说明书-WH212减速器箱体的镗箱体上2—φ110轴承孔夹具设计及加工工艺装备.doc
WH212减速器箱体的镗箱体上2—φ110轴承孔夹具设计及加工工艺装备含6张CAD图
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WH212
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WH212减速器箱体的镗箱体上2—φ110轴承孔夹具设计及加工工艺装备含6张CAD图,WH212,减速器,箱体,110,轴承,夹具,设计,加工,工艺,装备,CAD
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WH212减速器箱体加工工艺及夹具设计摘 要此毕业设计的主要对象是WH212减速器箱体，主要设计任务有两部分，第一部分：箱体加工工艺规程的设计；第二部分：箱体部分工步专用夹具设计。在加工工艺规程设计中，首先对零件进行结构分析，这部分工作包括分析技术要求和确定毛坯材料。在确定这些前提后，需要综合零件的材料、生产数量及生产实际来确定毛坯的制造形式，其次选择加工基准，制定工艺路线，最后进行加工余量、工序尺寸及切削用量等的计算与确定。这都需要设计者具有按照图纸制定完善机械加工工艺及装配工艺的能力。在专用夹具的设计中，首先根据该工序的前后工序和加工特点来进行定位方式的选择，其次选择夹紧方式，最后进行切削力及夹紧力的计算和误差的分析。本文涉及两种夹具，镗孔夹具和钻孔夹具。在选择夹紧方式时参考夹具图册，从元件库中调用夹具元件或者查表找出标准件尺寸，不能找到的自主设计完成。所有工作在工艺卡片、夹具装配图中集中体现，特别是在做机械加工工艺卡片时要加入工序简图，针对每一道工序要选择合理的定位、夹紧方式。设计的原则是尽量切合生产实际，这就要求时刻做到理论与实际相结合的原则，在工序、刀具、机床、切削用量、夹具元件的选取上以常见、通用为前提，然后考虑作用效果、经济成本，所以应在实用性的基础上再考虑创新性。整个设计用CAXA2007完成零件图和装配图的绘制，用SolidWorks2010完成三维图的绘制。关键词：箱体；工艺规程；切削用量；定位；夹具AbstractMain target of this graduation project is WH212 gear case. There are two parts in the main design task: first design the reduction case planning process; the other is dedicated fixture design for part of the process steps. In the process planning programming, structural analysis should be the first; this section includes technical requirements and stock materials. After these preconditions determined, we should determine the rough form of manufacturing combine part of the material, production quantity and the actual production, and then second select the processing benchmarking process route.Finally, calculation and determination the allowance, process size, and cutting parameters.It need the designer have enough ability to design proper mechanical process and assembling process. During the special fixture design, first select the positioning method, reference the before and after processing characteristics, followed is the clamping method, and finally are cutting clamping force calculation and error analysis .There it need to design two fixtures,fixture for boring and fixture for drilling. With reference the fixture atlas to choose a clamping project, and transfer fixture component from the component library, look up to find the standard size, or to design.All of work concentrative reflect in process card and fixture installationdiameter, especially in make a process card, it need maching in a process picture of each step and chooses a reasonable position for every clamping method.The design principles is in line with actual production as far as possible, It requires that we must combine theory with practice as a principle ,while on the selection of process, tooling, machine tools, cutting, and fixtures , the common, universal premise should be the first then consider the effect and economic cost, so practicability should be considered on the basis of innovative.The design completed with CAXA2007 and three-dimensional drawing with SolidWorks2010Keywords: gear case; process planning; the amount of cutting; positioning; fixture 目 录引言11 零件的分析11.1 零件的作用及结构特点11.2 零件图分析21.3 零件主要技术指标42 工艺规程设计52.1 确定毛坯材料52.2 确定毛坯的加工工艺过程52.3 毛坯尺寸公差和机械加工余量等级的确定62.4 定位基准的选择72.4.1精基准的选择72.4.2粗基准的选择72.5 加工方法的选择82.5.1主要加工方法的加工经济精度及表面粗糙度82.5.2面加工82.5.3孔加工92.5.4检测方法的选择102.6 加工路线的确定102.6.1拟定加工路线方案一102.6.2拟定加工路线方案二112.6.3确定加工路线122.7 机械加工余量及毛坯尺寸的确定152.7.1铸件机械加工余量152.7.2主要毛坯尺寸及公差152.8 工序尺寸和公差的确定162.8.1面加工162.8.2孔加工203 确定切削用量和机械加工时间定额213.1 面加工213.1.1粗铣部分223.1.2半精铣部分263.1.3 磨削加工303.2 孔加工313.2.1镗孔加工313.2.2通孔、螺纹孔343.2.3锪孔504 夹具设计514.1镗床夹具设计514.2镗套设计524.3切削力及夹紧力的计算534.4定位误差的计算545 结论55参考文献57 引言 大学中的专业课学习中，我们先后学习了金属工艺学和机械制造工艺学，对机械零件从铸造、锻造到加工成型有了初步了解，在这些课程的学习中，很多生产实习遇到的问题逐一解决，但同时新的问题也需要我们继续深入学习下去，所以选择了此课题。任何一个机械零件，都有其特定的加工工艺方案，并且会针对单件、小批量、大批量等生产过程有不同的加工工艺。在本课题中，WHW212减速器箱体是一个较为复杂的分箱式箱体，在生产实际中是大批量生产，来源于工厂生产现场，除制作整体的加工艺外还需要对部分工序设计专用夹具，以提高加工精度，减少装夹时间。同样要求下的零件，有多种可行工艺过程，但其中总有一种工艺过程在给定的条件下是最合理的，“工艺规程”文件就是人们把工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来，用以指导生产而形成的。 工艺规程它对产品成本、劳动生产率、原材料消耗有直接关系，是组成技术文件的主要部分，是工艺装备、材料定额、工时定额设计与计算的主要依据，是直接指导操作的生产法规。