LH157QMJ-B变速箱工序卡及第一道机加工夹具设计.

1、1 引言四年的大学生活接近尾声时，我们进行了为期近四个月的毕业设计。毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运 用， 同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也 是大学教 学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味 着我们能否顺 利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的 工作也有十分重要 意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和 协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。 机械工业的生产水平是一个 国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工 业、农业、国

2、防和科学技术的现代 化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出 来。人们之所以要广泛使用机器，是由 于机器既能承担人力所不能或不便进行的 工作，又能较人工生产改进产品的质量，特 别是能够大大提高劳动生产率和改善 劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门 提供技术装备和促进技术改造的 重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性 的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手 段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳

3、动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经 济效益的技术 保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳 动生产率，保证和提高加 工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范 围，从而使产品在保证精度的前 提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争 和企业信息化的要求，企业对夹具的 设计及制造提出了更高的要求。我们这些即 将大学毕业的机械工程及自动化专业的学 生，要进行对本专业所学习的知识进 行综合的运用和掌握， 为此我们要进行毕业设计， 要自己动手进行思考问题， 为社会主义现代化建

4、设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。本次设计是根据林海集团生产的要求，设计 1P64F 下箱体工序卡及第一道工序的 夹具。所用机床主要是铣床、钻床以及加工中心等。本次设计要求是单班制年产 2 万台；夹具设计须定位准确，夹紧可靠。以及节约劳动力，节约生产成本，提 高生产的效率。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够 做到1很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，请老师给以指导和批评。2 生产纲领2.1 计算生产纲领决定生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。(计划期常为一 年，所以生产纲领也称年产量。)如附图所示的 LH157QMJ

5、-B 汽油机变速箱箱体，(江苏林海动力机械集团)则该产 品年产量为 2 万台,设备品率 a%为 17%机械加工废品率 b%为 0.5%,现制定该零件 的机械加工工艺流程。技术要求；(1) 铸件尺寸公差按 GB6414-1999CT 要求；未注铸造圆角 R12,拔模斜度 1O30,未注倒角 145 q 未注壁厚 2;铸件技术条件 JB2702-80-ll-Y2 要求；4在(3040)为 0 Pa 压力下作水压试验 1min,不得漏水和浸润；(5) 表面喷丸处理；(6) 硬度HB80 试样抗拉强度 s b 270 MPa；压铸件材料为 ADC12 ；(8) 带*标记的螺孔及底孔根据配套要求加工。生

6、产纲领 NN = Q 1 + a % + b %) n (=20000百+17%+0.5%)=23500 件 / 年年产量为 23500(件/年),现通过计算，生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有 着决定性的作用，包括各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装 等。同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有 着完全不同的生产组织类型。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为 单件生产，成 批生产，和大量生产三种，其中成批生产可分为大批生产，中批生 产和小批生产，下表 1 是各种生产组织管理类型的划分，从工艺特点上看单件生 产与小批生产相近，大批生产和大量生产

7、相近，因此在生产中一般按单件小批，中批，大批大量生产来 划分生产类型，这三种类型有着各自的工艺特点。表 1 生产组织管理类型的划分 重型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产 5 100 100 300 3001000 1000零件年生产类型(件/年)中型机械 20200 200500 5005000 5000 轻型机械 5005000 500030000 50000所以综上所述，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为2大批量生产。2.2 计算生产节拍生产节拍=22 天X12 个月 X8 小时 00 分X单双班 X90%/生产纲领=22X12860X1X90%/2350

8、0=4.85 分钟3 零件的分析3.1 零件的作用箱体是各类机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件连接 成一个整体，并使之保持正确的位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运 动。因3此， 箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。3.2 零件的工艺分析零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册），即 LH157QMJ-B 汽油机变速箱箱体共有六组加工面，它们之间有一定 的要求。现分析（1）以箱体结合面为中心的加工表面这组加工表面包括：箱体结合面、轴承.024 + 0.024 + 0.024 + 0.024 +0.018 孑孔 062 + 0

9、mm、 （40 mm、037 mm、035 mm、销孑 L 201 0. 000 0. 000 0. 000 0. 000 0.000 mm 拨叉 0.05 孑 L02.7 +0. 00 mm、螺纹孔 10-M8mm、4-M6mm。其中，主要加工表面和孔为箱体结合 面.024和02 + 00. 000 的轴承孔以及两销孔。以小平面（基面 D）为中心的加工表面.024 + 0.025 这组加工表面包括：基面 D、52 + 00. 000 mm 轴承孔、047 0.000 mm 的油封孔、销孔0.018 + 0.024 2- 11 +00. 000、螺纹孔 5-M8、2-0.8。其中，主要加工基面

