减速箱体机械加工工艺和专用工艺设备设计及三维仿真毕业设计

本科毕业设计说明书本科毕业设计说明书 减速器箱体机械加工工艺和专用工艺设备设计及三维仿真减速器箱体机械加工工艺和专用工艺设备设计及三维仿真 THE DESIGN OF REDUCTION CASE MACHINING PROCESS AND SPECIAL PROCESS EQUIPMENT AND 3D SIMULATION 减速箱体机械加工工艺和专用工艺设备设计及三维仿真 摘要 箱体零件是机器及部件的基础件，它将机器及部件中的轴、轴承 和齿轮等零件按 一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动 关系协调其运动。箱体的装配基 准面与加工中的定位基准面应有一定 的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔与装配基 准面之间应有一定距 离尺寸精度的要求。 铣削是采用被称为铣刀的多刃旋转刀具完成的机加工作业。在此工艺中，金属去 除是通过铣刀的旋转运动和工件的直线运动的组合实现的。 由于同一时间只有部分切削刃切削工件，因此可以在对刀具寿命没有不利影响的情 况下承担重型切削。事实上，铣削允许的切削速度和进给比车削或钻削高三到四倍。此 外，由铣削加工的表面质量通常优于车削、刨削或钻削加工的表面质量。工业上可采用 的铣刀类型众多。连同铣床是极通用机床的事实，使得铣床成为机加工车间的支柱。 关键词：箱体，关键词：箱体， 铣削铣削, , 铣刀铣刀 THE DESIGN OF REDUCTION CASE MACHINING PROCESS AND SPECIAL PROCESS EQUIPMENT AND 3D SIMULATION ABSTRACT That the box experiences and observes a part is a machine and the component basis document , it assembles parts such as axis , axle bearing and gear wheel in machine and component according to certain mutual location relation ready-made a overall , the person moves and according to the harmonious relations fixing drive in advance. Assembling base level and the base level fixing position in processing of the box body should have the certain flat surface degree and surface harshness request; Every holds a hole and assembles the request should have certain distance dimension accuracy between base level. Milling is a machining process that is carried out by means of a multi-edge rotating tool known as a milling cutter. In this process, metal removal is achieved through combining the rotary motion of the milling cutter and linear motions of the workpiece simultaneously. Since only a few of the cutting edges are engaged with the workpiece at a time, heavy cuts can be taken without adversely affecting the tool life. In fact, the permissible cutting speeds and feeds for milling are three to four times higher than those for turning or drilling. Moreover, the quality of the surfaces machined by milling is generally superior to the quality of surfaces machined by turning, shaping, or drilling. A wide variety of milling cutters is available in industry. This, together