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C6150 车床 主轴 箱体 加工 工艺 夹具 设计

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湖南工学院毕业设计(论文)工作中期检查表题目C6150车床主轴箱箱体的加工工艺及工装夹具设计学生姓名柳先志班级学号10201440126专业机械设计制造及其自动化指导教师填写学生开题情况学生调研及查阅文献情况毕业设计（论文）原计划有无调整学生是否按计划执行工作进度学生是否能独立完成工作任务学生的英文翻译情况学生每周接受指导的次数及时间毕业设计（论文）过程检查记录情况学生的工作态度在相应选项划“”认真一般较差尚存在的问题及采取的措施：1.现行的国家标准我们应该要怎么样了解清楚？第一次指导：主要是从书上和网上，报刊中去了解，这国家标准是随着技术的进步而更新的。2.一般的我们应该选用什么样的螺钉？第二次指导：这个是要看你做什么样的孔，用的是什么样的夹紧方式，因情况的不同而改变。3.在加工的时候是不是要减少加工工序？第三次指导：那肯定要减少，这更加能体现出设计的经济性。4.一般应该怎么选择精度？第四次指导：这个是看加工的工序，和所要加工的零件。5.在加工毛坯面的时候应该怎样选择基准？第五次指导：一般是以机孔为基准的。6.在加工的过程中应该怎样有针对性的去选择机床？第六次指导：这个看你加工的工序，和其中的经济性的考虑。指导教师签字： 年 月 日系部意见： 负责人签字：年 月 日湖南工学院2014届毕业设计（论文）课题任务书学院： 机械工程学院 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师厉春元学生姓名柳先志课题名称C6150车床主轴箱箱体的加工工艺及其工装夹具设计内容及任务(一) 设计内容根据所给的题目，进行C6150车床主轴箱箱体的加工工艺及其工装夹具设计。(二) 任务和要求1. 对C6150车床主轴箱箱体进行分析，了解其相结构特点。 2. 写开题报告。3. 选择基准，制定工艺路线，设计好工艺规程。4. 选好定位基准和定位元件，设计铣上端平面的夹具。5. 编制机械加工工序卡片。 6. 绘制毛坯图、零件图、工艺过程图、夹具体图以及夹具装配图。7. 根据设计方案，编写说明书。拟达到的要求或技术指标对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。因此，箱体加工工艺及夹具设计研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的最优方案。进度安排起止日期工作内容备注2014年3月下旬2014年4月上旬2014年4月中旬2014年4月下旬到5月上旬2014年5月中旬2014年5月下旬到6月上旬开始进行毕业设计、熟悉题目及要求； 设计资料的收集及借阅； 分析研究所得到的设计资料； 方案设计、比较并进行设计方案实施（设计、计算等）； 设计、论文整理及修改； 评审、答辩。主要参考资料1李洪.机械加工工艺手册M.北京，北京出版社 ，1991 2孟少农.机械加工工艺手册第一卷M.北京，机械工业出版社，19913孟少农.机械加工工艺手册第二卷M.北京，机械工业出版社，19914贺光谊，唐之清.画法几何及机械制图M.重庆，重庆大学出版社，19945沈康.机械制造工艺及设备M.北京，机械工业出版社19896李洪.机械制造工艺金属切削机床设计指导M. 东北工学苑出版社，19887张耀宸.机械加工工艺设计实用说明手册M. 北京，航空工业出版.19938徐发仁.机床夹具设计M. 重庆，重庆大学出版.19939长春第一汽车制造长工装设计室.机床夹具设计原理M.吉林，吉林人民出版社.197610HIRAM E.GRANT.夹具非标准加紧装置M.北京，机械工业出版社.197511机械夹具设计手册M.上海，上海科学技术出版社199312张捷，赵虎.机械制造技术基础M.成都，西南交通大学出版社.200613张进生.机械制造工艺与夹具设计指导M.北京，机械工业出版社.199514张展.机械设计通用手册M.北京，中国劳动出版社.199315吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册第二版M.北京，高等教育出版社.2004教研室意见年 月 日学院主管领导意见年 月 日机械加工工艺过程卡片产品型号C6150零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸 每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 夹具刀具量具 准终 单件10铸造铸造成型铸20时效去除铸造应力热30涂底漆40铣铣上端平面金工X51铣床专用铣夹具铣刀游标卡尺50铣铣底平面金工X51铣床专用铣夹具铣刀游标卡尺 60铣铣右端平面金工X51铣床专用铣夹具铣刀游标卡尺 70铣铣左端平面金工X51铣床专用铣夹具铣刀 游标卡尺80钻钻、扩侧面三孔金工Z35A钻床专用钻夹具钻头 游标卡尺、塞规90钻钻、攻6-M10孔金工Z35A钻床专用钻夹具钻头游标卡尺、塞规100镗镗轴承孔金工T618镗床专用镗夹具镗刀游标卡尺、塞规110钳工去除锐边毛剌120终检检验 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期湖南工学院毕业设计（论文）开 题 报 告题 目： C6150车床主轴箱箱体加工工艺及工装夹具设计 院（系）： 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 柳先志 指导教师: 厉春元 2014年3月29日1、 课题研究背景与目的：此次设计的主要内容是收集整理C6150主轴箱箱体零件的加工工艺与工装夹具设计的资料，完成C6150主轴箱箱体零件的加工工艺的工艺过程设计，箱体零件的加工工艺的工序卡的设计计算和其孔加工的工装夹具的设计。