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山西工程技術學院
畢業(yè)設計說明書
學生姓名
：
曹彥明
學號
：
150514005
專業(yè)
：
機制本對口1班
指導教師
：
韓變枝
所屬系（部）
：
機械電子工程系
2019 年 6 月
升降器箱體機械加工的工藝規(guī)程編制及夾具設計
摘 要
機械加工工藝的學科是設計機械加工工藝的過程以及其加工當中所使用夾具的設計為主的一門學科，實踐的性能也要求比較強，就要求在學習其過程的當中能夠緊密的和生產實踐相聯系在一起，也擁有比較強的綜合的性能，
此次所設計的升降器箱體零件的工藝以及專用夾具的編制的內容：
第一步，對升降器箱體零件來進行工藝的考慮，內容就是升降器箱體零件的功用的研究以及專用夾具的研究，經過對升降器箱體零件的研究能夠知道全尺寸檢查升降器箱體零件的最基本的情況，而工藝的研究能夠了解升降器箱體工件的所要加工的表面以及機械加工的要求。按照升降器箱體零件圖所給出的機械加工的要求，敲定升降器箱體零件的毛坯的加工形式以及確定毛胚的尺寸。
其次，選取加工基面，考慮好機械加工的過程當中的粗加工基準以及精加工的基準。按照確定好的設計基準，編制零件的加工工藝的方案，一般編制兩種機械加工工藝的方案，經過2種加工工藝方案相比較以及研究，然后選取能夠使加工工件的幾何的形狀與加工尺寸的精度以及形狀精度等技術的要求能夠得到滿足所加工零件要求的一種合理的加工工序。
最終，按照最后確定的加工方案，計算每一個工步的切削加工用量以及加工基本的工時，并且選取的加工機床以及刀具要和零件相合適。對于粗加工，還要校核該機床的功率。然后把設計的過程整理為圖紙。
通過以上的概述，整個設計基本完成。
關鍵詞：機械；機械加工工藝；專用夾具設計
Procedure?Regulation?Compilation?and?Fixture?Design?for?Mechanical?Processing?of?Lifter?Box
ABSTRACT
The subject is the process of machining process, machining process design and the design of the machining fixture used as a discipline, practice the performance requirements are relatively strong, requires to practice and production closely linked together in the learning process, also has the strong comprehensive performance,
The design of the hydraulic valve body parts of the process and the preparation of special fixture:
The first step, the hydraulic valve bracket parts to process considerations, the content is the study of the function of the hydraulic valve bracket parts and special fixture, the study of the hydraulic valve bracket parts to know Hydraulic valve parts of the basic situation, and the research process can understand the support to the processing of workpiece surface and machining requirements. According to the mechanical hydraulic valve bracket parts diagram given requirements, processing form finalized hydraulic valve bracket parts of the blank and blank size.
Secondly, considering the selection of machining surface, rough machining process of machining the benchmark and the benchmark finishing. According to the design basis to determine the good, process of preparation of parts of the program, the general preparation of two mechanical processing technology scheme, after 2 processing scheme comparison and research, and then select It is a reasonable working procedure to meet the requirements of the machining parts by taking the geometric shape of the workpiece and the precision of the machining dimension and the precision of the shape
