數(shù)控機(jī)床主軸箱箱體鉆床夾具設(shè)計(jì)

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課程名稱工藝裝備設(shè)計(jì)課程編碼佳木斯大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)（卓越工程師）設(shè)計(jì)說明書（工藝裝備設(shè)計(jì)）題目：數(shù)控機(jī)床主軸箱箱體鉆床夾具設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：2014年7月10日2014年7月佳木斯大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)（卓越工程師）設(shè)計(jì)說明書目錄第1章緒論 11.1工藝裝備設(shè)計(jì)背景 11.2工藝裝備發(fā)展史 11.3本章小節(jié) 3第2章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 42.1零件的分析 42.1.1零件的作用 42.1.2零件的工藝分析 42.2確定生產(chǎn)類型 42.3確定毛坯 52.3.1確定毛坯種類 52.3.2確定毛坯加工余量及形狀 52.4工藝過程設(shè)計(jì) 52.4.1選擇定位基準(zhǔn) 52.4.2選擇加工方法 62.4.3制定工藝路線及選用設(shè)備 72.4.4確定切削余量 102.5本章小結(jié) 11第3章夾具設(shè)計(jì) 123.1確定定位方案與定位元件 123.2確定夾緊方案與夾緊機(jī)構(gòu) 123.3確定導(dǎo)向方案 123.4確定夾具體方案 133.5本章小結(jié) 13結(jié)論 14致謝 15參考文獻(xiàn) 16附錄一 17附錄二 18第1章緒論1.1工藝裝備設(shè)計(jì)背景工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段?！肮び破涫拢叵壤淦?。”工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。1.2工藝裝備發(fā)展史夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(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(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：1．能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。2．能裝夾一組具有相似性特征的工件。3．適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。4．適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。5．采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。6．提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，機(jī)床夾具也要緊跟其后。它主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1．加強(qiáng)機(jī)床夾具的三化工作為了加速新產(chǎn)品的投產(chǎn)，簡化設(shè)計(jì)工作，加速工藝裝備的準(zhǔn)備工作，以獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，必須重視機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化工作。2．大力研制推廣實(shí)用新型機(jī)床夾具在單件，小批生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中，應(yīng)推廣使用組合夾具和半組合夾具。在多品種，中小批生產(chǎn)中，應(yīng)大力推廣使用可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。3．提高夾具的機(jī)械化，自動(dòng)化水平近十幾年來，高效，自動(dòng)化夾具得到了迅速的發(fā)展。主要原因是：一方面由于數(shù)控機(jī)床，組合機(jī)床及其它高效自動(dòng)化機(jī)床的出現(xiàn)，要求夾具能適應(yīng)機(jī)床的要求，才能更好的發(fā)揮機(jī)床的作用。另一方面，如采用氣動(dòng)、電動(dòng)等自動(dòng)化夾具夾緊，避免了手工操作用劃線等方法來定位工件，縮短了安裝工件的時(shí)間，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率。1.3本章小節(jié)一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。箱體是對(duì)零部件有包容，支撐的作用，讓它們保持一定的相應(yīng)位子，而得到正常的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和定量的精度，它還為它里面的零件起到了很好的潤滑條件，進(jìn)而，它具備安全保護(hù)和密封的作用并帶有有一定的隔絕震動(dòng)的作用，起到保護(hù)內(nèi)部零件不受到外部損害的作用。所以在日常的生活學(xué)習(xí)工作中應(yīng)用得十分廣泛，也起到十分重要的作用。這次設(shè)計(jì)能讓我們很熟練使用機(jī)械制造工藝學(xué)這門課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，能正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線的安排，工藝尺寸確定等一系列的問題，保證零件的加工質(zhì)量的確定。