并上交C6150主轴箱箱体零件的零件图，C6150主轴箱箱体的零件的机械加工工艺规程等工艺技术文件和C6150主轴箱箱体的零件的孔加工夹具设计总装图及其主要零件图，并编写C6150主轴箱箱体的零件加工工艺及其工装设计说明论文。其中有根据广泛收集整理的毕业设计资料拟稿文献综述：完成C6150主轴箱箱体零件的测绘：C6150主轴箱箱体零件的加工工艺的工艺过程设计：箱体零件的加工工艺的工序卡的设计计算；主轴箱箱体零件的孔加工的工装夹具的设计；并设计C6150主轴箱箱体零件的孔加工夹具设计总装图及其主要零件图，并编写C6150主轴箱箱体的零件加工工艺及其工装设计说明论文。通过本次毕业设计初步掌握机电产品设计的基本方法，工作程序和设计步骤，能综合运用所学专业知识解决工程实际问题，具备一定的新产品开发和产品设计的能力。2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。定位基准的选择根据粗基准，精基准的选择原则；遵循基准统一、基准重合。由零件图具体分析可得：汽缸首先以一个端面和一个外圆为粗基准，对两端面进行加工，再以端面为基准加工孔。2、夹具设计可能遇到的问题：工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧牢固是否可靠等等。工件在夹具中的定位精度，主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过定位时，可通过撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题.上述即为遇到困难的解决措施3、 本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析工序1钻铰箱体各小孔工序2钻前端面各孔工序3镗左平面各孔工序4镗右平面各孔工序5粗，精铣上平面至尺寸工序6粗，精铣下平面工序7粗，精铣左端平面工序8粗，精铣右端平面工序9粗，精铣前端平面工序10粗，精铣后端平面工序11钳工，去除锐边毛刺工序12检验4设计成果本次设计的主要内容有以下几个方面：1、被加工零件 1张2、被加工零件毛坯图 1张3、机械加工工艺过程卡 1套4、机械加工工艺工序卡 1套5、夹具装配图 1张6、夹具体零件图 1张 7、毕业设计说明书 1份参考文献1许晓晿，专用机床设备设计，重庆：重庆大学出版社，2003. 2 孙已德，机床夹具图册，北京：机械工业出版社，1984.3 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 。4 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷M，北京：机械工业出版社，1991。5 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：上海科学技术出版社，1979。6 李洪，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，1990。7 马贤智，机械加工余量与公差手册M，北京：中国标准出版社，1994。8 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984。9 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。10 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.111 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。12 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。13 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。14 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M，中国计量出版社，2000：9-19。15 哈尔滨工业大学,哈尔滨市教育局,专用机床夹具设计与制造,黑农江人民出版社,1979.12 16 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005：4-17。进度安排2014年3月中下旬 收集资料、熟悉毕业设计论文课题并开题2014年4月上旬 总体方案设计2014年4月中旬 零件的分析，工艺规程设计2014年4月下旬 定机械加工余量，工序尺寸，毛胚尺寸2014年5月上旬 夹具设计2014年5月中旬 根据设计的方案和尺寸，作出CAD图纸2014年5月下旬 编写毕业设计论文说明书2014年5月下旬到6月上旬 导师评阅，修改总结、准备答辩湖南工学院2014届毕业设计（论文）指导教师评阅表 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名柳先志学 号10201440126班 级机本1001班专 业机械设计制造及其自动化指导教师姓名厉春元课题名称C6150车床主轴箱箱体加工工艺及工装夹具设计是否同意参加答辩：是 否指导教师评定成绩分值：指导教师签字： 年 月 日机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 10铸造成型HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铸造成型，保证图示尺寸要求2.