40變速箱上蓋加工工藝編制及夾具設(shè)計【銑箱體結(jié)合面+鉆右端面孔】【三維SW工件】【含CAD圖紙、文檔全套】【GJ系列】

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To occupy the correct position and accept the construction or testing equipment. Fixture is one of the very important process equipment. Fixture quality, working efficiency, reliability of the fixture, and the reliability of the fixture using have a decisive impact on the quality and production efficiency of the product.Processing gearbox cover is the main processing surface, the surface of shaft hole and other holes. The design contains the whole technological procedure of the gearbox cover from the casting to the molding process. It related to the processing sequence, the surface roughness and other issues. And design the milling plane and the side of the drill two station fixture.Keywords: surface roughness; gearbox cover; technological procedure; fixture; 目 錄第一章 前 言- 1 -第二章 零件的分析- 2 -2.1 零件的作用- 2 -2.2 零件的工藝分析- 2 -2.2.1 平面加工- 3 -2.2.2 孔的加工- 3 -第三章 擬定上蓋加工工藝路線- 4 -3.1確定毛坯的制造形式- 4 -3.2 基準(zhǔn)的選擇- 4 -3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇- 5 -3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇- 5 -3.3 制定工藝路線- 5 -3.3.1 主要表面與次要表面的加工順序安排原則- 6 -3.3.2 熱處理工序的安排- 6 -3.3.3 輔助工序的安排- 6 -3.3.4 檢驗工序的安排- 6 -3.3.5 工藝路線的擬定- 7 -第四章 加工余量確定及工序尺寸計算- 11 -4.1 毛坯余量- 11 -4.1.1公差等級的確定- 11 -4.1.2 確定機械加工余量- 11 -4.1.3 確定毛坯尺寸- 11 -4.2 箱體各平面加工工序余量- 12 -4.3組裝孔14-18加工工序余量- 12 -4.4各通孔的加工工序余量- 12 -4.5切削用量及機械加工時間的計算- 12 -4.5.1粗銑底面及精銑底面- 12 -4.5.2粗銑前后面及半精銑前后面- 13 -4.5.3 粗銑右端面及半精銑右端面- 15 -4.5.4粗鏜、半精鏜、精鏜軸孔- 16 -4.5.5鉆凸臺面14個通孔- 19 -第五章 銑箱體結(jié)合面夾具的設(shè)計- 21 -5.1夾具設(shè)計要求- 21 -5.2確立方案- 22 -5.3機床選擇- 22 -5.4刀具選擇- 23 -5.5切削力的計算- 23 -5.6機動時間的計算及工序時間定額的確定- 23 -5.7計算夾緊力- 24 -第六章 右端面鉆孔夾具設(shè)計- 27 -6.1確定設(shè)計方案- 27 -6.2計算加緊力- 28 -6.3定位誤差的分析- 29 -6.4操作說明- 29 -第七章 結(jié)論- 30 -參考文獻- 31 -致謝- 32 -第1章 前 言隨著科技的進步，我國的工業(yè)飛速發(fā)展，到如今已經(jīng)成為制造大國，素有“世界制造工廠”的稱號。箱體類零件是機器或部件的基礎(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，幾乎任何機械產(chǎn)品都需要這類零件。因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質(zhì)量,進而影響機器的使用性能和壽命。而在機械制造行業(yè)中，箱體類零件的加工是必須面對和解決的問題。變速箱體的毛坯通常是采用灰鑄鐵材料。因為灰鑄鐵材料具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜，采用這樣的材料在箱體鑄造和加工的時候比較容易實現(xiàn)。第2章 零件的分析2.1 零件的作用變速箱體在整個變速器總成中起支撐和連接作用，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機構(gòu)的正確安裝，是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。因此變速箱體的加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準(zhǔn)確性，也會影響變速器的壽命和性能。該箱體零件是變速箱的基礎(chǔ)零件，它將變速箱中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個整體，使得它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)傳遞運動和動力。