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箱体零件的加工工艺规程及其夹具设计
2. 零件的工艺设计
2.1 零件的功用及工艺分析
2.1.1 零件的功用
题目所给的零件是箱体零件，即某种产品的外壳，主要作用是用来支承、包容、保护运动零件或其他零件，也起定位和密封作用，其三维形状以及零件图如下：
三维模型如下：
图3.1 三维模型图
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二维零件图如下：
图3.2 箱体零件图
零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件结构比较复杂。 2.1.2零件的工艺分析
箱体零件共有两组加工表面，它们相互间有一定的加工要求。现分述如下: （1）以φ20mm孔中心轴线为中心的加工表面。这一组加工表面包括：两个直径φ50mm的外圆端面，两个直径为φ90mm的外圆端面及倒角，还有8个φ15mm的通孔，其中，主要加工表面为8个φ15mm的通孔。
（2）以φ18mm孔中心轴线为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个φ50mm
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+0.16的外圆端面，一个?360mm的孔，一个1:7梯形孔以及退刀槽。
这两组加工表面之间有着一定的加工要求，主要是：
+0.16mm孔的粗糙度要求是6.3； ?3601:7梯形孔的粗糙度要求是1.6； 其余各面及孔的粗糙度要求是12.5。
2.2 工艺规程的设计
2.2.1 确定生产类型
（1）确定生产纲领：机械产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为该产品的生产纲领。机械产品的生产纲领除了该产品在计划期内的产量以外，还应包括一定的备品率和平均废品率，其计算公式为3.1。
N?n??1?????（3.1）
式中n为零件计划期内的产量；?为备品率；?平均废品率。 由生产任务得：n?100,??5%,??3%，代入公式计算，
N?6000??1?5%?3%??108
（2）确定生产类型：最终传动箱箱体长110mm，宽80mm，高100mm，属于中型零件，箱体生产纲领为108件，属于小批量生产。 2.2.2确定毛坯的制造形式
毛坯的铸造方法：由上文可知，该箱体属于小批量生产，对于毛坯制造宜采用金属模机器造型、模锻、压力铸造等。本次采用金属模机器造型，这种铸造方法的特点是铸件内部组织致密，机械性能较高，单位面积的产量高，适用于箱体、泵盖、箱体、减速箱体、汽缸头等中、小型铸件。毛坯的材料是HT200。 2.2.3基准的选择
选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。
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（1）粗基准的选择 选择的原则是： a、非加工表面原则 b、加工余量最小原则 c、重要表面原则 d、不重复使用原则 e、便于装夹原则
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面（作为粗基准的非加工面）的位置关系具有重要影响。根据以上选择的原则，可以选择零件左端面作为粗基准。这样便于加工左右两端面，便于保证其尺寸。
（2）精基准的选择 选择的原则是： a、基准重合原则 b、基准统一原则 c、自为基准原则 d、互为基准原则 e、便于装夹原则
选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。根据以上选择的原则，我们就可以φ20孔和φ50右端面定位，用可调辅助支承φ90外圆并找正φ20外圆母线。精基准选择φ20孔轴线,这样可以便于在一次装夹中车左右端面，完成所需零件形状的加工，所以精基准选择φ20mm孔轴心线。 2.2.4工序的合理组合
确定基准以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：
（1）工序分散原则
工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。
（2）工序集中原则
工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互
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位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。
一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 2.2.5制定工艺路线
加工工艺路线制定的原则是：在保证产品质量的前提下，尽量提高生产效率和降低成本，并且能够充分利用现有的生产条件。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
根据以上分析制定的工艺路线如下(如图3.2及3.3所示)： 工艺路线：
（1）工艺路线方案一： 工序1：铸造毛坯。 工序2：时效处理。 工序3：划线。
工序4：粗铣左右φ50mm端面。
工序5：粗车φ90mm外圆端面并倒角C2。 工序6：钻八个φ15mm孔。 工序7：粗铣顶面φ50mm面。 工序8：钻、扩φ36mm孔。 工序9：镗梯形孔与退刀槽。 工序10：粗铰梯形孔。 工序11：钻M8mm底孔φ6.7mm。 工序12：攻螺纹M8。 工序13：去毛刺。 工序14：清洗。 工序15：检验。 工序16：入库。 （2）工艺路线方案二： 工序1：铸造毛坯。 工序2：时效处理。 工序3：划线。
工序4：粗铣左右φ50mm端面。
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