齒輪箱箱體機械加工工藝分析

齒輪箱箱體機械加工工藝分析,齒輪箱,箱體,機械,加工,工藝,分析 畢業(yè)設計說明書 題 目: 齒輪箱箱體機械加工工藝分析 學院(直屬系): 機械工程學院 年級、 專業(yè): 級 機械工程 姓 名: 學 號: 指 導 教 師: 完 成 時 間: 年5月4日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 系部 機電工程系 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 機械設計 是否外聘 □是□否 題目名稱 齒輪箱箱體機械加工工藝分析 一、前言 機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。 制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產效率，技術先進，經濟效益高，勞動條件良好。 制訂工藝規(guī)程的程序： 1、計算生產綱領，確定生產類型 2、分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查 3、確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度 4、制訂工藝路線 5、進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。） 二、國內外研究現狀 2.1 國內夾具發(fā)展史 我國國內的夾具始于20世紀60年代，當時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了數個生產組合夾具元件的工廠[1]。在當時曾達到全國年產組合夾具元件800萬件的水平。20世紀80年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合NC機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內的需求，還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口不少NC機床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現大都由國內配套，節(jié)約了大量外匯[2]。 2.2 國外夾具發(fā)展史 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產國[3]。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調整夾具主要接受本地區(qū)和國內訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿易中的一個品種。有關夾具和組合夾具的產值和貿易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的央具，而組合夾具的大型基礎件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景[4]。 2.3 國內外機床夾具發(fā)展現狀 研究協會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85％左右?，F代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭[5]。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠，里約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具； 4）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率[6]； 三、總結 綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術、數控技術、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術的結合為制造系統(tǒng)，形成現代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素?，F代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們全方位的認知現代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們全方位的學習其各個相關領域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求[7]。 機床夾具已成為機械加工時的重要裝備，同時是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經濟方向發(fā)展。機床夾具的主要功能是使工件定位夾緊，使工件相對于刀具及機床占有正確的加工位置[8]，保證其被加工表面達到工序所規(guī)定的技術要求，工件定位后，經夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā)生位置改變。為了適應不同行業(yè)的需求和經濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇[9]。 安裝方法有找正法和用專用夾具[10]，找正法用于單件、小批生產中，而專用夾具用于生產批量較大或特殊需要時。 一、 設計（論文）的基本內容,擬解決的主要問題 基本內容：齒輪箱箱體工藝及夾具設計工藝、夾具設計的加工工藝過程，加工過程中的具體用量的計算，加工中床夾具的設計。 擬解決的主要問題：加工過程中加工余量和切削用量的計算，夾具裝夾的計算，零件的選擇。 二、 技術路線（研究方法） 1.查閱相關文獻資料了解課題。 2.對比分析現有幾個設計方案，選擇最適合本次設計的方案。 3.計算各層臺體部分的質量和轉動慣量，選擇驅動裝置和驅動方式。 4.根據選擇的設計方案，進行總體設計。 5.完成設計圖紙和說明書，準備答辯。 