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箱体 加工 工艺 典型 工序 夹具 设计 镗孔 CAD 图纸 PDF

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开题报告箱体加工工艺及典型工序夹具设计1 课题研究的目的和意义箱体主要零件加工工艺及夹具设计是本人在基本完成大学的学习任务后完成的一次由理论转化为实际生产的一个过程，将我在大学期间学习到的东西全部整合到一起运用到实践当中去，使本人对自己所学的专业知识，专业技能，和专业所从事的方向有了更深层次的学习与了解，为我以后的工作打下基础。机械加工工艺主要是实现产品的设计，保证产品质量，节约能源，降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，生产安全，技术检测和健全劳动组织的重要依据。然而夹具在制造系统中也是一个非常重要的组成部分，好的夹具可以提高劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本，还可以扩大机床的使用范围，而这个箱体主要零件的精度，材料的好坏，加工的工艺将直接影响到发动机的使用效率和寿命，所以本次设计要实现产品的设计，保证产品质量还要在保证产品加工精度的同时提高生产率，节约成本。2 国内外研究现状2.1国外研究现状工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。1980 年国际工业设计协会理事会（ICSID）给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料、结构、构 造、形态、色彩、表面加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且 需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴”。材料、结构、 工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能” 作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。任 何设计都是时代的产物，它的不同的面貌，不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来 新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。2.2 国内研究现状改革开放以来，随着中国与世界的接轨，中国不断的引进了西方先进的加工技术，而且随着世界科技的飞速发展，数控机床，加工中心，柔性制造单元，柔性制造系统等一系列高端设备得以广泛的运用，使得我国的加工精度和加工方法也发生了革命性的改变。产品更新换代的加快，产品需求的多样化，是制造业面临巨大挑战，特别像箱体主要零件这种不规则零件就出现了重大问题，现阶段箱体主要零件零件加工还打不到自动化加工，它的工艺好需要人工画线的方法来保证，而零件的装夹也是通过人工来完成的，所以现阶段我国对箱体主要零件这种不规则零件的加工的效率还是比较低的阶段。夹具方面人们也从过去传统的夹具的装夹，定位，刀具的引导定位为夹具的装夹和定位，随着数字化加工设备的扩大化，已经将夹具的引导刀具功能完全替代，给今后的夹具的快速装夹与定位提出了更高的要求。近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。比如，应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面 质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方 法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工 的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式 加工工艺，它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊 数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步 的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特 种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。 同时，在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案。我们都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生就是为了减少产品循环周期。目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的液压夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。当加工一长型铝合金零件时，刀具通过时旋转油缸可快速让开，刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展3 设计思路通过网络、期刊、教材、厂家资料及国内外相关文献查阅。根据要求完成对箱体主要零件加工工艺和夹具设计系统设计。完成设计图纸的绘制并进行相关校核工作，完成设计说明书的编写。、箱体主要零件加工工艺1、 制订箱体主要零件加工工艺规程，关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中，我们必须要认真分析零件图，了解其箱体主要零件零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体主要零件零件的每一个细节，都应仔细的分析，如箱体主要零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体主要零件零件各孔系自身精度（同箱体主要零件度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（箱体主要零件线之间的平行度、垂直度以及箱体主要零件线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体主要零件零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体主要零件零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为箱体主要零件零件比较复杂,所以也是一个难点。我们采用autoCAD软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autoCAD软件的熟悉。工序的划分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。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主要零件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）和可行性分析根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括两方面内容：箱体主要零件加工工艺的设计和夹具设计制定工艺规程的研究途径和可行性分析毛坯的选择：根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。拟订工艺路线：表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。计算切削用量、加工余量及工时定额：查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前，对单件小批量生产不规定切削用量，而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量，并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相应的修改。