10、 D 和色 2 0. 000 mm 的轴承 孔。以挡显开关安装的小平面为中心的加工表面.07 这组加工表面包括：挡显开关安装的小平面及内腔、019 + 00.00 mm 的孔及其孔口倒.012 角、0+ 00. 000 mm 的通气嘴孔、螺纹孔 4-M4mm。其中，主要加工挡显开关安装的小平 面。（4）以加油孔为加工中心1 . 1 这组加工表面包括：M20 的加油孔及其端面和底孔倒角、Q3.3 +0.0 mm 孑 L。以 M10 的螺纹孔为加工中心 这组加工表面包括：2-M10 螺纹孔。以油封孔孔口倒角为加工中心 这组加工表面包括：油封孔孔口倒角。 这六组加工表面之间有一定的要求，主要是：（1

11、）结合面必须位于距离为公差值 0.03mm 的两平行平面内；（2）结合面必须位于距离为公差值 0.05mm,且平行于基准线 B （轴承孔052mm的 轴线）的两平行平面之间；结合面（基面 C）上销孔轴线必须位于直径为公差值 0.05mm,该孔位于相对 于基准A （ 062 轴承孔轴线）、B （ 052 的轴承孔轴线）及 C （箱体结合面）所确 定的理想位置为轴线的圆柱内；（4）结合面上螺纹孔轴线必须位于直径为公差值0.05m m,该孔位于相对于基准 A（062 轴承孔轴线）、C （箱体结合面）及 D （小平面）所确定的理想位置为轴线的圆柱内；（5）小平面 （基面 D） 上销孔和螺纹孔的轴线必须

12、位于直径为公差值 0.05mm,该 孔位于相对于基准 B （052 的轴承孔轴线）及 C （箱体结合面）及的、D （小平 面）所确定的理想位置为轴线的圆柱内；60轴承孔和02.7 拨叉孔的圆柱面必须位于半径差为公差值 0.05mm 的两同 轴圆柱面之间；轴承孔02、S5、Q7、040 及拨叉孔02.7 的轴线必须位于距离为公差值 0.015mm,且垂直于基准平面 C 的两平行平面之间；（8）分别保证轴承孔 2 与 Q5、轴承孔&5 与07、轴承孔 0 与0 之间的中心 距；（9）47 油封孔的轴线必须位于直径公差0.02mm,且与基准 B （052 的轴承孔轴线）同轴的圆柱面内；（10

13、）保证各加工孔端面到基准的距离；由以上分析可知，对于这六组加工表面而言，可以先加工箱体结合面，然后再加 工出两销，以确定精基准，最终以结合面和两销孔（即一面两销）为精基准加工 出其余需要加工的部分。然后再借助于专用夹具对另外两组进行加工，并保证它 们之间的1 精度要求。4 工艺规程设计对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总 存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这工艺规程用工艺文件形式加以规 定，由2 此得到的工艺文件统称工艺规程。工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要 技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工

14、艺规程的制 订须3 严格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完 善。(1) 根据机械加工工艺规程进行生产准备(包括技术准备)。在产品投入生产以 前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工 作都必须根据机械加工工艺规程来展开。(2) 机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。(3) 新建或扩建车间(或工段)，其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械 加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面 积的(4) 大小和工人的数量等。4.1

15、 确定毛坯的制造形式铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题，铸件结构设计时，必须充分考虑适应 合金的铸造性能。缩孔，缩松，裂纹，冷隔，浇不足、气孔等多种铸造缺陷，造 成铸4件很高的废品率。零件材料为 ADC12 铝合金。考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本 保证零件工作的可靠，采用铸造。由于箱体年产量为 2 万台，已达到大批生产的水 平，而且零件轮廓尺寸不大，再者，考虑到铸造方法生产工艺简单、生产周期 短、适合批量生产，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考 虑，也是应该的。 为了消除压铸后的残余应力，在压铸完成后的将铸件低温加热 过程中使合金产生强1化，以消除应力即人工时

16、效。4.2 基面的选择基准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，加工工艺规程中会问题百出，更 有甚1者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。421 基准的概念及其分类基准是指确定零件上某些点，线，面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是 4用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是指零件设计图上用来确定其他点，线，面位置关系所采用的基准。工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不 同，又可分为工序基准，定位基

17、准，测量基准和装配基准四种。(1) 工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸，形状， 位 置的基准，及工序图上的基准。(2) 定位基准在加工时用作定位点基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点，线，面。(3) 测量基准在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准(4) 装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。 4.2.2 基准问题的分析分析基准时，必须注意以下几点：(1)基准是制订工艺的依据，必须是客观存在的。当作为基准的是轮廓要素，如 平面，圆柱面等时，容易直接接触到，也比较直观。但是有些作为基准的是中心 要素，如圆心，球心，对称轴线等时，则无

18、法触及，然而它们却也是客观存在 的。(2)当作为基准的要素无法触及时， 通常由某些具体的表面来体现， 这些表面称 为基面。如轴的定位则可以外圆柱面为定位基面，这类定位基准的选择则转化为 恰当地选择定位基面的问题。(3)作为基准，可以是没有面积的点，线以及面积极小的面。但是工件上代表这 种基准的基面总是有一定接触面。(4)不仅表示尺寸关系的基准问题如上所述，表示位置精度的基准关系也是如此1。4.2.3 定位基准的选择选择定位基准时应符合两点要求：(1)各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合设计要求；(2)定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受打打切削力，保 证定位

