变速箱体加工工艺及夹具设计及及

1、摘要在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。关键词：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力AbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the bla

2、nk , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that

3、process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of time

4、s still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keyword: The process worker one workers step the surplus of processing orient the scheme clamp strength第1章 绪言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

5、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,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,

6、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.第2章 零件工艺的分析零件的工艺分析要加工孔的孔轴配合度为H7，表面粗糙度为Ra小于,圆度为0.0175mm,垂直度为0.08mm,同轴度为0.02mm。2.1.2 其它孔的表面粗糙度为Ra小于,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于。盖体上平面表面粗糙度为Ra小于,端面表面粗糙度为Ra小于，机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra小于，结合处的缝隙不大于0.05mm，机体的端面表面粗糙度为Ra小于。 确定毛坯的制造形式由于铸铁容易

7、成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用HT20-40，由于零件年生产量2万台，已达到大批生产的水平，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。 箱体零件的结构工艺性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：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。箱体的内端面加工比较困难，结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。为了减少加工中的换刀次数，箱体上的紧固

8、孔的尺寸规格应保持一致，本箱体分别为直径11和13。第3章 拟定箱体加工的工艺路线 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。3.1.1 精基准的选择根据大批大量生产的变速器箱体通常以顶面和两定位销孔为精基准，机盖以下平面和两定位销孔为精基准，平面为330X20mm，两定位销孔以直径6mm,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；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分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位方式夹紧方便，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

9、重合误差。 基准的选择加工的第一个平面是盖或低坐的对和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同部分上很不规则，因而在加工盖回底座的对和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用凸缘的不加工面为粗基准。故盖和机座都以凸缘A面为粗基准。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面的变形。 加工路线的拟定3.2.1 分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和低座分别进行加工，而后再对装配好的整体箱体进行加工。第一阶段主要完成平面，紧固孔和定位空的加工，为箱体的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在

10、两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。 表一 工艺过程工序号工序名称工 序 内 容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣以分割面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，铣顶部平面，保证尺寸3mm专用铣床6粗铣以已加工上平面及侧面做定位基准，装夹工件，铣结合面，保证尺寸12mm，留有磨削余量0.06mm专用铣床7磨磨分割面至图样尺寸12mm专用磨床8钻以分割面及外形定位，钻孔专用钻床9检验检查各部尺寸及精度 表二 工艺过程工序号工序名称工 序 内

11、 容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣以分割面定位装夹工件，铣底面，保证高度尺寸.专用铣床6粗铣以底面定位，按线找正，装夹工件，铣分割面留磨量.专用铣床7磨以底面定位，装夹工件，磨分割面，保证尺寸.专用磨床8钻钻底面孔专用钻床9钻钻攻底孔专用钻床10钻钻攻螺纹孔专用钻床11钳箱体底部用煤油做渗漏试验12检验检查各部尺寸及精度表三 工艺过程工序号工序名称工 序 内 容工艺装备1钳将箱盖，箱体对准和箱，用10M10螺栓，螺母紧固2钻钻，铰的锥销孔，装入锥销专用钻床3钳将箱盖，箱体做标记，编号4粗铣以底面定位，按底面一边找正，装

12、夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后端面，保证尺寸专用铣床5粗铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右端面，保证尺寸专用铣床6精铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后两端面，保证端面A的垂直度为专用铣床7精铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右两端面，保证端面A的垂直度为专用铣床8粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗杆面轴承孔，留加工余量0.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为，与端面B的位置度公差为0.2mm专用镗床9粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗轮面轴承孔，

13、留加工余量0.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为，与端面B的位置度公差为0.2mm专用镗床10检验检查轴承孔尺寸及精度11半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗杆面轴承孔，留加工余量0.2mm专用镗床12半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗轮面轴承孔，留加工余量0.2mm专用镗床13精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装夹工件，按分割面精确对刀（保证分割面与轴承孔的位置度公差为0.02mm），加工蜗杆面轴承孔专用镗床14精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装夹工件，按分割面精确对刀（保证分割面与轴承孔的位置度公差为0.02mm），加工蜗轮面轴承孔专用镗床

