減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設(shè)計

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1、畢業(yè)論文題目 學校代碼：10410 序 號：050466 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目：WHX120減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設(shè)計 學 院： 工 學 院 姓 名： 章 子 玲 學 號：

2、 20050466 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 機 制 052 指導教師： 肖 懷 國 二OO九年 五 月 i WHX120減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設(shè)計 江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 設(shè)計（論文） 課題名稱 WHX120減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設(shè)計 學生姓名 章子玲 院（系） 工學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導

3、教師 肖懷國 職 稱 學 歷 畢業(yè)設(shè)計（論文）要求： 1. 制訂年產(chǎn)2萬臺WHX120減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝，設(shè)計粗銑前后端面夾具一套。 2. 圖紙要求：WHX120減速機機蓋機體零件圖，裝配圖，一套夾具裝配圖，夾具專用零件圖二到三張。 3. 計算與說明：加工工藝分析，定位誤差計算，切削用量，工時定額計算，夾具精度分析，說明書，工序卡。 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)： 1. 制訂年產(chǎn)2萬臺WHX120減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝，設(shè)計粗銑前后端面夾具一套。 2. 文獻查閱：查閱制造工藝學，機械加工工藝人員手冊，機床夾具設(shè)計手冊，機床夾具圖冊

4、，金屬切削手冊，典型零件機械加工工藝，畢業(yè)設(shè)計指導資料等（不少于十五本資料）。 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃： 1.2009年2月28日至2009年3月10日：熟悉設(shè)計題目，查閱相關(guān)內(nèi)容信息資料。 2. 2009年3月11日至2009年3月30日：完成WHX120減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝的制定。 3. 2009年4月1日至2009年4月30日：完成WHX120減速機設(shè)計第二項內(nèi)容，即設(shè)計粗銑前后端面夾具設(shè)計。 4. 2009年5月1日至2009年5月10日：完成細節(jié)修改與內(nèi)容補充，不夠完善之處予以完善。 接受任務(wù)日期 2009 年 2 月 28 日

5、 要求完成日期 2009 年 5 月 10 日 學 生 簽 名 年 月 日 指導教師簽名 年 月 日 院長（主任）簽名 年 月 日 內(nèi)容摘要 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，機械

6、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，加工該工序的機床及機床的進給量，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。 由于其加工批量很大，專用夾具設(shè)計中參考了許多成熟的結(jié)構(gòu)，本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，使用了大量的標準元件，大大縮短了本工序的輔助時間，一定程度上提高了勞動生產(chǎn)率，減輕了工人的勞動強度。 關(guān)鍵詞： 工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夾緊力，專用夾具。

7、 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 c

8、ourse. 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 cu

9、tting, 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.Because the processing batch to be very bi

10、g, in the design has referred to many mature structures, this design structure is simple, the ease of operation, has used the massive standard components, reduced this working procedure non-cutting time greatly, in the certain extent raised the labor productivity, reduced worker's labor intensity.

11、 Keyword: The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength, Unit clamp . 目錄 第一章: 概述 1 第二章：箱體工藝分析 2 2.1 箱體零件的工藝分析 2 2.2 零件的材料 2 2.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 2 第三章：擬定箱體加工的工藝路線 3 3.1 定位基準的選擇 3 3.1 加工路線的擬定

12、3 第四章: 箱體機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 4.1 主要平面加工的工序尺寸及加工余量： 7 4.2 孔加工的工序尺寸及加工余量： 7 第五章：確定切削用量及基本工時 8 5.1 切削用量及基本工時的確定原則 8 5.2 機體切削用量和基本工時的確定 9 第六章: 專用夾具的設(shè)計 22 6.1 夾具設(shè)計問題的提出 22 6.2 粗銑前后端面夾具設(shè)計 22 參考文獻 29 結(jié)論 30 感謝 31 iv 第一章:概述 箱體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

13、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器或部件的裝配質(zhì)量,進而影響機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. 由于機器的結(jié)構(gòu)特點和箱體在機器中的不同功用,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. 箱體加工方法的選擇：（1

