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系 別 機(jī)電工程系 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級 本機(jī)制 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 題 目 變速箱體制造工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì) 論文（設(shè)計(jì)）的主要任務(wù)與具體要求 （1）工藝過程、工藝卡、工序卡片編制 （2）專用夾具設(shè)計(jì)鉆10-Φ12：機(jī)械總裝配圖若干張，零件圖若干張； （總圖紙量達(dá)到教學(xué)大綱要求的工作量2張A0） （3）設(shè)計(jì)說明書20000字左右（50張A4紙） 翻譯件2000字左右。 （4）說明書按要求格式排版. 進(jìn)度安排（包括時(shí)間劃分和各階段主要工作內(nèi)容） 1．2014年11月3日－11月15日 交開題報(bào)告 2．2014年11 月15日－12月10日 進(jìn)行具體畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿； 3．2015年1月24日 交畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師中期檢查 中期檢查：各系部組織檢查，檢查結(jié)果匯報(bào)教務(wù)處，教務(wù)處隨機(jī)抽查，其中，中期檢查上交資料如下：1.開題報(bào)告；2、文獻(xiàn)綜述；3、英文翻譯；4、教師指導(dǎo)情況記錄表（要求10次以上）；5、設(shè)計(jì)說明書初稿或論文初稿（按學(xué)校規(guī)定格式排版）；6、設(shè)計(jì)圖紙一套（相當(dāng)兩張A0圖紙初稿）； 4．2015年3月7日－2015年3月17日 審查、修改互動(dòng)工作， 畢業(yè)設(shè)計(jì)或論文修改階段：本階段必須將所有畢業(yè)設(shè)計(jì)需要的資料的電子版和紙質(zhì)版交齊給指導(dǎo)教師檢查與評閱 5．2015年3月17日前， 完成全部設(shè)計(jì)任務(wù)，交畢業(yè)設(shè)計(jì)； 評閱：學(xué)生交畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。指導(dǎo)教師評定成績，系部組織教師（或外聘專家）評閱論文。 6．2015年5月16日前 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯； 答辯：各系部成立專業(yè)答辯委員會(huì)或答辯小組；按規(guī)定程序組織答辯；校抽查答辯，并檢查評分標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況；教務(wù)處組織抽查。 7. 2015年 5月 17 日前 畢業(yè)論文歸檔 歸檔：根據(jù)學(xué)校規(guī)定做好論文書面材料及電子文檔的歸檔工作；推薦評選校級優(yōu)秀畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）報(bào)教務(wù)處（含電子文檔） 8. 2015年 5月 18 日前 畢業(yè)論文總結(jié) 總結(jié)：（由教師完成）各系部總結(jié)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作，并寫出書面報(bào)告（成績匯總、工作總結(jié)、質(zhì)量分析、選題分析）報(bào)教務(wù)處 主要參考文獻(xiàn) （1）《機(jī)械原理》，孫桓 陳作模 主編，高等教育出版社； （2）《機(jī)械設(shè)計(jì)》，朱文堅(jiān) 黃平 吳昌林 主編，高等教育出版社； （3）《材料力學(xué)》，范欽珊 殷雅俊 編著，清華大學(xué)出版社； （4）《互換性與測量技術(shù)》，黃鎮(zhèn)昌 編，華南理工大學(xué)出版社； （5）《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，，武漢理工大學(xué)出版社； （6）《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 任何出版社； （7）《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》唐保寧 高學(xué)滿； （8）《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊》 朱耀祥等 機(jī)械工業(yè)出版社 ； （9）《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社； 指導(dǎo)教師簽名 教研室審核意見 系審核意見 任務(wù)接受人（簽名） 年 月 日 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 年 月 日 備注：1、本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫相關(guān)欄目，經(jīng)系審核同意后，系、指導(dǎo)教師和學(xué)生各執(zhí)一份。 2、本任務(wù)書須裝入學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檔案袋存檔。 天河學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 01 零件圖號 產(chǎn)品名稱 變速箱 零件名稱 箱體 共 2 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT150 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) （min） 準(zhǔn)終 單件 10 鑄造 鑄造，清理 鑄造 一 鑄造 20 劃線 對零件的軸線及基準(zhǔn)參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量 一 30 粗銑 粗銑上蓋頂平面 機(jī)加工 二 銑床X52K 通用夾具、游標(biāo)卡尺、平面銑刀 40 粗銑 粗銑下箱體底面 機(jī)加工 二 銑床X52K 通用夾具、游標(biāo)卡尺、平面銑刀 50 粗、精銑 粗、精銑上蓋結(jié)合平面，保證尺寸及粗糙度要求 機(jī)加工 銑床X52K 通用夾具、游標(biāo)卡尺、平面銑刀 60 粗、精銑 粗、精銑下箱體結(jié)合平面，保證尺寸及粗糙度要求 機(jī)加工 銑床X52K 通用夾具、游標(biāo)卡尺、平面銑刀 2 70 鉆、鉸孔 鉆、鉸孔上蓋平面定位銷孔 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭、鉸刀 80 鉆、鉸孔 鉆、鉸孔下箱體平面定位銷孔 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭、鉸刀 90 鉆孔 鉆上箱蓋結(jié)合面上孔 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭 100 鉆孔 鉆下箱體結(jié)合面上孔 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭 110 裝配 通過定位銷孔和結(jié)合面上孔進(jìn)行裝配兩箱體 機(jī)加工 鉗工 扳手 120 粗、精鏜 以兩箱體結(jié)合平面和定位銷孔為基準(zhǔn)粗、精鏜孔、孔 機(jī)加工 臥式鏜床T68 專用夾具、內(nèi)徑千分尺、鏜刀 130 粗、精鏜 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn)、精鏜、階梯孔 機(jī)加工 臥式鏜床T68 專用夾具、內(nèi)徑千分尺、鏜刀 140 粗、精鏜 粗、精鏜(位于左箱體的頂部) 機(jī)加工 臥式鏜床T68 專用夾具、內(nèi)徑千分尺、鏜刀 150 鉆孔 鉆上蓋（四個(gè)鉸耳），保證尺寸公差要求 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭 160 鉆孔 鉆下箱體（四個(gè)鉸耳），保證尺寸公差要求 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭 170 鉆孔 鉆上蓋，保證尺寸公差要求 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭、絲錐 180 鉆孔 鉆下箱體，保證尺寸公差要求 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭、絲錐 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 天河學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 01 零件圖號 產(chǎn)品名稱 變速箱 零件名稱 箱體 共 2 頁 第 2 頁 材 料 牌 號 HT150 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) （min） 準(zhǔn)終 單件 190 鉆、攻M20 鉆、攻底部M20孔，保證尺寸公差要求 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭、絲錐 200 鉆、攻各孔 鉆兩端面4-M8各孔底孔然后攻絲4-M8，保證尺寸公差要求 