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減速器箱體夾具畢業(yè)設(shè)計（論文）
畢業(yè)設(shè)計
題 目：箱體加工工藝及夾具設(shè)計
系別與專業(yè)：
班級與學(xué)號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
摘要
在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。
關(guān)鍵詞：
工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夾緊力
Abstract
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keyword:
The process worker one worker's step the surplus of processing orient the scheme clamp strength
第1章 緒言
箱體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作.因此,箱體零件的制造精度將直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響機(jī)器的使用性能和壽命.因而箱體一般具有較高的技術(shù)要求.
由于機(jī)器的結(jié)構(gòu)特點和箱體在機(jī)器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.
箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動機(jī)上的箱體等).在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時也采用焊接毛坯.
毛坯的鑄造方法,取決于生產(chǎn)類型和毛坯尺寸.在單件小批生產(chǎn)中,多采用木模手工造型;在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機(jī)器造型,毛坯的精度較高.箱體上大于30—50mm的孔,一般都鑄造出底孔,以減少加工余量.
第2章 零件工藝的分析
2.1 零件的工藝分析
2.1.1 要加工孔的Φ150孔、Φ110孔和軸配合度為H7，表面粗糙度為Ra=1.6um 。
2.1.2 其它孔的表面粗糙度為Ra小于6.3um。
2.1.3 箱體的結(jié)合面的表面粗糙度為Ra=1.6um，底面表面粗糙度為Ra=12.5 um。
2.1 確定毛坯的制造形式
由于鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號選用HT200，中小批量生產(chǎn)，通常采用金屬摸機(jī)器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當(dāng)減少。
2.2 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性
箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工的表面多，要求高，機(jī)械加工的工作量大，結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意：
2.1.1 本箱體加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中通孔加工工藝性最好，階梯孔相對較差。
2.1.2 箱體的內(nèi)端面加工比較困難，結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑，當(dāng)內(nèi)端面的尺寸過大時，還需采用專用徑向進(jìn)給裝置。
2.1.3 為了減少加工中的換刀次數(shù)，箱體上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致，本箱體緊固孔直徑為17。
第3章 擬定箱體加工的工藝路線
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。
3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)大批大量生產(chǎn)的箱體通常以面和孔為精基準(zhǔn)，合箱前，箱蓋以結(jié)合面及兩個Φ17孔作為定位精基準(zhǔn)，下箱體也以結(jié)合面及其兩個Φ17孔作為定位精基準(zhǔn)，合箱后，則以底面及兩個Φ17孔作為定位精基準(zhǔn)，即經(jīng)典的“一面兩銷”，這種定位方式很簡單地限制了工件六個自由度，定位穩(wěn)定可靠，這種定位方式夾緊方便，工件的夾緊變形?。灰子趯崿F(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。
3.1.2 基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，要以非加工表面為粗基準(zhǔn)，且粗基準(zhǔn)只能使用一次，對本工件來說，箱蓋以Φ150端面作為定位粗基準(zhǔn)，觀察面作為輔助基準(zhǔn)，下箱體則是以底面作為定位粗基準(zhǔn)準(zhǔn)，以另外兩側(cè)面作為輔助基準(zhǔn)。
3.2 加工路線的擬定
3.2.1 箱體工藝路線
ZQ350箱蓋
工序01：鑄造
工序02：人工時效
工序03：粗銑、半精銑、精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
工序04：锪10-Φ35深4，鉆10-Φ17孔
工序05：鉆、攻2-M12螺紋
工序06：銑觀察孔端面
工序07：鉆觀察孔端面上4-Φ3孔、鉆、攻8-M8螺紋
ZQ350下箱體
工序01：鑄造
工序02：人工時效
工序03：粗銑、半精銑、精銑ZQ350下箱體結(jié)合面、銑油槽
工序04：銑ZQ350下箱體底面
工序05：刮平10-Φ35，鉆10-Φ17孔
工序06：刮平4-Φ35，鉆4-Φ17孔
工序07：刮平放油孔Φ35，鉆、攻M201.5螺紋
工序08：銑測油孔端面
工序09：鉆測油孔端面上Φ12孔
合箱后
工序01：鉆、鉸2-Φ10錐銷孔、并打入錐銷
工序02：銑軸承孔端面
工序03：粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽
工序04：打開箱體，去毛刺，清銑、重新裝配、打入錐銷、擰緊螺栓
工序05：檢驗至圖紙要求、入庫
第4章 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量及毛坯的尺寸如下：
4.1 箱體
4.1.1 毛坯余量：
1、Φ150孔、Φ110孔端面，表面粗糙度為Ra12.5um，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等級7—9級，取7級，加工余量等級取F級確定，單邊總余量Z=4.0mm
2、結(jié)合面，表面粗糙度為Ra1.6um，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等級7—9級，取7級，加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
粗銑 單邊余量Z=3.0mm
半精銑 單邊余量Z=0.7mm
精銑 單邊余量Z=0.3mm
3、觀察孔端面，表面粗糙度為Ra12.5um，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等級7—9級，取7級，加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
