毕业设计（论文）-十字头体加工工艺及铣两侧面夹具设计（全套图纸三维）(28页).doc

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1、-毕业设计（论文）-十字头体加工工艺及铣两侧面夹具设计（全套图纸三维）-第 23 页毕业设计说明书课 题：十字头体的加工工艺规程及铣夹具设计子课题: 同课题学生姓名: 专 业 机械制造与自动化学生姓名班 组学 号指导教师完成日期摘 要本篇设计是十字头体加工工艺规程及铣两侧面夹具设计。十字头体零件的主要加工表面是外轮廊表面及孔。一般来说，保证平面的加工精度与保证孔系的加工精度相比，保证平面的加工精度比较容易。侧面加工都是选用专用铣面夹具，夹紧方式一般选用手动夹紧，夹紧可靠。因此生产效率较高。能够满足设计要求。文章的重点在于对十字头体的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛

2、坯、加工方式、高效设计、省力的夹具，经过实践证明，最终加工出合格的十字头体零件。关键词：工艺编制，加工时间，专用夹具，生产率全套图纸，加153893706AbstractThe crosshead body is an important part of the compressor, is connected to the piston and connecting rod parts, has a guiding role; Size is larger, carrying a large pressure. Is to convert rotary motion to reciproca

3、ting motion of the joints. The design of the processing technology of the air compressor parts crosshead body discipline, optimized design of the technology, technological characteristic analysis of parts at the same time, the machining allowance, planetary computing processing precision, processing

4、 time, the key is to make sure the crosshead body strength and rigidity performance, ease of installation, adjustment and maintenance. The crosshead body is made of cast iron casting forming, generally after machining to its processing to use requirement, in the process of production, the processing

5、 technology of the crosshead body custom is very important, process of determines the accuracy of the parts and the production efficiency, especially in the mass production parts, the technical process to production into consideration. At the same time, in order to ensure the workpiece machining acc

6、uracy, and in order to improve the productivity and special fixture design of each process, is the operator to use simple, rapid and accurate, and on the premise of guarantee accuracy greatly improved productivity. Key words: machining process, machining time, special fixture, productivity 目 录第一章 加工

7、工艺规程设计11.1 零件的分析11.1.1 零件的作用11.2 十字头体加工的问题和工艺过程设计所应采取的相应措施21.2.1 孔和平面的加工顺序21.2.2 孔系加工方案选择21.3 十字头体加工定位基准的选择21.3.1 粗基准的选择21.3.2 精基准的选择31.4 十字头体加工主要工序安排31.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定51.6确定切削用量及基本工时（机动时间）5第2章 铣夹具的设计222.1 问题的指出222.2 定位机构222.2.1定位方式计算及选择222.2.2切削夹紧力的计算222.3定位误差分析242.4 零、部件的设计与选用242.4.1定位销选用242

8、.4.2夹紧装置的选用252.5 夹具设计及操作的简要说明27结 论28参考文献29致谢30第一章 零件加工工艺规程以及设计1.1 零件结构的分析1.1.1 零件作用的分析十字头体是压缩机的重要组成部分，是连接十字头体与连杆的零件，具有导向作用，十字头由十字头体、滑板和十字头销等组成。十字头体与十字头体杆相连接，承受十字头体侧向力的作用。图1 .1十字头体图纸1.1.2 零件的工艺分析十字头体是压缩机的重要组成部分，是连接十字头体与连杆的零件，具有导向作用；尺寸比较大，承载较大的压力。是将回转运动转化为往复运动的关节。现在将十字头体分析如下：（1）以结合面为主要加工表面的表面加工。包含车右平面