該箱體零件箱壁上各個縱向孔用于安裝軸承，故精度要求偏高。在同一軸線上的軸承孔有位置要求。外表面需與其他部件裝配，有位置度要求。2.2 零件的工藝分析由圖2.1可得知，此變速箱的加工可以分為兩部分。圖2.1 變速箱上蓋零件三維圖2.2.1 平面加工其中包括與下箱體的結(jié)合面，表面粗糙度要求達到Ra1.6；安裝橫向軸承的右端半圓形面，表面粗糙度要求達到Ra6.3；安裝縱向三根主軸的前后兩個表面，表面粗糙度要求達到Ra6.3。2.2.2 孔的加工該零件的孔加工較多，而且要求較高，其中大部分是以結(jié)合面為基準(zhǔn)，采用一面兩孔定位方式，這些孔包括垂直于結(jié)合面的14個18的組裝孔、5個M12-7H螺紋孔、1個M301.5-7H螺紋孔；前后兩面上的12個M16-7H螺紋孔；另外右側(cè)面有3個22的通孔和2個M16-7H螺紋孔，可以采用結(jié)合面為基準(zhǔn)，其他定位方式進行加工。上蓋上有七個鑄造的軸孔，表面粗糙度要求達到Ra1.6，所以需將上下箱體結(jié)合起來進行軸孔的鏜孔工序。變速箱箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，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孔系加工精度。由以上分析可知，對這兩部分的加工而言，我們可以先進行平面加工，然后進行孔的加工，加工孔時使用一面兩孔的定位方式，采用專用夾具，并且保證他們的尺寸精度要求。減速器箱蓋、箱體主要加工部分是結(jié)合面、軸承孔、通孔和螺孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個孔中心線的平行度和中心距。減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，加工時要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。箱蓋、箱體結(jié)合面，底面上的孔的加工，采用專用鉆模，這樣可以保證孔的位置精度要求。- 33 -第3章 擬定上蓋加工工藝路線3.1確定毛坯的制造形式考慮到變速箱蓋在工作過程中并不承受較大的交變及沖擊性載荷，而灰鑄鐵容易成形，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灰鑄鐵，其牌號選用HT200。按Np =N * n * (1+A%+B%)生產(chǎn)綱領(lǐng) 其中：Np零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年） N 產(chǎn)品的年生產(chǎn)量（臺/年） A%備用品率 B%廢品率 n 每臺機械生產(chǎn)中該零件的數(shù)量 所以 Np =8000*1*(1+1%+1%)=8160 （件/年） 由于零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毛坯質(zhì)量小于100公斤，年產(chǎn)量在5000到10000件內(nèi)，零件屬于輕型，中批量生產(chǎn)，考慮到現(xiàn)有條件和技術(shù)水平，可以采用金屬摸機器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當(dāng)減少。3.2 基準(zhǔn)的選擇根據(jù)作用的不同，基準(zhǔn)可分為：設(shè)計基準(zhǔn) 零件設(shè)計圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)。這是設(shè)計人員從零件的工作條件、性能要求出發(fā)，適當(dāng)考慮加工工藝性而選定的。一個零件圖上可以有一個也可以有多個設(shè)計基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，成為工藝基準(zhǔn)。其中又包括工藝基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn) 工件在機床上或夾具中進行加工時用作定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。當(dāng)加工主軸頸時，其位置是由夾具上定位相接的面確定的，故該接觸面即是本道工序的定位基準(zhǔn)。測量基準(zhǔn) 在測量時所采用的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。根據(jù)不同工序要求測量已加工平面位置時使用不同的測量基準(zhǔn)，如測量曲軸總長時應(yīng)以曲軸兩端面為測量基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn) 在機器裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇由于箱體的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工表面多，粗基準(zhǔn)選擇的恰當(dāng)與否，對加工面和不加工面間的相互位置關(guān)系及個加工面的加工余量分配了很大的影響，必須全面考慮。選擇粗基準(zhǔn)時，應(yīng)注意以下幾點要求：保證重要的加工表面有足夠的加工余量；裝入箱體內(nèi)的齒輪和其他回轉(zhuǎn)零件與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙，不致發(fā)生干擾。注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應(yīng)保證定位，加緊可靠。