变速箱箱体加工工艺与专用机床夹具设计（全套含CAD图纸）
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变速箱
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机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称钻2xM16螺纹孔工序号12零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能b450MPaHBS160210设备型号工时定额（min）1.77夹具 Z535立式钻床冷却液名称牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻孔至直径1515麻花钻专用塞规10.259000.472攻丝至M16M16细柄机用丝锥攻螺纹专用塞规10.154800.15设计者刘金鹆指导教师编制日期 共10页第9页机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称钻台阶小孔工序号10零件名称变速箱箱体下平面材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能b450MPaHBS160210设备型号工时定额（min）0.177夹具Z535立式钻床冷却液名称牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻台阶面的各个小孔并用塞规控制其大小13的麻花钻头专用塞规10.259000.3326的麻花钻头专用塞规10.153600.15设计者刘金鹆指导教师编制日期 共10页第10页机 械 加 工 工 序 卡 片工序名称粗,精铣上平面工序号4 零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能b450MPaHBS160210设备型号工时定额(min)5.24夹具X52K立式铣床冷却液名称牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1粗铣平面控制尺寸237三面刃圆盘铣刀专用量具13mm0.12mmr254rmin1.57ms2精铣平面控制尺寸235三面刃圆盘铣刀专用量具12mm0.08mmr61rmin0.4ms设计者刘金鹆指导教师编制日期 共10页第1页机械加工工序卡片工序名称铣下平面工序号5零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能B450MPAHBS160210设备型号工时定额MIN524夹具X52K立式铣床名称冷却液牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1粗铣平面控制尺寸233MM三面刃圆盘铣刀专业量具13MM012MMR300RMIN157MS2精铣平面控制尺寸230三面刃圆盘铣刀专业量具12MM008MMR61RMIN04MS设计者刘金鹆指导教师编制日期共10页第2页机械加工工序卡片工序名称钻侧面22的孔工序号11零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能B450MPAHBS160210设备型号工时定额夹具Z535立式钻床名称冷却液牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻孔至直径22直径22的麻花钻塞规10231951837设计者刘金鹆指导教师共10页第8页机械加工工序卡片工序名称铣箱体宽度的侧面工序号6零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能B450MPAHBS160210设备型号工时定额（MIN）524夹具Z535立式钻床名称冷却液牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1粗铣平面控制尺寸28与407MM三面刃圆盘铣刀专用量具1348254157精铣平面控制尺寸26与405MM三面刃圆盘铣刀专用量具122256104设计者刘金鹆指导教师编制日期共10页第3页机械加工工序卡片工序名称加工M10螺纹孔工序号10零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能B450MPAHBS160210设备型号工时定额MIN177夹具Z535立式钻床名称冷却液牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻孔至99麻花钻内锥千分尺10259000472攻丝至M10M10细柄机用丝锥攻螺纹手动丝锥1015480015设计者刘金鹆指导教师编制日期共10页第7页机械加工工序卡片工序名称镗80H12的孔工序号8零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能B450MPAHBS160210设备型号工时定额（MIN）1094夹具卧式镗床618T名称冷却液牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1粗镗直径80的孔镗削单边余量2MM硬质合金镗刀专用塞规12026001792精镗直径80的孔镗削单边余量05MM硬质合金镗刀专用塞规105015800309设计者刘金鹆指导教师编制日期共10页第5页机械加工工序卡片工序名称镗62H12的孔工序号7零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能B450