with the fact that a milling machine is a very versatile machine tool, makes the milling machine the backbone of a machining workshop. KEYWARDS KEYWARDS：box body, milling , milling cutterbox body, milling , milling cutter 序言序言 箱体零件是机器或部件的基础零件 ,它把有关零件联结成一个整体 ,使这些零件保持 正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件 的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求. 由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式, 其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平 面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等. 箱体零件的毛坯通常采用铸铁件 .因为灰铸铁具有较好的耐磨性 ,减震性以及良好的铸 造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯 (如航空发动机上的箱体等 ).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛 坯. 毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型; 在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于3050mm的孔, 一般都铸造出顶孔,以减少加工余量. 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直 接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。 在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车 及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有 走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。 为保证工件某工序的加工要求， 必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。 当通过夹具来实 1一批工件在夹具中占有正确的加工位置；2刀具 现这一要求时，必须满足三个条件： 3夹具装夹在机床的准确位置。工件的最终是由零件相对于机 相对于夹具的准确位置； 床获得的。 工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，否则，在加工过程中因 受到切削力、惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位， 无法保证加工要求。 II 目录目录 摘 要 ( 中 文 ) 摘要(外文) 序言 第一章 机械加工工艺 1.1 零件分析 1.1.1 零件作用 1.1.2 零件工艺分析 1.2 确定毛坯 1.2.1 确定毛坯种类 122 毛坯件加工余量及形状 123 绘制（铸件）毛坯图 3 13 工艺规程设计3 1 3 1 选择定位基准3 1.3.2 制定工艺路线 5 133 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定10 134确定（指定工序的）切削用量及基本工时 11 第二章 专用夹具设计 13 2.1 问题的提出13 2.2 夹具设计 13 2.2.1 定位基准选择13 2.2.2 切削力及夹紧力计算13 2.2.3 定位误差分析14 2.2.4 绘制夹具装配图16 2.2.5 夹具的使用说明16 总结17 参考文献18 致谢19 III 第一章第一章 机械加工工艺机械加工工艺 1.1 零件分析 1.1.1 零件作用 题目所给的是三级减速器的箱体零件，箱体在减速器中主要起到支持和固定轴系 零、保证轴系零件运转精度、良好润滑及可靠密封等作用，是要保证减速器正常、稳定 地工作所必不可少的一部分。 1.1.2 零件工艺分析 零件的材料为 HT250，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高， 不适合磨削。以下为箱体所需要加工的内容： 1.面：箱体结合面、上表面、前后侧面、右侧面 2.