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镗φ265H8mm和φ110H7mm孔 调速 工艺 夹具 设计 265 H8mm 110 H7mm

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调速箱镗工艺及夹具设计【镗φ265H8mm和φ110H7mm孔】,镗φ265H8mm和φ110H7mm孔,调速,工艺,夹具,设计,265,H8mm,110,H7mm

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毕业设计(论文)开题报告题 目： TS调速箱体的工艺工装设计 学 院： 应用技术学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 袁 威 学 号： 201013090502 指导老师： 倪小丹 2014年3 月15日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书等资料装入文件袋中。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文 献 综 述0 引言调速箱是电机中的驱动变速装置，是通过改变其输出频率来调节普通三相异步电动机的转速，以达到生产工艺的要求，或实现节电的目的，节电率可大30%60%，也可作为电动机软启动控制器，也可通过传感器、变速器等控制电路组成闭环调速系统。安装操作简单，起动平衡无冲击电流软起动，电源容量大大降低，功率因数恒定，同时具备故障显示等各种功能。改善其箱体的工艺工装可以在额定负载内提高电机的工作效率和降低工人的劳动强度。以往的箱体加工是在镗床和钻床上完成平面、轴承挡孔和连接孔的加工，生产效率低且加工质量难以保证。随着技术进步和数控机床使用的迅速扩大，在中小批量生产条件下，越来越多的企业使用加工中心加工箱体。从大量加工实例分析中看出，工艺方案考虑不周，加工路线设计不好，造成数控加工差错，工作量成倍增加，制造成本上升，使价格昂贵的加工中心使用经济效益差。优化调速箱体的加工工艺，对箱体零件的工艺规程设计问题的探究，有重要的意义存在。1 箱体零件的作用与结构特点。箱体是机器的基础零件，其功用是将轴、套、齿轮等传动件按一定的相互关系连成一个整体，并实现预定的运动。因此，箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。箱体零件的结构一般都比较复杂，呈封闭或半封闭，且壁薄、厚不均匀。箱体上面大都孔多，其尺寸、形状和其相互位置精度要求都比较高。 1,2 2 箱体零件的主要技术要求。2.1 孔的精度支撑空是箱体上的重要表面，为保证轴的回转精度和支撑刚度，应提高孔与轴承配合精度，其尺寸公差为IT6IT7，形状误差不应超过孔径尺寸公差的一般，严格的可另行规定。2.2 孔与孔的位置精度同轴线上各孔不同轴或孔与端面不垂直，装配后会使轴歪斜，造成轴回转时的径向圆跳动和轴向窜动，加剧轴承的磨损。同轴线上支承孔的同轴度一般0.010.03mm。各平行孔之间轴线的不平行，则会影响齿轮的啮合质量。支撑孔之间的平行度为0.03mm0.06mm，中心距公差一般为 (0.020.08)mm.2.3 孔和平面的位置精度各支承孔与装配基面间的距离尺寸及相互位置也是影响机器与设备的使用性能和工一般支承孔与装配基面间的平行度为0.03mm0.1mm。2.4 主要平面的精度箱体装配基面，定位基面的平面度与表面粗糙度直接影响箱体安装时的位置精度及加工中的定位精度，影响机器的接触和有关的使用性能。2.5 表面粗糙度重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响结合面的配合性质或接触刚度，一般要求主要轴孔的表面粗糙度为Ra0.80.4微米，装配基面或定位基面为Ra3.20.8微米，其余各表面为Ra12.51.6微米。 1 3 箱体加工的工艺过程。3.1 箱体加工的工艺特点箱体零件的结构复杂，要加工较多的平面和轴承孔，且壁厚不均匀，并存有铸造内应力。孔有较高的精度要求，孔与孔、孔与面的位置精度要求也较高，还要求加工精度的稳定性好。因此，拟订箱体加工工艺时，要划分加工阶段，以减少内应力和热变形对加工精度的影响。划分阶段后还能及时发现毛坯缺陷，采取措施，以避免更大浪费。3.2 加工顺序为“先面后孔”安排箱体零件的加工顺序时，要遵循“先面后孔”的原则，以较精确的平面定位来加工孔。因为箱体的孔比平面难加工，先以孔为基准加工平面，再以平面为基准加工孔，这样可以使孔的加工余量均匀：又可以为孔的加工提供稳定的精度基准，而且还可以利用加工过的平面，按照基准同一原则加工孔系，以保证孔与孔、孔与面的位置精度。 3 3.3 箱体加工定位基准的选择定位基准的选择问题，实际上就是选择工件上那些面与夹具的定位元件接触，工件在夹具中的定位，实际上市限制工件的自由度，以工件上某些基准面，与夹具上定位元件保持接触。定位基准分粗基准和精基准，起始工序中，用加工过的表面进行定位，这个加工的表面称为精基准，选择来加工过的毛坯表面作为定位基准，则这个毛坯面称为粗基准。 4 箱体形状复杂，加工的表面多，加工时如何选择基准也是箱体加工的关键环节。（1）粗基准的选择 箱体零件粗基准的选择，不但对各加工表面的余量分配有直接影响，还会影响到加工面同非加工面见的位置精度。依据粗基准的选择原则，首先应对箱体中要求最高的主轴孔的加工余量进行考虑，确保其加工余量均匀，避免因加工余量不均所产生的震动对加工精度及表面品质产生影响，同时也要保证其它加工表面加工余量的均匀性。其次，对箱体内壁加工表面同不需要加工表面之间位置的偏差进行纠正，避免因加工后的轴承孔端面同箱体内壁间的间距不合适，导致安装齿轮时同箱体内壁相互碰撞现象。