100 WHX120減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計,whx120,減速,機機蓋,機體,合箱后,箱體,加工,工藝,前后,先后,端面,夾具,設計 江西農業(yè)大學 工學院工藝規(guī)程部件圖號 A1 部件名稱 WHX120 減速機體 班 級 機制 052 姓 名 章子玲 指導老師 肖懷國 2009 年 04 月 29 日江西農業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計學生姓名 章子玲 院（系） 工學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化指導教師 肖懷國 職 稱 學 歷畢業(yè)設計（論文）要求：1. 制訂年產 2 萬臺 WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝，設計粗銑前后端面夾具一套。2. 圖紙要求：WHX120 減速機機蓋機體零件圖，裝配圖，一套夾具裝配圖，夾具專用零件圖二到三張。3. 計算與說明：加工工藝分析，定位誤差計算，切削用量，工時定額計算，夾具精度分析，說明書，工序卡。畢業(yè)設計（論文）內容與技術參數(shù)：1. 制訂年產 2 萬臺 WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝，設計粗銑前后端面夾具一套。2. 文獻查閱：查閱制造工藝學，機械加工工藝人員手冊，機床夾具設計手冊，機床夾具圖冊，金屬切削手冊，典型零件機械加工工藝，畢業(yè)設計指導資料等（不少于十五本資料） 。畢業(yè)設計（論文）工作計劃：1.2009 年 2 月 28 日至 2009 年 3 月 10 日：熟悉設計題目，查閱相關內容信息資料。2. 2009 年 3 月 11 日至 2009 年 3 月 30 日：完成 WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝的制定。3. 2009 年 4 月 1 日至 2009 年 4 月 30 日：完成 WHX120 減速機設計第二項內容，即設計粗銑前后端面夾具設計。4. 2009 年 5 月 1 日至 2009 年 5 月 10 日：完成細節(jié)修改與內容補充，不夠完善之處予以完善。接受任務日期 2009 年 2 月 28 日 要求完成日期 2009 年 5 月 10 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日 編 號 20050466 江西農業(yè)大學 工學院畢 業(yè) 設 計 材 料專 業(yè) 機械設計制造及其自動化學生姓名 章子玲材 料 目 錄序號 附 件 名 稱 數(shù)量 備注1 畢業(yè)設計論文 12 工藝規(guī)程 43 設計圖紙 7題 目WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計二〇〇九年五月學校代碼：10410序 號：050466本 科 畢 業(yè) 設 計題目：WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計學 院： 工 學 院 姓 名： 章 子 玲 學 號： 20050466 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 年 級： 機 制 052 指導教師： 肖 懷 國 二 OO 九年 五 月WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計i江西農業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計學生姓名 章子玲 院（系） 工學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化指導教師 肖懷國 職 稱 學 歷畢業(yè)設計（論文）要求：1. 制訂年產 2 萬臺 WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝，設計粗銑前后端面夾具一套。2. 圖紙要求：WHX120 減速機機蓋機體零件圖，裝配圖，一套夾具裝配圖，夾具專用零件圖二到三張。3. 計算與說明：加工工藝分析，定位誤差計算，切削用量，工時定額計算，夾具精度分析，說明書，工序卡。畢業(yè)設計（論文）內容與技術參數(shù)：1. 制訂年產 2 萬臺 WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝，設計粗銑前后端面夾具一套。2. 文獻查閱：查閱制造工藝學，機械加工工藝人員手冊，機床夾具設計手冊，機床夾具圖冊，金屬切削手冊，典型零件機械加工工藝，畢業(yè)設計指導資料等（不少于十五本資料）。畢業(yè)設計（論文）工作計劃：1.2009 年 2 月 28 日至 2009 年 3 月 10 日：熟悉設計題目，查閱相關內容信息資料。2. 2009 年 3 月 11 日至 2009 年 3 月 30 日：完成 WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝的制定。3. 2009 年 4 月 1 日至 2009 年 4 月 30 日：完成 WHX120 減速機設計第二項內容，即設計粗銑前后端面夾具設計。4. 2009 年 5 月 1 日至 2009 年 5 月 10 日：完成細節(jié)修改與內容補充，不夠完善之處予以完善。接受任務日期 2009 年 2 月 28 日 要求完成日期 2009 年 5 月 10 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日內容摘要WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計ii在生產過程中，使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機床及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。由于其加工批量很大，專用夾具設計中參考了許多成熟的結構，本設計結構簡單、操作方便，使用了大量的標準元件，大大縮短了本工序的輔助時間，一定程度上提高了勞動生產率，減輕了工人的勞動強度。關鍵詞：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夾緊力，專用夾具。