夹具设计工艺设计说明书

1、目录第1章 产品概述31.1减速器的应用范围31.2 箱体的作用31.3 箱体的结构3第2章 图纸要求与工艺分析5第3章 生产纲领及生产类型7第4章 毛坯材料、铸造方法及毛坯余量84.1 材料选择84.2 铸造方法及模具设计84.3 毛坯热处理94.4 毛坯余量104.5 箱体分型分析11第5章 定位基准选择与定位方式125.1 定位基准的选择12第六章 加工工作量及工艺手段组合15第7章 工序划分、加工工序卡和加工工艺过程卡227.1 上箱体加工工艺过程卡227.2下箱体加工工艺过程卡257.3合箱加工工艺过程卡27第8章 夹紧装置的设计要求28第9章 刀具的选择299.1 刀具的选择要求2

2、9第10章 机床的选择3110.1 机床的选择原则3110.2 机床型号的选择31第11章 铣削参数的计算3311.1 加工工序、加工余量及公差3311.2 铣削圆周力的计算3311.3 铣削速度的计算3411.4 机动时间的计算及工序时间定额的确定3511.5 铣削力的计算3611.6 夹紧力的校核37第12章 定位方式的确定4012.1 定位及夹紧方式的选择40第13章 夹紧机构的确定4213.1 夹紧机构的选择4213.2 机构各杆件尺寸的设计42第14章 气动控制系统的设计与选择4414.1 气缸输出压力的计算4414.2 气缸的选择4514.3 气压控制回路设计47第15章 实习感受

3、49第16章 附录51附录1 箱体夹具三维装配图51参考文献54第1章 产品概述 本组本次课程设计的工艺和夹具的设计对象是一款单级圆锥齿轮减速箱的箱体夹具。 1.1减速器的应用范围 该产品用于对输入轴降低转速，增大转矩，同时还具有将输入轴的传动方向旋转90°的作用。由于其只有单级减速，减速比小，功能单一，多用于与转速不高的输入轴或者转速要求较高的输出轴相连接。比如，用于传送带减速。 1.2 箱体的作用 箱体的主要作用可以概括为： 1)传动机构的载体 2)润滑机构的载体 3)冷却机构的载体 4)密封原件的载体 箱体一般对各种运动部件起支撑作用，并且在机器工作的过程中具有保证各个运动副处

4、于正确的相对位置，同时有吸收冲击、缓和振动的作用。对于在内部开设有油槽或是水道的箱体，还能对其内部的各个运动副提供润滑或冷却作用。此外，箱体还能为其内部的运动部件提供一个密封环境，进而隔绝外界的污染，保持内部共工作环境的性对稳定。对于本设计对象其作用还包括将输入轴的传动方向旋转90°，以利于在有空间限制的情况下将输入轴的动力传输到输出轴。 1.3 箱体的结构 减速器箱体的结构及加工特点： 1)要求有足够的强度和刚度 2)外形为六面体的多孔多加强筋的薄壁结构 3)加工内容多，尺寸多 4)部分尺寸精度要求高 为了便于安装内部部件，同时为了铸造方便、节省成本，一般将减速箱的箱体做成剖分式的

5、（小型单级蜗轮蜗杆减速器也有将箱体做成整体式的情况）。由机座和机盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面。 为了便于分模，在箱体上设置有拔模斜度。减速箱的箱体因其承受的力不大，所以做成薄壁结构，以节省材料。为了增加薄壁结构的强度，在箱体上的薄弱位置还设置了加强筋，以增加箱体抗冲击的能力。箱体上还设有多处圆角，和加强筋一样具有改善箱体受力状况的作用。箱体内部是空腔结构用于放置相互啮合的齿轮轴，和一定量的润滑油。此外，其轴承座上安装了与轴相配合的轴承和密封原件，分别用于改善旋转轴的工作条件和对工作环境进行密封。由于这个减速器是单级圆锥齿轮减速器，因而只有三个轴承孔。为了便于搬运，在下箱体的两侧设计有用

6、于起吊的吊耳。下箱体上设计有用于将减速器安装在地面上的地脚螺栓孔。为了能够将上下箱体安装在一起，在上下箱体上分别设计了10个螺栓孔，用于安装螺栓，将上下箱体牢固地联接在一起，联接在一起之后既能以上下箱体为整体对轴承孔进行加工，又能对箱体的联接进行预紧。并用定位销定位。 第2章 图纸要求与工艺分析箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。零件的材料是HT200，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性、减震性、切削加工性、铸造性，价格便宜，制造方便，但塑性较差、脆性高，适用于承受较大应力、要求耐磨的场合。 先进行图纸要求分析：减速箱箱体的主要加工部位包括上下箱体的结合面、三个轴承孔