三、 進度安排 1～4 周調研收集資料，并查閱相關文獻，確定設計方案； 5～8 周初步進行總體設計，確定各部分組成，繪制草圖； 9～10周各零部件的校核，CAD出圖； 11～12周整理打印設計說明書，并讓老師對圖紙和說明書審查； 13周對圖紙和說明書，做最后修改，準備答辯。 四、 參考文獻 [1]王季琨 沈中偉 劉錫珍.機械制造設計工藝學[M].天津大學出版社,1984 [2]倪森壽.機械制造工藝與裝備[M].化學工業(yè)出版社,2002 [3]魏抗民 王曉宏.機械制造工藝裝備[M].重慶大學出版社,1998 [4]梁炳文 .機械加工工藝與竅門[M] .機械工業(yè)出版社,2001 [5]王啟平.機械機造工藝學[M].哈工大工業(yè)大學出版社,2000 [6]王光斗 王春福.機床夾具設計手冊[S].燕山大學 洛陽工學院,1999 [7]符煒.切削加工手冊[S] 湖南科學技術出版社,2001 [8]吳宗澤.機械零件設計手冊[S].機械工業(yè)出版社,2004 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 (單位名稱)機機械械加加工工工工藝藝過過程程卡卡片片產品型號零(部)件圖號JSS5-B/01.05（按JB/Z 254填寫文件編號）產品名稱齒輪箱零(部)件名稱齒輪箱零件圖共 頁第 頁材料牌號Q235A/焊接件毛坯種類焊接件毛坯外形尺寸612X427X348.5每毛坯可制件數1每臺件數1備注工序號工序名稱工序內容車間工段設備工藝裝備工時準終10焊接 焊接成型電焊二氧化碳飽和焊機20銑粗、半精銑2-225孔所在面金工立式銑床、銑面夾具 端面銑刀、游標卡尺30銑粗銑2-115孔所在面金工立式銑床、銑面夾具 端面銑刀、游標卡尺描圖40銑精銑2-115孔所在面至尺寸金工立式銑床、銑面夾具 端面銑刀、游標卡尺50鏜粗鏜2-120孔金工臥式鏜床、鏜孔夾具 鏜刀、內徑千分尺60鏜粗鏜2-125孔金工臥式鏜床、鏜孔夾具 鏜刀、內徑千分尺校描70鏜精鏜2-120H9孔至尺寸金工臥式鏜床、鏜孔夾具 鏜刀、內徑千分尺80鏜精鏜2-125H9孔至尺寸金工臥式鏜床、鏜孔夾具 鏜刀、內徑千分尺90鉆鉆、鉸主視圖上4-16H7孔金工立式鉆床、鉆孔夾具 14.8鉆頭，16機用鉸刀底圖號100鉆鉆、攻10-M16螺紋孔底孔14.8，攻M16牙金工立式鉆床、鉆孔夾具 14.8鉆頭，M16絲錐110鉆鉆、攻3-M6螺紋孔底孔5，攻M6牙金工立式鉆床、鉆孔夾具 5鉆頭，M6絲錐120鉆鉆、攻后視圖上面3-M6螺紋孔底孔5，攻M6牙金工立式鉆床、鉆孔夾具 5鉆頭，M6絲錐裝訂號130鉆鉆、攻右視圖上面3-M6螺紋孔底孔5，攻M6牙金工立式鉆床、鉆孔夾具 5鉆頭，M6絲錐140鉆鉆、攻左視圖上面3-M6螺紋孔底孔5，攻M6牙金工立式鉆床、鉆孔夾具 5鉆頭，M6絲錐150鉆鉆、攻左視圖上面4-M12螺紋孔底孔11，攻M12牙金工立式鉆床、鉆孔夾具 11鉆頭，M12絲錐160鉆鉆、攻左視圖上面8-M8螺紋孔底孔6.8，攻M8牙金工立式鉆床、鉆孔夾具 6.8鉆頭，M8絲錐170去毛刺鉗工鉗工臺角磨機，平板銼180檢驗質檢游標卡尺、內徑千分尺190入庫倉庫設計(日期)審核(日期)(標準化日期)(會簽日期)標記處數處數更改文件號簽字日期180檢驗質檢游標卡尺、內徑千分尺單件（按JB/Z 254填寫文件編號）第 頁工時XX大學機機械械加加工工工工序序卡卡片片產品型號零(部)件圖號JSS5-B/01.05（按JB/Z 254填寫文件編號）產品名稱齒輪箱零(部)件名稱齒輪箱零件圖共 頁第 頁車 間工 序 號工序名稱材料牌號金工20銑Q235A/焊接件毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每臺件數焊接件612X427X348.511設備名稱設備型號設備編號同時加工件數立式銑床X50321夾具編號夾具名稱切削液銑面夾具柴油工位器具編號工位器具名稱工序工時描圖準終單件工步號工步內容工藝裝備主軸轉速(r/min)切削速度(m/min)進給量(mm/r)切削深度(mm)進給次數工步工時機動 輔助1粗、半精銑2-225孔所在面端面銑刀、游標卡尺5100.51.51.521.35校描底圖號裝訂號設計(日期)審核(日期)(標準化日期)(會簽日期)標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期齒輪箱箱體機械加工工藝分析 目 錄 摘要 ………………………………………………………………………………1 1 引言 …………………………………………………………………………… 1 1.1 課題的提出 ………………………………………………………………… 3 1.2 課題的主要內容 …………………………………………………………… 4 1.3 課題的構思 ………………………………………………………………… 6 1.4 本人所完成的工作量 ……………………………………………………… 8 2 零件的工藝設計 ……………………………………………………………… 10 2.1零件的功用及工藝分析……………………………………………………… 12 2.2齒輪箱加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施…………… 17 2.3齒輪箱加工定位基準的選擇………………………………………………… 19 2.4齒輪箱加工主要工序安排…………………………………………………… 20 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………………… 21 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間）…………………………………… 22 3 夾具設計…………………………………………………………………… 23 3.1定位基準的選擇…………………………………………………………………25 3.2定位元件的設計…………………………………………………………………26 3.3切削力及夾緊力的計算…………………………………………………………28 3.4夾緊裝置設計……………………………………………………………………29 3.5夾具設計及操作的簡要說明……………………………………………………30 總結與體會 ………………………………………………………………………… 31 致謝詞 ……………………………………………………………………………… 32 參考文獻………………………………………………………………………………33 摘 要 齒輪箱箱體是齒輪箱的重要零件，其作用是支承傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證齒輪箱體部件與其他部件正確安裝。