壳体零件设计机电一体化

1、目录1 零件分析 11.1 零件作用 11.2 零件的工艺分析11.3 工艺材料分析 22工艺规程的设计 22.1 确定毛坯的制造形式 22.2 基准的选择 22.2.1 粗基准的选择 22.2.2 精基准的选择 32.3 制定工艺路线 32.3.1 工艺路线方案一 32.3.2 工艺路线方案二 82.3.3 工艺方案的比较与分析 92.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 102.4.1 外圆表面 112.4.2 长度方向 112.4.3 内孔加工 122.4.4 其余孔系加工 122.5 确定切削用量及基本工时 132.5.1 粗车外径 132.5.2 粗铣外形 172.5.3 钻孔

2、 192.5.4 攻螺纹 202.6 工艺装置 212.6.1 刀具设计 212.6.2 量具设计 222.6.3 夹具设计 25参考文献 29致谢 301 零件分析1.1 零件作用壳体零件是某产品的关键件，该产品四个螺纹4-M2-6G及© 16.5H8与仪器舱连接，而内孔© 55H8是万向支架的支撑，在工作时，壳体零件随某产品一起旋转，但万向支架 由于转子的高速旋转，使转子轴在空间的方向保持稳定不动，为某产品提供一个姿态测 量基准，测量弹体滚动姿态角，把大地坐标建立在该产品上。1.2 零件的工艺分析壳体零件有两组主要加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下：以

3、69; 16.5H8孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括© 16.5H8及其倒角、© 16.5H8对© 57.8 ±.25的同轴度© 0.2 ; 尺寸© 31H14及其对© 16.5H8的同轴度© 0.2、垂直度0.01 ;四个螺纹孔4-M2-6G及其 对© 16.5H8位置度© 0.2。其中，主要加工表面为© 16.5H8孔及倒角和其对© 57.8 ±).25同轴度© 0.2，表面粗糙度1.6。以© 55H8孔为中心的加工表面。这一组加工表面

4、包括© 55H8孔及其倒角、© 55H8对© 16.5H8的同轴度© 0.02、尺 寸2.2H12;长度尺寸52.6h11及其对© 16.5H8垂直度0.02 ; © 53.6H11孔及其对© 16.5H8 同轴度© 0.1 o这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：(1) 尺寸© 16.5H8与© 57.8 ±).25之间的同轴度公差为© 0.2。(2) 尺寸© 31H14与© 16.5H8之间的同轴度公差为© 0.2，以及其端面与

5、69; 16.5H8 之间的垂直度公差为 0.01 o(3) 尺寸© 55H8与© 16.5H8之间的同轴度公差为© 0.02，以及其端面与© 16.5H8 之间的垂直度公差 0.02o由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助 于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。1.3 工件材料分析由于壳体零件在产品飞行过程中受到 3500 g 的加速度冲击，因此，需要该零件的 机械性能(即抗拉强度、 硬度较高)，同时铸造性能好， 因此，在铸造铝合金中选择 ZL111 能够满足产品性能要求。热处理：人工时效。2 工艺

6、规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ZL111铝合金，零件在使用过程中受到较大的直线惯性力及冲击载荷且 形状复杂，为了减少工作量，保证基本外形和内腔的成型，使大批量的要求得以实现， 为此采用压力铸造，通过压铸使得铸件的尺寸精度和表面粗糙度很高，铸件的尺寸精度达到IT12IT11，表面粗糙度为 Ra3.2u Ra0.8u m,为保证毛坯成型质量，采用大的浇冒口，以补充成形的收缩，对于轮廓峰谷、凸凹等都能清晰地铸出，另外，其加工 方法生产效率极高。2.2 基准的选择2.2.1 粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对壳体零件而言，0如果以© 73