出于这方面考虑，应选择箱体内壁为粗基准，不过这样做会导致装夹变得十分困难，因各个轴孔同内腔的砂芯为一个整体，因此，在实际生产过程中，会选择主轴孔和一个同其间距较大的轴孔作为箱体的粗基准。 5 （2）精基准的选择 根据精基准的选择原则，将箱体顶面及两个销孔作为该箱体零件的精基准，该方案的有点事箱体开口向下，具有较高的刚性、孔系和导向精度较高、装卸较为方便、可进行大批量生产，缺点是其定位同装配基准重合度不高，容易产生定位误差。 6 3.4 箱体的孔系加工箱体上一系列有相互位置要求的孔称为孔系。孔系可分为平行孔系，同轴孔系和交叉孔系。保证孔系的位置精度是箱体加工的关键。主要技术要求：（1）保证孔本身的精度，孔的尺寸精度，几何形状精度及表面粗糙度 （2）保证孔与孔的距离尺寸精度及平行度，同轴线孔的同轴度，孔与平面的距离尺寸精度，平行度、垂直度等。空袭的加工精度对机器的性能影响很大，如齿轮的啮合、噪音、震动、轴承的磨损等。由于箱体的结构特点，孔系的加工方法大多采用镗孔。（1）对于平行孔系，主要保证各孔轴线的平行度和孔距精度。根据生产批量和精度要求的不同，有以下几种加工方法。找正法 镗模法 坐标法 数控法（2）对于同轴孔系，主要保证各同轴孔的同轴度。 1,7 4 箱体的夹具设计4.1 箱体的装夹方法正确选择定位基准，对保证零件技术要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。一面两孔定位是箱体类工件加工中应用最广泛的一种组合基准。基准重合有利于保证孔系与底面的相互位置精度；且一面两孔定位可作为大部分工序的定位基准，在一次安装下，可加工除底面外的其他五个面上的孔或平面，实现基准统一；同时，一面两孔定位稳定可靠，夹紧方便，易于实现自动定位和自动夹紧。因此，在成批生产中，多采用这种定位方案加工箱体。选择装夹方法和设计夹具时要特别注意：尽可能选择箱体的设计基准为精基准；粗基准的选择要保证重要表面加工余量均匀，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸的要求，且便于装夹；定位基面要有足够的接触面积和分布面积，以承受大的切削力，并保证定位稳定可靠。 8 4.2 箱体铣夹具设计铣床夹具主要用于加工工件上的平面、凹槽、键槽和直线成型面等，一般的铣削过程都是铣床工作台和夹具一起作进给运动。由于箱体的定向精度要求较高，不宜采用定向键，而是在夹具体上加工出一窄长平面作为找正基面，装配时通过找正的方法来确定夹具相对铣床工作台的正确位置。对刀装置是用来调整和确定铣刀相对夹具位置的，由于调速箱体的加工面形状较复杂，常根据箱体的加工面形状，采用特殊对刀装置来对刀。因箱体铣削加工切削用量较大，属断续切削，故切削力较大容易产生振动。所以对于箱体铣床夹具设计，应特别注意定位的稳定性，如工件以平面定位时，定位元件的布置应尽量使支承三角形最大，必要时还要采用辅助支承，导向定位的两支承点应相距最远等。箱体铣床夹具的夹紧装置，应特别要求有较好的加紧刚度，加紧力要足够，力的作用点要尽量靠近加工表面和落在刚性较好的部位，而且要有利于定位的稳定性。 8 4.3 箱体镗夹具设计镗床夹具主要用于加工箱体、支架等类工件上的孔和孔系。用镗模镗孔时，工件的加工精度可以不受镗床精度的影响，而由镗模的精度来保证。镗模的结构类型主要取决于导向的设置，导向的设置不仅是考虑加工孔的位置精度，更主要的是考虑加工时镗杆的刚度。因此视加工情况设置导向使镗杠获得高的支撑刚度。箱体镗夹具设计时，镗套与镗杆以及衬套等配合必须选择适当，过紧容易研坏或咬死，过松则不能保证加工精度；镗模架用螺钉和销钉固定在夹具底座上，并保证有足够的接触刚度，螺钉的直径、数量、分布要合适；为了提高刚度，镗床夹具底座除了选取适当的壁厚外，应合理的布置加强筋。 9 4.4 箱体钻夹具设计在设计箱体钻床夹具时，首先需要考虑的问题是根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求、工件的生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件，来选定夹具的结构类型。然后再进一步解决保证和提高被加工孔的位置精度。大批量的箱体零件加工，一般采用盖板式钻模夹具。同时由于大批量生产过程中，钻套磨损较快，为方便更换钻套，常采用可换钻套。由于必须经常搬动，所以需要设置手把或吊耳，并尽可能减轻重量。 10 参 考 文 献1 倪小丹 杨继荣 熊运昌 机械制造技术基础 清华大学出版社 2007（03）2 李文刚 曾庆伟 浅谈箱体类零件的加工 农业机械 2002 NO.33 杨洪波、林辉、王友刚、刘海永,变速器箱体机械加工工艺过程的改进, 工程机械4 金 利 机械加工中定位基准的选择 陕西省机械研究院5 龙创平 浅析箱体类零件加工工艺 Equipment Manufacturing Technology No.11,20126 张永全 箱体类零件的加工工艺分析 现代制造技术与装备 No.5,20117 戴锦全 箱体孔系加工的精度分析 南方冶金学院学报 No.4,20048 李庆余 张 佳 机械制造装备设计.北京：机械工业出版社 2003，8（2006.5重印）9 邱彩云 加工箱体类零件的镗床夹具设计 山东工业技术 No.11,201310张 云 钻夹具设计一例 湖北职业技术学院 NO.2 Apr.2005 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告一、课题的目的与意义本课题主要是对调速箱体的工艺工装设计，优化设计方案使其主要技术性能达到国际先进水平。设计后的调速箱将满足以下要求：（1）能大批量生产。（2）生产时间段，成本低。（3）方案合理，且高精度、高性能，经济实用。