空气压缩机箱体加工工艺及夹具设计

西 京 学 院本科毕业设计(论文)题目：空气压缩机箱体加工工艺及夹具设计教学单位： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化学 号： 0700010108 姓 名： 边 卓 指导教师： 彭丽霞 2011年 5月32摘 要汽车空气压缩机箱体加工工艺规程及专用夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，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；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。AbstractCar air compressor tank dedicated fixture process planning and design, including for the manufacture of process design, process design and the design of three-part special fixture. In process design, analysis of the part must first understand the parts of the process re-engineering the structure of a blank, and select a good part of the processing of the base to design parts process route; followed by the various working steps on the part of the procedures for the size of the calculation, the key is to determine the various stages of work out of process equipment and cutting consumption; then dedicated fixture design, selection of design out of all the component parts fixture, such as the positioning components, clamping components, guiding elements, the specific folder connection with the machine parts and other components; calculate the positioning fixture positioning error generated, analysis fixture structure is reasonable and deficiencies, and attention to improving the design in the future.Keywords: The craft；the working procedure；the cutting specifications；clamp； the localization；the error西京学院本科毕业设计（论文）目 录摘 要1Abstract21 绪论11.1选题意义11.2 研究背景11.3研究内容22 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析.32.3计算生产纲领及确定生产类型43 工艺规程的设计53.1工艺规程的设计内容53.2零件表面的加工方法53.3制订工艺路线63.3.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定73.3.2工序设计的内容73.3.3工艺过程设计94 专用夹具设计194.1设计夹具的目的194.2夹具的分类194.3夹具的设计234.4.1定位基准的选择234.4.2钻套的设计234.4.3定位销的选择 圆柱定销 菱形销234.4.4计算定位误差分析定位质量234.4.5夹紧力的计算24总 结26致 谢27参考文献28附录一29附录二301 绪论1.1选题意义随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。空压机是汽车中必不可少的部分。而空压机箱体必须承载箱体内的气体压力以及和其它零部件的密封性我国对空压机的加工工艺方面虽然有了较快的发展，但在技术水平、制造能力、特别是在产品性能稳定性、可靠性方面与国际先进水平还有一定差距，尤其是工件的表面精度一直达不到更精细的要求。因此我们要实现制造自动化发展的需求,提高加工工艺。箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。