14、15钻用底面和两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗杆轴承空端面螺孔专用钻床16钻用底面和两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗轮轴承空端面螺孔专用钻床17锪孔用带有锥度为90度的锪钻锪轴承孔内边缘倒角445度专用钻床18钳撤箱，清理飞边，毛刺19钳合箱，装锥销，紧固20检验检查各部尺寸及精度21入库入库第4章 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定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，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： 箱盖4.1.1 毛坯的外廓尺寸：考虑其加工外廓尺寸为396200230 mm，表面粗糙度要求RZ为，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表5及表6，按公差等级7 毛坯长：3

15、96+2=403 宽：200+23=2 高：230+2=2374.1.2 主要平面加工的工序尺寸及加工余量： 为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序5的铣削深度ap=2.5mm，工序6的铣削深度ap=2.45mm，留磨削余量0.05mm,工序8的磨削深度ap=0.05mm 箱体4.3.1 主要平面加工的工序尺寸及加工余量：为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序4的铣削深度ap=2.0mm，工序5的铣削深度ap=0. 5mm第5章 确定切削用量及基本工时 箱盖5.1.1 工序5 粗铣顶面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁加工要求：粗铣箱盖上顶面，保证顶面尺寸3 mm机床：卧式

16、铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为125 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,可一次铣削，切削深度ap=2.5mm确定进给量f：根据工艺手册），表75,确定fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=(m/min)当nw=min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=20=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=125+3+2

17、=130mm 故机动工时为： tm =130150=52s辅助时间为： tf=52=其他时间计算： tb+tx=6%(52+=故工序5的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =52+= 5.1.2 工序6 粗粗铣结合面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁加工要求：精铣箱结合面，保证顶面尺寸3 mm机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为330 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削，切削深度ap=2.45mm确定进给量f：根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册）

18、，表75,确定fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：V=dwnw /1000=(m/min)当nw=min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=20=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=330+3+2=335mm 故机动工时为： tm =335150=134s辅助时间为： tf=134=其他时间计算： tb+tx=6%(134+=故工序6的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =134+=5.1.3 工序7 磨分割面工件材料：灰

19、铸铁加工要求：以底面及侧面定位，装夹工件，磨分割面，加工余量为0.05mm 机床：平面磨床M7130 刀具：砂轮 量具：卡板选择砂轮见工艺手册表2到表8，则结果为 WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127（DBd）切削用量的选择 砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s 轴向进给量fa =20mm(双行程) 工件速度Vw =10m/min 径向进给量fr =0.015mm/双行程切削工时 工艺手册式中L加工长度，L=330mm b加工宽度，230mm Zb单面加工余量，Z

20、b = 5mm K系数， V工作台移动速度（m/min） fa 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm） fr工作台往返一次砂轮径向进给量（mm） 辅助时间为： tf=162= 其他时间计算： tb+tx=6%(162+= 故工序7的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =162+=5.1.4 工序8 钻孔（1）钻4-11mm 孔 工件材料：灰铸铁 加工要求：钻4个直径为11mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用10mm的麻花钻头走刀一次， 扩孔钻11mm走刀一次10mm的麻花钻： f=0.25mm/r（工艺手册 v=0.53m/s=31.8m/min（工艺手册 ns=1000v/d

21、w=405(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度11mm扩孔:f=0.57mm/r（工艺手册）v=0.44m/s=26.4m/min（工艺手册）ns=1000v/dw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度由于是加工4个相同的孔，故总时间为T=4(t1 +t2)= 4+= 辅助时间为： tf= 其他时间计算： tb+tx=6%+= 故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+= (2)钻4-13mm 孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻4个直径为13mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用13mm的