通过合理的设计TS调速箱体加工工艺方案和专用夹具的设计，可以减少加工时间，从而降低加工成本，进而方便快捷的加工出这种箱体，来满足大批量生产的要求。最终提高电动机的工作效率。二、课题的发展现状和前景展望箱体是机器的基础零件，他将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连成一个整体，并使之保持正确位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。随着我国制造技术的发展，越来越多的企业将原本从国外进口的高精度复杂零件，改为自行加工。调速箱是属于多面多孔、高精度、高性能要求的复杂箱体类零件。在国内外的箱体加工中, 孔系加工是整个加工中工作量最大的部分, 也是质量要求最高的部分, 因此, 根据生产批量大小, 正确选用孔系加工方法和夹具, 对于保证加工质量, 降低制造成本具有很大意义。对于缺乏精密加工机床小型工厂尤为重要,孔系加工主要有：（1）镗模法（2）找正法（3）坐标法（4）数控法；夹具主要有：（1）铣床夹具（2）车床夹具（3）镗床夹具（4）钻床夹具（5）组合夹具。但是中小型厂家设备有限, 设备使用年限长精度很差, 采用一般的方法加工箱体, 很难保证加工精度。所以，目前我国在箱体加工上面，尽可能使用镗模法加工箱体, 这样机床的精度将不会影响到箱体的加工精度；另外, 机床多数为床身导轨损坏较严重, 在这种情况下可采用主轴走刀以提高加工精度。目前国际上都在加大科研力度，进行箱体加工工艺技术的研究，并朝着智能化和多样化的方向发展。三、课题的主要内容和要求1、课题主要内容本课题主要是对调速箱体的工艺工装设计，是电机中的驱动变速装置，是为电动机极为重要的一个部位。设计后的调速箱将满足以下要求：（1）能大批量生产。（2）生产时间段，成本低。（3）方案合理，且高精度、高性能，经济实用。2、课题主要要求（1）建立TS调速箱体的三维仿真模型。（2）制定加工工艺路线，确定加工方案。（3）设计并填写机械加工工艺规程卡片，机械加工工艺卡片，机械加工工序卡片，并绘制相对应的工序简图。 （4）对镗，铣，钻工序进行分析，选择合理的定位基准和定位元件。确定装夹方案，计算夹紧力和定位误差等主要技术参数。（5）根据所得数据和方法，利用UG和CAXA软件完成工装草图，总图以及零件工作图的设计。（6）整理所得资料，撰写设计，计算说明书。四、研究方法、步骤和措施1、查阅资料，翻译英文资料查找设计所需的资料，资料的内容要有深度，要具有参考意义。2、熟练掌握设计所需的内容对调速箱体进行工艺分析、加工工艺过程分析、选择刀具、量具、夹具及确定切削用量等。设计运用UG软件绘制TS调速箱所有零件的三维模型图，并通过UG生成二维图形，经过AutoCAD处理后形成正式二维工程图，并完成TS调速箱体所用镗、钻、铣三副夹具的总装设计、精度分析与技术要求。3、设计内容（1）建立TS调速箱体零件的三维模型；（2）按生产类型为中批来设计TS调速箱体零件的机械加工工艺规程；（3）设计镗夹具、钻夹具和铣夹具各一副，并为这三副夹具建立三维模型。4、具体设计步骤（1）利用UG完成TS调速箱体的三维建模；（2）查阅资料分析本零件的作用、工艺及技术条件；（3）选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图；（4）设计机械加工工艺过程；（5）设定工序，包括加工设备、刀具、量具、夹具，还要确定切削用量、工序尺寸及时间定额；（6）根据已得数据，设计出镗、钻、铣三副夹具，并利用UG画图软件为这三副夹具建立三位模型；（7）改进后重新建模并进行分析；（8）整理设计结果，得出结论，并完成毕业设计说明书。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 毕毕 业业 设设 计计题 目： 调速箱体的工艺工装设计 院： 应用技术学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 1085 学号： 02 学生姓名： 袁 威 导师姓名： 倪 小 丹 完成日期： 2014 年 6 月 2 日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日毕毕业业 设设计计（ 论论文文 ）任任务务书书 题目： 调速箱体的工艺工装设计 姓名 袁威 学院 应用技术学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 1085 学号 02 指导老师 倪小丹 职称 副教授 教研室主任 钟定清 一、基本任务及要求： 1.按生产类型为中批来设计调速箱体的机械加工工艺规程；设计镗夹具一副。完成调速箱体的三维建模及镗夹具的建模。 2.完成文献综述、开题报告及毕业设计说明书的撰写工作。图纸工作量折合 03 张。进度二、进度安排及完成时间： 1. 宣布设计任务，明确课题任务及要求，收集、阅读有关资料 1周2. 调查研究，分析课题，完成开题报告 2.5 周3. 实习 1 周4. 总体方案设计： 3.5 周 a）确定加工方案、加工工艺路线 b）设计、编制工艺规程 c）确定主要技术参数 5工装设计 a）工装草图设计 2 周 b)工装总图设计 2 周 c）零件工作图设计 1 周6. 整理资料，撰写设计、计算说明书。 1.5 周7. 