4、Φ150孔，表面粗糙度為Ra1.6，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表3.2—2及表3.4—4，按公差等級7—9級，取7級，加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
粗鏜 單邊余量Z=3.0mm
半精鏜 單邊余量Z=0.7mm
精鏜 單邊余量Z=0.3mm
5、Φ110孔，表面粗糙度為Ra1.6，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），表3.2—2及表3.4—4，按公差等級7—9級，取7級，加工余量等級取F級確定
單邊總余量Z=4.0mm
粗鏜 單邊余量Z=2.0mm
半精鏜 單邊余量Z=0.7mm
精鏜 單邊余量Z=0.3mm
6、箱體上其他的孔，因其尺寸不大，故采用實心鑄造。
7、箱體上其他的不加工表面，要求不高，鑄造即可滿足其要求。
第5章 確定切削用量及基本工時
5.1、 ZQ350箱蓋
工序01：鑄造
工序02：人工時效
工序03：粗銑、半精銑、精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
工步一：粗銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：粗銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：采用高速鋼立銑刀，dw=50mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2，分三次銑削，切削深度ap=3.0mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=730+3+10=743mm
故機(jī)動工時為：
tm =743÷750=0.991min
工步二：半精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：半精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：采用高速鋼立銑刀，dw=50mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2，分三次銑削，切削深度ap=0.7mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=730+0.7+10=740.7mm
故機(jī)動工時為：
tm =740.7÷750=0.988min
工步三：精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：精銑ZQ350箱蓋結(jié)合面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：采用高速鋼立銑刀，dw=50mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2，分三次銑削，切削深度ap=0.3mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=730+0.3+10=740.3mm
故機(jī)動工時為：
tm =740.3÷750=0.987min
工序04：锪10-Φ35深4，鉆10-Φ17孔
工步一：锪10-Φ35深4
1、加工條件
加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。
工藝要求：孔徑d=35mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀，其直徑d=35mm
3．選擇切削用量
（1）選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
（2）計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當(dāng)鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=750r/mm，=20mm/min。
4．計算基本工時
根據(jù)公式
式中，，l=35mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得，
L=（35+6）mm=41mm
故有： t==0.1367min
總的時間：T=10t=1.367min
工步二：鉆10-Φ17孔
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆10-Φ17孔
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025
刀具：采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次，
Φ17mm的麻花鉆：
f=0.30mm/r（《工藝手冊》2.4--38）
v=1.5m/s=90m/min（《工藝手冊》2.4--41）
按機(jī)床選取nw=1600r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動工時：
工序05：鉆、攻2-M12螺紋
工步一：鉆2-M12螺紋底孔Φ10.2
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：直徑為10.2mm的孔
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025型
刀具：采用Φ10.2mm的麻花鉆頭走刀一次，
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.75m/s=45m/min（《工藝手冊》2.4--41）
ns=1000v/πdw=1405(r/min)
按機(jī)床選取nw=1400r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動 工時：
工步二：攻絲2-M12
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：攻2個公制螺紋M12mm
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025型
刀具：M12絲錐
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.75m/s=45m/min
ns=1000v/πdw=1194(r/min)
按機(jī)床選取nw=1200r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
則實際切削速度
故機(jī)動加工時間：
l=14mm, l1 =0.9mm,l2 =3mm,
t= (l+l1+l2)×2/nf=0.119(min)
工序06：銑觀察孔端面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：銑觀察孔端面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：采用高速鋼端銑刀，dw=200mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為285 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5，一次銑削，切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=2.5m/s,即150m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=240r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=150.7(m/min)
