减速电机上、下盖的工艺工装左从动齿轮设计-论文

VII2零件的分析2.1零件的功用和结构特点箱盖是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持正确的相互位置，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工作精度、使用性能和寿命。箱盖的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱盖在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处，其结构特点是：⒈外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种。⒉结构形状比较复杂。内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。⒊箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。⒋箱盖上的加工面，主要有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。2.2箱盖零件的主要技术要求箱体类零件的精度要求较高，从零件图可归纳以下五项精度要求。⑴孔径精度孔径的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良。装轴承的孔不圆，也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。主要孔的尺寸精度约为IT8级，可由镗保证。⑵孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，他们决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上只允许主轴前端向上和向前偏。⑶主要平面的精度装配基面的平面度误差影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。若在加工过程中作为定位基准时，还会影响轴孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等级为5级。⑷表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般用Ra值来评价。主要孔为Ra3.2µm，其它各纵向孔为Ra6.3µm，装配基准面和定位基准面为Ra6.3µm，其它平面为Ra12.5µm。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体铸造后应安排退火或时效处理工序。2.3主要设计内容本课题的基本内容是减速箱体的加工工艺过程与夹具设计，要研究的主要内容有：⑴分析零件图在设计开始时，我们应认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节都应仔细分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件的各孔系自身的精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。我们采用AutoCAD软件绘制零件图，一方面增加对零件的了解认识，另一方面增加我们对CAD软件的熟悉。⑵工艺分析箱体零件的工艺分析是整个设计的重点内容，在设计过程中，我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工艺路线（注意：基准选择、定位、夹紧等问题）、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差，为了与实际加工相吻合，我们还必须对加工设备、切削用量、加工方法等进行选择和设计，这个阶段内容较多，涉及的范围也较广。为了设计的参数合理，我们必须广泛的查阅相关的书籍，达到设计的合理性和实用性。⑶设计专用夹具在设计夹具的过程中，主要要考虑的问题有：①基准选择：在选择基准的时候，要注意区分粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则，同时要知道基准的选择既要满足选择原则，同时还要方便定位和夹紧，以免引起不必要的加工误差，在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。②限制的自由度：在装夹的过程中，要注意自由度的限制，必须做到准确的定位，不能出现欠定位或过定位。③夹紧机构：设计夹紧机构时必须计算分析夹紧力和切削力，不能出现夹紧力过小而使工件在切削的过程中出现松动而影响精度，也不能出现因夹紧力过大而使工件变形影响工件质量。同时，还要根据零件生产批量和生产率的考虑来选择夹紧方式（手动、气动或液压夹紧）。④夹具的用途：为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高箱体零件加工精度和安装找正方便，我们要采用专用的铣床夹具和镗床夹具。同时，因为铣床夹具有T形槽、镗床夹具有镗模等特殊结构，因此还要考虑夹具与机床的匹配，即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。在夹具设计过程中，我们统一采用以底面为主要定位面来进行加工，因为我们未专门学习过夹具的设计和计算，所以工件量大大地增加了，只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算，所以夹具的设计是整个设计的重点，也是一个难点。夹具的设计必须要保证夹具的准确定位和机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题。3工艺规程设计3.1毛坯的种类确定毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济性，因此要合理选择零件的毛坯。该零件的材料为40Cr。一般结构复杂的零件多用铸造，该零件的结构较为复杂，因此宜采用铸造毛坯。该零件为大批量生产，应选用精度和生产率都较高的毛坯制造方法，因此该零件可以采用一般机器造型的砂型铸造方法。在铸造当中为了避免铸件浇不到和冷隔等缺陷，应要求铸件壁厚不小于最小壁厚。对于砂型铸造各类铸造合金铸件的最小壁厚，铸件的内壁厚度应小于外壁厚。综合考虑各种因素，所以该零件的毛坯采用一般机器造型的砂型铸造方法。