MPAHBS160210设备型号工时定额（MIN）0506夹具卧式镗床618T名称冷却液牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1粗镗直径62的孔镗削余量单边为2MM硬质合金镗刀塞规120210002982精镗直径62的孔镗削余量单边为05MM硬质合金镗刀塞规1050151000309设计者刘金鹆指导教师编制日期共10页第4页机械加工工序卡片工序名称钻直径30孔工序号9零件名称变速箱箱体材料牌号HT200名称灰铸铁机械性能B450MPAHBS160210设备型号工时定额（MIN）177夹具Z535立式钻床名称冷却液牌号单件名称工步号工步内容刀具量具走刀次数切削深度（毫米）进给量（毫米/转）主轴转数（转/分）切削速（米/秒）1钻孔至直径30直径30的麻花钻塞规1025900085设计者刘金鹆指导教师编制日期共10页第6页下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985摘要本次设计是汽车变速箱箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。汽车变速箱箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确的划分为粗加工和精加工阶段，以保证孔系的加工精度。基准选择以变速箱箱体的输入轴与输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排先以支承孔系定位加工出上表面。再以顶平面与支承孔系定位加工出孔。整个加工过程均选用组合机床，夹具选用专用夹具夹紧。加紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠。本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对变速箱体零件图的分析及结构形式的了解，从而对变速箱体进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。然后再对变速箱体的底孔、轴承孔的加工进行夹具设计与精度和误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。关键词变速箱；加工工艺；定位；夹紧；夹具设计下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985ABSTRACTTHISDESIGNISCARGEARBOXPARTSPROCESSINGPROCEDUREANDSOMEPROCESSOFSPECIALJIGDESIGNAUTOGEARBOXPARTSOFTHEMAINPROCESSINGSURFACEISFLATANDHOLEDEPARTMENTENSURETHEMACHININGPRECISIONOFTHEPLANETHANGUARANTEEHOLEMACHININGPRECISIONOFTHEEASYISTHEREFORE,THISDESIGNFOLLOWTHEPRINCIPLEOFAFTERMAKEFACEFIRSTHOLEANDTHEPORESANDPLANEINTOROUGHMACHININGCLEARANDPRECISEMACHININGSTAGE,TOENSURETHATTHEHOLEISPROCESSINGPRECISIONBENCHMARKCHOOSETOGEARBOXINPUTSHAFTANDOUTPUTAXISHOLESASCOARSEBENCHMARK,SUPPORTEDBYENDFACEANDTWOCRAFTHOLEASFINEABENCHMARKMAINPROCESSINGPROCEDUREINSUPPORTINGHOLEISSCHEDULEDTOPRODUCETHESURFACELOCATIONTHENWITHTHEPLANEANDSUPPORTINGHOLEISPOSITIONINGPROCESSEDFROMHOLESTHEWHOLEPROCESSARECHOSENCOMBINATIONMACHINETOOLS,CLAMPINGFIXTURECHOOSESPECIALJIGSTEPPINGUPWAYMANYCHOOSEMANUALCLAMPING,CLAMPINGRELIABLETHISDESIGNREQUIREMENTS“WITHQUALITYBEGDEVELOPMENT,WITHBENEFITSOFSURVIVAL“,ENSUREPARTSPROCESSINGQUALITYPREMISE,HIGHERPRODUCTIVITYANDREDUCEDPRODUCTIONCOST,ISDOMESTICANDINTERNATIONALMODERNMACHININGTECHNOLOGYISONEOFTHEMAINDEVELOPMENTDIRECTIONBASEDONTHEANALYSISOFTHEBODYPARTSDRAWINGVARIABLESTRUCTUREANDFORMOFUNDERSTANDING,THUSTHEPROCESSOFSPEEDCHANGINGPROCESSEXPLANATIONANDANALYSIS,THEPROCESSINGOFTECHNICALREQUIREMENTSANDPRECISIONANALYSISTHENINTHEVARIABLESPEEDCABINETOFBEARINGHOLEANDTHECLAMPINGFIXTUREDESIGNANDPRECISIONMACHININGPROCEDUREANDTHEERRORANALYSIS,THISTECHNOLOGYANDFIXTUREDESIGNRESULTSCANBEAPPLIEDTOPRODUCTIONREQUIREMENTSKEYWORDSGEARBOXPROCESSINGTECHNOLOGYPOSITIONINGFIXTUREDESIGNCLAMPINGFORCE下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709854目录摘要ABSTRACT第1章绪论111选题背景112选题选题的目的及意义113国内外发展现现状214设计内容及方法3第2章变速箱体加工工艺规程设计421零件的分析4211零件的作用4212变速箱箱体的结构特点422变速箱箱体的工艺性5221零件的工艺性分析5222箱体的材料、毛坯及热处理5223毛坯的材料热处理6224确定毛坯的制造形式6225基面的选择6226确定工艺路线7227机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定8228确定切削用量923本章小结20第3章镗孔夹具设计2131夹具的结构类型21311夹紧力大小的确定原则22312定位基准的选择24313切削力的计算与夹紧力分析24314夹紧元件及动力装置确定25315镗套、衬套、镗模板及夹具体设计25316夹具精度分析25下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709855317夹具设计及操作的简要说明2632本章小结26第4章铣床夹具设计2741铣箱体上平面夹具图27411定位基准的选择27412定位元件的设计27413定位误差分析28414铣削力与夹紧力计算28415夹具体槽形与计对刀装置设29416夹紧装置及夹具体设计31417夹具设计及操作的简要说明3242本章小结32第5章专用刀具量具的选择3451刀具的选择34511刀具材料的选择34512确定合理的切削方式及工作角度35513妥善解决刀具的排屑，容屑，断屑问题35515正确选择刀具的轮廓3652专用量具的选择36521量规工作尺寸的确定36522量规的技术要求3753本章小结37结论38参考文献39致谢40附录41下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709857下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709859下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098510下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098512下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098513下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098514下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098515下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856第1章绪论11选题背景材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。12选题的目的及意义选择这样的一个题目来研究，可以促使学生充分调动本科四年来学的大部分知识，并尝试将这些知识综合运用并和实践经验相结合，培养自觉查手册，设计遵循行业标准，生产不仅要考虑质量还要考虑经济性等一个工艺人员必须具备的素质。有利于加快学生适应生产岗位的步伐，有利于高等教育和企业人才需求的衔接。通过这次设计实践，能更好的掌握和巩固所学的书本知识，学以致用，加强读图，熟悉图纸，分析图纸的能力，是从理论到实际的一个过渡，为毕业走上工作岗位适应具体工作要求做准备。目前，国内外汽车和发动机厂家的变速箱体生产大多数采用流水线专用组合机床，定位方式有所不同，有以凸台面定位的，国外大多数采用一面双销定位，轴承孔和拨叉孔等的加工一般采用粗镗精镗来完成，国外也有较先进的采用先粗镗，再高速铰来加工，提高了生产效率和精度，但需要更精密的机床和控制。13、国内外发展现状1、国外机床夹具的发展现状国外生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统FMS下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求1能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本2能装夹一组具有相似性特征的工件3能适用于精密加工的高精度机床夹具4能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具5采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率6提高机床夹具的标准化程度。2、国内机床夹具的发展方向夹具是机械加工不可缺少的部件，在我国机床技术正向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。1标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。2精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达01“用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5M。