组合夹具毕业设计样本.doc

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1 引言
本次的毕业设计课题是箱座的加工工艺及夹具设计, 其主要有二个任务: ( 1) 设计优化箱座的工艺路线, 在能保证产品质量的前提下, 获得较好的经济效益、 较高的生产效率, 而且能达到便于操作和维护; ( 2) 以SolidWorks软件为开发平台, 根据软件提供的多种标准件和合件等组成的夹具库, 从而实现快速响应设计和大规模定制设计。箱座的结构较为复杂, 加工的表面多, 因此一般在箱座零件图上都对它们的、 及其提出较高的要求, 因此在制定箱座加工工艺时如何保证、 及其就成为了考虑的重点。
夹具有很多地方法, 在这不多介绍, 此次研究的对象是组合夹具。夹具是机床夹具中系列化、 标准化、 通用化, ”三化”程度最高的一种夹具。随着数控机床的广泛应用, 组合夹具由于其结构灵活多变、 柔性好、 元件能够实现长期重复的使用及其设计和组装的周期短等特点, 使其在企业中得到广泛的运用。因此组合夹具的设计效率和设计质量会对产品的质量和上市时间产生的影响就越来越大。在长期的实际的生产中, 企业已经在组合夹具的设计过程中积累了丰富而宝贵的设计经验, 当前迫切需要就是有一种高效可行的方法能够重复利用这些已有的设计经验来提高组合夹具的设计质量和效率。
2 箱座的分析
2.1箱座的功用
课题选取的是生产实际中的一个部件——级圆柱齿轮减速器的箱座。减速器箱体是减速器外壳部分, 它里面存放齿轮、 轴等核心零件, 它的二对支承孔用来支承二根轴, 因此是齿轮和轴的正常运行的重要支撑。

图1: —级圆柱齿轮减速器的箱座
2.2箱座的工艺分析
该箱座需要加工的是箱座下底面、 支承孔、 结合面、 箱座的四周平面。在箱盖和箱座合箱后, 能够保证边缘应平齐, 相互错位时每边不大于2mm。未注的铸造箱座的圆角为R3—R5, 未注的倒角为C2, 其表面粗糙度为Ra12.5μm。
2.2．1主要支承孔的精度
该箱座的主要支承孔的尺寸及公差为左支承孔φ100H7( ) , 表面粗糙度为Ra1.6μm, 右左支承孔φ80H7( ) , 表面粗糙度为Ra1.6μm, 二个支承孔的形状精度( 圆度和圆柱度) 不超过孔径的公差一半箱座的左支承孔同轴度为φ0.025mm, 右支承孔同轴度为φ0.01mm。之间既规定公差为±, 之间的之间公差为, 从而保证齿轮副地齿啮合质量。6个地脚螺栓孔的表面粗糙度为Ra12.5μm, 箱盖和箱座连接螺栓孔的表面粗糙度为Ra12.5μm。
2.2．2主要平面的精度
箱座的底面平面度为0.35mm, 表面粗糙度为Ra6.3μm, 箱座四壁平面的表面粗糙度为Ra6.3μm, 二个支承孔端面的表面粗糙度为Ra3.2μm, 箱盖和箱座结合面的平面度为mm, μm。个平面间的为0.03mm, 垂直度为0.1mm。