7、（合箱之后加工）、螺栓孔、定位销孔、窥视孔上得平面及螺栓孔、三个轴承座端面及端面上的螺栓孔、下箱体的地脚螺栓孔和底平面，油孔端面及其螺纹孔。 由于箱体加工其定位方式通常是一面两销定位，并且是分别以上下箱体的结合面位定位面，同时还为了保证密封，上下箱体的结合面在加工时就要保证其平面度（0.025）。先以粗基准加工结合面和定位销孔，后续工序就以这两个基准进行定位加工。 轴承孔用于安装轴承，轴承孔本身要有圆柱度要求（0.012），以使轴承能够顺利安装。两个同轴的轴承孔相互间还有同轴度要求（0.03），使轴可以顺利安装，并保证轴承与轴的结合面的受力状况良好，保证轴承的使用寿命。相垂直的第三个轴承孔用于

8、安装与第一根轴相垂直的第二根轴，为了保证两根轴上的齿轮能够正常啮合，并改善轴承的受力状况，第三个轴承孔在加工时其轴线就有相对于前两个轴的轴线的垂直度要求（0.010）。第一第二轴承端面对于轴线有0.10的垂直度要求。 此外，各个加工平面及加工孔有粗糙度要求。上下箱体的结合面粗糙度要求为Ra1.6；第一第二轴承孔的粗糙度要求为Ra2.5，第三轴承孔粗糙度为Ra1.6；轴承端面的粗糙度为Ra3.2。以下是对图纸中工艺要求进行详列： 1）速器箱体铸成后，应清理并进行时效处理 2）机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2； 3）应检查与机座接合面的密封性，用0.05塞尺塞入深度不得大于结合面

9、宽度的13，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点； 4）与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫； 5）机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12； 6）铸造尺寸精度为IT18； 7）未注明的倒角为C2，粗糙度为Ra12.5； 8）未注明的铸造倒角半径为R35； 9）机盖结合面的粗糙度为Ra1.6，平面度为0.025； 10）输出（入）轴承孔两端面与输出（入）轴中心线的垂直度为0.01，粗糙度为Ra3.2； 11）窥视口面的粗糙度为Ra12.5； 12）输出轴承孔的粗糙度为Ra1.6，输入轴承孔的粗糙度为Ra1.6； 13）输出轴承孔的圆柱度为0.012，同轴度为0.03

10、； 14）窥视口面的粗糙度为Ra12.5； 15）输出轴承孔的上偏差为0.040，下偏差为0； 16）机座不得漏油； 经过建模并对图纸中尺寸的标注，公差配合的制定，形位公差，表面粗糙度的分析整合，我们总结出加工中的重难点以及应该注意的地方： A）结合面的加工中，应在保证平面度0.025和粗糙度Ra1.6的要求下，采取合理的加工方法，以满足在检验密封性时满足要求。 B）加工轴承孔端面和端面时应该采取合箱加工，才能满足所要求的垂直度的要求。 C）为了减少加工中的换刀次数，箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致。 第3章 生产纲领及生产类型 年产量Q20000（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（

11、件/台），废品率3，备品率5。 由公式N=n×(1）得：N10000×1×(1+3%+5%）=21600 确定的生产类型为大量生产。因此，可以确定为Y流水线的生产方式，又因为在加工箱盖和底座的时候有很多的地方是相同的，所以可选择相同的加工机床，采取同样的流水线作业，到不同的工序的时候就采用分开的方法，可以选择先重合后分开再重合的方式的流水线作业。虽然是大批量生产，从积极性考虑，采用组合机床加工，流水线全部采用半自动化的设备。 第4章 毛坯材料、铸造方法及毛坯余量4.1 材料选择 箱体零件有复杂的内腔，应选用易于成型的材料和制造方法。铸铁容易成型、切削性能好、价格低

12、廉，并且具有良好的耐磨性和减振性。因此，箱体零件的材料大都选用 HT200 HT400的各种牌号的灰铸铁。最常用的材料是HT200 ，而对于较精密的箱体零件（如坐标镗床主轴箱）则选用耐磨铸铁。某些简易机床的箱体零件或小批量、单件生产的箱体零件，为了缩短毛坯制造周期和降低成本，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体零件有时也根据设计需要，采用铸钢件毛坯。在特定条件下，为了减轻质量，可采用铝镁合金或其它铝合金制做箱体毛坯，如航空发动机箱体等。该产品只有单级减速，承受的力不大，这里选用HT200作为铸件材料。 若无此材料可用球墨铸铁件或45钢。 铸铁是一种以Fe、C、Si为基础的复杂多元合金。含碳量在

