箱体机械加工工艺规程及专用夹具设计

毕业设计（论文）报告

题 目 箱体机械加工工艺规程及专用

夹具设计

二级学院 中德机电学院

专 业 数控技术 班 级 数控1501 学生姓名 顾盼君 学 号 1001509 指导教师 崔业军

2018年4 月

毕业论文（设计）承诺书

本人郑重承诺：

1、本论文（设计）是在指导教师的指导下，查阅相关文献，进行分析研究，撰写而成的。

2、本论文（设计）中，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 3、本论文（设计）中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或机构已经撰写发表过的研究成果。

4、本论文（设计）如有剽窃他人研究成果的情况，一切后果自负。

作者签名： 签字日期： 年 月 日

箱体机械加工工艺规程及专用夹具设计

摘要：这一次毕业设计的课题的名称是箱体机械加工工艺规程及专用夹具设计，在设计

一开始首先要依据箱体的加工图纸来仔细的分析箱体的各个技术要求，为加工箱体来设计毛坯，然后确定箱体的加工工艺流程，编制出箱体的加工工序卡片，完成箱体的一整套的加工的工艺设计。

在完成工艺设计之后就是对箱体进行加工钻孔夹具的设计，此次钻孔夹具的设计，可以提高箱体的产能，并且降低箱体的加工成本。

这次设计是对我们在大学所学的几年知识的一个综合利用，也为我们走出校门以后加入社会，开始工作奠定基础，所以此次设计是具有重大的意义的，对设计中的一些问题和不足的地方请老师指出斧正。

关键词：箱体机械；加工工艺； 夹具设计

目录

3.6 定位误差分析 ...................................................... 14 3.7 设计及操作的简要说明 .............................................. 15 结 论 .................................................................... 16

致 谢 ................................................................. 17 参考文献 ............................................................... 18

前言

此次是设计的主要是箱体零件的加工工艺设计及其夹具设计，主要是需要完成以下的设计任务：

此次设计中使CAD绘图软件绘制了箱体的二维图纸及箱体的工艺图纸，在设计的过程中需要熟练的掌握CAD绘图技术。

在绘制箱体的二维图纸以后对箱体的结构，尺寸进行分析，利用所学知识分析箱体的加工工艺，了解零件的各个加工面的将要求，加工精度等。

分析了箱体使用的是什么种类的毛坯以及毛坯的尺寸。对箱体的加工工艺进行分析，根据箱体各表面的加工要求查阅了相关的资料了解各表面加工精度的要求，安排合理的加工工艺，从而保证了箱体的最终的加工精度。

对箱体的加工设备，所用的机床夹具，刀具进行了选择，并未刀具选择了合适的切削用量

对箱体的加工工时及切削用量进行了计算。

对箱体的钻孔夹具进行了设计，绘制夹具的装配图及箱体图，计算零件的加工定位误差及零件的加工切削力等，保证零件设计出来的夹具具备足够的精度及加工效率。

第一章 箱体机械加工工艺规程及专用夹具设计

1.1 箱体机械的分析

图1-1 箱体机械图

综合分析此箱体的工艺性良好，便于生产加工，此箱体的属于典型的箱体类箱体结构，主要的加工方法是通过钻铣床来获得，箱体上有较多的孔，孔的设计合理大小适中便于生产加工，此箱体的加工还需要钻床钻孔，孔的位置可以通过专用夹具来确定。

此次设计的箱体零件加工工艺性能良好，零件的主要的加工面为平面的加工及孔的加工，在加工的时候主要是通过铣削和钻削获得主要的加工面，对于精度较高的加工面需要进行精加工如铰削及镗削等。

箱体零件的加工精度时根据装配要求来确定了，需要用于装配的φ10mm孔的加工精度较高，公差分布合理科学。

1.1.1 零件的技术要求分析

此次设计的零件的加工面有部分的加工面加工精度较高，在此次设计如在装配中用于配合的配合面如尺寸φ10mm孔其加工精度属于IT7以上加工精度，在设计中一些不是用于配合的表面如底面安装孔尺寸88mm，工尺寸的公差为±0.15mm加工精度在IT10级，这些尺寸在加工中相对较容易保证；在设计图纸中还有一些没有标注出加工公差的尺寸，如尺寸51mm、58mm、56mm、97mm等，此类加工尺寸的加工公差在零件的加工技术要求中规定了按照GB/T1804-m来对加工公差进行选取，如表1-1；

