机壳加工工艺说明书

1、毕业设计课题：机壳工艺及夹具设计目录1 零件的分析 22工艺设计 32.1 毛坯的制造形式 32.2 基准面的选择 32.3 表面加工方法的确定 42.4 制订工艺路线 52.5 机械加工余量 82.6 确定切削用量 83专用夹具设计 133.1 问题的指出 133.2 夹具设计 133.3 定位误差的分析 133.4 夹具设计及操作的简要说明 14参考资料 15致谢 16附录 171. 机壳零件图2. 机壳零件工艺规程卡3. 机壳零件工序卡4. 机壳零件夹具图第18页共17页1. 零件的分析零件图是制定工艺规程最主要的原始资料。在制定工艺规程时，首先必须对 零件图进行认真分析。为了更深刻理解

2、零件结构上的特征和技术要求，还需要研 究零件结构上的特征和技术要求， 还需要研究产品的总装图、部件装配图以及验 收标准，从中了解零件的功用和相关零件的配合及主要技术要求制订的依据。对零件的工艺分析时要注意以下几个问题；（1）.由于使用要求不同，机器零件具有各种形状和尺寸；（2） .在研究具体零件的结构特点时，首先首先要分析零件是有那哪些表面组成的，因为表面形状是选择加工方法的基本要素；（3）.在分析零件的结构时，不仅要注意零件的各个构成表面本身的特征，而且 还要注意这些的不同组合，正式这些不同的组合才形成零件结构上的特点；（4）.在研究零件的结构时，还要注意审查零件的结构工艺性； 零件技术要求

3、包括下列几个方面：（1）.加工表面的尺寸精度；（2）.主要加工表面的形状精度；（3）.主要加工表面之间的相互位置精度；（4）.各加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求；（5） .热处理要求及其他要求（如动平衡等）；根据以上规则对机壳的零件图中规定了一系列技术要求等分析：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册）1. 内孔尺寸（125.5 o0.05 ）为工艺尺寸，内孔以孔 28.575 0.025为基准同轴度为 0.050 ;工件右端面以内孔 28.575 0.025为基准垂直度为0.254 ;工 件右端底孔以孔 28.5750.025为基准垂直度为 0.254 ;内孔 13.770.0

4、81以孔 28.5750.025 为基准圆跳动度为 0.127 ；工件左端面以孔28.5750.025为基准垂直度为0.254。2. 图中加工尺寸精度要求为 3.2、6.4，为中等精度，可以通过粗车、精车完成 加工。0.05加工尺寸包括：（125.5 0）端面、内孔及底面； 26.5内端面；97.8孔； 13.77 0.381 孑L；X件左端面； 43.2、 28.575 0.025、 20.98 0.051 孑L;3. 以125.5止口定位（已加工至 125.5（+0.06/0）, 周向以工件 R8处凸台外 形定位，加工螺纹孔 6X1/4-20UNC-2B,底孔5.2 ;螺纹孔与 28.57

5、5 0.0250.05的孔同轴度最大实体要求0.635，与（125.5 0）同轴度 0.635，查工 艺手册表2.3 20,加工6-1/4-20UNC-2B螺纹前用麻花钻直径为 5.0钻通 工件，再攻丝1/4-20UNC-2B。以28.575 0.025止口定位，周向以工件下端宽12.7mm凸台定位。加工螺纹孔 4x10-24UNC -2B,孔底 3.9x17.8，攻丝深14,螺纹孔与 28.5750.05 0.025的孔同轴度最大实体要求0.508，与（125.5 0）和螺纹孔6x1/4-20UNC-2B为基准同轴度为 0.508 ,加工4-10-24UNC-2B螺纹前用麻花钻 直径为3.9