13、2.04.0的范围。除C和Si外，还含有Mn、P、S等元素。其中Mn元素能温和形成碳化物（珠光体），增加强度和耐磨性；而S元素对合金是有害的，需要对其含量进行控制。灰铸铁中的C主要以游离形式存在，呈片状，断口为灰色。其强度低，脆性大，但是抗缺口敏感性、减振性和耐磨性优良，切削性能好。 HT200为较高强度的铸铁，基体组织为珠光体。强度、耐磨性、耐热性均较好，铸造性能好，需进行人工时效处理。 4.2 铸造方法及模具设计 砂型铸造是铸造工艺中的一种，砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，

14、一直是铸造生产中的基本工艺。目前，国际上，在全部铸件生产中，6070%的铸件是用砂型生产的，而且其中70%左右是用粘土砂型生产的。主要原因在于：砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以像汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。因砂型铸造具有以上的优势，所以，其在铸造产业中应用越来越广泛。未来，其将会在铸造业中扮演着越来越重要的角色。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型

15、材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。需要注意的是砂型铸造的缺点有：混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备，否则不可能得到质量良好的型砂。由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动，难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧，用机器造型时则设备复杂而庞大。铸型的刚度不高，铸件的尺寸精度较差。铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。 模具设计时的注意事项：灰铸铁的线收缩率为1。此外，壁间连接应避免热节、锐角和交叉。热节处易产生缩孔、缩松，某些易产生柱状晶的金属还会在直角相交处形成晶间

16、脆弱面而产生裂纹。因此，铸件壁的转角处应设计有结构圆角。为防止缺陷和方便造型，铸件的相交壁都有过渡圆角。设计拔模斜度时，首先应了解该表面是否还要机械加工：壁厚<8mm的加工表面，可采用增加壁厚法；壁厚为812mm的加工表面，可采用加减壁厚法；非加工表面通常采用减少壁厚法。 为了减少加工余量，成批生产大于30mm 的孔，一般都要在毛坯上铸出预孔。外另，在毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生；应使箱体零件的壁厚尽量均匀，以减少毛坯制造时产生的残余应力。 毛坯质量的好坏对后续机加工中的难易程度及废品率影响较大。二汽4H发动机缸体在后续的机加工中春秋两季的废品率高达50。金属的铸造性能受温度、温差

17、、湿度等季节条件影响较大，在春秋两季毛坯生产中就应当注意对生产车间的温度和湿度进行控制，以降低废品率，增大效益。 4.3 毛坯热处理 热处理是箱体零件加工过程中的一个十分重要的工序，需要合理安排。由于箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500550，保温4 h6 h，冷却速度小于或等于300C/h，出炉温度小于或等于200。 普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排一次人工时效处理。对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排 1次

18、人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力。有些精度要求不高的箱体零件毛坯，有时不安排时效处理，而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的，这里为该产品的毛坯安排一次人工时效处理。 4.4 毛坯余量 查金属机械加工工艺设计手册赵如福，表3-6知材料为灰铸铁，金属型铸造的毛坯铸件典型的机械加工余量等级为DF，这里我们选择其机械加工余量等级为E级。再由表3-2查得要求的铸件机械加工余量为2.2mm，即该产品毛坯的机械加工余量RMA=2.2mm。 要求的RMA适用于整个毛坯铸件，根据最终成品的最大轮廓

19、尺寸来选取。 查表3-4得大批量生产时的毛坯铸件的公差等级为CT8，再由表3-3查得CT8对应的铸件尺寸公差为2.6mm。这里应该注意，对于壁厚的公差要求应比CT8低一个级别，即壁厚的公差要求为CT9。 F最终机械加工后的尺寸； RMA机械加工余量； CT毛坯铸件的公差等级； R铸件的基本尺寸； 加工平面、或是箱体的每一部分： R=F+RMA+1/2CT （1） 加工圆柱（孔、外圆）： R=F-2RMA-1/2CT （2） 由以上两个公式计算毛坯铸件的基本尺寸： 上箱体： 结合面余量=2.2mm+1.3mm=3.5mm 窥视孔平面余量=3.5mm 下箱体： 结合面余量=3.5mm 底面余量=3

20、.5mm 油孔及游标孔平面余量=3.5mm 合箱： 轴承端面余量=3.5mm 轴承孔余量=2RMA+CT/2=4.4mm+1.3mm=5.7mm 4.5 箱体分型分析 机盖： 机盖采用一型两箱，分型面选择机盖未加工面与轴承孔未加工面在延伸面。由于两个面都是未加工面，经过加工后分型面上的毛刺可以通过加工而去掉，从而保证工件的美观。由于结合面为重要面，所以结合面朝下，经保证结合面的铸造质量。因为浇口处会产生一定的应力集中，则浇口选择起吊耳凸台上。冒口选择在输入轴承孔端凸台上，该处的平均厚度较厚。同时两个凸台都是要加工，则可以通过加工去除浇口和冒口。 机座： 机座采用一型三箱。分型面分别选择在机座底

