变速箱体的数控加工工艺及粗镗、精镗φ80φ62孔夹具设计.doc

全套图纸加扣3012250582毕业设计说明书设计题目：变速箱体的数控加工工艺及夹具设计设计者： 班级学号：指导教师：2014年03月26日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文变速箱体的工艺规程和机床夹具设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘要毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的工艺分析与夹具设计训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充机械专业课程所学内容，掌握夹具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握夹具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。本设计主要对变速箱体进行工艺分析和夹具设计。结合公司实际生产要求和产品的特点，在厂原有的设计上，对工装夹具进行了改进设计。本设计对变速箱体加工工艺进行了分析，得出了最佳加工方案，在充分保证零件质量与精度的前提下，选择高生产率的加工工艺，降低生产成本，从而有效地节约了材料。本设计中使用计算机软件进行了辅助设计，在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程，使设计更为便捷。关键词夹具；加工工艺；辅助设计；CAD目 录摘要3一、序言6二、零件的工艺分析及生产类型的确定101.零件的作用102.零件的工艺分析103.零件的生产类型11三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图121.选择毛坯122.确定机械加工余量及毛坯尺寸公差123.确定毛坯尺寸及公差等级124.设计毛坯图13四、选择加工方法，制定工艺路线141.定位基准的选择142.零件表面加工方法的选择143.制定工艺路线15五、工序设计181.选择加工设备与工艺装备182.确定工序尺寸19六、确定切削用量及基本时间211.工序30：粗铣下端面的切削用量及基本时间的确定212.工序40：粗铣、精铣上端面两个工步的切削用量及基本时间的确定223.工序90：粗镗、精镗80，62的孔的切削用量及基本时间的确定23七、数控机床的选择及数控编程251.数控机床的选择252.数控铣削加工工件的安装方式253.数控加工刀具254.数控机床的维护261.日常维护保养262.每周维护保养273.每半年维护保养（停产检修）274.年度维护保养285.加工用量的选择与确定286.编程参数的计算281.切削参数的选择282基点的选择297.编程加工291.建立工件坐标系292.程序编制的原则30八、夹具设计31九、设计小结33致 谢34九、参考文献35一、序言由于新中国成立以来机械制造领域和发达国家就很大的差距，人们对夹具的认识也不够深刻，到后来我国经济的发展以及机械制造科技与世界的接轨，在夹具的使用与认知方面有了长足的进步，所以我觉得我们的夹具发展历史可分为三个阶段，第一个阶段就是纯手工化的阶段，那个时候夹具只是一种单单为劳动者加工提供方便的工具，第二个阶段人们意识到夹具的好处，除了之前的作用还将夹具大量运用到机床上进行定位夹紧等一些功能，简化了加工步骤，降低了劳动强度，加强了产品的加工精度，第三个阶段就是夹具和机床成为一体，成为人们加工产品过程中不可或缺的一部分。在夹具方面国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020%左右。1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2)能装夹一组具有相似性特征的工件；3)能适用于精密加工的高精度机床夹具；4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率； 6）提高机床夹具的标准化程；夹具方面我觉得现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。当前，随着科学技术的进步，特别是微电子技术和计算机技术的发展，是机械制造这个传统工艺焕发了新的活力，在生产组织、制造精度、制造工艺方法方面都发生了令人瞩目的变化。