioning hole in the process of the first, and then the processing hole plane and hole positioning technology support. The whole process is a combination of selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, higher productivity, in large quantities, meet the design requirements.
Key words: process, process, cutting, clamping, positioning, error
目 录
摘 要 II
Abstract III
1 序言 1
2 零件的分析 2
2.1 零件的形状 2
2.2 零件的工艺分析 2
3 工艺规程设计 4
3.1 确定毛坯的制造形式 4
3.2 基面的选择 4
3.3 制定工艺路线 4
3.3.1工艺路线方案一 5
3.3.2 工艺路线方案二 5
3.3.3 工艺方案的比较与分析 6
3.4 选择加工设备和工艺装备 7
3.4.1机床选用 7
3.4.2选择刀具 7
3.4.3选择量具 7
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8
3.6 确定切削用量及基本工时 9
4 设计钻底面孔夹具 22
4.1设计分析 22
4.2设计方案论证 22
4.3切削力及夹紧力的计算 22
4.4 设计及操作的简要说明 23
4.5 结构分析 23
4.6 夹具的公差 25
4.7 工序精度分析 26
5 铣侧面夹具设计 27
5.1 问题的提出 27
5.2 夹具设计 27
5.2.1夹具体设计 27
5.2.2定位基准的选择 27
5.2.3定位方案和元件设计 28
5.2.4定位误差的计算 28
5.2.5夹紧力计算 29
5.2.6夹紧机构的设计 31
5.2.7定向键与对刀装置设计 32
5.2.8确定夹具体结构尺寸和总体结构 34
5.2.9夹具设计及操作的简要说明 35
总 结 36
参考文献 37
致 谢 38
1 序言
机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。
而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。
而本次对于零件加工工艺及夹具设计的主要任务是：
⑴ 完成零件加工工艺规程的制定；
⑵ 完成专用夹具的设计。
通过对零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出零件加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切削力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。
2 零件的分析
2.1 零件的形状
题目给的零件是上壳体零件，主要作用是起连接作用。
零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。
2.2 零件的工艺分析
由零件图可知，其材料为HT20-40，该材料为灰铸造，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。
上壳体零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为3.2。2. 粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值3.2。3. 车外圆，表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。
上壳体共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：
(1)．底部端面的加工表面：
? ? 这一组加工表面包括：端面，内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。
(2).端面的加工表面：
这一组加工表面包括：端面，粗糙度为3.2；的端面，并带有倒角；中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，内圆直接在车床上做镗工就行了。
3 工艺规程设计
本上壳体假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。
该零件材料为HT20-40，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和 废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领
N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年
3.1 确定毛坯的制造形式
零件材料为HT20-40，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。
3.2 基面的选择
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，生产效率得以提高。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，使生产无法正常进行。
粗基准的选择，对像上壳体这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。
对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。
3.3 制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
3.3.1工艺路线方案一
10 铸造 铸造
20 时效 时效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗铣 粗铣底部大端面
50 精铣 精铣底部大端面
60 粗铣 粗铣顶部凸台端面
70 精铣 精铣顶部凸台端面
80 钻扩铰 钻扩铰底部2-φ11孔, 2-φ13孔，钻,14-φ11孔
90 铣削 铣削中间凹槽两端面
100 铣削 铣削两侧面
110 钻孔 钻凸台φ26
120 钻攻丝 钻M16螺纹孔并攻丝
130 钻扩铰 钻扩铰左侧4-φ16、φ20台阶孔
140 钻扩铰 钻扩铰右侧4-φ16、φ20台阶孔
150 钻 钻左侧4-φ9.6孔 机加工
160 钻扩铰 钻扩铰右侧φ8.5、φ9、φ12台阶孔
170 去毛刺 去毛刺
180 检查 检查
3.3.2 工艺路线方案二
10 铸造 铸造
20 时效 时效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗铣 粗铣底部大端面
50 精铣 精铣底部大端面
60 粗铣 粗铣顶部凸台端面
70 精铣 精铣顶部凸台端面
90 铣削 铣削中间凹槽两端面
100 铣削 铣削两侧面
110 钻孔 钻凸台φ26
80 钻扩铰 钻扩铰底部2-φ11孔, 2-φ13孔，钻,14-φ11孔
120 钻攻丝 钻M16螺纹孔并攻丝
130 钻扩铰 钻扩铰左侧4-φ16、φ20台阶孔
140 钻扩铰 钻扩铰右侧4-φ16、φ20台阶孔
150 钻 钻左侧4-φ9.6孔 机加工
160 钻扩铰 钻扩铰右侧φ8.5、φ9、φ12台阶孔
170 去毛刺 去毛刺
180 检查 检查
3.3.3 工艺方案的比较与分析
上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：
10 铸造 铸造
20 时效 时效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗铣 粗铣底部大端面
50 精铣 精铣底部大端面
60 粗铣 粗铣顶部凸台端面
70 精铣 精铣顶部凸台端面
80 钻扩铰 钻扩铰底部2-φ11孔, 2-φ13孔，钻,14-φ11孔
90 铣削 铣削中间凹槽两端面
100 铣削 铣削两侧面
110 铣削 铣削凸台φ26
120 钻攻丝 钻M16螺纹孔并攻丝
130 钻扩铰 钻扩铰左侧4-φ16、φ20台阶孔
140 钻扩铰 钻扩铰右侧4-φ16、φ20台阶孔
150 钻 钻左侧4-φ9.6孔 机加工
160 钻扩铰 钻扩铰右侧φ8.5、φ9、φ12台阶孔
170 去毛刺 去毛刺
180 检查 检查
3.4 选择加工设备和工艺装备
3.4.1机床选用
①.工序是粗铣、和精铣。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用铣床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的X52K铣床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4.2-7。
②.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。
3.4.2选择刀具
①.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。
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