壳体零件的工艺规程编制及钻底面2-φ7孔夹具设计

1、买文档就送全套CAD图纸 QQ:414951605或1304139763壳体零件的工艺规程编制及夹具设计 摘要：本设计是一种壳体的工艺设计和夹具设计。此零件是一类支撑和包容传动机构的壳体零件。在机床加工工件时，需要定位和夹紧，在机床上用来完成工件装夹的工艺装备就是各类机床中最为广泛的“机床夹具”我们制作及研发夹具是要让夹具具有以下优点：要操作方便，安全，质量高，夹持稳定，提高工作的效率，减轻工人的工作量，实现人机共赢，从而使经济效益大幅提高，为国家创造财富。除此之外，还设计了一套专用车床夹具和专用钻床夹具。 关键词：壳体；工艺设计；夹具；效率；经济效益；财富 Fixture design pr

2、ocess planning and housing partsAbstract：This design is to design a process design and fixture housing. This part is a kind of support and inclusion actuator housing parts. In machining a workpiece, we need to locate and clamped on the machine used to complete the workpiece clamping technology and e

3、quipment is the most widely used in various types of machine Machine jig Our production and R & D is to let the jig fixture has the following advantages: To easy to operate, safe, high-quality, holding stability, improve work efficiency, reduce the workload of workers, human-machine win-win situatio

4、n, so that a substantial increase in economic benefits and create wealth for the country.In addition, also designed a special fixture and special lathe drilling jig.Keywords：Process design; casing clamp; efficiency; economic benefit; wealth目 录摘要Abstract目录1 绪论11.1 课题的提出原因11.2 课题的主要内容41.3 课题的构思42 零件图工

5、艺性分析52.1 零件结构功用分析52.2 零件图纸分析52.3 主要技术条件63 机械加工工艺规程设计73.1 毛坯选择73.2 毛坯余量确定73.3 毛坯-零件草图73.4 刀具类型的确定83.4.1 刀具设计参数确定83.5 刀具工作草图93.6 量具类型的确定103.6.1 极限量具尺寸公差确定103.6.2 极限量具尺寸公差带图103.6.3 极限量具结构设计104 机械工艺路线确定134.1 定位基准的选择134.1.1 精基准的选择134.1.2 粗基准的选择134.2 加工顺序的安排134.3 段的划分说明134.4 加工工序简图134.5 工序尺寸及公差确定184.6 设备及

6、其工艺装备确定194.7 切削用量及工时定额确定194.8 工序尺寸精度分析244.9 定位方案和定位元件的确定245 夹具元件的确定265.1 定位误差分析计算265.2 夹紧方案及元件确定275.3 夹具总装草图28参考文献28致谢30充值就可以下载原稿，疑问咨询QQ:414951605绪论1.1 课题的提出原因概念：壳体零件主要是指箱体类零件，是具有一定内腔的薄壁类结构。作用：壳体也是构成主机的主要部件，壳体一般在主机在结构中起到支撑和包容其他零件的作用。结构：壳体内会安装许多细小零件，一般是由一定厚度的四壁及类似外形的内腔构成的箱形体。壳壁部分常设计有安装轴，

7、油塞等结构。壳体零件包括：减速箱，发动机等，结构一般比较复杂。质量：质量好坏会直接影响到产品整机的使用性能和工作稳定性，尤其是对工作要求比较高的机器，其对壳体的加工质量要求会更高，合理的工艺会对提高产品的生产率和合格率起到至关重要的作用。概念作用优点机床上装夹工件的一种装置使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变1使用夹具可以有效的保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本，扩大机床的工艺范围，减轻工人劳动强度，保证安全生产2 机床夹具进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。随着制造业就对数控机床的大量要求以及计算机技术和现代设计技术的飞速