6、钻底孔3.9 X 17.8，再攻丝10-24UNC -2B深14。以125.5（+0.06/0）止口定位,周向以工件内端宽12mm凸台定位。螺纹孔0.05与 28.575 0.025的孔同轴度最大实体要求 0.254，与（125.5 0）和螺纹孔6x1/4-20UNC-2B为基准同轴度为 0.254，加工2-10-24UNC -2B螺纹前用 麻花钻直径为3.9钻底孔3.9 X 17.8，再攻丝10-24UNC -2B深16。以125.5（+0.06/0）止口定位，周向以工件外端宽12.7mm凸台定位。 加工螺纹孔10-24UNC -2B,底孔3.9 X 13.97，攻丝深11.94。4. 清除

7、毛刺、冒口、披缝等后，平面不平度应小于0.8 ;5. 将车R3.3圆弧以及1x45在精加工步中加工。6. 其它未注表面的粗糙度要求为25,零件本身就能满足要求。2. 工艺设计2.1毛坯的制造形式：零件材料为HT20Q考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本，保 证零件工作的可靠，采用铸造。由于年产量为1000件，属于中批生产的水平，而 且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。2.2基准面的选择：正确地选择定位基准是设计工艺的一项重要内容，也是保证加工精度的关 键。定位基准分为精基准与粗基准。1、粗基准的选择原则：粗基准影响：位置精度、各加工表面的余量大小（均 匀足够）。对于一般轴类零件而言

8、，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关 的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量， 应选择加工余量最 小的表面为粗基准。）重点考虑：如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、 位置符合零件图要求。1）合理分配加工余量的原则2）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则3）便于装夹的原则：选表面光洁的平面做粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠4）粗基准一般不得重复使用的原则：在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置

9、误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用2、精基准的选择1）基准重合原则2）基准统一原则3）互为基准原则4）自为基准原则重点考虑：如何较少误差，提高定位精度。 利用设计基准做为定位基准，即为基准重合原则 在大多数工序中，都使用同一基准的原则。加工表面和定位表面互相转换的原则。以加工表面自身做为定位基准的原则。5）基准不重合误差最小条件：因基准不重合而引起的最小的表面作为定位基准机壳加工中，加工右端时（保证左端面与孔28.575 0.02的中心线的垂直度为 0.254），以工艺尺寸（125.5 00.05 ）和未加工内孔 28.575 0.02进过一次装夹为加工的粗基准。粗车完后，以（125.5

10、 00.05 ）为精加工基准，再进行加工。加工左端时，（保证左端面与孔28.575 0.02的中心线的垂直度为 0.254 ）以0.05已经加工完右端的工艺尺寸（125.5 0）和未加工内孔 28.5750.02为粗0.05 加工基准，车出左端面及其它尺寸。粗车完后，以精车的工艺尺寸（125.5 0和粗车工内孔 28.5750.02为精加工基准，再进行精车。2.3表面加工方法的确定在定制工艺路线时，首先要确定各个表面的加工方法和加工方案。表面加工 方法和方案的选择，同时满足加工质量、生产率地和经济性等方面的要求。表面加工方法和方案选择首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。在加工机壳时

11、，除加工 97.8的内孔粗糙度为6.3，其余加工表面的粗糙度 为3.2，未加工表面不去除材料的表面粗糙度为 25,具体加工尺寸和表面方法如 下表：机壳尺寸加工方案序号加工尺寸加工方法经济精度等级表面粗糙度Ra( m)126.5粗车精车IT9 IT83.22125.5端面、孔及底面粗车精车IT9 IT83.23 97.8粗车精车IT9 IT86.34 13.77 0.381粗车精车IT9 IT83.25左端面粗车精车IT9 IT83.2643.2粗车精车IT9 IT83.2728.575 0.025粗车精车IT9 IT83.2820.98 0.051粗车精车IT9 IT83.29钻螺纹底孔5.2