其编制的质量高低，对产品质量起决定性影响。在加工过程中，使用夹具可以使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的位置。工件的最终精度是由工件相对于机床获得的，所以机床夹具成为机械加工工艺系统的一个重要组成部分。夹具主要完成定位、夹紧的作用，其中定位涉及到三层关系：工件在夹具上的定位；夹具相对于机床的定位；工件相对于机床的定位。而工件相对于机床的定位是通过夹具来间接保证的。其次是夹紧，工件定位后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件在加工中保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力、惯性力等力的作用而发生位置变化或引起震动，破坏了原来的准确位置，无法保证加工要求。在本课题中设计完成两个工步的夹具。1 零件的分析1.1 零件的作用及结构特点 箱体是机器和部件的基础零件，起连接支撑作用，将机器和部件、零件连接成一个整体，并使之保持一定的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。所以箱体的加工质量，关乎机器的性能、精度和寿命。箱体类零件一般结构比较复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，难度大。据资料表明，一般中型机床制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整个产品加工工时的15%20%，可见改善加工工艺可大大节约成本，提高效益。 WH212减速器箱体呈剖分式，分上盖与底座，两轴承座孔旁连接加厚凸台，以增加连接刚性。轴承孔周围铸造加强筋，防止铸件大平面冷却时的变形，加强底座的支承刚度，箱体上盖与箱体底座连接凸缘。此外包括很多附件，如用于检查齿轮润滑并兼作注油孔的窥视孔，保持箱体内、外压力平衡的通气孔，检查、指示减速器内油面高度的油标等。WH系列圆弧圆柱蜗杆减速机(JB231879)，以圆弧圆柱蜗杆传动，齿形为凸凹面共轭的型式，代号为ZC蜗杆。这一型号的减速机具有承载能力大，传动效率高，输出扭矩大，工作平稳，寿命长，体积小等特点，广泛应用于冶金、矿山、起重、化工、建筑等行业，其工作环境为-4040。输入轴转速不大于1500转/分，可正反运转。1.2 零件图分析（1）整体结构特点 利用形体分析法可见，减速器箱体是由上圆柱体、下长方体两个基本形体组成的一个结构紧凑、有足够强度和刚度的壳体，如图1-1所示。在三维图中则可以看到，本课题中箱体的体积较大，结构形状复杂，在顶面、底面、侧面有较多的通孔、螺纹孔和精度要求较高的轴承孔，如图1-2所示。 图1-1 WH212减速器箱体形体分析 图1-2 WH212箱体三维图（2）表达方案观察零件图中箱体的表达，可以发现，箱体基本用一组三视图即主视图、左视图、俯视图来表达，然后根据需要作适当的剖切，或增添必要的其他视图。 结合以下两零件图对WH212减速器箱体进行分析(如图1-3、图1-4)。主视图采用部分剖，左视图采用半剖，这样就可清楚地看到两个互相垂直的轴承孔内腔，即容纳蜗轮、蜗杆的部分。在箱体上盖图的主视图和左视图上，可以看到以下各孔的尺寸和位置。通孔：上盖4-11、4-13，底座4-19、4-11、4-13、25；沉头孔：上盖13深3，底座56深2；螺纹孔：上盖2-M10、2-M8、5-M6深15，底座3-M6深10、2-M161.5，箱体端面16-M12深25。其中底座底面通孔为地脚螺栓孔，端面螺纹孔是用来安装箱盖和轴承盖的，同时能密封箱体。底座侧面孔是用以注油和放油螺塞的，是油标孔和油塞孔。F向局部视图表达了箱体顶面内部的形状，左视图的半剖视图表达了箱体边缘加强肋的形状和尺寸。 图1-3 箱体上盖零件图图1-4 箱体底座零件图（3）尺寸分析箱体类零件结构复杂，尺寸较多。因此，尺寸分析也较困难，结合图1-3，图1-4对尺寸进行分析。 加工时的尺寸基准由图1-3可知，高度方向尺寸基准为底平面，孔高度方向的定位尺寸为1200.27。底平面既是箱体的安装面，又是加工时的测量基准面；既是设计基准，又是工艺基准。高度方向许多尺寸都是从底面注起的，如、30、14、1200.27等等。长度和宽度方向的尺寸基准为蜗轮的中心线。由图1-4可知，在箱体底座中除不完全轴承孔110加工要求与上盖相同外，底座需要加工25、19、56等通孔或沉头孔，他们的加工基准不同，按加工顺序选择轴承孔、销钉孔或工艺孔。其他与零件有装配关系的尺寸地脚螺栓孔中心距为215、190；轴承配合孔的基本尺寸应与轴承外圈尺寸一致，如165、175等；安装箱盖螺孔的位置尺寸应与盖上螺孔的位置尺寸一致等，详细的尺寸要求见箱体主要技术指标。1.3 零件主要技术指标WH212减速器箱体零件的技术要求，主要是结合面部分和轴承孔部分，结合面的粗糙度，轴孔的尺寸精度、表面粗糙度和形位公差，都将直接影响减速器的装配质量和使用性能。因此，这些尺寸精度必须严格要求。（1）箱体上盖轴承孔中心线距上盖底面1200.274-M12孔深度为2513圆柱形沉头孔粗糙度1.6110轴承孔圆度与圆柱度均为0.01轴承孔与孔端面垂直度为0.08两110垂直度为0.046结合面各孔均需刮平（2）箱体底座轴承支撑孔中心线与上下箱体结合面位置度公差为0.2轴承支撑孔内壁粗糙度不超过0.8轴承支撑孔中心线与孔左右端面垂直度为0.08结合面各孔均需刮平（3）上盖与底座配合结合面的粗糙度不大于1.6减速器箱体铸成后，应清理并及时进行时效处理机体与机盖一起镗孔轴承孔左右端面距离为，外表面粗糙度均不大于3.2机体与机盖自由组合后，主剖面处缝隙不大于0.05mm机体不准漏油铸件进行时效处理，且未注明铸造圆角58mm2 工艺规程设计2.1 确定毛坯材料毛坯材料的选择需要结合功能要求、经济条件、运输等多方面因素，现根据以下几个方面，对材料的选择进行论证。（1）根据箱体负荷选择箱体的材料常选用灰铸铁（HT200、HT250)，或球墨铸铁。灰铸铁的常用的牌号有HT100HT400。其中HT100属于铁素体灰铸铁，HT150属于铁素体珠光体灰铸铁，HT200属于珠光体灰铸铁，分别适用于低、中、较高应力负荷工况。而HT250、HT300、HT350、HT400则属于孕育处理后的灰铸铁，因材料中细化石墨、珠光体和共晶团的作用，灰铸铁强度、硬度、耐磨性均更好，用于机械性能要求更高的场合。此外灰铸铁还具有良好的铸造性和可切削性，而且吸震性好，成本低，熔炼方便，与铸钢相比，融化温度较低，熔炼设备和熔炼工艺都比较简单，故在本设计中采用铸铁件。（2）根据产量选择大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯材料，并且考虑易于铸造或锻造。单件小批生产时侧重选择最满足加工要求的毛坯材料。 （3）根据结构和耐磨性确定材料由于减速器箱体的内外形状相对比较复杂，而且它只是用来起连接作用和支撑作用的，抗拉强度小于200MPa，综合考虑，选用灰口铸铁（HT200）。耐磨性方面，铸铁中的碳大部分或全部以自由状态片状石墨存在，断口呈灰色，而石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性，这点很适合箱体性能。此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高。（4）确定材料 综合以上因素，考虑选用HT200（HT2040）灰口铸铁，含碳量2.7%4.0%，熔点11451250 ，最低抗拉强度是20（200MPa），最低抗弯强度是40，价格约7000元/吨。2.2 确定毛坯的加工工艺过程在本课题中毛坯为铸铁件，其铸造方法视铸件精度和生产批量而定。一般情况下，单件小批量生产多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大，有时也采用钢板焊接方式。大批量生产常用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。根据本设计要求，产量为批量生产，因此选择采用金属模机器造型。毛坯的加工余量与毛坯尺寸、结构、精度、生产批量和铸造方法等因素有关。具体数值可以从相关手册中查到。由于WH212减速器箱体为大批量生产，分成上下两部分，为两箱造型。选择采用注式浇铸系统分别铸造，冒口设置在上端，在直浇道下设有横浇道，因为浇注的上表面容易产生砂眼、气孔等，因此浇注均采用结合面向下。同时提高直浇道长度，以提高充型压力，有条件还可以采用压力铸造或者离心铸造。为了尽量使铸造工艺简单，所以只采用一个分型面，以提高铸造精度，减少工作量。毛坯铸造时，要还注意以下几个方面，首先应防止砂眼和气孔的产生，其次毛坯铸造后要安排人工时效处理，这样可以消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性。