3高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000R/MIN的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。4柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。14设计的主要内容1、分析研究部件装配图样和审查零件图1分析加工零件的结构特点2分析零件的各项技术要求3审查零件的机械加工工艺性2、零件的工艺规程的编制要解决主的问题有定位基准的选择，工艺路线的制定，应用计算法与查表法确定机械加工余量与工序尺寸，最后为切削用量的确定。3、零件加工的专用车床夹具这部分分中详细论述了车床夹具的组成原理与特点，根据零件结构与工艺性能提出设计方案，然后对方案进行详细的分析，包括原理与结构动作的分析，最后对其进行计算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位误差的分析计算，切削力的分析计算，夹紧力的分析计算，强度校核。4、绘制夹具装配图5、编写设计说明黑龙江工程学院本科生毕业设计4第2章变速箱体加工工艺规程设计21零件的分析211零件的作用变速器是由齿轮，齿轮轴和变速器箱体等零件构成。其主要功用是改变汽车的行驶速度，以适应各种不同的路面条件，并可实现倒速行使。变速器箱体零件在整个变速器组成中的功用是保证其他各个部件占据合理正确的位置，使之有一个协调运动的基础构件。变速箱体零件质量的优点将直接影响到轴和齿轮等零件的相互位置准确性及变速器组成使用的灵活性与寿命。变速箱体是个典型的箱体零件，其形状复杂，薄壁（1020MM）。需要加工多个平面，孔系和螺纹等。钢度低受力和受热等因素影响会产生变形和震动。212变速箱体的结构特点机体是机器和部件的基础零件,由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动常见的箱体零件有各种形式的机床主轴箱减速箱和变速箱等各种箱体类零件由于功用不同,形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点1尺寸较大机体通常是机器中最大的零件之一,它是其他零件的母体,如大型减速箱体长达56M,宽34M,重5060吨,正因为它是一个母体,所以它是机器整体的最大零件2形状复杂其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置,为确保零件的载荷与作用力,尽量缩小体积有时为了减少机械加工量或减轻零件的重量,而又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方加筋板凸台凸边等结构来满足工艺与力的要求3精度要求有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，这些平面和孔的加工质量将直接影响机器的装配精度，使用性能和使用寿命。4有许多紧固螺钉定位箱孔这些孔虽然没有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有时给加工带来很大的困难。由于箱体有以上共特点，故机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如减速箱黑龙江工程学院本科生毕业设计5体在镗孔时，要如何保证位置度问题，都是加工过程较困难的问题。22变速箱体的工艺性221零件的工艺分析要加工孔的孔轴配合度为H7，表面粗糙度为RA小于16UM,圆度为00175MM,垂直度为008MM,同轴度为002MM。其它孔的表面粗糙度为RA小于125UM,锥销孔的表面粗糙度为RA小于16UM。盖体上平面表面粗糙度为RA小于125UM,端面表面粗糙度为RA小于32UM。机体的结合面的表面粗糙度为RA小于32UM，结合处的缝隙不大于005MM。机体的端面表面粗糙度为RA小于125UM。222箱体的材料、毛坯及热处理1、毛坯种类的确定常用毛坯种类有铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本减速器是大批量的生产，材料为HT200用铸造成型。2、毛坯的形状及尺寸的确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合黑龙江工程学院本科生毕业设计6制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。223毛坯的材料热处理长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是HT200，HT2547，当载荷较大时，采用HT3054，HT3561高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。224确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。225基面的选择（1）粗基准的选择对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制Z、Z、Y、Y、五个自由度。再以一面定位消除X、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。226确定工艺路线变速箱箱体的机械加工质量要求高，加工工作量大，因此箱体零件的结构应具有黑龙江工程学院本科生毕业设计7良好的机械加工工艺性，使之能采用即简单又经济合理的机械加工工艺。所以根据以上要求拟定了两套工艺路线如表21和表22。