机械制造技术课程设计-箱体零件的加工工艺及铣C面夹具设计.doc

图纸加153893706目录1前言12 箱体加工工艺规程设计22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工艺分析32.2箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施32.2.1确定毛坯的制造形式32.2.2基面的选择42.2.3确定工艺路线42.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.2.5确定切削用量72.3小结173 铣箱体面专用夹具设计183.1 加工面专用夹具的设计183.1.1 研究原始质料183.1.2箱体夹具定位基准的确定183.1.4计算夹具的切削力与夹紧力193.1.5误差的研究以及计算213.1.6 铣夹具的使用说明214总结23参考文献24致 谢25图纸加1538937061前言我们国家的制造机械生产的零件与产品,并且把其加工成制造行业的设备或者部件。制造的的设备或者部件不仅能自己行业使用,也又能给其他的的行业使用,机械加工的行业中有着多种多样的设备或者部件。制造产业在生活当中是人们所不能离开的, 所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。,这也是对国家基础经济的发展里面当中,比较主要的重大的支撑。因此说从当中一种层面的来说,机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。我自己对本工装夹具的设计是在学完了了机械制图。以及工艺学课程以后,对所学知识的检验。用合理的方法解决箱体零件,零件生产当中,零件的定位与夹紧。正确的安排箱体加工过程当中的方法,合理地解决工序的尺寸这些的问题,和对铣面工序；进行加工的专用铣夹具设计，确保了箱体加工工序的尺寸和箱体的加工的质量。我的这个设计主要就是培养,我自学以及创新的知识水平。我的这个设计是综合层次性,实习所起到的作用很大,许多知识面也要被广泛的使用。所以在制造加工的时候,不仅要分析到基本的制造的原理和基础的理论的知识,还要仔细研究生活当中制造的需求,只有把许多种理论知识和现实制造互相的结合在一起,本箱体设计才能够顺利的完成。我自己对箱体设计不是太好,能力有有限制,所以难免容易出现些许缺陷等问题,在这我能够给我批评以及指导。 2 箱体加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用我本次课设是箱体零件的工艺的编制；与铣面的专用夹具的设计，箱体是机器比较主要的的步件，箱体的主要作用是和箱盖配合，起到连接固定密封防尘的作用，箱体承受着容易变动的冲击的载荷，故箱体的强度就要求非常的高；因此在平常的生活工作当中，使用得比较广泛，也因此起到了比较重要的作用。2.1.2零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。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）主要加工面：1）铣18mm底端平面2）铣122两端平面及平面3）镗孔,镗孔4）钻4-9孔，48孔，26孔5）车45外圆，38孔，34孔。（2）主要基准面：1）以18mm底端平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：镗孔,镗孔、车45外圆，38孔，34孔2）以钻4-9孔为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是48孔，26孔各孔与其它各表面2.2箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不小，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的表面作为加工的粗基准，可用装夹对侧面进行加紧，利用端面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的中间大孔及端平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线工艺路线方案一工序号工序名称工 序 内 容 及 要 求1钻以中间大孔为基准钻4个M8螺纹底孔，并攻螺纹2钻以中间大孔为基准钻6个M6螺纹底孔，并攻螺纹3钻以18mm底面及其两孔为基准钻个M6螺纹底孔，并攻螺纹4钻以底面及前端面为基准，钻49孔及扩14孔5镗以18mm底平面为基准镗96沉孔87孔47.6孔6车车45外圆及镗34孔38孔7钻以18底面钻28孔及26螺纹底孔，并攻螺纹8铣以C面及后端面和左端面为粗基准，铣18底面9铣以右端面为基准，铣122两侧面10铣1.