毕业设计（论文）-箱体加工工艺及精铣两侧面夹具设计

1、毕业设计题 目： 箱体加工工艺及精铣两侧面夹具设计学 生 姓 名：学 号： 所 在 学 院：机械工程学院专 业、班 级：机械设计制造及其自动化 指 导 教 师：完 成 日 期： 2020 年 4 月 28 日目录1前言12箱体加工工艺规程设计22.1箱体零件分析22.2明确毛坯的参数值32.2.1制定毛坯的铸造方法，计算尺寸公差32.3制定加工方案32.4 选取加工装置52.5明确切削用量以及加工用时52.5.1 铣箱体下平面52.5.2 铣171两侧平面62.5.3铣箱体斜面72.5.4车260外圆92.5.5镗72mm孔68孔47孔102.5.6镗90mm半圆孔112.5.7 钻18孔12

2、2.5.8钻攻126孔122.5.9钻攻斜面20孔142.5.11钻攻斜面6M10孔153专用夹具设计183.2铣171两侧平面夹具的设计183.2.1定位原理分析183.2.2定位元件的设计183.2.3定位误差分析183.2.4切削力及夹紧力的计算193.2.5铣171两侧平面夹具的设计与使用的简单的说明22总结23参考文献24全套图纸加扣 3346389411或30122505821前言中国的机械生产行业是一个生产具备一定外形位置及尺寸的工件和产品，并且将他们制作成机械行业的设备。机械生产行业的产品不但能直接给大家使用，又能给别的行业供应生产设备，机械制造行业中有着各种各样的机械或其他的

3、设备。制造业是人们的生活中所离不了的，所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。所以说从其中一种层面的来说，机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。生产上面使用的夹具也是放在各种机器上面把零件重力夹紧、精准定位，把切削刀具固定引导方向的一种设备，它的最主要的一个功能是将零件对应与生产设备和加工刀具的一个合理的方位，并在生产折工程中维持一个不改变的方位，在现代制造业加工中比较有特色的：现在的机械加工飞速的发展，要求质量的比较高，品种也有许多不同的规格，产品更新换代的时间比较非常快。体现了在机械制造业上面

4、，各种各样批量中小型加工占的比例较大。这是为了和这些要求相适应，就必须要准备好生产上面的前序工作，从而机床使用的装夹工具是加工中非常重要的一部分。我的这个设计主要是培养个人本身体的自学能力和创新能力。我的这个设计是综合层次性、实践性都很强的、涉及到的知识面也非常全面。因此在设计的过程当中不但要注意到基本原则、基础的理论，也要注意到现实生产的需求，唯有把种种理论和现实生产相结合，这样才可以更好地完成此个设计。因为我的设计水准不太好，能力有限，所以难免容易出现少许缺陷等问题，在此本人恳请老师们能给予批评和指导。2箱体加工工艺规程设计2.1箱体零件分析该制件的二维展开图如所示：根据箱体制件的尺寸精准

5、度以及粗糙程度的技术需求，可以知道其加工工序主要有加工箱体下平面，斜面，侧平面等平面、72mm孔68孔47孔，镗90mm，钻攻126孔,钻18孔、钻攻126孔等螺孔。根据先面后孔的准则可以知道，以面为主来加工一端面，镗72mm孔68孔47孔，加工箱体的下平面，侧平面等平面，每个待加工表面的粗糙度为；以孔为主来加工上端面的孔，钻攻斜面610孔及20孔等螺孔，钻扩18孔,。2.2明确毛坯的参数值2.2.1制定毛坯的铸造方法，计算尺寸公差根据可以查找，铸件的公差有个不同的等级，分别表示为，常见的有。该箱体制件的毛坯通过砂型装置来造型，根据中，可以查知批量生产的毛坯为HT200铸件，一般其公差等级为，

6、在本次设计中，该毛坯的铸造公差等级为级。2.3制定加工方案根据待加工箱体制件的材料特性以及尺寸精准度、表面粗糙度等要求，制定出两套不同的加工方案，详见、：工序号工序名称工 序 内 容10铸铸造20热热处理30钻钻18孔40钻钻攻126孔50钻钻攻斜面610孔及20孔60车车260外圆70镗镗72mm孔68孔47孔80镗镗90mm半圆孔90铣铣箱体下平面100铣铣171两侧平面110铣铣箱体斜面120钳去毛刺、清洗130检总检入库工序号工序名称工 序 内 容10铸铸造20热热处理30铣铣箱体下平面40铣铣171两侧平面50铣铣箱体斜面60车车260外圆70镗镗72mm孔68孔47孔80镗镗90m

