二級減速器箱座的鏜三個軸承孔夾具設計及機械加工工藝規(guī)程含3張CAD圖
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減速器箱座機械加工工藝規(guī)程及鏜夾具設計
摘 要
本文是對減速器箱座進行圖樣分析后，再根據(jù)減速器箱座材料性能、精度要求、結構特點以及加工類型進行減速器箱座的機械加工工藝過程的設計，并設計一主要工序的專用夾具。
減速器箱座的主要加工內容是表面和孔。其加工路線長，加工時間多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照機械加工工藝要求，遵循先面后孔、先主后次的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞蔬x擇底面作為粗基準，以底面與兩個工藝孔作為精基準，確定了其加工的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。
在零件的夾具設計中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應該限制哪幾個自由度，進而再根據(jù)零件的表面特性選擇定位元件，再分析所選定位元件能否限制應限的自由度。確定了定位元件后還要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結構形式。
關鍵詞：減速器箱體；加工工藝；設計；夾具
Abstract
In this paper, the design of the mechanical processing process of the reducer box seat is carried out according to the material performance, precision requirements, structure characteristics and processing types of the reducer box seat, and a special fixture for the main process is designed.
The main processing contents of reducer box seat are surface and hole. It 's processing route is long, processing time is high, processing cost is high, and the machining accuracy of parts is also high. According to the requirements of the machining process, the principle of the first face and rear hole is followed, and the machining of the hole and the plane is clearly divided into the rough machining and finishing stage to ensure the machining precision. The base surface is used as the base reference, and the base surface and the two process holes are used as the precision datum. The process route and the process parameters needed in the processing are determined.
In the fixture design of the parts, it is mainly based on the requirements of the parts processing procedure, which is to analyze which degree of freedom should be limited, and then select the positioning element according to the surface characteristics of the parts, and then analyze whether the selected location element can limit the degree of freedom. After fixing the positioning element, the clamping element should be selected. Finally, the structural form of the special fixture is determined.
Key words：reducer box；processing technology；process；special fixture
III
目 錄
1緒論 1
1.1本課題的研究內容和意義 1
1.2國內外的發(fā)展概況 1
1.3本課題應達到的要求 2