Abstract WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計iiiEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , 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 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 times 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.Because the processing batch to be very big, in the design has referred to many mature structures, this design structure is simple, the ease of operation, has used the massive standard components, reduced this working procedure non-cutting time greatly, in the certain extent raised the labor productivity, reduced worker's labor intensity.Keyword: The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength, Unit clamp .目錄WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計iv第一章: 概述 ............................................................1第二章：箱體工藝分析 ....................................................22.1 箱體零件的工藝分析 .............................................22.2 零件的材料 ......................................................22.3 箱體零件的結構工藝性 ...........................................2第三章：擬定箱體加工的工藝路線 ..........................................33.1 定位基準的選擇 .................................................33.1 加工路線的擬定 ................................................3第四章: 箱體機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ......................74.1 主要平面加工的工序尺寸及加工余量： .............................74.2 孔加工的工序尺寸及加工余量： ...................................7第五章：確定切削用量及基本工時 ..........................................85.1 切削用量及基本工時的確定原則 ....................................85.2 機體切削用量和基本工時的確定 ...................................9第六章: 專用夾具的設計 .................................................226.1 夾具設計問題的提出 ............................................226.2 粗銑前后端面夾具設計 ..........................................22參考文獻 ...............................................................29結論 ...................................................................30感謝 ...................................................................31WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計1第一章:概述箱體零件是機器或部件的基礎零件,它把有關零件聯(lián)結成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調地工作.因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質量,進而影響機器的使用性能和壽命.因而箱體一般具有較高的技術要求.由于機器的結構特點和箱體在機器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結構型式,其共同特點是:結構形狀復雜,箱壁薄而不均勻,內部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動機上的箱體等).在單件小批生產中,為了縮短生產周期有時也采用焊接毛坯.箱體加工方法的選擇：（1）平面加工：在大批大量生產中宜采用銑平面和磨平面加工方案，在單件小批量生產中宜采用粗刨、半精刨、寬刃精刨平面加工方案。（2）孔隙加工：孔加工方法可采用粗鏜—半精鏜—精鏜加工方案。箱體加工工藝過程宜劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。加工順序可根據(jù)先粗后精、先加工基準面后加工其他表面、先加工平面后加工孔、先加工主要表面后加工次要表面等原則。WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計2第二章：箱體工藝分析2.1 箱體零件的工藝分析2.1.1要加工孔的孔軸配合度為 H7，表面粗糙度為 Ra 小于 1.6um,圓度為 0.0175mm,垂直度為 0.08mm,同軸度為 0.02mm。2.1.2 其它孔的表面粗糙度為 Ra 小于 12.5um,錐銷孔的表面粗糙度為 Ra 小于1.6um。2.1.3蓋體上平面表面粗糙度為 Ra 小于 12.5um,端面表面粗糙度為 Ra 小于 3.2um，機蓋機體的結合面的表面粗糙度為 Ra 小于 3.2um，結合處的縫隙不大于0.05mm，機體的端面表面粗糙度為 Ra 小于 12.5um。2.2 零件的材料由于鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號選用 HT20-40。2.3 箱體零件的結構工藝性箱體的結構形狀比較復雜，加工的表面多，要求高，機械加工的工作量大，結構工藝性有以下幾方面值得注意：2.1.1本箱體加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中通孔加工工藝性最好，階梯孔相對較差。2.1.2為了減少加工中的換刀次數(shù)，箱體上的螺紋孔的尺寸規(guī)格應保持一致，本箱體分別為 M12mm 深 16mm 的孔。