毕业答辩、机动 1.5 周目录目录摘要摘要.IABSTRACTABSTRACT.II第一章第一章 调速箱体的工艺设计调速箱体的工艺设计.11.11.1 调速箱上箱体的工艺分析调速箱上箱体的工艺分析.11.1.1 调速箱的作用.11.1.2 确定生产类型.11.1.3 技术条件的分析.11.21.2 确定毛坯及各表面余量确定毛坯及各表面余量.21.31.3 机械加工工艺过程机械加工工艺过程.41.3.1 定位基准的选择.41.3.2 箱体各表面的加工方法和加工方案.41.3.3 箱体机械加工工艺过程.51.41.4 工序工序设设计计.71.4.1 选择加工设备、刀具、夹具和量具.71.4.2 确定工序尺寸.7第二章第二章 夹具设计夹具设计.152.12.1 镗床夹具设计镗床夹具设计.152.1.1 定位方案.152.1.2 夹紧方案.162.1.3 导向装置的选择.172.1.4 底座（夹具体）设计.172.1.5 夹具总图上尺寸、公差和技术要求.172.1.6 夹具操作说明.17参考文献参考文献.21总总 结结.22致致 谢谢.23附附 录录.25I调速箱体的工艺工装设计调速箱体的工艺工装设计摘 要：分析了调速箱上箱体的技术要求，根据中批量生产类型，制定了调速箱上箱体的机械加工工艺过程，设计各加工工序，包括各加工面的加工方法、加工方案和切削用量的选择。对加工精度要求高的孔采用粗镗半精镗精镗的加工方法，平面的加工采用粗铣精铣的方法。根据基准统一原则，选择调速箱体底面及其上两工艺孔为精基准。同时设计了调速箱体加工过程中的铣夹具、钻夹具和镗夹具。其中铣侧面夹具和镗孔夹具采用“一面两孔” 定位，螺旋压板夹紧；钻孔夹具采用一面一孔一点定位的盖板式钻模。关键词：调速箱体 加工工艺 工序设计 夹具IIProcess planning over Varing speed GearboxAbstract：This thesis analyzes the technical requirements on regulation gearbox, formulates its machining process, and plans all processing techniques according to the mass-production type, including processing methods of all machined sueface, processing plan and the choice of cutting amount. The processing method of rough boring-boring-precision boring is adopted.in high precision hole and the rough milling-precision milling method is used in plane process.According to the principle of the basis unity, the botton and two technique holes of regulation gearbox are choosed as precise basis. At the same time, it designs the milling , drilling and boring fixtures used in machining process of regulation gearbox. Among the three fixtures, milling side fixture and boring fixture use”one surface-two holes”position with spirial platen clamping and 13 hole drilling fixture uses “one surfaces-one hole-one point”position with plat drilling mould.Keywords: Varing speed gearbox；Machining process；Process planning；Fixture1第一章第一章 调速箱体的工艺设计调速箱体的工艺设计1.1 调速箱上箱体的工艺分析调速箱上箱体的工艺分析1.1.1 调速箱的作用调速箱的作用箱体是机床的主要零件，由它支承传动轴，将轴、齿轮和轴套等零件组装在一起，使它们保持正确的相互位置关系，从而保证齿轮的正常啮合。调速箱体零件的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。调速箱体的零件简图如图。1.1.2 确定生产类型确定生产类型调速箱体的生产类型为中批量生产。1.1.3 技术条件的分析技术条件的分析1.1.3.11.1.3.1 孔径精度孔径精度孔的尺寸精度 调速箱体轴孔、的精度为 IT7，轴孔的精度为IT8。1.1.3.21.1.3.2 孔与孔之间的相互位置精度孔与孔之间的相互位置精度有相互关系的孔与孔之间相互位置精度会直接影响齿轮的啮合精度。因此2必须严格要求，包括同轴线上各孔的同轴度、横向轴孔与纵向轴孔之间的垂直度等。（1）同轴度 轴和轴的同轴度为 0.015mm。（2）垂直度 轴和轴的垂直度为 0.025mm。1.1.3.31.1.3.3 平面与孔之间的相互位置精度平面与孔之间的相互位置精度孔的轴线与端面部垂直，会产生端面圆跳动，使轴运转时产生轴向窜动，影响使用性能。调速箱体中，轴孔的端面与轴的轴向线的垂直度为0.02MM。 1.1.3.41.1.3.4 表面粗糙度表面粗糙度各表面根据使用性能，规定了相应的表面粗糙度。轴孔中、和轴孔的表面粗糙度要求最高，RA 值均为 1.6M，其余轴孔的表面粗糙度为RA3.2M。平面中，作为安装基面的底面要求最高，RA 值为 1.6M，其次是轴孔左端面 F 面、轴孔左端面 G 面和轴孔的前面 D 面，粗糙度均为RA3.2M。1.2 确定毛坯及各表面余量确定毛坯及各表面余量箱体材料是 HT200，材料抗拉强度为 200N/,抗弯强度为 400 N/，2mm2mm硬度为 HB170-241。调速箱结构复杂，箱壁薄，宜选用铸造方法制作毛坯。