近一二十年来的技术紧张和发展趋势只要有以下几个方面：1、 常规工艺的不断优化常规工艺优化的方向是实现高效化、精密化、强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗、少（无）污染的先进实用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测控制系统的成套加工服务，使优化工艺易于为企业所采用。2、 新型加工方法的不断出现和发展包括精密加工和超精密加工、微细加工、特种加工及高密度能加工、新硬材料加工技术、表面功能性覆盖技术和复合加工，以适应机械产品更新换代对制造工艺提出的更高，更新的制造模式。3、 自动话等高新技术与工艺的饿紧密结合微电子、计算机和自动化技术与工艺及设备相结合，使传统工艺面貌产生显著、本质的变化，生产线自动控制、在线检测自适应控制、计算机辅助工艺工程设计、计算机辅助夹具设计、技术辅助装备工艺设计和智能制造系统等。同时，在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案。标准化就是使机床夹具标准化，通用化，机床夹具的标准化能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。夹具的发展必定随着科学技术的不断进步而不断的发展，必将科学，虚拟化，集成化，网络化，智能化，精密化，细微化，极限化。而且以后必将对劳动者体力上的要求比较少，而对劳动者所掌握的知识的要求会越来越高。我国的机械发展起步比较晚，和国外比还是有不小的差距的，所以我们在以后所从事的道路上得多接收更多的新的科学的知识，来武装我们自己，为国家的机械行业的崛起奉献一份力。随着科学技术的发展需要，夹具已成为现代化不可缺少的工艺装备，夹具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对夹具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。机械制造技术及毕业设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上，进行的一个实践教学环节，也是离开教学的最后一次设计，这次设计我们能综合运用机械制造中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为未来从事的工作打下了良好的基础。 在结束了机械制造技术及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床有效能的前提条件。本设计正是从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在结合数控加工切削基础、数控机床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识上，分析了具体零件在加工中心上的加工工艺。本次数控加工工艺的设计，我们根据具体零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和夹具。用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单；用自动编程软件或手工编程。通过数控仿真软件对程序和刀具走刀路径进行模拟仿真。用UG来画出工件的三维图供分析使用。制作工艺时还对工艺卡片进行制作。在本次工艺中，粗加工时，要以提高生产效率，但同时应考虑到经济性和加工成本，对于半精加工和精加工，应首先保证加工质量，同时兼顾切削效率，经济和加工成本，要选择合适的参数在最短时间内加工出精度较高的工件和设计出适当的工艺卡。本工艺设计在编定过程中参阅了很多有关工艺设计手册、教材和网上资料等资料与文献，并得到指导老师的帮助，在此表示衷心的感谢。由于时间仓促，编者水平有限,调查研究不够深，实际工作经验少,本设计中难免仍有很多缺点和错误,我们恳切希望老师批评指正。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行夹具设计。二是掌握夹具设计方法和步骤,了解夹具的加工工艺过程。机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：1培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。2学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。3使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。本书是夹具设计说明书，结合夹具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。二、零件的工艺分析及生产类型的确定1.