毛坯中未注圆角为R3（R5），未注拔模斜度1-1.5º，未注尺寸公差按GB/T6414-1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》CT11级要求。依据加工余量可以计算出该铸件的尺寸，从而画出毛坯图。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关，有关数据可查有关资料及数据具体情况决定。在大批大量生产时，平面的总加工余量为6-10mm，孔的半径余量为7-12mm；单件小批量生产时，平面为7-12mm，孔半径余量为8-14mm；成批生产时小于30mm的孔和单件小批生产小于50mm的孔不铸出。①毛坯的种类常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：a依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。对于本箱体材料选为铸铁，采用铸造毛坯。b依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，对于结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理；c依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。d确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本箱体年生产纲领为2万件，属于大批量生产，材料为ZZnA14Cu1Y用铸造成型。②毛坯的形状及尺寸确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或减去加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：a为了装夹稳定、加工方便，本零件的镗削加工可以考虑用专用夹紧。b为了提高机械加工的生产率，本零件可采用流水线和专用机床进行生产。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题且要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。由于本箱体是大量生产，所以应该以考虑提高生产效率为先，其次是对节约成本的考虑。对于零件上的小孔由于铸造困难，不宜铸造出，所以在铸造时只对尺寸较大的孔进行铸造。③毛坯的热处理毛坯的热处理的主要目的是消除因铸造引起的内应力。毛坯铸造时，不允许有沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等影响机械性能的缺陷。特别是主要加工面要求更高。毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。3.2定位基准的选择在选择粗基准时，应该考虑以下几点要求：第一，在确保各个加工表面均有加工余量的前提下，让重要的加工表面对加工余量均匀；第二，确保工件上加工表面和不加工表面之间的位置要求，要以不加工表面为粗基准；第三，选择粗基准的表面要平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，方便定位可靠。除此之外还要满足：确保零件的加工表面相对于不加工表面，有一定的位置精度原则；合理分配加工余量的原则；易于装卡的原则；粗基准不得重复使用的原则；选择余量最小的表面做粗基准。3.2.1粗基准的选择选择精基准须满足以下要求：第一，使用工序基准为精基准，实现“基准重合”，以免发生基准不重合误差；第二，当工件以某一组精基准能够方便的加工其它各表面时，应尽可能的在大多数工序中采用此精基准定位，实现“基准统一”，以减少工序设计的费用，提高生产率，避免基准转换误差；第三，为了获得均匀的加工工序要求余量或尽量小而均匀时，应选择加工表面自身为精基准，即“自为基准”的原则。基于第一、第二两个原则，选择以铸件的下表面为粗基准。3.2.2精基准的选择根据先主后次的加工原则，为先加工出精基准面（下表面），所以选择上表面和侧面为粗基准。加工其他零件表面一般选用上表面活下表面为精基准。3.3工艺路线的确定为保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。因为生产纲领为成批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。对于大量生产的零件，一般是首先加工出统一的定位基准。后续工序安排应当遵循先粗后精、粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。根据以上分析过程，现将箱盖加工工艺路线确定如下2种方案：方案一：工序号工序内容05铸造10毛坯检验15减速电机上盖：钻4-Φ4.2通孔20钻4-Φ5深5.5孔25钻2-Φ3深4孔30钻Φ4深6.5孔35钻6个沉头孔40镗Φ24及Φ13孔45减速电机下盖：钻4-Φ4.2通孔及攻M5螺纹深1550钻4-Φ5深10孔55钻2-Φ3深2.5孔60钻Φ4深9孔65钻6-M4深10螺纹孔70钻2-Φ6通孔75钻2-M3深10螺纹孔80镗Φ24及Φ13孔85去毛刺90最终检验95清洗100入库方案二：工序号工序内容05铸造10毛坯检验15减速电机上盖：钻4-Φ4.2通孔20钻4-Φ5深5.5孔25钻2-Φ3深4孔30钻Φ4深6.5孔35钻6个沉头孔40镗Φ24及Φ13孔45减速电机下盖：钻4-Φ4.2通孔50攻M5螺纹深1555钻4-Φ5深10孔60钻2-Φ3深2.5孔65钻Φ4深9孔70钻6-M4螺纹底孔75攻6-M4深10螺纹80钻2-Φ6通孔85钻2-M3深10螺纹底孔90攻2-M3深10螺纹95镗Φ24及Φ13孔100去毛刺105最终检验110清洗115入库两种方案的比较与分析：由以上两种方案的分析与比较可得：方案一的工序比较集中。由于在本设计中采用铸造毛坯，大批量生产，工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率机床，节省装夹工件的时间，减少工件的半动次数。因此采用工序集中的方案一。3.4加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定加工余量是指毛坯上留作加工用的材料层。加工余量可以分为工序余量和总余量。