22、麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册38，） v=0.44m/s=26.4m/min（工艺手册） ns=1000v/dw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度由于是加工4个相同的孔，故总时间为T=4t=4= s辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+= (3)钻4-M6mm工件材料：灰铸铁加工要求：攻钻4个公制螺纹M6mm 机床：立式钻床Z535型刀具：6mm的麻花钻M6丝锥钻4-6mm的孔f=0.15mm/r（工艺手册38，） v=0.61m/s=36.6m/min

23、（工艺手册） ns=1000v/dw=466(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 辅助时间为： tf=90=其他时间计算： tb+tx=6%(90+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =90+= 攻4-M6mmv=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度V=(m/min)故机动加工时间：l=19mm, l1 =3mm,l2 =3mm,t= (l+l1+l2)2/nf4=(min)=辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+

24、tx =+=故工序8的总时间T=+= 机座5.2.1 工序5 粗铣箱体下平面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁加工要求：粗铣箱结下平面，保证顶面尺寸3 mm机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为140 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削确定进给量f：根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表75,确定fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：当nw=min,工作台的每分

25、钟进给量应为：fm=fzznz=20=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=140+3+2=145mm 故机动工时为： tm =145150=58s辅助时间为： tf=58=其他时间计算： tb+tx=6%(58+=4s故工序5的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =58+4=5.2.2 工序6 粗铣箱体分割面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁加工要求：精铣箱结合面，保证顶面尺寸3 mm机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为330 m

26、m，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削确定进给量f：根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表75,确定fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min则ns=1000v/dw=(100027)225)=38(r/min)根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：当nw=min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=20=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=330+3+2=335mm 故机动工时为： tm =335150=134s辅助时间为： tf=13

27、4=其他时间计算： tb+tx=6%(134+=故工序6的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =134+=5.2.3 工序7 磨箱体分割面工件材料：灰铸铁加工要求：以底面及侧面定位，装夹工件，磨分割面，加工余量为0.05mm 机床：平面磨床M7130 刀具：砂轮 量具：卡板（1）选择砂轮见工艺手册表2到表8，则结果为 WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127（DBd）（2）切削用量的选择 砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s 轴向进给量fa =20mm(双行程

28、) 工件速度Vw =10m/min 径向进给量fr =0.015mm/双行程（3）切削工时式中L加工长度，L=330 mm b加工宽度，230mm Zb单面加工余量，Zb =0. 5mm K系数， V工作台移动速度（m/min） fa 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm） fr工作台往返一次砂轮径向进给量（mm） 辅助时间为： tf= 其他时间计算： tb+tx=6%(162+= 故工序7的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =162+=5.2.4 工序8 钻孔（1）钻4-19mm 孔 工件材料：灰铸铁加工要求：钻4个直径为19mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用16mm的麻

29、花钻头走刀一次， 扩孔钻19mm走刀一次16mm的麻花钻： f=0.30mm/r（工艺手册） v=0.52m/s=31.2m/min（工艺手册）按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 19mm扩孔:f=0.57mm/r（工艺手册）切削深度ap=1.5mmv=0.48m/s=28.8m/min（工艺手册）ns=1000v/dw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 由于是加工4个相同的孔，故总时间为T=4(t1 +t2)= 4+=辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=故单件时间： tdj=tm+tf+

30、tb+tx =+= （2）钻4-11mm 孔 工件材料：灰铸铁 加工要求：钻4个直径为11mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用10mm的麻花钻头走刀一次， 扩孔钻11mm走刀一次10mm的麻花钻： f=0.25mm/r（工艺手册 v=0.53m/s=31.8m/min（工艺手册 ns=1000v/dw=405(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 11mm扩孔:f=0.57mm/r（工艺手册）v=0.44m/s=26.4m/min（工艺手册）ns=1000v/dw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际