Finally, according to the final processing scheme, calculated every steps of cutting dosage and processing the basic working hours, processing machine and tool and select appropriate parts and for rough machining, but also check the power machine. Then the design process for the drawings.
Through the above overview, the whole design is basically completed
Key words: machinery; machining process; special fixture design
ii
目 錄
摘 要 i
ABSTRACT ii
1 緒論 1
2 分析升降器箱體的零件圖 5
2.1 升降器箱體工藝性的分析 5
2.1.1 升降器箱體結構功用分析 5
2.1.2 零件結構工藝性分析： 5
2.1.3 主要技術的條件： 6
2.2 確定毛坯的結構 7
3 升降器箱體的加工工藝設計 8
3.1 選取加工基面 8
3.1.1 粗基準的選擇 8
3.1.2 精基準選擇的原則 9
3.2 零件各加工部位加工方法的選擇 9
3.3 加工順序的安排 10
3.4 制定工藝路線 12
3.5 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 14
3.5.1 毛坯的種類分析 14
3.5.2 毛坯的加工余量 14
3.6 設備及其工藝裝備確定 15
3.7 確定切削用量及基本工時 16
4 夾具設計 29
4.1 夾具設計要求 29
4.1 .1 設計夾具的基本要求 29
4.1.2 對夾具體的要求 29
4.3 銑升降器箱體底平面夾具設計 30
4.2.1 引出問題 30
4.2.2 原始質料的研究 30
4.2.3 選擇使用定位的基準 30
4.2.4 研究計算切削力與夾緊力 31
4.2.5 研究誤差和計算 32
4.2.6 夾具設計及操作的使用要說明 33
4.3 鏜φ70孔φ95夾具 34
4.3.1 研究原始質料 34
4.3.2 定位基準的選擇 34
4.3.3 切削力及夾緊分析計算 34
4.3.4 誤差分析與計算 36
4.3.5 夾具設計及操作的簡要說明 37
5 總結 39
參考文獻 41
外文文獻 43
中文翻譯 48
致 謝 52
山西工程技術學院——畢業(yè)設計說明書
1 緒論
機械設計與制造、夾具設計是對大學四年學習的全面系統(tǒng)的回顧，理論與實踐結合了四年。畢業(yè)前的模擬培訓是我們走向工作的良好基礎。
工業(yè)過程調節(jié)是指導生產的重要技術文件。它直接關系到產品的質量、生產率和加工產品的經濟效益。因此，工藝規(guī)程的編制是產品生產質量保證的重要依據。必須保證過程的合理性、科學性和完善性。
為保證產品質量，設計了夾具，可提高生產效率，增加工人的勞動強度，降低生產成本。因此，中批量生產經常使用專用夾具。
這樣的設計，難免會有很多問題，請指導老師給予幫助，我希望通過這次設計，能夠鍛煉分析問題和解決問題的能力，為以后的工作打下良好的基礎。
升降器箱體的加工工藝和夾具設計是本課題的研究內容。在這項研究中，查閱了大量的數據。首先，很明顯，加工的過程是改變毛坯的形狀和尺寸以及材料的物理和機械性能，通過切削加工成為具有一定精度和粗糙度的零件。
為了能夠根據零件圖的技術要求，確定準確的加工工藝，使工件能夠加工，有必要制定復雜的加工工藝規(guī)范作為生產的指導性技術文件。本課題的目的是研究和研究機械加工工藝的意義和作用。
在整個設計過程中，我們將學到更多的知識。
（1）我們必須仔細了解零件的結構，仔細分析零件圖，培養(yǎng)我們獨立識別圖紙的能力，加深我們對零件圖的理解和理解。通過繪制零件，不僅可以提高繪圖能力，而且可以使用AutoCAD軟件。
（2）設計工藝規(guī)程、確定加工余量、工序尺寸計算、工時定額計算和定位誤差分析也很重要。通過這些設計，我們不僅對零件的工藝和尺寸有了更全面的了解，而且讓我們了解加工過程和加工余量，這必須與工廠實際的機床相適應?；仡欉^去的知識是今后工作的一個鋪墊。
（3）在設計過程中，還必須考慮工件的安裝和夾緊。安裝的正確與否將直接影響工件的加工精度。安裝方便快捷，會影響輔助時間的長短，從而影響生產效率。當夾具是工件時，它被用來正確而快速地安裝工件。它在保證加工精度、提高生產率、減少勞動量等方面發(fā)揮了重要作用。這是整個設計的重點，也是一個難點。
近年來，機械制造技術發(fā)展迅速。例如，人工智能用于選擇零件的工藝規(guī)則。由于特殊處理的微物理過程非常復雜，常常涉及電磁場、熱力學、流體力學、電化學等許多領域。對其加工機理的理論研究是非常困難的。用簡單的分析表達式表達起來往往很困難。近年來，雖然各國學者采用不同的理論來研究不同的特殊加工技術，并取得了顯著的理論成果，但與實際應用還有一定的距離。然而，每種特殊的加工方法所獲得的加工精度和表面質量都有其各自的規(guī)律。因此，通常采用傳統(tǒng)的加工機理來研究實驗統(tǒng)計方法來理解特殊的加工規(guī)律，以便在實際中應用，但仍缺乏系統(tǒng)性。目前，特殊加工的工藝參數只能憑經驗選擇，難以實現優(yōu)化和自動化。例如，在非數控電火花加工機床和較大尺寸的模具腔加工中獲得的電火花加工電極的淹沒加工過程占到電火花機床總數的95%以上。它被廣泛使用。雖然已有學者對CAD、和CAM的原理進行了研究，并取得了一定的成果，但由于缺乏技術數據，目前還沒有成熟的商業(yè)化CAD/CAM系統(tǒng)。通常只采用人工方法或部分CAD建模，復雜電極的三維表面數據部分生成。隨著各種人工智能技術的發(fā)展成熟，如模糊數學、神經網絡和專家系統(tǒng)，人們開始嘗試使用這種技術建立的定量精度，效率，加工效果和加工條件之間的經濟和其他實驗模型，并得出初步結果。因此，通過實驗建模，存儲典型的加工實例和加工經驗作為知識，建立一個可擴展的開放式系統(tǒng)，描述特定加工技術的規(guī)則已經成熟。為了進一步開發(fā)特種加工過程的計算機仿真，應用人工智能技術為零件的工藝規(guī)劃和虛擬加工奠定了基礎。