表21工艺路线方案一工序1铸造工序2时效工序3涂底漆工序4钻箱体各孔工序5钻前端面各孔工序6镗左平面各孔工序7镗右平面各孔工序8粗,精铣上平面至尺寸工序9粗,精铣下平面工序10粗,精铣左端平面工序11粗,精铣右端平面工序12粗,精铣前端平面工序13粗,精铣后端平面工序14钳工,去除锐边毛剌工序15钳工,去除锐边毛剌工序16检验工序17入库表22工艺路线方案二工序1铸造工序2时效工序3涂底漆工序4粗,精铣上平面至尺寸工序5粗,精铣下平面工序6粗,精铣箱体宽度侧平面工序7粗,精镗直径62H12的孔工序8粗,精镗直径80H12的孔工序9钻30的孔工序10加工6M10孔工序11钻22的孔黑龙江工程学院本科生毕业设计8工序12钻2XM16的孔工序13钻台阶小孔工序16钳工,去除锐边毛剌工序17检验工序18入库工艺路线的比较与分析第二条工艺路线不同于第一条是将铣各平面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔与,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加工上、下平面，然后以这些已加工的面为精基准，加工其它各孔便能保证孔的形位公差要求，从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。227机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1箱盖（1）毛坯的外廓尺寸考虑其加工外廓尺寸为396200230MM，表面粗糙度要求RZ为32UM，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表235及表236，按公差等级79级，取7级，加工余量等级取F级确定。毛坯长396235403MM；宽20023206MM；高230225237MM。（2）主要平面加工的工序尺寸及加工余量为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序5的铣削深度AP25MM，工序6的铣削深度AP245MM，留磨削余量005MM,工序8的磨削深度AP005MM2箱体黑龙江工程学院本科生毕业设计91主要平面加工的工序尺寸及加工余量为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序4的铣削深度AP20MM，工序5的铣削深度AP05MM。2主轴箱体的材料是HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造,毛坯尺寸的确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，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。228确定切削用量1工序1粗、精铣变速箱体下平面（1）粗铣下平面工件材料HT200，铸造；机床X52K立式铣床；刀具硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料，15YT0DM齿数，此为粗齿铣刀。8Z单边余量Z3MM；所以铣削深度。PA3M每齿进给量取；铣削速度参照参考文献7机械FA012/FMZV加工工艺师手册,取。3/VS机床主轴转速N（21）10ND式中V铣削速度；D刀具直径。由式21机床主轴转速N101360254/MIN4VRD按照参考文献参考文献7机械加工工艺师手册取。30/IR实际铣削速度V310157/06NS黑龙江工程学院本科生毕业设计10进给量FV01283/6048/FFAZNMS工作台每分进给量M4/INFVS根据参考文献查参考文献7机械加工工艺师手册，。A40A（2）精铣下平面工件材料HT200，铸造；N机床X52K立式铣床；刀具高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀），齿数12，此为15YT0DM细齿铣刀。精铣该平面的单边余量Z2MM；铣削深度；PA2M每齿进给量根据参考文献7机械加工工艺师手册，取。F08/FAZ铣削速度参照参考文献7机械加工工艺师手册，取。V32/VMS机床主轴转速，由式（21）有N1003261/IN14VRD按照参考文献7机械加工工艺师手册取,。75实际铣削速度V304/106NMS进给量，由式（13）得FV5127/25/FFAZS工作台每分进给量M/3/MINFVS被切削层长度由毛坯尺寸可知。L96L刀具切入长度1210513LDA47M黑龙江工程学院本科生毕业设计11刀具切出长度，取。2LM走刀次数为1机动时间JT12396713MIN8JMLTF根据参考文献4机械加工工艺手册,可查得铣削的辅助时间。104FT精铣的切削工时被切削层长度由毛坯尺寸可知；L396L刀具切入长度精铣时；110LD刀具切出长度取。2LM走刀次数为1机动时间2JT1223960219MIN5JMLTF可查得铣削的辅助时间。04F铣下平面的总工时为T113104104109258MIN1JT2J1FT2F2工序2加工其它平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序1执行。3工序3粗精铣左右端的侧面（1）粗铣左右端的侧面工件材料HT200，铸造；机床X52K立式铣床；刀具硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料，15YT0DM齿数，此为粗齿铣刀。8Z单边余量Z3MM；所以铣削深度。3PAM每齿进给量；取铣削速度。FA012/FZV参照参考文献7机械加工工艺师手册，取。1/S由式21得机床主轴转速N黑龙江工程学院本科生毕业设计12101360254/MIN4VNRD按照参考文献4机械加工工艺手册，取。