31、切削速度由于是加工4个相同的孔，故总时间为T=4(t1 +t2)= 4+= 辅助时间为： tf= 其他时间计算： tb+tx=6%+= 故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+= (3)钻4-13mm 孔工件材料：灰铸铁加工要求：钻4个直径为13mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用13mm的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r（工艺手册38，） v=0.44m/s=26.4m/min（工艺手册） ns=1000v/dw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度由于是加工4个相同的孔，故总时间为T=4t=4= s辅助时间为： t

32、f=其他时间计算： tb+tx=6%+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+= 故工序8的单件时间： T=+=5.2.5 工序9 钻孔工件材料：灰铸铁加工要求：攻钻3个公制螺纹M16mm，深15mm和攻钻4个公制螺纹M12mm，深攻钻3M16mm，深15mm 机床：组合钻床刀具：16mm的麻花钻M16丝锥钻3-16mm的孔f=0.32mm/r（工艺手册38，） v=0.57m/s=34.2m/min（工艺手册） ns=1000v/dw=435(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度辅助时间为： tf=4s其他时间计算： tb+tx=6%+4

33、)=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+4+= 攻3-M16mmv=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度V=(m/min)故机动加工时间：l=15mm, l1 =3mm,l2 =3mm,辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+=(2)攻钻4-M12mm，深25mm 机床：立式钻床Z535型刀具：12mm的麻花钻M12丝锥钻4-12mm的孔f=0.25mm/r（工艺手册38，） v=0.51m/s=30.6m/min（工艺手册） ns=1000v/d

34、w=402(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度辅助时间为： tf=72=其他时间计算： tb+tx=6%(72+=5s故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =72+5= 攻4-M12mmv=0.1m/s=6m ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度V=(m/min) 故机动加工时间：l=25mm, l1 =3mm,l2 =3mm,辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+=93s故工序9的总时间T=+93=5.2.6 工序10 钻孔工件材料：

35、灰铸铁加工要求：攻钻2个公制螺纹M16mm，深15mm和攻钻3个公制螺纹M6mm，深（1）攻钻2M16mm，深15mm 机床：组合钻床刀具：16mm的麻花钻M16丝锥钻2-16mm的孔：f=0.32mm/r（工艺手册38，） v=0.57m/s=34.2m/min（工艺手册） ns=1000v/dw=435(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 V=dwnw /1000=(m/min)t= (l+l1+l2 ) 2/ nw f=38/(100 =18s辅助时间为： tf=18=其他时间计算： tb+tx=6%(18+=故单件时间： tdj=tm+tf+

36、tb+tx =18+=攻2-M16mmv=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度V=(m/min)故机动加工时间：l=15mm, l1 =3mm,l2 =3mm,t= (l+l1+l2)2/nf2=(min)=辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+=(2)攻钻3M6mm，深10mm 机床：立式钻床Z535型刀具：6mm的麻花钻M6丝锥钻3-6mm的孔f=0.15mm/r（工艺手册38，） v=0.61m/s=36.6m/min（工艺手册） ns=1000v/dw

37、=466(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度辅助时间为： tf=42=其他时间计算： tb+tx=6%(42+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =42+= 攻3-M6mm v=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度V=(m/min)故机动加工时间：l=10mm, l1 =3mm,l2 =3mm,辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=2s故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =+2=故工序10的总时间T=+= 机体5.3.1 工序2 钻，铰2个直径

38、为6mm深28mm的孔（1）钻孔工步工件材料：灰铸铁加工要求：钻2个直径为4mm深28mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用4mm的麻花钻头走刀一次， f=0.11mm/r（工艺手册） v=0.76m/s=45.6m/min（工艺手册） ns=1000v/dw=580(r/min)按机床选取nw=530r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 V=dwnw /1000=(m/min)（2）粗铰工步工件材料：灰铸铁 加工要求：铰2个直径为6mm深28mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用46mm的绞刀走刀一次， f=0.4mm/r（工艺手册） v=0.36m/s=21.6m/