如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)，如在工件上有很多不加工表面。則應(yīng)有與其中的加工表面的位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。粗基準(zhǔn)只能用一次，以免產(chǎn)生較大的的位置誤差。根據(jù)以上原則，本零件選取箱體結(jié)合面作為粗基準(zhǔn)。3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要遵循以下原則：用公用基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，以消除不重合誤差，即“基準(zhǔn)重合原則。盡可能使各個工序的定位都采用同一基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”。當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而無效均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”原則。為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，遵循“互為基準(zhǔn)”原則。精基準(zhǔn)的選擇，尤其是主要定位面，應(yīng)有足夠大的面積和精度，以保證定為基準(zhǔn)可靠。同時還應(yīng)使夾緊機構(gòu)簡單，操作方便。即“便于裝夾”原則。在精基準(zhǔn)的選擇上，主要考慮基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題，本次選擇以頂面及右側(cè)面定位，精加工分割面，符合基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。3.3 制定工藝路線該變速箱上蓋零件的主要加工表面是孔系和裝配基準(zhǔn)平面。如何保證這些表面的加工精度和表面粗糙度孔系之間及孔系與裝配基準(zhǔn)面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問題。此零件為成批生產(chǎn)，可采用專用夾具使工序集中，以提高生產(chǎn)效率，由于變速箱蓋需要加工的平面較少，且要求不太高，而孔的加工比較復(fù)雜，所以在制定工藝路線是，先考慮加工平面，然后再采用專用夾具進行孔加工。根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下：箱體結(jié)合面：粗銑-半精銑-精銑；前后面及右端面：粗銑-半精銑；前后面三組200、150、130軸孔及右端面150軸孔：粗鏜-半精鏜-精鏜；7級9級精度未鑄出的通孔：鉆-粗鏜；各螺紋孔：鉆-攻絲。各個孔均有較高的位置度要求，右端面軸孔自身有較高的同軸度要求。端面精度和加工方法相同，故它們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾的情況下將兩面或孔同時加工出來，以保證其位置精度。分離式箱體工藝路線與整體式箱體工藝路線的主要區(qū)別在于，加工過程分為兩個大的階段，先對蓋和低座分別進行加工，而后再對裝配好的整體箱體進行加工。第一階段主要完成平面，緊固孔和定位空的加工，為箱體的裝合做準(zhǔn)備；第二階段為在裝合好的箱體上加工軸承孔及其端面。在兩個階段之間應(yīng)安排鉗工工序，將蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關(guān)系，以保證軸承孔的加工精度和撤裝后的重復(fù)精度。3.3.1 主要表面與次要表面的加工順序安排原則(1)基準(zhǔn)先行。(2)主要表面的粗精加工要分開，以消除切削力帶來的變形。(3)次要表面的加工，經(jīng)可能在同一次裝夾中加工，以減少裝夾次數(shù)，節(jié)省輔助時間，提高個表面的相對位置精度。3.3.2 熱處理工序的安排退火安排在機械加工之前。3.3.3 輔助工序的安排(1)劃線工序安排在機械加工之前。(2)清洗工序緊接在光整加工之后。(3)油漆工序安排在機械加工之后。3.3.4 檢驗工序的安排(1)粗加工全部結(jié)束后，精加工之前。(2)零件從一車間到另一個車之前。(3)重要工序之前后。(4)零件全部加工結(jié)束之后。3.3.5 工藝路線的擬定機械加工工藝規(guī)程的制定，大體可分為兩個步驟。首先是擬定零件加工的工藝路線，然后再確定每一道工序的工序尺寸、所用設(shè)備和工藝裝備以及切削規(guī)范、工時定額等。這兩個步驟是互相聯(lián)系的，應(yīng)進行綜合分析。工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局，主要任務(wù)是選擇各個表面的加工方法，確定各個表面的加工順序，以及整個工藝過程中工序數(shù)目的多少等。擬定工藝路線的一般原則為1、先加工基準(zhǔn)面零件在加工過程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。稱為“基準(zhǔn)先行”。2、劃分加工階段加工質(zhì)量要求高的表面，都劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。主要是為了保證加工質(zhì)量；有利于合理使用設(shè)備；便于安排熱處理工序；以及便于時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷等。3、先孔后面對于箱體、支架和連桿等零件應(yīng)先加工平面后加工孔。