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編號
無錫太湖學院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題目： 支撐殼體工藝工裝設(shè)計
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
學 號： 0923014
學生姓名： 周曉棟
指導教師： 鮑虹蘇 （職稱：高工 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
支撐殼體工藝工裝設(shè)計
無錫太湖學院本科畢業(yè)設(shè)計
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計 支撐殼體工藝工裝設(shè)計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機械91
學 號： 0923014
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學院
信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務 書
一、題目及專題：
1、題目 支撐殼體工藝工裝設(shè)計
2、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
機械加工是一種用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。廣義的機械加工就是指能用機械手段制造產(chǎn)品的過程；狹義的是用車床（Lathe Machine）、銑床(Milling Machine)、鉆床(Driling Machine)、磨床(Grinding Machine)、沖壓機、壓鑄機機等專用機械設(shè)備制作零件的過程。 生產(chǎn)工藝是指在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料（或毛坯）形狀、尺寸和性能，使之變?yōu)槌善返倪^程。 工序是工藝過程的基本組成單位。
三、本設(shè)計應達到的要求：
①熟悉機械制造的歷史，機械制造在國民生產(chǎn)中的重要性。
I
②熟悉夾具的作用，了解零件的工藝分析
③ 了解毛坯的材料，探討毛坯的加工基準選擇方法
④學習加工工藝的安排，加工工時的安排
⑤學習制作夾具的方法
⑥學習CAD軟件的制圖方法
四、接受任務學生：
機械61 班 姓名 周曉棟
五、開始及完成日期：
自2012年11月7日 至2013年5月25日
六、設(shè)計指導：
指導教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2011年11月7日
I
摘 要
這次畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容涵蓋了機械加工工藝和機床專用夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差尺寸與機械測量等各個方面的內(nèi)容。
支撐殼體加工工藝及其鉆4-7孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、加工工序設(shè)計及專用夾具設(shè)計這三部分。機械加工工藝設(shè)計是在機械制造技術(shù)等專業(yè)課程所學的理論知識上，發(fā)揮專業(yè)知識解決實際生產(chǎn)問題的一次實踐訓練。機械制造技術(shù)定義：機械的生產(chǎn)過程中，改變生產(chǎn)對象的形狀，尺寸，相對位置和性質(zhì)等使其稱為半成品或者成品的工藝過程。以工藝文件的形式確定下來的工藝過程叫做工藝規(guī)程。將鑄件，鍛件毛坯或者鋼材經(jīng)過機械加工的方法，改變它們的形狀，尺寸，表面質(zhì)量，使其稱為合格零件的過程，稱為機械加工工藝過程。在工藝設(shè)計中，要對零件進行了解，了解零件的作用，應用場合，分析它的技術(shù)要求，這樣可以保證零件的加工質(zhì)量，還可以提高其生產(chǎn)效率。要研究零件毛培的工藝結(jié)構(gòu)，制定出粗精基準，在設(shè)計出對應的加工工藝過程，完成工藝過程卡；然后按照工藝過程卡的要求，測量計算毛培每個工步所需的加工機床設(shè)備及其切削用量；然后按照所需加工要求，設(shè)計該機床的專用夾具，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；設(shè)計的夾具盡量操作方便，加緊穩(wěn)定，從而改善加工強度來獲得更好的經(jīng)1濟效益。
關(guān)鍵詞：切削用量；定位；誤差
I
ABSTRCT
The 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 tolerance
I
目 錄
摘 要...........................................................................................................................................Ⅲ
ABSTRCT IV