零件的作用 题目所给的零件是变速箱体，是变速箱件的一个重要零件，直径为80和62孔和产品对面两个孔要保证同心，孔要求的表面粗糙度和位置精度比较高，工作时与轴相配合工作，起支撑作用。另附零件图图纸（附录一）。2.零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知道原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。以下是该零件需要加工的表面以及加工表面之间的相互位置要求：（1）上下端面粗糙度均为6.3，底面与侧面中心孔的垂直度要求为0.03；（2）左端面粗糙度为3.2，右端面粗糙度3.2，左右孔与中心92的孔的同心度要求为0.04； （3）中心92的孔为10级精度，采用基孔制配合，粗糙度1.6； （4）80的台阶粗糙度1.6；（5）62的台阶粗糙度1.6；（6）72的台阶粗糙度1.6；（7）侧面台阶孔22和30的台阶粗糙度1.6；由上面分析可知，可以先半精加工上下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行中间80，62孔进行镗孔，并且保证位置精度要求。其余所需要加工的部位均可以80和62的孔还有上下面作为加工基准，再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。3.零件的生产类型 依设计题目知：Q=4000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领N=40001（1+10%）(1+1%)=4444件/年对于零件质量，查机械制造技术指南表2-1（生产类型与生产纲领的关系）知其属于轻型零件，生产类型为中批生产。三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1.选择毛坯该零件选取的材料是 HT200，而且此零件外形较为简单，又属于中批生产，若选砂型手工造型生产，则效率低，铸件质量差，也不宜采用费用高，生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造，最后由机械制造技术指南表2-3（铸造制造方法）确定采用砂型机器造型，它能满足毛坯质量要求。2.确定机械加工余量及毛坯尺寸公差（1）已知铸造方法为砂型铸造机器造型，零件图最大轮廓尺寸为396190230mm，所以由机械制造技术指南表5-5（毛坯铸件典型的机械加工余量等级）取机械加工余量等级为F级，查得RMA=3mm；（2）已知毛坯材料是灰铁，且铸造方法为砂型铸造机器造型，所以查机械制造技术指南表5-1 （大批量生产的毛坯铸件的公差等级），选取毛坯铸件的公差等级为CT11，由机械制造技术基础课程设计指南表5-3（铸件尺寸公差） 取上下端面CT=3mm，中心80的孔CT=2.5mm，中心62的孔CT=2.0mm，中心72的孔CT=2.5mm，（公差带应相对于基本尺寸对称分布）。 3.确定毛坯尺寸及公差等级 由机械制造技术指南表达式5-3可知：R=F+RMA+CT/2 （RMA与铸件其他尺寸之间的关系）R=F+2RMA+CT/2 （双侧机械加工）R=F-2RMA-CT/2 （内圆面机械加工）（其中F为零件基本尺寸）得：项目上下端面80的孔62的孔72的孔公差等级11111111加工面基本尺寸F/mm230806272铸件尺寸公差CT/mm64.52.04.5机械加工余量等级FFFFRMA/mm3.02.52.02.5毛坯基本尺寸R/mm2367558674.设计毛坯图 （1）确定拔模斜度 根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为2-3。（2）确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选前后对称的中截面为分型面。 （3）毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做人工时效处理。毛坯图如下：四、选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择 粗基准的选择可以考虑以下几点要求：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须加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。2） 如果必须首先保证某很重要表面与不加工面之间的位置要求，应以首先保证某重要表面的加工余量，均应选择表面作为粗基准。