變速箱體的銑下平面夾具設計及加工工藝裝備含4張CAD圖,變速,箱體,平面,夾具,設計,加工,工藝,裝備,CAD 摘 要 本次設計是汽車變速箱箱體零件的加工工藝 規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。汽車變速箱箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確的劃分為粗加工和精加工階段，以保證孔系的加工精度。基準選擇以變速箱箱體的輸入軸與輸出軸的支承孔作為粗基準，以頂面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排先以支承孔系定位加工出上表面。再以頂平面與支承孔系定位加工出孔。整個加工過程均選用組合機床，夾具選用專用夾具夾緊。加緊方式多選用手動夾緊，夾緊可靠。 本設計要求“以質(zhì)量求發(fā)展，以效益求生存”，在保證零件加工質(zhì)量的前提下，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，是國內(nèi)外現(xiàn)代機械加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。通過對變速箱體零件圖的分析及結(jié)構(gòu)形式的了解，從而對變速箱體進行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術要求和精度分析。然后再對變速箱體的底孔、軸承孔的加工進行夾具設計與精度和誤差分析，該工藝與夾具設計結(jié)果能應用于生產(chǎn)要求。 關鍵詞：變速箱；加工工藝；定位；夾緊；夾具設計 Abstract This design is car gear-box parts processing procedure and some process of special jig design. Auto gear-box parts of the main processing surface is flat and hole department. Ensure the machining precision of the plane than guarantee hole machining precision of the easy is. Therefore, this design follow the principle of after make face first hole. And the pores and plane into rough machining clear and precise machining stage, to ensure that the hole is processing precision. Benchmark choose to gear-box input shaft and output axis holes as coarse benchmark, supported by end face and two craft hole as fine a benchmark. Main processing procedure in supporting hole is scheduled to produce the surface. Location Then with the plane and supporting hole is positioning processed from holes. The whole process are chosen combination machine tools, clamping fixture choose special jig. Stepping up way many choose manual clamping, clamping reliable. This design requirements "with quality beg development, with benefits of survival", ensure parts processing quality premise, higher productivity and reduced production cost, is domestic and international modern machining technology is one of the main development direction. Based on the analysis of the body parts drawing variable structure and form of understanding, thus the process of speed changing process explanation and analysis, the processing of technical requirements and precision analysis. Then in the variable speed cabinet of bearing hole and the clamping fixture design and precision machining procedure and the error analysis, this technology and fixture design results can be applied to production requirements. Key words: gearbox; Processing technology; positioning; Fixture design; Clamping force 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 第1章 緒 論 4 1.1選題背景 4 1.2 選題的目的及意義 4 1.3、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 4 1.4設計的主要內(nèi)容 6 第2章 變速箱體加工工藝規(guī)程設計 7 2.1零件的分析 7 2.1.1零件的作用 7 2.1.2變速箱體的結(jié)構(gòu)特點 7 2.2變速箱體的工藝性 8 2.2.1零件的工藝分析 8 2.2.2箱體的材料、毛坯及熱處理 8 2.2.3毛坯的材料熱處理 9 2.2.4確定毛坯的制造形式 9 2.2.5基面的選擇 9 2.2.6確定工藝路線 10 2.2.7機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 2.2.8確定切削用量 12 2.3本章小結(jié) 23 第3章 粗銑下平面夾具設計 24 3.1 問題的指出 24 3.2 夾具設計 24 結(jié) 論 27 參考文獻 28 致 謝 29 第1章 緒 論 1.1選題背景 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設計的物質(zhì)技術基礎，一方面，技術制約著設計；另一方面，技術也推動著設計。