14、）平面加工：在大批大量生產(chǎn)中宜采用銑平面和磨平面加工方案，在單件小批量生產(chǎn)中宜采用粗刨、半精刨、寬刃精刨平面加工方案。（2）孔隙加工：孔加工方法可采用粗鏜—半精鏜—精鏜加工方案。 箱體加工工藝過程宜劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。加工順序可根據(jù)先粗后精、先加工基準面后加工其他表面、先加工平面后加工孔、先加工主要表面后加工次要表面等原則。 第二章：箱體工藝分析 2.1 箱體零件的工藝分析 2.1.1 要加工孔的孔軸配合度為H7，表面粗糙度為Ra小于1.6um,圓度為0.0175mm,垂直度為0.08mm,同軸度為0.02mm。

15、 2.1.2其它孔的表面粗糙度為Ra小于12.5um,錐銷孔的表面粗糙度為Ra小于1.6um。 2.1.3 蓋體上平面表面粗糙度為Ra小于12.5um,端面表面粗糙度為Ra小于3.2um，機蓋機體的結(jié)合面的表面粗糙度為Ra小于3.2um，結(jié)合處的縫隙不大于0.05mm，機體的端面表面粗糙度為Ra小于12.5um。 2.2 零件的材料 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HT20-40。 2.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，加工的表面多，要求高，機械加工的工作量大，結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值

16、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 為了減少加工中的換刀次數(shù)，箱體上的螺紋孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致，本箱體分別為M12mm深16mm的孔。 2.1.3 先加工前后左右端面，再加工蝸桿面和蝸輪面 第三章：擬定箱體加工的工藝路線 3.1 定位基準的選擇 在工藝規(guī)程設(shè)計中，正確選擇定位基準，對保證零件技術(shù)要求，確定加工先后順序有著至關(guān)重要的影響。定位基準有粗基準和精基準之分。用毛坯上未加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準；用加工過的表面作為定位基準

17、，這種定位基準稱為精基準。在選擇定位基準時一般都是先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準，然后再考慮用那一組表面作粗基準才能把精基準加工出來。所以應(yīng)先確定精基準，然后確定粗基準。 選擇精基準一般應(yīng)遵循以下幾項要求：基準重合原則，統(tǒng)一基準原則，自為基準原則和互為基準原則。這四項選擇精基準的原則，有時不可能同時滿足，應(yīng)根據(jù)實際條件決定取舍。 由于精基準已加工出，根據(jù)大批大量生產(chǎn)的減速器箱體通常以底面和兩定位銷孔為精基準，平面為220X217mm，兩定位銷孔以直徑13mm,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??；易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在

18、基準不重合誤差。 3.1 加工路線的擬定 3.2.1 分離式箱體工藝路線 完成對蓋和低座的加工，就要對裝配好的整個箱體進行加工。這個階段為在裝合好的箱體上加工軸承孔及其端面。在此階段之前應(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精度。 3.2.2表面加工方法的選擇 箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀最終都是由一些基本的幾何表面如平面和孔組成的，箱體零件的加工過程實際就是獲得這些幾何表面的過程。具有一定技術(shù)要求的加工表面，一般都不是只通過一次加工就能達到圖樣要求的往往要經(jīng)過多次加工才能逐步達到加工質(zhì)量要求。在選擇加工方法時，一般

19、總是首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠技術(shù)條件，先選定該表面終加工工序加工方法，然后再逐一選定該表面各有關(guān)前導工序的加工方法。 3.2.3加工階段的劃分 當零件的加工質(zhì)量要求較高時，一般都要經(jīng)過粗加工、半精加工和精加工等三個階段。粗加工階段的主要任務(wù)是高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近成品零件。半精加工階段的主要任務(wù)切除粗加工后留下的誤差，使被加工工件達到一定精度，為精加工作準備，并完成一些次要表面的加工。精加工階段的主要任務(wù)是保證各主要表面達到零件圖規(guī)定得加工質(zhì)量要求。加工階段的劃分可以保證零件加工質(zhì)量，有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理和有利于合理利用機床設(shè)

20、備。在上述加工中，為減少夾緊變形對工件加工精度的影響，一般都在粗加工后松開夾緊裝置，然后用較小的夾緊力重新夾緊工件，繼續(xù)進行精加工，這對提高工件加工精度有利。 3.2.4工序先后順序的安排 機械加工工序的安排 機械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循如下原則：先加工定位基面，后加工其他表面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序;先加工平面，后加工孔。 其他工序的安排 為保證零件制造質(zhì)量，防止廢品產(chǎn)生，需在以下場合安排檢驗工序： 1）粗加工全部結(jié)束之后； 2）送往外車間加工的前后； 3）工時較長工序和重要工序的前后； 4）最終加