以18底面为基准，铣前C面11钳工去除锐边毛剌12终检全尺寸检验工艺路线方案二 工序号工序名称工 序 内 容 及 要 求1铣以C面及后端面和左端面为粗基准，铣18底面2铣以右端面为基准，铣122两侧面3铣1.以18底面为基准，铣前C面4钻以底面及前端面为基准，钻49孔及扩14孔5镗以18mm底平面为基准镗96沉孔87孔47.6孔6车车45外圆及镗34孔38孔7钻以18底面钻28孔及26螺纹底孔，并攻螺纹8钻以中间大孔为基准钻4个M8螺纹底孔，并攻螺纹9钻以中间大孔为基准钻6个M6螺纹底孔，并攻螺纹10钻以18mm底面及其两孔为基准钻个M6螺纹底孔，并攻螺纹11钳工去除锐边毛剌12终检全尺寸检验工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铣平面工序放到前面。加工完平面后以平面这基准加工其它各孔,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工平面，然后以平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，平面的平行度要求同时为加平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再加工孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工时不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了加工出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加工平面后加工孔，然后以这些已加工的面为精基准，加工其它各孔便能保证形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定箱体的材料是HT200，生产类型为中批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为中批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。1）以C面及后端面和左端面为粗基准，铣18底面，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，保证工序尺寸。2）以右端面为基准，铣122两侧面时，用铣削的方法加工平面。由于平面的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分粗，精铣的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1mm3）以底面及前端面为基准，钻49孔及扩14孔，根据参考文献8表4-23考虑加工余量2.5mm。可一次钻削加工余量2.5mm，精加工0.5mm，可达到要求。4）以18mm底平面为基准镗96沉孔87孔47.6孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量3mm，精加工1mm。.2.2.5确定切削用量工序：以C面及后端面和左端面为粗基准，铣18底面粗铣18底面：选择箱体的材质料为HT200，铸件。取X51K式的机床。查阅参考书籍7的表3135取的材料的硬质合金的铣刀， ，深度加工：进给量：查参考资料2的附表2.1-75，取加工切削的速度：由参考书籍7的表3236，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）式中 V切削的速度； d铣刀的宽度。由式2.3铣床主轴的转速：参照参考书籍4的资料表3.4-76 实际切削的速度：进给量： 工作台60秒的进给量： ：查参考书籍7资料表2.2-86,加工时间加工层的距离：按照箱体毛坯的大小得， 刀具切入时长度： 刀具切出的长度：选择走刀次加工的时间：按照参考书籍1的表2.4-48加工的辅助用时精铣18底面深度加工：进给量每齿：查参考书籍2的表3235，选择切削的加工的速度：查参考书籍3的表1832，选择铣床主轴的转速，查书籍的公式式（2.2）知道：查参考书籍8的表3.2-37 切削加工的实际的速度：加工进给的量，查书籍的表（1.4）得：工作台60秒的进给量： 得加工切削层的长度：由箱体毛坯的长度得 刀具切入的长度：得铣刀切出的尺寸长度：得切削为1次机加工的用时：查参考书籍3的表2.2-47知道切削的辅助的用时工序：以右端面为基准，铣122两侧面根据工序的加工要求，选用铣床X51K。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。粗铣孔两端平面刀具的材质，选用硬质合金的铣刀。所选铣刀的宽度。刀具的几何的参数查参考书籍7的表9.1-25选用：、。深度的加工：刀具的耐用度：查参考书籍3的表9.6-9的表9.4-7取后刀面磨损的极限选取，使用年限。