机械设计毕业设计说明书

序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。纤磨仪箱体的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。这次毕业设计使我们能综合运用大学四年所学的知识，并结合生产实习中学到的实践知识，对纤磨仪箱体的制造工艺和机加工夹具进行独立的分析和设计，为未来从事的工作打下良好的基础。由于经验不足，能力有限，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。第1章课题分析与方案论证11课题分析当今的纤磨仪是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，不断地要改进材料品质、提高工艺水平，还要保证箱体加工的质量和尽可能的降低成本。本课题主要对纤磨仪箱体加工工艺及其卧式加工中心夹具进行具体的设计和改进。所以对于本次课题纤磨仪箱体的工艺工装设计对于纤磨仪有着非常重要的意义。12方案论证制订工艺方案是设计夹具最重要的步骤。为了使工艺方案制订得合理、先进，必须认真分析被加工零件图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，理论与生产实际紧密结合，从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容及方法。毛坯采用铸件，材料选用灰铸铁。纤磨仪箱体的加工主要是平面加工、钻孔和镗孔的加工。平面加工的常用方法有刨、铣和磨三种。刨铣和铣削用于粗加工和半精加工，磨削用于精加工。孔加工有镗、钻、扩、铰和加工螺纹。钻孔与扩孔用于粗加工，铰孔用于半精加工和精加工。经分析，确定方案如表11、表12所示。表11方案一（小批量生产）加工内容使用夹具使用机床1粗、半精加工基准面通用夹具通用铣床2粗、半精加工各平面通用夹具通用铣床3粗、半精、精加工主要孔专用夹具专用机床4粗、精加工各次要孔专用夹具专用机床5加工螺纹孔等专用夹具专用机床6去毛刺7清洗8检验表12方案二（中大批量生产）加工步骤加工内容使用夹具使用机床1粗、半精加工基准面专用夹具通用机床2粗、半精加工各平面专用夹具组合机床3粗、半精加工主要孔专用夹具组合机床4粗、精加工各次要孔专用夹具组合机床5加工螺纹孔等专用夹具组合机床6精加工各主要孔专用夹具组合机床7去毛刺9清洗10检验比较上述方案；方案一中使用的设备较普遍，生产成本较低；但生产效率较低，对工人的实践技能素质要求高，产品质量达不到较高的精度。此方案适于规模小的工厂使用。方案二中使用的设备较先进，能源消耗低，生产效率高而且废品率低，产品精度较高；但生产成本高，编制相关程序及方案的代价高,适用于大规模的工厂。考虑到纤磨仪箱体的使用较普遍，社会需求量较大，可采用大中批批量生产，而方案二较生产效率高,且可使用流水线生产，卧式加工中心通常带有自动分度的回转工作台，工件在一次装夹后，能完成除安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加工箱体类零件。与立式加工中心相比较，减少了装夹次数，故最终选择了卧式加工中心。第2章零件分析21箱体零件的结构与特点箱体类零件是连接、支承、包容件，一般为部件的外壳，如各种变速器箱体或齿轮泵泵体等。主要起到支承和包容其它零件的作用。基本构成零件结构较为复杂。材料一般为铸件。加工其加工位置较多。1常见结构箱体类零件的结构按其不同的作用常分为下列四个部分（1）支承部分该部分结构形状比较复杂，下部通常做成带有加强筋的空腔壁上设有支装轴承用的轴承孔。（2）润滑部分为了使运动件得到良好的润滑，箱体类零件常设有储油池、注油孔、排油孔、油标孔以及各种油槽。（3）安装部分为使箱体设计成一封闭结构和使润滑油不致泄漏，常在箱体零件上装上顶盖、侧盖以及轴承盖。（4）加强部分箱体受力较薄弱的部分常用加强筋以增加其强度，如箱体的轴承孔除安装轴承外还要安装轴承盖，因此对于较长的轴承孔，可在轴承孔外部设置加强筋，以增加其强度。221零件的作用零件图如图21所示图21箱体零件图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。纤磨仪箱体零件作用支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础件，因此，应具有足够的强度和刚度。22零件的工艺分析纤磨仪箱体有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1以下端面为基准的加工面，这组加工面主要是粗铣上端面精铣上端面，磨顶面磨底面，粗铣左侧R29、R23组成平面精铣左侧R29、R23组成平面，粗精铣右侧R29、R23、R16组成平面，先钻中心孔，钻30MM、MM、MM、06179019MM底孔，扩30MM、MM、MM孔，粗铰MM孔、精铰025606179010MM孔，铰MM孔。19002562以孔和端面为基准的加工面，钻7M4、M4螺纹底孔，钻中心孔，钻22MM、MM、MM底孔，扩MM、22MM孔；铰MM孔，半精镗0617038072303822MM、MM孔，精镗22MM、MM孔，钻10M4、M8螺纹底孔，6017906179钻前表面MM中心孔。