泵壳体零件加工工艺及夹具设计说明书.doc

湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目作者学院专业学号指导教师二一 年 月 日摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识，目的是通过完成此次毕业设计，熟练掌握机械加工的流程，为成为合格工艺工程师打下坚实基础。泵壳体零件的工艺规程及其铣顶面的工装夹具设计及钻孔夹具的设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。通过对零件进行分析设计了两条工艺路线，通过分析比较选择了一个更加合理的方案；设计出毛坯的结构和零件的加工基准，计算各个工部的工序进行尺寸并且决定出各个工序的工艺装备及切削用量；设计了铣刀夹具和钻孔两套夹具。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键字： 壳体；定位误差；专用夹具；工艺规程iAbstract The design of a wide range of knowledge covering manufacturing engineering and machine tool fixture design, metal-cutting machine tools, tolerance and measurement, etc. The purpose is to graduate by completing the design, mastering machining processes, to become a qualified process engineers laid a solid foundation.Technical rules and milling fixture top surface of the pump casing parts of the design include parts machining process design, process design, and special fixture design three parts. Through the analysis and design of the two parts of the process route, through the analysis and comparison of selecting a more reasonable option; design and processing benchmark rough structure and components, were calculated for each step of Industry and determine the size of each step of the process equipment and cutting; milling fixture design and drilling two fixtures. In the process design to first analyze the parts to understand parts of the process re-design of the rough structure, and select the machining datum good parts, design parts of the process line; then the part of each step of the process to calculate the size of a key It is to determine the technical equipment and cutting each step; then dedicated fixture design, select the design of the individual components of the fixture, such as positioning elements, clamping elements, guide elements, clamp connecting the machine parts and other components; positioning errors in the calculation of the fixture, analyze rationality and shortcomings fixture structure and design of attention to the improvement in the future.Key Words: Case; Positioning error; Special fixture; Process planningv湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目 录第一章 绪论11.1 选题背景和意义11.1.1 选题的背景11.1.2 选题的意义11.2 夹具设计发展概况11.2.1 国内夹具发展史11.2.2 国外夹具发展史21.2.3 国内外机床夹具发展现状21.2.4 机床夹具的发展方向21.3 本文主要研究工作4第二章 零件的分析52.1 零件的作用52.2 零件的工艺分析52.3 泵壳零件加工的主要问题与工艺过程设计所应采取的相应措施62.4泵壳体的材料、毛坯以及热处理72.4.1毛坯种类的确定72.4.2 毛坯的形状及尺寸的确定72.4.3 毛坯材料的热处理7第三章 工艺规程的设计93.1 确定毛坯的制造形式93.2 基面的选择93.3 制定工艺路线93.3.1 工艺路线方案一103.3.2 工艺路线方案二113.4 各工序加工设备、刀具、量具选用以及机械加工余量的确定113.5确定切削用量以及基本工时13第四章 铣床专用夹具的设计28图4.2 夹具底座294.1 专用夹具设计的基本要求294.2 定位基准的选择294.3 定位方案的选择.304.4 定位误差分析与计算304.5 工件夹紧方式的确定304.6 导引方式以及导引元件的确定314.7 夹具体的设计31第五章 钻孔专用夹具的设计335.1 专用夹具设计的基本要求335.2定位基准的选择345.3定位方案的选择355.4工件夹紧方式的确定365.5 导引方式以及导引元件的确定375.6 夹具体的设计37第六章 总结39参考文献40致 谢41第一章 绪论1.1 选题背景和意义 1.1.1 选题的背景 机械制造工艺对产品的质量控制起着重要作用，夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固加紧的工艺装置，它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质。通过完成毕业设计，可以使设计者掌握机械加工的流程，为成为合格工艺工程师打下良好的基础。 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。现代生产企业所制造的产品品种经常换代，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夹具，一般具有中等生产能力的工厂里，大约拥有数千甚至上万套夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔三到四年就要有50%到80%左右的夹具需要更新，而夹具实际的磨损量仅为10%到20%左右。 