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，箱体主要零件的工艺规程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。夹具设计的研究途径和可行性分析箱体主要零件、铣、钻等工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。为了解决此问题，首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。课题研究的主要方法：（1） 搜集资料，了解并掌握箱体主要零件加工工艺结构和工作原理。（2） 确定设计大体思路，撰写开题报告，要求完成具体的设计内容及计算。（3） 根据设计任务书的要求，熟悉相关软件AutoCAD，确定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果，进行相关设计及计算。（4） 对所设计夹具设计相关校核，准备相关资料。（5） 对设计说明书初稿进行相关格式修改，对设计图纸并进行修改。研究过程中的主要问题和解决的方法：4 工作进度与安排2.153.15 理解和消化课题内容，完成课题的调研、开题报告、翻译、文献综的撰写等；3.164.01 完成箱体主要零件的工艺工装设计与优化方案；4.024.15 完成箱体主要零件的工艺工装设计与优化参数计算；4.164.20 完成箱体主要零件的工艺工装设计与优化各元件设计；4.215.15 箱体主要零件的工艺工装装配图和主要零件图设计；5.165.31 完成论文的撰写和答辩准备工作。参考文献1 于勇. 我国机械制造技术的现状及发展方向J. 山西焦煤科技 ,2010,(S1) :75-762 应雷. 浅谈我国机械制造业的困境和发展战略对策J. 科技资讯, 2010,(27) :1123 侯志楠. 浅析机械制造技术的发展历程、现状及趋势J. 2010/204 濮良贵，纪名刚. 机械设计M .高等教育出版社，20065 黎震，朱江峰. 先进制造技术M . 北京理工大学出版，20096 郑修本. 机械制造工艺学M . 北京：机械工业出版社，20077 徐鸿本. 机床夹具设计手册M.辽宁：辽宁科学技术出版社，20048 闻邦椿. 机械设计手册（第5版）第1卷 机械工业出版社， 20109 张捷. 机械制造技术基础M . 西南交通大学出版社 ，200610卢秉桓. 机械制造基础M .北京：机械工业出版社，200811 王先逵. 机械制造工艺学M .北京：机械工业出版社，200412 Handbook of Machine Tools Manfred weckJ ,2005 13Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SMEJ,20068 毕业论文（设计）文献综述论文题目 箱体加工工艺及典型工序夹具设计（英 文）The processing technology and the typical process of fixture design学 院 专 业 姓 名 xxxxxxxx 学 号 xxxxxxxxxxxxx 指导教师 2014年3月20日文献综述1、 前言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，是一切有关工生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。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规程来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。2、 发展历史 从1949年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。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，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，成为机械加工紧。人们越来越认识到中不可缺少的工艺装备。3、 发展现状长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。CAPP将是机械加工工艺的发展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。制造业是国民经济的基础，随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展，以“时间驱动”为特征的市场竞争、产品更新换代的加快、商品需求的多样化、用户素质的提高等使制造业面临着巨大的挑战，特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工就出现了一些问题，在现阶段像后钢板弹簧吊耳类的加工还没达到现代自动化的水平。在现代的中小批量生产中，它的加工工艺还需人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此我国对后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于效率低、成本高的阶段。机床夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。4、发展趋势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。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。（1）特种加工 它是指一些物理的、化学的加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。（2）快速成形 利用离散、堆积成形概念，可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体。（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前，以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义，它们代表了这一时期精密工程的方向。（4）传统加工工艺的改造和革新 这一方面的技术潜力很大，如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义。另一方面，旧设备的改造和挖潜，如普通机床改造成数控机床等，对机械工业的发展和提高是不容忽视的。5、设计面临的问题在设计中，需要对零件加工工艺方案和夹具进行设计，在确定加工工艺方案时，可能会出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，可能因定位基准选择不合理，出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。所以在设计过程中应制订多套方案，以供比较选择最优，同时还要多请教指导老师和同学，并多查阅相关的书籍来尽可能好的完成设计。6、总结在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。夹具设计的基础理论一个好的机床夹具，首先要保证能加工出合格的产品。为此，所设计的夹具首先应满足以下两项要求：第一，在未受外力作用时，加工件对刀具和机床应保持正确的位置，即加工件应有正确的定位。第二，在加工过程中，作用于加工件上的各种外力，不应当破坏加工件原有的正确定位，即对加工件应有正确的夹紧。综上，机械加工艺及夹具随着科技的发展都使计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制造系统，形成现代制造工程学。而物料流、能量流、信息流是组成制造系统的三个基本要素。