12、钻IT11 1212.510钻螺纹底孔3.9钻IT11 1212.52.4定制工艺路线：机壳的加工工艺路线一般是先进行外圆， 再进行内孔加工。外圆通过图纸审 核不需要加工，加工内孔时，已知工件横向长度为 138.5mm应注意刀具刀杆的 长度。按照先加工基准面及先粗后精的原则，机壳加工可按下述工艺路线进行：2.41工艺路线方案一：0.05工序I以工艺尺寸(125.5 0)内孔及端面定位，粗车26.5内端面，钻孔12,粗车125.5端面、孔及底面，粗车97.8， 粗车孔 13.770.381。工序U精车 125.5端面，精车 125.5孔至 125.5(+0.06/0)(工艺需要)。孔的深度尺寸尽

13、可能保持一致，以方便后道工序控 制深度尺寸 90.5 0.10mm精车 R3.3圆弧至尺寸。精车 97.8，精车 26.5端面、倒角。工序川以工件 125.5止口定位(已加工至 125.5(+0.06/0)，粗车左端面，粗车 43.2、28.575 0.025、20.98 0.051 孔。工序W精车左端面，精车 43.2、28.575 0.025、20.98 0.051、 13.77 0.381 孔，倒角。工序V以125.5止口定位(已加工至 125.5(+0.06/0), 周向以工件R8处凸台外形定位，钻6-1/4-20UNC-2B螺纹底孔5.2， 倒角，攻丝 1/4-20UNC-2B。工序

14、切以28.575 0.025止口定位,周向以工件下端宽12.7mm凸工序工序毗 工序区工序I工序U工序川工序W工序V工序切工序工序毗 工序区台定位，预钻4-10-24UNC-2B螺纹底孔3.9 X 17.8，倒角， 攻丝 10-24UNC -2B 深 14。以125.5(+0.06/0)止口定位，周向以工件内端宽12mm凸台 定位预钻2-10-24UNC-2B螺纹底孔3.9 X 17.8 ,倒角，攻 丝 10-24UNC -2B 深 16。以 125.5(+0.06/0) 止口定位，周向以工件外端宽12.7mm凸 台定位， 预钻10-24UNC -2B螺纹底孔3.9 X 13.97。倒角 攻丝

15、 10-24UNC -2B 深 11.94。终检。2.42工艺路线方案二：以左端面为基准，钻12的孔，粗车左端面，粗车43.2、 28.575 0.025、 20.98 0.051 孔。精车左端面，精车 43.2、28.575 0.025、20.98 0.051、 13.77 0.381 孔，倒角。以工艺尺寸(125.5 00.05 )内孔及端面定位，粗车26.5内端面，粗车 125.5端面、孔及底面，粗车97.8，粗车孔13.770.381。精车 125.5端面，精车 125.5孔至 125.5(+0.06/0)(工 艺需要)。孔的深度尺寸尽可能保持一致，以方便后道工序控 制深度尺寸 90.

16、5 0.10mm精车 R3.3圆弧至尺寸。精车97.8，精车 26.5端面、倒角。以125.5(+0.06/0)止口定位，周向以工件内端宽12mm凸台 定位预钻2-10-24UNC-2B螺纹底孔3.9 X 17.8，倒角，攻 丝 10-24UNC -2B 深 16。以28.575 0.025止口定位，周向以工件下端宽12.7mm凸 台定位，预钻4-10-24UNC-2B螺纹底孔3.9 X 17.8，倒角， 攻丝 10-24UNC -2B 深 14。以 125.5(+0.06/0) 止口定位，周向以工件外端宽12.7mm凸 台定位， 预钻10-24UNC -2B螺纹底孔3.9 X 13.97。倒

17、角 攻丝 10-24UNC -2B 深 11.94。以 125.5止口定位(已加工至 125.5(+0.06/0), 周向以 工件R8处凸台外形定位，钻6-1/4-20UNC-2B螺纹底孔5.2， 倒角，攻丝 1/4-20UNC-2B。终检。233工艺方案的比较与分析：上述两个方案的特点在于：两个方案都是切削加工，方案一是从工件的右 端开始加工；方案二是从工件的左端开始加工；将螺纹孔加工放在最后一步。通过比较，从右边开始加工可以确保基准符合图纸要求，校正比较来的方便，所用 基准符合图纸要求，方案二加工左端面时，定位基准不好定，夹正，校圆不好进 行。所以方案一来的更为合理，为了加工节省时间，提高

