二级减速器箱体箱盖加工工艺及夹具设计【含CAD图纸工艺工序卡和说明书】
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含CAD图纸工艺工序卡和说明书
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1毕业设计毕业设计题题 目：目：箱体加工工艺及夹具设计箱体加工工艺及夹具设计系别与专业：系别与专业： 班级与学号：班级与学号： 姓姓 名：名： 指指导导教教师师： 摘摘 要要在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，2切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。关键词：关键词：工序，工位，工步，加工余量，定3位方案，夹紧力AbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keyword: The process worker one workers step the surplus of processing orient the scheme clamp strength4目目 录录摘 要.2ABSTRACT.3目 录.4第 1 章 绪言.6第 2 章 零件工艺的分析.72.1 零件的工艺分析.72.2 确定毛坯的制造形式.72.3 箱体零件的结构工艺性.7第 3 章 拟定箱体加工的工艺路线.83.1 定位基准的选择.83.1.1 精基准的选择.83.1.2 基准的选择.83.2 加工路线的拟定.93.2.1 箱体工艺路线.9第 4 章 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.104.1 箱体.104.1.1 毛坯余量：.10第 5 章 确定切削用量及基本工时.125.1 ZQ350 箱盖.125.2 ZQ350 下箱体.185.3 合箱后.28第 6 章 专用夹具的设计.316.1 箱盖铣观察孔端面夹具设计.316.1.1 问题的指出.316.1.2 夹具设计.316.2 合箱后，粗镗、半精镗、精镗各轴承孔及密封槽.336.2.1 定位基准的选择.336.2.2 定位元件的设计.336.2.3 定位误差分析.346.2.4 镗削力与夹紧力计算.346.2.5 夹具设计及操作的简要说明.35结 论.36致 谢.37参考文献.385第第 1 章章 绪言绪言箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求.由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等.箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯.毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于 3050mm 的孔,一般都铸造出底孔,以减少加工余量.6第第 2 章章 零件工艺的分析零件工艺的分析2.1 零件的工艺分析零件的工艺分析要加工孔的 150 孔、110 孔和轴配合度为 H7，表面粗糙度为 Ra=1.6um 。其它孔的表面粗糙度为 Ra 小于 6.3um。箱体的结合面的表面粗糙度为 Ra=1.6um，底面表面粗糙度为 Ra=12.5 um。 2.2 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用 HT200，中小批量生产，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。 2.3 箱体零件的结构工艺性箱体零件的结构工艺性箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意：2.1.1本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。2.1.2箱体的内端面加工比较困难，结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。2.1.3为了减少加工中的换刀次数，箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，本箱体紧固孔直径为 17。7第第 3 章章 拟定箱体加工的工艺路线拟定箱体加工的工艺路线3.1 定位基准的选择定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。3.1.1 精基准的选择精基准的选择根据大批大量生产的箱体通常以面和孔为精基准，合箱前，箱盖以结合面及两个 17 孔作为定位精基准，下箱体也以结合面及其两个 17 孔作为定位精基准，合箱后，则以底面及两个 17 孔作为定位精基准，即经典的“一面两销”，这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。3.1.2 基准的选择基准的选择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。8 根据粗基准的选择原则，要以非加工表面为粗基准，且粗基准只能使用一次，对本工件来说，箱盖以 150 端面作为定位粗基准，观察面作为辅助基准，下箱体则是以底面作为定位粗基准准，以另外两侧面作为辅助基准。 3.2 加工路线的拟定加工路线的拟定3.2.1 箱体工艺路线箱体工艺路线ZQ350 箱盖工序 01：铸造工序 02：人工时效工序 03：粗铣、半精铣、精铣 ZQ350 箱盖结合面工序 04：锪 10-35 深 4，钻 10-17 孔工序 05：钻、攻 2-M12 螺纹工序 06：铣观察孔端面工序 07：钻观察孔端面上 4-3 孔、钻、攻 8-M8 螺纹ZQ350 下箱体工序 01：铸造工序 02：人工时效工序 03：粗铣、半精铣、精铣 ZQ350 下箱体结合面、铣油槽工序 04：铣 ZQ350 下箱体底面工序 05：刮平 10-35，钻 10-17 孔工序 06：刮平 4-35，钻 4-17 孔工序 07：刮平放油孔 35，钻、攻 M20 1.5 螺纹工序 08：铣测油孔端面工序 09：钻测油孔端面上 12 孔合箱后工序 01：钻、铰 2-10 锥销孔、并打入锥销工序 02：铣轴承孔端面工序 03：粗镗、半精镗、精镗各轴承孔及密封槽工序 04：打开箱体，去毛刺，清铣、重新装配、打入锥销、拧紧螺栓工序 05：检验至图纸要求、入库 9 第第 4 章章 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根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量及毛坯的尺寸如下：4.1 箱体箱体4.1.1 毛坯余量：毛坯余量：1、150 孔、110 孔端面，表面粗糙度为 Ra12.5um，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表 