齿轮箱加工工艺规程及夹具设计

齿轮箱加工工艺规程及夹具设计目录摘要 摘要齿轮零件机械加工工艺在我国已经甚是成熟，为深入探讨齿轮零件机械加工工艺，本方案选取了齿轮箱进行加工工艺的分析与探讨。首先是对于齿轮箱的加工制造技术进行规划，其中主要包含了箱体孔（包括螺栓过孔，基准孔等）和箱体表面（包括基准面，配合端面等）的加工。其次为确保齿轮箱体零件的加工精度，选择加工箱体平面再加工箱体孔系，并且按照机械加工方式将其分为粗加工和精加工两个步骤。其中粗基准选用未经加工的平面作为定位标准，将未经加工的平面和定位洞作为高精度的基准，另外选择合适的刀具对零件的顶面左右端面及加油孔表面进行粗精铣，并按照各孔的尺寸精度加工各表面的孔系，并且对各个工序加工剩余量、切削使用数和基本作业工时作出了相应的计算，本论文针对铣R面的特殊专用夹具进行了设计，包含夹具重要参数、夹紧能力、定位误差等，以及各种夹具主要零件的装配和设计，综上得出齿轮箱加工结论。关键词：齿轮箱加工工艺；切削余量；加工余量；专用夹具一、绪论随着齿轮箱制造行业的不断进步和飞速发展，越来越多的工程机械行业和不同企业都已经运用到了自己的齿轮箱，也就是有越来越多的公司将自己的齿轮箱制造技术应用于整个行业。齿轮箱是基于单元架构模块化的设计工艺原理，大大减少了机械零部件的数量，适合于大规模生产和灵活多变的机械选型。齿轮箱广泛应用于工业环境资源保护施工机械、运输设备、冶金厂和矿山施工器具、钢铁和金属电力设备、搅拌施工机械、筑路施工器具、风力发电、扶梯式高速电梯动力传递、船舶运输领域、轻工制造技术应用领域、造纸化工技术应用领域、冶金化工产品等各种用途大功率、小速比、高传动扭矩。二、零件加工工艺分析（一）箱体零件的技术要求机加后的齿轮箱体孔与机加面的要求为：①孔：孔的位置度公差、尺寸公差、表面粗糙度等②机加面：机加面的尺寸公差、平面度公差、表面粗糙度等齿轮箱壳体的设计方案主要包含加工工艺规程,夹具、刀具、定位基准与加工余量等的选用及优化。以下为箱体零件的主要技术要求：(1)确定齿轮箱上部与两平行旋转轴齿轮表面之间的轴向水平面度为0.05mm,即齿轮上部与轴表面必须在平行距离高度为轴向公差平均值0.05mm的两个轴向平行旋转轴之间加以修正。粗糙度为3.2mm。(2)两个轴承孔的中心线和基准轴承线的平行度分别为0.07mm,即每个孔的中心线应该位于与轴承线的距离公差为0.07mm且中心线平行于两个基准轴承平面n的两个相同的平行水平面之间；粗糙度范围为3.2mm；两轴心线分别相对于基准平面n、Q的垂直度为10。(3)螺纹孔的位置度为φ0.5,沉头孔的位置度为φ0.1。（二）齿轮箱箱体的主要加工表面由齿轮箱的箱体主要零件结构图可知,齿轮箱主要为薄壁外壳体的零件,其主要包括四个表面以及其内部的孔系都需要经过加工,并且这些孔系及平面均有较高的位置度要求。现对箱体的加工平面与加工孔系进行分析:(1)齿轮箱的基准面。这个加工表面主要包含：基准面的加工和切削,表面粗糙度分别为ra3.2,平面度0.05；4×φ13mm的光孔处理,其中粗糙度约为12.5；2×φ,深10mm的沉头孔,其厚度和粗糙率要求是ra1.6。其中,φ13孔的位置度相对于基准N、G为φ0.5,且这两个孔的连心线的平行度相对于R的基准为0.08。(2)油位观察孔平面(D向)。加工表面主要包含:平面的铣削加工,4个M6-6H,深12mm的螺栓孔,一个Sφ的球形孔,φ20的通孔。(3)用两侧门窗作为主体进行加工的平面。此种加工的平面由4个m12-6h,螺纹深22mm,孔深28的螺栓孔；一个φ的沉头孔。（三）箱体零件的材料及毛坯对于齿轮箱一类的箱体类零件,结构较为复杂,一般采用铸铁制造毛坯件。铸铁有成型容易,加工性能较好,有较好的吸收震动的性能,价格低廉。一般采用金属型铸造毛坯件,壳体材料一般选用HT200。三、变速箱箱体加工工艺设计齿轮箱箱体的零件应该是以箱体孔（包括螺栓过孔，基准孔等）和箱体表面（包括基准面、配合端面等）的加工为主。相对来说,在机械加工过程中，相对于孔的加工精度而言，控制零件平面的加工精度更为容易,因此,为保证箱体零件的加工精度（孔和面的大小尺寸精度和位置精度），齿轮箱的加工顺序为齿轮箱体平面的加工，齿轮箱体孔系的加工,原因是加工平面即可以有效地使得零件在孔中夹紧,定位精度准确,保证该孔的切削加工精度；同时也可以减少刀具的损伤。孔体体系及其他平面材料的加工主要可以划分为细部材料加工和高精部材料加工两个步骤,以确保其加工精度。（一）面的加工方案选择（1）刨削加工刨削加工可以加工平面、斜面及凹凸面以及曲面。刨削行程中,当刨刀切入一个工件时都会承受到较大的机械冲击力,这就需要工件的刚度高,工件的刀具必须装夹牢固；主运动在换向过程中需要克服较大的惯性,因此,切削速度不能太大,而且回程时刨刀不参与加工,存在空行程，其加工精度为IT10—IT7,精刨后的表面粗糙度Ra为0.63μm-2.5μm,平面度0.02。