2.1.3先加工前后左右端面，再加工蝸桿面和蝸輪面第三章：擬定箱體加工的工藝路線WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計33.1 定位基準的選擇在工藝規(guī)程設計中，正確選擇定位基準，對保證零件技術要求，確定加工先后順序有著至關重要的影響。定位基準有粗基準和精基準之分。用毛坯上未加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準；用加工過的表面作為定位基準，這種定位基準稱為精基準。在選擇定位基準時一般都是先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準，然后再考慮用那一組表面作粗基準才能把精基準加工出來。所以應先確定精基準，然后確定粗基準。選擇精基準一般應遵循以下幾項要求：基準重合原則，統(tǒng)一基準原則，自為基準原則和互為基準原則。這四項選擇精基準的原則，有時不可能同時滿足，應根據(jù)實際條件決定取舍。由于精基準已加工出，根據(jù)大批大量生產的減速器箱體通常以底面和兩定位銷孔為精基準，平面為 220X217mm，兩定位銷孔以直徑 13mm,這種定位方式很簡單地限制了工件六個自由度，定位穩(wěn)定可靠，這種定位方式夾緊方便，工件的夾緊變形??；易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準不重合誤差。3.1加工路線的擬定3.2.1 分離式箱體工藝路線完成對蓋和低座的加工，就要對裝配好的整個箱體進行加工。這個階段為在裝合好的箱體上加工軸承孔及其端面。在此階段之前應安排鉗工工序，將蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關系，以保證軸承孔的加工精度和撤裝后的重復精度。3.2.2表面加工方法的選擇箱體零件的結構形狀最終都是由一些基本的幾何表面如平面和孔組成的，箱體零件的加工過程實際就是獲得這些幾何表面的過程。具有一定技術要求的加工表面，一般都不是只通過一次加工就能達到圖樣要求的往往要經(jīng)過多次加工才能逐步達到加工質量要求。在選擇加工方法時，一般總是首先根據(jù)零件主要表面的技術要求和工廠技術條件，先選定該表面終加工工序加工方法，然后再逐一選定該表面各有關前導工序的加工方法。3.2.3加工階段的劃分當零件的加工質量要求較高時，一般都要經(jīng)過粗加工、半精加工和精加工等三個階段。粗加工階段的主要任務是高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近成品零件。半精加工階段的主要任務切除粗加工后留下的誤差，使被加工工件達到一定精度，為精加工作準備，并完成一些次要表面的加工。精加工階段的主要任務是保證各主要表面達到零件圖規(guī)定得加工質量要求。加工階段的劃分可以保證零件加工質量，有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理和有利于合理利用機床設備。在上述加工中，為減少夾緊變形對工件加工精度的影響，一般都WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計4在粗加工后松開夾緊裝置，然后用較小的夾緊力重新夾緊工件，繼續(xù)進行精加工，這對提高工件加工精度有利。3.2.4工序先后順序的安排機械加工工序的安排○ 1機械加工工序先后順序的安排，一般應遵循如下原則：先加工定位基面，后加工其他表面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序;先加工平面，后加工孔。其他工序的安排○ 2為保證零件制造質量，防止廢品產生，需在以下場合安排檢驗工序：1）粗加工全部結束之后；2）送往外車間加工的前后；3）工時較長工序和重要工序的前后；4）最終加工之后。3.2.5機床設備和工藝裝備的選擇正確選擇機床設備是件重要的工作，它不但直接影響工件的加工質量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。所選機床設備的尺寸規(guī)格應與工件的形體尺寸相適應，機床精度等級應與本工序加工要求相適應，電動機功率應與本工序加工所需功率相適應，機床設備的自動化程度和生產效率應與工件生產類型相適應。工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產效率和制造成本，應根據(jù)不同情況適當選擇。在中小批生產條件下，應首先考慮選用通用工藝裝備（包括夾具、刀具、量具和輔具）；在大批大量生產中，可根據(jù)加工要求設計制造專用工藝裝備。綜合以上設計要領，WHX120 減速器機蓋機座合箱后箱體的工藝路線擬定如下：表 1-1 WHX120 減速機箱體合箱后的工藝過程工序號工序名稱 工 序 內 容 工藝裝備1 鉗 將箱蓋，箱體對準合箱，用 10—M12螺栓，螺母緊固2 鉆 鉆，鉸 2—Φ6mm 的錐銷孔，裝入錐銷 專用鉆床3 半精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后端面，保證尺寸 230mm專用銑床WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計54 半精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑左右端面，保證尺寸 275mm專用銑床5 精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后兩端面，保證端面 A 的垂直度為 0.048專用銑床6 精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑左右兩端面，保證端面 A 的垂直度為 0.048專用銑床7 粗鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜蝸桿面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.2—0.3mm,保證兩軸中心線的垂直度公差為 0.08，與端面 B 的位置度公差為 0.2mm專用鏜床8 粗鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜蝸輪面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.2—0.3mm,保證兩軸中心線的垂直度公差為 0.08，與端面 B 的位置度公差為 0.2mm專用鏜床9 檢驗 檢查軸承孔尺寸及精度10 半精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜蝸桿面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.1—0.2mm專用鏜床11 半精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜蝸輪面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.1—0.2mm專用鏜床12 