机械制造工艺学_课程设计_夹具设计

1、机械制造工艺学课程设计 设 计 者： 班 级： 学 号： 指导老师：目 录第一章 产品概述11.1蜗轮蜗杆减速器概述11.2减速器箱体11.3箱体配合面3第二章 图纸技术要求分析42.1图纸检查42.2箱体零件的结构工艺性分析52.3 图纸的技术要求分52.4加工重难点6第三章 生产纲领及生产类型6第四章 材料与毛坯74.1材料选择74.2毛坯的制造方法84.3毛坯加工余量84.4毛坯图8第五章 定位基面95.1 定位基准的选择95.2 定位基准的选择及分析10第六章 加工工作量及工艺手段116.1 机座底面116.2 机座上机盖结合面116.3 蜗杆轴轴承座端面126.4蜗杆轴轴承座孔126

2、.5 机盖窥视孔端面126.6机盖上机盖结合面136.7蜗轮轴轴承座端面136.8蜗轮轴轴承座端面孔13第七章 工艺过程14第八章 铣箱体轴孔端面工序的夹具设计与计算168.1铣削轴孔两端面的分析168.2机床夹具设计的基本原则和特点168.3铣削参数的确定：178.4时间定额计算218.5机械加工工艺卡228.6夹具体的设计228.7夹具气压回路的设计31第九章 实习小结32第十章 参考文献32第一章 产品概述1.1蜗轮蜗杆减速器概述 减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，蜗轮蜗杆减速机是一种动力传达机构，几乎在各式机械的传动系统中都可以见到蜗轮蜗杆减速机的踪迹，从

3、交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，涡轮蜗杆减速器效率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。蜗轮蜗杆减速机的结构主要有：箱体（机座和机盖）、蜗杆、蜗轮、轴承、挡油盘、地脚螺栓、定位销、箱体箱盖连接螺栓等。蜗轮蜗杆减速机的作用主要有：1、降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。2、减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为

4、减速比的平方。1.2减速器箱体箱体是减速器中所有零件的基座，是支撑和固定轴系部件、保证传动零件的正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件，在整个减速器总成中的起支撑和连接的作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装。箱体一般还兼做润滑油的油箱，具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体大多做成剖分式，由机座和机盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面，如图1-2、1-3所示。机座与机盖采用普通螺栓联结，用圆锥销定位。箱体的材料、毛坯种类与减速器的应用场合及生产数量有关。铸造箱体通常采用灰铸铁铸造。铸造箱体的刚性较好，外型美观，易于切削加工，

5、能吸收振动和消除噪声，但重量较重，适合于成批生产。 1-2 机盖 1-3 机座 变速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔，螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。 箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响减速器的寿命和性能进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求.由于机器的结构特点和箱体在

6、机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等.箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯.毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于3050mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量.变速箱

7、的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工面有轴承孔系及其端面，平面，螺纹孔，销孔等。因此加工过程中的主要问题是保证的孔的精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。1.3箱体配合面1.3.1机座配合面（1）机座底面与地面接触，通过地脚螺栓固定在地面上，需要间隙较小，要求有一般的表面粗糙度，以减小振动；（2）机座的顶面与机盖的底面配合，通过连接螺栓连接，而且需要间隙很小，要求很高的表面粗糙度，以减小漏油、进灰尘等；（3）机座蜗杆轴承座端面与端盖装配，通过螺栓连接，要求有一般的表面粗糙度，以防灰尘；（4）机座蜗杆轴承座孔与蜗杆装配，需要很小间隙，要求很高的表面粗糙度，以减小漏油、进灰尘等；（5）机

8、座蜗轮轴轴承座端面与端盖装配，通过螺栓连接，要求有一般的表面粗糙度，以防灰尘；（6）机座蜗轮轴承座孔与蜗轮装配，需要很小间隙，要求很高的表面粗糙度，以减小漏油、进灰尘等；（7）机座侧面两游标孔端面盒油孔端面需要与螺栓连接，端面有粗糙度要求，要求有一般的表面粗糙度，以防灰尘；（8）机座的顶面与机盖的底面配合，通过锥销孔定位，而且需要间隙很小，要求很高的表面粗糙度，以机座机盖准确定位配合。1.3.2机盖配合面（1）机盖的底面与机座的顶面配合，通过连接螺栓连接，而且需要间隙很小，要求很高的表面粗糙度，以减小漏油、进灰尘等；（2）机盖的底面与机座的顶面配合，通过锥销孔定位，而且需要间隙很小，要求很高的

