- I -湖南文理學院芙蓉學院帶式運輸機減速箱箱體零件機械加工工藝規(guī)程及工裝設計學生姓名：學 號：指導教師：所在學院：專 業(yè)：機械設計制造及其自動化- I -中文摘要及關鍵詞摘 要：本文是在減速器箱體的圖樣分析后進行減速器箱體的機械加工工藝路線的設計，同時按照其中的加工工序的要求設計夾具。減速器箱體的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長，加工時間多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照機械加工工藝要求，遵循先面后孔的原則，并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞蔬x擇以底面作為粗基準，以底面與兩個工藝孔作為精基準，確定了其加工的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。在零件的夾具設計中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應限的自由度數(shù)，進而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結構形式。關鍵詞：減速器箱體；加工工藝；工序；專用夾具- VI -英文摘要及關鍵詞Abstract：This paper is the design of mechanical line processing of the gearbox in the pattern analysis of the gearbox after, at the same time according to the design process of the fixture requirements.The main content is the processing of the gearbox surface and the hole. The processing route is long, processing time, high processing cost, the machining precision requirement is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of the surface after the first hole, and the hole and the plane processingclearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. The basis choice to the bottom as a rough benchmark, the bottom with two hole as abenchmark, various parameters needed to process its processing and processing of.In parts of fixture design, mainly according to the requirements of machining process, analysis of the number of degrees of freedom should be restricted, and then according to the surface features of parts of the selected positioning element, then analysis the selected components can be defined positioning should be limited degrees of freedom. Determine the location components also need to select the clamping element, finally is to determine the structure of special fixture.Keywords: reducer; processing technology; process; special fixture- VI -目 錄中文摘要及關鍵詞 .I英文摘要及關鍵詞 VI目 錄 VI1 緒 論 11.1 本 課 題 的 研 究 內(nèi) 容 和 意 義 11.2 國 內(nèi) 外 的 發(fā) 展 概 況 .21.3 本 課 題 應 達 到 的 要 求 .32 工藝設計.42.1 零件的分析42.1.1 零件的作用.42.1.2 零件的工藝分析.72.2 毛坯的選擇與設計及基準的確定.72.2.1 確定毛坯制造形式.72.2.2 基準的選擇.72.3 加工順序的安排82.4 工藝規(guī)程的設計92.4.1 制定工藝路線.92.4.2 工藝方案的比較與分析.103 工序設計.113.1 工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定 113.2 設備和工藝裝備的選擇.123.3 確定切削用量及時間定額.144 機蓋機體兩端面銑床夾具設計.234.1 設 計 要 求 234.2 夾 具 設 計 234.2.1 定 位 基 準 的 選 擇 234.2.2 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計 算 .234.3 定 位 誤 差 的 分 析 .264.4 夾 具 設 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 275 減速器殼體零件中機體上平面 6-?13 