因为生产类型为中批生产，可采用砂箱机器造型，内腔安放型芯，空腔及直径大于 30mm 的孔均事先铸出，铸件需经时效处理。参考文献1表 2.2-3，铸件的公差等级为 CT8-10 级，查阅文献1表 2.2-5，加工余量等级 MA 为 G 级。故取 CT 为 8 级，MA 为 G 级。查阅文献1表2.2-4，根据各表面的基本尺寸，确定各加工表面的毛坯余量，其值如表 1.1 所示。调速箱体零件各加工表面如图 1.1 所示。表表 1.1 各加工表面的毛坯余量各加工表面的毛坯余量尺寸位置基本尺寸（mm）加工余量等级（MA）加工余量（mm）备注底面550G5.0单侧加工凸台 A、C 表面100G1.0双侧加工3凸台 E、I 表面100G1.0双侧加工 凸台 B 外端面128G2.5双侧加工轴孔前端面 D 面412G5.0双侧加工轴孔左端面 F 面304G4.5双侧加工右端面 H 面294.87G4.5双侧加工轴孔左端面 G 面156G2.5单侧加工凸台 B 内端面 P 面120G2.5双侧加工轴孔80H2.5轴孔降 1 级，双侧加工轴孔360H6.0轴孔降 1 级，双侧加工轴孔265H6.0轴孔降 1 级，双侧加工轴孔110H3.5轴孔降 1 级，双侧加工轴孔R36H2.5轴孔降 1 级，双侧加工轴孔64H2.5轴孔降 1 级，双侧加工参考文献1表 2.2-1，查得铸件主要尺寸的公差，然后计算毛坯尺寸及公差，列表如 1.2 所示。表表 1.2 毛坯尺寸及公差毛坯尺寸及公差尺寸位置零件尺寸(mm)总余量(mm) 毛坯尺寸(mm)公差底面与底座上表面 L 面的距离185.0230.61.2凸台 A 表面与底面距离644.871.05.0650.871.42.8凸台 C 表面与底面距离380.871.05.0386.871.12.2凸台 B 外端面与内端面 P 面距离802.52.5850.81.6凸台 B 外端面与 D 面距离2252.55.0232.51.02.0G 面与内腔距离352.5350.61.2左端面 F 面与右端面 H 面距离5014.54.55101.32.6凸台 E 外端面与后面 N 面距离3891.03901.12.2凸台 I 外端面与后面 M 面距离1891.01901.02.0轴孔80802.5+2.5750.81.6轴孔3603606.0+6.03481.12.2轴孔2652656.0+6.02531.12.2轴孔1101103.5+3.51030.91.8轴孔72722.5+2.5670.81.6轴孔64642.5+2.5590.81.641.3 机械加工工艺过程机械加工工艺过程1.3.1 定位基准的选择定位基准的选择（1）精基准的选择调速箱上箱体的精基准可以选用“一面两孔”的定位方法，即选择底面和底面上的两个 工艺孔作为精基准。底面是设计基准和装配基准，基准00.01815重合有利于保证孔系与底面的相互位置精度；且一面两孔定位可作为大部分工序的定位基准，可用于加工底面外的其他五个面上的孔或平面的定位基准，实现基准统一，减小了误差；同时，一面两孔定位稳定可靠，夹紧方便。（2）粗基准的选择为了保证底面与 L 面之间的尺寸要求，选择毛坯上 L 面作为粗基准，加工底面。 1.3.2 箱体各表面的加工方法和加工方案箱体各表面的加工方法和加工方案（1）平面加工底面加工 箱体底面的表面粗糙度为 Ra1.6m，现又将它作为定位基面，查阅文献1表 1.4-8，可采用粗铣精铣的加工方法。凸台 A 、C 上表面和凸台 I 的前端面 凸台 A、C 上表面与底面平行，表面粗糙度为 Ra12.5m，凸台 I 前端面表面粗糙度为 Ra3.2m，考虑到它们的加工面积较小，可在钻完其上孔后，采用锪的加工方法使其达到加工要求。凸台 B 内端面、G 端面 两端面的表面粗糙度均为 Ra 3.2m，又因两端面均处于工件内部，加工不方便，采用普通铣削加工难以达到加工要求，因此可以采用先粗铣后，在精镗孔的同时刮端面的加工方法。轴孔前表面 D 面 D 面的表面粗糙度为 Ra3.2m，且要求与轴孔的垂直度允差为 0.02mm，可采用粗铣-精铣的加工方法。右端面 H 面和轴孔左端面 F 面 两端面的表面粗糙度均为 Ra3.2m，可采用粗铣精铣的方法铣去全部加工余量。（2）孔加工、轴孔 加工精度均为 IT7，表面粗糙度均为 Ra 1.6m，直径均大于 30mm，轴孔事先铸出，、轴孔采用粗镗-精镗的加工方法。因为5半轴孔，直接加工难于保证装配要求，因此轴孔可在合箱后采用粗镗-精镗的加工方法、轴孔 轴孔加工精度均为 IT7，表面粗糙度均为 Ra 1.6m，轴孔表面粗糙度 Ra 为 3.2m，加工精度为 IT8，因轴孔加工尺寸较小，可采用与轴孔一样的加工方法，即粗镗。凸台 I 和凸台 E 轴孔 表面粗糙度为 Ra 3.2m，直径为分别为32mm、30mm，因此可以采用钻扩铰的加工方法加工。底面上 11-15mm 孔 采用钻的加工方法加工。对其中将用作工艺孔的两孔，再进行铰孔，以将其尺寸精度提高为 IT7。D 面上的 12-M12mm 螺纹孔、F 面上的 12-M8mm 螺纹孔、G 面上的 4-M10mm 螺纹孔、H 面上的 7-M8mm 螺纹孔，均可采用钻-攻的方法加工。底面上的 2-10mm 锥销孔 其表面粗糙度为 Ra 1.6m，装配要求较高，可在装配时和下箱体同时采用配钻-配铰的加工方法。1.3.3 箱体机械加工工艺过程箱体机械加工工艺过程以上各加工表面的加工方案确定之后，按照“先面后孔” 、 “先粗后精”和“基面先行”的加工原则加工各表面，其机械加工工艺过程按排如表 1.3 所示。