21、工之后。 3.2.5機床設(shè)備和工藝裝備的選擇 正確選擇機床設(shè)備是件重要的工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。所選機床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)，機床精度等級應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)，電動機功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)，機床設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和制造成本，應(yīng)根據(jù)不同情況適當選擇。在中小批生產(chǎn)條件下，應(yīng)首先考慮選用通用工藝裝備（包括夾具、刀具、量具和輔具）；在大批大量生產(chǎn)中，可根據(jù)加工要求設(shè)計制造專用工藝裝備。 綜合以上設(shè)計要領(lǐng)，WHX120減速器機蓋機座合箱

22、后箱體的工藝路線擬定如下： 表1-1 WHX120減速機箱體合箱后的工藝過程 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 工藝裝備 1 鉗 將箱蓋，箱體對準合箱，用10—M12螺栓，螺母緊固 2 鉆 鉆，鉸2—Φ6mm的錐銷孔，裝入錐銷 專用鉆床 3 半精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后端面，保證尺寸230mm 專用銑床 4 半精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑左右端面，保證尺寸275mm 專用銑床 5 精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾

23、工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后兩端面，保證端面A的垂直度為0.048 專用銑床 6 精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑左右兩端面，保證端面A的垂直度為0.048 專用銑床 7 粗鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜蝸桿面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.2—0.3mm,保證兩軸中心線的垂直度公差為0.08，與端面B的位置度公差為0.2mm 專用鏜床 8 粗鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜蝸輪面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.2—0.3mm,保證兩軸中心線的垂直度公差為0.08，與端面B的位置度公

24、差為0.2mm 專用鏜床 9 檢驗 檢查軸承孔尺寸及精度 10 半精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜蝸桿面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.1—0.2mm 專用鏜床 11 半精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜蝸輪面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.1—0.2mm 專用鏜床 12 精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，按分割面精確對刀（保證分割面與軸承孔的位置度公差為0.02mm），加工蝸桿面軸承孔 專用鏜床 13 精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，按分割面精確對刀（保證分割面與軸承孔的位置

25、度公差為0.02mm），加工蝸輪面軸承孔 專用鏜床 14 鉆 用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻蝸桿軸承孔端面螺孔 專用鉆床 15 鉆 用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻蝸輪軸承孔端面螺孔 專用鉆床 16 锪孔 用帶有錐度為90度的锪鉆锪軸承孔內(nèi)邊緣倒角4—45度 專用鉆床 17 鉗 撤箱，清理飛邊，毛刺. 合箱 18 檢驗 檢查各部尺寸及精度 第四章: 箱體機械加工余量、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機械加工余量

26、，工序尺寸及毛坯的尺寸。 用去除材料方法制造機器零件時，一般都要從毛坯上切除一層層材料之后最后才能制得符合圖樣規(guī)定要求的零件。毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。正確規(guī)定加工余量的數(shù)值十分重要，加工余量規(guī)定的過大，不僅浪費材料而且消耗機時、刀具和電力；但加工余量也不能規(guī)定得過小，如果加工余量留得過小，則本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷層，因而也就沒有達到設(shè)置這道工序的目的。確定加工余量有計算法，查表法和經(jīng)驗估計法等三種方法。用查表法確定加工余量，方法簡便，比較接近實際，生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用。 尺寸確定如下： 4.1 主要平面加工的工序尺寸及加工余量： 為了保證加工后工

27、件的尺寸，在銑削工件表面時，工序4的銑削深度ap=2.0mm，工序5的銑削深度ap=2.0mm，工序6的銑削深度ap=0.45mm，工序7的銑削深度ap=0,45mm. 4.2 孔加工的工序尺寸及加工余量： (1) 鉆鉸2-Φ6mm 孔 鉆孔：Φ4mm，2Z=4 mm， ap=2mm 鉸孔：Φ6mm (2) 鏜2-Φ110mm軸承孔 粗鏜：Φ109.4mm，2Z=4.4 mm，ap=2.2mm 半精鏜：Φ109.8mm，2Z=0.4mm， ap=0.2mm 精鏜：Φ110.0mm, 2Z=0.2mm, ap=0.1mm (3) 攻鉆8-M12mm 孔 鉆孔：Φ12mm