從設計美學的觀點看，技術不僅僅是物質(zhì)基礎還具有其本身的“功能”作用，只要善于應用材料的特性，予以相應的結(jié)構(gòu)形式和適當?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術潛在的“功能”。 技術是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。 1.2 選題的目的及意義 選擇這樣的一個題目來研究，可以促使學生充分調(diào)動本科四年來學的大部分知識，并嘗試將這些知識綜合運用并和實踐經(jīng)驗相結(jié)合，培養(yǎng)自覺查手冊，設計遵循行業(yè)標準，生產(chǎn)不僅要考慮質(zhì)量還要考慮經(jīng)濟性等一個工藝人員必須具備的素質(zhì)。有利于加快學生適應生產(chǎn)崗位的步伐，有利于高等教育和企業(yè)人才需求的銜接。 通過這次設計實踐，能更好的掌握和鞏固所學的書本知識，學以致用，加強讀圖，熟悉圖紙，分析圖紙的能力，是從理論到實際的一個過渡，為畢業(yè)走上工作崗位適應具體工作要求做準備。 目前，國內(nèi)外汽車和發(fā)動機廠家的變速箱體生產(chǎn)大多數(shù)采用流水線專用組合機床，定位方式有所不同，有以凸臺面定位的，國外大多數(shù)采用一面雙銷定位，軸承孔和撥叉孔等的加工一般采用粗鏜——精鏜來完成，國外也有較先進的采用先粗鏜，再高速鉸來加工，提高了生產(chǎn)效率和精度，但需要更精密的機床和控制。 1.3、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1、國外機床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀 國外生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。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(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具;另一方面，在多品種生產(chǎn)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(shù)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(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)率; (6) 提高機床夾具的標準化程度。 2、國內(nèi)機床夾具的發(fā)展方向 夾具是機械加工不可缺少的部件，在我國機床技術正向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 (1) 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259-91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 (2) 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1";用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 (3) 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右;在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 (4) 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。 1.4設計的主要內(nèi)容 1、分析研究部件裝配圖樣和審查零件圖 (1) 分析加工零件的結(jié)構(gòu)特點 (2) 分析零件的各項技術要求 (3) 審查零件的機械加工工藝性 2、零件的工藝規(guī)程的編制 要解決主的問題有：定位基準的選擇，工藝路線的制定，應用計算法與查表法確定機械加工余量與工序尺寸，最后為切削用量的確定。 3、零件加工的專用車床夾具 這部分分中詳細論述了車床夾具的組成原理與特點，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)與工藝性能提出設計方案，然后對方案進行詳細的分析，包括原理與結(jié)構(gòu)動作的分析，最后對其進行計算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位誤差的分析計算，切削力的分析計算，夾緊力的分析計算，強度校核。 4、 繪制夾具裝配圖 5、 編寫設計說明 23 第2章 變速箱體加工工藝規(guī)程設計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 變速器是由齒輪，齒輪軸和變速器箱體等零件構(gòu)成。其主要功用是改變汽車的行駛速度，以適應各種不同的路面條件，并可實現(xiàn)倒速行使。 變速器箱體零件在整個變速器組成中的功用是保證其他各個部件占據(jù)合理正確的位置，使之有一個協(xié)調(diào)運動的基礎構(gòu)件。變速箱體零件質(zhì)量的優(yōu)點將直接影響到軸和齒輪等零件的相互位置準確性及變速器組成使用的靈活性與壽命。 變速箱體是個典型的箱體零件，其形狀復雜，薄壁（10-20mm）。需要加工多個平面，孔系和螺紋等。鋼度低受力和受熱等因素影響會產(chǎn)生變形和震動。 2.1.2變速箱體的結(jié)構(gòu)特點 機體是機器和部件的基礎零件,由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運動.常見的箱體零件有:各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等. 各種箱體類零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點 : 1. 尺寸較大 機體通常是機器中最大的零件之一,它是其他零件的母體,如大型減速箱體長達5~6m,寬3~4m,重50~60噸,正因為它是一個母體,所以它是機器整體的最大零件. 2. 形狀復雜 其復雜程度取決于安裝在箱體上的零件的數(shù)量及在空間的相互位置,為確保零件的載荷與作用力,盡量縮小體積.有時為了減少機械加工量或減輕零件的重量,而又要保證足夠的剛度,常在鑄造時減小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸臺.凸邊等結(jié)構(gòu)來滿足工藝與力的要求. 3. 精度要求 有若干個尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，這些平面和孔的加工質(zhì)量將直接影響機器的裝配精度，使用性能和使用壽命。 4．