泵殼體零件加工工藝及夾具設計【銑頂面工序含CAD圖紙、說明書、卡片】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 畢 業(yè) 設 計（ 論 文 ） 題目 作者 學院 專業(yè) 學號 指導教師 年 月 日 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識，目的是通過完成此次畢業(yè)設計，熟練掌握機械加工的流程，為成為合格工藝工程師打下堅實基礎。 泵殼體零件的工藝規(guī)程及其銑頂面的工裝夾具設計及鉆孔夾具的設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。通過對零件進行分析設計了兩條工藝路線，通過分析比較選擇了一個更加合理的方案；設計出毛坯的結構和零件的加工基準，計算各個工部的工序進行尺寸并且決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；設計了銑刀夾具和鉆孔兩套夾具。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設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；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵字： 殼體；定位誤差；專用夾具；工藝規(guī)程 i Abstract The design of a wide range of knowledge covering manufacturing engineering and machine tool fixture design, metal-cutting machine tools, tolerance and measurement, etc. The purpose is to graduate by completing the design, mastering machining processes, to become a qualified process engineers laid a solid foundation. Technical rules and milling fixture top surface of the pump casing parts of the design include parts machining process design, process design, and special fixture design three parts. Through the analysis and design of the two parts of the process route, through the analysis and comparison of selecting a more reasonable option; design and processing benchmark rough structure and components, were calculated for each step of Industry and determine the size of each step of the process equipment and cutting; milling fixture design and drilling two fixtures. In the process design to first analyze the parts to understand parts of the process re-design of the rough structure, and select the machining datum good parts, design parts of the process line; then the part of each step of the process to calculate the size of a key It is to determine the technical equipment and cutting each step; then dedicated fixture design, select the design of the individual components of the fixture, such as positioning elements, clamping elements, guide elements, clamp connecting the machine parts and other components; positioning errors in the calculation of the fixture, analyze rationality and shortcomings fixture structure and design of attention to the improvement in the future. Key Words: Case; Positioning error; Special fixture; Process planning vi 目 錄 第一章 緒論 1 1.1 選題背景和意義 1 1.1.1 選題的背景 1 1.1.2 選題的意義 1 1.2 夾具設計發(fā)展概況 1 1.2.1 國內(nèi)夾具發(fā)展史 1 1.2.2 國外夾具發(fā)展史 2 1.2.3 國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.2.4 機床夾具的發(fā)展方向 2 1.3 本文主要研究工作 4 第二章 零件的分析 5 2.1 零件的作用 5 2.2 零件的工藝分析 5 2.3 泵殼零件加工的主要問題與工藝過程設計所應采取的相應措施 6 2.4泵殼體的材料、毛坯以及熱處理 7 2.4.1毛坯種類的確定 7 2.4.2 毛坯的形狀及尺寸的確定 7 2.4.3 毛坯材料的熱處理 7 第三章 工藝規(guī)程的設計 9 3.1 確定毛坯的制造形式 9 3.2 基面的選擇 9 3.3 制定工藝路線 9 3.3.1 工藝路線方案一 10 3.3.2 工藝路線方案二 11 3.4 各工序加工設備、刀具、量具選用以及機械加工余量的確定 11 3.5確定切削用量以及基本工時 13 第四章 銑床專用夾具的設計 28 圖4.2 夾具底座 29 4.1 專用夾具設計的基本要求 29 4.2 定位基準的選擇 29 4.3 定位方案的選擇. 