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制订1P68F上箱体工序卡及第一道机加工夹具设计 机械毕业设计

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南京理工大学泰州科技学院学生毕业设计（论文）中期检查表学生姓名王昊天 学 号0601510152指导教师武培军选题情况课题名称制订1P68F上箱体工序卡及第一道机加工夹具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：良所在专业意见：学习态度端正，出勤好，前期工作中较为勤奋、主动。设计过程中独立思考。毕业设计进度按计划进行。在毕业设计过程中学会了机械设计的一般方法。 负责人： 2010年4 月8 日 06015101521P68F幤淶 20104 8 南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）任务书学院（系）：机械工程学院专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：王昊天学 号：0601510152设计(论文)题目：制订1P68F上箱体工序卡及第一道机加工夹具设计起 迄 日 期:2010年03月22日- 6月27日设计(论文)地点:南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师:武培军专业负责人:龚光容发任务书日期: 2010年 3 月 12 日任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生；2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号；5任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 77142005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过本设计，使学生熟悉工序卡制订及夹具设计的一般过程，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，着重培养设计、计算、分析问题和解决问题的能力，进而总结、归纳和获得合理结论，进行较为系统的工程训练，初步锻炼科研能力，提高论文撰写和技术表述能力，为实际工作奠定基础，达到人才培养的目的和要求。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：原始数据（1） 工件材质：ADC12（2） 加工要求如图示详情见产品零件图； 设计要求：（1） 生产纲领：单班制年产2万台。（2） 工序卡编制须合理可行，夹具设计须定位准确，夹紧可靠。工作任务：（1） 查阅资料15篇以上，翻译外文资料不少于3000汉字，撰写文献综述和开题报告。（2） 完成机械加工工序卡设计。（3） 绘制夹具装配图1份（0号图纸）；合计不少于2张零号图纸（图纸须用计算机绘制）。（4） 撰写设计计算说明书不少于1.5万字。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 毕业设计成果以图纸和说明书形式交卷。符合国家标准;说明书层次分明、论据可靠、技术正确、图标规范、语句通顺。4主要参考文献：1 机械设计手册编委会. 机械设计手册M.北京：机械工业出版社，2007.2 杨可桢，程光蕴. 机械设计基础M.第四版，北京：高等教育出版社，2004.3 王先逵. 机械制造工艺学 M.北京：机械工业出版社，2004. 4 吴宗泽主编.机械设计师手册（上、下册）M.北京：机械工业出版社，2002. 5 李庆余， 张佳等主编.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社,2007.6 杨叔子主编.机械加工工艺师手册S.北京：机械工业出版社，2001.7 赵家齐.机械制造装备设计基础M. 海：上海交通大学出版社，2004.8 孙丽媛主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京：冶金工业出版社，2002. 9 龚定安，蔡建国编著.机床夹具设计原理M.西安：陕西科学技术出版社，1999.10 林文焕，陈本通.机床夹具设计M.北京：国防工业出版社，198711 液压传动设计手册编委会. 液压传动设计手册S. 北京：机械工业出版社，2006. 12 机械零件设计手册编写组.机械零件设计手册-液压气压传动S.北京：冶金工业出版社，1979.毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2010年 3月17日 3月23日 3月24日 4 月2日4月3日 4月10日4月11日 4月20日4月21日 5月15日5月16日 5月20日5月21日 6月4日6月5日 6月14日6月15日 6月18日6月19日 6月22日熟悉课题，查阅资料，外文翻译。围绕主题开展调研工作，了解工艺工作在一般机械加工行业中所起的作用，了解铝合金加工的一般方法，了解编制工艺的一般流程。撰写文献综述，完成开题报告工艺方案设计，经过综合讨论确定合理方的工艺案，制订工艺路线及工艺流程，熟悉相关软件编制相关软件，计算相关结构参数，编制本零件的工艺过程及机械加工工序卡对设计方案进行评价与修改，使之完善完成夹具总装图，绘制零件图整理相关资料，撰写并打印设计说明书正式提交设计成果（包括图纸及论文）准备论文答辩所在专业审查意见：负责人： 2010年 月 日院系意见：院系主任： 2010年 月 日 0601510152()1P68F幤 :20100322- 627(): : : 2010 3 12 1顢 2 3 4 5GB 77142005 6GB/T 74082005涨硰20083152008-03-15 1 2 1 ADC12 2 1 2 2 1 153000档 2 3 102 4 鲻1.5 3 ;淶4 1 . M.磬2007. 2 壬. M.İ棬磬2004. 3 . M.磬2004. 4 .M.磬2002. 5 .M.,2007. 6 .S.磬2001. 7 .M. 磬2004. 8 .M.磬2002. 9 .M.磬1999. 10 .M.磬1987 11 . S. 磬2006. 12 .-S.磬1979. 5 2010 317 323 324 4 2 43 410 411 420 421 515 516 520 521 64 65 614 615 618 619 622 2010 2010 南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：王昊天学 号：0601510152专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：制订1P68F上箱体工序卡及第一道机加工夹具设计指 导 教 师:武培军 2010 年 4 月 4 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 本文主要研究的是草坪修剪机的上箱体的加工过程，通过对机械加工工艺、工序进行分析，对气动和液动夹具进行小范围论述，由此对夹具有了一个初步的了解。设计出第一道工序所需要的夹具，最后还对现代机械进行一个简介，并提出了一些实质性的问题加以解决。关键词 草坪修剪机 夹具 工艺 结构1 草坪修剪机的概念现代社会是一个高度发达的社会，在高度发达的今天人们更加关注于环境问题所以植树造林成了各国关注的话题。在草坪建设中，草坪修剪机是主要的机械设备之一。目前，大片草坪的修剪，一般都使用小型的汽油为动力的草坪修剪机，其速度快、效率高。但是草地如果不及时去修整那么将不在美观，所以必需使用草坪修剪机，而修建机时由众多部件构造的，缺少任何一个部件都不行，我所设计的1P68F上箱体是其中比较关键的一个部件，是草坪修剪机的灵魂，而且工序繁多。草坪修剪机的工作原理是其底部装有四个轮子，可随意移动，剪草时手扶把柄由螺旋状的滚到将草切断。2 机械加工的工艺规程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1。工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验10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。 工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验,经过生产验证而确定的,是科学技术和生产经验的结晶2。所以,它是获得合格产品的技术保证,是指导企业生产活动的重要文件。正因为这样,在生产中必须遵守工艺规程,否则常常会引起产品质量的严重下降,生产率显著降低,甚至造成废品。