汽车变速箱上盖机械加工的工艺规程及车SR20夹具设计
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汽车变速箱上盖机械加工的工艺规程及车SR20夹具设计,汽车,变速箱,机械,加工,工艺,规程,SR20,夹具,设计
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哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书学生姓名： 王义龙 学号：1030120105学 院： 荣成 专业：机械电子工程任务起止时间： 2014 年 2 月 24 日至 2014 年6 月 20 日毕业设计（论文）题目： 汽车变速箱盖的工艺规程及夹具设计毕业设计工作内容：1 收集和分析“变速箱上盖”的有关资料，技术要求 （第1- 2周） 2编制零件的工艺流程、全部工序卡 （第3-5周） 3设计并绘制夹具总装配图及非标准零件图 （第6-9周） 4. 学习掌握Pro/E三维设计软件 （第10-11周） 5. 完成三维造型设计 （第12-13周） 6. 编写毕业设计说明书、答辩 （第14-16周） 资料：1、 机械设计，吴宗泽主编，高等教育出版社。2、 机床夹具设计手册，东北重型、洛阳工学院，上海科技出版社 3、 机械工艺人员设计手册，机械工业出版社。 4、 金属工艺学及热处理， 机械工业出版社。5、 机械加工工艺学，方子良主编，上海交通大学出版社。6、 AutoCAD实用教程，李喜华等主编，哈尔滨工业大学。 1 Pro/Engineer Wildfire 4.0，陶春生等编著，科学出版社。指导教师意见：（签名下面的时间在20-22之间）签名：年 月 日系主任意见：签名：年 月 日教务处制表机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工40粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣底部大端面面铣刀，游标卡尺7518.840.1571编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 2 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工50精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1精铣底部大端面面铣刀，游标卡尺318160.0411编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 3 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工60粗铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗铣顶部凸台端面面铣刀，游标卡尺7518.840.1571编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 4 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工70精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1精铣顶部凸台端面面铣刀，游标卡尺318160.0411编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 5 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工80铣削HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1铣削M10.2螺纹孔端面面铣刀，游标卡尺7518.840.1571编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 6 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工90钻扩铰HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻扩铰底部8-12孔面铣刀，游标卡尺48069.30.552.51编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 7 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工100钻孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻内部3-12孔面铣刀，游标卡尺48069.30.552.51编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 8 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工110钻扩铰HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻扩铰底部19、21、26台阶孔面铣刀，游标卡尺48069.30.552.51编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第9 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工120钻扩铰HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻扩铰前端面10、12台阶孔面铣刀，游标卡尺48069.30.552.51编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 10 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工130钻孔攻丝HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔麻花钻，游标卡尺48069.30.552.51编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 11 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工140粗车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角车刀，游标卡尺48069.30.552.52编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号共 12 页产品名称汽车变速箱零（部）件名称变速箱上盖第 12 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工150精车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助1精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角车刀，游标卡尺770111.20.550.51编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号01产品名称变速箱上盖零件名称变速箱上盖共2页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容车间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 夹具刀具量具 准终 