表1-1 GB/T1804公差分段图

相对图中的公差分布分别为以上为标注公差的基本尺寸确定公差带如下：51±0.3mm、58±0.3mm、56±0.3mm、90±0.3mm。图纸中由于此类尺寸较多在加工中按照此方法对基本尺寸的公差带进行确定，再次不在一一赘述。

1.1.2表面粗糙度的要求

在箱体的加工过程中各个加工表面的加工要求是不一样的，一些重要表面的加工精度较高因而相对应的表面的加工粗糙度也较高，3处粗糙度要求Ra1.6，其余按照Ra6.3处理，Ra3.2粗糙度精度要求较高，在加工中需要粗加工精加工逐步获得，从而满足箱体对粗糙度的要求。

1.1.3其他技术要求

根据箱体的加工表面的加工要求各不相同，箱体的表面粗糙度要求往往也各不相同，所以在此次复合性的设计过程中，箱体的重要配合表面粗糙度均为Ra1.6，其他未注表面的加工要求按照Ra3.2处理。

1.2 毛坯的确定

箱体加工的毛坯的选择直接关系到箱体加工的生产效率及箱体加工的成本， 此次加工的箱体为典型的箱体箱体，在箱体的加工过程中，结合箱体的生产批量为大批量生产，所以选择了铸件作为箱体的加工毛坯，毛坯的备料选择铸造毛坯，预留加工余量，根据图纸所规定的尺寸，如图1-2所示：

图1-2毛坯箱体简图

1.3 各表面的加工方式的确定

箱体的加工表面的加工方法多种多样，针对箱体的各种加工面需要选择箱体不同的加工

方法，此次设计的箱体箱体的加工面主要是包括铣床的加工面积钻床的加工面，铣床的加工面主要是包括粗铣，精铣等，孔加工的精度在此次设计中精度要求较低，主要的获得方法为钻孔加工，因此对箱体的加工方法主要，此次设计中将箱体各个表面的加工方法汇总后按照下料表格加工：

表1-1 表面加工方法汇总表

1.4 机床的选用

在设计的过程中如何选择合适的设备来加工箱体至关重要，直接关系到箱体的加工成本及能否加工出合格的箱体，在设备的选择的过程中，首先要保证机床的加工精度能够加工出该箱体，如何保证该箱体的加工精度。其次机床的加工行程是否可以满足需要，最后考虑箱体的加工成本，选择合适的加工设备，此次为箱体箱体选择一台铣床作为箱体的加工设备，此外此次的加工设备还包括钻床。

1.5 刀具的选用

刀具的选择在箱体的加工工设计中至关重要，刀具的选择直接关系到箱体的加工成本，加工效率等问题，此次设计的过程中主要是对铣床加工刀具的选择，在刀具选择的时候优先的使用较大的刀具来去除箱体的大部分切削余量，因为大的刀具的加工效率较高，刀具的刚性，散热性能各方面都比较强，小刀主要用于清根加工，此外箱体还包括孔的加工，孔的加工主要是通过钻头的加工来获得，此次设计的箱体箱体在加工的过程中需要安排以下刀具：

表1-2 加工刀具汇总

1.6 加工顺序的安排

箱体的加工工艺路线的安排需要按照一定的原则而来进行，此次设计的箱体的切削加工工序的安排原则如下：

1 基面先行原则 2 先粗后精原则 3 先主后次原则 4 先面后孔原则

1.7 制定工艺路线

此次设计的核心内容就是制定箱体的加工工艺，在分析了箱体的各个加工表面的加工方法以后，需要进一步的分析箱体的各个加工表面的加工流程，此次设计的箱体箱体的箱体，主要是铣床加工和钻床加工，此次设计为箱体设计了两套加工工艺流程，经过综合的对比分析，包括加工箱体的稳定性及加工的高效性，最终确定一套加工工艺流程为箱体的最终的加工方案：

表1-3 方案一

表1-4 方案二

1.8 拟定加工工艺路线

综合比较箱体的两种加工艺方案，箱体的加工采用的是专用夹具夹持，两种加工方案的区别在于两种加工方案的粗基准的选择不同，方案一选择的是箱体的底部平面的为基准，首先加工出底部基准面，再以底部基准面为加工基准加工箱体的顶面，而方案二采用的是使用

箱体的底部大面来加工箱体的顶面，再以箱体的顶面为加工精基准来加工箱体的底面，方案二在加工的时候无法保证箱体底面厚度的均匀性，而方案一可以保证，综合比较两种两件的加工方案，最终确定加工方案一位箱体的加工方案：