523箱体类零件的材料和主要技术要求231箱体类零件的材料纤磨仪箱体零件作用支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础件，因此，应具有足够的强度和刚度。箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。对于重载或有冲击载荷的纤磨仪箱体也可以采用铸钢箱体。本工艺设计中纤磨仪箱体铸件的材质为HT200，在灰铸铁组织中石墨的形态与基体的组织是决定铸铁性能的主要因素。灰铸铁内由于存在大量的片状石墨，它割裂了基体，因而阻止了振动的传播，并能把它转化为热能而发散，所以灰铸铁具有很好的减震性。灰铸铁具有良好的铸造性能，铸造性能包括流动性，收缩特性及其伴生现象。对于普通灰铸铁而言，因它偏离共晶点不远，结晶范围小，初生奥氏体枝晶不太发达，故在正常浇注温度下，在铁碳合金中它的流动性是最好的。铸铁的收缩包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三部分。由收缩而伴生的现象除形成缩孔、缩松外，主要还有热裂、内应力以及变形和冷。232箱体类零件的主要技术要求1主要平面的形状精度和表面粗糙度箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。一般箱体主要平面的平面度在01003MM，表面粗糙度RA25063M，各主要平面对装配基准面垂直度为01/300。2孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为RA063032M。其余支承孔尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度值为RA25063M。3主要孔和平面相互位置精度同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为012005MM，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取01004MM。同一轴线上孔的同轴度公差一般为004001MM。支承孔与主要平面的平行度公差为01005MM。主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为01004MM。24确定毛坯的制造形式毛坯的生产方式有很多种铸造、焊接、锻造等。选择合适的毛坯将直接影响机械加工工艺过程、加工成本、加工效率和零件质量，因此必须根据材料、尺寸、形状、技术要求和生产类型等因素选着正确的毛坯。根据零件设计要求可知零件材料为灰铸铁（材料牌号为HT200），这种材料具有良好的可铸性，抗压性能好，具有一定的吸振性，且成本低廉，在大批量生产时常用铸件。生产要求是大批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,加工要求不是很高,所以加工不是很方便。毛坯尺寸如图21所示图22箱体毛坯图241确定毛坯尺寸根据零件材料确定毛坯为铸件又由题目已知零件的年生产量较少。其生产类型为小批生产，毛坯的铸造方法选用手工木模造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效处理。毛坯余量指某表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，亦称毛坯总余量，包括毛坯的尺寸公差与机械加工余量。最常用的铸件和锻件毛坯的尺寸公差与机械厂加工余量已有国家标准，按照标准即可确定。图21的箱体，材料为HT200，小批生产，确定各加工表面的尺寸公差与加工余量。按铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T64141999）确定，步骤如下。1求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长100MM，宽74MM，高150MM,故最大轮廓尺寸为150MM。2选取公差等级CT由文献，铸造方法按手工造型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围1113级，取为12级。3求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由文献查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。4求机械加工余量等级由文献，铸造方法按手工造型，铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围FH级，取为G级。5求RMA（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，由文献查最大轮廓尺寸为150MM、机械加工余量等级为G级，得RMA数值为22MM。