1課程設(shè)計（論文）題 目 殼體機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計所屬系部 所屬專業(yè)所屬班級 學(xué) 號學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師起訖日期2摘 要本文是對殼體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對殼體零件的工序的加工設(shè)計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。關(guān)鍵詞：殼體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具3目 錄摘 要 2目 錄 31 緒 論 52 零件的分析 62.1 零件的工藝分析 .62.2 零件的工藝要求 63 工藝規(guī)程設(shè)計 73.1 加工工藝過程 73.2 確定各表面加工方案 .83.2.1 考慮因素 .83.2.2 加工方案的選擇 .83.3 確定定位基準(zhǔn) 93.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 93.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 93.4 工藝路線的擬訂 93.4.1 工序的合理組合 93.4.2 工序的集中與分散 103.4.3 加工階段的劃分 103.4.4 加工工藝路線方案的比較 113.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 133.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 133.5.2 零件的偏差計算 133.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 134 鉆 Φ9、攻 M8、擴 Φ12 孔夾具設(shè)計 194.1 研究原始質(zhì)料 194.2 定位基準(zhǔn)的選擇 194.3 切削力及夾緊力的計算 194.4 誤差分析與計算 204.5 零、部件的設(shè)計與選用 .2044.5.1 定位銷選用 204.5.2 夾緊裝置的選用 214.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 .214.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22總 結(jié) 23參考文獻 24致謝 2551 緒 論機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是：⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定；⑵ 完成專用夾具的設(shè)計。通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。62 零件的分析2.1 零件的工藝分析圖 2-1 殼體殼體是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，其有公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。2.2 零件的工藝要求一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小孔。⑴ 以上端面、下端面為主有：① 零件上端面加工，其粗糙度要求是 ；6.3Ra?②下端面平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。2.7⑵ 孔系加工有： ①Φ85H8 及 Φ14H7 孔、?62H8 和 ?62H9 孔鉆擴鉸孔加工，其表面粗糙度為 ；1.6Ra?零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批1~3m量生產(chǎn)。上面主要是對零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。83 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 加工工藝過程由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精度。由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較低的機床。3.2.1 考慮因素⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。3.2.2 加工方案的選擇⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（9） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR（3）2-φ7 孔、攻 2-M6 孔孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。6.1?（4）φ9、攻 M8、擴 φ12 孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。.Ra3.3 確定定位基準(zhǔn)3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基準(zhǔn)。4?選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。3.4工藝路線的擬訂對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。3.4.1工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：⑴ 工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。⑵ 工序集中原則10工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%蘇打及809c?:0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg203.4.2工序的集中與分散制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。⑵ 工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。3.4.3加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：⑴ 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并11為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。⑵ 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。⑶ 精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。3.4.4加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂二個加工工藝路線方案。4.5.1 工藝路線方案一10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面1260 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 檢驗入庫4.5.2 工藝路線方案二10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔70 車 ?62H8 和 ?62H9 孔80 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔90 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔100 去毛刺110 檢驗入庫因孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難； 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。10 鑄造20 時效處理1330 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 檢驗入庫3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件的鍛造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。⑹ 便于裝夾、加工和檢查。⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類3.5.2零件的偏差計算⑴ 下端面的偏差及加工余量計算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：14粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m?精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30：粗銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl15工序 40：粗銑 Φ22 凸臺端面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 50：半精銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pa5.1?16每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取fa銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 60：鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔機床：Z525 刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418Φ10H7 孔先鉆 Φ9.5 孔，然后鉸孔至 Φ10切削深度 ：pa.75m?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-53，取V sV6機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n17，取100.3687.9/min145vnrd????in/70r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.1495.36/dVms?????被切削層長度 ：lm60刀具切入長度 ：1式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~(21 ???????刀具切出長度 ： 取l4l3走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.0703.45618?????fnLj工序 70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔鉆孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：進給量 ,394.2?rmf/6.0~5?