3） 如果需保证各加工面都有足够的加工余量应选加式余量较小的表面作为粗基准。4） 选择粗基准的表面应平整，没有浇冒口，习砂等缺陷，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面，以免产生较大的位置公差。粗基准的选择：本设计选左、右两侧面为主要定位粗基准。首先加工两端面。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，根据零件形状结构和要求可知：80的孔和62的孔为设计基准，为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选择台阶82和62为定位基准，即遵循“基准重合”原则。另也可以以端面作为加工基准，作为粗基准。前道工序保证产品外形尺寸，也可以进行粗基准转移。 2.零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有上下端面、82孔、62孔、72孔、92孔及周边孔，螺纹孔，斜孔等，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下：（1）上下底面的公差等级为IT6，表面粗糙度Ra6.3，需要进行粗铣和精铣；（2）左端面的公差等级为IT8，表面粗糙度Ra3.2，需要进行粗铣和精铣；（3）右端面的公差等级为IT8，表面粗糙度Ra3.2，需要进行粗铣，精铣表面，粗镗孔、精镗孔； （4）82内孔公差等级 IT8，表面粗糙度 Ra1.6，毛坯铸造出预置孔，需要进行粗镗、精镗；（5）62内孔公差等级IT12，表面粗糙度Ra1.6，毛坯铸造出预置孔，需要进行粗镗、精镗；（6）72内孔公差等级IT12，表面粗糙度Ra1.6，毛坯铸造出预置孔，需要进行粗镗、精镗；（7）92内孔公差等级 IT8，表面粗糙度 Ra1.6，毛坯铸造出预置孔，需要进行粗镗、精镗；（8）32，22内孔公差等级 IT8，表面粗糙度 Ra1.6，毛坯铸造出预置孔，需要进行粗镗、精镗；（9）左侧面4-M10孔，中心距离要求很高，等级IT8，表面粗糙度Ra12.5，需要钻孔夹具来加工；（10）上侧面8-M10孔，中心距离要求很高，等级IT8，表面粗糙度Ra12.5，需要钻孔夹具来加工；（11）右侧面7-M10孔，中心距离要求很高，等级IT8，表面粗糙度Ra12.5，需要钻孔夹具来加工；（12）底面4-13，及26台阶孔公差等级 IT8，表面粗糙度 Ra1.6，毛坯铸造出预置孔，需要进行粗镗、精镗；3.制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用在镗床上配以夹具, 并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 方案一： 10 铸造毛坯 20人工时效热处理 30 粗铣、半精铣下端面 40 粗铣、半精铣上端面 50 粗铣、精铣右端面 60 粗铣、精铣左端面70 粗镗、精镗80孔 80 粗镗、精镗62孔 90 粗镗、精镗72孔100 粗镗、精镗92110 粗镗、精镗22孔和32台阶孔120 一次装夹，加工侧面2-M16孔130 一次装夹，加工侧面5-M10孔140 一次装夹，加工上表面8-M10孔150 一次装夹，加工侧面7-M10孔160 一次装夹，加工底面4-13孔及台阶170去尖角毛刺180检验合格，入库方案二： 10铸造毛坯20人工时效热处理 30 粗铣、半精铣下端面 40 粗铣、半精铣上端面 50 粗铣、半精铣右端面 60 粗铣、半精铣左端面70 粗镗、精镗80，62孔80 加工侧面5-M10螺钉孔90 精加工72的孔100 精加工底面4-13的孔及台阶孔110 一次装夹，加工上端面，8-M10120 一次装夹，加工侧面，2-M16130 一次装夹，加工侧面面，7-M10140去尖角毛刺150检验合格，入库 两个方案的分析比较：两方案都是先加工外形，但方案一是先把基准面加工好，以次作为基础，加工后道工序，定位基准都是统一的，如此定位基准精度较高，能够符合零件加工精度要求，方案二定位基准的精度较低，加工精度不高；故选择方案一中的工艺路线作为该零件的加工工序。