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭、絲錐 210 鉆、攻各孔 鉆油嘴，鉆攻M16，锪平保證尺寸公差要求 機(jī)加工 搖臂鉆床Z525 專用夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭、絲錐 220 去毛刺 去毛刺 鉗工臺 銼刀、砂紙 230 清洗 清洗 清洗機(jī) 蘇打水清洗液 240 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)臺 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 I 天河學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目：變速箱體制造工藝規(guī)程及專用夾具設(shè) 計(jì)【鉆 10-12】 系 別 ： 專 業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號： 起 迄 日 期 : 設(shè) 計(jì) (論 文 )地 點(diǎn) : 指 導(dǎo) 教 師 : 專 業(yè) 教 研 室 負(fù) 責(zé) 人 : 日期: 2014 年 月 日 II 摘 要 本文是在變速箱體的圖樣分析后進(jìn)行變速箱體的機(jī)械加工工藝路線的設(shè)計(jì)，同 時(shí)按照其中的加工工序的要求設(shè)計(jì)夾具。 變速箱體的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長，加工時(shí)間多，加工成本 高，零件的加工精度要求也高。按照機(jī)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?zhǔn)選擇以底 面作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)，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(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)， 進(jìn)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(yīng)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(jié)構(gòu)形式。 關(guān)鍵詞:變速箱體；加工工藝；工序；專用夾具 III Abstract This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture. The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters. In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture. Key words: Headstock; processing; process; special fixtures 1 目 錄 摘 要 .II ABSTRACT .III 目 錄 .1 1 緒論 .1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 .1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 .2 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 .3 2 變速箱體的圖樣分析 .4 2.1 變速箱體的作用 .4 2.2 變速箱體的圖樣分析 .5 2.3 工藝分析 .6 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .8 3.1 確定毛坯的制造形式 .8 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .9 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .10 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .11 3.3 擬定工藝路線 .12 3.3.1 劃分加工階段 .12 3.3.2 安排加工順序 .13 3.3.3 擬定加工工藝路線 .14 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .16 3.5 切削用量及工時(shí)定額的確定 .18 4 變速箱體鉆 10-12 孔夾具設(shè)計(jì) .31 4.1 指出存在的問題 .31 4.2 夾具設(shè)計(jì) .32 4.2.1 夾具體設(shè)計(jì) .32 4.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .32 4.2.3 定位方案和元件設(shè)計(jì) .32 4.3 定位、夾緊方案的選擇 .33 4.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 .33 4.4.1 定位誤差的計(jì)算 .36 4.4.2 夾緊力計(jì)算 .36 2 4.4.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .38 4.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .39 4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu).40 4.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .41 5 結(jié)論與展望 .43 5.1 結(jié)論.43 5.2 不足之處及未來展望.43 致謝 .45 參考文獻(xiàn) .46 1 1 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(shè)計(jì)是對所學(xué)專業(yè)課知識的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之 前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具 已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措 施之一。 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)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(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力， 以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn) 產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利， 實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個(gè)主要的工藝文件。機(jī)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(jī) 械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片 是為每個(gè)工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)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(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題，一直是從 事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)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(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。 2 隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，如何 利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械 行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會(huì)市場需要，夾具的設(shè)計(jì)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(guān),產(chǎn) 品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾 具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo) 準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)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(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向單位 。 