表1-5 箱体机械加工方案

1.9 箱体加工余量的确定

机械箱体的加工余量的确定有三种方法。比较常用的为经验法，查表法，计算法用的较少，下图为加工余量与工序尺寸及其公差的关系：

图1-2 工序余量与工序尺寸及其公差的关系

此次加工过程中在最终的精加工前，粗加工留取0.3mm余量为精加工做好准备。，具体的加工工序余量的安排如下：

表1-6 箱体个工序加工余量

1.10 本章小结

本章节对箱体的加工工艺进行了分析，确定了箱体的加工毛坯，箱体的加工基准，加工表面的加工余量等加工工艺参数。本章节对箱体的加工设备，加工刀具以及箱体的加工设备都做出了明确的选择，为箱体的加工起到了指导性的作用。

第二章 切削用量的选用及加工工时的计算

2.1 背吃刀量的确定

由于机床的刚度有限,在机床和工件刚性条件允许下,我们尽可能选择一个大的切削深度以减少进给的量。因为选择较大的切削深度可以减小加工时间，提高效率。除此之外还有一个优点，较大的被吃刀量还可以延长刀具寿命减少刀具磨损，因此一般在粗加工时，考虑到加工的效率提高效率时，都会选择较大的背吃刀量，一般为2-5mm，但在精加工时则重点需要考虑箱体的加工精度，表面粗糙度等因素，加工效率其次，一般经加工预留0.2-0.5mm加工余量。

2.2 主轴转速的确定

查找《刀具手册》，可知，主轴转速n在加工中计算公式如下：

n=1000Vc/πd（式 2-1）

公式中：

n—主轴转速，单位r/min Vc—切削速度，单位m/min d—工件直径，单位mm

各方面考虑下，箱体各部位的切削速度Vc在加工过程中的选取如下： 粗铣外表面时Vc 选取100m/min； 精铣外表面时Vc 选取150m/min； 钻孔时Vc 选取20m/min； 铰孔时Vc 选取10m/min；

2.3 确定进给速度

应根据箱体的加工精度和表面粗糙度的要求来确定进给速度但同时也要考虑刀具和工件材料来选择

F=fnn （式2-8）

式中：

F—切削时单位时间内工件与刀具沿进给方向的相对位移，单位mm/min fn—铣刀每转工作台的移动距离，即每齿进给量（mm/z）

n—工件的转速

硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀，可参考表2-5选取：

表1-7 铣刀进给量f

2.4 切削用量的计算

2.4.1 钻铣底面

1 加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2 选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用硬质合金刀片。

根据文献[1]表1.3，确定铣刀为盘铣刀，刀具直径为50mm的盘铣刀。 3 选择切削用量 确定切削深度ap ap=2mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在粗铣HT300、刀具直径为φ50mm、ap =2mm时

f=0.3-0.5mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.5mm/r

2.4.2 钻孔φ6mm

1 加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2 选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为φ6mm钻头。 3 选择切削用量 确定切削深度ap ap=6mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ6mm、ap =6mm时 f=0.1-0.2mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.1mm/r 铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4 计算切削速度Vc

2.4.3 钻孔φ6.5mm 1 加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2 选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为φ6.5mm钻头。 3 选择切削用量 确定切削深度ap ap=6.5mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ6.5mm、ap =6.5mm时

f=0.1-0.2mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.1mm/r 铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=100m/min，所以：

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用硬质合金刀片。

根据文献[1]表1.3，确定铣刀为盘铣刀，刀具直径为50mm的盘铣刀。

3选择切削用量

确定切削深度ap ap=2mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在粗铣HT300、刀具直径为φ50mm、ap =2mm时 f=0.3-0.5mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.5mm/r 铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=100m/min，所以：

1000v1000100n636(r/min)d3.1450 5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=636×0.5=318mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定： L1=5，L2=82，L3=5，i=3，因此加工工时Tj为：

Tjl5825i60352s fn3182.4.5 钻孔φ3.2mm

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣）

2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为φ3.2钻头。 3选择切削用量 确定切削深度ap ap=3.2mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ3.2mm、ap =3.2mm时f=0.1-0.2mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.1mm/r

铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=100m/min，所以：

1000v100015n1492(r/min)d3.143.2

5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=1492×0.1=149mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定： L1=5，L2=12，L3=5，i=4，因此加工工时Tj为：