30 4.4 定位誤差分析與計算 30 4.5 工件夾緊方式的確定 30 4.6 導引方式以及導引元件的確定 31 4.7 夾具體的設計 31 第五章 鉆孔專用夾具的設計 33 5.1 專用夾具設計的基本要求 33 5.2定位基準的選擇 34 5.3定位方案的選擇 35 5.4工件夾緊方式的確定 36 5.5 導引方式以及導引元件的確定 37 5.6 夾具體的設計 37 第六章 總結 39 參考文獻 40 致 謝 41 第一章 緒論 1.1 選題背景和意義 1.1.1 選題的背景 機械制造工藝對產(chǎn)品的質量控制起著重要作用，夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術要求準確定位和牢固加緊的工藝裝置，它主要用于保證產(chǎn)品的加工質量、減輕勞動強度、輔助產(chǎn)品檢測、展示、運輸?shù)?。工件的工藝分析及夾具設計是工藝工程師必備的專業(yè)素質。通過完成畢業(yè)設計，可以使設計者掌握機械加工的流程，為成為合格工藝工程師打下良好的基礎。 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的夾具，一般具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，大約擁有數(shù)千甚至上萬套夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔三到四年就要有50%到80%左右的夾具需要更新，而夾具實際的磨損量僅為10%到20%左右。 1.1.2 選題的意義 對夾具創(chuàng)新設計的研究，在機械制造方面當中有著重要的意義： A 保證加工精度? 用機床夾具裝夾工件，能準確確定工件與刀具、機床之間的相對位置關系，可以保證加工精度。? B 提高生產(chǎn)效率? 機床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高生?產(chǎn)效率。? C 減輕勞動強度? 機床夾具采用機械、氣動、液動夾緊裝置，可以減輕工人的勞動強度。? D 擴大機床的工藝范圍? 利用機床夾具，能擴大機床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能. 1.2 夾具設計發(fā)展概況 1.2.1 國內(nèi)夾具發(fā)展史 我國國內(nèi)的夾具源于20世紀60年代，當時創(chuàng)辦了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了多個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當時全國年產(chǎn)組合夾具元件量曾達到800萬件的水平。20世紀80年代以后，兩廠又各自獨立研發(fā)了適合NC機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，而且還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口一些NC機床、加工中心，而由國外所生產(chǎn)的配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)省了大量外匯。 1.2.2 國外夾具發(fā)展史 從國際上看俄國、德國和美國是生產(chǎn)組合夾具的主要國家。當前國際上的夾具企業(yè)多為中小企業(yè)，專用夾具、可調整夾具大多只能接受本地區(qū)與國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已漸漸成為國際貿(mào)易中的一個品種。有關夾具和組合夾具的產(chǎn)值與貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的夾具，而組合夾具的大型基礎件更為昂貴。由于我國在組合夾具技術上有歷史的積累與性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO與制造業(yè)全球一體化的趨勢，尤其是電子商務的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口量的良好前景。 1.2.3 國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，大多數(shù)企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等規(guī)模的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)當中，每隔3~4年就要更新50%~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10%~20％左右。近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)、等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下一些新的要求： A 能迅速并方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)所準備的周期，降低生產(chǎn)成本； B 能裝夾一組有相似性特征的工件； C 能適用精密加工的高精度機床夾具； D 能適用各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具； E 采用以液壓站等為動力源的高效夾緊機構，以進一步減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率； F 提高機床夾具的標準化程度。 1.2.4 機床夾具的發(fā)展方向 隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，對機械裝備制造業(yè)提出了越來越高的要求。作為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品與民用產(chǎn)品的重要工藝裝備，夾具已發(fā)展成為了一門產(chǎn)業(yè)。專用機床夾具產(chǎn)品的應用也愈來愈廣泛了，優(yōu)秀夾具的應用對產(chǎn)品的加工成本﹑質量和生產(chǎn)效率產(chǎn)生了很大的影響?，F(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化﹑模塊化和通用經(jīng)濟化等四個方面。 A 精密化 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面的垂直度達到?0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國戴美樂公司制造的4m長?