2零件的分析 3
2.1零件的作用 3
2.2零件的工藝分析 3
3工藝規(guī)程設計 5
3.1確定毛坯的制造形式 5
3.2定位基準的選擇 5
3.2.1粗基準的選擇 5
3.2.2精基準的選擇 6
3.3擬定工藝路線 6
3.3.1 劃分加工階段 6
3.3.2安排加工順序 7
3.3.3擬定加工工藝路線 7
3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.5確定切削用量及基本工時 10
4.鏜孔專用夾具設計 30
4.1工件定位分析 30
4.2夾緊機構的確定 31
4.3定位誤差分析 31
4.4切削力及夾緊力的計算 32
4.5夾具操作簡要說明 34
總 結 35
參考文獻 36
致 謝 37
1緒論
1.1本課題的研究內容和意義
如今的機械設備幾乎都是使用電動機作為動力輸入元件，但是電動機存在著轉速較高而扭矩小的問題，所以一般不會直接作為驅動設備來使用，而是借助減速器來減速，以達到理論上所需要的轉速和轉矩。這次的畢業(yè)設計主要就是設計減速器的加工工藝過程和專用夾具的設計
機械加工工藝規(guī)程是一個產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的主要指導依據(jù)?？梢愿鶕?jù)它來選擇零件材料、毛坯、以及加工過程中刀具和機床的選擇。工藝規(guī)程在生產(chǎn)過程中也是組織生產(chǎn)、進行計劃安排的依據(jù)?？梢愿鶕?jù)它來制定生產(chǎn)進度計劃，并可以為每道工序做科學地銜接，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。為了保證毛坯加工后達到圖紙要求，所以就需要設計專用工藝裝備，專用工藝設備可以較低工人的勞動強度以及提高生產(chǎn)率。
機械加工工藝過程卡片以及機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。機械加工工序卡片是對每道工序的詳細說明，包含有有加工示意圖、定位方法，切削速度以及工藝設備等等。
這次的畢業(yè)設計，是讓我們把大學四年里所學過的課程，例如機械設計、機械原理等一些的專業(yè)課進行了綜合的復習。增強了我們的專業(yè)素養(yǎng)，學習機械方面的知識在于實踐，從實踐中得到經(jīng)驗并驗證我們的理論，這次的畢業(yè)設計就可以培養(yǎng)我們熟悉和運用手冊和圖表的能力，也進一步的加強我們識圖、計算機制圖等基本技能，這些都是機械人員需要具備的基本技能。本次最重要的是工藝的設計，這是檢驗我們的綜合應用能力，檢驗我們對零件的分析設計能力和運用刀具、機床、制圖、工藝學等專業(yè)課知識去解決設計中所遇到的問題的能力，以及查閱與機械相關文獻資料和文字表達的能力。在今后的工作中我們會遇到各種問題，而這次的畢業(yè)設計鍛煉了我們用所學的知識去解決問題的能力，為今后盡快的適應工作環(huán)境奠定了一定的基礎。
1.2國內外的發(fā)展概況
工裝是指除機床外為了保證零件的加工質量而需要的工藝設備，是生產(chǎn)過程中所用到的所有工具的總稱。它的目的是為了配合生產(chǎn)設備和工人能更好更快的完成工藝制作要求的那部分。工裝一般來說都是針對產(chǎn)品的特點而設計的，在零件的加工過程中起固定和定位作用。
夾具是工藝裝備的一種，它從屬與工裝，同時夾具是機床不可或缺的一部分。夾具一般分為通用夾具、專用夾具，組合夾具等等，在機械零件的加工中一般都使用夾具，根據(jù)生產(chǎn)綱領、圖樣要求可以確定夾具的類型，為了提高生產(chǎn)效率，大中批量生產(chǎn)時選用專用夾具會改善被加工零件的質量，也會提高生產(chǎn)率。工裝夾具是根據(jù)產(chǎn)品零件的特征設計的，主要保證要裝卸方便、定位精準、緊固產(chǎn)品等。簡而言之，工裝夾具就是用于工件裝夾和定位的工具。
由于現(xiàn)代加工技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的夾具滿足不了需求，因此對傳統(tǒng)夾具提出了更高要求，如何快速、高效、安全的裝夾工件，是需要改進的?，F(xiàn)代的夾具要求小的尺寸大的定位區(qū)間，所以我們需要計算切削過程中的切削力、慣性力等等，并考慮由于這些力的作用，所設計的夾具是否滿足強度、剛度、連接可靠性、定位精準性等等。當然夾具的主要目的還有提高生產(chǎn)率，所以還有夾具夾緊機構的行程需要考慮，怎樣在最短的時間內進行工件的夾緊，已達到最佳效果。
1.3本課題應達到的要求
通過瀏覽一些制圖手冊和查閱相關的設計數(shù)據(jù)，對減速器箱體的結構以及箱體各個部位有什么作用進行了基本的了解，然后根據(jù)我們所學的刀具、機床、工藝以及公差與配合的知識，去分析減速器箱體各個被加工面和被加工孔的加工工藝和加工方法，再根據(jù)分析的結果設計減速器箱體的機械加工工藝路線。并能根據(jù)減速器箱體各個加工面的加工要求，確定減速器箱座的定位方式、切削加工方法以及工件夾緊的方式。結合機械制造工藝學以及夾具課程等知識，確定工件的有效定位及夾緊，實現(xiàn)箱座的加工工藝路線經(jīng)濟以及定位合理，從而來達到產(chǎn)品的優(yōu)化設計。