现代加工都为集成化的系统加工，这虽减轻了工人的劳动强度，但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认知现代科技知识。因此，在以后的学习中需要我们全方位的学习其各个相关领域的知识，不能只注重一点，为将来的人才战略提出了新的要求。参考文献1孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社，2002。2 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社，1979。3刘守勇等，机械制造工艺与机床夹具.北京:机械工业出版社，1994.74王启平，机床夹具设计M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，1988.5林文焕.陈本通，机床夹具设计M.北京:国防工业出版社，1987.6徐发仁，机床夹具设计M.重庆:重庆大学出版社，1996.77王昆等，机械设计课程设计M.武汉:高等教育出版社，19958邱宣怀，机械设计M.第四版.北京:高等教育出版社，19979柯明扬，机械制造工艺学M.北京:北京航天航空大学出版社，199510 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷，北京：机械工业出版社，1991。11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，上海：上海科学技术出版社，1979。12 Haffman E G. Jig and Fixture Design.America, VNR Co.,1980.13 Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME,1982.IXX 学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：箱体加工工艺及典型工序夹具设计箱体加工工艺及典型工序夹具设计系系 别别 ：专专 业业：机械设计制造及其自动化学学 生生 姓姓 名名：学学 号：号：起起 迄迄 日日 期期: : 设设计计( (论论文文) )地地点点: :指指 导导 教教 师师: :专专业业教教研研室室负负责责人人 : :日期: 2014 年 月 日II摘摘 要要本文是在箱体的图样分析后进行箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。箱体的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词关键词: :箱体；加工工艺；工序；专用夹具IIIA AbstractbstractThis is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture.The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters.In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture.Key words: Headstock; processing; process; special fixtures1 目目 录录摘 要.IIABSTRACT.III目 录.11 绪论.31.1 本课题的研究内容和意义.31.2 国内外的发展概况.41.3 本课题应达到的要求.52 箱体的图样分析.52.1 箱体的作用.52.2 箱体的图样分析.62.3 工艺分析.73 工艺规程设计.83.1 确定毛坯的制造形式.83.2 定位基准的选择.93.2.1 粗基准的选择 .93.2.2 精基准的选择 .103.3 拟定工艺路线.113.3.1 划分加工阶段 .113.3.2 安排加工顺序 .123.3.3 拟定加工工艺路线 .133.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.153.5 切削用量及工时定额的确定.154 箱体镗孔夹具设计.264.1 研究原始质料.264.2 定位、夹紧方案的选择.265.3 切削力及夹紧力的计算.274.4 误差分析与计算.294.5 夹具设计及操作的简要说明.305 结论与展望.305.1 结论.305.2 不足之处及未来展望.312致 谢.31参考文献.3231 1 绪论绪论1.11.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组4合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具” 。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。1.21.2 国内外的发展概况国内外的发展概况工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。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。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、5正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。1.31.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对箱体的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析箱体的加工工艺，确定箱体各加工表面的加工方法，进而形成箱体的机械加工工艺路线。并能根据箱体的加工工序要求，分析箱体的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个箱体的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的箱体加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有 H/B11.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。2 2 箱体的图样分析箱体的图样分析2.12.1 箱体的作用箱体的作用箱体,如图 2.1 及图 2.2 所示，其主要作用是：箱体类零件是机器或部件的基础零件，箱体是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种方向的移动，同时箱体分出部分动力将运动传给轴。同时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。因而箱体是主传动系中的关键零件。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。6图 2.1 箱体2.22.2 箱体的图样分析箱体的图样分析在编制箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究箱体的工作图样和产品装备图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该箱体在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。 箱体的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动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）该零件为机床箱体，主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求又高，加工时应注意选择定位基准及夹紧力。2）材料 HT200。3）铸件人工时效处理。72.32.3 工艺分析工艺分析工艺分析的目的主要有两个：一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。 铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天存放一年以上再加工。