单件10铸造铸造铸20时效时效热30涂底漆涂底漆漆40粗铣粗铣底部大端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺50精铣精铣底部大端面机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺60粗铣粗铣顶部凸台端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺70精铣精铣顶部凸台端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺80铣削铣削M10.2螺纹孔端面 机加工二X52K铣床铣夹具铣刀游标卡尺90钻扩铰钻扩铰底部8-12孔机加工二钻床Z525专用钻夹具莫氏锥柄长刃机用钻头游标卡尺100钻钻内部3-12孔机加工二钻床Z525专用钻夹具莫氏锥柄长刃机用钻头游标卡尺110钻扩铰钻扩铰底部19、21、26台阶孔机加工二钻床Z525专用钻夹具莫氏锥柄长刃机用钻头游标卡尺120钻扩铰钻扩铰前端面10、12台阶孔机加工二钻床Z525专用钻夹具莫氏锥柄长刃机用钻头游标卡尺130钻孔攻丝钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔机加工二钻床Z525专用钻夹具莫氏锥柄长刃机用钻头游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称变速箱上盖零件名称变速箱上盖共2页第2页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工段设 备工 艺 装 备 工 时 夹具刀具量具 准终 单件140粗车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工二CA6140车床车夹具车刀游标卡尺150精车精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工二CA6140车床车夹具车刀游标卡尺160去毛刺去毛刺170检查检查 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- I -零件的分析零件的作用加工的零件是变速箱上盖。变速机构壳体由变速箱箱体和变速箱上盖构成，是变速机构座的一个相当重要的部件，所以变速机构座壳体在这里显然非常重要。因为变速机构座壳体与变速器联接，并衔接换档轴、换档拔叉头、以及换档臂、选档臂等，所以此零件的加工好坏直接影响变速器的工作质量，变速机构壳体是通过两个定位精度较高的定位销孔，由定位销与变速壳体准确相连，另外通过六个螺栓起到夹紧和密封的作用。换挡轴和选档轴通过变速机构壳体中的孔与换挡拔头和选挡拔头配合联接，实现对变速变速箱的变速要求，由于以上作用及工作条件，决定了变速箱上盖的结构形状是一个不规则的图形，以利于变速机构紧凑，占用最小空间。零件的结构工艺分析本零件采用了灰铸铁材料，整个件毛坯为铸件，具有良好的切削加工性和轻便性，符合加工性要求和低成本要求，另外零件采用不规则形状和突出结构，这使零件本身结构紧凑和减少了加工表面的加工面积。而且提高了零件的加工效率，有些表面也处于同一高度，以面一次加工完多个表面，充分利用设备和工作人员。另外，零件的本身避免有缺口的端面，这样有利于制造反面，端面切削无冲击性，刀具耐用度高。综上所述，此零件的结构工艺性和材料利用都符合变速机构壳体的要求，其中包括结构工艺性、切削加工性等。有关孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度，可知上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。如图21所示，该件的主要加工面有底面A、凸台面B及球面C。变速箱上、下盖联接面是箱盖的底面A，因直接影响接触精度和密封，要求对A面的加工平面度不大于0.15，表面粗糙度为Ra6.3。619孔因其直接影响尺寸精度和轴的安装精度，直接影响变速传动质量，因此要求有较严格的尺寸精度和较严格的同轴度，最好一次装夹完成加工。212孔用来为两个箱联接时定位，两箱的联接准确度影响变速箱工作性能，因此尺寸精度要求较严格，同时要求位置公差，平行度0.04，最好一次性装夹成型，以确保其尺寸和位置精度。凸台面B用来和垫圈接触，加工精度要求不高，12孔变速箱上盖零件图没有多高的精度要求，比较容易加工。有关面和孔的经济精度的各种机床的加工能力可知，在机床上加工零件，上述加工表面的尺寸精度和位置精度均可由夹具装夹加工，能达到预定的技术要求，并保证经济性，零件的结构工艺性可行合理，故完全可通过机械加工完成。- 3 -哈 尔 滨 理 工 大 学毕 业 设 计题 目：汽车变速箱盖的工艺规程及夹具设计院 、 系： 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 年 月 日29汽车变速箱盖的工艺规程及夹具设计摘 要汽车变速箱盖零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词 ：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差哈尔滨理工大学学士学位论文Process planning and fixture design of automobile transmission case coverAbstractAutomobile gearbox cover parts processing and fixture design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Key words process, process, cutting dosage, clamping, positioning目录摘 要IIAbstractIII第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形状22.2零件的工艺分析2第3章 工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基面的选择43.3 制定工艺路线43.3.1 工艺路线方案一53.3.2 工艺路线方案二53.3.3 工艺方案的比较与分析63.4 选择加工设备和工艺装备63.4.1 机床选用63.4.2 选择刀具63.4.3 选择量具73.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定73.6确定切削用量及基本工时8第4章 车SR20夹具设计204.1 车床夹具设计要求说明204.2车床夹具的设计要点204.3 定位机构224.4夹紧机构224.5零件的车床夹具的加工误差分析224.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构234.7 零件的车床专用夹具简单使用说明244.8 三维展示24结论26致谢27参考文献28第1章 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标1。汽车变速箱盖零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是汽车变速箱盖零件，主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示2-1。图2-1 汽车变速箱盖零件图2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸造，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。汽车变速箱盖零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为3.2。2. 粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值3.2。3. 车外圆，表面粗糙度值3.2。4. 车内孔及圆弧，及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。