8、进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，不断发展以满足生产的需要，本文简析了数控机床高速化，高精度化，复合化，智能化，开放化，网络化，多轴化，绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题3，所以要对进行壳体零件的工艺改进。我国数控技术起步于20世纪50年代，经过个各阶段的发展，现已基本掌握了现代数控技术，建立了数控开发生产基地，培养了许多数控专业技术人才，初步形成了自己的数控产业4。由于国内与国外在技术方面依然存在着很大的差距，依然存在以下问题见下图1.1所示： 国内技术含量现状1）技术创新成分低，消化吸收能力不足，落后于国外技术水平，特别是在高精尖方面，这造成了无法摆脱对国外技术

9、依赖的状况；2）大部分数控产品体系结构不够开放，用户接口不完善，少数具有开发功能的产品，只停留在研制阶段，这无形中流失了许多资源；3）功能化部件专业化生产水平较低，产品可靠性不高，市场占有率低，种类覆盖率低，没有形成规模生产；4）网络化程度不高，目前我国的数控技术网络被用于NC程序的传递，其集成化，网络化水平和远程故障排除水平有限5-6。图1.1 国内技术含量现状2 形成原因1)企业自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强，数控系统的标准研究不够，而且企业对引进技术的吸收和再创造能力不足；2）不良的竞争机制导致人才的大量流失，又制约了技术，产品的创新，也很大程度上制约了计划的有效实施；5）对

10、国内数控数控产业进程的艰巨性，长期性和复杂性的特点认识不足，对产业市场的不规范以及对国外企业的产业保护及限制估计不足，对我国的数控技术应用能力的认识不够；4）对数控技术关注的时候，从数控技术角度关注的多，从产业链角度关注的少，没有建立起完整的配套体系，3）国内对数控装置研发进行着低水平研发，投资不够集中，造成产品水平和品质都跟不上7-8。图1.2 形成原因1）新一代数控系统向PC化和开放式体系结构方向发展2）驱动装置向交流，数字化方向发展3）增强通信功能，向网络化发展4）数控系统在控制性能上向智能化发展9-11国外发展趋势1.2 课题的主要内容 1）画毛坯图，拟定工艺路线，选择机床和工艺设备，

11、填写工艺过程卡片。 2）确定加工余量，工序尺寸，切削用量，时间定额，填写工序卡片。 3）完成夹具草图，总图，零件图的设计，进行AutoCAD绘制。 4）外文资料翻译一篇。 5）撰写设计说明书。1.3 课题的构思在做铣夹具和钻夹具的过程中，首先要分析壳体零件图及加工技术的要求，其次考虑毛坯的选择，再者要考虑制定机械加工工艺过程中一些关键问题，最后结合实际情况设计出方便实用且经济的夹具。2 零件图工艺性分析2.1 零件结构功用分析壳体零件是机械中常见的一种零件，通常起支承作用。它的应用范围很广，例如支承旋转轴上的轴承，等等。由于它们有不同的功能，壳体类零件的结构和尺寸有着很大的差异，在结构上有共同

12、特点：零件的主要表面为精度要求较高的轴承孔，零件由内孔，外圆，凸台，表面构成12。2.2 零件图纸分析 由2.2零件图可知，该零件形状较为复杂、外形尺寸不大，所以可以采用铸造毛坯。由于该零件的两个28孔与轴承配合，它的表面质量直接影响两轴承的旋转精度与工作状态，通常对其尺寸要求较高。一般为IT5-IT7。加工时两28孔的同轴度应该控制在650.01mm。 图2.1 零件图2.3 主要技术条件 主要技术条件如下图2.2由于70底面的平面度直接影响接触刚度，并且在加工过程中作为定位基面，会影响孔的加工精度，因此规定底面必须平直。两28孔的孔径的尺寸误差和形状误差会造成轴承与孔的接触不良，所以对轴承