同時，夾具在加工過程中起著非常重要的作用。保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動強度。在夾具設計過程中，要深入生產和分析工件的圖紙、工藝文件、生產程序等，并仔細研究。研究吸收國內外先進技術，制定合理的設計方案。
眾所周知，縮短停機時間和維護周期是提高生產率和最大限度利用生產能力的重要因素。然而，準確定位和夾緊精度是提高效率和質量的關鍵。例如，柔性加工中心的出現就是為了縮短產品周期。
目前，中國的制造業(yè)發(fā)展迅速。前制造業(yè)使用剛性機械加工各種零件，造成零件的長期修改和生產。隨著制造業(yè)的發(fā)展和各種零部件需求的增加，加工設備和技術向著柔性化方向發(fā)展。加工設備柔性的概念和要求主要體現在設備的快速適應性。因此，制造商必須尋求靈活性和生產的最佳結合。當然，在靈活性的條件下，有不同的解決方案，如模塊化、交互、重構、在線兼容性等。在所有這些計劃中，使用高性能液壓夾具尤為重要。柔性機床、可重構機床和特殊加工中心的結合使發(fā)動機零件的加工變得越來越靈活，具體情況取決于每個項目的生產定額。
使用液壓夾具的主要優(yōu)點是在夾緊和松開工件時節(jié)省了大量的時間。根據統(tǒng)計，液壓夾緊比機械夾緊節(jié)省90%～95%，縮短了生產周期，從而提高了生產成本。
當加工一個的長的零件時，該工具可以通過旋轉氣缸迅速刪除，并且工具可以快速復位。液壓夾具系統(tǒng)的第二個重要特點是實現高定位精度。關鍵是夾緊力保持不變，在定位和夾緊。從而保證在同一工藝條件下加工質量的一致性。變形引起的廢品率很小。
夾具是機械加工不可缺少的一部分。隨著機床技術向高速化、高效率、精密化、復合化、智能化、環(huán)保化方向發(fā)展，夾具技術朝著高精度、高效率、模塊化、組合化、通用化、經濟化的方向發(fā)展。
根據不同的研究對象，我們將采用不同的研究方法，包括兩個方面。
升降器箱體加工工藝及兩套夾具的設計
制定工藝規(guī)程的研究方法與可行性分析。
毛坯的選擇：
根據生產計劃和零件結構，零件圖通常規(guī)定毛坯選擇。對于鑄件和鍛件，應了解分型面、澆口、冒口位置和牽伸比，以便在選擇位置基準和計算加工余量時考慮一些因素。如果坯料為條形或型材，則應根據其標準確定其尺寸和規(guī)格，并確定每批加工件的數量。
毛坯的類型和質量與加工質量密切相關。同時，對提高勞動生產率、節(jié)約材料、降低成本也有很大的影響。升降器箱體毛坯鑄鐵材料（HT24-44）硬度范圍和承受中等載荷。砂型鑄造是大批量生產的結果，宜采用實模（金屬模）進行兩箱造型，既簡化了成型和箱型操作，又使型砂緊實更均勻，鑄件表面質量得到改善。在切削前，進行石墨化退火，以消除待加工鑄件中較薄部分可能產生的白色組織（大量滲碳體）。
制定工藝路線：
指出了零件的加工順序和加工方法，并對工藝、安裝、工作位置及工作步驟進行了劃分。選擇每個過程的機器模型、工具、夾具和測量工具。我們要從實際出發(fā)，理論聯系實際，工人要走技術路線。在做出決定之前，常常需要提出幾種分析和比較方案。
切削用量、加工余量和工時定額的計算。
參考“切削數據手冊”和其他數據，并計算和確認。單件小批生產目前還沒有規(guī)定切削用量，但根據實際經驗，由操作人員選擇，但對于自動生產線、裝配線、切削用量必須確保生產節(jié)奏不得隨意改變。計算加工余量、加工尺寸和公差是控制每個過程的質量，確保最終加工質量。工時定額一般是根據工廠實際經驗收集的統(tǒng)計數據來估計的。隨著生產的發(fā)展、技術的進步、新技術、新技術的出現，時間定額也應相應地進行相應的修改。
工藝規(guī)范的基本要求可以歸結為質量、生產率和經濟性。雖然有時矛盾，只要處理得好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質量是第一位的。質量表現在機械產品的技術性能指標中，質量不能保證，數量不能達到數量。質量和生產力密切相關。在保證質量的前提下，我們要不斷提高生產效率，以滿足生產的需要。如果矛盾，生產力要服從于質量，生產力就要在保證質量的前提下解決。在保證質量的前提下，盡可能節(jié)約，減少投資，降低制造成本，這是經濟的。
因此，升降器箱體工藝規(guī)程的研究方法應體現質量、生產率和經濟性的統(tǒng)一，以達到最佳的經濟合理性和可行性方案。
夾具設計的研究方法與可行性分析
升降器箱體專用夾具具有針對性強、結構緊湊、操作簡單、生產率高的特點。
夾具設計的關鍵是正確定位工件，滿足定位精度的要求。要解決這個問題，首先需要知道影響定位精度的因素。采取措施解決具體問題。例如，定位基準與定位元件的匹配條件以及定位精度的影響，可以提高夾具的制造精度。通過減小配合間隙可以提高機床夾具的定位精度。
此外，選擇夾具的類型和結構必須適合于零件的尺寸。夾具結構和零件應具有足夠的剛度和強度，以保證夾具操作簡便、夾緊可靠、使用安全，且具有合理的裝載空間。
4
2 分析升降器箱體的零件圖
2.1 升降器箱體工藝性的分析
2.1.1 升降器箱體結構功用分析
零件圖是工程設計工人與機械加工工人之間語言對話的一種方法，因此它被叫做工程語言。根據所給的零件圖，工人可以擬出相關的規(guī)程，來方便加工,該課題為升降器上的箱體零件的加工工藝及夾具設計，升降器箱體零件是起支撐固定,密封防塵的作用，而且承受非常大的力,也有著定位的作用,使各個零件之間能夠持有合理的位置。所以，升降器箱體零件的加工的質量，直接就影響到機器的精度以及壽命。