9、表面粗糙度，以机座机盖准确定位配合。（3）机盖顶端窥视孔端面与毛毡装配，有粗糙度要求，通过螺栓连接，要求有一般的表面粗糙度，以防灰尘；第二章 图纸技术要求分析2.1图纸检查分析图纸可知：1、涡轮、蜗杆两轴承孔轴线的垂直度误差为0.19mm，为8级要求2、四轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm，为8级要求3、机盖、机座结合面的平面度误差为0.025mm，为7级要求4、涡轮轴承孔（分上下两半）圆柱度误差为0.012mm，为7级要求5、涡轮轴承孔（分上下两半）轴线处于结合面内其允许的位置度位差为0.60mm6、两轴承孔（ 和）公差代号均为H7若以阿基米德螺线蜗杆传动，其对蜗杆、涡轮轴线垂直度

10、的误差不敏感，故原图8级精度要求可行；作为会产生较大轴向力的蜗杆传动，其轴向力直接作用于轴承上并通过轴承端盖承受，故轴承孔断面8级精度要求合理；结合面的密闭性将影响减速器的润滑状况即是否会发生渗漏，6级精度要求合理；涡轮轴承孔的形状、位置直接影响传动，且因其上下半圆分别在两个零件上，故应作要求，因此此图所选合理；两孔尺寸精度IT7既满足了使用性能的要求，在加工上又较易实现，故选择正确。 图纸改错：1.机座主视图中与机盖的连接螺栓孔剖视后孔内剖面线应去掉；2.机座底面局部剖打断线超出界限。3、主视图吊耳处5mm应该去掉，为重复标注。4、左视图中油孔定位尺寸15mm应该去掉。5、机座底面粗糙度Ra

11、12.5不能满足加工要求，应改为Ra3.2 。6、技术要求中铸造精度IT18改为IT16 。 2.2箱体零件的结构工艺性分析箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意： 1)、本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差，加工时最好采用专用多主轴机床加工。2）、箱体的需要加工的端面都是属于大平面，建议采用大直径平面铣刀。3）、箱体很多地方同一部位需要使用不同刀具，但定位基准不变，可采用统一基准定位夹紧，采用统一夹具，节约成本。4）、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

12、取合理的加工方法，以满足在检验密封性时满足要求。5）、加工轴承孔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。6）、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。2.3 图纸的技术要求分析名称 图纸技术要求机座1.机座铸成后，应清理并进行时效处理；2.机盖和机座合箱后，边缘应该平齐，相互错位每边不大于2mm;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IT16；7

13、.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.机座不得漏油。机盖1.机座铸成后，应清理并进行时效处理；2.机盖和机座合箱后，边缘应该平齐，相互错位每边不大于2mm;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。2.4加工重难点（1）加工重点：机座上下端面，机盖下端面，

14、各轴承座端面及轴承座孔，机座机盖连接螺栓。（2）加工难点：机座上端面，机盖下端面，涡轮轴承座端面及其轴承座孔。第三章 生产纲领及生产类型本文取年产量Q3000（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（件/台），废品率5，备品率5。由公式NQ×n（1）得： N3000×1×（155）=3300查机制工艺生产实习及课程设计中表61，即下表3_1。表3_1划分生产类型的参考数据生产类型同一种零件的年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产小批量生产中批量生产大批量生产大量生产15510010030030010001000以上110102002005005005000500

15、0以上1100100500500500050005000050000以上由于属于中型零件，确定箱体的生产属于大批量生产，采用流水线生产，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。第四章 材料与毛坯4.1材料选择由于减速器箱体的外形与内形状相对比较复杂，而且它只是用来起连接作用和支撑作用的，综合考虑，抗拉强度小于200MPa，所以我们可以选用灰口铸铁（HT200），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。铸铁是一种以Fe、C、Si 为基础的复杂多元合金。含碳量在2.04.0的范围。除C 和Si 外，还含有Mn