39、min（工艺手册） ns=1000v/dw=275(r/min)按机床选取nw=275r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 故tm=2（t1 +t2）= tf= tb+tx=6%+=7s 故工序2的总时间： tdj=tm+tf+tb+tx=+7= 5.3.2 工序4 半精铣前后端面（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：半精铣箱体前后2个端面机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为165 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留加工余量0.5mm，可一次铣削，切削深度ap=2.0mm确定进

40、给量f：根据工艺手册，表75,确定fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：当nw=min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=20=150(mm/min)切削时由于是半精铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=165+3+2=170mm 故机动工时为： 辅助时间为： tf=68=其他时间计算： tb+tx=6%(68+=故铣一端面的时间： tdj=tm+tf+tb+tx =68+= 由于要求铣2个端面，则工序4的总时间为： T=2tdj=2=5.3.2 工序5 半精铣左右端面

41、（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：半精铣箱体左右2个端面机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为165 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留加工余量0.5mm，可一次铣削，切削深度ap=2.0mm确定进给量f：根据工艺手册，表75,确定fz=0.2mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：当nw=min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=20=150(mm/min)切削时由于是半精铣，故整个铣刀刀盘不

42、必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=165+3+2=170mm 故机动工时为： 辅助时间为： tf=68=其他时间计算： tb+tx=6%(68+=故铣一端面的时间： tdj=tm+tf+tb+tx =68+= 由于要求铣2个端面，则工序5的总时间为： T=2tdj=2=5.3.3 工序6 精前后铣端面（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：精铣箱体前后2个端面机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为165 mm，最大加工余量为Zmax=0.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削, 切削深度ap

43、=0.45mm确定进给量f：根据工艺手册，表75,确定fz=0.15mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：当nw=min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=20=(mm/min)切削时由于是半精铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=165+3+2=170mm 故机动工时为： tm =170=90s辅助时间为： tf=90=其他时间计算： tb+tx=6%(90+=故铣一端面的时间： tdj=tm+tf+tb+tx =90+= 由于要求铣2个端面，则工序6的总时间为： T=2tdj=2

44、=5.3.4 工序7 精前后铣端面（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：精铣箱体左右2个端面机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为165 mm，最大加工余量为Zmax=0.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削, 切削深度ap=0.45mm确定进给量f：根据工艺手册，表75,确定fz=0.15mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min根据表86,取nw=min,故实际切削速度为：当nw=min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz=20=(mm/min)切削时

45、由于是半精铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=165+3+2=170mm 故机动工时为： tm =170=90s辅助时间为： tf=90=其他时间计算： tb+tx=6%(90+=故铣一端面的时间： tdj=tm+tf+tb+tx =90+= 由于要求铣2个端面，则工序7的总时间为： T=2tdj=2=5.3.5 工序9 粗镗 （1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：粗镗蜗杆面110mm轴承孔，留加工余量0.3mm，加工2.2mm机床：T68镗床刀具：YT30镗刀量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至109.4mm，单边余量Z=0.3mm, 切削深度ap=2.2mm,走刀

46、长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据工艺手册，表60,确定fz=0.37mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表41,取nw=800r/min,故加工蜗杆轴承孔:机动工时为：辅助时间为： tf=48=其他时间计算： tb+tx=6%(48+=则工序9的总时间为： tdj1=tm+tf+tb+tx =48+= 5.3.6 工序10 粗镗 （1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：粗镗蜗轮面110mm轴承孔，留加工余量0.3mm，加工2.2mm机床：T68镗床刀具：YT30镗刀量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至109.4mm，单边余量Z=0.3m

47、m, 切削深度ap=2.2mm,走刀长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据工艺手册，表60,确定fz=0.37mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表41,取nw=800r/min,故加工蜗轮轴承孔：机动工时为： 辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=则工序10的总时间为： tdj2=tm+tf+tb+tx =+= 5.3.7 工序11 半精镗 （1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：半精镗蜗杆面110mm轴承孔，留加工余量0.1mm，加工0.2mm机床：T68镗床刀具：YT30镗刀量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至109.