18、工作效率，在方案一中 将工序切与工序步骤互换，则提高打孔效率。机壳加工中切削力不大，在切削 中引起工件变形量不大，在保证表面粗糙度的情况下，因此， 选择加工机壳的工 艺路线确定如下：工序I以工艺尺寸(125.5 0005 )内孔及端面定位，粗车26.5内端面，钻孔12,粗车125.5端面、孔及底面，粗车97.8， 粗车孔 13.770.381 o工序U精车 125.5端面，精车 125.5孔至 125.5(+0.06/0)(工艺需要)。孔的深度尺寸尽可能保持一致，以方便后道工序控 制深度尺寸 90.5 0.10mmo精车 R3.3圆弧至尺寸。精车 97.8，精车 26.5端面、倒角。工序川以工

19、件 125.5止口定位(已加工至 125.5(+0.06/0)，粗车左端面，粗车 43.2、28.575 0.025、20.98 0.051 孔。工序W精车左端面，精车 43.2、28.575 0.025、20.98 0.051、 13.77 0.381 孔，倒角。工序V以125.5止口定位(已加工至 125.5(+0.06/0), 周向以工件R8处凸台外形定位，钻6-1/4-20UNC-2B螺纹底孔5.2， 倒角，攻丝 1/4-20UNC-2Bo工序切以125.5(+0.06/0)止口定位，周向以工件内端宽12mm凸台定位预钻2-10-24UNC-2B螺纹底孔3.9 X 17.8，倒角，攻

20、丝 10-24UNC -2B 深 16o工序以28.575 0.025止口定位,周向以工件下端宽12.7mm凸台定位，预钻4-10-24UNC-2B螺纹底孔3.9 X 17.8，倒角， 攻丝 10-24UNC -2B 深 14o工序毗以125.5(+0.06/0)止口定位，周向以工件外端宽12.7mm凸台定位， 预钻10-24UNC -2B螺纹底孔3.9 X 13.97。倒角 攻丝 10-24UNC -2B 深 11.94。工序区终检。以上工艺过程详见械加工工艺过程卡片2.4机械加工余量确定:合理确定加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济都有很大的影 响。余量过大（材料、工时、机床、刀具

21、）则消耗大，余量过小，不能去掉加工 前道工序存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。故应在保证加工质量的前提下尽量减小加工余量。毛坯的余量（总余量）已在画图时确定这里主要的是确定工序余量。工序余量见加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册 （以下简称工艺手册表2.2-1,“机壳”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190-241, “机壳”的精度为中级，公差等级选择CT7,铸件加工余量（代号“MA）可分为A、B、C、D E、F、G H和J9个等级，选择E级。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量查表 2.2-1 : 可得到各个“机壳”机械加工余量：（1） .尺寸26.5

22、内端面光出，尺寸 125.5端面、孔及底面”留1.0mm尺寸97.8，各 留余量余量 1mm;（2） .左端面光出， 尺寸 43.2、28.575 土 0.025、20.98 土 0.051孔,留余量1mm.;2.5 切削用量确定:在单件小批量生产中，各工序的切削量一般由操作工人根据具体情况自己确 定，以简化工艺文件。a p，进给量f，在大批量生产中应科学地、严格地选择切削用量，以充分发挥高效率设备的 潜力和作用。切削用量的选用与下列因素有关：生产率，加工质量（主要是表面 粗糙度），切削力所引起的工艺系统的弹性变形，工艺系统的振动，刀具的耐用 度，机床功率等。在综合考虑上述因素的基础上，使背吃

