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《機械制造工程學》課程設計
題 目： 箱體加工工藝及鉆D向4-M6螺紋孔夾具設計
學生姓名： 楊楠 學 號： 14L0551101
學 院： 機械工程學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： 機械L145班
指導教師： 寧辰校
2017年11月
目 錄
1 緒論 1
1.1 制訂工藝規(guī)程的意義與作用及其基本要求 1
1.2 夾具的設計 1
2 零件的分析 2
2.1 箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點 2
2.2 箱體零件圖樣分析 2
2.3 箱體零件工藝分析 3
2.4 箱體零件的主要技術(shù)要求 4
2.5 主要設計內(nèi)容 5
3 工藝規(guī)程設計 7
3.1 減速箱箱體加工的主要問題和加工工藝過程設計所應采取的相應措施 7
3.2 減速箱體加工定位基準的選擇 7
3.3 制定箱體的工藝路線 8
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
4 鉆D向4-M6螺紋底孔夾具設計 27
4.1鉆床夾具問題的提出 28
4.2 定位基準的選擇 28
4.3 定位誤差分析 28
4.4切削力的計算與夾緊力分析 29
4.5導向元件的設計 29
4.6夾具設計及操作簡要說明 31
結(jié) 論 32
參 考 文 獻 33
一 緒論
1.1 制訂工藝規(guī)程的意義與作用及其基本要求
機械加工工藝過程是機械生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程。它是用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件達到要求的形狀、尺寸和表面粗糙度。
因此機械制造加工工藝主要是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機械性質(zhì)，成為具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。對于加工工藝的編制主要是對其加工工序的確定。
對機械加工工藝規(guī)程的基本要求可以總結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性三個方面。這三者雖然有時候有矛盾，但是要把它們協(xié)調(diào)處理好，就成為一個整體。在編制工藝規(guī)程的時候要在保證質(zhì)量的前提下，盡可能的降低成本。因此，好的工藝規(guī)程應該是質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一表現(xiàn)。
1.2 夾具的設計
制造業(yè)中廣泛應用的夾具，是產(chǎn)品制造個工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中所使用夾具的質(zhì)量、工作效率及夾具的使用的可靠性，都對產(chǎn)品加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著決定性的影響。機床夾具一般都由定位裝置、夾緊裝置及其它元件組裝在一個基礎元件（夾具體）上而形成的。由于各類機床的加工工藝特點、夾具和機床的連接方式等不盡相同，因此每一類機床夾具在總體結(jié)構(gòu)和所需元等方面都有自己的特點，但設計的步驟和方法則基本相同。
0
二 零件的分析
2.1 箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點
箱體是機器的基礎零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。
箱體的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機器的結(jié)構(gòu)和箱體在機器中功用的不同有著較大的差異。但從工藝上分析它們?nèi)杂性S多共同之處，其結(jié)構(gòu)特點是：⒈外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種。⒉結(jié)構(gòu)形狀比較復雜。內(nèi)部常為空腔形，某些部位有“隔墻”，箱體壁薄且厚薄不均。⒊箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。⒋箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。
2.2 箱體零件圖樣分析
箱體零件圖樣如下圖2.1所示：
①孔軸心線與孔軸心線對基準平面A的平行度公差為0.05mm。
②底面對前面及右面垂直度公差均為0.05mm.。
③孔軸心線對前面的垂直度公差為0.05mm。
④兩孔軸心線平行度公差為0.05mm。
⑤孔與孔兩垂直孔的孔距。
⑥孔與孔兩垂直孔的孔距。
⑦兩孔的孔距。
圖2.1 箱體零件圖
2.3 箱體零件工藝分析
此零件為減速箱箱體，其重要加工表面和次要表面如圖3.1中1個、2個、2個、C、D及如圖3.1表面A、B。
設計合理的加工方法，工序數(shù)量和順序，應考慮以下的關系：
①零件成形的內(nèi)在聯(lián)系：
本箱體的材料為HT200，所以采用鑄造。機械加工中的安排原則與零件的材料、種類、結(jié)構(gòu)形狀，尺寸大小，精度高低相關聯(lián)。從圖紙上可以看出此箱體的主要的加工面有：如圖3.1中1個、2個、2個、C、D及如圖3.1表面A、B。