7、.4 0.06外圆表面作为粗基准（四点定位）则可能造成定位装夹不牢靠，因为 该外圆为不连续表面，另外表面积宽度不够仅有 11mm左右。按照有关粗基准的选择原 则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准，若有若干个不加工表 面则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），为此，选择©57.8±0.25 为粗基准，消除四个自由度。2.2.2 精基准的选择。主要考虑基准统一、重合的问题。 对于壳体零件，主要加工表面是内腔，以轴线为准的孔系加工，而壳体的两个主要00表面，而在加工的一个表面不连续且宽度又短（© 73.4 0-06 ），利用粗加

8、工将© 73.4 0.06 外圆粗加工，反过来利用这个表面再加工©57.8 ±）.25，将精基准加工完成，即©057.8 0.19 ，且该精基准为产品图中各个特征的位置的第一基准。2.3 制定工艺路线 在生产纲领以确定为大批量的条件下，尽可能采用万能型机床配以专用夹具，并尽可能使工序集中为原则来提高生产率；同时，由于我国现行机加工艺技术的提高，特别 是加工设备的数字程序化，设备精度有了很大提高，同时在数控设备中一次定为夹紧可 实现多工步加工，这样更有利于零件尺寸、精度的保证，可使生产成本下降。2.3.1 工艺路线方案一工序 1：铣浇冒口。0工序2:粗车外

9、圆© 75 030。0工序3:车外圆© 57.8 0/19 ;端面9 ±.3。工序 4:车端面、外圆、扩孔 17.6±0.2； 7.56±0.04，垂直度 0.05（后道工序的精基准）；00.43© 73.6 0.06 及同轴度误差 0.1 ;扩孔© 15.5 0（© 15.5H14）。0 0.62 0.1工序 5:内孔加工（关键工序）车端面 45 0.11;镗孔© 31 0 保证48 0 及同轴度公差©0.190.0460.10.2 ;粗、精镗孔© 53.6 0保证32.2H13、3

10、8.2H13及100o；镗孔© 55 0 保证尺寸2.2 0及倒角0.3 >45o；镗孔© 16.5H8及同轴度公差© 0.1，倒角。其加工程序为；T0101;（端面刀）G97 S800 M3；G00 Z0.5 ；X64；G01 G99 X41 F0.1 ；W0.1 ；X57 ；G3 57.6 Z-0.3 R0.3；G01 X64 F1.0 ；G00 X150；Z100 ；T0202 （粗镗刀1）G97 S500 M3 ；G00 Z3；X41.G00 Z-2.1 ；G01 X54.6 F0.08 ；X41.0 ；G00 Z-35.0 ；G01 Z-38.2

11、F0.1 ；X53.65 F0.08 ；X41.0 ；G00 Z-32.2 ；G01 X53.65 F0.05 ；X41.0 ；G00 Z-26.2 ；G01 X53.65 F0.05 ；X41.0 ；G00 Z-20.2 ；G01 X53.65 F0.05 ；X41 ；G00 Z-14.2 ；G01 X53.65 F0.05 ；X41.0 ；G00 Z-13.1 ；G01 X53.65 F0.05 ；X41.0 ；G00 X14.0 ；Z-40.0 ；G01 Z-47.5 F0.08 ；X31.1 ；X53.4 Z-38.0G00 X14.0 ；Z-46.0 ；G01 Z-47.82 F0.

12、08X31.1 ；X53.75 Z-38.38Z-13.4 ；G00 X41.0 ；Z-13.0 ；G01 53.75 F0.08 ；Z-13.4 ；G00 X41.0 ；Z100.0 ；X200.0 ；T0303;（粗镗刀2）G97 S800 M3 ；G00 Z5.0 ;X54.85 ;G01 G99 Z-2.25 F0.1X41.0 ;Z-11.3;X53.7Z-38.38 ；X31.1 W-9.4Z-48.05 ；X17.5 ；U-1.4 W-0.7W1.0 ；Z-54.0 F0.08U-1.0 ；Z-45.0 ；X16.3 ；Z-54.0 F0.08U-1.0 ；Z-4.5 ；G00