28、，2Z=12 mm，ap=6mm 攻孔：M12mm 第五章：確定切削用量及基本工時 5.1 切削用量及基本工時的確定原則 切削用量的選擇，對生產(chǎn)率，加工成本和加工質(zhì)量均有重要影響。所以合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能取得較高的生產(chǎn)效率和較低成本的切削用量。約束切削用量選擇的主要條件有：工件的加工要求，包括加工質(zhì)量要求和生產(chǎn)效率要求；刀具材料的切削性能；機床性能，包括動力特征和運動特性；刀具壽命要求。 切削用量的選用原則：首先選取盡可能大的背吃刀量ap；其次根據(jù)機床進給機構(gòu)強度、刀桿強度等限制條件(粗加工時)或已加工表面粗糙度要求（精加工時），選取盡

29、可能大的進給量f；最后根據(jù)“切削用量手冊”查取以確定切削速度Vc。 切削用量三要素的選用：（1）背吃刀量ap：根據(jù)加工余量確定。粗加工時，一次走刀應(yīng)盡可能切掉全部余量。如果是下面幾種情況，可分幾次走刀：加工余量太大；工藝系統(tǒng)剛性不足；斷續(xù)切削。半精加工時，ap可取為0.5~2mm。精加工時，ap可取0.1~0.4mm。（2）進給量f：粗加工時，對表面質(zhì)量沒有太搞要求，合理的進給量影視工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給量。限制精加工因素的主要因素是表面粗糙度和加工精度要求。時間生產(chǎn)中，經(jīng)常采用查表法確定進給量。粗加工時，根據(jù)加工材料、車刀刀桿尺寸及已確定的背吃刀量由“切削用量手冊”可查得進給量f的取值

30、。半精加工和精加工時，則主要根據(jù)工件表面粗糙度要求，選擇進給量f值。（3）切削速度：根據(jù)已經(jīng)確定的背吃刀量ap，進給量f及刀具壽命T,用查表法確定切削速度Vc。 時間定額是指在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時間。時間定額是安排作業(yè)計劃、進行成本核算的重要依據(jù)，也是設(shè)計或擴建工廠（或車間）時計算設(shè)備和工人數(shù)量的依據(jù)。時間定額規(guī)定得過緊會影響生產(chǎn)工人的勞動積極性和創(chuàng)造性，并容易誘發(fā)忽視產(chǎn)品質(zhì)量的傾向；時間定額規(guī)定得過松起不到指導生產(chǎn)和促進生產(chǎn)發(fā)展的積極作用。合理制定時間定額對保證產(chǎn)品加工質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。時間定額由以下幾個部分組成：1.機動工時

31、tm即直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能和相對位置關(guān)系所消耗的時間。2.輔助時間tf即為實現(xiàn)基本工藝工作所作各種輔助動作所消耗的時間，如裝卸工件，開停機床，改變切削用量，測量加工尺寸，引進或退回刀具等動作所花費的時間，一般以機動工時的百分比進行估算。本設(shè)計輔助時間以機動工時的15%進行估算。機動工時tm與輔助時間tf總和稱為作業(yè)時間3.布置工作地時間tb即為使加工正常進行，工人為照管工作地（例如更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時間。4.休息和生理需要時間tx即工人在工作班內(nèi)為恢復體力和滿足生理需要所消耗的時間。本設(shè)計中布置工作地時間tb和休息和生理需要時間tx之和取工作時間的

32、6%。5.準備與終結(jié)時間tz即工人為生產(chǎn)一批工件進行準備和終結(jié)工作所消耗的時間。設(shè)一批工件數(shù)為m，則分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間為tz/m。將這部分時間加到單件時間td中，即為單件計算時間tdj: tdj=td+tz/m.本設(shè)計中，由于是大批大量生產(chǎn)，每個工件上的準備與終結(jié)時間為tz/m相對單件時間很小，可忽略不計。 5.2 機體切削用量和基本工時的確定 5.2.1 工序2鉆，鉸2個直徑為6mm深28mm的孔 （1）鉆孔工步 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：鉆2個直徑為4mm深28mm的孔 機床：立式鉆床Z535型 刀具：采用Φ4mm的麻花鉆頭

33、走刀一次， f=0.11mm/r（《工藝手冊》2.4--38） v=0.76m/s=45.6m/min（《工藝手冊》2.4--41） ns=1000v/πdw=580(r/min) 按機床選取nw=530r/min, （按《工藝手冊》3.1--36） 所以實際切削速度 V=πdwnw /1000=41.6(m/min) （2）粗鉸工步 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：鉸2個直徑為6mm深28mm的孔 機床：立式鉆床Z535型 刀