這樣就可以以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度，而且對平面上的孔的加工帶來方便。4、主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），應(yīng)放在工藝路線最后階段進行，以免光整加工的表面，由于工序間的轉(zhuǎn)運和安裝而受到損傷。上述為工序安排的一般情況。有些具體情況可按下列原則處理。(1)為了保證加工精度，粗、精加工最好分開進行。因為粗加工時，切削量大，工件所受切削力、夾緊力大，發(fā)熱量多，以及加工表面有較顯著的加工硬化現(xiàn)象，工件內(nèi)部存在著較大的內(nèi)應(yīng)力，如果粗、粗加工連續(xù)進行，則精加工后的零件精度會因為應(yīng)力的重新分布而很快喪失。對于某些加工精度要求高的零件。在粗加工之后和精加工之前，還應(yīng)安排低溫退火或時效處理工序來消除內(nèi)應(yīng)力。(2)合理地選用設(shè)備。粗加工主要是切掉大部分加工余量，并不要求有較高的加工精度，所以粗加工應(yīng)在功率較大、精度不太高的機床上進行，精加工工序則要求用較高精度的機床加工。粗、精加工分別在不同的機床上加工，既能充分發(fā)揮設(shè)備能力，又能延長精密機床的使用壽命。(3)在機械加工工藝路線中，常安排有熱處理工序。熱處理工序位置的安排如下：為改善金屬的切削加工性能，如退火、正火、調(diào)質(zhì)等，一般安排在機械加工前進行。為消除內(nèi)應(yīng)力，如時效處理、調(diào)質(zhì)處理等，一般安排在粗加工之后，精加工之前進行。為了提高零件的機械性能，如滲碳、淬火、回火等，一般安排在機械加工之后進行。如熱處理后有較大的變形，還須安排最終加工工序。制定工藝路線時，必須充分考慮采用確保產(chǎn)品質(zhì)量，并以最經(jīng)濟的辦法達到所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)的必要措施，即應(yīng)該做到：技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理，并有良好、安全的勞動條件。初步制定的加工工藝路線如表3.1所示工序號工序車間機床及編號夾具及編號01鑄造鑄造02回火熱處理03探傷檢驗10粗銑箱體結(jié)合面機加立式銑床專用夾具20組合上下箱體鉆出兩個定位銷孔2-20H7機加立式鉆床鉆床夾具30粗銑前后端面機加雙面銑床銑床夾具40粗銑右端面機加臥式銑床銑床夾具50半精銑箱體結(jié)合面機加立式銑床專用夾具60半精銑前后端面機加雙面銑床銑床夾具70半精銑右端面機加臥式銑床銑床夾具80精銑箱體結(jié)合面機加立式銑床專用夾具90鉆14-18組裝孔、頂面5-M12-7H螺紋底孔5-10、兩肋板中間凸臺M301.5-7H螺紋底孔27機加立式鉆床專用夾具100鉆右端面3-22通孔、2-M16-7H螺紋底孔2-14機加臥式鉆床專用夾具110鉆前后面12-M16-7H螺紋底孔12-14、右側(cè)肋板2-70通孔、背面凸臺2-26通孔、左側(cè)肋板26通孔；機加臥式鉆床鉆床夾具120粗鏜14-18組裝孔、右側(cè)肋板2-70通孔、背面凸臺2-26通孔、左側(cè)肋板26通孔、右端面3-22通孔機加臥式鉆床鉆床夾具130組合上下箱體，粗鏜三軸孔200、150、130；粗鏜右側(cè)軸孔150機加臥式鉆床鉆床夾具140組合上下箱體，半精鏜三軸孔200、150、130；半精鏜右側(cè)軸孔150機加臥式鉆床鉆床夾具150組合上下箱體，精鏜三軸孔200、150、130；精鏜右側(cè)軸孔150機加臥式鉆床鉆床夾具160對臺階面上的組裝孔14-18進行30锪平；對孔2-26進行45锪平；對3-22通孔在右端面內(nèi)側(cè)進行36锪平機加立式鉆床臥式鉆床圓柱锪鉆170對頂面5-M12-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求、肋板間凸臺M301.5-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求；機加立式鉆床、絲錐180對前后側(cè)面12-M16-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求、右側(cè)2-M16-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求機加臥式鉆床、絲錐190各螺紋孔處倒角145；主軸孔出倒角245，其余軸孔倒角145；其余各處需倒角部位倒角145機加車床200箱體內(nèi)部加工面涂紅色耐油底漆機加210檢查零件是否符合要求機加表3.1 變速箱體加工工藝過程表工藝分析：(1)變速箱箱蓋的主要加工部分是結(jié)合面，軸承孔和螺孔，其中軸承孔要在箱蓋，箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保三個軸承孔中心線與分割面的位置，以及三孔中心線的平行度和中心距(2)變速箱整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行人工時效處理，以消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，加工時要注意裝夾位置和加緊力的大小，防止零件變形。(3)如果加工分割面達不到平面度要求時，可采用箱蓋與箱體對研的方法，最終在安裝使用時，一般加密封膠密封。(4)變速箱箱蓋和箱體不具有互換性，所以每裝配一套必須鉆鉸定位銷，做好標(biāo)記和編號。(5)變速箱若批量生產(chǎn)可采用專用鏜?；?qū)Ｓ苗M床，以保證加工精度及提高生產(chǎn)效率。(6)三孔平行度的精度主要有設(shè)備精度來保證工件一次裝夾，主軸不移動，靠移動工作臺來保證三孔中心距。