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蜗轮箱-NC小型蜗轮减速器箱体的钻8XM8孔夹具设计及加工工艺-工装及数控编程说明书.docx
蜗轮箱-NC小型蜗轮减速器箱体的钻8XM8孔夹具设计及加工工艺装备-工装及数控编程含5张CAD图
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蜗轮箱-NC小型蜗轮减速器箱体的钻8XM8孔夹具设计及加工工艺装备-工装及数控编程含5张CAD图,蜗轮,NC,小型,减速器,箱体,XM8,夹具,设计,加工,工艺,装备,工装,数控,编程,CAD
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小型蜗轮减速器箱体的机械加工工艺、工装设计及数控编程 英文题目：Machining technology, tooling design and numerical control programming of small worm gear reducer box 摘 要本设计主要是介绍了NC蜗轮箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计和数控编程。设计一共分为了这么几个部分：涡轮减速器箱体的工艺分析，钻4M8孔的夹具设计，还以一道工序的数控编程。蜗轮减速器箱体的工艺分析，首先是分析这个箱体的结构特点，根据特点选择毛坯材料，计算年生产计划，然后编写蜗轮减速器箱体的工艺路线，工艺规程，查找各个加工表面，孔的加工需要剩余的量，在CAD上绘制蜗轮减速器箱体的毛坯图，制作工序卡片，最后是对每道工序的切削用量、进给量、切削速度、工时等进行计算，得出结果。钻4M8孔的夹具设计，使用的定位原件有心轴、钻模板、定位销，夹紧工件则是由螺母、垫圈、阶型螺钉、带肩六角螺母等组成的螺旋夹紧机构来夹紧的，引导装置采用固定钻套来保证麻花钻的位置。最后还有数控编程，由数控铣床，编制加工程序来完成这道工序。经过分析得到蜗轮减速器箱体适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词：箱体类零件；工艺；夹具ABSTRACTThis design mainly describes the NC worm gear box parts processing procedures, special fixture design for some procedures and CNC programming.The design is divided into several parts: Process analysis of the turbine reducer housing, Drill 4The fixture design for M8 holes is also programmed with a single procedure.Process analysis of worm gear reducer box, firstly, by analyzing the structural characteristics of the box, selecting the blank material according to the characteristics, calculating the annual production plan, then compiling the process route and procedure of the worm gear reducer box, finding out the processing surface and remaining quantity of holes, drawing the blank drawing of worm gear reducer box on CAD and making process card,Finally, the cutting parameters, feed, cutting speed and man-time of each process are calculated and the results are obtained.Drill 4The fixture design for M8 hole uses positioning original parts such as mandrel, drill template and positioning pin, while the clamping workpiece is clamped by a screw clamping mechanism composed of nuts, washers, step screws, shouldered hexagon nuts, etc. The guiding device uses a fixed drill sleeve to ensure the position of the twist drill.Finally, there is CNC programming. By CNC milling machine, the processing program is