34、具：采用Φ4—Φ6mm的絞刀走刀一次， f=0.4mm/r（《工藝手冊》2.4--38） v=0.36m/s=21.6m/min（《工藝手冊》2.4--41） ns=1000v/πdw=275(r/min) 按機床選取nw=275r/min, （按《工藝手冊》3.1--36） 所以實際切削速度 故tm=2（t1 +t2）=100.8s tf=0.15tm=0.15×100.8=15.1s tb+tx=6%×(100.8+15.1)=7s 故工序2的總時間：

35、 tdj=tm+tf+tb+tx=100.8+15.1+7=122.9s 5.2.2 工序3 半精銑前后端面 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：半精銑箱體前后2個端面 機床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20 量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為165 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm,留加工余量0.5mm，可一次銑削，切削深度ap=2.0mm 確定進給量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

36、定V=0.45m/s,即27m/min 根據(jù)表2.4—86,取nw=37.5r/min, 故實際切削速度為： 當nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min) 切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=170mm 故機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×68=10.2s 其他時間計算： tb+tx=6%×(68+10.2)=4.7s 故銑一端面的時間：

37、 tdj=tm+tf+tb+tx =68+10.2+4.7=82.9s 由于要求銑2個端面，則工序4的總時間為： T=2×tdj=2×82.9=165.8s 5.2.3 工序4 半精銑左右端面 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：半精銑箱體左右2個端面 機床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20 量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為165 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm,留加工余量0.5mm，可一次銑削，切削深度ap=2.

38、0mm 確定進給量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=37.5r/min, 故實際切削速度為： 當nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min) 切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=170mm 故機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×68=

39、10.2s 其他時間計算： tb+tx=6%×(68+10.2)=4.7s 故銑一端面的時間： tdj=tm+tf+tb+tx =68+10.2+4.7=82.9s 由于要求銑2個端面，則工序5的總時間為： T=2×tdj=2×82.9=165.8s 5.2.4 工序5 精銑前后端面 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：精銑箱體前后2個端面 機床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20 量具：卡板 （2）計算銑削用量

40、已知毛坯被加工長度為165 mm，最大加工余量為Zmax=0.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削, 切削深度ap=0.45mm 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—75,確定fz=0.15mm/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=37.5r/min, 故實際切削速度為： 當nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： fm=fzznz=0.15×20×37.5=112.5(mm/min) 切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=17

41、0mm 故機動工時為： tm =170÷112.5=1.5min=90s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×90=13.5ss 其他時間計算： tb+tx=6%×(90+13.5)=6.2s 故銑一端面的時間： tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s 由于要求銑2個端面，則工序6的總時間為： T=2×tdj=2×109.7=219.4s 5.2.5 工序6 精銑左右端面 （1）加工條件 工件材

42、料：灰鑄鐵 加工要求：精銑箱體左右2個端面 機床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20 量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為165 mm，最大加工余量為Zmax=0.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削, 切削深度ap=0.45mm 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—75,確定fz=0.15mm/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=37.5r/min, 故實際切削速度為： 當nw=37.5r/min

43、,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： fm=fzznz=0.15×20×37.5=112.5(mm/min) 切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=170mm 故機動工時為： tm =170÷112.5=1.5min=90s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×90=13.5ss 其他時間計算： tb+tx=6%×(90+13.5)=6.2s 故銑一端面的時間： tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.

44、5+6.2=109.7s 由于要求銑2個端面，則工序7的總時間為： T=2×tdj=2×109.7=219.4s 5.2.6 工序7 粗鏜 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：粗鏜蝸桿面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.3mm，加工2.2mm 機床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ109.4mm，單邊余量Z=0.3mm, 切削深度ap=2.2mm,走刀長度分別為l1=230mm, l2=275mm 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.37mm/Z 切削速度： 參考

45、有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 故加工蝸桿軸承孔: 機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×57.2=8.6s 其他時間計算： tb+tx=6%×(57.2+8.6)=3.9s 則工序9的總時間為： tdj1=tm+tf+tb+tx =57.2+8.6+3.9=69.7s 5.2.7 工序8 粗鏜 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：粗鏜蝸輪面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.3mm，加工2.

