1、內容摘要：箱體零件是一種典型零件，其加工工藝規程和工裝設計具有典型性。該箱體零件結構復雜，零件毛坯采用鑄造成形。在加工過程中，采用先面后孔的加工路線，以保證工件的定位基準統一、準確。為了消除切削力、夾緊力、切削熱和因粗加工所造成的內應力對加工精度的影響，整個工藝過程分為粗、精兩個階段。通過被加工零件的分析完成了機械加工工藝的設計及各加工工序機動時間的計算。根據箱體零件的結構及其功能，運用定位夾緊的知識完成了夾具設計。關鍵詞：下箱體 加工工藝 定位 夾緊力 夾具設計 Abstract：The typical parts is a process, the fixture design rules

2、 and typical. The complex structure, the blank forming by casting. In the process, the first after hole processing route to ensure the locating datum, workpiece. In order to eliminate cutting force, clamping force, cutting and balancing the stress caused by the influence of machining accuracy and wh

3、ole process is divided into two stages of rough and fine. Through the analysis of the components are processed finish machining processes and design calculation of motor. According to the structure and function, use knowledge of positioning clamping fixture design completed.Keyword: Next cabinet Pro

4、cessing clamping force Positioning clamp design 1 機械加工方法1.1 常用機械加工方法簡介 車、銑、刨、鉆、鏜、磨、拉、拔、鉸、擴、鍛、鑄造、沖壓、激光加工、超聲波加工、線切割等機加工方法。此次加工選取方法有：車、銑、刨、鉆、鏜、磨、鍛、鑄造等。1.2 資料來源 本課題的主要研究方法通過文獻索引法（查閱各種有關的技術資料）、行動研究法（進行工廠參觀，向導師，技術人員咨詢請教），對各個方案進行對比分析這優選之等方法和手段予以實施。在給定以前學生的任一份圖紙，要求學生對該圖紙進行分析，并修改其中的錯誤，然后進行工藝編制參閱技術資料做出關于二級減速器

5、下箱體的工藝編制及夾具設計（批量生產）。1.3 加工方法的選取 箱體的平面加工箱體的平面加工方法常用的有刨、銑、拉、磨種。刨削和銑削常用作平面的粗加工和半精加工，而拉削、磨削則四用作平面的精加工。刨削加工的特點是：刀具結構簡單、機床調整方便。在龍門刨床上可以利用幾個刀架，在一次裝夾中同時或依次完成若干個表面的加工，從而能經濟地保證這些表面間相互位置精度要求。精刨還可以代替刮削，以減輕工作量。精刨后的表面粗糙度值可達0.002mm/m。平面磨削的加工質量比刨和銑都高。磨削表面粗糙度值可達0.30-1.25um。生產批量較大時，箱體的主要平面常用磨削來精加工。但是，平面磨削時磨削處的溫度比其他加工

6、方法要高操作起來技術要求過高。因此，選用刨削加工。 箱體零件的孔系加工箱體上一系列有相互位置精度要求的孔的組合，稱為孔系。孔系加工是箱體加工的關鍵。此減速器下箱體包括平行孔系和同軸孔系。平行孔系的加工一般有找正法、鏜模法、坐標法，選鏜模加工孔系，工件裝夾在鏜模上，鏜桿被支撐在鏜模的導套里，增加了系統的剛性。這樣，鏜刀通過模板上的孔將工件上相應的孔加工出來。采用浮動連接時，機床主軸回轉精度對孔系加工精度影響很小，因而可以在精度較低的機床上加工出精度較高的平行孔系。同軸孔系的加工 利用箱體上的工藝基面，用百分表對此平面進行找正，使其和鏜桿軸線平行，校正后加工孔，孔B加工后，再掉轉工作臺，并用鏜桿上

7、的百分表沿此平面重新校正，以保證工作臺準確地回轉然后再加工孔A，就可以保證兩孔A、B同軸。2 下箱體加工的工藝編制2.1 概述箱體零件是機器或部件的基礎零件,它把有關零件聯結成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協調地工作.因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質量,進而影響機器的使用性能和壽命.因而箱體一般具有較高的技術要求.由于機器的結構特點和箱體在機器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結構型式,其共同特點是:結構形狀復雜,箱壁薄而不均勻,內部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減

8、震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發動機上的箱體等).在單件小批生產中,為了縮短生產周期有時也采用焊接毛坯.毛坯的鑄造方法,取決于生產類型和毛坯尺寸.在單件小批生產中,多采用木模手工造型;在大批量生產中廣泛采用金屬模機器造型,毛坯的精度較高.箱體上大于3050mm的孔,一般都鑄造出頂孔,以減少加工余量. 2.2 零件的工藝分析 1）保證2對軸承座中心線的平行度公差為0.30mm 2）2對軸承座中心線與相應兩端面垂直度公差為0.1mm 3）各軸承孔同軸度公差0.020mm，各軸承孔中心線與對合面的位置度0.3mm,各軸承孔的圓柱