compiled to complete this process.Through analysis, it is concluded that the worm gear reducer housing is suitable for processing in large quantities and on-line.Be able to meet design requirements.Key words: box type parts;Technology;fixture目 录1 绪 论11.1机械制造业在国家的地位11.2设计的主要内容11.3机床夹具的功能22 零件分析32.1 零件的特点、作用32.2工艺分析32.2.1零件图样分析32.2.2零件工艺分析42.3 确定生产纲领和类型42.4确定毛坯种类及其加工方法43 选择加工方法，制定工艺路线63.1机械加工工艺设计63.1.1基准的选择63.1.2粗基准的选择63.1.3精基准的选择63.2制定机械加工工艺路线73.2.1表面加工方法的选择73.2.2加工阶段划分73.2.3工序集中与工序分散83.3加工顺序的安排83.3.1机械加工工序的安排83.3.2制定工艺路线基本要求83.3.3工艺路线方案一83.3.4工艺路线方案二93.3.5工艺方案的比较与分析103.3.6确定工艺过程方案113.3.7热处理123.3.8辅助工序124 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定134.1 机械加工余量及毛坯尺寸的确定134.2 确定工序尺寸134.2.1 面的加工134.2.2孔的加工145 选择加工设备及刀具、夹具、量具155.1 选择夹具155.2 选择刀具，根据不同的工序选择刀具155.3 选择量具156 确定切削用量及基本工时166.1切削用量的计算166.1.1工序5切削用量166.1.2 工序6切削用量166.1.3工序7的切削用量176.1.4工序8的切削用量176.1.5 工序9、10、11的切削用量186.2 基本工时的计算206.2.1 工序5时间定额计算206.2.2 工序6时间定额计算216.2.3. 工序6时间定额计算216.2.4工序7时间定额计算226.2.5工序8时间定额计算236.2.6工序9、10、11时间定额计算247 加工钻8M8螺纹孔夹具设计267.1定位基准的选择267.2切削力的计算与夹紧力分析267.3夹紧元件及动力装置确定277.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计277.5夹具精度分析297.6夹具设计及操作的简要说明308 数控编程328.1数控机床的特点328.2铣180大孔端面加工程序32结论34参考文献35致 谢36V1 绪 论1.1机械制造业在国家的地位机械制造业是一个国家的立国之本，是国家的支柱产业之一，同时也是一个国家经济实力的表现之一，是给国家创造实体财富的核心产业，在现代工业中占主体地位，占比40%以上。由此可以看出，机械制造业的发展水平很大程度上展现了一个国家的经济实力和科技水平。我国机械制造业的目标是为各行各业提供高效、先进、稳定的机械设备，并努力提高质量，作为其他产业的基石同时也将自身发展提高到一个新的高度。1.2设计的主要内容就这次设计而言，设计的主体是蜗轮减速器箱体的加工，在加工这个零件的时候，选用的是铣床，镗床，这个过程中还需要完成夹具的相关设计，一道工序的数控编程。设计最主要的目的是为了让我们通过此次学习过程中，巩固几年来所学专业知识，使我们能够理论联系实际，补充自己的不足，掌握一套关于夹具的设计理论并熟悉运用，然后还有对工件的工艺设计，并对所涉及的参数进行计算，最后是完成整体的装配和零部件的设计，并在CAD上画出相关图纸，为我们之后的毕业工作打下坚实的基础。具体情况如下：1. 需首先对整个工件进行深入了解，整理各种相知识，并对其进行梳理汇总，完成上述绪论；2. 对工件进行工艺分析，确定需要的机床夹具和加工方案；3. 考虑毛坯的热处理等相关问题，完成工艺设计，查书找到毛坯余量，画出毛坯图，对相应数据进行计算；4. 进行4M8孔的专用加工设备设计，选择合适机器并进行计算，最终实现该过程的加工；5. 上面的步骤全部完成之后，整个设计就完成了，然后进行计算结果的检验，对所设计的专用夹具进行校核。6. 将上述内容汇总，完成说明书的编写。为了提高刚开始制定的加工方案的经济效益，一般都需要在生产过程中进行实时调整，以达到最优的结果，这些调整包括生产条件、生产方法、新技术、新材料的改变和引进，中途也可能会出现各种各样的新问题，所有要对设计方案进行实时调整和完善，以确保生产可以符合要求的完成。1.3机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是把工件装上去，使工件在夹具中确定位置并不乱动，达到紧固的母的。如果夹具不能够提供稳定可靠的夹紧，工件就不能保持在一个位置不动，来回摇晃，工件就会松动掉下来。所以，夹具提供了稳定牢固的产品加工条件。2 零件分析2.1 零件的特点、作用图2.1 小型蜗轮减速器箱体箱体类零件，其形状比较复杂，有较多的平面和曲面，还有内表面。每个表面的精度要求不同。加工过程中应充分考虑工件的正确夹紧和定位。本文给出的零件是一个小型蜗轮减速箱。