但是,工艺规程也不是固定不变的,工艺人员应总结工人的革新创造,可以根据生产实际情况,及时地汲取国内外的先进工艺技术,对现行工艺不断地进行改进和完善,但必须要有严格的审批手续。 生产计划的制订,产品投产前原材料和毛坯的供应,工艺装备的设计,制造与采购,机床负荷的调整,作业计划的编排,劳动力的组织,工时定额的制订以及成本的核算等,都是以工艺规程作为基本依据的3。在新建和扩建工厂(车间)时,生产所需要的机床和其它设备的种类,数量和规格,车间的面积,机床的布置,生产工人的工种,技术等级及数量,辅助部门的安排等都是以工艺规程为基础,根据生产类型来确定。除此以外,先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用,典型工艺规程可指导同类产品的生产。再制定工艺路线众还需遵循以下步骤4(1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 (2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。 (3) 选择毛坯。 (4) 拟订工艺路线。 (5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 (6) 确定各工序所用的设备及刀具,夹具,量具和辅助工具。 (7) 确定切削用量及工时定额。 (8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 (9) 填写工艺文件。3 夹具的设计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。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具5。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）6。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成7。夹具种类按使用特点可分为：万能通用夹具8。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。专用性夹具9。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。可调夹具10。可以更换或调整元件的专用夹具。组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务11。4 现代机械的发展方向机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状12现代企业管理者对新产品开发、新机器的投入已有积极的追求，但对新机器、新产品开发所需的先进夹具的投入，重视者还不多。我曾碰到过这样的情况，一个企业的多功位加工中心所用的夹具仍然是螺丝加压板。这实际就是浪费，一个投入上百万元的加工中心的先进功能，被埋在只需再投入几千至万元左右的先进夹具上。在一般机器上，先进夹具见之则更少。 夹具有很多种，常见的有螺丝加压板式、凸轮式、楔块式等13，现代工业的进步，智能型机械手夹具已应用于先进的全自动生产线，机电液一体化的气动液压夹具已广泛应用于自动化生产线上，一种先进的手动夹具-快速夹钳已在流水线、半自动生产线上大显身手，并弥补了全自动生产线上自动夹具所不能满足的功能14。 先进的夹具用在普通的设备上，能挖掘普通设备的潜能，使之提高工效数倍，保障产品质量。用在类似加工中心的先进机器上，将使先进机器如虎添翼。夹具，这个投资少见效高的附件，已经到了我们所有企业都应重视的时候，他已经是我们开源节流，增效节资的重要手段15。参考文献1 何七荣. 机械制造工艺与工装M. 北京: 高等教育出版社，2003.7.2 刘玲. 计算机集成制造系统网络J. 通讯与计算机, 2000，21（2）： 155158.3 周迅. 零件加工工艺的简便分析方法J机械工艺师,2000.2(1):169200.4 杨桂霞. 新技术新工艺装备J. 机械工程师，2009,05,26(2):130156.5 吴智恒. 先进技术和经验J. 机械工程技术，2009,05,26(3):1588.6 金属机械加工工艺人员手册修订组. 金属机械加工工艺人员手册M. 上海学技术出版社, 1979.7 刘文剑, 莫天河, 赵继媛. 夹具工程师手册M. 黑龙江科学技术出版,1987. 8 夏祖印, 张能武. 机械加工实用手册.安徽科学技术出版社, 2008. 9 刘文剑, 曹天河, 赵维. 夹具工程师手册M. 1987. 10 孟少农. 机械加工工艺手册M. 北京：机械工业出版社, 1999. 11 周振宝. 机床夹具精度的分析. 机床与液压J. 2004. 12 余凤燕. 工件加工工序的自由度分析. 企业科技与发展J. 2008.10. 13 廖念钊，莫雨松，李硕根. 互换性与技术测量M. 北京：中国计量出版社,2000.9-19 14 王光斗, 王春福. 机床夹具设计手册M. 上海科学技术出版社，2000:17.15 劳动和社会保障部培训就业司、职业技能鉴定中心国家职业技术标准汇编M. 北京：中国劳动社会保障出版社，2003. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 本毕业设计应达到的目的与预期目标我所设计的1P68F上箱体一年生产2万件，这属于一个大批量生产，所要考虑的众多因素比如如何节约材料，如何加快加工速度等等，通过对参考文献的阅读和学习，针对任务书要求，对涉及零件做了一些初步地了解，工艺的编制和专用夹具的设计，以下几个步骤进行。(1) 首先了解使用设备和加工环境。(2) 研究图纸，搞清各相关要素加工要求。(3) 编制工艺过程文件。(4) 绘制夹具图纸。(5) 通过自己的设计体会，结合已有的参考文献，对工艺的编制和专机床夹具的设计流程进行归纳总结。2 研究途径通过对草坪修剪机的了解，能够使我设计的零件在脑子中有个详细的概念，针对任务书的要求，我准备采用以下手段来开展此课题：(1) 首先要收集国内外在草坪修剪机方面的先进成果，对这些先进的成果加以总结学习，了解这方面的基本信息，为下面的课题开展做好准备。(2) 去林海集团参观参观。(3) 进行数据的计算。(4) 对于加工时切削速度的控制。(5) 加工时进给量的控制。(6) 夹具夹持时不能损伤已加工表面。(7) 绘制施工图 在设计中应贯彻国家和行业的有关标准。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：本文对工件加工工序卡及夹具设计进行了介绍，提出了制定加工工序卡注意点，论述了专用夹具设计的基本要求、设计原则及夹具装配方法。对机加工工序卡及夹具设计有了一定的了解，为接下来所进行的毕业设计打下了良好的基础。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：通过本课题的设计，学生能基本熟悉工件机加工工序卡设计的全过程。在机加工夹具设计中，会合理地选择夹紧点和定位基准，并根据相关参数正确地计算夹紧力，了解手动、气动、液压夹紧各自的优缺点。本课题设计计算及查阅资料的工作量较大，如认真、独立完成整个设计过程应能够取得较大的提高，也为以后走上工作岗位开展各项工作提供一些方法。预计能设计出较合理的加工工序卡及夹具。 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 () 0601510152 ()1P68F幤 : 2010 4 4 1棨 2 315 4GB/T 740894涨硰20103152010-03-15 1 2000 飬 1 豸1P68F 2 涨,涨,110:,豸,鷽, ,2, ,3 (),豸,İ, 4 (1) , (2) , (3) (4) (5) ,缰 (6) 豸, (7) (8) 鷽 (9) 3 5纸?涨硢?6?()壨78任硢9()()1011 4 12塣 13廯-14 豸豸绢15 1 . M. : 磬2003.7. 2 . J. , 2000212 155 158. 3 . J,2000.2(1):169 200. 4 . J. 2009,05,26(2):130156. 5 . J. 2009,05,26(3):1588. 6 . M. , 1979. 7 , , . M. , 1987. 8 , . ., 2008. 9 , , . M. 1987. 10 . M. , 1999. 11 . . J. 2004. 12 . . J. 2008.10. 13 . M. , 2000.9-19 14 , . M. 磬2000:17. 15 M. 磬2003. 