鉆床夾具夾具設計 .285.1 設 計 分 析 285.2 設 計 方 案 論 證 285.3 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計 算 285.4 設 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 295.5 結 構 分 析 295.6 夾 具 的 公 差 315.7 工 序 精 度 分 析 32總 結 33參考文獻.35致謝.3611 緒 論1.1 本 課 題 的 研 究 內(nèi) 容 和 意 義工裝工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)課知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應，進行機床調(diào)整，專用工藝裝備的設計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進行生產(chǎn)成本核算等。機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進度計劃和相應的調(diào)度計劃，并能做到各工序科學地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質、高產(chǎn)和低消耗。機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機械加工工藝過程卡片指導生產(chǎn)，過程卡的各個項目編制較為詳細。機械加工工序卡片是為每個工序詳細制定的，用于直接指導工人進行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。在機械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質性問題，一直是從事于機械行業(yè)人員研究的問題，其中在設計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟，這是行業(yè)人急需要解決的。隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務，如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中，這還需要機械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。隨著科學技術的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標準化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關,產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計2準化、模塊化、組合化等當代先進設計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護原理。所以是今后夾具技術的一個重要發(fā)展方向單位 。機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具” 。輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內(nèi)。按照機床夾具的應用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。通過這次畢業(yè)設計，對自己所學的理論知識進行一次綜合運用，也是對四年的學習深度的一個檢驗。在這次設計過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設計能養(yǎng)成一種嚴謹，認真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個良好的基礎。1.2 國 內(nèi) 外 的 發(fā) 展 概 況工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機床外而需保證零件加工質量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設備和工具外的為配合生產(chǎn)設備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對各自產(chǎn)品特點的。機械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關系。不僅僅是焊裝用，在機加工方面也有用，許多時候，需要裝配幾個部件并保證其定位準確的時候就需要。設計工裝夾具要緊扣產(chǎn)品，因為工裝夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時無干涉現(xiàn)象、定位準確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設計中所確定的夾緊方式進行單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計3夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達到夾具小巧而精用的目的。同時為了減少工人的勞動強度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機構的行程進行設計，以期以最短的夾緊行程，達到最佳的夾緊效果。