机械加工行业现在有了高速的发展，特别是数控技术的发展，提高了高精密零件的加工精度以及加工效率。1.2 研究背景随着国内外各大汽车公司对空压机的材料及制造技术的研究越来越重视。在满足性能指标的前提下，空压机箱体的材料和制造技术关联很大，非调质钢的应用就是考虑节省调质工序。近年来，空压机的精加工技术可以大幅度地减少机械加工工序.目前不管是国内还是过国外加工工艺都进入了一个高速发展的阶段。目的是增加空压机的工作效率，节能水平以及降低噪音能力等方面。如何达到这些目的那就要提高加工工艺的要求，国内外都出现了许多辅助工具如计算机更是其中重要的部分。计算机辅助工艺规程设计是近十几年兴起的一种工艺规程设计目的就是克服传统工艺的缺点。向自动化，智能化为主的方向发展。工艺设计及其加工涉及的因素很多，随机性比较大，很难用数学模型进行理论分析，所以，长期处于手工操作，效率很低。我国对于各零件的加工虽然都达到了一定的水平但是与国际水平有一定的差距，因此我们更应该去优化加工工艺。早日实现加工工艺的标准化，达到制造自动化的发展需求。1.3研究内容本设计研究内容主要包括以下几个方面：（1）对空压机箱体零件的分析（2）制定优化该零件的加工工艺（3）设计工序的专用夹具2 零件的分析2.1零件的作用箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置。压缩机箱体则是承载这个压力和连接各零部件，因此要求箱体能够承受压力，以及箱体与其他零部件的密封性。2.2零件的工艺分析.箱体零件的图样视图对应正确，完整、尺寸、公差及技术要求齐全。由于箱体属于安装支撑件，各处需要精密加工，故其各个面的尺寸精度和形位公差和表面的光洁度等要求很高，给加工带来了一定的难度，但是零件的结构还是属于比较简单的，加工也不是很复杂。在箱体类零件各加工表面中，通常平面的加工精度比较容易保证，而精度要求较高的支承孔的加工精度以及孔与孔之间、孔与平面之间的相互位置精度则较难保证。所以，在制订箱体类零件加工工艺过程时，应将如何保证孔的精度作为重点来考虑。支撑类零件的主要表面是支撑平面和孔面，其主要的技术要求如下：1、孔的技术要求 孔是零件起支撑和导向作用的最主要的面。孔的直径尺寸精度一般为IT7,精密孔类取IT6；孔的形状精度公差控制在孔径公差以内，一些精密套筒控制在孔径公差的1/2或者1/3。对于长的套筒，除了圆度要求以外，还应有圆柱度的要求。为了保证零件的提高耐磨性，孔的表面粗糙度Ra的值为2.5-0.16m，要求高的表面粗糙度Ra的值可达0.04m。2、支撑平面的技术要求 平面是箱体的支撑面，常常采用过盈配合或者过渡配合与箱体或者机架上的孔相连。平面精度通常取IT6-IT7形状精度控制在外径公差以内，表面粗糙度的值常取5-0. 63。3、台阶孔之间的轴线的同轴度的要求 当孔的最终加工方法是通过将套筒装入机座后合件进行加工的，其套筒内外圆间的同轴度要求可以低些；若最终的加工在装入机座前完成，则同轴度要求较高，一般为0.01-0.05m. 。 4、孔轴线与端面同轴度的要求：箱体的端面在工作中承受轴向载荷，虽然不承受但在装配时，端面与孔轴线的垂直度要求较高，一般为0.01-0.05m。2.3计算生产纲领及确定生产类型如图纸中所示的零件是空气压缩机箱的箱体零件，假设该产品的年产量为5000件，现在已知该零件为轻型机械，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定其属大批生产。3 工艺规程的设计3.1工艺规程的设计内容（1）确定毛坯的制造形式箱体类零件是常用支撑零件之一，他要求高的机械强度，耐磨性以及高精度。该零件的材料是HT200，外形轮廓的尺寸不大，形状也不太复杂，又本零件属于大批大量的生产，故考虑采用金属模铸造成型，精铸毛坯.。毛坯尺寸通过确定加工余量最后决定（2）基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行a粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。对于轴类零件而言，以外圆为粗基准是完全合理的，此零件采用车床自定心三爪卡盘装夹，限制四个自由度，是不完全定位，然后进行车削。b精基准的选择精基准的选择重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。3.2零件表面的加工方法本零件的加工面有外连接平面、内孔、及连接光孔、连接用螺纹孔。参考手册和相关资料，其加工方法选择如下：1） 80J7孔 公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6需粗镗、半精镗和精镗。2） 72J7孔 公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6需粗镗、半精镗和精镗。3） 92H7孔 公差为（00.035）表面光洁度为1.6需粗镗、半精镗和精镗。