圖2-1升降器箱體零件圖
2.1.2 零件結構工藝性分析：
零件的布局工藝性說的是滿足正常使用的情況下，來想制造是不是可行，還有便是要盡量的省錢，還有他的生產效率的問題。零件結構工藝性分析可以聯系下面這些方面：
1 有利于達到所需求的加工質量
(1)保證位置精度的可能性。
2 有利于減少不必要的加工面積
(1)盡可能減少不需要加工的面積；
(2)盡可能不去對內部表面加工。
3 有利于提高勞動生產率
(1)零件的有關尺寸應求一致，并能用標準刀具加工；
(2)減少零件的安裝次數；
(3)零件的結構應便于加工；
(4)有利于許多工件同時加工。
我認為，升降器箱體的結構是屬于中等復雜的那種。
（1）重要的面加工：
1）加工升降器箱體鉆6－φ17mm孔以底平面及側面為基準，保證180mm,45mm尺寸，位置度的誤差達到0.03
2）鏜φ52mm孔Φ60mm孔，以6－φ17mm孔,底平面為基準，保證工序尺寸及光潔度0.8要求。
3）銑19mm底平面, 定位的基準為背面與側平面，保證工序尺寸19mm與光潔度為6.3
4）加工φ6mm的孔，以6－φ17mm孔,底平面為基準。
5）鉆攻φ60孔端3－Ｍ8孔，以φ60孔,底平面為基準，,確保工序的尺寸與光潔度6.3
2.1.3 主要技術的條件：
①鏜φ52mm孔Φ60mm孔的精度：φ52mm孔Φ60mm孔的尺寸與形狀的誤差，能夠影響到升降器箱體工作的狀態(tài)，因此對φ52mm孔Φ60mm孔的要求高，φ52mm孔Φ60mm孔的尺寸公差為
②銑19mm底平面的精度：因為銑19mm底平面對升降器箱體聯接時的密封性能有影響，而且作為定位的加工基面，要不就可能對孔的加工的精度，具有非常大的影響，所以就要規(guī)定它加工的要求。
2.2 確定毛坯的結構
升降器箱體的材質選用HT24-44。因為升降器箱體為大批量生產加工的水平，而且升降器箱體的形狀不是太小，鑄件平面的性能的要求不低，因此能夠使用鑄件性能比較平穩(wěn)的機器砂模鑄造，不僅實用中批量生產。也方便了鑄造的加工程序，并且還能夠增加勞動的生產校率。
3 升降器箱體的加工工藝設計
3.1 選取加工基面
合理的選取加工定位的基準，是后蓋加工過程的重要的要求，也是滿足后蓋制造的精度的主要的問題。定位的加工基面可以分為粗與精及輔助幾種。在首道加工工序中，選擇后蓋毛坯的表面，待加工的表面來做為定位的基準，這種為粗加工的基面，在后面的制造的工序中，使用已經加工完成的表面，來當作為定位的基面，這種為精基準。在編制工藝的過程的時后，第一應該分析如何選取精加工基準，來滿足精度的要求并加工出各個工序，而且為了讓工件裝夾方便。與容易得到所要的加工的精度，能夠可在零件上面的一個部位，設計一個輔助的加工基準來定位。
3.1.1 粗基準的選擇
⑴．零件粗加工基準的選取一般是加用表面作為基準，它主要的作用是能確保加工時面和不加工地方的區(qū)域有相連精密度。如零件的表面有著好多個不用機械加工的區(qū)域面，那么就要選取里面的一個面和銑鉆表面連著的區(qū)域精度需求高一點的表面做基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
⑵．采取加工時的余量需求平等主要面做粗加工的基準。這種方式就可以確保平等地減去少一點的加工余量，能把上表面留下比較光滑細致的零件，這樣能大大加大零件的耐磨使用性。
⑶．一般來說加工時的余量可以把比較小的區(qū)域面做粗加工基準。那就能確保這個區(qū)域還有比較多的加工需余量。
⑷．從上面分析一般要選取平面、光滑、表面積比較大的區(qū)域面做粗加工基準，這樣就能保證夾緊力和定位比較緊靠。零件面上有澆注口、冒出口、飛料邊、毛胚刺邊這一類區(qū)域面都不能用來做粗加工基準，有需要的時候需要經初步手工加工，再進行定位。
⑸．粗加工基準面應不要重復地選用，因為粗加工時基準的區(qū)域面一般是比較粗糙并太不平整的。所以重復選用比不太容易保證區(qū)域面的尺寸和形狀精度。
對于本題目的升降器箱體而言，我們就要選用底平面作為先進行粗加工基準；先用銑床銑削出來底邊面并要銑到要求上面的6.3μm粗糙度光潔，這樣可以對后面的加工面作精加工基準的工作。
3.1.2 精基準選擇的原則
⑴．基準面重疊的準則。就是最大限度地選擇我們在設計時的基準作為加工的定位精基準。這能不會因為定位精基準和設計時的基準不對而發(fā)生的加工基準誤差。
⑵．加工基準選用的原則，一般是選用比較重合的定位作為加工基準。加工基準的重合每個區(qū)域面相連的位置和精度有著很重要的因素，這樣可以判斷基準轉換所出現的誤差，因為各工序都用的夾持工具都是一樣的，那就能大大的降低夾具設計及制造成本。
(3).互換加工基準的準則。應該在選擇精加工基準時，同時有兩個加工區(qū)域面，這樣就能互用基準進行反復精加工
(4).以自為基準加工原則。有時精加工和光滑加工的工序要求的余量要小而也要均勻，這樣能選用精加工表面作為本身的基準。
就我們這個設計來說，想保證孔的尺寸和孔、孔上面的平面、這個平面和另一平面中的位置，要確保升降器箱體在這個加工生產過程里，一般上都可以用一個基準面進行定位。在升降器箱體CAD圖分析知道，零件底平面與側面及孔平直，它占有的區(qū)域面積也很大，能用來作精基準加工使用。但是使用一個平整面進行定位只能確定工件的三個自由度，要想再使用左右兩側面來定位，就得配合合理的夾具，就能可加工生產底平面和兩個側面的平面。
3.2 零件各加工部位加工方法的選擇
本工件的加工的部位有平面、外圓和孔和臺階孔等，材料是HT24-44。根據參考資料《機械制造工藝設計簡明手冊》上的有關的數據，它加工的方法選取如下：
（1）銑19mm底平面的為未注的公差的尺寸，根據參考資料《機械制造工藝設計簡明手冊》，參照GB1880-79的規(guī)定，它公差等級的按照IT8，表面的粗糙度是Ra6.3 ，就需要進行粗精銑加工。