、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度?和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復安裝的定位精度高達±5μm；瑞士EROWA柔性夾具?的重復定位精度高達2~5μm。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制?造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。 B 高效化 為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣?動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊?和松開工件只用1~2秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造?了條件。為了縮短在機床上安裝與調整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可?完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國杰金斯公司的球鎖裝夾系?統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)?線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用。????? C 模塊化? 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)?能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與?組裝打下基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案?庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既?能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。 D 通用﹑經(jīng)濟 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國demmeler(戴美樂)公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應用的價值。 1.3 本文主要研究工作 某泵殼體零件機械加工工藝及其典型夾具設計是本次課題的研究內(nèi)容，對此研究翻閱大量的資料，首先了解機械加工的工藝過程，也就是用切削的方法去改變毛坯的形狀、尺寸與材料的物理特性，以達到零件所需要的精度與粗糙度等要求。為了能具體的說明其整個過程，使工件按照零件圖的技術要求加工出來，就需要制定復雜的機械加工工藝規(guī)程作為生產(chǎn)的指導性技術文件，這也是本次課題的目的。 在這個設計過程當中,我們還必須考慮工件的夾緊與定位.定位的正確與否直接影響到工件的加工精度。夾具是加工工件時,為完成某道加工工序,用來正確快速安裝工件的裝置.它對保證加工精度、提高生產(chǎn)率與減輕工人勞動量有著很大作用。這是本次設計的重點與難點。 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給定的是泵殼體零件，它是一種起支撐、連接其他零件與承受負荷的零件，也是機器與部件的基礎零件。它通過底面、上端面與側面的孔或螺紋孔來和管道或其他殼體零件連接在一起，使這些零件之間保持正確的位置關系，并通過殼體的孔來進行液體或氣體的傳輸。因此殼體零件的加工直接影響到機器的性能、精度與壽命。零件圖毛坯圖如圖2.1所示： 圖2.1 毛坯圖 2.2 零件的工藝分析 從零件結構看，該零件結構簡單﹑形狀﹑位置精度要求不高，表面粗糙度一般，用一般的加工方法即可達到工藝要求。 該殼體可以分成三組加工表面，且三者之間與其各內(nèi)部之間存在著一定的位置關系，現(xiàn)分述如下: 殼體底面 粗糙度Ra25 殼體頂面 粗糙度12.5 Φ30H7孔 粗糙度Ra6.3 Φ48H7孔 粗糙度Ra6.3、Ra12.5 Φ12孔 粗糙度Ra25 M6螺紋 4-Φ16 粗糙度Ra25 4-Φ7孔 6-Φ14孔 粗糙度Ra25 6-Φ7孔 285槽 粗糙度Ra12.5 Φ6孔 粗糙度Ra25 Φ12孔 粗糙度Ra6.3、Ra25 2-M6螺紋 Φ30端面上Φ12孔 粗糙度Ra25 Φ30端面上Φ20孔 粗糙度Ra12.5、Ra25 2.3 泵殼零件加工的主要問題與工藝過程設計所應采取的相應措施 機體是機器和部件的基礎零件,由它將機器與部件中的許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能互相協(xié)調地運動。 各種泵殼類零件由于功用不同,形狀結構也存在很大差別,但結構上也存在著相同的特點: A 尺寸一般,泵殼體尺寸一般,大小適中。 B 形狀復雜 其復雜程度取決于安裝在泵殼上的零件的數(shù)量以及在空間中的相互位置,為確保零件的載荷和作用力,盡量縮小體積。有時為了不禁需要縮小機械加工量或減輕零件的重量,而且又要保證足夠的剛度,常在鑄造時減小壁的厚度,再在必要的地方增加筋板﹑凸臺﹑凸邊等結構來滿足工藝和力的要求。 C 精度要求 有若干個尺寸精度與相互位置精度要求很高的平面與孔，這些平面與孔的加工質量將直接影響機器的裝配精度，使用性能與使用壽命。 D 有許多的緊固螺釘安裝孔 這些孔雖然沒有什么特殊的要求。但由于其分布在大型零件上，有時給加工帶來了很大的困難。 由于泵殼有以上共同的特點，所以機械加工勞動量相當大，困難也相當大，例如：泵殼在鉆時，要如何保證位置角度問題，都是加工過程較困難的問題。 2.4泵殼體的材料、毛坯以及熱處理 2.4.1毛坯種類的確定 常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件﹑沖壓件﹑各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，大都要綜合考慮以下幾個因素： A 依據(jù)零件的材料以及機械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為ZL102，其鑄造性很好，故選用鑄造毛坯；強度要求高且形狀不太復雜的鋼制品零件一般采用鍛件。 B 依據(jù)零件的結構形狀與外形尺寸來確定毛坯，例如：結構比較復雜的零件采用鑄件比鍛件合適；結構簡單的零件適宜選用型材﹑鍛件；大型軸類零件大都采用鍛件。 C 依據(jù)生產(chǎn)類型來確定毛坯。