加工余量的大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量过大，不仅浪费材料而且耗费机时、刀具和电力，增加成本。但是，加工余量过小，则本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层，甚至产生废品。应此，必须合理确定加工余量。加工余量的确定原则是，余量尽量小，以缩短加工时间，提高加工效率，降低制造成本，延长机床、刀具寿命。加工余量应能保证按此余量加工后能达到零件图样要求的尺寸、形状、位置公差和表面粗糙度要求。工序公差不应超出经济加工精度范围，本工序的余量应大于上工序留下的尺寸公差、形位公差和表面缺陷层厚度，本工序的余量还应考虑装夹误差、加工中变形、热处理变形和加工方法可能带来的误差。1、加工总余量加工总余量是指某一表面从毛坯到最后成品切除掉的总金属层厚度，即毛坯尺寸与零件设计尺寸之查。式中——第一道工序的工序余量；n——该表面总共加工的工序数。由前文中选定的铸件的余量精度等级和余量公差等级，可确定各个各个表面的机械加工余量为，孔的余量按降一级精度处理，适当加大。根据生产纲领和零件结构选择毛坯：零件毛坯材料选择为ZZnA14Cu1Y，生产类型为大量生产，采用铸造毛坯。镗孔的加工余量：Φ24孔的加工余量：粗镗表面：参照文献[3]表6-22，其余量值规定为0.3mm精镗表面：参照文献[3]表6-22，其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献[4]表2.3—5，其单边余量规定为：1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT8，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.5mm。零件基本尺寸为：24mm毛坯的名义尺寸为：24+1.5×2+0.3×2=27.6mm毛坯最小尺寸为：27.6-1.25=26.35mm毛坯最大尺寸为：27.6+1.25=28.85mm精镗后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：mmΦ13的加工余量：粗镗表面：参照文献[3]表6-22，其余量值规定为0.3mm精镗表面：参照文献[3]表6-22，其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献[4]表2.3—5，其单边余量规定为：1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT9，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.0mm。零件基本尺寸为：13mm毛坯的名义尺寸为：13+1.5×2+0.3×2=16.6mm毛坯最小尺寸为：16.6-1=15.6mm毛坯最大尺寸为：16.6+1=17.6mm钻孔的加工余量：M4加工余量：毛坯为实心。参照文献[3]表6-51，现确定螺孔加工余量为：钻孔：Φ3.2mm攻丝：M4M5加工余量：毛坯为实心。参照文献[3]表6-51，现确定螺孔加工余量为：钻孔：Φ4.5mm攻丝：M53.5切削用量及工时定额的计算在已经选则了刀具的材料和几何角度的基础上，用查表法按如下步骤合理地选择切削用量。首先，由工序余量确定背吃刀量ap，全部余量尽可能在一次进给中去除，也可以多次进给完成。然后，在切削力允许的条件下，选较大的进给量，或按照本工序加工表面粗糙度确定进给量，在机床功率允许的条件下，选大的切削速度。机械加工的时间定额是指在一定条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需要的时间。时间定额的制定要科学合理，应考虑能最有效的利用生产工具，并参照操作者的实践经验。单件时间Tt分为基本时间Tm和辅助时间Ta。基本时间直接用于改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间，如机器制造业铸、锻、焊、金属切削加工、装配等作业时间。辅助时间是指为保证基本工艺过程的实现，必须进行的各种辅助性操作所消耗的时间，如机械加工工序中装卸工件、进退刀、测量、自检、转换刀架、开停车等操作所消耗的时间。布置工作地时间Ts指，操作者用于照管工作地，使之保证正常的工作状态和良好的工作环境所消耗的时间，一般按作业时间的2%~7%计算。例如更换刀具，润滑剂床、清理切削、收拾工具等。休息和生理需要时间Tr指，操作者为了回复体力和满足生理上需要所消耗的时间，一般按作业时间的2%~4%计算。因此，单件时间为Tt=Tm+Ta+Ts+Tr准备与结束时间Te，操作者为生产一批产品或零件进行准备和结束工作所需要的时间，如每批工件的数量为，平均到每个工件的准备和结束时间为Te/n，当n足够大时，可以忽略不计。1、钻4×Φ4.2通孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=12mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.15mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。2、钻4×Φ5深5.5孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=5.5mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.1mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。3、钻2×Φ3深4孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=4mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.1mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。4、钻Φ4深6.5孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=6.5mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.1mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。