（2）升降器箱體零件的鉆6－φ17mm孔根據參考資料《機械制造工藝設計簡明手冊》，結合GB1880-79的規(guī)定，它公差等級按照IT8，表面的粗糙度是Ra6.3，可知，需要進行鉆加工。
（3）升降器箱體的擴6－φ26mm孔：表面的粗糙度是Ra6.3，需要進行擴。
（4）鏜φ52mm孔Φ60mm孔：表面的粗糙度是Ra0.8，需要進行粗精鏜。
（5）鏜φ70mm孔Φ95mm孔：表面的粗糙度是Ra0.8，需要進行粗精鏜。
（6）鉆攻φ60孔端3－Ｍ8孔：表面粗糙度是Ra6.3，加工可以選擇鉆攻來完成。
（7）鉆φ6mm孔，可以鉆加工完成。
（8）鉆2－φ10mm孔：選擇相應的鉆頭鉆孔。
3.3 加工順序的安排
零件表面的加工方法確定之后，就要安排加工的先后順序，同時還要安排熱處理、檢驗等其他工序在工藝過程中的位置。零件加工順序安排的是否合適，對加工質量、生產效率和經濟性有較大的影響?，F將有關加工順序安排的原則和應注意的問題分述如下。
⑴ 加工工藝的劃分
零件加工時，往往不是依次加工完各個表面，而是將各表面的粗、精加工分開進行，為此，一般都將整個工藝過程劃分為幾個加工階段，這就是在安排加工順序時所應遵循的工藝過程劃分階段的原則。按加工性質和作用的不同，工藝過程可以劃分如下幾個階段：
① 粗加工階段
這個階段主要任務是卻去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準，因此主要是提高生產率的問題。
② 半精加工階段
這階段的作用是為零件主要表面的精加工做好準備（達到一定的精度和表面粗糙度的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻絲等），一般在熱加工以前進行。
③ 精加工階段
對于零件上的精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7級或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，還要安排精加工階段。這個階段的任務主要是提高加工表面的各項精度要求和降低表面粗糙度。
有時由于毛坯余量特別大，加工表面十分粗糙，在粗加工前還需要去黑皮的加工階段，稱荒加工階段。為了及時地發(fā)現毛坯的缺陷和減少運輸工作量，通常把荒加工放在毛坯車間中進行。此外，對零件上的精度和表面粗糙要求特高的表面還應在精加工后進行光整加工。稱為光整加工階段。
機械加工順序的安排
一個零件上往往有幾個加工表面需要加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。為了達到這些精度要求，各表面的加工順序就不能隨便安排，而必須遵循一定的原則，這就是定位基準的選擇和轉換決定著加工順序，以及前工序為后續(xù)工序準備好定位基準的原則。
⑶ 熱處理工序的安排
熱處理工序在工藝過程中的安排是否恰當，是影響零件加工質量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數和在工藝過程中的位置，應根據零件材料和熱處理的目的而定。
① 退火或正火
為了得到較好的表面質量、減少刀具磨損，需要對毛坯預先進行熱處理，以消除組織的不均勻，降低硬度、細化晶粒，提高加工性。對高碳鋼零件用退火降低其硬度，對低碳鋼零件卻要用正火的辦法提高其硬度；對鍛造毛坯，因表面軟硬不均不利于切削，通常也進行正火處理。退火、正火等，一般應安排在機械加工之前進行。
② 時效
為了消除殘余應力應進行時效處理（其中包括人工時效和自然時效）。殘余應力無論在應力制造還是在切削加工時都會殘留下來，不設法消除就會引起工件變形，降低產品質量，甚至造成廢品。
對于一般鑄件，只需在粗加工后進行一次時效處理即可，或在鑄造毛坯以后安排一次時效處理。
③ 淬火
淬火可提高材料的機械性能（硬度和抗拉強度等）。淬火后尚需回火以取得所需要的硬度與組織。由于工件淬火后常產生較大的變形，因此，淬火工序一般安排在精加工階段的磨削加工之后進行。
④ 滲碳
由于滲碳的溫度高，容易產生變形，因此一般滲碳工序安排在精加工之前進行。
氮化處理是為了提高零件的表面硬度和抗腐蝕性，一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前。氮化處理前應調質。
⑤ 表面處理
為了提高零件的抗腐蝕能力、耐磨性、抗高溫能力和導電率等，一般都采用表面處理的方法。如在零件的表面鍍上一層金屬鍍層（鉻、鋅、鎳、銅以及金、銀、鉬等）或使零件表面形成一層氧化膜。表面處理工序一般均安排在工藝過程的最后進行。
⑷ 輔助工序的安排
輔助工序種類很多，包括中間檢驗、洗滌、防銹、特種檢驗和表面熱處理等。
① 檢驗
檢驗工序一般安排粗加工全部結束之后，精加工之前；送往外車間加工的前后（特別是熱處理前后）；化費工時用于工序和重要工序的前后。以便及時控制質量，避免浪費工時。
② 特種檢驗
X射線、超聲波探傷等多用于工件材料內部質量的檢驗，一般安排在工藝過程的開始。熒光檢驗、磁力探傷主要用于工件表面質量的檢驗，通常安排在精加工階段。如果用于檢驗毛坯的裂紋，則安排在加工前進行。
③ 清洗、涂防銹油
一般安排在最后工序。
3.4 制定工藝路線
編制機械制造的路線，重要的就是合理使用制造過程中的方法與劃分加工的階段。
(1)工件制造方法的選擇，應該從待加工工件的表面，技術要求來考慮，重要的就是要加工面尺寸位置度與表面的光潔度，還要研究整個零件各方面有影響的因數。正常是依據重要的表面精度的要求首先制定最終加工的方法，其次再決定很多準備工序的加工的方法，再制定別的次要的表面的加工的方法。
(2)確定各個表面加工的方法以后，就要分析研究制定的加工的方法在機械加工工藝路線當中的大概的順序，加工的主線為定位的基準面，仔細安排熱處理的工序與其它輔助的工序。
(3)加工路線方案的制定。
當零件生產的批量不一樣時，工件的加工工藝的路線也會有比較大的區(qū)別，現在制定出升降器箱體生產時的機械制造路線的思路?？聪旅姹?