21、面与结合面和轴承孔的延伸面。由于这些都是未加工面，则分型面上的毛刺可以通过加工而完全去除，从而保证工件美观。同时两个分型面的选择，以保证整个机座箱体都位于中箱箱体内，从而保证机座的铸造精度。中箱以输入轴承孔轴线为平面分型面。结合面为重要面，所以结合面朝下，保证了结合面处的铸造质量。浇口与冒口选择在底面上，通过加工底面则可以完全去除浇口与冒口。 第5章 定位基准选择与定位方式5.1 定位基准的选择 粗基准的选择：加工的第一个平面是箱盖和箱座的接和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在箱盖和箱座两个不同部分上很不规则，因而在加工箱盖和箱座的接和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，所以箱盖采用凸台面

22、位粗机组，机座采用底面位粗基准，先对箱盖结合面进行精加工，一次性加工到位，满足图纸上各种公差要求。 精基准的选择：根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔为精基准，机盖则以结合面作为精基准。在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位基准的选择夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。以下为各个加工步骤中的定位面选择： 各个加工面定位基准面机盖粗精铣机盖结合面机盖凸台粗铣输出轴油孔台阶面机座结合面粗铣窥视孔端面机座结合面钻、攻丝窥视孔端面螺纹孔机座结

23、合面钻、攻丝输出轴油孔螺纹孔机座结合面钻、锪、攻丝起吊螺纹孔机座结合面机座粗铣机座底面机座结合面粗精铣机座结合面机座底面钻排油口台阶面机座地面、轴承口断面钻地脚螺栓孔机座结合面、轴承端面、凸缘侧面锪地脚螺栓孔机座结合面、轴承端面、凸缘侧面钻排油螺栓孔和油标孔机座底面和两个定位地脚螺栓孔攻排油螺栓孔和油标孔机座底面和两个定位地脚螺栓孔铣油标台阶面机座底面和两个定位地脚螺栓孔合箱钻、铰锥销孔机座底面钻、锪上机座连接螺栓孔机座底面铣输入轴承孔端面机座底面钻输入与输出轴承盖孔机座底面镗输出与输入轴承孔机座底面表5-1 加工工序的安排是否合理对加工质量、效率、是否经济有很大影响。划分工序的基本原则是先主

24、后次，先粗后精，并且基面先行，尽量做到基准统一，以减少基准不重合误差。 根据零件图纸上的技术要求，箱盖的选择结合面为精基准；箱座选择箱体底面及两个定位销孔为精基准；合箱加工时选箱座底面及定位销孔为精基准。各个加工工序的定位夹紧原件，所限制的自由度，及装夹简图如下表： 机盖工序名称定位方案 限制的自由度简图粗铣、半精铣、精铣结合面 凸台面、挡销定位；压块夹紧挡块1限制,支撑钉2 限制、；支撑钉3限制、铣油孔窥视孔面结合面、挡销定位；压块夹紧挡销限制，支撑钉2限制、，支撑钉3限制、钻油孔窥视孔上的螺栓孔及起盖螺钉孔结合面、挡销定位；压块夹紧挡销限制，支撑钉2限制、，支撑钉3限制、机座铣机座底面结合

25、面、压块压紧、铣机座结合面底面压块压紧、铣排油孔台阶面底面、轴承端面夹紧、钻、锪地脚螺栓孔机座结合面、轴承孔侧面、凸缘侧面、铣游标台阶面底面和两个螺栓孔、钻、攻丝排油螺栓孔和油标孔底面和两个螺栓孔、合箱合箱后采用机底面和底面两定位孔均采用“一面两销”式定位表5-2第六章 加工工作量及工艺手段组合1.机座结合面，平面度要求为0.025，Ra1.6，毛坯加工余量3.5mm，以机座底面为基准进行精加工工序名称加工余量经济精度工序尺寸公差精铣0.5IT10Ra1.6半精铣1.5IT11Ra6.3Ra3.2粗铣1.5IT13Ra12.5Ra6.3毛坯3.5+1.5-1.5+1.5-1.52.机座底面安装

26、面，表面粗糙度Ra12.5，毛坯加工余量为3.5mm，以机座结合面毛坯为基准工序名称加工余量经济精度工序尺寸公差粗铣3.5IT13Ra12.5Ra6.3毛坯3.5+1.5-1.5+1.5-1.5+1.5-1.53.轴承支撑孔工序名称加工余量经济精度工序尺寸公差精镗0.4IT9Ra2.5半精镗2IT10Ra3.2粗镗3.5IT11Ra6.3毛坯6+1.5-1.5134+1.5-1.54.前后轴承端面、表面粗糙度Ra3.2，两端面同时加工工序名称加工余量经济精度工序尺寸 公差精铣0.5IT10Ra1.6半精铣1.5IT11Ra6.3-Ra3.2粗铣1.5IT13Ra12.5-Ra6.3毛坯3.55