大批量生產(chǎn)中，應選用制造精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如：模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則一般采用設備簡單甚至采用手工的毛坯制造方法，例如：手工木模砂型鑄造。 D 確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，又要注意采用新工藝、新技術、新材料的可能性。 本泵殼體是大批量生產(chǎn)，材料為ZL102，所采用的是鑄造成型。 2.4.2 毛坯的形狀及尺寸的確定 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或者減去（對于內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能和零件相適應。在確定毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還需要考慮下列問題： （1） 為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或者不易加工的零件需要考慮增加工藝搭子。 （2） 為了提高機械加工的生產(chǎn)效率，有的小零件可以作成一坯多件。 （3） 一些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至多個合制成一個毛坯。例如：連桿和連桿蓋在一起模鍛，待加工至一定程度再切割分開。 在確定毛坯時，需要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸金和零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但是這樣可能導致毛坯制造難度加大，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加了毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀以及尺寸的確定，一定要考慮到零件成本的問題。但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定之后，可根據(jù)此繪出毛坯圖。 2.4.3 毛坯材料的熱處理 泵殼的毛坯大部分采用了整體鑄鐵件。毛坯在未進入機械加工車間之前，為了消除毛坯的內(nèi)應力，對毛坯應進行人工的實效處理，對某些大型的毛坯與易變形的零件粗加工之后要再進行時效處理。 在毛坯鑄造時，應防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷的出現(xiàn)。特別是主要加工面的要求更高。重要的泵殼毛坯還應達到規(guī)定的化學成分與機械性能要求。 - 41 - 第三章 工藝規(guī)程的設計 3.1 確定毛坯的制造形式 題目所給零件是殼體，所以對密封性的要求較高。零件材料為ZL120。零件的加工尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)率，保證加工精度之后可采用鑄造成型。零件形狀并不復雜，因此形狀毛坯可與零件形狀盡可能接近。由技術要求可知該零件為鑄件，參考機床夾具設計手冊可知，根據(jù)鑄件制造方法，采用金屬型鑄造，其經(jīng)濟性精度最好。 3.2 基面的選擇 機械加工過程中,定位基準的選擇合理與否決定零件質量的好壞,對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當用夾具安裝工件時，定位基準的選擇還會影響到夾具結構的復雜程度。因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問題。 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確和合理，可使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，在加工工藝過程中可能會出現(xiàn)問題，甚至還會造成大批零件報廢，使生產(chǎn)無法正常的進行。 A 粗基準的選擇 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。從零件圖標注可以看出，選取頂端面與底端面為粗基準。 B 精基準的選擇 根據(jù)基準重合原則，選取頂端面作為精基準。工件在最初加工時，只能以毛坯上未加工過的表面作為定位基準，這個是粗基準。該零件應該選用上端面作為粗基準來加工其底面。以上選擇符合粗基準選擇原則中的（如果必須保證零件某些重要表面的加工余量分布均勻，就應該選擇該表面作為粗基準，應該用毛坯的尺寸與位置可靠表面，而且平整具有足夠大的面積作為基準）在以后的工序當中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準，這個基準也就是精基準。在選精基準時采用基準重合；基準統(tǒng)一；自為基準以便于裝夾。這樣定位比較的簡單可靠，為以后加工重要表面時做好了準備。 3.3 制定工藝路線 （1）分析零件圖樣 （2）確定毛坯類型或型材規(guī)格 （3）擬定工藝路線 （4）確定各工序的加工余量和工序尺寸及公差 （5）確定各工序的機床設備及工、夾、刀、量具 （6）確定切削用量 （7）確定工時定額 （8）填寫工藝文件并完成審批手續(xù) 零件的技術要求分析：通過分析產(chǎn)品零件圖和裝配圖，了解零件在產(chǎn)品結構中的作用和裝配關系，從而對其技術要求進行審查，確定其是否恰當，工藝上能否實現(xiàn)，找出技術要求的關鍵問題，以便采取適當措施，為合理制定工藝規(guī)程作好必要的準備。? 零件結構的工藝分析：所設計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。 擬訂工藝路線：是設計的總體布局，主要任務是：選擇零件表面的加工方法確定加工順序劃分工序，在切削加工的工序中，可以選擇各工序的工藝基準，確定工序尺寸，設備工裝，切削用量和時間定額等。 分階段加工：粗加工﹑半精加工﹑精加工﹑光整加工（研磨或拋光）。 定位：工件在機床和夾具中占有正確位置的過程。 裝夾：工件在機床或夾具中定位并夾緊的過程。 制定工藝路線的出發(fā)點，應該是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能夠得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為中小型大批生產(chǎn)的條件之下，可以考慮采用萬能型機床配備專用夾具，并盡量的使工序集中以提高生產(chǎn)率。除此之外，還應該考慮到經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量的降低。 