第2章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目給出的零件是車床主軸箱體，主軸箱體起著支持和固定軸系零件,保證軸系運(yùn)轉(zhuǎn)精度和良好潤滑及密封等重要作用。主軸箱是車床的關(guān)鍵零件。一旦主軸箱的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值也將大打折扣。數(shù)控機(jī)床主軸箱是用來安裝機(jī)床主軸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的。工作溫度高，承受較大的反力。其質(zhì)量的好壞直接影響軸和齒輪等零件相互位置的準(zhǔn)確性和機(jī)床的性能。2.1.2零件的工藝分析主軸箱的加工一般程序?yàn)橄却趾缶?、先面后孔、先主要后次要。各孔之間有較高的位置精度要求，各孔自身又有很高的形狀精度要求，故加工時(shí)應(yīng)合理安排工序，以保證各孔的精度要求。在工件裝夾時(shí)，為避免基準(zhǔn)不重合的誤差，應(yīng)盡量選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為加工定位基準(zhǔn)。由于生產(chǎn)批量大選用專用夾具。零件的材料為HT200，即灰鑄鐵，它屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。主要加工有鏜削Φ72和Φ58孔，加工2-Φ12孔，鉆4-Φ20孔，銑前后端面，銑上下平面。并且此零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2.2確定生產(chǎn)類型已知此零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6萬臺(tái)/年，屬于大量生產(chǎn)所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用夾具2.3確定毛坯2.3.1確定毛坯種類由于零件材料為HT200，且零件年生產(chǎn)量為60000件，已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，而且零件的輪廓尺寸較大，又因?yàn)槠渚哂休^好的的鑄造性和切削加工性，而且吸震性和耐磨性較好，價(jià)格也較低廉，故選擇金屬型鑄造毛坯。它的毛坯精度較高，加工余量較小，對(duì)提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。2.3.2確定毛坯加工余量及形狀查工藝手冊(cè)，選用前后端面以及上下面的加工余量為4mm；Φ72和Φ58孔的加工余量為4mm，Φ12孔加工余量為12mm，Φ20孔加工余量為20mm，由以上數(shù)據(jù)和零件形狀可以確定其毛坯形狀。2.4工藝過程設(shè)計(jì)2.4.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇：1．用零件非加工面為粗基準(zhǔn)，可保證零件的加工面與非加工面的相互位置關(guān)系，且能在一次安裝中盡可能加工較多的表面。2．用零件的重要表面為粗基準(zhǔn)，優(yōu)先保證了重要表面的余量和表面組織性能的一致。3．應(yīng)選則較大、形狀簡單、加工量大的表面為粗基準(zhǔn)，使切削總量最少。4．應(yīng)選毛坯精度高，余量小的表面為粗基準(zhǔn)，易保證各加工表面的余量足夠，分配合理。5．應(yīng)選定位精度高，夾緊可靠的表面為粗基準(zhǔn)。6．粗基準(zhǔn)原則上是在第一道工序中使用一次并盡量避免重復(fù)使用。精基準(zhǔn)的選擇：選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實(shí)現(xiàn)，以及定位安裝的準(zhǔn)確方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循以下原則：1．基準(zhǔn)重合原則：確定精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，易消除基準(zhǔn)不重合誤差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。2．統(tǒng)一基準(zhǔn)原則：擬定工藝路線時(shí)，各個(gè)工序應(yīng)盡可能用同一個(gè)定位基準(zhǔn)來精加工各個(gè)表面，以保證各表面間的相互位置精度，并且還減少了夾具的數(shù)量和工件的裝夾次數(shù)，降低了成本，提高了生產(chǎn)率。3．互為基準(zhǔn)原則：可逐步提高兩相關(guān)表面的位置精度。4．自為基準(zhǔn)原則：可使加工余量均勻，保證加工面自身形狀精度，而位置精度由前面的工序保證。同時(shí)，精基準(zhǔn)選擇時(shí)，一定要保證工件的夾、壓穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單及操作簡便，由以上分析，考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以精加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)。2.4.2選擇加工方法零件表面的加工方法，首先取決于加工表面應(yīng)有的技術(shù)要求。但應(yīng)注意，這些技術(shù)要求不是一定就是零件圖所規(guī)定的要求，有時(shí)還可能由于工藝上的原因而在某些方面高于零件圖上的要求。如果由于基準(zhǔn)不重合而提高對(duì)某些表面的加工要求，或由于被作為精基準(zhǔn)而可能對(duì)其提出更高的加工要求。當(dāng)明確了各加工表面的技術(shù)要求后，即可據(jù)此選擇能保證該要求的最終加工方法，并確定需幾個(gè)工步的加工方法。所選擇的加工方法，應(yīng)滿足零件的質(zhì)量、良好的加工經(jīng)濟(jì)性和高的經(jīng)濟(jì)效率的要求。