机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号共2页产品名称齿轮零（部）件名称齿轮第1页材料牌号HT200毛坯种类 铸铁毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注序号工序名称工 序 内 容车间设 备工 艺 装 备工时准终单件1检查铸件检查毛坯是否有裂纹检目测2铣下端面夹毛坯外形，铣端面金铣床通用夹具3铣上端面夹毛坯外形，铣端面金铣床通用夹具4铣右端面夹毛坯外形，铣端面金铣床通用夹具5铣左端面夹毛坯外形，铣端面金铣床通用夹具6镗孔夹外形，粗镗，精镗80，62的孔金加工中心专用夹具7镗孔粗镗，精镗72的孔金加工中心专用夹具8镗孔粗镗，精镗92的孔金镗床专用夹具9镗孔镗侧面2-22及232台阶孔金镗床专用夹具10钻孔侧面钻2-M16的螺纹底孔金钻床专用夹具11钻孔侧面钻5-M10的螺纹底孔金钻床专用夹具12钻孔上表面钻8-M10的螺纹底孔金钻床专用夹具13钻孔侧面钻7-M10的螺纹底孔金钻床专用夹具14钻孔侧面钻4-13及台阶孔金钻床专用夹具15去毛刺去毛刺16检验检验检游标卡尺编 制日 期标记处记更改文件号签字日期五、工序设计1.选择加工设备与工艺装备（1）选择机床 根据不同的工序选择机床、工序20、30、40及工序50主要进行产品外表粗铣、半精铣等铣削加工，零件中批生产，不要求很高的生产率，表面精度要求不是很高，选用X51型立式铣床，普通通用夹具即可。、工序60，70，80和工序90主要进行粗镗、半精镗和精镗等工步，根据零件外轮廓尺寸、形状等，选用T611BX卧式镗床或者加工中心同时加工两个孔，同一平面上两个孔可以在加工中心上或者数控镗床上同步加工。、工序100，110，120，130，140主要加工侧面螺钉孔，上下端面的螺钉孔和通孔，根据零件外轮廓尺寸、形状等，选用Z3025摇臂钻床；（2）选择夹具 加工端面时均可采用通用夹具，镗孔，钻孔，攻丝，均需采用专用夹具进行加工。（3）选择刀具 .在铣床上加工的工序，铣削上下端面时，选用镶齿三面刃铣刀；铣削槽时，选用锯齿铣刀； .在T611BX卧式加工中心上加工的工序，粗镗时选用YG6硬质合金单刃镗刀，精镗时选用YG3 高速钢镗刀（机械加工工艺师手册）；. 在Z3025摇臂钻床上加工的工序，选用莫氏锥柄麻花钻；攻丝可以采用加工中心攻丝，速度快，效率高。（4）选择量具 本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表：工序工序名称量具20粗铣，半精铣下端面游标卡尺、粗糙块30粗铣、半精铣上端面游标卡尺、粗糙块40粗铣、半精铣右端面游标卡尺、粗糙块50粗铣、半精铣左端面游标卡尺、粗糙块60粗镗，精镗80，62的孔通止规、粗糙块70粗镗、精镗72的孔通止规、粗糙块80粗镗、精镗72的孔通止规、粗糙块90粗镗、精镗右端面上32的孔通止规、粗糙块100钻侧面2-M16的孔，游标卡尺、粗糙块110钻侧面5-M10的孔，游标卡尺、粗糙块120钻上端面8-M10的孔，游标卡尺、粗糙块130钻侧面7-M10的孔，游标卡尺、粗糙块140钻底面4-13的孔及台阶，游标卡尺、粗糙块2.确定工序尺寸 （1） 上下端面加工余量加工 表面工序单边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗铣精铣粗铣精铣粗铣精铣上端面2.50.5233.50-0.462330-0.312.56.3下端面2.50.5230.50-0.462300-0.312.56.3（3）72的孔加工余量工序单边加工余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗加工1.971.8+0.2703.2精加工0.172+0.0301.6（4）80的孔加工余量工序单边加工余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗镗2.479.8+0.2503.2精镗0.180+0.01401.6（5）62的孔加工余量工序单边加工余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗镗1.961.8+0.3503.2半精镗0.162+0.0401.6（6）22的孔加工余量工序单边加工余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗镗0.921.8+0.1003.2半精镗0.122+0.05201.6六、确定切削用量及基本时间1.工序30：粗铣下端面的切削用量及基本时间的确定 （1）切削用量：本工序为粗铣下端面，所选刀具为镶齿套式面铣刀，铣刀材料为高速钢，铣刀直径 d=80mm,宽度 L=36mm，齿数Z=10，根据机械制造技术指南表5-143 选择铣刀的基本形状。由于加工材料的 HBS 在 180-200之间，故选择前角o=7 ，主偏角kr=90，后角o=12(周齿)，o=8 （端齿），刀齿螺旋角=15。加工机床选用X51 型立式铣床。.确定每齿进给量fz 根据立式铣床型号与主要技术参数，X51 型立式铣床的功率为4.5kw，工艺系统刚性为中等；根据表5-144（高速钢端铣刀、圆柱铣刀和盘铣刀加工时的进给量）查得粗铣下端面时每齿进给fz=0.15-0.30mm/z，现取 fz=0.30mm/z。.