2.35 及表 2.36，按公差等级 79 级，取 7 级，加工余量等级取 F 级确定，单边总余量 Z=4.0mm2、结合面，表面粗糙度为 Ra1.6um，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表 2.35 及表 2.36，按公差等级 79 级，取 7 级，加工余量等级取 F 级确定单边总余量 Z=4.0mm粗铣 单边余量 Z=3.0mm半精铣 单边余量 Z=0.7mm精铣 单边余量 Z=0.3mm3、观察孔端面，表面粗糙度为 Ra12.5um，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表 2.35 及表 2.36，按公差等级 79 级，取 7 级，加工余量等级取 F 级确定单边总余量 Z=4.0mm4、150 孔，表面粗糙度为 Ra1.6，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表 3.22 及表 3.44，按公差等级 79 级，取 7 级，加工余量等级取 F 级确定单边总余量 Z=4.0mm粗镗 单边余量 Z=3.0mm半精镗 单边余量 Z=0.7mm精镗 单边余量 Z=0.3mm5、110 孔，表面粗糙度为 Ra1.6，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表 3.22 及表 3.44，按公差等级 79 级，取 7 级，加工余量等级取 F 级确定单边总余量 Z=4.0mm粗镗 单边余量 Z=2.0mm半精镗 单边余量 Z=0.7mm精镗 单边余量 Z=0.3mm6、箱体上其他的孔，因其尺寸不大，故采用实心铸造。107、箱体上其他的不加工表面，要求不高，铸造即可满足其要求。11第第 5 章章 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时5.1 ZQ350 箱盖箱盖工序 01：铸造工序 02：人工时效工序 03：粗铣、半精铣、精铣 ZQ350 箱盖结合面工步一：粗铣 ZQ350 箱盖结合面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：粗铣 ZQ350 箱盖结合面机床：立式铣床 X51刀具：采用高速钢立铣刀，dw=50mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 730 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra3.2，分三次铣削，切削深度 ap=3.0mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min n)172.0(r/mi5014. 3271000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=170r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=26.7(m/min)当 nw=170r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.220170=680(mm/min)根据机床取 fm=750(mm/min)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 l+l1+l2=730+3+10=743mm 故机动工时为： tm =743750=0.991min工步二：半精铣 ZQ350 箱盖结合面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：半精铣 ZQ350 箱盖结合面12机床：立式铣床 X51刀具：采用高速钢立铣刀，dw=50mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 730 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra3.2，分三次铣削，切削深度 ap=0.7mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min n)172.0(r/mi5014. 3271000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=170r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=26.7(m/min)当 nw=170r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.220170=680(mm/min)根据机床取 fm=750(mm/min)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l+l1+l2=730+0.7+10=740.7mm 故机动工时为： tm =740.7750=0.988min工步三：精铣 ZQ350 箱盖结合面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：精铣 ZQ350 箱盖结合面机床：立式铣床 X51刀具：采用高速钢立铣刀，dw=50mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 730 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra3.2，分三次铣削，切削深度 ap=0.3mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min13 n)172.0(r/mi5014. 3271000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=170r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=26.7(m/min)当 nw=170r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.220170=680(mm/min)根据机床取 fm=750(mm/min)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l+l1+l2=730+0.3+10=740.3mm 故机动工时为： tm =740.3750=0.987min工序 04：锪 10-35 深 4，钻 10-17 孔工步一：锪 10-35 深 41、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=35mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀，其直径 d=35mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r时，=100mm/min。020dmmcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=100 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=75 m/minkvvc 01000vnd14=mmr /3514. 3751000=682.4r/mm 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=750r/mm，=20mm/min。cv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=35mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL，计算得，6ymm L=（35+6）mm=41mm 故有： t=0.1367minmin4 . 075041总的时间：T=10t=1.367min工步二：钻 10-17 孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻 10-17 孔 机床：摇臂钻床 Z3025 刀具：采用 17mm 的麻花钻头走刀一次，17mm 的麻花钻： f=0.30mm/r（工艺手册2.4-38） v=1.5m/s=90m/min（工艺手册2.4-41）(r/min)1686dw 1000vns按机床选取 nw=1600r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度 min)/(4 .851000 nw dw Vm机动工时：min531. 0min0.31600 38.51410 t1工序 05：钻、攻 2-M12 螺纹工步一：钻 2-M12 螺纹底孔 10.2工件材料：灰铸铁加工要求：直径为 10.2mm 的孔15 机床：摇臂钻床 Z3025 型 刀具：采用 10.2mm 的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36） v=0.75m/s=45m/min（工艺手册2.4-41） ns=1000v/dw=1405(r/min)按机床选取 nw=1400r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)8 .4410002 .10140014. 31000dwnw V机动 工时：min126. 0min0.251400 ) 35.1(142t工步二：攻丝 2-M12工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：攻 2 个公制螺纹 M12mm 机床：摇臂钻床 Z3025 型刀具：M12 丝锥f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36）v=0.75m/s=45m/min ns=1000v/dw=1194(r/min)按机床选取 nw=1200r/min, （按工艺手册3.1-36）则实际切削速度(m/min)2 .45100012120014. 31000dwnw V故机动加工时间：l=14mm, l1 =0.9mm,l2 =3mm,t= (l+l1+l2)2/nf=0.119(min)工序 06：铣观察孔端面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：铣观察孔端面机床：立式铣床 X51刀具：采用高速钢端铣刀，dw=200mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 285 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra12.5，一次铣削，切削深度 ap=4.0mm确定进给量 f：16根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=2.5m/s,即 150m/min (r/min)9 .38220014. 31501000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=240r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=150.7(m/min)当 nw=240r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.220240=960(mm/min)根据机床取 fm=1000(mm/min)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 l+l1+l2=285+4.0+10=299mm 故机动工时为： tm =2991000=0.299min工序 07：钻观察孔端面上 4-3 孔、钻、攻 8-M8 螺纹工步一：钻观察孔端面上 4-3 孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻观察孔端面上 4-3 孔 机床：摇臂钻床 Z3025 型 刀具：采用 3mm 的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36） v=0.15m/s=9m/min（工艺手册2.4-41） ns=1000v/dw=955(r/min)按机床选取 nw=1000r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)42. 910003100014. 31000dwnw V机动 工时：min280. 0min0.251000 ) 31.5(134t工步二：钻观察孔端面上 8-M8 螺纹的底孔 6.8工件材料：灰铸铁加工要求：钻观察孔端面上 8-M8 螺纹的底孔 6.8 机床：摇臂钻床 Z3025 型 刀具：采用 6.8mm 的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36） v=0.35m/s=21m/min（工艺手册2.4-41） ns=1000v/dw=984(r/min)17按机床选取 nw=1000r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)4 .2110008 . 6100014. 31000dwnw V机动 工时：min621. 