铝合金电动手枪钻外壳的加工工艺分析
【摘要】随着以现代医疗事业的发展，电动工具成为现代医疗不可或缺的工具。铝合金工具因其特殊的性能在其中扮演着重要的角色。形变铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。 形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。本篇文章将论述铝合金电动手枪钻的外壳的加工工艺、夹具的设计和注意事项及加工思路。
目录
引言 1
（一）铝合金加工 1
（二）铝合金的特性 1
（三）铝合金的加工 1
（四）机械加工制造工艺 1
二、零件分析 2
三、制定工艺路线 3
（一）工艺卡片的主要原则 3
（二）机床选择 3
（三）工艺制定 5
（四）加工的主要原则 5
（五）工艺卡片 5
（六）定位与夹紧 6
四、夹具设计 7
五、零件加工工艺设计 11
（一）关于切削用量的选择与计算 11
（二）关于工序的相关计算与说明 12
（三）切削量的选择 13
总结 14
参考文献 15
致谢 16
引言
（一）铝合金加工
铝合金加工已经进入高速发展的阶段，铝和铝合金因其轻便、易得、耐用、性能优异、价格便宜等特点，逐渐成为许多产业的支柱型材。现如今我国国内也出现了一大批以铝合金为核心的工厂，由此建立了大量的、现代化的铝合金集团，研发出大批性能各异、品种繁多、用途广泛的新型铝合金材料。
（二）铝合金的特性
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系，一
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般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。
纯铝的密度小，大约是铁的 1/3，熔点低，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀性能好。但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度。这样使得其“比强度”胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。
（三）铝合金的加工
铝合金由于材料较软，已于切削，随着应用的普及，对其进度的要求也越来越高，其加工设备、刀具、操作对其产品都用严重的影响，此次我们主要考虑的因素有以下几点：
铝合金其质地较软，受力易变形；
切削热会引起铝合金形变，难以保证精度要求；
由于质地较软，会导致工件表面质量较差，需要安排合理的加工速率及操作手段。增加后续的工作，比如打磨、抛光等。
（四）机械加工制造工艺
相对的，在制造过程中，当环境无法改变时，我们就要尝试在保证精度的同时从制作工艺上加强产品的质量，作为工艺流程的设计，因该注意以下几点：
工具零件加工要求、技术尺寸要求，要将铝合金质地脚软的性能控制好；
机械加工离不开的永久和话题：加工产生的大量的热的处理；
作为产品，劲量节约成本更，提升生产效率，提高质量。
制造工艺流程的合理性。
二、零件分析
零件的三维视图，如图21所示。
图 21零件图的三维视图
零件的二维图纸，如图22
图 22零件的二维图
零件图分析
该零件的主要尺寸有：工件总长108.5MM，通孔直径φ39MM，基准面外直径φ43MM，另一端面外直径为φ45MM且有45°长2.1,MM的倒角等。
通过对零件二三维图图纸的分析可知该零件在加工时有一些困难，首先该零件属于铝合金零件而且属于箱体类中间是空的，受力极易容易变形；其次该零件有一定的公差要求而且精度要求较高；最后该零件还有一定的行位公差要求，这都加大了该零件的加工难度，还有精度要求同轴度和平行度都较高，并且表面粗糙度要求较高。
显然如果采用传统的加工方法很难满足其尺寸要求和行为要求，因此决定使用高速切削的方法来进行加工以尽量满足其加工要求。并尽量从优化工艺满足其加工性能。
（1）从零件图上看该齿轮箱形状状复杂，其上安装的零件较多，并且安装时要有定位面、定位孔，还有用来与其他零件固定和连接的螺纹孔。
（2）该零件的材料是铝合金的，且壁比较薄,在切削过程中由于高速切削会产生较大的内应力会导致变形。
（3）该零件有精度要求较高的孔，这些孔是轴承的支撑孔（起到定位和支撑作用）尺寸精度、形状、位置度和表面粗糙度都有很高的要求，加工不合理直接会影响箱体的装配精度和使用的性能。
通过零件图的分析我们可知此零件相对较为简单，但相对的我们还得处理好上面所提到的铝合金加工的通病:精度，铝的质地，切削热。
此次我们以此零件的左端面为基准面
三、制定工艺路线
（一）工艺卡片的主要原则
机械加工工艺的设计原则是：在保证产品质量的前提下，努力提高生产率和降低工艺成本；在充分利用企业现有生产条件的基础上，尽可能采用先进生产技术；工艺设计应正确、完整、清晰和统一，所用术语、符号、单位、编号等，要符合最新的国家标准。
（二）机床选择