48、8mm，单边余量Z=0.1mm, 切削深度ap=0.2mm,走刀长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据工艺手册，表60,确定fz=0.27mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表41,取nw=800r/min,故加工蜗杆轴承孔：机动工时为：辅助时间为： tf=60=9ss其他时间计算： tb+tx=6%(60+9)=故工序11的总时间： tdj1=tm+tf+tb+tx =60+9+= 5.3.8 工序12 半精镗 （1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：半精镗蜗杆面110mm轴承孔，留加工余量0.1mm，加工0.2mm机床：T68镗床刀具：Y

49、T30镗刀量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至109.8mm，单边余量Z=0.1mm, 切削深度ap=0.2mm,走刀长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据工艺手册，表60,确定fz=0.27mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表41,取nw=800r/min,加工蜗轮轴承孔：机动工时为：辅助时间为： tf=78=其他时间计算： tb+tx=6%(78+=故总时间： tdj2=tm+tf+tb+tx =78+= 则工序12的总时间为： T= tdj1 +tdj2 =+=5.3.9 工序13 精镗 （1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：粗镗2

50、-110mm轴承孔，加工0.1mm机床：T68镗床刀具：YT30镗刀量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至110mm， 切削深度ap=0.1mm,走刀长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据工艺手册，表60,确定fz=0.27mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表41,取nw=800r/min,故加工蜗杆轴承孔：机动工时为：辅助时间为： tf=60=9ss其他时间计算： tb+tx=6%(60+9)=则工序13的总时间为： tdj1=tm+tf+tb+tx =60+9+= 5.3.10 工序14 精镗 （1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：粗镗

51、2-110mm轴承孔，加工0.1mm机床：T68镗床刀具：YT30镗刀量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至110mm， 切削深度ap=0.1mm,走刀长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据工艺手册，表60,确定fz=0.27mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表41,取nw=800r/min,加工蜗轮轴承孔：机动工时为：辅助时间为： tf=78=其他时间计算： tb+tx=6%(78+=则工序14的总时间为： tdj2=tm+tf+tb+tx =78+= 5.3.11 工序15 钻孔 在蜗杆轴承孔端面上钻4-M12mm ，深16（1）加工条件

52、工件材料：灰铸铁加工要求：攻钻4个公制螺纹M12mm，深度为16 mm 机床：立式钻床Z535型刀具：12mm的麻花钻M12丝锥（2）计算钻削用量钻4-12mm的孔f=0.25mm/r（工艺手册38，） v=0.51m/s=30.6m/min（工艺手册） ns=1000v/dw=402(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 辅助时间为： tf=48=其他时间计算： tb+tx=6%(48+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =48+= 攻4-M12mmv=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min

53、, 则实际切削速度V=(m/min)故机动加工时间：l=16mm, l1 =3mm,l2 =3mm,辅助时间为： tf=54=其他时间计算： tb+tx=6%(54+=故单件生产时间： tdj=tm+tf+tb+tx =54+=则工序15单件生产总时间： T=+=5.3.12 工序16 钻孔 在蜗轮轴承孔端面上钻4-M12mm ，深16（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：攻钻4个公制螺纹M12mm，深度为16 mm 机床：立式钻床Z535型刀具：12mm的麻花钻M12丝锥（2）计算钻削用量钻4-12mm的孔f=0.25mm/r（工艺手册38，） v=0.51m/s=30.6m/min（工艺