实际的加工的速度V：查参考书籍3的表9.3-11选择 铣床主轴转速： 根据铣床加工的说明知： 加工实际速度：工作台60秒的进给量加工： 根据铣床机床的使用的说明书得： 校验铣床的机动的功率：由参考书籍3P5-107页3.2的式子： 其中， ，把上面的代入式（2-6）知道： =2361.46NV=0.99m/s把、V算入1-3知：由于电机的功率为7.5KW铣床机床主轴的，故加工切削用量能够满足加工。确定加工用时：由参考书籍2的表9.3-36加工的切削加工的时间得： 其中：，查参考书籍2的表9.2-37知，计入式2-5得： 工序以底面及前端面为基准，钻49孔及扩14孔机床：摇臂钻床Z35刀具：参考选用相关参考文献3表4.540.0的高速钢锥形柄的麻花钻头。钻孔到，进给量：参考选用相关书籍文献3表2.438，取。切削速度：查阅书籍文献3表2.441，取。机床主轴转速：，查阅书籍文献3表3.131，取实际钻孔的加工的速度：切削工时 被切削层长度：麻花钻切入加工时的长度： 钻头切出时的长度： 取走刀次数为1机动时间： 扩孔14箱体的材质是200铁，孔的直径选择14mm。加工的机床选取摇臂钻床Z35钻床，加工的工序选择14的扩孔钻头。进给量：按照参考书5资料表2.5-39，使用制造的速度：依据教科书籍5资附表2.7-49，使用查书里式子（2.5）钻床主轴的转动速度：，选择扩削时的实际速度：被切削加工层的长度：钻头切入的长度：刀具切出的长：走刀的次数是1被切削加工层的长度：钻头切入的长度：刀具切出的长：1次加工完成机动所耗费的时间：工序：以中间大孔为基准钻4个M8螺纹底孔，并攻螺纹钻M8孔工件材料为HT200铁，孔的直径为6.7mm。加工机床为摇臂钻床Z35，加工工序为钻孔至6.7，选用6.7的麻花钻头。攻M8螺纹，选用M8细柄机用丝锥攻螺纹。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-43，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 次数为1攻M81.25的螺纹机床：摇臂钻床Z35刀具：细柄机用丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献5表2.4-106，取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 攻M8螺纹的工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得攻丝的辅助时间工序以18底面为基准，铣前C面根据工序的加工要求，选用铣床。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。选用刀具的材质为硬质合金的铣刀。刀具的宽度取选择，其几何的参数查参考书籍4的表9.1-25选用：、。深度的加工：每一转的加工的进给量为，故加工的速度计算转速的计算：根据铣床加工的说明： 实际加工速度： 工作台60秒进给量加工： 参照铣床使用说明： 切削用时：查参考书籍4的表9.2-37加工的时间得： 其中：，查参考书籍3的表9.1-36知，算入式2-5知： 工序：以18mm底平面为基准镗96沉孔87孔47.6孔机床选取6140车床镗刀材质选择硬质合金镗刀。深度加工：，加工时：由参考书籍的表2.4-69，镗刀的刀杆伸出的长度使用取，深度制造。加工进给距离得出。制造的速度：依据教科书籍书3资料表2.3-7取主轴制造时的动度：，依据教科书籍3 资料表3.2-45得出制造时的速度：工作台60秒钟的加工进给距离： 被切削层的距度：刀具切入的距离： 刀具切出时的距离： 选择行程的次数：机器所用的工时：工序车45外圆及镗34孔38孔选用6140车床，来对零件进行加工刀具选择材质为硬质合金的镗刀深度加工：机床的加工进给距离：依据教科书籍3资料表2.3-67，刀具刀杆伸出的长度选择，切削加工的深度是=。所以进给量确定为切削加工的速度：依据教科书籍3资料表2.4-5，得出主轴制造时的转动速度：，取实际加工的速度，： 车床工作台每分钟的进给量：车削层的长取：车刀切入的长度得：刀具切出的距离为： 取行程的次数：机器加工的时间：工序 以18mm底面及其两孔为基准钻个M6螺纹底孔，并攻螺纹加工5的孔： 选取材质为高速钢5锥柄麻花钻头；按照参考书籍（4的表3.27） 由参考资料书籍3的表2.6，与参考资料书籍3的表4.116知道 由参考书籍（4的表2.15） 根据钻床取 加工工时：攻26孔取材质为硬质合金机用丝攻零件 由机床取 时间：2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。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。183 铣箱体面专用夹具设计我们主要的目的是，就是为了能够增加工人劳动时后所生产的效率，以及保证零件的加工品质、减光劳动时的工作强度，因此就要设计一个专用的夹具。