孔：结合面上的 14x 18 通孔及 2x 20 销孔、上表面 4xM12 螺纹孔及 M30 螺纹 孔、前后侧面 6xM16 螺纹孔及 130， 150， 200 三个轴承座孔、右侧面 2xM16 的螺 纹孔 150 轴承座孔及 3x 22 的通孔 3.其他：除螺纹孔、销孔及轴承座孔外其余各孔端面均要锪平、结合面上还要铣 出键槽。 由图纸可知 130 的轴承座孔的圆心为尺寸基准，应先加工，从而保证其余待加工 的面、孔的的位置精度，避免因基准不重合而引起的误差及不必要的尺寸链换算。再根 据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度选择合理的加工方法， 制定合理的 加工工艺规程。 12 确定毛坯. 121 确定毛坯种类 零件的材料为 HT250，铸造性能优良，箱体在减速器工作时所受冲击不大、形状结 构中等复杂，故选择铸造件。查1P3-11 表 3.1-20 各种铸造方法的经济合理性，由最 大外廓尺寸 921mm（4001000） 、零件形状复杂程度：中等、大批大量生产故选择砂型 金属模铸造，一般机器造型。 122 确定铸件加工余量,及形状（列表：表中画毛坯简图） 生产大纲为大批大量生产，查1P3-13 表 3.1-24 成批和大量生产铸件的尺寸公差 IV 等级，由铸造方法：砂型机器造型及壳型、零件材料： HT200 查得铸件的公差等级 CT 为 8-10 级，取 9 级。查1P3-14 表 3.1-27 铸铁件的机械加工余量等级选择，由造型方 法：机器造型金属模、零件的最大外廓尺寸：921mm（2501000）查得铸件的加工余 量等级为 68 级，取 7 级。查1P3-13 表 3.1-26 铸铁件的机械加工余量可得以下： 1.由零件总高 200mm(120250） 、 加工余量等级 7 级、 浇注位置： 顶、 侧面或底面， 查得箱体上顶面加工余量为 6.5mm，结合面的加工余量为 4.5mm 则铸件的尺寸 211mm。 同理可以得到 2.零件总宽 360mm（250630） ，加工余量 7.0mm，则铸件的总宽为 360mm+2X7.0mm=374mm。 3.总长部分需要加工基本尺寸为 296 -0.34mm（250630） ，加工余量为 7mm，则铸件 的尺寸为 303mm。 4.圆孔径大于等于 30 的均要铸出， 而要加工的圆孔有： 轴承座孔1 200 （120 250）的单边加工余量为 6.5mm，则铸件的孔径为 187；2 150 的单边加工余量的为 6.5mm，铸件的孔径 137mm；3 130 单边加工余量的为 6.5mm，铸件的孔径 117mm； 4 150 的单边加工余量的为 6.5mm，铸件的孔径 137mm；而后由1P3-12 表 3.1-21 铸件的尺寸公差数值由尺寸公差等级 9 级及以上铸件各尺寸壳查得其对应得公差值， 然 后相对铸件基本尺寸对称设置,如表 1-1 所示。 表表 1-11-1 零件的加工余量零件的加工余量 简图 见附图 1 加工面 代号 T1 T2 T3 T4/T5 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 M1 M2 M3 基本 尺寸 200 200 296 360 200 150 130 150 26 18 20 22 M12 M30 M16 2 0 加工余 量等级 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 加工 余量 6.5 4.5 7 7X2 6.5X2 6.5X2 6.5X2 6.5X2 13X2 9X2 10X2 11X2 说明 单侧加工 单侧加工 单侧加工 双侧加工 孔降一级 双侧加工 螺纹 资料来源：1机械加工工艺手册 123 绘制铸件毛坯图 13 工艺规程设计 131 选择定位基准 选择定位基准主要是为了保证零件的加工表面之间以及加工表面与未加工表面之 间的相互位置精度，因此定位基准的选择应从有相互位置精度要求的表面间去找，定位 基准选择得正确与否关系到工艺路线和夹具结构设计是否合理的主要因素之一， 并将影 响到工件的加工精度、生产率和加工成本。基准选择得合理可以使加工质量得到保证， 生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使 生产无法正常进行 1)粗基准的选择 对于零件来说，尽量选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表 面有足够而均匀的加工余量。如在箱体零件加中，结合面为重要表面，加工时可以选择 结合面作为粗基准加工箱体顶面，再以顶面为精基准加工箱体结合面，此时结合面的加 工可以小而均匀。另外粗基准在同一定位方向上只允许在加工工序中使用一次，不允许 重复使用，因此在该定位方向的的后续加工应以已加工的表面为基准，从而进行后续其 他加工。 2) 精基准的选择 在选择精基准，通常优先选择基准基准统一原则，这样可以减少因定位基准的转换 过多而造成的累积误差，并可以减少夹具的设计与制造的工作量，减少刀具、量具的数 量，降低生产成本等。