4） 62J7孔 公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6需粗镗、半精镗和精镗。5） 72J7孔 公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6需粗镗、半精镗和精镗。6） 2-30H7孔 公差为（00.021）表面光洁度为1.6需粗镗、半精镗和精镗。7） 2-22H7孔 公差为（00.021）表面光洁度为1.6需粗镗、半精镗和精镗。8） 4-13孔 表面光洁度为12.5,通孔，锪平26深4。9） 2-M16孔 通孔，保证相应的位置度。10） C 面5-M10孔 通孔，保证相应的位置度11） D 面7-M10孔 纹深16，孔深22，保证相应的位置度。12） B 面8-M10孔 纹深18，孔深24，保证相应的位置度。13） M10孔 通孔，保证相应的位置度。14） G1/4 G1/8孔 通孔，保证相应的位置度。3.3制订工艺路线 按照先加工基准面后加工基准孔的先面后孔和先粗后精的原则，该零件可按下述工艺路线进行加工：工序 1 以粗孔70定位，和一端大平面定位，粗铣连接底面，及半精铣、精铣底面至光洁度6.3，厚度尺寸17工序 2 以粗孔70定位，和已加工连接底面定位，加工上连接表面，光洁度6.3，尺寸保证高度230 工序 3 以两加工的下连接平面定位，上连接平面夹紧，加工侧面C。 工序 4 以两加工的下连接平面定位，上连接平面夹紧，加工侧面D。 工序 5 钻孔4-13通孔，并锪平26深4 工序 6 以上表面夹紧，下表面定位 1）、镗孔80H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 2）、镗孔90H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 3）、镗孔72H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6工序 7 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位加工 1）、镗孔62H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 2）、镗孔42公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 3）、镗孔72H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6工序 8 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位1）、加工2-30H7 表面光洁度为1.6 2）、加工2-22H7 表面光洁度为1.6工序 9 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位1）、钻孔5-8 表面光洁度为12.5，2-13 2）、攻丝5-M10,2-M16工序 10 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位1）、钻孔7-8 表面光洁度为12.5， 2）、攻丝7-M10,工序 11 以下表面及已加工的中心孔定位1）、钻孔8-8 表面光洁度为12.5，2）、攻丝8-M10,工序 12 以上表面夹紧，下表面定位。1）、钻孔并攻丝G1/4，G1/8。工序 13 去毛刺，终检工序 14 入库。3.3.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定随着冶金工业的成熟，铸造技术和工艺也在不断的进步，现在金属模精铸的形状及尺寸的精度和表面的光洁度越来越高。本零件因为毛坯的精度现在已经很高，故在各加工表面的选择加工余量选择如下：（1）、在高度方向上，精加工的余量留0.2，半精加工的余量我们留0.5，粗加工的余量留2.7，则可计算的出下连接面的尺寸为170.20.52.7=20；（2）、上连接面留余量5以用来保证高度尺寸；（3）、孔加工余量单边留5；（4）、宽度方向无加工面，故不再留加工余量一次铸出即可。根据以上尺寸的推算，我们即可求出零件的毛坯图见附录23.3.2工序设计的内容（1）选择机床本零件的主要加工方式为镗和铣、钻；其中粗镗和半精镗中的工序和工步较多，但是比较集中，考虑成批的加工过程中不要求很高的生产率，故选用金刚镗床就能满足要求。因为本零件的外形尺寸不大，精度要求亦非特高，选用常用的T740K金刚镗床即可。工序中的铣平面。由于加工的零件外廓尺寸不大，但是关系到整个加工过程中的基准位置的找正，这里选用X61W卧式万能铣床、 Z535立式钻床卧式万能铣床。保证各面的平面度和个尺寸位置之间的精度。工序中的钻孔。可以采用专用的分度夹具在立式钻床上加工。可选Z518型立式钻床。并且选择机用的丝锥进行攻丝，以节约加工时间。