46、2mm 機床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ109.4mm，單邊余量Z=0.3mm, 切削深度ap=2.2mm,走刀長度分別為l1=230mm, l2=275mm 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.37mm/Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 故加工蝸輪軸承孔： 機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×48=7.2s 其他時間計算： t

47、b+tx=6%×(48+7.2)=3.3s 則工序10的總時間為： tdj2=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s 5.2.8 工序10 半精鏜 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：半精鏜蝸桿面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.1mm，加工0.2mm 機床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ109.8mm，單邊余量Z=0.1mm, 切削深度ap=0.2mm,走刀長度分別為l1=230mm, l2=275mm 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60

48、,確定fz=0.27mm/Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 故加工蝸桿軸承孔： 機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×78=11.7s 其他時間計算： tb+tx=6%×(78+11.7)=5.4s 故工序11的總時間： tdj1=tm+tf+tb+tx =78+11.7+5.4=95.1s 5.2.9 工序11 半精鏜 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：半精鏜

49、蝸輪面Φ110mm軸承孔，留加工余量0.1mm，加工0.2mm 機床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ109.8mm，單邊余量Z=0.1mm, 切削深度ap=0.2mm,走刀長度分別為l1=230mm, l2=275mm 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.27mm/Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 加工蝸輪軸承孔： 機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×60=9

50、s 其他時間計算： tb+tx=6%×(60+9)=4.1s 故總時間： tdj2=tm+tf+tb+tx =60+9+4.1=73.1s 5.2.10 工序12 精鏜 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：粗鏜2-Φ110mm軸承孔，加工0.1mm 機床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ110mm， 切削深度ap=0.1mm,走刀長度分別為l1=230mm, l2=275mm。 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.27mm/

51、Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 故加工蝸桿軸承孔： 機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×78=11.7s 其他時間計算： tb+tx=6%×(78+11.7)=5.4s 則工序13的總時間為： tdj1=tm+tf+tb+tx =78+11.7+5.4=95.1s 5.2.11 工序13 精鏜 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：粗鏜2-Φ110mm軸承孔，加

52、工0.1mm 機床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （2）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ110mm， 切削深度ap=0.1mm,走刀長度分別為l1=230mm, l2=275mm 確定進給量f： 根據(jù)《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.27mm/Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min 根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min, 加工蝸輪軸承孔： 機動工時為： 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×60=9s 其他時間計算： tb+tx=6%×(60+9)=4

53、.1s 則工序14的總時間為： tdj2=tm+tf+tb+tx =60+9+4.1=73.1s 5.2.12 工序14 鉆孔 在蝸桿軸承孔端面上鉆4-M12mm ，深16 mm的螺紋孔 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：攻鉆4個公制螺紋M12mm，深度為16 mm的孔 機床：立式鉆床Z535型 刀具：Φ12mm的麻花鉆 M12絲錐 （2）計算鉆削用量 鉆4-Φ12mm的孔 f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36） v=0.51m/s=30.6m/min（《工藝手冊》2.4--41）

54、 ns=1000v/πdw=402(r/min) 按機床選取nw=400r/min, （按《工藝手冊》3.1--36） 所以實際切削速度 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×48=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/min ns=238(r/min) 按機床選取nw=195r/min, 則實際切削速度

55、 V=4.9(m/min) 故機動加工時間： l=16mm, l1 =3mm,l2 =3mm, 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×54=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 則工序15單件生產(chǎn)總時間： T=58.5+65.8=124.3s 5.2.13 工序15 鉆孔 在蝸輪軸承孔端面上鉆4-M12mm ，深16 mm的螺紋孔

56、（1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：攻鉆4個公制螺紋M12mm，深度為16 mm的孔 機床：立式鉆床Z535型 刀具：Φ12mm的麻花鉆 M12絲錐 （2）計算鉆削用量 鉆4-Φ12mm的孔 f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36） v=0.51m/s=30.6m/min（《工藝手冊》2.4--41） ns=1000v/πdw=402(r/min) 按機床選取nw=400r/min, （按《工藝手冊》3.1--36） 所以實際切削速度 輔助時間為： tf=0.15tm=0

57、.15×48=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/min ns=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, 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×54=8.1s 其他時間計算：

58、 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 則工序16單件生產(chǎn)總時間： T=58.5+65.8=124.3s 5.2.14 工序16 锪孔 （1）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：用帶有錐度90度的锪鉆锪軸承孔內(nèi)邊緣，倒角4—45度 機床：立式鉆床Z535型 刀具：90度的直柄錐面锪鉆 （2）計算鉆削用量 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔時相同，nw=195r/min,