思路一
表3.1工件的加工工藝路線
工序號
工序名稱
工 序 內 容
10
鑄
鑄造
20
熱
熱處理
30
鉆
鉆攻φ95孔端3－Ｍ8孔
40
鉆
鉆φ6mm孔
50
鉆
鉆2－φ10mm孔
60
鏜
粗鏜φ52mm孔Φ60mm孔
70
鏜
粗鏜φ70mm孔Φ95mm孔
80
鉆
鉆攻φ60孔端3－Ｍ8孔
90
鉆
鉆攻φ52孔端3－Ｍ6孔
100
銑
銑19mm底平面
110
鉆
鉆6－φ17mm孔
120
鉆
擴6－φ26mm孔
130
鏜
精鏜φ60,φ52孔
140
鏜
精鏜φ70φ95
150
鉗
去毛刺、清洗
160
檢
總檢入庫
思路二
表3.2工件的加工工藝路線
工序號
工序名稱
工 序 內 容
10
鑄
鑄造
20
熱
熱處理
30
銑
銑19mm底平面
40
鉆
鉆6－φ17mm孔
50
鉆
擴6－φ26mm孔
60
鏜
粗鏜φ52mm孔Φ60mm孔
70
鏜
粗鏜φ70mm孔Φ95mm孔
80
鉆
鉆攻φ60孔端3－Ｍ8孔
90
鉆
鉆攻φ52孔端3－Ｍ6孔
100
鉆
鉆攻φ95孔端3－Ｍ8孔
110
鉆
鉆φ6mm孔
120
鉆
鉆2－φ10mm孔
130
鏜
精鏜φ60,φ52孔
140
鏜
精鏜φ70φ95
150
鉗
去毛刺、清洗
160
檢
總檢入庫
思路方案的選取
方案二和方案一不一樣的是把加工孔的工序 放到了后面。銑削完平面在來加工孔，別的先與后的順序都沒有變化。經過研究知道方案變動了以后升降器箱體生產的效率有了提高。并且相對于工件的尺寸的精度，以及位置的精度，都具有很大程度的好,滿足了先加工面后加工孔的制造工藝的原理。
第一加工19mm底平面，然后在用19mm底平面來作為加工的精基準，來對孔進行加工，這樣平面孔的精度的要求就得到了保證，也為19mm的平面上幾種孔徑位置度的要求得到了保障。達到了先加工面再來加工孔原理。要是使用思路一的方案，先制造孔后制造面,裝夾起來不是特別的方便，并且升降器箱體毛坯的端平面與軸的軸線，是垂直還是不垂直，就知道加工出的孔的軸線與軸的軸線是平行，還是不平行的。因此知道方案一并不適合。加入選用方案二加工，先來銑面，再來加工孔，就能滿足孔的所要求的位置度的要求
從提高制造零件的效率和保證精度的兩個因數下來講，得出方案二非常的合理。所以我使用按思路二的方案來加工升降器箱體。最終的詳細方案見卡片
3.5 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
3.5.1 毛坯的種類分析
毛坯的成型方式有兩種情況，第一種情況是 鑄件，比較適合那種毛坯形狀復雜的零件。還有一種就是 鍛件，比較適合那種形狀簡單但是對強度有一定要求的零件毛坯。
升降器箱體的零件材料是HT24-44，所以選用鑄件?？紤]到他的相關的機構，大小以及性能，最后選用的方式為砂模鑄造毛坯，公差等級為IT8級。
材料的加工精度同樣會影響到對于毛坯的成型方式的選取。我們知道的是，這個毛坯的表面有很多面，復雜。鍛造無法滿足要求，所以必須采用鑄造。考慮到他的精度的要求和生產所屬的類型應用砂模鑄造。
3.5.2 毛坯的加工余量
加工余量就是加工好的零件和毛坯的尺寸之差。在加工的每一個工序里，切去的金屬層厚度用Zm這個符號來表達;在鑄件的時候，相對內部結構更加硬的是存在的。
以下是零件的毛坯圖：
圖3-1升降器箱體毛胚圖
對升降器箱體19mm底平面的加工，所采用的是銑削，因為零件的毛坯所選用的方式為鑄造，所以加工前的熱處理是必不可少的。
3.6 設備及其工藝裝備確定
①機床選用
X51A式的銑床
Z3040式的鉆床
T618鏜床式的車床
②選用工裝
該升降器箱體為大批量生產的生產方式，因此選擇專用的工裝。
③刀具的選用
19mm底平面的加工工序在銑床上面進行的，選擇銑刀的材料為硬質合金，就能夠滿足升降器箱體零件圖紙的質量的要求。因為升降器箱體要求的精度比較的高，可以選擇銑刀來對其加工，各個孔的工序加工，選擇材質為鉆頭, 鏜刀就可以滿足要求．
④量具的選用
孔加工的檢驗都選擇極限的量規(guī),游標卡尺,專用塞規(guī)、。
⑤其它的工序
對位置度的誤差，選擇使用千分表來進行檢驗，對角度的尺寸使用專用的工裝來滿足，其它的尺寸選擇使用通用的量具就可以了。
3.7 確定切削用量及基本工時
工序，銑19mm底平面
（1）粗加工19mm底平面
從所給出的條件可以知道：
升降器箱體待加工件的材料指定HT24-44，毛胚可以鑄件生產。
使用X51A形式的銑床來對工件進行加工。
根據查閱的資料
選擇硬質合金的材料制造的銑刀， ，選擇，為粗型齒狀的銑刀。
加工時的切削的余量為：
深度切削制造：
每一個齒的背吃刀量：根據查閱的資料，使用制造時后的速度：根據查閱的資料，使用。
銑床主軸加工升降器箱體時時的轉動速度：
（3.1）
根據公式 —加工時的速度；
—銑刀的直徑。
根據公式3.1可見銑床主軸加工升降器箱體時的轉動的速度：
根據查閱資料書
故加工時的速度實際得：
制造過程中的走刀量：
制造時每分鐘的走刀量：
：根據查閱資料書中
（2）精加工19mm底平面
從所給出的條件可以知道：
升降器箱體待加工工件的材料指定HT24-44，毛胚可以鑄件生產。
使用X51A形式的銑床來對工件進行加工。
根據查閱資料書
選擇硬質合金的材料制造的銑刀：， ，使用12齒的，這個銑刀的類型為細齒的。
切削時的余量：
深度切削制造加工：
每一個齒的吃刀量：根據查閱資料書，使用
制造時后的速度：根據查閱資料書，使用
銑床主軸加工升降器箱體時的轉動的速度：
根據查閱資料書中
每一個齒的吃刀量：
制造過程中的走刀量，根據查閱資料書知：
制造時每分鐘的走刀量：
加工這個步驟所要的時間
升降器箱體制造的寬度：根據升降器箱體毛坯件的圖紙 知道，
所用刀具制造的寬度：
所用刀具制造的寬度：
切削1次可以完成
制造所使用的時間：
根據查閱資料書中能夠計算出輔助費時
加工所花費的時間
切削層的寬度：根據升降器箱體毛坯件的圖紙 知道
所用刀具制造的寬度：精細加工
銑刀切出制造時的寬度：計算知道
切削1次可以完成
制造所花費的時間：
根據查閱資料書能夠計算出輔助費時
制造這道工序所花費時間：
+++
工序：鉆6－φ17mm孔
升降器箱體待加工工件的材料指定HT24-44，毛胚可以鑄件生產。
使用Z3040形式的鉆床來對工件17mm孔進行加工。
首先使用Φ17mm的鉆頭來對孔進行加工，其次在使用26mm的鉆頭擴26mm的孔，使用26mm的擴鉆來對孔進行制造。先把孔制造為17的孔
升降器箱體待加工工件的材料指定HT24-44，孔的距離加工到φ17mm，表面的光滑度要達到。選取Z3040鉆床來對孔進行制造，使用φ17mm的鉆頭對孔進行切削的加工
1）確定鉆削制造的用量.