為此，選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮以下各因素：1．考慮加工方法的經(jīng)濟(jì)型：比如能獲得的加工精度和表面粗糙度都有一個(gè)相當(dāng)大的范圍，但只有在某一個(gè)較窄的范圍才是經(jīng)濟(jì)的，這個(gè)范圍的加工精度就是經(jīng)濟(jì)加工精度。為此，在選擇加工方法時(shí)，應(yīng)選擇相應(yīng)的能獲得經(jīng)濟(jì)加工精度的加工方法。例如，公差為IT7級(jí)的和表面粗糙度為Ra0.4外圓表面，通過精心車削可以達(dá)到精度要求，但不如采用磨削經(jīng)濟(jì)。各種加工方法可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，可參閱工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中的有關(guān)資料。2．考慮工件材料的性質(zhì)：例如，對(duì)淬火鋼應(yīng)采用磨削加工，但對(duì)有色金屬采用磨削加工就會(huì)發(fā)生困難，所以一般采用金剛鏜削或高速精細(xì)車削加工。3．要考慮工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小例如，回轉(zhuǎn)工件可以用車削或磨削等加工孔，而殼體上IT7級(jí)公差的孔，一般就不宜采用車削或磨削，而通常采用鏜削或鉸削加工。孔徑小的宜采用鉸孔，孔徑大或長度較短的孔宜采用鏜孔。4．要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的銑、刨和鏜孔等加工方法。甚至可以從根本上改變毛坯的制造方法，以減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量。5．要考慮工廠或車間的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)條件。選擇加工方法時(shí)應(yīng)充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，挖掘企業(yè)的潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性。但也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，采用新技術(shù)和提高工藝水平，此外還應(yīng)考慮設(shè)備負(fù)荷的平衡。根據(jù)以上原則所選加工方法如下：1．底面粗糙度1.6，加工方法：粗銑—精銑；2．頂面粗糙度3.2，加工方法：粗銑—精銑；3．前后端面粗糙度3.2，加工方法：粗銑—精銑；4．Φ72和Φ58孔，表面粗糙度3.2，加工方法：粗鏜—精鏜；5．Φ20孔，加工方法：鉆削；6．Φ12孔，表面粗糙度1.6，精度等級(jí)IT8，加工方法：鉆—擴(kuò)—絞；7.其余表面為不加工面，在加工前，該鑄件應(yīng)進(jìn)行人工時(shí)效處理；8．進(jìn)行去除毛刺等加工。2.4.3制定工藝路線及選用設(shè)備零件表面的加工方法確定之后，就要安排加工的先后順序，同時(shí)還要安排熱處理、檢驗(yàn)等其他工序在工藝過程中的位置。零件加工順序安排的是否合適，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率率和經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。現(xiàn)將有關(guān)加工順序安排的原則和應(yīng)注意的問題分述如下。1．加工工藝的劃分：零件加工時(shí)，往往不是依次加工完各個(gè)表面，而是將各表面的粗、精加工分開進(jìn)行，為此，一般都將整個(gè)工藝過程劃分為幾個(gè)加工階段，這就是在安排加工順序時(shí)所應(yīng)遵循的工藝過程劃分階段的原則。按加工性質(zhì)和作用的不同，工藝過程可以劃分如下幾個(gè)階段：（1）粗加工階段：這個(gè)階段主要任務(wù)是卻去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)，因此主要是提高生產(chǎn)率的問題。（2）半精加工階段：這階段的作用是為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的精度和表面粗糙度，的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等），一般在熱加工以前進(jìn)行。（3）精加工階段：對(duì)于零件上的精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7級(jí)或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，還要安排精加工階段。這個(gè)階段的任務(wù)主要是提高加工表面的各項(xiàng)精度要求和降低表面粗糙度。有時(shí)由于毛坯余量特別大，加工表面十分粗糙，在粗加工前還需要去黑皮的加工階段，稱荒加工階段。為了及時(shí)地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷和減少運(yùn)輸工作量，通常把荒加工放在毛坯車間中進(jìn)行。此外，對(duì)零件上的精度和表面粗糙要求特高的表面還應(yīng)在精加工后進(jìn)行光整加工。稱為光整加工階段。2．機(jī)械加工順序的安排一個(gè)零件上往往有幾個(gè)加工表面需要加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。為了達(dá)到這些精度要求，各表面的加工順序就不能隨便安排，而必須遵循一定的原則，這就是定位基準(zhǔn)的選擇和轉(zhuǎn)換決定著加工順序，以及前工序?yàn)楹罄m(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)的原則。3．