切削速度 ， ；由式 1.5 得，smvc/37.0?d35?機床主軸轉(zhuǎn)速 ，取min/.0714.601rvn??? in/2r由式 1.6 得，實際切削速度 sdnc /36.253????被切削層長度： L60?刀具切入長度： 式（1.10）ctgtgkDlr 102)~1(21 ????刀具切出長度： 取 m4l3?根據(jù)資料[5]《機械制造工藝學(xué)》表 可得 4?式（1.11）snflLTj 08.26/5.021????擴孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取 ， rmf/2.1?，切削深度 ， ；smvc/35.0?mapd39?由式 1.5 得， ，取in/.1754.01rvnc???? in/0由式 1.6 得， sc .620?L60?18由式 1.10 得， mctgctgkdDlr 3120359)2~1(21 ????????刀具切出長度： 取m4ml根據(jù)式 1.11 可得： snflLTj 7.160/2.13621?????鉸孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：604.2?； rmf/. svc/5.由式 1.5 得， ，取.3517.9/min48c rd????in/20r?由式 1.6 得， .120.06cnv s?，mL60? ctgtgkDlr 62103)~(21 ???????鉸圓柱孔時，由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：85.ml?根據(jù)式 1.11 可得： snflTj 5.2360/2.181?????工序 80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔切削深度 ：pam2?進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，切削f m20深度為 。因此確定進給量2rf/7.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V in/18/3.sV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01184.2/min3.9Vd????i4r實際切削速度 ： ? 0.56ns工作臺每分鐘進給量 ：mf i/87.f?被切削層長度 ：l19?刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.5230)~2(????刀具切出長度 ： 取2l53l?行程次數(shù) ：i1?機動時間 ：2jt in97.1284.1921?mjfl19工序 90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔切削深度 ：pa1m?進給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66。因fap此確定進給量 r/5.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V min/24/.0sV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n012463.7/min3.10Vrd????i6r實際切削速度 ： ? .ns工作臺每分鐘進給量 ：mf i/245.f?被切削層長度 ：l19?刀具切入長度 ： mtgtgkarp .30)~2(????刀具切出長度 ： 取2l53l2?行程次數(shù) ：i1?切削深度 ： 機動時 ：pam2jt min86.01324.51921???mjfl4 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔夾具設(shè)計4.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，2-φ7 孔進行了鉆、擴、鉸加工加工。因此，定位、夾緊方案有：圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制 5 個自由度。4.3切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻[5]查表 可得：721?切削力公式： .06f PFDfK?式中 0./fmr查表 得： 821?0.75()3bp?20其中： 0.6b??0.48pK?即： 958()fFN實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表 得：12?12KFW???有： 120.7,.6??安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [5]表 可得： 60~ 12?.10.56???所以 9589()KfWFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。取 ， ，1.56?10.7?2.16?查參考文獻[5]1～2～26 可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： )(210 ?????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2???.76zr?90?05??'29??其中： 3()Lm)(8N螺旋夾緊力： 04.由上述計算易得： K?因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。4.4誤差分析與計算該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該孔次性加工即可滿足要求。由參考文獻[5]可得：⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 11minDWd??????2i 2min.DDdJarctgL???其中：，10.52Dm??20D?，d .3d?， in?in4.6DWm??.02J21⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj????其中接觸變形位移值：1()9.62nHBZyRaZkNl?查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC??cos8jy????⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?m5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD.誤差總和： 0.85jwm?4.5 零、部件的設(shè)計與選用4.5.1定位銷選用本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如表 4.1 和 4.2：表 4.1 可換定位銷Dd H公稱尺寸 允差 1h1b1dC114～1816 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4表 4.2 固定棱形銷dd H公稱尺寸 允差Lh1b1C140～5020 22+0.034～0.02365 5 3 8 1 6 1.54.5.2夾緊裝置的選用該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表 4.3： 表 4.3 移動壓板公稱直徑 L BHlb1dK6 45 20 8 19 4.6 7 M6 5224.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。圖 4.1 可換鉆套襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 4.2 固定襯套鉆模板選用固定式鉆模板，用 4 個沉頭螺釘和 2 個錐銷定位于夾具體上。4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機構(gòu)夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 2324總 結(jié)加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。25參考文獻[1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 2004。[2] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2004。[3] 李洪，機械加工工藝手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1990。[4] 方昆凡，公差與配合手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1999。[5] 王光斗，王春福，機床夾具設(shè)計手冊[M] ，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2000。[6] 東北重型機械學(xué)院等，機床夾具設(shè)計手冊[M] ，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1979。[7] 吳宗澤，機械設(shè)計實用手冊[M] ，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2000。[8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M] ，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。[9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1984。[10] 周永強，高等學(xué)校課程設(shè)計指導(dǎo)[M] 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要本文是對殼體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對殼體零件的工序的加工設(shè)計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。關(guān)鍵詞：殼體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具3目 錄摘 要 2目 錄 31 緒 論 52 零件的分析 62.1 零件的工藝分析 .62.2 零件的工藝要求 63 工藝規(guī)程設(shè)計 73.1 加工工藝過程 73.2 確定各表面加工方案 .83.2.1 考慮因素 .83.2.2 加工方案的選擇 .83.3 確定定位基準(zhǔn) 93.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 93.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 93.4 工藝路線的擬訂 93.4.1 工序的合理組合 93.4.2 工序的集中與分散 103.4.3 加工階段的劃分 103.4.4 加工工藝路線方案的比較 113.5 零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 133.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 133.5.2 零件的偏差計算 133.