13、座孔的要求较高。同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差会使轴承装配到轴承孔内发生歪斜的情况导致径向跳动和轴向跳动，加剧轴承的磨损，所以同轴上各孔的同轴度为最小孔尺寸公差之半。1）孔径精度2）孔的位置精度3）主要平面的精度 图2.2 主要技术条件3 机械加工工艺规程设计3.1 毛坯类型表3.1 毛坯类型毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状砂型铸造13级以下大HT200各种尺寸复杂3.2 毛坯余量确定由机械加工工艺设计学得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差为1.413。3.3 毛坯零件合图草图图3.1 毛坯零件合图草图图3.2 毛坯零件合图草图3.4 刀具类型确定此道工

14、序保证的尺寸精度要求较高28内孔端面必须垂直，因此选用90度闭孔镗刀。3. 4. 1 刀具设计参数确定14（精镗28JS7公差等级为IT7内孔）表3.2 刀具设计参数确定序号项目数据来源或公式计算采用值1刀具类型表2-6、2-7焊接式90度闭孔镗刀2刀片材料YT5刀杆材料45钢3几何角度表2-7、2-8、2-9s=-4度 o=15度o=8度 o=6度r=90度r=56度 =2mm4断削参数前面型式表2-11、2-12（f=1.3mm/r）带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=3.5mo1=-5度 br1=0.045 qn=25过渡刃表2-13（ap=0.5mm）过渡刃和修光刃 b=0.186刀片型号表

15、2-3A416L=16 B=10 C=5.5 R=107镗刀外型结构尺寸表3-5（刀具设计手册）DxL=10x100 M=53.5 刀具工作草图图3.3 刀具工作草图3.6 量具类型确定 对轴承座孔28（JS7）：首先确定被测孔的极限偏差，然后查公差书第三章极限与配合标准得28JS7的上偏差ES=+0.01mm,下偏差EI=-0.01mm。公差等级为IT7。轴承座孔28的量具用塞规。3.6.1 极限量具尺寸公差确定 1）确定工作量规的制造公差和位置要素值，由公差书表6-1得IT7尺寸28的量规公差为T=0.0024mm,位置要素Z=0.0034mm15。 2）计算工作量规的极限偏差：28JS7

16、孔用塞规：通规：上偏差=EI+Z+T/2=（-0.01+0.0034+0.0012）=-0.0054mm 下偏差=EI+Z-T/2=（-0.01+0.0034-0.0012）=-0.0078mm磨损极限= EI=-0.01mm止规：上偏差=ES=+0.01mm 下偏差=ES-T=（+0.01-0.0024）=+0.0076mm3.6.2 极限量具尺寸公差带图图3.4极限量具尺寸公差带图3.6.3 极限量具结构设计 图3.5 极限量具结构设计 4 机械工艺路线确定4.1 定位基准的选择4.1.1 精基准的选择：以壳体底面与两7孔作定位基准，因为符合基准重合原则且装夹误差小16。4.1.2 粗基准

17、的选择：按照壳体上端面和壳体支撑外圆弧定位加工。4.2 加工顺序的安排 加工顺序为先面后孔17.4.3 段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段18。4.4 加工工序表4.4 加工工序简表1铸造铸造，清理2热处理时效3粗车，半精车，精车如图所示24粗铣12凸台顶面如图所示35钻2-7孔如图所示46去毛刺740外圆两端面如图所示58粗镗2-25内孔、半精镗、精镗2-28内孔如图所示69检验10钻、攻M5螺纹孔如图所示711钻、攻3-M4螺纹孔如图所示812钻、攻2-M7螺纹孔如图所示913锪2-12沉头孔如图所示1014去毛刺15终检图2图31）钻2-7孔（图4） 图42）

18、40外圆两端面（图5） 图53）粗镗2-25内孔、半精镗、精镗2-28内孔（图6）图64）检验：5）钻、攻M5螺纹孔（图7）图76）钻、攻3-M4螺纹孔（图8）图87）钻、攻2-M7螺纹孔（图9）图9 8） 锪2-12沉头孔（图10）图109）去毛刺：10）终检：4.5 工序尺寸及其公差确定25f7（表1）工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸铸30.55.530.51.4粗车273.512.5（IT11）26.5半精车25.51.56.3（IT9）25.5精车250.51.6（IT7）2528JS7（表2）工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸铸226221.4粗镗2536.3（IT11