27、.输入轴端面，表面粗糙度Ra1.2工序名称加工余量经济精度工序尺寸 公差精铣0.5IT10Ra1.6半精铣1.5IT11Ra6.3-Ra3.2粗铣1.5IT13Ra12.5-Ra6.3毛坯3.56.铣排油口台阶面工序名称加工余量经济精度工序尺寸 公差粗铣3.5IT13Ra6.3毛坯3.57.箱盖结合面工序名称加工余量经济精度工序尺寸 公差精铣0.4IT10Ra1.6半精铣1.6IT11Ra3.2粗铣1.5IT12Ra6.3毛坯3.58.窥视孔台阶面工序名称加工余量经济精度工序尺寸 公差粗铣3.5IT12Ra12.5毛坯3.5粗糙度要求Ra12.5，毛坯加工量胃3.59.轴承座轴孔油口台阶面，粗

28、糙度要求Ra6.3，毛坯加工余量为3.5工序名称加工余量经济精度工序尺寸 公差粗铣3.5IT12Ra6.3毛坯3.5第7章 工序划分、加工工序卡和加工工艺过程卡7.1 上箱体加工工艺过程卡 (厂名）机械加工工艺过程卡产品型号零件图号产品名称单级圆锥齿轮减速器零件名称共3页第3页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每件毛坯可制件 数 1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺工时1铸造毛坯铸造铸准终单件2铸造清砂铸清除浇铸系统、冒口、砂芯、飞边、飞刺等3铸造热处理铸4铸造涂漆铸5铣粗铣箱盖结合面机加X53K粗铣箱盖结合面，保证尺寸，定位基准为机盖凸台6铣半精铣箱盖结合面机加X5

29、3K半精铣箱盖结合面，保证尺寸，定位基准为机盖凸台7铣精铣箱盖结合面机加X53K精铣箱盖结合面，保证尺寸，定位基准为机盖凸台8铣铣轴承座油孔凸台面机加X53K粗铣轴承座油孔凸台面，保证几何尺寸，至粗糙度等级达Ra6.3，定位基准为机盖结合面9铣铣窥视孔台阶面机加X53K粗铣窥视孔台阶面,保证几何尺寸，至粗糙度等级达Ra6.3，定位基准为机盖结合面10钻钻窥视孔上螺栓孔机加Z3025×10B保证螺栓孔孔径为8保证螺栓孔上下距离为130，左右距离为140，定位基准为机盖结合面11铰铰窥视孔上螺栓孔机加Z3025×10B定位基准为机盖结合面12攻丝攻丝窥视孔上螺栓孔机加Z3025

30、×10B定位基准为机盖结合面13钻钻轴承座油孔机加Z3025×10B钻轴承座油孔，保证8，定位基准为机盖结合面14铰铰轴承座油孔机加Z3025×10B定位基准为机盖结合面15攻丝攻丝轴承座油孔机加Z3025×10B轴承座油孔攻丝，保证深度为15，定位基准为机盖结合面16钻钻起吊螺栓孔机加Z3025×10B钻起吊螺栓孔，保证右侧起吊螺栓距离输出轴中心线为170， 直径为12左侧起吊螺栓距离输出轴中心线为200， 直径为12，定位基准为机盖结合面17攻丝攻丝起吊螺栓孔机加ZZ3025×10B定位基准为机盖结合面18锪锪起吊螺栓孔机加Z30

31、40×16锪右侧起吊螺钉沉头座，保证直径为40，距离输出孔轴线的距离为+锪左侧起吊螺栓孔起吊螺钉沉头座，保证直径为40，距离输出孔轴线的距，定位基准为机盖结合面19清洗20检验7.2下箱体加工工艺过程卡 (厂名）机械加工工艺过程卡产品型号零件图号产品名称单级圆锥齿轮减速器零件名称共3页第3页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每件毛坯可制件 数 1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺工时准终单件1铸毛坯铸造锻造2铸清砂锻造除浇铸系统、冒口、3铸热处理锻造人工时效处理4铸涂漆锻造5铣铣机座底面机加X53K粗铣机座底面，保证底座厚度为，底座粗糙度为Ra12.5，定位