1.3 本 課 題 應 達 到 的 要 求通過實際調(diào)研和采集相應的設計數(shù)據(jù)、閱讀相關資料相結合，對減速器箱體的基本結構及作用有個大致的了解，在此基礎上，經(jīng)過對金屬切削加工、金屬切削機床、機械設計與理論等相關知識充分掌握后，分析減速器箱體的加工工藝，確定減速器箱體各加工表面的加工方法，進而形成減速器箱體的機械加工工藝路線。并能根據(jù)減速器箱體的加工工序要求，分析減速器箱體的定位方式、金屬切削加工過程中的機床工作臺驅動、工件夾緊等方面的相關數(shù)據(jù)，結合機械機構設計的相關理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個減速器箱體的加工工藝路線經(jīng)濟，工件定位方案合理，來達到產(chǎn)品的最優(yōu)化設計。針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計算問題，綜合所學的機械理論設計與方法、機械加工工藝文件編制及實施等方面的知識，設計出一套適合于實際的減速器箱體加工工藝路線，從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設計。為提高鉆床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強度，其高度和寬度比也應恰當，一般有 H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。42 工藝設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用減速器是靠輸出和輸入的齒輪的嚙合來確定輸出的速度的，傳動軸之間的中心距及平行度直接影響了減速器的質量好壞。支承各傳動軸，保證各傳動軸之間的中心距及平行度，并保證減速器部件與發(fā)動機的正確安裝是減速器組裝的首要要求。減速器體加工質量的優(yōu)劣，將直接影響到軸與齒輪等零件相互位置的準確性及減速器總成的使用壽命和可靠性。那么對減速器的輸出輸入軸承支撐孔的精度要求關鍵。減速器箱體是典型的箱體類零件，其結構形狀復雜，壁薄，外部為了增加其強度加有很多強筋。有精度要求較高的多個平面、軸承孔系、螺孔等需要加工。因為剛度較差，切削中受力受熱大，易產(chǎn)生振動和變形。減速器箱體的主要作用是進行速度的減速作用，在各種加工車床上還是機動工件上都必須要用到的，特別是在車輛行業(yè)中是必不可少的備件，可以說減速器是當代發(fā)展的機械行業(yè)中關鍵的部分之一。箱蓋零件圖如圖 2.1 所示。單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計56箱座零件圖如圖 2-2 所示：圖 2.2 箱體零件72.1.2 零件的工藝分析該減速器箱體，結構復雜，壁薄，設有加強筋、凸臺、凸邊、內(nèi)腔。尺寸較大，約為 428×197×170。其中結合面的尺寸精度要求高，軸承孔的尺寸精度和相互位置精度要求高，這些孔和面的加工精度直接影響機器的裝配精度、使用性能和使用壽命。有許多緊固螺釘孔和定位孔。圓柱齒輪減速器是在平行方向上傳遞運動，對齒輪的潤滑要求很高，而且運動的傳遞的精確度很高。這些方面對箱體的加工面有特別的要求，軸承孔和結合面的加工精度必需達到要求。(1）首先檢查圖紙，檢查公差制定、形位公差、表面粗糙度是否合理。(2）分離式箱體的主要加工部位有：軸承支撐孔、結合面、端面和底面（裝配面）等。對這些主要加工面加工的主要技術要求有：a. 底座的底面與結合面必須平行，其誤差不超過 0.55mm/1000mm；b. 結合面的表面粗糙度 Ra 值小于 1.6μm，兩結合面的接合間隙不超過 0.03；c. 軸承支承孔的軸線必須在結合面上，其誤差不超過±0.2mm；d. 軸承支承孔的尺寸公差一般為 H7，表面粗糙度 Ra 值小于 1.6μm，圓柱度誤差不超過孔徑公差的一半，孔距精度允許為±0.03～±0.05 mm；e. 兩個或兩個以上箱體夾壁上的軸承支承孔的同軸度誤差不超過最小孔徑的公差一半。2.2 毛坯的選擇與設計及基準的確定2.2.1 確定毛坯制造形式工件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。減速箱體零件材料為 HT200。查參考文獻[1]P498 表 6-68，考慮到零件形狀復雜、有腔形、制造精度、機械性能、壽命及批量 ；可選擇砂型鑄造以提高毛坯精度、減少加工余量 [1]。再確定毛坯制造形狀時應考慮各加工表面的余量還應考慮：①是否需要制出工藝凸臺以利于工件的裝夾；②是一個零件制成一個毛坯還是多個零件合成一個毛坯；③那些表面不需要制出；④鑄件分型面、拔模斜度及鑄造圓角；最后繪制出毛坯圖，并要決定毛坯的結構特征及各項技術條件。2.2.2 基準的選擇正確選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關鍵。定位基準分為精基準、粗基準、輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面為定位基準（粗基準） ，在后續(xù)加工工序中，用也加工表面作為定位基準（精基準） 。在制定工藝規(guī)程時，應先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各加工加工出來，另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，在工件上某部位做一輔助基準，用以定位。8①粗基準的選擇。粗基準的選擇應遵循以下原則：1）以不需要加工表面作為粗基準。2）以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準。3）以平整且面積較大的表面作為粗基準。4）粗基準一般只能使用一次。