由于此箱体生产批量较大故可以采用一面两孔定位，即以箱体的 底（顶）面和两定位销孔为精基准。这样简化了夹具结构，工件装卸也较为方便，因而 可以提高劳动生产率和加工质量。由于以底（顶）面和两定位销孔定位，会产生与设计 基准不重合误差，因此在工艺上往往提高底（顶）面的加工精度如磨面，以严格控制顶 面与底面及重要孔轴线的尺寸精度和平行度误差。 由于轴承座孔的加工精度等级为 IT7， 所以底（顶）面与结合面的尺寸公差等级也应为 IT7，即 200 0 3) 各加工表面的加工方法选择 查3P249表 3.3-2 内孔加工的经济精度与表面粗糙度和表 3.3-3 平面加工的经济 精度与表面粗糙度可选得各加工表面加工的方法，如下表 1-2 所示. 加工 表面 基本 尺寸 表表 1-21-2 各表面的加工方法各表面的加工方法 加工加工的经济精度 要求加工 方法精度精度表 面 粗表面粗糙度 3 +0.046。 等级 上表面 结合面 前、后面 右端面 连接孔 销孔 固定孔 孔 轴承 座孔 200 200 360 0296 -0.34 18 +0.21 20 0 26 22 +0.04 200 0 +0.04 150 0 +0.04 130 0 +0.063 150 0 M16 M30 32x13 7 1011 1112 7 7 8 糙度 Ra （um） 12.5 6.3 6.3 6.3 25 3.2 25 25 3.2 等级 ITRa（um） 精铣 半精铣 半精铣 半精铣 钻 精铰 钻 钻 粗镗-半 精镗-精 镗 钻攻丝 钻攻丝 粗铣 68 811 811 68 1012 67 1012 1012 19 1.66.3 2.510 2.510 1.66.3 2080 0.325 2080 2080 0.635 螺纹 螺纹 键槽 资料来源：参考书目34 4)加工阶段的划分 由 3）可知：箱体的整体加工精度不高，但局部位置精度要求较高，所以可将加工 阶段分为粗加工、半精加工、精加工等阶段 5）各表面的加工顺序 1 遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准箱体结合面 2 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。个表面的粗、 精加工分开，按加工阶段进行。 3 遵循“先主后次”原则. 先安排主要表面的加工，后加工次要表面。因此要加 工表面小，和主要表面有相互位置精度要求，可穿插在主要表面的加工工序之间进行， 但应安排在主要表面的最后精加工之前，以免影响主要表面的加工质量。 4 遵循“先面后孔”原则。如箱体零件平面轮廓大而平整，以平面定位稳定可靠， 易保证平面与空的位置精度要求。 6）工序的划分 箱体零件为大批、大量生产，故采用高效率的设备和专用工艺设备，使工序集中， 以便提高效率和加工质量。 7）热处理及检验及其他辅助工序的安排 零件毛坯为铸件，故在粗加工前要安排人工时效处理，粗加工后也要经过时效处理 再进行精加工。合箱前应进行中检，加工完成时再终检。 4 132 制定工艺路线 工艺路线 1： 1）上箱体的加工： 工序 10.铸造。 工序 15.清砂：清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、飞刺等。 工序 20.热处理：人工时效处理。 工序 25.涂漆：非加工面涂防锈漆。 工序 30.划线：划箱体顶面和结合面的加工线。 工序 35.铣：以结合面为粗基准粗铣顶面至表面粗糙度Ra12.5(图纸要求)。粗铣 M30 x1.5-7H 螺纹孔的顶端面至表面粗糙度 Ra25（图纸要求） 。 工序 40.铣：以顶面为精基准粗铣、半精铣结合面至表面粗糙度 Ra6.3、平面度达到 0.1（图纸要求） 。 工序 45.钻：以结合面和外形定位，钻结合面上 14x 18mm 孔，锪 14x 30mm 孔； 钻攻 4xM12-7H 螺纹孔；钻攻 M30 x1.5-7H 螺纹孔。 工序 50.钻:以结合面和外形定位，钻 2x 26mm 孔，锪 2x 45mm 孔。 工序 55.钳:上箱体用煤油做渗漏试验 工序 55.检验：检查各部尺寸及精度。 2）下箱体加工： 工序 10.铸造。 工序 15.清砂：清除浇口、冒口、型砂、飞边、飞刺等。 工序 20.热处理：人工时效处理。 工序 25.涂漆：非加工面涂防锈漆。 工序 30.划线：划箱体结合面和下表面的加工线 工序 35.铣： 以结合面为粗基准粗铣、 半精铣、 精铣底面 （工艺要求） 。 粗铣 M30 x1.5-7H 螺纹孔的顶端面至表面粗糙度 Ra25（图纸要求） 。 工序 40.铣：以底面为精基准粗铣、半精铣接合面至表面粗糙度 Ra6.3、平面度达到 0.1（图纸要求） 。 工序 45.划线：划底面工艺孔位置 18H7 工序 50.钻：以结合面和侧面定位，靠划线找正，钻扩铰工艺孔 18H7 工序 55.钻：以箱体底面和工艺孔为定位基准，钻结合面上 14x 18mm 孔。 工序 60.