2零件的分析
2.1零件的作用
箱座的主要功用是支撐和連接,它把傳動齒輪軸支承起來，并和箱蓋連接起來,能保證傳動原件的安裝位置正確，而且是密閉式連接，保證傳動原件的工作環(huán)境，減小齒輪的磨損。因為它是傳動零件的基座，所以必須要有足夠的強度和剛度。箱座加工質量的好壞，很大程度上決定了傳動的平穩(wěn)性，也將影響軸、齒輪以及軸承的壽命和性能以及傳動原件位置的精準性。
2.2零件的工藝分析
由圖1可以看出該箱座零件的結構復雜，需要加工的表面多，有尺寸形狀和位置精度的要求。根據(jù)零件的結構工藝性需要考慮如下幾個方面：
圖1 箱座零件圖
1．零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求應經(jīng)濟合理，重要的尺寸精度應在公差范圍之內。如：80 mm的孔公差在0.03mm之內，120的孔公差在0.035 mm之內。
2．盡量使加工表面的幾何形狀簡單；
3．應盡量在一次裝夾中把有相互位置要求的表面先加工出來；
箱座主要加工表面為孔系和平面，為了保證箱體部件的配合精度，對箱體零件的加工，主要有如下技術要求：
（1）支承孔的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度
箱體上的支承孔尺寸公差等級為IT7級，圓度為0.01 mm左右，表面粗糙度值為Ra3.2 um。
（2）支承孔之間的相互位置精度
箱體上有齒輪軸的支承孔，齒輪的嚙合有中心距的要求，為保證齒輪傳動平穩(wěn)，受力均勻，提高使用壽命，因此對各個支承孔的中心距有一定的尺寸精度要求和平行度要求。這兩項精度主要是取決于齒輪之間的中心距所允許的誤差和齒輪嚙合的精度。為了使軸便于裝配，對同一軸線的孔也有同軸度的要求，這樣就可以保證軸平穩(wěn)的運轉，減少發(fā)熱和磨損。
（3）主要平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度
箱座的結合面、底面和前后面是裝配或加工中的基準面，這些面將直接影響箱座裝配時的質量，也影響箱座在加工過程中的精度。一般情況下，裝配和定位基準平面的平面度控制在0.04mm的范圍內，表面粗糙度控制在Ra3.2 um以內。
3工藝規(guī)程設計
3.1確定毛坯的制造形式
毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及成本、零件的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，而且也和零件的機械加工工藝和質量密切相關。因此正確選擇毛坯有重大的經(jīng)濟意義。進行毛坯選擇時，應全面考慮如下因素：
（1）零件的材料及機械性能；
（2）零件的結構形狀與外形尺寸；
（3）生產(chǎn)綱領和批量；
（4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件。
由于該減速器箱座的外形較為復雜，主要是起連接作用和支撐傳動原件，又因為其抗拉強度小于200MPa，所以可以選用灰口鑄鐵HT200。因為灰鑄鐵成本低，而且具有良好鑄造性能和耐磨性，平常廣泛用于制造結構復雜鑄件和耐磨件。石墨具有潤滑作用，灰鑄鐵本身又含有石墨，同時石墨因為磨損而發(fā)生脫落，脫落后形成的空洞能吸附和存儲潤滑油，從而使鑄件有良好的耐磨性。此外，因為灰鑄鐵減震性比較好，使用灰鑄鐵作為箱座的材料，可以減小機器工作過程中的震動，改善傳動情況。由于零件的結構比較復雜，為中批量生產(chǎn)，根據(jù)參考文獻[1]表1.3-1選擇金屬模機械砂型鑄造的方法制造毛坯。根據(jù)零件圖以及鑄造所允許的最小孔徑可知，減速器箱座上的孔除了軸承孔之外，其余的孔都是機加工出來的。
3.2定位基準的選擇
定位基準的選擇可以說是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。定位基準選擇是否合理，這關乎到零件的加工質量以及零件的生產(chǎn)效率。如果選擇的定位基準不合理，在之后的加工過程中就會出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法正常進行。所以，定位基準的選擇要根據(jù)定位基準的選取原則并結合零件的特征來選取。
3.2.1粗基準的選擇
選擇粗基準時，主要考慮各個加工面能否有足夠的加工余量、能不能保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，由于粗基準一般情況下是不能重復使用的，所以需要盡快的獲得精基面。此外，還要求選用的粗基面應平整，沒有冒口、飛邊等缺陷，以便保證定位的可靠性。
本設計是以箱座的底面為粗基準，加工箱座與箱蓋的結合面，再以結合面作為精基準加工其余表面和孔，再以底面和地腳螺栓孔加工軸承孔的毛坯孔、油孔以及連接孔等，這樣粗基準和精基準在“互為基準”的原則下統(tǒng)一，這樣可以保證結合面的平面度和平行度，減少裝配過程中由于箱座結合面不平行而引起結合面的變形。
3.2.2精基準的選擇
選擇精基準時，主要考慮加工精度和工件裝夾方便可靠。一般應考慮以下原則：
（1）基準重合原則?