图2: —级圆柱齿轮减速器的箱座
2.3确定箱座的生产类型
按照企业生产要求, 箱座的年产量为/年, 当, 机械加工时, 箱座的年为:
4000台/年×1件/台×( 1+8%+1%) =4360件/年
N: 零件的生产纲领( 件/年)
Q: 产品的年产量( 台/年)
n: 在每台产品中该零件数量( 件/台)
a%: 备品率, 一般取2%—4%
b%: 废品率, 一般取0.3%—0.7%
由此可见, 箱座的年产量是4360件, 箱座能够看成是一个独立的部分, 属于轻型机械, 因此根据《机械加工工艺手册》中生产类型的规范, 能够确定箱体的生产类型是中批生产。
2.4箱座的材料与毛坯
由于箱座的形状复杂, 且根据生产类型, 一般采用铸造成型, 不易变形, 也减少了加工的复杂性, 同时能提高精度。根据材料所受载荷大小, 一般可用灰铸铁HT150, 因其不但具有良好的铸造性、 耐磨性及可切削加工性等, 而且其吸震性也好、 成本价格又低。
铸件毛坯的制造方法有很多, 根据中批生产类型、 结构、 形状及尺寸确定使用金属模铸造。
3 工艺路线地拟定
的拟定包括以下6个部分: 定位基准的选择, ②各加工表面加工方法的确定, ③划分加工阶段, ④确定工序集中程度, ⑤安排工序顺序⑥制定工艺路线。
3.1定位基准地选择
地选择是工艺规程制定中的重要环节, 也是工艺路线正确与否的重要前提条件。正确而合理的选择定位基准, 对确保加工质量、 缩短工艺路线、 提高生产率及保证加工技术要求起着至关重要的影响。
3.1.1选择精基准
选择一般需要遵守以下原则:
（1） 原则
（2） 基准重合原则
（3） 互为基准原则
（4） 基准原则
本课题的—级圆柱齿轮减速器的箱座采用箱座底面和二个工艺孔作为定位精基准, 它们是箱座的主要孔的设计基准, 和其它平面及支承又有一定的位置关系, 选择它们作为, 对于保证箱座的各加工表面的相互和简化各加工工序夹具设计是有益的, 而且定位的面积大、 稳定性、 强精度高。
3.1.2粗基准地选择
在地选择时一般主要考虑的有两个问题:
( 1) 加工面与不加工面之间的;
( 2) 分配各加工面的。
在这里。用箱座的结合面作为粗基准。
3.2选择表面加工方法
箱座的加工表面加工方法主要地两部分是平面加工方法和孔系加工方法。加工方法的选择要根据每个表面的精度要求。
3.2.1平面的加工方法
箱座平面的加工方法一般有车、 铣、 刨、 磨、 抛光等, 车削、 刨削和铣削常作为平面的粗加工和半精加工, 磨削、 抛光作为平面精加工。
（1） 车削平面: 适合于回转零件的端面加工, 一般在车削内外圆面的通一次装夹中加工出端面, 以此保证端面与内外轴线的垂直度。
（2） 刨削平面: 通用性高。主要运动是直线往复运动, 因此加工的平面度较好。
（3） 平面: 生产效率比刨削还要高。
（4） 平面: 磨削地精度是很高滴, 能达到地范围是Ra1.6μm-Ra0.8μm, 。
3.2.2孔系的加工方法
箱座上一系列有相互位置要求的孔称为孔系, 孔系可分为平行孔系、 同轴孔系、 交叉孔系。保证孔的加工精度是箱座加工的关键。孔加工主要有钻、 扩、 镗、 铰、 磨、 拉等。
（1） 平行孔系的加工: 对于平行孔系除要保证各孔的尺寸精度和表面粗糙度外, 还需要保证各孔轴线间、 轴线与基面间的平行度, 而且要保证各孔轴线间、 轴线与基面间的距离精度。
（2） 同轴孔系的加工: 同轴孔系的加工主要考虑如何控制同轴度。
对于箱座中平面的表面粗糙度为Ra12.5μm时, 相当于IT11级, 能够考虑粗车、 粗铣。粗刨。箱座底面和箱座四壁的表面粗糙度为Ra6.3μm, 相当于IT10级, 能够考虑半精铣、 半精车、 半精刨。箱座的支承孔端面表面粗糙度为Ra3.2μm, 相当于IT8级, 能够经过粗车-半精车-精车的加工方法达到。箱座和箱盖的结合面的表面粗糙度为Ra1.6μm, 相当于IT7级, 能够经过粗铣-半精铣-精铣的加工方法达到, 也能够经过粗刨-半精刨-精刨的加工方法达到。
对于箱座中左支承孔φ100H7( ) , 表面粗糙度为Ra1.6μm, 达到了IT7级, 能够经过钻-扩-粗铰-精铰的加工方法获得, 也能够经过钻-扩-拉的加工方法获得, 或则经过粗镗-半精镗-精镗的加工方法获得。对于右左支承孔φ80H7( ) , 表面粗糙度为Ra1.6μm, 通用能够经过其上的几种加工方法获得。对于螺栓孔表面粗糙度为Ra12.5μm, 相当于达到IT11级, 直接钻孔得到。
3.3划分加工阶段
加工过程常常被划分为几个阶段:
( 1) 阶段
( 2) 半精加工阶段
( 3) 精加工阶段
( 4) 加工阶段
需要指出地是: 实际生产中, 划分要根据具体情况而定。
3.4确定工序集中程度
需要指出的是工序和工序都是各有特点地, 决定按哪种原则, 则必须要综合分析具体情况。
3.5安排工序顺序
在拟定箱座的机械加工工艺规程时, 不但要考虑机械加工工序, 还应该考虑热处理工序和辅助工序。
箱座加工中一般要遵守地原则有:
（1） 后孔
（2） 分开, 先粗后精
（3） 后次
（4） 先基准后其它
3.6制定工艺路线
制定工艺路线需要遵守的一般原则是在保证箱座合理的形状精度、 尺寸精度、 位置精度和表面质量的前提下, 尽可能的提高生产效率, 降低生产的成本, 从而获得较高的经济效益。
这里几点需要说明:
顶面的半精铣要安排在四壁加工后进行, 以免箱盖装配后配合不严。
在镗模上一次精镗二对支承孔, 来达到图纸技术要求, 保证同轴孔系的同轴度, 镗孔前的预备工序是钻、 粗镗、 半精镗。
箱座上其它的螺栓孔。螺纹孔, 安排在最后采用钻模加工。
在制定工艺路线时, 往往提出二个或多个可行性的工艺方案, 在经过最终论证后选择一个最佳地方案。
表1
:

工序名 称

清砂
清除冒口、 型砂、 飞边、 飞刺等

15
热处理
时效处理

20
涂漆
非加工面涂防锈漆

25
铣
以箱座结合面为基准粗、 半精铣箱座下底面, 达到图纸要求
箱座结合面
立式铣床
30
铣
以箱座下底面为基准粗、 半精、 精铣箱座结合面, 达到图纸要求
箱座下底面
立式铣床
35
钻
以下底面为基准钻工艺孔2×Φ11, 并对2×Φ11锪孔Φ24至图纸要求
箱座下底面
摇臂钻床
40
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻6×Φ20, 并对6×Φ20锪孔Φ45至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
45
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻结合面连接孔6×Φ13, 并对6×Φ13锪孔Φ30至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
50
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻油标尺孔、 排油孔, 并对油标尺孔锪孔至图纸要求, 攻M12、 M16至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
55
合箱
将箱盖与箱座合箱, 用螺栓联接好箱座与箱盖

60

钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻、 铰锥销孔2×Φ8至图纸要求, 并转入定位销
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
65
铣
以下底面和二个工艺孔为基准粗、 半精铣箱座四壁表面至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
卧式铣床
70
铣
以下底面和二个工艺孔为基准粗、 半精、 精铣箱座支承孔二测端面至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
卧式铣床
75
粗镗
以下底面和二个工艺孔为基准粗镗支承孔Φ100、 Φ80, 并倒角
箱座下底面、 二个工艺孔
立式镗床
80
半精镗
以下底面和二个工艺孔为基准半精镗支承孔Φ100、 Φ80, 并倒角
箱座下底面、 二个工艺孔
立式镗床
85
精镗
以下底面和二个工艺孔为基准精镗支承孔Φ100、 Φ80并倒角, 至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
立式镗床
90
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻左右支承孔端面上3×M8-7H孔, 攻M8至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
95
倒角
倒各C2角达到图纸要求

100
钳
拆开箱体, 清除毛刺和切屑

钳工台
105
检验

110
入库

表2
工艺路线方案二:

工序名 称

铸造

10
清砂
清除冒口、 型砂、 飞边、 飞刺等

15
热处理
时效处理

20
涂漆
非加工面涂防锈漆

25
铣
以箱座结合面为基准粗、 半精铣箱座下底面, 达到图纸要求
箱座结合面
立式铣床
30
铣
以箱座下底面为基准粗、 半精、 精铣箱座结合面, 达到图纸要求
箱座下底面
立式铣床
35
钻
以下底面为基准钻工艺孔2×Φ11, 并对2×Φ11锪孔Φ24至图纸要求
箱座下底面
摇臂钻床
40
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻6×Φ20, 并对6×Φ20锪孔Φ45至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
45
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻结合面连接孔6×Φ13, 并对6×Φ13锪孔Φ30至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
50
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻油标尺孔、 排油孔, 并对油标尺孔锪孔至图纸要求, 攻M12、 M16至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
55
合箱
将箱盖与箱座合箱, 用螺栓联接好箱座与箱盖

60

钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻、 铰锥销孔2×Φ8至图纸要求, 并转入定位销
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
65
铣
以下底面和二个工艺孔为基准粗、 半精铣箱座四壁表面至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
卧式铣床
70
铣
以下底面和二个工艺孔为基准粗、 半精、 精铣箱座支承孔二测端面至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
卧式铣床
75
镗
以下底面和二个工艺孔为基准粗、 半精、 精镗支承孔Φ100、 Φ80, 并倒角
箱座下底面、 二个工艺孔
立式镗床
80
钻
以下底面和二个工艺孔为基准钻左右支承孔端面上3×M8-7H孔, 攻M8至图纸要求
箱座下底面、 二个工艺孔
摇臂钻床
85
倒角
倒各C2角达到图纸要求

90
钳
拆开箱体, 清除毛刺和切屑

钳工台
95
检验

100
入库

工艺路线方案对比:
工艺路线方案不同点在于: 方案一在镗左右二个支承孔时, 粗镗、 半精镗、 精镗分开加工; 方案二在镗左右二个支承孔时, 粗镗、 半精镗、 精镗在一个工序中加工而成。二个方案相比较, 方案二的优越性在于在批量生产时把粗镗、 半精镗、 精镗分开进行加工, 分别对各孔首先完成粗加工, 其次再依次对它们进行半精加工, 最后完成精加工, 这样就能够逐步提高各个支承孔的质量, 提高各孔间的相互位置精度以及各自的尺寸精度, 保证箱座的技术要求。降低了加工误差, 提高了零件的加工精度。对比之下, 方案二比较好, 因此确定方案二为箱座的加工工艺方案。
4 确定毛坯尺寸、 加工余量、 工序尺寸
4.1毛坯尺寸
箱座采用的是铸件, 考虑到加工外廓尺寸为400×200×170mm, 表面粗糙度为6.3um, 根据《实用机械加工工艺手册》, 表3—3按公差等级CT7—CT9级, 取7级, 加工余量等级取F级, 确定毛坯
长: 440+2×3=446mm
宽: 200+2×2=204mm
高: 170+2×3.5=177mm
4.2 主要加工平面加工的工序尺寸及加工余量
为了保证加工后箱座的尺寸, 工序25在铣箱座下底面时, 粗铣时, 铣削深度ap=2mm, 留加工余量1.5mm; 半精铣时, 铣削深度ap=1.5mm。工序30在铣结合面时, 粗铣时, 铣削深度ap=2mm; 半精时, 铣削深度ap=1mm, 留加工余量0.5mm; 精铣时, 铣削深度ap=0.5mm。
4.3 孔加工的工序尺寸及加工余量
根据《实用机械加工工艺手册》, 表3—110, 确定镗加工余量
1．镗Φ100mm左支承孔, 毛坯孔Φ94mm, 总加工余量==3mm, 分三次加工。
粗镗: Φ98mm, ap=2mm
半精镗: Φ99.3mm, ap=0.65mm
精镗: Φ100mm, ap=0.35mm
表3
工序名称
工序余量
经济精度
工序基本尺寸
工序尺寸
精镗
0.35mm
IT7
100
Ф100
半精镗
0.65mm
IT7
100-0.7=99.3
Ф99.3
粗镗
2mm
IT7
99.3-1.3=98
Ф98
毛坯

98-4=94
Ф94

2．镗Φ80mm右支承孔, 毛坯孔Φ74mm, 总加工余量==3mm, 分三次加工。
粗镗: Φ78mm, ap=2mm
半精镗: Φ79.5mm, ap=0.75mm
精镗: Φ80mm, ap=0.25mm
表4
工序名称
工序余量
经济精度
工序基本尺寸
工序尺寸
精镗
0.25mm
IT7
80
Ф80
半精镗
0.75mm
IT7
80-0.5=79.5
Ф79.5
粗镗
2mm
IT7
79.5-1.5=78
Ф78
毛坯