钻：以箱体结合面和侧面定位，锪 14x 30mm 孔；钻攻 4xM12-7H 螺纹孔； 钻攻 M30 x1.5-7H 螺纹孔。 工序 65.钻：以箱体结合面和侧面定位，钻 2x 26mm 孔，锪 2x 45mm 孔。 工序 70.钳：箱体底部用煤油做渗漏试验。 5 工序 75.检查各部尺寸及精度 3）合箱加工 工序 10 钳：将上下箱体对准合箱，用 14x 18mm 螺栓、螺母紧固 工序 15.钻：以箱体底面和两个工艺孔“一面两销”定位，钻、铰 2x 20mm 销孔， 装入销。 工序 20.铣：以一面两销定位，兼顾两侧面的加工尺寸粗铣、半精铣前后侧面。 工序 25.铣：以一面两销定位铣结合面处的键槽，并键入。 工序 30.镗：以一面两销定位，粗镗、半精镗、精镗 130mm， 150mm， 200mm 三个平行轴承座孔至图纸要求 工序 35.钻： 以一面两销定位，钻、攻前后表面上 24xM16-7H 深 30 螺纹孔。 工序 40.铣：粗铣、半精铣右端面至图纸要求。 工序 45.镗：粗镗、半精镗、精镗右侧面 150mm 孔。 工序 50.钻：钻攻右端面上 4xM16mm 螺纹孔。 工序 55钻右端面上 6x 22mm 孔，锪 6x 30mm 孔。 工序 60.钳：拆箱、清理飞边，毛刺。 工序 65.钳：合箱，装销、紧固 工序 70.检查各部尺寸及精度。 工序 75.入库 工艺路线 2： 1）上箱体的加工： 工序 10.铸造。 工序 15.清砂：清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、飞刺等。 工序 20.热处理：人工时效处理。 工序 25.涂漆：非加工面涂防锈漆。 工序 30.划线：划箱体顶面和结合面的加工线。 工序 35.铣：以结合面为粗基准粗铣顶面至表面粗糙度Ra12.5(图纸要求)。粗铣 M30 x1.5-7H 螺纹孔的顶端面至表面粗糙度 Ra25（图纸要求） 。 工序 40.铣：以顶面为精基准粗铣、半精铣结合面至表面粗糙度 Ra6.3、平面度达到 0.1（图纸要求） 。 工序 45.钻：以结合面和外形定位，钻结合面上 14x 18mm 孔，锪 14x 30mm 孔； 钻攻 4xM12-7H 螺纹孔；钻攻 M30 x1.5-7H 螺纹孔。 工序 50.钻:以结合面和外形定位，钻 2x 26mm 孔，锪 2x 45mm 孔。 工序 55.钳:上箱体用煤油做渗漏试验 工序 55.检验：检查各部尺寸及精度。 6 2）下箱体加工： 工序 10.铸造。 工序 15.清砂：清除浇口、冒口、型砂、飞边、飞刺等。 工序 20.热处理：人工时效处理。 工序 25.涂漆：非加工面涂防锈漆。 工序 30.划线：划箱体结合面和下表面的加工线 工序 35.铣：以结合面为粗基准粗铣底面，粗铣M30 x1.5-7H 螺纹孔的端面至表面粗 糙度 Ra25（图纸要求） 。 工序 40.铣：以底面为精基准粗铣接合面。 工序 45.划线：划底面工艺孔位置 18H7 工序 50.钻：以结合面和侧面定位，靠划线找正，钻扩铰工艺孔 18H7（至工艺要 求） 工序 55.钻：以箱体底面和工艺孔为定位基准，钻结合面上14x 18mm 孔(至图纸要 求)。 工序 60.钻：以箱体结合面和侧面定位，锪 14x 30mm 孔；钻攻 4xM12-7H 螺纹孔； 钻攻 M30 x1.5-7H 螺纹孔(至图纸要求)。 工序 65.钻：以箱体结合面和侧面定位，钻2x 26mm 孔，锪2x 45mm 孔(至图纸要 求)。 工序 70.铣： 以底面为基准， 半精铣结合面至表面粗糙度 Ra6.3、 平面度达到 0.1 （图 纸要求） 工序 75.铣：以箱体结合面为基准，半精铣、精铣底面达到工艺尺寸200 0 要求） 工序 80.钳：箱体底部用煤油做渗漏试验。 工序 85.检查各部尺寸及精度 3）合箱加工 工序 10 钳：将上下箱体对准合箱，用 14x 18mm 螺栓、螺母紧固 工序 15.钻：以箱体底面和两个工艺孔“一面两销”定位，钻、铰 2x 20mm 销孔， 装入销。 工序 20.铣：以一面两销定位，兼顾两侧面的加工尺寸粗铣前后侧面。 工序 25.铣：以一面两销定位，铣结合面处的键槽，并键入。 工序 30.镗：以一面两销定位，粗镗 130mm， 150mm， 200mm 三个平行轴承座孔 工序 35.钻：以一面两销定位，钻、攻前后表面上 24xM16-7H 深 30 螺纹孔。 工序 40.铣：以一面两销定位，粗铣右端面。 工序 45.镗：以一面两销定位，粗镗右侧面 150mm 孔。 7 +0.046（工艺 工序 50.钻： 以一面两销定位， 钻攻右端面上 4xM16-7H 深 30 螺纹孔 （至图纸要求） 。 工序 55.钻：以一面两销定位，钻右端面上 6x 22mm 孔，锪 6x 30mm 孔（至图纸 要求） 。 工序 60.热处理：人工时效处理。 工序 65.镗：以一面两销定位，半精镗、精镗 130mm， 150mm， 200mm 三个平行 轴承座孔（至图纸要求） 。 工序 70.铣：以一面两销定位，半精铣右端面（至图纸要求） 工序 75.