對于箱體類零件應先加工面后加工孔再以面為基準加工孔。根據(jù)有關粗基準的選擇原則（當零件有不加相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準。 ）②精基準的選擇。精基準的選擇應遵循以下原則：1）：“基準重合”原則，用設計基準作為精基準，以便消除基準不重合誤差。2):“基準統(tǒng)一”原則，當定位以某一組精基準定位可以較方便的加工其它表面，盡可能在多數(shù)工序中采用這組精基準定位。3）:“自為基準”原則，當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準。4） “互為基準”原則， 。當兩個加工表面相互位置精度要求較高時，以兩個需加工表面相互作為基準反復加工以獲得均勻的加工余量和較高的位置精度?？紤]要保證零件的加工精度和裝夾準確可靠、方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的罩蓋下端面為主要的定位精基準，這樣也滿足“基準重合”原則。2.3 加工順序的安排先粗后精 先粗加工后精加工有利于加工誤差和表面缺陷層的逐步消除，重而逐步提高零件的加工精度和表面質量；先主后次 零件的主要表面（設計基準面、工作面）應先加工，次要面（鍵槽、螺孔）可在主要表面加工到一定精度后、最終加工前加工。先面后孔 用平面定位比較穩(wěn)定可靠，加工過的平面上孔比在毛坯面上鉆孔不易產(chǎn)生孔軸線的偏斜和較容易保證孔距尺寸[3]；依據(jù)以上的原則設計加工工序1、以邊緣不加工面為粗基準，夾具夾緊中間軸承孔來粗銑和精銑結合面，邊緣不加工面限制了 Z，X，Y 自由度，滿足加工要求。2、以結合面為定位基準，箱體兩側通過支承點作為第二類定位基準，以一側不加工端為粗基準。定位基準限制了 X 自由度，通過模孔鉆箱體上所有孔，先通過锪平刀锪平，再換刀鉆孔。3、以結合面為精基準，以兩側和一端不加工的側端為粗基準，為第二類定位基準，加工窺視孔端面，粗銑，再精銑。4、以 3 步驟的定位基準，攻絲注油孔和吊耳孔，以及攻絲窺視孔端面螺孔。95、下箱體以結合面為粗基準加工（粗、精銑）下底面，再以下底面為精基準加工結合面，夾具夾緊兩側，作為第二類定位基準。6、下箱體以結合面為精基準，以兩側定位作為第二次定位基準，以一側端面加工的邊緣面為粗基準，限制 X 自由度，加工各個軸端通孔（首先锪平再鉆孔） 。以下底面為定位基準锪平底座 6 個孔，再鉆孔。7、上、下箱結合，擰緊各個螺栓，以下底面為定位基準，以輸出軸為粗基準，加工兩個錐銷孔。8、以底座四孔為定位基準，夾具夾緊兩側，同時粗銑、精銑輸出端兩端面和一端輸入軸的端面。底座四孔定位限制自由度 X、Y、X 、Y、Z。9、以底座四孔為定位基準，鉆孔和攻絲輸出軸兩端面和輸入軸端面。10、以底面與兩錐銷孔為定位基準，精加工軸承孔，夾具夾緊機座底面的不加工面，以輸入軸端面為精基準，精加工輸出軸承孔，以底面與兩定位孔為定位基準，定位夾緊方式見工序卡圖。2.4 工藝規(guī)程的設計2.4.1 制定工藝路線零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內(nèi)容包括確定定位基準、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個加工工藝過程中各個工序的內(nèi)容、確定各個工序所采用機床設備和工藝裝備等 [4]。設計時應同時考慮幾個方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。根據(jù)減速箱體零件為大批生廠，所以采用通用機床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為砂型機械造型，并經(jīng)人工時效處理消除鑄件內(nèi)應力，改善工件的可切削性 [2]。先確定工藝路線如下：工藝方案一工序Ⅰ 鑄造工序Ⅱ 去應力退火工序Ⅲ 粗銑對合面工序Ⅳ 粗精銑側面工序Ⅴ 鉆孔并攻絲注油孔 M12.工序Ⅵ 粗精銑下底面和精銑對合面工序Ⅶ 加工結合面處兩銷錐孔 Φ10 和底座四個定位孔 Φ22 以及輸出軸旁四個連接孔 Φ17工序Ⅷ 粗精銑輸出和輸入軸端面工序Ⅸ 鉆孔和攻絲輸出軸和輸入軸端面孔 M810工序Ⅹ 精加工輸出入軸承孔 φ100工序Ⅺ 精加工輸入軸承孔 φ80 工序Ⅻ 檢查方案二工序Ⅰ 鑄造 工序Ⅱ 去應力退火 工序Ⅲ 粗精銑對合面 工序Ⅳ 粗精銑側面和下底面工序Ⅴ 粗精銑輸出軸和輸入軸端面工序Ⅵ 攻絲注油孔. 工序 VII 加工結合面處面?zhèn)€銷錐孔和底座四個定位孔及輸出軸旁四個連接孔 工序Ⅷ 精加工輸出入軸軸承孔 工序Ⅸ 檢查2.4.2 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案二以端面為基面加工其它面，面和孔加工順序比較混亂；方案一則與二有所不同，兩端面分開加工，先加工面再以面為基準加工孔；兩者比較可以看出，第一方案比第二方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；所以采用方案一：工序 I 鑄造工序 II 去應力退火工序 III 粗銑對合面工序 IV 粗精銑側面工序 V 鉆孔并攻絲注油孔 M12 ，吊耳孔 M12，孔端面螺孔 M8工序 VI 粗精銑下底面和精銑對合面工序 VII 加工結合面處兩銷錐孔 φ10 和底面四個定位孔 φ22 以及輸出軸旁四個連接孔 φ17工序 VIII 粗精銑輸出軸和輸入軸 φ140 端面工序 X 鉆孔和攻絲輸出軸和輸入軸端面孔 M10工序 XI 精加工輸出入軸承孔 Φ160工序 XII 檢查113 工序設計3.1 工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定“減速器箱體 ”零件材料 HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，查參考文獻[1]P498 表 6-68，因為箱體有腔孔等、形狀復雜所以采用砂型鑄造毛坯；查參考文獻[1]P516 表 6-90，根據(jù)為砂型機械造型材料為灰鑄鐵選取鑄造公差等級為 CT8， ；查參考文獻[1]P510常用斜度值砂型一般選為鑄造斜度為 3°，查參考文獻[1]P511 對于砂型鑄造一般圓角半徑為 R3[1]。 