19、稳定可靠。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基 准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基 准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，而精基准考虑的重 点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是保证加工精度要求出发的，因而 分析定位基准1选择的顺序应从精基准到粗基准。（1）精基准的选择。选择精基准的目的是使装夹方便正确可靠，以保证加工精度。主要应该考虑基准重合和统一基准的问题。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， 此处不再重复。按照有关的 精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可

20、靠方便原则），为了加工 精基准面才选择了粗基准面。对于本箱体，我用三搭子及外形定位为粗基以及准 辅助支撑来加工箱体结合面和该方 向的四个轴承孔的。先保证精基准的精度，然 后在加工出两销孔。最终以结合面和两 销孔作为精基准。在以后的加工过程中精 度就会得到保证并提咼。（2）粗基准的选择。对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支 承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹 紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。而箱体零件一般都选择 重要孔（如主轴孔） 为粗基准，但随着生产类型不

21、同，实现以主轴孔为粗基准的 共建装夹方式是不 同的。大批生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上 定位，采用专用夹具装 夹，但对本箱体来说，如果以轴承孔作为基准，则无法合 理地加工出所要加工的箱体 结合面，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不 加工表面时，应以不加工表面作 为粗基准；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位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现取以毛坯外 形定位，三搭子定位并夹紧作为粗基准， 利用一铁块斜面支撑箱体结合面使之水平，再利用斜面上的两个定位销使 2- mm 毛坯孔定位；三搭子定位并夹紧；两 个弹簧销顶住箱体结合面的反面，以消除六个自由4-5度，

22、从而达到完全定位。4.3 制订工艺路线拟订零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作，拟订工艺路线时 主要解决的问题有：选定各加工表面的加工方法；划分加工阶段；合理安排各工 序的先后顺序；确定工序的集中和分散程度 。制订工艺路线时需要考虑的主题要问题有：怎样选择定位基准，怎样选择加工方 法，怎样安排加工顺序以及热处理、检验等工序。而制订工艺路线的出发点，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 以确定为大批生产的条件下，可考虑采用加工中心配以专用工夹具，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。工

23、艺路线一工序 05工序 10工序 15 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。喷砂。铸检。工序 20 1、加工箱体结合面2、加工 2- 1 销孔、钻攻销孔下 2-M6-6H 螺纹孔通工序 25 1、加工062、Q5、Q7、0 轴承孔2、加工 02.7 拨叉孔工序 30 加工螺纹孔 8-M8-6H、4-M6-6H工序 35 1、加工小平面（基面 D）2、加工 2- 11 销孔、钻攻销孔下 2-M8-6H 螺纹孔通工序 40 1、加工052mm 轴承孔、047mm 油封孔2、加工 3-M8-6H 螺纹孔工序 451、加工 09mm 的孔、04mm 通气孔2、 铣挡显开关安装小平面及其内腔3、 加工 4-M4

24、-6H 螺纹孔工序 50工序 55工序 60工序 65 工艺路线二工序 05工序 10工序 15工序 20 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。喷砂。铸检。铣结合面（基面 C）加工加油孔加工 2-M10-7H 螺纹孔油封孔倒角 去刺、清洗、检入库工序 25 （以铸件上孔与 C 面定位）1、 加工小平面（基面 D）2、 加工052mm 轴承孔、7mm 油圭寸孔3、 加工小平面上 2- 11mm 销孔4、 加工 5-M8-6H 螺纹孔工序 30（以基面 D 和052mm 轴承孔定位）加工02mm、035mm、037mm、00mm 轴承孔工序 35 1 加工结合面上销孔 2-01mm2、加工螺纹孔 10-M

25、8-6H3、加工螺纹孔 4-M6-6H4、力工02.7mm 拨叉孔工序 35 （以结合面以及面上销孔定位）1、加工09mm 的孔、0mm 通气孔2、铣挡显开关安装小平面及其内腔3、加工 4-M4-6H 螺纹孔工序 40 工序 45 工序 50工序 55 加工加油孔 加工 2-M10-7H 螺纹孔油封孔倒角 30 去刺、清洗、检入 库。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案不同之处在于：方案一（工序 20）是以铸件上三搭子及毛坯外形定位，加工箱体结合面及面上销 孔、销孔下面螺纹孔。然后以加工好的结合面和两销孔（一面两销孔）加工该组 加工面内的轴承孔、螺纹孔和拨叉孔，（工序 35）再以一面两销定位加