16、、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。因为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。它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件，又由于含有石墨，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。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，这对于制备箱体零件具有重要意义。如果没有HT200时此种材料可以用45号钢，经正火或退火处理就可以达到强度和韧性。4.2毛坯的制造方法金属型铸造：是以

17、金属型模腔上覆以图层作为型腔，有时辅以沙芯作内腔的铸造方法。铸造冷却速度快，铸件冷却速度快，铸件内部组织致密，机械性能较高，单位生产面积产量高，但零件尺寸大小。几何形状复杂程度有一定的限制，仅适用于成批与大量生产，一般不宜与单件或小批量生产。根据零件图可知，减速箱上初主要的轴承孔是铸造的外，其他的孔都是机械加工出来的。因此查表得：在大量生产的时候通孔的最小直径是30mm。这些不铸造的孔留待机械加工时钻出。由于减速器箱体为大批量生产，必须采用自动线机器造型，因此分型面造在轴承孔的连线上，分成上下两半，采用两箱造型铸造。采用中注式浇注系统，在直浇道下面设有横浇道。浇注的时候重要的加工面应该向下，因

18、为铸件的上表面容易产生沙眼、气孔等。为了补缩，上面设几个冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。4.3毛坯加工余量查金属机械加工工艺人员手册赵如福，表3-6 知材料为灰铸铁，机械加工余量等级为E 级。由毛坯余量公式4.4毛坯图1.机盖毛坯图，如图4-3所示。图4-12.机座毛坯图，如图4-4所示。图4-2第五章 定位基面5.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。精基准的选择：根据大批量的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

19、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。粗基准的选择：加工的第一个平面是箱盖和箱座的结合面，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，因而再加工箱盖和箱座的结合面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用箱体上的结合面作为粗基准。这样粗基准和精基准“互为基准”的原则下统一，可以保证结合面的平行度，减少箱体装合时对合面的变形。5.2 定位基准的选择及分析5.2.1各加工面基准表工序号工序内容定位基准定位元件限制的自由度1粗铣窥视孔面机盖结合面、两侧面定位块，支撑钉2粗、精铣机

20、盖结合面窥视孔面、两侧面定位块，支撑钉3锪、钻底面4沉头孔机盖结合面、两侧面定位块，支撑钉4钻、攻窥视孔螺纹孔机盖结合面、定位销孔定位块，圆柱销5锪凸台平面机盖结合面、定位销孔定位块，圆柱销6锪、钻凸台平面4沉头孔机盖结合面、定位销孔定位块，圆柱销7钻、攻起盖螺钉螺纹孔机盖结合面、定位销孔定位块，圆柱销8粗铣机盖底面机座结合面、两侧面定位块，支撑钉9粗、精铣机座结合面机座底面、两侧面定位块，支撑钉10锪、钻地脚螺栓孔机座底面、两侧面定位块，支撑钉11钻、锪结合面4沉头孔机座底面、定位销孔定位块，圆柱销12钻、攻4凸台连接孔螺纹机座底面、定位销孔定位块，圆柱销13铣油槽机座底面、定位销孔定位块，

21、圆柱销14铣集油板连接面机座底面、定位销孔定位块，圆柱销15钻、攻集油板连接孔机座底面、定位销孔定位块，圆柱销16铣游标凸台面机座结合面定位块，圆柱销17钻、锪、攻游标孔机座结合面定位块，圆柱销18铣左右轴承座端面端面机座底面、定位销孔定位块，圆柱销19粗、半精、精镗左右轴承孔机座底面、定位销孔定位块，圆柱销20钻、攻左右轴承座螺纹孔机座底面、定位销孔定位块，圆柱销21钻、锪、攻出油孔机座底面、定位销孔定位块，圆柱销22合箱钻定位销孔机座底面、定位销孔定位块，圆柱销23合箱铣前后轴承座端面机座底面、定位销孔定位块，圆柱销 第六章 加工工作量及工艺手段减速器箱体要加工共有七个表面，上箱结合面、下

22、箱结合面、窥视孔台阶面、下箱底面、下箱排油孔台阶面、输入轴承孔端面、输出轴承孔端面。此外，除了要镗轴承孔外，还要加工的有上下箱螺栓孔、上箱吊环孔、窥视孔台阶面、下箱底面螺栓孔、游标孔、排油孔、油槽、上下箱定位销孔。6.1 机座底面表面粗糙度Ra12.5，毛坯加工余量为5。以机座结合面毛坯为基准。工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）粗 铣5IT12Ra 12.5毛坯56.2 机座上机盖结合面平面度要求为0.025，表面粗糙度Ra1.6，毛坯加工余量为3。以机座底面为基准进行粗精加工。工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精铣0.5IT7Ra1.6粗铣2.5IT1