6求毛坯基本尺寸此零件图的孔都比较小，根据机械设计手册查出，铸成实心；左侧面、右侧面属双侧加工，根据机械制造技术基础课程设计指南中式（52）求出，即RF2RMACT/277MM（21）上表面、下表面属双侧加工，根据机械制造技术基础课程设计指南中式（52）求出，即RF2RMACT/21502227/2154MM（22）前表面属单侧加工，根据机械制造技术基础课程设计指南中式（51）求出，即RFRMACT/21002146/21054MM（23）表21箱体铸件毛坯尺寸公差与加工余量项目左右侧面上下表面前表面燕尾槽孔公差等级CT1212121212加工面基本尺寸04750110048铸件尺寸公差67644机械加工余量等级GGGGRMA4444毛坯基本尺寸771541040零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。第3章工艺规程设计31零件生产类型的确定查阅参考文献，机械零件的生产纲领可按下式计算311NN零公式中机器零件的生产纲领；零N机器产品在计划期内的产量；每台机器产品中该零件的数量；N备品率；平均废品率。根据设计题目可知该零件的产量N100台/年，N1件/台，结合生产实际，备品率和废品率分别取10和1；则有1NN零111件/年101表31生产类型与生产纲领的关系同类零件的年产量/件生产类型重型（零件质量大于2000KG）中型（零件质量1002000KG）轻型（零件质小于100KG）单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000成批生产大批生产30010005005000500050000大量生产1000500050000则根据上表可知该零件为中型零件，生产类型为中批量生产。32基面的选择正确合理的选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，选择的正确与合理，可以保证加工质量，提高生产率，否则，加工工艺过程中会问题不断，还会造成零件的大批报废的生产事故。定位基有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后在确定粗基准。工件在加工时，用以确定工件对机床及相对位置的表面，称为定位基准；最初工序中所用的定位基准，是毛坯上未经加工的表面，称为粗基准；在其后工序加工中所用定位基准是已加工的表面，称为精基准。基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择是否正确、合理，可以使加工质量得到保证，生产率提高，否则，不但是加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。箱体零件材料为HT200，材料强度，耐磨，铸造性能都较好。生产类型为大批量生产，采用金属模铸造。粗基准选择应当满足以下要求（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。对于一般的箱体类零件而言，一般情况下，多以一个平面（在前道工序已加工好）为基准，先加工出一个孔，再以这个孔和其端面为基准，或者以孔和原来的基准平面为基准，加工其它交错孔。所以我考虑先用下端面定位作为粗基准。精基准的选择应满足以下原则（1）“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算。正确选择组合机床加工工件采用的基准定位，是确保加工精度的重要条件。本设计的纤磨仪是箱体类零件，箱体类零件一般都有较高精度的孔和面需要加工，又常常要在几次安装下进行。因此，定位基准选择“一面双孔”是最常用的方法，其特点是（A）可以简单地消除工件的6个自由度，使工件获得稳定可靠的定位。（B）有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。（C）“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件加工精度。（D）易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。具体定位图形见工序图采用的是“一面两销”的定位方案，以工件的右侧面为定位基准面，约束了Z向的转动；X向的移动；Y向的转动3个自由度。短定位销约束了Z向的移动；Y向的移动2个自由度。长定位销约束了X向的转动1个自由度。这样工件的6个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。具体图31所示图31夹具装配图箱体定位基准选择如下图32铣箱体顶面、底面1箱体零件一般是以底面、顶面为精基准，以底面（顶面）和侧面为粗基准加工箱体顶面（底面）。如图32所示。图33磨箱体顶面、底面2磨顶面（底面）时，以底面（顶面）为精基准。如图33所示。图34铣箱体前面，加工孔3加工前面及上的所有的孔，用六点定位，分别以底面限制3个自由度，后面限制2个自由度，侧面限制1个自由度。如图34所示。图35铣箱体左右侧面，加工孔4加工左右侧面及上的所有的孔，用六点定位，分别以底面限制3个自由度，前面限制2个自由度，侧面限制1个自由度。如图35所示。图36刨燕尾槽5在刨床上加工燕尾槽，用六点定位，分别以顶面限制3个自由度，前面限制2个自由度，侧面的凸起限制1个自由度。如图36所示。33制定工艺线路制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理保证。