Tjl5125i60217.7s fn1492.4.6 攻丝M4

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣）

2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为M4丝锥。 3选择切削用量 确定切削深度ap ap=0.4mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ4mm、ap =0.4mm时 f=0.7mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.7mm/r 丝锥磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=10m/min，所以： 1000v100010n796(r/min)d3.144

5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=979×0.1=97.9mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定：

L1=5，L2=7，L3=5，i=4，因此加工工时Tj为：

Tjl5125i604s fn97.92.4.7 钻铣侧面

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣）

2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用硬质合金刀片。

根据文献[1]表1.3，确定铣刀为盘铣刀，刀具直径为50mm的盘铣刀。

3选择切削用量

确定切削深度ap ap=2mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在粗铣HT300、刀具直径为φ50mm、ap =2mm时 f=0.3-0.5mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.5mm/r 铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=100m/min，所以：

1000v1000100n636(r/min)d3.1450 5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=636×0.5=318mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定：

L1=5，L2=18，L3=5，i=1，因此加工工时Tj为：

Tjl5185i6015.28s fn3182.4.8 钻孔φ9.8mm

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为φ3.2钻头。 3选择切削用量 确定切削深度ap ap=9.8mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ9.8mm、ap =9.8mm时f=0.1-0.2mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.1mm/r

铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =9.8mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=20m/min，所以： 1000v100020n650(r/min)d3.149.8 5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=650×0.1=65mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定：

L1=5，L2=12，L3=5，i=1，因此加工工时Tj为：

Tjl5125i60120.3s fn652.4.9 铰孔φ10mm

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣）

2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为φ10mm铰刀 3选择切削用量 确定切削深度ap ap=0.2mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ4mm、ap =0.4mm时f=0.1mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.1mm/r

丝锥磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =0.2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=10m/min，所以： 1000v100010n318(r/min)d3.1410 5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=318×0.1=31.8mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定：

L1=5，L2=12，L3=5，i=4，因此加工工时Tj为：

Tjl5125i60122sfn31.8

2.4.10 钻铣上端面

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用硬质合金刀片。

根据文献[1]表1.3，确定铣刀为盘铣刀，刀具直径为50mm的盘铣刀。 3选择切削用量 确定切削深度ap ap=2mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在粗铣HT300、刀具直径为φ50mm、ap =2mm时 f=0.3-0.5mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.5mm/r 铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,铣刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=100m/min，所以：

1000v1000100n636(r/min)d3.1450 5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=636×0.5=318mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定：

L1=5，L2=18，L3=5，i=1，因此加工工时Tj为：

Tjl5185i6015.28s fn3182.4.11 钻孔φ15.6mm

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为φ15.6钻头。 3选择切削用量 确定切削深度ap ap=15.6mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ15.6mm、ap =15.6mm时f=0.1-0.2mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=0.1mm/r

铣刀磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =15.6mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=100m/min，所以： 1000v100020n408(r/min)d3.1415.6 5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=408×0.1=40.8mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定：

L1=5，L2=12，L3=5，i=4，因此加工工时Tj为：

Tjl5125i60117.1s fn40.82.4.12 攻丝G1/2

1加工条件

选用的工件材质：HT300。 选用的机床：FANUC 0I（数控铣） 2选择刀具

根据文献[1]表1.2，加工铸铁毛坯，选用合金钻头。 根据文献[1]表1.3，确定加工刀具为G1/2丝锥。

3选择切削用量

确定切削深度ap ap=1mm

确定进给量f， 根据文献[1]表1.4 ,在加工HT300、刀具直径为φ18.6mm、ap =0.4mm时

f=0.7mm/r按Fanuc 0i数控铣说明书选择F=1mm/r 丝锥磨钝标准及耐用度T

查文献[1]表1.9,刀后刀面的最大磨损量取为1mm，耐硬度T=60min。 4计算切削速度Vc

查文献[1]表1.10，当ap =2mm，f<0.mm/r，工件材质为HT300钢时： 适宜选用的切削速度V=10m/min，所以： 1000v100020n342(r/min)d3.1418.6 5进给速度计算：

