纤磨仪箱体的工艺工装设计毕业设计

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1、 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。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，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某种意义上讲，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。 纤磨仪箱体的加工工艺规程及其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。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

2、等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。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。本说明书共分为四章，第一章课题分析与方案论证；第二章零件分析；第三章工艺规程设计；第四章夹具设计。 这次毕业设计使我们能综合运用大学四年所学的知识，并结合生产实习中学到的实践知识，对纤磨仪箱体的制造工艺和机加工夹具进行独立的分析和设计，为未来从事的工作打下良好的基础。 由于经验不足，能力有限，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。 第1章 课

3、题分析与方案论证1.1课题分析 当今的纤磨仪是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，不断地要改进材料品质、提高工艺水平，还要保证箱体加工的质量和尽可能的降低成本。 本课题主要对纤磨仪箱体加工工艺及其卧式加工中心夹具进行具体的设计和改进。 所以对于本次课题纤磨仪箱体的工艺工装设计对于纤磨仪有着非常重要的意义。1.2方案论证 制订工艺方案是设计夹具最重要的步骤。为了使工艺方案制订得合理、先进，必须认真分析被加工零件图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，

4、理论与生产实际紧密结合，从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容及方法。 毛坯采用铸件，材料选用灰铸铁。纤磨仪箱体的加工主要是平面加工、钻孔和镗孔的加工。 平面加工的常用方法有刨、铣和磨三种。刨铣和铣削用于粗加工和半精加工，磨削用于精加工。孔加工有镗、钻、扩、铰和加工螺纹。钻孔与扩孔用于粗加工，铰孔用于半精加工和精加工。经分析，确定方案如表1-1、表1-2所示。表1-1 方案一（小批量生产） 加工内容 使用夹具 使用机床 1 粗、半精加工基准面 通用夹具 通用铣床 2 粗、半精加工各平面 通用夹具 通用铣床 3 粗、半精、精加工主要孔 专用夹具 专用机床 4 粗、精加工各次要孔 专用夹具 专用机

5、床 5 加工螺纹孔等 专用夹具 专用机床 6 去毛刺 7 清洗 8 检验表1-2 方案二（中大批量生产）加工步骤 加工内容 使用夹具 使用机床 1 粗、半精加工基准面 专用夹具 通用机床 2 粗、半精加工各平面 专用夹具 组合机床 3 粗、半精加工主要孔 专用夹具 组合机床 4 粗、精加工各次要孔 专用夹具 组合机床 5 加工螺纹孔等 专用夹具 组合机床 6 精加工各主要孔 专用夹具 组合机床 7 去毛刺 9 清洗 10 检验比较上述方案；方案一中使用的设备较普遍，生产成本较低；但生产效率较低，对工人的实践技能素质要求高，产品质量达不到较高的精度。此方案适于规模小的工厂使用。方案二中使用的设备

6、较先进，能源消耗低，生产效率高而且废品率低，产品精度较高；但生产成本高，编制相关程序及方案的代价高,适用于大规模的工厂。考虑到纤磨仪箱体的使用较普遍，社会需求量较大，可采用大中批批量生产，而方案二较生产效率高,且可使用流水线生产，卧式加工中心通常带有自动分度的回转工作台，工件在一次装夹后，能完成除安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加工箱体类零件。与立式加工中心相比较，减少了装夹次数，故最终选择了卧式加工中心。第2章 零件分析2.1箱体零件的结构与特点 箱体类零件是连接、支承、包容件，一般为部件的外壳，如各种变速器箱体或齿轮泵泵体等。主要起到支承和包容其它零件的作用。 基本构成：零件

7、结构较为复杂。 材料：一般为铸件。 加工：其加工位置较多。1常见结构箱体类零件的结构按其不同的作用常分为下列四个部分：（1）支承部分 该部分结构形状比较复杂，下部通常做成带有加强筋的空腔，壁上设有支装轴承用的轴承孔。（2）润滑部分 为了使运动件得到良好的润滑，箱体类零件常设有储油池、注油孔、排油孔、油标孔以及各种油槽。（3）安装部分 为使箱体设计成一封闭结构和使润滑油不致泄漏，常在箱体零件上装上顶盖、侧盖以及轴承盖。（4）加强部分 箱体受力较薄弱的部分常用加强筋以增加其强度，如箱体的轴承孔除安装轴承外还要安装轴承盖，因此对于较长的轴承孔，可在轴承孔外部设置加强筋，以增加其强度。2.2.1零件的