②零件加工質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系
在加工階段劃分中，粗、精加工階段順序分開，其目的在于對主要表面能及時發(fā)現(xiàn)毛坯的氣孔、縮孔、疏松等缺陷。避免后續(xù)工序加工的浪費；粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量選取的原則各異，其切削力、切削熱和切削功率也不同。對加工中的主要表面和次要表面為保證主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工中的影響，也應劃分加工階段和工序。此箱體的三大部分應先加工結(jié)合面，經(jīng)過裝配，然后加工重要的孔。如圖3.1先粗加工減速箱蓋的表面B，在以此表面為粗基準來加工減速箱蓋的表面A。在減速箱座中，先加工并以此為基準來加工減速箱座的表面D、C及其它孔。
③零件加工成本的內(nèi)在聯(lián)系：
機械加工工藝過程中的設計應該考慮工廠的優(yōu)勢。盡量做到：機械加工工藝過程投入最小，物力消耗最低。
④零件加工生產(chǎn)率的內(nèi)在聯(lián)系
機械加工工藝過程設計中采用工序集中還是工序分散原則；各工序的工時定額是否符合生產(chǎn)節(jié)拍，是否合理的采用了高生產(chǎn)率的工藝方法等。
綜上所述主要保證以下精度：
①在加工前，安排劃線工藝是為了保證工件壁厚均勻，并及時發(fā)現(xiàn)鑄件的缺陷減少廢品。
②與孔兩垂直孔的孔距，可采用裝心軸的方法檢測。
③孔與孔兩垂直孔的孔距，可采用裝心軸的方法檢測。
④兩孔的孔距?？刹捎醚b心軸的方法檢測。
⑤孔軸心線與孔軸心線的平行度0.05mm,可采用一次裝夾來保證。
⑥C面與A、D面的垂直度0.05mm可由專用夾具或裝夾中機床的精度保證。
⑦孔軸線與A面的垂直度0.05mm可由專用夾具或裝夾中機床的精度保證。
⑧兩孔軸線的平行度可采用采用一次裝夾來保證。
2.4 箱體零件的主要技術(shù)要求
箱體類零件的精度要求較高，從零件圖可歸納以下五項精度要求。
⑴孔徑精度
孔徑的尺寸誤差和幾何形狀誤差會使軸承與孔配合不良。裝軸承的孔不圓，也使軸承外環(huán)變形而引起主軸的徑向跳動。主要孔的尺寸精度約為IT8級，可由鏜保證。
⑵孔和平面的位置精度
一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，他們決定了主軸與床身導軌的相互位置關系。這項精度是在總裝過程中通過刮研達到的。為減少刮研工作量，一般都要規(guī)定主軸軸線對安裝基面的平行度公差。在垂直和水平兩個方向上只允許主軸前端向上和向前偏。
⑶主要平面的精度
裝配基面的平面度誤差影響主軸箱與床身連接時的接觸剛度。若在加工過程中作為定位基準時，還會影響軸孔的加工精度。因此規(guī)定底面和導向面必須平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等級為5級。
⑷表面粗糙度
重要孔和主要表面的表面粗糙度會影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，其具體要求一般用Ra值來評價。主要孔為Ra3.2μm，其它各縱向孔為Ra6.3μm，裝配基準面和定位基準面為Ra6.3μm，其它平面為Ra12.5μm。
毛坯鑄造時，應防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應力，應使箱體壁厚盡量均勻，箱體鑄造后應安排退火或時效處理工序。
2.5 主要設計內(nèi)容
本課題的基本內(nèi)容是減速箱體的加工工藝過程與夾具設計，要研究的主要內(nèi)容有：
⑴分析零件圖
在設計開始時，我們應認真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點和相關的技術(shù)要求，對箱體零件的每一個細節(jié)都應仔細分析，如箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。我們采用AutoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加對零件的了解認識，另一方面增加我們對CAD軟件的熟悉。
⑵工藝分析
箱體零件的工藝分析是整個設計的重點內(nèi)容，在設計過程中，我們必須根據(jù)批量等嚴格地選擇毛坯、擬定工藝路線（注意：基準選擇、定位、夾緊等問題）、確定加工余量、計算工藝尺寸、計算工時定額和每一步的工時以及分析定位誤差，為了與實際加工相吻合，我們還必須對加工設備、切削用量、加工方法等進行選擇和設計，這個階段內(nèi)容較多，涉及的范圍也較廣。為了設計的參數(shù)合理，我們必須廣泛的查閱相關的書籍，達到設計的合理性和實用性。
⑶設計兩套專用夾具
在設計夾具的過程中，主要要考慮的問題有：
①基準選擇：在選擇基準的時候，要注意區(qū)分粗基準與精基準以及要了解基準的選擇原則，同時要知道基準的選擇既要滿足選擇原則，同時還要方便定位和夾緊，以免引起不必要的加工誤差，在基準選擇完之后就要考慮用什么元件進行定位。
②限制的自由度：在裝夾的過程中，要注意自由度的限制，必須做到準確的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過定位。
③夾緊機構(gòu)：設計夾緊機構(gòu)時必須計算分析夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾緊力過小而使工件在切削的過程中出現(xiàn)松動而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時，還要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來選擇夾緊方式（手動、氣動或液壓夾緊）。