本論文主要論述齒輪箱箱箱體機械加工工藝專用夾具的設計。在對齒輪箱齒輪箱體及工藝分析的基礎上，合理地選擇了毛坯，確定了加工方法，擬定了零件的工藝路線。根據加工過程中的技術要求編寫了工藝過程卡和工序卡。然后根據零件技術要求，進行專用夾具的設計，以確保設計出的專用夾具合理經濟。 【關鍵詞】齒輪箱、工藝路線、夾具 Abstract With the aging of the population?problem is becoming more and more?serious,?the elderly and disabled?travel,?there is a?problem?in any country.?How?to solve this problem,?which reflectsthe?developed?degree of a?society from the?level of science and technology?to the humanistic care?and other aspects of the.?Our?attention to?this situation?or?not,?that is?no?easy installation?in?vehicles?off?disabilities?on facilities,?this concern?degree.?The?arrangement oflifting?system for?disabled people?in the car,?can improve?the above situation.The?disabled?to pedal?accessibility,?and realize the?company by personnel,?andtrained personnel?to operate this set of machinery,?control?to complete the?disabledspecial automobile?seat lifting?system,?to?enable the disabled?smoothly on the trainobjective.?Should first?in-depth discussion?from the?feasibility?scheme of the mechanism,?through the?hands?of?the power unit,?and then after?repeated?and carefulfeasibility,?safety analysis?and?correction of motion,. 【Key words】The manufacturing process the location, clamping, the process 1引言 1.1 課題的提出 近年來，隨著時代技術的進步，對齒輪箱要求越來越高。眾多齒輪箱工程師在改進齒輪箱性能的研究中傾注了大量的心血，齒輪箱加工技術得到了飛速的發(fā)展。齒輪箱零件質量的優(yōu)劣直接影響到其他等零件的相互位置準確性及整個齒輪箱使用的靈活性和壽命。因此，制定合理的加工工藝規(guī)程和設計合理的專用夾具是保證齒輪箱的加工質量的有效措施。 1.2課題的主要內容 1. 根據給定的“齒輪箱”圖片，完成齒輪箱零件圖； 2. 進行給定零件的機械加工工藝過程設計及工序設計，零件生產類型為中批生產，完成機械加工工藝過程卡及工序卡； 3. 進行工裝設計，根據工藝過程，完成兩道工序的專用夾具設計，夾緊裝置的設計，要求結構合理，工藝性、經濟性好； 4. 根據夾具總裝圖，拆畫主要件零件圖； 5. 編寫設計說明書。 1.3課題的構思 齒輪箱的主要作用是支承傳動軸，保證軸的中心高及平行度，并保證齒輪箱部件與發(fā)動機正確安裝。因此齒輪箱零件的加工質量，不但直接影響齒輪箱的裝配精度和運動精度，而且還會影響齒輪箱的工作精度、使用性能和壽命。因此選擇合理的加工工藝流程與夾具方案，是保證零件加工精度的必要條件，只有零件的精度提高了才能保證裝配的精度，運動精度等。 1.4本人所完成的工作量 通過各種渠道廣泛收集、閱讀和分析參考資料和文獻，篇幅達30多篇。參閱的相關工具書中代表書籍有《機床夾具設計手冊》與《機械加工工藝手冊》。結合連桿的傳統(tǒng)工藝對現有工藝進行了改進，較為合理地選擇了毛坯材料，擬定了機械加工工藝流程及1套夾具設計方案。 2 零件的工藝設計 2.1零件的功用及工藝分析 2.1.1零件的作用 題目給出的零件是齒輪箱。齒輪箱箱體的主要作用是支承傳動軸，保證軸中心高及同軸度，并保證齒輪箱部件與發(fā)動機正確安裝。因此齒輪箱零件的加工質量，不但直接影響齒輪箱的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。齒輪箱零件的頂面用以安裝齒輪箱蓋，前后端面支承孔φ90H7、φ120H9、2-φ225,2-φ125H9，φ95H7用以安裝傳動軸，實現其減速功能。 2.1.2零件的工藝分析 （1）以主視圖為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：頂面和底面的銑削加工； 4-φ16H7孔的加工。其中頂面有表面粗糙度要求為，4-φ16H7孔的表面粗糙度。 （2）以中間視圖為主要加工表面的加工面。這一中心軸線上加工包括：φ180H8、φ90H7；2-φ120H9，φ95H7，φ117.5，2-φ125H9孔的鏜削加工。 （3）以左視圖為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：頂面和底面的銑削加工；12-M6螺紋孔鉆削加工，4-M12螺紋孔的鉆、攻螺紋加工。其中頂面和底面有表面粗糙度要求為，4-M12螺紋孔的表面粗糙度為Ra6.3,12-M6螺紋孔的表面粗糙度為Ra6.3。 