1.1.2 选题的意义对夹具创新设计的研究，在机械制造方面当中有着重要的意义： A 保证加工精度 用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。 B 提高生产效率 机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。 C 减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。 D 扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能.1.2 夹具设计发展概况 1.2.1 国内夹具发展史 我国国内的夹具源于20世纪60年代，当时创办了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了多个生产组合夹具元件的工厂。在当时全国年产组合夹具元件量曾达到800万件的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立研发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，而且还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口一些NC机床、加工中心，而由国外所生产的配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节省了大量外汇。 1.2.2 国外夹具发展史 从国际上看俄国、德国和美国是生产组合夹具的主要国家。当前国际上的夹具企业多为中小企业，专用夹具、可调整夹具大多只能接受本地区与国内订货，而通用性强的组合夹具已渐渐成为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值与贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的夹具，而组合夹具的大型基础件更为昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累与性能价格比的优势，随着我国加入WTO与制造业全球一体化的趋势，尤其是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口量的良好前景。 1.2.3 国内外机床夹具发展现状 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，大多数企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等规模的工厂，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当中，每隔34年就要更新50%80左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10%20左右。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下一些新的要求： A 能迅速并方便地装备新产品的投产，以缩短生产所准备的周期，降低生产成本； B 能装夹一组有相似性特征的工件； C 能适用精密加工的高精度机床夹具； D 能适用各种现代化制造技术的新型机床夹具； E 采用以液压站等为动力源的高效夹紧机构，以进一步减轻劳动强度，提高劳动生产率； F 提高机床夹具的标准化程度。 1.2.4 机床夹具的发展方向 随着国民经济的高速发展，对机械装备制造业提出了越来越高的要求。作为生产各种工业产品与民用产品的重要工艺装备，夹具已发展成为了一门产业。专用机床夹具产品的应用也愈来愈广泛了，优秀夹具的应用对产品的加工成本质量和生产效率产生了很大的影响。现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化模块化和通用经济化等四个方面。 A 精密化 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国戴美乐公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 B 高效化 为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国杰金斯公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 C 模块化夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。 D 通用经济 夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。1.3 本文主要研究工作 某泵壳体零件机械加工工艺及其典型夹具设计是本次课题的研究内容，对此研究翻阅大量的资料，首先了解机械加工的工艺过程，也就是用切削的方法去改变毛坯的形状、尺寸与材料的物理特性，以达到零件所需要的精度与粗糙度等要求。为了能具体的说明其整个过程，使工件按照零件图的技术要求加工出来，就需要制定复杂的机械加工工艺规程作为生产的指导性技术文件，这也是本次课题的目的。在这个设计过程当中,我们还必须考虑工件的夹紧与定位.定位的正确与否直接影响到工件的加工精度。夹具是加工工件时,为完成某道加工工序,用来正确快速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率与减轻工人劳动量有着很大作用。这是本次设计的重点与难点。第二章 零件的分析2.1 零件的作用题目所给定的是泵壳体零件，它是一种起支撑、连接其他零件与承受负荷的零件，也是机器与部件的基础零件。它通过底面、上端面与侧面的孔或螺纹孔来和管道或其他壳体零件连接在一起，使这些零件之间保持正确的位置关系，并通过壳体的孔来进行液体或气体的传输。因此壳体零件的加工直接影响到机器的性能、精度与寿命。零件图毛坯图如图2.1所示： 图2.1 毛坯图2.2 零件的工艺分析 从零件结构看，该零件结构简单形状位置精度要求不高，表面粗糙度一般，用一般的加工方法即可达到工艺要求。 该壳体可以分成三组加工表面，且三者之间与其各内部之间存在着一定的位置关系，现分述如下: 壳体底面 粗糙度Ra25 壳体顶面 粗糙度12.5 30H7孔 粗糙度Ra6.3 48H7孔 粗糙度Ra6.3、Ra12.5 12孔 粗糙度Ra25 M6螺纹 4-16 粗糙度Ra25 4-7孔 6-14孔 粗糙度Ra25 6-7孔 285槽 粗糙度Ra12.5 6孔 粗糙度Ra25 12孔 粗糙度Ra6.3、Ra25 2-M6螺纹 30端面上12孔 粗糙度Ra25 30端面上20孔 粗糙度Ra12.5、Ra252.3 泵壳零件加工的主要问题与工艺过程设计所应采取的相应措施 机体是机器和部件的基础零件,由它将机器与部件中的许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能互相协调地运动。 各种泵壳类零件由于功用不同,形状结构也存在很大差别,但结构上也存在着相同的特点: A 尺寸一般,泵壳体尺寸一般,大小适中。 B 形状复杂 其复杂程度取决于安装在泵壳上的零件的数量以及在空间中的相互位置,为确保零件的载荷和作用力,尽量缩小体积。有时为了不禁需要缩小机械加工量或减轻零件的重量,而且又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方增加筋板凸台凸边等结构来满足工艺和力的要求。 C 精度要求 有若干个尺寸精度与相互位置精度要求很高的平面与孔，这些平面与孔的加工质量将直接影响机器的装配精度，使用性能与使用寿命。 