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表5-148（铣刀磨钝标准），铣刀粗加工时后刀面磨损限度=1.5-2.0mm；根据表5-149（铣刀平均寿命），铣刀耐用度T=180min .确定切削速度和工作台每分钟进给量fMz 根据表2-17（铣削时切削速度的计算公式）： 查得 Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15 ，T=180min ，ap=1.3mm ，fz=0.30mm/z ，ae=15mm ，z=10 ，d=80mm ，kv=1.0 代入公式得 V= =132.6m/min n=527.6r/min根据立式铣床主轴转速，选择X51型立式铣床主轴n=490r/min，则实际切削速度 V=123.2m/min，工作台每分钟进给量为 fMz=0.31060=180mm/min 根据表 5-73（立式铣床工作台进给量），选择X51 型立式铣床 fMz=200mm/min，则实际的每齿进给量为fz= =0.30mm/z。 .校验机床功率 根据铣削时切削力、转矩和功率的计算公式，求得X51 型立式铣床铣削时的功率为 Pc= 查得CF=30 ,xF=1.0 ，yF=0.65 ，uF=0.83 ，wF=0 ，qF=0.83 ，ap=1.3mm ， fz=0.30mm/z ，ae=15mm ，z=10 ，d=80mm ，n=490r/min ,kFc=0.63 FC=28.0NV=123.2m/min=2.05m/sPc=0.0574kwX51 型立式钻床主电动机的功率为4.5kw，故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为fz=0.30mm/z,fMz=200mm/min,n=490r/min,V=2.05m/s (2)基本时间 根据铣削机动时间的计算公式），本道工序的基本时间为 Tf=)+(13)=1.3mm式中l =52mm l1=1.3mm l2 =1.3mm ae=15mm fMz=200mm/minTf=602=32.8s=0.6min2.工序40：粗铣、精铣上端面两个工步的切削用量及基本时间的确定 粗铣，精铣上端面，下端面，左端面，右端面，计算方法均可采用以上计算公式，这里不一一计算。本次设计中，主要对侧面，32的孔进行夹具设计，下面对这块的加工量和时间进行计算。3.工序90：粗镗、精镗80，62的孔的切削用量及基本时间的确定 本工序主要进行粗镗、精镗等工步，根据零件外轮廓尺寸、形状等，选用卧式镗床，由于侧面两个孔可以同时加工，可以采用数控机床加工，所以可以选择卧式的加工中心侧面加工。主轴孔径为48mm，电动机功率为7.5KW。a.镗80孔（1）切削用量 根据机械加工工艺师手册，选用刀具为YG6硬质合金单刃镗刀、杆部直径d为16mm，最小镗孔直径D为18mm，总长L为200mm。.确定背吃刀量ap双边余量为5mm，显然ap为单边余量，大小为5/2=2.5mm、确定进给量f当镗刀直径为16mm, ap3mm、镗刀伸出长度为160mm时，f=0.08mm/r。、确定切削速度计算公式。V=，其中Cv=189.8xv=0.15,yv=0.20,m=0.20,T=60min,kv=0.9X0.8X0,65=0.468,则v=63.2m/min，n=268.2r/min,选取n=250r/min.（2）基本时间 选取镗刀的主偏角为45度。Tj=（L+l2）/fn=1.8min=108sa.镗62孔（1）切削用量 根据机械加工工艺师手册，选用刀具为YG6硬质合金单刃镗刀、杆部直径d为16mm，最小镗孔直径D为18mm，总长L为200mm。.确定背吃刀量ap双边余量为4mm，显然ap为单边余量，大小为4/2=2mm、确定进给量f当镗刀直径为16mm, ap2mm、镗刀伸出长度为160mm时，f=0.08mm/r。（2）基本时间 选取镗刀的主偏角为45度。Tj=（L+l2）/fn=1.7min=102s七、数控机床的选择及数控编程1.数控机床的选择1）机床与毛坯如图所示的零件选用的机床为FANUC-0i系统的加工中心，毛坯材料选用HT200，选用尺寸为396mm*230mm*190mm的材料，2）数控铣削加工分析为了保证零件的各项精度需求，本工件采用对整个零件表面先进行先粗加工，再精加工的加工方案。粗加工主要用于去除工件余量，对于粗加工后的精加工余量，在保证加工余量的基础上，应尽量减少精加工余量。粗加工时，应以保证加工效率为主，因此粗加工一般使用大直径刀具。