0min0.251000 ) 33.4(138t工步三：攻观察孔端面上 8-M8 螺纹工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：攻观察孔端面上 8-M8 螺纹 机床：摇臂钻床 Z3025 型刀具：M8 丝锥f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36）v=0.35m/s=21m/min ns=1000v/dw=836(r/min)按机床选取 nw=800r/min, （按工艺手册3.1-36）则实际切削速度(m/min)1 .201000880014. 31000dwnw V故机动加工时间：l=13mm, l1 =0.6mm,l2 =3mm,t= (l+l1+l2)8/nf=0.664(min)5.2 ZQ350 下箱体下箱体工序 01：铸造工序 02：人工时效工序 03：粗铣、半精铣、精铣 ZQ350 下箱体结合面、铣油槽工步一：粗铣 ZQ350 下箱体结合面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：粗铣 ZQ350 下箱体结合面机床：卧式铣床 X62刀具：采用高速钢圆柱铣刀，dw=50mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 730 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra3.2，分三次铣削，切削深度 ap=3.0mm18确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min n)172.0(r/mi5014. 3271000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=170r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=26.7(m/min)当 nw=170r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.220170=680(mm/min)根据机床取 fm=750(mm/min)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 l+l1+l2=730+3+10=743mm 故机动工时为： tm =743750 0.2=0.991min工步二：半精铣 ZQ350 下箱体结合面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：半精铣 ZQ350 下箱体结合面机床：卧式铣床 X62刀具：采用高速钢圆柱铣刀，dw=50mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 730 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra3.2，分三次铣削，切削深度 ap=0.7mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min n)172.0(r/mi5014. 3271000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=170r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=26.7(m/min)当 nw=170r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.220170=680(mm/min)根据机床取 fm=750(mm/min)19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l+l1+l2=730+0.7+10=740.7mm 故机动工时为： tm =740.7750=0.988min工步三：精铣 ZQ350 下箱体结合面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：精铣 ZQ350 下箱体结合面机床：卧式铣床 X62刀具：采用高速钢圆柱铣刀，dw=50mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 730 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra3.2，分三次铣削，切削深度 ap=0.3mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min n)172.0(r/mi5014. 3271000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=170r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=26.7(m/min)当 nw=170r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.220170=680(mm/min)根据机床取 fm=750(mm/min)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l+l1+l2=730+0.3+10=740.3mm 故机动工时为： tm =740.3750=0.987min工步四：铣油槽（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：铣油槽机床：卧式铣床 X62刀具：采用高速钢三面刃铣刀，dw=90mm量具：游标卡尺 20（2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 45mm，最大加工余量为 Zmax=6.0mm,粗糙度为 Ra3.2，一次铣削，切削深度 ap=6.0mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=5m/s,即 300m/min )1062(r/min9014. 33001000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=1000r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=282.6(m/min)当 nw=1000r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=0.2201000=4000(mm/min)切削时由于是铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=45+6=51mm 故机动工时为： tm =514000=0.013min工序 04：铣 ZQ350 下箱体底面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：铣 ZQ350 下箱体底面机床：立式铣床 X51刀具：采用高速钢端铣刀，dw=100mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 100 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra12.5，一次铣削，切削深度 ap=4.0mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=1.5m/s,即 90m/min n)286.6(r/mi10014. 