32、基准为机座结合面6铣粗铣机座结合面机加X53K粗铣机座底面，保证底座厚度为，底座粗糙度为Ra12.5，定位基准为机座底面7铣半精铣机座结合面机加X53K半精铣机座结合面，保证结合面尺寸，表面粗糙度为Ra6.3Ra3.2，定位基准面为机座底面8铣精铣机座结合面机加X53K精铣机座结合面，保证结合面尺寸，表面粗糙度为Ra1.6，平面度为0.025，定位基准面为机座底面9铣铣排油口台阶面机加X62W保证台阶面距离底座尺寸为，表面粗糙度为Ra6.3，定位基准为机座结合面10铣铣油标台阶面机加X62W保证台阶面距离机座结合面尺寸为，距离机座壁尺寸为，表面粗糙度为Ra12.5，定位基准为机座结合面11钻钻

33、底脚螺栓孔机加Z3025B保证沉头座直径为22，几何尺寸，和几何尺寸，表面粗糙度为Ra12.5，定位基准为机座结合面12钻钻排油螺栓孔和油标孔机加Z3025B定位基准为机座结合面13攻丝攻丝排油螺栓孔和油标孔机加Z3025B定位基准面为箱盖结合面14清洗15检验7.3合箱加工工艺过程卡(厂名）机械加工工艺过程卡产品型号零件图号产品名称单级圆锥齿轮减速器零件名称共3页第3页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每件毛坯可制件 数 1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺设备工时准终单件1钳工将箱盖，箱体对准合箱机加车间2钻钻、铰锥销孔，装入锥销机加车间3钳工将箱盖、箱体做标记，

34、编号机加车间4钻孔钻上机座连接螺栓孔机加车间Z3025B直柄麻花钻5锪孔锪上机座连接螺栓沉头座孔机加车间Z3025B锪钻6粗铣粗铣输入轴承孔端面保证：端面到输出轴线的距离为表面粗糙度为Ra12.5-Ra6.3机加车间铣工双面端铣床X53K专用铣夹具1套，硬质合金镶齿式套式面铣刀：铣刀250JB/T79541999两把，精确度0.02两用游标尺一把，平锉一把半精铣半精铣输入轴轴承孔端面保证：端面到输出轴线的距离为。表面粗糙度为Ra6.3-Ra3.2机加车间铣工双面端铣床X53K专用铣夹具1套，硬质合金镶齿式套式面铣刀：铣刀250JB/T79541999两把，精确度0.02两用游标尺一把，平锉一把

35、精铣精铣输入轴承孔端面保证：端面到输入轴线的距离为。表面粗糙度为Ra3.2机加车间铣工双面端铣床X53K专用铣夹具1套，硬质合金镶齿式套式面铣刀：铣刀250JB/T79541999两把，精确度0.02两用游标尺一把，平锉一把7粗铣粗铣输出轴承孔端面保证：两端面的距离为。表面粗糙度为Ra12.5-Ra6.3机加车间铣工双面端铣床X53K专用铣夹具1套，硬质合金镶齿式套式面铣刀：铣刀250JB/T79541999两把，精确度0.02两用游标尺一把，平锉一把半精铣半精铣输出轴承孔端面保证：两端面的距离为。表面粗糙度为Ra6.3-Ra3.2机加车间铣工双面端铣床X53K专用铣夹具1套，硬质合金镶齿式套

36、式面铣刀：铣刀250JB/T79541999两把，精确度0.02两用游标尺一把，平锉一把精铣精铣输出轴承孔端面保证：两端面的距离为。表面粗糙度为Ra3.2机加车间铣工双面端铣床X53K专用铣夹具1套，硬质合金镶齿式套式面铣刀：铣刀250JB/T79541999两把，精确度0.02两用游标尺一把，平锉一把8钻孔钻输入与输出轴承盖孔机加车间钳工Z3025B15.5直柄麻花钻9粗镗粗镗输出轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为Ra6.3。机加车间车工卧式镗床T618专用夹具一套，硬质合金通切镗刀片，内径百分表半精镗半精镗输出轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为Ra3.2。机加车间车工卧式镗床T618专

37、用夹具一套，硬质合四刀镗片，内径百分表精镗精镗输出轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为Ra2.5。机加车间车工卧式镗床T618专用夹具一套，硬质合四刀镗片，内径百分表金刚镗金刚镗输出轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为Ra2.5。圆柱度为0.012，两输出轴孔的同轴度为0.03，轴线与输出轴承孔端面的垂直度为0.10。机加车间车工卧式镗床T618专用夹具一套，精钢镗刀，内径百分表10粗镗粗镗输入轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为6.3机加车间车工卧式镗床T618专用夹具一套，硬质合金通切镗刀片，内径百分表,量具为塞规半精镗半精镗输入轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为Ra3.2机加车间车工卧