精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，按分割面精確對刀（保證分割面與軸承孔的位置度公差為 0.02mm），加工蝸桿面軸承孔專用鏜床13 精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，按分割面精確對刀（保證分割面與軸承孔的位置度公差為 0.02mm），加工蝸輪面軸承孔專用鏜床14 鉆 用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻 專用鉆WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計6蝸桿軸承孔端面螺孔 床15 鉆 用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻蝸輪軸承孔端面螺孔專用鉆床16 锪孔 用帶有錐度為 90 度的锪鉆锪軸承孔內邊緣倒角 4—45 度專用鉆床17 鉗 撤箱，清理飛邊，毛刺. 合箱18 檢驗 檢查各部尺寸及精度第四章: 箱體機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸。WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計7用去除材料方法制造機器零件時，一般都要從毛坯上切除一層層材料之后最后才能制得符合圖樣規(guī)定要求的零件。毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。正確規(guī)定加工余量的數(shù)值十分重要，加工余量規(guī)定的過大，不僅浪費材料而且消耗機時、刀具和電力；但加工余量也不能規(guī)定得過小，如果加工余量留得過小，則本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷層，因而也就沒有達到設置這道工序的目的。確定加工余量有計算法，查表法和經(jīng)驗估計法等三種方法。用查表法確定加工余量，方法簡便，比較接近實際，生產上廣泛應用。尺寸確定如下：4.1 主要平面加工的工序尺寸及加工余量：為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時，工序 4 的銑削深度ap=2.0mm，工序 5 的銑削深度 ap=2.0mm，工序 6 的銑削深度 ap=0.45mm，工序 7 的銑削深度 ap=0,45mm.4.2 孔加工的工序尺寸及加工余量：(1) 鉆鉸 2-Φ6mm 孔鉆孔：Φ4mm ，2Z=4 mm， a p=2mm鉸孔：Φ6mm(2) 鏜 2-Φ110mm 軸承孔粗鏜：Φ109.4mm ，2Z=4.4 mm，a p=2.2mm半精鏜：Φ109.8mm ，2Z=0.4mm， a p=0.2mm精鏜：Φ110.0mm, 2Z=0.2mm, ap=0.1mm(3) 攻鉆 8-M12mm 孔鉆孔：Φ12mm ，2Z=12 mm，a p=6mm攻孔：M12mm第五章：確定切削用量及基本工時5.1 切削用量及基本工時的確定原則WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計8切削用量的選擇，對生產率，加工成本和加工質量均有重要影響。所以合理的切削用量是指在保證加工質量的前提下，能取得較高的生產效率和較低成本的切削用量。約束切削用量選擇的主要條件有：工件的加工要求，包括加工質量要求和生產效率要求；刀具材料的切削性能；機床性能，包括動力特征和運動特性；刀具壽命要求。切削用量的選用原則：首先選取盡可能大的背吃刀量 ap；其次根據(jù)機床進給機構強度、刀桿強度等限制條件(粗加工時)或已加工表面粗糙度要求（精加工時），選取盡可能大的進給量 f；最后根據(jù)“切削用量手冊”查取以確定切削速度 Vc。切削用量三要素的選用：（1）背吃刀量 ap：根據(jù)加工余量確定。粗加工時，一次走刀應盡可能切掉全部余量。如果是下面幾種情況，可分幾次走刀： 加工余量○ 1太大； 工藝系統(tǒng)剛性不足； 斷續(xù)切削。半精加工時，a p 可取為 0.5~2mm。精加○ 2 ○ 3工時，a p 可取 0.1~0.4mm。（2）進給量 f：粗加工時，對表面質量沒有太搞要求，合理的進給量影視工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給量。限制精加工因素的主要因素是表面粗糙度和加工精度要求。時間生產中，經(jīng)常采用查表法確定進給量。粗加工時，根據(jù)加工材料、車刀刀桿尺寸及已確定的背吃刀量由“切削用量手冊”可查得進給量 f 的取值。半精加工和精加工時，則主要根據(jù)工件表面粗糙度要求，選擇進給量f 值。（ 3）切削速度：根據(jù)已經(jīng)確定的背吃刀量 ap，進給量 f 及刀具壽命 T,用查表法確定切削速度 Vc。時間定額是指在一定生產條件下規(guī)定生產一件產品或完成一道工序所消耗的時間。時間定額是安排作業(yè)計劃、進行成本核算的重要依據(jù)，也是設計或擴建工廠（或車間）時計算設備和工人數(shù)量的依據(jù)。時間定額規(guī)定得過緊會影響生產工人的勞動積極性和創(chuàng)造性，并容易誘發(fā)忽視產品質量的傾向；時間定額規(guī)定得過松起不到指導生產和促進生產發(fā)展的積極作用。合理制定時間定額對保證產品加工質量、提高勞動生產率、降低生產成本具有重要意義。時間定額由以下幾個部分組成：1.機動工時 tm 即直接改變生產對象的尺寸、形狀、性能和相對位置關系所消耗的時間。2.輔助時間 tf即為實現(xiàn)基本工藝工作所作各種輔助動作所消耗的時間，如裝卸工件，開停機床，改變切削用量，測量加工尺寸，引進或退回刀具等動作所花費的時間，一般以機動工時的百分比進行估算。本設計輔助時間以機動工時的 15%進行估算。機動工時 tm 與輔助時間 tf總和稱為作業(yè)時間 3.布置工作地時間 tb即為使加工正常進行，工人為照管工作地（例如更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時間。4.休息和生理需要時間 tx即工人在工作班內為恢復體力和滿足生理需要所消耗的時間。本設計中布置工作地時間 tb和休息和生理需要時間 tx之和取工作時間的 6%。5.準備與終結時間 tz即工人為生產一批工件進行準備和終結工作所消耗的時間。設一批工件數(shù)為 m，則分攤到每個工件上的準備與終結時間為 tz/m。將這部分時間加到單件時間 td中，即為單件計算時間 tdj: tdj=td+tz/m.本設計中，由于WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計9是大批大量生產，每個工件上的準備與終結時間為 tz/m 相對單件時間很小，可忽略不計。