1.緒論..............................................................................................................................................1
2． 零件的分析 2
2.1 零件的作用 2
2.2夾具的作用 2
2.3 零件的工藝分析 3
2.3.1零件工藝流程概念 3
2.3.2殼體工藝分析 3
3. 工藝規(guī)程設(shè)計 5
3.1 機械加工工藝規(guī)程內(nèi)容 5
3.2 確定毛坯的制作形式 5
3.2.1 毛坯的設(shè)計 6
3.3基面和基準的設(shè)計 7
3.3.1基面的概念 7
3.3.2 精基準的選擇 8
3.4制定工藝路線 9
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
3.6 確定切削用量及基本工時 11
4. 夾具設(shè)計..................................................................................................................................20
4.1 問題的提出 20
4.2 定位基準的選擇 20
4.4 定位誤差分析 21
4.5夾具和夾具設(shè)計及操作簡要說明 23
4.5.1夾具定義 23
5. 結(jié)論與展望 27
5.1結(jié)論 27
5.2 不足之處與未來展望 28
致 謝 30
參 考 文 獻 31
附錄 32
I
支撐殼體工藝工裝設(shè)計
1. 緒 論
機械制造業(yè)指從事各種動力機械、起重運輸機械、農(nóng)業(yè)機械、冶金礦山機械、化工機械、紡織機械、機床、工具、儀器、儀表及其他機械設(shè)備等生產(chǎn)的行業(yè)。機械制造業(yè)為整個國民經(jīng)濟提供技術(shù)裝備，其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標志之一。 機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備。。據(jù)統(tǒng)計美國60%財富來自制造業(yè)，俄羅斯占48%,中國制造業(yè)在工業(yè)總產(chǎn)值中也占有40%。制造業(yè)是國家立國之本，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。
殼體的加工工藝規(guī)程及其鉆4-Φ7的夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。殼體是組成機器或部件的主要零件之一，對其他零件有支撐和保護的作用。殼體部分常設(shè)計有安裝軸密封蓋，軸承蓋等零件的凸臺，凹坑，溝槽等。因此結(jié)構(gòu)復雜。殼體的加工質(zhì)量不僅影響其裝配進度和運動進度，而且影響機器工作精度，使用壽命，性能等。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，提高加工效率，減輕勞動強度，也保證零件加工精度。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
2． 零件的分析
2.1 零件的作用
圖2.1 零件圖
這個零件是一個支撐殼體類型的零件，這種零件內(nèi)部可以存放和保護其他零件，這個零件的作用是可以和其他的零部件進行裝配鏈接，以實現(xiàn)連接過度作用。零件通過四個底孔與其他的零件相連接。
2.2夾具的作用
機床夾具的作用
夾具是機械加工中的一種工藝設(shè)備，它在機械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個方面：
1）便于工件的正確定位，以保證加工精度[1]
工件裝夾在夾具上后，工件上各有關(guān)的幾何元素（點、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當夾具在機床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對刀具和機床保持確定的相對位置，使加工得以順利進行。
2）提高勞動生產(chǎn)效率和降低加工成本
采用夾具以后，可以省去即十分費時又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時間。若采用聯(lián)動夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動強度，又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動作。
3）改善工人的勞動條件
采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，還可以采用機械化傳動裝置和自動裝卸工件的自動化夾具，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，進一步提高勞動生產(chǎn)效率和改善工人的勞動條件。
4）擴大機床工藝范圍