④夾具的用途：為了工件定位準確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強度，提高箱體零件加工精度和安裝找正方便，我們要采用專用的銑床夾具和鏜床夾具。同時，因為銑床夾具有T形槽、鏜床夾具有鏜模等特殊結(jié)構(gòu)，因此還要考慮夾具與機床的匹配，即機床的工作臺尺寸和結(jié)構(gòu)能否滿足夾具的安裝。
在夾具設計過程中，我們統(tǒng)一采用以底面為主要定位面來進行加工，因為我們未專門學習過夾具的設計和計算，所以工件量大大地增加了，只有通過在實習過程中對夾具的感性認識和夾具設計參考書以及夾具圖冊來進行設計和計算，所以夾具的設計是整個設計的重點，也是一個難點。
夾具的設計必須要保證夾具的準確定位和機構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我將通過對工件與夾具的認真分析，結(jié)合一些夾具的具體設計事例，查閱相關的夾具設計資料，聯(lián)系在工廠看到的一些箱體零件加工的夾具來解決這些問題。
33
三 工藝規(guī)程設計
3.1 箱體加工的主要問題和加工工藝過程設計所應采取的相應措施
箱體類零件的主要加工部分是平面和孔系。一般來說，保證平面的加工精度要求比保證孔的加工精度要求容易，因此對于箱體來說：加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度以及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。
①孔和平面的加工順序
箱體類零件的加工應遵循先面后孔的原則，即先加工箱體上的基準平面，再以基準平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。因為面的面積較大，用面定位可以確保定位可靠，夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次先加工表面可以切去鑄件表面的凹凸不平，為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀具的調(diào)整，也有利于保護刀具。
②孔系加工方案的選擇
箱體孔系的加工方案，應該選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素，在滿足精度要求以及生產(chǎn)率的條件下，應該選用價格比較低的機床。
3.2 減速箱體加工定位基準的選擇
⑴粗基準的選擇
粗基準選擇應當滿足以下要求：保證各主要孔的加工余量均勻；保證端面的加工余量均勻。
⑵精基準的選擇
從保證箱體面與孔，孔與孔，面與面之間的位置關系考慮，精基準面的選擇應能保證箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一基準定位。
綜上在本零件圖中先以其B面為粗基準來加工表面A，然后再以表面A為精基準來加工其上面的孔。再以A、B面定位加工孔。以A面和孔定位加工其它表面和孔。其粗、精基準如圖3.1所示。
圖3.1 箱體零件圖—粗、精基準
3.3 制定箱體的工藝路線
對于大量生產(chǎn)的零件，一般是首先加工出統(tǒng)一的定位基準。粗、精基準的選擇前面已做介紹。
后續(xù)工序安排應當遵循先粗后精、粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將箱體加工工藝路線確定如下2種方案：
方案一：
工序號 工序名稱
1 鑄造
2 清砂
3 熱處理（人工時效處理）
4 涂紅色防銹底漆
5 劃線（劃、、孔軸心線，A、B平面加工線）
6 粗銑箱體表面A
7 精銑箱體表面A
8 粗銑箱體表面B
9 粗銑箱體表面D
10 粗銑箱體表面C
11 精銑箱體表面B
12 精銑箱體表面D
13 精銑箱體表面C
14 粗鏜
15 粗鏜孔、孔
16 粗鏜孔
17 精鏜
18 精鏜孔、孔
19 精鏜孔
20 劃線（劃兩處8—M6、4—M6、6—M6，一處6—M12、4—M8配作孔加工線）
21 鉆一處6—M12、6—M6、4—M8孔，兩處8—M6孔
工步：
⑴鉆6-M12深12底孔
⑵鉆4-M8-7H底孔
⑵6—M6深12底孔
22 鉆兩處8—M6孔
23 攻絲
工步：
⑴攻絲（6-M12深12）
⑵攻絲（4-M8-7H）
⑶攻絲（6-M6深12）
24 攻絲
25 鉆一處6—M6，兩處4—M6（C向）
工步：
⑴鉆6-M6底孔
⑵鉆4-M6底孔
26 攻絲
工步：
⑴攻絲（6-M6）
⑵攻絲（4-M6）
27 鉆（修毛刺）
28 煤油滲漏實驗
29 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
30 清洗、終檢以及入庫
方案二：
工序號 工序名稱
1 鑄造
2 清砂
3 熱處理（人工時效處理）
4 涂紅色防銹底漆
5 劃線（劃、、孔軸心線，A、B平面加工線）
6 粗、精銑箱體表面A
工步：
⑴粗銑
⑵精銑
7 粗銑箱體表面B
8 粗銑箱體表面D
9 粗銑箱體表面C
10 粗鏜
11 粗鏜、孔
12 粗鏜孔
13 精銑箱體表面B
14 精銑箱體表面D
15 精銑箱體表面C
16 精鏜
17 精鏜、孔
18 精鏜孔
19 劃線（劃兩處8—M6、4—M6、6—M6，一處6—M12、4—M8配作孔加工線）
20 鉆一處6—M12、6—M6、4—M8孔，兩處8—M6孔
工步：
⑴鉆6-M12深12底孔
⑵鉆4-M8-7H底孔
⑵6—M6深12底孔
21 并攻絲
⑴攻絲（6-M12深12）
⑵攻絲（4-M8-7H）
⑶攻絲（6—M6深12）
22 鉆兩處8—M6孔底孔
23 攻絲（8—M6深12）
24 鉆一處6—M6，兩處4—M6（C向）
工步：
⑴鉆6-M6底孔