5.2 機體切削用量和基本工時的確定5.2.1 工序 2鉆，鉸 2個直徑為 6mm深 28mm的孔（1）鉆孔工步工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆 2 個直徑為 4mm 深 28mm 的孔機床：立式鉆床 Z535 型刀具：采用 Φ4mm 的麻花鉆頭走刀一次，f=0.11mm/r（《工藝手冊》2.4--38）v=0.76m/s=45.6m/min（《工藝手冊》2.4--41）ns=1000v/πdw=580(r/min)按機床選取 nw=530r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）所以實際切削速度V=πdwn w /1000=41.6(m/min)s9.32min5.0f l21t ???（2）粗鉸工步工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉸 2 個直徑為 6mm 深 28mm 的孔機床：立式鉆床 Z535 型刀具：采用 Φ4—Φ6mm 的絞刀走刀一次，f=0.4mm/r（《工藝手冊》2.4--38）v=0.36m/s=21.6m/min（《工藝手冊》2.4--41）ns=1000v/πdw=275(r/min)按機床選取 nw=275r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）所以實際切削速度min)/(6.210d V??s5.79.f nl t?故 tm=2（t 1 +t2）=100.8stf=0.15tm=0.15×100.8=15.1stb+tx=6%×(100.8+15.1)=7s故工序 2 的總時間：WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計10tdj=tm+tf+tb+tx=100.8+15.1+7=122.9s5.2.2 工序 3 半精銑前后端面（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：半精銑箱體前后 2 個端面機床：臥式銑床 X63刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=225mm,齒數(shù) Z=20量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 165 mm，最大加工余量為 Zmax=2.5mm,留加工余量0.5mm，可一次銑削，切削深度 ap=2.0mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—75,確定 fz=0.2mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.45m/s,即 27m/min38(r/min)2514.70dw vns????根據(jù)表 2.4—86,取 nw=37.5r/min,故實際切削速度為： i)/(.610 V?當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=170mm 故機動工時為： s68min13.507f nwlt ???輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×68=10.2s其他時間計算：tb+tx=6%×(68+10.2)=4.7s故銑一端面的時間：tdj=tm+tf+tb+tx =68+10.2+4.7=82.9s 由于要求銑 2 個端面，則工序 4 的總時間為：T=2×tdj=2×82.9=165.8sWHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計115.2.3 工序 4 半精銑左右端面（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：半精銑箱體左右 2 個端面機床：臥式銑床 X63刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=225mm,齒數(shù) Z=20量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 165 mm，最大加工余量為 Zmax=2.5mm,留加工余量0.5mm，可一次銑削，切削深度 ap=2.0mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—75,確定 fz=0.2mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.45m/s,即 27m/min38(r/min)2514.70dw vns????根據(jù)表 2.4—86,取 nw=37.5r/min,故實際切削速度為： in)/(.610 V?當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=170mm 故機動工時為： s68min13.507f nwlt ???輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×68=10.2s其他時間計算：tb+tx=6%×(68+10.2)=4.7s故銑一端面的時間：tdj=tm+tf+tb+tx =68+10.2+4.7=82.9s 由于要求銑 2 個端面，則工序 5 的總時間為：T=2×tdj=2×82.9=165.8s5.2.4 工序 5 精銑前后端面WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計12（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：精銑箱體前后 2 個端面機床：臥式銑床 X63刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=225mm,齒數(shù) Z=20量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 165 mm，最大加工余量為 Zmax=0.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削, 切削深度 ap=0.45mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—75,確定 fz=0.15mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.45m/s,即 27m/min38(r/min)2514.70dw vns????根據(jù)表 2.4—86,取 nw=37.5r/min,故實際切削速度為： i)/(5.2610 V?