1 1P68F2漰 (1) 豸 (2) (3) (4) (5) 2 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 档 (7) 1 2 桢 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 40 页目 录1 引言12生产纲领32.1计算生产纲领决定生产类型32.2 计算生产节拍33零件分析53.1零件的作用53.2零件的工艺分析54 工艺规程设计74.1确定毛坯的制造形式74.2基准面的选择74.3制定工艺路线94.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定124.5确定切削用量及基本用时计145 夹具设计345.1 问题的提出345.2 夹具的设计34结束语38致谢39参考文献40附录A42 本科毕业设计说明书（论文） 第 47 页 共 35页1 引言四年的大学生活接近尾声时，我们进行了为期近四个月的毕业设计。毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。我们这些即将大学毕业的机械工程及自动化专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行思考问题，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。 本次设计是根据林海集团生产的要求，设计1P68F下箱体工序卡及第一道工序的夹具。所用机床主要是铣床、钻床以及加工中心等。本次设计要求是单班制年产2万台；夹具设计须定位准确，夹紧可靠。以及节约劳动力，节约生产成本，提高生产的效率。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，请老师给以指导和批评1。2 生产纲领2.1 计算生产纲领决定生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。（计划期常为一年，所以生产纲领也称年产量。）如附图所示的1P68F下箱体，(江苏林海动力机械集团)则该产品年产量为2万台,设备品率为17%机械加工废品率为0.5%,现制定该零件的机械加工工艺流程。技术要求；(1) 铸件尺寸公差按GB6414-1999CT要求；(2) 未注铸造圆角R12,拔模斜度130,未注倒角145 ,未注壁厚2；(3) 铸件技术条件JB2702-80-II-Y2要求；(4) 在(3040)104Pa压力下作水压试验1min,不得漏水和浸润；(5) 表面喷丸处理；(6) 硬度HB80,试样抗拉强度b270MPa；(7) 压铸件材料为ADC12；(8) 带*标记的螺孔及底孔根据配套要求加工。生产纲领N N=Qn(1+a%+b%) =20000(1+17%+0.5%) =23500(件/年)年产量为23500(件/年)，现通过计算, 生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为单件生产，成批生产，和大量生产三种，其中成批生产可分为大批生产，中批生产和小批生产，下表1是各种生产组织管理类型的划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相近，大批生产和大量生产相近，因此在生产中一般按单件小批，中批，大批大量生产来划分生产类型，这三种类型有着各自的工艺特点。表1 生产组织管理类型的划分生产类型零件年生产类型（件/年）重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000 500030000大量生产1000500050000所以综上所述，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为大批量生产2。2.2 计算生产节拍生产节拍=22天12个月8小时60分单双班90%/生产纲领=2212860190%/20000=5.7分钟3 零件的分析3.1 零件的作用箱体是各类机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件连接成一个整体，并使之保持正确的位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命3。题目所给定的箱体是1P68F汽油机的下箱体，1P68F上箱体主要可用于家用或半专业草坪修剪机配套，还可用于旋耕机、高压泵、扫雪机、发电机等机械配套，配套范围广阔，其中以草坪修剪机、旋耕机配套量最为广阔。下箱是其上面的重要零件，其主要作用是与上箱体配合使用达到应有作用4。3.2 零件的工艺分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册），即1P68F上箱体共有三组加工面，它们之间有一定的要求。现分析如下：3.2.1 以箱体结合面为中心的加工表面这组加工表面包括：箱体结合面、铣铰凸轮轴孔14、钻6.7的底孔攻丝M8以及两个销孔，其中，主要加工表面为箱体结合面。3.2.2 以轴承孔为中心的加工表面这组加工表面包括：28.4（）mm 轴承孔、钻螺纹底孔13-5、铣呼吸器端面、点火器搭子端面两大面罩螺栓固定搭子端面、攻丝13-M6-6H、各孔口倒角145。其中，主要加工13个M6底孔5mm和轴承孔。3.2.3 以其他平面为中心的加工表面这组加工表面包括：钻摆杆孔5以及固定操纵机构螺纹孔2-5深18、铣铰摆杆孔油封孔以及倒角、钻呼吸器通气孔4、攻丝2-M6-6H。3.2.4 以油封孔41.25（）mm为中心的加工表面这组加工表面包括：油封孔端面、4-M8-6H的螺纹、铣铰2-9、2-10、2-8的孔。3.2.5 以其他表面为加工表面钻5的底孔、攻丝M6-6H3.2.6 以其他表面为加工表面钻斜孔8的通孔3.2.7 这六组加工表面之间有一定的要求，主要是：(1) 结合面必须位于距离为公差值0.04mm的两平行平面内；(2) 结合面必须位于距离为公差值0.08mm，且与基准线A（轴承孔28.4（）mm端面）成理论正确角度35的两平行平面之间；(3) 销孔必须位于直径为公差值0.05mm的孔内，该孔位于相对于基准F（结合面）、A（轴承孔端面）及C（底座轴线）所确定的理想位置上；(4) 保证油封孔端面距轴承孔端面(56.20.1)mm；(5) 保证尺寸86.1 mm和(450.05)mm；由以上分析可知，对于这六组加工表面而言，可以先加工箱体结合面，然后借助于专用夹具对另外两组进行加工，并保证它们之间的精度要求1。4 工艺规程设计对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这工艺规程用工艺文件形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺规程2。工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须严格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善3。(1) 根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）。在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开。(2) 机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。(3) 新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等3。4.1 确定毛坯的制造形式铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题，铸件结构设计时，必须充分考虑适应合金的铸造性能。缩孔，缩松，裂纹，冷隔，浇不足、气孔等多种铸造缺陷，造成铸件很高的废品率3。零件材料为ADC12铝合金。考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于箱体年产量为2万台，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，再者，考虑到铸造方法生产工艺简单、生产周期短、适合批量生产，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。为了消除压铸后的残余应力，在压铸完成后的将铸件低温加热过程中使合金产生强化，以消除应力即人工时效1。4.2 基面的选择基准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，加工工艺规程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行1。4.2.1 基准的概念及其分类基准是指确定零件上某些点，线，面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面3。