（2）铣削加工铣削加工类型为断续切削,容易出现冲击和震动,当其震动频率与机床的固有频率相符时就会发生共振,破坏了刀齿,甚至严重损坏了机床的零部件,冲击和震动现象大大降低了铣削加工切削精度,且无空间行程,切削效率相对较高，在铣削过程中可以按照具体的加工需求选择顺铣,逆镗镗、对称铣,不对称镗镗等切削手段,以大大延长了刀具的使用寿命及提高了加工的生产率，粗糙度可达1.25μm。（3）车削加工车削机在加工过程中将车削工件原料进行一个直向或回转式的运动,刀具上车削作业做直线或曲线运动,切除某些车削工件上的原料,形成了刀具相应的车削工件原料表面。形成车床所用各种零部件直接加工的应用范围很广,可以同时用来直接加工各种内外部件会有旋转的曲面,螺旋面,椭圆形圆弧面等。其一般主要用于机械加工各种带有回旋旋转型号的零件。（4）磨削加工磨削的速度高、耗能高、磨削零件的磨削表面质量较差，为确保磨削品质需要控制磨削材料并通过各种方式降低磨削温度。磨削加工一般属于细加工,具有切削剪刃不规则、切削厚度薄、磨削速率高、磨削温度高、加工量少、精度高等特点。综上所述,生产大批量的齿轮箱采用铣削加工的方式更为合适。（二）孔系加工方案选择孔系加工技术在对箱体部分零件的加工中有着极其重要的步骤。箱体中的零部件对于孔系精度的要求也不一样,导致它们所采用的设计和加工方案也有所不同。箱体内部零件的孔径系统加工则可采用一般镗床和分段式组合铣削机进行。为了保证每个孔之间的地理位置有一定的公差常采用划线寻正法、镗模法、坐标法镗孔等。在方案选择上除考虑工艺及精度要求外,也应当考虑经济因素。（三）箱体加工定位基准选择定位测量基准主要含义是泛指一种用来确定被测量加工的机械零件在各种加工机床或者机械夹具上的正确加工位置时所用的需要测量依据的一种定位测量标准。例如车床轴承等不同类型切削零件的主轴核心齿孔定位便是其在进行车床切削零件加工时的重要定位基准标志。定位的各种基准大致来说可以将其根据粗细划分为粗毛坯基准和高度细毛坯基准定位两种,用过的毛坯未经精心处理的毛坯表面材料当作毛坯定位前的基准,也就是粗毛坯基准；如果使用已经精心加工好的毛坯表面材料当作毛坯定位后的标准,那么这是高度精密的定位基准。1.粗基准选择粗糙度基准的正确选用主要原因基于考虑了一种能够充分保证移动装料机夹面与其他未加工装夹面之间的连接位置和间隙大小以及尺寸的基本要求,保证其中的材料加工余量大并能够做到尽大范围且能使用大大减少移动装夹面的次数,提高效率。具体的原则包括:在零件上如果存在不必要进行加工且完全可以被利用的表面,应当优先考虑选择此类平面作为其中的粗基准。如果每一块表面都是必须进行加工则我们选择一块加工剩余量最小的表面当做粗基准,精细的基准通常不得随意地重复使用,确保了所有在加工时表面的加工剩余量进行合理地分配。为了充分满足上述的要求,以箱体前后两端面作为主要设计基准,这是必须遵循粗测量基准的一个主要选择原则,优先考虑选用不加工的面作为箱体的粗测量基准。2.精基准选择精基准选择原则有：基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、方便装夹等原则。此零件的精基准选择以顶面的整个平面及两个定位销孔精确定位，此零件的顶面与轴承孔的轴线之间存在尺寸精度及位置精度。因此，本设计将零件的顶面设定为精基准，加工轴承孔时也应该将零件顶面设定为其主要参考，作为定位基准，使轴承孔加工满足基准重合及基准统一的原则，保证零件的加工精度。此外，本设计中精基准的选择可以方便夹具的装夹及定位，做到定位正确，夹紧可靠，运行简单，提高了零件的加工效率。（四）箱体加工工艺路线1.方案一，单个制作（1）铸造毛坯（2）热处理、去应力（3）粗加工R、Q两面、两面见光。选用立式加工中心，专用刀具夹具；（4）粗、精铣N面、精加工平面、4-φ13通孔、2-φ10F9、90度夹角造型面。选用立式加工中心，专用刀具夹具；（5）粗、精镗通孔，选用卧式镗床，专用夹具装夹N面，贯穿加工孔，做后续基准，将R面轴承配合孔精镗到位，φ81孔背镗到位；（6）粗、精镗通孔，选用卧式镗床，使用R面轴承配合孔作为基准，精加工Q面轴承座孔，φ81孔背镗到位；（7）精铣，选用卧式加工中心，配合可转位工作台（或分度头），使用专用夹具，装夹N面，分别以孔轴线为基准，精加工R、Q两面的端面，螺纹过孔、销孔，一个面加工到位，旋转至以另一面（8）粗、精加工D面，使用与水平面30度夹角的夹具，粗、精加工D面端面、SR30H9，4-M6-6H（9）去毛刺、局部抛光（10）终检入库2.