(7)三孔平行度檢查，可用三根心軸分別裝入三個軸承孔中，測量三根心軸的兩端距離差，即可得出平行度誤差。(8)三孔軸心線的位置度也通過三根心軸進行測量。(9)箱蓋的平面度檢查，可將工件放在平臺上，用百分表測量。(10)一般孔的位置，靠鉆模和劃線來保證。在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同，針對某一零件往往不是單獨在一種機床上加工形成的。要經(jīng)過一定工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求。結(jié)合現(xiàn)場實際的具體條件，對零件的個組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工工序，逐步地把零件加工出來。對于某個具體零件。可以采用幾種不同的工藝方案進行加工。雖然這些方案都可以加工出這些零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益上來講，其中有種方案比較合理且切實可行。因此必須根據(jù)零件的具體要求和可能加工條件的，擬定較為合理的工藝過程。在整個加工過程中夾具不僅僅是為了夾緊、固定加工零件。設(shè)計合理的夾具，還要求保證加工零件的位置精度，提高加工生產(chǎn)效率。所以各種夾具的設(shè)計質(zhì)量將直接影響被加工零件的精度要求，在機械加工工藝過程中起到重要作用。第4章 加工余量確定及工序尺寸計算根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：4.1 毛坯余量4.1.1公差等級的確定變速箱體零件材料為HT200，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于中批生產(chǎn)，查參考文獻機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程特種鑄造的類別、特點和應(yīng)用范圍，再根據(jù)各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，確定為金屬型鑄造。(1)求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸長926mm，寬368mm，高205mm。(2)選取公差等級CT鑄造方法按照機器造型，鑄造材料按灰鑄件, 鑄件公差等級有16級，代號為CT1CT16，根據(jù)該零件功用及技術(shù)要求為普通級，得公差等級CT范圍8-10級，取為9級。(3)零件表面粗糙度 由零件圖可知，各加工表面Ra 1.6。(4)求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT由表查得公差帶相對于基本尺寸對稱分布。4.1.2 確定機械加工余量 根據(jù)鑄件質(zhì)量，零件表面粗糙度查表，由此查得單邊余量在厚度方向為5mm，水平方向為5mm，也就是各邊余量均為5mm。而鑄件內(nèi)的軸孔單邊余量為4mm。4.1.3 確定毛坯尺寸上面查得的加工余量適用于此零件，可適當(dāng)加大。綜上所述，箱體毛坯尺寸公差與加工余量及公差如下表4.1所示零件尺寸加工余量等級加工余量毛坯基本尺寸200H7F2.5195150H7F2.5145130H7F2.5125200F3203360F3366921F3924表4.1 變速箱毛坯尺寸（mm)4.2 箱體各平面加工工序余量根據(jù)已設(shè)定的工藝規(guī)程，為保證圖紙上表面粗糙度要求，除了凸臺以外，其余有要求平面都需要進行粗銑精銑。根據(jù)零件圖紙，加工長度500mm,加工寬度100-300mm,對應(yīng)零件的精銑工序余量為1.5 ； 零件平面最大尺寸500，毛坯為灰鑄鐵，精銑加工余量為4mm，由于零件毛坯是用鑄造而成的，綜合考慮鑄造加工余量和粗加工余量，最終確定零件的粗銑工序余量為5mm。4.3組裝孔14-18加工工序余量要達到18所需精度及表面粗糙度要求，需進行粗鏜，對應(yīng)加工精度為：粗鏜：孔徑公差H13，表面粗糙度Ra 6.312.5查表確定18第一次粗鏜為17，第二次粗鏜為18, 又因為毛坯孔直徑為16mm，所以粗鏜余量為Z=（18-16）/2=1mm又因為單邊總余量為Z=5mm,所以半精鏜余量為Z=5-3-1=1mm。4.4各通孔的加工工序余量零件右側(cè)肋板通孔2-70、背部凸臺通孔2-26、左側(cè)肋板通孔26、右端面通孔3-22表面粗糙度要求Ra25，所以要達到所需精度及表面粗糙度要求，只需進行粗鏜，對應(yīng)加工精度為：粗鏜：孔徑公差H13，表面粗糙度Ra 6.312.5余量與組裝孔相同，Z=1mm4.5切削用量及機械加工時間的計算4.5.1粗銑底面及精銑底面(1)機床的選擇考慮到工件的定位加緊方案及夾具設(shè)計等問題，采用立銑，選用立式銑床。(2)刀具的選擇查表各種類型的銑刀的應(yīng)用范圍；選擇硬質(zhì)合金鋼牌號YG6；銑刀直徑選擇； 本道工序，銑削深度 =2mm，銑削寬度 =360mm，選擇直徑D為=315mm的可轉(zhuǎn)位面銑刀。 (3)銑削速度的確定查表銑削進給量,每齒進給量 =0.20 mm/z；取粗銑的主軸速度為118 r/min，取精銑的主軸速度為375 r/min。故相應(yīng)的切削速度為：V粗=/1000=(3.14200118) /1000 m/min=74.1 m/minV精=/1000=(3.14200375) /1000 m/min=255 m/min工作臺每分鐘進給量為=0.210118mm/min=236 mm/min校核機床功率（一般只校核粗加工工序）：得到切削功率Pm為5.2Kw；機床功率為7.5kW,若取效率為0.85，則7.50.85=6.375Kw5.2Kw， 故機床功率滿足。