13、Z5.0 ；X100.0 Z200.0T0404;（精镗刀）G97 S800 M3 ；G00 Z3.0 ;X57.02 ;G01 Z0.7 F0.1X55.02 Z-0.3Z-2.25 F0.0441.0 ；G00 X16.4 ；Z-45.0 ；G01 Z-54.0 F0.08 ；U-0.5 ；Z-45.0 ；X16.51 ；G01 Z-54.0 F0.05 ；U-0.5 ；G00 Z5.0 ；Z100.0 ；X200.0 ；M30 ；工序 6:铣外形 28.9 ±.3 , R28.9 ±).3，角度 197o出O',272o出0' 工序 7:钻 4- &#

14、169; 4.4H12。0.131钻 4- © 1.567 0.019 孔。攻4-M2-6G螺纹。0.145工序 8:钻 6-© 2.013 0.020孔。攻 6-M2.5-6G 螺纹。工序9:钻© 1.5H14孔。工序 10:修正螺纹2.3.2 工艺路线方案二 工序 1:铣浇冒口0工序2:粗车外圆© 75 030。0工序3:车外圆© 57.8 0/19 ;端面9 ±.3。工序 4:车端面、外圆、扩孔 17.6±0.2； 7.56±0.04，垂直度 0.05（后道工序的精基准）；00.43© 73.6 0

15、.06 及同轴度误差 0.1 ;扩孔© 15.5 0（© 15.5H14）。0 0.62 0.1工序 5:内孔加工（关键工序）车端面 45 0.11;镗孔© 31 0 保证48 0 及同轴度公差©0.190.0460.10.2 ;粗、精镗孔© 53.6 0保证32.2H13、38.2H13及100o；镗孔© 55 0 保证尺寸2.2 0及倒角0.3X45O；镗孔© 16.5H8及 同轴度公差© 0.1，倒角。工序 6:铣外形 28.9 ±.3 , R28.9 ±）.3，角度 197o出O'

16、;,272o出0'。工序 7:钻 4- © 4.4H12。0.131工序 8:钻 4-© 1.567 0.019孔。工序 9:攻 4-M2-6G 螺纹。0.145工序 10:钻 6-© 2.013 0.020孔。工序11:攻6-M2.5-6G螺纹。工序12:钻© 1.5H14孔。工序 13:修正螺纹2.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的基准点都是以外圆为基准加工，遵循着基准统一原则，一次性 加工，能保证位置度精度，尺寸精度和形状用数控机床来控制。但不同点是方案一将小 孔系和螺纹孔都集中在一个组合机床上加工，生产率高，减少装夹零件等辅助

17、时间，一 次性完成，但在成批生产时还得进行组合机床设计，因此，在能保证加工精度的情况下 尽量能不选用组合机床。而方案二是工序相对分散，主要考虑用万能机床加上专用夹具来加工，这样虽然费 点时间，但相对而言投资小、工序简单。此外该零件的螺纹孔太小，易折断刀具，若采 用方案二后增加了调刀、换刀时间，操作工的相对技术要求较高，为此我们采用方案二硫化碳方案一、方案二在关键工序中都采用数控机床进行内控系加工。因为该内孔各个尺 寸关联较多，且零件属薄壁零件及 100o 锥度孔，不能多次进行装夹，同时采用数控机 床可进行多工步加工，缩短了辅助时间，提高了生产效率。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

18、零件原始资料：“壳体”零件材料： ZL111零件重量： 90g生产类型：大批量加工方法：压铸 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个表面的机械加工余量、工序尺寸及毛 坯尺寸如下：查机械加工工艺手册 （以下简称工艺手册 ）表 2.1-6 毛坯的制造方 法及其工艺特点。毛坯的制造方法，在压铸方法中：最大重量（Kg） 1016。最小壁厚（ mm）： 1 。 形状的复杂性（由模具制造难易决定） 。材料：有色金属及其合金。 生产类型：大批大量生产。精度等级（ IT）： 1112。毛坯尺寸公差（ mm）： 0.05 0.1 5 。表面粗糙度： 6.3 。 而我们所生产的壳体符合以上的范围，所以采用压铸法