78-4=74
Ф74

3．钻锪6×Φ20mm-Φ45mm孔
钻孔: Φ20mm, ap=10mm
锪孔: Φ45mm, ap=12.5mm
4．钻锪6×Φ13mm-Φ30mm孔
钻孔: Φ13mm, ap=6.5mm
锪孔: Φ30mm, ap=8.5mm
5．攻钻3×M8-7H孔
钻孔: Φ8mm, ap=4mm
攻孔: M8
6.攻钻锪M12-7H油标孔
钻孔: Φ12mm, ap=6mm
锪孔: Φ30mm, ap=9mm
攻孔: M12
5 确定切削用量和基本时间
在实践中不同的加工性质, 对切削加工的要求是不同的, 因此, 选择切削用量, 考虑侧重点也有所区别。
为了能全面的说明切削用量和基本时间的确定方法, 下面分别对铣平面、 镗孔、 钻孔等工序进行说明。
1. 工序25切削用量和基本时间的确定
本道工序是铣箱座下底面, 在本工序中有二个工步, 工步一为粗铣, 工步二为半精铣。
工步一粗铣:
1.切削用量
粗铣箱座下底面, 已知加工材料为灰铸铁HT150, 根剧表5-22及表4—29选择型立式铣床, 硬质合金套式面铣刀为所选用刀具, 选择铣刀地参数: 。由确定刀具角度, 选择=, 角=, 副偏角=, 后角=, 螺旋角β=15°。切削深度=。
( 1) 每齿的
根剧, X5032A立式铣床主电动机的功率为7.5kw。中等刚度, 故能够确定粗铣时每齿的进给量=/, =/。
( 2) 和T
根剧, 选用硬质合金套式面铣刀来实现粗加工, 时, 。
( 3) v及工作台
根剧查手册, 选择速度为m/min, 得到地转速范围
==r/min
当取r/min时, 则实际的铣削速度
m/min
得工作台地量
mm/min
当取 mm/min工作台地标准纵向进给量, 得到实际地每齿
mm/z
选择切削用量为, , , 。
2.
根剧手册, 地铣刀对称的基本时间为

在当mm/min, , 在根据手册查得到切入切出地行程长度则计算得到基本时间为:
min
辅助时间:
= 0.18 = 0.18×1.12= 0.20min
布置工作地时间、 准备与终结时间:
+=6%×(+)=6%×( 1.12+0.20) =0.08min
粗铣单件时间:
=+++=1.12+0.20+0.08=1.4min
工步二半精铣:
1.切削用量
半精铣箱座下底面, 已知加工材料为灰铸铁HT150, 根据表5-22及表4—29选择型立式铣床, 硬质合金套式面铣刀为所选用刀具, 选择铣刀地参数: 。由《切削用量简明手册》表3-2确定铣刀角度, 选择前角=, 主偏角=, 副偏角=, 后角=, 螺旋角β=15°。切削深度。
( 1) 每齿的进给量
根剧手册, X5032A立式铣床主电动机的功率为7.5kw。中等刚度, 要达到表面粗糙度要达到Ra=3.2μm, 因此能够确定半精铣时每齿的进给量, 选mm/z。
( 2) 和T
根剧, 选用硬质合金套式面铣刀来实现粗加工, 时, 。
( 3) v及工作台
根剧查手册, 选择速度为m/min, 得到地转速范围
r/min
当取r/min时, 则实际铣削速度
m/min
得工作台地量
mm/min
当取 mm/min工作台地标准纵向进给量, 得到实际地每齿
mm/z