當(dāng)nw=240r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×240=960(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=1000(mm/min)
切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=285+4.0+10=299mm
故機(jī)動工時為：
tm =299÷1000=0.299min
工序07：鉆觀察孔端面上4-Φ3孔、鉆、攻8-M8螺紋
工步一：鉆觀察孔端面上4-Φ3孔
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆觀察孔端面上4-Φ3孔
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025型
刀具：采用Φ3mm的麻花鉆頭走刀一次，
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.15m/s=9m/min（《工藝手冊》2.4--41）
ns=1000v/πdw=955(r/min)
按機(jī)床選取nw=1000r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動 工時：
工步二：鉆觀察孔端面上8-M8螺紋的底孔Φ6.8
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆觀察孔端面上8-M8螺紋的底孔Φ6.8
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025型
刀具：采用Φ6.8mm的麻花鉆頭走刀一次，
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.35m/s=21m/min（《工藝手冊》2.4--41）
ns=1000v/πdw=984(r/min)
按機(jī)床選取nw=1000r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動 工時：
工步三：攻觀察孔端面上8-M8螺紋
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：攻觀察孔端面上8-M8螺紋
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025型
刀具：M8絲錐
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.35m/s=21m/min
ns=1000v/πdw=836(r/min)
按機(jī)床選取nw=800r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
則實際切削速度
故機(jī)動加工時間：
l=13mm, l1 =0.6mm,l2 =3mm,
t= (l+l1+l2)×8/nf=0.664(min)
5.2、 ZQ350下箱體
工序01：鑄造
工序02：人工時效
工序03：粗銑、半精銑、精銑ZQ350下箱體結(jié)合面、銑油槽
工步一：粗銑ZQ350下箱體結(jié)合面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：粗銑ZQ350下箱體結(jié)合面
機(jī)床：臥式銑床X62
刀具：采用高速鋼圓柱銑刀，dw=50mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2，分三次銑削，切削深度ap=3.0mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=730+3+10=743mm
故機(jī)動工時為：
tm =743÷7500.2=0.991min
工步二：半精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：半精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
機(jī)床：臥式銑床X62
刀具：采用高速鋼圓柱銑刀，dw=50mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2，分三次銑削，切削深度ap=0.7mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=730+0.7+10=740.7mm
故機(jī)動工時為：
tm =740.7÷750=0.988min
工步三：精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：精銑ZQ350下箱體結(jié)合面
機(jī)床：臥式銑床X62
刀具：采用高速鋼圓柱銑刀，dw=50mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為730 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra3.2，分三次銑削，切削深度ap=0.3mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=170r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=26.7(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×170=680(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=750(mm/min)
切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=730+0.3+10=740.3mm
故機(jī)動工時為：
tm =740.3÷750=0.987min
工步四：銑油槽
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：銑油槽
機(jī)床：臥式銑床X62
刀具：采用高速鋼三面刃銑刀，dw=90mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為45mm，最大加工余量為Zmax=6.0mm,粗糙度為Ra3.2，一次銑削，切削深度ap=6.0mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=5m/s,即300m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=1000r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=282.6(m/min)
當(dāng)nw=1000r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×1000=4000(mm/min)
切削時由于是銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=45+6=51mm
故機(jī)動工時為：
tm =51÷4000=0.013min
