壳体的工艺工装设计.doc

编号 无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 支撑壳体工艺工装设计 信机 系 机械工程及自动化 专业 学 号： 0923014学生姓名： 周晓栋 指导教师： 鲍虹苏 （职称：高工 ） （职称： ）2013年5月25日 支撑壳体工艺工装设计无锡太湖学院本科毕业设计诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计 支撑壳体工艺工装设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械91 学 号： 0923014 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 支撑壳体工艺工装设计 2、专题 二、课题来源及选题依据机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。广义的机械加工就是指能用机械手段制造产品的过程；狭义的是用车床（Lathe Machine）、铣床(Milling Machine)、钻床(Driling Machine)、磨床(Grinding Machine)、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。 生产工艺是指在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程。 工序是工艺过程的基本组成单位。 三、本设计应达到的要求：熟悉机械制造的历史，机械制造在国民生产中的重要性。 I熟悉夹具的作用，了解零件的工艺分析 了解毛坯的材料，探讨毛坯的加工基准选择方法 学习加工工艺的安排，加工工时的安排 学习制作夹具的方法 学习CAD软件的制图方法 四、接受任务学生： 机械61 班 姓名 周晓栋五、开始及完成日期：自2012年11月7日 至2013年5月25日六、设计指导：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2011年11月7日III 摘 要这次毕业设计内容涵盖了机械加工工艺和机床专用夹具设计、金属切削机床、公差尺寸与机械测量等各个方面的内容。支撑壳体加工工艺及其钻4-7孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、加工工序设计及专用夹具设计这三部分。机械加工工艺设计是在机械制造技术等专业课程所学的理论知识上，发挥专业知识解决实际生产问题的一次实践训练。机械制造技术定义：机械的生产过程中，改变生产对象的形状，尺寸，相对位置和性质等使其称为半成品或者成品的工艺过程。以工艺文件的形式确定下来的工艺过程叫做工艺规程。将铸件，锻件毛坯或者钢材经过机械加工的方法，改变它们的形状，尺寸，表面质量，使其称为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。在工艺设计中，要对零件进行了解，了解零件的作用，应用场合，分析它的技术要求，这样可以保证零件的加工质量，还可以提高其生产效率。要研究零件毛培的工艺结构，制定出粗精基准，在设计出对应的加工工艺过程，完成工艺过程卡；然后按照工艺过程卡的要求，测量计算毛培每个工步所需的加工机床设备及其切削用量；然后按照所需加工要求，设计该机床的专用夹具，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；设计的夹具尽量操作方便，加紧稳定，从而改善加工强度来获得更好的经1济效益。关键词：切削用量；定位；误差IABSTRCTThe graduation design content covers the mechanical processing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, the size of the tolerance and mechanical measurements, etc. All aspects of content.Processing technology and its supporting shell drill holes 4 fixture design is including part machining process design, process design and special fixture design three partsMachining process design in mechanical manufacturing technology and other professional course learning theory knowledge, play to the professional knowledge to solve practical production problems in a practical training. Machinery manufacturing technology definition: the production process, the production object to change shape, size, position and nature make it as the processes of semi-finished products or finished products. In the form of process documentation process is called process planning has been fixed. Castings, forging blank or steel after mechanical processing method, to change their shape, size, surface quality, which is called the qualified parts process, referred to as the