N实际铣削速度V310157/06NS进给量FV28/48/FFAZMS工作台每分进给量M4/INFVS所以。A60被切削层长度由毛坯尺寸可知。L60L刀具切入长度1（22）20513LDA20613M刀具切出长度取。2LM走刀次数为1（2）精铣左右端侧平面工件材料HT200，铸造；机床X52K立式铣床；刀具高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀），齿数12，此为15YT0DM细齿铣刀。精铣该平面的单边余量Z2MM；铣削深度；PA2M每齿进给量；F08/FZ铣削速度，取。V3S机床主轴转速，由式（21）有N1003261/MIN14VRD按照参考文献4机械加工工艺手册，。75N实际铣削速度V黑龙江工程学院本科生毕业设计133140754/06DNVMS进给量，由式（23）有FV2/2/FFAZS工作台每分进给量M5/13/MINFVS被切削层长度由毛坯尺寸可知；L20L刀具切入长度精铣时；11LD刀具切出长度取。2L走刀次数为1根据参考文献9金属切削手册,249/（375X3221MIN；1T根据参考文献4机械加工工艺手册,可查得铣削的辅助时间；104FT根据参考文献9上海金属切削技术协会，金属切削手册,切削工时249/3753221MIN；2T根据参考文献4机械加工工艺手册,可查得铣削的辅助时间。2041FT粗精铣宽度为396MM的下平台的总工时T221221041041524MIN1T21FT2F4工序4粗精镗62H12的孔（1）粗镗62H12的孔机床卧式镗床68T刀具硬质合金镗刀，镗刀材料；5YT切削深度，毛坯孔径；PA20M07DM进给量刀杆伸出长度取，切削深度为20MM。因此确定进FFA给量；02/FR切削速度取。V24/1/INS机床主轴转速N，048056/MIN37VRD按照参考文献3机床夹具设计，取。1N实际切削速度V黑龙江工程学院本科生毕业设计14314570298/06DNVMS工作台每分钟进给量MF2/IN被切削层长度L190刀具切入长度1253630PRALMTGKTG刀具切出长度；取。2M5L42行程次数I机动时间1JT1290634027MINJMLTF工步辅助时间为261MIN（2）精镗孔62H12机床卧式镗床；618T刀具硬质合金镗刀；镗刀材料；5YT切削深度；PA05M进给量根据参考文献3机床夹具设计，刀杆伸出长度取，FM20切削深为，因此确定进给量。F015/FMR切削速度取。V318/9/INS机床主轴转速N，取010829/I46VRD10/INNR实际切削速度，V33/12NMS工作台每分钟进给量MF0510/IN被切削层长度L3刀具切入长度1黑龙江工程学院本科生毕业设计1510523287PRALMTGKTG刀具切出长度；取。2M5L4行程次数I机动时间1JT1235874029MINJMLTF所以该工序总机动工时07906INJT工步辅助时间为186MIN5工序5粗镗80H12的孔（1）粗精镗80H12的孔机床卧式镗床618T刀具硬质合金镗刀，镗刀材料；5YT切削深度；毛坯孔径；PA20M07DM进给量刀杆伸出长度取，切削深度为20MM。因此确定进给FFA量。切削速度取。V192/5/INS机床主轴转速N，014832/MIN37VRD取。60/MIR实际切削速度V1456019/07NS工作台每分钟进给量MF2/MIN被切削层长度。L65刀具切入长度120354PRALTGKTG刀具切出长度；取。2M5L2黑龙江工程学院本科生毕业设计16行程次数I1机动时间JT12654096MINJMLTF工步辅助时间为261MIN（2）精镗下端孔到80H12机床卧式镗床618T刀具硬质合金镗刀；镗刀材料；5YT切削深度；PA05M进给量刀杆伸出长度取，切削深度为；因此确定进F2FA05M给量。015/FR切削速度取。V86/17/INS机床主轴转速N，取0270/I34VRD80/INR实际切削速度，V16839/72NMS工作台每分钟进给量MF050/IN被切削层长度。L6刀具切入长度10523287PRALMTGKTG刀具切出长度，取。2M5L4行程次数。I1机动时间JT1265874059MINJMLTF所以该工序总机动工时0491IJT黑龙江工程学院本科生毕业设计17工步辅助时间为156MIN6工序6钻下平在230工件材料为HT200铁，孔的直径为30MM。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为选用30的麻花钻头。进给量取；FRMF/250切削速度取。VS43由式（21）机床主轴转速N，取0143605/MIN1VRD90/INR实际切削速度098/60NS被切削层长度L45M刀具切入长度151202352RDLCTGKCTGM刀具切出长度0走刀次数为1被切削层长度；L45M刀具切入长度；1刀具切出长度。2L0走刀次数为1机动时间JT12453018MINJLFN钻削的辅助时间17FT7工序加工6M10底孔工件材料为HT200铁，孔的直径为9MM。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为选用9的麻花钻头。进给量取；FRMF/250切削速度参照参考文献4机械加工工艺手册，取。VSMV/430由式（21）机床主轴转速N黑龙江工程学院本科生毕业设计18，取014360821/MIN1VNRD90/INR实际切削速度0947/60NS被切削层长度L2M刀具切入长度1712041RDLCTGKCTGM刀具切出长度20走刀次数为1根据参考文献4机械加工工艺手册，可查得钻削的辅助时间。17FT8工序8钻22孔工件材料为HT200铁，孔的直径为40MM，表面粗糙度。