⑵鉆4-M6底孔
25 并攻絲
⑴攻絲（6-M6）
⑵攻絲（4-M6）
26 鉆（修毛刺）
27 煤油滲漏實驗
28 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
29 清洗、終檢以及入庫
兩種方案的比較與分析：
由以上兩種方案的分析與比較可得：方案一的工序比較集中。由于在本設計中采用鑄造毛坯，大批量生產(chǎn)，工序集中有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產(chǎn)率機床，節(jié)省裝夾工件的時間，減少工件的半動次數(shù)。因此采用工序集中的方案二。
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)生產(chǎn)綱領和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯：
零件毛坯材料選擇為HT200，硬度HB187～225，抗拉強度320，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
表面的加工余量：
表面A：
粗銑表面A：參照文獻[3]表6-28，其余量值規(guī)定為3.0mm
精銑表面A：參照文獻[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應與圖紙要求尺寸相同：
表面B：
粗銑表面B：參照文獻[3]表6-28，其余量值規(guī)定為3.0mm
精銑表面B：參照文獻[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應與圖紙要求尺寸相同：
表面C：
粗銑表面C：參照文獻[3]表6-28，其余量值規(guī)定為2.0mm
精銑表面C：參照文獻[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應與圖紙要求尺寸相同：
表面D：
粗銑表面D：參照文獻[3]表6-28，其余量值規(guī)定為2.0mm
精銑表面D：參照文獻[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應與圖紙要求尺寸相同：
鏜孔的加工余量：
的加工余量：
粗鏜表面：參照文獻[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.3mm
精鏜表面：參照文獻[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.1mm
鑄造件的機械加工余量參照文獻[4]表2.3—5，其單邊余量規(guī)定為：1.5mm。鑄件尺寸公差等級選用IT8，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為2.5mm。
零件基本尺寸為： 185mm
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
精鏜后的尺寸應與圖紙要求尺寸相同：
的加工余量：
粗鏜表面：參照文獻[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.3mm
精鏜表面：參照文獻[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.1mm
鑄造件的機械加工余量參照文獻[4]表2.3—5，其單邊余量規(guī)定為：1.5mm。鑄件尺寸公差等級選用IT9，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為2.0mm。
零件基本尺寸為： 50mm
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
精鏜后的尺寸應與圖紙要求尺寸相同：
的加工余量：
粗鏜表面：參照文獻[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.3mm
精鏜表面：參照文獻[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.1mm
鑄造件的機械加工余量參照文獻[4]表2.3—5，其單邊余量規(guī)定為：1.5mm。鑄件尺寸公差等級選用IT9，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為2.0mm。
零件基本尺寸為： 52mm
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
精鏜后的尺寸應與圖紙要求尺寸相同：
鉆孔的加工余量：
6-M12—7H加工余量：
毛坯為實心。參照文獻[3]表6-51，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
鉆孔： ,
攻絲： M12—7H
4-M8—7H加工余量：
毛坯為實心。參照文獻[3]表6-51，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
鉆孔： ,
攻絲： M8—7H
4-M6深12加工余量：
毛坯為實心。參照文獻[3]表6-51，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
鉆孔： ,
攻絲： M6深12
6-M6深12、8-M6深12加工余量與4-M6深12加工余量相同。
3.5 確定切削用量及基本工時（機動時間）
①粗銑表面A：
所選刀具如表3.1
表3.1 機床XE755
機床型號
工作臺面積 （長X寬）mm
縱向行程
橫向行程
主軸轉(zhuǎn)速
r/min
工作臺進給量
XE755
500×2000