未注铸造圆角R6 3铸件不得有砂眼,气孔,缩松,裂纹等机械加工工序卡片产品型号 零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 20铣上端平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X51 1夹具编号夹具名称切削液专用铣夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣上端平面铣刀，游标卡尺500227.00.52312精铣上端平面，保证尺寸263mm铣刀，游标卡尺600300.511机械加工工序卡片产品型号C6150 零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工30铣底平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣底平面，表面粗糙度达到Ra12.5铣刀，游标卡尺500227.00.52312精铣底平面，表面粗糙度达到Ra3.2铣刀，游标卡尺600300.511机械加工工序卡片产品型号C6150 零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工40铣右端平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X51 1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣右端平面铣刀，游标卡尺500227.00.52312精铣右端平面，保证尺寸668mm铣刀，游标卡尺600300.511机械加工工序卡片产品型号 C6150零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工50铣左端平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z35A1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣左端平面铣刀，游标卡尺500227.00.52312精铣左端平面，保证尺寸665mm铣刀，游标卡尺600300.511机械加工工序卡片产品型号C6150 零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工60钻、扩侧面三孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z35A 1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻侧面三孔麻花钻，内径千分尺39214.50.302.2512扩侧面三孔扩孔钻，塞规650250.152.51机械加工工序卡片产品型号C6150 零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工70钻、攻6-M10孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z35A1夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助 1钻6-M10底孔，表面糙度达到Ra12.5麻花钻，内径千分尺39214.50.304.2512攻6-M10孔径,表面糙度达到Ra6.3丝攻，塞规100150511机械加工工序卡片产品型号 C6150零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第8页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工80镗轴承孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T618 1夹具编号夹具名称切削液专用镗夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1镗轴承孔专用夹具，镗刀60054.50.382.51机械加工工序卡片产品型号C6150 零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第9页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工90钳工HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1去除锐边毛剌什锦锉机械加工工序卡片产品型号C6150 零件图号产品名称车床零件名称主轴箱共10页第10页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工100终检HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数1夹具编号夹具名称切削液乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1按图示尺寸检验游标卡尺，专用量具2合格后，防锈入库摘 要 箱体是对零部件有包容，支撑的作用，让它们保持一定的相应位子，而得到正常的运动关系和定量的精度，它还为它里面的零件起到了很好的润滑条件，进而，它具备安全保护和密封的作用并带有有一定的隔绝震动的作用，起到保护内部零件不受到外部损害的作用。所以在日常的生活学习工作中应用得十分广泛，也起到十分重要的作用。这次设计能让我们很熟练使用机械制造工艺学这门课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，能正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线的安排，工艺尺寸确定等一系列的问题，保证零件的加工质量的确定。另外一方面毕业设计是在教学程序中一个不能缺少的实践性很强的十分重要的一环。它的目的在于培养学生能够正确的拥有机械设计能力。