機(jī)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(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)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(shè)計(jì)，對自己所學(xué)的理論知識進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，也是對四年的學(xué) 習(xí)深度的一個(gè)檢驗(yàn)。在這次設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個(gè)良好的 基礎(chǔ)。 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(jī)床外而需保證零件加工質(zhì)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(shè)備和工具外的為配合生 產(chǎn)設(shè)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(diǎn)的。機(jī)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， 3 定位，防止變形。 夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機(jī)加工方面 也有用，許多時(shí)候，需要裝配幾個(gè)部件并保證其定位準(zhǔn)確的時(shí)候就需要。設(shè)計(jì)工裝夾 具要緊扣產(chǎn)品，因?yàn)楣ぱb夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時(shí)無干涉現(xiàn)象、 定位準(zhǔn)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(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的 結(jié)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(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)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(rèn)識到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切 的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床 的一部分，成為機(jī)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(dá)到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計(jì)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(shè)計(jì)中所確定的夾緊方式進(jìn)行 夾緊力的計(jì)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(dá)到夾具小巧而精用的目的。 同時(shí)為了減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程 進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期以最短的夾緊行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 通過實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，對變速箱體的基本 結(jié)構(gòu)及作用有個(gè)大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī) 械設(shè)計(jì)與理論等相關(guān)知識充分掌握后，分析變速箱體的加工工藝，確定變速箱體各加 4 工表面的加工方法，進(jìn)而形成變速箱體的機(jī)械加工工藝路線。并能根據(jù)變速箱體的加 工工序要求，分析變速箱體的定位方式、金屬切削加工過程中的機(jī)床工作臺驅(qū)動(dòng)、工 件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識，完成工件的有效定位 及夾緊，從而使整個(gè)變速箱體的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品 的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 針對實(shí)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(jì)算問題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的 知識，設(shè)計(jì)出一套適合于實(shí)際的變速箱體加工工藝路線，從而實(shí)現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制 造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為提高鉆床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切 削可能引起的振動(dòng)，夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)， 一般有 H/B11.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。 2 變速箱體的圖樣分析 2.1 變速箱體的作用 變速箱體,如圖 2.1 及圖 2.2 所示，其主要作用是：變速箱體類零件是機(jī)器或部件 的基礎(chǔ)零件，變速箱體是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到 所需的正反兩種方向的移動(dòng)，同時(shí)變速箱體分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給絲杠。同時(shí)它將 機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相 互位置，并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。因而變速箱體是主傳動(dòng)系中 的關(guān)鍵零件。因此，變速箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。 5 圖 2.1 變速箱體 2.2 變速箱體的圖樣分析 在編制變速箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程之前，首先應(yīng)研究變速箱體的工作圖樣和產(chǎn)品 裝備圖樣，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確該變速箱體在產(chǎn)品中的位置和 作用；了解并研究各項(xiàng)技術(shù)條件制定的依據(jù)，找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵，以便 在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。 變速箱體的材料為 HT150，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好。 傳動(dòng)變速箱體需要加工表面以及加工表面的位置要求。現(xiàn)分析如下： 1）該零件為機(jī)床變速箱體，主要加工部位為平面和孔系，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求 又高，加工時(shí)應(yīng)注意選擇定位基準(zhǔn)及夾緊力。 2）材料 HT150。 3）鑄件人工時(shí)效處理。 6 2.3 工藝分析 工藝分析的目的主要有兩個(gè)： 一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處 理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工與裝配； 二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，以便制定出合理的工藝 規(guī)程。 鑄件必須進(jìn)行時(shí)效處理，以消除應(yīng)力。有條件時(shí)應(yīng)在露天存放一年以上再加工。 為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，該零件主要定位基準(zhǔn)，集中在 D 面和 W 面上。 鏜孔時(shí)，在可能的條件下盡量采用“支承鏜削”方法，以增加鏜桿的剛性，提 高加工精度。對直徑較小的孔、應(yīng)采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法。 為保證在同一軸上各孔的同軸度，可采用在已加工孔上，安裝導(dǎo)向套再加工其他 孔的方法。 為提高孔的加工精度，應(yīng)將粗鏜、半精鏜和精鏜分開進(jìn)行。 鑄造時(shí)一般 50mm 以下孔不鑄出。 孔的尺寸精度檢驗(yàn)，使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測量。軸內(nèi)孔之間距離 的測量可以通過孔與孔之間壁厚進(jìn)行間接測量。 