有許多緊固螺釘定位箱孔 這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有時給加工帶來很大的困難。 由于箱體有以上共特點，故機械加工勞動量相當大，困難也相當大，例如減速箱體在鏜孔時，要如何保證位置度問題，都是加工過程較困難的問題。 2.2變速箱體的工藝性 2.2.1零件的工藝分析 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。 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。 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。 2.2.2箱體的材料、毛坯及熱處理 1、?毛坯種類的確定 常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮以下幾個因素： （1）依據(jù)零件的材料及機械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯強度要求高而形狀不太復雜的鋼制品零件一般采用鍛件。 （2）?依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。 （3）?依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。 （4）確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術、新材料的可能性。 本減速器是大批量的生產(chǎn)，材料為HT200用鑄造成型。 2、毛坯的形狀及尺寸的確定 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題： （1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。 （2）為了提高機械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以作成一坯多件。 （3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。 在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.2.3毛坯的材料熱處理 長期使用經(jīng)驗證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術上（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)濟上的優(yōu)點，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT200，HT25~47，當載荷較大時，采用HT30~54，HT35~61高強鑄鐵。 箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當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，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行粗加工，可以部分地減輕大型機床的負荷。 毛坯未進入機械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應力，對毛坯應進行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進行時效處理。 毛坯鑄造時，應防止沙眼、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。重要的箱體毛坯還應該達到規(guī)定的化學成分和機械性能要求。 2.2.4確定毛坯的制造形式 零件的材料HT200。由于年產(chǎn)量為4000件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 2.2.5基面的選擇 （1）粗基準的選擇 對于本零件而言，按照互為基準的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準，可用裝夾對肩臺進行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準，以限制z、z、y、y、五個自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達到定位,目的。 （2）精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準。 2.2.6確定工藝路線 變速箱箱體的機械加工質(zhì)量要求高，加工工作量大，因此箱體零件的結(jié)構(gòu)應具有良好的機械加工工藝性，使之能采用即簡單又經(jīng)濟合理的機械加工工藝。所以根據(jù)以上要求擬定了兩套工藝路線如表2.1和表2.2。 表2.1 工藝路線方案一 工序1 鑄造 工序2 時效 工序3 涂底漆 工序4 鉆箱體各孔 工序5 鉆前端面各孔 工序6 鏜左平面各孔 工序7 鏜右平面各孔 工序8 粗,精銑上平面至尺寸 工序9 粗,精銑下平面 工序10 粗,精銑左端平面 工序11 粗,精銑右端平面 工序12 粗,精銑前端平面 工序13 粗,精銑后端平面 工序14 鉗工,去除銳邊毛剌 工序15 鉗工,去除銳邊毛剌 工序16 檢驗 工序17 入庫 表2.2 工藝路線方案二 工序1 鑄造 工序2 時效 工序3 涂底漆 工序4 粗,精銑上平面至尺寸 工序5 粗,精銑下平面 工序6 粗,精銑箱體寬度側(cè)平面 工序7 粗,精鏜直徑Φ62H12的孔 工序8 粗,精鏜直徑Φ80H12的孔 工序9 鉆Φ30的孔 工序10 加工6－M10孔 工序11 鉆Φ22的孔 工序12 鉆2xM16的孔 工序13 鉆臺階小孔 工序16 鉗工,去除銳邊毛剌 工序17 檢驗 工序18 入庫 工藝路線的比較與分析： 第二條工藝路線不同于第一條是將銑各平面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔與,其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動提高了生產(chǎn)效率。而且對于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。 采用互為基準的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線， 加工不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個問題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。如果選取第二條工藝方案，先加工上、下平面，然后以這些已加工的面為精基準，加工其它各孔便能保證孔的形位公差要求，從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)第二個方案比較合理。