2.2齒輪箱箱體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 由以上分析可知，該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于齒輪箱箱體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。 由于齒輪箱齒輪箱的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是齒輪箱加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1孔與面的加工順序 箱體類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。齒輪箱箱體的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保 證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去焊接件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。 2.2.2孔系的加工方法 齒輪箱箱體孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。 根據齒輪箱零件圖所示的齒輪箱箱體的精度要求和生產率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 2.3齒輪箱箱體加工定位基準的選擇 2.3.1粗基準的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應選擇齒輪箱的下底面作為主要基準。即以齒輪箱箱體的大底平面粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要面作為支撐面表示第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支撐面時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.3.2精基準的選擇 從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證齒輪箱箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從齒輪箱箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是齒輪箱箱體的裝配基準，但因為它與齒輪箱箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4齒輪箱箱體加工主要工序安排 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。齒輪箱箱體加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到齒輪箱箱體加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應當遵循先面后孔的原則。本次加工都采用在立式銑床X5032床上加工先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系和螺紋底孔，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工底面基準面，然后以支承面定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段后分散進行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據以上分析過程，現將齒輪箱加工工藝路線確定如下： 焊接成型 工序10 粗、半精銑2-∮225孔所在面 工序20 粗銑2-∮115孔所在面 工序30 精銑2-∮115孔所在面至尺寸 工序40 粗鏜2-∮120孔 工序50 粗鏜2-∮125孔 工序60精鏜2-∮120H9孔至尺寸 工序70精鏜2-∮125H9孔至尺寸 工序80鉆、鉸主視圖上4-∮16H7孔 工序90鉆、攻10-M16螺紋孔底孔∮14.8，攻M16牙 工序100鉆、攻3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 工序120鉆、攻后視圖上面3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 工序130鉆、攻右視圖上面3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 工序140鉆、攻左視圖上面3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 工序150鉆、攻左視圖上面4-M12螺紋孔底孔∮11，攻M12牙 工序160鉆、攻左視圖上面8-M8螺紋孔底孔∮6.8，攻M8牙 工序170去毛刺 工序180檢驗 工序190入庫 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “齒輪箱”零件材料采用Q235A板材焊接而成。齒輪箱材料為Q235A，生產類型為大批量生產，采用焊接而成。 （1）頂面和底面的加工余量。根據工序要求，頂面和底面只需要粗銑一個工序就可以獲得。各工步余量如下： 粗銑：參照機械加工工藝手冊。其余量值規(guī)定為，現取。粗銑平面時厚度偏差取。 焊接毛坯的基本尺寸為348.5+2.5+2.5=353.5根據機械加工工藝手冊，焊接件尺寸公差等級選用CT7，查表可得焊接件尺寸公差為 毛坯的名義尺寸為：348.5+2.5+2.5=353.55mm 毛坯最小尺寸為：353.55-0.6=352.94mm 毛坯最大尺寸為：353.55+0.6=354.16mm 粗銑后最大尺寸為：353.55-505=348.5 粗銑后最小尺寸為： （2）mm孔的鏜削加工。 孔的鏜削加工，確定工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： 鏜孔： mm （3）mm孔的鏜削加工。