锯棒料的锯床的型号为G4032C；由零件图可知，该工件主要需要加工外圆，锯棒料的锯床的型号为G4032C；内孔，外轮廓，所以对于外圆和内孔、键槽采用车床加工，这里选用的车床型号为CW6280B，如图32所示;轮廓采用加工中心加工,这里选用的加工中心的型号为hbct650，如图33。既提高了机床利用率，又节约了成本。
目录
引言 1
（一）铝合金加工 1
（二）铝合金的特性 1
（三）铝合金的加工 1
（四）机械加工制造工艺 1
二、零件分析 2
三、制定工艺路线 3
（一）工艺卡片的主要原则 3
（二）机床选择 3
（三）工艺制定 5
（四）加工的主要原则 5
（五）工艺卡片 5
（六）定位与夹紧 6
四、夹具设计 7
五、零件加工工艺设计 11
（一）关于切削用量的选择与计算 11
（二）关于工序的相关计算与说明 12
（三）切削量的选择 13
总结 14
参考文献 15
致谢 16
引言
（一）铝合金加工
铝合金加工已经进入高速发展的阶段，铝和铝合金因其轻便、易得、耐用、性能优异、价格便宜等特点，逐渐成为许多产业的支柱型材。现如今我国国内也出现了一大批以铝合金为核心的工厂，由此建立了大量的、现代化的铝合金集团，研发出大批性能各异、品种繁多、用途广泛的新型铝合金材料。
（二）铝合金的特性
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系，一
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
般含有少量的Mn，可热处理强化．其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。
纯铝的密度小，大约是铁的 1/3，熔点低，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀性能好。但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度。这样使得其“比强度”胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。
（三）铝合金的加工
铝合金由于材料较软，已于切削，随着应用的普及，对其进度的要求也越来越高，其加工设备、刀具、操作对其产品都用严重的影响，此次我们主要考虑的因素有以下几点：
铝合金其质地较软，受力易变形；
切削热会引起铝合金形变，难以保证精度要求；
由于质地较软，会导致工件表面质量较差，需要安排合理的加工速率及操作手段。增加后续的工作，比如打磨、抛光等。
（四）机械加工制造工艺
相对的，在制造过程中，当环境无法改变时，我们就要尝试在保证精度的同时从制作工艺上加强产品的质量，作为工艺流程的设计，因该注意以下几点：
工具零件加工要求、技术尺寸要求，要将铝合金质地脚软的性能控制好；
机械加工离不开的永久和话题：加工产生的大量的热的处理；
作为产品，劲量节约成本更，提升生产效率，提高质量。
制造工艺流程的合理性。
二、零件分析
零件的三维视图，如图21所示。
图 21零件图的三维视图
零件的二维图纸，如图22
图 22零件的二维图
零件图分析
该零件的主要尺寸有：工件总长108.5MM，通孔直径φ39MM，基准面外直径φ43MM，另一端面外直径为φ45MM且有45°长2.1,MM的倒角等。
通过对零件二三维图图纸的分析可知该零件在加工时有一些困难，首先该零件属于铝合金零件而且属于箱体类中间是空的，受力极易容易变形；其次该零件有一定的公差要求而且精度要求较高；最后该零件还有一定的行位公差要求，这都加大了该零件的加工难度，还有精度要求同轴度和平行度都较高，并且表面粗糙度要求较高。
显然如果采用传统的加工方法很难满足其尺寸要求和行为要求，因此决定使用高速切削的方法来进行加工以尽量满足其加工要求。并尽量从优化工艺满足其加工性能。
（1）从零件图上看该齿轮箱形状状复杂，其上安装的零件较多，并且安装时要有定位面、定位孔，还有用来与其他零件固定和连接的螺纹孔。
（2）该零件的材料是铝合金的，且壁比较薄,在切削过程中由于高速切削会产生较大的内应力会导致变形。
（3）该零件有精度要求较高的孔，这些孔是轴承的支撑孔（起到定位和支撑作用）尺寸精度、形状、位置度和表面粗糙度都有很高的要求，加工不合理直接会影响箱体的装配精度和使用的性能。
通过零件图的分析我们可知此零件相对较为简单，但相对的我们还得处理好上面所提到的铝合金加工的通病:精度，铝的质地，切削热。
此次我们以此零件的左端面为基准面
三、制定工艺路线
（一）工艺卡片的主要原则
机械加工工艺的设计原则是：在保证产品质量的前提下，努力提高生产率和降低工艺成本；在充分利用企业现有生产条件的基础上，尽可能采用先进生产技术；工艺设计应正确、完整、清晰和统一，所用术语、符号、单位、编号等，要符合最新的国家标准。
（二）机床选择
锯棒料的锯床的型号为G4032C；由零件图可知，该工件主要需要加工外圆，锯棒料的锯床的型号为G4032C；内孔，外轮廓，所以对于外圆和内孔、键槽采用车床加工，这里选用的车床型号为CW6280B，如图32所示;轮廓采用加工中心加工,这里选用的加工中心的型号为hbct650，如图33。既提高了机床利用率，又节约了成本。
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