7、m半圆孔90钻钻18孔100钻钻攻126孔110钻钻攻斜面610孔及20孔120钳去毛刺、清洗130检总检入库2.4 选取加工装置1、根据箱体的制件图可以知道，通过切削加工平面，使用铣床较为合理，通过型号为Z3040的钻床来加工各个孔。2、本次所设计的制件通过铸造成型，适合批量生产，通常情况下，使用通用或标准的机械切削加工所用的刀具，在铣床上安装铣刀，通过麻花钻头加工孔，使用镗刀镗床。3、尽可能使用与机床相匹配的国标通用夹具，并使用所设计的专用夹具。4、对于批量生产的箱体制件来说，主要选使用游标卡尺、内外径千分尺、百分表等通用量具以及少数的专用量具，用来测量机械切削加工的尺寸大小。2.5明确切

8、削用量以及加工用时2.5.1 铣箱体下平面选择直柄立铣刀，齿数为铣削深度：铣刀中的齿数每个齿的进给量：根据表5-14，取铣削速度：参照表5-14，取机床主轴转速：进给量：工作台每分进给量：根据表6.2-7铣削的基本时间计算，本次为立铣刀，铣削的基本工时计算公式如下式中工件的铣削长度（按照铣削尺寸计算）刀具切入长度：式中，查询表5-14得出本次的立铣刀直径的铣削宽度为：铣刀直径为代入上式后得出，得出刀具切出长度：取，本次选择：工作台水平进给量走刀次数为1机动时间2.5.2 铣171两侧平面选择直柄立铣刀，齿数为铣削深度：铣刀中的齿数每个齿的进给量：根据表5-14，取铣削速度：参照表5-14，取机

9、床主轴转速：进给量：工作台每分进给量：根据表6.2-7铣削的基本时间计算，本次为立铣刀，铣削的基本工时计算公式如下式中工件的铣削长度（按照铣削尺寸计算）刀具切入长度：式中，查询表5-14得出本次的立铣刀直径的铣削宽度为：铣刀直径为代入上式后得出，得出刀具切出长度：取，本次选择：工作台水平进给量走刀次数为1机动时间2.5.3铣箱体斜面选择直柄立铣刀，齿数为铣削深度：铣刀中的齿数每个齿的进给量：根据表5-14，取铣削速度：参照表5-14，取机床主轴转速：进给量：工作台每分进给量：根据表6.2-7铣削的基本时间计算，本次为立铣刀，铣削的基本工时计算公式如下式中工件的铣削长度（按照铣削尺寸计算）刀具切

10、入长度：式中，查询表5-14得出本次的立铣刀直径的铣削宽度为：铣刀直径为代入上式后得出，得出刀具切出长度：取，本次选择：工作台水平进给量走刀次数为1机动时间2.5.4车260外圆选择直柄立车刀车削深度：车刀中的进给量：根据表5-14，取铣削速度：参照表5-14，取机床主轴转速：进给量：工作台每分进给量：根据表6.2-7铣削的基本时间计算，本次为车刀，铣削的基本工时计算公式如下式中工件的车削长度（按照铣削尺寸计算）刀具切入长度：式中，查询表5-14得出本次的立车刀直径的车削宽度为：车刀直径为代入上式后得出，得出刀具切出长度：取，本次选择：工作台水平进给量走刀次数为1机动时间2.5.5镗72mm孔

11、68孔47孔机床：使用型号为T618的镗床；刀具：使用镗刀；深度加工：；根据参考书籍中可以查知，深度制造为；加工的进给距离为；根据教科书籍书3资料中可以查知，制造速度为；代入数据，可以计算得到主轴的制造动度为：；根据教科书籍3 资料中可以查知，；代入数据，可以计算得到实际的制造速度为：；代入数据，可以计算得到工作台每分钟的进给距离为：；被切削层的距离为：代入数据，可以计算得到刀具额切入距离为：；刀具的切出距离为：，此处取值；一次行程，；代入数据，可以计算得到加工用时为：；根据教科书籍1资料中可以查知，其余工序所消耗的时间为。2.5.6镗90mm半圆孔根据教科书籍3资料中可以查知，刀具的伸出长度