59、 確定進給量： f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4--52） 故機動加工時間： l=2.5mm, l1 =1mm 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15×4.2=0.6s 其他時間計算： tb+tx=6%×(4.2+0.6)=0.3s 由于要倒4個角，故工序17單件生產(chǎn)時間： tdj=4×（tm+tf+tb+tx） =4×（4.2+0.6+0.3）=20.4s 第六章 專用夾具的設(shè)計

60、 6.1 夾具設(shè)計問題的提出 機床夾具是機械制造中一項重要的工藝裝備。工件在機床上加工時，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機床上相對刀具占有正確的位置，這個過程稱為定位。為了克服切削過程中工件收外力的作用而破壞定位，還必須對工件施加夾緊力，這個過程稱為夾緊。定位和夾緊兩個過程的綜合稱為裝夾，完成工件裝夾的工藝裝備稱為機床夾具。 夾具設(shè)計必須滿足下列基本要求：1）保證工件加工的各項技術(shù)要求；2）具有較高的生產(chǎn)效率的較低的制造成本；3）盡量選用標準化零部件；4）夾具操作方便安全、省力；5）夾具應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保

61、證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。因為目的明確，因而它的結(jié)構(gòu)要比同樣性能的通用夾具簡單緊湊，操作迅速方便。 6.2 粗銑前后端面夾具設(shè)計 本夾具主要用來粗銑減速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑前后端面時，前后端面有尺寸要求，前后端面與工藝孔軸線分別有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求Rz3.2。本道工序僅是對前后端面進行粗加工。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 定位基準的選擇 在進行前后端面粗銑加工工序時，底面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。在加工箱體工件時，往

62、往采用一平面及與該平面垂直的兩孔為定位基準。因此工件選用底面與兩工藝孔作為定位基面。選擇底面作為定位基面限制了工件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個和兩個自由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對汽車變速箱箱體的前后端面同時進行粗銑加工。同時為了縮短輔助時間準備采用氣動夾緊。 6.2.2 定位元件的設(shè)計 夾具定位元件的結(jié)構(gòu)和尺寸，主要取決于工件上已被選定的定位基準面的結(jié)構(gòu)形狀、大小及工件的重量等。

63、關(guān)于定位元件在夾具中的布置，一方面要符合六點定位原理，另一方面為保證工件的穩(wěn)定性，要使支撐點之間的距離盡量取大，這樣可使工件的重力和切削力的作用點都落在支撐點連線所組成的平面內(nèi)。 本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，即采用已平面及與該平面垂直的兩孔為定位基準。所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷，即一平面、一短圓柱銷及一短削邊銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設(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 ，而兩工藝孔尺寸為。 根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過

64、程如下： （1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差 可知：兩定位銷中心距尺寸== 夾具上兩定位銷的中心距公差一般取工件兩定位孔中心距公差的1/5~1/3, 即定位銷中心距尺寸偏差 （2） 確定圓柱銷直徑及其公差 （—基準孔最小直徑） 取f7 所以圓柱銷尺寸為 （3） 削邊銷的寬度b和B （由《機床夾具設(shè)計手冊》） 常用削邊定位銷的結(jié)構(gòu)形狀有三種，分別用于工

65、件孔徑D<3mm、350mm。直徑為3—50mm的削邊定位銷都做成菱形，其結(jié)構(gòu)尺寸可查下表 表 6-1 標準菱形定位銷的結(jié)構(gòu)尺寸 d >3~6 >6~8 >8~20 >20~25 >25~32 >32~40 >40~50 b 2 3 4 5 5 6 8 B d-0.5 d-1 d-2 d-

66、3 d-4 d-5 d-6 查表可知： （4） 削邊銷與基準孔的最小配合間隙 其中： —基準孔最小直徑 —圓柱銷與基準孔的配合間隙 （5） 削邊銷直徑及其公差 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 。 （6） 補償值 6.2.3 定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。一批工件在夾具中定位時，工件上作為定位基準的平面沒有基準位置誤差。由于定位孔較淺，其內(nèi)孔中心線由于內(nèi)孔和底面垂直度誤差而引起的基準位移誤差也可忽略不計。但作為定位基準的兩內(nèi)孔，由于與定位銷的配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差引起的基準位置誤差必須考慮。其定位誤差主要為： （1） 移動時基準位移誤差 =0.018+0.027+0.016