23、3Ra 12.5毛 坯36.3 蜗杆轴轴承座端面表面粗糙度要求为Ra3.2，与其轴线垂直度为0.10，两相对端面同时加工。工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣0.5IT7Ra 3.2粗 铣5IT12Ra 12.5毛 坯66.4蜗杆轴轴承座孔支撑孔为130，粗糙度Ra1.6 镗削加工。工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）浮动镗0.1IT7Ra1.6精 镗0.4IT8Ra2.5半精镗2.5IT10Ra6.3粗镗6IT12Ra12.5毛 坯96.5 机盖窥视孔端面表面粗糙度Ra12.5，毛坯加工余量为5。工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）

24、粗 铣5IT12Ra12.5毛 坯56.6机盖上机盖结合面平面度要求为0.025，表面粗糙度Ra3.2，毛坯加工余量为3。工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣0.5IT7Ra3.2粗 铣2.5IT12Ra12.5毛 坯36.7蜗轮轴轴承座端面表面粗糙度Ra3.2。工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣0.5IT7Ra3.2半精铣1.5IT10Ra6.4粗铣4IT12Ra12.5毛 坯66.8蜗轮轴轴承座端面孔表面粗糙度Ra2.5，毛坯余量8工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）浮动镗0.1IT7R1.6精 镗0.4IT8Ra2.5半

25、精镗25IT10Ra6.3粗 镗5IT12Ra12.5毛 坯8 第七章 工艺过程工序号工序内容定位基准设备刀具1铸造毛坯金属型铸造2去冒口，清毛刺3初检（探伤）检测仪4热处理5时效处理6粗、半精铣机座底面机盖结合面、两侧面X62W7钻、鍃地脚螺栓孔机盖结合面、两侧面Z3025*10B麻花钻；锪钻8粗、半精、精铣机盖结合面机座底面、两个地脚螺栓孔X62W；MM7135YG8硬质合金镶齿面铣刀；平面砂轮9钻、鍃机盖结合面4沉头孔机座底面、两个地脚螺栓孔Z3025*10B麻花钻; 锪钻10钻、铰机盖结合面4连接螺栓孔和集油孔及攻丝机座底面、两个地脚螺栓孔Z3025*10B麻花钻; 直柄机用铰刀;丝锥

26、11粗铣油槽机座底面、两个地脚螺栓孔X62W圆柱铣刀12粗、半精、精铣蜗杆轴轴承座两端面机盖结合面、两个沉头孔X63硬质合金YG8圆柱铣刀13粗、半精、精镗两蜗杆轴轴承座孔机盖结合面、两个沉头孔T68卧式镗床YG6镗刀YA6镗刀14钻、铰蜗杆轴轴承座12螺纹孔及攻丝机盖结合面、两个沉头孔Z3025*10B麻花钻; 直柄机用铰刀;丝锥15倒角机盖结合面、两个沉头孔T68卧式镗床YG6镗刀16粗、半精铣机座侧面油孔和2个游标孔的凸台端面机盖结合面、两个沉头孔X62W圆柱铣刀17钻、铰油孔和游标孔及攻丝机盖结合面、两个沉头孔Z3025*10B麻花钻; 直柄机用铰刀;丝锥18粗、半精铣机盖窥视孔凸台端

27、面机盖结合面、两侧面X62W镶齿端铣刀19钻、铰窥视孔端面螺纹孔及攻丝机盖结合面、两侧面Z3025*10B麻花钻; 直柄机用铰刀;丝锥20粗、精铣机盖上机盖结合面机盖窥视孔端面、两侧面X53W镶齿端铣刀21钻、鍃机盖结合面8沉头孔机盖窥视孔端面、两侧面Z3025*10B麻花钻; 锪钻22钻、铰机盖结合面起盖螺钉孔及攻丝机盖窥视孔端面、两侧面Z3025*10B麻花钻; 直柄机用铰刀;丝锥23合箱后钻、鍃锥销孔机座底面、两个地脚螺栓孔Z3025*10B麻花钻; 锪钻24粗、半精、精铣蜗轮轴轴承座两端面机座底面、两个地脚螺栓孔X63YG6镗刀YA6镗刀25粗、半精、精镗两蜗轮轴轴承座孔机座底面、两个