按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指零件设计图上用来确定其他点，线，面位置关系所采用的基准。工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准，定位基准，测量基准和装配基准四种。(1) 工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸，形状，位置的基准，及工序图上的基准。(2) 定位基准 在加工时用作定位点基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点，线，面。(3) 测量基准 在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准(4) 装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。4.2.2 基准问题的分析分析基准时，必须注意以下几点：(1) 基准是制订工艺的依据，必须是客观存在的。当作为基准的是轮廓要素，如平面，圆柱面等时，容易直接接触到，也比较直观。但是有些作为基准的是中心要素，如圆心，球心，对称轴线等时，则无法触及，然而它们却也是客观存在的。(2) 当作为基准的要素无法触及时，通常由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。如轴的定位则可以外圆柱面为定位基面，这类定位基准的选择则转化为恰当地选择定位基面的问题。(3) 作为基准，可以是没有面积的点，线以及面积极小的面。但是工件上代表这种基准的基面总是有一定接触面。(4) 不仅表示尺寸关系的基准问题如上所述，表示位精度的关系也是如此1。4.2.3 定位基准的选择选择定位基准时应符合两点要求：(1) 各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合设计要求；(2) 定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受打打切削力，保证定位稳定可靠。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是保证加工精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准1。(1) 精基准的选择。选择精基准的目的是使装夹方便正确可靠，以保证加工精度。主要应该考虑基准重合和统一基准的问题。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，此处不再重复。按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），为了加工精基准面才选择了粗基准面。对于本箱体，我是以毛坯孔为粗基准来加工箱体结合面的。先保证精基准的表面粗糙度，可以以结合面作为统一的基准。在以后的加工过程中精度就会得到提高。利用以及三搭子定位并夹紧，可达到完全定位及夹紧的目的。(2) 粗基准的选择。对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。而箱体零件一般都选择重要孔（如主轴孔）为粗基准，但随着生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的共建装夹方式是不同的。大批生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位，采用专用夹具装夹，但对本箱体来说，如果以轴承孔作为基准，则无法合理地加工出所要加工的箱体结合面，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以不加工表面作为粗基准；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位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现取以毛坯孔定位，三搭子定位并夹紧作为粗基准，利用油封孔定位销62使毛坯孔定位；三搭子定位并夹紧；利用螺栓顶住缸体结合面的侧翼，以消除六个自由度，从而达到完全定位5。4.3 制订工艺路线拟订零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作，拟订工艺路线时主要解决的问题有：选定各加工表面的加工方法；划分加工阶段；合理安排各工序的先后顺序；确定工序的集中和分散程度6。制订工艺路线时需要考虑的主题要问题有：怎样选择定位基准，怎样选择加工方法，怎样安排加工顺序以及热处理、检验等工序。而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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可考虑采用加工中心配以专用工夹具，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6。工艺路线一工序I 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II 喷砂。工序III 铸检。工序IV 加工箱体结合面、钻6-6.7mm的孔。工序V 加工销孔、轴承孔、攻丝M6深15mm。工序VI 加工油封孔、并透2-8mm的销孔、刮搭子端面。工序VII 加工放油孔。工序VIII 加工加油孔。工序IX 加工摆杆孔。工序X 去刺、清洗、检入库。工艺路线二工序I 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II 喷砂。工序III 铸检。工序IV 加工箱体结合面。 工序V 加工销孔、轴承孔、攻丝M6深15mm。工序VI 加工油封孔。工序VII 刮搭子端面。工序VIII 钻6-6.7mm的孔。工序IX 加工放油孔。工序X 加工加油孔。工序XI 加工摆杆孔。工序XII 去刺、清洗、检入库。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案不同之处在于：方案一（工序I）加工箱体结合面后还是以原先加工结合面的定位基准作为基准来进行6-6.7mm的孔加工，（工序VI）加工油封孔后还是以原先加工油封孔的定位基准作为基准来透4-8mm的孔；而方案二在加工箱体结合面后没有再以原先的定位基准进行加工，而是重新定位加工销孔、轴承孔、攻丝M6深20mm；加工油封孔后也没有再以原先的定位基准进行加工。两方案相比较可以看出，把方案一中的工序I（加工箱体结合面、钻8-7mm的孔）和工序III（加工油封孔、并透4-9mm的孔）分为两道工序较合理，把加工箱体结合面、钻8-7mm的孔放在同一定位基准内加工不能满足基准选择的相关原则、也不能保证相应的精度要求。所以将方案二中的工序I（加工箱体结合面、钻8-7mm的孔）和工序III（加工油封孔、并透4-9mm的孔）分别改为两道工序进行加工。具体工艺过程如下：工序I 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II 喷砂。工序III 铸检。工序IV 加工箱体结合面。工序V 加工销孔、轴承孔、攻丝M6深13mm。工序VI 加工油封孔。工序VII 钻8-6mm的孔。工序VIII 透4-8mm的孔，并刮搭子端面。工序IX 加工放油孔。工序X 加工加油孔。工序XI 加工摆杆孔。工序XII 去刺、清洗、检入库。以上加工方案大致看来似乎已经改正了以同一基准加工两道工序。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现还存在问题，基本上没有改变任何不足之处，主要还表现在加工箱体结合面、钻8-7mm的孔的定位基准上，加工8-8mm的孔时其中以未加工的销孔定位不能保证精度，所以必须得放在销孔后加工；加工油封孔后再透4-6.7mm的孔从正面无法加工，刀具加工时会碰到零件不需要加工的部分，所以应从反面进行透4-9mm孔的加工。并且上述两个方案的特点在于：方案一适合小批量的生产，方案二是采用铣削方式加工端面，每道工序比较清楚，且符合大批量的加工生产，最主要解决了基准问题，保证了基准重合。因而选用方案二的方式来加工。这样修改后就可以修正由于基准不重合造成的加工误差。因此，最后的加工路线确定如下：工序I 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II 喷砂。工序III 铸检。工序IV 加工箱体结合面镗孔加工销孔、先钻底孔6.7攻丝M6。以毛坯孔定位，三搭子定位并夹紧选用VF-O加工中心。 工序V 镗油封孔以及铣端面，、轴承孔。以毛坯孔箱体结面定位；选用加工中心VF-O。