传动壳体机加工工艺及顶面钻孔夹具设计

本科毕业论文（设计）论文（设计）题目传动壳体机加工工艺及顶面钻孔夹具设计学院专业机械设计制造及其自动化班级机自11151班学号学生姓名指导教师2010年5月26日本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名日期目录目录I摘要IVABSTRACTV前言1第一章零件分析211零件的作用212零件的结构分析2121主视图3122俯视图4123左视图（AA）5124BB剖视图6125TT剖视图713零件的工艺分析和加工方法的确定8131前后面及中腔孔的工艺分析和加工方法的确定8132顶面的工艺分析和加工方法的确定9133左面的工艺分析及加工方法的确定10134右面的工艺分析及加工方法的确定10第二章毛坯设计1221确定生产纲领12211确定壳体零件的生产类型1222确定毛坯的制造方法1223铸件机械加工余量的确定1224毛坯尺寸的确定14241确定外形毛坯尺寸14242确定前面两轴承孔毛坯尺寸14243确定左面孔毛坯尺寸14244确定后面两轴承孔毛坯尺寸15245确定左面孔毛坯尺寸15第三章工艺规程设计1631定位基准的选择和机床的选择16311粗基准的选择16312精基准的选择1632制定工艺路线17321工艺路线方案一17322工艺路线方案二1733机床的选择18331机床的选择18332夹具的选择18333刀具的选择1934机床和方案的比较与分析20第四章确定切削用量2141粗铣右端面2142上端面加工21421粗、精铣上端面21422工艺孔26和185加工21423钻上端面M86H螺纹孔2243前端面加工22431粗、精铣前端面22432加工前端面轴承孔106、72和M12螺纹孔2244后端面加工23441粗、精铣后端面23442加工后端面轴承孔106、72和M12螺纹孔2345左端面加工23451粗、精铣左端面23452加工左端面内外墙孔52、152446右端面加工24461精铣右端面24462加工右端面内外墙孔24第五章顶面钻孔夹具的设计2651夹具的作用及要求26511夹具的作用26511夹具的要求2652夹具设计方案一27521夹具图及说明27522方案一夹具装夹图2953夹具设计方案二30531夹具图及说明30532方案二夹具装夹图3354方案对比与选择3455顶面钻孔定切削用量及基本工时计算3456切削力计算3653夹紧力计算37结论39致谢40参考文献41传动壳体机加工工艺及顶面钻孔夹具设计摘要本设计是传动壳体机加工工艺及顶面钻孔夹具设计。传动壳体机是一种支承和包容各种传动机构的箱形零件。第一步，进行零件的结构分析，从主视图、俯视图、左视图、BB视图、CC视图、TT视图角度分析，得出零件的具体形状。第二步，零件的各个加工面和加工孔进行工艺分析，确定面与孔的加工方法并绘制与之对应的毛坯图。由此确定毛坯的生产纲领、制造方法、铸件机械加工余量等级。第三步通过毛坯图设计工艺规程，确定定位基准、工艺路线和铣、钻、铰切削用量，从而选择对应的加工机床和铣刀、钻头、铰刀的尺寸与材料。最后，顶面钻孔夹具的设计，计算定位误差和夹紧力。本次设计过程涉及到机械制造专业的一系列专业知识，包括了图纸分析、毛坯图绘制、毛坯制造、工艺设计、切削用量、加工余量、机床选择、刀具选择、定位、误差分析、夹紧等。其相关的零部件数据是查阅的专业工具书，并通过计算来完成。关键词传动壳体、顶面钻孔、工艺规程、定位误差MACHININGPROCESSANDDRIVESHELLTOPSURFACEDRILLINGFIXTUREDESIGNABSTRACTTHISDESIGNISADRIVESHELLATTHETOPOFTHEMACHININGPROCESSANDDRILLINGFIXTUREDESIGNDRIVESHELLMACHINEISAKINDOFSUPPORTANDTOLERANCEBOXTYPEPARTSOFVARIOUSKINDSOFDRIVINGMECHANISMFIRSTINTHEDESIGNOFPARTSOFSTRUCTUREANALYSIS,INCLUDINGFRONTVIEW、VERTICALVIEW、LEFTVIEW、BBVIEW、CCVIEW、TTVIEW,ITISCONCLUDEDTHATPARTSOFTHESPECIFICSHAPEAGAINTOPARTSOFTHEMACHININGSURFACEANDHOLEFORPROCESSANALYSIS,ITDETERMINESTHESURFACEANDHOLEMACHININGMETHODANDMAPSWITHTHEMATCHINGTHECORRESPONDINGBLANKACCORDINGTOTHEABOVE,WECANDETERMINETHEBLANKPRODUCTIONPLATFORM、METHODS、ANDTHECASTINGMACHININGALLOWANCELEVELONTHEBASICOFBLANKDRAWINGDESIGNPROCEDUREDETERMINETHELOCATINGDATUM、PROCESSROUTEANDTHEDOSAGEOFMILLING、DRILLING、CUTTING,SELECTTHECORRESPONDINGPROCESSINGMACHINETOOL、THERIGHTSIZEOFMILLING、DRILLING、CUTTINGANDMATERIALSTHELASTISTHETOPSURFACEDRILLINGFIXTUREDESIGN、THEPOSITIONINGERRORCALCULATIONANDTHECALCULATIONOFCLAMPINGFORCETHEDESIGNPROCESSINVOLVESASERIESOFPROFESSIONALMACHINERYMANUFACTURINGPROFESSIONALKNOWLEDGE,INCLUDINGTHEDRAWING、BLANKDRAWING、BLANKMANUFACTURING、PROCESSDESIGN、CUTTINGPARAMETERS、WORKINGALLOWANCE、MACHINETOOLSELECTION、CUTTINGTOOLSELECTION、LOCATION、ERRORANALYSIS、CLAMPINGANDSOONITSDATAISREFERTOPROFESSIONALBOOKSRELATEDPARTSANDTHROUGHTHECALCULATIONTOCOMPLETEKEYWORDSDRIVESHELL、TOPOFTHEHOLE、TECHNOLOGICALPROCEDURE、LOCATIONERROR前言本次传动壳体机加工工艺及顶面钻孔夹具设计是对整个大学时期所学知识的综合检验，是整个大学教学内容中的一个重要的实践环节。通过这次毕业设计把所学的的知识在实践中应用，在实际的工艺，夹具设计中得到巩固、加深和发展，使我分析和解决生产实际问题的能力得以提高，为以后从事相关的技术工作奠定扎实的功底。通过这次设计，我得到了以下几方面的锻炼。1、能熟练的运用本专业课程及其他有关课程中的基本理论，以及在生产实习中学到的实践知识，正确地分析和解决一个零件在加工中定位、夹紧以及工艺路线的合理拟定等问题，从而保证零件制作的质量、生产率和经济性2、通过夹具设计，进一步的提高了我的结构设计能力，能够根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力，既经济合理又能保证加工质量的夹具3、进一步提高计算、制图能力，能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等第一章零件分析11零件的作用传动壳体零件是机械中常见的一种零件，通常起支撑作用。它的应用范围很广，例如支撑旋转轴上的轴承，传递动力等等。本设计的传动箱壳体是一种支承和包容各种传动机构的箱型零件，由外墙、内支撑墙、轴承座，凸台及肋等构件组成。传动箱具有密封、防尘、隔热、隔音、储存润滑油和防护功能。由于零件的形状较为复杂，但是外形尺寸不大，可采用铸造毛坯方式完成12零件的结构分析图12零件图121主视图图121主视图从零件图的主视图来看，能看出箱体零件的主要轮廓，主要由外墙、内支撑墙、轴承座组成。主视图中，能看到两个轴承孔和与之对应的轴承座尺寸，外墙与内墙上分别有52的加工通孔6个，35加工通孔1个，20加工通孔1个，30加工外表面，M20的螺纹孔。详细位置如下表表121A表121A位置尺寸表面粗糙度个数左端面外墙52322左端面内墙52322右端面外墙52321右端面外墙35631右端面外墙M201右端面内墙20631右端面内墙外表面30631在主视图中，可以看到标注的左端面、右端面和上端面的加工粗糙度要求为63内外墙的图形轮廓，轴承座位置关系122俯视图图122俯视图从俯视图我们可以看到顶面图形尺寸轮廓,俯视图中标明了零件的长和宽,分别是494毫米和244毫米；两个工艺孔分别是26H7，185H7，位置关系为以右端面粗基准像左285毫米找到X位置，以中心线向上82毫米找到Y位置，确定26H7的圆心位置，以26H7圆心为基准向右移动233毫米，再向下移动206毫米，确定185H7的圆心位置。再根据零件图上的位置关系标注M86H的螺纹孔14个位置，具体见下表122A表122A位置尺寸表面粗糙度个数零件顶面26H7321零件顶面185H7321零件顶面M86H螺纹孔1在俯视图中，可以看到标注的前端面、后端面的加工粗糙度要求为63；整个传动箱壳体的长和宽的尺寸，分别为2855和244。