19、）25半精镗27.52.53.2（IT9）27.5精镗床280.51.6（IT7）280.014.6 设备及其工艺装备确定所用的设备有： CA6140，X62W，Z3025B10，X6120，T68，Z4012，工作台，钳工台19。夹具有：V形块，钻2-7孔专用夹具，心轴20。刀具有：90度车刀，7钻头，平板锉，开式自锁夹紧镗，5钻头，M5丝锥，4钻头，M4丝锥，圆锉刀。量具有：游标卡尺，专用塞规21。4.7 切削用量及工时定额确定（1） 粗车、半精车、精车时：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休） 1）粗车70底面时：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=2.5由表5.3-1得

20、22：f=1.0 mm/r由表5.3-20得：v=59 m/min则n=318x59/70=268r/mm工时定额： 由表3.3-1得23：装夹工件时间为0.42min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.12 min由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.42+0.12+0.64+0.08=1.2 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.07+0.05+0.02+0.03=0.17 min由表3.3

21、-33得场地布置，休息时间和生理时间分别为：T3=56 min、T4=15minT基=lz/nfap=100 x3.5/268 x1 x2.5=0.52 min则T总=T1+T2+T3+T4+T基=75 min 半精车70底面时：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=1由表5.3-1得24：f=0.7 mm/r由表5.3-20得：v=80 mm/r则n=318x80/70=363.4 r/mm工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.0

22、8+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.07+0.05+0.02+0.03=0.17 minT基=lz/nfap=100 x3.5/363.4x1x0.7=1.38 min则T总=T1+T2+T基=2.26 min2）粗镗环形槽：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=2由表5.3-1得：f=0.4m/r由表5.3-20得：v=90m/r则n=318x90/40=715.5 r/mm工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=

23、0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.2 min则T总=T1+T2+T基=2.26 min3）粗车25外圆时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=2由表3-1得：f=0.5 m/r由表5.3-20得：v=82 m/r则n=318x82/25=1043 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=

24、0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.167 min则T总=T1+T2+T基=0.347 min4） 半精车25外圆时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=1由表3-1得：f=0.4 m/r由表5.3-20得：v=100 m/r则n=318x100/25=1227 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.0

25、3+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.34 min则T总=T1+T2+T基=0.52 min5） 精车25外圆时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得：f=0.3 m/r由表5.3-20得：v=107 m/r则n=318x107/25=1361 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0

26、.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.857 min则T总=T1+T2+T基=1.75 min6） 粗车25端面时：（车刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得25：f=0.5 m/r由表5.3-20得：v=74 m/r则n=318x74/25=941.2 m/r工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.

27、02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/rT基=lz/nfap=0.2 min则T总=T1+T2+T基=1.1 minT总=T总1+T总2+T总3+T总4+T总5+T总6+T总7=82.07min（2） 铣12凸台顶面时：切削用量：ap=3.5由表6.3-2得：f=0.2 m/r由表6.3-21得：v=120 m/r则n=318V/D= 318 x120/30=1272 m/r工时定额：由

28、表6.4-1得：T2= lw+lf/fxn=1.45 min由表3.3-7得：操作机床时间为：0.83 min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14 minT1=2.27min T3=51min T4= 15minT基=lz/nfap=0.5 min则T总=T1+T2+T基=68.7min（3） 钻2-7孔时；切削用量：ap=3.5由表7.3-1得：f=0.36 m/r由表7.3-11得：v=13 m/r则n=318V/D= 318 x13/7=590 m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=0.1 min由表3.3-9得26：装夹工件时间为0.17min由表3.3-10得：松开卸下工