各工序余量如下： 粗鏜：參照機械加工工藝手冊，其余量值為,現取其為。粗鏜時厚度偏差取。 精鏜：參照機械加工工藝手冊,其余量值規(guī)定為。 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即25mm和150mm。 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序20 粗、半精銑2-∮225孔所在面 機床：銑床X5032 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數 （1）粗銑 銑削深度： 每齒進給量：根據文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據文獻[7]表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 銑削深度： 每齒進給量：根據文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 本工序機動時間 工序30: 粗銑2-∮115孔所在面 銑削深度： 每齒進給量：根據文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據文獻[7]表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 銑削深度： 每齒進給量：根據文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 本工序機動時間 工序40：精銑2-∮115孔所在面至尺寸 機床：X5032 刀具：面銑刀320mm 銑刀直徑，齒數 銑削深度： 每齒進給量：根據文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據文獻[7]表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 工序50 粗鏜2-∮120孔 機床：T6113 刀具：硬質合金鋼刀具鏜刀YG3X （1） 粗鏜2-∮120孔 切削深度： 進給量：根據文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數： 機動時間： 工序60 粗鏜2-∮125孔 切削深度： 進給量：根據切削深度，再參照文獻[7]表2.4-66。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數： 機動時間： 工序70 精鏜2-∮120H9孔至尺寸 切削深度： 進給量：取 機床主軸轉速：根據系統(tǒng)工況，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 行程次數： 機動時間：由于φ42與φ45孔同軸，應在相同的時間內完成加工，因此 由于 本工序機動時間： 工序80精鏜2-∮125H9孔至尺寸 進給量：取 機床主軸轉速：由于φ42與φ45孔同軸，因此 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 行程次數： 機動時間：由于φ42與φ45孔同軸，應在相同的時間內完成加工，因此 由于 本工序機動時間： 工序90 鉆、鉸主視圖上4-∮16H7孔 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查數控銑床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 工序100鉆、攻10-M16螺紋孔底孔∮14.8，攻M16牙 機床：Z3050 刀具：麻花鉆 鉆、攻10-M16螺紋孔底孔∮14.8，攻M16牙 切削深度： 進給量：根據文獻[7]表2.4-39，取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-41，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數為1 機動時間： 工序110：鉆、攻3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 （1）加工刀具為：鉆孔——Φ5mm。 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查數控銑床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 工序120：鉆、攻后視圖上面3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 牙 （1）加工刀具為：鉆孔——Φ5mm。 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查數控銑床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 工序130：鉆、攻右視圖上面3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 （1）加工刀具為：鉆孔——Φ5mm。 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查數控銑床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 工序140 鉆、攻左視圖上面3-M6螺紋孔底孔∮5，攻M6牙 （1）加工刀具為：鉆孔——Φ5mm。 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查數控銑床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 工序150 鉆、攻左視圖上面4-M12螺紋孔底孔∮11，攻M12牙 （1）加工刀具為：鉆孔——Φ5mm。 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查數控銑床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 工序160 鉆、攻左視圖上面8-M8螺紋孔底孔∮6.8，攻M8牙 確定進給量 根據參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查數控銑床說明書，取。 