熱處理工序的安排熱處理工序在工藝過程中的安排是否恰當(dāng)，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過程中的位置，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理的目的而定。（1）退火或正火:為了得到較好的表面質(zhì)量、減少刀具磨損，需要對(duì)毛坯預(yù)先進(jìn)行熱處理，以消除組織的不均勻，降低硬度、細(xì)化晶粒，提高加工性。對(duì)高碳鋼零件用退火降低其硬度，對(duì)低碳鋼零件卻要用正火的辦法提高其硬度；對(duì)鍛造毛坯，因表面軟硬不均不利于切削，通常也進(jìn)行正火處理。退火、正火等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。（2）時(shí)效：為了消除殘余應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理（其中包括人工時(shí)效和自然時(shí)效）。殘余應(yīng)力無論在應(yīng)力制造還是在切削加工時(shí)都會(huì)殘留下來，不設(shè)法消除就會(huì)引起工件變形，降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成廢品。對(duì)于一般鑄件，只需在粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理即可，或在鑄造毛坯以后安排一次時(shí)效處理。（3）淬火：淬火可提高材料的機(jī)械性能（硬度和抗拉強(qiáng)度等）。淬火后尚需回火以取得所需要的硬度與組織。由于工件淬火后常產(chǎn)生較大的變形，因此，淬火工序一般安排在精加工階段的磨削加工之后進(jìn)行。（4）滲碳：由于滲碳的溫度高，容易產(chǎn)生變形，因此一般滲碳工序安排在精加工之前進(jìn)行。氮化處理是為了提高零件的表面硬度和抗腐蝕性，一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前。氮化處理前應(yīng)調(diào)質(zhì)。（5）表面處理：為了提高零件的抗腐蝕能力、耐磨性、抗高溫能力和導(dǎo)電率等，一般都采用表面處理的方法。如在零件的表面鍍上一層金屬鍍層（鉻、鋅、鎳、銅以及金、銀、鉬等）或使零件表面形成一層氧化膜。表面處理工序一般均安排在工藝過程的最后進(jìn)行。4．輔助工序的安排輔助工序種類很多，包括中間檢驗(yàn)、洗滌、防銹、特種檢驗(yàn)和表面熱處理等。（1）檢驗(yàn)：檢驗(yàn)工序一般安排粗加工全部結(jié)束之后，精加工之前；送往外車間加工的前后（特別是熱處理前后）；化費(fèi)工時(shí)用于工序和重要工序的前后。以便及時(shí)控制質(zhì)量，避免浪費(fèi)工時(shí)。（2）特種檢驗(yàn)：X射線、超聲波探傷等多用于工件材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)，一般安排在工藝過程的開始。熒光檢驗(yàn)、磁力探傷主要用于工件表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在精加工階段。如果用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前進(jìn)行。（3）清洗、涂防銹油：一般安排在最后工序。根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。由以上原則選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：表2-1工藝路線方案序號(hào)工序內(nèi)容所用機(jī)床所用刀具1鑄造、清砂、退火2時(shí)效處理3粗銑底面X52K端銑刀4粗銑前后端面X62W端銑刀5粗銑上表面X52K端銑刀6粗鏜Φ72和Φ58孔T68K34單尺鏜刀7精鏜Φ72和Φ58孔T68K34單尺鏜刀8精銑前后端面X62W端銑刀9精銑上表面X52K端銑刀10精銑底面X52K端銑刀11鉆擴(kuò)絞Φ12孔Z5140麻花鉆、鉸刀12鉆Φ20孔Z5140麻花鉆13去毛刺14最終檢查（注：所用夾具均為專用夾具。）按照方案所示相對(duì)來說，裝夾次數(shù)少，可減少機(jī)床數(shù)量，操作人員數(shù)量和生產(chǎn)面積還可減少生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作，并能提高生產(chǎn)效率。另外，零件的加工要求就整體來說，其精度并不高。根據(jù)工序方案制定出詳細(xì)的工序劃分如下所示：毛胚為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機(jī)械加工性能。在毛坯車間銑削去澆冒口。達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間來加工。2.4.4確定切削余量我所加工部位為鉆Φ20孔，對(duì)于直徑為20mm的孔，選擇的直徑為20mm的高速鋼麻花鉆，其標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)查《切削用量簡明手冊(cè)》取，，，，，。1．進(jìn)給量的選擇按加工要求決定進(jìn)給量：由于零件上未標(biāo)注精度，故按13級(jí)精度加工，而且毛坯件為鑄鐵，其硬度≤200HBS，高速麻花鉆的直徑為20mm時(shí)，查《切削用量簡明手冊(cè)》取。按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：查《切削用量簡明手冊(cè)》，灰鑄鐵硬度在168~218HBS時(shí)，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量。按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：由于Z5140允許的最大軸向力為16000N，根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為16860N時(shí)，查得進(jìn)給量。