为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在 D 面和 W 面上。镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支承镗削”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此，加工此箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。在此箱体的加工中保证各孔正确位置是靠T68 坐标镗床手动控制坐标来完成的，为更好地保证加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时，应采用专用镗模进行加工。根据箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产属小批量生产，设计加工零件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。 83 3 工艺规程设计工艺规程设计3.13.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与零件的机械加工工艺和质量密切相关。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。毛坯选择时，应全面考虑以下因素：1）零件的材料及机械性能要求；2）零件的结构形状与外形尺寸；3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性；4）现有生产条件；5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是HT200400，当载荷较大时，采用 HT300540 高强铸铁。9箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。该零件为箱体类，且外型尺寸较大，材料为 HT200，零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图 3.1 箱体毛坯图所示。采用小批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献机械制造工艺简明手册确定各表面加工余量。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。该箱体的材料是 HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。为了提高箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。3.23.2 定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，使生产无法进行。箱体定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间、孔与平面之间、孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准统一”和“基准重合”的原则，同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是夹具的选用等因素。该箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。 10 3.2.1 粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：重要表面原则 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。不加工表面原则 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。余量最小原则 如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。使用一次原则 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。平整光洁原则 以便工件定位可靠、夹紧方便。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工，即以主轴孔及中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不应定均匀。该箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所以以划线找正法安装。划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。加工该箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以主轴孔作为粗基准。 3.2.2 精基准的选择选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原则：1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重11合误差。2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。3) 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。4) 互为基准原则 5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。该零件以三面定位，箱体上的装配基准为平面，而它们又是箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。有零件图可知：D 面、W 面为精基准。3.33.3 拟定工艺路线拟定工艺路线 3.3.1 划分加工阶段零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不同，可划分如下几个阶段：粗加工阶段此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。半精加工阶段此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等） ，为精加工做好准备。精加工阶段12切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比较高。所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。光整加工阶段此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6 级以上）的表面。一般不用于提高形状、位置精度。根据加工阶段划分的要求及零件的批量，该箱体的加工划分为 3 个阶段：粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗） 、半精加工阶段（半精镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔） 。 3.3.2 安排加工顺序复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述如下。切屑加工工序顺序的安排原则1）先粗后精各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。2）先主后次零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行加工。3）先面后孔原则 对于箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。4）先基准后其他作为精基准的表面要首先加工出来。该箱体的加工和装配大多以平面为基准，按照加工顺序安排的原则，采用先面后孔的加工顺序。