machining process.In process design, want to know of parts, explore the effects of components, applications, and to analyze its technical requirements, so that we can ensure parts processing quality, also can improve the production efficiency.Must study parts mao pei process structures, develop coarse fine benchmark, during the process, designed the corresponding processing technology to complete the process cards; Then, according to the requirements of process card measurement calculation mao pei required of each machine tool equipment and cutting parameter;Required processing requirements, and then according to the special fixture design of the machine tool, select each designed fixture components, such as positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; Design of fixture is easy to operate, as far as possible to stability, so as to improve the processing strength to obtain better economic benefit. Key words:Cutting parameter;positioning;The toleranceI目 录摘 要.ABSTRCTIV1.绪论.12 零件的分析22.1 零件的作用22.2夹具的作用22.3 零件的工艺分析32.3.1零件工艺流程概念32.3.2壳体工艺分析33. 工艺规程设计53.1 机械加工工艺规程内容53.2 确定毛坯的制作形式53.2.1 毛坯的设计63.3基面和基准的设计73.3.1基面的概念73.3.2 精基准的选择83.4制定工艺路线93.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6 确定切削用量及基本工时114. 夹具设计.204.1 问题的提出204.2 定位基准的选择204.4 定位误差分析214.5夹具和夹具设计及操作简要说明234.5.1夹具定义235. 结论与展望275.1结论275.2 不足之处与未来展望28致 谢30参 考 文 献31附录32I 支撑壳体工艺工装设计 1. 绪 论机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。 机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备。据统计美国60%财富来自制造业，俄罗斯占48%,中国制造业在工业总产值中也占有40%。制造业是国家立国之本，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 壳体的加工工艺规程及其钻4-7的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。壳体是组成机器或部件的主要零件之一，对其他零件有支撑和保护的作用。壳体部分常设计有安装轴密封盖，轴承盖等零件的凸台，凹坑，沟槽等。因此结构复杂。壳体的加工质量不仅影响其装配进度和运动进度，而且影响机器工作精度，使用寿命，性能等。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，提高加工效率，减轻劳动强度，也保证零件加工精度。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 2 零件的分析2.1 零件的作用图2.1 零件图这个零件是一个支撑壳体类型的零件，这种零件内部可以存放和保护其他零件，这个零件的作用是可以和其他的零部件进行装配链接，以实现连接过度作用。零件通过四个底孔与其他的零件相连接。2.2夹具的作用 机床夹具的作用夹具是机械加工中的一种工艺设备，它在机械加工中起着十分重要的作用，主要有以下的几个方面：1）便于工件的正确定位，以保证加工精度1工件装夹在夹具上后，工件上各有关的几何元素（点、线、面）之间的相互位置精度在一定程度上就由夹具保证。当夹具在机床上正确定位及固定以后，工件在夹具中又得到正确定位并被夹紧，这样就保证了再加工过程中“同批”工件对刀具和机床保持确定的相对位置，使加工得以顺利进行。2）提高劳动生产效率和降低加工成本采用夹具以后，可以省去即十分费时又不很紧缺的划线、找正工序，减少了辅助时间。若采用联动夹具装置、快速夹紧装置，既能降低劳动强度，又能提高生产效率。例如采用气压、液压等传动装置，只需要几秒钟旧可以完成夹紧动作。3）改善工人的劳动条件采用夹具后，工件的装卸比不用夹具要方便、省力、安全。如果生产规模较大，还可以采用机械化传动装置和自动装卸工件的自动化夹具，以实现生产过程中的自动化，进一步提高劳动生产效率和改善工人的劳动条件。4）扩大机床工艺范围在单件小批量生产的条件下，工件的种类、规格多，而机床的数量、品种却有限。为了解决这种矛盾，可以设计制造专用的夹具，使机床“一机多用”。例如，可以采用专用的夹具，在车床上实现拉削。夹具在机械加工中的作用是重要的，但是在不同的生产规模和不同的生产条件下，夹具的功用也有所侧重，其结构的复杂程度也有很大的不同。例如，在单件小批生产条件下，宜于使用通用的可调夹具，若采用专用的夹具，其结构也应求简单。