9、，397外圆及轴肩的加工。其中右平面、397外圆及轴肩粗糙度为Ra3.2m。（2）尺寸端面的加工。包括尺寸端面，端面的铣削加工；126H8孔、139孔、12-M10螺纹孔的加工。其中尺寸端面，端面的铣削加工；126H8孔、139孔的粗糙度值为Ra3.2m，12-M10螺纹孔的加工的粗糙度值为Ra6.3m。（3）以570左平面的加工。包括570左平面和120H8孔、133孔4-M10螺纹孔的加工。570左平面和120H8孔、133孔加工面的粗糙度为Ra3.2m。12-M10螺纹孔的加工的粗糙度值为Ra6.3m。（4）420H8外圆的加工。包括420H8外圆和R10槽的加工。各加工面的粗糙度为Ra

10、3.2m。1.2孔系加工方案选择 根据设计图纸可以看的出，120H8孔与570右平面要达到垂直度0.04mm的精度，本零件有两处4-M10螺纹孔孔系和一处12-M10螺纹孔孔系，孔系的主要要求就是均布。加工孔系的方法我们采用设计专用夹具的方法，夹具采用回转铰链钻模，钻模上有N个固定钻套，一次装夹就可以完成钻孔工序。1.3 十字头体加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择根据以上粗基准的定位原则，我们选择570左平面和420H8外圆定位，来加工面，作为精基准。1.3.2 精基准的选择在这里，我们选择570左平面及397外圆作为精基准。1.4 十字头体加工主要工序安排 本次设计的零件是十字头体的

11、加工工艺，根据先面后孔原则，本次先以内孔定位加工十字头体零件的各个面，然后再是孔。后续工序安排应当遵则。先粗加面，再粗加工孔。对于十字头体，需要精加面。按上述原则亦应工孔系，但在实际生产中互垂直。加工工后，将工件清净。清洗后用压净。保证零件于。根据上述的分析过程，现将十字头体的加工工艺路线规划成如下十六项步骤：其工艺路线之一：1、铸造2、时效处理3、车570右平面、400外圆4、车420外圆5、车570左平面、120H8孔、133孔6、镗200外圆、285两面7、铣305两面8、钻绞12-M10螺纹孔9、钻绞4-M10螺纹孔10、铣R10圆弧11、去毛刺12、终检13、清洗入库工艺路线二：1、

12、铸造2、时效处理3、车570右平面、400外圆4、车420外圆5、车570左平面、120H8孔、133孔6、钻绞12-M10螺纹孔7、镗200外圆、285两面8、铣305两面9、钻绞4-M10螺纹孔10、铣R10圆弧11、去毛刺12、终检根据先加工面再钻孔的原则。以及从提高效率和保证精度这两个前提下，发现该方案一比较合理。方案二把钻12-M10螺纹孔放在镗孔工序相之前，这样加工的螺纹孔不能够保证其精度，符合先面后孔的加工原则，不利于大批量生产。综合选择方案一：1、铸造2、时效处理3、车570右平面、400外圆4、车420外圆5、车570左平面、120H8孔、133孔6、镗200外圆、285两面

13、7、铣305两面8、钻绞12-M10螺纹孔9、钻绞4-M10螺纹孔10、铣R10圆弧11、去毛刺12、终检1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯种类的选择通过分析计算加工材料的消耗，以及工件整体分析，因此，正确的选择具有重要的技术和经济意义。根据零件的材料为HT200，大批量生产，生产型结构，形状是较为复杂的，中等大小的尺寸，技术要求不高，选择铸造毛坯。（2）毛坯余量的确定由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。（1）以结合面为主要加工表面的表面加工。包含车右平面，397外

14、圆及轴肩的加工。其中右平面、397外圆及轴肩粗糙度为Ra3.2m。（2）尺寸端面的加工。包括尺寸端面，端面的铣削加工；126H8孔、139孔、12-M10螺纹孔的加工。其中尺寸端面，端面的铣削加工；126H8孔、139孔的粗糙度值为Ra3.2m，12-M10螺纹孔的加工的粗糙度值为Ra6.3m。（3）以570左平面的加工。包括570左平面和120H8孔、133孔4-M10螺纹孔的加工。570左平面和120H8孔、133孔加工面的粗糙度为Ra3.2m。12-M10螺纹孔的加工的粗糙度值为Ra6.3m。（4）420H8外圆的加工。包括420H8外圆和R10槽的加工。各加工面的粗糙度为Ra3.2m。