数控铣加工过程中，其进给速度fn=n×f，所以

fn=342×1=342mm/min。

6切削工时计算：

TjLL1L2L3li60i fnfn 在该公式中L1表示切入距离，L2表示切削距离，L3表示切出距离，i表示加工

所用的次数；翻书《机械制造工艺设计的简明手册》图标6.2-1，并查看箱体图，可确定： L1=5，L2=12，L3=5，i=1，因此加工工时Tj为：

Tj

l5125i60112.2sfn342

第三章 箱体机械专用夹具设计

本夹具是用来钻孔。因为工作原件在装夹的过程中是较多的浪费时间，我们需要提升生产率，减小强度，所以用专用的夹具配和钻床进行加工。专用夹具设计的目的是提升质量、减小成本、减轻强度。另外，精度问题是夹具设计的主要问题之一。

3.1 问题的提出

本次设计要求进行钻孔的夹具设计。本次夹具设计。此次夹具设计采用箱体的端面及两个销孔定位，采用固定式钻模加工箱体端面的孔，在步骤加工时还要考虑如何提升劳动生产率，减小劳动强度，因为其位置尺寸的公差等级为8级，本次设计主要考虑的问题之一是精度问题。

3.2 定位方案及定位元件的确定与选择

3.2.1 对定位元件的基本要求

1足够的精度 2足够的强度和刚度 3耐磨性好 4工艺性好

3.2.2 确定定位方案与定位元件的原则

箱体的定位原件主要有以下特点：

定位精度高，定位原件必须保证箱体能够在夹具体上获得准确的位置；

耐磨损；定位原件必须能够多次拆装箱体后，依然保持较高的定位精度，所以必须具备较高的表面硬度，一般使用淬火钢等高硬度材料。

具备一定的强度，在加工过程中箱体受到切削力冲击，定位原件必须有一定的强度，保证定位原件在加工的过程中不会受到损坏。

良好的工艺性：定位元件件必须良好的加工工艺性，方便加工制造。

3.2.3 定位方案的确定

1箱体定位方案的确定

在进行本次夹具定位的时候，定位方案采用的是六点定位原理，依靠一个大面来箱体的三个自由度，使用2个定位销来箱体的三个自由度，从而使得箱体的留个自由度被完全的。

3.2.4 定位元件的选择

箱体定位元件的选择

箱体的定位元件有：夹具体的一个端面，以及两个定位销钉。

3.3 夹紧方案及装置的确定与选择

3.3.1 对夹紧装置的基本要求

设计夹紧装置应遵循以下原则：工作原件永远不会移动；工作原件永远不会变形；工作原件永远不会振动；要保证安全而且还要可靠；要保证经济的同时还要实用。

3.3.2 夹紧方案的确定

此次箱体的夹紧采用的是压板夹紧。

3.3.3 夹紧元件的选择

此次设计的夹具为压板夹紧，使用两颗M12螺栓提供夹紧力。

3.4 夹具体的确定

设计的夹具体必须满足这下面的几点要求： 1.有合适的精度并且有尺寸稳定性 2.有一定量的强度和刚度 3.结构工艺性好

4.排屑要方便

5.稳定可靠的能够安装在机床上

夹具安装在机床上都是用夹具体上的安装基面与机床上相应接触的表面或配合实现的本夹具体采用HT200作为夹具的材料。

3.5 切削力的计算

钻头材料：高速钢

刀具参数：K粗60 K精90 10 s0 80 得：车削分力公式：FC902apf0.75KP

式中 ap2.2mm f0.2mm/r KpKmpKkpKopKspKrp 查文献[1]表得：Kmp(HBn) 取HB175 n0.4 150由文献[1]表可得：Kkp0.94 Kop1.0 Ksp1.0 Krp1.0即：FC593.47(N) 同理：径向切削分力公式 ： FP530ap0.9f0.75KP

式中： Kkp0.77 Kop1.0 Ksp1.0 Krp1.0即：FP2.73(N) 轴向切削分力公式： Ff451apf0.4KP

式中： Kkp1.11、Kop1.0、Ksp1.0、Krp1.0 即：Ff615(N)，即：WKKF

安全系数K可按下式计算，KK0K1K2K3K4K5K6 式中：K0~K6为各种因素的安全系数，粗车：代入得

KC1.21.21.01.21.31.01.02.25 KP1.21.21.21.21.31.01.02.7

Kf1.21.21.251.21.31.01.02.81 有：WKKCFC1335.3(N)

WKKPFP714.77(N)WKKfFf1728.15(N) 代入得

KC1.21.21.051.21.31.01.02.36 KP1.21.21.41.21.31.01.03.15

Kf1.21.21.31.21.31.01.02.92

有：WKKCFC1400.59(N)，WKKPFP833.9(N)