工序VI 铣平面镗孔及钻铰摆杆孔。以一销孔和箱体结合面定位；选用加工中心VF-OE。工序VII 铣镗油封孔。以销孔和箱体结合面定位；选用加工中心VF-OE。工序VIII 扩放油孔，。以销孔和箱体结合面定位，孔口倒角145；选用钻床Z4102。工序IX 钻斜孔。以销孔和箱体结合面定位；选用钻床Z4012。工序X 钻呼吸气孔。选用手枪钻工序XI 钻攻侧面油箱安装孔，攻丝M6-6H；选用钻床Z4012。工序XII 去刺、清洗、检入库。4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1P68F箱体的材料为ADC12铝合金，硬度HB80，试样抗拉强度b270Mpa毛坯重量为1.2千克。生产类型为大批生产，采用高压浇注毛坯7。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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：4.4.1 箱体结合面参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9，箱体的最大基本尺寸100160mm，铸造毛坯时一般采取7级尺寸公差等级和D级加工余量等级进行高压浇注7，所以毛坯的加工余量Z=0.9mm 1.5mm。而箱体结合表面的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um，参照机械制造工艺学表1-12，要求达到精铣加工，箱体结合面的最大加工长度300mm，加工宽度100mm，所以加工余量Z=1.5mm。因此，只要进行一次精加工就已能满足加工要求。4.4.2 28.4（）mm的轴承孔轴承孔不是盲孔，再加上其精度要求较高，故采用镗削加工。曲轴孔尺寸为28.4（）mm，见图样。轴承孔表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为0.8um，参照机械制造工艺学表1-11，要求达到精镗加工，且加工精度为IT6-IT7级，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-8确定曲轴孔的加工余量分配：半精镗： 28.2mm 2Z=1.1mm精镗： 28.4mm 2Z=0.2mm4.4.3 销孔(1) 销孔孔口平面8mm，考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺学表1-12，只要粗刮加工，分两次加工，根据相关手册，此时直径余量2Z=1.5mm已能满足加工要求。(2) 销孔底孔2-5mm，考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，精度要求不是佷高，参照机械制造工艺学表1-12，加工精度为IT11-IT12级，只要粗加工，一次钻销（此时加工余量2Z=1.5 mm）就已能满足加工要求。(3) 销孔2-8mm，其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um，参照机械制造工艺学表1-11，加工精度为IT8-IT9级，要求精加工才能达到精度要求，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9确定销孔的加工余量分配：钻孔 7.8mm 2Z=2.8mm铰孔 8mm 2Z=0.2mm4.4.4 62（）mm 的油封孔油封孔端面其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um，油封孔的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um，主要考虑油封孔的精度要求，采用复合刀加工，参照机械制造工艺学表1-12，加工精度为IT11级，要求达到半精镗加工，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9确定油封孔的加工余量分配：（复合刀）镗削： 61.75mm 2Z=1.3mm精镗： 62mm 2Z=0.25mm4.4.5 粗精铣缸体结合面考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um，参照机械制造工艺学表1-11，其加工精度为IT8- IT9级，精度要求不是佷高，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9，一次铣销即可满足要求。此时加工余量2Z=1.5mm。 4.4.6 6mm考虑其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um，参照机械制造工艺学表1-11，加工精度为IT8-IT9级，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9确定加工余量分配：钻孔： 5.8mm 2Z=1.3mm铰孔： M6 2Z=0.2mm4.5 确定切削用量及基本工时在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间称为时间定额。合理的时间定额能促进工人的生产技能和技术熟练程度的不断提高，调动工人的积极性，从而不断促进生产向前发展和不断提高劳动生产率。时间定额是安排生产计划、成本核算的主要依据，在设计新厂时，又是计算设备数量、布置车间、计算工人数量的依据2。工序I： 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序II： 喷砂。工序III：铸检。工序IV ：铣端面加工销孔、轴承孔、攻丝M8深20mm。以2-9mm毛坯孔箱体结面定位；选用加工中心VF-O。本工序采用查表法和计算法确定切削用量。(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。加工要求：铣平面加工销孔、轴承孔、攻丝M8深20mm。销孔的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um；镗28.4mm的曲承孔，表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为0.8um；攻丝M8深20其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um。机床：VF-O加工中心。刀具：复合刀，加长立铣刀，中心钻，直钻，铣铰刀。刀具材料：高速钢（YT15）。(2) 计算切削用量铣曲轴箱结合面铣端面(a) 已知箱体结合面毛坯厚度方向的加工余量为Z=1.5mm，但考虑到箱体结合面毛坯长度方向不是规则形状，因此可以把其考虑为长方形的形状考虑，又由于高压浇注的毛坯精度本身就较高，所以只要加工一次就行，ap =1.5mm计。(b) 进给量 根据切削用量简明手册表3.5，当要求达到表面粗糙度Ra=1.6um时，圆柱铣刀每转进给量=0.4mm/r0.6mm/r，而用于盘铣刀时进给量应该减小一半，=0.2mm/r0.3mm/r。 kv （4-1）刮平销孔孔口8mm孔口(a) 已知销孔孔口毛坯厚度方向的加工余量为Z=1.0mm，公差为0.3mm，考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺学表1-12，只要粗刮加工，此时直径余量2Z=1.5mm已能满足加工要求。所以只要加工一次就行，ap =1.5mm计。(b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表2.44, =0.39mm/r(c) 切削速度 （见机械加工切削数据手册表2.44）, =60m/min(d) 确定主轴速度 根据4-2式， （4-2）2123r/min因为选取的机床是加工中心,按机床选取=2123 r/min。所以实际切削速度=60m/min.(e) 切削工时， （4-3）根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以， =mm镗28.4（）mm轴承孔(a) 已知轴承孔毛坯厚度方向的加工余量为Z=1.5mm，考虑到轴承孔的形状规则，可以用复合刀加工，尽管高压浇注的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经过半精镗-精镗加工才能达到Ra的最大允许值为0.8um的精度要求。所以， 半精镗：2Z=1.1mm 单边余量Z=0.55mm 一次镗去全部余量，ap =0.55mm 精镗：2Z=0.2mm单边余量Z=0.1mm 一次镗去全部余量，ap =0.1mm (b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表3.24，当要求达到表面粗糙度Ra=0.8um时，粗镗每转进给量=0.39mm/r，精镗每转进给量=0.013mm/r(c) 计算切削速度 按机械加工切削数据手册表3.9，粗加工时的切削速度为=46m/min，精加工时的切削速度为=230m/min。