在單件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設(shè)計制造專用的夾具，使機床“一機多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實現(xiàn)拉削。
夾具在機械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下，夾具的功用也有所側(cè)重，其結(jié)構(gòu)的復雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產(chǎn)條件下，宜于使用通用的可調(diào)夾具，若采用專用的夾具，其結(jié)構(gòu)也應求簡單。在大批量生產(chǎn)的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率，因此夾具的結(jié)構(gòu)更完善些是必要的。雖然此時夾具的制造費用大一些，但由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟效果還是好的。
2.3 零件的工藝分析
2.3.1零件工藝流程概念
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程[2]。
機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣?？偟膩碚f，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額等。
2.3.2殼體工藝分析
殼體有2組加工面他們有位置度要求。
這2組加工面的分別為：
1，以底面為基準的加工面，這組加工面包括，基準面底面和上端面，Φ48H7，Φ30H7孔，4-Φ7孔。
2：一個Φ30H7孔為基準的加工面，這個主要是其余的各個面，孔，和槽的加工。
該零件加工底孔時，采用的是一面兩銷定位。一面兩銷定位，是殼體、蓋類零件加工常用的定位方式。一面，就是殼、蓋的大平面，用一周圈若干個墊塊（裝配后磨平）支撐，墊塊用沉頭螺釘緊固在夾具體上。兩銷，一個是圓柱銷，另一個是菱形銷（削邊銷），菱形銷的長軸與兩銷的連心線垂直，兩銷的中心距等于殼、蓋的定位銷孔的中心距。中心距尺寸公差一般選用js6。兩個銷子上端，一般高出墊塊上平面5mm。銷子直徑公稱尺寸與定位銷孔公稱直徑相同，公差一般選用h6。一面，限制了3個自由度，沿Z移動、繞X轉(zhuǎn)動、繞Y轉(zhuǎn)動。必須是一個圓柱銷與一個菱形銷，否則會過定位。2個定位孔的中心距是有公差（誤差）的，與兩銷中心距不可能非常一致的，菱形銷就是“讓開”兩者中心距誤差、安裝干涉的，限制繞Z轉(zhuǎn)動的。菱形銷的長軸必須垂直于兩銷孔的連心線。圓柱銷是限制沿X、Y移動。
3. 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 機械加工工藝規(guī)程內(nèi)容
設(shè)計步驟及要求：
⑴生產(chǎn)類型大批。
⑵對零件進行工藝分析〔采用新國標〕。
⑶確定毛坯的種類、形狀、尺寸和精度。
⑷擬定工藝路線。這是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵一步，其主要工作是：選擇定位基準，確定各表面的加工方法，安排加工順序，確定工序集中與分散的程度，以及安排熱處理、檢驗及其它輔助工序。在擬定工藝路線時，一般是提出幾個可能的方案，進行分析比較，最后確定 一個最佳的方案。
⑸確定工序所采用的設(shè)備。選擇機床時，應注意以下幾個基本原則： ①機床的加工尺寸范圍應與工件的外形尺寸相適應。 ②機床的精度應與工序 要求的精度相適應。 ③機床的生產(chǎn)率應與工件的生產(chǎn)類型相適應。如果工件尺寸太大、精度要求過高，沒有適當?shù)脑O(shè)備可供選擇時，應考慮機床改裝或設(shè)計專用機床。這時需要根據(jù)具體工序提出機床改裝（或設(shè)計）任務書，任務書中應提出與工序加工有關(guān)的必要數(shù)據(jù)、資料。例如：工序尺寸、工序公差及技術(shù)要求、工件的定位、夾壓方式，以及機床的總體布局、機床的生產(chǎn)率等。
⑹確定各工序所采用的工藝裝備。選擇工藝裝備時應注意以下幾點原則： ①對夾具的選擇。 ②對刀具的選擇：一般情況下應盡量 選用標準刀具。在組合機床上加工時，按工序集中原則組織生產(chǎn)，可采用專用的復合刀具。 ③對量具的選擇 ：量具主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求 檢驗的精度來選擇的。單件小批量生產(chǎn)中應采用通用夾具，大批量生產(chǎn)中，應采用極限量規(guī)、高生產(chǎn)率的檢驗夾具和檢驗儀器等。
⑺確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
⑻確定各工序的切削用量。但對于大批量流水線生產(chǎn)，尤其是自動線生產(chǎn)，則各工序、工步都需要規(guī)定切削用量，以便計算各工序的生產(chǎn)節(jié)拍。
⑼確定時間定額。
⑽填寫工藝文件。
3.2 確定毛坯的制作形式