26、工小平 面及该组加 工面内轴承孔、油封孔、销孔及螺纹孔。方案二（工序 20）是以铸件上三搭子及毛坯外形定位加工结合面（基面C）,再以铸件上的孔和基面 C 定位，加工小平面（基面 D ）及该组加工面内轴承孔、油 封孔、销孔及螺纹孔，再以基面 D 和052mm 轴承孔定位加工结合面上轴承孔、 销孔、螺纹孔和拨叉孔。两方案相比较可以看出，方案一在同第一组加工面内用了两次不同的定位基准， 增加了加工时间；方案二把第一组加工面分散来加工，不利于保证精度和公差。把方案一的工序 20 与方案二的工序 30 连续起来比较合理，先以铸件上三搭子及 毛坯外形定位加工出结合面（基面 C）及该组加工面上所有孔系，然后

27、再以结合 面（基面C）和面上销孔（一面两销）作为定位基准加工剩下的所有组的加工 面。所以对方案一、方案二进行修改后，具体工艺工程如下：工序 05 工序 10 工序 15工序 20工序 25 铸造，去除浇口、毛刺、飞边。喷砂。铸检。加工箱体结合面。（以三搭子及外形定位、辅助支撑）（以三搭子及外形定位、辅助支撑）加工 2mm （35mm、037mm、040mm 轴承孔工序 30工序 35 加工结合面上销孔、拨叉孔、螺纹孔（以结合面及面上销孔定位（一面两销）1 加工小平面2、 加工052mm 轴承孔、07mm 圭寸孔3、 加工小平面上销孔4、 加工螺纹孔工序 40 （以结合面及面上销孔定位（一面两销

28、）1 加工 09mm 的孔、mm 通气孔2、 铣挡显开关安装小平面及其内腔3、 加工 4-M4-6H 螺纹孔工序 45工序 50工序 55工序 60 加工加油孔 加工 2-M10-7H 螺纹孔油封孔倒角 30。，宽 1 去刺、清洗、 检入库以上加工方案大致看来似乎已经改正了把一组加工面分散的缺点，但通过仔细考 虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现还存在问题，主要表 现在同一基准加工两道工序的问题。并且上述两个方案的特点在于：方案一是采 用铣削方 式加工端面，每道工序比较清楚，且符合大批量的加工生产，最主要解 决了基准问题，保证了基准重合，方案二适合小批量的生产。因而选用方案一的

29、方式来加工。这 样修改后就可以修正由于基准不重合造成的加工误差。因此，最后的加工路线确 定如下：工序 05 工序 10工序 15工序 20 铸造，去除浇口、毛刺、飞边 喷砂铸检（以三搭子及外形定位、辅助支 撑；选用加工中心 VF-O）工序 25工序 30 1 加工箱体结合面，保证内腔尺寸89.6mm 2、镗 062 +0.024 0. 000 mm 轴承孔，保证深 17.2 + 0 . 1 0.0 mm 3 镗035 + 0.024 + 0.1 0. 000 mm轴承孔，保证深 127.7 0.0 mm,保证与2 轴承孔的 中心距为 74.1. 023 4、 镗07 +0.024 + 0.1

30、0. 000 mm 轴承孔，保证深 97.8 0.0 mm,保证与05 轴承孔的中 心距为 52.5 . 023 5 镗040 + 0.024 + 0 . 1 0. 000 mm 轴承孔，保证深 128.2 0.0 mm,保证与037 轴承孔的 中心距为 51.6 . 023 6、 钻中心孔14-A2.5 7、铣铰销孔 2-01 + 0.018 + 0 . 1 0. 000 mm 保证深 5 0.0 8、 铣铰拨叉孔12.7 + 0.05 + 0 . 1 0. 00 ,深 126.4 0.0，端面刮平，到结合面距离85.3 9、钻 M8 底孔 10-6.7 通、钻 M6 底孔 4-0,深 13

31、 10、攻丝 10-M8-6H 通、 攻丝 4-M6-6H，深 10 （以结合面，2- 01 销孔、轴承孔662 定位，压紧三搭子； 选用加工中 心 VF-O） 1、铣小平面，保证至轴承孔662 中心距为 32.9 . 03 2、 镗轴承孔652 + 0.024 + 0.1 + 0.025 0. 000,保证深 71 0.0 ;镗油封 孔647 0.000 通（复合刀）3、钻中心孔 5-A2.5 4、铣铰小平面上 2- 01 +0.018 5 + 0 . 1 0. 000 mm 销孔，保证深 0.0 5、钻 M8 底孑 L 5- 6.7, 深 20 6、攻 丝5-M8-6H，深 15 （以结合

32、面、2- 01 销孔定位，压紧三搭子；选用加工中心 VF-O）1、 加工 09 通、加工通气孔 与通2、 铣档显开关安装小平面，保证此尺寸 16 ） . 05.2 3、铣内腔，深 11.4,保证尺寸 23 、24.6 + 0 . 1 0.04、 钻中心孔 4-A2.55、 钻 M4 底孔 4- 3.3,深 106、 攻丝 5-M4-6H，深 7工序 35 （以结合面、2- 11 销孔定位，压紧三搭子；选用设备 H5-3）1 . 1 1、钻加油孔 M20 底孔 07.5 通，钻023.3 +0.0,深 2,刮平端面及底孔倒角2、攻加油孔 M20，深 15.5工序 40 （以结合面、2- 11 销