8、作用零件图如图2-1所示： 图2-1 箱体零件图箱体类是机器或部件的基础零件，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。因此，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。 纤磨仪箱体零件作用支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础件，因此，应具有足够的强度和刚度。2.2零件的工艺分析 纤磨仪箱体有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1.以下端面为基准的加工面，这组加工面主要是粗铣上端面精铣上端面，磨顶面磨底面，粗铣左侧R29、R23组成平面精铣左侧R29、R23组成平面，

9、粗精铣右侧R29、R23、R16组成平面，先钻中心孔，钻30mm、mm、mm、mm底孔，扩30mm、mm、mm孔，粗铰mm孔、精铰mm孔，铰mm孔。2.以孔和端面为基准的加工面，钻7-M4、M4螺纹底孔，钻中心孔，钻22mm、mm、mm底孔，扩mm、22mm孔；铰mm孔，半精镗22mm、mm孔，精镗22mm、mm孔，钻10-M4、M8螺纹底孔，钻前表面mm中心孔。2.3箱体类零件的材料和主要技术要求2.3.1箱体类零件的材料 纤磨仪箱体零件作用支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础件，因此，应具有足够的强度和刚度。 箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性

10、能。对于重载或有冲击载荷的纤磨仪箱体也可以采用铸钢箱体。 本工艺设计中纤磨仪箱体铸件的材质为HT200，在灰铸铁组织中石墨的形态与基体的组织是决定铸铁性能的主要因素。灰铸铁内由于存在大量的片状石墨，它割裂了基体，因而阻止了振动的传播，并能把它转化为热能而发散，所以灰铸铁具有很好的减震性。 灰铸铁具有良好的铸造性能，铸造性能包括流动性，收缩特性及其伴生现象。对于普通灰铸铁而言，因它偏离共晶点不远，结晶范围小，初生奥氏体枝晶不太发达，故在正常浇注温度下，在铁-碳合金中它的流动性是最好的。铸铁的收缩包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三部分。由收缩而伴生的现象除形成缩孔、缩松外，主要还有热裂、内应力以及

11、变形。2.3.2箱体类零件的主要技术要求 1.主要平面的形状精度和表面粗糙度 箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。 一般箱体主要平面的平面度在0.10.03mm，表面粗糙度Ra2.50.63m，各主要平面对装配基准面垂直度为0.1/300。 2.孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。一般机床主

12、轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.630.32m。其余支承孔尺寸精度为IT7IT6，表面粗糙度值为Ra2.50.63m。 3.主要孔和平面相互位置精度 同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为0.120.05mm，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取0.10.04mm。同一轴线上孔的同轴度公差一般为0.040.01mm。支承孔与主要平面的平行度公差为

13、0.10.05mm。主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为0.10.04mm。2.4 确定毛坯的制造形式 毛坯的生产方式有很多种铸造、焊接、锻造等。选择合适的毛坯将直接影响机械加工工艺过程、加工成本、加工效率和零件质量，因此必须根据材料、尺寸、形状、技术要求和生产类型等因素选着正确的毛坯。 根据零件设计要求可知：零件材料为灰铸铁（材料牌号为HT200），这种材料具有良好的可铸性，抗压性能好，具有一定的吸振性，且成本低廉，在大批量生产时常用铸件。生产要求是中批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,加工要求不是很高,所以加工不是很方便。毛坯尺寸如图2-1所示： 图2-2 箱体毛坯图2.4.1确定毛

14、坯尺寸 根据零件材料确定毛坯为铸件又由题目已知零件的年生产量较少。其生产类型为中批生产，毛坯的铸造方法选用手工木模造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效处理。 毛坯余量指某表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，亦称毛坯总余量，包括毛坯的尺寸公差与机械加工余量。最常用的铸件和锻件毛坯的尺寸公差与机械厂加工余量已有国家标准，按照标准即可确定。图2-1的箱体，材料为HT200，小批生产，确定各加工表面的尺寸公差与加工余量。按铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T6414-1999）确定，步骤如下。1.求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长100 mm，宽74mm，高150 mm,故最大轮廓

15、尺寸为150 mm。2.选取公差等级CT 由文献，铸造方法按手工造型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围1113级，取为11级。3.求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由文献查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。4.求机械加工余量等级 由文献，铸造方法按手工造型，铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围FH级，取为F级。5.求RMA（要求的机械加工余量） 对所有加工表面取同一个数值，由文献查最大轮廓尺寸为150 mm、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为1.5 mm。6.求毛坯基本尺寸 此零件图的孔都比较小，根据机械设计手册查出，铸成实心；左侧面、右侧面属双侧加工，根据机