(d) 确定机床主轴转速根据4-2式，半精镗加工时的机床主轴转速：516r/min精镗加工时的机床主轴转速：2579r/min因在加工中心上加工，所以无需考虑机床主轴转速没有这一挡。(e) 切削工时， 根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，半精镗切削工时，切削工时： =min精镗切削工时，切削工时： =min所以镗28.4（）mm轴承孔的总切削工时t =0.159+0.954=1.113min。所以,刮平销孔孔口8mm孔口的总切削工时为t=1.042=2.08min钻凸轮轴孔14深13(a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =0.18mm/r(b) 切削速度 根据机械加工切削数据手册, =30m/min(c) 确定主轴速度 根据4-2式，955r/min 因为选取的机床是加工中心,根据机床相关要求选取n=955r/min。所以实际切削速度=30m/min。(d) 切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=mm所以，钻凸轮轴孔的总切削工时t=0.105min钻削孔M8底孔6.7深20(a) 已知需加工的销孔加工余量为Z =1.0mm,公差为0.3mm,则ap =1.0mm,加工一次就可以满足要求。(b) 进给量 根据机械加工切削数据手册表2.4, =0.18mm/r(c) 切削速度 根据机械加工切削数据手册表2.4, =30m/min(d) 确定主轴速度 根据4-1式，1426r/min(e) 切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min所以，钻削孔2-6.7通,M8底孔6.7深20的总切削工时t =0.0972=0.194 min铣铰销孔2-8（）mm深7.5(a) 根据林海集团1P68F上箱体工序过程卡有关资料介绍，在铰孔时，进给量取0.18mm/r，即=0.18mm/r，=30m/min(b) 确定主轴速度根据4-2式，1194r/min根据有关资料介绍，由于选取的机床是加工中心,根据加工中心的相关要求选取n =1194r/min。所以实际切削速度=30m/min。(c) 切削工时计算：根据4-3式，=所以，铣铰销孔2-8mm深13的总切削工时t =0.0582=0.116min攻丝M8mm深20mm(a) 切削速度的计算 参照有关手册可知刀具寿面T =60m/min,采用高速钢螺纹刀,由于高压浇注毛坯精度已较高,又因粗牙螺纹,所以,R =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相关要求选取r/min 则切削速度 m/min （4-4）(b) 计算切削工时所以攻丝M8深20的总切削工时min其余两通孔工序V：加工销孔、轴承孔、攻丝M6，4孔深20，5孔深17，2孔深15深13mm以及铣端面。以28.4mm毛坯孔箱体结面定位；选用加工中心VF-O。本工序采用查表法和计算法确定切削用量。(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。加工要求：加工销孔、轴承孔、攻丝M6深13mm。销孔的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um；镗28.4（）mm的曲承孔，表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为0.8um；攻丝M6其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um。机床：VF-O加工中心。刀具：复合刀，加长立铣刀，中心钻，直钻，铣铰刀。刀具材料：高速钢（YT15）。(2) 计算切削用量镗62（）mm油封孔(a) 已知轴承孔毛坯厚度方向的加工余量为Z=1.5mm，考虑到轴承孔的形状规则，可以用复合刀加工，尽管高压浇注的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经过半精镗-精镗加工才能达到Ra的最大允许值为0.8um的精度要求。所以， 半精镗：2Z=1.1mm 单边余量Z=0.55mm 一次镗去全部余量，ap =0.55mm 精镗：2Z=0.2mm单边余量Z=0.1mm 一次镗去全部余量，ap =0.1mm (b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表3.24，当要求达到表面粗糙度Ra=0.8um时，粗镗每转进给量=0.39mm/r，精镗每转进给量=0.013mm/r(c) 计算切削速度 按机械加工切削数据手册表3.9，粗加工时的切削速度为=46m/min，精加工时的切削速度为=230m/min。(d) 确定机床主轴转速根据4-2式，半精镗加工时的机床主轴转速：236r/min精镗加工时的机床主轴转速：1181r/min因在加工中心上加工，所以无需考虑机床主轴转速没有这一挡。(e) 切削工时， 根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，半精镗切削工时，切削工时：=min精镗切削工时，切削工时：=min所以镗28.4（）mm轴承孔的总切削工时t =0.35+2.08=2.43min。铣呼吸器端面保证尺寸115.5，铣两点火器搭子端面钻预备孔13-A2.5如上所求：切削工时t=13*0.02=0.26 min(a) 进给量根据机械加工切削数据手册, mm/r(b) 切削速度 根据机械加工切削数据手册, m/min机床转速r/min切削工时=min钻削孔13-5通,M6底孔5深17、15、20(a) 已知需加工的销孔加工余量为Z =1.0mm,公差为0.3mm,则ap =1.0mm,加工一次就可以满足要求。(b) 进给量 根据机械加工切削数据手册表2.4, =0.18mm/r(c) 切削速度 根据机械加工切削数据手册表2.4, =30m/min(d) 确定主轴速度 根据4-1式，1911r/min(e) 切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min加工深20，17，12，14用时分别是0.047，0.023，0.035，0.02所以，钻削孔2-5通,M6底孔5的总切削工时t =0.0474+0.0235+0.0352+0.022=0.188+0.115+0.07+0.04=0.343min攻丝M6mm(a) 切削速度的计算 参照有关手册可知刀具寿面T =60m/min,采用高速钢螺纹刀,由于高压浇注毛坯精度已较高,又因粗牙螺纹,所以,R =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相关要求选取r/min 则切削速度 m/min (b) 计算切削工时切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=minmin加工孔深17，14，12分别用时0.06，0.05，0.04所以加工销孔、轴承孔、攻丝M6的总切削工时0.064+0.055+0.042=0.24+0.25+0.08=0.57min工序VI：铣平面镗孔及钻铰摆杆孔。以一销孔和箱体结合面定位；选用加工中心VF-OE。钻孔；本工序采用查表法和计算法确定切削用量。(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。加工要求：钻5mm,6mm,4mm的摆杆孔以及M6深15mm以及预备孔，其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为2.5um，1.6mm机床：加工中心（VF-OE）。刀具：直钻。刀具材料：高速钢（YT15）。(2) 计算切削用量钻预备孔A2.5(a) 进给量根据机械加工切削数据手册, =0.18mm/r(b) 切削速度根据机械加工切削数据手册, =30m/min(c) 确定主轴速度 根据4-2式，955r/min因为选取的机床是加工中心,按机床选取=955r/min。所以实际切削速度=30m/min.(d) 切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min钻5mm的孔考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺学表1-11，其加工精度为IT11- IT12级，精度要求不是佷高，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9，一次钻销即可满足要求。