查阅资料5 表2.1-6后，对毛坯的制造方法及其工艺特点进行汇总如下表2-1：表2-1 铸造毛坯的工艺特点最大重量最小壁厚形状复杂程度适用材料毛坯尺寸公差表面粗糙度/m生产类型其他至250KG35mm最复杂铁碳合金、有色金属及其合金13mm不去除材料粗糙度大批及拉量生产要求工人技术低，适于制造中小型铸件2.3 毛坯尺寸公差和机械加工余量等级的确定毛坯尺寸与加工面积、加工材料有关，查金属机械加工工艺人员手册汇总如表2-2所示：表2-2 毛坯尺寸公差等级及机械加工余量等级生产类型成批和大量生产CT79取CT为8MAF或G造型方法金属模机械砂型铸造一般最小孔径1020特殊最小孔径5最小铸造斜度金属型外表面0度30分铸造圆角金属型R=1/41/6（A+B）mmAB为连接的两壁厚铸件机械加工余量（MA）等级由精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、和J共9个等级。数字表示铸件尺寸公差等级（CT），字母表示铸件机械加工余量等级。砂型铸造的铸件，顶面（相对浇筑位置）的加工余量等级，比底、侧面的加工余量等级降低一级选用。2.4 定位基准的选择2.4.1精基准的选择精基准选择的原则有以下几点：（1）尽可能选加工表面的设计基准作为定位基准即基准重合原则。这样可以避免产生基准不重合误差。（2）选择精基准时，有两个被加工面，可以互为基准反复加工，以保证高的位置精度，即自为基准原则。（3）应尽可能在多数工序中采用同一组精准定位即基准统一原则，这样有利于保证各个表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序作采用的夹具比较统一，可减少夹具设计和制造工作。（4）有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准反复加工，即互为基准原则。（5）选择工件上精度高，尺寸较大的表面为精基准，以保证定位准确、稳定、夹紧可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。大批量生产箱体类零件时，常常采用一面两孔作定位基面，本课题中WH212减速箱体的结合面与装配基面有一定的尺寸精度和位置精度，下轴承孔轴线在结合面上，与底面也有尺寸精度和相互位置精度要求。由此分析，在箱体中的结合面和2110孔既是装配基准，又是设计基准，用他们作为精基准，能使加工遵循“基准重合原则”。其余端面、油孔、销孔也可以作为精基准，但考虑到工艺路线遵循“基准统一原则”，不选做精基准；此外结合面的面积较大，定位比较稳定、夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。箱体基座19孔经加工后形成两个工艺孔，在部分加工工艺中与底面一起，做为箱体零件的精基准，符合一面二孔的典型定位方式，定位较准确。2.4.2粗基准的选择在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求：第一，应保证定位稳定，夹紧可靠；第二，装入箱体内的回转零件(如齿轮、轴套等)应与箱壁有足够的间隙；第三，注重保持箱体必要的外形尺寸；第四，在保证各加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀，孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚。分离式箱体最先加工的是结合面。一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准，而是以底面和凸缘不加工面为粗基准。这样可以保证结合面先加工完成，并以此作为继续加工的精基准，这样可以提高整个加工的精度，减少箱体合装时结合面的变形。2.5 加工方法的选择WH212箱体加工路线拟分为三大部分：箱体上盖的加工、箱体底座的加工、合箱加工。其中这三大部分均按照两个阶段进行加工。第一阶段完成面加工，其中，先加工主要平面，后加工次要平面；第二阶段主要完成孔加工，包括钻孔、扩孔、镗孔、锪、攻螺纹等加工。针对WH212箱体，在选择加工方法时需特别注意以下几点：（1）底座加工时，为方便定位测油孔等一系列孔加工，设定两个工艺孔；（2）在总体原则的基础上，结合生产实际，合理安排加工顺序；（3）生产方式为批量生产，需要考虑工序的效率和成本。2.5.1主要加工方法的加工经济精度及表面粗糙度结合加工过程中需要用到的各种工艺，经过查阅机械加工工艺手册（资料5），表2.2-1-表2.2-25把各种工艺加工经济精度及所达到的表面粗糙度总结如下表：表2-3 各种工艺加工经济精度及所达到的表面粗糙度加工方式加工经济精度表面粗糙度Ra/mm粗铣11143.26.3半精铣11130.43.2精铣100.20.8粗磨91.6粗镗136.3以上半精镗110.83.2精镗8100.40.8钻孔11130.812.5扩孔11133.212.5半精铰孔890.41.6锪孔891.62.5.2面加工 常见平面有五条基本加工路线：粗铣半精铣精铣高速铣；粗刨半精刨精刨宽刀精刨、刮研或研磨；粗铣（刨）半精铣（刨）粗磨精磨研磨、精密磨、砂袋磨或抛光；粗拉精拉；粗车半精车精车金刚石车。（1）大平面加工因为各面粗糙度要求为3.6m，结合面粗糙度要求为1.6m，且加工面积较大，相比车削，铣削生产率较高，所以选择粗铣半精铣粗磨加工路线，即可达到所需要的粗糙度。（2）端面加工两轴承孔端面要求上盖和底座合箱后加工，且粗糙度要求为3.2m，与轴承孔的垂直度公差达到0.046，在底面、结合面加工中采用铣削，所以在端面加工中仍考虑用铣削加工，过程采用粗铣半精铣即可达到要求。2.5.3孔加工 孔加工的主要路线有：钻粗拉精拉；钻扩铰手铰；钻（或粗镗）半精镗精镗浮动镗或金刚镗；钻（或粗镗）粗磨半精磨精磨研磨。结合孔加工的主要路线，制定孔加工方案。（1）轴承孔加工在WH212箱体中，两个轴承孔2-110孔的加工要求精度较高，直接铸成，直径较大，所以采用粗镗半精镗精镗加工顺序。（2）螺纹孔加工螺纹切削加工一般指刀具或磨具加工螺纹的方法，有攻螺纹、车削内螺纹、拉削内螺纹等方法。结合图纸，需要加工的螺纹孔直径均小于16mm，且均为内螺纹，所以选用攻螺纹的方式进行螺纹加工，主要过程为钻攻， 攻螺纹前钻孔用钻头直径（3表40-6）针对不同螺纹孔选择钻头如下表：表2-4 螺纹底孔直径螺纹直径M6M8M10M12M16螺距粗牙粗牙1.5粗牙1.5钻头直径56.8910.214.4（3）沉头孔加工在WH212箱体中，有两个沉头孔需要加工。其一，机盖上有213圆柱形沉头孔，用以放螺母，粗糙度要求1.6m，而普通锪孔精度只能达到3.2m，所以采用精锪。其二，底座上有56沉头孔，深度2mm，且粗糙度要求1.6m，所以同样采用精锪。（4）工艺孔 工艺孔是在某些加工不方便时需要增加的辅助加工的孔，比如加工长轴需要在另一端打一个锥形的用于尾顶，扶持长轴以免变形的，这个锥孔就是工艺孔。工艺孔必需不影响工件的功能。有时为了让加工工具、刀具进入到某个不方便进入的空间，也需要开一个孔让刀具进入。在加工底座端面一系列孔、合箱后加工孔或面时，需要底面与两点定位，故在底面加工两个19工艺孔，公差等级IT7，用于接下来孔的定位与加工。（5）销孔 按图上要求，箱盖与底座一起加工销孔，并以两个销孔和底面定位，加工底座结合面上用于紧固上下两箱的孔。2.5.4检测方法的选择检测是重要的辅助工序，除工序操作者的自检以外，还应在粗加工阶段结束后、重要工序前后、全部加工完毕后专门安排检验工序。（1）长度检测在本设计中，测量长度、距离、直径等尺寸是一般用游标卡尺、深度测量时用到深度游标卡尺、主要孔加工时用内径千分尺。（2）形状与位置公差的检测这里只有垂直度、圆柱度、圆度的要求，所以用V形架、千分表、圆度仪、塞规进行检测。（3）粗糙度的检测这里采用比较样块进行粗糙度的测量，其中主要是轴承孔内壁与结合面粗糙度。（4）螺纹检测一般采用普通螺纹量规进行测量。2.6 加工路线的确定2.6.1拟定加工路线方案一（1）箱体上盖1、铸造2、热处理3、清砂4、上底漆5、划线：以两轴线为基准划出中心线、找正线作为粗基准6、粗铣：粗铣顶面与凸台；粗铣结合面7、半精铣：半精铣结合面至图要求；半精铣顶面至图要求8、粗磨：粗磨底面至图要求9、钻孔：钻顶面各螺纹孔底孔；攻顶面各螺纹孔螺纹；钻结合面各孔10、钳：去毛刺11、检查（2）箱体底座1、铸造2、热处理3、清砂4、上底漆5、划线：以两轴线为基准划出中心线、找正线作为粗基准6、粗铣：粗铣底面；粗铣结合面7、半精铣：半精铣结合面至图要求；半精铣底面至图要求8、粗磨：粗磨结合面至图要求9、钻孔：钻底面孔；钻结合面各孔；钻侧面通孔和螺纹孔底孔；攻侧面螺纹孔10、钳：去倒棱、毛刺11、检查（3）箱体1、清洗、合箱、螺栓紧固2、钻：钻、铰2-6锥销孔，装入锥销3、钳：标记4、粗铣：先后粗铣前后、左右端面5、半精铣：先后半精铣前后、左右端面6、粗镗、半精镗：粗镗、半精镗前后两轴承孔7、粗镗、半精镗：粗镗、半精镗左右两轴承孔8、精镗：精镗，倒角9、钻：钻端面螺纹孔底孔；攻16-M12深15螺纹10、钳：拆箱、清理、合箱11、检查12、入库2.6.2拟定加工路线方案二（1）箱体上盖1、铸造2、热处理3、清砂4、上底漆5、铣顶面与凸台：粗铣、半精铣顶面与凸台6、铣结合面：粗铣、半精铣结合面至图要求7、钻孔：加工顶面各螺纹孔底孔；攻顶面各螺纹孔螺纹；加工结合面各孔。