當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fzznz=0.15×20×37.5=112.5(mm/min)切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=170mm 故機動工時為： tm =170÷112.5=1.5min=90s輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×90=13.5ss其他時間計算：tb+tx=6%×(90+13.5)=6.2s故銑一端面的時間：tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s 由于要求銑 2 個端面，則工序 6 的總時間為：T=2×tdj=2×109.7=219.4s5.2.5 工序 6 精銑左右端面（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計13加工要求：精銑箱體左右 2 個端面機床：臥式銑床 X63刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=225mm,齒數(shù) Z=20量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 165 mm，最大加工余量為 Zmax=0.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削, 切削深度 ap=0.45mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—75,確定 fz=0.15mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.45m/s,即 27m/min38(r/min)2514.70dw vns????根據(jù)表 2.4—86,取 nw=37.5r/min,故實際切削速度為： i)/(5.2610 V?當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fzznz=0.15×20×37.5=112.5(mm/min)切削時由于是半精銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=165+3+2=170mm 故機動工時為： tm =170÷112.5=1.5min=90s輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×90=13.5ss其他時間計算：tb+tx=6%×(90+13.5)=6.2s故銑一端面的時間：tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s 由于要求銑 2 個端面，則工序 7 的總時間為：T=2×tdj=2×109.7=219.4s5.2.6 工序 7 粗鏜 （1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗鏜蝸桿面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.3mm，加工2.2mmWHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計14機床：T68 鏜床刀具：YT30 鏜刀量具：塞規(guī)（2）計算鏜削用量粗鏜孔至 Φ109.4mm，單邊余量 Z=0.3mm, 切削深度 ap=2.2mm,走刀長度分別為 l1=230mm, l2=275mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—60,確定 fz=0.37mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=300m/min(r/min)86104.3dw 10vns????根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,故加工蝸桿軸承孔:機動工時為： s2.57in9.037.8425f nl1 t ?????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×57.2=8.6s其他時間計算：tb+tx=6%×(57.2+8.6)=3.9s則工序 9 的總時間為：tdj1=tm+tf+tb+tx =57.2+8.6+3.9=69.7s 5.2.7 工序 8 粗鏜 （1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗鏜蝸輪面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.3mm，加工2.2mm機床：T68 鏜床刀具：YT30 鏜刀量具：塞規(guī)（2）計算鏜削用量粗鏜孔至 Φ109.4mm，單邊余量 Z=0.3mm, 切削深度 ap=2.2mm,走刀長度分別為 l1=230mm, l2=275mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—60,確定 fz=0.37mm/ZWHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計15切削速度：參考有關手冊，確定 V=300m/min(r/min)86104.3dw 10vns????根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,故加工蝸輪軸承孔：機動工時為：s48in.037.842f nl1t ?????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×48=7.2s其他時間計算：tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s則工序 10 的總時間為：tdj2=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s 5.2.8 工序 10 半精鏜 （1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：半精鏜蝸桿面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.1mm，加工0.2mm機床：T68 鏜床刀具：YT30 鏜刀量具：塞規(guī)（2）計算鏜削用量粗鏜孔至 Φ109.8mm，單邊余量 Z=0.1mm, 切削深度 ap=0.2mm,走刀長度分別為 l1=230mm, l2=275mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—60,確定 fz=0.27mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=300m/min(r/min)86104.3dw 10vns????根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,故加工蝸桿軸承孔：機動工時為： s78in3.127.0845f nl1 t ?????WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計16輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×78=11.7s其他時間計算：tb+tx=6%×(78+11.7)=5.4s故工序 11 的總時間：tdj1=tm+tf+tb+tx =78+11.7+5.4=95.1s 5.2.9 工序 11 半精鏜 （1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：半精鏜蝸輪面 Φ110mm 軸承孔，留加工余量 0.1mm，加工0.2mm機床：T68 鏜床刀具：YT30 鏜刀量具：塞規(guī)（2）計算鏜削用量粗鏜孔至 Φ109.8mm，單邊余量 Z=0.1mm, 切削深度 ap=0.2mm,走刀長度分別為 l1=230mm, l2=275mm確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—60,確定 fz=0.27mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=300m/min(r/min)86104.3dw 10vns????根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,加工蝸輪軸承孔：機動工時為： s60in127.0843f nl1 t ?????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×60=9s其他時間計算：tb+tx=6%×(60+9)=4.1s故總時間：tdj2=tm+tf+tb+tx =60+9+4.1=73.1s 5.2.10 工序 12 精鏜 （1）加工條件WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計17工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗鏜 2-Φ110mm 軸承孔，加工 0.1mm機床：T68 鏜床刀具：YT30 鏜刀量具：塞規(guī)（2）計算鏜削用量粗鏜孔至 Φ110mm， 切削深度 ap=0.1mm,走刀長度分別為 l1=230mm, l2=275mm。確定進給量 f：根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—60,確定 fz=0.27mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=300m/min(r/min)86104.3dw 10vns????根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,故加工蝸桿軸承孔：機動工時為： s78in3.127.0845f nl1 t ?????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×78=11.7s其他時間計算：tb+tx=6%×(78+11.7)=5.4s則工序 13 的總時間為：tdj1=tm+tf+tb+tx =78+11.7+5.4=95.1s 5.2.11 工序 13 精鏜 （1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗鏜 2-Φ110mm 軸承孔，加工 0.1mm機床：T68 鏜床刀具：YT30 鏜刀量具：塞規(guī)（2）計算鏜削用量粗鏜孔至 Φ110mm， 切削深度 ap=0.1mm,走刀長度分別為 l1=230mm, l2=275mm確定進給量 f：WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計18根據(jù)《工藝手冊》，表 2.4—60,確定 fz=0.27mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=300m/min(r/min)86104.3dw 10vns????根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,加工蝸輪軸承孔：機動工時為： s60in127.0843f nl1 t ?????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×60=9s其他時間計算：tb+tx=6%×(60+9)=4.1s則工序 14 的總時間為：tdj2=tm+tf+tb+tx =60+9+4.1=73.1s 5.2.12 工序 14 鉆孔 在蝸桿軸承孔端面上鉆 4-M12mm ，深 16 mm的螺紋孔（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：攻鉆 4 個公制螺紋 M12mm，深度為 16 mm 的孔機床：立式鉆床 Z535 型刀具：Φ12mm 的麻花鉆M12 絲錐（2）計算鉆削用量鉆 4-Φ12mm 的孔○ 1f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）v=0.51m/s=30.6m/min（《工藝手冊》2.4--41）ns=1000v/πdw=402(r/min)按機床選取 nw=400r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）所以實際切削速度min)/(42.310d V??s48in.05.f nl4t ????輔助時間為：WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計19tf=0.15tm=0.15×48=7.2s其他時間計算：tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s 攻 4-M12mm 孔○ 2v=0.1m/s=6m/minns=238(r/min)按機床選取 nw=195r/min, 則實際切削速度V=4.9(m/min)故機動加工時間：l=16mm, l1 =3mm,l2 =3mm, s54min9.0f nw2 t ????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×54=8.1s其他時間計算：tb+tx=6%×(54+8.1)=3.7s故單件生產時間：tdj=tm+tf+tb+tx =54+8.1+3.7=65.8s則工序 15 單件生產總時間：T=58.5+65.8=124.3s5.2.13 工序 15 鉆孔 在蝸輪軸承孔端面上鉆 4-M12mm ，深 16 mm的螺紋孔（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：攻鉆 4 個公制螺紋 M12mm，深度為 16 mm 的孔機床：立式鉆床 Z535 型刀具：Φ12mm 的麻花鉆M12 絲錐（2）計算鉆削用量鉆 4-Φ12mm 的孔○ 1f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4—38，3.1--36）v=0.51m/s=30.6m/min（《工藝手冊》2.4--41）WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計20ns=1000v/πdw=402(r/min)按機床選取 nw=400r/min, （按《工藝手冊》3.1--36）所以實際切削速度min)/(42.310d V??s48i.05.8f nl4t ????