123左视图（AA）图123左视图左视图是个剖视图，表现了箱体零件AA剖从左向右看到的零件内壁轮廓以及3个孔外墙的尺寸和位置（内墙尺寸在TT视图中表现）、两个轴承孔的Y方向上的位置尺寸和表面粗糙度要求、内墙孔中心位置，具体如下表123A表123A位置尺寸表面粗糙度个数AA剖66毛坯粗糙度1AA剖66毛坯粗糙度1AA剖76毛坯粗糙度1前端面轴承孔72321后端面轴承孔72321前端面轴承孔106321后端面轴承孔106321124BB剖视图图124BB剖视图BB剖视图通过剖视展示了壳体零件的内部结构以及部分孔的尺寸，包括22、M10、30、R38、76、96等等部分孔的位置尺寸的标注，具体见下表142A表142A位置尺寸表面粗糙度个数BB剖视图位置22毛坯粗糙度1BB剖视图位置M10螺纹孔4BB剖视图位置30毛坯粗糙度3BB剖视图位置R38毛坯粗糙度1BB剖视图位置76毛坯粗糙度1BB剖视图位置96毛坯粗糙度1125TT剖视图图125TT剖视图从TT我们看到左视图的3个孔前端面后端面的大小是不一样的，分别是52和62、52和62、62和64，表面粗糙度都是32。位置尺寸表面粗糙度个数TT剖视图表示位置52322TT剖视图表示位置62323TT剖视图表示位置6432113零件的工艺分析和加工方法的确定131前后面及中腔孔的工艺分析和加工方法的确定从零件图俯视图我们能看到加工表面要求粗糙度为63，从图中看出，前后端面都是非常平整的大端面，面积较大，我们可以用卧式龙门加工中心来完成前后端面的加工，通过查工具书机械加工技师综合手册表636铣头规格尺寸选择如下参数洗头产品名称卧式龙门加工中心铣床与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头转速比11回转角360配套机床卧式龙门加工中心由于零件前后端面的表面粗糙度要求为63，通过查金属金属加工工艺及工装色剂表45得出需要通过先粗铣、在精铣方式才能达到63的粗糙度。从零件的主视图，我们可以看到两个中镗孔的位置分布关系，再从左视图中看找到中镗孔的尺寸为106粗糙度要求为32和72粗糙度要求为32,通过查询金属加工工艺及工装设计表42需要达到这个精度需要通过粗镗、半精镗才能完成。参考机械加工技师综合手册表638镗头规格尺寸，可以选择如下参数镗头产品名称万能镗头型号Z11150最大镗削直径/MM150滑块最大行程/MM15微进给（每格）/MM0005刀杆孔直径/MM18衬套孔直径/MM4,8,12刀柄孔尺寸/MM6锥柄锥度号莫氏2、3、4号；724132顶面的工艺分析和加工方法的确定在零件图中，顶面的壳体轮廓是加工面，要求表面粗糙度63，有M8螺纹孔14个，还有工艺孔26（孔壁要求粗糙度32）和18（孔壁要求粗糙度32），根据机械零件加工工序准则先面后孔的原则和先粗后精原则，确定加工工序为先加工轮廓表面，再加工工艺孔，最后钻螺纹孔的方法加工，通过查工具书机械加工技师综合手册表636铣头规格尺寸选择如下参数洗头产品名称台座式立铣头型号XC632与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号导轨宽度/MM400燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头与铣床转速比11回转角360配套机床X63W外形尺寸（长宽高MM）510530440顶面的孔使用加工中心对壳件的上的工艺孔和螺纹孔进行钻孔、攻丝和扩孔、铰孔方式完成133左面的工艺分析及加工方法的确定在零件图中可以看到，零件的左端表面是个平面，要求表面粗糙对为63，按照机械零件加工中先面后孔原则，优先加工左端面外表面。零件图中主视图是从中部剖开的，可以看到壳体零件分为外墙和内墙，且外墙和内墙上有多个通孔，孔壁个要求不同的表面粗糙度，分别为表133A中数据表133A尺寸孔壁粗糙度同心度要求数量15HG125004M252K732004008252K73200160042由此看到同心度要求较高，选用加工中心加工，一次装夹铣端面粗铣精铣（查金属加工工艺及工装设计表63）钻15钻（查金属加工工艺及工装设计表45）镗527粗镗精镗（查金属加工工艺及工装设计表45）134右面的工艺分析及加工方法的确定在零件图中可以看到，零件的右端表面是个平面，要求表面粗糙对为63，按照机械零件加工中先面后孔原则，优先加工右端面外表面。