3.3.1 工藝路線方案一 工序01：鑄造 工序02：時效處理，消除內(nèi)應力 工序03：銑殼體底面 工序04：銑殼體頂面 工序05：擴Φ28孔至Φ29.8；鉸Φ29.8孔至Φ30H7；倒角C2 工序06：擴Φ30孔至Φ48H7；倒角C2 工序07：鉆殼體頂面Φ12孔深40；鉆殼體頂面M6螺紋底孔Φ5.1深18；攻殼體頂面M6螺紋深16 工序08：锪平4-Φ16 工序09：鉆4-Φ7孔 工序10：锪平6-Φ14 工序11：鉆6-Φ7孔 工序12：銑285槽 工序13：鉆Φ6孔；擴Φ6孔至Φ12深8；鉆2-M6螺紋底孔Φ5.1深15；攻2-M6螺紋深13 工序14：鉆Φ30端面上Φ12孔；擴Φ12孔至Φ20深12；倒角C2 工序15：去毛刺 工序16：檢驗至圖紙要求 工序17:入庫 3.3.2 工藝路線方案二 工序01：鑄造 工序02：時效處理，消除內(nèi)應力 工序03：銑殼體底面 工序04：銑殼體頂面 工序05：擴Φ28孔至Φ29.8；鉸Φ29.8孔至Φ30H7；倒角C2 工序06：擴Φ30孔至Φ48H7；倒角C2 工序07：鉆殼體頂面Φ12孔深40；鉆殼體頂面M6螺紋底孔Φ5.1深18；攻殼體頂面M6螺紋深16 工序08：锪平4-Φ16；鉆4-Φ7孔 工序09：锪平6-Φ14；鉆6-Φ7孔 工序10：銑285槽 工序11：鉆Φ6孔；擴Φ6孔至Φ12深8；鉆2-M6螺紋底孔Φ5.1深15；攻2-M6螺紋深13 工序12：鉆Φ30端面上Φ12孔；擴Φ12孔至Φ20深12；倒角C2 工序13：去毛刺 工序14：檢驗至圖紙要求 工序15:入庫 工藝路線比較：方案一與方案二的區(qū)別在于，方案二把锪平4-Φ16；鉆4-Φ7孔放在了一道工序里，把锪平6-Φ14；鉆6-Φ7孔也放到一個工序里，方案一則是把它們分開來加工，通過零件圖觀察分析，我們知道，如果兩個合在一個工序里，鉆孔時麻花鉆沒法鉆部分被擋到的孔，故采用方案一。 3.4 各工序加工設備、刀具、量具選用以及機械加工余量的確定 1. 殼體底面的加工余量 鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 2. 殼體頂面的加工余量 鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 3. Φ30H7孔的加工余量 鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=1.0mm,表面粗糙度6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-8知，需經(jīng)過擴——鉸方能滿足其精度要求，首先擴Φ28孔至Φ29.8，再鉸Φ29.8孔至Φ30H7。 4. Φ48H7孔的加工余量 鑄件尺寸公差等級8級，加工余量等級MA-E，因其尺寸與Φ30H7孔相差不大，故采用相同的毛坯孔，加工Φ30H7孔后，直接擴Φ30H7孔至Φ48H7深14。 5. Φ12孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，孔的表面粗糙度Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可達到其精度要求。 6. M6螺紋的加工余量 因螺紋的尺寸較小，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20知，先鉆M6螺紋底孔Φ5.1，再攻M6螺紋。 7. 4-Φ7的加工余量 因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可達到其精度要求。 8. 6-Φ14孔的加工余量 因本工序只是锪平，不需要留余量，表面粗糙度Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步锪削即可滿足其要求。 9.6-Φ7孔的加工余量 因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可達到其精度要求。 10. 285槽的加工余量 因尺寸較小，故不留余量，表面粗糙度Ra12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其要求。 11. Φ6孔的加工余量 因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，孔的面粗糙度Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步鉆削即可達到其精度要求。 12. Φ12孔的加工余量 因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ12在Φ6孔的基礎上進行加工，也是就擴Φ6孔至Φ12，表面粗糙度Ra6.3、Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步加工即可滿足其精度要求。 13. 2-M6螺紋的加工余量 因螺紋的尺寸較小，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20知，先鉆M6螺紋底孔Φ5.1，再攻M6螺紋。 14. Φ30端面上Φ12孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造。粗糙度Ra125，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步削即可滿足其精度要求。 15. Φ30端面上Φ20孔的加工余量 因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ20在Φ12孔的基礎上進行加工，也是就擴Φ12孔至Φ20，表面粗糙度Ra12.5、Ra25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，一步加工即可滿足其精度要求。 16．