所以我決定以第二個方案進行生產(chǎn)。具體的工藝過程見工藝卡片所示。 2.2.7機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1．箱蓋 （1）毛坯的外廓尺寸 考慮其加工外廓尺寸為396×200×230 mm，表面粗糙度要求RZ為3.2um，根據(jù)《機械加工工藝手冊》（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。 毛坯長：396+2×3.5=403mm ； 寬：200+2×3=206mm ； 高：230+2×2.5=237mm 。 （2）主要平面加工的工序尺寸及加工余量 為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時，工序5的銑削深度ap=2.5mm，工序6的銑削深度ap=2.45mm，留磨削余量0.05mm,工序8的磨削深度ap=0.05mm 2 .箱體 (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=0. 5mm。 (2) 主軸箱體的材料是HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應按調(diào)整法加工方式予以確定。 2.2.8確定切削用量 1. 工序1 粗、精銑變速箱體下平面 （1）粗銑下平面 工件材料： HT200，鑄造； 機床：X52K立式銑床； 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量：Z=3mm；所以銑削深度：。 每齒進給量：??；銑削速度：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》,取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： （2.1） 式中 ： V—銑削速度； d—刀具直徑。 由式2.1機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》﹐取。 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻查參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，。 （2）精銑下平面 工件材料： HT200，鑄造；n 機床： X52K立式銑床； 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=2mm； 銑削深度：； 每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，取。 銑削速度：參照參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有： 按照參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊取》, 。 實際銑削速度： 進給量，由式（1.3）得： 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： 刀具切出長度，取。 走刀次數(shù)為1 機動時間： 根據(jù)參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》,可查得銑削的輔助時間。 精銑的切削工時 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(shù)為1 機動時間： 可查得銑削的輔助時間。 銑下平面的總工時為： t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min 2. 工序2加工其它平面，各切削用量與加工上平面相近，因此省略不算，參照工序1執(zhí)行。 3. 工序3粗精銑左右端的側(cè)面 （1）粗銑左右端的側(cè)面 工件材料： HT200，鑄造； 機床：X52K立式銑床； 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ， 齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量Z=3mm；所以銑削深度。 每齒進給量；取銑削速度。 參照參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，取。 由式2.1得機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》，取。 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：所以 。 被切削層長度：由毛坯尺寸可知。 刀具切入長度： （2.2） 刀具切出長度：取。 走刀次數(shù)為1 （2）精銑左右端側(cè)平面 工件材料： HT200，鑄造； 機床： X52K立式銑床； 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=2mm； 銑削深度：； 每齒進給量：； 銑削速度，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有： 按照參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》，。 實際銑削速度： 進給量，由式（2.3）有： 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(shù)為1 根據(jù)參考文獻[9]《金屬切削手冊》,=249/（37.5x3)=2.21min； 根據(jù)參考文獻[4] 《 機械加工工藝手冊》,可查得銑削的輔助時間； 根據(jù)參考文獻[9] 《上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊》,切削工時：=249/(37.5×3)=2.21min； 根據(jù)參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》,可查得銑削的輔助時間。 粗精銑寬度為396mm的下平臺的總工時： t=+++=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min 4．