D 有许多的紧固螺钉安装孔 这些孔虽然没有什么特殊的要求。但由于其分布在大型零件上，有时给加工带来了很大的困难。 由于泵壳有以上共同的特点，所以机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如：泵壳在钻时，要如何保证位置角度问题，都是加工过程较困难的问题。2.4泵壳体的材料、毛坯以及热处理 2.4.1毛坯种类的确定 常用的毛坯种类有：铸件、锻件、焊件冲压件各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，大都要综合考虑以下几个因素： A 依据零件的材料以及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为ZL102，其铸造性很好，故选用铸造毛坯；强度要求高且形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。 B 依据零件的结构形状与外形尺寸来确定毛坯，例如：结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合适；结构简单的零件适宜选用型材锻件；大型轴类零件大都采用锻件。 C 依据生产类型来确定毛坯。大批量生产中，应选用制造精度和生产率都比较高的毛坯制造方法。例如：模锻、压力铸造等。单件小批生产则一般采用设备简单甚至采用手工的毛坯制造方法，例如：手工木模砂型铸造。 D 确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有的生产能力，又要注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。 本泵壳体是大批量生产，材料为ZL102，所采用的是铸造成型。 2.4.2 毛坯的形状及尺寸的确定 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或者减去（对于内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能和零件相适应。在确定毛坯的形状时，为了方便加工，有时还需要考虑下列问题： （1） 为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或者不易加工的零件需要考虑增加工艺搭子。 （2） 为了提高机械加工的生产效率，有的小零件可以作成一坯多件。 （3） 一些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至多个合制成一个毛坯。例如：连杆和连杆盖在一起模锻，待加工至一定程度再切割分开。 在确定毛坯时，需要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸金和零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但是这样可能导致毛坯制造难度加大，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加了毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状以及尺寸的确定，一定要考虑到零件成本的问题。但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定之后，可根据此绘出毛坯图。 2.4.3 毛坯材料的热处理 泵壳的毛坯大部分采用了整体铸铁件。毛坯在未进入机械加工车间之前，为了消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工的实效处理，对某些大型的毛坯与易变形的零件粗加工之后要再进行时效处理。 在毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷的出现。特别是主要加工面的要求更高。重要的泵壳毛坯还应达到规定的化学成分与机械性能要求。- 37 -湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第三章 工艺规程的设计3.1 确定毛坯的制造形式 题目所给零件是壳体，所以对密封性的要求较高。零件材料为ZL120。零件的加工尺寸不大，在考虑提高生产率，保证加工精度之后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此形状毛坯可与零件形状尽可能接近。由技术要求可知该零件为铸件，参考机床夹具设计手册可知，根据铸件制造方法，采用金属型铸造，其经济性精度最好。3.2 基面的选择 机械加工过程中,定位基准的选择合理与否决定零件质量的好坏,对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确和合理，可使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，在加工工艺过程中可能会出现问题，甚至还会造成大批零件报废，使生产无法正常的进行。 A 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。从零件图标注可以看出，选取顶端面与底端面为粗基准。 B 精基准的选择 根据基准重合原则，选取顶端面作为精基准。工件在最初加工时，只能以毛坯上未加工过的表面作为定位基准，这个是粗基准。该零件应该选用上端面作为粗基准来加工其底面。以上选择符合粗基准选择原则中的（如果必须保证零件某些重要表面的加工余量分布均匀，就应该选择该表面作为粗基准，应该用毛坯的尺寸与位置可靠表面，而且平整具有足够大的面积作为基准）在以后的工序当中，则使用经过加工的表面作为定位基准，这个基准也就是精基准。在选精基准时采用基准重合；基准统一；自为基准以便于装夹。这样定位比较的简单可靠，为以后加工重要表面时做好了准备。3.3 制定工艺路线（1）分析零件图样（2）确定毛坯类型或型材规格（3）拟定工艺路线（4）确定各工序的加工余量和工序尺寸及公差（5）确定各工序的机床设备及工、夹、刀、量具（6）确定切削用量（7）确定工时定额（8）填写工艺文件并完成审批手续 零件的技术要求分析：通过分析产品零件图和装配图，了解零件在产品结构中的作用和装配关系，从而对其技术要求进行审查，确定其是否恰当，工艺上能否实现，找出技术要求的关键问题，以便采取适当措施，为合理制定工艺规程作好必要的准备。 零件结构的工艺分析：所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。 拟订工艺路线：是设计的总体布局，主要任务是：选择零件表面的加工方法确定加工顺序划分工序，在切削加工的工序中，可以选择各工序的工艺基准，确定工序尺寸，设备工装，切削用量和时间定额等。 分阶段加工：粗加工半精加工精加工光整加工（研磨或抛光）。 定位：工件在机床和夹具中占有正确位置的过程。 装夹：工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程。 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能够得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中小型大批生产的条件之下，可以考虑采用万能型机床配备专用夹具，并尽量的使工序集中以提高生产率。除此之外，还应该考虑到经济效果，以便使生产成本尽量的降低。 