零件图中主视图是从中部剖开的，可以看到壳体零件分为外墙和内墙，且外墙和内墙上有多个通孔，孔壁个要求不同的表面粗糙度，分别为表133A中数据表134A尺寸孔壁粗糙度同心度要求数量52K7320040016152K732110040016162K732110040016162K732110040016162K732110040016164K732110040016120H86313065135H8631由此看到同心度要求较高，选用加工中心加工，一次装夹铣端面粗铣精铣（查金属加工工艺及工装设计表63）镗64K7粗镗精镗（查金属加工工艺及工装设计表45）镗62K7粗镗精镗（查金属加工工艺及工装设计表45）镗35H8粗镗精镗（查金属加工工艺及工装设计表45）铣30粗镗精镗（查金属加工工艺及工装设计表45）钻20H8钻铰（查金属加工工艺及工装设计表45）第二章毛坯设计21确定生产纲领211确定壳体零件的生产类型零件的生产纲领为1其中，产品的年产量为Q10000台/年，每台产品中该壳体零件的数量N1件/台，零件备品率A4，零件废品率B1。Q1000X1X14110500件/台从计算结果可知零件为大批量生产。22确定毛坯的制造方法从零件图形看到零件是个箱体零件，结构复杂，壁厚要求高、均匀、无突然变化、无尖堎尖角，防止产生应力集中现象，材料选择HT2040从生产纲领中确定壳体零件为成批量生产，生产量较大，应采用精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。通过提高毛坯精度使毛坯的形状与尺寸尽量与成品接近，力求实现少、无切屑加工。综合上述，选择熔模铸造方式进行毛坯制造。23铸件机械加工余量的确定由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到这些要求。加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量。根据材料的特性，查询机械加工余量手册表534得出零件外表面的留6MM的加工余量。零件外表余量如图22A主视图、22B左视图、22C俯视图所示图22A主视图图22B左视图图22C俯视图24毛坯尺寸的确定241确定外形毛坯尺寸查询机械加工余量手册表534得出零件外表面留的加工余量，及考虑在铸造过程中，表面会产生气泡等部分，因此，加工余量得留大点。从而得出粗铣各表面的加工余量为6MM。零件外表余量如图22A主视图、22B左视图、22C俯视图所示得出外毛坯外表尺寸为506MMX276MMX408MM长X宽X高。242确定前面两轴承孔毛坯尺寸由零件图可知表面粗糙度为32，通过查询金属机加工工艺手册表45和机械加工余量手册表559得出需要粗镗、半精镗两道工序才能完成，所以两个轴承孔的毛坯尺寸分别为100和68。243确定左面孔毛坯尺寸零件图中，左面孔有内墙孔和外墙孔，内外墙孔有同心要求，孔壁要求表面粗糙度，在零件图中都有详细标注，粗糙度分别为15粗糙度12552粗糙度32通过查询金属机加工工艺手册表45和机械加工余量手册表559得出孔15可直接钻出，52共四个通过粗镗和半精镗才能达到32的粗糙度，故预留4MM的加工余量，得出毛坯尺寸为48。244确定后面两轴承孔毛坯尺寸由零件图可知表面粗糙度为32，通过查询金属机加工工艺手册表45和机械加工余量手册表559得出需要粗镗、半精镗两道工序才能完成，所以两个轴承孔的毛坯尺寸分别为100和68。245确定右面孔毛坯尺寸零件图中，右面孔有内墙孔和外墙孔，内外墙孔有同心要求，孔壁要求表面粗糙度，在零件图中都有详细标注，通过查询金属机加工工艺手册表45和机械加工余量手册表559得出需要粗镗、半精镗两道工序才能完成。得出各孔的毛坯尺寸分别为48、32、56、58。第三章工艺规程设计31定位基准的选择和机床的选择311粗基准的选择粗基准的选择原则1）选用的粗基准应便于定位、装夹和加工，并使夹具结构简单。2）如果必须首先保证工件加工面与不加工面之间的位置精度要求，则应以该不加工面为粗基准。3）为保证某重要表面的加工余量小而均匀，应选择该表面为粗基准。4）为使毛坯上多个表面的加工余量相对较为均匀，应选择该表面为基准。5）粗基准面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。6）粗基准一般只能使用一次（尤其是主要定位基准），以免生产较大的位置误差。通过以上的条件，结合壳体零件图纸，选择右端面为粗基准312精基准的选择精基准选择原则1）所选定位基准应便于定位、装夹和加工，要有足够的的定位精度。2）遵循基准统一原则。当工件以某一组粗基准定位，可以比较方便地加工其余多数表面时，应在这些表面的加工各工序中，采用这同一组基准来定位。这样，减少工装设计和制造，避免基准转换误差，提高生产率3）遵循基准重合原则。表面最后精加工需保证位置精度时，应选用设计基准为定位基准的方法，称为基准重合原则。在用基准统一原则定位，而且不能保证位置精度的那些表面的精加工，必须采用基准重合原则。4）自为基准原则。