3901000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=275r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=86.4(m/min)当 nw=170r/min,工作台的每分钟进给量应为：21fm=fzznz=0.220275=1100(mm/min)根据机床取 fm=1100(mm/min)切削时由于是铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=100+4+10=114mm 故机动工时为： tm =1141100=0.104min总的工时：T=2 tm=0.208min工序 05：刮平 10-35，钻 10-17 孔工步一：刮平 10-351、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=35mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀，其直径 d=35mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r时，=100mm/min。020dmmcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=100 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=75 m/minkvvc 01000vnd=mmr /3514. 3751000=682.4r/mm 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=750r/mm，=20mm/min。cv4计算基本工时22根据公式nfLtm式中，l=35mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL，计算得，6ymm L=（35+6）mm=41mm 故有： t=0.1367minmin4 . 075041总的时间：T=10t=1.367min工步二：钻 10-17 孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻 10-17 孔 机床：摇臂钻床 Z3025 刀具：采用 17mm 的麻花钻头走刀一次，17mm 的麻花钻： f=0.30mm/r（工艺手册2.4-38） v=1.5m/s=90m/min（工艺手册2.4-41）(r/min)1686dw 1000vns按机床选取 nw=1600r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度 min)/(4 .851000 nw dw Vm机动工时：min531. 0min0.31600 38.51410 t1工序 06：刮平 4-35，钻 4-17 孔工步一：刮平 4-351、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=35mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀，其直径 d=35mm 3选择切削用量（1）选择进给量f23按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r时，=100mm/min。020dmmcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=100 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=75 m/minkvvc 01000vnd=mmr /3514. 3751000=682.4r/mm 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=750r/mm，=20mm/min。cv4计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=35mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL，计算得，6ymm L=（35+6）mm=41mm 故有： t=0.1367minmin4 . 075041总的时间：T=4t=0.547min工步二：钻 4-17 孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻 4-17 孔 机床：摇臂钻床 Z3025 刀具：采用 17mm 的麻花钻头走刀一次，17mm 的麻花钻： f=0.30mm/r（工艺手册2.4-38） v=1.5m/s=90m/min（工艺手册2.4-41）24(r/min)1686dw 1000vns按机床选取 nw=1600r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度 min)/(4 .851000 nw dw Vm机动工时：min212. 0min0.31600 38.5144 t1工序 07：刮平放油孔 35，钻、攻 M20 1.5 螺纹工步一：刮平放油孔 351、加工条件加工材料: HT200，硬度 200220HBS，铸件。工艺要求：孔径 d=35mm。通孔，精度 H12H13,用乳化液冷却。机床：选用 Z525 立式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀，其直径 d=35mm 3选择切削用量（1）选择进给量f按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表 2.7，当铸铁硬度200H有。rmmf/39. 031. 0（2）计算切削速度根据切削用量手册表 2.15，当铸铁硬度=200220HBS 时， , b0.40/fmm r时，=100mm/min。020dmmcv 切削速度的修正系数为：，0 . 1TvK0.88MvK0.75SvK0 . 1tvK故=100 1.0 1.0 0.75 1.0m/min=75 m/minkvvc 01000vnd=mmr /3514. 