汽车变速箱盖共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)底部端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，粗糙度为3.2；的端面，并带有倒角；中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，内圆直接在车床上做镗工就行了。第3章 工艺规程设计本汽车变速箱盖假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠2。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像汽车变速箱盖这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准) 3。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部凸台端面 70精铣精铣顶部凸台端面 80铣削铣削M10螺纹孔端面 90钻扩铰钻扩铰底部8-12孔100钻钻内部3-12孔110钻扩铰钻扩铰底部19、21、26台阶孔120钻扩铰钻扩铰前端面10、12台阶孔130钻孔攻丝钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔140粗车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工150精车精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工160去毛刺去毛刺170检查检查3.3.2 工艺路线方案二10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部凸台端面 70精铣精铣顶部凸台端面 80铣削铣削M10螺纹孔端面 140粗车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工150精车精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工90钻扩铰钻扩铰底部8-12孔100钻钻内部3-12孔110钻扩铰钻扩铰底部19、21、26台阶孔120钻扩铰钻扩铰前端面10、12台阶孔130钻孔攻丝钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔160去毛刺去毛刺170检查检查3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部凸台端面 70精铣精铣顶部凸台端面 80铣削铣削M10螺纹孔端面 90钻扩铰钻扩铰底部8-12孔100钻钻内部3-12孔110钻扩铰钻扩铰底部19、21、26台阶孔120钻扩铰钻扩铰前端面10、12台阶孔130钻孔攻丝钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔140粗车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工150精车精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工160去毛刺去毛刺170检查检查3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序是粗车、和精车。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数4。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“汽车变速箱盖” 零件材料为HT200，查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸造的硬度HB为143269，表2.2-23 灰铸造的物理性能，HT200密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别6。工序10、20、30：铸造 时效处理无切削加工，无需计算工序40、50：粗铣、精铣底部大端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速： (3-1)按照文献，取 实际铣削速度： (3-2)进给量： 工作台每分进给量： ：,取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： (3-3)刀具切出：取走刀次数为1机动时间： (3-4)机动时间： (3-5)所以该工序总机动时间工序60、70：粗铣、精铣顶部凸台端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取，取铣削速度机床主轴转速： (3-6)按照文献，取 实际铣削速度： (3-7)进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： (3-8)刀具切出：取走刀次数为1机动时间： (3-9)机动时间： (3-10)所以该工序总机动时间工序80：铣削M10.2螺纹孔端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速： (3-11)按照，取 实际铣削速度： (3-12)进给量： (3-13)工作台每分进给量： (3-14)：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： (3-15)刀具切出：取走刀次数为1机动时间： (3-16)机动时间： (3-17)所以该工序总机动时间工序90：钻扩铰底部8-12孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：， (3-18)按照文献，取所以实际切削速度： (3-19)切削工时 被切削层：刀具切入： (3-20)刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： (3-21) 铰孔12刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速： (3-22)按照文献取所以实际切削速度： (3-23)切削工时被切削层：刀具切入有： (3-24)刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： (3-25)工序100：钻内部3-12孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：， (3-26)按照文献，取所以实际切削速度： (3-27)切削工时 被切削层：刀具切入： (3-28)刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： (3-29) 铰孔12刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速： (3-30)按照文献取所以实际切削速度： (3-31)切削工时被切削层：刀具切入有： (3-32)刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： (3-33)工序130 钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔本工序采用计算法7。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编8，表10.4-17高速钢钻头在灰铸造（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编9，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。