由于是加工通孔，為了避免即將鉆通時(shí)鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。通過校驗(yàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度可知，進(jìn)給量可用。2．決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》，當(dāng)鉆頭直徑為20mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，刀具壽命T取60min。3．決定切削速度根據(jù)《切削用量簡明手冊(cè)》，選得進(jìn)給量，切削速度為1000mm/min。2.5本章小結(jié)本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。第3章夾具設(shè)計(jì)3.1確定定位方案與定位元件1．確定定位方案：由于本次加工為鉆削底面4—Φ20孔，以工件的上表面為定位基準(zhǔn)，限制Z方向的移動(dòng)，X、Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；以工件底座處一側(cè)面為定位基準(zhǔn)，限制Z向轉(zhuǎn)動(dòng)和X方向移動(dòng)，以相鄰另一側(cè)面為定位基準(zhǔn)，限制Y方向的移動(dòng)。2．定位元件的選擇：根據(jù)定位方式，采用六點(diǎn)定位原理，采用支撐板和支撐釘定位。由于基準(zhǔn)重合，不重合誤差為零，殼體表面已被加工，所以基準(zhǔn)位置誤差也為零，所以滿足。3.2確定夾緊方案與夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動(dòng)夾緊中用的最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)；故采用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。根據(jù)《簡明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得所需鉆削切削力：鉆削力矩為：查《簡明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得平面接觸型的M24的普通螺旋夾緊力可達(dá)到23000N，故選擇螺柱為M24的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。3.3確定導(dǎo)向方案由于本零件的生產(chǎn)批量很大，為節(jié)省工時(shí)，減少工人的體力消耗，本夾具將四個(gè)鉆套裝在同一個(gè)裝模板上，由于生產(chǎn)批量大，鉆套可能出現(xiàn)磨損，故采用可換鉆套。3.4確定夾具體方案夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件。在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)，裝置，并且還要考錄便于裝卸工件及在機(jī)床上的固定。因此，夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿足一定的要求，它主要取決于工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等，所以在夾具設(shè)計(jì)中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。在夾具體的設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足以下基本要求：由足夠的強(qiáng)度和剛度；減輕重量，便于操作；安放穩(wěn)定，可靠；結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好；尺寸穩(wěn)定，有一定精度；排屑方便；應(yīng)吊裝方便，實(shí)用安全。3.5本章小結(jié)（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。結(jié)論通過本次對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸箱箱體的工藝設(shè)計(jì)，我深深的體會(huì)到了做一個(gè)工藝設(shè)計(jì)是需要很多的知識(shí)積累的。使我對(duì)金屬的零件工藝設(shè)計(jì)有了一定的了解。在設(shè)計(jì)過程中還遇到了很多的困難；在自己的不懈努力和老師的幫助下并對(duì)一些書籍的查閱使問題輕松的解決了。使我學(xué)會(huì)了解決工藝問題的一些方法，并且通過這些大量的翻閱參考資料和手冊(cè)使我學(xué)會(huì)了不少的東西，通過這次鍛煉，學(xué)習(xí)到了很多有關(guān)CAD繪圖的知識(shí)，自己用CAD繪圖的能力再度提高。雖然完成了設(shè)計(jì)但是在知識(shí)方面還有很多欠缺，我會(huì)繼續(xù)努力再接再厲。由于自己的能力有限，并且考研復(fù)習(xí)期間時(shí)間的緊張，在設(shè)計(jì)中可能存在很多的缺陷，希望老師能給于指正。通過這次工藝設(shè)計(jì)使我更加鞏固了對(duì)《機(jī)械制造工藝學(xué)》的認(rèn)識(shí)和理解。對(duì)以后的設(shè)計(jì)或工作提供了很大的寶貴經(jīng)驗(yàn)。致謝當(dāng)我提筆寫這致謝詞的時(shí)候，突然強(qiáng)烈的意識(shí)到，又一個(gè)課程設(shè)計(jì)就此結(jié)束，又要開始新的征程。大三也將成為歷史，在這次課程設(shè)計(jì)中，大家都經(jīng)歷了許許多多，在這快要放假的時(shí)候突然想起好多人，好多讓我感激的人。在這里首先謝謝我的父母，是他們把我?guī)У竭@個(gè)美麗的世界，是他們教會(huì)我走路，教會(huì)我說