在生产纲领已确认为中小批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以合适的夹具，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。上刀体的工艺过程，按照生产类型和生产条件的不同而又不同的方案。按照上述原则，先面后孔，先加工面，在加工孔系，最后确定的工艺路线如表三表三工序卡110铣粗精铣下端面220铣粗精铣上端面330磨磨顶面440磨磨底面550铣粗精铣前面660铣粗精铣后面770铣粗精铣左侧R29、R23组成平面，粗精铣右侧R29、R23、R16组成平面880钻钻中心孔990钻钻30MM、MM、MM、MM底孔0617901902561100扩扩30MM、MM、MM孔06170191110铰粗铰MM孔、精铰MM孔019601961120铰铰MM孔0251130钻钻17M4、M4螺纹底孔1140钻钻MM底孔0381150铰铰MM孔031160钻钻10M4、M8螺纹底孔1170钻钻前表面MM中心孔0511180钻钻前面MM底孔、钻MM底孔至MM051028381190锪锪22MM沉孔,锪10MM孔2200刨粗刨燕尾槽，精刨燕尾槽2210铣粗铣尺寸42MM半精铣尺寸42MM，保证尺寸MM017422220车车孔13MM732230钻钻上表面4M5的底孔攻上表面4M5螺纹孔2240钻钻后表面2M5的底孔攻上表面2M5螺纹孔锪平2MM122250检验检验34工序设计1选择机床选用机床设备应遵循以下的原则机床的加工尺寸范围应与加工零件要求的尺寸相适应；机床的工作精度应与工序要求的精度相适应；机床的选择还应与零件生产类型相适应。在大批生产条件下，可选用高效的专用设备和组合机床。也可选用通用设备，所选的通用设备应指出机床型号；组合机床设备应指出其特征。根据不同的工序选择机床如下A工序一、二是铣削加工表面，用YG8硬质合金钢端铣刀，选用立式铣床，考虑到箱体的尺寸及该零件的生产纲领为大批量生产，所选机床使用范围较广为宜，根据参文献选用的XK5025立式铣床。B工序三、四也是磨削加工表面，用平型砂轮，选用组合铣床，考虑到零件的公差要求，及其大批量生产，所选用机床为专用组合机床。C工序二十是刨燕尾槽，选用硬质合金组合刨刀，考虑到大批量生产，保证其加工质量，所选用组合刨床。D工序十六是镗孔加工，选用硬质合金组合镗刀，考虑到大批量生产，保证其加工质量，所选用组合镗床。E工序二十二是镗孔，考虑加工尺寸及经加工经济性，根据参考文献选常用的CA6140车床。F工序五至十九上数控铣床，用YG6硬质合金钢立式铣刀，选用卧式加工中心，考虑到箱体的尺寸及该零件的生产纲领为大批量生产，所选机床使用范围较广为宜，根据参文献选用的XK5025立式铣床。2选择夹具本零件各工序需要专用夹具，工序一、二是铣削加工表面，采用铣床专用夹具。工序三、四也是磨削加工表面，采用磨床专用夹具。工序二十是刨燕尾槽，采用刨床专用夹具。工序十六是镗孔加工，采用镗孔专用夹具。工序二十三、二十四是钻削及攻螺纹，采用钻床专用夹具。工序五至十九上数控铣床，采用卧式加工中心专用夹具。35确定切削用量工序10粗铣下端面精铣下端面1粗精铣底面（1）加工条件材料灰铸铁要求粗铣箱体底面，保证顶面尺寸机床立式铣床XK5025量具0300MM游标卡尺2选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG6，V475R/MIN，。MAP51D3504Z3决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则MAP52）决定每次进给量及切削速度根据XK5025型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/20FZ32MIN/1263501RDVNS按机床标准选取150WMI/R33IN/1601VW当150R/MIN时WN34RMZNFWM/120542按机床标准选取RF/1203）计算工时切削工时，则机动工时为ML350L51ML3235IN18502XFNXTW工序20粗铣上端面精铣上端面1粗精铣顶面（1）加工条件材料灰铸铁要求粗精铣箱体底面，保证尺寸150MM机床立式铣床XK5025量具0300MM游标卡尺2选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。MAP51D150MIN/125V4Z3决定铣削用量4）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则MAP515）决定每次进给量及切削速度根据XK5025型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/20FZ36MIN/265101RDVNS按机床标准选取275WIN/R37IN/3107V当275R/MIN时WN38RMZNFWM/2754按机床标准选取RMF/206）计算工时切削工时，则机动工时为L16L51ML3239IN21756022XFNXTWM工序30磨下端面1磨底面（1）加工条件材料灰铸铁要求磨箱体底面，保证顶面尺寸机床磨床M7130T量具0300MM游标卡尺2选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P35040127其含义为砂轮磨料为刚玉，粒度为46,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350X40X1273切削用量的选择。