方案二，大批量生产（1）铸造毛坯（2）热处理、去应力（3）粗、精铣，选用立式加工中心，专用夹具装夹，粗精加工N面、端面，螺纹过孔，基准孔等，次面作为基准面（4）粗、精铣，选用五轴加工中心，使用专用夹具，装夹N面，选用专用刀具，配合镗刀或成型刀，粗精加工R、Q、D面的端面、过孔、销孔、螺纹孔攻丝。其中轴承配合孔需一次性贯穿加工，以确保形位公差符合要求。（5）去毛刺、清洗（6）质检入库（五）选择加工设备和工艺装备1.机床的选择（1）箱体顶面加工采用立式圆盘进行粗铣，选择粗铣床zhx160c。箱体顶面孔系主要为螺栓孔，加工工艺为先加工出螺纹底孔在通过攻丝，选择机床为立式钻孔中心。目的主要是大大减少加工箱体内部材料装夹的工作次数,提高了采用工艺钻孔洞的箱体加工设备质量及工作精度,同时可以大大提高加工设备批量生产工作效率。（2）左右端面各工序的机床选择粗精铣左右端面,钻螺纹孔选用五轴加工中心,减少箱体装夹次数,提高生产效率。2.夹具选择在进行单件或小批量的生产中,应当考虑选用各种通用的夹具及其他组合型夹具,在大批、大量的生产中,应当按照工序的加工需求来设计和制造出各种特殊的专用夹具。3.刀具选择刀具加工类型的综合选择主要充分依赖于生产工序中所有需要同时采用的各种加工工艺技术、加工产品表面纹理尺寸、加工重要零部件所用材质、加工工艺精度和对加工表面纹理粗糙度的综合要求、生产率和加工成本的综合经济等,一般宜尽量考虑采用各种符合标准的加工刀具,必要时候还可以综合考虑尽量采用优质和高生产率的复合型加工刀具及其它特殊工艺专用的加工刀具。4.量具的选择测量量具的选取主要是根据其生产的类型与所需要的加工精度。在进行单件、小批量的生产中,应尽可能地采用普遍使用的量具、测力计。在大量、大批生产过程中,宜采用不同的量规及高效率的检测仪器及其检测夹具。（六）机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸确定齿轮箱的箱体材质一般选择使用石灰或青铜铸铁,材质为HT200,硬度范围为143-269HB,因此齿轮箱的生产类型主要是大批量生产,齿轮箱箱体的最小壁厚为5mm,采用经济效率合适的方式。所以采用了金属型毛坯铸造的工艺,进行了毛坯制备，其精度等级为CT7,加工余量等级F。表3.1常用毛坯制备方法及工艺特点HGFE1.左右端面加工余量精铣后左右端面的尺寸为168+0.15mm根据表3.1可知金属型铸造的的铸件公差值为0.1-0.5mm，铸件的加工余量可以根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4进行选择，铸件预留的的加工余量是3.0mm。齿轮箱体铸造毛坯件的前后端面基本尺寸为168+3.0×2=174mm。由零件的加工工艺要求可知，齿轮箱左右端面的机加工序主要包含粗铣和精铣两个加工工序。通过查阅相关机械手册，可以得出每个机加工工序的加工余量：粗铣:通过查阅《机械加工余量手册》中的表5-45可知,其中加工余量大约为2.0-2.7mm,选取2.2mm作为其加工余量。精铣:根据《机械加工余量手册》中的表5-46可知,其中加工余量范围一般为0.7-0.9mm,现选择其中的加工余量范围为0.8mm。毛坯尺寸:168+(2.2+0.8)×2=174mm粗铣后的左右端面尺寸:174-2.2×2=169.6±0.15mm精铣后的左右端面尺寸：169.6-0.8×2=168±0.15mm与零件图左右端面尺寸一样2.左右端面螺纹孔及轴承孔加工余量箱体铸件毛坯为实体,不进行冲孔。根据《机械加工余量》箱体的加工余量；8×M12-6H，孔深28mm，螺纹深22mm钻孔：φ10.2mm攻丝：M12-6H2×φ8N8定位销孔，工序尺寸：钻孔：7.8mm粗铰孔:7.96mm精铰孔：φ8N8轴承孔2×φ80H7，根据《机械加工工艺手册》将加工工序大致分为：粗镗：φ78mm孔，加工余量2mm精镗：φ79.5mm孔，加工余量1.5mm；精铰孔：φ80mm孔，加工余量0.5mm；铸件毛坯尺寸为：80-2-1.5-0.5=76mm3.顶面加工余量通过计算可以得出，顶面与φ80mm轴承孔轴线之间的距离为45±0.05mm，根据表3可知金属型铸造的的铸件公差值为0.1-0.5mm，加工余量查找《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4可得加工余量为3.0mm。此零件的毛坯铸件成型尺寸为45+3.0=48mm。零件毛坯的顶面需要进行粗铣和精铣等工序，其中粗铣和精铣的加工余量经过查阅资料可以获得。粗铣所需的加工余量：查阅《机械加工余量手册》表5-45可知，其范围大致为2.0-2.7mm，选取2.2mm为其加工余量。精铣所需的加工余量：查阅《机械加工余量手册》表5-46可知，其范围大致为0.7-0.9mm，现选取0.8mm为其加工余量。4.