根據參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[7]表28-9，允許的進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 3 鏜孔夾具設計 本夾具主要用來鏜削內孔。這些孔表面粗糙度要求分別為Ra和Ra并作為左右端面垂直度的基準，其質量直接影響左右端面的精度。因此在本道工序加工時主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 3.1定位基準的選擇 由零件圖可知內孔分別在同一軸線上，由于在鏜孔之前外圓已經進行了車削加工，所以選擇一面兩銷的定位方式，并且以已經銑削出的上下平面同樣作為定位基準來對工件進行定位，限制工件的自由度，這樣工件就別限制了自由度，從而達到了定位的目的。 3.2定位誤差分析 工件的工序基準為上下平面的定位，本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的移動壓板保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與壓板中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為:Td=Dmax-Dmin ； 本工序采用兩個壓板，一個階梯定位銷定位，工件始終靠近定位軸的一面，而定位軸的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位軸正上方，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。 ?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為 由[16]《機床夾具設計手冊》可得： ⑴ 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側面定位支承釘離底平面距離為，側面高度為；且滿足；則： ⑵ 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有：： 其中接觸變形位移值： 式（2.16） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.3切削力及夾緊力的計算 由于兩種大小的孔切削力各不相同，因此選擇最大孔的切削力為標準。 鏜刀材料：（硬質合金鏜刀） 刀具的幾何參數： 由參考《實用機械工藝簡明手冊中》查表可得： 圓周切削分力公式： 式（3.1） 式中 式（3.2） 查表得： 取 由表可得參數： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3） 式中參數： 即： 軸向切削分力公式 ： 式（3.4） 式中參數： 即： 根據工件受力切削力、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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： 式（3.5） 安全系數K可按下式計算： 式（3.6） 式中：為各種因素的安全系數，見《簡明機床夾具設計手冊》表，可得： 所以，由式（3.5）有： 3.4鏜套與襯套的設計 根據工藝要求此鏜孔夾具為加工內孔，所以本次采用的鏜套為95×1000，鏜套用襯套選用120×80。 選用鏜套如圖所示: 圖4-2 鏜套 其結構參數如下表： 表4-1 鏜套基本結構參數 d H D 公稱尺寸 允差 60 45 75 -0.012 -0.027 90 85 18 2．5 40 40 3 襯套選用鏜套用襯套其結構如圖所示： 圖4-3 襯套 其機構參數如下表： 表4-2 鏜套用襯套結構參數 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 75 +0.022 0 45 85 +0.039 +0.020 3 1 3.5夾緊元件及動力裝置的確定 根據設計要求保證夾具一定的先進性且夾緊力并不是很大，所以采取光面壓板壓緊工件，然后通過可伸縮定位銷來對工件進行定位，工件在夾具體上安裝后，通過活動壓板在上面將工件夾緊。整個壓緊裝置大致圖如下： 圖4-4 齒輪箱鏜孔夾具夾緊裝置 3.6夾具設計及操作的簡要說明 鏜孔的夾具，裝卸工件時，通過松開壓板的螺母，將壓板旋轉一定的角度打開，從而將工件取出來，當要裝進工件時，將工件放在工作臺上面，打進定位銷，然后將壓板壓緊工件，再把螺母鎖定，這樣就限制住了工件的自由度，能夠進行鏜孔加工了。 圖4-6 鏜孔夾具裝配圖 小 結 本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 在夾具設計中，先確定工件的基準，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計算了了夾緊力和夾具體的誤差等。 在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。 致謝 在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。 這次畢業(yè)設計是我的老師悉心指導下完成的。老師以其淵博的學識、嚴謹的治學風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計；同時也感謝王海文老師在畢業(yè)設計期間給我的大量的指導和幫助。 最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！ 【參考文獻】 1 王少軍．機械制造工藝學（M）．北京：機械工業(yè)出版社，2006 35~ 2 壽主編．機床夾具設計．北京：機械工業(yè)出版社，1983 86~97 3 王笑天．金屬材料學（M）．北京：機械工業(yè)出版社，1987 22~36 4 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