1400mm
500mm
25～1250
14～1250mm/min
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進給量：參照文獻[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻[4]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
式(3.1)
取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：參照文獻[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間： 式(3.2)
精銑表面A：
此次的機床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進給量：參照文獻[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：參照文獻[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機動時間：
②粗銑表面B：
此次的機床與刀具與前面相同。由于B面A面粗糙度、長度相同故其切削用量及基本工時與粗銑表面A相同
③粗銑表面D：
此次的機床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進給量：參照文獻[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，就取=
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：參照文獻[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機動時間：
④粗銑箱體表面C
此次的機床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進給量：參照文獻[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，就取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：參照文獻[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機動時間：
⑤精銑箱體表面B
此次的機床與刀具與前面相同。由于B面A面粗糙度、長度相同故其切削用量及基本工時與精銑表面A相同
⑥精銑表面D：
此次的機床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進給量：參照文獻[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：參照文獻[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機動時間：
⑦精銑表面C：
此次的機床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進給量：參照文獻[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：參照文獻[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知：當時：
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機動時間：
鏜孔的切削用量與基本工時：
參照文獻[4]表3.1-40選擇臥式鏜床T68，其最大的加工孔徑：240mm。工作臺最大移動距離縱向為1140mm，橫向為850mm。主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)為18級。主軸轉(zhuǎn)速范圍為20至1000（r/min）。從表2.4-66選擇刀具選擇硬質(zhì)合金鏜刀。
參照文獻[4]得鏜孔工時計算公式為：
= 式(3.3)
式(3.4)
粗鏜：
查文獻[4表2.4-66：切削深度=2.0mm，進給量f=0.32mm/r。查文獻[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=80r/min，切削速度，因此：
根據(jù)式（3.3）得：
精鏜：
查文獻[4表2.4-66：切削深度=0.1mm，進給量f=0.16mm/r。查文獻[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=200r/min，切削速度，因此
根據(jù)式（3.3）得：
粗鏜：
查表2.4-66：切削深度=1.8mm，進給量f=0.25mm/r。查表3.1-41轉(zhuǎn)速n=50r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
精鏜：
查表2.4-66：切削深度=0.1mm，進給量f=0.15mm/r。查表3.1-41轉(zhuǎn)速n=250r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
粗鏜：
查文獻[4表2.4-66：切削深度=1.8mm，進給量f=0.25mm/r。查文獻[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=80r/min，切削速度，因此：
精鏜：
查文獻[4表2.4-66：切削深度=0.1mm，進給量f=0.15mm/r。查文獻[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=250r/min=4，切削速度，因此：