顶面通孔及定位孔加工余量四个通孔的加工余量毛坯为实心，不冲孔。四个孔位置度要求φ0.5，表面粗糙度12.5μm。钻孔：φ13mm两个定位销孔加工毛坯为实心，不冲孔。两个孔轴连线与R面的平行度为0.08钻孔：φ9.8mm粗铰孔：φ9.96精铰孔：φ10F95.加油孔面加工余量金属型铸造的的铸件公差值为0.1-0.5mm，其加工余量可以从《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4可得加工余量为3.0mm。铸造毛坯基本尺寸为25+3.0=28mm。6.加油孔加工余量毛坯为实心，不冲孔。表面粗糙度Ra3.2铣球孔：Sφ30H9钻孔：φ20mm钻螺纹孔：4-M6-6H（七）确定切削用量及基本工时1.粗精铣顶面机床：五轴加工中心刀具：YG6硬质合金面铣刀d=200mm齿数Z=20(1)粗铣粗铣加工的铣削深度：ap=2.2mm粗铣加工刀具的每齿进给量af：《切削用量简明手册》中的表3.5，取af=0.20mm/Z粗铣加工时铣削速度V：《切削用量简明手册》其中的表3.27，计算其铣削速度V=52m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=82.2.2r/min，取n=83r/min实际铣削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s进给量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作台每分进给量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=168mm刀具切入切出长度l1、l2为：l1+l2=30所需时间：t1=（l1+l2+l）/fm=（168+30）/332=0.60min（2）精铣精铣加工时刀具的铣削深度ap：ap=0.8mm精铣加工时刀具每齿进给量af：《切削用量简明手册》表3.5，取af=0.1mm/Z精铣加工时刀具铣削速度v=75m/min机床主轴转速n：n=1000V/πd=60r/min实际铣削速度V：V’=πdn/1000=1.26m/s进给量Vf：Vf=afZn=2mm/s工作台每分进给量fm：fm=Vf=120mm/min机动时间t2=(l+l1+l2)/fm=1.65min本工序时间：t=t1+t2=2.34min2.钻顶面4个通孔及两个定位销孔钻孔选用机床：五轴加工中心钻孔选用的刀具：标准高速麻花钻，标准高速钢扩孔钻、标准高速钢铰刀（1）钻顶面孔φ13通孔钻顶面孔的切削深度ap：ap=13mm钻顶面孔的进给量f：查阅《切削用量简明手册》表2.7取进给量f=0.53mm/r钻顶面孔的切削速度V:查阅《切削用量简明手册》表2.15得V=13m/min=0.22m/s机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×13）=318.5r/min,取n=320r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×13×320/1000=0.22m/s被切削层长度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t：t=(y+△+l)/fn=(6+12)/(0.53×320)=0.11min（2）钻扩铰定位销孔2φ10F9钻定位孔切削深度ap：ap=9.8mm钻定位孔所需的进给量f：根据《切削用量简明手册》[8]表2.7，取f=0.53切削速度V:查阅《切削用量简明手册》表2.15得V=13m/min=0.22m/s机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×9.8）=422.5r/min,取n=420r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×9.8×420/（1000×60）=0.22m/s被切削层长度l：l=10mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t1：t1=(y+△+l)/fn=(6+10)/(0.53×420)=0.07min（3）扩定位孔扩定位孔的切削深度ap：ap=0.16mm进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.10，取f=0.70切削速度V:查阅《切削用量简明手册》表2.15得V=0.45m/s机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×0.45×60