查參考文獻[3]P78 表 3-1，為砂型機械造型選取鑄件加工余量等級為 F；查參考文獻[3] 表 3-3，P80 根據(jù)毛坯加工面的基本尺寸選取鑄件機械加工余量； 查參考文獻[3]表 3-6， P84 根據(jù)鑄件的基本尺寸選取鑄件尺寸公差值 [3]。根據(jù)圓柱齒輪減速器機蓋和機座零件結構簡圖，分析可知，有以下一些加工表面：1、主要平面：機座底面和對合面，機蓋的對合面和頂部方形孔、各凸臺面，軸承支撐孔的端面。2、主要孔：主軸承支撐孔 φ100 Ra2.5 與軸承支撐孔 φ80 Ra1.6。3、其他加工部分主要有 8 個凹槽聯(lián)接孔、2 個凸緣聯(lián)接孔、4 個地角螺釘孔（其中兩個先加工成定位工藝孔） 、2 個銷釘孔、頂部方形面上 6 個螺紋孔，軸承端面共 18個螺紋孔以及斜油標孔、油孔、油塞孔、2 個起吊螺紋孔、起蓋螺釘孔。圖 3.1 毛胚加工余量圖機座結合面：平面度要求為 0.025，表面粗糙度 Ra1.6，毛坯加工余量為 5。以機座底面為基準進行粗精加工。12表 2-1 粗精銑毛胚底面安裝面：表面粗糙度 Ra6.3，毛胚加工余量為 5。以機座結合面毛坯為基準。表 2-2 粗銑毛胚工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um）粗 銑 65 IT13±0.36 175±0.36 Ra6.3毛 胚 5 ±1.5 180±1.5 ±1.5軸承支撐孔 φ100 Ra2.5 鏜削。 表 2-3 鏜孔工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um）精 鏜 0.5 H7 φ100 Ra1.6半精鏜 1.5 H10 φ99.5 Ra3.2粗 鏜 3 H13 φ98 Ra6.3毛 胚 5 ±1.5 φ95±1.5 ±1.5輸入軸軸承端面加工：表面粗糙度 Ra3.2，兩相對端面同時加工。表 2-4 粗精銑軸承端面工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um）精 銑 2 IT9±0.14 170±0.14 Ra3.2粗 銑 8 IT13±0.89 174±0.89 Ra6.3毛 胚 10 ±2.0 190±2.0 ±2.0輸出軸軸承端面加工：兩對軸承端面 A 與 B 垂直度要求為 0.10mm，表面粗糙度要求為Ra1.6。表 2-5 粗精銑軸承端面工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um）精 銑 1 IT8±0.036 170±0.14 Ra1.6粗 銑 3.5 IT13±0.55 174±0.89 Ra6.3毛 胚 4.5 ±2.5 5190±2.0 ±2.5工序名稱 加工余量 （mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um）精 銑 1 IT8±0.036 170±0.036 Ra1.6粗 銑 3.5 IT13±0.36 171.5±0.36 Ra6.3毛 胚 5 ±1.5 175±1.5 ±1.5133.2 設備和工藝裝備的選擇在設計工序時，需要具體選定所用的機床、夾具、切削工具和量具。先具體各個工序裝備選擇如下：工序Ⅰ： 銑機蓋機座結合面，以邊緣不加工面為粗基準。查參考文獻 [2]P224 表4-16，根據(jù)桿直刀徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇 X53K 立式銑床；查參考文獻[2]P270 表 5-42，根據(jù)加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16； 查參考文獻[2]P287 表 6-7，根據(jù)工加面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-200mm 讀數(shù)值為 0.05mm；使用專用夾具夾緊加工。工序Ⅱ：銑底座側面。同工序Ⅰ一樣查參考文獻[2]P224 表 4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇 X53K 立式銑床；查參考文獻[2]P270 表 5-42，根據(jù)加工表面為小面積平面選擇套式面銑刀 D=40mm,d=20mm,Z=8；查參考文獻[2]P287 表 6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-200mm 讀數(shù)值為 0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序Ⅲ：鉆孔并攻絲注油孔，吊耳孔，窺視孔端面螺孔，以結合面為精基準。查參考文獻[2]P224 表 4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面選擇臥式車床；查參考文獻[2] P271 表 5-44，根據(jù)加工要求選擇，D=12mm,d=10mm,L=63mm 鉆頭；查參考文獻[2] P287 表 6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-200mm 讀數(shù)值為 0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序Ⅳ：粗精銑下底面和精銑對合面，以結合面為粗基準，底面為精基準。