16、械制造技术基础课程设计指南中式（5-2）求出，即 R=F+2RMA+CT/2=74+5.5=79.5mm （2-1）上表面、下表面属双侧加工，根据机械制造技术基础课程设计指南中式（5-2）求出，即 R=F+2RMA+CT/2=150+21.5+5/2=155.5 mm （2-2）前表面属单侧加工，根据机械制造技术基础课程设计指南中式（5-1）求出，即 R=F+RMA+CT/2=100+1.5+2.5=104mm （2-3）燕尾槽属于内腔加工，应由式（2-3）求出，即 R=F-2RMA-CT/2=16-5.5=10.5 mm R=F-2RMA-CT/2=48-5.5=42.5 mm表2-1箱体铸

17、件毛坯尺寸公差与加工余量项目左右侧面上下表面前表面燕尾槽孔公差等级CT1111111111加工面基本尺寸 100铸件尺寸公差6764.4机械加工余量等级FFFFRMA1.51.51.51.5毛坯基本尺寸791551040零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 第3章 工艺规程设计3.1零件生产类型的确定查阅参考文献，机械零件的生产纲领可按下式计算： (3-1)公式中：:机器零件的生产纲领；:机器产品在计划期内的产量；:每台机器产品中该零件的数量；:备品率；:平均废品率。根据设计题目可知：该零件的产量N=100台/年，n=1件/台，结合生产

18、实际，备品率和废品率分别取10%和1%；则有=111件/年表3-1 生产类型与生产纲领的关系 则根据上表可知该零件为中型零件，生产类型为中批量生产。3.2 基面的选择 正确合理的选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，选择的正确与合理，可以保证加工质量，提高生产率。否则，加工工艺过程中会问题不断，还会造成零件的大批报废的生产事故。 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定粗基准，然后再确定精基准。工件在加工时，用以确定工件对机床及相对位置的表面，称为定位基准；最初工序中所用的定位基准，是毛坯上未经加工的表面，称为粗基准；在其后工序加工中所用定位基准是已加工的表面，称为精基准。基面的选择是工艺

19、规程设计中的重要工作之一，基面选择是否正确、合理，可以使加工质量得到保证，生产率提高，否则，不但是加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。箱体零件材料为HT200，材料强度，耐磨，铸造性能都较好。生产类型为中批量生产，采用金属模铸造。 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

20、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，必要时需经粗加工。（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。对于一般的箱体类零件而言，一般情况下，

21、多以一个平面（在前道工序已加工好）为基准，先加工出一个孔，再以这个孔和其端面为基准，或者以孔和原来的基准平面为基准，加工其它交错孔。所以我考虑先用下端面定位作为粗基准。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

22、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。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算。正确选择组合机床加工工件采用的基准定位，是确保加工精度的重要条件。本设计的纤磨仪是箱体类零件，箱体类零件一般都有较高精度的孔和面需要加工，又常常要在几次安装下进行。因此，定位基准选择“一面双孔”是最常用的方法，其特点是：（a）可以简单地消除工件的6个自由度，使工件获得稳定可靠的定位。（b）有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高 各面上孔的位置精度。（

23、c）“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件加工精度。（d）易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。具体定位图形见工序图采用的是“一面两销”的定位方案，以工件的底平面为定位基准面，约束了z向的转动；x向的移动；y向的转动3个自由度。短定位销约束了z向的移动；y向的移动2个自由度。长定位销约束了x向的转动1个自由度。这样工件的6个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。具体如图3-1所示： 图3-1 夹具装配图箱体定位基准选择如下：图3-2 铣箱体顶面、底面1.箱体零件一般是以底面、顶

24、面为精基准，以底面（顶面）和侧面为粗基准加工箱体顶面（底面）。如图3-2所示。图3-3 磨箱体顶面、底面2.磨顶面（底面）时，以底面（顶面）为精基准。如图3-3所示。图3-4 铣箱体前面，加工孔3.加工前面及上的所有的孔，用六点定位，分别以底面限制3个自由度，后面限制2个自由度，侧面限制1个自由度。如图3-4所示。图3-5 铣箱体左右侧面，加工孔 4.加工左右侧面及上的所有的孔，用六点定位，分别以底面限制3个自由度，前面限制 2个自由度，侧面限制1个自由度。如图3-5所示。 图3-6 刨燕尾槽5.在刨床上加工燕尾槽，用六点定位，分别以顶面限制3个自由度，前面限制2个自由度，侧面的凸起限制1个自

