设计图号JZS02零件的机械加工工艺规程和铣夹具.docx
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设计图号JZS02零件的机械加工工艺规程和铣夹具
毕业设计（论文）
JZ-S-02零件加工工艺及夹具设计
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摘要
JZ-S-02零件零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。
在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：
工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差
目录
摘要1
第1章绪论3
第2章加工工艺规程设计4
2.1零件的分析4
2.1.1零件的作用4
2.2JZ-S-02零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施5
2.2.1孔和平面的加工顺序5
2.2.2孔系加工方案选择5
2.3JZ-S-02零件加工定位基准的选择6
2.3.1粗基准的选择6
2.3.2精基准的选择6
2.4JZ-S-02零件加工主要工序安排7
2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定8
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）9
第3章铣4-Φ22孔夹具设计16
3.1研究原始质料16
3.2定位基准的选择16
3.3切削力及夹紧分析计算16
3.4误差分析与计算17
3.5零、部件的设计与选用19
3.5.1定位销选用19
3.5.2定向键与对刀装置设计19
3.6夹具设计及操作的简要说明21
结论22
参考文献23
致谢24
第1章绪论
机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。
机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。
它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。
在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。
而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。
它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。
通过对拨叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出拨叉加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。
第2章加工工艺规程设计
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
题目给出的零件是JZ-S-02零件。
JZ-S-02零件的主要作用是，保证轴之间的中心距及平行度，并保证正确安装。
因此JZ-S-02零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。
图2-1
2.1.2零件的工艺分析
由JZ-S-02零件零件图可知。
JZ-S-02零件是一个盘类零件，它的外表面上有平面需要进行加工。
孔系在前后端面上。
此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。
因此可将其分为三组加工表面。
它们相互间有一定的位置要求。
现分析如下：
（1）以上下表面为主要加工表面的加工面。
这一组加工表面包括：
面的铣削加工；其中上下表面有表面粗糙度要求为
（2）以各个小孔为主要加工表面的加工面。
具体包括4-∅6.2孔，M4孔，4-∅22孔，
其中4-∅6.2孔，M4孔，4-∅22孔表面粗糙度要求为
（3）以四周边缘轮廓为主要加工面。
其中四周边缘轮廓有表面粗糙度要求为
2.2JZ-S-02零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知。
该JZ-S-02零件零件的主要加工表面是平面及孔系。
一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。
因此，对于JZ-S-02零件来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。
由于的生产量很大。
怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。
2.2.1孔和平面的加工顺序
JZ-S-02零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则：
即先加工JZ-S-02零件上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。
然后再加工孔系。
JZ-S-02零件的加工自然应遵循这个原则。
这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。
其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。
为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。
JZ-S-02零件零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。
2.2.2孔系加工方案选择
JZ-S-02零件孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。
除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。
在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。
根据JZ-S-02零件零件图所示的JZ-S-02零件的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。
（1）用镗模法镗孔
在大批量生产中，JZ-S-02零件孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。
镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。
当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。
采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。
因此，可以用几把刀同时加工。
所以生产效率很高。
但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。
用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。
（2）用坐标法镗孔
在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。
镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。
此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。
用坐标法镗孔，需要将JZ-S-02零件孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。
2.3JZ-S-02零件加工定位基准的选择
2.3.1粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）保证各重要4-∅22孔的加工余量均匀；
（2）保证装入JZ-S-02零件的零件与箱壁有一定的间隙。
为了满足上述要求，应选择的主要4-∅22孔作为主要基准。
也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要4-∅22孔定位限制第五个自由度。
由于是以孔作为粗基准加工精基准面。
因此，以后再用精基准定位加工主要4-∅22孔时，孔加工余量一定是均匀的。
由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。
因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。
2.3.2精基准的选择
从保证JZ-S-02零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。
精基准的选择应能保证JZ-S-02零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。
从JZ-S-02零件零件图分析可知，它的顶平面与各主要4-∅22孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。
但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。
至于前后端面，虽然它是JZ-S-02零件的装配基准，但因为它与JZ-S-02零件的主要4-∅22孔系垂直。
如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。
2.4JZ-S-02零件加工主要工序安排
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。
JZ-S-02零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。
具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。
。
由于顶平面加工完成后一直到JZ-S-02零件加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。
后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。
先粗加工平面，再粗加工孔系。
螺纹底孔在多轴组合上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。
对于JZ-S-02零件，需要精加工的是4-∅22孔前后端平面。
按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。
因此，实际采用的工艺方案是先精加工4-∅22孔系，然后以4-∅22孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。
各螺纹
孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。
加工工序完成以后，将工件清洗干净。
清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。
清洗后用压缩空气吹干净。
保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。
根据以上分析过程，现将JZ-S-02零件加工工艺路线确定如下：
工艺路线一：
10
铸造
铸造获得毛坯
20
铣
铣四周外形轮廓，达到图纸规定尺寸及公差要求
30
铣
粗铣上平面，留后续加工余量1ｍｍ
40
铣
粗铣下平面，留后续加工余量1ｍｍ
50
铣
精铣上平面，达到图纸规定尺寸及粗糙度要求
60
铣
粗铣下平面，达到图纸规定尺寸及粗糙度要求
70
钻
钻孔攻丝M4
80
钻
钻孔4-φ6.2
90
钻
钻孔4-Φ22孔的底孔Φ14
100
铣
铣4-Φ22孔，达到图纸规定尺寸及粗糙度要求
110
去毛刺
工去毛刺
120
检验入库
检验入库
以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，
以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。
综合选择方案一工艺路线一：
\
10
铸造
铸造获得毛坯
20
铣
铣四周外形轮廓，达到图纸规定尺寸及公差要求
30
铣
粗铣上平面，留后续加工余量1ｍｍ
40
铣
粗铣下平面，留后续加工余量1ｍｍ
50
铣
精铣上平面，达到图纸规定尺寸及粗糙度要求
60
铣
粗铣下平面，达到图纸规定尺寸及粗糙度要求
70
钻
钻孔攻丝M4
80
钻
钻孔4-φ6.2
90
钻
钻孔4-Φ22孔的底孔Φ14
100
铣
铣4-Φ22孔，达到图纸规定尺寸及粗糙度要求
110
去毛刺
工去毛刺
120
检验入库
检验入库
2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“JZ-S-02零件”零件材料采用LY11制造。
材料为LY11，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用型材毛坯。
（1）上下表面的加工余量。
根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。
各工步余量如下：
粗铣：
参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。
其余量值规定为，现取。
表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。
精铣：
参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。
（3）4-Φ22孔
毛坯为实心，不冲孔。
（4）四周轮廓面加工余量。
根据工艺要求，前后
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