零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著各自不同的工藝特征。單件生產(chǎn)的基本特點是：生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，每種產(chǎn)品的產(chǎn)量都很少，而且很少重復生產(chǎn)。例如重型機械產(chǎn)品制造和新產(chǎn)品試制等都屬于單件生產(chǎn)。成批生產(chǎn)的特點是分批的生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復。如機床制造，電機制造等屬于成批生產(chǎn)。成批生產(chǎn)又可按其批量大小分為小批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)三種類型[3]。其中，小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)的工藝特點分別與單件和大量生產(chǎn)的工藝特點類似；中批生產(chǎn)的工藝特點介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。大量生產(chǎn)的基本特點是產(chǎn)量大，品種少，大多數(shù)工作的長期重復的進行某個零件的某一道工序的加工。例如，汽車，拖拉機，軸承等制造都屬于大量生產(chǎn)。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算：
根據(jù)上式就可以計算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。
根據(jù)本零件的設(shè)計要求，根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導教程》[3]表1-3，表1-4可知該零件為輕型零件。本設(shè)計零件JS124殼體的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用砂型鑄造
3.2.1 毛坯的設(shè)計
殼體零件材料為 HT200（灰鑄鐵200），硬度范圍是195HBS-220HBS，毛坯重約1Kg。
根據(jù)本零件設(shè)計要求，根據(jù)《工程材料》
表3-1 灰鑄鐵強度表
牌號
鑄件厚度/mm
抗拉強度Rm/N·mm-2
顯微組織
＞
≦
基體
石墨
HT200
2.5
10
200
珠光體 中等片狀
10
20
195
20
30
170
30
50
160
灰鑄鐵抗拉強度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好，主要用來鑄造汽車發(fā)動機汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動部件。 生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型，2級精度組。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，零件加工工藝路線確定后，在進一步安排各個工序的具體內(nèi)容時，應正確地確定工序的工序尺寸，為確定工序尺寸，首先應確定加工余量。 由于毛坯不能達到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便經(jīng)過機械加工來達到這些要求。加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。加工余量分為工序余量和總余量[4]。 對毛坯初步設(shè)計如下：
1. ?48mmΦ30mm的孔
因為孔只有Φ30mm大，Φ30孔的粗糙度為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、螺釘通孔、鉚釘孔。粗鏜既可以滿足要求，查相關(guān)資料知粗加工和精加工的余量之和為3mm。
2. 殼體的上下端面
該閥體的上下端面粗糙度都是12.5，只需要進行粗銑加工就可以滿足該閥體端面的光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。
所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知，閥體的上下端面的單邊余量為3mm，符合要求。
3. 寬28mm的槽2端面
寬28mm2端面的粗糙度為12.5，一次粗銑即可滿足要求。
所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知寬70mm的2端面的單邊余量為2mm。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖“殼體”零件毛坯簡
圖3.1毛坯圖
3.3基面和基準的設(shè)計
3.3.1基面的概念
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行[5]。 基準是機械制造中應用十分廣泛的一個概念，機械產(chǎn)品從設(shè)計時零件尺寸的標注，制造時工件的定位，校驗時尺寸的測量，一直到裝配時零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準的概念?；鶞示褪怯脕泶_定生產(chǎn)對象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點,線或面.