10铸造铸造毛坯20热人工时效30冲砂去除余砂和表面铁锈40油漆非加工表面刷防锈漆50划线考虑加工余量，划各外表面的加工线60铣以 L 面作为粗基准，粗铣-精铣底面立式铣床X53K专用铣床夹具钻底面 11-15 孔锪底面 11-27 孔70钻铰底面 2-工艺孔00.01815摇臂钻床Z35专用钻床夹具80铣以底面及两个工艺孔定位、夹紧，粗铣H 端面卧式铣床X63专用铣床夹具90铣粗铣 F 端面卧式铣床X63专用铣床夹具100铣粗铣 D 面卧式铣床X63专用铣床夹具110铣粗铣凸台 B 外端面卧式铣床X63专用铣床夹具6120铣精铣凸台 B 外端面卧式铣床X63专用铣床夹具130铣精铣 D 面卧式铣床X63专用铣床夹具140铣精铣 F 端面卧式铣床X63专用铣床夹具150铣精铣 H 端面卧式铣床X63专用铣床夹具160镗粗镗轴孔、轴孔卧式镗床T612专用镗床夹具170镗粗镗轴孔、轴孔卧式镗床T612专用镗床夹具180镗精镗轴孔卧式镗床T612专用镗床夹具190镗精镗轴孔、轴孔、刮 G 端面卧式镗床T612专用镗床夹具200镗精镗轴孔、刮凸台 P 面卧式镗床T612专用镗床夹具钻攻凸台 A 上 M20 螺孔锪凸台 A 上 25 孔锪凸台 A 上表面钻攻凸台 C 上 M16 螺孔锪凸台 C 上 26 孔210钻锪凸台 C 上表面摇臂钻床Z35专用钻床夹具钻扩铰凸台 E32 孔、钻-攻 3-M5 螺孔锪凸台 E 外端面钻-攻凸台 K 上 M12 螺孔锪凸台 K 上 24 孔钻-攻 D 面 12-M12 螺纹底孔、钻扩凸台I32 孔220钻锪凸台 I 端面摇臂钻床Z35专用钻床夹具钻-攻 F 面 12-M8 螺孔230钻钻-攻 G 面 4-M10 螺孔摇臂钻床Z35专用钻床夹具240钻钻-攻 H 面 7-M8 螺孔摇臂钻床Z35专用钻床夹具钻-攻凸台 B 上 M14 螺纹底孔250钻锪凸台 B 上 24 孔摇臂钻床Z35专用钻床夹具260钻配钻-铰底面 2-10 锥销孔摇臂钻床Z35专用钻床夹具270镗合箱后粗镗轴孔卧式镗床T612专用镗床夹具280钳工修底面四角锐边及去毛刺290检查300入库71.4 工序设计工序设计1.4.1 选择加工设备、刀具、夹具和量具选择加工设备、刀具、夹具和量具（1）工序 50 铣底面和工序 60 铣凸台 A、C 上表面参阅文献1表 4.2-35，选择 X53K 立式铣床。参阅文献3表 1.2，材料硬度小于 220HBS 的灰铸铁，铣削时选用不重磨硬质合金刀片套式面铣刀。据3表 3.1，选择=100mm 的刀片，齿数 z=4。用游标卡尺检测底面高度，用粗糙0d度样板比照检验底面的表面粗糙度。（2）工序 70工序 150 铣削各端面参阅文献1表 4.2-38，选择 X63 卧式铣床。参阅文献3表 3.1，工序70150 铣削各端面时，选择=200mm，z=10 的不重磨硬质合金刀片套式面0d铣刀为铣削刀具。用游标卡尺检测各端面间距离，用粗糙度样板比照检验底面的表面粗糙度。（3）工序 60 钻 11-15 孔、铰 2-工艺孔00.01815参阅文献1表 4.2-14，选择 Z35 摇臂钻床。参阅文献2表 5-6，选用d=15mm 的直柄麻花钻钻孔。参阅文献2表 5-17 选用 d=15.0mm 的锥柄机用铰刀铰工艺孔。（4）工序 170220、工序 320340 镗削各横向孔镗削各横向孔时，工件在专用镗床夹具中定位，在 T612 卧式镗床上用镗通孔的镗杆镗削各孔。用相应规格的环规检验孔径尺寸。（5）工序 160、工序 230310 钻各螺纹孔及扩铰孔钻各螺纹孔时，工件在专用钻夹具上定位，选用 Z35 摇臂钻床，使用相应尺寸的麻花钻钻孔、扩孔钻钻孔、扩孔，使用机用丝锥攻丝。1.4.2 确定工序尺寸确定工序尺寸（1）平面加工工序尺寸因各端面的加工尺寸均为自由尺寸，只有表面粗糙度要求，除底面用作精基准要求较高外，其它加工面要求都较低。以底面的加工为例，查阅文献1表 2.3-21，底面加工的精铣余量为 1mm，前道工序为粗铣，而底面的毛坯余量为 5.0mm，则粗铣余量为 2.5mm。底面与底座上表面 L 面间毛坯的距离为823mm，工序 50 粗铣后工序尺寸为 19mm，精铣后为 18mm。可以用同样方法查出其它平面加工时各道工序的加工余量，并计算出工序尺寸，其值如不表 1.4 所示。表表 1.4 平面加工工序尺寸平面加工工序尺寸粗铣精铣工序加工表面余量工序尺寸余量工序尺寸60底面320.5118803.0512150H 面1510903.0512140F 面151090G 面1.54241002.5191.5130D 面1190200P 面1.51451102226120凸台 B外端面1.0225工序 190 刮 G 端面和工序 200 刮凸台 B 内端面 P 是在精镗孔时进行的，其加工工序尺寸如表 1.5 所示。表表 1.5 刮端面加工工序尺寸刮端面加工工序尺寸刮工序加工表面余量工序尺寸190G 端面1.5424200凸台 B 内端面 P1.5145（2）轴孔加工的工序尺寸及公差以轴孔265H8 加工为例，查阅文献1表 2.3-10，轴孔毛坯直径为253mm，粗镗双边余量为 11mm，工序尺寸为 264mm。精镗双边余量为 1mm，工序尺寸为mm。0.010265用同样方法查出其余各轴孔的加工余量，计算工序尺寸及公差，列表如表1.6 所示。表表 1.6 轴孔的工序尺寸及公差轴孔的工序尺寸及公差粗镗精镗孔径双边余量工序尺寸双边余量工序尺寸轴孔80H730.1207820.030809轴孔360 H7100.140359.30.70.0570360轴孔265 H8110.32026410.0810265轴孔110H750.0870109.30.70.0350110轴孔72J73700.50.0180.01271轴孔64266264孔径钻钻扩孔扩孔铰孔凸台 I 孔32153032凸台 E 孔30H80.180150.0840280.052029.80.033030底面孔15H70.18015 0.0180151.4.2.11.4.2.1 铣削底面的切削用量计算铣削底面的切削用量计算工序 50 为铣削底面，其切削用量计算如下：（1）粗铣底面时的切削用量背吃刀量 =2.5mm。