当有的表面精加工工序要求余量小而均匀时，可利用被加工表面本身为定位基准的方法，叫做自为基准原则。此时的位置精度应要求由先行工序保证。综合上述，再结合图纸，选择壳体零件上表面工艺孔26和185为精基准，对零件整个加工过程进行定位。32制定工艺路线321工艺路线方案一1、铸模2、熔模铸造毛坯3、时效处理4、画线5、粗铣右端面6、以右端面为粗基准，粗铣上端面7、以右端面为粗基准，精铣上端面8、加工上端面工艺孔26和185钻扩铰9、以工艺孔为定位基准粗、精铣前端面10、以工艺孔为定位基准粗、精铣后端面11、以工艺孔为定位基准粗、精铣左端面12、以工艺孔为定位基准精铣右端面13、以工艺孔为定位基准，加工上表面螺纹孔M814、以工艺孔为定位基准，加工左端面内外墙孔52、1515、以工艺孔为定位基准，加工右端面内外墙孔52、35、20、62、6416、以工艺孔为定位基准，加工前端面轴承孔106、72、M12螺纹孔17、以工艺孔为定位基准，加工后端面轴承孔106、72、M12螺纹孔18、清洗整个箱体零件19、给非加工表面涂耐油漆322工艺路线方案二1、铸模2、熔模铸造毛坯3、给非加工表面上耐油漆4、时效处理5、画线6、粗铣右端面7、以右端面为粗基准，粗铣上端面8、以右端面为粗基准，粗、精铣上端面8、加工上端面工艺孔26和185钻扩铰9、以轴承孔为定位基准，加工上表面螺纹孔M810、以工艺孔为定位基准粗、精铣前端面11、以工艺孔为定位基准，加工前端面轴承孔106、72、M12螺纹孔12、以工艺孔为定位基准粗、精铣后端面13、以工艺孔为定位基准，加工后端面轴承孔106、72、M12螺纹孔14、以工艺孔为定位基准粗、精铣左端面15、以工艺孔为定位基准，加工左端面内外墙孔52、1516、以工艺孔为定位基准精铣右端面17、以工艺孔为定位基准，加工右端面内外墙孔52、35、20、62、6418、清洗整个箱体零件19、再次给非加工表面涂油漆20、油封入库33机床的选择331机床的选择选择机床应遵循如下原则1、机床的加下范围应与零件的外廓尺寸相适应；2、机床的精度应与工序加工要求的精度相适应；3、机床的生产率应与零件的生产类型相适应。在最终传动箱壳体的加工过程中，为了提高生产率将大量使用专用机床，如钻、孔、锉孔工序中会用到专用钻床和专用锉床。在铣端面、倒角和攻教工序中会用到通用机床。通用机床是在机械加工工艺人员手册上查找，具体机床的选用见后面的加工下艺过程卡。332夹具的选择机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将工件牢固地夹紧的一种工艺装备。它的主要作用是可靠地保证工件的加下精度提高加工效率；减轻劳动强度充分发挥和扩大机床的工艺性能。夹具的种类很多，按夹具的应用范围分类，可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具；按夹具上的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动火具、磁力火具和真空夹具等。在单件、小批量生产时，应尽可能采用通用夹具。为提高生产率，在条件允许时也可采用组合夹具。中批以上生产时，应采用专用夹具，以提高生产效率，夹具的精度应与工序的加工精度相适应。最终传动箱壳体的生产属于大批量生产，为了提高生产率，加工中应该采用专用夹具。为此要为生产线上的工序专门设计一套夹具。对于动力源，由于传动箱壳体的加工属于大批量生产，应该采用气动或液压夹紧，可大大减轻劳动强度，缩短辅助时间，大大提高生产率。333刀具的选择刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加T表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生产率及经济性等，在选择时一般尽可能采用标准刀具，必要时可采用高生产率的复合刀具和其它一些专用刀具。传动箱壳体的加工基本都采用标准刀具，可以在机械加工工艺手册上查到。铣平面时大都采用镶齿套式面铣刀，铣平面时用数控加工中心下，选用直柄立式铣刀。锉刀则根据孔的大小不同分别选取。钻孔时大都选用锥柄麻花钻，这种钻头有足够的强度，排屑容易。对于刀具的材料，常用的刀具材料有碳素工具钢、高速钢、硬质合金。其中碳素工具钢指含碳的质量分数在065至35的优质钢碳钢。常用牌号有TSA、T10A和T12A等，其中以T12A用的最多，淬火后硬度可达（5864HRC，红硬性达250、3000C左右，允许的切削速度VC510M/MIN，所以一般用于制造手用和切削速度很低的工具，如锉刀、手用锯条、蟆锥和板牙等。而高速钢是在高碳钢中加入较多的合金元素W、GR、V、MO等与C生成碳化物制得的。