38、式镗床T618专用夹具一套，硬质合四刀镗片，内径百分表,量具为塞规精镗精镗输入轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为Ra2.5机加车间车工卧式镗床T618专用夹具一套，硬质合四刀镗片，内径百分表,量具为塞规金刚镗金刚镗输入轴承孔保证：孔的直径为，表面粗糙度为Ra2.5，圆柱度为0.012，轴线与输入轴承孔端面的垂直度为0.10机加车间车工卧式镗床T618专用夹具一套，精钢镗刀，内径百分表11钳工拆箱，去毛刺，清洗机加车间钳工合箱，装锥销，紧固12终检检查各部尺寸及精度13入库第8章 夹紧装置的设计要求 夹紧装置是夹具的重要组成部分，合理设计夹紧装置有利于保证工件的加工质量、提高生产率和减轻工人的

39、劳动强度，经查资料，夹紧装置一般有以下基本要求：1）工件在夹紧过程中，不能破坏工件在定位时获得的正确位置；2）夹紧力的大小应可靠适当，既要保证工件在加工过程中不产生移位或振动，同时又必须防止工件产生不适当的变形和表面损伤；3）夹紧动作要准确迅速，以便提高生产效率；4）操作方便、省力、安全，以改善工人的劳动条件，减轻劳动强度；5）结构简单，易于制造。结合以上的设计要求，以下设计过程从机床、刀具的选取入手进行设计，通过正确的分析计算切削力、夹紧力等参数，选取合适的机构并加以分析以完成设计。第9章 刀具的选择9.1 刀具的选择要求根据机械工艺人员手册中的要求，铣刀的选择应考虑一下几个因素：1）铣刀的

40、类型：铣刀的类型的选择决定于加工的性质、加工表面的分布位置及形状、加工表面的尺寸、所要求的加工表面粗糙度、工件材料及其他因素；2）铣刀的尺寸：铣刀尺寸的选择决定于加工表面的尺寸及铣切深度，同时铣刀的夹持方法也影响铣刀构造的选择；3）铣刀的材料：铣刀的材料选择决定于工件的材料、加工方法、加工精度和表面粗糙度的要求，以及机床的情况。根据套式面铣刀的参数表可得：铣刀直径为 200250mm 的铣切宽度为180mm，铣刀直径为300350mm 的铣切宽度为260mm，铣刀直径为400500mm的铣切宽度为 350mm；根据机盖的图纸中的标注尺寸可知：机盖的总长度590mm，总宽度为350mm；一般平面

41、加工期望能一次走刀完成铣削加工，以减小加工成本，提高经济效益，但铣削宽度为 350mm 的铣刀过大，会对加工造成加多的影响，所以最好采用两次走到完成加工；则选取铣刀直径为200250mm的刀具。根据GR 1129-73标准的镶齿套式面铣刀参数，选取铣刀的具体参数如下：铣刀的内径（含刀齿）为：d = 50mm ；铣刀轴孔外径：D =200mm；铣刀的总宽度（含刀齿）为：L =45mm；铣削宽度：B =180mm铣刀的齿数：Z =20。3）轴承端面铣削加工分为粗铣、半精铣和精铣，综合分析应选用硬质合金刀，刀具选用YG8硬质合金刀。由于硬质合金具有较高的强度，冲击性能好，而加工对象的材料为灰铸铁，且

42、为大批大量生产，该铣刀很好地符合了要求。其相关图片如图9-1： 图9-1该铣刀的具体参数如表9-1所示：铣刀直径D（mm）铣切宽度ae（mm）刀具型号刀具内孔径d（mm）刀盘宽度L1（mm）200180YG85045表9-1切削部分几何参数如表9-2所加工材料主偏角副偏角后角前角切削刃斜角灰铸铁30°5°15°+5°12°表9-2第10章 机床的选择10.1 机床的选择原则机床尺寸规格和工件的形状尺寸应相适应机床精度等级与本工序加工要求应相适应机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应10.2 机床型号

43、的选择选择铣床时，不仅要考虑其加工方式，而且要考虑加工对象的尺寸以及其精度要求，这样才能正确地选择机床。首先，选择的加工方式为铣削端面，因此应该选择卧式铣床，同时，由于减速箱体尺寸规格为590*350*435，表面粗糙度要求为Ra3.2，因此，综合上面的要求，选择卧式升降台专用铣床，型号为X6142，该型机床图片如图10-1：图10-1型号工作台尺寸/mm（宽*长）主轴转速/(r/min)刀盘最大直径/mm电动机功率/kwX6142425*200018-140020014.175行程/mm(纵向*横向*垂向)外形尺寸/mm(长*宽*高)360* 360 *152785*2793*1950第11

