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机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号主轴箱工序名称粗,精铣上平面工序号3技检要求按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸263,要求已加工平面无明显刀痕基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200200HBS1立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗铣平面,控制尺寸到264mm665121.573004.81.131.04高速钢三面刃圆盘铣刀11专用量具2精铣平面,控制尺寸到263mm665120.4750.81.091.04高速钢三面刃圆盘铣刀11专用量具拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号主轴箱4工序名称粗,精铣下平面工序号技检要求按照图示要求保证粗糙度要求并保证尺寸2600.1工平面无明显刀痕基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200200HBS1立式铣床X52K夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗铣平面,控制尺寸到261mm665121.573004.81.131.04高速钢三面刃圆盘铣刀1专用量具2精铣平面,控制尺寸到260mm665110.4750.81.091.04高速钢三面刃圆盘铣刀1专用量具拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号主轴箱工序名称镗侧平面两孔工序号5技检要求按照图示要求保证粗糙度并保证各孔尺寸,各孔表面没有明显可见的刀痕迹,控制各孔的轴之间的同轴度要求基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200200HBS1卧式镗床夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1粗镗上面各孔,镗削余量单边为2mm99.5122.9810000.20.2272.61硬质合金镗刀1塞规2精镗上面各孔,镗削余量单边为0.5mm99.510.53.0910000.150.2791.86硬质合金镗刀1塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号主轴箱工序名称钻上平面6-M10螺纹底孔工序号6技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面下平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号200200HBS1立式钻床Z535夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1钻上面各孔至7.752010.249000.250.1181.777.7的麻花钻头1专用塞规2攻丝至M102010.154800.150.051.77M10细柄机用丝锥攻螺纹1专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页机 械 加 工 工 序 卡 产品型号零件名称零件号主轴箱工序名称钻铰前端面三个孔工序号7技检要求采用塞规检查各孔的尺寸大小,不合格的产品杜决流入下道工序基准面上平面与侧面材料同时加工零件数设备牌号硬度名称型号HT200200HBS1立式钻床Z535夹具定 额代号名称单件时间（分）每班次数每台件数工人等级工步号工步内容走刀长度(毫米）走刀次数切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主轴转速（转/分）进给量（毫米/转）机动时间（分）辅助时间（分）刀具辅具量具名称规格数量名称规格数量名称规格1定位夹紧2钻孔2510.249000.250.1181.95各直径的麻花钻头专用塞规拟制日期审核日期批准日期共 页第 页 机械加工工艺过程卡产品型号零（部）图号 共 页产品名称主轴箱零（部）名称主轴箱第 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数4000每台件数备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造毛坯铸造2时效时效处理3铣粗、精铣上平面至尺寸263X52K立式铣床专用、卡尺4铣粗、精铣下平面，保证尺寸260X52K立式铣床专用、卡尺5铣粗、精铣右端面保证宽度为668mm的两侧面X52K立式铣床专用、卡尺6铣粗、精铣左端面保证宽度为665mm的两侧面X52K立式铣床专用、卡尺7钻钻前端面三个孔Z535立式钻床专用、卡尺8钻钻上平面6-M10孔Z535立式钻床专用、卡尺9镗镗左侧平面各孔卧式镗床专用、卡尺10镗镗右侧平面各孔卧式镗床专用、卡尺11钳钳工，攻丝各螺纹孔Z535立式钻床专用、卡尺12检验检验Z535立式钻床专用、卡尺13入库入库卡尺设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处记更改文件号签字日期I 课课程程设设计计说说明明书书箱体机械加工工艺及铣床夹具设计院院 系系 ：专专 业业：年年级级（班班级级）：姓姓 名名：学学 号号:指指导导教教师师：职职 称称：完完成成日日期期：II摘 要本文是在主轴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。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：主轴箱体；加工工艺；工序；专用夹具III目 录摘 要.II1 绪 论 .11.1 本课题的研究内容和意义.11.2 国内外的发展概况.11.3 本课题应达到的要求.22 主轴箱体的图样分析 .32.1 主轴箱体的作用.32.2 主轴箱体的图样分析.32.3 工艺分析.43 工艺规程设计 .63.1 确定毛坯的制造形式.63.2 定位基准的选择.73.2.1 粗基准的选择 .73.2.2 精基准的选择 .83.3 拟定工艺路线.93.3.1 划分加工阶段 .93.3.2 安排加工顺序 .93.3.3 拟定加工工艺路线 .103.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.123.5 切削用量及工时定额的确定.13第 4 章 铣长边 665 两端面夹具设计 .264.1 设计要求 .264.2 夹具设计 .264.2.1 定位基准的选择 .264.2.2 切削力及夹紧力的计算 .264.3 定位误差的分析 .284.4 零、部件的设计与选用.284.5 夹具设计及操作的简要说明 .31总 结 .32参考文献 .33致 谢 .3411 绪 论1.1 本课题的研究内容和意义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 。1.2 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。2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。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、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。1.3 本课题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，对主轴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，分析主轴箱体的加工工艺，确定主轴箱体各加工表面的加工方法，进而形成主轴箱体的机械加工工艺路线。并能根据主轴箱体的加工工序要求，分析主轴箱体的定位方式、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，从而使整个主轴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。