即選用設計基準作為定位基準，以消除基準不重合誤差，基準不重合誤差是由定位基準與設計基準不重合而引起的。
（2）基準統(tǒng)一原則?
當工件以某一組精基準定位可以比較方便的加工許多面時，應盡量使用這一組基準作為精基準，以避免基準轉換的誤差。
（3）自為基準原則?
為了獲得均勻的加工余量或者較高的位置精度時，反復選擇已加工面作為精基準來提高加工質量。
（4）互為基準原則?
（5）便于裝夾原則
為了保證減速器箱座孔和面的的相互位置精度和尺寸精度，精基準的選取原則采用基準統(tǒng)一原則，也就是一面兩孔定位。以底面和兩定位銷孔為精基準的定位，這種定位方式便于箱座的夾緊，同時箱座的夾緊變形小，而且也不存在基準不重合誤差。
3.3擬定工藝路線
3.3.1 劃分加工階段
零件的技術要求較高時，零件在進行加工時都應劃分加工階段，按工序性質不同，可劃分如下幾個階段：
（1）粗加工階段
此階段主要是切除被加工面上大量的金屬材料，從而使毛坯形狀和尺寸接近于圖紙的要求。此時被加工面質量底。
（2）半精加工階段
主要是減小粗加工后留下的誤差，使加工面達到一定的精度并留有一定的加工余量，為精加工做好準備。
（3）精加工階段
切除少量加工余量，保證各主要表面達到設計圖紙要求，工件的位置精度與表面質量都比較高。
（4）光整加工階段
主要是對一些尺寸精度和便面粗糙度要求很高的零件表面進行加工。一般不用于提高形狀和位置精度。
根據(jù)加工階段的劃分、圖樣的要求以及零件的生產(chǎn)批量，該減速器箱座的加工階段主要劃分為3個階段：粗加工階段、半精加工階段和精加工階段。
3.3.2安排加工順序
對于形狀復雜的加工，加工工藝路線長、工序多，不同的工序順序，都會影響被加工面的質量以及位置精度，因此如何安排這些工序的加工順序也是很重要的，在以往的實踐生產(chǎn)中，對于工序的安排已經(jīng)總結了一些原則，具體如下：
（1）先粗后精
零件的被加工表面按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的順序進行，其目的是逐步提高零件的被加工表面的精度。
（2）先主后次
零件的主要加工表面應優(yōu)先加工，而次要表面安排在主要表面達到一定的精度后。
（3）先面后孔原則
對于平面輪廓尺寸較大的零件，使用平面定位比較可靠，因此對于平面輪廓大的零件應先加工其平面，后加工孔。這樣可以提高孔的加工精度，同時為接下來的工序提供一個基準定位面。
（4）先基準后其他
作為精基準的表面要首先加工出來。
3.3.3擬定加工工藝路線
在擬定工藝路線時，應當使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度能得到合理的保證。還要考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。結合以上內容以及查閱相關的資料，初步得出減速器箱座的加工工藝路線，減速器箱座的加工工藝路線方案如表3-1和表3-2所示。
表1 工藝路線方案1
工序號
工序內容
工序1
粗銑箱座底面
工序2
粗、精銑結合平面，保證尺寸及粗糙度要求
工序3
鉆、鉸孔定位錐銷孔
續(xù)表1
工序號
工序內容
工序4
鉆結合面上孔，锪平
工序5
鉆底面上孔，锪平
工序6
銑兩側面
工序7
粗鏜孔、孔、孔
工序8
半精鏜孔、孔、孔
工序9
精鏜孔、孔、孔
工序10
鉆箱體游標孔，锪平，保證尺寸公差要求
工序11
鉆、攻底部
工序12
鉆兩端面各孔底孔然后攻絲，保證尺寸公差要求
工序13
去毛刺，清洗，檢驗
表2 工藝路線方案2
工序號
工序內容
工序1
粗銑箱座結合平面
工序2
粗銑箱座底面
工序3
鉆、锪地腳螺栓孔，鉸其中兩對角孔
工序4
粗銑箱座前后面
工序5
精銑箱座結合面
工序6
半精銑箱座前后面
工序7
粗銑排油孔臺階面
工序8
鉆、擴排油螺栓孔，并攻排油孔螺紋
工序9
鉆、锪游標孔，并攻螺紋
工序10
鉆、锪結合面上的螺栓孔
工序11
鉆、鉸錐銷孔（與箱蓋配作）
工序12
粗鏜孔、孔、孔
工序13
半精鏜孔、孔、孔
工序14
精鏜孔、孔、孔
工序15
鉆兩端面螺紋底孔，攻絲
工序16
去毛刺，清洗，檢驗
減速器箱座的加工工藝順序，應當遵循先面后孔、先粗后精的加工順序。經(jīng)過分析，主要是加工箱座底面，上下箱體結合面，鉆、锪底座螺栓孔和排油孔和油標孔，還有鉆擴箱座螺栓孔、銷孔和鉆連接孔，以底面為基準銑軸承端面和鏜軸承孔。先加工平面，可以為后面的精加工提供可靠的精基準，可以提高加工精度。加工孔系時應遵循先主后次的原則，即先加工主要平面或孔系，這也符合切削加工順序的安排原則。對比表1和表2，最終選用表2工藝路線方案。
3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
減速器箱座的材料是HT200，中批量生產(chǎn)，由于結構復雜，所以毛坯采用鑄件。由前面可知，選用金屬模機械砂型鑄造。
最大輪廓尺寸：根據(jù)零件圖可知，箱體的長554mm，寬265 mm，高190mm,故最大輪廓尺寸為554 mm。
毛坯的公差等級：查參考文獻[1]表2.2-2可知，毛坯鑄件的公差等級CT范圍為8~12級，選取9級公差。
鑄件毛坯的機械加工余量等級：查參考文獻[1]表2.2-6可知，毛坯鑄件的機械加工余量等級為E~G級，選取F級標準。
機械加工余量（RMA）：查參考文獻[1]表2.2-5可知, 最大輪廓尺寸為554 mm、機械加工余量等級為G級，得RMA數(shù)值為3.5mm。
（1）結合面
查參考文獻[1]表2.2-1并結合以上資料可知，可得結合面的單面加工余量如下：
粗加工余量：Z1=3.5mm
精加工余量：Z2=2mm
（2）前后面
查參考文獻[1]表2.2-1并結合以上資料可知，可得前后面的雙面加工余量如下：
粗加工余量：2Z1=7mm
精加工余量：2Z2=4mm
（3）底面
查參考文獻[1]表2.2-1并結合以上資料可知，可得底面的單面加工余量如下：
粗加工余量：Z=5.5mm
（4）內孔
根據(jù)參考文獻[1]表2.3-10，可查得內孔的加工余量，并根據(jù)余量得到工序尺寸與毛坯尺寸。