15、1）车右平面，397外圆及轴肩，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。2）尺寸端面的加工。包括尺寸端面，端面的铣削加工；126H8孔、139孔的加工，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。12-M10螺纹孔，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。3）570左平面和120H8孔、133孔的加工，因此考虑加工余量2m

16、m。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15就可达到要求，4-M10螺纹孔。根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。4）420H8外圆的加工。包括420H8外圆和R10槽的加工，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm。 1.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序一、车570右平面、400外圆（1）车570右平面根据参考文献2第111页表5-30卧式车床的车削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=80m/min；进给量f=1mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给

17、量，选取主轴进给量为：f=1.03mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2-20卧式车床C6150主轴转速，选取主轴转速为：n=60r/min则实际切削速度：v=79m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1

18、520）%有： =（1520）% =(0.69-0.72)min取=0.7min（2）精车400外圆根据参考文献2第111页表5-30卧式车床的车削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=50m/min；进给量f=0.8mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.8mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2-20卧式车床C6150主轴转速，选取主轴转速为：n=40r/min则实际切削速度：v=48m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，

19、min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(1.15-1.20)min取=1.18min所以工序一的加工时间为：T=0.6+0.7+0.99+1.18+0.6+0.7+0.99+1.18=6.94min工序二、车420孔（1）精车420外圆根据参考文献2第111页表5-30卧式车床的车削用量，选取切削用量如下：切

20、削深度；2切削速度=50m/min；进给量f=0.8mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.8mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2-20卧式车床C6150主轴转速，选取主轴转速为：n=40r/min则实际切削速度：v=47m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件

21、小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(18-20)min取=19min所以工序一的加工时间为：T=5.8+12+6.7+19=43min工序三、车570左平面、120H8外圆、133外圆（1）粗车570左平面根据参考文献2第111页表5-30卧式车床的车削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=80m/min；进给量f=1mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=1.03mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第15

22、2页表4.2-20卧式车床C6150主轴转速，选取主轴转速为：n=60r/min则实际切削速度：v=79m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(0.69-0.72)min取=0.7min（2

23、）精车570左平面根据参考文献2第111页表5-30卧式车床的车削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=50m/min；进给量f=0.8mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.8mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2-20卧式车床C6150主轴转速，选取主轴转速为：n=40r/min则实际切削速度：v=48m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床

24、主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(1.15-1.20)min取=1.18min（3）精车400外圆根据参考文献2第111页表5-30卧式车床的车削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=50m/min；进给量f=0.8mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.8mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2

25、-20卧式车床C6150主轴转速，选取主轴转速为：n=40r/min则实际切削速度：v=190m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(1.4-1.6)min取=1.5min（4）精车133外

26、圆根据参考文献2第111页表5-30卧式车床的车削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=50m/min；进给量f=0.8mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.8mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2-20卧式车床C6150主轴转速，选取主轴转速为：n=40r/min则实际切削速度：v=190m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/

27、min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(0.15-0.2)min取=0.18min所以工序一的加工时间为：T=15.5min工序四、镗200外圆、285两面（1）精镗200孔根据参考文献2第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=50m/min；进给量f=0.8mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.8mm/

28、r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2-20卧式镗床T6111主轴转速，选取主轴转速为：n=40r/min则实际切削速度：v=190m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，mm;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(

29、0.15-0.2)min取=0.18min（2）精镗285两面根据参考文献2第111页表5-30卧式镗床的镗削用量，选取切削用量如下：切削深度；2切削速度=50m/min；进给量f=0.8mm/r，查参考文献机械原理第152页表4.2-21卧式车床主轴进给量，选取主轴进给量为：f=0.8mm/r,则机床主轴转速：查参考文献机械原理第152页表4.2-20卧式镗床T6111主轴转速，选取主轴转速为：n=40r/min则实际切削速度：v=190m/s基本工时T:根据参考文献机械制造技术基础设计指导书第116页表5-39车削和镗削机动时间计算公式有：式中机动时间，min; L刀具或工作台行程长度，m