28、地脚螺栓孔T68卧式镗床YG6镗刀YA6镗刀26钻、铰蜗轮轴轴承座12螺纹孔及攻丝机座底面、两个地脚螺栓孔Z3025*10B麻花钻; 直柄机用铰刀;丝锥27倒角机座底面、两个地脚螺栓孔T68卧式镗床YG6镗刀28清洗去毛刺29喷油漆30终检入库第八章 铣箱体轴孔端面工序的夹具设计与计算8.1铣削轴孔两端面的分析1、技术要求：两孔与输出轴中心线的垂直度为0.19mm，粗糙度为Ra1.6，保证两端面距离为410mm2、定位基准：以机座底面、圆柱短销和削边销为基准，及所谓的“一面两销”。3、测量方式：采用气动量仪直接测量输出轴两端面距离。4、工艺要求分析：对于两孔与输出轴中心线的垂直度为0.19的位

29、置精度要求、粗糙度为Ra1.6，查互换性与测量技术基础可知此设计要求的位置精度为IT7，综合机械制造工艺学课程设计手册在精铣的工步即可达到要求。5、划分工步： 毛坯检测 粗铣 精铣6、查表得工序尺寸及其偏差、表面粗糙度，如表6-1：工序名称加工余量(mm)工序余量(两面总铣削量)经济精度尺寸及偏差粗糙度精铣0.51IT73.2粗铣510IT1212.5毛坯6表6-18.2机床夹具设计的基本原则和特点8.2.1铣床夹具设计的特点：铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动，按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和

30、靠模进给式三种类型。由于铣削加工切削用量及切削力较大，又是多刃断续切削，加工时易产生振动，因此设计铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理。8.2.2夹具设计的基本原则：1）应具有足够的刚度和强度；2）力求结构简单，装卸工件方便；3）尺寸要稳定，制造前对材料进行必要的热处理，以防止奇日久变形；4）要求良好的结构工艺性；5）清洗切屑要方便；6）在机床上安装要稳定、可靠、安全。8.3铣削参数的确定：8.3.1机床的选择：机床选择的原则：1）机床的通用性强，当安装各种铣刀后即可加工中等尺寸工件的平面、沟槽、曲面成形面等；2）配置万能铣刀，专用多轴铣刀可扩大

31、机床的加工范围；3）机床尺寸规格和工件的形状尺寸应相适应；4）机床精度等级与本工序加工要求应相适应；5）机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应；6）机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应。加工的箱体的最大尺寸为D*B*H=500*340*310，根据金属机械加工工艺员手册（第四版）表8-67选用双柱铣床：X2540，部分参数如下表6-2： 技术参数型号最大加工尺寸(mm)工作台面尺寸(mm)主轴转速范围长宽高宽长X25402000630680630250033.5800电动机总功率(kw)加工精度（mm）最大承载重量（t）垂直度 粗糙度Ra37100/0.021.61铣头进给速度范围手

32、动推荐刀盘最大直径（mm）400表6-28.3.2铣刀的选择8.3.2.1刀具及铣刀选择原则：刀具的选择主要取决于所采用的加工方法，工件材料，加工尺寸，精度和表面粗糙度的要求，生产率要求和加工经济性等。应尽量采用标准刀具，在大批量生产中应采用搞生产率的复合刀具。铣刀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、所需要加工表面光洁度、工件材料及其他因素。面铣刀在大量生产中比圆柱铣刀运用更为普遍的主要原因是：面铣刀能采用较大直径的铣刀，这样就能提高效率；没有长的心轴，铣刀紧固的刚度较好，能采用较大的进给量；能同时用多数刀齿切削，工作更为均匀；更便于从不同方向同时铣工件的几个