（2）选择夹具本零件加工过程中，加工平面时使用本次设计的铣床夹具，可以准确方便的进行定位，精确的对零件进行平面的加工。螺纹的加工可以在本次设计的钻床夹具的使用中得到准确的加工。大孔的加工使用镗床的通用夹具，进行定位夹紧，保证基准的位置精确尺寸符合公差要求。（3）选择刀具a、在镗床上加工的工序，一般都选用硬质合金镗刀。加工钢质零件采硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15,精加工用YT30。b、铣刀可选择GB1129-85镶齿套式面铣刀，刀盘直径250。c、钻孔可选择硬质合金锥柄麻花钻，丝锥采用GB3464-83细柄机用丝锥。（4）选择量具本零件属于成批生产。一般采用专用的量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差选择。选择时，采用其中的一种方法既可。 选择各外圆面的量具 工序中半精车105h11达到图纸要求，现在按计量器具的不确定度选择该表面加工是所用量具，该尺寸公差T=0.22mm。按表查得，计量器具的不确定度允许值U1=0.016mm.查表知分度值0.02mm的游标卡尺，其不确定度数值U=0.02mm, UU1,不能选用。必须UU1，故应选择分度值为0.01mm的外径百分尺（U=0.006mm）选择测量范围为80-110mm，分度值为0.01mm的方可满足要求。 按照上述的方法选择本零件的各外圆加工面的量具。选择孔用量具 82孔经过粗车、半精镗、精镗三次加工。粗车选择50-125mm的内径百分尺（GB8177-87），半精镗选择50-125mm,测孔深度为型的一级内经百分表（JB1081-75）,精镗选用三牙缩紧式圆柱赛规（GB6322-86）。选择加工轴向尺寸所用量具 选择如下分度值为0.01mm ，测量范围为40-80 mm的深度百分尺分度值为0.01mm ，测量范围为0-50 mm的深度百分尺选择加工端面槽的尺寸所用量具 选择如下分度值为0.01mm ，测量范围为0-500 mm的游标卡尺（5）确定工序尺各个工序尺寸的加工余量和光洁度，如附录1和附录23.3.3工艺过程设计切削用量一般包括切削深度、进给量、切削速度三项。确定方法是先确定切削深度，进给量再确定切削速度。现在根据（第三版，艾兴，肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件的各工序的切削工时工序1 以粗孔70定位，和一端大平面定位，粗铣连接底面，及半精铣、精铣底面至光洁度6.3，厚度尺寸17（1）切削用量本工序为粗镗，已知材料为HT200，b为400MPa ,金属模具精铸成型，即机床为T740K型金刚镗床，工件装在三爪自定心卡盘中。确定镗内孔82的切削用量，所选择的刀具为YT5硬质合金可转为镗刀。根据切削用量简明手册第一部分，由于T740K机床的中心高为200mm，故选择刀杆尺寸BH=16mm25mm前角0=12后角0=6主偏角r=90，副偏角/r=10，刃倾角r=0， 确定切削深度p由于单边余量为0.5mm，可在一次走刀内切完，故= 确定进给量f,根据相关的资料查得：本件加工情况下f=0.6-1.2mm/r,按T740K机床的进给量选择f=0.65mm/r确定切削速度V 切削速度查表知：当 硬质合金镗刀加工200-500MPa的钢料时，P3mm,f0.75mm/r,切削速度V=109m/min,切削速度的修正系数为ksv=0.8, ktv=0.65, kKsv=0.81, kTv=1.15, kMv= kKv=1,故可以计算得出V=52.8m/min, （3.1） 428.5按T740K的机床的转速表选择n=460r/min,则可以计算实际的切削速度V= 116.9m/min,最后确定切削用量，p=0.5mm,f=0.65mm/r,n=460r/min切削速度V= 116.9m/min确定粗镗72、92的切削用量 采用镗孔的刀具加工这些表面。其切削用量等和加工内孔82时一样。故：p=0.5mm,f=0.65mm/r,n=460r/min切削速度V= 116.9m/min确定半精镗孔82的切削用量所选择的刀具是YT15硬质合金直径为20mm的圆形镗刀。确定切削深度 =0.2mm确定进给量f查表可知，当半精镗钢料，镗刀直径为20mm，2mm，镗刀伸出长度为100mm时，f=0.15-0.3mm/r，按C620-1机床的进给量，选择f=0.20mm/r,确定切削速度V切削速度的计算公式确定 （3.2）式子中=291，m=0.2、=0.15、=0.2、T=60min, =0.90.80.65=0.468,则=78m/min,r/min按T740K机床上的转速，选择（2）切削工时的确定： （3.3） 式中 L=+，取超切量y+=40mm， 工序2 以粗孔70定位，和已加工连接底面定位，加工上连接表面，光洁度6.3，尺寸保证高度230（1）切削用量的计算半精削上表面：确定切削深度：已知毛坯长度方向的加工余量为mm，考虑到后面的精磨时的加工余量，故此时最大加工余量为 2.35mm，铣削一次加工加工余量 为2.35mm。