查机械加工工艺手册表3342有工件速度18M/MINWV纵向进给量05B20MM双行程AF切削深度00157MM/STR切削工时310RABFVKDZT102式中D被加工直径B加工宽度Z单边加工余量BK系数V工作台移动速度工作台往返一次砂轮轴向进给量AF工作台往返一次砂轮径向进给量055MIN0157218092T工序40磨上端面1磨顶面（1）加工条件材料灰铸铁要求磨箱体顶面，保证尺寸150MM机床磨床M7130T量具0300MM游标卡尺2选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P35040127其含义为砂轮磨料为刚玉，粒度为46,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350401273切削用量的选择。查机械加工工艺手册表3342有工件速度18M/MINWV纵向进给量05B20MM双行程AF切削深度00157MM/STR切削工时311RABFVKDZT102式中D被加工直径B加工宽度Z单边加工余量BK系数V工作台移动速度工作台往返一次砂轮轴向进给量AF工作台往返一次砂轮径向进给量25MIN015721809452T工序50粗铣、精铣前端面，粗铣、精铣后端面，保证尺寸MM。019741粗铣前端面（1）加工条件材料灰铸铁要求粗铣箱体前端面，保证后端面尺寸机床立式铣床XK5025刀具采用YG8硬质合金端铣刀，D150，齿数Z4量具0300MM游标卡尺计算铣削用量已知毛坯被加工长度为104MM，AP25MM，根据机械制造技术基础课程设计指南表5157确定FZ013MM/Z，VC110M/MIN由式（24）得R/MIN43980130DVNC根据机械制造技术基础课程设计指南表575,取N475R/MIN工作台的进给速度为由式（25）得MM/MIN56174013ZNF切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为120MM故机动工时为STJ71MIN20561720辅助时间为STJF852精铣前端面（1）加工条件材料灰铸铁要求精铣箱体前端面，保证后端面尺寸机床立式铣床XK5025刀具采用硬质合金端铣刀，D150MM,齿数Z8量具0300MM游标卡尺（2）计算铣削用量已知毛坯被加工长度为1015MM，15MM，根据机械制造技术基础课PA程设计指南表5157确定01MM/Z，124M/MINZFCR/MIN49801320DVNC根据机械制造技术基础课程设计指南表575,取N475R/MIN工作台的进给速度为MIN/47510ZNF故机动工时为MIN19S3247510JT辅助时间为STJF92150工序70一）粗铣左侧R29、R23组成平面，精铣左侧R29、R23组成平面1选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。MAP51D350MIN/125V4Z2决定铣削用量7）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成MAP518）决定每次进给量及切削速度根据XK5025型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/20MFZMIN/486351201RDVNS按机床标准选取750WI/RIN/314071VW当750R/MIN时WNRMZNFWM/607542按机床标准选取RF/609）计算工时切削工时，则机动工时为L95L91L32MIN8524713075944XXXFNXTWM二）粗精铣右侧R29、R23、R16组成平面1选择刀具刀具选取端铣刀，机床选用铣床XK5025，。MAP51D190MIN/150V4Z2决定铣削用量10）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则MAP5111）决定每次进给量及切削速度根据XK5025型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/20FZMIN/251901RDVNS按机床标准选取250WMI/RMIN/125091DNVW当250R/MIN时WNRZNFWM/2054按机床标准选取RF/2012）计算工时切削工时，则机动工时为L35L51ML32IN862502XFNXTWM工序80先钻中心孔，钻30MM、MM、MM、MM底孔，扩0617901902530MM、MM、MM孔粗铰MM孔、精铰MM孔铰06179019901906MM孔0256机床Z525立式钻床刀具根据机械加工工艺手册表1061选取高速钢麻花钻。1进给量取F013MM/R2切削速度V2434M/MIN取V30M/MIN3确定机床主轴转速NS562R/MINWD10CV1730与562R/MIN相近的机床转速为600R/MIN。