加工32ARM机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为钻孔22MM小直径钻。（1）确定切削用量确定进给量根据参考文献7机械加工工艺师手册，可以得F，于孔深度比，故02531/FMR表0/8/136LD10LFK。0253125FMR表查Z535立式钻床说明书，取。/F根据参考文献7机械加工工艺师手册，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书175/FRMAX15690FN查出），根据参考文献7机械加工工艺师手册，允许的进给量。“8/FM由于所选进给量远小于及，故所选可用。FF“F确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据表2815，由插VMP入法得，17/INM表4732N表，569TNM表15MKW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。黑龙江工程学院本科生毕业设计19由参考文献7机械加工工艺师手册，故08MVK75LVK17/MIN7512/MINV表0/I940NRD表查Z535机床说明书，取。实际切削速度为195/INR03/I1837/INRVM由参考文献7机械加工工艺师手册，故0MFTK4721472FN5690569TM校验机床功率切削功率为MP/MMPNK表（125928102KWW机床有效功率4365EMKP故选择的钻削用量可用，即，02DM023/FR19/INR735/INV相应地，47FN56T082MPKW9工序9校验（5）钻M6孔工件材料HT200，金属模铸造；机床Z535立式钻床；刀具高速钢钻头5；被切削层长度。L2M刀具切入长度1L710412RDCTGKCTG刀具切出长度2L0走刀次数为1机动时间JT黑龙江工程学院本科生毕业设计201254107MIN9JLTFN根据参考文献4机械加工工艺手册，可查得钻削的辅助时间。17FT钻G1/4的工时；钻G1/4孔进给量，机床主轴转速。023/FMR195/INR被切削层长度L1刀具切入长度1201022RDLCTGKCTGM刀具切出长度20走刀次数为1机动时间JT123027MIN519JLTFN由参考文献4机械加工工艺手册，可查得钻削的辅助时间17FTTJTFT027177204MIN该工序的总工时为20400700517717757MIN所以该方案满足生产要求。23本章小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体。黑龙江工程学院本科生毕业设计21第3章镗孔夹具设计31夹具的结构类型镗床夹具又称镗模它主要用于加工相体，支架等工件上的单孔或孔系。镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇臂钻床上，加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具，除具有定位元件、加紧机构和夹具体等基本部分外，还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，镗套也按照被加工孔或孔系的坐标位置，布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此，镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元件。如镗孔夹具简图31图31镗孔夹具简图1、镗床夹具按其结构特点，使用机床和镗套位置的不同，有以下分类方法。1按使用机床类别分，可分为万能镗床夹具、多轴组合机床镗床夹具、精密镗床夹具，以及一般通用机床镗床夹具。2按夹具的结构特点分，可分为卧式镗床夹具和立式镗床夹具等。3按镗套的位置分布，可分为单支承前引导的镗床夹具，即镗套为于被加工孔的前方；单支承后引导的镗床夹具。本夹具属于单支承后引导的镗床夹具，本就加以说明介绍。单支承后引导的镗床夹具，既镗套位于被加工孔的后方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工DD的方式，则在加工这种较长的孔时，刀具的悬伸长度H必然很大，起码应大于L由于刀具悬伸长度大，所以刀具易引偏，严重时会使镗杆与镗套蹩住，否则须增加镗套长度，以保证足够的导引刚度。但这样将导致整个镗套部分的结构庞大。上述两种的单支承引导的镗杆与机床主轴作刚性联接，这样，要使镗套中心对准机床主轴中心，不容易做到很准确，而且还需要技术水平较高的工人能胜311夹紧力大小的确定原则夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。KW式中W计算出的理论夹紧力；W实际夹紧力；K安全系数，通常K153当用于粗加工时，K253,用于精加工时K152。这里应注意三个问题1切削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算机中应按最不利的加工条件下求得的切削力或切削合力计算。如图311所示切削方向进行静力平衡，求出理论夹紧力，再乘以安全系数即为实际夹紧力，图中W为夹紧力，N1、N1为镗孔各方向镗削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大，在列静平黑龙江工程学院本科生毕业设计23衡方程式时，我们应按不利的加工条件下，即N1时求夹紧力。既KNW51图3112在分析受力时，往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力最大的一个方程，然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为W15KN水平方向可以列出,F为工件与定位件间的摩擦系数，一般FKNW/51015,即W10KN；对O点取矩可得下式LLLL23250022比较上面三种情况，选最大值，既W10KN。