经过和指导老师研究和讨论，确定设计加工面的专用夹具一套。加工面工序的的夹具是用在X51式铣床上面的，加工的刀具选择三面刃铣刀。3.1 加工面专用夹具的设计3.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来铣面，箱体零件面的侧面和18mm的中心线要能够达到，工序尺寸的要求和位置度的要求。在铣此面时，其他都是以加工表面。为了确保箱体工件图纸上技术的要求，找到箱体的定位的基准最比较关键的一步。也还要想办法来提高箱体生产的校率与劳动的强度。3.1.2箱体夹具定位基准的确定按照箱体工件的工序简图能够知道：C相对于中间大孔的中心的线，具有尺寸的要求以及位置度的要求，其设计的基准是中间大孔的中心的线。所以选用中间大孔的轴线来找中心的线，能够使它的定位的误差满足所要求的范围以内，此种定位的结构比较的简单也容易操作。选择中间大孔的轴线来定位的方法，确保箱体面的工序加工的技术的要求。此时还应该加一个圆柱的定孔心轴固定好中间大孔轴线，防止中间大孔轴线带动工件在X方向上的旋转自由度可以的加工一个挡销，限制一个自由度。达到完全定位。3.1.3夹具思路的设计选择 按照老师给的任务书的要求，铣加工面的时后，要确保宽为18mm，平面的光洁度为，还有位置度的误差不能比大，故分析专用铣面的设计想法得：想法一：选择螺栓来与压板相联接，选择汽缸来对箱体工件进行夹紧，这种夹紧的方案加工时的夹紧力比较靠，辅助的时间也较短，工人的劳动的强度也很小，可是成本比较的高而且周期也较长。想法二：选择压板使用螺栓和螺母相联接，选择手动的夹紧，此种夹紧的方式来对工件进行加工，夹紧力不是太大，可是成本比较低。这次设计的箱体为中批量的生产方式，所要求的成本比较的低，并且在加工的过程当中，加工的夹紧力的要求不是太高，所以设计的夹具的夹紧的思路，选择想法二，使用螺栓与螺母手动的夹紧方式。3.1.4计算夹具的切削力与夹紧力切削刀具材料：（高速钢镶齿三面刃铣刀） 切削刀具有关几何参数： 由参考查阅的文献5表 能够得到计算铣加工的切削力的式子： 按照参考书籍 5附表可知：对于灰铸铁： 取 ， 即所以 根据参考书籍5附表2-3知道：垂直加工的切削力 ：（对称铣削） 背向力：依据加工零件的受力加工的切削力、加工的夹紧力的作用情况，找出在加工进对夹紧机构不利的瞬间状态，可以按静力平衡原理计算出理论加工的夹紧力。乘以安全系数作为实际所需加工的夹紧力的数值。以确保夹紧的牢固。得： 安全的系数能够按照下面的式子得出： 公式当中：为很多种多样因素的安全的系数，根据参考书籍5表能够知道： 所以 根据算式算式能够知道所需要的工件实际加工的夹紧力不太大，为了使设计的专用夹具的结构能够简单而且操作起来很方便，因此决定选用手动螺旋夹紧机构。螺旋夹紧时产生的加工的夹紧力按以下公式计算： 公式当中的参数根据参考书籍2可以知道： 其中： 螺旋加工的夹紧力：易得：通过研究实际的加工的的夹紧力比要求加工的夹紧力大很多，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.1.5误差的研究以及计算本箱体铣床的夹具使用箱体的平面定位，垫板来定位，面的侧面所要求的位置度的偏差是，一定使加工面的误差的总和，比本工序所要求的工序的公差不能大，才能够达到本加工工序的加工的要求。与使用机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 根据参考书籍5能够得到： 平面定位心轴定心的定位误差 ： 夹紧误差 ： 夹具中接触的变形位的移值： 磨损度的误差：不能比大 夹具相对铣刀位置的误差：选择误差总和：根据上面的的计算可以知道，本次设计的铣床夹具能够达到箱体工件的加工的精度的要求。3.1.6 铣夹具的使用说明本套夹具用于加工面。定位选择一个面两个销的定位的原则，来进行加工的定位的方案。铣面时能够实现完全的定位。专用夹具设计的时后主要就是要分析的是工件的能方便的取出来，选取移动的压板来对箱体进行夹紧。工件加工完成以后，移动压柱往后面退出一点的距离，这样箱体工件就能比较容易地拿出来。在把移动的垫板往上面移动，来进行对工件进行压紧，把螺母往下面拧紧就能够进行切削的加工了。完成以后在移动压板退后一定的距离，这样就能把箱体零件直接拿出来了。4总结经过接近两周的设计，使我自己比较充分的了解了正常的设计的方法以及步骤，不仅仅是对所学过的专业知识的一个复习，也从设计当中得到了新的启发以及感受，而且也增强了自己使用理论的知识，解决实际问题的能力也有所提高，并且比较全面的了解了，零件机械加工工艺以及夹具设计的整个的过程。在整个的工艺与夹具的设计的过程当中，我本着脚踏实地理念，抱着科学与严谨的学习的态度，主要就是根据教科书上的步骤，到图书馆查看相关的资料，也在网上查找一些与本课题有关的资料。在设计当中不时的需要计算与比较，然后修改，再来比较然后再来修改，我自己也付出了比较多的心血与汗水，在设计当中也遇到了很多的困难以