3.3.1 工艺路线方案一工序01：铸造工序02：时效处理，消除内应力工序03：铣壳体底面工序04：铣壳体顶面工序05：扩28孔至29.8；铰29.8孔至30H7；倒角C2工序06：扩30孔至48H7；倒角C2工序07：钻壳体顶面12孔深40；钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18；攻壳体顶面M6螺纹深16工序08：锪平4-16工序09：钻4-7孔工序10：锪平6-14工序11：钻6-7孔工序12：铣285槽工序13：钻6孔；扩6孔至12深8；钻2-M6螺纹底孔5.1深15；攻2-M6螺纹深13工序14：钻30端面上12孔；扩12孔至20深12；倒角C2工序15：去毛刺工序16：检验至图纸要求工序17:入库 3.3.2 工艺路线方案二 工序01：铸造工序02：时效处理，消除内应力工序03：铣壳体底面工序04：铣壳体顶面工序05：扩28孔至29.8；铰29.8孔至30H7；倒角C2工序06：扩30孔至48H7；倒角C2工序07：钻壳体顶面12孔深40；钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18；攻壳体顶面M6螺纹深16工序08：锪平4-16；钻4-7孔工序09：锪平6-14；钻6-7孔工序10：铣285槽工序11：钻6孔；扩6孔至12深8；钻2-M6螺纹底孔5.1深15；攻2-M6螺纹深13工序12：钻30端面上12孔；扩12孔至20深12；倒角C2工序13：去毛刺工序14：检验至图纸要求工序15:入库工艺路线比较：方案一与方案二的区别在于，方案二把锪平4-16；钻4-7孔放在了一道工序里，把锪平6-14；钻6-7孔也放到一个工序里，方案一则是把它们分开来加工，通过零件图观察分析，我们知道，如果两个合在一个工序里，钻孔时麻花钻没法钻部分被挡到的孔，故采用方案一。3.4 各工序加工设备、刀具、量具选用以及机械加工余量的确定 1. 壳体底面的加工余量铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度25，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。2. 壳体顶面的加工余量铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度12.5，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。3. 30H7孔的加工余量铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.0mm,表面粗糙度6.3，查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知，需经过扩铰方能满足其精度要求，首先扩28孔至29.8，再铰29.8孔至30H7。4. 48H7孔的加工余量铸件尺寸公差等级8级，加工余量等级MA-E，因其尺寸与30H7孔相差不大，故采用相同的毛坯孔，加工30H7孔后，直接扩30H7孔至48H7深14。5. 12孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，孔的表面粗糙度Ra25，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削即可达到其精度要求。6. M6螺纹的加工余量因螺纹的尺寸较小，故采用实心铸造，查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知，先钻M6螺纹底孔5.1，再攻M6螺纹。7. 4-7的加工余量因孔的尺寸较小，故采用实心铸造，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削即可达到其精度要求。8. 6-14孔的加工余量因本工序只是锪平，不需要留余量，表面粗糙度Ra25，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步锪削即可满足其要求。9.6-7孔的加工余量因孔的尺寸较小，故采用实心铸造，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削即可达到其精度要求。10. 285槽的加工余量因尺寸较小，故不留余量，表面粗糙度Ra12.5，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削即可满足其要求。11. 6孔的加工余量因孔的尺寸较小，故采用实心铸造，孔的面粗糙度Ra25，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步钻削即可达到其精度要求。12. 12孔的加工余量因孔的尺寸较小，故采用实心铸造，由零件图知，12在6孔的基础上进行加工，也是就扩6孔至12，表面粗糙度Ra6.3、Ra25，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步加工即可满足其精度要求。 13. 2-M6螺纹的加工余量因螺纹的尺寸较小，故采用实心铸造，查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知，先钻M6螺纹底孔5.1，再攻M6螺纹。14. 30端面上12孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心铸造。粗糙度Ra125，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步削即可满足其精度要求。 15. 30端面上20孔的加工余量因孔的尺寸较小，故采用实心铸造，由零件图知，20在12孔的基础上进行加工，也是就扩12孔至20，表面粗糙度Ra12.5、Ra25，查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，一步加工即可满足其精度要求。 16其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。3.5确定切削用量以及基本工时工序01：铸造工序02：时效处理，消除内应力工序03：铣壳体底面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取800当800r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序04：铣壳体顶面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取600当600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序05：扩28孔至29.8；铰29.8孔至30H7；倒角C2工步一：扩28孔至29.8利用扩孔钻将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：铰29.8孔至30H7根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工步三：倒角C2工序06：扩30孔至48H7；倒角C2工步一：扩30孔至48H7利用扩孔钻将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：倒角C2工序07：钻壳体顶面12孔深40；钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18；攻壳体顶面M6螺纹深16工步一：钻壳体顶面12孔深401、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求：孔径d=12mm，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麻花钻头（如图3所示），其直径d=12mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：标准钻头，后角，横刃长度，弧面长度。