機床切削速度的使用知
，的出被吃刀量的比是，，所以。從Z3040鉆床的說明里能夠得出。
根據查閱的資料，刀具的強度能夠負荷制造進給寬度。Z3040鉆床的進給機構可以負荷軸向力；從Z3040鉆床的說明里能夠曉得，能夠達到要求的鉆床進給寬度。
因為所用的進給寬度不大和與來說，故所選的可以達到要求。
進給量以及，以及加工的功率，根據查閱的資料，根據插入的辦法：
，
，
因為實際鉆孔的給出的條件和資料表里所給出的條件不一樣，所以應該修正的出的結論
根據查閱的資料，，，得
從Z3040鉆床的說明里能夠曉得，使用。實際鉆孔的速度得
根據查閱的資料，，得
機床的功率的檢驗 鉆孔的功率知
機床滿足加工的功率
所以鉆孔用量可以達到。得
，，
計算
，，
工序 擴6－φ26mm孔
使用Z3040形式的鉆床來對工件26mm孔進行加工。
使用26mm的鉆頭擴26mm孔，使用26mm的鉆頭來對孔進行制造。
切削加工的速度：,切削制造的速度
故加工時的的速度實際得：根據查閱的資料，得
根據機床主軸擴孔的速度：
，得到
擴鉆的轉動速度：得出
實際切削制造的速度：
進給量：
刀具切入零件時的寬度：
刀具切出時的寬度：
切削1次可以完成
機器制造所花費的時間：
根據查閱的資料,得出加工26mm的孔耗費的輔助工時
工序：鉆攻φ52孔端3－M6孔
選擇的鉆頭是YG6合金材料制造的，
進給量：根據，取
切削速度：參照，取
機床主軸轉速：，
鉆孔的切削時間計算按照如下式
（3.2）
式中
被切削層長度：本次按照切削的深度為
刀具切入長度：
：直柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算
刀具切出長度：，本次是鉆通孔，按照3mm
走刀次數為1
機動時間：
（2）攻M6孔
吃刀量
進給量：根據，取
切削速度：參照，取
機床主軸轉速：
，
攻絲孔的切削時間計算按照如下式
式中
被切削層長度：本次按照切削的深度為
刀具切入長度：查詢表5-46得知，本次的背吃刀量為
，切入長度為0.4mm
刀具切出長度：，
走刀次數為1
機動時間：
工序：鉆φ6mm孔
升降器箱體零件的材料指定HT24-44，孔徑為16mm的孔。Z3040式的鉆床來對孔進行加工，使用φ6mm的鉆頭。
進給量：根據，取
切削速度：參照，取
機床主軸轉速：
，
鉆孔的切削時間計算由式3.2可見
式中
被切削層長度：本次按照切削的深度為
刀具切入長度：
：直柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算
刀具切出長度：，本次是鉆通孔，按照3mm
走刀次數為1
機動時間：
輔助時間
作業(yè)時間
工序：鉆2－φ10mm孔，保證工序尺寸及粗糙度要求
機床：Z3040鉆床,鉆至φ10
進給量：由于,因此進給量
切削速度：按照參考書籍，選擇
根據鉆床主軸的轉動速度：
，取
鉆頭回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
次數為1
機動時間：
按照參考書籍能夠知道鉆2－φ10mm孔的輔助的時間
工序 鉆攻φ95孔端3－M8孔,保證工序尺寸及粗糙度6.3要求；
鉆φ6.7mm孔時首先選擇的是鉆加工到φ6.7mm孔
刀具：錐柄麻花鉆頭φ6.7
進給量：根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》，取
切削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》，取
機床主軸轉速：
，
鉆孔的切削時間計算由3.2可見
式中
被切削層長度：本次按照切削的深度為
刀具切入長度：
：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計算
刀具切出長度：，本次是鉆通孔，按照3mm
走刀次數為1
機動時間：
（2）攻絲M8
選擇絲錐M8
進給量：根據M8的螺距為0.8mm，取
切削速度：參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》，取
機床主軸轉速：
，
攻絲的切削時間計算按照如下式
（3.3）
式中
被切削層長度：本次按照切削的深度為
刀具切入長度：
刀具切入長度：
工序 鏜φ70mm孔Φ95mm孔
（1）粗鏜φ70mm孔Φ95mm孔
選擇合金鏜刀,粗加工吃刀量選擇為
進給量查詢參照，取
切削速度，得
機床轉速：
加工的時間按照下式計算
（3.4）
式中
：工件的實際深度為9mm
：粗加工選擇為4.0mm
主偏角，那么
，本次選取4mm
查詢選擇為5mm
進給次數為
（2）精鏜φ70mm孔Φ95mm孔
選擇合金鏜刀,精加工吃刀量選擇為
進給量查詢參照，取
切削速度查閱資料，得
機床轉速：
切削的時間由式3.4可見
式中
：工件的實際深度為9mm
：精加工選擇為0.5mm
主偏角，那么
，本次選取4mm
查詢選擇為5mm
進給次數為
工序 粗鏜φ52mm孔Φ60mm孔
機床選取T618鏜床
鏜刀材質選擇硬質合金鏜刀。
深度加工：，
加工時：由參考書籍的表2.4-69，深度制造。加工進給距離得出。
制造的速度：依據教科書籍取
主軸制造時的動度：
，
依據教科書籍得出
制造時的速度：
工作臺60秒鐘的加工進給距離：
被切削層的距度：
刀具切入的距離：
刀具切出時的距離： 選擇
行程的次數：
機器所用的工時：
依據教科書籍工步的另外的耗時是：
精鏜φ60孔
選用T618鏜床，來對零件進行加工
刀具選擇材質為硬質合金的鏜刀
機床的加工進給距離：依據教科書籍，刀具刀桿伸出的長度選擇，切削加工的深度是=。所以進給量確定為
切削加工的速度：依據教科書籍，得出
主軸制造時的轉動速度：
，取
實際的鏜削的速度：
鏜床工作臺每分鐘的進給量：
鏜削層的長?。?