19、生产是合理可行的。查2.5表2.3-6 ;表2.3-11在“压力铸造”中得知：MA（加工余量等级）为E级, CT（尺寸公差等级）为57级。根据我们所担负的零件情况（薄壁件），决定选E等级,1.5(单侧加工)CT选7级。再查工艺手册表2.3-5 MA=9(双侧加工每侧加工量)mn查工艺手册表2.3-91CTJ mm(铸件尺寸4063为Imr,铸件尺寸63100为1.1mn)。02.4.1 外圆表面(© 73.4 0.0657.8 ±).25 )2.4.1.1 考虑其加工长度不大，约11，其工序为粗车、精车，总余量2Z=3mm即73.4+3=76.4mm 圆整为76.5mm 取

20、76.5mm为自由尺寸即可。查表 2.3-39 (粗车外圆后半精车余量) 2Z=1.1mm 即精车余量 2Z=1.1mm 精车加工精 00度( 0.06 )；粗车余量 2Z=1.9mm 粗车加工精度( 0.30)。2.4.1.2 © 57.8 ±.25为外圆不加工表面,考虑其工艺编制要以此为精加工基准,在加工中零件数薄壁件，可能造成变形，所以采用定位套。同时为了其它尺寸加工精度，将© 57.8 ±).25的表面变为加工表面，余量2Z=0.5mm即57.8+0.5=58.3mm,公差±0.25mm2.4.2 长度方向尺寸(52.6h11 ; 45

21、h11; 38.2H13; 48H10 17.6 ±).2 )2.4.2.1 52.6h11 ：两端面都需加工，同时结合工厂实际加工工艺的方法取余量Z=2.4mm 即 52.6+2.4=55mm,公差 ±0.4mm>2.4.2.2 45h11 :两端面都需加工，余量 Z=2.5mm 即 45+2.5=47.5mm公差±0.4mm2.4.2.3 38.2H13:在镗孔是保证，即一面加工，余量 Z=0.5mm 即 38.2+0.5=38.7mm，公差±0.3mm2.4.2.4 48H10 :镗孔是保证，即一面加工，余量 Z=0.5mm即48+0.5=4

22、8.5mm 公差±0.4mm。2.4.2.5 17.6±).2 :两端面都需要加工，余量 Z=2.5mm 即 17.6+2.5=19.1mm,公差土0.2mm。2.4.3 内孔加工(© 16.5H8；© 54±0.4；© 53.6H11)。内孔的毛坯考虑减少加工，先铸出毛坯孔，零件的精度要求IT8，因此要粗扩孔，又考虑零件的其余孔系和重要端面都与© 16.5H8存在位置要求，因此都集中在一道工序 中加工，才能保证要求。A: © 16.5H8:余量 2Z=2mm 即 16.5 2=14.5mm 公差±0.2

23、5mmB: © 54±）.4 :为不加工内圆表面，为减少毛坯内孔的铸造复杂性，将六条筋从右到 左全部铸出，这样由于铸铝是轻金属，易加工，同时在今后镗孔时也不太难。C: © 53.6H11 :考虑存在位置要求和尺寸精度，因此同©16.5H8加工集中在同一道工序减少误差。© 53.6H11为薄壁处，同时为减小由于压铸造成的形状误差，因此取余量 2Z=3mm 即 53.6 3=50.6mm ,公差 ±0.6mm下面将© 16.5H8孔的工序间尺寸公差分布计算如下：预先铸出孔，在车床上加工时，加工工序一般为粗镗、半精镗及精镗。毛坯尺