8、粗磨：粗磨底面至图要求9、钳：去毛刺10、检查（2）箱体底座1、铸造2、热处理3、清砂4、上底漆5、铣结合面：粗铣、半精铣底面6、铣底面：粗铣、半精铣结合面7、钻孔：钻底面孔；加工及合面各孔；钻侧面通孔和螺纹孔底孔；攻侧面螺纹孔8、粗磨：粗磨结合面至图要求9、钳：去倒棱、毛刺10、检查（3）箱体1、清洗、合箱、螺栓紧固2、钻：钻、铰2-6锥销孔，装入锥销3、钳：标记4、铣端面：先后粗铣、半精铣前后端面；先后粗铣、半精铣左右端面5、粗镗：粗镗两轴承孔6、半精镗：半精镗两轴承孔7、精镗：精镗，倒角8、钻：钻端面螺纹孔底孔； 攻16-M12深15螺纹10、钳：拆箱、清理、合箱11、检查12、入库2.6.3确定加工路线首先对两种方案优缺点分析，两种方案的不同之处主要在于以下几点，首先方案一采用了划线，该箱体形状复杂、尺寸较大，所以成批生产时利用划线找正较易解决上述问题，但精度较低；其次方案一加工顺序主要是：粗铣半精铣磨钻，遵循了先面后孔的原则，但需要多次调整基准，而方案二则把磨工序放在了最后，可避免装夹损伤高精度面；最后一个不同则是方案二针对同一面的粗铣、半精铣由同一基准一次加工完成，使精度降低，但是在大批量生产时可节约大量装夹时间，提高生产效率。所以综合两种方案的优点，简单制定加工工序见表2.5-5，表2.5-6，表2.5-7：（1）箱体上盖表2-5 箱体上盖加工工序序号名称工序内容（单位：mm）装夹与定位设备1铸造金属模机械造型2热处理人工时效，消除内应力钳工3清砂清除浇冒口、飞边、毛刺等4上底漆非加工面涂底漆防锈5划线在各面划出主轴孔中心线划出顶面、结合面加工线和找正线主轴孔轴线（粗基准）划线平板6粗铣粗铣顶面、结合面以结合面为基准面找正中心线垫平铣床7半精铣半精铣结合面、顶面结合面及侧面8钻加工2-M8螺纹底孔，精锪13沉头孔加工2-M101螺纹底孔加工5-M6深15螺纹底孔以结合面为基准面按线找正钻床9攻攻M8、M10、M6螺纹以顶面与侧面为基准攻丝机10钻钻4-11孔，刮平4-25钻4-13孔，刮平4-28侧面为基准找正钻床11磨磨结合面以顶面与侧面定位钻床12钳去飞边毛刺13检验按零件图要求进行最终检查以顶面及侧面定位（2）箱体底座表2-6 箱体底座加工工序序号名称工序内容装夹与定位设备1铸造金属模机械造型2热处理人工时效，消除内应力钳工3清砂清除浇冒口、飞边、毛刺等4上底漆非加工面涂底漆防锈5划线在各面划出主轴孔中心线划出顶面、结合面加工线和找正线主轴孔轴线（粗基准）划线平板6粗铣粗铣底面、结合面以结合面为基准面找正中心线垫平铣床7半精铣半精铣结合面、底面以结合面为基准面铣床8钻、铰钻底面419孔，刮平36；铰两个工艺孔19.500.01用于定位；以结合面为基准面按线找正钻床9钻钻结合面411孔，刮平25；钻结合面413孔，刮平28；一面两孔即底面与19孔钻床10钻、锪钻25孔，精锪56深2孔；加工3-M6深10螺纹底孔；加工2M161.5螺纹底孔；一面两孔定位钻床11攻攻M6、M16螺纹一面两孔攻丝机12磨磨结合面一面两孔13钳去飞边毛刺14检查按零件图要求进行最终检查（3）箱体表2-7 箱体合箱后加工工序序号工序名称工序内容装夹与定位设备1钳清洗后对准合箱，用4-M10、4-M12螺栓螺母紧固2钻钻、铰2-6mm锥销孔，装入锥销两轴承孔定位3钳标记箱盖、底座4粗铣粗铣前后端面、粗铣左右端面以底面与两轴承孔为基准，侧面找正铣床5半精铣半精铣左右端面、半精铣前后端面以底面与两轴承孔为基准，侧面找正6镗粗镗、半精镗前、后轴承孔以底面与两轴承孔为基准，侧面找正镗床7镗粗镗、半精镗左、右轴承孔以底面与两轴承孔为基准，侧面找正8钻加工前后、左右端面上螺纹底孔16-M12底面与端面找正，夹具装夹9攻攻前后、左右端面上16-M12螺纹10精镗精镗前后轴承孔，倒角2-145精镗左右轴承孔，倒角2-14511钳拆箱、清理、合箱12检验检验各部尺寸及精度13入库入库2.7 机械加工余量及毛坯尺寸的确定2.7.1铸件机械加工余量铸件机械加工余量是与铸件尺寸公差（GB/T11350-1989）（mm）是配套使用的，由资料3查得铸件主要尺寸公差及各表面的总余量（同样可参考资料5表2.3-5），经过简单计算，可得出毛坯的主要尺寸，现把需要预留的加工余量进行汇总见下表2-8、表2-9：（1）箱体上盖表2-8 箱体上盖机械加工余量箱体上盖加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量值说明轴承孔左右端面285F4.0侧面端面、双侧加工（取上行数据）轴承孔前后端面230F3.0侧面端面、双侧加工顶面210F3.0顶面降一级，单侧加工上盖底面（结合面）210G4.0底面降一级，单侧加工轴承孔110110G3.0孔降一级，合箱后双侧加工不完全孔110110G3.0孔降一级，合箱后双侧加工（2）箱体底座表2-9 箱体底座机械加工余量箱体底座加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量值说明A面、B面230F3.0侧面端面、双侧加工（取上行数据）不完全孔110110G3.0孔降一级，合箱后双侧加工结合面230G4.0顶面降一级，单侧加工底座底面230F3.0底面，单侧加工（取下行数据）2.7.2主要毛坯尺寸及公差确定了加工路线以及加工余量，便可以经过查表得出毛坯尺寸的公差数值，以便进行加工余量的安排。现把毛坯主要尺寸及公差进行汇总计算如表2-9和表2-10。表2-10 箱体上盖毛坯尺寸及公差箱体上盖主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT左右端面2854.0+4.02932.2C面D面2303.0+3.02362.0顶面、底面2103.0+4.02172.0孔1101103.0+3.01041.8表2-11 箱体底座毛坯尺寸及公差箱体底座主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT前后端面2303.0+3.02362.0C、E面1103.0+3.01041.8顶面、底面1603.0+4.01672.0孔56562.5+2.5511.42.8 工序尺寸和公差的确定2.8.1面加工（1）箱体上盖顶面与结合面箱体上盖顶面与结合面的加工过程为工序6、7，加工方案和余量为：以结合面定位，粗铣顶面，保证工序尺寸P1，加工余量2mm；以顶面定位，粗铣结合面，保证工序尺寸P2，加工余量2mm；以顶面定位，半精铣结合面，保证工序尺寸P3，加工余量1.5mm；以结合面定位，半精铣顶面，保证工序尺寸P4，加工余量1mm；以顶面定位，粗磨结合面，保证工序尺寸P5，加工余量0.5mm。由下图所示加工方案，可找出全部工艺尺寸链，并求解各工序尺寸公差如图2-1：图2-1铣上盖顶面与结合面尺寸链图在（a）中，P5=D=2100.2；在 （b） 中，P4=P5+Z5，Z5为磨削余量，查资料8表238。Z5=0.5mm，则P4=210.5mm。由于工序尺寸P4是在半精铣中保证的，查资料8表120，要求IT711可达到结合面最终的粗糙度要求IT11，故确定其公差值为0.29，P4=（210.50.145）mm；在（c）中，P3=P4+Z4，Z4为半精铣余量，查表3238。Z4=1mm，则P3=210.5+1=211.5mm。由于工序尺寸P3是在半精铣中保证的，查表8120，取IT=11，其公差值为0.29，故P3=（211.50.145）mm；在（d）中，P2=P3+Z3，Z3为半精铣余量，因为一次粗铣切削，切除毛坯余量，Z4=1.5 mm，则P2=211.5+1=213mm。查表8120，IT913取IT=12，其公差值为0.46，故P3=（2130.23）mm；在（e）中，P1=P2+Z2，Z2为粗铣余量，并且一次切削，切除毛坯余量2mm，则P3=213+2=215mm。查表8120，同上取IT=12，其公差值为0.46，故P1=（2150.23）mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需要对加工余量进行校核：余量Z5的校核，在（b）中Z5是封闭环，故余量Z4的校核，在（c）中Z4是封闭环，故= 211.5+0.145-210.5+0.145 =1.29= 211.5-0.145-210.5-0.145 =0.71余量Z3的校核，在（d）中Z3是封闭环，故= 213+0.23-211.5+0.145 =1.875= 213-0.23-211.5-0.145 =1.125余量Z2的校核，在（e）中Z2是封闭环，故= 215+0.23-213+0.23 =2.46= 215-0.23-213-0.23 =1.54余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。用入体原则表示：、（2）箱体底面与结合面箱体底与结合面的加工过程为工序6、7，加工方案和余量为：以结合面定位，粗铣底面，保证工序尺寸P1，加工余量2mm；以底面定位，粗铣结合面，保证工序尺寸P2，加工余量2mm；以底面定位，半精铣结合面，保证工序尺寸P3，加工余量1.5mm；以结合面定位，半精铣底面，保证工序尺寸P4，加工余量1mm；以底面定位，粗磨结合面，保证工序尺寸P5，加工余量0.5mm。