25、由度。如图3-6所示。3.3 制定工艺线路 制定工艺路线的出发点，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保证。在生产纲领已确认为中小批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以合适的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。上刀体的工艺过程，按照生产类型和生产条件的不同而又不同的方案。按照上述原则，先面后孔，先加工面，在加工孔系，最后确定的工艺路线如表三： 表三：工序卡1 10 铣 粗精铣下端面2 20 铣 粗精铣上端面3 30 磨 磨顶面4 40 磨 磨底面5 50 铣 粗精铣前面6 60 铣 粗精铣后面7 70 铣粗精铣

26、左侧R29、R23组成平面，粗精铣右侧R29、R23、R16组成平面8 80 钻 钻中心孔9 90 钻钻30mm、mm、mm、mm底孔1100 扩 扩30mm、mm、mm孔1110 铰 粗铰mm孔、精铰mm孔1120 铰 铰mm孔1130 钻 钻17-M4、M4螺纹底孔1140 钻 钻mm底孔1150 铰 铰mm孔1160 钻 钻10-M4、M8螺纹底孔1170 钻 钻前表面mm中心孔1180 钻钻前面mm底孔、钻mm底孔至mm1190 锪 锪22mm沉孔,锪10mm孔2200刨 粗刨燕尾槽，精刨燕尾槽2210 铣 粗铣尺寸42mm 半精铣尺寸42mm，保证尺寸mm2220 车 车孔1.3mm

27、2230 钻 钻上表面4M5的底孔 攻上表面4M5螺纹孔2240 钻 钻后表面2M5的底孔 攻上表面2M5螺纹孔 锪平2mm2250 检验 检验3.4工序设计1.选择机床选用机床设备应遵循以下的原则：机床的加工尺寸范围应与加工零件要求的尺寸相适应；机床的工作精度应与工序要求的精度相适应；机床的选择还应与零件生产类型相适应。 在大批生产条件下，可选用高效的专用设备和组合机床。也可选用通用设备，所选的通用设备应指出机床型号；组合机床设备应指出其特征。根据不同的工序选择机床如下： a工序一、二是铣削加工表面，用YG8硬质合金钢端铣刀，选用立式铣床，考虑到箱体的尺寸及该零件的生产纲领为大批量生产，所选

28、机床使用范围较广为宜，根据参文献选用的XK5025立式铣床。 b工序三、四也是磨削加工表面，用平型砂轮，选用组合铣床，考虑到零件的公差要求，及其大批量生产，所选用机床为专用组合机床。 c工序二十是刨燕尾槽，选用硬质合金组合刨刀，考虑到大批量生产，保证其加工质量，所选用组合刨床。 d工序十六是镗孔加工，选用硬质合金组合镗刀，考虑到大批量生产，保证其加工质量，所选用组合镗床。 e. 工序二十二是镗孔，考虑加工尺寸及经加工经济性，根据参考文献选常用的CA6140车床。 f工序五至十九上数控铣床，用YG6硬质合金钢立式铣刀，选用卧式加工中心，考虑到箱体的尺寸及该零件的生产纲领为大批量生产，所选机床使用

29、范围较广为宜，根据参文献选用的GSHM7060卧式加工中心。2.选择夹具本零件各工序需要专用夹具，工序一、二是铣削加工表面，采用铣床专用夹具。工序三、四也是磨削加工表面，采用磨床专用夹具。工序二十是刨燕尾槽，采用刨床专用夹具。工序十六是镗孔加工，采用镗孔专用夹具。工序二十三、二十四是钻削及攻螺纹，采用钻床专用夹具。工序五至十九上数控铣床，采用卧式加工中心专用夹具。3.5确定切削用量工序10：粗铣下端面精铣下端面1.粗精铣底面 （1）加工条件： 材料：灰铸铁 要求：粗铣箱体底面，保证顶面尺寸 机床：立式铣床XK5025 量具：0300 mm游标卡尺 2. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣

30、刀，刀片采用YG8，v=475r/min，。3. 决定铣削用量1） 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2） 决定每次进给量及切削速度 根据XK5025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 (3-2)按机床标准选取150 (3-3)当150r/min时 (3-4)按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为 (3-5)工序20：粗铣上端面精铣上端面1.粗精铣顶面 （1）加工条件： 材料：灰铸铁要求：粗精铣箱体底面，保证尺寸150mm机床：立式铣床XK5025 量具：0300 mm游标卡尺 2. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀

31、，刀片采用YG8,，。3. 决定铣削用量4） 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5） 决定每次进给量及切削速度 根据XK5025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 (3-6)按机床标准选取275 (3-7)当275r/min时 (3-8)按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为 (3-9)工序30：磨下端面1.磨底面 （1）加工条件： 材料：灰铸铁要求：磨箱体底面，保证顶面尺寸机床：磨床M7130T 量具：0300 mm游标卡尺 2.选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉

32、，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1273.切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 切削工时 (3-10)式中D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.55(min)工序40：磨上端面1.磨顶面 （1）加工条件： 材料：灰铸铁要求：磨箱体顶面，保证尺寸150mm机床：磨床M7130T 量具：0300 mm游标卡尺 2.选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中

33、磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350401273. 切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 切削工时 (3-11)式中 D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度 -工作台往返一次砂轮轴向进给量 -工作台往返一次砂轮径向进给量 2.5(min)工序50粗铣、精铣前端面，粗铣、精铣后端面，保证尺寸mm。1.粗铣前端面（1）加工条件材料：灰铸铁 要求：粗铣箱体前端面，保证

34、后端面尺寸 机床：立式铣床 XK5025 刀具：采用YG8硬质合金端铣刀，D=150，齿数Z=4 量具：0300 mm游标卡尺计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为104mm，ap =2.5mm，根据机械制造技术基础课程设计指南表5-157确定fz=0.13mm/z，vc=110m/min由式（2-4）得： r/min根据机械制造技术基础课程设计指南表5-75,取n=475r/min工作台的进给速度为： 由式（2-5）得： mm/min切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为120mm 故机动工时为： 辅助时间为： 2.精铣前端面（1）加工条件： 材料：灰铸铁要求：精铣箱体前端面

35、，保证后端面尺寸机床：立式铣床XK5025刀具：采用硬质合金端铣刀，D=150mm,齿数Z=8量具：0300 mm游标卡尺 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 101.5mm，=1.5mm，根据机械制造技术基础课程设计指南表5-157确定=0.1 mm/z，=124 m/min r/min根据机械制造技术基础课程设计指南表5-75,取n=475r/min工作台的进给速度为： 故机动工时为： min=19 s辅助时间为： 工序70：一）粗铣左侧R29、R23组成平面，精铣左侧R29、R23组成平面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7） 决定

36、铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成8） 决定每次进给量及切削速度 根据XK5025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9） 计算工时切削工时：，则机动工时为.二）粗精铣右侧R29、R23、R16组成平面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，机床选用铣床XK5025，。2. 决定铣削用量10） 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11） 决定每次进给量及切削速度 根据XK5025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250当250r/min时按机床标准选

37、取12） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序80：先钻中心孔，钻30mm、mm、mm、mm底孔，扩30mm、mm、mm孔粗铰mm孔、精铰mm孔铰mm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。1)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= 562r/min与562r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/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=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.86（min)工序130：钻7

38、-M4、M4螺纹底孔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） 按机床选取 基本工时： min攻螺纹M4mm： 选择M4mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：工序170：钻10-M4、M8螺纹底孔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） 按机床选取 基本工时： min攻螺纹M4mm： 选择M4mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：工序180：钻前表面mm中心孔机床：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

39、麻花钻9mm1)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= 1194r/min与1194r/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=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.355min工序190：锪mm沉孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、加工实心孔进的切削用量. 现已知 =0.36mm/r (切削手册)表2.7 =42.25m/m

40、in (切削手册)表2.131) 进给量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r2) 削速度v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速ns= 271.8r/min与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。所以实际切削速度=5) 削工时，按工艺手册表6.2-1。t=i ;其中l=4mm; =6mm; =0mm; t= =0.072(min)工序200：粗刨、精刨燕尾槽1.粗刨燕尾槽（1）加工条件材料：灰铸铁要求：粗刨燕尾槽,刨直角槽机床：牛头刨床B690-1刀具：材料为W18Cr4V 刀杆截面为2540 mm

41、的切槽刀量具：0300 mm游标卡尺 （2）计算切削用量 已知毛坯被加工长度为151 mm，=12mm，根据机械加工工艺手册第二版表4. 2-11，4. 2-23 确定f =1.6 mm/dst，=10 m/min工作台进给速度 1000mm/min 故机动工时为： min=4.2 s辅助时间为： s2.精刨燕尾槽（1）加工条件材料：灰铸铁要求：精刨燕尾槽机床：牛头刨床B690-1刀具：材料为W18Cr4V 刀杆截面为1625mm的偏刀量具：0300 mm游标卡尺 （2）计算切削用量 已知毛坯被加工长度为139 mm，=4.5mm，根据机械加工工艺手册第二版表4. 2-11，4. 2-23 确