12、为，切削深度为，因此，机床加工的进给距离为；根据教科书籍3资料中可以查知，加工过程中的切削速度为；代入数据，可以计算得到制造主轴过程中的转动速度为：；此处取值：；代入数据，可以计算得到实际的铣削速度为：；代入数据，可以计算得到工作台每分钟的进给距离为：；机削层的长度为：；代入数据，可以计算得到砂轮的切入长度为：；刀具的切出距离为：，此处取值；一次行程，；代入数据，可以计算得到加工用时为：；根据参考书1中可以查知，加工的辅助时间为。2.5.7 钻18孔机床：使用型号为Z3040的钻床；根据中可以查知，进给量为；根据中可以查知，切削速度为；代入数据，可以计算得到该机床的主轴转速为：；钻孔过程中，切

13、削用时的计算公式为：式中：，本次按照切削的深度为；，；，一般为118度，本次设计中，；，本次是钻孔，。代入数据，可以计算得到：；进行一次走刀代入数据，可以计算得到机动用时为：。2.5.8钻攻126孔进给量：根据表5-27，取切削速度：参照表5-27，取机床主轴转速：， 钻孔的切削时间计算按照如下式式中被切削层长度：本次按照切削的深度为刀具切入长度：直柄麻花钻头的前角，一般为118度，本次按照120度计算刀具切出长度：，本次是钻通孔，按照3mm走刀次数为1机动时间：攻丝6孔吃刀量：进给量：根据表5-29，取切削速度：参照表5-29，取机床主轴转速：， 攻丝的切削时间计算按照如下式式中被切削层长度

14、：本次按照切削的深度为刀具切入长度：查询表5-46得知，本次的背吃刀量为，切入长度为0.1mm刀具切出长度：，查询表5-46走刀次数为1机动时间：2.5.9钻攻斜面20孔进给量：根据表5-25，取切削速度：参照表5-27，取机床主轴转速：， 钻孔的切削时间计算按照如下式式中被切削层长度：本次按照切削的深度为刀具切入长度：直柄麻花钻头的前角，一般为118度，本次按照120度计算刀具切出长度：，本次是钻通孔，按照3mm走刀次数为1机动时间：攻丝20孔吃刀量进给量：根据表5-31，取切削速度：参照表5-31，取机床主轴转速：， 攻丝孔的切削时间计算按照如下式式中被切削层长度：本次按照切削的深度为刀具

15、切入长度：查询表5-46得知，本次的背吃刀量为，切入长度为0.1mm刀具切出长度：，查询表5-46走刀次数为1机动时间：2.5.11钻攻斜面6M10孔：通过夹紧元件夹紧箱体之后，本道工序主要用来进行钻削加工，为了达到设计图以及表面粗糙度的要求，只需进行一次钻削、一次攻丝就可以成型了。根据相关参考文献3中可以查知，使用高速钢锥形柄的麻花钻头；对于钻孔来说：根据相关书籍文献3中可以查知，进给量为；根据相关书籍文献3中可以查知，切削速度为；代入数据，可以计算得到该机床额主轴转速为：；根据书籍文献3中可以查知，；代入数据，可以计算得到实际的钻孔速度为：；切削用时 被切削层的长度为；代入数据，可以计算得

16、到麻花钻的切入长度为：；钻头的切出长度为：，此处取值；进行一次走刀代入数据，可以计算得到机动用时为：。攻M10孔根据书籍文献3中可以查知，使用择丝攻作为刀具；切削深度：；根据书籍文献3中可以查知，进给量为，此处取值；根据参考书籍4中附可以查知，切削速度为；代入数据，可以计算得到该机床的主轴转速为：；根据参考文献3中可以查知，；代入数据，可以计算得到实际的切削速度为：；切削用时被切削层的长度为；代入数据，可以计算得到刀具的切入长度为：；刀具的切出长度为，此处取值；进行一次走刀代入数据，可以计算得到机动用时为：。工序：去毛刺，检验3专用夹具设计3.2铣171两侧平面夹具的设计我们主要的目的是，就是