钻沉头孔钻Φ7.5深4.5孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=4.5mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.15mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。钻Φ3.3深7.5孔钻孔时间基本时间为：对该工序而言，=7.5mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.15mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：7、镗Φ24深6孔其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=6mm选取镗刀头的刀刃夹角由工艺手册查得：7l2=（2~3）[5]选取镗削的进给量f=0.4mm/r，vc=2.5m/s，n=600r/min。从而镗Φ24孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：精镗削基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=6mm选取镗刀头的刀刃夹角由工艺手册查得：7l2=（2~3）[5]选取镗削的进给量f=0.2mm/r，vc=3.3m/s，n=600r/min。从而镗Φ70孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：8、钻4×Φ4.2通孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=30mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.15mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。9、钻4×Φ5深10孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=10mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.1mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。10、钻2×Φ3深2.5孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=2.5mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.1mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。11、钻Φ4深9孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=9mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.1mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。12、钻6-M4螺纹底孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=10mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.15mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。13、钻2-Φ6通孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=6.5mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.1mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。14、钻2-M3螺纹底孔钻孔时间基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=12mm选取钻头的刀刃夹角由工艺手册查得：mml2=（1~4）[5]选取钻削的进给量f=0.15mm/r，vc=1.25m/s，n=600r/min。从而钻Φ13孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：。15、镗Φ24深6孔其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=6mm选取镗刀头的刀刃夹角由工艺手册查得：7l2=（2~3）[5]选取镗削的进给量f=0.4mm/r，vc=2.5m/s，n=600r/min。从而镗Φ24孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：精镗削基本时间为：其中：Tm——基本时间[min]——加工长度[mm]——切入长度[mm]——超出长度[mm]——刀具或零件的进给量[]——刀具或零件的转速[]——行程次数对该工序而言，=6mm选取镗刀头的刀刃夹角由工艺手册查得：7l2=（2~3）[5]选取镗削的进给量f=0.2mm/r，vc=3.3m/s，n=600r/min。从而镗Φ70孔的基本工作时间为：辅助工作时间为：辅助工作时间为：4夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并选择设计工序70——钻×Φ6孔工序的专用夹具。4.1定位基准的选择因为该铸件表面粗糙度为1.6，所以，可以使用下表面进行定位。下表面使用支承板进行定位。4.2夹紧方案夹紧装置由三部分组成：（1）动力装置动力装置是产生夹紧作用力的装置。通常是指机动夹紧时所用的气动、液压、电动等动力装置。（2）夹紧元件夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触来完成夹紧动作。（3）中间传力机构中间传力机构是介于动力源和和夹紧装置之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件。