一般按照零部件图条件以及要求，需要完成零部件的加工工艺规程设计，让制造方向的学生能够熟练的掌握所学课本上的专业知识，培养学生提高动手的能力，能够达到活学活用的境地。关键词：毛坯剩余量；工艺；工序；切削用量；夹具；定位；误差ABSTRACT Box the body rise to accept to zero partses, prop up of function, make them keep certain opposite seat to get the normal sport relation and enough accuracy, he returned to rise a better lubrication condition for the spare parts of its inner part in the meantime, in the meantime, he still has a safe protection and seal completely of the function have a function of separate the earthquake certainly, rise to protect the effect that the internal spare parts is free from to the exterior to violate.So make use of very extensively in the daily living work, also have count for much of of function.This design can let us make use of the machine manufacturing craft to learn the basic theories in the course masterly and Be producing the fulfillment knowledge that the practice high school arrive, resolve a spare parts with accuracy in the middle of process of fixed position, clip tightly and the craft route arrangement, the craft size assurance etc. problem, promise the spare parts processes quality.Graduating a design on the other hand is a fulfillment of essential to have the very strong important link is in the teaching link.The purpose lies in training students first step to set up right of design an ability to the machine.Complete zero partses to process the craft rules distance design according to zero parts diagram and condition and the request, make the studentof the manufacturing direction be able to integrate to control the professional knowledge study, raise a student to begin anability,attain to live to learn to liveto use.Keywords:the semi-finished product remaining quantity；craft；work preface；slice to pare dosage；tongs；fixed position；error margin目 录前 言11 C6150车床主轴箱零件的分析21.1 零件的作用21.2 车床主轴箱的主要技术要求21.2.1 尺寸精度和表面粗糙度：21.3 工艺过程分组22 工艺规程的设计42.1 确定毛坯的制造形式42.2 基准的选择42.2.1 零件表面加工方法的选择52.2.2 加工顺序的安排62.3 制定工艺路线82.3.1 加工阶段的划分92.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定92.4.1 毛坯的制造分析92.5 确定切削用量及基本工时92.5.1 粗铣上端面102.5.2 精铣上端面112.5.3 铣底平面：112.5.4 精铣底面122.5.5 钻、扩2-孔：122.5.6 钻、攻6-M10孔，选用机床：Z35A钻床132.5.7 镗轴承孔142.5.7 钳工152.5.8 检验152.6 小结153 夹具设计163.1 概述163.1.1 机床夹具在机械加工中的作用163.1.2 机床夹具的分类173.1.3 机床夹具的组成173.2 铣上端平面夹具设计183.2.1 问题的提出183.2.2 定位元件的选择183.2.3 定位基准的选择183.2.4 工件的加工精度分析183.2.5 切削力和夹紧力的计算193.2.6 夹具设计及操作的简要说明194 总结21参考文献22致 谢23前 言课题介绍在机械制造工艺过程中，在机床上对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动，这一任务就是由夹具完成。机床夹具为机床的一种附加装置，安装工件后使之获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。课题背景及发展趋势夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。