在大批量生产的条件下，夹具的作用则主要是在保证加工精度的前提下提高生产效率，因此夹具的结构更完善些是必要的。虽然此时夹具的制造费用大一些，但由于生产效率的提高，产品质量的稳定，技术经济效果还是好的。2.3 零件的工艺分析 2.3.1零件工艺流程概念机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程2。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。2.3.2壳体工艺分析壳体有2组加工面他们有位置度要求。这2组加工面的分别为：1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括，基准面底面和上端面，48H7，30H7孔，4-7孔。2：一个30H7孔为基准的加工面，这个主要是其余的各个面，孔，和槽的加工。该零件加工底孔时，采用的是一面两销定位。一面两销定位，是壳体、盖类零件加工常用的定位方式。一面，就是壳、盖的大平面，用一周圈若干个垫块（装配后磨平）支撑，垫块用沉头螺钉紧固在夹具体上。两销，一个是圆柱销，另一个是菱形销（削边销），菱形销的长轴与两销的连心线垂直，两销的中心距等于壳、盖的定位销孔的中心距。中心距尺寸公差一般选用js6。两个销子上端，一般高出垫块上平面5mm。销子直径公称尺寸与定位销孔公称直径相同，公差一般选用h6。一面，限制了3个自由度，沿Z移动、绕X转动、绕Y转动。必须是一个圆柱销与一个菱形销，否则会过定位。2个定位孔的中心距是有公差（误差）的，与两销中心距不可能非常一致的，菱形销就是“让开”两者中心距误差、安装干涉的，限制绕Z转动的。菱形销的长轴必须垂直于两销孔的连心线。圆柱销是限制沿X、Y移动。3. 工艺规程设计3.1 机械加工工艺规程内容 设计步骤及要求： 生产类型大批。 对零件进行工艺分析采用新国标。 确定毛坯的种类、形状、尺寸和精度。 拟定工艺路线。这是制定工艺规程的关键一步，其主要工作是：选择定位基准，确定各表面的加工方法，安排加工顺序，确定工序集中与分散的程度，以及安排热处理、检验及其它辅助工序。在拟定工艺路线时，一般是提出几个可能的方案，进行分析比较，最后确定 一个最佳的方案。确定工序所采用的设备。选择机床时，应注意以下几个基本原则： 机床的加工尺寸范围应与工件的外形尺寸相适应。 机床的精度应与工序 要求的精度相适应。 机床的生产率应与工件的生产类型相适应。如果工件尺寸太大、精度要求过高，没有适当的设备可供选择时，应考虑机床改装或设计专用机床。这时需要根据具体工序提出机床改装（或设计）任务书，任务书中应提出与工序加工有关的必要数据、资料。例如：工序尺寸、工序公差及技术要求、工件的定位、夹压方式，以及机床的总体布局、机床的生产率等。确定各工序所采用的工艺装备。选择工艺装备时应注意以下几点原则： 对夹具的选择。 对刀具的选择：一般情况下应尽量 选用标准刀具。在组合机床上加工时，按工序集中原则组织生产，可采用专用的复合刀具。 对量具的选择 ：量具主要是根据生产类型和所要求 检验的精度来选择的。单件小批量生产中应采用通用夹具，大批量生产中，应采用极限量规、高生产率的检验夹具和检验仪器等。确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。确定各工序的切削用量。但对于大批量流水线生产，尤其是自动线生产，则各工序、工步都需要规定切削用量，以便计算各工序的生产节拍。确定时间定额。填写工艺文件。3.2 确定毛坯的制作形式零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着各自不同的工艺特征。单件生产的基本特点是：生产的产品种类繁多，每种产品的产量都很少，而且很少重复生产。例如重型机械产品制造和新产品试制等都属于单件生产。成批生产的特点是分批的生产相同的产品，生产呈周期性重复。如机床制造，电机制造等属于成批生产。成批生产又可按其批量大小分为小批生产，中批生产和大批生产三种类型3。其中，小批生产和大批生产的工艺特点分别与单件和大量生产的工艺特点类似；中批生产的工艺特点介于小批生产和大批生产之间。大量生产的基本特点是产量大，品种少，大多数工作的长期重复的进行某个零件的某一道工序的加工。例如，汽车，拖拉机，轴承等制造都属于大量生产。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算： 根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。 根据本零件的设计要求，根据机械制造技术基础课程设计指导教程3表1-3，表1-4可知该零件为轻型零件。本设计零件JS124壳体的生产类型为中批量生产。采用砂型铸造3.2.1 毛坯的设计壳体零件材料为 HT200（灰铸铁200），硬度范围是195HBS-220HBS，毛坯重约1Kg。根据本零件设计要求，根据工程材料 表3-1 灰铸铁强度表牌号铸件厚度/mm抗拉强度Rm/Nmm-2显微组织基体石墨HT2002.510200珠光体 中等片状102019520301703050160灰铸铁抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。 生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。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，零件加工工艺路线确定后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序的工序尺寸，为确定工序尺寸，首先应确定加工余量。 由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到这些要求。加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量4。 对毛坯初步设计如下： 1. 48mm30mm的孔 因为孔只有30mm大，30孔的粗糙度为6.3，6.3：半精加工表面。用于不生要的零件的非配合表面，如不要求定心和配合特性的表面，例螺栓孔、螺钉通孔、铆钉孔。