蜗轮蜗杆减速器的常见零件有：各种形式的机床主轴箱、减速机、齿轮箱等。由于功能不同，蜗轮蜗杆减速器各零件的形状和结构有很大的不同，但其结构也具有相同的特点。2.2工艺分析2.2.1零件图样分析1）180mm孔轴心线对基准轴心线B的垂直度公差为0.06mm。2）180mm两个孔的一个轴上（基准轴线）的定位公差为0.06mm。3）900+0.027mm两个孔的一个轴上的定位公差为0.05mm。4）把煤油倒进检验减速器箱体里面检验，看是否能够渗漏出来。5）铸件退火。6）这个东西由HT200制成。2.2.2零件工艺分析1）180mm与900+0.027mm两孔的垂直度要求0.06mm，由T6113机床分度来保证。2）180mm与900+0.027mmm两孔孔距1000.12mm，可采用装心轴（用来支撑转到零件只承受弯矩而不传递扭矩的轴）的方法检测。2.3 确定生产纲领和类型生产类型是根据企业（或车间、部门、团体、工作场所）的专业化程度确定的。一般分为批量生产和定制生产。不机械加工的不同工艺特点符合不同的生产类型。开发（或制定）工件加工机械工艺规程，第一阶段需要了解工件的制造类型，即：根据之前确定的加工生产方案确定是哪种类型，加工生产计划是产品的生产和进度总纲领，在机械零件设计中，通常使用一年的生产计划。由任务书数据可知，零件材料为HT200，硬度为170210HB，该机床年生产为2500台，该零件每台一件，备品率3%，废品率0.5%。零件年产量为N=2500台/年1件/台（1+3%）（1+0.5%）=2588件/年通过上述计算，NC蜗轮箱体重量约为25Kg，由机械制造技术基础课程设计中表2.2，表2.3可知，该NC蜗轮箱体零件为大批量生产。2.4确定毛坯种类及其加工方法根据零件材料HT200确定毛胚种类为铸件。铸铁成形容易，切割性能好，价格低，耐磨性和减震性好，也常用于其他常用材料，因此，由于生产类型是批量生产，加工设备主要由普通机床组成，生产主要由普通机床专用夹具完成，由少量专用机床的流水线补充。机床上的零件加工和机床之间的传动是手工进行的。铸造后安排人工时效处理。3 选择加工方法，制定工艺路线3.1机械加工工艺设计3.1.1基准的选择选择基准是设计工艺规程过程中非常重要的部分。选择正确和合理的基准才能保证零件各个面的加工要求，可以提高生产的速度。否则在加工的过程中会出现各种问题，更糟糕的话会致使被加工的零件全部损坏，让工厂的生产无法进行。通常先确定精基准，然后在确定粗基准。当工件确定位置时，夹具上每个工件的位置不确定，这通常会限制加工零件的六个自由度，也就是说，选择基础是工艺规划的重要工作之一，正确合理的工作面选择保证了加工质量，降低了劳动强度，提高生产效率。否则，加工过程中会有很多问题。此外，很大一部分零件会被回收，不允许生产。3.1.2粗基准的选择主要的原则有；要是加工的东西一定要保护一个重要的面的加工余量够大，这样的话就应该选择这个面成为粗加工时用的基准。要是在加工的时候一定要确定某一个需要加工的面和某一个不用加工的面的位置，那么就要选择不用加工的面作为粗基面，要是在加工的时候必须确定某个需要加工的面和多个不用加工的面的位置，那么就要用一个和需要加工的面的位置关系要求较高的面来当作粗基面。每个工作面上的主孔是否有统一的工作余量。如果必须对产品的每个表面进行加工，则选用加工较少的表面当作粗基准来确保每个表面都有足够的加工剩余量。要是这个物件所有的面都有要求，那么我们可以用被切量最小的那个面作为粗基面，只有这样才能让它不会因为最后加工的时候因为被切削量太过于小从而留下没有经过切削的面。箱内嵌入的旋转零件，应与箱体内壁有足够的间隙。应确保证位置可靠，夹紧。由于是大批量生产，不需要划线找正，直接装夹即可。3.1.3精基准的选择选择准确的基准时，应从全过程出发，确定如何保证加工工件尺寸和位置的准确度，并且需要实现简单可靠的使用。一般来说，是根据基准是不是能够匹配的原则进行的：基准重合原则。基准统一原则。选择自己作为基准，就是有一些精加工的余量比较小而且余量的差距也不大，为了使加工的效果得到满足，会用自己来作为精加工得基准。在相互位置需要高精度的情况下，可以采用相互基础、多次加工的方法。从零件分析中可以看出，车体底部或顶部是高度方向的设计基座，中心轴是长度和宽度方向的设计基座。一般箱体零件为了协调基准通常应固定在一个面和两个孔内。NC蜗轮减速器箱体中直径90的轴承孔和直径180的轴承孔有确定的精度要求，其尺寸精度均为IT7级、位置精度包括：直径90的轴承孔对直径90轴承孔轴线的同轴度公差为直径0.05，直径180的为0.06。为了保证上述要求，在加工箱体顶部时，必须有准确的底座，以便在处理上表面时，参考与设计基线相吻合。 3.2制定机械加工工艺路线3.2.1表面加工方法的选择NC蜗轮减速器箱体的加工表面有孔、面等，材料为HT200。参考金属机械制造加工工艺设计手册表1-32、表1-33 和表1-34加工方法选择如下：（1）粗糙度为Ra12.5的两个面采用粗铣，精铣的加工方法。（2）90孔和180孔的公差等级为IT7，粗糙度为Ra3.2，两端面用粗铣，精铣的加工办法，孔采用粗镗，精镗的加工方法。（3）4XM6、4XM16、8XM8孔粗糙度为Ra12.5，使用钻床钻孔。3.2.2加工阶段划分该零件为小型蜗轮减速器箱体，加工阶段可划分为粗加工，半精加工，精加工。以90孔的两端面定位，粗铣精铣顶面和180孔两端面，粗镗精镗180孔。