1.對于72mm孔
粗鏜加工余量：2Z1=4mm
半精鏜加工余量：2Z2=4mm
精鏜加工余量：2Z3=3mm
2.對于80mm孔
粗鏜加工余量：2Z1=4mm
半精鏜加工余量：2Z2=4mm
精鏜加工余量：2Z3=3mm
3. 對于120mm孔
粗鏜加工余量：2Z1=4mm
半精鏜加工余量：2Z2=4mm
精鏜加工余量：2Z3=3mm
3.5確定切削用量及基本工時
工序1：粗銑箱體結合面
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：立式銑床X53K
刀具：采用YG6硬質合金端銑刀，d0 =125 mm，齒數(shù)Z=12
量具：游標卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為554 mm，最大加工余量為Zmax=5.5mm,由于后面有精加工，所以進行一次銑削。切削深度ap=3.5 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-35和參考文獻[8]表3.5以及刀具材料牌號，確定fz=0.14~0.24 mm/z，取fz=0.18 mm/z。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[8]表3.16, 當背吃刀量ap=3.5mm時，確定銑削速度Vc= 86m/min。
(1)
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-36，取nc=235r/min。
(2)
由式2可得實際切削速度為：
(3)
由式3可得工作臺每分鐘進給速度為：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-37，取Vf=475mm/min。
(4)
由式4可得實際每齒進給量為：
（3）基本工時：
(5)
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工面長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表3.26，不對稱安裝銑刀，得y+?=40mm，故可得
所以
工序2：粗銑箱體底面
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：立式銑床X53K
刀具：采用YG6硬質合金端銑刀，d0 =125 mm，齒數(shù)Z=12
量具：游標卡尺
（2）計算銑削用量
毛坯的最大加工長度為474 mm，最大加工余量為Zmax=5.5mm,由于余量過大，不可以一次銑削，故分兩次切削。切削深度ap=3.5 mm和2 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-35和刀具材料牌號以及參考文獻[8]表3.5，確定fz=0.14~0.24 mm/z，取fz=0.18 mm/z。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[8]表3.16, 當背吃刀量ap=3.5mm時，確定銑削速度Vc= 86m/min，當背吃刀量ap=2mm時，Vc=98 m/min。
由公式1得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-36，取nc=235r/min和300r/min。
當nc=235r/min時，實際切削速度可根據(jù)公式2得：
當nc=300r/min時，實際切削速度可根據(jù)公式2得：
當nc=235r/min時，由式3可知工作臺每分鐘進給速度為：
當nc=300r/min時，由式3可知工作臺每分鐘進給速度為：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-37，取Vf=475mm/min和600mm/min。
當nc=235r/min時，由式4可知實際每齒進給量為：
當nc=300r/min時，由式4可知實際每齒進給量為：
（3）基本工時：
由式5可知：式中L=l+y+?，l為加工面長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表3.26，不對稱安裝銑刀，得y+?=40mm，故切削時間為
所以
工序3：鉆地腳螺栓孔
（1）加工條件
工件材料：，鑄造。
機床：搖臂鉆床Z35
刀具：采用麻花鉆硬質合金鉆頭，鉆頭直徑19.8 mm
量具：游標卡尺
（2）計算鉆削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=9.9mm，鉆削深度為20 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[9]表11-3和刀具材料，確定f=0.3~0.5 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.32mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[9]表11-3和加工孔徑，確定Vc=45~60m/min,取Vc= 50m/min。
根據(jù)式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=850r/min。
由式2可得實際切削速度為：
主軸每分鐘進給速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工孔長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表2.29，取 y+?=8mm，故可得：
所以
工序3：鉸兩個對角線螺栓孔
（1）加工條件
刀具：采用麻花鉆硬質合金鉆頭，鉸刀直徑20 mm