粗鏜：
查文獻[4表2.4-66：切削深度=1.8mm，進給量f=0.25mm/r。查文獻[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=50r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
精鏜：
查文獻[4表2.4-66：切削深度=0.1mm，進給量f=0.15mm/r。查文獻[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=250r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
鉆孔的切削用量與基本工時：
參照文獻[4]表3.1-30選擇搖臂鉆床Z3025如下表3.2。
表3.2 Z3025
機床型號
最大鉆孔直徑
主軸最大行程
主軸轉(zhuǎn)速范圍
主軸進給量范圍
Z3025
25mm
250mm
50-2500r/min
0.05-1.6min/r
鉆6-M12-7H的底孔：
刀具：參照文獻[4]表4.3-7 直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.3
表3.3 直柄麻花鉆
d
10.2
l
133
l
87
切削深度：
進給量：參照文獻[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 ：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
式(3.5)
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機動時間：
式(3.6)
攻絲6-M12-7H螺紋孔：
機床：組合攻絲機
參照文獻[4]表4.6-4選擇刀具：細柄機用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.4。
表3.4 細柄機用和手用絲錐
d
12
L
89
l
29
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照文獻[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機動時間：。
鉆4-M8-7H的底孔：
刀具：參照文獻[4]表4.3-7直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.5
表3.5 直柄麻花鉆
d
6.7
l
101
l
63
切削深度：
進給量：參照文獻[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 ：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機動時間：
攻絲4-M8-7H螺紋孔：
機床：組合攻絲機
參照文獻[4]表4.6-4選擇刀具：細柄機用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.6。
表3.6 細柄機用和手用絲錐
d
8
L
72
l
22
進給量： ,因此進給量
切削速度：參照文獻[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機動時間：
鉆4-M6，8-M6，6-M6（深12）的底孔：
刀具：參照文獻[4]表4.3-7 直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.7。
表3.7 直柄麻花鉆
d
5
l
86
l
52
切削深度：
進給量：參照文獻[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
攻絲4-M6，8-M6，6-M6（深12）螺紋孔：
機床：組合攻絲機
參照文獻[4]表4.6-4選擇刀具：細柄機用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.8。
表3.8 細柄機用和手用絲錐
d
6
L
72
l
22
進給量： ,因此進給量
切削速度：參照文獻[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
鉆4-M6、6-M6（C向）的底孔：
刀具：參照文獻[4]表4.3-7 直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.9。
表3.9 直柄麻花鉆
d
5
l
86
l
52
切削深度：
進給量：參照文獻[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速 ：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
攻絲4-M6，6-M6（C向）螺紋孔：
機床：組合攻絲機
參照文獻[4]表4.6-4選擇刀具：細柄機用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.10。
表3.10 細柄機用和手用絲錐
d
6
L
72
l
22
進給量： ,因此進給量
切削速度：參照文獻[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
四 鉆D向4-M6螺紋底孔夾具設計
為了為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
由指導老師的分配，決定設計鉆、攻D向4-M6螺紋的夾具。
4.1鉆床夾具問題的提出