9、度為0.007mm 4）對合面的平面度為0.04 mm 確定毛坯的制造形式由于是批量生產時，采用金屬模機器造型毛坯精度較高加工余量小，其平面余量為5-10mm，孔在半徑上的余量為7-12mm。2.2.4 箱體結構分析 該零件為二級減速器下箱體，其外形尺寸為472mm×196mm×248mm,屬于小型箱體零件，內腔無加強肋，結構簡單，孔壁薄、剛性差等特點。2.3 擬定下箱體加工的工藝路線 首先要擬定工藝過程，必須理解擬定工藝過程的原則。1）先面后孔的加工順序 箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規律。因為主要平面是箱體往機器上的

10、裝配基準，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基準與設計基準和裝配基準重合，從而消除因基準不重合而引起的誤差。另外，先以孔為粗基準加工平面，再以平面為精基準加工孔，這樣，可為孔的加工提供穩定可靠的定位基準，并且加工平面時切去了鑄件的硬皮和凹凸不平，對后序孔的加工有利，可減少鉆頭引偏和崩刃現象，對刀調整也比較方便。 2)粗精加工分階段進行 粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內應力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設備等

11、。 粗、精加工分開進行，會使機床，夾具的數量及工件安裝次數增加，而使成本提高，所以對單件、小批生產、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進行，但必須采取相應措施，以減少加工過程中的變形。例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進行精加工。 3)合理地安排熱處理工序 為了消除鑄造后鑄件中的內應力，在毛坯鑄造后安排一次人工時效處理，有時甚至在半精加工之后還要安排一次時效處理，以便消除殘留的鑄造內應力和切銷加工時產生的內應力。對于特別精密的箱體，在機械加工過程中還應安排較長時間的自然時效（如坐標鏜床主軸箱箱體）。箱體人工時效的方法，除加熱保溫

12、外，也可采用振動時效. 定位基準的選擇(1)粗基準的選擇：分離式箱體最先加工的是箱蓋和箱座的對合面。分離式箱體一般不能以軸承孔的毛坯面作為粗基準，而是以凸緣不加工面為粗基準，即箱蓋以凸緣A面，底座以凸緣B面為粗基準。這樣可以保證對合面凸緣厚薄均勻，減少箱體合裝時對合面的變形。 (2)精基準的選擇：分離式箱體的對合面與底面(裝配基面)有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；軸承孔軸線應在對合面上，與底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。為了保證以上幾項要求，加工底座的對合面時，應以底面為精基準，使對合面加工時的定位基準與設計基準重合；箱體合裝后加工軸承孔時，仍以底面為主要定位基準，并與底面上的兩

13、定位孔組成典型的“一面兩孔”定位方式。這樣，軸承孔的加工，其定位基準既符合“基準統一”原則，也符合“基準重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與對合面的重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行度。（3）路線的擬定此下箱體為分離式箱體：主要先完對合面及其下底面加工，和定位孔的加工。然后在其上加工軸承孔及其端面以及出油孔。（4）一些加工方法為保證軸承坐孔的同軸度，與三對軸承孔的中心線平行度特給出一下加工方法：1）同軸孔系的鏜削：由于箱壁間距離較短，采用懸伸鏜孔：由工作臺進給鏜孔，鏜桿伸長度不變，因而鏜桿因自重及切削里而引起的變化對孔的各個截面影響是一致的。 2）平行孔系的鏜削：采用試切法鏜平行孔系或采用坐標法

14、鏜平行孔系.如果采用經濟刻劃尺與光學讀數頭進行測量其讀精度為0.01mm3 下箱體的加工工藝主要內容3.1下箱體的加工工藝 下箱體的工藝圖下箱體的工藝過程工序好工序名稱工序內容工藝設備定位基準1鑄造2清砂清除澆注系統，冒口，型砂，飛邊，飛刺等3時效人工時效處理4涂底漆非加工面涂防銹漆5鉗劃各平面加工線劃針凸緣下表面6粗刨粗刨對合面，留余量0.5mm牛頭刨床凸緣下表面7粗刨粗刨底面牛頭刨床對合面8鉆鉆底面4×18mm.锪其中對角兩孔至18.5H7mm（做工藝用），锪4×35孔立式臺鉆底面及兩工藝孔9鉆鉆、鉸10量油孔至要求，锪20孔立式臺鉆底面及兩工藝孔10鉆鉆20×

15、;15放油螺紋底孔，锪40mm孔，攻M20×15螺紋孔立式臺鉆底面及兩工藝孔11精刨對合面平面度公差0.04mm粗糙度Ra3.2um.牛頭刨床底面及兩工藝孔12檢驗檢驗各部尺寸級精度13入庫入庫注：工序卡片見附圖。3.2 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： 下箱體.1 毛坯的外廓尺寸考慮其加工外廓尺寸為472×248×196mm，表面粗糙度為3.2um，根據實用機械加工工藝手冊（以下簡稱工藝手冊），表39及表311按公差等級79級，取7級，加工余量等級取F級確定，毛坯 寬：