此时加工余量2Z=1.5mm。(a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =0.2mm/r(b) 切削速度 根据机械加工切削数据手册, =30m/min(c) 确定主轴速度 1365r/min 因为选取的机床是加工中心,按机床选取=3821r/min。所以实际切削速度=84m/min.(d) 切削工时，根据4-2式，式中： mm， mm， mm所以，=min所以钻2-5mm的孔总切削工时t =0.0952=0.19min。钻6的孔加工油堵孔6，以一销孔和箱体结合面定位；(a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =0.2mm/r(b) 切削速度 根据机械加工切削数据手册, =30m/min(c) 确定主轴速度 1365r/min(d) 切削工时=min所以，钻结合面的孔切削工时t =0.06+0.18+0.033=0.273min钻4的孔加工油堵孔4，以一销孔和箱体结合面定位；(a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =0.2mm/r(b) 切削速度 根据机械加工切削数据手册, =30m/min(c) 确定主轴速度 1365r/min(d) 切削工时=min攻丝M6mm深15mm(a) 切削速度的计算 参照有关手册可知刀具寿面T =60m/min,采用高速钢螺纹刀,由于高压浇注毛坯精度已较高,又因粗牙螺纹,所以,R =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相关要求选取r/min 则切削速度m/min (b) 计算切削工时切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=minmin所以加工销孔、轴承孔、攻丝M6深15的总切削工时min工序VII：铣镗油封孔。以销孔和箱体结合面定位；选用加工中心TC-229。(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。加工要求：铣镗油封孔，表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为1.6um。机床： VF-OE。刀具：盘铣刀,中心钻。刀具材料：高速钢（YT15）。(2) 计算切削用量铣缸体结合面(a) 已知箱体结合面毛坯厚度方向的加工余量为Z=1.5mm，但考虑到箱体结合面毛坯长度方向不是规则形状，因此可以把其考虑为长方形的形状考虑，又由于高压浇注的毛坯精度本身就较高，所以只要加工一次就行，ap =1.5mm计。(b) 进给量 根据切削用量简明手册表3.5，当要求达到表面粗糙度Ra=1.6um时，圆柱铣刀每转进给量=0.4mm/r0.6mm/r，而用于盘铣刀时进给量应该减小一半，=0.2mm/r0.3mm/r。=0.3mm/r(c) 计算切削速度 按切削用量简明手册表3.27，切削速度的计算公式 （寿命T=60min） kv 其中：CV = 31, qv = 0.25, xv = 0.1, yv =0.4, uv =0.3,pv =0.1, m = 0.2。修正系数kv见切削用量简明手册表1.28，即kMv=1.0, kSv=1.0, kKv=1.0, krv=0.8, kBv=0.8。所以m/min(d) 确定机床主轴转速 r/min 按机床说明书（见切削用量简明手册表3.30），与456.47r/min相近的立式铣床转速为355r/min及510r/min。现取n=510r/min。如果取n=480r/min，则速度损失太大。所以实际切削速度 96m/min(e) 检验机床功率根据切削用量简明手册表3.23，当硬度HB160，试样抗拉强度560Mpa，ae 52mm,ap1.7mm,do =60mm,Z=4, =96mm,近似为Pcc=2.3KW。故PccPcM，因此选用的切削用量可以采用。即=0.3 mm/r, ap =1.5mm, =510r/min，=96m/min。(f) 切削工时，按机械制造工艺设计简明手册表6.2-7， 式中： mm， mm， mm所以， =min铣铰销孔2-8（）mm深35(a) 根据林海集团1P68F上箱体工序过程卡有关资料介绍，在铰孔时，进给量取0.18mm/r，即=0.18mm/r，=30m/min(b) 确定主轴速度根据4-2式，1194r/min根据有关资料介绍，由于选取的机床是加工中心,根据加工中心的相关要求选取n =1194r/min。所以实际切削速度=30m/min。(c) 切削工时计算：根据4-3式，=所以，铣铰销孔2-8mm深35的总切削工时t =0.1952=0.39min铣铰销孔2-10（）mm铣铰销孔2-10mm通孔的总切削工时t =0.0742=0.149min铣铰销孔2-9（）mm深8铣铰销孔2-9mm深8的总切削工时t =0.0742=0.149min所以总切削工时t=0.814钻两油孔2-8mm(a) 已知孔口毛坯厚度方向的加工余量为Z=1.0mm，公差为0.3mm，考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺学表1-12，只要粗刮加工，此时直径余量2Z=1.5mm已能满足加工要求。所以只要加工一次就行，ap =1.5mm计。(b) 进给量 根据机械加工切削数据手册 表2.44, =0.39mm/r(c) 切削速度 （见机械加工切削数据手册表2.44）, =30m/min(d) 确定主轴速度 根据4-2式，1062r/min因为选取的机床是加工中心,按机床选取=1062r/min。所以实际切削速度=30m/min.(e) 切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以， =mm所以,刮平销孔孔口8mm孔口的总切削工时为t=0.042=0.08min攻丝M8进给量 参照机械加工切削数据手册表4.1-29, =1mm/r。切削速度 根据机械加工切削数据手册表3.1, =25m/min确定主轴速度根据4-2式，r/min 计算切削工时 =min所以攻丝M8螺纹总切削工时t=0.037 min两孔深17用时0.022 min，两空深32用时0.037 min工序VIII 扩放油孔，。以销孔和箱体结合面定位，孔口倒角145；。(1) 加工条件工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。加工要求：加工放油孔。孔的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为25um；攻丝M6-6H深14。机床：Z4102。钻5mm的孔考虑到其表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um，参照机械制造工艺学表1-11，其加工精度为IT11- IT12级，精度要求不是佷高，参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9，一次钻销即可满足要求。此时加工余量2Z=1.5mm。(a) 进给量 根据机械加工切削数据手册, =0.2mm/r(b) 切削速度 根据机械加工切削数据手册, =30m/min(c) 确定主轴速度 1364r/min 因为选取的机床是加工中心,按机床选取=1364r/min。所以实际切削速度=30m/min.(d) 切削工时，根据4-2式，式中： mm， mm， mm所以，=1min所以钻5mm的孔总切削工时t =0.081min。M6底孔5深14(a) 切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=min所以， M6底孔5深14的总切削工时t =0.0197min工序IX 钻斜孔。以销孔和箱体结合面定位；。工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。(1) 加工要求：加工放油斜孔。孔的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um；。机床：Z4102。刀具：复合刀，中心钻，直钻，铣铰刀。刀具材料：高速钢（YT15）。钻8的通孔铣铰销孔8mm通孔(a) 根据林海集团1P68F上箱体工序过程卡有关资料介绍，在铰孔时，进给量取0.18mm/r，即=0.18mm/r，=30m/min(b) 确定主轴速度根据4-2式，1194r/min根据有关资料介绍，由于选取的机床是加工中心,根据加工中心的相关要求选取n =1194r/min。所以实际切削速度=30m/min。(c) 切削工时计算：根据4-3式，=所以，铣铰销孔5mm的总切削工时t =0.107min工序X 钻呼吸气孔。