基于典型壳体零件加工工艺规程及钻孔专用夹具设计_刘旭

通。 从采用局部剖视的左视图和 C 向视图可看出：
（1）毛坯选择
* 苏州市职业大学科研启动资助项目（2011SZDQ15）; 苏州市工业科 技 攻 关 指 导 性 计 划 项 目 （SGZ2011003 ）
零件毛坯的材料选择 ZL102， 壳体类零件毛坯 制造方法和箱体类零件类似， 一种是采用铸造成
Z550。 夹具结构如图 2 所示。
87
6 5
4
3
2
1
工要求和加工方法所能达到的经济效益，确定各表
面的加工方法如表 2。
表 2 主要表面加工方法
图 2 夹具结构图
加工表面 壳体的底面 壳体的顶面 准30 mm 以及 准48 mm 的孔 6×准7 mm、准12 mm 的孔 M6-7H 螺纹孔 5 mm×28 mm 的凹槽 准8 mm、准12 mm 的孔 准30 mm 孔的端面 准12 mm 以及 准25 mm 孔
126
准20
C1 准30
55
25
图 1 壳体零件图
1.2 生产纲领与类型 某 公 司 年 产 8 000 台 产 品 ， 每 台 产 品 中 包 含
1 件壳体零件，其中备品率为 5%，废品率为 1%，零 件的生产纲领 N=Qn（1+a%）（1+b%）=10 605 件/a，生 产类型属于大批量生产。
准20、准12 的 阶 梯 孔 ， 向 后 与 顶 部 准12 的 圆 柱 孔 贯 1.3 毛坯选择与确定
准30H7、准48H7 为 Ra6.3 外，加工面大部分为 Ra25,少 数是 Ra12.5；其余的仍为铸件表面。 由此可见，该零 件对表面粗糙度要求不高。 通过以上分析得出：零
盖、油杯、油塞等零件的凸台、凹坑、沟槽、螺孔等结 构。 因此结构较复杂。 壳体的加工质量不仅影响其 装配精度及运动精度， 而且影响到机器的工作精 度、使用性能和寿命。 本文通过对典型壳体零件的
125
Vol.33No.08 基于典型壳体零件加工工艺规程及钻孔专用夹具设计— ——刘 旭，等 第 33 卷第 08 期
型，另一种是采用焊接成型。 由于壳体和箱体类零 时效处理
件形状不规则，总体来说较为复杂，而简单铝硅合 清刷内腔
金 ZL102 具有成 型容易、可加 工 性 良 好 ，并 且 可 用 工序 10 粗铣壳体底面
（3）拟订工艺路线 根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗
参考文献： ［1］郭飚. 台车架体焊接组对夹具的设计及应用[J].煤矿机械，2011，32
（9）：118-120.
加工后精加工的原则， 将 A 面和 准30H7 孔的粗加
［2］申 东 东. 矿 车 轮 加 工 的 液 塑 夹 具 设 计[J].煤 矿 机 械 ，2011，32（8）：
坯孔作为零件加工的粗基准。
的孔的中心线上，而是有一定的偏心距，加工时在
精基准的选择 该壳体零件的上下底面既是 切削力的作用下，工件会发生偏移，从而造成加工
装配基准，又是设计基准，用它作精基准能使加工 孔的精度得不到保证。 通过反复设计和试加工，在
遵 循 基 准 重 合 的 原 则 ， 实 现 了 零 件 的 良 好 定 位 方 夹 具 体 1 上 添 加 8 支 撑 板 固 定 在 5 mm×28 mm 凹
加工方法 粗铣
粗铣—精铣 粗镗—精镗
钻 钻—攻丝 粗铣—精铣
钻 粗铣—精铣
钻
1. 夹具体 2. 定位心轴 3. 带肩螺母 4. 开口垫片 5. 衬套 6. 钻套 7. 钻套螺钉 8. 支撑板
3 结语 通过分析典型壳体零件的主要作用、应用场合
以及技术要求，拟定了合理的加工工艺路线。 并结 合立式钻床 Z550 的工作特点， 设计了工序 100 的 专用钻夹具，操作方便，夹持稳定，提高了加工效 率，产生了巨大的经济效益。
式，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工 槽处可有效 避免此问题 。 本夹具用于 立 式 钻 床
艺路线遵循了基准统一的原则。 此外，上下面的面 积相对比较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单、 可靠，并且操作起来也比较方便。
（2）壳体零件主要表面加工方法确定 根据以上对零件的工艺性分析以及各表面加
2
9 15
1 壳体零件加工工艺规程设计
1.1 零件的技术要求分析
图 1 所示壳体较为复杂， 主要由上部的本体、
下部的安装底板以及左面的凸块组成。 除了凸块
A
准48 准准6706
C1
4×准7
5
准84
R6
A
12
68
54
28
C 28 12 45°
36 40
12
外，本体及底板基本上是回转体。 顶部有 准30H7 的 通孔、准12 的盲孔和 M6 的螺孔； 底部有 准48H7 与 本体上 准30H7 通孔相连接的台阶孔，底板上还锪平 4-准16 的安装孔 4-准7。 结合主、俯、左 3 个视图看， 左侧为带有凹槽 T 形凸块， 在凹槽的左端面上有 准12、准8 的阶梯孔，与顶部 准12 的圆柱孔相通；在这 个台阶孔的上方和下方，分别有一个螺孔 M6。 在凸 块前方的圆柱形凸缘（从外径 准30 可以看出）上，有
来铸造各种形状复杂、薄壁的压铸件。 考虑到加工 工序 20 粗铣壳体顶面，精铣壳体底面至高度 80 mm
成本、时间等经济效益，选用砂型机器造型。 铸件的 工序 30 粗镗孔 准30 mm, 粗镗孔 准48 mm，并分别精
分型面应选 择 准30 mm 和 准48 mm 孔 的 中 心 线 ，且 镗，将孔两端倒角