在底座中，毛坯尺寸为167mm，要求尺寸为1600.2mm，因其粗糙度要求与机盖相同，固尺寸链计算与验证均与机盖相同，不再一一列出，其公差值列表如2-12下：表2-12 铣上盖顶面结合面各工步保证尺寸工序余量保证尺寸mm粗磨结合面P51600.2半精铣底面P4160.50.125半精铣结合面P3161.50.125粗铣结合面P21630.2粗铣顶面P11650.2用入体原则表示：、（3）两轴承孔前后端面加工方案和余量：以前端面定位，粗铣后端面，保证工序尺寸P1，加工余量2mm；以后端面定位，粗铣前端面，保证工序尺寸P2，加工余量2mm；以前端面定位，半精铣后端面，保证工序尺寸P3，加工余量1mm；以后端面定位，半精铣前端面，保证工序尺寸P4，加工余量1mm；由下图所示加工方案，可找初全部工艺尺寸链，并求解各工序尺寸公差如下： 图2-2 铣两轴承孔前后端面尺寸链图在（a）中，P4=D=230；在（b）中，P3=P4+Z4，Z4为半精铣余量，查资料3表238。Z5=1mm，则P4=231mm。由于工序尺寸P3是在半精铣中保证的，查资料3表120，要求IT711可达到结合面最终的粗糙度要求，取IT11，故确定其公差值为0.29，P3=（2310.145）mm；在（c）中，P2=P3+Z3，P2在半精铣中保证，查表3238。Z3=1mm，则P3=231+1=232mm。查表3120，取IT=11，其公差值为0.29，故P3=（2320.145）mm；在（d）中，P1=P2+Z2，P1在粗铣中保证，由一次粗铣切削，切除毛坯余量，Z2=2 mm，则P1=232+2=234mm。查表3120，IT913取IT=12，其公差值为0.46，故P3=（2340.23）mm；为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需要对加工余量进行校核余量Z4的校核，在（b）中Z5是封闭环，故=231+0.145-230+0.29=1.435=231-0.145-230-0.29=0.855余量Z3的校核，在（c）中Z4是封闭环，故=232+0.23-231+0.145=1.875=213-0.23-231-0.145=0.625余量Z2的校核，在（d）中Z3是封闭环，故=234+0.23-232+0.23=2.46=234-0.23-232-0.23=1.54余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。用入体原则表示：、（4）两轴承孔左右端面箱体轴承孔左右端面加工过程为工序4、5加工方案和余量：以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸P1，加工余量2mm；以右端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸P2，加工余量2mm；以左端面定位，半精铣右端面，保证工序尺寸P3，加工余量1mm；以右端面定位，半精铣右端面，保证工序尺寸P4，加工余量1mm。在底座中，毛坯尺寸为285mm，要求尺寸为2930.2mm，因其粗糙度要求与前后端面相同，固尺寸链计算与验证均与前后端面相同，不再一一列出，其公差值列表2.7-2如下：表2-13 铣左右轴承孔端面各工步保证尺寸工序余量保证尺寸mm半精铣右端面P4285半精铣左端面P32860.16粗铣右端面P22870.16粗铣左端面P12900.26用入体原则表示：、2.8.2孔加工（1）镗孔加工这部分分析围绕两轴承孔2110的镗削加工余量、工序尺寸和公差的确定，加工方案和余量如下：粗镗，加工余量4mm，精度等级IT10；半精镗，加工余量1.6mm，精度等级IT7；精镗，加工余量0.4mm，精度等级IT1。因镗孔基准重合，所以不需要进行尺寸链的计算，按加工精度参考3240，确定尺寸公差如下表2-14：表2-14 镗承孔各工步保证尺寸工序公差值（mm）保证尺寸（mm）粗镗0.221080.0435半精镗0.087109.60.0175精镗0.035109.974110.009（2） 钻、铰加工在WH212箱体中，孔加工有钻孔、绞孔、攻螺纹、锪孔。其中螺纹孔加工，一般需要注意钻头的直径，在本文中已经总结了需要用到的钻头直径，见表2-4，因此在孔加工部分不再进行说明。锪孔采用平底锪钻直接加工，所以在此只对钻铰2-6锥销孔加工余量、工序尺寸和公差进行确定。由3表228可查得，铰孔余量Z绞=0.1mm；钻余量Z钻=5.9mm；由3表120依次确定各工序的加工精度，粗铰：IT8；钻孔IT11；由标准公差数值表可确定各工步的公差值为：粗铰：0.018mm；钻：0.075mm；综上所述，该工序各工步的尺寸公差分布为：粗铰钻孔它们的相互关系如下：图2-3 2-6锥销孔加工方案示意图3 确定切削用量和机械加工时间定额3.1 面加工（1）铣削速度v（m/min） /1000 （式3.1-1）其中：d铣刀直径（mm） n铣刀转速（r/min）（2）进给量换算 （式3.1-2）其中：每转进给量f(r/min) 每齿进给量(mm/z)（3）铣削深度 指平行于铣刀轴线方向的切削层尺寸（4）基本工时 （式3.1-3）其中：加工长度(mm) 刀具的切入长度(mm) 刀具的切出长度(mm)（5）其他时间辅助时间：=0.15 （式3.1-4）布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+) （式3.1-5）单件时间：=+ （式3.1-6）3.1.1粗铣部分(1)机床选用参考资料4机械加工工艺师手册表114或参考资料5表3.1-73 表3-1 铣床参数表名称工作台进给量范围mm/min主轴转速范围r/min主电动机功率万能升降台铣床纵：23.51180横：23.51180垂直：839430150010Kw机床型号工作台进给量级数主轴转速级数主电动机转速X6318181450r/minX63铣床主轴转速(r/min)：30，37.5，47.5，60，75，95，118，150，190，235，300，375，475，600，750，950，1180，1500。X63铣床工作台进给量（mm/min）：纵向/横向23.5，30，37.5，47.5，60，75，95，118，150，190，235，300，375，475，600，750，950，1180； 垂向为纵向进给量的1/3。(2)刀具选用机械加工工艺手册5表4.44(GB111585)名称：硬质合金圆面铣刀YG6 量具：卡尺；D=300mm；d=50mm；齿数Z=14； L=45。(3)粗铣加工面机盖顶面切削用量铣削深度：=2mm（走刀1次）进给量：(mm/z)为0.180.28，取=0.28mm/z（5表2.473）铣削速度： v=1.13 m/s（5表2.481）机床主轴转速n：取n=75r/min则实际铣削速度为：工作台每分进给量=0.281475/60=4.9mm/s=294mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm)=285，取=90mm刀具的切入长度 (mm)= =8.9刀具的切出长度(mm)=2mm基本时间其他时间辅助时间：=0.15=0.151.006=0.151min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.069单件时间：=+=1.006+0.151+0.069=1.226min=73.59s机盖结合面与底座结合面切削用量铣削深度：=2mm（走刀1次）进给量：(mm/z)为0.180.28，取=0.28mm/z（ 5表2.473）铣削速度： v=0.86 m/s（ 5表2.481）机床主轴转速： 取n=60r/min则实际铣削速度为：工作台每分进给量=0.281460/60 =235.2mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm)=330mm，取=230mm刀具的切入长度 (mm)= =55.69mm刀具的切出长度(mm)=2mm基本时间为=1.648min因为有两个面需要加工，所以=3.296min其他时间辅助时间：=0.15=0.153.296=0.494min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.227min单件时间：=+=3.296+0.494+0.227=241.02s底座底面切削用量铣削深度：=2mm（走刀1次）进给量：(mm/z)为0.180.28，取=0.28mm/z（5表2.473）铣削速度： v=0.86 m/s（5表2.481）机床主轴转速： 取n=60r/min则实际铣削速度为： 工作台进给量=0.281460/60 =235.2mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm) =275，取=230mm刀具的切入长度 (mm)= =55.69mm刀具的切出长度(mm)=2mm基本时间为= 1.414min其他时间辅助时间：=0.15=0.151.414=0.212min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.097min单件时间：=+=1.414+0.212+0.097=103.4s两轴承端面切削用量铣削深度：前后端面=2mm，左右端面=3mm；（走刀1次）因为不影响切削用量所以在一起计算进给量：(mm/z)为0.250.38，取=0.28mm/z（5表2.473）铣削速度： v=1.13 m/s（5表2.481）机床主轴转速：取n=60r/min则实际铣削速度为：工作台进给量=0.281460/60 =235.2mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm) =110，取=110mm刀具的切入长度 (mm)= =12.45刀具的切出长度(mm)=2mm基本时间为=0.53min因为有4个面需要加工，所以=2.12min其他时间辅助时间：=0.15=0.152.12=0.318min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.146min单件时间：=+=2.12+0.318+0.146=155.04s3.1.2半精铣部分(1)机床选用机床不变(2)刀具选用机械加工工艺手册5表4.44(GB111585)量具：游标卡尺名称：高速钢面铣刀D=300mm；d=50mm；齿数Z=14； L=45。