粗镗既可以满足要求，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm。2. 壳体的上下端面该阀体的上下端面粗糙度都是12.5，只需要进行粗铣加工就可以满足该阀体端面的光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为G，选取尺寸公差等级为9级。所以根据相关资料和经验可知，阀体的上下端面的单边余量为3mm，符合要求。3. 宽28mm的槽2端面宽28mm2端面的粗糙度为12.5，一次粗铣即可满足要求。所以根据相关资料和经验可知宽70mm的2端面的单边余量为2mm。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图“壳体”零件毛坯简 图3.1毛坯图3.3基面和基准的设计3.3.1基面的概念基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行5。 基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念，机械产品从设计时零件尺寸的标注，制造时工件的定位，校验时尺寸的测量，一直到装配时零部件的的装配位置确定等，都要用到基准的概念。基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点,线或面. 基准分为： 设计基准、 工艺基准工艺基准又分为： 工序基准、 定位基准、 测量基准、 装配基准基准面是指以之为基准用来确定其他点，线，面等尺寸的表面，分为设计基准面和加工基准面，前者指图纸上的基准面，后者用于实际加工，该两者最好是指工件的同一个表面，基准面通常是指一个平面。在实际的操作中，基准面是为了保证加工精度和便于测量，在工件上选定的一个面作为定位面，在车削加工，常以工件的外圆面、台阶面或端面做为基准，目的就是为了便于加工和测量。在加工中，尽量使设计基准和定位基准相重合，在多工步加工中尽量使用同一个基准面，也不要使用毛坯面做为基准面，这样便于保证加工的准确性，减少由于基准不重合造成的误差。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。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取40外圆为定位基准，利用V型块为定位元件。3.3.2 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以12和30孔（一面2销）为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。3.4制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来方案一工序：铸造工序：清沙工序：时效处理工序：铣下端面工序：铣上端面工序：钻4-7孔工序：镗48H7，30H7孔工序：钻12孔，钻M6螺纹底孔攻丝M6工序：钻6-7孔锪孔14工序X：铣宽28mm槽深5mm工序XI：钻2-M6螺纹底孔攻丝M6钻8孔锪孔11工序XII：钻孔12锪孔20深14工序XIII：去毛刺工序XIV：检验方案二工序：铸造工序：清沙工序：时效处理工序：铣下端面工序：铣上端面工序：镗48H7，30H7孔工序：钻12孔，钻M6螺纹底孔攻丝M6工序：钻4-7孔工序：钻6-7孔锪孔14工序X：铣宽28mm槽深5mm工序XI：钻2-M6螺纹底孔攻丝M6钻8孔锪孔11工序XII：钻孔12锪孔20深14工序XIII：去毛刺工序XIV：检验工艺路线三：工序I铸造工序II：清沙工序III：时效处理工序IV：铣下端面工序V：铣上端面工序：镗48H7，30H7孔工序：钻12孔，钻M6螺纹底孔攻丝M6工序：钻4-7孔工序：钻6-7孔锪孔14工序X：铣宽28mm槽深5mm工序XI：钻2-M6螺纹底孔攻丝M6钻8孔锪孔11工序XII：钻孔12锪孔20深14工序XIII：去毛刺工序XIV：质检工艺方案二和方案一，方案三区别在于方案二先镗30，48孔钻12孔这样可以利用加工好的这几个孔作为定位基准，加工48和30更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下工序I铸造工序II：清沙工序III：时效处理工序IV：铣下面工序V：铣上面工序VI：镗48H7，30H7孔工序VII：钻12孔，钻M6螺纹底孔攻丝M6工序VII：钻4-7孔工序IX：钻6-7孔锪孔14工序X：铣宽28mm槽深5mm工序XI：钻2-M6螺纹底孔攻丝M6钻8孔锪孔11工序XII：钻孔12锪孔20深14工序XIII：去毛刺工序XIV：质检3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定壳体零件材料为HT200，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯6。1、 壳体的上下端面因为壳体的上下和左右端面没有精度要求，粗糙度要求为12.5，光洁度要求不高，其加工余量为2.5mm。3、壳体的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.5。3.6 确定切削用量及基本工时1、工序IV：铣下端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG87。由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500的温度下也基本保持不变，在1000时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。 硬质合金牌号:YG8 密度g/cm2: 14.5-14.9 抗弯强度不低于N/cm2: 1600 硬度不低于HRA: 89.5。常 见 用 途: 适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中，不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣，一般孔和深孔的钻孔、扩孔。 