它主要表现在以下几个方面：(1)加强机床夹具的三化工作为了加速新产品的投产，简化设计工作，加速工艺装备的准备工作，以获得良好的技术经济效果，必须重视机床夹具的标准化，系列化和通用化工作。(2)大力研制推广实用新型机床夹具在单件，小批生产或新产品试制中，应推广使用组合夹具和半组合夹具。在多品种，中小批生产中，应大力推广使用可调夹具，尤其是成组夹具。(3)提高夹具的机械化，自动化水平近十几年来，高效，自动化夹具得到了迅速的发展。主要原因是：一方面由于数控机床，组合机床及其它高效自动化机床的出现，要求夹具能适应机床的要求，才能更好的发挥机床的作用。另一方面，如采用气动、电动等自动化夹具夹紧，避免了手工操作用划线等方法来定位工件，缩短了安装工件的时间，减轻了劳动强度，大大提高了生产效率。1 C6150车床主轴箱零件的分析1.1 零件的作用题目给出的零件是c6150车床主轴箱体，主轴箱体起着支持和固定轴系零件,保证轴系运转精度和良好润滑及密封等重要作用。主轴箱是C6150车床的关键零件。一旦主轴箱的旋转精度降低，则机床的使用价值也将大打折扣。1.2 车床主轴箱的主要技术要求1.2.1 尺寸精度和表面粗糙度： 图1主轴箱零件图车主轴箱的内孔和安装平面是决定工件精度的关键表面，其精度要求最高，一般不低于IT8级；。车主轴箱内孔的圆度直接影响加工工件的轴承孔精度，故要求较高，其误差不大于尺寸的。1.3 工艺过程分组车主轴箱结构较为复杂，精度要求也较高，在批量的生产条件下，车主轴箱的机械加工工艺过程有三组加工表面。第一阶段：以毛坯面为基准，铣上平面和铣左右端平面。第二阶段：以下平面为基准，钻各螺纹孔及镗轴承孔。2 工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，由于零件年生产量为8000件，已达到大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大。故采用铸造成型 。它的毛坯精度较高，加工余量较小，对提高生产率，保证加工质量也是有利的。 2.2 基准的选择基面的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，还会零件的大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：一般箱体类零件的粗基准都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。该车床主轴箱最先加工的是主轴箱底面和上表面。精基准的选择：常以车床主轴箱零件的装配基准或专门加工的一面两孔定位，使得基准统一。该工件有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；孔轴线之间也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。为了保证以上几项要求，加工车床主轴箱上表面时，应以底面为精基准，使上表面加工时的定位基准与设计基准重合；加工孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两孔组成典型的一面两孔定位方式。这样，孔的加工，其定位基准既符合基准统一的原则，也符合基准重合的原则，有利于保证孔轴线与底面（装配基准面）的尺寸精度和平行度。基准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、面或其组合,在机器零件的设计和加工过程中,按不同要求选择哪些点、线、面作为基准,是直接影响零件加工工艺性和表面间尺寸、位置精度的主要因素之一。定位基准的选择与工艺过程的制订有密切的关系，故有必要多设想几种定位方案比较他们的优缺点，周密地考虑定位方案与工艺过程的关系，尤其对加工精度的影响。合理选择定位基准对保证加工精度和确保加工顺序都有决定性的影响，基准的选择其实就是基面的选择。根据作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准：零件设计图样上所采用的基准，称为设计基准。这是设计人员从零件的工作条件、性能要求出发，适当考虑加工工艺性而选定的。一个零件图上可以有一个也可以有多个设计基准。工艺基准：零件在工艺过程中所采用的基准，成为工艺基准。其中又包括工艺基准、定位基准、测量基准和装配基准，现分析如下。 设计基准设计基准就是在零件设计图纸上用来确定其他点、线和面的位置的基准。即零件图纸上标注尺寸的起点。 工艺基准工艺基准是在加工装配过程中所采用的基准。根据用途的不同可分为：定位基准、工序基准、装配基准和测量基准。 定位基准:工件在机床上或夹具中进行加工时用作定位的基准，称为定位基准。当加工主轴颈时，其位置是由夹具上定位相接的面确定的，故该接触面即是本道工序的定位基准。 工序基准:在工序图中，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，称为工序基准。应对各工序中的工件加工面作具体分析、确定某面或线作为该工序的基准。工序基准采用工件上实际表面的点、线、面以外，还可以是工件表面的几何中心、对称面或对称线等。例，加工主轴颈时以主轴中心线为加工的工序基准。 测量基准:在测量时所采用的基准，称为测量基准。根据不同工序要求测量已加工平面位置时使用不同的测量基准，如测量曲轴总长时应以曲轴两端面为测量基准。 装配基准:在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中所采用的基准，称为装配基准。2.2.1 零件表面加工方法的选择零件表面的加工方法，首先取决于加工表面应有的技术要求。但应注意，这些技术要求不是一定就是零件图所规定的要求，有时还可能由于工艺上的原因而在某些方面高于零件图上的要求。