30、m;f主轴每转刀具的进给量，mm/r； n机床主轴转速，r/min;l切削加工长度，mm; 刀具切入长度，mm;刀具切出长度，mm; 单件小批生产时的试切附加长度 =35 取4mm辅助时间 根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导书第37页式2-7取为（1520）%有： =（1520）% =(0.15-0.2)min取=0.18min所以工序一的加工时间为：T=4.2min工序五、铣305两面（1）粗铣305两面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X755立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金可端铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm ，齿数Z=6，此为粗齿铣刀。因其

31、单边余量：Z=1.9mm所以铣削深度ap： ap=1.9mm每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取af=0.12mm/Z铣削速度：参照参考文献7表3034，取V=1.33m/s机床主轴转速n： n= 式（2.1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速n：n= =245r/min按照参考文献3表3.1-74 n=300r/min实际铣削速度v：v=1.57m/s进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣305两面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X755立式铣床。参考文献7表3031刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀），材料：YT15，

32、D=100mm ，齿数Z=8，此为精齿铣刀。因其单边余量：Z=1mm所以铣削深度ap： ap=1 mm每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取af=0.08mm/Z铣削速度：参照参考文献7表3034，取V=0.32m/s机床主轴的适合旋转速度，由式（2.1）有：按照参考专业知识的文献7 它的表3.1-31 它的实际铣削的线速度值：机床的进给量，由专业的结论公式（1.3）可以得到它的值：工作台每分的适合机床的进给量值： 它的要求加工的长度它的要求加工的长度l：由图纸零件毛坯的标注尺寸可以得知它的l=75， 加工时候的刀具，它的切入加工值长度l1：它的值取l1=0.5（D- ）+（13）=0.

33、5（100- ）+（13） = 19mm 加工时候的刀具，它的切入加工值长度l2：它的值取l2=2mm完成本步骤零件加工的走刀次数，它的值定为1刀。机床加工完成运动的动作时间，它的值是tj1：tj1=0.33min依照专业知识，参照的专业参考文献5 它的表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf1=1.04min它的要求加工的长度它的要求加工的长度l：由图纸零件毛坯的标注尺寸可以得知它的l=75， 加工时候的刀具，它的切入加工值长度l1：它的值取l1=0.5（D- ）+（13）=0.5（100- ）+（13） = 19mm 加工时候的刀具，它的切入加工值长度l2：它的值取l2=2mm完成本步骤零件

34、加工的走刀次数，它的值定为1刀。机床加工完成运动的动作时间，它的值是tj1：tj1=0.33min依照专业知识，参照的专业参考文献5 它的表2.5-45可查得铣削的辅助时间tf1=1.04min铣平面的总工时为：t= tj1+ tj2+ tf1+ tf2=0.33+1.04+0.72 +1.04=3.13min工序六、钻绞12-M10螺纹孔机床选择Z2030立式钻床，刀具选择8.5mm麻花钻。刀具切削的标注尺寸深度ap，它的确定：ap=12mm适合的机床加工进给的量它的确定：依据专业知识专业书籍机械加工工艺手册它的表2.4.39M，取它的刀具切削的机床线速度：依据专业知识专业书籍机械加工工艺手册表2.4.41M，取机床主轴的旋转速度：n= =855r/min，取n=900 r/min它的刀具切削的机床线速度V：V= =0.49m/s零件的被切削层它的最适合长度由图纸零件毛坯的标注尺寸可以得知它的长度l：l= 12mm加工时候的刀具，它的切入加工值长度：l1=ctgkr+（12）=ctg120+（12）=4.99加工时候的刀具，它的切出加工值长度： 取完成本步骤零件加工的走刀次数，它的值定为4刀机床加工完成运动的动作时间：tj=