基準分為：⑴ 設(shè)計基準、⑵ 工藝基準
工藝基準又分為： ⑴工序基準、 ⑵ 定位基準、⑶ 測量基準、 ⑷裝配基準
基準面是指以之為基準用來確定其他點，線，面等尺寸的表面，分為設(shè)計基準面和加工基準面，前者指圖紙上的基準面，后者用于實際加工，該兩者最好是指工件的同一個表面，基準面通常是指一個平面。在實際的操作中，基準面是為了保證加工精度和便于測量，在工件上選定的一個面作為定位面，在車削加工，常以工件的外圓面、臺階面或端面做為基準，目的就是為了便于加工和測量。
在加工中，盡量使設(shè)計基準和定位基準相重合，在多工步加工中盡量使用同一個基準面，也不要使用毛坯面做為基準面，這樣便于保證加工的準確性，減少由于基準不重合造成的誤差。
粗基準選擇應當滿足以下要求：
（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取φ40外圓為定位基準，利用V型塊為定位元件。
3.3.2 精基準的選擇
精基準的選擇應滿足以下原則：
（1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。
（2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。
（3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。
（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。
以φ12和φ30孔（一面2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。
3.4制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來方案一
工序Ⅰ：鑄造
工序Ⅱ：清沙
工序Ⅲ：時效處理
工序Ⅳ：銑下端面
工序Ⅴ：銑上端面
工序Ⅵ：鉆4-Φ7孔
工序Ⅶ：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序Ⅷ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序Ⅸ：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6
鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：檢驗
方案二
工序Ⅰ：鑄造
工序Ⅱ：清沙
工序Ⅲ：時效處理
工序Ⅳ：銑下端面
工序Ⅴ：銑上端面
工序Ⅵ：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序Ⅶ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序Ⅷ：鉆4-Φ7孔
工序Ⅸ：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6
鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：檢驗
工藝路線三：
工序I鑄造
工序II：清沙
工序III：時效處理
工序IV：銑下端面
工序V：銑上端面
工序Ⅵ：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序Ⅶ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序Ⅷ：鉆4-Φ7孔
工序Ⅸ：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：質(zhì)檢
工藝方案二和方案一，方案三區(qū)別在于方案二先鏜Φ30，Φ48孔鉆Φ12孔這樣可以利用加工好的這幾個孔作為定位基準，加工Φ48和Φ30更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一
具體的工藝路線如下
工序I鑄造
工序II：清沙
工序III：時效處理
工序IV：銑下面
工序V：銑上面
工序VI：鏜Φ48H7，Φ30H7孔
工序VII：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工序VII：鉆4-Φ7孔
工序IX：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工序X：銑寬28mm槽深5mm
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6鉆Φ8孔锪孔Φ11
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工序XIII：去毛刺
工序XIV：質(zhì)檢
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
殼體零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯[6]。
1、 殼體的上下端面
因為殼體的上下和左右端面沒有精度要求，粗糙度要求為12.5，光潔度要求不高，其加工余量為2.5mm。
3、殼體的孔
毛坯為空心，鑄造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5。
3.6 確定切削用量及基本工時
1、工序IV：銑下端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8[7]。
由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料?，F(xiàn)在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。
硬質(zhì)合金牌號:YG8 密度g/cm2: 14.5-14.9 抗彎強度不低于N/cm2: 1600 硬度不低于HRA: 89.5。
常 見 用 途: 適于鑄鐵、有色金屬及其合金與非金屬材料加工中，不平整斷面和間斷切削時的粗車、粗刨、粗銑，一般孔和深孔的鉆孔、擴孔。 相當于ISO: K30 。
，，
切削深度，刀具直徑，刀具旋轉(zhuǎn)線速度
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
切削速度 V_c=πdn/1000 n=(1000V_c)/πd
n-轉(zhuǎn)速（r/min） d-工件毛坯直徑（mm） V_c-線速度（m/min）
（切削速度）
當＝750r/min時
按機床標準選?。糠昼娺M給）
3） 計算工時
tj=D×π×i/vf(min) 銑圓周表面
切削工時：，，，則機動工時.
工序V：銑上端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因為加工余量不大，一次加工完成
5） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?50
當＝750r/min時
按機床標準選取
6） 計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
工序Ⅵ：鏜Φ30H7,Φ48H7孔
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用高速鋼,
，d=0.8mm，n=1000r/min
根據(jù)C6140說明書，功率5KW，中性剛度。
查表得，則
②階臺軸或階臺孔
tj=(L+L1+L2)×i/(f×n)=(L+L1+L2)×d×π×i/(f×Vc×1000) (min)
t=（80+7+3）*1/（0.2*1000）=0.45min
工序Ⅶ：鉆Φ12孔，鉆M6螺紋底孔攻絲M6
工步一：鉆Φ12孔的切削用量及基本工時
(1)鉆Φ12mm孔
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ12
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 796r/min
與796r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為900r/min。現(xiàn)選取=900r/min。
所以實際切削速度==
4) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=40mm; =4mm; =3mm;
t
t= ==0.4(min)
工步二：鉆M6螺紋底孔Φ5
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當
鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
.