查參考文獻[2]P224 表 4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X52K 立式銑床；查參考文獻[2]P271 表 5-44，根據(jù)加工表面為頂面選取套式面銑刀，D=80mm,d=27mm,L=36mm；查參考文獻[2]P287 表 6-7，根據(jù)加工面為平面先選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-500mm 讀數(shù)值為 0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序Ⅴ：加工結合面處兩銷錐孔和底面四個定位孔，以底面為定位基準，以輸出軸為粗基準。查參考文獻[2] P221 表 4-7，根據(jù)平旋盤最大加工外端面為 400mm 選擇T616 立式鏜床；查參考文獻[4]P1064 表 4.3-63，根據(jù)加工表面的情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12， H=12,d=12；查參考文獻[2]P287 表 6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-200mm 讀數(shù)值為 0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序Ⅵ：粗精銑輸出軸和輸入軸端面，以底座四孔為定位基準。查參考文獻[2]P221 表 4-7，選擇 X52K 臥式銑床；查參考文獻[4] P1064 表 4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查參考文獻[2]P287 表 6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-400mm 讀數(shù)值為 0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序Ⅶ：鉆孔和攻絲輸出軸和輸入軸端面孔，以底座四孔為定位基準。查參考文獻[2] P214 表 4-8，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇 C4163 車床；；查參考文獻14[4]P1064 表 4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鉆頭；查參考文獻[2]P287表 6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-200mm 讀數(shù)值為 0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。工序Ⅷ：精加工輸出和輸入軸承孔，以底面和兩個錐銷孔為定位基準。查參考文獻[2] P221 表 4-7，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇 T616 臥式鏜床；查參考文獻[4]P1064 表 4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12 ，H=12,d=12；查參考文獻[2] P287 表 6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為 0-200mm 讀數(shù)值為 0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。3.3 確定切削用量及時間定額工序 30：粗銑結合面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d60?min/125v1.5z?2. 決定銑削用量1) 決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 ap5.1?2) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則0.5/zfm?齒min/48.6301251rdvns ???（3.1）按機床標準選取 in/7rw?in/3.1407561v?（3.2）當 時min/750rnw?rmzfw/67542.??? （3.3）按機床標準選取 rfm/603) 計算工時4) 切削工時： ， ， ，則機動工時為l5?l91l32?15（3.4）min4.02753921?????fnltwm工序 40：銑側底面端面工步一：粗銑側底面端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d350?min/10v1.5z?2. 決定銑削用量1) 決定銑削深度因為加工余量大，故分兩次走刀內(nèi)銑完，則 1.5pa?2) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則0.5/zfm?齒（3.5）min/1364501rdvns ???按機床標準選取 ＝1450win/r（3.6）i/.910v?當 ＝1450r/min 時wn（3.7）rmznfwm /160452.??按機床標準選取 r/10?3) 計算工時切削工時：l=75 ， ，則機動工時為l91l32（3.8）in3.01457?????fntwm工步二：精銑側底面端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。0.5pa?md350?in/10v0.5z?2. 