(4)工時的確定銑削切削時間的計算：銑削機動間的計算公式：T=（為切削加工長度，為刀具切入長度，為刀具切出長度，為每分鐘進給量）當(dāng)主偏角= 90時=0.5(D-)+(13)=0.5(315-)+(13) =158.5mm=13T =2.22min4.5.2粗銑前后面及半精銑前后面機床：雙立軸圓工作臺銑床X701刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）= 320mm 齒數(shù) Z = 12(1)粗銑銑削深度： = 3mm；每齒進給量取= 0 .25 Z/mm；銑削速度取 V = 3m/s 機床主軸轉(zhuǎn)速n=179r/min取 n = 150r / min實際銑削速度=2.51m/s進給量f= nz=150120.25/60=7.5m/s工作臺每分進給量f: f=V =7.5mm/s=450mm/min，=192mm由毛坯尺寸可知被切削層長度l=200mm刀具切入長度 1 = 0. 5 ( D -+(1-3)= 34mm刀具切出長度 2 l ：取 =2mm走刀次數(shù)為1；機動時間t:t=0.82min(2)精銑銑削深度:=1.5mm；每齒進給量=0.15mm/Z；銑削速度取 V = 6m/s；機床主軸轉(zhuǎn)速n=209r/min,取 n = 300r/min實際銑削速度=3.35m/s進給量f= n z =200 12 200 / 60=6mm/s工作臺每分進給量f: f=V =6mm/s=360mm/min，=240mm由毛坯尺寸可知被切削層長度l=200mm刀具切入長度1精銑時= D =320m m 1刀具切出長度 2 l ：取l=2mm走刀次數(shù)為1；:=1.45min本工序機動時間=t+=0.52+1.45=2.07min4.5.3 粗銑右端面及半精銑右端面機床：雙立軸圓工作臺銑床X701；刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）= 400mm 齒數(shù) Z = 14(1)粗銑銑削深度： = 3mm；每齒進給量 ：根據(jù)簡明手冊表2.473，取 = 0.25 Z/ mm；銑削速度V ：參照簡明手冊表2.481，取 V = 4 m/s；機床主軸轉(zhuǎn)速n ：n=191.08r/min；取 n = 200r / min實際銑削速度：=4.19m/s進給量f: f= n z = 200 14 0.25 / 60=11.6 mm/min工作臺每分進給量f: f=V =11.67mm/s=700.2mm/min 根據(jù)簡明手冊=240mm被切削層長度l：由毛坯尺寸可知 l = 300mm刀具切入長度1 = 0.5 ( D -+(1-3)= 42m m刀具切出長度2 l ：取=2mm走刀次數(shù)為1；機動時間t:t=0.49min(2)半精銑銑削深度:=1.5mm每齒進給量;根據(jù)簡明手冊表2.473，=0.15mm/Z銑削速度V ：根據(jù)簡明手冊表2.481，取 V = 3.5m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n ：n=209r/min,取 n = 200r/min實際銑削速度：=3.35m/s進給量f: f= n z =20012 0.15 / 60=3.35mm/s工作臺每分進給量f: f=V =6mm/s=360mm/min 根據(jù)簡明手冊=240mm被切削層長度l：由毛坯尺寸可知 l = 300mm刀具切入長度1精銑時= D =140m m 1刀具切出長度l ：取l=2mm走刀次數(shù)為1；:=1.22min本工序機動時間=t+=0.49+1.22=1.71min4.5.4粗鏜、半精鏜、精鏜軸孔選擇在臥式銑鏜床T616上進行鏜削加工。(1)粗鏜軸孔刀具及刀桿普通刀桿;由于軸孔是預(yù)鑄孔，因此選擇莫氏錐柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀桿；再根據(jù)單刃鏜刀，選擇刀具BH=8mm8mm，L=2540mm，r = 45。鏜削深度=3.4mm查表臥式銑鏜床的鏜削用量；選擇硬質(zhì)合金刀片牌號YG8， v取24 m/min，f取0.3mm/r。計算出刀具轉(zhuǎn)速n：n=1000v/ 82.3r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=168 r/min,則實際切削速度為：v =n/1000=41.4m/min=0.690m/s鏜削力、鏜削功率計算：查表，=2433.7N 校驗機床功率：機床功率為1.5KW，=0.85，機床有效功率為：= P= 1.50.85 = 1.27 KW ；其值大于銑削功率Pm ，故選擇的鏜削用量可在該機床上使用。切削時間的確定：查表，根據(jù)鏜削機動時間計算公式：=主偏角=時，=（23）=35，=5（為切削加工長度，為刀具切入長度，為刀具切出長度，為單件小批生產(chǎn)試切長度，f為工件每轉(zhuǎn)刀具進給量，n為機床主軸轉(zhuǎn)速）所以=（6.5+3+4+5）/（0.382.3）=0.74min(2)半精鏜孔2-120H8刀具及刀桿查表普通刀桿;由于軸孔是預(yù)鑄孔，因此選擇莫氏錐柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀桿；再根據(jù)單刃鏜刀，選擇刀具BH=8mm8mm，L=2540mm，r = 45。確定鏜削深度：由于直徑上加工余量為2.5mm，故可在一次走刀內(nèi)切完，故 =3mm。坐標(biāo)鏜床的鏜削用量；選擇硬質(zhì)合金刀片牌號YG8， v取48 m/min，f取0.4mm/r。