加入合金元素后，细化了晶粒，提高了合金的硬度。所以一般高速钢的淬火硬度可达（6367HRC，红硬性可达550650。允许的切削速度VC可比合金工具钢提高12倍。它具有较高的强度，在所有刀具材料中它的抗弯强度和冲击韧度最高，是制造各种刃型复杂刀具的主要材料。而硬质合金的耐热性比高速钢高得多，约在80010000C，允许的切削速度约是高速钢的410倍。硬度很高，但它的抗弯强度为1115PA，只是高速钢的一半，冲击韧度不足高速钢的L/25/10。由于它的耐热性与耐磨性好，因而在刃型不太复杂的刀具上的应用日益增多，如车刀、铣刀、锉刀、小尺寸钻头、丝锥等刀具上。综上所述，端面套式面铣刀材料选择硬质合金，加工孔用的麻花钻、扩孔钻、惚钻、丝锥都采用高速钢材料，镗主轴孔用锉刀刀尖部分材料也选用硬质合金。具体刀具型号及规格见后面的加下工艺过程表格。34机床和方案的比较与分析使用的设备为龙门式加工中心,对比方案一和方案二方案一是先把全部面铣完，再对各个面上的各种孔加工，多次装夹，容易导致定位不精准，对有同心要求的孔不能很好的保证同心度，工序中非加工表面会在时效处理和加工过程中被锈蚀，对零件产生破坏，而且使用的设备是龙门式加工中心，多次装夹不利于工业自动化，加工效率低下，而且没有保存方案。方案二先对零件一个面铣完，然后对当前面的孔进行加工，减少装夹次数，但是需多次换刀，对于龙门式加工中心来说换刀不费人工，同时保证了加工精度、孔的同心度，工序过程中都对零件进行了防锈，放腐蚀处理，保证了零件的质量。对比方案一和方案二，和机床的选择标准，我选择卧式龙门加工中心和方案二更适合于此壳体零件的加工。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡第四章确定切削用量41粗铣右端面查机械加工工艺人员手册表45，粗铣时的余量取3MM选用龙门式加工中心产品名称卧式龙门加工中心铣床与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头转速比11回转角360配套机床卧式龙门加工中心铣刀面直径50MM42上端面加工421粗、精铣上端面查机械加工工艺人员手册表45，粗铣时的余量取3MM选用龙门式加工中心产品名称卧式龙门加工中心铣床与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头转速比11回转角360配套机床卧式龙门加工中心铣刀面直径50MM422工艺孔26和185加工通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表内孔加工方案得出以下参数工艺孔26H7钻24MM扩258MM铰26MM工艺孔185钻17MM扩182MM铰185MM423钻上端面M86H螺纹孔通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导螺纹孔加工方案，结合零件图纸上的要求钻深18MM、攻丝深15MM、数量14个得出以下参数M86H螺纹孔钻67MM深18MM攻丝M8深15MM43前端面加工431粗、精铣前端面查机械加工工艺人员手册表45，粗铣时的余量取3MM选用龙门式加工中心产品名称卧式龙门加工中心铣床与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头转速比11回转角360配套机床卧式龙门加工中心铣刀面直径50MM432加工前端面轴承孔106、72和M12螺纹孔通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表内孔加工方案得出以下参数轴承孔106毛坯预留100MM粗镗104MM精镗106MM轴承孔72毛坯预留62MM粗镗70MM精镗72MM通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导螺纹孔加工方案，结合零件图纸上的要求钻深20MM、攻丝深17MM、得出以下参数M86H螺纹孔钻105MM深20MM攻丝M12深17MM44后端面加工441粗、精铣后端面查机械加工工艺人员手册表45，粗铣时的余量取3MM选用龙门式加工中心产品名称卧式龙门加工中心铣头与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头转速比11回转角360配套机床卧式龙门加工中心铣刀面直径50MM442加工后端面轴承孔106、72和M12螺纹孔通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表内孔加工方案得出以下参数轴承孔106毛坯预留100MM粗镗104MM精镗106MM轴承孔72毛坯预留62MM粗镗70MM精