決定銑削用量1) 決定銑削深度此次是精加工，一次銑完，則160.5pam?2) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?（3.9）in/1364501rdvns ???按機床標準選取 in45rw（3.10）min/3.1901v?當 ＝1450r/min 時wn（3.11）rznfwm /60452.??按機床標準選取 r/10?1) 計算工時2) 切削工時：l=75 ， ，則機動工時為l91ml32（3.12)in.04572?????fntwm工序 50：鉆孔并攻絲注油孔 M12鉆 M12 螺紋孔底孔 ；.10?根據(jù)參考文獻[4]表 查得：進給量 ,切削速度 3942?rmf/28.0~.?，切削深度36/mincv?.5pam?機床主軸轉速，取 實際切削速度i/120r被切削層長度： L5.8刀具切入長度：ctgkDlr5)2~1(21???（3.13）刀具切出長度： 取ml42l32根據(jù)參考文獻[13]表 可得：01?12530.9min0.1LlTjfn??????（3.14）攻絲 M1217選擇 M12mm 高速鋼機用絲錐f 等于工件螺紋的螺距 p，即 1.25/fmr?7.incV機 )/(980n?π按機床選取 27/inr?機6./mincV?機基本工時： 05.2.17???lt（3.15）由表 3.3-9 得：裝夾工件時間為 0.17min；由表 3.3-10 得：松開卸下工件時間為 0.15min；由表 3.3-12 得：測量工件時間為：0.04min；所以輔助時間是 T1=1.34 min T2=0.09×4=0.36min則 T 總=T1+T2=1.80min工序 60：粗銑再精銑下底面和精銑結合面工步一：粗銑下底面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d250?min/125v1.5z?2. 決定銑削用量決定銑削深度因為加工余量大，分粗精兩次加工完成 ap5.1?決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則0.5/zfm?齒min/17.9650210rdvns ????（3.16）按機床標準選取 ＝750wni/r18（3.17）5071/min1wdnv????當 ＝750r/min 時wn rzfwm /60542.按機床標準選取 rf/60?計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l15l91l32?min18.027539121????fnltwm（3.18）工步三：精銑結合面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。0.5pam?d60?min/125v0.5z?2. 決定銑削用量1) 決定銑削深度因為粗加工加工完畢后加工余量不大，一次加工完成 0.5pa?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?min/48.63012510rdvns ????（3.19）按機床標準選取 ＝750wnin/r（3.min/3.1407561dv????20）當 ＝750r/min 時wn（3.rznfwm /607542.0???21）按機床標準選取 rf/6193）計算工時切削工時：， ， ，則機動工時為ml50?l91ml32?（3.22）in4.0752???fntw工序 70：鉆結合面處兩錐銷孔 Φ10機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)參考文獻[4]表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 Φ101) 進給量 取 f=0.13mm/r2) 切削速度 V=24~34m/min. 取 V=30m/min3) 確定機床主軸轉速 ns= = 955r/min （3.Wπd10cv301??23）與 955r/min 相近的機床轉速為 1000r/min?，F(xiàn)選取 =1000r/min。wn所以實際切削速度 = =cv10sd?π1025.3/min??（3.24）4) 切削工時，按參考文獻[4]表 6.2-1。t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2lt = = =0.355min （3.25)mflw210.3456??式（3.25）說明了切削所需工時工序 80：粗銑在精銑輸出軸和輸入軸 Φ100 端面查參考文獻[14]表 2.4-73刀具：硬質合金銑刀（面銑刀） ，材料： ，D=68mm ，齒數(shù) ，此為粗齒15YT8Z?銑刀。因其單邊余量：Z=1.75mm ，所以銑削深度 ： =1.75mm。每齒進給量 ：根pafa據(jù)參考文獻[7] 表 2.4-75，取 ，銑削速度 ：參照參考文獻[7]表 30—Zmaf/13.0?V34，取 V=1.33m/s。機床主軸轉速 ： n10nd??20（3.26）式中：V—銑削速度；d—刀具直徑。機床主軸轉速 ：nmin/74.36814.3010rdvc????按照參考文獻[3]表 3.1-74 min/7r實際銑削速度 ：v sDvc /.100???（3.27）進給量 ： fV snZafM /7.6/381.???工作臺每分進給量 ：6.7mm/s×60=402mm/min m：根據(jù)參考文獻[7] 表 2.4-81, ?a mae0被切削層長度：由毛坯尺寸可知 L2銑刀切入時?。?，Dlee 35.1~)(1 ???? mae60?銑刀切出時?。?2根據(jù)參考文獻[2]表 可得：40=0.22min （3.28）siflLTjM96.127.63921??