23、刀量 切削速度v的乘机最大。一般应先尽量取大的 ap，其次尽量取大的进给量f，最后取合适的切削速度v粗车：1. 切削深度a p的选择:已知毛坯单边余量 3mm ap=3mn计2. 进给量的f选择：长度加工方向取IT12级，取0.04mm确定进给量f：根据切削用量简明手册（第三版）表1.4,当刀杆16mmX25mm, a 3mm时，以及工件直径为时 170 时。f=0.6 0.9mm/r按CAK6150车床说明书（见切削手册表 1.30 ）取f=0.71 mm/r.3. 进给速度v的选择：确定切削速度V，切削速度V可根据公式计算，也可直接由表中查出。现 采用查表法确定切削速度。根据切削用量简明手

24、册第一部分表1.1*，由于CAK6150机床的中心高 为200m（表1.30*），故选刀杆尺寸B H 16mm 25mm，刀片厚度为4.5mm 根据表1.3*，选择车刀几何形状为卷削槽带倒棱型前刀面，刀片厚度为 4.5mm用YT15硬质合金车刀加工630700MPa 钢料 ap3mm, f 0.75mm/r，切削速度 v=109m/min。切削速度的修正系数为 ksv 0.8Kv 0.65, kkrv 0.81,kTv 1.15,kMvk 1.0 (均为 表 1.28* )，故v 109 0.8 0.65 0.81 1.15m/ min 52.8m/min(1) .光出26.5内端面确定机床主

25、轴转速：d 3.14x26.5634.5(r/mi n)按机床说明书（见工艺手册表 4.2 8）与634r/min相近的机床转速 选取 610r/min 。贝U实际切削速度 v= Dn = x125.5x26.5 =10.44 m/min1000 1000（2）.粗车125.5左、右端面、孔及底面，确定机床主轴转速:d 3.14x125.5134(r/mi n)按机床说明书与134r/min相近的机床转速，选取120r/min， 则实际切削速度归誥=禮严=47.加/聞（3）.粗车97.8孑L,确定机床主轴转速:1000VCd= 1000x52.83.14x97.8171.9 (r/mi n)按

26、机床说明书与171.9r/min相近的机床转速，选取185r/min，Dn = x125.5x185=72.9 m/min。则实际切削速度v=1000 1000(4).粗车 13.77 0.381孑L,确定机床主轴转速：1000Vc1000x52.8ns=- =1221.1(r/mi n)d 3.14x13.77按机床说明书与1221.1r/min相近的机床转速,选取1200r/min ，Dnx125.5x1200 /=473 m/min。则实际切削速度v=1000 1000(5).粗车43.2孑L,确定机床主轴转速：1000V-1000x52.8 ,ns=- =389.2(r/mi n)d

27、3.14x43.2按机床说明书与389.2r/min相近的机床转速,选取380r/minDn x125.5x380 彳=149.7 m/min 。则实际切削速度v=1000 1000(6).粗车 28.575 0.025 孔:1000V-1000x52.8ns=- =588.5(r/mi n)d 3.14x28.575按机床说明书与588.5r/min相近的机床转速,选取500r/minDn x125.5x500 彳=197.04 m/min 。则实际切削速度v=1000 1000(7).粗车 20.98 0.051 孑L:1000V-1000x52.8ns=- =801.5(r/mi n)d

28、 3.14x20.98801.5r/min相近的机床转速,选取760r/minDn x125.5x760 =299.5 m/min。按机床说明书与则实际切削速度v=1000 1000精车:1.决定切削深度a p=1mm2.决定进给量f精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据表面粗糙度为 3.2 m， Tc=1.0mm50m/min(预计)时，f=0.4 0.6 mm/r 。根据CAK6150D车床说明书，选择f=0.5mm/r3.决定切削速度V,根据切削用量简明手册表1.10，当b 630700MPaaP3mm, f 0.54mm/r，v=138 m/min 切削的修正系数都为 1， v1