工序4粗精鏜Φ62H12的孔 （1）粗鏜Φ62H12的孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：； 切削深度：，毛坯孔徑； 進給量：刀桿伸出長度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進給量； 切削速度：取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3] 《機床夾具設計》，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(shù)： 機動時間： 工步輔助時間為：2.61min （2）精鏜孔Φ62H12 機床：臥式鏜床； 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀；鏜刀材料：； 切削深度：； 進給量：根據(jù)參考文獻[3] 《機床夾具設計》，刀桿伸出長度取，切削深為=，因此確定進給量。 切削速度：取。 機床主軸轉(zhuǎn)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(shù)： 機動時間： 所以該工序總機動工時： 工步輔助時間為：1.86min 5.工序5粗鏜Φ80H12的孔 （1）粗精鏜Φ80H12的孔 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：； 切削深度：；毛坯孔徑； 進給量：刀桿伸出長度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進給量。 切削速度：取。 機床主軸轉(zhuǎn)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(shù)： 機動時間： 工步輔助時間為：2.61min （2）精鏜下端孔到Φ80H12 機床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀；鏜刀材料：； 切削深度：； 進給量：刀桿伸出長度取，切削深度為=；因此確定進給量。 切削速度：取。 機床主軸轉(zhuǎn)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(shù)：。 機動時間： 所以該工序總機動工時： 工步輔助時間為：1.56min 6. 工序6鉆下平在2-φ30 工件材料為HT200鐵，孔的直徑為30mm。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為選用Φ30的麻花鉆頭。 進給量：??； 切削速度：取。 由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)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(shù)為1 被切削層長度：； 刀具切入長度：； 刀具切出長度：。 走刀次數(shù)為1 機動時間： 鉆削的輔助時間 7．工序加工6－M10底孔 工件材料為HT200鐵，孔的直徑為9mm。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為選用Φ9的麻花鉆頭。 進給量：取； 切削速度：參照參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》，取。 由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)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(shù)為1 根據(jù)參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》，可查得鉆削的輔助時間。 8.工序8鉆φ22孔 工件材料為HT200鐵，孔的直徑為40mm，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床，加工工序為锪鉆，加工刀具為：鉆孔——Φ22mm小直徑鉆。 （1）確定切削用量 確定進給量 :根據(jù)參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，可以得，于孔深度比：，故。 查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[7] 《 機械加工工藝師手冊》，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(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)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(jié)論進行修正。 由參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7] 《機械加工工藝師手冊》，，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 ，， 9. 工序9校驗 （5）鉆M6孔 工件材料：HT200，金屬模鑄造； 機床：Z535立式鉆床； 刀具：高速鋼鉆頭Φ5；被切削層長度：。 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 根據(jù)參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》，可查得鉆削的輔助時間。 鉆G1/4″的工時； 鉆G1/4″孔進給量，機床主軸轉(zhuǎn)速。 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1 機動時間： 由參考文獻[4] 《機械加工工藝手冊》，可查得鉆削的輔助時間 t=+ t=0.27+1.77=2.04min 該工序的總工時為： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min 所以該方案滿足生產(chǎn)要求。 2.3本章小結(jié) 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對加工工藝規(guī)程的設計，可以了解了加工工藝對生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體。 第3章 粗銑下平面夾具設計 3.1 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，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 對于機體加工工序5粗銑機體的下平面，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)成本和降低勞動強度。 3.2 夾具設計 （1） 定位基準的選擇： 由零件圖可知，機體下平面與分割面的尺寸應保證為240mm，故應以蝸輪軸承孔及分割面為定位基準。 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。 （2） 定位方案和元件設計 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，兩個支承釘?shù)某叽鐬?，浮動支承釘見夾具設計剖面圖。 （3） 夾緊方案和夾緊元件設計 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和夾緊方向，采用螺釘壓板夾緊機構(gòu)，在設計時，保證： 1） 緊動作準確可靠 采用球面墊圈，以保證工件高低不一而傾斜時，不使螺釘壓彎。壓板和工件的接觸面應做成弧面，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，以求扳手擰緊可靠，六角螺母頭也不易打滑損壞。支柱的高低應能調(diào)節(jié)，以便適應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作成長圓孔，以便松開工件時，壓板可迅速后撤，易于裝卸。壓板下面設置彈簧，這樣壓板松開工件取走后，仍受彈力托住而不致下落。 螺旋夾緊機構(gòu)各元件均已標準化，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：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20 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 當用兩把銑刀同時加工銑削水平分力時： FL/ =2FL=2×5364=10728N 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—板夾緊機構(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） 具設計及操作的簡要說明 在設計夾具時，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—板夾緊機構(gòu)。由于本工序是粗加工，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，增加了勞動強度，因此應設法降低切削力?？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）。 結(jié) 論 在本次畢業(yè)設計中，設計主要分為兩大部分進行：工藝編制部分和夾具設計部分。 在工藝部分中，涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，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時間。其中，工序機床的進給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計算并查手冊確定。 在夾具設計部分，首先需要對工件的定位基準進行確定，然后選擇定位元件及工件的夾緊，在對工件夾緊的選擇上，我用了兩種不同的夾緊方法，即：粗銑下平面用的是螺釘壓板夾緊機構(gòu)，粗銑前后端面時用的是手動夾緊機構(gòu)，兩種方法在生產(chǎn)中都有各自的優(yōu)點和不足，但都廣泛運用在生產(chǎn)中。然后計算銑削力以及夾緊工件需要的夾緊力，這也是該設計中的重點和難點。 目前我國已經(jīng)生產(chǎn)出五軸聯(lián)動的大型機床，相信不久的將來一定能在一臺機床上加工不同的工藝，使夾具更簡單，更便捷，一個零件從毛坯到成品在一條生產(chǎn)線上實現(xiàn)，更大的提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。 最后，這次畢業(yè)設計是我初次接觸實際產(chǎn)品的設計工作，缺乏實際經(jīng)驗，設計時間較為倉促，本次設計中，會有許多不完善的地方，懇請各位老師批評指正。 參考文獻 [1] 王寶璽主編，賈慶祥.汽車制造工藝學。.北京：機械工業(yè)出版社，2007.11 [2] 王先逵主編，機械制造工藝學..第二版。北京：機械工業(yè)出版社，2006.14 [3] 薛源順,機床夾具設計(第二版) [M],機械工業(yè)出版社,2003.1 [4] 孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷[M]。機械工業(yè)出版社 ，2009.19。 [5] 孫麗媛主編，機械制造工藝及專用夾具設計指導。北京：冶金工業(yè)出版，2002 [7] 李洪主編，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社， 2006.7 [8] 梁秋生主編，變速箱軸孔德數(shù)控加工工藝研究.裝備制造技術[J]。2009 . 11 [9] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上海科學技術出版社， 2010 .04 [10] 孔繁森主編，變速箱殼體多工序機加工的質(zhì)量控制與診斷[J]。吉林大學,2009. 07期 [11] 劉愛榮，程冬梅，高明憲，魏金營主編， 夾具設計對定位誤差的影響分析[J]。中州大學學報，2010.01 [12] 李燕玲，李立強主編，斜度可調(diào)式專用夾具設計，齊齊哈爾二機床[J]，2010.23 [13] 李忠海主編，鉆孔專用夾具設計與加工，裝備制造技術[J]，2010.09 [14] 陳哲亞主編，利用CAD軟件實現(xiàn)工裝夾具快速設計，天津汽車[J]，2009.12 [15] 飛躍主編，車床夾具設計分析，機電信息[J]，2009.36 [16] 袁培峰主編，磨床高精度夾具的設計，汽車工藝與材料[J]，2009.02 [17] Alexander Hornberg, "Handbook of Machine Vision"，(October 13, 2006) [18] Machine Tools N.chernor 1984.( June 10, 2007) [19] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.( June 7, 2009) 致 謝 本次設計的完成，我首先要感謝我的指導老師，XX老師。她在我做畢業(yè)設計期間，給予我許多學習上，研究上的悉心指導，還為我提供了重要的資料和手冊，沒有老師的幫助，我就不會這樣順利的完成這次設計任務，XX老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，忘我的工作精神，樸實的工作作風，對我有極其深遠的影響。 XX老師不僅以其淵博的學識、創(chuàng)造性的思維方式、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我在學術上受益匪淺、而且言傳身教，以其高尚的人格和坦蕩寬廣的胸懷教導了我做人的道理。在此畢業(yè)設計完成之際，瑾向XX老師和指導過我的老師表示最衷心的感謝，并致以崇高的敬意！ 在課題的研究和設計過程中，得到了同學們的無私幫助，在此對他們表示衷心的感謝。 在設計工作中，得到了學院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，深深地感謝我的所有老師多年來的教育、理解和關心。