(3)半精铣加工面机盖顶面切削用量铣削深度：=1mm（走刀一次）进给量：f (mm/r)为0.51.0，取=0.07mm/z（5表2.473）铣削速度： v=3.6m/s（5表2.481）机床主轴转速：取n=235r/min则实际铣削速度： 工作台进给量：=0.0714235/60 =230.3mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm)：=285，取=90mm刀具的切入长度(mm)： = =8.9刀具的切出长度：(mm)=2mm基本时间：其他时间辅助时间：=0.15=0.151.285=0.193min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.089min单件时间：=+=1.285+0.193+0.089=1.57min=94.02s机盖结合面与底座结合面切削用量铣削深度：=1.5mm（走刀一次）进给量：f (mm/r)为0.51.0，取=0.07mm/z（5表2.473）铣削速度： v=2.6m/s（5表2.481）机床主轴转速：取n=190r/min则实际铣削速度：工作台进给量：=0.0714190/60 =186.2mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm)：=330mm，取=230mm刀具的切入长度(mm)： = =55.69mm刀具的切出长度(mm)：=2mm基本时间：因为有两个面需要加工，所以=4.164min其他时间辅助时间：=0.15=0.154.164=0.625min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.287min单件时间：=+=4.164+0.628+0.287=5.076min=304.58s底座底面切削用量铣削深度：=1mm（走刀1次）进给量：f (mm/r)为0.51.0，取=0.07mm/z（5表2.473）铣削速度： v=2.6m/s（5表2.481）机床主轴转速：取n=190r/min则实际铣削速度：工作台进给量：=0.0714190/60 =186.2mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm) ：=275，取=230mm刀具的切入长度(mm)： = =55.69mm刀具的切出长度(mm)：=2mm基本时间：其他时间辅助时间：=0.15=0.151.787=0.268min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.123min单件时间：=+=1.787+0.268+0.123=2.178min=130.69s两轴承端面切削用量铣削深度：=1mm（走刀1次）进给量：f (mm/r)为0.51.0，取=0.07mm/z（5表2.473）铣削速度： v=2.94m/s（5表2.481）机床主轴转速： 取n=190r/min则实际铣削速度为：工作台每分进给量=0.0714190/60=3.1mm/s=186.2mm/min基本工时（52.4-79）加工长度(mm) ：=110，取=110mm刀具的切入长度(mm)： = =12.45刀具的切出长度(mm)：=2mm基本时间：= 0.67min因为要切削四个端面，所以时间共2.68min其他时间辅助时间：=0.15=0.152.68=0.402min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.185min单件时间：=+=2.68+0.402+0.185=3.267min=196.02s3.1.3 磨削加工（1）机床、名称：卧轴矩台平面磨床（5表3.1-47）型号：M1730A工作台面尺寸/mm（宽长）：5002000；工作最大行程：纵向2000mm；主轴转速：1450r/min电动机功率：主电动机26.45KW（2）刀具：砂轮 量具：游标卡尺 ，比较样块型号：WA54KV5P40080127（DBd）材料为白刚玉5表4.8-2，形状为平形砂轮5表4.8-1，粒度号：545表4.8-4，硬度选择中软1级5表4.8-5，采用陶瓷结合剂,5号组织5表4.8-8。（3）磨结合面切削用量砂轮转速：n=1450r/min轴向进给量：=0.5B=40mm/双行程工件速度：v=0.27m/s=16.2m/min径向进给量：=0.024mm/双行程基本工时双行程进给时：5表2.5-111其中加工长度：L=330mm加工宽度：b=230mm单面加工余量：=0.05同时磨削的工件数量：Z=1局部修磨系数：k=1.1（5表2.5-12）所以=33s其他时间辅助时间：=0.15=4.95s布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(33+4.95)=2.28s故单件时间：=+=40.23s3.2 孔加工3.2.1镗孔加工镗孔加工基本工时计算公式 （式3.2-1）其中加工长度(mm)：l刀具的切入长度(mm)：刀具的切出长度(mm)： (1)机床（5表3.1-40）名称：卧式镗床型号：T68 工作台面尺寸/mm（宽长）：8001000；工作最大移动距离：纵向1140mm，横向850mm；主轴转速：102000级数：18主轴转速（r/min）：20，25，32，40，50，64，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000。5表3.1-41主轴进给量：0.05，0.07，0.1，0.13，0.19，0.27，0.37，0.52，0.74，1.03，1.43，2.05，2.9，4，5.7，8，11.1，16。5表3.1-42(2)刀具( 5表2.463) (GB111585) 名称：硬质合金圆镗刀 量具：内径千分尺主偏角B=12，H=12，L=150，l=40，d=12(3)粗镗箱体两轴承孔切削用量切削深度：=2mm进给量：f=0.45mm/r（5表2.4-66）转速：n=100r/min切削速度：基本工时l=55,=4因为要切削两个孔，所以时间共2.8min其他时间辅助时间：=0.15=0.152.8=0.42min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.588min单件时间：=+=2.8+0.42+0.588=3.808min=228.48s(4)半精镗箱体两轴承孔切削用量切削深度：=0.8mm进给量：f=0.2mm/r（参考资料5表2.4-66）量具：内径千分尺转速：n=160r/min切削速度：基本工时，=4因为要加工两端面，所以时间共6.18min其他时间辅助时间：=0.15=0.156.18=0.927min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.426min单件时间：=+=6.18+0.927+0.426=7.533min=451.98s(5)精镗箱体两轴承孔切削用量切削深度：=0.2mm（量具：塞规）进给量：f=0.1mm/r（5表2.4-66）转速：n=200r/min（取加工经验值）切削速度：基本工时，=4因为需要镗2次，所以共需时间6.12min其他时间辅助时间：=0.15=0.156.12=0.918min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.42min单件时间：=+=6.12+0.918+0.42=7.46min=447.62s3.2.2通孔、螺纹孔孔加工基本工时计算公式 （式3.2-1）其中加工长度为l(mm)刀具的切入长度(mm)： 刀具的切出长度(mm)： 丝锥攻螺纹加工机动时间 （式3.2-2）其中 攻盲孔时值为0 n0 为丝锥或工件回程的每分钟转速（r/min）； i为使用丝锥的数量； n为工件或丝锥的每分钟转速（r/min）铰孔基本工时计算公式（5表2.5-7） （式3.2-3）其中为行程计算长度： （式3.2-4）（1）钻孔机床（5表3.1-30）机床名称：摇臂钻床机床型号：Z35A最大钻孔直径：50mm主轴最大行程：350mm主轴转速范围（r/min）：252000主轴级数：16主轴进给范围（mm）：0.031.2进给量组别：主轴转速：25，40，63，80，100，125，160，200，250，320，400，500，630，800，1250，2000。