3上述仅是粗略计算的应用注意点，可作大致参考。由于实际加工中切削力是一个变值，受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响，计算切削力大小的公式也与实际不可能完全一致，故夹紧力不可能通过这种计算而得到结果。生产中也有根据一定生产实际经验而用类比法估算夹紧力的，如果是一些关键性的重要夹具，则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。本夹具主要用来镗左端平面夹具，这个工艺孔有尺寸精度要求，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其16ARM加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第一道工序，加工黑龙江工程学院本科生毕业设计24到本道工序时只完成了传动箱体上表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。312定位基准的选择由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣箱体的下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平作为定位基准，为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准硬质合金镗刀刀具对工艺孔进行粗镗削加工；然后采用硬质合金镗刀对其进行精加工，准备采用手动夹紧方式夹紧。313切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的镗加工镗削力6082HBDFF镗削力矩60891FT式中62DM231875323MINAXMAXBBH150RF806627FN190324T本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式（31）012ZQLWRTGT式中单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；0原始作用力（N）；Q作用力臂（MM）；L黑龙江工程学院本科生毕业设计25螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（MM）；R螺杆端部与工件间的摩擦角（）；1螺纹中径之半（MM）；Z螺纹升角（）；螺旋副的当量摩擦角（）。2由式（31）得点接触的单个普通螺旋夹紧力0350189541WN314夹紧元件及动力装置确定由于箱体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。315镗套、衬套、镗模板及夹具体设计工艺孔的加工需粗、精镗切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及侧面分别靠在夹具支架的定位快，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图如上图所示316夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸WDMM及表面粗糙度。本道工序最后采用精镗加工，选用标准硬质合021616ARM金镗刀，直径为MM，并采用镗套，镗刀导套孔径为该工艺孔的位置度应用02黑龙江工程学院本科生毕业设计26的是最大实体要求。工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步粗镗精满足。16ARM影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）（1）镗模板上装衬套孔的尺寸公差051（2）两衬套的同轴度公差M2（3）衬套与钻套配合的最大间隙35042102M（4）钻套的同轴度公差4（5）镗套与镗刀配合的最大间隙52039580312213497801WDM所以能满足加工要求。317夹具设计及操作的简要说明装卸工件时，先将工件放在定位块上；用压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。本夹具主要用来粗、精铣传动箱上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣传动箱上平面时，上平面尺寸为210315MM，粗糙度要求，传动箱63ARM上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对传动箱上平面进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。32本章小结对专用镗床夹具的设计，可以更加了解机床夹具在切削加工中的作用，并保了证工件的加工精度，提高加工效率，减轻工人的劳动强度。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。黑龙江工程学院本科生毕业设计27第4章铣箱体上平面夹具设计41铣夹具简图本夹具主要用来粗铣变速箱箱体前上端面。如图41所示图41铣床夹具简图411定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准
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