选择地切削用量为, , , 。
2.
根剧手册, 地铣刀对称的基本时间为

当mm/min, , 在根据手册查得到切入切出地行程长度则计算得到基本时间为:
min
辅助时间:
= 0.18 = 0.18×1.80= 0.32min
布置工作地时间、 准备与终结时间:
+=6%×(+)=6%×( 1.80+0.32) =0.13min
半精铣单件时间:
=+++=1.80+0.32+0.13=2.25min
2. 工序30切削用量和基本时间的确定
本道工序是铣箱座结合面, 在本工序中有三个工步, 工步一为粗铣, 工步二为半精铣, 工步三为精铣。
工步一粗铣:
1.切削用量
粗铣箱座结合面面, 已知加工材料为灰铸铁HT150, 根剧表5-22及表4—29选择型立式铣床, 所选刀具。由表3-2确定刀具角度, 选择=, 角=, 副偏角=, 后角=, 螺旋角β=15°。切削深度。
( 1) 每齿的
根剧, X5032A立式铣床主电动机的功率为7.5kw。中等刚度, 故能够确定粗铣时每齿的进给量=/, =/。
( 2) 和T
根剧, 选用硬质合金套式面铣刀来实现粗加工, 时, 。
( 3) v及工作台
根剧查手册, 选择速度为m/min, 得到转速范围
r/min
当取r/min时, 则实际铣削速度
=m/min
得工作台地量
mm/min
当取 mm/min工作台地标准纵向进给量, 得到实际地每齿
mm/z
选择切削用量为, , , 。
3.
根剧手册, 地铣刀对称的基本时间为

当mm/min, , 在根据手册查得到切入切出地行程长度则计算得到基本时间为:
min
辅助时间:
= 0.18 = 0.18×1.31= 0.24min
布置工作地时间、 准备与终结时间:
+=6%×(+)=6%×( 1.31+0.24) =0.09min
粗铣单件时间:
=+++=1.31+0.24+0.09=1.64min
工步二半精铣:
1.切削用量
半精铣箱座结合面, 已知加工材料为灰铸铁HT150, 根据表5-22及表4—29选择型立式铣床, 硬质合金套式面铣刀为所选用刀具, 选择铣刀地参数: 。由表3-2确定铣刀角度, 选择前角=, 主偏角=, 副偏角=, 后角=, 螺旋角β=15°。切削深度。
( 1) 每齿的进给量
根剧手册, X5032A立式铣床主电动机的功率为7.5kw。中等刚度, 要达到表面粗糙度要达到Ra=3.2μm, 因此能够确定半精铣时每齿的进给量, 选mm/z。
( 2) 和T
根剧, 选用硬质合金套式面铣刀来实现粗加工, 时, 。
( 3) v及工作台
根剧查手册, 选择速度为m/min, 得到转速范围
r/min
当取r/min时, 则实际铣削速度
m/min
得工作台地量
mm/min
当取 mm/min工作台地标准纵向进给量, 得到实际地每齿
mm/z。
选择地切削用量为, , , 。
2.
根剧手册, 地铣刀对称的基本时间为

当mm/min, , 在根据手册查得到切入切出地行程长度则计算得到基本时间为:
min
辅助时间:
= 0.18 = 0.18×2.10= 0.38min
布置工作地时间、 准备与终结时间:
+=6%×(+)=6%×( 2.10+0.38) =0.15min
半精铣单件时间:
=+++=2.10+0.38+0.15=2.63min
工步三精铣:
1.切削用量
精铣箱座结合面, 已知加工材料为灰铸铁HT150, 根据表5-22选择型立式铣床, 硬质合金套式面铣刀为所选用刀具, 选择铣刀地参数: 。由表3-2确定铣刀角度, 选择前角=, 主偏角=, 副偏角=, 后角=, 螺旋角β=15°。切削深度。
( 1) 每齿的进给量
根剧手册, X5032A立式铣床主电动机的功率为7.5kw。中等刚度, 要达到表面粗糙度要达到Ra=3.2μm, 因此能够确定精铣时每齿的, 选/z。
( 2) 和T
根剧, 选用硬质合金套式面铣刀来实现粗加工, 时, 。
( 3) v及工作台
根剧查手册, 选择速度为m/min, 得到转速范围
r/min
当取r/min时, 则实际铣削速度
=m/min
得工作台地量
mm/min
当取 mm/min工作台地标准纵向进给量, 得到实际地每齿
mm/z。
选择地切削用量为, , , 。
2.
根剧手册, 地铣刀对称的基本时间为