同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗(yàn)心軸進(jìn)行檢驗(yàn)。 各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度，均應(yīng)通過檢 驗(yàn)心軸進(jìn)行測量。 7 變速箱體作為主傳動(dòng)系的支承零件，各傳動(dòng)軸間要求一定的位置精度，因此，加 工此變速箱體的主要任務(wù)是保證各孔系間的相互位置精度。在此變速箱體的加工中保 證各孔正確位置是靠 T68 坐標(biāo)鏜床手動(dòng)控制坐標(biāo)來完成的，為更好地保證加工質(zhì)量， 單件小批量生產(chǎn)也可采用組合夾具、專用鏜模進(jìn)行加工，批量較大時(shí)，應(yīng)采用專用鏜 模進(jìn)行加工。 根據(jù)變速箱體零件圖可知，其主要加工面是進(jìn)行導(dǎo)軌面的加工、表面加工、孔加 工、鉆孔、攻絲，孔的精度要求高。該零件年生產(chǎn)屬小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)加工零件所需 要的專用夾具是為了提高勞動(dòng)效率、降低成本。 8 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用、零件生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，而且也與零 件的機(jī)械加工工藝和質(zhì)量密切相關(guān)。故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 毛坯選擇時(shí)，應(yīng)全面考慮以下因素： 1）零件的材料及機(jī)械性能要求； 2）零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸； 3）生產(chǎn)類型，它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性； 4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件； 5）充分考慮利用新工藝、新材料、新技術(shù)的可能性。 長期使用經(jīng)驗(yàn)證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度 的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，通常變速箱體材料采用灰口鑄鐵。 最常用的是 HT150400，當(dāng)載荷較大時(shí)，采用 HT300540 高強(qiáng)鑄鐵。 變速箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采 用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時(shí)，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加 工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄焊、鑄煅焊、煅焊等。采 用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊 前對各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。 毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實(shí)效 處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時(shí)效處理。 9 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要 加工面要求更高。重要的變速箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。 該零件為變速箱體類，且外型尺寸較大，材料為 HT150，零件的形狀較復(fù)雜，因 此不能用鍛造，只能用鑄件，采用砂型鑄造毛坯，如圖 3.1 變速箱體毛坯圖所示。采 用小批量造型生產(chǎn)。根據(jù)零件主要的加工表面的粗糙度查參考文獻(xiàn)機(jī)械制造工藝簡 明手冊確定各表面加工余量。 毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng) 使變速箱體壁厚盡量均勻，變速箱體澆鑄后應(yīng)安排時(shí)效或退火工序。 該變速箱體的材料是 HT150，單件小批生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。 為了提高變速箱體加工精度的穩(wěn)定性，采用時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。定位基準(zhǔn)選擇正確、合理， 可以保證零件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，使生 產(chǎn)無法進(jìn)行。 變速箱體定位基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到變速箱體上各個(gè)平面與平面之間、孔與平 面之間、孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。在選擇基準(zhǔn)時(shí)，首先 要遵守“基準(zhǔn)統(tǒng)一”和“基準(zhǔn)重合”的原則，同時(shí)必須考慮生產(chǎn)批量的大小、生產(chǎn)設(shè) 備、特別是夾具的選用等因素。 該變速箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，剛性不好，而加工精度要求又高，故變速箱 體重要加工表面都要?jiǎng)澐执?、精加工兩個(gè)階段，這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、 切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，有利于保證變速箱體的加工精度。 10 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖 樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則： 重要表面原則 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。 不加工表面原則 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。 余量最小原則 如果零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以 避免該表面在加工時(shí)因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 使用一次原則 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用 將產(chǎn)生較大的誤差。 平整光潔原則 以便工件定位可靠、夾緊方便。 根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實(shí)現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件安裝方式也不一樣。大批大量 生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度高，可以直接用變速箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件 安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時(shí)，一般毛坯精度較低，按上述辦法 選擇粗基準(zhǔn)，往往會(huì)造成變速箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用 劃線找正的辦法進(jìn)行第一道的工序加工，即以主軸孔及中心線為粗基準(zhǔn)對毛坯進(jìn)行劃 線和檢查，必要時(shí)予以糾正，糾正后孔的余量應(yīng)足夠，但不應(yīng)定均勻。 11 該變速箱體為單件小批量生產(chǎn)，在單件小批量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度低，所以以 劃線找正法安裝。劃線時(shí)先找正主軸孔中心，然后以主軸孔為基準(zhǔn)找出其他需加工平 面的位置。加工該變速箱體時(shí)，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)的是以主軸孔作為 粗基準(zhǔn)。 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，主要考慮保證加工精度和工件裝夾方便可靠。一般應(yīng)考慮以下原 則： 1) 基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn) 不重合誤差。 2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 3) 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱 為自為基準(zhǔn)原則。 4) 互為基準(zhǔn)原則 5) 便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡單、操作方便。 