现选取600R/MIN。WN所以实际切削速度CV10SNMI/32605切削工时，按工艺手册表621。TI其中L60MM4MM3MMMFNLW211L2LT086（MINMFNLW2101364工序130钻7M4、M4螺纹底孔选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表316）3M由切削表27和工艺表4216查得M/R280F机（切削表215）IN/8VCC10VX63R/IND机机按机床选取54/MINNR机MIN/8542610X4机机CV基本工时MIN72853F21XNLT机机攻螺纹M4MM选择M4MM高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即FP125/FMR75/MINCV机0798/IN4CVRD查按机床选取2/IR机68/INCVM机基本工时12035MIN7LTF机工序150半精镗22MM、8MM孔1加工条件工件材料HT200，时效处理，砂型铸造加工要求镗孔22MM机床卧式镗床刀具弯头镗刀2计算切削用量查简明手册表4219和4220,4221得125MM/MINV007MM/ZMF96MMPA1012584/MIN343VNRD根据T716镗床说明书，取300R/MINW切削工时L350MMMIN160735FMVLT工序170钻10M4、M8螺纹底孔选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表316）3M由切削表27和工艺表4216查得/R280F机（切削表215）IN/8VCC10VX63R/MIND机机按机床选取54/MINNR机IN/8542610X4机机CV基本工时MIN72853F21XNLT机机攻螺纹M4MM选择M4MM高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即FP125/FMR75/MINCV机1075298/MIN4CVRD查按机床选取2/IR机68/INCVM机基本工时12035IN7LTF机工序180钻前表面MM中心孔051机床Z525立式钻床刀具根据机械加工工艺手册表1061选取高速钢麻花钻9MM1进给量取F013MM/R2切削速度V2434M/MIN取V30M/MIN3确定机床主轴转速NS1194R/MINWD10CV301与1194R/MIN相近的机床转速为1450R/MIN。现选取1450R/MIN。WN所以实际切削速度CV10SN45023/MI5切削工时，按工艺手册表621。TI其中L60MM4MM3MMMFNLW211L2LT0355MINFL2103456工序190锪MM沉孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为钻FF812钻V312式中的、加工实心孔进的切削用量钻F钻V现已知036MM/R切削手册表27钻F4225M/MIN切削手册表213钻V1进给量取F15036051MM/R按机床选取05MM/R2削速度V044225169M/MIN3定机床主轴转速NS2718R/MINWD10CV1692与2718R/MIN相近的机床转速为275R/MIN。现选取275R/MIN。WN所以实际切削速度CV10SDN27514/MI5削工时，按工艺手册表621。TI其中L4MM6MM0MMMFNLW211L2LT0072MINFL21057工序200粗刨、精刨燕尾槽1粗刨燕尾槽（1）加工条件材料灰铸铁要求粗刨燕尾槽,刨直角槽机床牛头刨床B6901刀具材料为W18CR4V刀杆截面为2540MM的切槽刀量具0300MM游标卡尺（2）计算切削用量已知毛坯被加工长度为151MM，12MM，根据机械加工工艺手册第二版表4PA211，4223确定F16MM/DST，10M/MINC工作台进给速度1000MM/MINF故机动工时为MIN42S0717JT辅助时间为S6024150JFT2精刨燕尾槽（1）加工条件材料灰铸铁要求精刨燕尾槽机床牛头刨床B6901刀具材料为W18CR4V刀杆截面为1625MM的偏刀量具0300MM游标卡尺（2）计算切削用量已知毛坯被加工长度为139MM，45MM，根据机械加工工艺手册第二版表4PA211，4223确定F18MM/DST，11M/MINC工作台进给速度1100MM/MINF故机动工时为MIN36S0617JT辅助时间为S5350JF工序210粗铣尺寸42MM半精铣尺寸42MM，保证尺寸MM017421选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。