54、手册） ns=1000v/dw=402(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册）所以实际切削速度 辅助时间为： tf=48=其他时间计算： tb+tx=6%(48+=故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =48+= 攻4-M12mmv=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度V=(m/min) 故机动加工时间：l=16mm, l1 =3mm,l2 =3mm,辅助时间为： tf=54=其他时间计算： tb+tx=6%(54+=故单件生产时间： tdj=tm+tf+tb+tx =54+=则工序16单件生产

55、总时间： T=+=5.3.13 工序17 锪孔（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：用带有锥度90度的锪钻锪轴承孔内边缘，倒角445度 机床：立式钻床Z535型刀具：90度的直柄锥面锪钻（2）计算钻削用量为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔时相同，nw=195r/min, 确定进给量： f=0.25mm/r（工艺手册）故机动加工时间：l=2.5mm, l1 =1mm辅助时间为： tf=其他时间计算： tb+tx=6%+=由于要倒4个角，故工序17单件生产时间： tdj=4（tm+tf+tb+tx） =4（+）=第6章 专用夹具的设计61 粗铣下平面夹具6.1.1 问题的指出为了提高劳动

56、生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于机体加工工序5粗铣机体的下平面，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。6.1.2 夹具设计（1） 定位基准的选择：由零件图可知，机体下平面与分割面的尺寸应保证为240mm，故应以蜗轮轴承孔及分割面为定位基准。为了提高加工效率，决定采用两把镶齿三面刃铣刀对两个面同时进行加工。同时，为了降低生产成本，此夹具采用手动夹紧。（2） 定位方案和元件设计 根据工序图及对零件的结构的分析，此夹具定位以V形块上四个支承钉对蜗杆轴承孔与两个支承钉及一个双头浮动支承钉对磨合面同时进行定位

57、。所选用的四个支承钉尺寸为，两个支承钉的尺寸为，浮动支承钉见夹具设计剖面图。（3） 夹紧方案和夹紧元件设计 根据零件的结构和夹紧方向，采用螺钉压板夹紧机构，在设计时，保证：紧动作准确可靠 采用球面垫圈，以保证工件高低不一而倾斜时，不使螺钉压弯。压板和工件的接触面应做成弧面，以防止接触不良或改变着力点而破坏定位。一般采用高螺母，以求扳手拧紧可靠，六角螺母头也不易打滑损坏。支柱的高低应能调节，以便适应工件受压面高低不一时仍能正确夹紧。操作效率高压板上供螺钉穿过的孔应作成长圆孔，以便松开工件时，压板可迅速后撤，易于装卸。压板下面设置弹簧，这样压板松开工件取走后，仍受弹力托住而不致下落。螺旋夹紧机构各

58、元件均已标准化，其材料，热处理要求和结构尺寸都可以查表求得。（4） 切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20则F= (切削手册)查表得：d0=225mm,Z=20，ae=192, af =, ap =2.5mm, Fz =所以：F=2.50.9 225查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值：FL/ FE=, FV / FE =, FX / Fe =故 : FL= FE =6705=5364N FV= FE=6705=4023N FX = FE=6705=3554N当用两把铣刀同时加工铣削水平分力时： FL/ =2FL=25364=1072

59、8N在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=K1K2K3K4 式中：K1 基本安全系数， K2加工性质系数， K3刀具钝化系数， K2断续切削系数，则F/=K FH=10728 =35697N选用螺旋板夹紧机构，故夹紧力 fN=1/2 Ff为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f=则 N=35697=71394N（5） 具设计及操作的简要说明在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最

60、大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）。 粗铣前后端面夹具设计 本夹具主要用来粗铣减速箱箱体前后端面。由加工本道工序的工序简图可知。粗铣前后端面时，前后端面有尺寸要求，前后端面与工艺孔轴线分别有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求。本道工序仅是对前后端面进行粗加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。6.2.1 定位基准的选择在进行前后端面粗铣加工工序时，顶面已经精铣，两工艺孔已经加工出。因此工件选用顶面与两工艺孔作为定位基面。选择顶面作为定位基面限制了工件的三个自