33、孔定位，压紧三搭子；选用设备 Z4012）1、 钻中心孔 2-A2.52、 钻 M10 底孔 2-5,深 20,保证两螺纹孔中心距 46.5 . 13、 攻丝 2-M10-7H，深 15工序 45 （小平面定位，用加工中心 VF-O）1、油封孔孔口倒角 30。，宽 1 工序 50 去刺、清洗、检入库。4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定LH157QMJ-B 汽油机变速箱箱体的材料为 ADC12 铝合金，硬度 HB80 试样抗 拉强度 s b 270Mpa 毛坯重量为 2.4 千克。生产类型为大批生产，采用高压浇 注毛坯7。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、

34、工序尺寸 及毛坯尺寸如下：（1）箱体结合面、小平面参照？机械制造工艺设计简明手册？表 2.3-9,箱体的最大基本尺寸 100mm7 320mm ,铸造毛坯时一般采取7级尺寸公差等级和D级加工余量等级进行高 压浇注，所以毛坯的加工余量 Z = 0.9 mm1.5mm。而箱体结合表面的表面粗糙度要求为 Ra的最大允许值为 1.6um，参照机械制造工艺学表 1-12,要求达到精铣加工， 箱体结合面的最大加工长度 320mm 加工宽度 180mm 所以加工余量 Z = 1 . 5 mm。因此，只要进行一次精加工就已能满足加工要求。0.024 0.024 0.024 0.024 0.024 （2） 62

35、 + mm、Q50mm、3 + mm、010 + mm、052+ mm 的轴承 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0孔轴承孔不是盲孔，再加上其精度要求较高，故采用镗削加工。0.024 曲轴孔尺寸为2 + mm,见图样。轴承孔表面粗糙度要求为 R + 0 a 的最 大允许值为 0.8um,参照 机械制造工艺学表 1-11， 要求达到精镗加工，且加工精度 为 IT6-IT7级，参照？机械制造工艺设计简明手册？表 2.3-8 确定轴承孔的加工余量 分配：粗镗：精镗：02.7mm 062mm 2Z=1.2mm 2Z=0.3mm其余四个轴承孔与以上粗糙度和精度等级要求一致，故它们的加工余量分配也相同：

36、（复合刀）粗镗： 精镗：（复合刀）粗镗： 精镗：（复合刀）粗镗： 精镗：(复合刀)粗镗：精镗：销孔(a) 销孔底孔 2- 67mm,考虑到其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为 6.3um,精度要求不是佷高，参照，机械制造工艺学表1-12，加工精度为 IT11-IT12级，只要粗加工，一次钻销(此时加工余量2Z = 1 . 5 mm)就已能满足加工要求。(b) 销孔 4-01mm，其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为 1.6um，参照机械 制造工艺学表 1-11，加工精度为 IT8-IT9 级，要求精加工才能达到精度要求， 参照机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 确定销孔的加工余量分

37、配：钻孔 铰孔00.8mm011mm 2Z=4.1mm 2Z=O.2m0i 34.7mm035mm036.7mm037mm039.7mm040mm051.7mm02mm 2Z=1.2mm 2Z=0.3mm 2Z=1.2mm 2Z=0.3mm 2Z=1.2mm 2Z=0.3mm 2Z=1.2mm 2Z=0.3mm0.025 (4) 47 +0mm 的油封孔 + 0油封孔端面其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为 6.3um,油封孔的表面粗糙 度要求为 Ra 的最大允许值为 1.6um,主要考虑油封孔的精度要求，采用复合刀加 工，参照？机械制造工艺学？表 1-12，加工精度为 IT11 级，要求

38、达到半精镗加 工，参照机 械制造工艺设计简明手册表 2.3-9 确定油封孔的加工余量分配：(复合刀)镗削：精镗：螺纹孔(15-M8mm)(a)螺纹孔底孔 15-0.7mm,考虑到其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为6.3 um,精度要求不是佷高，参照，机械制造工艺学表1-12，加工精度为IT11-IT12 级，只要粗加工，一次钻销(此时加工余量2 Z = 6.7 mm)就已能满足加工要求。攻螺纹粗攻：精攻：(6)螺纹孔(4-M6mm)(a) 螺纹孔底孔 4-0mm,考虑到其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为6.3um,精度要求不是佷高，参照，机械制造工艺学表1-12，加工精度为IT11

39、-IT12 级，只要粗加工，一次钻销(此时加工余量 2 Z = 5 mm)就已能满足 加工要求。(b) 加工螺纹时分为粗精加工，其余量分配如下：攻螺纹粗攻：精攻：(7)螺纹孔(4-M4mm)(a) 螺纹孔底孔 4-g.3mm,考虑到其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为6.3 um,精度要求不是佷高，参照，机械制造工艺学表1-12，加工精度为IT11-IT12 级，只要粗加工，一次钻销(此时加工余量2 Z = 3.3 mm)就已能满足加工要求。(b) 加工螺纹时只需一次精加工即可，其余量分配如下： 攻螺纹 4mm 2Z=O.7mm0 5.7mm06mm 2Z=0.7mm 2Z=0.3mW 7