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 134 鉆 Φ9、攻 M8、擴 Φ12 孔夾具設(shè)計 194.1 研究原始質(zhì)料 194.2 定位基準(zhǔn)的選擇 194.3 切削力及夾緊力的計算 194.4 誤差分析與計算 204.5 零、部件的設(shè)計與選用 .2044.5.1 定位銷選用 204.5.2 夾緊裝置的選用 214.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 .214.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22總 結(jié) 23參考文獻 24致謝 2551 緒 論機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。而本次對于零件加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是：⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定；⑵ 完成專用夾具的設(shè)計。通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。62 零件的分析2.1 零件的工藝分析圖 2-1 殼體殼體是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，其有公差要求因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。2.2 零件的工藝要求一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括大、小孔。⑴ 以上端面、下端面為主有：① 零件上端面加工，其粗糙度要求是 ；6.3Ra?②下端面平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。2.7⑵ 孔系加工有： ①Φ85H8 及 Φ14H7 孔、?62H8 和 ?62H9 孔鉆擴鉸孔加工，其表面粗糙度為 ；1.6Ra?零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批1~3m量生產(chǎn)。上面主要是對零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。83 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 加工工藝過程由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以各尺寸精度。由上面的一些技術(shù)條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計零件的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較低的機床。3.2.1 考慮因素⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。3.2.2 加工方案的選擇⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（9） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR（3）2-φ7 孔、攻 2-M6 孔孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。6.1?（4）φ9、攻 M8、擴 φ12 孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——擴——鉸的加工方法。.Ra3.3 確定定位基準(zhǔn)3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基準(zhǔn)。4?選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。3.4工藝路線的擬訂對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。3.4.1工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：⑴ 工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。⑵ 工序集中原則10工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%蘇打及809c?:0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg203.4.2工序的集中與分散制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。⑵ 工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。3.4.3加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：⑴ 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并11為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。⑵ 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。⑶ 精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。3.4.4加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂二個加工工藝路線方案。4.5.1 工藝路線方案一10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面1260 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 檢驗入庫4.5.2 工藝路線方案二10 鑄造20 時效處理30 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔70 車 ?62H8 和 ?62H9 孔80 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔90 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔100 去毛刺110 檢驗入庫因孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，端面上放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難； 通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。10 鑄造20 時效處理1330 粗銑底面40 粗銑 Φ22 凸臺端面50 半精銑底面60 鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔100 去毛刺110 檢驗入庫3.5零件的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件的鍛造采用的是 HT200 鑄造制造，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。3.5.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求零件為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。⑶ 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。⑷ 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。⑹ 便于裝夾、加工和檢查。⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類3.5.2零件的偏差計算⑴ 下端面的偏差及加工余量計算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：14粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3]可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m?精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 30：粗銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl15工序 40：粗銑 Φ22 凸臺端面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zaf/18.0?VsmV2機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n， 式（1.1）min/97.3614.30210rdn???? in/370r?實際銑削速度 ： 式（1.2）V? snd/2.114.0????進給量 ： 式（1.3）fZaff 6.0/3768.?工作臺每分進給量 ： m min/39.smf ?：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a a60?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll76刀具切入長度 ：1式（1.4）)3~1((5.021????aDl m98.24603?取 ml21刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.5）jt min26.0.3957621???mjfl工序 50：半精銑底面機床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z銑削深度 ：pa5.1?16每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取fa銑削速度 ：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝手冊》表 2.4-81，取Zmaf/15.0?VsV機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n， min/96.45631.010rd???? in/460r?實際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0????進給量 ，由式（ 1.3）有：f Znaff 9.60/465.?工作臺每分進給量 ： mf in/9msf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll7刀具切入長度 ：精銑時1Dl631?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1。機動時間 ，由式（ 1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt本工序機動時間 in59.03.6.01??jjjtt工序 60：鉆 2-φ7 孔、攻 2-M6 孔機床：Z525 刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號：E211 和 E101帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式 4 號錐直柄鉸刀 刀具材料： VCrW418Φ10H7 孔先鉆 Φ9.5 孔，然后鉸孔至 Φ10切削深度 ：pa.75m?