鏜刀切入的長度得：
刀具切出的距離為： 取
行程的次數：
機器加工的時間：
工序 鉗工，檢驗
4 夾具設計
4.1 夾具設計要求
4.1 .1 設計夾具的基本要求
1.保證工件的加工精度
專用夾具應有合理的定位方案，標注合理的尺寸公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工要求。
2.提高生產效率
根據生產批量的大小，設計出具有不同復雜度的高效夾具，縮短了輔助時間，提高了生產效率。
3.良好的工藝
該專用夾具結構簡單合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。
特種夾具的制造屬于單件生產。當最終精度調整或維修，夾具應建造或修理，如建立適當的調整間隙、使用墊片。
4.很好用的
專用夾具操作簡單，省力，安全可靠，切屑方便。必要時可設置排水結構。
5.良好的經濟
除了特殊的夾具本身，結構簡單。此外，標準化低成本。根據生產計劃，對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。
4.1.2 對夾具體的要求
1.正確的精度和尺寸穩(wěn)定性
特定的表面，如定位元件的表面，工具的表面或導向元件，以及特定的安裝基座，都應具有適當的尺寸和形狀精度，并且它們之間應有適當的位置精度。
為了保持夾片尺寸穩(wěn)定，應對鑄件卡子進行時效處理，并對焊接和鍛造夾具進行退火處理。
2.有足夠的強度和剛度
在加工過程中，夾緊要求滿足較大的切削力和擰緊力。為了保證夾具不產生任何變形和振動，夾具必須具有足夠的強度和剛度。因此，夾具的具體要求有一定的壁厚。在鑄件和焊接夾具體中經常設置鋼筋，或者在不影響工件裝卸的情況下應用框架夾具。
3.結構良好。
夾具應便于制造、裝配和檢驗。鑄造夾具安裝在各種部件的表面上，并且為了減少加工面積而鑄造了凸模。夾毛表面與工件之間應留出足夠的間隙4～15毫米?；炷两Y構型式應便于工件的裝卸。
4.3 銑升降器箱體底平面夾具設計
該夾具主要用于底平面夾具的銑削加工。要求的精度不高，其它加工的零件和夾具之間的技術要求不那么高。因此，在加工過程中，如何保證加工表面的精度要求是需要考慮的主要問題。同時也要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，兩者之間的技術要求不是主要問題。
4.2.1 引出問題
為了提高零件的生產量，保證零件制造達到使用的要求量，使工人的勞動的強度能夠有所減低。所以制造升降器箱體時，就非常有必要設計專用的夾具，經過和指導老師商量，確定設計銑底平面的專用夾具一套，用于X51A銑床，刀具為硬質合金的銑刀，來對底平面進行加工。
4.2.2 原始質料的研究
本次設計的夾具主要是用來銑底平面，銑底平面線要達到平面度的要求，和其平面兩邊的位置度的要求。在加工銑底平面時，為了確保達到工件的技術的要求，最重要的是找到零件定位的基準。此時，應研究咋樣才能快速的加工出零件，和對工人勞動強度盡量的減少。
4.2.3 選擇使用定位的基準
研究升降器箱體的零件圖能夠看出：分析加工銑底平面時，底平面對銑中間大孔具有位置度的要求。為了使升降器箱體工件的定位的誤差，滿足要求的范圍以內，選擇底面以及側面的中心線的定位的方式，本種定位方式在結構上面簡單比較好操作。
4.2.4 研究計算切削力與夾緊力
本次的刀具銑削的時候才要高速鋼，根據如下的計算式來計算銑削力
銑刀為鍵槽銑刀
(4.1)
式中
：切削力
：使用高速鋼銑刀銑削的時候，工件材料及銑刀類型的系數查表選取
：銑削深度
：每齒進給量
：銑刀直徑
：銑削寬度
：銑刀每分鐘的轉速
：銑刀的齒數
：用高速鋼銑削的時候，工件材料機械性能不同的修正系數。對于結構鋼、鑄鋼為，對于灰口鑄鐵時為
：工件材料的抗拉強度MPa
：工件材料的布式硬度
按照查詢表格為，銑削深度按照前面計算的為，沒轉進給量為，銑刀直徑為，銑削寬度為，銑刀齒數，
代入上式
（2）夾緊力的計算
計算的公式如下
(4.2)
式中
：實際所需的夾緊力N
：切削力N
：安全系數，本次選擇為1
：夾緊元件與工件之間的摩擦系數，本次選擇為
：工件與夾具支承面間的