32 主轴箱体的图样分析2.1 主轴箱体的作用主轴箱体,如图 2.1 所示，其主要作用是：主轴箱体类零件是机器或部件的基础零件，主轴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，同时主轴箱体分出部分动力将运动传给丝杠。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。因而主轴箱体是主传动系中的关键零件。因此，主轴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。图 2.1 主轴箱体2.2 主轴箱体的图样分析在编制主轴箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究主轴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，明确该主轴箱体在产品中4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。 主轴箱体的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动主轴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）该零件为机床主轴箱体，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。2.3 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。铸造时一般 50mm 以下孔不铸出。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。主轴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，5加工此主轴箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。在此主轴箱体的加工中保证各孔正确位置是靠 T618 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。根据主轴箱体零件图可知，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。63 工艺规程设计3.1 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，通常主轴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。主轴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。重要的主轴箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。该零件为主轴箱体类，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 主轴箱体毛坯图所示。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7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，应使主轴箱体壁厚尽量均匀，主轴箱体浇铸后应安排时效或退火工序。该主轴箱体的材料是 HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。为了提高主轴箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。3.2 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。主轴箱体定位基准的选择，直接关系到主轴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。该主轴箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故主轴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，有利于保证主轴箱体的加工精度。 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 8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，可以直接用主轴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，往往会造成主轴箱体外形偏斜，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。该主轴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。加工该主轴箱体时，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。为了保证主轴箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，主轴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9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，有利于提高主轴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，主轴箱体上的装配基准为平面，而它们又是主轴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，有利于提高主轴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。3.3 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，该主轴箱体的加工划分为 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10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 对于主轴箱体类、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。该主轴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。根据各面各孔的精度要求，加工顺序如下：平面的加工：查零件制造工艺与装备表 3-9 平面加工方法可知，通过粗铣精铣的加工顺序可以满足要求平面通过粗刨精刨粗磨精磨的加工顺序可以满足要求；E 平面通过粗刨精刨的加工顺序可以满足要求。主轴孔的加工：查机械制造工艺与装备表 3-8 可知，通过粗镗半精镗精镗的加工顺序可以满足要求；其余各孔：通过钻扩铰的加工顺序可以满足要求。113.3.3 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，可以初步得出主轴箱体的加工艺路线。初拟主轴箱体加工工艺路线方案一如表 3.1 所示。表表 3.13.1 工艺路线方案一工艺路线方案一工序号工序内容10铸造,清理20时效处理30对零件的轴线及以主轴孔为基准画加工面的线，了解各道工序加工要求及加工余量40按线找正，粗铣箱体底平面50粗铣箱体顶部平面，保证尺寸及粗糙度要求60精铣箱体底平面，保证尺寸及粗糙度要求70钻顶面6-M10底孔6-8, 钻顶面6-M10底孔其中的铰2-8(先不攻丝,作为夹具安装定位孔)80铣底部导轨槽90精铣箱体顶部平面100粗铣前侧面110粗铣后侧面120半精铣前侧面130半精铣后侧面140精铣前侧面150精铣后侧面160粗铣、半精铣长边 665 两端面170精铣长边 665 两端面180粗镗 95, 90,120 孔190半精镗 95, 90,120 孔200精镗 95, 90,120 孔210粗镗 52, 62,64 孔220精镗 52, 62,64 孔12230粗镗 42, 40 孔240精镗 42, 40 孔250粗镗 28, 25 孔260精镗 28, 25 孔270钻 24 和 2-30 通孔280攻顶面上 6-M10 螺纹孔290粗磨、精磨侧面300去毛刺310检验入库方案一在镗孔时，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，保证主轴箱体零件的技术要求，确定其为此零件的加工工艺路线。