進給量 ：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表 2.4-53，取V sV6機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n17，取100.3687.9/min145vnrd????in/70r?實際切削速度 ，由式（1.2）有：V? 03.1495.36/dVms?????被切削層長度 ：lm60刀具切入長度 ：1式（1.8）mctgctgkDlr 58.4210)2~(21 ???????刀具切出長度 ： 取l4l3走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 式（1.9）2jt in87.0703.45618?????fnLj工序 70 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔鉆孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：進給量 ,394.2?rmf/6.0~5?切削速度 ， ；由式 1.5 得，smvc/37.0?d35?機床主軸轉(zhuǎn)速 ，取min/.0714.601rvn??? in/2r由式 1.6 得，實際切削速度 sdnc /36.253????被切削層長度： L60?刀具切入長度： 式（1.10）ctgtgkDlr 102)~1(21 ????刀具切出長度： 取 m4l3?根據(jù)資料[5]《機械制造工藝學(xué)》表 可得 4?式（1.11）snflLTj 08.26/5.021????擴孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 2.4-52，取 ， rmf/2.1?，切削深度 ， ；smvc/35.0?mapd39?由式 1.5 得， ，取in/.1754.01rvnc???? in/0由式 1.6 得， sc .620?L60?18由式 1.10 得， mctgctgkdDlr 3120359)2~1(21 ????????刀具切出長度： 取m4ml根據(jù)式 1.11 可得： snflLTj 7.160/2.13621?????鉸孔：由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：604.2?； rmf/. svc/5.由式 1.5 得， ，取.3517.9/min48c rd????in/20r?由式 1.6 得， .120.06cnv s?，mL60? ctgtgkDlr 62103)~(21 ???????鉸圓柱孔時，由資料[1]《機械加工工藝手冊》表 得：85.ml?根據(jù)式 1.11 可得： snflTj 5.2360/2.181?????工序 80 車 Φ85H8 及 Φ14H7 孔切削深度 ：pam2?進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，刀桿伸出長度取 ，切削f m20深度為 。因此確定進給量2rf/7.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V in/18/3.sV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n01184.2/min3.9Vd????i4r實際切削速度 ： ? 0.56ns工作臺每分鐘進給量 ：mf i/87.f?被切削層長度 ：l19?刀具切入長度 ： mtgtgkarp 4.5230)~2(????刀具切出長度 ： 取2l53l?行程次數(shù) ：i1?機動時間 ：2jt in97.1284.1921?mjfl19工序 90 車 ?62H8 和 ?62H9 孔切削深度 ：pa1m?進給量 ：根據(jù)切削深度 ，再參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66。因fap此確定進給量 r/5.0切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.66，取V min/24/.0sV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n012463.7/min3.10Vrd????i6r實際切削速度 ： ? .ns工作臺每分鐘進給量 ：mf i/245.f?被切削層長度 ：l19?刀具切入長度 ： mtgtgkarp .30)~2(????刀具切出長度 ： 取2l53l2?行程次數(shù) ：i1?切削深度 ： 機動時 ：pam2jt min86.01324.51921???mjfl4 鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔夾具設(shè)計4.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。4.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，2-φ7 孔進行了鉆、擴、鉸加工加工。因此，定位、夾緊方案有：圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制 5 個自由度。4.3切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻[5]查表 可得：721?切削力公式： .06f PFDfK?式中 0./fmr查表 得： 821?0.75()3bp?20其中： 0.6b??0.48pK?即： 958()fFN實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表 得：12?12KFW???有： 120.7,.6??安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [5]表 可得： 60~ 12?.10.56???所以 9589()KfWFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。取 ， ，1.56?10.7?2.16?查參考文獻[5]1～2～26 可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： )(210 ?????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2???.76zr?90?05??'29??其中： 3()Lm)(8N螺旋夾緊力： 04.由上述計算易得： K?因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。4.4誤差分析與計算該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該孔次性加工即可滿足要求。由參考文獻[5]可得：⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 11minDWd??????2i 2min.DDdJarctgL???其中：，10.52Dm??20D?，d .3d?， in?in4.6DWm??.02J21⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj????其中接觸變形位移值：1()9.62nHBZyRaZkNl?查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC??cos8jy????⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?m5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD.誤差總和： 0.85jwm?4.5 零、部件的設(shè)計與選用4.5.1定位銷選用本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如表 4.1 和 4.2：表 4.1 可換定位銷Dd H公稱尺寸 允差 1h1b1dC114～1816 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4表 4.2 固定棱形銷dd H公稱尺寸 允差Lh1b1C140～5020 22+0.034～0.02365 5 3 8 1 6 1.54.5.2夾緊裝置的選用該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表 4.3： 表 4.3 移動壓板公稱直徑 L BHlb1dK6 45 20 8 19 4.6 7 M6 5224.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。圖 4.1 可換鉆套襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 4.2 固定襯套鉆模板選用固定式鉆模板，用 4 個沉頭螺釘和 2 個錐銷定位于夾具體上。4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工鉆 φ9、攻 M8、擴 φ12 孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機構(gòu)夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 2324總 結(jié)加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。25參考文獻[1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 2004。[2] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2004。[3] 李洪，機械加工工藝手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1990。[4] 方昆凡，公差與配合手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1999。[5] 王光斗，王春福，機床夾具設(shè)計手冊[M] ，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2000。[6] 東北重型機械學(xué)院等，機床夾具設(shè)計手冊[M] ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1979。[7] 吳宗澤，機械設(shè)計實用手冊[M] ，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2000。[8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M] ，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。[9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1984。[10] 周永強，高等學(xué)校課程設(shè)計指導(dǎo)[M] 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