計算出刀具轉(zhuǎn)速n：n= 1000v/ 328r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=370 r/min,則實際切削速度為：v =/1000=48 m/min=0.8m/s鏜削力、鏜削功率計算：=2433.7N校驗機床功率：機床功率為1.5KW，=0.85，機床有效功率為：= P= 1.50.85 = 1.27 KW ；其值大于銑削功率Pm ，故選擇的鏜削用量可在該機床上使用。切削時間的確定：查表根據(jù)鏜削機動時間計算公式：=主偏角=時，=11,=（23）=35，=5所以=（11+3+4+5）/（0.452）=1.1min(3)精鏜孔2-120H7至尺寸刀具及刀桿查工藝手冊，表11.2-10 普通刀桿； 由于120H8是預(yù)鑄孔，因此選擇莫氏錐柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀桿；再根據(jù)表11.2-2 單刃鏜刀，選擇刀具BH=8mm8mm，L=2540mm，r = 45確定鏜削深度 ：由于直徑上加工余量為0.5mm，故可在一次走刀內(nèi)切完，故=1.5mm。查表坐標(biāo)鏜床的鏜削用量；選擇硬質(zhì)合金刀片牌號YG8， v取72m/min，f取0.3mm/r。計算出刀具轉(zhuǎn)速n n= n= 1000v/ 487.9r/min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=550r/min,則實際切削速度為：v =/1000=72m/min=1.2m/s鏜削力、鏜削功率計算：=2433.7N校驗機床功率：機床功率為1.5KW，=0.85，機床有效功率為：= P= 1.50.85 = 1.27 KW ；其值大于銑削功率Pm ，故選擇的鏜削用量可在該機床上使用。切削時間的確定：查表根據(jù)鏜削機動時間計算公式：=主偏角=時，=15.5,=（23）=35，=5所以=(15.5+3+4+5)/(0.3130)=0.7min4.5.5鉆凸臺面14個通孔在凸臺端面上鉆14-18mm通孔加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆14個18mm的通孔機床：立式鉆床Z535型刀具：16mm的麻花鉆（2）計算鉆削用量鉆14-16mm的孔f=0.25mm/rv=0.51m/s=30.6m/minns=1000v/dw=402(r/min)按機床選取nw=400r/min,所以實際切削速度v=dwnw/1000=31.42(m/min)輔助時間為：tf=0.15tm=0.1548=7.2s其他時間計算：tb+tx=6%(48+7.2)=3.3s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx=48+7.2+3.3=58.5s攻4-M12mm孔v=0.1m/s=6m/minns=238(r/min)按機床選取nw=195r/min,則實際切削速度V=4.9(m/min)故機動加工時間：l=16mm,l1=3mm,l2=3mm,確定切削用量及基本工時34s54min9.0fnwl輔助時間為：tf=0.15tm=0.1554=8.1s其他時間計算：tb+tx=6%(54+8.1)=3.7s故單件生產(chǎn)時間：tdj=tm+tf+tb+tx=54+8.1+3.7=65.8s則鉆孔單件生產(chǎn)總時間：T=58.5+65.8=124.3s第5章 銑箱體結(jié)合面夾具的設(shè)計夾具是用以裝夾工件(或引導(dǎo)刀具)的裝置。機床夾具是一個定位和夾緊裝置，簡稱夾具，主要用于機械加工，使工藝系統(tǒng)中的機床、刀具和工件連系起來，以保證工件加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求。機床夾具結(jié)構(gòu)一般由以下某幾種元件和裝置組成。(1)定位元件及定位裝置：用來確定工件在夾具中的位置元件。(2)夾緊元件及夾緊裝置：用來夾緊工件，使其保持在正確的位置的定位位置上的夾緊裝置和夾緊元件。(3)夾具體。(4)對刀、引導(dǎo)元件及裝置：用來確定刀具為位置和引導(dǎo)刀具方向的元件。(5)動力裝置。(6)分度、對定裝置。(7)其他元件及裝置(定位鍵及有關(guān)零、部件、標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)件等)。以上組成部分，并非所有機床夾具都缺一不可。但是，通常定位、夾緊和夾具體三部分是夾具的主要組成部分。夾具的功用是保證工件的加工精度(主要是位置精度)，提高互換性；提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本；擴大機床的是用范圍；改善工人勞動條件，保障安全生產(chǎn)。夾具設(shè)計一般是在零件的機械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具設(shè)計質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定的保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維修容易為其衡量指標(biāo)。5.1夾具設(shè)計要求(1)夾緊過程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置；(2)夾緊力的大小要適當(dāng)，過大了會使工件變形，過小了則在加工時工件會松動，造成報廢甚至發(fā)生事故，既要保證加工過程中工件不會產(chǎn)生位移和振動，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷；(3)夾緊裝置的自動化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)；(4)夾具設(shè)計應(yīng)遵循“實現(xiàn)同等功能的前提下，機構(gòu)簡單者為最優(yōu)”的設(shè)計理念。