3751000=682.4r/mm 根据 Z3025 型钻床技术资料（见简明手册表 4.2-12）可选择n=750r/mm，=20mm/min。cv254计算基本工时根据公式nfLtm式中，l=35mm，入切量及超切量由切削用量手册表 2.29 查出ylL，计算得，6ymm L=（35+6）mm=41mm 故有： t=0.136minmin4 . 075041工步二：钻 M20 1.5 螺纹底孔 17工件材料：灰铸铁加工要求：钻 M20 1.5 螺纹底孔 17机床：摇臂钻床 Z3025 型 刀具：采用 17mm 的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36） v=1.5m/s=90m/min（工艺手册2.4-41） ns=1000v/dw=955(r/min)按机床选取 nw=1000r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)42. 910003100014. 31000dwnw V机动 工时：min070. 0min0.251000 31.513t工步三：攻 M20 1.5 螺纹工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：攻 M20 1.5 螺纹 机床：摇臂钻床 Z525 型刀具：M20 丝锥f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36）v=0.35m/s=21m/min ns=1000v/dw=334.4(r/min)按机床选取 nw=375r/min, （按工艺手册3.1-36）则实际切削速度(m/min)6 .2310002037514. 31000dwnw V故机动加工时间：26l=27mm, l1 =1.5mm,l2 =5mm,t= (l+l1+l2) /nf=0.357(min)工序 08：铣测油孔端面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：铣测油孔端面机床：立式铣床 X51刀具：采用高速钢立铣刀，dw=20mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 36 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra12.5，一次铣削，切削深度 ap=4.0mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min n)429.9(r/mi2014. 3271000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=400r/min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=25.1(m/min)切削时由于是铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=36+4+6=46mm 故机动工时为： tm =46（400 0.2）=0.575min工序 09：钻测油孔端面上 12 孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻测油孔端面上 12 孔机床：立式钻床 Z525 型 刀具：采用 12mm 的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36） v=0.75m/s=45m/min（工艺手册2.4-41） ns=1000v/dw=1194(r/min)按机床选取 nw=1200r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)2 .45100012120014. 31000dwnw V27机动 工时：min350. 0min0.251200 5694t5.3 合箱后合箱后工序 01：钻 2-10 锥销孔、并打入锥销工件材料：灰铸铁加工要求：钻 2-10 锥销孔机床：摇臂钻床 Z3025 型 刀具：采用 10mm 的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册2.438，3.1-36） v=0.75m/s=45m/min（工艺手册2.4-41） ns=1000v/dw=1433(r/min)按机床选取 nw=1400r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)0 .44100010140014. 31000dwnw V机动 工时：min343. 0min0.251400 55502t工序 02：铣轴承孔端面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：铣轴承孔端面机床：立式铣床 X51刀具：采用高速钢立铣刀，dw=50mm量具：游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 612 mm，最大加工余量为 Zmax=4.0mm,粗糙度为 Ra12.5，一次铣削，切削深度 ap=4.0mm确定进给量 f：根据工艺手册），表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定 V=2.5m/s,即 150m/min n)955.4(r/mi5014. 31501000dw1000vns根据表 2.486,取 nw=1000r/min,故实际切削速度为：28V=dwnw /1000=157(m/min)切削时由于是铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=612+4+6=622mm 故机动工时为： tm =622（1000 0.2）=3.11min总的工时：T=2tm=6.22min工序 03：粗镗、半精镗、精镗各轴承孔及密封槽工步一：粗镗各轴承孔及密封槽 工件材料：HT200 加工要求：粗镗各轴承孔及密封槽 机床：双面镗床 刀具：镗刀f=0.25mm/r（工艺手册2.4-38) v=2.5m/s=150m/min（工艺手册2.4-41) ns=1000v/dw=318.5 (r/min)按机床选取 nw=300r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)3 .1411000nw dw V机动工时：min920. 00.25300 5361t1工步二：半精镗各轴承孔及密封槽 工件材料：灰铸铁 加工要求：半精镗各轴承孔及密封槽 机床：双面镗床 刀具：镗刀f=0.25mm/r（工艺手册2.4-38) v=2.5m/s=150m/min（工艺手册2.4-41) ns=1000v/dw=318.5 (r/min)按机床选取 nw=300r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)3 .1411000nw dw V机动工时：min889. 