以180孔两端面定位，粗铣精铣底面和90孔两端面，粗镗精镗90孔。钻、攻4M6、4M16、8M8各螺纹孔。3.2.3工序集中与工序分散工序集中：将工件加工集中在多个工序上，在这个工序上没有太多加工内容，工艺路径很短。工序分散：分为多个工件加工操作，尽可能减少每个工艺的内容，工艺路线长度，最大可能的过程分散。3.3加工顺序的安排3.3.1机械加工工序的安排先面后孔，保证加工质量。3.3.2制定工艺路线基本要求工艺路线的起点应该是能够合理地提供零件几何形状，尺寸精度和位置精度。在生产计划中，已经确定了使用特殊工具夹进行大规模生产的条件，并且，在可能的情况下，将生产过程的重点放在提高生产力上.此外，还必须考虑到经济影响，以尽量减低生产成本。3.3.3工艺路线方案一表3.1 工艺路线方案一工序号工序名称工序内容设备1铸铸造2清砂清砂3热处理退火4涂漆喷涂底漆5铣以顶面毛胚定位，粗、精铣底面。以底面定位装夹，粗、精铣顶面，保证尺寸为290mmX61326粗铣以底面定位，压紧顶面，粗铣90孔左右两侧端面X61327粗铣以底面定位，压紧顶面，粗铣180孔左右两侧端面XK71408精铣以底面定位，压紧顶面，粗铣90孔左右两侧端面X61329精铣以底面定位，压紧顶面，粗铣180孔左右两侧端面XK714010粗镗以底面和一个侧面定位，按90孔端面找正，压紧顶面，粗镗90孔T611311粗镗以底面和一个侧面定位，按180孔端面找正，压紧顶面，粗镗180孔T611312精镗以底面和一个侧面定位，按90孔端面找正，压紧顶面，精镗90孔T611313精镗以底面和一个侧面定位，按180孔端面找正，压紧顶面，精镗180孔T611314钻、攻钻、攻4M6Z303215钻、攻钻、攻4M16Z303216钻、攻钻、攻8M8Z303217钳去毛刺18钳煤油渗漏实验29检验按图样检查工件各部尺寸及精度20入库入库3.3.4工艺路线方案二表3.2 工艺路线方案二工序号工序名称工序内容设备1铸铸造2清砂清砂3热处理退火4涂漆喷涂底漆5铣以顶面毛胚定位，粗、精铣底面。以底面定位装夹，粗、精铣顶面，保证尺寸为290mmX61326铣铣90孔两侧凸台、180孔两侧凸台XK71407粗镗以底面和一个侧面定位，分别按90孔、180孔端面找正，压紧顶面，粗镗90孔，180孔T61138精镗以底面和一个侧面定位，按90孔、180孔端面找正，压紧顶面，精镗90孔、180孔T61139钻、攻钻、攻4M6Z303210钻、攻钻、攻4M16Z303211钻、攻钻、攻8M8Z303212钳去毛刺13钳煤油渗漏实验14检测按图样检查工件各部尺寸及精度15入库入库3.3.5工艺方案的比较与分析这两种工艺方案的特点是第一种选择是使用粗镗、精镗加工90和180两孔，不能够很好的保证定位基准。而方案二则是把90两侧凸台和180两侧端面一起进行铣削，在一个操作中，过程更加集中，可以提供良好的基准定位。综上，备选方案二不仅工序较为集中，而且镗铣90和180两孔时，使得一套夹具的使用范围更广，工序也更集中。最重要的是很好的保证了定位基准不会发生误差。考虑到箱体上的孔通常不适合采用磨削加工，以及工序集中的原则，选择方案二是比较合理的，满足了零件图纸的加工要求。3.3.6确定工艺过程方案表3.3 确定工艺过程方案工序号工序名称工序内容设备1铸铸造2清砂清砂3热处理退火4涂漆喷涂底漆5铣以顶面毛胚定位，粗、精铣底面。以底面定位装夹，粗、精铣顶面，保证尺寸为290mmX61326铣铣90孔两侧凸台、180孔两侧凸台XK7140 7粗镗以底面和一个侧面定位，分别按90孔、180孔端面找正，压紧顶面，粗镗90孔，180孔T61138精镗以底面和一个侧面定位，按90孔、180孔端面找正，压紧顶面，精镗90孔、180孔T61139钻、攻钻、攻4M6Z303210钻、攻钻、攻4M16Z303211钻、攻钻、攻8M8Z303212钳去毛刺13钳煤油渗漏实验14检测按图样检查工件各部尺寸及精度15入库入库3.3.7热处理物件的时效处理分为人工时效和自然时效两种，在这种情况下，自然时效的铸件在半年以上的时间内被放置在开阔地上，让它自己缓慢变化，消除或减少残余应力。由于耗费时间精力，所以铸件安排退火处理，将铸件加热至850-900C以去除应力退火，比让它自己发生变化节省时间，残余应力去除更加完整。3.3.8辅助工序辅助操作是一种无直接加工的操作，不会改变加工零件的尺寸和性能，但在保证加工质量方面起着重要作用，其中检验操作是重要的辅助操作。所有表面都经过了加工，以便进行时间检查，其次是零件的所有部件，这样安排较好。还应安排精度检验，通过对工件的检验，可以确定工件加工质量是否是否满足设计要求，也可以找到影响加工质量的关键，采取有效的应对措施，提高加工质量。4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4.1 机械加工余量及毛坯尺寸的确定根据工件材料的不同，工件被定义为铸件，从计算和检索数据可以看出，它们是大批量生产的，可以把多个不同的砂型放进一个箱子里进行铸造毛坯。由于90mm和180mm的孔需要铸造出来，所以还需要放置定位芯。此外，为了消除铸造后的残余应力，必须退火处理。蜗轮减速器箱体的材料是HT200，生产批量大批量，毛坯是铸件。箱体采用砂型铸造。 表5-1是应用查表法得到的小批量手工砂型铸造时减速箱箱体的毛坯尺寸公差及机械加工余量。