镗72MM通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导螺纹孔加工方案，结合零件图纸上的要求钻深20MM、攻丝深17MM、得出以下参数M86H螺纹孔钻105MM深20MM攻丝M12深17MM45左端面加工451粗、精铣左端面查机械加工工艺人员手册表45，粗铣时的余量取3MM选用龙门式加工中心产品名称卧式龙门加工中心铣床与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头转速比11回转角360配套机床卧式龙门加工中心铣刀面直径50MM452加工左端面内外墙孔52、15通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表内孔加工方案得出以下参数孔52毛坯预留48MM粗镗50MM精镗52MM孔15钻15（125的粗糙度通过钻就能达到）因为内外墙都各有1个15的孔，2个52的孔，且要求同心度。所以加工的时候加工完外墙后保持当前位置，加工内墙孔，保证内外墙孔的同心度。46右端面加工461精铣右端面查机械加工工艺人员手册表45选用龙门式加工中心产品名称卧式龙门加工中心铣床与铣床主轴的连接的锥角锥度号724，50号燕尾角度（）55铣床主轴孔锥度号莫氏4号（31267MM）铣头转速比11回转角360配套机床卧式龙门加工中心铣刀面直径50MM。462加工右端面内外墙孔通过查询机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表内孔加工方案得出以下参数孔52毛坯预留48MM粗镗50MM精镗52MM孔35铣内墙外表面孔20钻18MM镗20MM孔62毛坯预留56MM粗镗60MM精镗62MM孔64毛坯预留58MM粗镗62MM精镗64MM第五章顶面钻孔夹具的设计51夹具的作用及要求511夹具的作用机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺装备，其主要功能是使工件得以精准的定位和夹紧，使工件加工时相对于机床和刀具有正确的相对位置，使加工的工件能满足质量和生产率的要求。机床夹具的功用、组成、分类及各类机床夹具的特点等详见机械制造工艺学等教材和机床夹具设计手册等工具书。511夹具的要求机床夹具的设计基本要求如下1、保证工件的加工精度夹具采用合理的定位、夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，确定合适的尺寸、行位公差，保证工件的加工精度要求。2、提高劳动生产率夹具设计合理，能缩短辅助时间，提高生产率。3、良好的加工使用性夹具结构简单、合理，便于加工、装配、检查、维修，使用简便、安全、可靠，减轻劳动强度。4、经济性好夹具元件标准化程度高，成本低廉，根据生产批量设计不同复杂程度的夹具，提高生产中的经济效益。52夹具设计方案一521夹具图及说明图521A夹具图顶面钻模板图521B夹具图顶面钻孔底座此夹具分为两部分，分别是底座和顶面钻模板，使用砂型铸造方式完成，材料为铸铁，钻孔上使用过盈配合装上衬套。底座是支撑整个箱体零件零件立起来不动，而钻模板同过两个工艺孔定位钻顶面螺纹孔。522方案一夹具装夹图图522A方案一夹具总装图主视图图522B方案一夹具总装图俯视视图53夹具设计方案二531夹具图及说明图522B方案二夹具图主视图图522B方案二夹具图左视图图522C方案二夹具图俯视图此方案中的夹具夹具是夹具体、钻模板、底部可调节支撑、和顶尖式夹紧机构。此夹具总总共包括了表531A中部件表531A序号名称件数材料标准及规格1夹具底座1HT2002螺钉435钢JB/ZQ42471997M6203螺钉435钢JB/ZQ42471997M6204调节支撑145钢M1245GB2230805削边销45钢GB2208806夹具体1145钢7顶尖145钢JB3386838垫圈1橡胶9挡盖145钢10螺纹头凸肚手柄130钢螺纹按3级制造精度11平键135钢GB/T1096197912圆型垫圈1Q235钢13螺母145钢GB/T6170M2814双头螺栓145钢GB/T900198815转盘145钢16夹具体21HT20017螺钉835钢JB/ZQ42471997M62018定位块245钢19钻套1445钢GB2262M818532方案二夹具装夹图图532A方案二夹具总装主视图图532B方案二夹具总装左视图图532C方案二夹具总装俯视图54方案对比与选择方案一夹具结构简单，但是底座支撑面都是非加工面，不能保证工件钻孔和攻丝时工件与钻头和丝锥的垂直，而且底座是通过砂型铸造出来的，有一定的拔模斜度，再次加工难度较大。