42、定f =1.8 mm/dst，=11 m/min工作台进给速度 1100mm/min 故机动工时为： min=3.6 s辅助时间为： s工序210：粗铣尺寸42mm半精铣尺寸42mm，保证尺寸mm1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量13） 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14） 决定每次进给量及切削速度 根据XK5025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400当400r/min时按机床标准选取15） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序220：镗孔1.3mm(1)加工条件：

43、材料：灰铸铁要求：镗33.7mm内台阶孔机床：车床CA6140刀具：圆形弯头镗刀，D=12 mm量具：游标卡尺(2)计算切削用量=3.7 mm，根据机械制造技术基础课程设计指南表5-122,5-121，确定f=0.3，=90 m/min r/min取n=800 r/min工作台的进给速度为： 故机动工时为： 辅助时间为： s工序230：钻上表面4M5的底孔工步一：钻螺纹底孔确定进给量：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，

44、故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：攻丝M5 按机床选取，则机动时，工时计算：工序240：钻后表面2M5的底孔同上工序230工序250：检验 第4章 夹具设计 机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。 夹具是组合机床的重要组成部分，是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等作用。为了提高劳动生产率,保证加工质量,

45、降低劳动强度,通常需要用专用夹具.经过老师的考虑,决定设计卧式加工中心铣夹具。4.1问题的提出 方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。设计方案的拟定必须遵循下列原则：1.定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六点定位原理。2.夹具的定位精度能满足工件精度的要求。3.夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低。4.2 定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基

46、准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几何位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 本夹具加工端面，因为工件不能和夹具体直接接触，所以我们采用了支撑板定位底面，然后我们用2个定位挡销定位，采

47、用两个压板压紧即可满足要求，我们就可以开始加工工件。4.3定位原理及其实现 根据被加工零件的结构特征，选择定位基准，实现六点定位原理,即以工件的底面为定位基准面，约束了z向的移动1个自由度。短定位销约束了z向的转动；x向的移动y向的移动3个自由度。压板约束了z向的移动动1个自由度。这样工件的6个自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。具体定位方案如图4-1： 图4-1 纤磨仪箱体定位4.4 误差分析 一批工件依次在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加工表面尺寸所造成的极限值之差称为定位误差。产生定位误差的原因是工序基准与定位基准不相重合或工序基准自身在位置上发生偏移或位移所引起的。4.4.

48、1 影响加工精度的因素 用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，与夹具有关的因素有：定位误差P、对刀误差T、夹具在机床上的安装误差A和夹具误差E，在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素综合称为加工方法误差G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确而形成总的加工误差。a.定位误差D第一类误差第一类误差是指工件在夹具上定位时所产生的那部分定位误差基准不重合误差是由于定位基准和工序基准不重合而产生的那部分定位误差。在本设计中，由于定位基准和工序基准是重合的，所以基准不重合误差为0。第二类误差第二类误差是定位元件对夹具三基准面的尺寸误差及位置度所产生的那一部分定

49、位误差。当支承面即工件底面对夹具的安装基准（底面）有平行度误差及支承面对夹具的对刀基准（钻套轴线）有位置误差，被加工孔的定位误差为移动误差： （4-1） 转动误差： （4-2） 故定位误差为 （4-3） 按标注的测量尺寸： 将上述数值代入定位误差计算公式，则得： b.对刀误差T因为刀具相对于对刀或导向装置不精确造成的加工误差，称为对刀误差。本工序中麻花钻是采用模板进行导向，钻孔时导向误差计算公式为： （4-4） 即得导向误差mm c.夹具在机床上的安装误差A因为夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。一般取： 水A=0.02mm 垂A=0mmd.夹具误差E因夹具上定位元件

50、，对刀或导向元件及安装基面三者之间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差，夹具误差大小取决于夹具零件的加工精度的夹具装配时的调整和修配精度。一般取E=0.04mme.加工方法误差G因机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差，因该项误差影响因素很多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的。计算时可设G=。工件位置公差取0.20 G= 4.3切削力及夹紧力的计算 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的

51、情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1. 夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面（2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2. 夹紧力作用点的选择（1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。（2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3. 夹紧力大小的估算（1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。（2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。（3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。（4）分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力4.3.1铣削力及夹紧力计算铣时受力最大，选用高速端面铣刀刀具