V=12=10.32 （3-34）则= =131 （3-35）查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式：T= （3-36）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13 （3-37）工序110：钻扩铰底部19、21、26台阶孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速： （3-38）按照文献，取所以实际切削速度： （3-39）切削工时 被切削层：刀具切入： （3-40）刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： （3-41） 扩孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速： （3-42）按照文献取所以实际切削速度： （3-43）切削工时被切削层：刀具切入有： （3-44）刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： （3-45）工序140、150：粗车、精车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角已知加工材料灰铸铁CA6140普通车床所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。根故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为，进给量=0.51.0按进给量在工艺手册可知： =0.7CA6140进给力=3530。，=时，进给力：=950。实际进给力为：=950=1111.5 （3-46）所选=可用。.选择磨钝标准耐用度根据加工手册，最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定加工速度故：=63 （3-47） =120 （3-48）根据CA6140车床选择 =125这时实际速度为：= （3-49）.校验机床功率由加工手册=，加工速度时，=实际功率为：=1.7=1.2 （3-50）在CA6140上进行，最后用量为：=3.75，=，=，=精车加工所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度可在一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为， 进给量=0.51.0按CA6140进给量 =0.7CA6140进给机构允许进给力=3530。 =950=1111.5故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据加工手册车刀后刀面磨损量，车刀寿命=。.确定加工速度当硬质合金刀度200219铸件，加工速度=。=63 =120 （3-51）根据CA6140车床=125实际速度为： = （3-52）.校验机床功率由加工手册加工速度时， =加工功率修正系数=0.73=0.9，时间功率为：=1.7=1.2 =1.25，=，=，=第4章 车SR20夹具设计4.1 车床夹具设计要求说明车床夹具主要用于加工中心孔夹具。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴9。（1） 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。（2） 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以零件在车床上加工用专用夹具。4.2车床夹具的设计要点（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形10。（2）夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用11。根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式：1)对于径向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图4-1(a)所示。这种连接方式定心精度较高。2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。图4-1(b)所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图4-1(c)所示，过渡盘在其长锥面上配合定心，用活套在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。图4-1(d)所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有0.050.1mm的间隙，用螺钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好12。图4-1 车床夹具与机床主轴的连接过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册134.3 定位机构本工件在加工孔时采用一面两孔作为定位基准，易于做到工艺过程中的基准统一，保证工件的相对位置精度，且具有支撑面大，支撑刚性好等优点；本工件采用底面和一对对角工艺孔作为定位基准，工件底面为第一定位基准，限制了x、y方向转动，z方向移动三个自由度；圆柱销为第二定位基准限制了x、y方向移动两个自由度；菱形销为第三定位基准，它和圆柱销联合限制了z方向转动自由度，所以此定位方案符合六点定位原理，采用对称压板将工件压紧。4.4夹紧机构选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得劳，夹得快。选择夹紧机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下：1. 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；2. 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。4. 机构应尽量简单，制造、维修要方便。分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。工件夹紧方式的确定从夹紧动力源选择：手动夹紧确定主夹紧机构： 螺栓压板4.5零件的车床夹具的加工误差分析工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：1. 确定两销中心距及尺寸公差（中心距公差需采用对称公差的标注形式）两销中心距基本尺寸Ld公差按划线等级取0.4mm两销中心距的尺寸公差TLd（1/31/5）TLD =1/40.4=0.10mm两销中心距尺寸及公差的标注：LdLd/2=134.40.05mm2. 确定圆柱销的尺寸及公差圆柱销直径的基本尺寸d1工件孔1的最小极限尺寸=12mm圆柱销按g6制造（T=0.011mm）即=mm3. 查表确定削边销尺寸b及Bb=4mm B=10.5-2=8.5mm4. 确定削边销的直径尺寸及公差=0.188mm (4-1)按h6级确定公差：=5. 计算定位误差目的是分析定位方案的可行性 因为定位方向与加工尺寸方向垂直，且被加工表面无尺寸公差要求，为次要加工表面，只要保证粗糙度为Ra12.5，故只需进行转角误差计算即可。 (4-2)=转角误差很小，符合定位要求，可以使用。4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔14。确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.7 零件的车床专用夹具简单使用说明（1）夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要
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