先加工平面，可以为加工精度较高的支承孔提供稳定可靠的精基准，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以将铸件不平表面切除，可减少钻孔时钻头引偏和刀具13崩刃等现象的发生，对刀和调整也较为方便。加工孔系时应遵循先主后次的原则，即先加工主要平面或孔系，这也符合切削加工顺序的安排原则。 3.3.3 拟定加工工艺路线拟定工艺路线的出发点：应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还要考虑经济效果，以便降低生产成本。综合以上加工阶段和加工顺序的分析，可以初步得出箱体的加工艺路线。初拟箱体加工工艺路线方案一如表 3-1 所示。表 3-1 工艺路线方案一工序号工序内容10铸造20时效30涂底漆40粗铣前端面 50精铣前端面 60粗铣后端面 70精铣后端面 80铣削顶部面90铣削顶部面100粗镗前端面 200、250 孔系110精镗前端面 200、250 孔系120粗镗后端面 90、78、100、88、200 孔系130精镗后端面 100、90 孔系140钻孔攻丝前端面 5-M12、4-M16 螺纹孔150钻孔攻丝顶部端面 10-M12 螺纹孔160钻 K 向端面 20 孔170钻孔攻丝底部端面 G3/6180去毛刺14190检查表 3-1 工艺路线方案二工序号工序内容10铸造20时效30涂底漆40粗铣前端面 50精铣前端面 60粗铣后端面 70精铣后端面 80铣削顶部面90铣削顶部面100钻孔攻丝前端面 5-M12、4-M16 螺纹孔110钻孔攻丝顶部端面 10-M12 螺纹孔120钻 K 向端面 20 孔130粗镗前端面 200、250 孔系140精镗前端面 200、250 孔系150粗镗后端面 90、78、100、88、200 孔系160精镗后端面 100、90 孔系170钻孔攻丝底部端面 G3/6180去毛刺190检查方案一在镗孔时，把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，满足了粗精分开的原则，可以有效避免因粗精不分给工件带来的加工应力无法释放的危害，有效地保证了零件的加工精度。而且四个是孔同时进行加工的，不仅可以保证各主轴孔间的相互位置精度，而且还有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的劳动强度。考虑到机械加工顺序安排原则及零件的生产成本等因素，其优越性在于把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，符合切削加工工序顺序的先粗后精安排原则，而且各轴孔加工顺15序按照粗加工、半精加工、精加工进行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面质量，可以逐渐提高各个轴孔的质量要求，可以提高各轴孔间的相互位置精度和各自的尺寸精度，保证箱体零件的技术要求，确定其为此零件的加工工艺路线。3.43.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定箱体体的材料是 HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸如下：顶面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得顶面 B 长度方向的单边加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm粗加工余量：Z1 =5.5mm毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm两侧面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得两侧面 A、C 长度方向的单边加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm粗加工余量：Z1=5.5mm毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm前后端面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-4 铸件机械加工余量，可得平面 D、W 长度方向的单边加工余量如下：精磨余量： Z4=1.0mm粗磨余量： Z3=1.5mm半精刨余量：Z2 =3.5mm粗刨余量： Z1=5.0mm毛坯余量： Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm163.53.5 切削用量及工时定额的确定切削用量及工时定额的确定受论文篇幅所限，只选取部分工序及加工内容进行工艺计算，还请谅解。 工序工序 30 粗铣前端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K 立式铣床。查机械加工工艺师手册表 30-34 选择工艺装备及确定切削用量。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料：， ，齿数，15YTmmD1108Z此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm。所以铣削深度 ：。pammap2每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 2.4-75，取 。faZmmaf/10. 0取铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 30-34，取。Vsmv/22. 1由式 3-1 得机床主轴转速：n21211014.36022.110001000dVn按照机械加工工艺师手册表 3.1-74 可以查得机床与之接近的转速为。300 /minnr实际铣削速度 ：vsmdnv/73. 160100030011014. 31000进给量： 。 fvsmmZnavff/4 . 460/300811. 0工作台每分进给量：。 mfmin/288/8 . 4mmsmmvffm铣削宽度：根据机械加工工艺师手册表 2.4-81，取。amma60被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 。l60lmm刀具切入长度 ：1l (3.2)2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)1113mm17根据机械加工工艺师手册：=249/(37.53)=2.21min。1t根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间。41. 01ft根据机械加工工艺师手册切削工时：=249/(37.53)=2.21min。2t根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间。41. 02ft粗精铣宽度为 30mm 的下平台的总工时： 2121fftttttmin42. 541. 041. 021. 221. 2工序工序 40精铣前端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K 立式铣床。查机械加工工艺师手册表 30-34 选择工艺装备及确定切削用量。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：，齿数 12，此为细齿15YTmmD100铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm。铣削深度：。pammap0 . 1每齿进给量：根据机械加工工艺师手册表 3031，取。faZmmaf/08. 0铣削速度：参照机械加工工艺师手册表 3031，取。vsmv/32. 0机床主轴转速，由式（3.1）有：n10001000 0.32 6061 /min3.14 100Vnrd按照机械加工工艺师手册表 3.1-74 可以查得机床与之接近的转速为。