00.25300 50.761t1工步三：精镗各轴承孔及密封槽 工件材料：灰铸铁 加工要求：精镗各轴承孔及密封槽29 机床：双面镗床 刀具：镗刀f=0.25mm/r（工艺手册2.4-38) v=2.5m/s=150m/min（工艺手册2.4-41) ns=1000v/dw=318.5 (r/min)按机床选取 nw=300r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度(m/min)3 .1411000nw dw V机动工时：min884. 00.25300 50.316t1工序 04：打开箱体，去毛刺，清铣、重新装配、打入锥销、拧紧螺栓工序 05：检验至图纸要求、入库 30第第 6 章章 专用夹具的设计专用夹具的设计6.1 箱盖铣观察孔端面夹具设计箱盖铣观察孔端面夹具设计6.1.1 问题的指出问题的指出为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于箱盖加工工序 06：铣观察孔端面，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。6.1.2 夹具设计夹具设计（1） 定位基准的选择：由零件图可知，箱盖的观察孔端面，以结合面及两个 17 孔为定位基准。为了提高加工效率，决定采用高速钢端铣刀对观察孔端面进行加工。同时，为了降低生产成本，此夹具采用手动夹紧。（2） 定位方案和元件设计 根据工序图及对零件的结构的分析，此夹具定位以结合面与夹具体相配合限制三个自由度，一个 17 孔与圆柱销相配合，限制两个自由度，另一个 17 孔与削边销相配合，限制一个自由度，这样六个自由度被完全限制，实现了工件的完全定位。（3） 夹紧方案和夹紧元件设计 根据零件的结构和夹紧方向，采用 U 型压板夹紧机构，在设计时，保证：1）夹紧动作准确可靠 采用 U 型压板，压板和工件的接触面应做成平面，以防止接触不良或改变着力点而破坏定位。一般采用高螺母，以求扳手拧紧可靠，六角螺母头也不易打滑损坏。支柱的高低应能调节，以便适应工件受压面高低不一时仍能正确夹紧。2）操作效率高压板上供螺钉穿过的孔应作成长圆孔，以便松开工件时，压板可迅速后撤，易于装卸。螺旋夹紧机构各元件均已标准化，其材料，热处理要求和结构尺寸都可以查表求得。（4） 切削力及夹紧力的计算31刀具：高速钢端铣刀，dw=200mm则 F=9.8154.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0Fz (切削手册)查表得：d0=225mm,Z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm, Fz =1.06 所以：F=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06) 225=6705N查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值：FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53故 : FL=0.8 FE =0.86705=5364N FV=0.6 FE=0.66705=4023N FX =0.53 FE=0.536705=3554N在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=K1K2K3K4 式中：K1 基本安全系数，2.5 K2加工性质系数，1.1 K3刀具钝化系数，1.1 K2断续切削系数，1.1则 F/=K FH=2.51.11.11.110728 =35697N选用螺旋 U 型压板夹紧机构，故夹紧力 fN=1/2 F/f 为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f=0.25则 N=0.5356970.25=71394N（5） 具设计及操作的简要说明在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋 U 型压板的夹紧机构。由于本工序是铣加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）。326.2 合箱后，粗镗、半精镗、精镗各轴承孔及密封槽合箱后，粗镗、半精镗、精镗各轴承孔及密封槽 本夹具主要用来粗镗、半精镗、精镗各轴承孔及密封槽。由加工本道工序的工序简图可知。以底面及两个 17 孔作为定位基准，加工精度相对较高，因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。6.2.1 定位基准的选择定位基准的选择在进行粗镗、半精镗、精镗各轴承孔及密封槽加工工序时，17 孔、下箱体底面均已加工。因此工件选用下箱体底面及两个 17 孔作为定位基面。下箱体底面与夹具体的凸台面相配合限制三个自由度，一个 17 孔与圆柱销相配合限制两个自由度，另一 17 孔与削边销配合限制一自由度，这样工件就实现了完全定位。 6.2.2 定位元件的设计定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对圆柱销与削边销进行设计。由加工工艺孔工序简图可计算出两工艺孔中心距。gLmmLg2 .39825031022由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为:mmLg3 . 0131所以两工艺孔的中心距为 mm3 . 02 .398根据机床夹具设计手册心轴与圆柱销的设计计算过程如下：（1）、确定心轴与圆柱销中心距尺寸及其偏差xLLx =xLgLmm2 .398 LxmmLg1 . 03 . 031)3151(（2）、确定圆柱销直径及其公差1d1d （基准孔最小直径）mmDd17111D 取 H71d 所以圆柱销尺寸为 mm018. 0017（3）、确定削边销的直径及其公差1d1d （基准孔最小直径）mmDd17111D33 取 H71d 所以削边销尺寸为 mm018. 0017（4）、圆柱销与基准孔的最小配合间隙2 212)2(2DbLgLx其中： 基准孔最小直径 圆柱销与基准孔的配合间隙2D1mm133. 016)227. 03 . 01 . 0(422（5）、补偿值 mmLxLg32. 008. 01 . 03 . 021min1 6.2.3 定位误差分析定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面、一心轴、一圆柱销定位。其定位误差主要为：（1）、移动时基准位移误差yj yjmin111XDd =0.009+0.027+0.016 =0.052mm(2)、转角误差 LXDdXDdtg2min222min111其中：)2(2min1min2XX
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