pa每齿进给量 查阅文献3表 3.5，每齿进给量=0.140.24mm/z，取zfzf每齿进给量=0.18mm/z。zf确定刀具寿命 刀具为=100mm，z=4 的硬质合金刀片端铣刀，查阅文0d献3表 3.8，铣刀寿命为 180min。选择切削速度和每分钟进给量 查阅文献2表cVfV3.16，=86m/min，n=275r/min，=432mm/min，查修正系数cVfV=1.13，=0.45，所以修正以后的切削速度和每分钟进给量为：vkfk，86 1.1397.18/minccvvvkm。432 1.45195/minfffvvkmm则转速。100097.18 1000309 /min3.14 100cvnrd参阅文献1表 4.2-36，按 X53K 立式铣床的技术参数，取n=300r/min，=190mm/min，则实际的切削速度和进给量为：fV，3.14 10 30094.2/min10001000dnvm10。1900.16/0.64/3004fzvfmm zmm rnz校验机床功率 查阅文献3表 3.24，当=2.5mm，=45mm，=0.16mm/z 和=190mm/min 时，铣刀耗用的功率约paeazffv为 1kw，所以 X53K 立式铣床的功率是足够的。（2）半精铣底面时的切削用量背吃刀量 =1.5mm。pa每齿进给量 查阅文献3表 3.5，=0.40.6mm/r，即zfzf=0.10.15mm/z 每齿进给量=0.13mm/z。zfzf确定刀具寿命 查阅文献3表 3.8，铣刀寿命为 180min。选择切削速度和每分钟进给量 查阅文献2表cVfV3.16，=110m/min，n=352r/min，=394mm/min，查修正系数cVfV=1.13，=0.45，所以修正以后的切削速度和每分钟进给量为：vkfk，110 1.13124.3/minccvvvkm。394 1.45177.3/minfffvvkmm则转速。1000124.3 1000396 /min3.14 100cvnrd参阅文献1表 4.2-36，按 X53K 立式铣床的技术参数，取 n=375r/min，则实际的切削速度和进给量为：，3.14 100 375117.8/min10001000dnvm。1900.13/0.52/3754fzvfmm zmm rnz（3）精铣底面时的切削用量背吃刀量 =1mm。pa选择切削速度和每分钟进给量 查阅文献2表cVfV3.16，=124m/min，n=395r/min，=316mm/min，查修正系数cVfV=1.13，=0.45，所以修正以后的切削速度和每分钟进给量为：vkfk，124 1.13140/minccvvvkm。316 1.45143/minfffvvkmm则转速。1000140 1000445 /min3.14 100cvnrd参阅文献1表 4.2-36，按 X53K 立式铣床的技术参数，取n=475r/min，=150mm/min，则实际的切削速度和进给量为：fV11，3.14 100475149/min10001000dnvm。1500.08/0.32/4754fzvfmm zmm rnz用同样的方法可以计算出铣削其它面时的切削用量，结果列表如表 1.7 所示表表 1.7 铣削面的切削用量铣削面的切削用量工序工序内容切削深度（双边mm）切削速度（m/min）转速(r/min)进给量（mm/z）粗铣底面2.594.23000.1660精铣底面11494750.0880粗铣 H 端面394.21500.1150精铣 H 端面0.5147.62350.0490粗铣 F 端面394.21500.1140精铣 F 端面0.5147.62350.04190粗铣 G 端面1.594.21500.1100粗铣 D 面2.594.21500.1130精铣 D 面1147.62350.04200粗铣凸台 B 内端面1.594.21500.1粗铣凸台 B 外端面1.594.21500.1120精铣凸台 B 外端面11181900.061.4.2.21.4.2.2 镗轴孔时的切削用量计算镗轴孔时的切削用量计算工序 170-工序 220 和工序 320340 为镗各轴孔，镗孔的横向进给量是一致的。下面以工序 170、200 和 210 镗轴孔（110mm）为例计算各孔镗削时的切削速度和镗杆的转速。（1）粗镗轴孔（110mm）时的切削用量计算背吃刀量 =2.5mm（单边余量） 。pa横向进给量 查阅文献3表 1.5，粗镗时进给量=0.61.0mm/r,取zfzf=0.66 mm/r。zf确定刀具寿命 查阅文献3表 1.9，镗刀寿命为 60min。选择切削速度 查阅文献3表 1.27，=158， =0.15， cVvCvxvy=0.4，m=0.20， ，则切削速度为0.85 0.90.765vsvgvkkkcv，0.20.150.4158 0.76550.8/min602.50.8vvvcvxympCvkmT af12转速。100050.8 1000147 /min3.14 110cvnrd参考文献1表 4.220，按 T612 卧式镗床的技术参数，取 n=160r/min，则实际切削速度为：3.14 108 16054.3/min10001000dnvm（2）精镗轴孔（110mm）时的切削用量计算背吃刀量 =0.35mm（单边余量） 。pa横向进给量 查阅文献3表 1.5，精镗时进给量=0.150.40mm/r,取zfzf=0.24 mm/r。zf确定刀具寿命 查阅文献3表 1.9，镗刀寿命为 60min。选择切削速度 查阅文献3表 1.27，=158， =0.15， cVrfvxvy=0.4，m=0.20， ，则切削速度为0.85 0.90.765vsvgvkkkcv，0.20.150.4158 0.76590/min600.350.4vvvcvxympCvkmT af转速。