数控铣削加工零件时，粗加工和精加工一般采用顺铣即左刀补的加工方式。2.数控铣削加工工件的安装方式由于该工件为批量加工，所以在加工过程中选用专用夹具进行定位与装夹。夹具的要求，所以在数控铣削加工过程中，考虑到要不要用夹具的问题，夹具是用来装夹被加工工件的，因此必须保证被加工工件的定位精度，并尽可能做到装卸方便、快捷。选择夹具时应优先考虑使用通用夹具，使用通用夹具无法装夹、或者不能保证被加工工件的定位与加工工序的定位精度时，才采用专用夹具，专用夹具的定位精度较高，成本也较高。3.数控加工刀具在零件加工中，刀具的选择是一项非常重要的工艺内容。刀具选择的好坏，将直接影响到工件的精度和质量。在加工时，主要根据工件材料、工序内容、机床的加工能力等。传统的机床加工对刀具的要求比较低，而数控机床对刀具的要求则特别高。现代数控机床转速高，加工精度高，加工性状多种多样，而且加工的很多的零件的部位都是微细窄小表面，需要的刀具很小，因此，数控机床上的刀具就要有很高的要求。数控机床刀具一般要有高的强度、高刚度、高耐热耐磨性和硬度。在加工时要仔细选择刀具。在加工中心机床上，镗削零件侧面时一般用高速钢圆柱立镗刀，铣削上表面时多用硬质合金端面铣刀，加工沟槽时一般用硬质合金立铣刀，而对于一些底面圆或圆弧型的沟槽要用球头铣刀，钻孔时一般用的是高速钢钻头。数控铣削表面时一般速度较高。数控机床必须有与其相适应的切削刀具配合，才能充分发挥作用。数控加工中所用的刀具，必须适应数控机床所特有的工作条件，才能与机床在最佳配合条件下工作，从而充分发挥数控机床应有的作用。由于数控机床具有多把刀具连续生产的特点，如果刀具设计、选择使用不合理，就会造成断屑、排屑困难或刀刃过早磨损而影响加工精度，甚至发生刀刃破损而无法进行正常切削，产生大量废品或被迫停机，数控机床所用刀具不仅数量多，而且类型、材料、规格尺寸及采取的切削用量和切削时间也不相同，刀具耐用度的相差很悬殊。因此，在选用数控机床的刀具时，必须考虑到与刀具相关的各种问题。数控机床对刀具的要求：1)适应高速切削要求，具有良好的切削性能2)高的可靠性3)较高的刀具耐用度4)高精度5)可靠的断屑及排屑措施6)精确迅速的调整7)刀具标准化、模块化、通用化及复合化4.数控机床的维护1.日常维护保养1. 检查液压油箱，集中润滑油箱，三联件油杯液位，油标1/2以下需要加油。2. 检查集中润滑箱是否正常耗油，两天油位无变化，需报修。三联件油雾器顶油窗在用气时有油珠滴下。3. 检查气液增压器油面，油量不够时填加。4. 检查气源气压是否为5-6MPa.5. 检查切削液液位。确认切削液流量是否正常。6. 检查安全防护罩、门是否正常，无松动。7. 注意加工中是否有异响，异常温升。8. 注意是否有漏气、漏油、漏水现象并及时报修。9. 作业结束后，清除台面及三轴防护罩，水箱及滤网，大防护罩内所有切屑，机床外观清洁一次。10. 作业结束后，主轴内孔需擦拭干净。2.每周维护保养1. 目视检查ATC前后移动是否顺畅。2. 目视检查刀库回转是否顺畅。3. 确认主轴锁放刀动作是否顺畅。4. 清理三联件空气过滤器滤网。5. 检查或清理电控箱风扇滤网。6. 检查机械手油箱液位。7. 检查恒温油箱液位。3.每半年维护保养（停产检修）1. 打开三轴防护罩，清理积屑。2. 清理刀库，机械手，主轴上下，电机，大防护罩内外。3. 清洁三轴导轨刮刷。4. 彻底清洁冷却液箱，清洗滤网。5. 清洁润滑油箱，清理润滑泵滤网。6. 检查丝杠导轨润滑、磨损情况。（机修）4.年度维护保养1. 更换机械手、第四轴油箱油。2. 点检传动机构、液压系统、气动系统、润滑系统。（机修）3. 清理电控柜，紧固接线端子，清理NC风扇。（机修）4. 将保养中已解决与未解决的主要问题记录入档，作为下次保养或安排检修计划的资料。5.加工用量的选择与确定由于如图所示零件的加工是圆孔的镗削加工，所以精加工时，零件的加工余量为0.5mm。6.编程参数的计算1.切削参数的选择（1）主轴转速（n） 对于高速钢刀具，切削速度v取20m/min30 m/min，根据公式“n=1000v/3.14D”选取粗加工时主轴转速n=600r/min，精加工时主轴转速n=1000r/min。（2） 进给速度 (f) 粗加工时,为提高生产效率，在工件质量保证的前提下，可选择较高的进给速度，一般为100mm/min200mm/min，本零件加工中粗加工进给速度取150mm/min。精加工时，为保证精加工精度要求和表面粗糙度要求，印选较小的进给速度，一般在50mm/min100mm/min的范围中选取，本零件精加工进给速度取50mm/min。刀具空行程的进给速度一般取G00速度，或在600mm/min1500mm/min的范围中选取。