33、平面。面铣刀直径很大时（90mm以上），几乎只用镶齿铣刀。镶齿铣刀的构造能保证更高的强度，使刀的齿刃磨得更完善，还能更换坏了的刀齿，并且在一切条件相同的情况下，镶齿铣刀的寿命要比同一尺寸的整体铣刀高20%。这是因为所镶的高速钢的刀齿进行再热处理后由于本身尺寸很小，可以获得很好的微观组织，而使切削性能提高。8.3.2.2选择铣刀大直径的铣刀在加工时效率较高，大直径的铣刀在加工时效率较高，但是并不是铣刀直径越大越好。应尽量选用小直径规格的铣刀，因为铣刀直径大切削的力矩增大而且铣刀的切入长度增加会是铣削效率下降。面铣刀的直径可按下式计算：，其中：铣削加工的宽度，计算之后综合后根据金属机械加工工艺员手

34、册（第四版）的表10-39铣刀直径的选择及表10-40的镶齿套式面铣刀（JB/T 7954-1990）参数，综合选择端面铣削加工时所采用的镶齿套式面铣刀参数：。镶齿套式面铣刀各参数如下图6-1所示：8.3.2.3确定铣刀切削参数铣刀类型主后角端面后角主偏角副偏角过度刃偏角高速钢刀具 ()12°8°45°60°1°2°45°过渡刃长度（mm）128.3.2.4确定铣削过程中的进给量切削用量的选择，对生产率、加工成本和加工质量均有重要影响根据机械制造工艺学课程设计手册中的硬质合金铣刀的切削参数可知：类别T(mm)V(m/s)S(

35、mm/r)粗铣2550800.20.4精铣0.51801300.050.2根据各工步的加工余量，粗铣时加工余量5mm，因此选择切削深度t=5mm，选每齿进给量0.5mm。粗精铣铣时加工余量0.5mm，因此选择切削深度t=0.5mm，选每齿进给量0.05mm。8.3.2.5各工步铣削参数的确定（1）粗铣1）铣刀转速切削深度：按照工序加工余量的分析选取及式：，其中，为加工后的工件外圆直径，为加工前的工件外圆直径，对于本设计来说，有以上公式可知ap=3。切削速度其中查表的，刀具耐用度，切削深度t=5mm，每齿进给量Sz=0.5，B=130mm，计算得到Vc=91.54m/min刀具或主轴转速n=10

36、00Vc/d=1000*91.54/(3.14*130)=224.25r/min2）有效功率（）带入相关数据计算得到：P=220.5kw根据所算得的转速和功率，查表选择铣床主轴转速为n=33.5800（符合上表要求），所选铣床的功率为，可以使用。3）铣削力的计算常用的确定切削力的方法有三种：1、由经验公式算出；2、由单位切削力算出3、由诺模图（M-N-P图）查出。考虑到铣床夹具设计要有足够的夹紧力，因此不用特别精确的计算夹紧力，采用经验公式进行计算。查手册知道铣削力计算公式（经验公式）为：查机械制造工艺课程设计手册得到，将前边数据带入上述公式计算得：P=223.44N考虑到双端面铣床，因此，总

37、的切削力为P总=2F=446.88N（2）精铣（方法同上分析）1）铣刀转速切削深度：按照工序加工余量的分析选取及式：，其中为加工后的工件外圆直径，为加工前的工件外圆直径，对于本设计来说，有以上公式可知铣削速度其中查表的，刀具耐用度，切削深度，每齿进给量，计算得到Vc=131.16m/min，刀具或主轴转速n=101.88r/min2）有效功率（）带入相关数据计算得到：P=0.23kw根据所算得的转速和功率，查表选择铣床主轴转速为（符合上表要求），所选铣床的功率为，可以使用。3）铣削力的计算常用的确定铣削力的方法有三种：1、由经验公式算出；2、由单位切削力算出3、由诺模图（M-N-P图）查出。考

38、虑到铣床夹具设计要有足够的夹紧力，因此不用特别精确的计算夹紧力，采用经验公式进行计算。查手册知道铣削力的计算公式（经验公式）为：查机械制造工艺课程设计手册得到，将前边数据带入上述公式计算得：P=3.08KG=30.8N考虑到双端面铣床，因此，总的切削力为P总=2P=61.6N8.3.2.5冷却润滑液的选择铸铁在进行粗铣加工的过程中一般不需要添加冷却润滑液，精加工过程中一般选择煤油或者煤油与矿物油的混合物。结合后面的时间定额计算在此工序内，单件需要消耗冷却润滑液。8.4时间定额计算在本道工序中，一共有两个轴承孔端面（对称的两个蜗杆轴的轴孔端面）：工艺方法：采用一面两销定位。以底座面作为定位面，以