如果由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求，或由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工要求。当明确了各加工表面的技术要求后，即可据此选择能保证该要求的最终加工方法，并确定需几个工步的加工方法。所选择的加工方法，应满足零件的质量、良好的加工经济性和高的经济效率的要求。为此，选择加工方法时应考虑以下各因素：1 任一种加工方法比如能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，但只有在某一个较窄的范围才是经济的，这个范围的加工精度就是经济加工精度。为此，在选择加工方法时，应选择相应的能获得经济加工精度的加工方法。例如，公差为IT7级的和表面粗糙度为Ra0.4外圆表面，通过精心车削可以达到精度要求，但不如采用摸削经济。各种加工方法可达到的经济加工精度和表面粗糙度，可参阅工艺设计手册中的有关资料。2 要考虑工件材料的性质例如，对淬火钢应采用磨削加工，但对有色金属采用磨削加工就会发生困难，所以一般采用金刚镗削或高速精细车削加工。3 要考虑工件的结构形状和尺寸大小例如，回转工件可以用车削或磨削等加工孔，而壳体上IT7级公差的孔，一般就不宜采用车削或磨削，而通常采用镗削或铰削加工。孔径小的宜采用铰孔，孔径大或长度较短的孔宜采用镗孔。4 要考虑生产率和经济性要求大批大量生产时，应采用高效率的先进工艺，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的铣、刨和镗孔等加工方法。甚至可以从根本上改变毛坯的制造方法，以减少机械加工的劳动量。5 要考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件。选择加工方法时应充分利用现有的设备，挖掘企业的潜力，发挥工人的积极性和创造性。但也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，采用新技术和提高工艺水平，此外还应考虑设备负荷的平衡。2.2.2 加工顺序的安排零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其他工序在工艺过程中的位置。零件加工顺序安排的是否合适，对加工质量、生产效率率和经济性有较大的影响。现将有关加工顺序安排的原则和应注意的问题分述如下。1 加工工艺的划分零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分为几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可以划分如下几个阶段： 粗加工阶段：这个阶段主要任务是却去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率的问题。 半精加工阶段：这阶段的作用是为零件主要表面的精加工做好准备（达到一定的精度和表面粗糙度，的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等），一般在热加工以前进行。 精加工阶段：对于零件上的精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这个阶段的任务主要是提高加工表面的各项精度要求和降低表面粗糙度。有时由于毛坯余量特别大，加工表面十分粗糙，在粗加工前还需要去黑皮的加工阶段，称荒加工阶段。为了及时地发现毛坯的缺陷和减少运输工作量，通常把荒加工放在毛坯车间中进行。此外，对零件上的精度和表面粗糙要求特高的表面还应在精加工后进行光整加工。称为光整加工阶段。(2)机械加工顺序的安排一个零件上往往有几个加工表面需要加工，这些表面不仅本身有一定的精度要求，而且各表面间还有一定的位置要求。为了达到这些精度要求，各表面的加工顺序就不能随便安排，而必须遵循一定的原则，这就是定位基准的选择和转换决定着加工顺序，以及前工序为后续工序准备好定位基准的原则。(3)热处理工序的安排热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据零件材料和热处理的目的而定。 退火或正火:为了得到较好的表面质量、减少刀具磨损，需要对毛坯预先进行热处理，以消除组织的不均匀，降低硬度、细化晶粒，提高加工性。对高碳钢零件用退火降低其硬度，对低碳钢零件却要用正火的办法提高其硬度；对锻造毛坯，因表面软硬不均不利于切削，通常也进行正火处理。退火、正火等，一般应安排在机械加工之前进行。 时效:为了消除残余应力应进行时效处理（其中包括人工时效和自然时效）。残余应力无论在应力制造还是在切削加工时都会残留下来，不设法消除就会引起工件变形，降低产品质量，甚至造成废品。对于一般铸件，只需在粗加工后进行一次时效处理即可，或在铸造毛坯以后安排一次时效处理。 淬火:淬火可提高材料的机械性能（硬度和抗拉强度等）。淬火后尚需回火以取得所需要的硬度与组织。由于工件淬火后常产生较大的变形，因此，淬火工序一般安排在精加工阶段的磨削加工之后进行。 渗碳:由于渗碳的温度高，容易产生变形，因此一般渗碳工序安排在精加工之前进行。氮化处理是为了提高零件的表面硬度和抗腐蚀性，一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工之前。氮化处理前应调质。 表面处理：为了提高零件的抗腐蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率等，一般都采用表面处理的方法。如在零件的表面镀上一层金属镀层（铬、锌、镍、铜以及金、银、钼等）或使零件表面形成一层氧化膜。表面处理工序一般均安排在工艺过程的最后进行。 辅助工序的安排辅助工序种类很多，包括中间检验、洗涤、防锈、特种检验和表面热处理等。 检验：检验工序一般安排粗加工全部结束之后，精加工之前；送往外车间加工的前后（特别是热处理前后）；化费工时用于工序和重要工序的前后。