24、寸© 14.5 ±）.25mm0.43工序 1:© 15.5H14 （© 15.5 0 ）0.027工序 2:© 16.5H8 （© 16.5 0）孔的最终尺寸（基本尺寸）粗镗尺寸（基本尺寸）毛坯丿P寸5粗镗加工余量（公称余量）1mm-最纟?加工余量（公称余量）1mm1毛坯余量其余孔系加工其余孔系均在实体上加工，而在毛坯尺寸上就不考虑了4- © 4.4H12孔，毛坯为实心孔，不铸出孔，而 4孔的精度为IT12，参照工艺手 册表2.2-2需进行配有钻模的钻孔加工（IT11IT13）这样既保证尺寸精度，同时也 保证其位置要求。总

25、体来说，本体为铝合金优点多。采用压铸法又适用大量生产，能获得毛坯的精度 高，加工余量小，有些形状可以直接铸出，但为了保证毛坯质量，需要采用过大的浇冒 口，所以在机械加工前需要切去浇冒口，并进行时效处理，消除铸造内应力方可加工， 时效处理将本体加热至180200C，保证68h自然冷却，本体经时效处理后，不仅消 除内应力，而且强度与硬度还能提高。2.5 确定切削用量及基本工时切削用量简明手册以下简称切削手册 。2.5.1 粗车外径0粗车外径© 75 0.30 。本工序采用计算法确定切削用量。2.5.1.1 加工条件工件材料 铸铝ZL111，经压铸、人工时效。0加工要求：粗车外径©

26、; 75 0.30 。机床： C620-1 卧式车床。刀具：根据切削手册表1.1，由于C620-1车床的中心高为200mm（表1.30）， 故选刀杆尺寸B>H =16mm25mm刀片厚度为4.5mm根据表1.2，粗车有色金属毛坯， 可选择YG6牌号硬质合金。车刀几何形状（表 1.3 ） r 0 =20o a °=12o Kr=45o r B =0.5mm。2.5.1.2 计算切削用量。A:进给量f :根据切削手册表1.4，当刀杆尺寸为16mr>25mma p < 3m（切削用量），工件直径76mm寸，取f=0.50.7mm/r，由于加工表面为断续且有冲击地加工因此进

27、给量应乘系数K=0.750.85，此时K取0.8，所以f=0.400.56mm/r，按C620-1车床说明书（见切削手册表1.30取f=0.400.56mm/r。B：计算切削速度按切削手册表1.27，车削切削速度的计算公式为:Cvm xvT apKv根据表1.9车刀的磨钝标准及寿命 Tmin=60min其中：Cv=262 Xv=0.12 Yv=0.50 m=0.28。2620.28 J.120.5Vc = 603°50.9 2.7 1.0 1.0 262=3.147 1.141 0.7072.43修正系数Kv见切削手册表1.28即 Ksv=0.9Ksv:与毛坯表面状态有关。Ktv=2

28、.7Ktv:与刀具材料有关。Kkv=1.0Kkv:与车削方式有关。Kkrv=1.0Kkrv:与车刀主偏角有关。所以:=125.3(m/min)。2.5.1.3 确定机床主轴转速。1000Vc1000 125.3n dw=314 76.5 =521.9(r/min)其中：dw为零件直径按机床说明书（见切削手册表1.30 ），与521.9 r/min相似的机床转速为480 r/min及600 r/min。现选取nw =600r/min,如果选nw =480r/min，则速度损失太大。所以实际切削速度V= 1000 =1000=144m/min2.5.42.5.1切削工时L .i按切削手册tm= n

29、f式中 L=l+y+ ,l=11.2mm。根据切削手册表1.26车削时入切量及超切量 y+ =5.0mm本工最大加工余量 Zmax单边)=0.3/2+1.9/2=1.1mm，可一次切除，因此i=1。11.2 5所以 tm=600 °_0.13 min班产量450合计时间：主要时间+辅助时间+布置工作地及休息时间_0.934 + 0.16 =1.06min 校验机床功率主切削力Fc按切削手册表1.29所示公式计算。XFc yFc nFcFCapf Vc KfcFc_ C X1=0.054(min)。主要时间：0.054min/每件辅助时间：0.88min/每件布置工作地及休息时间：48