本夾具主要用于鉆、攻D向4-M6螺紋，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故設計夾具時主要考慮如何提高生產(chǎn)效率。
4.2 定位基準的選擇
選擇已加工好的Φ360端面和Φ310孔及工件一側(cè)來定位，所以相應的夾具上的定位元件應是心軸和A型固定式定位銷。因此進行定位元件的設計主要是心軸和A型固定式定位銷。
1、 Φ360端面與心軸相配合，限制三個自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動。
2、 Φ310孔與心軸相配合，限制兩個自由度，即Y軸移動和Z軸移動。
3、 工件一側(cè)與A型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動。
工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設計合理。
4.3 定位誤差分析
1、 由基準位移誤差
由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用表示。
工件以Φ19右端面、Φ19孔、工件內(nèi)環(huán)和右端面來定位，銑二三檔變速叉叉口兩側(cè)面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算
式中 ——基準位移誤差，mm
——孔的最大直徑，mm
——軸的最小直徑，mm
=0.054mm
2、 基準不重合誤差
加工尺寸h的基準是外圓柱面的母線上，但定位基準是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用表示。基準不重合誤差為=
式中 ——基準不重合誤差，mm
——工件的最大外圓面積直徑公差，mm
=
度要求。
4.4切削力的計算與夾緊力分析
查表4得切削力計算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M30螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
4.5導向元件的設計
4-M6加工需鉆和攻，因為鉆孔后還要攻絲，故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖示）。根據(jù)工藝要求：。即用Φ5.1的麻花鉆鉆孔。查機床夾具標準件可知Φ5.1相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下：
因為鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸5，查機床夾具標準件可知，M5鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
4.6夾具設計及操作簡要說明
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇由螺母、圓墊圈、快換墊圈和帶肩螺母組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。
結(jié) 論
減速箱箱體的機械加工工藝及對內(nèi)圓和平面加工夾具的設計，主要歸納為以下兩個方面：
第一方面：對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。箱體的主要加工表面為四個凸臺、兩端面和內(nèi)孔的加工，較重要的加工表面為為四個凸臺，因為以后的加工都要以此為基準面。次要的加工表面為內(nèi)孔的加工，其要求精度為所有表面加工中要求最高的。箱體機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。
第二方面：主要是關于夾具的設計方法及其步驟。
⒈定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。
⒉導向及對刀裝置的設計：由于本設計主要設計的是鏜內(nèi)孔夾具與銑平面夾具，所以主要考慮的是選用鏜套的類型以及對刀塊的類型，從而確定鏜套和對刀塊的位置尺寸及公差。
⒊夾緊裝置的設計：箱體的夾緊裝置應滿足裝卸工件方便、迅速的特點。
⒋夾具體設計：設計時應注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。
⒌定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應該進行定位誤差和穩(wěn)定性的計算，以及設計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。
⒍繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。
由于此箱體的工序數(shù)目較多以及箱體的復雜性，工藝的安排順序還存在一定的不足。
參 考 文 獻
[1] 尹成湖，李寶章，杜金萍，主編 機械制造技術(shù)基礎課程設計 北京：高等教育出版社 2009
[2] 方若愚等主編 金屬機械加工工藝人員手冊 上海：上海科學技術(shù)出版社 1981
[3] 東北重機械學院等編 機床夾具設計手冊 上海：上?？茖W技術(shù)出版社 1979
[4] 孫麗媛 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002
[5] 孟少農(nóng) 機械加工工藝手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1991
[6] 龔安定 機床夾具設計 西安：西安交通大學出版社 1991
[7] 屈波 互換性技術(shù)測量 北京：機械工業(yè)出版社
[8] 機械制造技術(shù)基礎