工步三：攻絲M6
按機床選取，則
機動時 ，，
攻M6孔
工序VIII：鉆4-Φ7孔
工步一：鉆Φ7孔的切削用量及基本工時
(1)鉆Φ7mm孔
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ7
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1364r/min
與1364r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min。現(xiàn)選取=1450r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;
t
t=4x（） =4x（）=0.36(min)
工序IX：鉆6-Φ7孔锪孔Φ14
工步1：鉆6-Φ7孔；
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ5
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1364r/min
與1364r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;
t=6x（） =6x（）=0.081(min)
工步2：锪孔Φ14
锪孔的目的是為了保證孔口與孔中心線的垂直度，以便與孔連接的零件位置正確，連接可靠。 锪孔不需要進行大量切削，只需要用锪形鉆錐，锪孔時的切削速度應比鉆孔低，一般為鉆孔切削速度的1/2～1/3。 锪孔時，由于锪孔的切削面積小，標準锪鉆的切削刃數(shù)目多，切削較平穩(wěn)，所以進給量為鉆孔的2～3倍。則：
1)進給量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l(wèi)=1mm; =3mm;
t=6x（） =6x（）=0.066(min)
工序X：銑寬28mm的槽
選擇刀具
刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,
，，
2. 決定銑削用量
7） 決定銑削深度
因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則
8） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝375
當＝375r/min時
按機床標準選取
9） 計算工時
切削工時： ，，則機動工時為
工序XI：鉆2-M6螺紋底孔攻絲M6
鉆Φ8孔锪孔Φ11
工步一：鉆M6螺紋底孔Φ5
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當
鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：攻絲M6
按機床選取，則
機動時 ，，
攻M6孔
工步三：鉆Φ8孔；
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ8
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 1193r/min
與1193r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.14(min)
工步4：锪孔Φ11
1)進給量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l(wèi)=8mm; =3mm;
t= ==0.03(min)
工序XII：鉆孔Φ12锪孔Φ20深14
工步1：鉆Φ12孔；
機床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10
1)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 795r/min
與795r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為900r/min?，F(xiàn)選取=900r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=36mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.36(min)
工步2：锪孔Φ20至深14
1)進給量 取f=0.25mm/r
2)切削速度 取V=15m/min
t=i ;其中l(wèi)=14mm; =3mm;
t= ==0.076(min)
4. 夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。
由指導老師的分配，決定設(shè)計鉆4-Φ7孔的鉆床夾具設(shè)計。
4.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆4-Φ7孔，4-Φ7孔為螺栓孔，精度要求不高因此本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