确定进给量z：根据切削用量简明手册（第3版）表3.5，机床功率等于10KW：所以z=0.61.2mm/z根据加工条件取：z=0.65mm/z。确定切削速度和每分钟进给量：按切削用量简明手册表3.16当d0=80mm，=23.5，Z=10，z0.13mm时，=110m/min，=439r/min，=492mm/min。各修正系数为：=1101.00.8=88m/minn=4391.00.8=351.2r/min=4921.00.8=393.6mm/min查机械制造工艺设计简明手册表4.2-35，4.2-36，4.2-37，X61W选择=355r/min，=450mm/min。因此实际切削速度，每齿进给量为： = (3.4) (3.5) （2）基本时间的确定 T= (3.6)式中取超切量为40mmT= =1.3工序3 以两加工的下连接平面定位，上连接平面夹紧，加工侧面C。粗精铣削左端表面：切削深度：已知毛坯长度方向的加工余量为2mm，铣削一次加=2mm。确定进给量z：z=0.61.2mm/z根据加工条件取：z=0.65mm/z确定切削速度和每分钟进给量： 按切削用量简明手册表3.16，当d0=400mm，=47.5，Z=28，z0.26mm时，=52m/min，=41r/min，=256mm/min。各修正系数为：=521.00.8=41.6m/minn=411.00.8=32.8r/min=2561.00.8=204.8mm/min查机械制造工艺设计简明手册表.2-35，4.2-36，4.2-37，T740K选择=35r/min，=220mm/min。因此实际切削速度，每齿进给量为：根据公式（3.4）.（3.5）计算得：= （2）基本时间的确定。根据公式（3.6）式中取超切量为40mm经计算得：T=1.7工序4 以两加工的下连接平面定位，上连接平面夹紧，加工侧面D。同上工序三的计算方法工序5 钻孔4-13通孔，并锪平26深4。根据实际的情况选择合适的机床和刀具工序6 以上表面夹紧，下表面定位 1）、镗孔80H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 2）、镗孔90H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 3）、镗孔72H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6（1）加工条件工件材料：HT200，=195MPa，HBS=148-222铸件。加工要求：镗削加工上表面的孔， 以及同时加工90的孔以及72的阶台，保证他们的同轴度。机床：T740K卧式铣镗床。刀具：材料高速钢，刀身为7020。（2）加工的基本时间确定粗镗内孔80的基本时间，T=1.6确定粗镗外圆90的基本时间： =1.8确定粗镗72的时间：T= =1.4工序7 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位加工 1）、镗孔62H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 2）、镗孔42公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6 3）、镗孔72H7公差为（-0.0120.018）表面光洁度为1.6（1）加工条件 工件材料：HT200，=195MPa，HBS=148-222铸件。机床：T740K金刚镗床刀具：材料高速钢，刀身为7020。（2）加工的基本时间确定粗镗内孔62的基本时间，=1.3确定粗镗外圆42的基本时间： =0.9确定粗镗72的时间：T=1.4工序8 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位1）、加工2-30H7 表面光洁度为1.6 2）、加工2-22H7 表面光洁度为1.6 与工序六的加工过程类似工序9 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位1）、钻孔5-8 表面光洁度为12.5，2-13 2）、攻丝5-M10,2-M16（1）选择切削用量决定进给量f：按加工要求决定进给量，查切削用量简明手册表2.7，材料HBS200 ，高速麻花钻d=17mm时，f=0.70.86mm/r。 因为l/d=26/17=1.53，所以孔深的修正系数=1.0，则f=0.70.86mm/r按钻头强度决定进给量，查切削用量简明手册表2.8，材料=195MPa，d=17mm，钻头强度允许的进给量f=1.45mm/r。 综合上两点再查机械制造工艺设计手册表4.2-16，决定f=0.72mm/r。决定钻头的磨钝标准和寿命：由切削用量简明手册表2.12，当d=17mm时钻头的后刀面最大的磨损量为0.8，寿命T=60min。