30、0X12%=57.6mi n班产量：480 布置工作地及休息时间 _ 480 57.6 _ 422.4 _ 件主要时间 辅助时间0.054 0.88 0.934 450布置工作地及休息时间/每件：布置工作地及休息时间57.6Fc其中：CFc = 390 X FC = 1.0 y FC = 0.75 nFc=0 K所以:Fc=39031.00.50'7514401=695.68(N)切削时消耗功率Fc:FcVcPc=6 10 见表 1.29695.68 144所以：Pc= 6 10=1.67Kw由切削手册表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8Kw, 当主

31、轴转速为600r/min时，主轴传递的最大功率为5.5Kw，所以机床功率足够，可以正 常加工。校验机床进给系统强度已知主切削力：Fc=695.68N。径向切削力Fp按切削手册表1.29所示公式计算。XFP YFP nFPFp=CFP a P f Vc KFP由于加工该零件径向切削力不大，所以表 1.29没有给出，而机床进给系统强度足 够，故无需校验。粗铣外形2.5.2.1 加工条件工件材料铸铝ZL111，经压铸、人工时效。加工要求：粗铣外径R29.8 °3 ；289 °25。机床：X61W型万能铣床。刀具的选择：根据铣削零件的外形，选取圆柱铣刀。铣刀直径的大小直接影响切削

32、力、扭距、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意选取。根据表3.4及及铣削零件实际切削宽度11.6mm吃刀量ap）。刀具材料 W18Cr4V 粗齿铣刀6 GB1110-85。铣刀的几0 0 0 / 0 0 0何形状(GB1110-85 : B =30 45 , 丫 n=15 , 丫 p =6 , 丫 °=10 , a 0=16 ,Z=3。2.522切削用量计算根据 GB1110-85 铣刀 GB6118-85表 2 查：刀具每分钟进给量：Vf =95mm/mi n=1.58mm/s刀具铣削速度：Vc=22mm/mind°n计算每齿进量 fz: V f=fz?Z? n/60, V

33、c= 10006CVf 60Vf ? d。60 1.58 3.14 6fz= Zn =Z ? 1000Vc =3 1000 22=0.027mm/Z由于铣削铸铝，根据切削手册表 3.4得在进给中可增加30%40%。所以 fz=0.0271.40.04mm/Z。根据切削手册表3.7铣刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm根据切削手册表3.8铣刀平均寿命T=60mino根据 GB6118-85表 2,查得 Vc=22m/mino1167(r/mi n)1000Vc 1000 22 ns = d0= 3.14 6现采用X61W型万能铣床从表3.29查得n=1225(r/min)d0n314 6 1225

34、23.08(m/min)故实际切削速度V 1000 1000工作台的每分钟进给量fz应为:fm=fz ? z? n0.04 3 1225147(mm/mi n)查机床说明书fm=165mm/min切削时，由于是粗铣，利用作图法，可得出铣刀的实际切削行程l=46mm2.5.2.3 机动工时tm:I 1l I2tm=fm其中 Il+I2=l=46mmI:铣刀直径。466所以tm= 165主要时间：辅助时间：0.315(mi n)0.315min/ 每件1.32min/ 每件布置工作地及休息时间：480%2%=57.6mi n班产量：480 布置工作地及休息时间 _ 480 57.6 _ 422.4

35、 _ 件 主要时间辅助时间0.315 1.32 1.635 250布置工作地及休息时间/每件：布置工作地及休息时间57.6_ 0.23 min班产量250合计时间：主要时间+辅助时间+布置工作地及休息时间_=1.87mi n0.315+1.32+0.23钻孔2.5.3.1 机床：Z512 钻床。加工要求：4- © 4.4H12孔。刀具选择：W18Cr4V钻头。2.5.3.2 确定进给量：根据切削手册表 2.7，当铝合金硬度时，f=0.18 0.22mm/r。< 200HBS do = © 4mm取 f=0.22mm/rV=14m/mir。2.533 切削速度：根据切削