為了保證變速箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺 寸精度，變速箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。 小批生產(chǎn)時(shí)一般采用基準(zhǔn)重合原則，即以裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合 12 誤差，有利于提高變速箱體上各表面間的相互位置精度。大批生產(chǎn)時(shí)常采用基準(zhǔn)統(tǒng)一 原則，即一面兩孔定位，可避免由于基準(zhǔn)變換而帶來的累積誤差。 該零件以三面定位，變速箱體上的裝配基準(zhǔn)為平面，而它們又是變速箱體上其他 要素的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差， 有利于提高變速箱體各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知：D 面、W 面為精基 準(zhǔn)。 3.3 擬定工藝路線 3.3.1 劃分加工階段 零件的技術(shù)要求較高時(shí)，零件在進(jìn)行加工時(shí)都應(yīng)劃分加工階段，按工序性質(zhì)不同， 可劃分如下幾個(gè)階段： 粗加工階段 此階段的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形 狀和尺寸接近與成品，所能達(dá)到的加工精度和表面質(zhì)量都比較低。 半精加工階段 此階段要減少主要表面粗加工中留下的誤差，使加工面達(dá)到一定的精度并留有一 定的加工余量，并完成次要表面的加工（鉆、攻絲、銑鍵槽等） ，為精加工做好準(zhǔn)備。 精加工階段 切除少量加工余量，保證各主要表面達(dá)到圖紙要求，所得精度與表面質(zhì)量都比較 高。所以此階段主要目的是全面保證加工質(zhì)量。 光整加工階段 此階段主要針對要進(jìn)一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6 級以上）的表面。一 13 般不用于提高形狀、位置精度。 根據(jù)加工階段劃分的要求及零件的批量，該變速箱體的加工劃分為 3 個(gè)階段：粗 加工階段（粗銑各個(gè)平面、孔端面及各主軸孔粗鏜） 、半精加工階段（半精鏜各主軸孔， 完成各次要孔等）和精加工階段（磨各平面、精鏜各主軸孔） 。 3.3.2 安排加工順序 復(fù)雜工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序，如何將這 些工序安排在一個(gè)合理的加工順序中，生產(chǎn)中已總結(jié)出一些指導(dǎo)性的原則，先述如下。 切屑加工工序順序的安排原則 1）先粗后精 各表面加工順序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的順序進(jìn)行，目的是 逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量。 2）先主后次 零件的主要加工表面（一般是指設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面、主要工作面、裝配基面等）應(yīng)先加 工，而次要表面（鍵槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最終精度加工 之前進(jìn)行加工。 3）先面后孔原則 對于變速箱體類、支架類、機(jī)體類等零件，平面輪廓尺寸較大，用平面定位比較 穩(wěn)定可靠，故應(yīng)先加工平面，后加工孔。這樣，不僅使后續(xù)的加工有一個(gè)穩(wěn)定可靠的 平面作為定位基準(zhǔn)面，而且在平整的表面上加工孔，加工變得容易一些，也有利于提 高孔的加工精度。 14 4）先基準(zhǔn)后其他 作為精基準(zhǔn)的表面要首先加工出來。 該變速箱體的加工和裝配大多以平面為基準(zhǔn)，按照加工順序安排的原則，采用先 面后孔的加工順序。先加工平面，可以為加工精度較高的支承孔提供穩(wěn)定可靠的精基 準(zhǔn)，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以將鑄件不平表面切除，可減少鉆孔 時(shí)鉆頭引偏和刀具崩刃等現(xiàn)象的發(fā)生，對刀和調(diào)整也較為方便。加工孔系時(shí)應(yīng)遵循先 主后次的原則，即先加工主要平面或孔系，這也符合切削加工順序的安排原則。 根據(jù)各面各孔的精度要求，加工順序如下： A、B、C 平面的加工：查零件制造工藝與裝備表 3-9 平面加工方法可知，通 過粗銑精銑的加工順序可以滿足要求；D、F、W 平面通過粗刨精刨粗磨精磨 的加工順序可以滿足要求；E 平面通過粗刨精刨的加工順序可以滿足要求。 、各主軸孔的加工：查機(jī)械制造工藝與裝備表 3-8 可知，通過 粗鏜半精鏜精鏜的加工順序可以滿足要求；其余各孔：通過鉆擴(kuò)鉸的加工順 序可以滿足要求。 3.3.3 擬定加工工藝路線 擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要 求能得到合理的保證。還要考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 綜合以上加工階段和加工順序的分析，可以初步得出變速箱體的加工藝路線。 初擬變速箱體加工工藝路線方案一如表 3-1 所示。 表 3-1 工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 15 10 鑄造，清理 20 對零件的軸線及基準(zhǔn)參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量 30 粗銑上蓋頂平面 40 粗銑下箱體底面 50 粗、精銑上蓋結(jié)合平面，保證尺寸及粗糙度要求 60 粗、精銑下箱體結(jié)合平面，保證尺寸及粗糙度要求 70 鉆、鉸孔上蓋 平面定位銷孔2-6 80 鉆、鉸孔下箱體 平面定位銷孔 90 鉆上箱蓋結(jié)合面上 孔10- 100 鉆下箱體結(jié)合面上 孔2 110 通過 定位銷孔和結(jié)合面上 孔進(jìn)行裝配兩箱體2-6-1 120 以兩箱體結(jié)合平面和 定位銷孔為基準(zhǔn)粗、精鏜 孔、 孔- 562 130 以底平面和四周側(cè)面為基準(zhǔn)、精鏜 、 階梯孔620 140 粗、精鏜 (位于左箱體的頂部)47 150 鉆上蓋 （四個(gè)鉸耳） ，保證尺寸公差要求-1 160 鉆下箱體 （四個(gè)鉸耳） ，保證尺寸公差要求 170 鉆上蓋 ，保證尺寸公差要求3-6 180 鉆下箱體 ，保證尺寸公差要求1 190 鉆、攻底部 M20 孔，保證尺寸公差要求 200 鉆兩端面 4-M8 各孔底孔然后攻絲 4-M8，保證尺寸公差要求 210 鉆油嘴 ，鉆攻 M16，锪平 保證尺寸公差要求1026 220 去毛刺 230 清洗 16 240 檢驗(yàn) 方案一在鏜孔時(shí)，把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，滿足了粗精分開的原則， 可以有效避免因粗精不分給工件帶來的加工應(yīng)力無法釋放的危害，有效地保證了零件 的加工精度。而且四個(gè)是孔同時(shí)進(jìn)行加工的，不僅可以保證各主軸孔間的相互位置精 度，而且還有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 考慮到機(jī)械加工順序安排原則及零件的生產(chǎn)成本等因素，其優(yōu)越性在于把粗鏜、 半精鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，符合切削加工工序順序的先粗后精安排原則，而且各軸 孔加工順序按照粗加工、半精加工、精加工進(jìn)行，可以逐步提高零件加工表面的精度 和表面質(zhì)量，可以逐漸提高各個(gè)軸孔的質(zhì)量要求，可以提高各軸孔間的相互位置精度 和各自的尺寸精度，保證變速箱體零件的技術(shù)要求，確定其為此零件的加工工藝路線。 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 變速箱體體的材料是 HT150，單件小批生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸 與毛坯尺寸如下： 頂面 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明 手冊表 2.2-4 鑄件機(jī)械加工余量，可得頂面 B 長度方向的單邊加工余量如下： 精加工余量：Z 2 =2.5mm 粗加工余量：Z 1 =5.5mm 17 毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm 兩側(cè)面 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明 手冊表 2.2-4 鑄件機(jī)械加工余量，可得兩側(cè)面 A、C 長度方向的單邊加工余量如下： 精加工余量：Z 2 =2.5mm 粗加工余量：Z 1=5.5mm 毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm 平面 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明 手冊表 2.2-4 鑄件機(jī)械加工余量，可得平面 D、 W 長度方向的單邊加工余量如下： 精磨余量： Z4=1.0mm 粗磨余量： Z3=1.5mm 半精刨余量：Z 2 =3.5mm 粗刨余量： Z1=5.0mm 毛坯余量： Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm 內(nèi)孔 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.3-10，可查得內(nèi)孔的加工余量，并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸，如下表 3-3 所示。 