44、章 铣削参数的计算11.1 加工工序、加工余量及公差工序加工面长度加工余量精铣190mm1mm半精铣1mm粗铣1.5mm毛坯3.5mm11.2 铣削圆周力的计算铣削圆周力的计算公式为：其中：t加工余量B 铣削宽度Z 铣刀齿数 铣刀每齿进给量D铣刀外径根据机械加工工艺师手册以及机床的功率查得，粗铣的YG8硬质刀每齿进给量为0.200.29mm，取Sz = 0.28mm；半精铣和精铣的YG8 硬质刀每齿进给量为0.190.24mm，取Sz =0.20mm。根据前面的刀具选择所得到的参数可知： B =180mm，Z =20， D= 201） 粗铣2) 半精铣3）精铣按最不利条件计算，所以取P =16

45、1.9N11.3 铣削速度的计算铣削速度的计算公式为：根据前面的刀具选择所得到的参数可知： B =180mm，Z =20， D=200mm粗铣的 YG8 硬质合金刀每齿进给量为Sz = 0.28mm；半精铣和精铣的YG8 硬质合金刀每齿进给量为Sz=0.2mm；经查表取T =200min 。1） 粗铣2） 半精铣3） 精铣11.4 机动时间的计算及工序时间定额的确定 本道工序中待加工的对象仅有一个平面，理论上最好能一次走刀完成铣削；但是由于平面的宽度较大，如果一次走刀完成铣削，需要使用很大的铣刀，会使得加工高精度受到影响，加工成本也相对提高；所以，设计本工序进行两次走刀完成铣削加工。根据机械工

46、艺人员手册查得：机动时间计算公式为：其中：L铣削轮廓的实际长度L1切入长度L2超出长度i行程次数SM工作台的进给量由前面数据可算得：L =190mm；根据机械工艺人员手册查得：L1 = = = 60mm，L2 = 4mm因为要走两次刀，即来回铣削一次，则i =2。1）粗铣因为：，其中则：=则：所以基本时间又因为辅助时间为组织服务时间休息时间技术服务时间准备终结时间则：2） 半精铣同理可得：=所以基本时间3） 精铣同理可得：=所以基本时间11.5 铣削力的计算 本道工序在加工过程中，铣刀的铣削方向都在铅垂方向上，因而要集中在铣削方向上，铣削力的大小直接影响着夹具的结构和各项参削力必需要精确、合适

47、的计算修正；另外，由于粗铣加工的铣削力最体夹具的作用只要能满足粗铣时的铣削力的要求，就能完全符合半精工的夹紧要求。查得铣削力的计算公式为：由前面的计算得：t =1.5mm，B =180mm，Z =20，D= 200mm则则：根据作用力系数，铣削力在x、y、z三个方向上的作用力分别为Fx =(0.60 0.90)F =(952.02 1428.03)NFy = (0.450.70)F =(714.021110.69)NFz = (0.500.55)F =(793.35872.69)N所以：x方向最大铣削力为(Fx )max =1428.03Ny方向最大铣削力为(Fy ) =1110.69Nz方向

48、最大铣削力为(Fz )max =872.69N11.6 夹紧力的校核 夹紧力的校核即是通过对夹紧力、铣削力在力的平衡作用下校核夹紧力能否满足夹紧的要求，因而对各个方向的铣削力都应该加以考虑。后期设计的夹具的加紧方案为：1、将机座的底面作为加工的定位基准面，采用“一面两销”定位；2、夹紧装置从底面向输出轴轴承孔两端面夹紧首先在x方向上，由于x方向为主铣削力的方向，当主铣削力作用时，存在夹紧力产生的摩擦力和铣削力的共同作用，因而需要满足受力平衡条件，需要详细校核；其次在y方向上，因为夹紧装置是从上端夹紧，因而只要实际y方向夹紧力和重力产生的摩擦力大于或等于y方向的最大铣削力即可；最后在z方向，存在

49、夹紧力和箱体重力的共同作用，因而只要满足向下的作用力大于向上的作用力即可；可见，主要从x方向进行校核更可靠。实际夹紧力的计算公式为：其中： 实际夹紧力 W 理论夹紧力 K总安全系数不同因素的安全系数根据机床夹具设计手册查表得：基本安全系数=1.2；加工性质系数=1.2；刀具钝化程度系数=1.2；切削特点系数=1.0；夹紧力稳定性系数K4 =1.0；力矩作用下工件与支撑面接触情况系数=1.0则：K =1.728，取K = 2。根据施加夹紧力和铣削力后x方向的作用力平衡得：其中：G箱体的重力f 1夹紧机构与箱体之间的滑动摩擦系数f 2工作台与机座底面之间的滑动摩擦系数因为机盖的材料为灰铸铁，通过SolidWorks 中的质量评估模块对机盖的质量进行分析得出机盖的质量为93998.30 克，则G = 93.998 ×9.8N = 921.2N