39、底座地脚螺栓孔作为定位销孔。采用双端面铣床进行粗铣和精铣。同时进行对称面的铣削（一次完成粗铣或精铣）。查机械加工工艺人员手册 。8.4.1粗铣时间定额其中，带入数据计算得：8.4.2精铣时间定额计算方法同上，8.5机械加工工艺卡见附录8.6夹具体的设计8.6.1定位方式本工序采用如下图6-3所示的完全定位的方式图6-3其中支撑钉1限制Y方向的平动（），两个支撑钉2限制X方向的平动()，Z方向的转动()，三个支撑钉3限制Z方向的平动()，X方向的转动()，Y方向的转动()。8.6.2夹紧机构简图1） 本设计的产品属于中批生产，采用生产线流水作业，工件进出工作台的方向与两轴承孔轴线垂直，因此夹具不

40、能设置在工件行进方向上，所以将夹具布置在工件轴承端面两侧。2） 同时要求夹具的最高点与轴承端面最近处要有足够的距离，以防止夹具与面铣刀干涉，以方便铣屑的排出。根据上述原则，所设计的夹具机构简图如图6-5： 图6-53）机构的自由度图中机构（仅取左半部）共有1个原动机3个活动件，4个低副（包括2个转动副和2个滑动副），没有高副，因此图中共有自由度：机构的自由度数与原动件数相等，故本机构有确定的运动。8.6.3夹紧力的计算夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，

41、也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。受力分析：由前边铣床夹具设计原则知，铣床夹具设计要具有足够的夹紧力。因此在进行夹紧力计算时：1）圆柱销抵消的部分切削力由夹具承担；2）圆周切削力全部作为切向切削力。有以上切削力的计算结果可知道，粗加工时工件受到的明显大于精加工时所受的力，因此在这里以粗加工时受到的切削力进行计算。8.6.3.1夹紧力的计算公式查手册得到夹紧力计算公式为其中K为安全系数（）8.6.3.2计算系数：由于箱体加工是以粗加工后底面为定位基准面，因而底面与夹具的网纹支撑板之间的磨檫系数，底座的上表面为毛坯面与夹紧压块接触，夹紧元件的表面有网状纹齿，因而取(机械

42、制造工艺学设计员手册)。基本安全系数，取1.2；加工状态系数，粗加工选1.2；精加工选1；刀具钝化系数，取1.1切削特性系数，连续切削，取1；总安全系数8.6.3.3带入公式计算：P夹=(K*P切-p重*f1)/(f1+f2)=4071.43N因为设计四个压板进行夹紧，因此每个压板所需提供的力为：P夹=4071.43/4=1017.9N8.6.4确定夹具相关元件的尺寸以及受力分析8.6.4.1计算气缸的行程由以下的夹具尺寸和极限位置，可以算出气缸行程。将机构进行极限位置的分析，侧得气缸行程，得到气缸行程为68.28cm 。8.6.4.2机构的受力分析由夹具的功效可知道，压板只有在夹紧时后才会受

43、到力的作用，在松开的过程中杆件的受力几乎是可以忽略的，故下面只进行压紧工件时机构的受力分析，其中，L1=175，L2=125，F夹=1017.9N,参考理论力学（第二版）进行列式计算，有力矩平衡可知：带入数据计算得到：F气=1425N8.6.4.3选择气缸1、确定气缸直径由液压传动与气压传动（第三版）（华中科技大学出版社）知，对于夹具用的夹紧气缸，取负载效率，此处选用0.85,选择气缸的工作压力为。此处气缸靠推力工作，故气缸内径的计算公式选用：,带入公式计算得到D=51.7mm2、夹具气缸的选择1）确定气缸的工作参数前述数据知：气压缸的行程应大于68.28；且为了能够达到要求，气缸的直径要适当