3选择切削用量（1）选择进给量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。（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， , 时，=30mm/min。 切削速度的修正系数为：，故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=651.4r/mm 根据Z525型钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=600r/mm，=20mm/min。4计算基本工时根据公式式中，l=40mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， L=（40+6）mm=46mm 故有： t=0.307min工步二：钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 636r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时： ，则机动工时为工步三：攻壳体顶面M6螺纹深16选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.45mm/r478r/min 按机床选取n=475r/min切削工时： ，则机动工时为工序08：锪平4-161、加工条件加工材料:铸铁工艺要求：孔径d=16mm，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（如图3所示），其直径d=16mm 3选择切削用量（1）选择进给量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。（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， , 时，=75mm/min。 切削速度的修正系数为：，故=751.01.00.751.0m/min56.3m/min=r/mm=896r/mm 根据Z3025型钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=800r/mm，=25mm/min4计算基本工时根据公式式中，l=8mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， L=（8+6）mm=14mm 故有： t=0.280min工序09：钻4-7孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求：孔径d=7mm。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麻花钻头（如图3所示），其直径d=12mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：标准钻头，后角，横刃长度，弧面长度。3选择切削用量（1）选择进给量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。（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， , 时，=30mm/min。 切削速度的修正系数为：，故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=1024r/mm 根据Z3025型钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=1000r/mm，=35mm/min。4计算基本工时根据公式式中，l=8mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， L=（8+6）mm=14mm 故有： t=0.224min工序10：锪平6-141、加工条件加工材料:铸铁工艺要求：孔径d=14mm，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（如图3所示），其直径d=16mm 3选择切削用量（1）选择进给量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。（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， , 时，=75mm/min。 切削速度的修正系数为：，故=751.01.00.751.0m/min56.3m/min=r/mm=921r/mm 根据Z3025型钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=800r/mm，=25mm/min4计算基本工时根据公式式中，l=7mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， L=（7+6）mm=13mm 故有： t=0.390min工序11：钻6-7孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求：孔径d=7mm。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麻花钻头（如图3所示），其直径d=12mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：标准钻头，后角，横刃长度，弧面长度。3选择切削用量（1）选择进给量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。（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， , 时，=30mm/min。 切削速度的修正系数为：，故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=1024r/mm 根据Z3025型钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=1000r/mm，=35mm/min。4计算基本工时根据公式式中，l=8mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， L=（8+6）mm=14mm 故有： t=0.336min工序12：铣285槽1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度 根据X62W型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取600当600r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序13：钻6孔；扩6孔至12深8；钻2-M6螺纹底孔5.1深15；攻2-M6螺纹深13工步一：钻6孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求：孔径d=6mm。