40、.7mm 购 mm 2Z=1mm2Z=0.3mm040.7mm047mm 2Z=1.2mm 2Z=0.3mm(8)加油孔(M20mm)(a) 加油孔口平面上的沉头孔 Q3.3mm,考虑到其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允 许值为 6.3um，参照机械制造工艺学表 1-12,只要粗刮加工，分两次加工， 根据相关手册，此时直径余量 2 Z = 2.9 mm 已能满足加工要求。(b)螺纹孔底孔 07.5mm,考虑到其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为6.3u m,精度要求不是佷高，参照，机械制造工艺学表1-12，加工精度为IT11-IT12 级，只要粗加工，一次钻销(此时加工余量2 Z = 17

41、.5 mm)就已能满足加工要求。(c)加工螺纹时分为粗精加工，其余量分配如下：攻螺纹粗攻：精攻：(9) 油封孔倒角倒角 30 度，宽 1,即加工余量直径方向上 2Z = 2 mm 19.7mm (20mm 2Z=2.2mm 2Z=0.3mm4.5 确定切削用量及基本工时在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间称为时间定 额。合理的时间定额能促进工人的生产技能和技术熟练程度的不断提高，调动工 人的积极性，从而不断促进生产向前发展和不断提高劳动生产率。时间定额是安 排生产计戈 V、成本核算的主要依据，在设计新厂时，又是计算设备数量、布置车 间、计算工人7数量的依据。工序 05:

42、铸造，去除浇口、毛刺、飞边。工序 10：喷砂。 工序 15：铸检。工序 20:加工箱体结合面、加工轴承孔、销孔、拨叉孔、攻丝 10-M8 通。以毛 坯外形定位、三搭子定位并夹紧、辅助支撑；选用加工中心 VF-0。本工序采用 查表法和计算法确定切削用量。1、加工条件工件材料：ADC12 铝合金，试样抗拉强度 s b 茗 70 Mpa、高压浇注。加工要求：铣变速箱结合面、轴承孔、销孔、拨叉孔、攻丝10-M8 通、4-M6 深10。铣结合面保证内腔尺寸 89.6 及、表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为1.6um；0.024 0.024 0.024 0.024 轴承孑 L 2 + mm、035 +

43、 mm、3 + mm、(40 + mm 表面粗糙度要求为 Ra 的最大+ 0 + 0 + 0 + 0允许值为 1.6um； 销孔和拨叉孔的表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为 1.6um； 10-M8通其表面粗糙度要求为 Ra 的最大允许值为 6.3um。机床：VF-0 加工中 心。刀具：盘铣刀、复合刀，加长镗刀，中心钻，直钻，锪钻，铣铰刀。 刀具材料：高速钢(YT15 )。2、计算切削用量(1)铣变速箱结合面(a) 已知箱体结合面毛坯厚度方向的加工余量为 Z = 1 . 5 mm，但考虑到箱体结合面毛坯长度方向不是规则形状， 因此可以把其考虑为长方形的形状考虑， 又由于 高压 浇注的毛坯精

44、度本身就较高，所以只要加工一次就行，a p = 1 . 5 mm 计。(b) 进给量 f 根据？切削用量简明手册？表 3.5,当要求达到表面粗糙度 Ra=1.6um 时，圆柱铣刀每转进给量 f =0.4mm/r0.6mm/r，而用于盘铣刀时进给量应该减小一半，f =0.2mm/r 0.3mm/r。按 X52K 型立式铣床说明书(见切削用量简明手册表3.30)取f =0.3mm/r(c) 计算切削速度(寿命T= 60 min)按切削用量简明手册表 3.27,切削速度的计算公式为v = C V d o q vT a m x v p f a Z y v uv e p v k v (4-1)其中：C

45、, q x = 0.25 , x v = 0 . 1 , y v = 0.4 , u v = 0.3 , V = 31p v = 0 . 1 , m = 0.2。修正系数 k v 见切削用量简明手册表 1.28， 即k mv = 1 . 0 , k sv = 1 . 0 , k kv = 1 . 0 , k rv = 1 . 0 , k pv = 1 . 0。所以v = 31 60 0.251 .0 1 .0 1 .01 .01 .0 =86 m/min 0.2 0.10.4 0.3 0 . 1 601 . 5 0 : 3 504(d) 确定机床主轴转速1000 v 1000 86 n = =

46、 ? 456.47 r/min pd w p 60 (4-2)按机床说明书(见切削用量简明手册表3.30),与 456.47r/min 相近的立式铣床转速为 355r/min 及 510r/min。现取 n = 510 r/min。如果取 n = 480 r/min，贝 U 速度损失太大。所以实际切削速度v 96 m/min(e) 检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.23,当硬度 VHB160,试样抗拉强度560Mpa,a p52 mm, a p1.7 mm, d 0 = 60 mm, Z = 4 , v = 96 mm, 近似为 P . 3 KW。CC = 2根据？切削用量简明手册?X5