表 3-3 工序尺寸及公差表(mm) 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及偏差 精鏜 0.2 120 IT7 120H7 半精鏜 1.8 120-0.2=119.8 IT9 109.8H9 18 粗鏜 3 119.8-1.8=118 IT11 118H11 鑄造（毛坯） 5 118-3=115 2115 2 內(nèi)孔 42J6（A 面軸孔） 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.3-10，可查得內(nèi)孔的加工余量，并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸，如下表 3-4 所示。 表 3-4 工序尺寸及公差表(mm) 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸及偏差 浮動(dòng)鏜 0.08 42 IT6 42J6 精鏜 0.22 42-0.08=41.92 IT7 41.92J7 半精鏜 1.7 41.92-0.22=41.7 IT9 41.7J9 粗鏜 2 41.7-1.7=40 IT11 40J11 鑄造（毛坯） 4 40-2=38 238 2 3.5 切削用量及工時(shí)定額的確定 受論文篇幅所限，只選取部分工序及加工內(nèi)容進(jìn)行工藝計(jì)算，還請諒解。 工序 30 粗銑上蓋頂平面 （1）粗銑上蓋頂平面 加工條件： 工件材料： HT150，鑄造。 機(jī)床：X52K 立式銑床。 查機(jī)械加工工藝師手冊表 30-34 選擇工藝裝備及確定切削用量。 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)15YTmD0 19 ，此為粗齒銑刀。8Z 因其單邊余量：Z=2mm。 所以銑削深度 ： 。pam2 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊 表 2.4-75，取 。f Zmaf/10. 取銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝師手冊表 30-34，取 。V sv2 由式 3-1 得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n1014.36210dV 按照機(jī)械加工工藝師手冊表 3.1-74 可以查得機(jī)床與之接近的轉(zhuǎn)速為 。30/minr 實(shí)際銑削速度 ：v smdn/73.16014.30 進(jìn)給量 ： 。 fZaff /8. 工作臺每分進(jìn)給量 ： 。 m in/28.4svf 銑削寬度 ：根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊 表 2.4-81，取 。 ma60 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 。l 60lm 刀具切入長度 ：1 (3.2)210.5()(13lDa2.60m 刀具切出長度 ：取 。2lm 走刀次數(shù)為 1 （2）精銑上蓋頂平面 加工條件： 工件材料： HT150，鑄造。 20 機(jī)床： X52K 立式銑床。 查機(jī)械加工工藝師手冊表 30-34 選擇工藝裝備及確定切削用量。 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： ， ，齒數(shù) 12，此為細(xì)15YTmD0 齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1mm 。 銑削深度 ： 。pam0.1 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 3031，取 。f Zmaf/08. 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝師手冊表 3031，取 。v sv32. 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（3.1）有：n100.3261/in14Vrd 按照機(jī)械加工工藝師手冊表 3.1-74 可以查得機(jī)床與之接近的轉(zhuǎn)速為 。75/minr 實(shí)際銑削速度 ：v smdn/4.061754.30 進(jìn)給量 ，由式（2.3）有： 。fV sZnavff /25.612. 工作臺每分進(jìn)給量 ： 。mf in/35/2.sf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 。l ml0 刀具切入長度 ：精銑時(shí) 。1Dl1 刀具切出長度 ：取 。2l 走刀次數(shù)為 1 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊： =249/(37.53)=2.21min。1t 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 2.5-45 可查得銑削的輔助時(shí)間 。41.0ft 精銑寬度為 20mm 的下平臺 21 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊切削工時(shí)： =249/(37.53)=2.21min。2t 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 2.5-45 可查得銑削的輔助時(shí)間 。41.02ft 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺的總工時(shí)： 2121fftt min42.510. 工序 40、50 銑削兩箱體結(jié)合平面，保證尺寸及粗糙度要求切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇帚?。已知加工材料?HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為床 X52K 銑床，工件 裝在專用夾具中。 刀具：YG8 硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.4-63， 可選銑刀直徑 =220mm,齒數(shù) Z=6。wd 1）確定背吃刀量 ap： m5. 2）確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.4-15，可查得 =0.200.29mm/z。選zf 擇 =0.20mm/z，故 zf rmZfz /.160. 3）確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.4-25，可選擇 =50m/min。cv in/41.850910rdvnwcs 按 X6120 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：min/r in/08.69102vw 22 工作臺每分鐘進(jìn)給量為： min/120620.Mznfw 按 X52k 機(jī)床工作臺進(jìn)給量表，選擇 =130mm/min。Mzf 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為： zmznfw/2.0163 工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT in85.213048521 iflMzj 式中： =485mm， 取l l1=86mm， 取 ， ， 。ml532l42min/130fmz 2 工序 50 精銑兩箱體結(jié)合平面切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫?。已知加工材料?HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 X52K 銑床，工件裝 在專用夾具中。 刀具：YG8 硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.4-63， 可選銑刀直徑 =220mm,齒數(shù) Z=6。wd 1、確定背吃刀量 ：pa m5.2 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.4-15，可查得 f=0.40.6mm/z。選擇 f=0.52mm/z，故 rmzf/087.65. 100.5,.3.5ldccd 23 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.4-25，可選擇 。min/68vc in/4.980610rdvnwcs 按 X6120 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：min/r in/08.69102vw 工作臺每分鐘進(jìn)給量為： min/5469.Mznfw 按 X6120 機(jī)床工作臺進(jìn)給量表，選擇 。