决定切削速度：材料 =195MPa，钻头直径d=17mm，进给量f=0.72mm，由切削用量简明手册表2.15，=16m/min，切削速度的修正系数：,故：v=161.01.00.851.0=13.6m/min根据公式（3.1）得=254.8r/min查机械制造工艺设计手册表4.2-15，取n=275r/min。（2）计算基本工时式中，l=26mm，查出超切量=10mm，所以：=0.18min(3) 攻丝5-M10工件材料：HT200，=195MPa，HBS=148-222铸件。加工要求：攻上表面5M15的螺纹孔达到要求，机床： Z535立式钻床根据切削用量简明手册表2.8， 进给量；根据切削用量简明手册2.15，。所以，按机床要求，取故（4）攻丝2-M16工件材料：HT200，=195MPa，HBS=148-222铸件。加工要求：攻下表面2M16的螺纹孔达到要求，机床： Z535立式钻床根据切削用量简明手册表2.8，进给量；根据切削用量简明手册2.15，。所以按机床要求，取故。所以t=2.40min 工序10 以上表面夹紧，下表面及已加工的中心孔定位1）、钻孔7-8 表面光洁度为12.5， 2）、攻丝7-M10,工序 11 以下表面及已加工的中心孔定位1)、钻孔8-8 表面光洁度为12.5，2）、攻丝8-M10,（1）选择切削用量决定进给量f：按加工要求决定进给量，查切削用量简明手册表2.7，材料HBS200 ，高速麻花钻d=17mm时，f=0.70.86mm/r。因为l/d=26/17=1.53，所以孔深的修正系数=1.0，则f=0.70.86mm/r按钻头强度决定进给量，查切削用量简明手册表2.8，材料=400MPa，d=17mm，钻头强度允许的进给量f=1.45mm/r。 综合上两点再查机械制造工艺设计手册表4.2-16，决定f=0.72mm/r。决定钻头的磨钝标准和寿命：由切削用量简明手册表2.12，当d=17mm时钻头的后刀面最大的磨损量为0.8，寿命T=60min。决定切削速度：材料 =400MPa，钻头直径d=17mm，进给量f=0.72mm，由切削用量简明手册表2.15，=16m/min，切削速度的修正系数：故：v= =161.01.00.851.0=13.6m/min=254.8r/min查机械制造工艺设计手册表4.2-15，取n=275r/min。（2）计算基本工时：式中，l=26mm，查出超切量=10mm，所以：=0.18min（3）攻丝7-M10工件材料：HT200，=400MPa，HBS=148-222铸件。加工要求：攻下表面2M16的螺纹孔达到要求，机床：Z518立式钻床根据切削用量简明手册表2.8， 进；根据切削用量简明手册2.15，。所以，按机床要求，取故。切削公式， 工序 12 以上表面夹紧，下表面定位。1)、钻孔并攻丝G1/4，G1/8。（1）选择切削用量决定进给量f：按加工要求决定进给量，查切削用量简明手册表2.7，材料HBS200 ，d=7mm时，f=0.360.44mm/r，孔深的修正系数=1.0，则f=0.360.44mm/r按钻头强度决定进给量，查切削用量简明手册表2.8，材料=195MPa，d=7mm，钻头强度允许的进给量f=0.72mm/r。综合上两点再查机械制造工艺设计手册表4.2-16，决定f=0.43mm/r。决定钻头的磨钝标准和寿命：由切削用量简明手册表2.12，当d=7mm时钻头的后刀面最大的磨损量为0.8，寿命T=35min。决定切削速度：材料 =195MPa，钻头直径d=7mm，进给量f=0.43mm，由切削用量简明手册表2.15，=14m/min，切削速度的修正系数： ，故：v= =141.01.00.851.0=11.05m/min=502.73r/min查机械制造工艺设计手册表4.2-15，取n=530r/min。（2）计算基本工时： 式中，l=26mm，查出超切量=10mm，所以：=0.11min同工序九的加工过程及切削计算类似工序 13 去毛刺，终检工序 14 入库。4 专用夹具设计4.1设计夹具的目的在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量的夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或者检测的装置。在机械制造中采用大量的夹具，机床夹具就是夹具中的一种。它装在机床上，使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置，并能承受切削力的作用。机床夹具的作用主要有以下几个方面：较容易、较稳定地保证加工精度，因为用夹具装夹工件时，工件相对机床（刀具）的位置由夹具来保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度；提高劳动生产率，因为采用夹具后，工件不需要划线找正，装夹也方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率；扩大机床的使用范围，因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围，例如，在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；改善劳动条件、保证生产安全，因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，降低对工人操作技术水平的要求，保证安全。