主轴进给量：0.04，0.06，0.10，0.13，0.16，0.20，0.25，0.32，0.4，0.5，0.63，0.8，1.0，1.25，2.0，3.2。攻螺纹机床12表7.2-2机床名称：攻丝机机床型号：ZS4025A最大攻螺纹钻孔直径：M20、d25主轴最大行程：150mm主轴转速范围（r/min）：A：1001450/B：2052900主轴级数：8主电动机功率0.55/0.75KW （2）2-M8螺纹孔加工钻孔加工 刀具参考资料5表4.3-7，量具：游标卡尺表3-1 2-M8螺纹孔加工刀具参数表刀具名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢6.810969切削用量切削深度：3.4mm，（走刀1次，5表2.5-9）进给量：查表f为0.200.24mm/r，取f=0.20mm/r（5表2.4-38）切削速度：查表v=0.43m/s，参考资料5表2.4-41机床主轴转速：取n=1250r/min实际切削速度： 基本时间被切削层长度：l=25mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间：攻2-M8螺纹刀具名称：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）（5表4.6-4），量具：螺纹量规表3-2 攻2-M8螺纹刀具参数表代号直径d螺距Pd1LlaM88mm1.25mm6.37222.05.00切削用量进给量f：由于螺距为1.25，所以取f=1.25mm/r(走刀1次)切削速度v：取v=0.133m/s，参考资料5表2.4-105机床主轴转速n：取n=320r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=15mm刀具切入长度：21.25=2.5mm刀具切出长度：21.25=2.5mm基本时间：加上钻螺纹底孔，所以基本工时0.17min，即10.2s其他时间辅助时间：=0.15=0.1510.2=1.53s布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.70s单件时间：=+=10.2+1.53+0.7=12.43s或者采用 （3）2-M101螺纹孔加工2-M10孔加工刀具参考资料5表4.3-7表3-3 2-M101螺纹孔加工刀具参数表刀具名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢912581切削用量切削深度：4.5mm（走刀1次 5表2.5-9）进给量：查表f为0.330.40mm/r，取f=0.40mm/r参考资料5表2.4-38切削速度：查表v=0.42m/s，参考资料5表2.4-41机床主轴转速：取n=800r/min实际切削速度： 基本工时被切削层长度：l=35mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间： 攻2-M101螺纹 刀具名称：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）（5表4.6-4）量具：螺纹量规表3-4 攻2-M101螺纹刀具参数表代号直径d螺距PLlaM1010mm1mm8.076206.30切削用量进给量f：由于螺距为1，所以取f=1mm/r（走刀1次）切削速度v：取v=0.213m/s参考资料5表2.4-105机床主轴转速n：取n=400r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=35mm刀具切入长度：21=2mm刀具切出长度：21=2mm基本时间：因为需要加工两个螺纹孔，所以共需时间0.454min其他时间辅助时间：=0.15=0.150.454=0.0681min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.0313min单件时间：=+=0.454+0.0681+0.0313=0.55min=33.2s（3）5-M6深15螺纹孔、3-M6深10螺纹孔背面刮平28加工5-M6、3-M6孔加工刀具（ 5表4.3-7）表3-5 5-M6、3-M6螺纹孔加工刀具参数表刀具名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢58652切削用量切削深度：2.5mm（走刀1次 5表2.5-9）进给量：查表f为0.170.20mm/r，取f=0.2mm/r（5表2.4-38）切削速度：查表v=0.45m/s，( 5表2.4-41)机床主轴转速：取n=1250r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=15mm l=10mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间： （5-M6深15螺纹孔） （3-M6深10螺纹孔）攻5-M6深15螺纹、3-M6深10螺纹刀具名称：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）参考资料5表4.6-4表3-6 攻M6螺纹刀具参数表代号直径d螺距PLLaM106mm1mm4.566193.55切削用量进给量f：由于螺距为1，所以取f=1mm/r(走刀1次)切削速度v：取v=0.115m/s参考资料5表2.4-105机床主轴转速n：取n=400r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=15mm， l=10mm刀具切入长度：21=2mm刀具切出长度：21=2mm基本时间：(5-M6深15螺纹) (3-M6深10螺纹)因为需要加工5个螺纹孔，所以共需基本时间0.628min5-M6深15螺纹其他时间辅助时间：=0.15=0.150.628=0.094min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.043min单件时间：=+=0.628+0.094+0.043=0.765min=45.9s3-M6深10螺纹其他时间因为需要加工3个螺纹孔，所以共需基本时间0.279min辅助时间：=0.15=0.150.279=0.042min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.019min单件时间：=+=0.279+0.019+0.042=0.34min=20.4s(4)箱体机盖、底座结合面8-11刮平25孔加工11孔加工刀具参考资料5表4.3-7表3-7 加工8-11刀具参数表刀具名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢1114294切削用量切削深度：5.5mm（走刀1次 5表2.5-9）进给量：查表f为0.350.47mm/r，取f=0.40mm/r参考资料5表2.4-38切削速度：查表v=0.42m/s，参考资料5表2.4-41机床主轴转速：取n=800r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=14mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间：刮平25另加辅助时间0.5min参考资料5表2.5-81其他时间辅助时间：=0.15=0.150.563=0.075min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.0345min单件时间：=+=0.50+0.0345+0.075=0.61min=71.07s(5)箱体机盖、底座结合面8-13刮平28孔加工13孔加工刀具（料5表4.3-7）表3-8 加工8-13刀具参数表刀具名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢13151101切削用量切削深度：6.5mm（走刀1次，5表2.5-9）进给量：查表f为0.390.47mm/r取f=0.4mm/r（ 5表2.4-38）切削速度：查表v=0.46m/s，( 5表2.4-41)机床主轴转速： 取n=800r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=14mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间：刮平25另加辅助时间0.5min( 5表2.5-81)其他时间辅助时间：=0.15=0.150.696=0.104min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.048min单件时间：=+=0.696+0.104+0.048=0.848min=50.88s（6）底座底面419刮平36孔加工419孔加工刀具(5表4.3-7)：表3-9 加工419刀具参数表名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢19198135切削用量切削深度：9.5mm(走刀1次 