表4.1减速器箱体机械加工余量及毛坯尺寸公差加工零件机械加工余量毛坯尺寸及公差箱体长度2153.5227.55.5箱体高度2903.53036箱体宽度1353.514752个轴承孔180（+0.035，0）3.5167.55.52个轴承孔90（+0.027，0）3.5 确定工序尺寸4.2.1 面的加工根据机械工艺手册查表确定平面的加工余量，精度要求较高的面，选用粗铣、精铣加工；对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。4.2.2孔的加工这个东西为空心，通孔，孔内精度介于IT6IT7之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。1. 90mm。粗镗：86.5mm Z=3.5mm精镗：90H7 Z=0.5mm2. 180mm。粗镗：176.5mm Z=3.5mm精镗：180H7 Z=0.5mm5 选择加工设备及刀具、夹具、量具由于制造的多，所以加工机床以普通机床为主，少数专用机床辅助，他们的生产方式主要是通用机床专用夹具，在小型专用机床的流水线上，每台机床上的零件加工和转移都是手工进行的。5.1 选择夹具箱体除了铣、镗孔和钻孔外，还需要专门的夹具，其他步骤可选用通用夹具。5.2 选择刀具，根据不同的工序选择刀具1.铣刀选择圆柱铣刀， d=60mm，齿数z=10，其直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。do=10mm，钻头采用双头刃磨法。2.钻螺纹孔6mm，攻丝M8-6H 用锥柄麻花钻，机用丝锥。5.3 选择量具 本件为大批生产，使用普通工具，参考相关材料，选择以下内容：1.选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺，读数值为0.01mm测量范围100mm125mm的外径千分尺。2.选择测孔工具由于孔的加工精度在IT7IT9之间，即可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm的内径千分尺。6 确定切削用量及基本工时6.1切削用量的计算6.1.1工序5切削用量这道工序为粗铣底面、顶面。工件材料为HT200，选择硬质合金圆柱铣刀直径D=100mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,B=63mm，d=60mm，已知铣削宽度a=210mm，铣削深度a=2.5mm故机床选用X6132卧式铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，X型卧式铣床，中等工艺系统刚性。查得每齿进给量f=0.2-0.5mm/z、现取f=0.3mm/z。2.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径D=100mm，齿数z=10，铣削深度a=2.5mm时查参考文献1表3.1-74取主轴转速n=350r/min,故相应的切削速度为：Vc =Vc=110m/min6.1.2 工序6切削用量本工序是镗铣90孔两侧凸台、180孔两侧凸台, 选择硬质合金端面铣刀直径D=100mm，齿数z=10,选用XK7140数控铣床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=0.20mm/z。2.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知,根据XK7140镗床主轴转速表查取，根据资料所知，依据铣刀直径D=100mm，齿数z=10，铣削深度a=1.0mm，查文献1取主轴转速n=200r/min。故相应的切削速度为：Vc =Vc=63m/min6.1.3工序7的切削用量本工序其中包括粗镗90H7孔、粗镗180H7孔、孔口倒角1X45。查文献2表3.2-10，知粗镗后的孔为89.9mm和189.9mm。镗孔时要保证两孔的垂直度要求。1.粗镗90H7孔时 粗镗90孔时因余量为0.5mm，故=0.5mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。进给量f=0.58mm/r。 r/min取机床转速为113r/min。 2. 粗镗180H7孔时 因粗镗180孔时剩下0.6mm，故=0.6mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。进给量f=0.58mm/r。 r/min取机床转速为64r/min。6.1.4工序8的切削用量本工序包括精镗90H7孔，180H7孔。1.精镗90H7孔时 精镗90孔时因余量为0.1mm，故=0.1mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。进给量f=0.2mm/r。 r/min 取机床转速为64r/min。 2. 精镗180H7孔时 精镗180孔时因余量为0.1mm，故=0.1mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。进给量f=0.2mm/r。 r/min取机床转速为43r/min。