75 /minnr实际铣削速度 ：vsmdnv/4 . 06010007510014. 31000进给量，由式（2.3）有：。fVsmmZnavff/25. 260/751215. 0工作台每分进给量：。mfmin/135/25. 2mmsmmvffm18被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知。lmml210刀具切入长度 ：精铣时。1lmmDl1001刀具切出长度 ：取。2lmml22走刀次数为 1根据机械加工工艺师手册：=249/(37.53)=2.21min。1t根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间。41. 01ft根据机械加工工艺师手册切削工时：=249/(37.53)=2.21min。2t根据机械加工工艺师手册表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间。41. 02ft粗精铣宽度为 30mm 的下平台的总工时： 2121fftttttmin42. 541. 041. 021. 221. 2 工序工序 60 粗铣后端面切削用量及基本时间的确定粗铣后端面切削用量及基本时间的确定本工序为粗铣。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 X6120 型万能升降台铣床，工件装在专用夹具中。刀具：YG8 硬质合金端铣刀。根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-63，可选铣刀直径=220mm,齿数 Z=6。wd1）确定背吃刀量 ap： mmap5 . 52）确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-15，可查得=0.200.29mm/z。选择zf=0.20mm/z，故 zf rmmZffz/2 . 1620. 03）确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-25，可选择=50m/min。cv min/41.852205910001000rdvnwcs19按 X6120 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/100rnw min/08.6910001002201000mndvww工作台每分钟进给量为： min/120100620. 0Mzmmznffwz按 X6120 机床工作台进给量表，选择=130mm/min。Mzf则实际每齿进给量为： zmmznffwMzz/22. 01006130工额定时的计算：jT min85. 8213048648521iflllTMzj式中： =485mm， 取 l1=86mm，l 取，。mml532mml42min/130mmfmz2i 工序工序 70 精铣后两端面切削用量及基本时间的确定铣后两端面切削用量及基本时间的确定本工序为精铣。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 X6120 型万能升降台铣床，工件装在专用夹具中。刀具：YG8 硬质合金端铣刀。根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-63，可选铣刀直径=220mm,齿数 Z=6。wd1、确定背吃刀量：pa mmap5 . 22、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-15，可查得 f=0.40.6mm/z。选择f=0.52mm/z，故 rmmzffz/087. 0652. 03、确定切削速度 v： 10000.51 3 ,0.03 0.05ldcdccd20根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-25，可选择。min/68mmvc min/44.982206810001000rdvnwcs按 X6120 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/100rnw min/08.6910001002201000mndvww工作台每分钟进给量为： min/54100609. 0Mzmmznffwz按 X6120 机床工作台进给量表，选择。min/60mmfmz则实际每齿进给量为： zmmznffwMzz/10. 0100660工额定时的计算：jT min17.1926048648521iflllTMzj式中： =485mm，取 =86mm，l dccdcdl05. 003. 0,315 . 000011l 取，mml532mml42。2min,/54immfmz 工序工序 110 精镗精镗 90、78、100、88、200 阶梯孔切削用量及基本时间的确定阶梯孔切削用量及基本时间的确定本工序为粗镗。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 T617A 型卧式镗床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金金刚镗镗刀。确定背吃刀量：pa )(5 . 12115118单边余量bpZmma确定进给量 f：21根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.31.0mm/r。按 T617A 机床进给量，选择 f=0.74mm/r。确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得=4080m/min,选择cv。min/65mvc min/01.180115651000min/1000rrdvnws按 T617A 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/200rnw min/22.7210002001151000mndvww工额定时的计算：jT min39. 0120074. 0355021ifnlllTwj式中：， =3mm，=5mm，mml501l2l =0.74mm/r， =1。fmin/200rn i 工序工序 120 粗镗后端面粗镗后端面 100、90 孔系切削用量及基本时间的确定孔系切削用量及基本时间的确定本工序为粗镗。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 T617A 型卧式镗床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金金刚镗镗刀。1、确定背吃刀量：pa mmap9 . 021188 .1192、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.20.8mm/r。按 T617A 机床进给量，选择 f=0.52mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得=60100m/min,选择cv22=85m/min。cv min/41.2291188510001000rdvnwcs按 T617A 机床的转速，选择=250r/min，所以实际切削速度 v：wn min/63.9210002501181000mndvww4、工额定时的计算：jT min45. 0125052. 0535021ifnlllTwj式中： =50mm， =3mm，=5mm，l1l2l =0.74mm/r，=250r/min， =1。 fni 工序工序 130 精镗后端面精镗后端面 100、90 孔系切削用量及基本时间的确定孔系切削用量及基本时间的确定本工序为精镗。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 T617A 型卧式镗床，工件装在组合夹具中。刀具：硬质合金金刚镗镗刀。1、确定背吃刀量：pa mmap1 . 028 .1191202、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.150.50mm/r。