44、增加，气缸内径应，并且按照标准取整。查资料知道标准气缸AND/AEN整体尺寸符合本设计要求，资料如下图：根据以上的计算结果集FESTO所提供的产品种类，最终选取双作用的AND一端活塞缸的气压缸，气缸直径50mm，行程70mm，产品型号为AND-50-70-A-P-A，其主要的技术参数如主要的技术参数均符合，故选择正确。8.6.4.4定位元件及机构的设计1）主要支承的选择此类元件在工作定位时起主要的支承定位作用，本工序采用粗加工的底面作为定位基准，因此选用固定支承。固定支承分为支承钉和支承板（见下图），由于定位基准面虽经过加工，但只是粗加工，定位基准面不是很精密，又需要生产过程中排屑，因此选用B

45、形支撑板。本减速箱箱座的长度为500mm，采用两侧压板加紧的方法加紧，工艺工程是铣削轴承孔端面，总共两个轴承孔，直径为根据GB/T 8029.2-1999，查的支撑板的具体参数如下表H(mm)L(mm)B(mm)d(mm)lAdd1hh1孔数n1060141615306.6114.51.52考虑到夹具夹紧的位置，底板的四脚长宽为120X85mm，故选用四个支撑板。型号：B10x60 GB/T 8029.2-1999材料：T8（注：T8是淬硬型塑料模具用钢。淬火回火后较高硬度和耐磨性，但热硬性低、淬透性差、易变形、塑性及强度较低。用作需要具有较高硬度和耐磨性的各种工具）热处理：H允差：-0.01

46、02）定位销的选择考虑到为大批量生产，定位销工作频繁，因此选择可换式定位销（GB-T 2204-91）选用圆柱销和削边销配合。当用一面两孔定位时，定位误差有以下三种：1、纵向定位误差2、横向定位误差3、转角误差由于本工序工件重力方向与定位销轴轴线方向平行，因此没有横向误差；同时本工序加工方法是两面铣削，方向与两销纵向相同，不会引起误差，因此不用考虑纵向定位误差；剩下就是转角误差了，转角误差会引起轴承端面与轴承孔轴线的垂直度，因此必须考虑。相关尺寸如图6-9所示：图6-91）圆柱销的选择查金属机械加工工艺员手册的表9-23和互换性与测量技术基础的表2-9优先选取配合，查互换性与测量技术基础表2-

47、6的到圆柱销的上偏差为，其中，计算可知道销的下偏差，那么销；2）削边销的选择查金属机械加工工艺员手册的表9-23得到公式，其中，-基准孔的直径，-圆柱销与基准孔的配合间隙，-削边销与基准孔的最小配合间隙，带入数据计算得到，（公差按h6选取），由题意可知销3）转角误差计算查机械制造工艺学得到公式：,其中，分别为两两孔与两销 的最大配合间隙；-圆柱销孔与削边销孔的中心距；带入数据计算得到：由上边的计算结果知，转角误差非常小，完全可以忽略不计，因此所选的圆柱销和削边销完全符合要求。所选择的定位销，具体参数如下表：定位销H(mm)d(mm)d1(mm)L1(mm)L(mm)h1(mm)基本尺寸极限偏差

48、h6圆柱销2215M1214532削边销2215b(mm)5b1(mm)3注:直径的公差要求按设计要求决定；材料： 45钢；热处理：渗碳深度，。标记：两种销分别为：A22 f7X14 JB/T8014.3-1999B22 f7X14 JB/T8014.3-19993）挡销的设计与选择在流水线的生产中，在毛坯到达每一个工位进行相应生产的时候，一般会有挡销进行工件的限位，且一般是固定的，相关参数见图纸。8.6.5附件的选择（铰链支座）b（mm）D(mm)d(mm)d1(mm)L(mm)l(mm)l1(mm)Hh(mm)基本尺寸极限偏差d1112188.2M1042169193材料：45钢。热处理：标记：支座 12 JB/T 80348.7夹具气压回路的设计考虑到生产为中批量生产，年产量比较大，为了提高工厂的生产效率和加工的自动化程度，由前边的设计计算可知道，选用气压缸进行夹具的控制和夹紧完全可以达到设计要求。本工序采用双端面铣床，在进行铣削工件的过程中，严禁打开夹具，也就是说不能使气压回路进行动作，也就是说时如果夹具敞开的话，会严重阻碍铣刀的铣削工作，产生严重的干涉，造成很大的危险，严重危及工作人员的生命。同时当一工件生产结束之后要先停刀，再打开夹具，释