i/0fmz 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為： zznfwM/10.6 工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min17.926048521 iflMzj 式中： =485mm， 取 =86mm，l dccdl 05.3.,5.001 1l 取 ，m3242 。2in/54mfz 工序 110 精鏜 、 階梯孔階梯孔切削用量及基本時(shí)間的確定6 本工序?yàn)榇昼M。已知加工材料為 HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床， 工件裝在組合夾具中。 刀具：硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀。 確定背吃刀量 ：pa )(5.1單 邊 余 量bZm 24 確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.31.0mm/r。 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.74mm/r。 確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.3-14，可查得 =4080m/min,選擇cv 。min/65vc min/01.85610min/10rrdvnws 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：i/2 in/2.710nvw 工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min39.01274.0521ifnlwj 式中： ， =3mm， =5mm，ml501l2l =0.74mm/r， ， =1。f i/0r 工序 120 粗、精鏜 孔切削用量及基本時(shí)間的確定47 本工序?yàn)榫M。已知加工材料為 HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 T617A 型臥式鏜床， 工件裝在組合夾具中。 刀具：硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀。 1、確定背吃刀量 ：pa m9.0 2、確定進(jìn)給量 f： 25 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.20.8mm/r。 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.52mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.3-14，可查得 =60100m/min,選擇cv =85m/min。cv min/41.298510rdvnwcs 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 =250r/min，所以實(shí)際切削速度 v： in/63.92105nvw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min45.0125.021ifnlwj 式中： =50mm， =3mm， =5mm，l1l2l =0.74mm/r， =250r/min， =1。 f i 工序 130 精鏜 、 階梯孔孔切削用量及基本時(shí)間的確定620 本工序?yàn)榫M。已知加工材料為 HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 T68 型臥式鏜床，工 件裝在組合夾具中。 刀具：硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀。 1、確定背吃刀量 ：pa m1.0 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.3-14，可查得 f=0.150.50mm/r。 26 按 T617A 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.37mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.3-14，可查得 =5080m/min,選擇cv =70m/min。cv min/09.186.701rdvnwcs 按 T617A 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：in/25r in/23.75108.9vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min78.0237.021ifnlwj 式中： =50mm， =3mm， =5mm，l1l2l =0.37mm/r， =200r/min， =1。f i 查機(jī)械加工工藝師手冊表 2.5-37 工步輔助時(shí)間為：2.61min。 精鏜下端孔到 62H8 機(jī)床：臥式鏜床 。68T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 。5YT 切削深度 ： 。pa0.5m 進(jìn)給量 ：根據(jù) 機(jī)械加工工藝師手冊表 2.4-66，刀桿伸出長度取 ，切f m20 削深度為 。因此確定進(jìn)給量 。f4. 0.15/fmr 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝師手冊表 2.4-9，V 取 in/8.160.2/68.sv 27 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，取 。min/27.114.38.600rdv in/750r 實(shí)際切削速度 ： 。 sn/.5 工作臺每分鐘進(jìn)給量 ： 。mf in.1270.f 被切削層長度 ： 。l65 刀具切入長度 ： 。1l .5(23)2.870pramtgktg 刀具切出長度 ： ， 取 。2lm5l42 行程次數(shù) ： 。i1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 。1jt26.870.59min1jmlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 。0.49.4ijt 查機(jī)械加工工藝師手冊 ，表 2.5-37 工步輔助時(shí)間為：1.56min。 工序 100 鉆兩箱體結(jié)合平面 ，保證尺寸公差要求切削用量及基本時(shí)間的確定1-2 本工序?yàn)殂@孔。已知加工材料為 HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 Z525 型搖臂鉆床， 工件裝在組合夾具中。由于內(nèi)孔直徑較小，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊可知毛 坯上不預(yù)留孔，為實(shí)心件。 刀具：高速鋼麻花鉆 1、確定背吃刀量 ：pa m6 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-13，可查得 f=0.32mm/r。 28 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-13，可查得 =2434m/min，選擇cv =30m/min。cv min/40.152310rdvnwcs 按 Z525 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：in/4r in/89.10vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min29.01432.0521ifnlwj 式中： =30mm， 取 =5mm， =14mm 取 =2mm，l 21rctgKdl 1l2l2l =0.32mm/r， =400r/min， =1。f i 工序 130 鉆、攻鉆兩箱體 （四個(gè)鉸耳） ，保證尺寸公差要求切削用量及基本4- 時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@孔。已知加工材料為 HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 Z525 型搖臂鉆床， 工件裝在組合夾具中。由于內(nèi)孔直徑較小，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊可知毛 坯上不預(yù)留孔，為實(shí)心件。 刀具：高速鋼麻花鉆 1、確定背吃刀量 ：pa m7 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-13，可查得 f=0.32mm/r。 3、確定切削速度 v： 29 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-13，可查得 =2434m/min，選擇cv =30m/min。cv min/40.15301rdvnwcs 按 Z525 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：min/4r in/89.210vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min29.01432.0521 ifnlwj 式中： =30mm， 取 =5mm， =14mm 取 =2mm，l 21rctgKdl 1l2l2l =0.32mm/r， =400r/min， =1。f i 工序 120 鉆、攻底部 M20 孔，保證尺寸公差要求切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@、攻底部 M20 孔。