（3）切削深度和切削宽度 采用高速钢刀具粗加工时，切削深度一般选取刀具直径的0.5倍0.8倍，本零件的粗加工中的切削深度取3mm。精加工时，为了保证工件表面质量，一般在深度方向一次性切深。2基点的选择由于产品是方形件，所以在选择基点时，可以选用材料的中心，即X轴，Y轴的中心。7.编程加工1.建立工件坐标系数控机床上编程坐标原点的位置是任意的，它是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：(1) 编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算， 减少计算错误。(2) 编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。(3) 对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。(4) Z轴方向的零点一般设在工件表面。本设计选择侧面和底面为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在工件上表面。 2.程序编制的原则工件坐标系原点的选择原则:1)工件原点应该选择在工件的设计基准上，以便于编程。2)工件原点尽量选择在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上。3)工件原点最好选择在工件的对称中心上。八、夹具设计本专用夹具是工序60，粗镗、精镗80，62的孔的专用夹具。所设计的夹具装配图及拆装零件图见附录三。夹具的有关说明如下： （1）定位方案：工件以下端面和底座的单面为定位基准，采用定位块单边定位的方案，两个支承板限制了3个自由度，上固定板限制了1个自由度，上压板支撑限制了1 个自由度，总共限制了6 个自由度。 （2）定位元件的选择：1、侧面定位块：2、调节压板及螺钉：调节支撑M840mm JB/T8026.4-1999 3、夹具体：（3）夹紧机构根据生产率要求及工件结构要求，采用螺旋压板夹紧机构，通过拧紧双头螺栓上侧的螺母使螺钉下移，压紧工件，实现夹紧，有效地提高了生产效率。夹紧机构采用手动操作。夹紧力主要作用是防止工件在镗削力作用下产生的倾覆和振动，手动螺旋夹紧是可靠的。（4）夹具与机床连接元件：采用与所选的卧式加工中心主轴相配合的过度盘与机床主轴相连接。（5）使用说明：安装工件时，将螺栓松开，压板拿出，将产品插入夹具体中间，两侧面定位板卡住产品宽度不动，继续插入，紧靠定位块，然后将压板插入螺栓，拧仅螺栓即可将工件压紧，工件安装完毕。 （6）结构特点：该夹具结构简单，操作方便，能够快速准确地将零件装夹完毕，有利于提高生产效率。 （7）夹紧力计算：由夹紧方案可知，夹紧力与切削力垂直 Fj=Fc=9.81Cfcaxfc pf CFC =92 ap =1mm f=0.06 Vc=2.5 FC K =1.2 Xfc=1 FC=0.75 nFC=0 KFc=1.2 算得 Fc =271N 又K=1.8 L=38 f1=0.1 H=58 可得Fj=868.7N 可知单螺栓夹紧机构完全可以达到要求。九、设计小结通过此次毕业设计，让我能将自己这四年来所学的专业知识重新拾起整理，并且在心中有了一个知识体系，知道如何去调用所学的知识，对于自己不了解的、不曾接触过的专业知识，知道可以通过查阅资料区学习并掌握它。记得刚开始接触到毕业设计的题目时，对于这个题目觉得无从下手。最后在老师的指导下，才知道原来这个题目的用意就是在于让学生深入了解一个机械产品的整个加工流程，将自己所学的专业知识重新收拾一遍，为以后走向工作岗位打下扎实的基础。有了这次毕业设计的经历，我深刻理解了一副好的夹具对于加工一个个产品来说是多么的重要，也学会如何将所学的专业知识应用于实际设计中。我们都知道，每一套夹具都经过不断地改进和完善，它的结构合理性，稳定性，越来越好的，所以不是简简单单的一份设计说明书就完了，需要做的事情还有很多。任何的设计都不可能时完美的，总存在一定的不足之处。因此本次毕业设计也不可避免的存在缺陷。我会再接再厉。继续努力。 本次毕业设计历时一个月左右，从最初的领会毕业设计的要求，到对拿到自己手上的零件件的工艺与性能的分析计算，诸如对产品结构的分析，对形状的分析等，不断地分析计算，对要进行设计的零件有了一个比较全面深刻的认识，并在此基础上综合考虑生产中的各种实际因素，最后确定本次毕业设计的工艺方案。然后是对加工余量的计算，直到夹具总装配图的绘制，用时近一个月。在这段时间里，我进行了大量的计算：从工艺计算，到夹具的计算，再夹具零件的公差与计算，到各种零件结构尺寸的计算以及主要零部件强度刚度的核算。其间在图书馆翻阅了许多相关书籍和各种设计资料。因此从某种意义上讲，通过本次毕业设计