）/（3.14×9.96）=863.3r/min,取n=860r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×9.96×860/（1000×60）=0.45m/s被切削层长度l：l=10mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t2：t2=(y+△+l)/fn=(6+10)/(0.7×860)=0.03min（4）铰定位孔铰定位孔的切削深度ap：ap=0.04mm铰定位孔所需的进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.11，f=0.65-1.3，取f=1.0铰定位孔刀具的切削速度V:通过查找《切削用量简明手册》表2.24得V=8m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×8）/（3.14×10）=254.8r/min,取n=260r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×10×260/（1000×60）=0.14m/s被切削层长度l：l=10mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t3：t3=(y+△+l)/fn=(6+10)/(1×260)=0.06min定位孔加工机动时间t=t1+t2+t3=0.07+0.03+0.06=0.16min3.粗精铣左右端面机床：五轴加工中心刀具：硬质合金端铣刀d=200齿数Z=20（1）粗铣左端面粗铣左端面的铣削深度：ap=2.2mm粗铣左端面铣刀每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，取af=0.20mm/Z粗铣左端面铣刀铣削速度V：参照《切削用量简明手册》表3.27，计算其铣削速度V=52m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=82.2.2r/min，取n=83r/min实际铣削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s进给量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作台每分进给量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=168mm刀具切入切出长度l1、l2为：l1+l2=30所需时间：t1=（l1+l2+l）/fm=（168+30）/332=0.60min（2）精铣精铣左端面的铣削深度ap：ap=0.8mm精铣左端面铣刀每齿进给量af：根据文献《切削用量简明手册》表3.5，取af=0.1mm/Z精铣左端面铣刀铣削速度v=75m/min机床主轴转速n：n=1000V/πd=60r/min实际铣削速度V：V’=πdn/1000=1.26m/s进给量Vf：Vf=afZn=2mm/s工作台每分进给量fm：fm=Vf=120mm/min机动时间t2=(l+l1+l2)/fm=1.65min本工序时间：t=t1+t2=2.34min（3）粗铣右端面粗铣右端面铣刀的铣削深度：ap=2.2mm粗铣右端面铣刀的每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》表3.5，取af=0.20mm/Z粗铣右端面铣刀的铣削速度V：参照《切削用量简明手册》表3.27，计算其铣削速度V=52m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=82.2.2r/min，取n=83r/min实际铣削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s进给量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作台每分进给量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=168mm刀具切入切出长度l1、l2为：l1+l2=30所需时间：t1=（l1+l2+l）/fm=（168+30）/332=0.60min（4）精铣右端面精铣右端面铣刀的铣削深度ap：ap=0.8mm精铣右端面铣刀的每齿进给量af：根据《切削用量简明手册》[8]表3.5，取af=0.1mm/Z精铣右端面铣刀的铣削速度v:v=75m/min机床主轴转速n：n=1000V/πd=60r/min实际铣削速度V：V’=πdn/1000=1.26m/s进给量Vf：Vf=afZn=2mm/s工作台每分进给量fm：fm=Vf=120mm/min机动时间t2=(l+l1+l2)/fm=1.65min本工序时间t：t=t1+t2=2.34min4.