以便及时控制质量，避免浪费工时。 特种检验：X射线、超声波探伤等多用于工件材料内部质量的检验，一般安排在工艺过程的开始。荧光检验、磁力探伤主要用于工件表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。如果用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前进行。 清洗、涂防锈油：一般安排在最后工序。2.3 制定工艺路线由于生产类型为大批生产，故在使零件的几何性状、尺寸精度几位置精度等技术要求得到合理的保证的前提下，应采用专用的夹具，并应尽量使工序集中起来提高生产率，处此之外，还应考虑经济效果，以使生产成本尽量提高。根据工件材料性质和具体尺寸精度、粗糙度的要求，设计了两种工艺路线来达到加工目的：表1 工艺路线方案一序号工序内容1铸造成型2去除铸造应力3涂底漆4钻、扩侧面三孔，钻、攻6-M10孔6镗轴承各孔7铣左端平面8铣上端平面，铣底平面10铣右端平面11去除锐边毛剌12检验表2 工艺路线方案二序号工艺内容1铸造成型2去除铸造应力3涂底漆4铣上端平面5铣底平面6铣右端平面7铣左端平面8钻、扩侧面三孔9钻、攻6-M10孔10镗轴承各孔11去除锐边毛剌12检验方案选择：上述两个工艺方案的特点在于：方案一工序比较集中，很混乱，相对方案二来说，减少了装夹次数，体现了工序集中原则，两个方案中，都以底面为基准，保证了设计基准与工艺基准相重合；通过仔细考虑零件的技术要求，分析两个方案采取的加工手段，最后选加工路方案二。2.3.1 加工阶段的划分在大批量生产条件下，车主轴箱的机械加工工艺可划分为以下三阶段：(1)粗加工阶段该阶段是在车主轴箱毛坯铸造和正火后进行的，包括铣端面、钻孔等工序。其主要任务是切除毛坯上大部分余量，同时，可以发现铸件的裂纹或其他缺陷。(2)精加工阶段车床主轴箱毛坯在粗加工后需要进行调质阶段，然后再进行精加工。精加工阶段包括各钻孔工序，及螺孔等次要表面加工等工序。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.4.1 毛坯的制造分析车床主轴箱零件材料为HT200铸件，硬度为。生产类型为大批生产，由机械加工工艺手册表查得确定毛坯图：图2主轴箱毛坯图2.5 确定切削用量及基本工时工序1：铸造成型工序2：时效热处理工序3：铣上端平面，选用机床：X51铣床2.5.1 粗铣上端面（1）铣削深度a：已知a=2.0 mm，可一次走刀切完。（2）进给量：采用不对称端铣以提高进给量，当使用YG6硬质合金刀具，铣床功率为7.5 Kw,（机械加工工艺手册表3.1-73） = 0.140.24 因采用不对称端铣，故选取适当大值 = 0.20 （3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据机械加工工艺手册表2.4-71得，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由工艺手册表2.4-72知，由于铣刀直径=100 mm，故刀具寿命T=10.810s。（4）确定切削速度和每分钟进给量切削速度可由工艺手册表2.4-81直接查出，当铣刀直径=100 mm，齿数 Z=8时，=96 mm，=1.27 m/s,=3.0km，则机床主轴转速 = = = 4.04 按机床选取 = 300 则实际切削速度：=94.2 实际每分钟进给量：=Z=0.210300=600 （5）校验机床功率由工艺手册表2.4-81，查得=3.0km，查表（3.1-73）X51A 型立式铣床说明书知，机床主轴允许功率为=7.5 km因此，所选择得切削用量可以采用，即a=2.0 mm， =600 ， = 300 ，=94.2 ， = 0.20 （6）计算基本工时=式中 =(170100), X=1.875, 取整X=2，则 =2(170100)=360 mm，=0.6 min =36 s2.5.2 精铣上端面已知a=0.7 mm，则根据工艺手册表2.4-73，当Ra=3.2时， = 0.51.0 取 = 1.0 ，则 = =0.1 查工艺手册表2.4-81得，=0.1 时，=96 mm，=1.62 m/s,则机床主轴转速： = = = 5.16 =309.6按机床选取 = 375 （表3.1-74）则实际切削速度：=117.75 实际每分钟进给量：=Z=0.110375=375 计算基本工时 =0.96 min=57.6 s2.5.3 铣底平面：粗铣底平面：已知a=2.0 mm，则根据工艺手册表2.4-73知， = 0.140.24取 = 0.2 ，根据工艺手册表2.4-81，= 0.2 时，=96 mm，=1.27 m/s,则机床主轴转速： = = = 242.7 按机床选取 = 300 ，则实际切削速度：=94.2 实际每分钟进给量：=Z=0.210300=600 计算基本工时 =0.77 min=46 s2.5.4 精铣底面已知a=0.7 mm，则切削用量等参数与精铣底面相同，如下： = 0.1 ， = 375 ，=117.75，=375 ，基本工时： =1.23 min=73.6 s2.5.5 钻、扩2-孔： 钻孔钻孔时先采取的是钻到在扩到，所以，切削深度：进给量：根据7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照 7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度： （1）刀具切出长度： 取走刀次数为1基本工时： （2）扩孔加工扩孔：根据机械加工工艺手册表查表： ,； ，取 ，扩孔时，由机械加工工艺手册表得：根据机械制造工艺学表可得：2.5.6 钻、攻6-M10孔，选用机床：Z35A钻床钻8.5的孔： 选择高速钢麻花钻 按机床选取 基本工时：攻丝M10孔： 选择M10丝攻 按机床选取 基本工时：2.5.7 