工序04：銑ZQ350下箱體底面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：銑ZQ350下箱體底面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：采用高速鋼端銑刀，dw=100mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為100 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5，一次銑削，切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=1.5m/s,即90m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=275r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=86.4(m/min)
當(dāng)nw=170r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
fm=fzznz=0.2×20×275=1100(mm/min)
根據(jù)機(jī)床取fm=1100(mm/min)
切削時由于是銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=100+4+10=114mm
故機(jī)動工時為：
tm =114÷1100=0.104min
總的工時：T=2 tm=0.208min
工序05：刮平10-Φ35，鉆10-Φ17孔
工步一：刮平10-Φ35
1、加工條件
加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。
工藝要求：孔徑d=35mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀，其直徑d=35mm
3．選擇切削用量
（1）選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
（2）計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當(dāng)鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=750r/mm，=20mm/min。
4．計算基本工時
根據(jù)公式
式中，，l=35mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得，
L=（35+6）mm=41mm
故有： t==0.1367min
總的時間：T=10t=1.367min
工步二：鉆10-Φ17孔
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆10-Φ17孔
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025
刀具：采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次，
Φ17mm的麻花鉆：
f=0.30mm/r（《工藝手冊》2.4--38）
v=1.5m/s=90m/min（《工藝手冊》2.4--41）
按機(jī)床選取nw=1600r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動工時：
工序06：刮平4-Φ35，鉆4-Φ17孔
工步一：刮平4-Φ35
1、加工條件
加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。
工藝要求：孔徑d=35mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀，其直徑d=35mm
3．選擇切削用量
（1）選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
（2）計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當(dāng)鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=750r/mm，=20mm/min。
4．計算基本工時
根據(jù)公式
式中，，l=35mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得，
L=（35+6）mm=41mm
故有： t==0.1367min
總的時間：T=4t=0.547min
工步二：鉆4-Φ17孔
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆4-Φ17孔
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025
刀具：采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次，
Φ17mm的麻花鉆：
f=0.30mm/r（《工藝手冊》2.4--38）
v=1.5m/s=90m/min（《工藝手冊》2.4--41）
按機(jī)床選取nw=1600r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動工時：
工序07：刮平放油孔Φ35，鉆、攻M201.5螺紋
工步一：刮平放油孔Φ35
1、加工條件
加工材料: HT200，硬度200~220HBS，鑄件。
工藝要求：孔徑d=35mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。
機(jī)床：選用Z525立式鉆床和專用夾具。
2、選擇鉆頭
選擇高速鋼锪刀，其直徑d=35mm
3．選擇切削用量
（1）選擇進(jìn)給量
按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵硬度>200H
有。
（2）計算切削速度
根據(jù)《切削用量手冊》表2.15，當(dāng)鑄鐵硬度=200～220HBS時， , 時，=100mm/min。
切削速度的修正系數(shù)為：，，，，
故=1001.01.00.751.0m/min=75 m/min
=
=682.4r/mm
根據(jù)Z3025型鉆床技術(shù)資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=750r/mm，=20mm/min。
4．計算基本工時
根據(jù)公式
式中，，l=35mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出，計算得，
L=（35+6）mm=41mm
故有： t==0.136min
工步二：鉆M201.5螺紋底孔Φ17
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆M201.5螺紋底孔Φ17
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025型
刀具：采用Φ17mm的麻花鉆頭走刀一次，
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=1.5m/s=90m/min（《工藝手冊》2.4--41）
ns=1000v/πdw=955(r/min)
按機(jī)床選取nw=1000r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動 工時：
工步三：攻M201.5螺紋
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：攻M201.5螺紋
機(jī)床：搖臂鉆床Z525型
刀具：M20絲錐
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.35m/s=21m/min
ns=1000v/πdw=334.4(r/min)
按機(jī)床選取nw=375r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
則實際切削速度
故機(jī)動加工時間：
l=27mm, l1 =1.5mm,l2 =5mm,