WKKfFf1795.8(N)

查文献[1]表可得：0.3，所以，F/Wc4668N 0.3此次设计采用的是两颗M12螺栓压紧，差夹具手测单颗M12螺栓在手柄长度140mm，作用力35N的情况下可以以提供的最大的压紧力5500N,所以此次设计的两颗螺栓压紧，夹紧力是完全足够的。

3.6 定位误差分析

这次的工作顺序是采用的工作原件凭借圆孔在心轴上确定位置，心轴放置的位置为竖直平放置，因为定位过程中副间会存在径向的间隙，所以一定会引起径向的基准位移的偏差。因为凭借重力的作用定位副只会存在单边的间隙，即工作原件一直以孔壁和心轴上的母线接触，所以在这个时候的径向基准的位移直接的误差只会存在Z轴方向，所以会向下，参考下面的图。

YzTDTd20.0120.0230.0320.067

公式中 ——用来确定副间的最小的配合的间隙（m m）； TD——工作原件中圆孔的直径的公差（m m）； Td—用来确定销外的圆的直径的公差（m m）。

图3-1心轴竖直放置时定位分析图

3.7 设计及操作的简要说明

在进行本次夹具定位的时候，定位方案采用的是六点定位原理，依靠一个大面来箱体的三个自由度，使用2个定位销来箱体的三个自由度，从而使得箱体的留个自由度被完全的，安装箱体的时候使用移动压板压紧箱体，开动设备加工箱体，在箱体加工完成后，松开压紧螺钉，然后松开移动压板，取出箱体，此次设计的夹具的生产效率较高，所以此次设计的夹具适合大批量生产。

图3-2 夹具装配图

结 论

此次毕业谁终于顺利的完成了，通过此次毕业设计我收货颇丰，让我对在学校所学的知识做了一次梳理和巩固，在整个设计过程中发现了自己的许多不足，设计过程中查阅了大量的书籍，请教了许多老师专家，对我在学习的过程中的不足做了很好的补充，此次设计使我们走出校门前的一次大练兵，通过此次设计我学到了许多知识，同时也让我明白了学海无涯，认识了自己很多的不足，在以后的日子里还需要更加努力刻苦的学习，掌握跟多的技能，实现自己的人身价值。

1、此次设计中使CAD绘图软件绘制了箱体的二维图纸及箱体的工艺图纸，让我对CAD软件的使用更加得心应手，在绘制箱体的二维图纸以后对箱体的结构，尺寸进行分析，利用所学知识分析箱体的加工工艺，在分析箱体的加工工艺过程中主要从以下几个方面着手分析：

2、分析了箱体机械使用的是什么种类的毛坯以及毛坯的尺寸。

对箱体的加工工艺进行分析，根据箱体各表面的加工要求查阅了相关的资料了解各表面加工精度的要求，安排合理的加工工艺，从而保证了箱体的最终的加工精度。

3、对箱体机械的加工设备，所用的机床夹具，刀具进行了选择，并未刀具选择了合适的切削用量

4、对箱体机械的加工工时及切削用量进行了计算。

5、对箱体机械的钻孔夹具进行了设计，绘制夹具的装配图及箱体图。

致 谢

此次毕业设计顺利完成，在设计的过程中遇到很多难题，是我的老师不辞疲倦的

对我进行教导，在此我要感谢我的专业课老师们，你们在几年的大学生活里教会了我很多的专业知识，更是让我走出校门以后有了赖以生存的技术，感谢你们对我在生活和学习中的帮助，此次设计中老师们更是不厌其烦的对我的论文进行批阅，指正，没有你们的鞭策，此次设计无法顺利完成。

感谢帮助过我的同学们，是你们在生活和学习中与我风雨相伴，关爱我的生活学习，让我有了更大的动力和激情投入到学习中。

感谢我实习企业中的同事们与领导们，在此次设计的过程中，是你们为我提出了许多宝贵的意见，让我对加工制造有了更进一步的认识，为我毕业的设计的顺利完成奠定了基础。

参考文献

[1]艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册++第3版[M]. 南京：机械工艺出版社,2004.1-9 [2] 陈文亮.机械加工工艺师手册[M]. 北京：机械工业出版社，2007.6-11 [3]薄宵.魔攻实用技术手册[M]. 苏州：江苏科学技术出版社，2006.5-7 [4] 彭林中.机械切削工艺参数速查手册[M]. 北京：化学工业出版社，2005.9-6