（2）計算鉸削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=0.1mm，鉸孔深度為20 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[9]表11-13和刀具材料，確定f=0.20~0.35 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.32mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[9]表11-3和加工孔徑，確定Vc=8~15m/min,取Vc= 12m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=265r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時：
由參考文獻[10]表3.2-45可得
(6)
式中，l1=10~45mm，lw為加工孔長度。查參考文獻[10]表3.2-106，取kr=15，故
所以
工序3：锪地腳螺栓孔
（1）加工條件
刀具：采用硬質合金锪鉆，鉆頭直徑45 mm
（2）計算切削用量
最大加工余量為Zmax=12.5 mm,鉸削深度2 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-36，確定進給量f=0.15~0.30 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.20mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-36，確定切削速度Vc=90~107 m/min,取Vc= 100m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=670r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時
由參考文獻[10]表3.2-45可得
(7)
式中，lw為加工孔長度。故
所以
工序4：粗銑箱體前后面
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：臥式銑床X62W
刀具：采用YG8硬質合金鑲齒套式面銑刀，d0=100 mm,齒數(shù)Z=10
量具：游標卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為554mm，最大加工余量為Zmax=5.5mm,由于還有半精銑工序，所以本次銑削一部分，只進行一次銑削。切削深度ap=3.5 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[5]表6-12和機床功率以及刀具規(guī)格，確定fz=0.20~0.40mm/z，取fz=0.25mm/z。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[5]表6-14, 當確定銑削速度Vc= 60~110m/min，Vc=65m/min。 由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-39，取nc=200r/min。
由式2可得實際切削速度為：
由式3可得工作臺每分鐘進給速度為：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-40，取Vf=500mm/min。
由式4可得實際每齒進給量為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工面長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表3.26，不對稱安裝銑刀，得y+?=40mm，故可得
所以
工序5：精銑箱體結合面
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：立式銑床X53K
刀具：采用YG6硬質合金端銑刀，d0 =125 mm，齒數(shù)Z=12
量具：游標卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為554 mm，最大加工余量為Zmax=2mm,由于余量不是很大，所以可以一次銑削。切削深度ap=1.5 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-35和參考文獻[8]表3.5以及刀具材料牌號，確定f=0.5~1.0 mm/r，取f=0.7mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[8]表3.16, 當背吃刀量ap=1.5mm時，確定銑削速度Vc= 98m/min。由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-36，取nc=235r/min。
由式2可得實際切削速度為：
由式3可得工作臺每分鐘進給速度為：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-37，取Vf=190mm/min。
由式4可得實際每齒進給量為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工面長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表3.26，不對稱安裝銑刀，得y+?=40mm，故可得
所以
工序6：半精銑箱體前后面
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：立式銑床X60W
刀具：采用YG6硬質合金端銑刀，d0 =125 mm，齒數(shù)Z=12