5表2.5-9)进给量：查表f为0.450.64mm/r，取f=0.5mm/r（5表2.4-38）切削速度：查表v=0.44m/s，参考资料5表2.4-41机床主轴转速：取n=500r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=25mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间刮平36另加辅助时间0.8min（5表2.5-81）铰两个工艺孔刀具名称：直柄机用铰刀（GB1132-84）（ 5表4.3-45）表3-10 铰工艺孔刀具参数表直径dd1Ll材料191818958高速钢切削用量切削深度：0.06mm（走刀1次5表2.3-48铰孔加工余量）进给量f：f为1.02.0，取 f=1.0mm/r（5表2.4-58）切削速度v：取v=0.19m/s，（5表2.4-59）机床主轴转速n： 取n=200r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=25mm=12基本时间：=0.6min=36s所以共需基本时间1.2min其他时间因为需要加工4个孔，所以共需基本时间0.99min辅助时间：=0.15=0.150.99=0.149min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.068min单件时间：=+=0.99+0.149+0.068=1.21min=72.4s（7）2-25孔加工刀具（5表4.3-7）：表3-11 加工2-25孔刀具参数表名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄长麻花钻高速钢25282185切削用量切削深度：9.5mm（走刀1次 5表2.5-9）进给量：查表f为0.580.72mm/r，取f=0.63mm/r（5表2.4-38）切削速度：查表v=0.39m/s，（5表2.4-41）机床主轴转速：取n=400r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=15mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间其他时间辅助时间：=0.15=0.150.162=0.024min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.01min单件时间：=+=0.162+0.01+0.024=0.20min=11.9s(8)螺纹孔16M12加工16M12钻孔加工刀具（5表4.3-7）：表3-12 加工螺纹孔16M12刀具参数表名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢10.213387切削用量切削深度：5.1mm（走刀1次 5表2.5-9）进给量：查表f为0.350.47mm/r，取f=0.4mm/r（5表2.4-38）切削速度：查表v=0.35m/s，（5表2.4-41）机床主轴转速：取n=630r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=25mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间：攻16-M12螺纹刀具名称：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）（5表4.6-4）表3-13 攻16-M12螺纹刀具参数表代号直径d螺距PLlAM1212mm1.75mm98929.07.1切削用量进给量f：由于螺距为1.75，所以取f=1.75mm/r切削速度v：取v=0.148m/s，参考资料5表2.4-105机床主轴转速n：取n=200r/min实际切削速度：被切削层长度：l=25mm基本工时刀具切入长度：21.75=3.5mm刀具切出长度：21.75=3.5mm走刀次数：1次基本时间：因为要加工同样16个孔，所以工序时间3.26min其他时间辅助时间：=0.15=0.153.26=0.489min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.225min单件时间：=+=3.26+0.489+0.025=3.97min=238.4s (9)加工2M161.5螺纹孔2M161.5螺纹孔钻孔加工刀具（5表4.3-7）：表3-14 加工2M161.5螺纹孔刀具参数表名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢14.5169114切削用量切削深度：7.25mm（走刀1次5表2.5-9）进给量：查表f为0.390.5mm/r，取f=0.40mm/r（5表2.4-38）切削速度：查表v=0.43m/s，（5表2.4-41）机床主轴转速：取n=630r/min实际切削速度： 基本工时被切削层长度：l=10mm刀具切入长度：刀具切出长度：基本时间： 攻2M161.5螺纹刀具名称：细柄机用和手用丝锥（GB3464-83）（ 5表4.6-4）表3-15 攻2M161.5螺纹刀具参数表代号直径d螺距PLlAM1616mm1.5mm12.5010232.010.00切削用量进给量f：由于螺距为1.5，所以取f=1.5mm/r（走刀1次）切削速度v：取v=0.258m/s，（5表2.4-105）机床主轴转速n：取n=320r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=10mm刀具切入长度：21.5=0.75mm刀具切出长度：21.5=0.75mm基本时间：其他时间辅助时间：=0.15=0.155.52=0.83s布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.38s单件时间：=+ =6.73s(10)钻、铰26mm锥销孔钻孔加工刀具（5表4.3-7）：表3-16 钻26mm锥销孔刀具参数表名称刀具材料钻头直径钻头长度切削部分长度直柄麻花钻高速钢5.97543切削用量切削深度：2.9mm（走刀1次）进给量：查表f为0.130.17mm/r，取f=0.16mm/r（ 5表2.4-38）切削速度：查表v=0.50m/s，参考资料5表2.4-41机床主轴转速：取n=630r/min实际切削速度： 基本工时被切削层长度：l=10mm刀具切入长度： 刀具切出长度：基本时间： 铰2M6锥销孔刀具名称：直柄机用铰刀（GB1132-84）（5表4.3-45）表3-17 铰2M6锥销孔刀具参数表直径dd1Ll材料6mm5.69326高速钢切削用量切削深度：0.05mm（表2.3-48铰孔加工余量）进给量f：f为0.650.13，取 f=0.4mm/r（5表2.4-58）切削速度v：取v=0.4m/s（5表2.4-59）机床主轴转速n： 取n=125r/min实际切削速度：基本工时被切削层长度：l=28mm，=12基本时间：=0.6min=36s所以共需基本时间0.74min其他时间辅助时间：=0.15=0.150.74=0.11min布置作业时间，休息及生理需要时间：+=6%(+)=0.005min单件时间：=+=0.89min=53.46s3.2.3锪孔（1）机床与钻孔相同（2）刀具：90直柄锥面锪钻（3）加工孔径：13深3，56深2（4）切削用量（5表2.4-67）进给量：f=0.20mm/r13, f=0.25mm/r56切削速度：0.20.41m/s主轴转速：取倒角转速195r/min（5）基本工时被切削层长度=3mm(13孔)，=2mm(56孔)刀具切入长度=1mm基本工时分别为： (13孔) (56孔)（6）其他时间辅助时间为：=0.156.154=0.923s(13孔) =0.153.692=0.554s(56孔)布置作业时间，休息及生理需要时间： （6.153+0.923）=0.425s（13孔） （3.692+0.554）=0.255s（56孔）4 夹具设计WH212箱体结构复杂，外形不规则，有些加工用通用夹具很难实现，在这种情况下，为了保证加工精度，降低劳动强度，提高生产率，需要设计专用夹具。根据设计要求，需要设计以下两种夹具：2-110轴承孔的镗孔夹具。4.1镗床夹具设计（1）设计任务分析粗镗、半精镗、精镗箱体上2110轴承孔圆度与圆柱度均为0.01，与孔端面垂直度为0.08孔中心线与上下箱体结合面位置度公差为0.2下一工序为另一轴承孔的镗孔加工（2）定位方案及元件设计镗孔时需要合箱后进行加工，拟定两种方案如下：方案一：一面一销，再加一销钉。用已经加工的底面做定位面，来约束、。圆柱销限制了、。另外，再加一支撑钉来限制。所以该工件的六个自由度被完全限制了，实现了完全定位。方案二：两个挡块。同上，采取底面作为定位的一面来约束、方向的移动。X方向的挡块限制和，Y方向的挡块和。采用方案二可以完全限制工件的六个自由度，但镗孔需要的精度较高，与其余孔系有一定的配合要求，而方案一中定位面和定位销一体，结构简单，定位精度较高，所以选择一面两销的定位方式。（3）夹紧方案及夹紧元件选择镗孔加工中，切削产生的切向力垂直于底座，可增加摩擦力，有助于夹紧
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