6.1.5 工序9、10、11的切削用量（1）第9道工序为钻4xM6螺纹孔，攻螺纹，用锥柄麻花钻来加工，直径d=5mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用乳化液。1.确定进给量f 根据切削手册表2.7，已知工件材料为HT200，d0=5时，f=0.18-0.22。由于本零件在加工6的孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=0.14-0.17(mm/r)，根据机床说明书，现取f=0.13mm/r。2.确定切削速度V 由表4-62，根据加工材料灰铸铁为选取条件，钻6孔的底孔的切削速度为，由此算出转速：。由机床说明书实际转速取。取攻丝时的切削速度为：。由此算出转速： =。由表4-61按机床实际转速取。（2）第10道工序为钻4xM8螺纹孔并攻螺纹，刀具同上，直径d=6.8mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用切削液。1.确定进给量f 根据切削手册表2.7，已知工件材料为HT200，d0=6.8时，f=0.37-0.45。由于本零件在加工8的孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=0.28-0.34(mm/r)，根据机床说明书，现取f=0.25mm/r。2.确定切削速度V 由表4-662，根据加工材料灰铸铁为选取条件，钻8孔的底孔的切削速度为，由此算出转速：。由表4-61按机床实际转速取。取攻丝时的切削速度为：。由此算出转速： =。由表4-61按机床实际转速取。（3）第11个过程为钻4xM16螺纹孔并攻螺纹，刀具同上，直径d=14mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用切削液。1.确定进给量f 根据切削手册表2.7，已知工件材料为HT200，d0=14时，f=0.37-0.45。由于本零件在加工16的孔时硬度较低，故进给量应乘系数0.75，则f=0.28-0.34(mm/r)，根据机床说明书，现取f=0.252.确定切削速度V 由表4-62，根据加工材料灰铸铁为选取条件，钻16孔的底孔的切削速度为，由此算出转速：。由机床说明书实际转速取。取攻丝时的切削速度为：。由此算出转速： =。由表4-61按机床实际转速取。6.2 基本工时的计算6.2.1 工序5时间定额计算第5道工序为粗铣蜗轮箱体下表面和顶面。由表5-431，采用面铣刀对称铣削时，该工序的基本时间计算公式为：式中 当主偏角时当主偏角时本工序中：（该工序包含2个工步） 。将上述结果带入式中，则该工序的基本时间： 辅助时间：服务时间：单件时间：6.2.2 工序6时间定额计算本工序为镗铣180mm两孔侧面左右端面。由表5-431，采用不对称铣削。式中 本工序中：（该工序包含2个工步） 。将上述结果带入式中，则该工序的基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间：6.2.3. 工序6时间定额计算本工序为镗铣90mm两孔左右端面。采用对称铣削。本工序中：（该工序包含2个工步） 。将上述结果带入式中，则该工序的基本时间： 辅助时间：服务时间：单件时间：6.2.4工序7时间定额计算本工序包含粗镗90mm孔和180mm孔。由表5-391镗孔基本时间的计算：式中 单件小批生产时的试切附加长度备注：加工到台阶时 的值见表5-40 主偏角时 为进给次数（1）粗镗90mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间： （2）粗镗180mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间： 基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间：6.2.5工序8时间定额计算第8道工序包含精镗90mm孔和180mm孔。这个工序分为两步，工步1是精镗90mm孔。工步2是把工作台旋转90精镗180mm孔。精镗90mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间：精镗180mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间：基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间：6.2.6工序9、10、11时间定额计算工序9、10、11要求钻、攻4M6，钻、攻4M16，钻、攻8M8，刀具选锥柄麻花钻，机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用切削液。由表5-411，钻孔时基本时间： 式中 注：钻中心孔和盲孔时；为孔径（）由表5-461，用丝锥攻螺纹时的基本时间： 式中 注：为丝锥或工件回程的每分钟转数（）；为使用丝锥的数量；为工件或丝锥的每分钟转数（）；为工件螺纹螺距。钻孔时： l1=62cot60+2=4mm （由表4-71选取）。 所以钻8xM8螺纹孔基本时间： 攻螺纹时： （由表4-71选取）。