結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強度；工藝性好便于制造與維修；(5)使用性能操作方法省時安全可靠同時，夾具設(shè)計應(yīng)該考慮多方面的問題，運用自己所學(xué)過的多科知識，結(jié)合生產(chǎn)實際環(huán)節(jié)，進行合理的夾具設(shè)計。所以，考慮到實際生產(chǎn)，機床夾具的設(shè)計還應(yīng)該遵循以下設(shè)計原則：(1)用夾具固定產(chǎn)品及工具以固定用臺鉗及夾持具來固定產(chǎn)品及工具，以解放人手從而進行雙手作業(yè)(2)使用專用工具生產(chǎn)線中所用工裝應(yīng)最適合該產(chǎn)品及人工操作的專用工具以提高生產(chǎn)效率(3)合并二種工裝為一種減少工具的更換麻煩，以減少轉(zhuǎn)拉的工時消耗，提高工作效率。(4)提高工具設(shè)計便利性減少疲勞(5)機械操作動作做相對安定并且操作流程化5.2確立方案本次設(shè)計的夾具為粗銑結(jié)合面，該夾具適用于立式銑床。這道工序所加工的結(jié)合面，根據(jù)從現(xiàn)實中考慮及本次設(shè)計要求，其主要精度要求為結(jié)合面的平面度要求。按照基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)從結(jié)合面上頂面定位。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以結(jié)合面朝上放置在支承板上，定位加緊都比較穩(wěn)定、可靠，也容易實現(xiàn)。但考慮到支承面為毛坯面，用支承面會增大分割面至上頂面的誤差。故應(yīng)改用三個固定支承來代替支承板。限制三個自由度；以左側(cè)面靠在兩塊固定支承板上限制兩個自由度；又以肋板靠在一個固定支承上，限制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。為防止工件在加工中發(fā)生變形，夾具上設(shè)置了輔助支承。定位基準(zhǔn)的選擇，由零件圖可知，機體下平面與結(jié)合面的尺寸應(yīng)保證為24mm，故應(yīng)以頂面為定位基準(zhǔn)。為了提高加工效率，決定采用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個面同時進行加工。同時，為了降低生產(chǎn)成本，此夾具采用手動夾緊。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V形塊上四個支承釘對蝸桿軸承孔與兩個支承釘及一個雙頭浮動支承釘對磨合面同時進行定位。所選用的四個支承釘尺寸為7 8 16hH，兩個支承釘?shù)某叽鐬?816fH，浮動支承釘見夾具設(shè) 計剖面圖。5.3機床選擇因為自己所選擇的工藝是粗銑結(jié)合面，因而該工藝環(huán)節(jié)一個主要的內(nèi)容就是選擇合理的銑床?？紤]到變速箱上蓋結(jié)合面比較大，且是粗銑，因而綜合多方面的知識，查詢手冊各種機床的資料，最終，選取立式銑床5030A。它的工作臺面是1150300mm，外形尺寸為169315351869，主軸轉(zhuǎn)速為12級，35-1600r/min，電動機功率為4KW，滿足加工要求。5.4刀具選擇選擇合適的刀具，既可以提高加工效率，又可以避免不必要的浪費，在自己所涉及的這一夾具中，主要是粗銑箱體結(jié)合面，且由于結(jié)合面比較大，因此應(yīng)選擇端面銑刀，最后，結(jié)合其尺寸，查詢設(shè)計手冊，選擇硬質(zhì)合金套式面銑刀YG8，查工藝人員手冊知，每齒的進給量Sz=0.4mm，其余尺寸為D=400mm，齒數(shù)是z=14，銑削寬度為B=240mm。5.5切削力的計算 （1）銑削圓周力的計算 銑削力在加工過程中往往方向、大小在變化，在計算中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的銑削力或銑削合力計算。代入銑削圓周力公式： 其中切削深度t=4.5mm，銑削寬度B=190mm，銑刀齒數(shù)Z=14，每齒進給量Sz=0.4mm，銑刀直徑D=400mm，將數(shù)值代入上式計算得： 計算的，P=244 Kg。 （2）切削速度的計算 代入公式： 其中D=400mm，T=420min，t=4.5mm，Sz=0.4mm，B=190mm。計算，得： V=74mm/min。5.6機動時間的計算及工序時間定額的確定本道工序只需粗銑下底面，因為，粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量。因此，采用一把套式端面銑刀，在加工時，一次走刀即可。查機械工藝設(shè)計手冊知，機動時間 其中：=銑削輪廓的實際長度368mm； =切入長度=24mm； =超出長度=5mm； 行程次數(shù)，因此在這?。篿=1；工作臺的進給量=0.41460=336mm/min。其中： ，n=60。所以，算得，T=1.18min。查表得：輔助時間=；間歇時間 ；準(zhǔn)備終結(jié)時間；技術(shù)服務(wù)時間。由上面的算式可得：=（3046）%。所以，=（1.301.46）%=1.7min。5.7計算夾緊力設(shè)壓板處的加緊力相同，則2Wjf=FHFH=（0.20.3）FZ所以 W= 若取FH=0.4FZ，安全系數(shù)K=2.5，工件與定位件間摩擦系數(shù)f=0.3 則 W=知v=1.57m/s Pm=6.31kw所以 FZ=4019N FH=0.4FZ =1607N W= =6695N從強度考慮，一個M16