已知加工材料為 HT150 鑄鐵，鑄件；機(jī)床為 Z525 型搖臂鉆床，工件裝在組合夾具中。 刀具：高速鋼鉆頭 1、確定背吃刀量 ：pa m8 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-32，可查得 f=1.01.2mm/r。按 Z525 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=1.0mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-34，可查得 =2030m/min,選擇cv 30 =25m/min。cv min/04.321510rdvnwcs 按 Z525 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：in/3r in/53.2410vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min1.035.121ifnlwj 式中： =30mm， 取 =3mm， =14mm 取 =3mm，l 1rctgKdDl l2l2l =1.0mm/r， =315r/min， =1。f i 工序 160 鉆兩端面 4-M8 各孔底孔然后攻絲 4-M8，保證尺寸公差要求切削用量及基 本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@兩端面 4-M8 各孔底孔然后攻絲 4-M8， 。已知加工材料為 HT150 鑄鐵， 鑄件；機(jī)床為 Z525 型搖臂鉆床，工件裝在組合夾具中。 刀具：高速鋼鉆頭 1、確定背吃刀量 ：pa m4.3 2、確定進(jìn)給量 f： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-43，可查得 f=0.150.25mm/r。按 Z525 機(jī)床進(jìn)給量，選擇 f=0.16mm/r。 3、確定切削速度 v： 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊第 2 版，表 3.2-43，可查得 =815m/min,選擇cv 31 。min/10vc min/38.1275010rdvwcs 按 Z525 機(jī)床的轉(zhuǎn)速，選擇 ，所以實(shí)際切削速度 v：in/2rn in/27.101vw 4、工額定時(shí)的計(jì)算 ：jT min31.2016.321ifnlwj 式中： =30mm， 取 =3mm， =13mm，l 1rctgKdDl l2l =0.16mm/r， =200r/min， =1。f i 4 變速箱體鉆 10-12 孔夾具設(shè)計(jì) 4.1 指出存在的問題 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì) 專用夾具。對于變速箱體加工鉆 10-12 孔夾具設(shè)計(jì)，由于對加工精度要 求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng) 度。 32 4.2 夾具設(shè)計(jì) 4.2.1 夾具體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)夾具，首先要仔細(xì)分析加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方 法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進(jìn)行安裝、定位、夾緊； 在完成夾具草圖后，進(jìn)一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方 式，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)個(gè)零部件間的相對運(yùn)動(dòng)；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應(yīng)的 材料。 完成鉆床夾具的所有設(shè)計(jì)后，用 AutoCAD 進(jìn)行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖， 然后從裝配圖上拆畫零件圖，標(biāo)注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求，最后進(jìn)行論文撰寫、整理、 修改完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)。 4.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。據(jù)夾具 手冊知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用 同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。該零件以三面定位，變速箱體上的裝配基準(zhǔn)為平面，而它們 又是變速箱體上其他要素的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免 了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高變速箱體各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知, 根據(jù)本道工序，選底面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)。 4.2.3 定位方案和元件設(shè)計(jì) 根據(jù)以上零件的結(jié)構(gòu)分析以及定位基準(zhǔn)的選擇，可得定位基準(zhǔn)為平面，因此可選 擇定位元件為支承板,如圖 4.1 定位支承板所示。 33 根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析，本道工序需限制 4 個(gè)自由度，為了增加定位 的可靠行，實(shí)際限制了其 6 個(gè)自由度。本夾具采用 6 點(diǎn)定位原則，用兩個(gè)固定的支撐 板作為一大平面即 D 面，限制了工件的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度；用 W 面 作為一小平面，限制了工件的一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度；用一個(gè)底面 C 來限 制了工件上下移動(dòng)自由度。 4.3 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定 位、夾緊方案有： 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷再加上一 V 型塊定位的定位方式，這種 定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。 4.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：鉆頭。 則軸向力：見工藝師手冊表 28.4 F=C d f k 3.1F0zFy 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF k =(F 07.1)92()103.FnHB F=420 1.0.8635723N 轉(zhuǎn)矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT 圖 4.1 定位支承板 34 T=0.206 )(34.170.35.1 8.02 MN 功率 P =mKWdTV26.9470 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=K K K K1234 式中 K 基本安全系數(shù)，1.5; K 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2 K 刀具鈍化系數(shù) , 1.1;3 K 斷續(xù)切削系數(shù), 1.14 則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N 鉆削時(shí) T=17.34 N M 切向方向所受力: F =1L T2670534. 取 .f F =4416f )(6.41.N F Ff1 所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。 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(jì)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(shí)際所需夾緊力的 數(shù)值。即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表 可得： 6 12.01.301.56CK 35 1.2.0512.301.236PK 5f 所以有： 9.8()KCWFN 763P 15.0()Kf 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻(xiàn)， 因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力 F 夾與切削力之間的關(guān)系 F 夾KF 軸向力：F 夾KF （N） 扭距： Nm93.103.24.05.14.3108.90 MYFXKfdC 在計(jì)算切