所以攻8xM8螺纹孔基本时间： 基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间： 7 加工钻8M8螺纹孔夹具设计本夹具主要用来钻螺纹8XM8底孔，由上面的工艺路线知，这道工序为第11道工序加工的，要求表面粗糙度垂直于上表面，并在后续孔中定位。加工质量直接影响后续操作的加工精度。在本操作中对箱体进行处理之前，完成了上部的粗铣和精铣。所以，当此操作再次进行处理时，第一步要考虑满足各种要求，然后还要考虑怎样提高效率和降低劳动强度。7.1定位基准的选择如零件图所示，两个螺纹孔位于零件顶部，具有尺寸精度和表面粗糙度的要求，必须与上表面垂直。孔和顶部的孔，以及使两个螺纹孔在以后的孔加工过程中都能得到均匀的加工.符合原始条件匹配的原则.在选择参考时对于两个螺纹孔的加工，应尽可能选择一个基准来确定前一个操作的位置，即，螺纹孔安装基准应选择上表面作为主要支撑基准，以限制加工零件的三自由度，具有两个自由度的主支撑孔，一方面作为辅助定位，限制了另一个加工工件的自由度。为提高加工效率，操作中同时用切削工具加工孔，同时缩短辅助时间，准备使用气动夹紧装置7.2切削力的计算与夹紧力分析由于这个执行大致完成了螺纹孔的钻、扩和加工，钻孔力明显大于切削的扩展和切削力，因此，切削力必须由钻孔力决定。由切削手册得：钻削力 钻削力矩 式中： 本操作加工螺纹孔时，使用钻模板夹紧工件，夹紧力方向、夹紧方向与钻削力方向、钻孔力方向相同。因此，只需要够用的刚度用来加工就好了。7.3夹紧元件及动力装置确定由于箱体生产量大，采用手动夹紧结构简单，通过摇臂，在生产中的应用也相当广泛。钻4M8孔的夹具设计，使用的定位原件有心轴、钻模板、定位销，夹紧工件则是由螺母、垫圈、阶型螺钉、带肩六角螺母等组成的螺旋夹紧机构来夹紧的，引导装置采用固定钻套来保证麻花钻的位置。7.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计螺纹孔的加工需要钻孔、膨胀、铰接三次切削，为了满足加工要求，因此选择钻套（其设计如下图所示）以缩短更换套管的额外时间。根据工艺要求：箱体钻顶面4-M12螺纹孔底孔分钻孔、膨胀、铰接三个工步完成加工。即先用的麻花钻钻孔。做装配图时，首先把零件图做成双点划线，然后依据参考文献中的常用定位元件和夹紧机构，选择标准的定位元件和夹紧元件，并合理的排布在夹具体上，然后再选择对刀元件即钻套和钻模板等也排布在夹具体上，接着选择夹具体与机床的连接配件，最后绘制装配图，尽量按1:1绘制，如果图纸过大可以适当缩放。图8.1 快换钻套表8.1铰螺纹孔钻套结构参数dHD公称尺寸公差121818+0.023+0.01230281271011.520.5图8.2 衬套表8.2衬套结构参数dHDC 公称尺寸公差公称尺寸公差18+0.01802425+0.039+0.02510.6钻模板选用悬挂式钻模板，在本夹具中选用的是气动滑柱式钻模板。7.5夹具精度分析由于操作时的种种因素，各个东西的相互位置，相互作用，导致最后工件的位置会出现差错。所以，要对所设计的装置进行精确的差错分析和计算。由工序图可知，这道工序因为工序基准与加工基准重合，还采用顶面当作主要确定位置的面，故定位误差很小可以忽略不计。该螺纹孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制（2）各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，此时轴线的位置度误差可达到其最大值。即孔的位置度公差最小值为。螺纹孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。螺纹孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。影响两螺纹孔位置度的因素有（如下图所示）：图8.3 夹具装配图（1）钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差：（2）两衬套的同轴度公差：（3）衬套与钻套配合的最大间隙：（4）钻套的同轴度公差：（5）钻套与铰刀配合的最大间隙： 所以能满足加工要求。7.6夹具设计及操作的简要说明蜗轮减速器箱体钻4M8孔的夹具设计，使用的定位原件有心轴、钻模板、定位销，夹紧工件则是由螺母、垫圈、阶型螺钉、带肩六角螺母等组成的螺旋夹紧机构来夹紧的，引导装置采用固定钻套来保证麻花钻的位置。做装配图时，首先把零件图做成双点划线，然后依据常用定位元件和夹紧机构，选择标准的定位元件和夹紧元件，并合理的排布在夹具体上，然后再选择对刀元件即钻套和钻模板等也排布在夹具体上，接着选择夹具体与机床的连接配件，最后绘制装配图，尽量按1:1绘制，如果图纸过大可以适当缩放。8 数控编程8.1数控机床的特点数控机床是由普通机床不断发展升级转变而来的，特点有：1.自动化程度高；2.适应性强，柔性好；3.精度高；4.功能强；5.可靠性高；6.效率高；7.改变工作条件；8.方便先进生产；9.良好的经济效益。8.2铣180大孔端面加工程序 铣端面时，用XK7140数控铣床加工，以底面定位，夹紧顶面按线找正，铣两侧端面，先粗铣再精铣。