36、手册表 2.13，查得加工材料为钢时，再根据切削手册表2.31加工材料不同时的修正系数 KTV=1.0b所以 Vs=14m/min, 再计算ns。1000Vns=d°1000 143.14 41114.6(r /min)根据机床说明书取n=960(r/min)。故实际切削速度为d°nV=10003.14 4 960100012.1(m/mi n)2.5.3.4 计算加工一个孔的机动时间l=10mm根据表 2.29 I1+I2=5m mI h I2 tm= nf10 5960 0.220.07(mi n)本工序为 4 个孔：tm 总=tm >4=0.07 >4=0

37、.28(min)主要时间：0.38min/每件辅助时间：2.015min/每件布置工作地及休息时间：480>0%=48mi n班产量：480 布置工作地及休息时间 _48048 _ 432 _ 件主要时间辅助时间0.38 2.015 2.395 180布置工作地及休息时间/每件:布置工作地及休息时间48 c c .= 0.27 min班产量180合计时间：主要时间+辅助时间+布置工作地及休息时间=0.38+2.015+0.27=2.665mi n攻螺纹加工要求：4-M2-6G根据有关参考资料，采用 V=0.1m/s即6m/min,所以ns=238r/min。按机床资料选取 n=195r/

38、min 则V=4.9m/min。计算机动时间：已知 l=4.6mm I1+I2=3mm根据GB193-81普通螺纹f=0.4mm(I I1 I2) 2(4.6 3) 2120.195 0.2(mi n)tm=nf195 0.4因此四孔的机动时间：t总=tm 40.2 40.8(min)主要时间：1.1min/每件辅助时间：2.52min/每件布置工作地及休息时间：480X10%=48mi n班产量：480 布置工作地及休息时间 =48048 = 432 = 件主要时间辅助时间1.1 2.52 3.62 120布置工作地及休息时间/每件：布置工作地及休息时间48门，=0.4min班产量120合计

39、时间：主要时间+辅助时间+布置工作地及休息时间=1.1+2.52+0.4=4.02min2.6 工艺装置2.6.1 刀具设计直柄立铣刀根据铣削零件的外形及其倒圆© 3,选取直柄立铣刀。铣刀的直径大小直接影响切 削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意选取。根据切削手册表 3.4及铣削零件实际铣削宽度为11.6mm背吃刀量ap),而ae =0。零件形状的成型由靠模夹具保证。刀具材料： W18Cr4V。粗齿铣刀 6 GB1110-85 。铣刀几何形状：由GB1110-85 得B =30o 40o, r n=15o,r p=6o,r 0=10o, a 0=16o,Z=3, f=0.4

40、mm。2.6.2 量具设计2.6.2.1 零件© 55H8对尺寸© 16.5H8的同轴度© 0.02M。由于© 55同© 16.5为同轴线尺寸，同时两孔尺寸相差较大，因此，在设计该量规时， 考虑使用组合结构。执行尺寸计算：根据GB8069-87的执行尺寸。d BP =D1MMC 。其中 dBP ：定位部位的基本尺寸D1MMC ：零件内表面的最大实体尺寸0dLP=dBP TP 。其中dLP :定位部位的极限尺寸d W P =dBP -(T P+WP) 。其中 dWP ：定位部位的磨损极限尺寸P ：定位部位的允许最小磨损量dBM =D2 MMC -