4.2 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一個要素是選擇零件定位基準[8]。在加工時，用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所采用的基準，稱為定位基準。 定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝過程及最終加工出的零件的品質(zhì)?；鶞实倪x擇不當往往會導致增加不必要的工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用改零件的底面和Φ30和Φ12內(nèi)圓面為定位基準，即經(jīng)典的一面2銷定位，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)，是設(shè)計更加經(jīng)濟。
零件在定位中，應該注意限制的自由度多少，注意過定位與欠定位問題。在零件定位中，有完全定位，不完全定位，欠定位和過定位[9]。
完全定位就是限制工件的全部自由度工件在空間具有六個自由度，即沿x、y、z三個直角坐標軸方向的移動自由度和繞這三個坐標軸的轉(zhuǎn)動自由度。因此，要完全確定工件的位置，就必須消除這六個自由度，通常用六個支承點（即定位元件）來限制工件的六個自由度，其中每一個支承點限制相應的一個自由度。2．六點定位原理的應用 六點定位原理對于任何形狀工件的定位都是適用的，如果違背這個原理，工件在夾具中的位置就不能完全確定。然而，用工件六點定位原理進行定位時，必須根據(jù)具體加工要求靈活運用，工件形狀不同，定位表面不同，定位點的布置情況會各不相同，宗旨是使用最簡單的定位方法，使工件在夾具中迅速獲得正確的位置。 3．工件的定位 l） 完全定位 工件的六個自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的惟一位置，稱為完全定位。 2）不完全定位 根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，定位支承點的數(shù)目可以少于六個。有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，這種定位情況稱為不完全定位。不完全定位是允許的， 3）欠定位 按照加工要求應該限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位是不允許的。因為欠定位保證不了加工要求。 4）過定位 工件的一個或幾個自由度被不同的定位元件重復限制的定位稱為過定位。當過定位導致工件或定位元件變形，影響加工精度時，應該嚴禁采用。但當過定位并不影響加工精度，反而對提高加工精度有利時，也可以采用。所謂過定位、欠定位，常指夾具設(shè)計時對零件自由度月蘇的選擇。 通常情況下，一個零件有六個自由度，當設(shè)計夾具時要將這六個自由度都進行約束。在設(shè)計時若設(shè)計約束的自由度少于六個，為欠定位；若多于六個則為過定位。 一般的，再不影響夾具正常使用時，欠定位可以出現(xiàn)。但過定位一般不允許出現(xiàn)。
4.3 切削力及夾緊力計算
為保證精度，需要計算加工時所需切削力。切削力，是指在切屑過程中產(chǎn)生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的講：在切削加工時，工件材料抵抗刀具切削時產(chǎn)生的阻力。
切削力有三個垂直的分力:
1、切削力(主切削力)Fe:在主運動方向上的分力。它是校驗和選擇機床功率，校驗和設(shè)計機床主運動機構(gòu)、刀具和夾具強度和剛性的重要依據(jù)。
2、背向力（切深抗力）Fp：垂直于工作平面上的分力。它是影響加工精度、表面粗糙度的主要原因。
3、進給力（進給抗力）Ff：進給運動方向上的分力，使工件產(chǎn)生彈性彎曲，引起振動。它是校驗進給機構(gòu)強度的主要依據(jù)。
影響切削力的因素
1.機加設(shè)備自身的功率大小，它是切削力的客觀條件
2.所加工材料的種類
3.刀具的種類和刀片參數(shù)的不同
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：D=7mm；
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。
4.4 定位誤差分析
所謂定位誤差，是由于工件在夾具上（或者機床上）定位不準而引起的加工誤差。因為對一批工件來說， 刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序 基準在加工尺寸方向上的最大變動量。
1、定位誤差是指一批工件的工序基準在加工工序尺寸方向上的最大變動范圍,其大小是判斷夾具定位方案是否合理的重要依據(jù) 。
2、定位誤差是指在調(diào)整法加工中工件定位時工序基準在工序尺寸方向上的最大可能位移.定位誤差的計算方法按原理可分為二種一種是根據(jù)定位誤差的定義進行計算。
3、在PTP方式中,定位誤差是指控制對象從某一位置A點出發(fā),經(jīng)過充分的時間到達目標位置B點與理論位置之差,稱作E.經(jīng)反復多次運行E值的頻數(shù)大致呈正態(tài)分布.也有分別以E的均值e、標準方差σ來表示定位誤差或用e±3σ進行標定的 。
4、定位誤差是指一批工件的工序基準在加工要求方向上位置的最大變動量，這種數(shù)據(jù)庫程序往往需要一個龐大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持對用戶的軟、硬件要求較高 。
5、導致工件被加工尺寸的定位基準(或工序基準)在安裝過程中,相對理想位置產(chǎn)生了一定的位置變動,從而引起被加工尺寸的加工誤差,工件上被加