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定主轴箱体体的材料是 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：13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左右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=11mm3.5 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 40 粗铣主轴箱体底平面：（1）粗铣主轴箱体底平面加工条件：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15YTmmD110数，此为粗齿铣刀。8Z因其单边余量：Z=2mm。14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 fa。Zmmaf/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：n 21211014.36022.110001000dVn(3.1)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 2210.5()(1 3)lDDa(3.2)220.5(10010060 )(1 3)1113mm刀具切出长度：取。2lmml22走刀次数为 1工序 50 铣削箱体顶部平面，保证尺寸及粗糙度要求：（1）粗铣主轴箱体底平面加工条件：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15YTmmD110数，此为粗齿铣刀。8Z因其单边余量：Z=2mm。15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 fa。Zmmaf/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 3.3 得机床主轴转速：n 21211014.36022.110001000dVn(3.3)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 2210.5()(1 3)lDDa(3.4)220.5(10010060 )(1 3)1113mm刀具切出长度：取。2lmml22走刀次数为 1工序 160 粗铣、半精铣长边 665 两端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X6132 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 12，15YTmmD100此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm。铣削深度：。pammap0 . 116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（3.5）有：n 10001000 0.32 6061 /min3.14 100Vnrd(3.5)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，由式有： fVsmmZnavff/25. 260/751215. 0工作台每分进给量： mfmin/135/25. 2mmsmmvffm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精铣宽度为 20mm 的下平台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粗精铣的总工时： 2121fftttttmin42. 541. 041. 021. 221. 2 工序 110 粗、精铣前后两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；X6132 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：17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=0.20mm/z，故 zfzf rmmZffz/2 . 1620. 0(3.9)3）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/41.852205910001000rdvnwcs按 X52K 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(3.15)式中： =485mm， 取ll1=86mm， 取，。mml532mml42min/130mmfmz2i工序工序 90 精铣前后两端面切削用量及基本时间的确定铣前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；ZHX-W/L-63 组合铣床，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。wd 10000.51 3 ,0.03 0.05ldcdccd181、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：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l dccdcdl05. 003. 0,315 . 00001=86mm，1l 取，mml532mml42。2min,/54immfmz工序工序 110 精镗阶梯孔切削用量及基本时间的确定精镗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；镗床 T618，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：pa19 )(5 . 12115118单边余量bpZmma(3.22)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=0.31.0mm/r。按机床进给量，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cv择。min/65mvc min/01.180115651000min/1000rrdvnws(3.23)按 T618 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/200rnw min/22.7210002001151000mndvww(3.24)工额定时的计算：jT min39. 0120074. 0355021ifnlllTwj(3.25)式中：， =3mm，=5mm，mml501l2l =0.74mm/r， =1。fmin/200rn i 工序 120 粗、精镗孔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；组合镗床 T618，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 .119(3.26)2、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。20按 T618 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cv择=85m/min。cv min/41.2291188510001000rdvnwcs(3.27)按 T618 机床的转速，选择=250r/min，所以实际切削速度 v：wn min/63.9210002501181000mndvww(3.28)4、工额定时的计算：jT min45. 0125052. 0535021ifnlllTwj(3.29)式中： =50mm， =3mm，=5mm，l1l2l =0.74mm/r，=250r/min， =1。 fni 工序 130 精镗孔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；组合镗床 T618，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 .119120(3.30)2、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cv择=70m/min。