方案二夹具主要由板与板之间组成，通过圆柱销的过瘾配合来连接，能很好的保证垂直度，且通过两个轴承孔和一个加工面来定位，都是加工面，能保证定位精准，面与钻孔装置的垂直，通过底部的浮动支撑板和升降调节装备来承受钻孔时所出现的切削力，能是工件在加工时更加稳定可靠，能提高零件的生产率，而且升降调节装置能方便的使零件装夹。故选择方案二为顶面钻孔夹具方案。55顶面钻孔定切削用量及基本工时计算钻孔前铸件为实心，根据上文所查的加工余量先钻孔67MM所以D67MM。钻削深度为APAP18进给量F根据机械加工工艺手册表2438，取F033MM/S切削速度V参照机械加工工艺手册表2441，取V041M/S机床主轴转速N有10001000798314831768/按照机械加工工艺手册表3131，取N1600R/M所以实际切削速度为切削工时计算100031467100031467057/被切削层长度L18MM刀具切入长度2（12）6721202983刀具切出长度L214MM取L22走刀次数为13，钻孔数为14个机动时间113183203316001357攻13M8螺纹孔刀具钒钢机动丝锥进给量F查机械加工工艺手册表181得所加工螺纹孔螺距P125MM，因此进给量F125MM/R切削速度V参照机械加工工艺手册表24105，取V0133M/S798M/MIN机床主轴转速10001000798314831768/取N350R/MIN丝锥回转速度NES取NES350R/MIN实际切削速度010003148350100060015/被切削层长度L15MM刀具切入长度L113F3X125375MM刀具切入长度L113F3X125375MM，加工数为13个孔机动时间TJ22（1212）2（15375375153501537537515350）18本工序机动时间TJTJ1TJ2571875MIN56切削力计算刀具材料高速钢刀具选用高速钢麻花钻头，走刀14次，AP05MM,F06MM/R,VC41M/MIN,N355R/MIN,V446M/MIN查手册表切削力计算公式10086072086式中P一一铣钻削力CP一一高速钢麻花钻头钻削时考虑工件材料和麻花钻头类型的系数AP一一背吃刀量KP一一修正系数AF一一每齿进给量D一一钻头直径Z一一钻头纹数/750075CP682AP05KP008AF008D67Z2计算得P197N在机械制造加工技师综合手册中查满足机床的强度承载能力范围。53夹紧力计算夹紧力的大小对于保证定位稳定、加紧可靠，确定夹紧装置的结构尺寸，都有很大关系。夹紧力过小，则加紧不稳固，在加工过程中工件仍会发生位移而破坏定位。结果，轻则影响加工质量，重则造成安全事故。夹紧力过大，则没有必要，反而增加加紧变形，对加工质量不利。此外，夹紧装置的结构尺寸也不必要的加大了。所以，夹紧力的大小必须恰当。夹紧力大小的确定计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。丿式中一一计算出的理论夹紧力W丿W一一实际夹紧力K一一安全系数安全系数KKLXKZXK3XK4XK5XK6XK7KL一一基本安全系数13K2一一加工性质系数11K3一一刀具钝化系数115K4一一断续刀削系数12K5一一夹紧力的稳定性13K6一一手动夹紧时的手柄位置1K7一一接触清况1所以KKLXKZXK3XK4XKSXK6XK72565理论夹具力的计算TAN1式中W一一理论夹紧力T一一理论夹紧转矩R一一螺纹的平均半径一一螺纹升角N一一螺纹线数一一螺纹摩擦角FL一一摩擦因数T一一计算力臂所以查表得W3500N综上所述实际夹紧力W8865N,而此时只需在夹紧上施加不到20N的力便可产生此效果，且再加上有辅助支承的支承作用，故可认为此设计是合理的。结论此时为期三个多月的毕业设计即将结束了，在这段时间里受益非浅。在刚拿到毕业设计题目时时，心里很没底，看着这零件图无从下手，在指导老师的指导下，经过几天的认真分析和查有关资料才有了点头绪。随着对零件图的全面理解，设计工作才全面展开经过本次传动壳体机加工工艺及顶面钻孔夹具设计，对自己所设计的传动壳体机加工工艺及顶面钻孔夹具有一定的了解，同时也是对整个大学生涯所学习的知识进行一次综合的检验，结合实际画图，对我们掌握CAD的能力有所巩固。而且设计是我们学完了大学所有课程之后进行的，这是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。此次毕业设计对给定的传动机壳体零件图进行分析并设计其制造生产工艺过程设计和顶面钻孔专用夹具的设计。其中考察了材料的选择、加工余量的确定、毛坯图纸的绘制、毛坯的铸造方法、定位基准的选择零件表面加工方法的选择、零件各孔的加工方法的选择、定位元件的选择、夹紧机构的选择、切削力、夹紧力的计算、对刀元件和引导元件的选择、顶面钻孔夹具的总体设