其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 3.5確定切削用量以及基本工時 工序01：鑄造 工序02：時效處理，消除內(nèi)應力 工序03：銑殼體底面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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?。?00 當＝800r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 工序04：銑殼體頂面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 工序05：擴Φ28孔至Φ29.8；鉸Φ29.8孔至Φ30H7；倒角C2 工步一：擴Φ28孔至Φ29.8 利用擴孔鉆將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：鉸Φ29.8孔至Φ30H7 根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：倒角C2 工序06：擴Φ30孔至Φ48H7；倒角C2 工步一：擴Φ30孔至Φ48H7 利用擴孔鉆將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：倒角C2 工序07：鉆殼體頂面Φ12孔深40；鉆殼體頂面M6螺紋底孔Φ5.1深18；攻殼體頂面M6螺紋深16 工步一：鉆殼體頂面Φ12孔深40 1、加工條件 加工材料:鑄鐵。 工藝要求：孔徑d=12mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z525立式鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=12mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm=651.4r/mm 根據(jù)Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=600r/mm，=20mm/min。 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=40mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（40+6）mm=46mm 故有： t==0.307min 工步二：鉆殼體頂面M6螺紋底孔Φ5.1深18 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 636r/min 按機床選取n=600r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步三：攻殼體頂面M6螺紋深16 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r 478r/min 按機床選取n=475r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工序08：锪平4-Φ16 1、加工條件 加工材料:鑄鐵 工藝要求：孔徑d=16mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀（如圖3所示），其直徑d=16mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=75mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=751.01.00.751.0m/min56.3m/min =r/mm=896r/mm 根據(jù)Z3025型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=800r/mm，，=25mm/min 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=8mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（8+6）mm=14mm 故有： t==0.280min 工序09：鉆4-Φ7孔 1、加工條件 加工材料:鑄鐵。 工藝要求：孔徑d=7mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=12mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm=1024r/mm 根據(jù)Z3025型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=1000r/mm，=35mm/min。 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=8mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（8+6）mm=14mm 故有： t==0.224min 工序10：锪平6-Φ14 1、加工條件 加工材料:鑄鐵 工藝要求：孔徑d=14mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀（如圖3所示），其直徑d=16mm 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=75mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=751.01.00.751.0m/min56.3m/min =r/mm=921r/mm 根據(jù)Z3025型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=800r/mm，，=25mm/min 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=7mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（7+6）mm=13mm 故有： t==0.390min 工序11：鉆6-Φ7孔 1、加工條件 加工材料:鑄鐵。 工藝要求：孔徑d=7mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=12mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm=1024r/mm 根據(jù)Z3025型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=1000r/mm，=35mm/min。 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=8mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（8+6）mm=14mm 故有： t==0.336min 工序12：銑285槽 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62W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＝600 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 工序13：鉆Φ6孔；擴Φ6孔至Φ12深8；鉆2-M6螺紋底孔Φ5.1深15；攻2-M6螺紋深13 工步一：鉆Φ6孔 1、加工條件 加工材料:鑄鐵。 