4.2夹具的分类（1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如， 车床上的三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。这类夹具一般已经标准化。由专业工厂生产，作为机床附件供应给用户。（2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。（3）组合夹具组合夹具是在机床夹具零部件标准化的基础上，由一整套预先制造好的，具有各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件和合件，按照组合化的原理，针对工件的加工要求组装成各种专用夹具。夹具使用完毕后，可以拆卸，留待组装新夹具时使用。组合夹具的应用范围十分广泛。它最适合于品种多、产品变化快、新产品试制和单件小批生产等场合，在批量生产中也可利用组合夹具代替临时短缺的专用夹具，以满足生产要求。用组合夹具元件可以组装成各类机床夹具。数控机床和柔性制造单元的出现，更加推动了组合夹具技术的进步，扩大了组合夹具的应用范围。组合夹具具有以下特点：组合夹具元件可供多次使用，但其一旦组装成某个夹具后，该夹具结构仍属专用性，只能一次使用。当变换加工对象时，一般仍需全部拆开，重新组装成新夹具结构，以满足新工件的加工要求。和专用夹具不一样，组合夹具的最终精度，是靠各组成元件的精度，直接组合来保证的，不允许进行任何补充加工，否则无法保证元件的互换性。由于组合夹具是由各标准元件组合起来的，因此刚性较差，尤其是元件连接的结合面接触刚度，对加工精度影响较大。一般组合夹具的外形尺寸较大，不及专用夹具那样紧凑。这种夹具不受生产类型的限制，可以随时组装，以应生产之急。（4）拼装夹具拼装夹具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由标准化、系列化的夹具元件，直接按专用夹具的装配方法（销钉定位、螺栓紧固）装配成的专用夹具。采用拼装夹具大大缩短了专用夹具的设计与制造周期，而且当产品改型时原来夹具的大部分元件仍可拆下重新使用，适用于多品种、小批量生产中。（5）通用可调夹具通用可调夹具是指根据不同尺寸或种类的工件，调整或更换个别定位元件或夹紧元件而形成的专用夹具。加工对象不很确定，通用范围较大，适用于多品种、小批量生产中。（6）成组夹具成组夹具是指专为加工成组工艺中某一组零件而设计的可调夹具。加工对象明确，只需调整或更换个别定位元件或夹紧元件便可使用，调整范围只限于本零件组被的工件，适用于成组加工。通用可调夹具和成组夹具都是一种比较先进的、继承性好的新型夹具。采用这两种夹具可大大减少专用夹具数量，缩短生产准备周期，降低生产成本，加快产品的更新换代，并可有效地促进并实现机床夹具标准化、系列化和通用化。结合以上原理我选择了专用夹具其中包括定位装置，加紧装置。因为本次设计的是箱体。其中典型的定位元件有：（1）主要支承：它主要用来限制工件的自由度，起定位作用。a固定支承，有支承釘和支承板两种形式，在使用过程中他们都是固定不动的。当工件以粗糙不平的粗基准定位时，采用球头支承釘。齿纹头支承釘用在工件的侧面，它能增大摩擦因数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承釘或支承板。为保证各固定支承的定位表面严格共面，装配后，需将其工作表面一次磨平。支承钉与夹具体孔的配合采用H7/ r6或H7/n6,当支承需要经常更换时，应加衬套。衬套外径与夹具体孔的配合一般采用H7/n6或者H7/r6，衬套内径与支承钉的配合选用H7/s6。可调支承，是指支承钉的高度可以调节。调整时要先松后调，调好后用防松螺母锁紧。可调支承主要用于工件以粗基准面定位、或者定位基面的形状复杂（如成型面、台阶面等），以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。可调支承在一批工件加工前调整一次。在同一批工件加工中，它的作用同固定支承相同。自位支承（浮动支承） 在工件定位过程中，它能自动地调整位置，其特点是：支承点的位置能随着工件定位基面的不同而自动调节，定位基面压下其中一点，其余点便上升，甚至各点都与工件接触。接触点数的增加，提高了工件的装夹刚度和稳定性，但其作用仍相当于一个固定支承，只限制工件一个自由度。(2)辅助支承辅助支承用来提高工件的刚度和稳定性，不起定位作用。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整支承钉的高度，使其与工件的有关表面接触并锁紧。