由表 3.3-7 得：操作機床時間為：0.83 min；由表 3.3-8 得：測量工件時間為：0.14 min；T1=0.97min；則 T 總=T1+T2 =1.19min。工序 90：鉆孔并攻絲輸出軸端面孔 M10鉆 M10 螺紋孔底孔 Φ8；根據(jù)參考文獻[4]表 查得：進給量 ,切削速度394.2?rmf/28.0~.?，切削深度 。36/cvms?map5?機床主軸轉速1360859/min.14cvnrd???（3.29） 21取 實際切削速度90/minr?3.1489037/06cdnvms?????（3.30）被切削層長度： ；L5.8?刀具切入長度： mctgkDlr5)2~1(21??刀具切出長度： 取4l3根據(jù)參考文獻[13]表 可得：0?=0.1min （3.1250.9LlTjfn????31）攻絲 M10選擇 M10mm 高速鋼機用絲錐f 等于工件螺紋的螺距 p，即 1.25/fmr?7incV機（3.32）0n38(/)xπ按機床選取 25/ir?機6./mincV?機基本工時： 120.4.lt??由表 3.3-9 得：裝夾工件時間為 0.12min；由表 3.3-10 得：松開卸下工件時間為 0.18min；由表 3.3-12 得：測量工件時間為：0.06min；所以輔助時間是 T1=1.36 min T2=0.09×4=0.36min；則 T 總=T1+T2=1.72min。工序 100：精鏜輸出軸承孔孔 φ100工件材料：HT200、金屬型鑄造加工要求：粗、半精鏜孔 φ100H8，表面粗糙度為 3.2um機 床：T4163 坐標鏜床刀 具：刀具材料為硬質合金、YG8、刀桿尺寸為 12mm×12mm，長度為 500mm。 22(一)計算切削用量：① 粗鏜孔至 φ98mm，單邊余量 Z=1.5mm， =1mm,一次加工pa確定進給量查表 3-13，P93 參考文獻[13]，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù) T4163 鏜床主軸進給量。取 f=0.15mm/r根據(jù)有關手冊，取 V=100m/min 則1010=62r/min3.4.5vnwD??（3.33）查表 4-7-1，P213 參考文獻[2]。T4163 坐標鏜床主軸轉速取 612/minrw?鏜削工時：查 P299 表 7-1 參考文獻[2]。ifnllTj 321??(3.34) in78.06125.043321 ??????ifnllT② 精鏜孔至 φ100mm一次加工0.75mpa=確定進給量查表 3-22，P101 參考文獻[2]根據(jù)鏜床主軸進給量取 f=0.10mm/r查表 3-19，P98 參考文獻[2]。V=1.333-1.83m/min,取 V=1.8m/s。則 (3.35)根據(jù) T4163 主軸轉速工時定額 P299，表 7-1 參考文獻[2]。=l=l61/minrnw=60354121.09min.llTifn++===′60lm 42l=l3min/615214.380.1rDvnw????234 機蓋機體兩端面銑床夾具設計4.1 設 計 要 求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。本夾具將用于 X6132 銑床。成批生產(chǎn)，任務為設計一機蓋機體兩端面銑床夾具本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。4.2 夾 具 設 計4.2.1 定 位 基 準 的 選 擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。由零件圖可知：進行加工前，左右端面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案Ⅰ：選下平面、和側面和支撐釘定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結構上簡單易操作。4.2.2 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計 算刀具：立銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側 刃 601~5??''30rK?2.5Lm2Z.8/famzmap.2由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：0.8.10.pzFafDBzn?有： .9.8.1.10.135254836.2()N???????根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算：246543210KK?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~123456.0,.,.0,31KK??由此可得： .310.56???所以 8245()KWFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)。b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。25b.實際需要的夾緊力 FJ 需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J 需=KFJ 理。c.校核夾緊機構的夾緊力 FJ 是否滿足條件：FJFJ 需。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（X）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板