镗左右端面轴承孔（1）粗镗右端面轴承孔刀具：高速钢刀具粗镗右端面φ80mm，厚24mm孔粗镗右端面轴承孔镗刀的切削深度ap:ap=2mm粗镗右端面轴承孔镗刀的进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.10，刀杆伸出长度取180mm，切削深度2mm，取进给量f=0.6mm/r粗镗右端面轴承孔镗刀的切削速度V：查阅《切削用量简明手册》表2.15，取V=30m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×30）/（3.14×80）=119.4r/min,取n=120r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×80×260/（1000×60）=0.5m/s机动时间t1：t1=(y+△+l)/fn=(9+24)/72=0.46min（2）粗镗左端面φ80mm，厚25mm孔根据机加产品图确定机加所需要的切削深度ap:ap=2mm粗镗左端面镗刀进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.10，刀杆长度取180mm，切削深度2mm，取进给量f=0.6mm/r切削速度V：查阅参考《切削用量简明手册》表2.15，取V=30m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×30）/（3.14×80）=119.4r/min,取n=120r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×80×260/（1000×60）=0.5m/s机台每分钟进给量fm=fm=fn=0.6×120=72mm/min被切削层长度l：l=25mm镗刀刀具的入切量及其超切量经过翻阅《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=9走刀次数1机动时间t1：t1=(y+△+l)/fn=(9+25)/72=0.47min（3）半精镗右端面φ80+0.03mm孔，孔厚24mm半精镗右端面镗刀的切削深度ap:a=1.5mm半精镗右端面镗刀的进给量f:根据切削深度a=1.5mm，再参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取进给量f=0.4mm/r半精镗右端面镗刀的切削速度V:参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取V=35m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=139.3r/min，取n=140r/min实际切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×140/(1000×60)=0.59m/s被切削层长度l:l=24mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=9走刀次数1机动时间t2：t2=(y+△+l)/fn=(9+24)/(0.4×140)=0.59min（4）半精镗左端面φ80+0.03mm孔，孔深25mm半精镗左端面镗刀的切削深度ap:ap=1.5mm半精镗左端面镗刀的进给量f:根据切削深度a=1.5mm，再参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取进给量f=0.4mm/r半精镗左端面镗刀的切削速度V:参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取V=35m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=139.3r/min，取n=140r/min实际切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×140/(1000×60)=0.59m/s被切削层长度l:l=25mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=9走刀次数1机动时间t2：t2=(y+△+l)/fn=(9+25)/(0.4×140)=0.61min（5