MAP51D40MIN/5V4Z2决定铣削用量13）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则MAP5114）决定每次进给量及切削速度根据XK5025型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/50FZMIN/3984051RDVNS按机床标准选取400WMI/RIN/12601VW当400R/MIN时WNRMZNFWM/6402按机床标准选取RF/8015）计算工时切削工时，则机动工时为L4L51L32MIN24045XFNXTWM工序220镗孔13MM731加工条件材料灰铸铁要求镗337MM内台阶孔机床车床CA6140刀具圆形弯头镗刀，D12MM量具游标卡尺2计算切削用量37MM，根据机械制造技术基础课程设计指南表5122,5121，确定PAF03，C90M/MINR/MIN850731490DVNC取N800R/MIN工作台的进给速度为MIN/2408130ZNF故机动工时为STJ9I5247辅助时间为S1010JF工序230钻上表面4M5的底孔工步一钻螺纹底孔确定进给量根据参考文献表27，当钢的，时，FMPAB8004DM。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以RMF/47039M4系数075，则RF/35029750390根据Z525机床说明书，现取F/切削速度根据参考文献表213及表214，查得切削速度所以MIN/25V10259/MIN4SWVRD根据机床说明书，取，故实际切削速度为MIN/10RNW425/IDV切削工时，则机动工时为ML24L91L32MIN4051FNTWM工步二攻丝M5V/32IN60RNS按机床选取，则M/WMRV/413机动时，L18L51L2工时计算IN43016821NFLTM工序240钻后表面2M5的底孔同上工序230工序250检验第4章夹具设计机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用是可靠地保证工件的加工质量，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。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。夹具是组合机床的重要组成部分，是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等作用。为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,通常需要用专用夹具经过老师的考虑,决定设计卧式加工中心铣夹具。41问题的提出方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工要求，工要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。设计方案的拟定必须遵循下列原则1定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。2夹具的定位精度能满足工件精度的要求。3夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低42定位基准的选择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。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本夹具加工端面，因为工件不能和夹具体直接接触，所以我们采用了支撑板定位底面，然后我们用2个定位挡销定位，采用两个压板压紧即可满足要求，我们就可以开始加工工件。43定位原理及其实现根据被加工零件的结构特征，选择定位基准，实现六点定位原理,即以工件的底面为定位基准面，约束了Z向的转动；X向的移动；Y向的转动3个自由度。短定位销约束了Z向的移动；Y向的移动2个自由度。压板约束了X向的转动1个自由度。这样工件的6个自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。具体定位方案如图41图41纤磨仪箱体定位44误差分析一批工件依次在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加工表面尺寸所造成的极限值之差称为定位误差。产生定位误差的原因是工序基准与定位基准不相重合或工序基准自身在位置上发生偏移或位移所引起的。441影响加工精度的因素用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，与夹具有关的因素有定位误差P、对刀误差T、夹具在机床上的安装误差A和夹具误差E，在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素综合称为加工方法误差G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确而形成总的加工误差。A定位误差D第一类误差第一类误差是指工件在夹具上定位时所产生的那部分定位误差基准不重合误差是由于定位基准和工序基准不重合而产生的那部分定位误差。在本设计中，由于定位误差和工序基准是重合的，所以基准不重合误差为0。第二类误差第二类误差是定位元件对夹具三基准面的尺寸误差及位置度所产生的那一部分定位误差。