100090 1000260.6 /min3.14 110cvnrd参考文献1表 4.220，按 T612 卧式镗床的技术参数，取 n=250r/min，则实际切削速度为：3.14 11025086.4/min10001000dnvm用同样的方法可以计算出镗削、轴孔的切削用量，结果列表如表1.8 所示。表表 1.8 镗削轴孔的切削用量镗削轴孔的切削用量工序工序内容切削深度（双边mm）切削速度（m/min）转速(r/min)进给量（mm/r）第一次粗镗轴孔7130.61600.66第二次粗镗轴孔4132.61600.661600粗镗轴孔554.31600.66第一次粗镗轴孔754.2500.66第二次粗镗轴孔356.2500.66170粗镗轴孔361.22500.66180精镗轴孔1103.54120.33190精镗轴孔1170.62050.33190精镗轴孔0.786.42500.2413200精镗轴孔0.71131000.24合箱粗镗轴孔370.33200.47270合箱粗镗轴孔362.33200.48280合箱精镗轴孔2844180.24290合箱精镗轴孔0.51044600.171.4.2.31.4.2.3 钻、扩、铰孔时的切削用量计算钻、扩、铰孔时的切削用量计算现以工序 310 为加工凸台 I 轴孔为例，计算其切削用量。（1）钻孔至15mm 时的切削用量查3表 2.7，=0.310.37mm/r，参照 Z35 摇臂钻床的技术参数，取rf=0.32mm/r ，查2表 2.15，切削速度 v=18m/min，转速 n=382r/min，参照vkZ35 摇臂钻床的技术参数，取 n=420r/min，则实际切削速度为 19.8m/min。（2）钻扩孔至30mm 时的切削用量查3表 2.10，=0.770.9mm/r，参照 Z35 摇臂钻床的技术参数，取rf=0.9mm/r ，查3表 2.30，扩孔时rf=15.2，=0.25，=0.1，=0.4，m=0.125，=0.84，钻头寿命为 75min，vCvZvxvyvk则切削速度 v 为：，0.2500.150.10.415.2 300.8414.83/min757.50.9vvvzvvxympC dvkmT af。100014.83 1000157 /min3.14 30cvnrd参照 Z35 摇臂钻床的技术参数，取 n=170r/min，则实际切削速度为：。3.14 30 17016/min10001000dnvm（5）精铰孔至32mm 时的切削用量查3表 2.24，f=1.01.5mm/r，参照 Z35 摇臂钻床的技术参数，取f=0.9mm/r，v=17m/min，n=170r/min。用以上方法可以计算出钻底面 11-15 孔、铰底面 2 个工艺孔和钻30H8孔时的切削用量，结果列表如表 1.9 所示。表表 1.9 钻孔的切削用量钻孔的切削用量孔径(mm) 加工步骤尺寸（mm）切削速度（m/min）转速(r/min)进给量（mm/r）钻孔1519.84200.3232钻扩孔30161700.914扩孔32171700.9钻孔1519.84200.32钻扩孔2823.32650.4扩孔29.824.82650.930H8铰孔30H812.41320.915钻孔1519.84200.3215H7铰孔 15H76.21320.915第二章第二章 夹具设计夹具设计2.1 镗床夹具设计镗床夹具设计按指导老师要求，我设计工序 170、工序 200 和工序 210 的镗夹具，即镗265H8mm 和110H7mm 孔，并刮 G 端面。其中，265H8mm 孔采用粗镗、精镗的加工方法，110H7mm 孔采用粗镗、半精镗、精镗的加工方法，在精镗时刮端面。本工序只需保证两孔的尺寸精度和表面粗糙度即可，如图 2.5 为镗孔和刮端面加工要求。图 2.5 镗孔和刮端面加工要求2.1.1 定位方案定位方案（1）确定要限制的自由度按照加工要求，镗孔时孔深度方向的自由度可以不加限制，因此只需限制其它五个自由度。（2）定位方案选择按基准统一原则，选择底面和底面上 215H7 工艺孔定位，定位元件采用“一面两销” ，即采用支承板、削边销和圆柱销限制工件六个自由度。（3）计算定位误差本工序只需保证轴孔加工尺寸精度和表面粗糙度，加工要求较低，因此不需计算定位误差。162.1.2 夹紧方案夹紧方案夹紧力的方向应指向主要定位基面底面，考虑到装卸工件的方便，采用两块转动宽压板，用螺栓、螺母手动夹紧，如图 2.6 所示。图 2.6 镗夹具定位夹紧方案14-削边销；15-六角螺母；16-球头调节支承；17-弹簧；18-平面垫圈；19-转动宽压板；20-锥面垫圈；21-球面垫圈； 22-带肩六角螺母172.1.3 导向装置的选择导向装置的选择由于两孔半径不一样，265H8mm 孔的镗套采用固定镗套 B 型，110H7mm 孔的镗套则采用固定镗套 A 型。为增加镗杆的刚性，采用双支承结构。镗套装在支架上，支架可用定位销定位，用螺钉紧固在底座上。2.1.4 底座（夹具体）设计底座（夹具体）设计为了减轻底座重量，且不降低刚性，底座下部采用多条十字加强筋。为了镗模在镗床上安装的方便，底座上加工出找正基面 B。另外，为了方便镗模的起吊，底座还设计了四个起吊螺栓。因为镗模本身重量很大，可不设计耳座，加工时直接利用压紧螺栓将夹具体夹紧在机床工作台上。2.1.5 夹具总图上尺寸、公差和技术要求夹具总图上尺寸、公差和技术要求夹具的各项技术条件已在装配图中用规定的符号表示，详细尺寸、公差和技术要求见附录 5 镗夹具装配图。2.1.6 夹具操作说明夹具操作说明夹具在机床上安装完以后，首先将调速箱体零件装到夹具体上，使工件底面与支承板 1 接触，并保证工件上的两个工艺孔分别和削边销 3、圆柱销 4 配合，然后通过转动宽压板 2 夹紧工件，如图 2.7 所