当mm/min, , 在根据手册查得到切入切出地行程长度则计算得到基本时间为:
min
辅助时间:
= 0.18 = 0.18×4.17= 0.75min
布置工作地时间、 准备与终结时间:
+=6%×(+)=6%×( 4.17+0.75) =0.30min
半精铣单件时间:
=+++=4.17+0.30+0.75=5.22min
3. 工序35切削用量和基本时间的确定
本工序是钻孔2×Φ11, 并锪孔2×Φ24, 有二工步, 工步一钻孔, 工步二锪孔
工步一钻孔
1.切削用量
钻孔2×Φ11, 已知加工材料为灰铸铁HT150, 根据《实用机械加工工艺手册》表5-30选机床为Z3025摇臂钻床, 根据《实用机械加工工艺手册》表6-86, 选用取的高速钢锥柄麻花钻为刀具。根据《机械制造工艺学》表5-48选则参数参数, 及表5-49, 。
（1）

( 2)
当钻头的直径, 进给量的取值范围为, 选取。
（3） 确定切削速度

式中, 。在实际生产中因为和公式的应用条件基本不会完全相同, 因此切削速度需要修正, 各修正系数为, ; ; ; ;。
得

取n=250r/min, 则实际转速为
==
确定切削用量为:
2.

根据《实用机械加工工艺手册》表6-89 =47mm, , =3mm, f=0.55mm/r,n=250r/min。加工2×Φ11孔所需基本时间为

辅助时间:
= 0.18 = 0.18×0.81= 0.15min
布置工作地时间、 准备与终结时间:
+=6%×(+)=6%×( 0.81+0.15) =0.06min
半精铣单件时间:
=+++=0.81+0.15+0.06=1.02min

工步二锪孔
1.切削用量
锪孔2×Φ24, 已知加工材料为灰铸铁HT150, 根据《实用机械加工工艺手册》表5-30选机床为Z3025摇臂钻床, 根据《实用机械加工工艺手册》表6-86, 选用取的高速钢削平型直柄锪钻为刀具。根据《机械制造工艺学》表5-48选则参数, 及表5-49。
( 1)

( 2)
取钻头地直径, 在根剧《》表5-50, 进给量的取值范围为, 选取。
( 3) 确定切削速度

式中, 。在实际生产中因为和公式的应用条件基本不会完全相同, 因此切削速度需要修正, 各修正系数为, ; ; ;。得

取n=125r/min, 则实际转速为
==
确定切削用量为:
2.

根据《实用机械加工工艺手册》表6-89 =22mm, , =3mm, f=0.80mm/r,n=125r/min。加工2×Φ24孔所需基本时间为

辅助时间:
= 0.18 = 0.18×0.68= 0.12min
布置工作地时间、 准备与终结时间:
+=6%×(+)=6%×( 0.68+0.12) =0.04min
半精铣单件时间:
=+++=0.68+0.12+0.04=0.84min
6 组合夹具的设计
6.1组合夹具的设计步骤和方法
箱座生产用组合夹具, 用组合夹具来实现箱座定位和夹紧, 从而能顺利生产加工制造。定位要满足六点定位原理。
6.2箱座底面加工组合夹具的设计
6.2.1定位方案确定

图3: 铣箱座底面组合夹具
箱体的底面是铸造出来后第一个需要加工的表面, 之后的其余工序都会以它为基准, 因此精度要求比较高。经过分析, 基础板直接限制三个自由度, 二竖槽正方形支承作为定位元件, 限制工件的两个自由度, 另一个二竖槽正方形支承作为定位来一个自由度, 实现六点定位, 工件得到全定位。
6.2.2定位元件的选择

图4: 二竖槽正方形支承
二个二竖槽正方形支承组合限制了 、 三个自由度
6.2.3夹紧元件的选择

图5: 钳式侧向夹紧器实现箱座的夹紧。
6.3箱座结合面加工组合夹具的设计
6.3.1定位方案确定

图6: 铣箱座结合面组合夹具
箱体的结合面是铸造出来后第二个需要加工的表面, 经过分析, 基础板直接限制三个自由度, 二竖槽正方形支承作为定位元件, 限制工件的两个自由度, 另一个二竖槽正方形支承作为定位用来了一个自由度, 实现六点定位, 工件得到全定位。
6.3.2定位元件的选择