当支承面即工件底面对夹具的安装基准（底面）有平行度误差及支承面对夹具的对刀基准（钻套轴线）有位置误差，被加工孔的定位误差为移动误差（41）JL1J2JL3转动误差（42）H1L2HL3故定位误差为（43）LJDW11HLJ22LJDW33按标注的测量尺寸1407321JJJL/50将上述数值代入定位误差计算公式，则得MLDW190/51041/2LDW190/51043B对刀误差T因为刀具相对于对刀或导向装置不精确造成的加工误差，称为对刀误差。本工序中麻花钻是采用模板进行导向，钻孔时导向误差计算公式为（44）LBHDPMEDKDL21123即得导向误差MM04TC夹具在机床上的安装误差A因为夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。一般取水A002MM垂A0MMD夹具误差E因夹具上定位元件，对刀或导向元件及安装基面三者之间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差，夹具误差大小取决于夹具零件的加工精度的夹具装配时的调整和修配精度。一般取E004MME加工方法误差G因机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差，因该项误差影响因素很多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的。计算时可设G。313K工件位置公差取020KGMK06723143切削力及夹紧力的计算确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面（2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2夹紧力作用点的选择（1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。（2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3夹紧力大小的估算（1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。（2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。（3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。（4）分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力431切削力及夹紧力计算铣时受力最大，选用高速端面铣刀刀具高速钢端面铣刀，150MM。铣削力的计算查文献表1531，（45）010898427,10536FZYFFCDFKN由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在切削力作用下沿90MM段较小平面侧边倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力，（46）LHFKLQ189摩擦系数查4表319，025。1F安全系数，5432K式中K基本安全系数15；1K加工状态系数12；2K刀具钝化系数15，由文献4表320查得；3K切削特点系数10；4K考虑加紧动力稳定性系数13。5L20MM,H42MM,L34MM98152103682014574QN查文献4表326，知D17MM的螺栓许用加紧力，因此选用该螺栓加Q许紧足以满足加紧要求。44定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见图42。01230267DYZTD式中定位副间的最小配合间隙（MM）；工件圆孔直径公差（MM）；DTD定位销外圆直径公差（MM）。图42纤磨仪箱体夹具结构及其夹紧45夹具体的选择夹具体主要是将夹具上各种装置和元件连接成一个整体，对于夹具体应有适当的精度和尺寸稳定性，有足够的强度和刚度。对于本零件，考虑到铸造夹具工艺性好，可铸出各种复杂形状，且具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，故采用铸造夹具体，参照参考文献并考虑到箱体零件的重量，选择夹具体的壁厚为15MM,所设计夹具体如图43图43夹具体46夹具设计及操作的简要说明本夹具定位方案是，利用箱体右端面和箱座下表面定位，是典型的心轴定位，夹紧方案是依靠压板压紧工件。如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了移动压紧的方式。由于本夹具是对工件进行铣端面，因此在铅直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。夹紧装置使用移动压板，操作方便。夹具体也是由定位夹紧需要设计而成，工件的拆装也比较方便，总体上这套夹具方案能够满足生产要求。1夹具的装配将夹具上各零部件清洗后，首先将夹具体上的凸台垫块安装到位，然后将定位销安装在凸台垫块上并装入支承柱和螺栓，再装压板。2夹具的调整装配好后，装上工件，敲入定位销，带动压板压紧工件，加工完毕后，拨出定位销，旋松螺母，使螺母与压板分离，取下压板，从而取下工件。使用期间应定期对各配合表面进行润滑，若在使用过程中，夹紧机构不能自锁或不能压紧工件时，可以调节定位销和压板，达到预期的效果。三维图片如下图44三维立体夹具图45三维立体夹具