47、2K 型立式铣床说明书表 3.30,机床主轴允许的功率为 P . 5 KW 区 75 = 5。. 63 KW (其中机床效率为 0.75 KW) CM = 7故 P CC P CM，因此选用的切削用量可以采用。即 f =0.3 mm/r, a p = 1 . 5 mm, n = 510 r/min, v = 96 m/min。(f) 切削工时，按？机械制造工艺设计简明手册?表 6.2-7,t = 式中： 所以，t = l 720 + 5 + 3 1 + l 2 + l =? 1 . 2 min 510 0.3 4 hw f l + l 1 + l 2 nf (4-3)l = 720 mm, l

48、 1 = 5 mm, l 2 = 3 mm0.024 (2)、镗2 + mm 轴承孔+ 0(a) 已知轴承孔毛坯厚度方向的加工余量为 Z = 1 . 5 mm,考虑到轴承孔的形状规 则，可以用复合刀加工，尽管高压浇注的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经 过粗镗-精镗加工才能达到 Ra 的最大允许值为 1.6um 的精度要求。所以，半精镗：2 Z = 1 . 2 mm 单边余量 Z = 0.6 mm 一次镗去全部余 量,a p = 0.6 mm精镗：2 Z = 0.3 mm 单边余量 Z = 0 . 15 mm 一次镗去全部余量， a p = 0 . 15 mm(b) 进给量 f 根据机械加工切

49、削数据手册 表 3.24,当要求达到表面粗糙度 R . 6 um 时，粗镗每转进给量 f =0.39mm/r，精镗每转进给量 f =0.013mm/r a = 1(c) 计算切削速度按机械加工切削数据手册表 3.9,粗加工时的切削速度 为v=46m/min，精加工时的切削速度为 v=230m/min。(d) 确定机床主轴转速根据 4-2 式，1000 v 1000 46 半精镗加工时的机床主轴转速： n =524r/mpd w p 28 1000 v 1000230 精镗加工时的机床主轴转速： n =2126r/mpd w p 28 因在加工中心上加工，所以无需考虑机床主轴转速没有这一挡。(e

50、) 切削工时， 根据 4-3 式，t = l + l 1 + l 2nf式中：所以，I = 17. 3 mm， l 1 = 5 mm， l 2 = 0 mm半精镗切削工时，切削工时：t = l . 3 + 5 + 0 1 + l 2 + l 17 =? 0 . 11 min 524 0.39 nf精镗切削工时，切削工时：t = l 1 + l 2 + ln f 17.3 + 5 + 0 =? 0.81 min2126 0.0130.024 所以镗2 + mm 轴承孔的总切削工时 t = 0 . 11 + 0.81 = 0.92 min + 0 0.024 (3)、镗 必 5 + mm 轴承孔+

51、 0(a) 已知轴承孔毛坯厚度方向的加工余量为 Z = 1 . 5 mm，考虑到轴承孔的形状规 则，可以用复合刀加工，尽管高压浇注的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经 过粗镗-精镗加工才能达到 Ra 的最大允许值为 1.6um 的精度要求。所以，半精镗：2 Z = 1 . 2 mm 单边余量 Z = 0.6 mm 一次镗去全部余 量,a p = 0.6 mm精镗：2 Z = 0.3 mm 单边余量 Z = 0 . 15 mm 一次镗去全部余量， a p = 0 . 15 mm(b) 进给量 f 根据机械加工切削数据手册 表 3.24，当要求达到表面粗糙度 R . 6 um 时，粗镗每转进给量

52、f =0.39mm/r，精镗每转进给量 f =0.013mm/r a = 1(c) 计算切削速度按机械加工切削数据手册表 3.9,粗加工时的切削速度 为v=46m/min，精加工时的切削速度为 v=230m/min。(d) 确定机床主轴转速根据 4-2 式，1000 v 1000 46 半精镗加工时的机床主轴转速： n =524r/mpd w p 28 1000 v 1000230 精镗加工时的机床主轴转速： n =2126r/mpd w p 28因在加工中心上加工，所以无需考虑机床主轴转速没有这一挡。(e) 切削工时， 根据 4-3 式，t =l + I 1 + I 2nf式中：所以，mm

53、I = 10. 5 mm， I 1 = 5 mm，I 2 = 0半精镗切削工时，切削工时：t = I . 5 + 5 + 0 1 + I 2 + I 10 =? 0.08 min 524 0.39 nf精镗切削工时，切削工时：t = I 1 + I 2 + In f 10.5 + 5 + 0 =? 0.56 min 2126 0.0130.024 所以镗必 5 + mm 轴承孔的总切削工时 t = 0.08 + 0.56 = 0.64 min + 0 0.024 (4)、镗 必 7 + mm 轴承孔+ 0(a) 已知轴承孔毛坯厚度方向的加工余量为Z = 1 . 5 mm，考虑到轴承孔的形状规则