工藝要求：孔徑d=6mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用臥式鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d=6mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm=1089r/mm 根據(jù)臥式鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=1000r/mm，=36mm/min。 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=3mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（3+6）mm=9mm 故有： t==0.036min 工步二：擴Φ6孔至Φ12深8 利用擴孔鉆將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按鉆床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：鉆2-M6螺紋底孔Φ5.1深15 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 636r/min 按機床選取n=600r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步四：攻2-M6螺紋深13 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r 478r/min 按機床選取n=475r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工序14：鉆Φ30端面上Φ12孔；擴Φ12孔至Φ20深12；倒角C2 工步一：鉆Φ30端面上Φ12孔 1、加工條件 加工材料:鑄鐵。 工藝要求：孔徑d=12mm，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用臥式鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=12mm 鉆頭幾何形狀為（根據(jù)《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm=651.4r/mm 根據(jù)臥式鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=600r/mm，=20mm/min。 4．計算基本工時 根據(jù)公式 式中，，l=36mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得， L=（36+6）mm=42mm 故有： t==0.280min 工步二：擴Φ12孔至Φ20深12 利用擴孔鉆將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按鉆床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：倒角C2 工序15：去毛刺 工序16：檢驗至圖紙要求 工序17:入庫 第四章 銑床專用夾具的設計 為了提高生產(chǎn)率，保證加工的質量，降低勞動的強度，需要設計專用夾具。專用夾具是指特意為某一工件的某一工序而專門設計的夾具，因為其用途專一而得名。其特點是結構緊湊﹑操作迅速、方便、省力，可以保證具有較高的加工精度與生產(chǎn)效率，但是設計制造周期較長、制造費用也比較高。主要適用于產(chǎn)品固定而且批量較大的生產(chǎn)中。 經(jīng)過設計，所得圖如4.1所示，4.2所示： 圖4.1 裝配圖 圖4.2 夾具底座 4.1 專用夾具設計的基本要求 A 夾具設計應該滿足零件加工工序的精度要求； B 應該能提高加工生產(chǎn)率； C 操作方便、省力且安全； D具有一定的使用壽命與較低的夾具制造成本； E夾具元件應該滿足通用化、標準化、系列化的“三化”要求； F具有優(yōu)秀的結構工藝性：便于制造、檢驗、裝配、調整與維修。 4.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。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規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設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。我們采用已加工過的殼體底面、Φ30H7的毛坯孔及一側面作定位基準，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用移動壓板夾緊工件。 4.3 定位方案的選擇. 本道工序需要限制六個自由度，即沿著X、Y、Z軸的移動與繞X、Y、Z軸的旋轉。采用兩側面與一端面進行定位，然后再用緊定螺釘與光面壓塊對工件進行夾緊，從而對零件進行機械加工。 4.4 定位誤差分析與計算 該夾具是以側面與端面為定位基準，為了滿足加工工序的加工要求，必須保證工序中誤差總和等于或小于此工序所規(guī)定的工序公差。 ?30孔軸線和側面為線性尺寸一般公差。按照國家標準的規(guī)定，由互換性與技術測量中表可知： 取（中等級）即 ：尺寸偏差為（）. 由夾具結構設計手冊可得： A. 定位誤差為： B. 夾緊安裝誤差為: ； ； ； C. 磨損所造成的加工誤差為：通常會小于. D. 夾具的相對刀具位置誤差為：取. 誤差總和為：. 從以上的分析可以看出，所設計的夾具能夠滿足零件的加工精度要求。 4.5 工件夾緊方式的確定 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源差別，夾具可以分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具，氣液夾具、電動夾具、磁力夾具和真空夾具等。本裝置所采用的是手動夾具。 （1） 夾緊力的作用方向. 1) 夾緊力的作用方向應當不破壞工件定位的準確性與可靠性； 2) 夾緊力的方向應當和工件剛度最大的方向一致，以減小工件的變形； 3) 夾緊力方向應使所需夾緊力盡可能的減小。 （2） 夾緊力的作用點. 1) 夾緊力的作用點應該能夠保證工件的定位穩(wěn)定，不致于引起工件位移或者偏轉； 2) 夾緊力的作用點應有利于縮小夾緊變形； 3