选用手枪钻工件材料：ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。加工要求：加工呼吸孔。机床：手枪钻。钻通气孔1，2-7通孔工序XI 钻攻侧面油箱安装孔，攻丝M6-6H；。工件材料：钻攻侧面油箱安装孔，攻丝M6-6H ；ADC12铝合金，试样抗拉强度b270Mpa、高压浇注。加工要求：。孔的表面粗糙度要求为Ra的最大允许值为6.3um；。机床：Z4102。钻5的孔深12加工油堵孔5，以一销孔和箱体结合面定位；机床转速 r/min切削工时=min攻丝M6mm深10mm(a) 切削速度的计算 参照有关手册可知刀具寿面T =60m/min,采用高速钢螺纹刀,由于高压浇注毛坯精度已较高,又因粗牙螺纹,所以,R =0.2m/s=12m/min所以 r/min由于仍在加工中心上加工,所以按相关要求选取r/min 则切削速度m/min (b) 计算切削工时切削工时，根据4-3式，式中： mm， mm， mm所以，=minmin所总切削工时min工序XII 去刺、清洗、检入库。5 夹具的设计由机械制造工艺系统的组成机床、工件、刀具和夹具可看出夹具在机械加工占有很重要的地位。尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具。它们是机床工件之间的联结装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装配设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一，是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备，是机械加工工艺系统的一个重要组成部分8。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。经过与指导老师协商，决定设计第一道机加工夹具设计铣削箱体结合面的铣床专用夹具。本夹具将用于X52K型铣床。刀具为一把高速钢四齿盘铣刀8。5.1 问题的提出在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件加工表面的尺寸，几何形状和相互位置的精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的问题之一是使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位）并把工件压紧夹牢，以保证这个确定了的位置在加工过程中稳定不变（即工件的夹紧）就是工件在上的正确安装8。本夹具主要用来铣削箱体结合面的，由于对表面粗糙度的要求和对尺寸的要求并不是很高，所以毛坯孔定位，三搭子定位并夹紧来作为基准，就足以保证尺寸和位置精度。但由于工件形状比较复杂，箱体结合面并非水平面，所以设计夹具时必须考虑到使箱体结合面与铣刀垂直，并以方便高效的方式进行夹具，因此，本道工序加工时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。5.2 夹具设计5.2.1 定位基准的选择由于箱体件结构复杂、壁薄且不均匀，夹紧力过大或夹紧力着力点不适当，都会使工件产生夹紧变形。在这种状态下加工，虽然工件“合格”，但加工后撤去夹紧力，工件便恢复原状，破坏了已加工好的精度，在箱体加工中，必须注意夹紧对工件加工精度的影响，采取有效措施保证加工精度。夹紧力作用点的选择应选择工件刚度较大的部位，并保证夹紧力作用于主要定位面上。例如，夹紧力施于箱体的边缘实体或有筋的地方；提高接触刚度孔系加工时，应尽量提高箱体基准面与夹具定位元件的接触刚度。如夹具示图中，夹紧点定在与定位点同一垂线上，此种夹紧，刚性好，夹紧变形小。目前，最常见的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧、气压夹紧，其三种方法比较如下表：表2 机械夹紧、液压夹紧、气压夹紧三种方法的比较比较项目机械夹紧液压夹紧气压夹紧夹紧力较大最大中等动作快慢慢较慢较快环境要求一般较高适应性好构造一般复杂简单载荷变化影响没有有一些稍有远距离操纵短距离短距离中距离工作寿命一般一般长维护简单要求高一般价格一般稍贵便宜综上所述，气动夹紧载荷变化影响不大，夹紧力适中，是铝合金箱体加工件的理想夹紧方式11。由零件图可知，此箱体结合面对轴承孔有平面度及倾斜度要求，其设计基准为毛坯孔及三搭子。为了使定位误差为零，应选择以三搭子定位并夹紧的夹具。提高加工效率及方便加工，现决定采用四齿盘铣刀对结合面进行加工。同时，为了缩短辅助时间，易于操作和更换，准备采用气动杠杆夹紧装置。 气动杠杆夹紧机构是一种利用杠杆作用原理（当动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积时，杠杆平衡。杠杆平衡时杠杆处于静止状态或者匀速转动状态。这就是杠杆的工作原理）12，使原始力转变为夹紧力的夹紧机构。杠杆夹紧机构夹紧动作迅速，可起到增力作用，但自锁能力较差，受振动时易松开，所以常用气压或液压作夹紧力源或与其它夹紧元件组成复合夹紧机构13。5.2.2 切削力及夹紧力计算刀具：高速钢（YT15）四齿盘铣刀，60mm，z=4（见切削用量简明手册表3.28） (5-1)其中：CF =650, ap =1.5mm, xF =1.O, fz =0.4 yF =0.72, ae =50mm (在加工面上测的近似值) uf =0.086, do =60mm, qF =0.86, wF =0, Z=4所以 N水平分力：FH=1.1 F实=1540N垂直分力：Fv=0.3 F实=420N在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K=K1K2K3K4。其中：K1为基本安全系数1.5； K2为加工性质系数1.1；K3为刀具钝化系数1.1； K4为断续切削系数1.1；所以， F=KFH=1.51.11.11.11540=3074.6N选用气缸杠杆夹紧机构。其结构形式选用IV型，则扩力比i=0.6。为克服水平切削力，实际夹紧力N应为N()=KFH(5-2)所以， 其中及为夹具定位面及夹具面上的摩擦系数，=0.5。则N气缸选用63mm。当压缩空气单位压力P =0.5MPa时，气缸推力为r2P =3.140.031520.5106=1157N14。由于已知斜楔机构的扩力比i =1，故由气缸生产的实际夹紧力为N气=11573i=115730.6=2082N此时N气已大于所需要的3074.6N的夹紧力，故本夹具可安全工作。5.2.3 定位误差的分析由于本夹具没有涉及到定位误差，所以不作分析。5.2.4 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此应先着眼于机动夹紧而不采用手动加紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧方式。本工序因为是精加工，毛坯材料又是铝合金，切削力不是很大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，因首先降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的杠杆夹紧机构；三是在可能情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.4MPa增至0.5MPa），以增加气缸推力。我这个是气动夹具首先气缸的活塞下降压板抬起，使得工件可以放进去。压板下面的三个支撑杆一个可以活动两个固定的，将箱体放在支撑杆上，通过调节可以活动的螺母使得所要加工的箱体表面处于一个水平位置，此时有一个三角形结构限制了X,Y的转动和移动，又使用了一个支撑销限制了Z轴的移动，最后使用一个螺母限制了Z轴的转动。最后气缸活塞上升使得压板下降从而压紧工件 15。气动夹紧的气动原理图如下图5.1所示：图5.1气动原理图结束语1 该毕业设计是培养我综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题的能力。2 回顾这次毕业设计，从选题到最后的完成可以说是苦多于甜，但是这次设计巩固了我以前所学的知识，可以说是受益匪浅。3 这次设计使我收获了独立分析和解决问题的方法与能力，并懂得了一个道理理论联系实际很重要4 设计过程中我暴露了诸多的不足，这有待我以后加以改进和完善。5 这次设计能够顺利完成，除了问老师查阅资料，自己的毅力也占了很大的程度。没有我的不懈的坚持，恐怕是不能完成这次设计的。6 林海集团在物质上给了我很大的帮助，我们不仅去林海看零件，还使用了林海集团的一些内部资料，这对我完成设计有很大的帮助。7 只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次毕业设计使我