按 T617A 机床进给量，选择 f=0.37mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.3-14，可查得=5080m/min,选择cv=70m/min。cv min/09.1868 .1197010001000rdvnwcs23按 T617A 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/250rnw min/23.7510002008 .1191000mndvww4、工额定时的计算：jT min78. 0120037. 0535021ifnlllTwj式中： =50mm， =3mm，=5mm，l1l2l =0.37mm/r，=200r/min， =1。fni粗镗 78 的孔机床：卧式镗床。618T刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：。5YT切削深度：，毛坯孔径。pa2.0pamm075dmm进给量：根据机械加工工艺师手册表 2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深fmm200度为=2.0mm。因此确定进给量。Fa0.2/fmm r切削速度：参照机械加工工艺师手册表 2.4-9 取V1.92/115/ minVm sm机床主轴转速：n，10001000 115488.32 / min3.14 75Vnrd按照机械加工工艺师手册表 3.1-41 取。600 / minnr实际切削速度 ：。v3.14 75 6001.79/10001000 79dnvm s工作台每分钟进给量：。 mf0.2 600120/ minmffnmm被切削层长度 ：。l65lmm刀具切入长度：。 1l12.0(2 3)25.4530pralmmtgktg刀具切出长度： 取。2lmml532mml42行程次数 ：。i1i24机动时间：。1jt121655.4540.496min150jmllltf查机械加工工艺师手册表 2.5-37 工步辅助时间为：2.61min。 工序工序 140 钻、攻钻、攻前端面4-M16 孔，保证尺寸公差要求切削用量及基本时间的确定孔，保证尺寸公差要求切削用量及基本时间的确定本工序为钻孔。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 Z525 型摇臂钻床，工件装在组合夹具中。由于内孔直径较小，查机械制造工艺设计简明手册可知毛坯上不预留孔，为实心件。刀具：高速钢麻花钻1、确定背吃刀量：pa mmap72、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-13，可查得 f=0.32mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-13，可查得=2434m/min，选择cv=30m/min。cv min/40.415333010001000rdvnwcs按 Z525 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/400rnw min/89.281000400231000mndvww4、工额定时的计算：jT min29. 0140032. 0253021ifnlllTwj式中： =30mm， 取 =5mm，=14mm 取=2mm，l2121rctgKdl1l2l2l =0.32mm/r，=400r/min， =1。fni 工序工序 120 钻孔攻丝顶部端面孔攻丝顶部端面 10-M12 螺纹孔切削用量及基本时间的确定螺纹孔切削用量及基本时间的确定25本工序为孔攻丝顶部端面 10-M12 螺纹孔。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为Z5250 型摇臂钻床，工件装在组合夹具中。刀具：高速钢钻头1、确定背吃刀量：pa mmap52、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-32，可查得 f=1.01.2mm/r。按Z35Z3063X20 机床进给量，选择 f=1.0mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-34，可查得=2030m/min,选择cv=25m/min。cv min/04.3218 .242510001000rdvnwcs按 Z35Z3063X20 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/315rnw min/53.2410003158 .241000mndvww4、工额定时的计算：jT min11. 013150 . 1333021ifnlllTwj式中： =30mm，取 =3mm，=14mm 取=3mm，l2121rctgKdDl1l2l2l =1.0mm/r，=315r/min， =1。fni 工序工序 120 钻 K 向端面 20 孔切削用量及基本时间的确定切削用量及基本时间的确定本工序为钻 K 向端面 20 孔。已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为 Z525 型摇臂钻床，工件装在组合夹具中。刀具：高速钢钻头261、确定背吃刀量：pa mmap03. 0294.24252、确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-43，可查得 f=0.150.25mm/r。按 Z525机床进给量，选择 f=0.16mm/r。3、确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.2-43，可查得=815m/min,选择cv。min/10mmvc min/38.127251010001000rdvnwcs按 Z35Z3063X20 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/220rnw min/27.171000220251000mndvww4、工额定时的计算：jT min31. 1122016. 01333021ifnlllTwj式中： =30mm，取 =3mm，=13mm，l2121rctgKdDl1l2l =0.16mm/r，=200r/min， =1。fni274 4 箱体镗孔夹具设计箱体镗孔夹具设计4.14.1 研究原始质料研究原始质料利用本夹具主要用来加工镗阶梯孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.24.2 定位、夹紧方案的选择定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对镗阶梯孔加工前，底平面进行了粗、精铣加工因此，定位、夹紧方案有：在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位，箱体上的装配基准为平面，而它们又是箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序，选底面和侧面为定位基准。 5.35.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）5YT刀具的几何参数： 60粗K90精K100s80由参考文献5查表可得：321圆周切削分力公式： 0.750.152943CpcPFa fvK式中 0.4pamm0.15/fmm r rpspoppkmppKKKKKK查5表得： 查5表 取 421()736nmpbK1 250.6b0.75n 28由表可得参数： 62194. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：764.8()CFN同理：径向切削分力公式 ： 0.90.750.32383PpcPFafvK式中参数： 77. 0pkK0 . 1opK0 . 1spK0 . 1rpK即：327.74()PFN轴向切削分力公式 ： 0.50.43326f