t= (l+l1+l2) /nf=0.357(min)
工序08：銑測油孔端面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：銑測油孔端面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：采用高速鋼立銑刀，dw=20mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為36 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5，一次銑削，切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=400r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=25.1(m/min)
切削時由于是銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=36+4+6=46mm
故機(jī)動工時為：
tm =46÷（4000.2）=0.575min
工序09：鉆測油孔端面上Φ12孔
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆測油孔端面上Φ12孔
機(jī)床：立式鉆床Z525型
刀具：采用Φ12mm的麻花鉆頭走刀一次，
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.75m/s=45m/min（《工藝手冊》2.4--41）
ns=1000v/πdw=1194(r/min)
按機(jī)床選取nw=1200r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動 工時：
5.3、 合箱后
工序01：鉆2-Φ10錐銷孔、并打入錐銷
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：鉆2-Φ10錐銷孔
機(jī)床：搖臂鉆床Z3025型
刀具：采用Φ10mm的麻花鉆頭走刀一次，
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）
v=0.75m/s=45m/min（《工藝手冊》2.4--41）
ns=1000v/πdw=1433(r/min)
按機(jī)床選取nw=1400r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動 工時：
工序02：銑軸承孔端面
（1）加工條件：
工件材料：灰鑄鐵HT200
加工要求：銑軸承孔端面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：采用高速鋼立銑刀，dw=50mm
量具：游標(biāo)卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為612 mm，最大加工余量為Zmax=4.0mm,粗糙度為Ra12.5，一次銑削，切削深度ap=4.0mm
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊》），表2.4—75,確定fz=0.2mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊，確定V=2.5m/s,即150m/min
根據(jù)表2.4—86,取nw=1000r/min,
故實際切削速度為：
V=πdwnw /1000=157(m/min)
切削時由于是銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=612+4+6=622mm
故機(jī)動工時為：
tm =622÷（10000.2）=3.11min
總的工時：T=2tm=6.22min
工序03：粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽
工步一：粗鏜各軸承孔及密封槽
工件材料：HT200
加工要求：粗鏜各軸承孔及密封槽
機(jī)床：雙面鏜床
刀具：鏜刀
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4--38)
v=2.5m/s=150m/min（《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=318.5 (r/min)
按機(jī)床選取nw=300r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動工時：
工步二：半精鏜各軸承孔及密封槽
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：半精鏜各軸承孔及密封槽
機(jī)床：雙面鏜床
刀具：鏜刀
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4--38)
v=2.5m/s=150m/min（《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=318.5 (r/min)
按機(jī)床選取nw=300r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動工時：
工步三：精鏜各軸承孔及密封槽
工件材料：灰鑄鐵
加工要求：精鏜各軸承孔及密封槽
機(jī)床：雙面鏜床
刀具：鏜刀
f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4--38)
v=2.5m/s=150m/min（《工藝手冊》2.4--41)
ns=1000v/πdw=318.5 (r/min)
按機(jī)床選取nw=300r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）
所以實際切削速度
機(jī)動工時：
工序04：打開箱體，去毛刺，清銑、重新裝配、打入錐銷、擰緊螺栓
工序05：檢驗至圖紙要求、入庫
第6章 專用夾具的設(shè)計
6．1 箱蓋銑觀察孔端面夾具設(shè)計
6.1.1 問題的指出
為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。
對于箱蓋加工工序06：銑觀察孔端面，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強(qiáng)度。
6.1.2 夾具設(shè)計
（1） 定位基準(zhǔn)的選擇：
由零件圖可知，箱蓋的觀察孔端面，以結(jié)合面及兩個Φ17孔為定位基準(zhǔn)。
為了提高加工效率，決定采用高速鋼端銑刀對觀察孔端面進(jìn)行加工。同時，為了降低生產(chǎn)成本，此夾具采用手動夾緊。
（2） 定位方案和元件設(shè)計
根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析，此夾具定位以結(jié)合面與夾具體相配合限制三個自由度，一個Φ17孔與圓柱銷相配合，限制兩個自由度，另一個Φ17孔與削邊銷相配合，限制一個自由度，這樣六個自由度被完全限制，實現(xiàn)了工件的完全定位。
（3） 夾緊方案和夾緊元件設(shè)計
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和夾緊方向，采用U型壓板夾緊機(jī)構(gòu)，在設(shè)計時，保證：
1） 夾緊動作準(zhǔn)確可靠
采用U型壓板，壓板和工件的接觸面應(yīng)做成平面，以防止接觸不良或改變著力點而破壞定位。
一般采用高螺母，以求扳手?jǐn)Q緊可靠，六角螺母頭也不易打滑損壞。支柱的高低應(yīng)能調(diào)節(jié)，以便適應(yīng)工件受壓面高低不一時仍能正確夾緊。
2） 操作效率高