29、件时间为0.15min由表3.3-12得：测量工件时间为：0.04minT1=0.76 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.9min（4） 粗铣、半精铣40两端面时； 粗铣时：切削用量：ap=2.5由表6.3-2得：f=0.2 m/r由表6.3-21硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=120 m/r则n=318V/D=763.2m/r工时定额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=2.63 min精铣时：切削用量：ap=1由表6.3-2得：f=0.12 m/r由表6.3-21硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=150 m/r则n=318V/D=954m/r工时定

30、额：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=3.5 min由表3.3-7得：操作时间为0.83min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14minT1=2.27 min T3=51 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=80.53min（5） 粗镗25内孔、半精镗、精镗28内孔时； 粗镗时：切削用量：ap=3由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r则n=318V/D=1017.6m/r工时定额：T2= lw+lf/vf=0.03 min半精镗时：切削用量：ap=2.5由表6.3-2得：f=0.2m/r v=100m/r 则n=318V/D=1272m/r 工时

31、定额：T2= lw+lf/vf=0.04min精镗时：切削用量：ap=0.5由表6.3-2得：f=0.15m/r v=80m/r 则n=318V/D=1017.6m/r 工时定额：T2= lw+lf/vf=0.07min由表3.3-1得：装夹工件时间为0.42min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.12min由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.16minT1=1.34 min T3=56min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=

32、72.62min（6） 钻、攻M7螺纹孔时；切削用量：ap=2.5由表7.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3-11得：v=15 m/r则n=318V/D= 318 x15/5=954m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=1.5 min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.05min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.73min（7） 钻、攻3-M4螺纹孔时；切削用量：ap=2.由表7.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3

33、-11得：v=15 m/r则n=318V/D= 318 x15/5=1192m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=2.1 min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.05min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=63.93min（8） 钻、攻2-M7螺纹孔时；切削用量：ap=2.5由表7.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3-11得：v=15 m/r则n=318V/D= 318 x15/5=618.4m/r工时定额：T2= lw+l

34、f/fxn=1.5 min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.05min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=63.23min（9） 锪2-12沉头孔时时；切削用量：ap=2.5由表7.3-1得：f=0.27 m/r由表7.3-11得：v=15 m/r则n=318V/D= 318 x15/5=397.5m/r工时定额：T2= lw+lf/fxn=1min由表3.3-9得：装夹工件时间为0.04min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.0

35、5min由表3.3-11得：操作机床时间为：0.32 minT1=0.43 min T3=47 min T4=15 min则T总=T1+T2+T基=62.63min生产类型加工要求中批量生产摇臂钻床加工 精度不高 钻2-7孔4.8 工序尺寸精度分析表4.8 工序尺寸精度分析4.9 定位方案和定位元件的确定 定位方案的确定：根据该工件的加工要求可知该工序应当限制工件的五个自由度，x移动、x转动、y转动、y移动、z转动。为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z移动，所以工件的六个自由度都限制，由图分析可知要使定位基准与设计基准重合必须选择选25外圆，底平面为定位基准，以40外圆端面定位限制z转动。

36、（图11）定位元件的确定：定位面是25外圆，底平面，40外圆端面。 由图（12）可看出此工序的加工精度要求不高，因此定位孔的尺寸由机床夹具设计手册可以知道选用25H7/f7. 图11 图125 夹具元件的确定5.1 定位误差分析计算(1)分析计算孔的深度尺寸7的定位误差：定位误差计算如下：jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105db=1/2(D+d+min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295dw=jb+db-=0.04T/3 所以满足要求。5.2 夹紧方案及元件确定（1）计算切削力及所需加紧力：受力情况为：加紧力J、切削力F和工件重力G，三个力作用方向一致，由机床夹具设计手册得计算公式27：Fx=667DsKp=667x7x700x650/7261083N实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：F=KFx(K由表1-2-2查得为1.15)=1.15Fx=1245.45N（2）设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板：名称生产类型选用情况作用工件中批量生产GB2264-80可换钻套，活动式钻模板T型槽宽度GB22