铣削程序如下：O1234N0010 G54 N0020 S200 M03 T01 M08N0030 G90 G00 X120 Y0 Z6 N0040 G01 Z0.5 F100N0050 X97.5N0060 G02 X97.5 Y0 I+97.5 J0N0070 G01 Z30N0080 X120 Y0N0090 S300 N0100 G01 Z0 F50N0110 X97.5N0120 G02 X97.5 Y0 I+97.5 J0N0130 G01 Z30N0140 X120 Y0 M05 M09N0150 M30结论本文是对小型蜗轮减速器箱体零件的设计，从选材，加工方式，到确定生产规模，以及后续各种加工进行了详细的阐述。还设计了钻4M8的夹具。首先使根据箱体零件的特点选择毛坯，然后根据生产纲领确定其生产规模，结合工艺要求制定了两套工艺路线，然后分析两种方案最终确定了一套比较合理的方案。接着再根据确定的方案选择合适的加工设备和方法，通过查找书上资料，详细的计算了各种数据，最终计算出了切削用量和基本工时。任务书还要求设计两套夹具，根据给出的箱体，选择机构，分析误差，计算夹紧力，对一些零部件进行选型和设计，最终设计出合理的夹具。此次设计用到了我们所有的学的知识，理论联合实际，通过此次设计，我们熟悉了未来机械领域的工作内容，使我们理论联系实际，并发现自己的不足，也锻炼了我们使用CAD、WORD等软件的使用，为我们出去工作奠定了基础。毕业，又一次如约而至，无可阻挡！我多么希望这与毕业的约定可以推迟，因为我还没有细细体会这两年的大学生活，还没有细细品味学校食堂的每一道菜，还没有细细走过学校的每一个地方，还没有细细观察学校上空的蓝天白云，还没有细细感受吹过耳畔的微风毕业跟随时间的脚步，一刻也不曾停下，催促着我不停的向前走。40参考文献1 徐鸿本主编.机床夹具设计手册（第三版）机械工业出版社.20052 王光斗主编.机床夹具设计手册（第四版）上海科学技术出版社.20043 成大先主编机械设计手册（第4卷）第四版M.北京：化学工业出版社20024 车洪麟、张素辉非标准机械设计（第一版）M.北京：机械工业出版社，2011；5 彭如恕现代工程制图（第一版）M.长沙：国防工业出版社，2006；6 屈波互换性与技术测量M. 北京：机械工业出版社，2014；7 孙桓、陈作模，机械原理（第七版）M.北京：高等教育出版社，2005；8 濮良贵、纪名刚机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2005；9 于永泗、齐民机械工程材料（第七版）M.大连：大连理工大学出版社，2007；10 水根机械制造工艺学（第二版）M.北京：清华大学出版社，2004；11 成大先，机械设计手册，单行本M.北京：化学工业出版社，2004；12 杨昂岳等机械制造工程学.M.长沙：国防科技大学出版社，2004；13 绍华热加工工艺基础（第二版）M.北京：，北京高等教育出版社，2008；14 杨叔子主编机械加工工艺师手册（第一版）机械工业出版社.2002；15 李洪主编机械加工工艺手册（第三版）北京出版社.2000；16 孙本绪主编机械加工余量手册（第二版）国防工业出版社.2003；17 马惠萍主编互换性与测量技术基础案例教程（第二版）机械工业出版社.2019；18 周兆元、李翔英互换性与测量技术基础（第四版）机械工业出版社.2019；19 邹青、呼咏机械制造技术基础课程式设计指导教程（第二版）机械工业社.2018；20 熊良山等机械制造技术基础（第一版）华中科技大学出版社.2009；21 Mechanical Drive(Reference Issue)Machine DesignM52(14)，1980：97-10522 Rajput R KElements of Machanical EngineeringMKatson PublHouse，1985：55-6323 Kuehnle M RToroidal Drive ConceptsProduct EngineeringAug1979：21-3624George W. Swisher Jr,Edmond Arthur G. Shaw. Drum for an Asphalt 6,1981. 25 Speedcrafts limited. Speedcrafts Product Catalogue EB/OL Binhar,India.致 谢光阴荏苒，大学生活即将结束，两年前，我考入这所美丽和充满活力的大学，开始新的学习生涯。还记得那年9月，满怀欣喜的拿着录取通知书来学校报到，在来的路上，路过了晋中学院，理工学院，看见他们的校园是那么的好，心想我们的校园肯定也不差，到了学校门口，立马就有系里的同学们过来帮忙拿行李，领着去交资料，办理水卡，饭卡。记得在交资料的时候遇见了第一个同班同学，竟然是个女的，没想到我们机械班里还有女同学，在专科班的时候我们都是和尚班，我和新同学聊了几句之后便跟着领路的同学去拿被褥了，然后他们帮我全部弄完之后才离开去接另外的同学。这些一幕幕仿佛就在眼前，转眼间，已经到了毕业的时候，宿舍楼下的李子和山楂还没吃上第二次，教学楼旁边的苹果和柿子也还想吃，见过能源早晨5点的太阳，但是还想在能源多待点时间。酸甜苦辣，尽在心头，纵然有万般不舍，但仍心怀感激。回顾以往，收获良多，马上就要怀揣着知识和热情进入到社会中参加工作，回想这几个月的时间，感触良多，经过毕业设计的磨砺，
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