镗：以一面两销定位，半精镗、精镗右侧面 150mm 孔（至图纸要求） 工序 80.铣： （拆下之前嵌在结合面处的键）以一面两销定位，半精铣前后侧面（至 图纸要求） 工序 85.钳：拆箱、清理飞边，毛刺。 工序 90.钳：合箱，装销、紧固。 工序 95.检查各部尺寸及精度。 工序 100.入库 方案分析与比较： 由上可知：方案一方案二在合箱加工前的上箱体加工工序相同，而下箱体和合箱之 后的加工工艺不尽相同。方案一是将主基准先加工成型从而继续加工其他表面，方案二 是粗精加工分开，精基准一直保持不变可知方案二既可以满足加工精度的要求，而且可 以避免因基准变化引起的误差。所以方案二为优选方案。故最终工艺路线为： 1）上箱体的加工： 工序 10.铸造。 工序 15.清砂：清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、飞刺等。 工序 20.热处理：人工时效处理。 工序 25.涂漆：非加工面涂防锈漆。 工序 30.划线：划箱体顶面和结合面的加工线。 工序 35.铣：以结合面为粗基准粗铣顶面至表面粗糙度Ra12.5(图纸要求)。粗铣 M30 x1.5-7H 螺纹孔的顶端面至表面粗糙度 Ra25（图纸要求） 。 工序 40.铣：以顶面为精基准粗铣、半精铣结合面至表面粗糙度 Ra6.3、平面度达到 0.1（图纸要求） 。 工序 45.钻：以结合面和外形定位，钻结合面上 14x 18mm 孔，锪 14x 30mm 孔； 钻攻 4xM12-7H 螺纹孔；钻攻 M30 x1.5-7H 螺纹孔。 工序 50.钻:以结合面和外形定位，钻 2x 26mm 孔，锪 2x 45mm 孔。 工序 55.钳:上箱体用煤油做渗漏试验 工序 55.检验：检查各部尺寸及精度。 8 2）下箱体加工： 工序 10.铸造。 工序 15.清砂：清除浇口、冒口、型砂、飞边、飞刺等。 工序 20.热处理：人工时效处理。 工序 25.涂漆：非加工面涂防锈漆。 工序 30.划线：划箱体结合面和下表面的加工线 工序 35.铣：以结合面为粗基准粗铣底面，粗铣M30 x1.5-7H 螺纹孔的端面至表面粗 糙度 Ra25（图纸要求） 。 工序 40.铣：以底面为精基准粗铣接合面。 工序 45.划线：划底面工艺孔位置 18H7 工序 50.钻：以结合面和侧面定位，靠划线找正，钻扩铰工艺孔 18H7（至工艺要 求） 工序 55.钻：以箱体底面和工艺孔为定位基准，钻结合面上14x 18mm 孔(至图纸要 求)。 工序 60.钻：以箱体结合面和侧面定位，锪 14x 30mm 孔；钻攻 4xM12-7H 螺纹孔； 钻攻 M30 x1.5-7H 螺纹孔(至图纸要求)。 工序 65.钻：以箱体结合面和侧面定位，钻2x 26mm 孔，锪2x 45mm 孔(至图纸要 求)。 工序 70.铣： 以底面为基准， 半精铣结合面至表面粗糙度 Ra6.3、 平面度达到 0.1 （图 纸要求） 工序 75.铣：以箱体结合面为基准，半精铣、精铣底面达到工艺尺寸200 0 要求） 工序 80.钳：箱体底部用煤油做渗漏试验。 工序 85.检查各部尺寸及精度 3）合箱加工 工序 10 钳：将上下箱体对准合箱，用 14x 18mm 螺栓、螺母紧固 工序 15.钻：以箱体底面和两个工艺孔“一面两销”定位，钻、铰 2x 20mm 销孔， 装入销。 工序 20.铣：以一面两销定位，兼顾两侧面的加工尺寸粗铣前后侧面。 工序 25.铣：以一面两销定位，铣结合面处的键槽，并键入。 工序 30.镗：以一面两销定位，粗镗 130mm， 150mm， 200mm 三个平行轴承座孔 工序 35.钻：以一面两销定位，钻、攻前后表面上 24xM16-7H 深 30 螺纹孔。 工序 40.铣：以一面两销定位，粗铣右端面。 工序 45.镗：以一面两销定位，粗镗右侧面 150mm 孔。 9 +0.046（工艺 工序 50.钻： 以一面两销定位， 钻攻右端面上 4xM16-7H 深 30 螺纹孔 （至图纸要求） 。 工序 55.钻：以一面两销定位，钻右端面上 6x 22mm 孔，锪 6x 30mm 孔（至图纸 要求） 。 工序 60.热处理：人工时效处理。 工序 65.镗：以一面两销定位，半精镗、精镗 130mm， 150mm， 200mm 三个平行 轴承座孔（至图纸要求） 。 工序 70.铣：以一面两销定位，半精铣右端面（至图纸要求） 工序 75.镗：以一面两销定位，半精镗、精镗右侧面 150mm 孔（至图纸要求） 工序 80.铣： （拆下之前嵌在结合面处的键）以一面两销定位，半精铣前后侧面（至 图纸要求） 工序 85.钳：拆箱、清理飞边，毛刺。 工序 90.钳：合箱，装销、紧固。 工序 95.检查各部尺寸及精度。 工序 100.入库 133机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 1.