相当于ISO: K30 。，切削深度，刀具直径，刀具旋转线速度2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51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750 切削速度 V_c=dn/1000 n=(1000V_c)/d n-转速（r/min） d-工件毛坯直径（mm） V_c-线速度（m/min）（切削速度）当750r/min时按机床标准选取（每分钟进给）3） 计算工时 tj=Di/vf(min) 铣圆周表面 切削工时：，则机动工时.工序V：铣上端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51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750当750r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为 工序：镗30H7,48H7孔1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用高速钢,，d=0.8mm，n=1000r/min根据C6140说明书，功率5KW，中性刚度。查表得，则阶台轴或阶台孔 tj=(L+L1+L2)i/(fn)=(L+L1+L2)di/(fVc1000) (min) t=（80+7+3）*1/（0.2*1000）=0.45min工序：钻12孔，钻M6螺纹底孔攻丝M6工步一：钻12孔的切削用量及基本工时(1)钻12mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻121)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 796r/min与796r/min相近的机床转速为900r/min。现选取=900r/min。所以实际切削速度=4) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=40mm; =4mm; =3mm; tt= =0.4(min)工步二：钻M6螺纹底孔5确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为.工步三：攻丝M6 按机床选取，则机动时，攻M6孔工序VIII：钻4-7孔工步一：钻7孔的切削用量及基本工时(1)钻7mm孔机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻71)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1364r/min与1364r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; tt=4x（） =4x（）=0.36(min)工序IX：钻6-7孔锪孔14工步1：钻6-7孔；机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻51)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1364r/min与1364r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=6x（） =6x（）=0.081(min)工步2：锪孔14锪孔的目的是为了保证孔口与孔中心线的垂直度，以便与孔连接的零件位置正确，连接可靠。 锪孔不需要进行大量切削，只需要用锪形钻锥，锪孔时的切削速度应比钻孔低，一般为钻孔切削速度的1/21/3。 锪孔时，由于锪孔的切削面积小，标准锪钻的切削刃数目多，切削较平稳，所以进给量为钻孔的23倍。则： 1)进给量 取f=0.25mm/r 2)切削速度 取V=15m/min t=i ;其中l=1mm; =3mm; t=6x（） =6x（）=0.066(min)工序X：铣宽28mm的槽选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8,，2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则8） 决定每次进给量及切削速度 根据X62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375当375r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时： ，则机动工时为工序XI：钻2-M6螺纹底孔攻丝M6钻8孔锪孔11 工步一：钻M6螺纹底孔5 确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：攻丝M6 按机床选取，则机动时，攻M6孔工步三：钻8孔；机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻81)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1193r/min与1193r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=20mm; =4mm; =3mm; t= =0.14(min)工步4：锪孔11 1)进给量 取f=0.25mm/r 2)切削速度 取V=15m/min t=i ;其中l=8mm; =3mm; t= =0.03(min)工序XII：钻孔12锪孔20深14工步1：钻12孔；机床：Z525立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻101)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 795r/min与795r/min相近的机床转速为900r/min。