通孔，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用卧式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径d=6mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：标准钻头，后角，横刃长度，弧面长度。3选择切削用量（1）选择进给量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。（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， , 时，=30mm/min。 切削速度的修正系数为：，故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=1089r/mm 根据卧式钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=1000r/mm，=36mm/min。4计算基本工时根据公式式中，l=3mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， L=（3+6）mm=9mm 故有： t=0.036min工步二：扩6孔至12深8利用扩孔钻将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按钻床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步三：钻2-M6螺纹底孔5.1深15选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 636r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时： ，则机动工时为工步四：攻2-M6螺纹深13选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.45mm/r478r/min 按机床选取n=475r/min切削工时： ，则机动工时为工序14：钻30端面上12孔；扩12孔至20深12；倒角C2工步一：钻30端面上12孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求：孔径d=12mm，精度H12H13,用乳化液冷却。机床：选用卧式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头（如图3所示），其直径d=12mm 钻头几何形状为（根据切削用量手册表2.1及表2.2）：标准钻头，后角，横刃长度，弧面长度。3选择切削用量（1）选择进给量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。（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， , 时，=30mm/min。 切削速度的修正系数为：，故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=651.4r/mm 根据卧式钻床技术资料（见简明手册表4.2-12）可选择n=600r/mm，=20mm/min。4计算基本工时根据公式式中，l=36mm，入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出，计算得， L=（36+6）mm=42mm 故有： t=0.280min工步二：扩12孔至20深12利用扩孔钻将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按钻床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步三：倒角C2工序15：去毛刺工序16：检验至图纸要求工序17:入库第4章 铣床专用夹具的设计第五章 钻孔专用夹具的设计 为了提高生产率，保证加工的质量，降低劳动的强度，需要设计专用夹具。专用夹具是指特意为某一工件的某一工序而专门设计的夹具，因为其用途专一而得名。其特点是结构紧凑操作迅速、方便、省力，可以保证具有较高的加工精度与生产效率，但是设计制造周期较长、制造费用也比较高。主要适用于产品固定而且批量较大的生产中。5.1 专用夹具设计的基本要求 A 夹具设计应该满足零件加工工序的精度要求； B 应该能提高加工生产率； C 操作方便、省力且安全； D具有一定的使用寿命与较低的夹具制造成本； E夹具元件应该满足通用化、标准化、系列化的“三化”要求； F具有优秀的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整与维修。5.2定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分。在加工起始工序中，只能用毛坯中未加工的表面做定位基准，则称此加工面为粗基准，利用已加工的表面为定位基准时称为精基准。选择粗基准时。主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则：1、 对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。2、 对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下两点：（ 1 ）应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准。（ 2 ）对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。3、 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定位误差。4、 选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。精基准的选择：精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准一般应考虑如下原则：1、“基准重合”原则：为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差，其产生的原因及计算方法在下节讨论。2、“基准统一”原则：当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。采用“基准统一”原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。3、“自为基准”原则：当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。例如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。4、“互为基准”原则：为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。例如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工齿形面，齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄，所以要求磨削余量小而均匀。此时可用齿面为定位基准磨内孔，再以内孔为定位基准磨齿面，从而保证齿面的磨削余量均匀，且与齿面的相互位置精度又较易得到保证。5、精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。 本夹具主要用