Machining Technics Rules and Drilling Fixture Design on Typical Shell Parts
LIU Xu， ZHU Xue-chao， LI Hong-wei （Suzhou Vocational University, Suzhou 215104，China）
件的加工要素较多，合理的加工工艺规程和夹具设
计是提高加工效率，保证加工质量的关键。
C A-A 22 准300 16-7H
2XM6-7H
24
168 18
50
20 80
50 44 24 22 12 15
加工工艺规程和一道工序专用钻夹具的设计，大大
提高了加工效率，减轻了劳动强度，也保证了零件 20
加工精度。
Abstract: Introducing the effect and applications of typical shell parts, the technical requirements of the parts were analyzed, in order to ensure the quality of processing and improve the efficiency,both machining technics rules to the shell parts and design of special machine fixture were carried out, the lathe fixture designed is very stable and convenient to operate ,which has considerable economic benefits. Key words: shell;machining technics;fixture design
表面
/mm 量等级 /mm
底面距上顶面的距离
80
G
2.5 侧面，双侧加工
准30 mm 孔
30
H
3
双侧加工
准48 mm 孔
48
H
3
双侧加工
准30mm 圆柱端面至中心孔的距离 36
G
3.5 侧面，单侧加工
各个表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上所 查得的余量即可。 1.4 制定工艺路线
（1）定位基准的选择
工序 70 粗铣图中凹槽 5 mm×28 mm，精铣至图中尺寸 工序 80 钻孔 准8 mm，并 扩孔至 准12 mm，钻 螺 纹 孔 2×M6-7H，并攻丝 工序 90 铣 准30 mm 的端面 工序 100 钻孔 准12mm，并扩孔至 准20 mm 工序 110 检验 工序 120 入库 2 专用钻夹具设计
［4］刘代瑞. 三角法兰夹具设计[J].汽齿科技，2007（2）：18-22. 作 者 简 介 ： 刘 旭 （1985- ），江 苏 宿 迁 人 ，教 师 ，学 士 学 位 ，技 师 ，
研究方向：主要从事机械加工及数控技术研究方面的工作，电子信 箱： liuxu.818@163.com.
制模铸造
责任编辑：于秀文 收稿日期：2012－03－30
摘 要： 介绍了典型壳体零件的作用、应用场合，分析了零件的技术要求，为了保证加工质量， 提高加工效率，进行了壳体零件的机械加工工艺规程和专用机床夹具的设计，设计的夹具操作方 便、夹持稳定，减轻了劳动强度，具有很好的经济效益。
关键词： 壳体； 加工工艺； 夹具设计 中图分类号： TG75 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 0794（2012）08 － 0125 － 02
工放在前面ຫໍສະໝຸດ Baidu精加工放在后面，其他孔和次要螺纹 孔等次要表面放在最后加工。 在确定生产类型为大
106-107. ［3］南文虎，肖根先，王宏. 一种自动定心夹具的设计[J].机床与液压，
2011（18）：32-33.
批量生产的情况下，选择车削中心等工序高度集中 设备，可大大提高生产效率。 以下便是该零件的加 工工艺路线：
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳
粗基准的选择 通过分析选择壳体零件毛坯 动强度，通常需要设计专用夹具。
的下表面作为粗基准。 这样加工好的上下底面可作
设计第 100 道工序中钻 准12 mm 孔的专用钻夹
为零件加工的精基准。 同时也可以把 准30 mm 的毛 具，该夹具设计的关键点在于加工的孔不在 准30 mm
DOI:10.13436/j.mkjx.2012.08.151
第 33 卷第 08 期 2012 年 08 月
煤矿机械 Coal Mine Machinery
Vol.33No.08 Aug. 2012
基于典型壳体零件加工工艺规程及钻孔专用夹具设计 *
刘 旭， 朱学超， 李洪伟 （苏州市职业大学， 江苏 苏州 215104）
0 引言
顶部有 6 个安装孔 准7， 并在它们的下端分 别平成
壳体是组成机器或部件的主要零件之一，起支 准14 的 平 面 。 再 看 表 面 粗 糙 度 ， 除 主 要 的 圆 柱 孔
撑和包容其他零件的作用， 内部需安装各种零件， 一般是由一定厚度的四壁及类似外形的内腔构成 的箱形体。 壳壁部分常设计有安装轴、密封盖、轴承
与上下底面垂直。
工序 40 钻孔 6×准7 mm 并扩至 准10 mm、钻 准12 mm
（2）加工余量及毛坯尺寸确定
孔、钻 M6-7H 螺纹孔，并攻丝
查找相关参考文献，确定机械加工余量如表 1。 工序 50 钻底座 4×准7 mm 孔
表 1 机械加工余量
工序 60 铣 4-准7 mm 孔的端面
加工
基本尺寸 加工余 加工余量 说明