41、t 。其中d BM ：测量部位的基本尺寸2MMC ：零件内表面的最大基本尺寸零件被测要素的形位公差d LM =(d BM +FM )0TM其中dLM：测量部位的极限尺寸：测量部位的基本偏差：测量部位的尺寸公差d WM =(d BM +FM )-TM +WM )其中dWM ：测量部位的磨损极限尺寸M ：测量部位的允许最小磨损量A：定位部位根据量规公差：Tt =0.027 由表 2查得 T P =0.0025W P =0.0025 B: 测量部位根据 Tt =0.02+0.046=0.066 由表 2 查得TM =0.004WM =0.004t P =0.006( 其中 t P 为工作部位的位置

42、公差 ) 。C:测量部位根据Tt =0.066和序号3由表3查得F m =0.012按公式计算量规工作部位的尺寸:d bp =dmmc =16.50odLP=dBP tp=16.5 0-0025d WP =d bp -(T p +WP )=16.5-0.005=16.495dBM =D2MMC -t=55-0.02=54.980 0 0dLM =(d bm+fm) tm =(54.98+0.012)°.°04 =54.992 0004dWM =(d bm+fm)- (tm +WM ) =54.992-0.008=54.984262.2 4-© 4.4H12 对&#

43、169; 16.5H8 的位置度0.2 M 。4- © 4.4H12孔在壳体中相对于基准 A 10o±0'为第一孔，与第一孔相对的第二孔、第三孔、第四孔的径向位置为理论正确值94o、180o、274o，因此，四孔系在10o±0'确定位置后，它们四孔的位置公差为©0.2。量规公差:A:定位部位根据Tt =0.027由表2查得Tp =0.0025 Wp =0.0025B:测量部位根据Tt = 0.2+0.12 = 0.32 由表 2 查得TM =0.008 WpM =0.008 t=0.012C:测量部位根据T t =0.32和序号3由表3查

44、得FM =0.025按公式计算量规工作部位的尺寸dBP=DMMC =16.50 0dLP = d BP Tp =16.5 00025dWP = d BP -p p(T +W ) =16.5- (0.0025+0.0025 ) =16.495dBM=D1MMC -t=4.4-0.2=4.20 0 0dLM = (dBM F M) tm =(4.2+0.025 ) °.°08=4.225 a008 dWM = (dBM F m)-(tm +WM ) =4.225-0.016=4.209263夹具设计263.1 工序图分析加工部位：设计4-© 4.4H12孔夹具。采用机

45、床：Z512台钻。加工要求：其表面粗糙度为12.5um,位置精度为位置度© 0.2 M。应限制的自由度：四孔位置度相对于基准D,同时四孔为一组孔系且有相对位置关系，因此采用六点完全定位，即采用一平面，一短圆柱销以及一止推销定位板，这样使加工工艺的定位基准同时设计基准完全重合，实现了基准重合原则，有利于保证加工精度。2.6.3.2 定位方案的选择A:定位基准的选择。方案一、采用直径为© 55H18同宽度为2.2H12形成的平面定位，© 16.5H12孔及铸 造0?的小平面。方案二.采用100?外锥面，© 16.5H12孔及铸造0?的小平面。采用方案一虽然是

46、零件完全定位，但是夹紧结构需设计在100?外锥位置，这样在加 工4- © 4.4H12孔是使夹紧装置复杂，且影响刀具加工行程。而方案二则使夹紧装置同 刀具分别在两个方向解决方案一的缺陷，具体各元件的分布见夹具图。因此我们采用方 案二的定位方案。B:定位元件的设计计算。定位销直径采用与零件间隙配合，即©16.5g8，而定为与模具体的联接采用过盈配合。定位销限制两个方向移动X*、°。定位板限制一个方向转动Z模具体平面限制X、丫、乙263.3夹紧装置的设计该钻模采用铰链式钻模，这样的夹具装卸工件较方便，有利于大批量的生产。夹具元件的设计：螺旋夹紧以及为消除零件偏差所带来的平面定位不可靠而采用一个活动块，该活动块为浮动结构，消除零件尺寸偏差带来的影响。263.4 钻套的设计钻套的内孔尺寸及公差根据机床夹具设计，为保证刀具与钻套