壓板上供螺釘穿過的孔應(yīng)作成長圓孔，以便松開工件時，壓板可迅速后撤，易于裝卸。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)各元件均已標(biāo)準(zhǔn)化，其材料，熱處理要求和結(jié)構(gòu)尺寸都可以查表求得。
（4） 切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼端銑刀，dw=200mm
則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》)
查表得：d0=225mm,Z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm, δFz =1.06所以：
F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷225=6705N
查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：
FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53
故 : FL=0.8 FE =0.8×6705=5364N
FV=0.6 FE=0.6×6705=4023N
FX =0.53 FE=0.53×6705=3554N
在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1
K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1
K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1
則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×10728
=35697N
選用螺旋U型壓板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力
fN=1/2 F/
f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25
則 N=0.5×35697÷0.25=71394N
（5） 具設(shè)計及操作的簡要說明
在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋U型壓板的夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是銑加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。
夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）。
6.2 合箱后，粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽
本夾具主要用來粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽。由加工本道工序的工序簡圖可知。以底面及兩個Φ17孔作為定位基準(zhǔn)，加工精度相對較高，因此在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
在進(jìn)行粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽加工工序時，Φ17孔、下箱體底面均已加工。因此工件選用下箱體底面及兩個Φ17孔作為定位基面。下箱體底面與夾具體的凸臺面相配合限制三個自由度，一個Φ17孔與圓柱銷相配合限制兩個自由度，另一Φ17孔與削邊銷配合限制一自由度，這樣工件就實現(xiàn)了完全定位。
6.2.2 定位元件的設(shè)計
本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對圓柱銷與削邊銷進(jìn)行設(shè)計。
由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。
由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為:
所以兩工藝孔的中心距為
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》心軸與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下：
（1）、確定心軸與圓柱銷中心距尺寸及其偏差
==
（2）、確定圓柱銷直徑及其公差
（—基準(zhǔn)孔最小直徑）
取H7
所以圓柱銷尺寸為 Φ
（3）、確定削邊銷的直徑及其公差
（—基準(zhǔn)孔最小直徑）
取H7
所以削邊銷尺寸為 Φ
（4）、圓柱銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙
其中： —基準(zhǔn)孔最小直徑 —圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙
（5）、補(bǔ)償值
6.2.3 定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為一面、一心軸、一圓柱銷定位。其定位誤差主要為：
（1）、移動時基準(zhǔn)位移誤差
=0.009+0.027+0.016
=0.052mm
(2)、轉(zhuǎn)角誤差
其中：
6.2.4 鏜削力與夾緊力計算
1、鏜削力
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》可查得：
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鏜削力。由《切削手冊》得：
鏜削力 式（5-2）
鏜削力矩 式（5-3）
式中：D＝150mm
代入公式（5-2）和（5-3）得
2夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，
6.2.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
本夾具用于合箱后，粗鏜、半精鏜、精鏜各軸承孔及密封槽。夾具的定位采用“一面兩銷”，定位可靠，定位誤差較小。其夾緊則是由兩U型壓板、螺栓、螺母、彈簧等組成，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。
結(jié)論
在本次畢業(yè)設(shè)計中，我們將設(shè)計主要分為兩大部分進(jìn)行：工藝編制部分和夾具設(shè)計部分。
在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。其中，工序機(jī)床的進(jìn)給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計算并查手冊確定。
通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對大學(xué)四年所學(xué)的知識有了一次全面的綜合運用，也學(xué)到了許多上課時沒涉及到的知識，尤其在利用手冊等方面，對今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設(shè)計當(dāng)中，指導(dǎo)老師在大多數(shù)時間犧牲自己的寶貴休息時間，對我們進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)，我對他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！
在這次畢業(yè)設(shè)計中，我基本完成了畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的，