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×48=7.2s其他時間計算：tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s 攻 4-M12mm 孔○ 2v=0.1m/s=6m/minns=238(r/min)按機床選取 nw=195r/min, 則實際切削速度V=4.9(m/min)故機動加工時間：l=16mm, l1 =3mm,l2 =3mm, s54min9.0f nw2 t ????輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×54=8.1s其他時間計算：tb+tx=6%×(54+8.1)=3.7s故單件生產時間：tdj=tm+tf+tb+tx =54+8.1+3.7=65.8s則工序 16 單件生產總時間：T=58.5+65.8=124.3s5.2.14 工序 16 锪孔（1）加工條件工件材料：灰鑄鐵加工要求：用帶有錐度 90 度的锪鉆锪軸承孔內邊緣，倒角 4—45 度機床：立式鉆床 Z535 型WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計21刀具：90 度的直柄錐面锪鉆（2）計算鉆削用量為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與鉆孔時相同，n w=195r/min, 確定進給量：f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4--52）故機動加工時間：l=2.5mm, l1 =1mm s2.4min07.f nw t???輔助時間為：tf=0.15tm=0.15×4.2=0.6s其他時間計算：tb+tx=6%×(4.2+0.6)=0.3s由于要倒 4 個角，故工序 17 單件生產時間：tdj=4×（tm+t f+tb+tx） =4×（4.2+0.6+0.3）=20.4s第六章 專用夾具的設計 6.1 夾具設計問題的提出機床夾具是機械制造中一項重要的工藝裝備。工件在機床上加工時，為保證加工精度和提高生產率，必須使工件在機床上相對刀具占有正確的位置，這個過程稱為定位。為了克服切削過程中工件收外力的作用而破壞定位，還必須對工件施加夾WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計22緊力，這個過程稱為夾緊。定位和夾緊兩個過程的綜合稱為裝夾，完成工件裝夾的工藝裝備稱為機床夾具。夾具設計必須滿足下列基本要求：1）保證工件加工的各項技術要求；2）具有較高的生產效率的較低的制造成本；3）盡量選用標準化零部件；4）夾具操作方便安全、省力；5）夾具應具有良好的結構工藝性。為了提高勞動生產率和降低生產成本，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。因為目的明確，因而它的結構要比同樣性能的通用夾具簡單緊湊，操作迅速方便。6.2 粗銑前后端面夾具設計本夾具主要用來粗銑減速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑前后端面時，前后端面有尺寸要求 ，前后端面與工藝孔軸線分別m30.2?有尺寸要求 。以及前后端面均有表面粗糙度要求 Rz3.2。本道工序僅是對前后m20端面進行粗加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。6.2.1 定位基準的選擇在進行前后端面粗銑加工工序時，底面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。在加工箱體工件時，往往采用一平面及與該平面垂直的兩孔為定位基準。因此工件選用底面與兩工藝孔作為定位基面。選擇底面作為定位基面限制了工件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個和兩個自由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對汽車變速箱箱體的前后端面同時進行粗銑加工。同時為了縮短輔助時間準備采用氣動夾緊。6.2.2 定位元件的設計夾具定位元件的結構和尺寸，主要取決于工件上已被選定的定位基準面的結構形狀、大小及工件的重量等。關于定位元件在夾具中的布置，一方面要符合六點定位原理，另一方面為保證工件的穩(wěn)定性，要使支撐點之間的距離盡量取大，這樣可使工件的重力和切削力的作用點都落在支撐點連線所組成的平面內。本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，即采用已平面及與該平面垂直的兩孔為定位基準。所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷，即一平面、一短圓柱銷及一短削邊銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設計。由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距 。gLmLg3092170???WHX120 減速機機蓋機體合箱后箱體加工工藝及粗銑前后端面夾具設計23由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為: mLg03.1???所以兩工藝孔的中心距為 ，而兩工藝孔尺寸為 。9?m027.13??根據(jù)《機床夾具設計手冊》削邊銷與圓柱銷的設計計算過程如下： 定 位 銷 中 心 距基 準 孔 中 心 距（1）確定兩定位銷中心距尺寸 及其偏差xLLx?可知：兩定位銷中心距尺寸 = = gm309夾具上兩定位銷的中心距公差一般取工件兩定位孔中心距公差的 1/5~1/3,即定位銷中心距尺寸偏差 Lx?mLg01.3.1)~5(???（2） 確定圓柱銷直徑 及其公差1d1d（ —基準孔最小直徑）mD31?取 f7d?所以圓柱銷尺寸為 016.34?（3） 削邊銷的寬度 b 和 B （由《機床夾具設計手冊》）常用削邊定位銷的結構形狀有三種，分別用于工件孔徑 D50mm。直徑為 3—50mm 的削邊定位銷都做成菱形，其結構尺寸可查下表表 6-1 標準菱形定位銷的結構尺寸d >3~6 >6~8 >8~20 >20~25 >25~32 >32~40 >40~50b 2 3 4 5