镗轴承孔粗镗孔120机床：镗床T618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取 机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41取实际切削速度：工作台每分钟进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min精镗孔120H12机床：镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度，： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.56min2.5.7 钳工2.5.8 检验2.6 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3 夹具设计3.1 概述在机械制造过程中，用来固定加工对象，使其占有正确的位置，以便接受施工，检测的装置，都可统称为“夹具”。对于单件、小批量生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但是由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低。夹具是机械制造厂使用的一种工艺装备,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，称机床夹具，如车床上使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口虎钳等。3.1.1 机床夹具在机械加工中的作用对工件进行加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，首先要将工件装夹好。工件的装夹方法有两种：一种是工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种是工件装夹在夹具上。采用第一种方法夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于小批生产。批量较大时，大都用夹具装夹工件。用夹具装夹工件有下列优点：（1）能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。（2）能提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高生产率。（3）能扩大机床的使用范围 （4）能降低成本 在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显地降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上，每个工件增加的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。3.1.2 机床夹具的分类机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种。（1）按夹具的使用特点分类a 通用夹具 已经标准化的，可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，如三爪定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等。这些夹具已作为机床附件的专门工厂制造供应，只需选购即可。b 专用夹具 专门为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。专用夹具一般在批量生产中使用。c 可调夹具 夹具的某些元件可调整或可更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类。d 组合夹具 采用标准的组合夹具元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。e 拼装夹具 用专门的标准化、系列化的拼装夹具而成的夹具，称为拼装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。（2）按使用机床分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其它机床夹具等。（3）按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。3.1.3 机床夹具的组成机床夹具的种类和结构虽然繁多，但它们的组成均可概括为下面几个部分。（1）定位装置定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。（2）夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用是不离开已经占据的正确位置。（3）对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。（4）连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。（5）夹具体夹具体是机床夹具的基础件。（6）其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。如需加工按一定规律分布的多个表面时，常设置分度装置；为能方便、准确地定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。本次设计要求设计铣上端平面夹具，该零件属于大批生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为保证工件加工精度，提高生产效率，设计专用铣床夹具就显得非常必要。3.2 铣上端平面夹具设计 为了提