17、为了可以提高工人制造箱体的速度，与达到箱体使用要求、尽量减低工作时的劳动的强度，故就有必要设计专用铣171两侧平面的夹具。通过对箱体图纸反复的研究确定设计铣171两侧平面的夹具设计。本套夹具设计将用在X51A铣床上面加工，刀具选为硬质合金铣刀。3.2.1定位原理分析本次在铣171两侧平面的时候选择的是卧式铣床来加工，在这个卧式铣床上加工，工件只需平放即可，本次选择底面作为一个定位基准，以此端面作为定位基准可以限制三个自由度，然后选择此侧面作为定位基准。3.2.2定位元件的设计根据 定位原则方式来看，底面和侧面作为基准的是本次的零件的核心定位基准，我们选择自制的定位支承板作为定位面的定位元件，参

18、考依据是机床夹具设计手册中的定位板的标准。3.2.3定位误差分析根据中规定的定位误差分析如下：（1）式中：工件两基准面（定位平面至基准孔）的中心距本次的两个面的就是两个定位板（2）式中：工件两基准面的中心距公差查询表2-30查询自由公差为（3）式中：第一基准孔最小直径，公差选择g5、g6、f7（4）补偿值式中：第一基准孔与圆柱销间最小配合间隙，精度要求不高的时候不考虑3.2.4切削力及夹紧力的计算（1）切削力的计算本次的铣171两侧平面切削的时候选择的是硬质合金铣刀铣刀的切削力按照下式计算（切削灰口铸铁）:圆周切削分力N： ：每转进给量：切削速度：修正系数，车螺纹的时候为：工件材料机械性能的系

19、数：刀具几何参数的系数:径向切削分力N:轴向切削分力N本次切削按照铣171两侧平面来计算，根据前面的计算得知，切削速度修正系数按照所以切削力为:径向切削分力N那么:轴向切削分力N所以（2）夹紧力的计算本次的定位基准主要的基准面为底平面，夹紧的方式就可以选择在其上方进行夹紧，采用移动压板对其表面进行夹紧，这样的夹紧方式属于普通的螺旋夹紧的方式。这里的螺旋夹紧方式对工件进行夹紧。根据上面的螺旋压紧方式的受力分析，本次的压紧力的计算公式按照如下式中：原动力Nmm：实际所需的夹紧力N：螺杆端部与工件间的当量摩擦半径mm：螺纹中径之半mm：螺纹升角：螺杆端部与工件间的摩擦角：螺旋副的当量摩擦角，其中为螺

20、旋副的摩擦角，为螺纹的牙型半角：除了螺旋外机构的效率，一般指数为0.85至0.95，本次选择为0.88本次的夹紧装置中的已知原动力按照切削力为804N，也就是=804N本次选择压紧部分的螺栓部分的螺纹直径为M16，也就是M16的螺栓，根据查询第三版（下同），表1-2-20中的螺旋副的当量摩擦半径，本次为圆环面接触，螺纹直径为M40，那么它的螺旋副的当量摩擦半径为，由于选择的是M40的螺纹，选择M402.0的粗牙螺纹，查询表1-2-21的普通螺纹升角，这样螺纹的中径之半就是，它的螺纹升角，一般的摩擦系数选择为，那么螺杆端部与工件件的摩擦角就是，本次选择。查询表1-2-22螺旋副的当量摩擦角可知这样得知原动力得出此处计算的是所需要的夹紧力为105N。3.2.5铣171两侧平面夹具的设计与使用的简单的说明箱体工装和卸时候，首先把箱体放在定位块的上面；选择压紧的螺母来对箱体进行夹紧；然后在来加工零件。当箱体一个加工好，用工具吧压紧的螺钉拧开来，取出箱体。本次设计的铣夹具主要就是用来铣箱体零件的铣171两侧平面。从铣171两侧平面工序的工序图得出。铣171两侧平面时，粗糙度的要求，本道加工工序是对箱体铣171两侧平面加工。故在加工箱体面的时后，主要应该分析增加劳动的生产的校率，把劳动