现选取=900r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=36mm; =4mm; =3mm; t= =0.36(min)工步2：锪孔20至深14 1)进给量 取f=0.25mm/r 2)切削速度 取V=15m/min t=i ;其中l=14mm; =3mm; t= =0.076(min) 4. 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计钻4-7孔的钻床夹具设计。4.1 问题的提出 本夹具主要用于钻4-7孔，4-7孔为螺栓孔，精度要求不高因此本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。4.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一个要素是选择零件定位基准8。在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准。 定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺过程及最终加工出的零件的品质。基准的选择不当往往会导致增加不必要的工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用改零件的底面和30和12内圆面为定位基准，即经典的一面2销定位，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构，是设计更加经济。零件在定位中，应该注意限制的自由度多少，注意过定位与欠定位问题。在零件定位中，有完全定位，不完全定位，欠定位和过定位9。完全定位就是限制工件的全部自由度工件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。因此，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度，通常用六个支承点（即定位元件）来限制工件的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度。2六点定位原理的应用 六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的，如果违背这个原理，工件在夹具中的位置就不能完全确定。然而，用工件六点定位原理进行定位时，必须根据具体加工要求灵活运用，工件形状不同，定位表面不同，定位点的布置情况会各不相同，宗旨是使用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置。 3工件的定位 l） 完全定位 工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。 2）不完全定位 根据工件加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的， 3）欠定位 按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。 4）过定位 工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。所谓过定位、欠定位，常指夹具设计时对零件自由度月苏的选择。 通常情况下，一个零件有六个自由度，当设计夹具时要将这六个自由度都进行约束。在设计时若设计约束的自由度少于六个，为欠定位；若多于六个则为过定位。 一般的，再不影响夹具正常使用时，欠定位可以出现。但过定位一般不允许出现。 4.3 切削力及夹紧力计算 为保证精度，需要计算加工时所需切削力。切削力，是指在切屑过程中产生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的讲：在切削加工时，工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力。切削力有三个垂直的分力:1、切削力(主切削力)Fe:在主运动方向上的分力。它是校验和选择机床功率，校验和设计机床主运动机构、刀具和夹具强度和刚性的重要依据。2、背向力（切深抗力）Fp：垂直于工作平面上的分力。它是影响加工精度、表面粗糙度的主要原因。3、进给力（进给抗力）Ff：进给运动方向上的分力，使工件产生弹性弯曲，引起振动。它是校验进给机构强度的主要依据。影响切削力的因素1.机加设备自身的功率大小，它是切削力的客观条件2.所加工材料的种类3.刀具的种类和刀片参数的不同由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中：D=7mm； 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.4 定位误差分析所谓定位误差，是由于工件在夹具上（或者机床上）定位不准而引起的加工误差。因为对一批工件来说， 刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序 基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 1、定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序尺寸方向上的最大变动范围,其大小是判断夹具定位方案是否合理的重要依据 。2、定位误差是指在调整法加工中工件定位时工序基准在工序尺寸方向上的最大可能位移.定位误差的计算方法按原理可分为二种一种是根据定位误差的定义进行计算。3、在PTP方式中,定位误差是指控制对象从某一位置A点出发,经过充分的时间到达目标位置B点与理论位置之差,称作E.经反复多次运行E值的频数大致呈正态分布.也有分别以E的均值e、标准方差来表示定位误差或用e3进行标定的 。4、定位误差是指一批工件的工序基准在加工要求方向上位置的最大变动量，这种数据库程序往往需要一个庞大的数据库管理系统支持对用户的软、硬件要求较高 。5、导致工件被加工尺寸的定位基准(或工序基准)在安装过程中,相对理想位置产生了一定的位置变动,从而引起被加工尺寸的加工误差,工件上