cv21 min/09.1868 .1197010001000rdvnwcs(3.31)按机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/250rnw min/23.7510002008 .1191000mndvww(3.32)4、工额定时的计算：jT min78. 0120037. 0535021ifnlllTwj(3.33)式中： =50mm， =3mm，=5mm，l1l2l =0.37mm/r，=200r/min， =1。fni粗镗 80H8 的孔机床：组合镗床 T618。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，fmm200切削深度为=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(3.34)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(3.35)工作台每分钟进给量： mf0.2 600120/ minmffnmm(3.36)被切削层长度 ：。l65lmm22刀具切入长度： 1l12.0(2 3)25.4530pralmmtgktg(3.37) 刀具切出长度： 取。2lmml532mml42行程次数 ：。i1i机动时间： 1jt121655.4540.496min150jmllltf(3.38)查机械加工工艺师手册表 2.5-37 工步辅助时间为：2.61min。精镗下端孔到 80H8机床：组合镗床 T618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：。5YT切削深度：。pa0.5pamm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，fmm200切削深度为。因此确定进给量。mmaf4 . 00.15/fmm r切削速度：参照机械加工工艺师手册表 2.4-9，V 取 min/8 .1606068. 2/68. 2msmv(3.39)机床主轴转速：n ，取 min/27.7217114. 38 .160100010000rdvnmin/750rn (3.40)实际切削速度 ： vsmdnv/00. 27210007506114. 31000(3.41)工作台每分钟进给量： mfmin/5 .11275015. 0mmfnfm(3.42)被切削层长度 ：。l65lmm刀具切入长度： 1l10.5(2 3)22.8730pralmmtgktg(3.43)刀具切出长度： ， 取。2lmml532mml4223行程次数 ：。i1i机动时间： 1jt121652.8740.599min120jmllltf(3.44)所以该工序总机动工时。0.4960.5991.094minjt 查机械加工工艺师手册 ，表 2.5-37 工步辅助时间为：1.56min。 工序 120 钻、攻左侧面孔，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，cv选择=30m/min。cv min/40.415333010001000rdvnwcs(3.45)按机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/400rnw min/89.281000400231000mndvww(3.46)4、工额定时的计算：jT min29. 0140032. 0253021ifnlllTwj(3.47)式中： =30mm， 取 =5mm，=14mm 取=2mm，l2121rctgKdl1l2l2l24 =0.32mm/r，=400r/min， =1。fni 工序 120 钻、攻上前后端面孔切削用量及基本时间的确定已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；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cv择=25m/min。cv min/04.3218 .242510001000rdvnwcs(3.48)按 Z525 机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/315rnw min/53.2410003158 .241000mndvww(3.49)4、工额定时的计算：jT min11. 013150 . 1333021ifnlllTwj(3.50)式中： =30mm，取 =3mm，=14mm 取l2121rctgKdDl1l2l=3mm，2l =1.0mm/r，=315r/min， =1。fni工序 120 钻、攻各孔切削用量及基本时间的确定已知加工材料为 HT200 铸铁，铸件；机床为钻床，工件装在组合夹具中。刀具：高速钢钻头251、确定背吃刀量：pa mmap03. 0294.2425(3.51)2、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(3.52)按机床的转速，选择，所以实际切削速度 v：min/220rnw min/27.171000220251000mndvww(3.53)4、工额定时的计算：jT min31. 1122016. 01333021ifnlllTwj(3.54)式中： =30mm，取 =3mm，=13mm，l2121rctgKdDl1l2l =0.16mm/r，=200r/min， =1。fni26第第4 4章章 铣长边铣长边665665两端面夹具设计两端面夹具设计4.1 设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为铣床夹具铣长边 665 两端面的专用夹具，本夹具将用于 X6132 铣床。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。4.2 夹具设计4.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：在对铣长边 665 两端面进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选底平面、和侧面三面定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的螺旋手柄来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。4.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：面铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00150010 顶刃0n 侧刃60010 15 30rK 40Dmm160dmm20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式：27 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： FKWK安全系数 K 可按下式计算： 6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121 可知其公式参数：60 KK 1234561.0,1.0,1.0,1.3,1.0,1.0.KKKKKK由此可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 836.24 1.561304.53()KWK FN由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取25. 021 ff F=+G G 为工件自重zP NffFN4 .355121夹紧螺钉： 公称直径 d=20mm，材料铝合金钢 性能级数为 6.8 级 MPaB1006MPaBs480108螺钉疲劳极限： MPaB19260032. 032. 01极限应力幅：MPakkkma76.511lim许用应力幅： MPaSaaa3 .17lim28螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss s=2.54 取s=4 得 MPa120 满足要求 8 . 2242cHdF MPadNc1543