每安装一个工件就调整一次辅助支承。另外，辅助支承还可以起预定位的作用。常见的辅助支承有：螺旋式辅助支承、自位式辅助支承和推引式辅助支承。工件以圆孔定位：工件以圆孔表面作为定位基面时，常用以下定位元件：圆柱销（定位销）当工件孔径较小时（D=3-10mm），为增加定位销刚度，避免销子因受撞击而折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角。这时夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不会妨碍定位。大批大量生产时，可以采用带衬套的结构形式。为了便于工件装入，定位销的头部应有15度的倒角。定位销的工作部分直径可按g5、g6、f6、f7制造，定位销和夹具体的配合可用H7/r6、H7/n6，衬套与夹具体选用过渡配合H7/n6，其内径和定位销为间隙配合H7/h6、H7/h5。b 圆柱心轴其定位部分直径按h6、g6或f6制造，装卸工件方便，但定心精度不高。为了减少因配合间隙而造成的工件的倾斜，工件常以孔和端面联合定位，因而要求工件定位孔和端面有较高的垂直度，最好能在一次装夹中加工出来。使用开口垫圈可实现快速装卸工件，开口垫圈的两端面应互相平行。当工件内孔和端面垂直度误差很大时，因采用球面垫圈。c 圆锥销 限制了X、Y、Z三个自由度。d 圆锥心轴（小锥度心轴）这种定位方式的定心精度较高，不用另设夹紧装置，但工件的轴向定位误差较大，传递的扭矩较小，适用于工件定位孔不低于IT7的精车和磨削加工，不能加工端面。工件以外圆柱面定位：工件以外圆柱面定位时，常用以下元件：V形块它有固定式和活动式两种。固定式V形块在夹具体上的装配，一般用两个定位销和2-4个螺钉连接，活动式V形块除限制工件一个移动自由度外，还兼有夹紧作用。它定位最大的优点就是对中性好，它可使一批工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响。V形块定位的另一个特点是无论定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可采用V形块定位。因此，V形块是用得最多的定位元件。定位套 它用来限制沿轴向的自由度，常与端面联合定位。用端面作为主要定位面时，应控制套的长度，以免夹紧时工件产生不允许的变形。它结构简单，容易制造，但定心精度不高，一般适用于精基准定位。半圆套 这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9，半圆的最小内径取工件定位基面的最大直径。结合以上情况为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度提高工件精度，需要设计专用的夹具设计 经过老时候的悉心指导，选择并作了钻7-8孔的钻床夹具。它通过心轴定位，在钻套的导引下完成钻孔，通过分度的装置，保证7孔的位置从而保证本工序的完成。结构简单，加工方便。4.3夹具的设计4.4.1定位基准的选择考虑到工序的结构，可以采用工序基准与定位基准重合，即基准重合原则的定位方式加工。如果以上表面作为定位基准由于工序基准与定位基准不重合，容易引起较大的误差。因此，采用以下表面作为定位基准。4.4.2钻套的设计为了保证加工精度，和加工时不至于钻头偏斜，故在扩孔时需要设置一钻套来引导钻头扩孔。钻套的选择钻套内径与道具之间应保证一定的间隙，以防止刀具发生卡住或者咬死。一般根据刀具和加工精度选取钻套孔的公差。钻套的尺寸，根据孔的大小查表选择大小，并绘制草图见图纸。4.4.3定位销的选择 圆柱定销 菱形销国家标准规定的圆柱定位销，其工作部分直径d通常按g5，g6，f6或f7制造 。查夹具设计手册p178可选取GB2203-80固定式定位销，本夹具中的位销为边销。在本夹具中定位销的选取r6制造。与家具体孔配合为H7/r6本次设计中采用了一面两销定位的方法，这种定位方法保证了理想的六点定位原则，而且能够保证工件装夹时简单，方便。4.4.4计算定位误差分析定位质量（1.）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。（2）.工件的工序基准为空心，当工件孔径为最大定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为：Td=Dmax-Dmin。本工序采用一定位销，一挡定位销，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具具体底板的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定的转角误差。但是，此加工是自由公差，故应当满足定位要求。4.4.5夹紧力的计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，根据工件所受切削力、夹紧力（大型工件还应该考虑工件的重力，运动的工件还应该考虑