54、，可以用复合刀加工，尽管高压浇注的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经 过粗镗-精镗加工才能达到 Ra 的最大允许值为 1.6um 的精度要求。所以，半精镗：2 Z = 1 . 2 mm 单边余量 Z = 0.6 mm 一次镗去全部余 量,a p = 0.6 mm精镗：2 Z = 0.3 mm 单边余量 Z = 0 . 15 mm 一次镗去全部余量， a p = 0 . 15 mm(b) 进给量 f 根据机械加工切削数据手册 表 3.24，当要求达到表面粗糙度 R . 6 um 时，粗镗每转进给量 f =0.39mm/r，精镗每转进给量 f =0.013mm/r a = 1(c) 计算切削速度按

55、机械加工切削数据手册表 3.9,粗加工时的切削速度 为v=46m/min，精加工时的切削速度为 v=230m/min。(d) 确定机床主轴转速根据 4-2 式，1000 v 1000 46 半精镗加工时的机床主轴转速：n = 524r/minpdw p 281000 v 1000 230 精镗加工时的机床主轴转速：n =2126r/mpd w p 28因在加工中心上加工，所以无需考虑机床主轴转速没有这一挡。(e) 切削工时， 根据 4-3 式，t = I + I 1 + I 2nf 式中：所以，mm I = 11. 5 mm, l 1 = 5 mm, l 2 = 0半精镗切削工时，切削工时：t

56、 = I . 5 + 5 + 0 1 + I 2 + I 11 =? 0.08 min 524 0.39 nf精镗切削工时，切削工时：t = I 1 + I 2 + In f 11 . 5 + 5 + 0 =? 0.60 min 2126 0.0130.024 所以镗 3 + mm 轴承孔的总切削工时 t = 0.08 + 0.60 = 0.68 min + 0 0.024 (5)、镗 0 + mm 轴承孔 + 0(a) 已知轴承孔毛坯厚度方向的加工余量为Z = 1 . 5 mm,考虑到轴承孔的形状规则，可以用复合刀加工，尽管高压浇注的毛坯精度本身较高，但在此工序需要经 过粗镗-精镗加工才能达

57、到 Ra 的最大允许值为 1.6um 的精度要求。所以，半精镗：2 Z = 1 . 2 mm 单边余量 Z = 0.6 mm 一次镗去全部余 量,a p = 0.6 mm精镗：2 Z = 0.3 mm 单边余量 Z = 0 . 15 mm 一次镗去全部余量， a p = 0 . 15 mm(b) 进给量 f 根据机械加工切削数据手册 表 3.24，当要求达到表面粗糙度 R . 6 um 时，粗镗每转进给量 f =0.39mm/r，精镗每转进给量 f =0.013mm/r a = 1(c) 计算切削速度按机械加工切削数据手册表 3.9,粗加工时的切削速度 为v=46m/min，精加工时的切削速度

58、为 v=230m/min。(d) 确定机床主轴转速根据 4-2 式，1000 v 1000 46 半精镗加工时的机床主轴转速： n =524r/mpd w p 28 1000 v 1000230 精镗加工时的机床主轴转速： n =2126r/mpd w p 28 因在加工中心上加工，所以无需考虑机床主轴转速没有这一挡。(e) 切削工时， 根据 4-3 式，t = I + I 1 + I 2nf式中：所以，mm I = 11. 5 mm, I 1 = 5 mm, I 2 = 0半精镗切削工时，切削工时：t = I . 5 + 5 + 0 1 + I 2 + I 11 =? 0.08 min 52

59、4 0.39 nf精镗切削工时，切削工时：t = I 1 + I 2 + In f 11 . 5 + 5 + 0 =? 0.60 min 2126 0.0130.024 所以镗0 + mm 轴承孔的总切削工时 t = 0.08 + 0.60 = 0.68 min + 0 (6)、钻中心孔 14-A2.5(a) 进给量 f(b) 切削速度 根据机械加工切削数据手册,f = 0.18 mm/r 根据机械加工切 削数据手册，v = 115 m/min(c) 确定主轴速度根据 4-2 式，1000 v 1000 1X5 n = = = 3662 r/min pd w p 10 x因为选取的机床是加工中

60、心，根据机床相关要求选取 n = 3662 r/min。所以实际切 削速度 v = 115 m/min。(d) 切削工时，根据 4-3 式，t =式中：所以，t =l 5 + 5 + 0 1 + l 2 + l = 0.02 mm 3662 0 . 18 n w f l + l 1 + l 2 nf mm I = 5mm， l 1 = 5 mm， l 2 = 0所以，钻中心孔 3-A2.5 的总切削工时 t = 0.02 14 = 0.28 min0.018 (7)、铣铰销孔 2-01 + mm 深 5 + 0(a) 根据林海集团 139FM 箱体右盖工序过程卡有关资料介绍，在铰孔时，进给量取 f =