16、248+2×4=256mm 高：196+2×3.5=203mm.2 主要平面加工的工序尺寸及加工余量： 為了保證加工后工件的尺寸，在刨削工件表面時，工序67的刨削深度，ap=2mm，.3 孔加工的工序尺寸及加工余量（1）鉆4-18mm 孔鉆孔：18mm，2Z=18 mm，ap=9mm 锪孔：18.5H7mm 锪 ：435mm 深2mm（2）鉸鉆：10mm ,2Z=10mm 锪：20mm（3）20×15mm孔 锪：40mm 攻M20×15mm3.3 確定切削用量工序6粗刨對合面 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT150 加工要求：粗刨箱蓋對合面，留余量0

17、.5mm 機床：牛頭刨床 刀具：YG硬質合金刀具 量具：卡板 ，跳動表（2）計算刨削用量 已知毛坯被加工長度為472mm，最大加工余量為Zma×=4mm,刨削深度ap=2 mm確定進給量f：根據實用切削手冊，表84、86 ，確定f=0.76mm(雙行程)參考有關手冊，確定 V=90mm/min（3）由于資料，時間有限，關于切削工時計算略 工序7粗刨底面（1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT150加工要求：粗刨箱蓋對合面，留余量0.5mm機床：牛頭刨床刀具：YG硬質合金刀具量具：卡板 ，跳動表（2）計算刨削用量 已知毛坯被加工長度為450mm，最大加工余量為Zma×=4mm,刨

18、削深度ap=2 mm確定進給量f：根據實用切削手冊，表84、86 ，確定f=0.76mm(雙行程)參考有關手冊，確定 V=90mm/min（3）由于資料，時間有限，關于切削工時計算略工序8鉆孔（1）鉆418mm 工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆4個直徑為18mm的孔 機床：立式臺鉆 刀具：采用18mm的麻花鉆頭走刀一次， 18mm的麻花鉆： f=0.30mm/r實用切削手冊表57 ,622 v=0.54m/s=33.2m/min nw=412r/min按機床選取nw=400r/min, 后锪835mm沉頭孔 ， 深2mm(2) 鉆210mm 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：鉆2直徑為10的孔 機床：立

19、式臺鉆 刀具：10mm的麻花鉆 10的麻花鉆： f=0.30mm/r實用切削手冊表57 ,622 v=0.50m/s=30m/min nw=405r/min按機床選取nw=400r/min 采用手工鉸孔至要求 ，锪20mm沉頭孔 深2mm(3)鉆20mm 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：鉆直徑為20的孔 機床：立式臺鉆 刀具：20mm的麻花鉆 ，M20絲錐 20的麻花鉆： f=0.30mm/r實用切削手冊表57 ,622 v=0.58m/s=35.2m/min nw=432r/min按機床選取nw=400r/min 锪沉頭孔40mm 深2mm攻M20的螺紋v=0.12m/s=7.2m/min ns

20、=253(r/min)按機床選取nw=201r/min, 則實際切削速度V=5.1(m/min)（3）由于資料，時間有限，關于切削工時計算略 工序11精刨對合面（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵HT150加工要求：精刨箱蓋對合面，機床：牛頭刨床刀具：YG硬質合金刀具量具：卡板 ，跳動表（2）計算刨削用量 已知毛坯被加工長度為472mm，最大加工余量為Zma×=0.5,刨削深度ap=2 mm確定進給量f：根據實用切削手冊，表84、86 ，確定f=0.76mm(雙行程)參考有關手冊，確定 V=90mm/min（3）由于資料，時間倉促，關于切削工時計算略設計部分 4 下箱體夾具的設計4.1 問

21、題的提出 遠大于實際應力滿足強度要求，夾具可以安全工作。、。上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不精確，從而形成總的加工誤差。1 加工尺寸1360.1mm的定位誤差，=0.對稱度0.1mm的 誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。2因刀具相對于對刀或導向元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。3 因夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=04 因夾具上的定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。影響尺寸1360.1mm的夾具誤差的定位面到導向孔軸線的尺寸公差。及導向孔對安裝基面的垂直度。5 加工方法的誤差因機床精度、刀具精度、刀具

22、與機床的位置精度、工藝系統的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常常根據經驗為它留出工件公差的。保證工件加工精度的條件是，即工件的總加工誤差應該不大于工件的加工尺寸公差。為保證夾具具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需要留出一定的精度儲備量.經計算得0，夾具能滿足工件的加工要求。此設計的夾具合格。及使用說明1.安裝：將零件的工藝孔與夾具的加工完成后，拆卸工件的步驟與安裝時相反。本夾具定位準確，夾緊機構動作靈活、加緊可靠、操作方便4.3 繪制夾具零件圖 （見附圖） 4.4 繪制夾具的裝配圖（見附圖）參考文獻：1張以鵬 實用切削手冊。 沈陽 : 遼寧科學院技術出版社: 23262李洪 機械加工工藝手冊。 北京： 北京出版社 1990: 225226 3陳宏鈞 機械加工技師綜合手冊。 北京: 機械工業出版社，2006.7: 47504陳宏鈞 實用機械加工工藝手冊。 北京 : 機械工業出版社 1996: 1581605增菊魏 李莉，機械制圖.科學出版社.2007 1623086王志偉 孟玲琴，機械設計基礎.北京：北京理工大學出版社.20087王志偉 孟玲琴，機械設計基礎課程設計.北京：北京理