29、38m/min(1).精车26.5内端面，确定机床主轴转速:1000Vc冲71000x138 1658r/min3.14x26.5按机床说明书(见工艺手册表 4.2 8)与1658r/min相近的机床转速 选取 1200r/min。贝U实际切削速度 v= = x1200x 26.5 =99.8 m/min1000 1000(2).精车125.5左、右端面、孔及底面,确定机床主轴转速:ns= 1000x138350.2 r/mind 3.14x125.5按机床说明书与350.2r/min相近的机床转速选取 370r/min 。则实际切削速度 v= Dn = x125.5x370 =145.8 m

30、/min1000 1000.精车97.8孑L,确定机床主轴转速:ns = =1000x138 449.7 (r/min) d 3.14x97.8按机床说明书与449.7r/min相近的机床转速,选取460r/min ,则实际切削速度 vD= x97.8x460 =141.3 m/min。1000 1000(4).精车 13.77 0.381孑L,确定机床主轴转速:咤=08 3191(r/min)d 3.14x13.77按机床说明书与3191r/min相近的机床转速,选取1200r/min ,则实际切削速度 v= x13.77x1200 =51.9 m/min。1000(5).精车43.2孑L,

31、确定机床主轴转速:皿=08 1017 (r/min) d 3.14x43.2按机床说明书与1017r/min相近的机床转速,选取955r/min ,则实际切削速度 v= Dn = x43.2x955 =129.5 m/min 。1000 1000(6).精车 28.575 0.025 孔:沁= 1538(r/min)d 3.14x28.575按机床说明书与1538588.5r/min相近的机床转速,选取1200r/min ,则实际切削速度誥=x28.575x1200 =107.7m/min。1000(7).精车 20.98 0.051 孑L:= 1000Vcd=1000x1383.14x20.

32、982094(r/mi n)按机床说明书与2094r/min相近的机床转速,选取1200r/min ,则实际切削速度益=灌严=79 m/min钻削螺纹底孔：本工序为钻孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径为5.2，所用钻床Z512台式钻床：（1）.钻孔5.2 :选择进给量钻头直径为5.2，材料为HT200则进给量f=0.27-0.33mm/r 选取进给量：f=0.31 mm/r按5类加工性：选择切削速度（见切削手册表 2.7 ）V=12.1m/min（见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑）ns1000v1000 12.1dw5.2741(r /min)按机床选取：nw=850r/min

33、 （按工艺手册表4.2-18 ）则实际切削速度d nv 10005.2 850100013.9m/ min（2）.由于螺纹孔 4-10-24UNC -2B、2-10-24UNC -2B、10-24UNC -2B 底孔都为 3.9 ,深度不同，选取钻头的切削深度再根据不同深度的孔加工深度分别为14、16、11.9 : 选择进给量钻头直径为3.9，材料为HT200则进给量f=0.08-0.22mm/r选取进给量：f=0.21 mm/r按5类加工性：选择切削速度（见切削手册表 2.7 ）V=11.5m/min（见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑）ns1000vdw1000 11.53

34、.9939(r/mi n)按机床选取:nw=850r/min (按工艺手册表4.2-18 )则实际切削速度10001L250 !0.4m/min1000攻螺纹:螺纹孔 4-10-24UNC-2B、2-10-24UNC -2B、10-24UNC -2B尺寸都为相同，加工方法都为相同:r=0.2m/s=12m/mi n所以 ns 382 r/min按机床选取实际切削速度nw 315r /min 则dw n w100010 31510009.9m/ min3专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计第 6道工序一一钻12孔的钻床专用夹具。 本夹具将用于Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。3.1问题的指出；本夹具主要用来钻12孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2定位基准的选择；由零件图可知，钻6-1/4-20UNC-2B螺纹底孔5.2，以125.5止口定位(已 加工至125.5(+0.06/0),周向以工件R8处凸台外形定位，在圆周上均匀分布。钻 4-10-24UNC -2B 螺纹底孔 3.9 X 17.8，以 28.575 0.02