）精镗右端面φ80+0.03mm孔，孔厚24mm精镗右端面镗刀的切削深度ap:ap=0.5mm精镗右端面镗刀的进给量f:根据切削深度a=0.5mm，再参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取进给量f=0.7mm/r精镗右端面镗刀的切削速度V:参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取V=12m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=47.8r/min，取n=50r/min实际切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×50/(1000×60)=0.21m/s被切削层长度l:l=24mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=9走刀次数1机动时间t3：t3=(y+△+l)/fn=(9+24)/(0.4×50)=1.65min精镗左端面φ80+0.03mm孔，孔厚25mm精镗左端面镗刀的切削深度ap:ap=0.5mm精镗左端面镗刀的进给量f:根据切削深度a=0.5mm，再参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取进给量f=0.7mm/r精镗左端面镗刀的切削速度V:参照《机械加工工艺手册》表1.2-33取V=12m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=47.8r/min，取n=50r/min实际切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×50/(1000×60)=0.21m/s被切削层长度l:l=25mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=9走刀次数1机动时间t3：t3=(y+△+l)/fn=(9+25)/(0.4×50)=1.7min5.钻左右端面螺纹孔和定位销孔（1）钻M12-6H螺纹底孔，孔深28mm钻螺纹孔钻头的切削深度ap：ap=10.2mm钻螺纹孔钻头的进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.7，取f=0.4钻螺纹孔钻头的切削速度V:查阅《切削用量简明手册》表2.15得V=13m/min=0.22m/s机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×10.2）=405.9r/min,取n=400r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×10.2×400/（1000×60）=0.21m/s被切削层长度l：l=28mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t1：t1=(y+△+l)/fn=(6+28)/(0.4×400)=0.21min（2）M12-6H螺纹攻丝进给量f：由于其螺距为1.75mm，因此进给量f=1.75mm切削速度V:=12m/s=0.2m/s机床主轴转速n:n=1000V/πd=(1000×12)/3.14×12=318.47r/min，取n=300r/min丝锥回转转速n0=n=300r/min实际切削速度V’=πdn/1000=(3.14×12×300)/（1000×60）=0.19m/s被切削层长度：l=22mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1参照《机械加工工艺手册》计算得出t=0.12min（3）钻φ8N8深12mm的定位销孔切削深度ap：ap=7.8mm进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.7，取f=0.4切削速度V:查阅《切削用量简明手册》表2.15得V=13m/min=0.22m/s机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×7.8）=530.8r/min,取n=550r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=（3.14×7.8×550）/（1000×60）=0.22m/s被切削层长度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t1：t1=