圆柱表面工序尺寸如表 1-3 所示 加工 表面 加工 内容 加工 余量 表表 1-31-3 圆柱表面的工序尺寸圆柱表面的工序尺寸 精度工序表 面 粗 等级尺寸糙度 工序余量 最小 200 H7 2x 150 H7 铸件 粗镗 半精镗 精镗 铸件 粗镗 半精镗 精镗 铸件 粗镗 半精镗 精镗 钻 扩 粗铰 精铰 13 9 3.4 0.6 13 9 3.4 0.6 13 9 3.4 0.6 18 1.8 0.14 0.06 CT9 12 9 7 CT9 12 9 7 CT9 IT12 IT9 IT7 IT11 IT10 IT8 IT7 187 - 1.4 +0.46196 0 +0.015199.4 0 +0.046200 0 +137 - 1.25 +0.4146 0 +0.1149.4 0 +0.04150 0 +117 - 1.25 +0.4126 0 +0.1129.4 0 +0.04130 0 +0.1118 0 +0.8419.4 0 +0.03319.94 0、 +0.02120 0 + 最大 10.4 3.86 0.715 10.25 3.8 0.7 10.25 3.8 0.7 18 1.910 0.224 0.093 130 H7 20 H7 6.3 3.2 1.6 6.3 3.2 1.6 6.3 3.2 1.6 6.3 3.2 1.6 8.54 3.385 0.554 8.6 3.3 0.56 8.6 3.3 0.56 17.89 1.716 0.107 0.039 10 18 0 IT1112.5 +0.13 22 0 IT1112.5 +0.13 26 0 IT1112.5 +0.13 30 0 IT1112.5 资料来源 ：参考书目14 2.平面工序尺寸余量如表 1-4 所示 表表 1-41-4 平面的工序尺寸平面的工序尺寸 加工加工加工精度工 序 尺表 面 粗 表面内容余量等级寸糙度 18 22 26 30 钻 钻 钻 锪 18 22 26 30 前 后 侧铸件 面粗铣 +0.30360 0 半精铣 右侧面铸件 粗铣 半精铣 上 下 表铸件 面顶面粗铣 200 （ 上中面粗铣 箱体） 中 面 半 精 铣 顶 面 半 精 铣 上 下 表铸件 面 200H7底面粗铣 （ 下 箱中面粗铣 体） 中 面 半 精 铣 底 面 半 精 铣 底面精铣 14 10 4 7 5 2 11 5 3 1.5 1.5 11 4 3 1.5 1.5 1 CT9 12 10 CT9 12 10 CT9 12 12 10 10 CT9 12 12 9 9 7 374 -1.6 364.312.5 0 -0.57 360.36.3 0 -0.23 +1.6303 -1.6 0298 -0.52 12.5 0296 -0.21 6.3 +1.4211 -1.4 0206 -0.46 12.5 0203 -0.46 12.5 201.56.3 0 -0.185 0200 -0.185 6.3 211 -1.4 0207 -0.46 12.5 0204 -0.46 12.5 202.56.3 0 -0.115 0201 -0.115 6.3 200 -0.046 0 +1.4 +1.6 +0.11 17.89 21.87 25.87 29.87 18 22 26 30 工序余量 最小最大 8.4 3.43 3.4 1.48 3.46 2.54 1.04 1.315 2.6 2.54 1.04 1.385 0.885 4.46 3.46 1.615 1.615 1.046 5.46 3.46 1.685 1.685 5.52 2.21 10.57 4.23 3.2 134 资料来源：参考书目14 确定（指定工序的）切削用量及基本工时 （1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：半精铣箱体前后 2 个端面 机床：卧式铣床 X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，d w=225mm,齿数 Z=20 11 量具：卡板 （2）计算铣削用量 加工余量为 2.0 mm,可一次铣削，切削深度 a p=2.0mm 确定进给量 f： 根据工艺手册 ，表 2.475,确定 f z=0.2mm/Z 切削速度： 参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min 1000v100027 ns 38(r/min) dw3.14225 根据表 2.486,取 n w=37.5r/min, 故实际切削速度为： dwnw V 26.5(m /min) 1000 当 n w=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为： f m=fzznz=0.22037.5=150(mm/min) 行程为 l+l 1+l2=829+3+2=834mm 故机动工时为： t m =(l+l 1+l2)/(nw f)=834/150=5.56min=333.6s 辅助时间为： t f=0.15tm=0.15333.6=50s 其他时间计算： t b+tx=6%(333.6+50)=23s 故铣端面一回的时间： t dj=tm+tf+tb+tx =333.6+50+23=406.6s 由于要求来回铣一次，则工序 4 的总时间为： T=2t dj=2406.6=813.2s 12 第二章第二章专用夹具设计专用夹具设计 2.1 问题的提出 为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专 用夹具。 