夹紧装置的基本要求（1）夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置；（2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中的定位稳定性，又要防止因夹紧力过大而损伤工件表面及产生夹紧变形；（3）夹紧机构操作安全、省力，夹紧迅速。（4）夹紧机构的复杂程度、工作效率应与工件的年生产类型相适应。结构应该尽量简单，便于制造与维修。（5）具有良好的自锁性能确定夹紧力确定夹紧力即要确定夹紧力的作用点、方向和大小等三个要素。（1）夹紧力作用点夹紧力作用点是指夹紧时，夹紧元件与工件表面的接触位置。它对工件夹紧的稳定性和变形有很大的影响。1）夹紧力的作用点应该落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支撑平面内，以保证定位确定的工件位置不被破坏。2）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这对刚性较差的零件尤为重要。3）夹紧力的作用点应尽可能靠近加工面，这样可以增加夹紧力的可靠性，防止和减少工件的振动。（2）夹紧力方向夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向有关。1）夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基准，以保证加工精度。2）夹紧力的作用方向应有利于减少所需的夹紧力的大小。（3）夹紧力的大小夹紧力的大小，对工件装夹的可靠性，工件和夹具的变形，夹紧装置的复杂程度等都有很大的影响。计算夹紧力，通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算。然后根据工件受切削力、夹紧力后处于静力平衡条件，计算出理论夹紧力F，再乘以安全系数K，作为实际所需的夹紧力F，即F=kF。考虑到切削力的变化和工艺系统的变形等因素，一般取K=2.5～3。本夹具采用螺旋压板夹紧机构，其夹紧力的计算公式为：F=式中——考虑传动机构转轴摩檫损失时的传动效率；——螺纹升角；d——螺纹中径；——螺纹摩檫角。经计算F=5396N4.3导向对刀和定位键元件设计钻套的选择在机床夹具设计过程中，特别是钻床夹具设计中，常要设置刀具的导向元件——钻套。钻套按其结构型式可分为四类：固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。在实际生产中可根据被加工件的具体结构和被加工孔系的精度要求，选择不同的结构型式的钻套并确定相应的参数值。钻套又称钻套筒，钻套的作用主要是用来确定钻头、扩孔钻、饺刀等定尺寸刀具的轴线位置。当加工一组平行的孔系，一面这些孔间的距离又有一定的要求时，则利用分布位置按加工要求的钻套来保正上述孔心距离的精度，简便可靠。当工件批量很小，或孔间距离很小或孔径很小，或钻模板上地位受限而无法采用钻套时一也允许在钻模板上直接加工出导引刀具的导向孔。本设计采用的是可换钻套：4.4钻模板的设计钻模板用于安装钻套,并确保钻套在钻模上的正确位置。常见的有以下几种：⒈固定式钻模板固定在夹具体上的钻模板称为固定式钻模板。固定式钻模板有两种形式：1）钻模板与夹具体铸成一体；2)钻模板与夹具体焊接成一体；3)用螺钉和销钉连接的钻模板，这种钻模板可在装配时调整位置，因而使用叫广泛。固定式钻模板结构叫简单、钻孔精度高。⒉铰链式钻模板当钻模板防碍工件装卸或钻孔后需攻螺纹时，可采用铰链式钻模板。铰链销与钻模板可采用配合，与铰链座上的销孔采用配合。钻模板与铰链座之间采用配合。钻套导向孔与夹具安装面的垂直度可通过调整两个支撑钉的高度加以保证。加工时，钻模板由螺母锁紧。由于铰链销孔之间存在配合间隙，用此类钻模板加工的工件精度比固定式钻模板低。⒊分离式钻侵饭这种钻模板是可拆卸的。工件每装卸加一次，钻模板也要装卸一次。精度比铰链大钻俏板要高：但装卸费时、而旦钻模板与夹具体分离．容易损坏。⒋悬挂式钻模板这种钻模板悬挂在机床主铀上．并随主轴一起靠近或离开工件，它与夹具体的相对位置由滑柱来保证。这种钻模板可在立式钻床上配合多轴头或在组合机床上使用。固4.7就是悬挂式钻横板．钻模板4固定在导柱3上．导校的上部伸人多轴头1的座架孔中，而将钻模板悬挂起来。导柱的下部则伸入夹具体的导套6中．使钻模板准确定位。当多轴头向下移动进行加工时，依靠弹簧2的压力，使钻模板夹紧工件。悬挂式钻模板生产效率很高。适用于大批大量生产中钻削同一方向上的平行孔系。当孔加工部位在工件凹进很深的内壁上时．也可采用悬挂式钻模板。4.5切削力和夹紧力计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献[9]得：钻削力钻削力矩根据参考文献[11]可查得夹紧力计算公式：式中——单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；——原始作用力（N）；——作用力臂（mm）；——螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）；——螺杆端部与工件间的摩擦角（°）；——螺纹中径之半（mm）；——螺纹升角（°）；——螺旋副的当量摩擦角（°）。由式3.1根据参考文献表1.2.23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：4.6误差分析计算一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：.由《机床夹具设计手册》可得：（1）平面定位定位误差：（2）夹紧误差：.其中接触变形位移值：结论减速箱箱体的机械加工工艺及对内圆和平面加工夹具的设计，主要归纳为以下两个方面：第一方面：对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。箱体的主要加工表面为四个凸台、两端面和内孔的加工，较重要的加工表面为为四个凸台，因为以后的加工都要以此为基准面。次要的加工表面为内孔的加工，其要求精度为所有表面加工中要求最高的。箱体机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。⒈定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。⒉导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是镗内孔夹具与铣平面夹具，所以主要考虑的是选用镗套的类型以及对刀块的类型，从而确定镗套和对刀块的位置尺寸及公差。⒊夹紧装置的设计：