(y+△+l)/fn=(6+12)/(0.4×550)=0.08min（4）扩定位孔切削深度ap：ap=0.16mm进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.10，取f=0.70切削速度V:查阅《切削用量简明手册》表2.15得V=0.45m/s机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×0.45×60）/（3.14×7.96）=1080.2r/min,取n=1000r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×7.96×1000/（1000×60）=0.42m/s被切削层长度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t2：t2=(y+△+l)/fn=(6+12)/(0.7×1000)=0.03min（5）铰定位孔切削深度ap：ap=0.04mm进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.11，f=0.65-1.3，取f=1.0切削速度V:查阅《切削用量简明手册》表2.24得V=8m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=（1000×8）/（3.14×12）=212.3r/min,取n=200r/min实际切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×12×200/（1000×60）=0.13m/s被切削层长度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量简明手册》的表2.29可知y+△=6走刀次数1机动时间t3：t3=(y+△+l)/fn=(6+12)/(1×200)=0.09min定位孔加工机动时间t=t1+t2+t3=0.08+0.03+0.09=0.2min6.铣加油孔表面（1）粗铣端面粗铣端面铣刀的铣削深度：ap=3mm粗铣端面铣刀每齿进给量af：根据文献《切削用量简明手册》表3.5，取af=0.20mm/Z粗铣端面铣刀的铣削速度V：参照文献《切削用量简明手册》表3.27，计算其铣削速度V=52m/min机床主轴转速n:n=1000V/πd=82.2r/min，取n=83r/min实际铣削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s进给量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作台每分进给量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=50mm刀具切入切出长度l1、l2为：l1+l2=30所需时间：t1=（l1+l2+l）/fm=（50+30）/332=0.24min（2）铣油孔用球刀铣球孔Sφ30H9被切削长度l：l=15+5=20mm（3）钻圆柱孔钻圆柱孔φ20被切削长度l1=25mm四、专用夹具设计（一）定位基准和夹紧方案选择在对R面铣进行精铣加工时,顶面已经被精铣处理完毕,两个定位销孔及四个沉头孔已被精铣处理结束,再将机加过后的顶面与机加过后的两个定位销孔作为定位的基准。限制工件的移动自由度的方式主要通过支撑板,定位销孔、液压夹紧装置来限制。（二）定位元件的选择及计算此工序的定位基准为支撑板和两个定位销孔,即一面两销的方式。两定位销轴线之间的距离可以由零件图计算得出:Lg=2×66=132mm，定位销之间的尺寸公差为δLg=0.02mm从零件图可以计算出两定位销孔的中心距为132±0.02mm，两个定位销孔的直径为φ10mm。根据《机床夹具选用简明手册》表1-1-9可知，削边销与圆柱销采用如下方法设计：（1）计算出两定位销中心距尺寸及偏差销孔中心距Lx=Lg=132mm，销孔的偏差δLx=±（1/3-1/5）δLg，取δLx=1/4δLg=0.005mm（2）计算出圆柱销直径d及其公差δd第一基准最小直径与定位销孔直径一致，因此d=10mm，δd取f7，所以圆柱销尺寸为10mm。（3）削边销的宽度b和B，由《机床夹具选用简明手册》可知b=4mm，B=d-2=8mm。（4）补偿值ε计算ε=δLx+δLg-1/2Δlmin=0.005+0.02-0.008=0.017mm（5）削边销与基准孔的最小配合间隙Δ2Δ2=2bg/d2=0.014mm（6）削边销直径d2及公差d2=D2-Δ2=10-0.014=9.986mm定位销的直径公差带选取h7，削边销的定位圆