图7: 二竖槽正方形支承
二个二竖槽正方形支承组合限制了 、 三个自由度
6.3.3夹紧元件的选择

图8: 钳式侧向夹紧器
钳式侧向夹紧器实现箱座的夹紧。
6.4箱座结合面孔加工组合夹具的设计
6.4.1定位方案确定

图9: 钻箱座结合面孔组合夹具
经过分析, 基础板直接限制三个自由度, 三竖槽长方形支承作为定位用来一个自由度, 二竖槽正方形支承作为定位元件, 限制工件的两个自由度, 实现六点定位, 工件得到全定位。
6.4.2定位元件的选择

图10: 二竖槽正方形支承 图11: 三竖槽长方形支承
二竖槽正方形支承和三竖槽长方形支承组合限制了 、 三个自由度
6.4.3夹紧元件的选择

图12: 钳式侧向夹紧器 图13: 叉形压板
钳式侧向夹紧器实现箱座的夹紧。
叉形压板用来压紧箱座结合面, 防止Z向的向上移动。
6.4.4导向元件的选择
图14: 沉孔钻模板
沉孔钻模板用来引导刀具, 实现钻孔。
6.5箱座支承孔加工组合夹具的设计
6.5.1定位方案确定

图15: 镗孔加工组合夹具
经过分析, 基础板直接限制三个自由度, 二竖槽正方形支承作为定位元件, 限制工件的两个自由度, 另一个二竖槽正方形支承作为定位用来了一个自由度, 实现六点定位, 工件得到全定位。
6.5.2定位元件的选择

图16: 二竖槽正方形支承
二个二竖槽正方形支承组合限制了 、 三个自由度
6.5.3夹紧元件的选择

图17: 钳式侧向夹紧器
钳式侧向夹紧器实现箱座的夹紧。
6.5.4导向元件的选择

图18: 侧中镗孔支承 图19: 镗套

用侧中镗孔支承和镗套组合类引导镗刀实现镗孔。
6.6箱座支承孔的端面孔加工组合夹具的设计
6.6.1定位方案确定

图20: 钻端面孔
经过分析, 基础板直接限制三个自由度, 二竖槽正方形支承作为定位用来一个自由度, 三竖槽长方形支承作为定位元件, 实现限制工件的两个自由度, 实现六点定位, 工件得到全定位。
6.6.2定位元件的选择

图21: 二竖槽正方形支承 图22: 三竖槽长方形支承
二竖槽正方形支承和三竖槽长方形支承组合限制了 、 三个自由度
6.6.3夹紧元件的选择

图23: 钳式侧向夹紧器 图24: 叉形压板
叉形压板用来压紧箱座结合面, 防止Z向的向上移动。
6.6.4导向元件的选择

图25: 钻模板

用钻模板来引导刀具加工端面的孔。
7 组合夹具库
夹具是机床夹具中系列化、 标准化、 通用化, ”三化”程度最高的一种夹具。随着数控机床的广泛应用, 组合夹具由于其结构灵活多变、 柔性好、 元件能够实现长期重复的使用及其设计和组装的周期短等特点, 使其在企业中得到广泛的运用。组合夹具库的运用能够带来较高的经济效益。

图26: 2GD21130长方形基础板

图27: 二竖槽正方形支承

图28: 三竖槽长方形支承

图29: 钳式侧向夹紧器

图30: 侧中镗孔支承

图31: 叉形压板

图32: 沉孔钻模板

图33: 钻模板

图34: 六角螺母

图35: 平头螺栓

图36: 镗套

图37: 镗套衬套

图38: 钻套用衬套

图39: 四竖长方形压板

结 论
本次的毕业设计的课题是箱座的加工工艺及夹具设计, 此次主要完成了二个任务: ( 1) 设计优化箱座的工艺路线( 2) 以SolidWorks软件为开发平台, 分析软件提供的多种标准件和根据具体加工要求从而建立组合夹具库。
对于箱座的加工工艺, 根据具体的加工要求, 根据各种机械加工手册查找参数, 从而确定合适的切削速度、