对于机体加工前后面工序， 由于对加工精度要求不是很高， 所以在本道工序加工时， 主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。 2.2 夹具设计 夹紧方案和夹紧元件设计 根据零件的结构和夹紧方向，采用螺钉压板夹紧机构，在设计时，保证： 1）紧动作准确可靠 采用球面垫圈，以保证工件高低不一而倾斜时，不使螺钉压弯。压板和工件的接触 面应做成弧面，以防止接触不良或改变着力点而破坏定位。 一般采用高螺母，以求扳手拧紧可靠，六角螺母头也不易打滑损坏。支柱的高低应 能调节，以便适应工件受压面高低不一时仍能正确夹紧。 2）操作效率高 压板上供螺钉穿过的孔应作成长圆孔，以便松开工件时，压板可迅速后撤，易于装 卸。 螺旋夹紧机构各元件均已标准化， 其材料， 热处理要求和结构尺寸都可以查表求得。 2.2.1 定位基准选择 （1）定位基准的选择： 为了提高加工效率，决定采用两把镶齿三面刃铣刀对两个面同时进行加工。此夹具 采用气动夹紧。 2.2.2 切削力及夹紧力计算 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数 Z=20 13 则 F=9.8154.5 a p 0.9a f 0.74a e 1.0Zd 0 -1.0 F z (切削手册) 查表得：d 0=225mm,Z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm, Fz =1.06 所以： F=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06) 225=6705N 查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值： F L/ FE=0.8, FV / F E =0.6, F X / F e =0.53 故 : F L=0.8 FE =0.86705=5364N F V=0.6 FE=0.66705=4023N F X =0.53 F E=0.536705=3554N 当用两把铣刀同时加工铣削水平分力时： F L /=2F L=25364=10728N 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=K 1K2K3K4 式中：K 1 基本安全系数，2.5 K 2加工性质系数，1.1 K 3刀具钝化系数，1.1 K 2断续切削系数，1.1 则 F/=K F H=2.51.11.11.110728 =35697N 选用螺旋板夹紧机构，故夹紧力 fN=1/2 F/ f 为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f=0.25 则 N=0.5356970.25=71394N 2.2.3 定位误差分析 本工序选用的定位基准为一面两孔定位， 所以相应的夹具上的定位元件应是一面两 销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。 由加工工艺孔工序简图可知出两工艺孔中心距L g =450mm, 由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为 0.1mm 14 所以两工艺孔的中心距为450 0.10mm，而两工艺孔尺寸为18H7 根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下： 基准孔中心距 定位销中心距 （1） 、确定两定位销中心距尺寸L x 及其偏差 Lx L x =L g =450mm 11 Lx () Lg 0.3x0.10 0.033mm 53 （2） 、确定圆柱销直径d 1 及其公差 d1 d 1 D 1 18mm（D 1 基准孔最小直径） d1 取 g6 0.006所以圆柱销尺寸为18- -0.017 mm （3） 、削边销的宽度 b 和 B（由机床夹具设计手册 ） b 4mmB D 2 2 16mm （4） 、削边销与基准孔的最小配合间隙 2 2b( Lx Lg D 2 1) 2 2 其中：D 2 基准孔最小直径 1 圆柱销与基准孔的配合间隙 24(0.100.033 2 18 0.006) 2 0.0578mm （5） 、削边销直径d 2 及其公差 d 2 D2 2 18-0.0578 17.942mm 15 按定位销一般经济制造精度，其直径公差带为h6，则削边销的定位圆柱部