量具：游標卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為554 mm，最大加工余量為Zmax=2mm,由于余量不是很大，所以可以一次銑削。切削深度ap=1.5 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-35和參考文獻[8]表3.5以及刀具材料牌號，確定f=0.5~1.0 mm/r，取f=0.9mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[8]表3.16, 當背吃刀量ap=1.5mm時，確定銑削速度Vc= 98m/min。 由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-36，取nc=235r/min。
由式2可得實際切削速度為：
由式3可得工作臺每分鐘進給速度為：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-40，取Vf=250mm/min。
由式4可得實際每齒進給量為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工面長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表3.26，不對稱安裝銑刀，得y+?=40mm，故可得
所以
工序7：粗銑排油孔臺階面
（1）加工條件
工件材料：，鑄造。
機床：臥式銑床X62W
刀具：采用YG6硬質合金端銑刀，d0 =125 mm，齒數(shù)Z=12
量具：游標卡尺
（2）計算銑削用量
已知毛坯被加工長度為31 mm，最大加工余量為Zmax=5.5mm,由于余量過大，不可以一次銑削，故分兩次切削。切削深度ap=3.5 mm和2 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-38和刀具材料牌號以及參考文獻[8]表3.5，確定fz=0.14~0.24 mm/z，取fz=0.18 mm/z。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[8]表3.16, 當背吃刀量ap=3.5mm時，確定銑削速度Vc= 86m/min，當背吃刀量ap=2mm時，Vc=98 m/min。
由公式1得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-36，取nc=235r/min和300r/min。
當nc=235r/min時，實際切削速度可根據(jù)公式2得：
當nc=300r/min時，實際切削速度可根據(jù)公式2得：
當nc=235r/min時，由式3可知工作臺每分鐘進給速度為：
當nc=300r/min時，由式3可知工作臺每分鐘進給速度為：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-37，取Vf=475mm/min和600mm/min。
當nc=235r/min時，由式4可知實際每齒進給量為：
當nc=300r/min時，由式4可知實際每齒進給量為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工面長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表3.26，不對稱安裝銑刀，得y+?=40mm。
所以
工序8：鉆排油腳螺栓孔
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：萬向搖臂鉆床Z35K
刀具：采用鑲片硬質合金錐柄麻花鉆頭，鉆頭直徑17.5 mm
量具：游標卡尺
（2）計算鉆削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=8.75mm，鉆削深度為16 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[9]表11-3和刀具材料，確定f=0.3~0.5 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.4mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[9]表11-3和加工孔徑，確定Vc=45~60m/min,取Vc= 50m/min。
根據(jù)式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=900r/min。
由式2可得實際切削速度為：
主軸每分鐘進給速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工孔長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表2.29，取 y+?=8mm，故可得：
所以
工序8：擴排油螺栓孔
（1）加工條件
刀具：采用YG8硬質合金錐柄擴孔鉆頭，擴孔鉆直徑18.5 mm
（2）計算切削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=0.5mm，擴孔深度為16 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-32和刀具材料，確定f=0.6~0.7mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.6mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-35和加工孔徑，確定Vc=68m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=900r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時：
由參考文獻[10]表3.2-45可得
（8）
式中，l1=2~4，lw為加工孔長度。查參考文獻[10]表3.2-106，取kr=60，故
所以
工序8：攻排油螺栓孔螺紋
（1）加工條件
刀具：絲錐
機床：攻螺紋機S4020
（2）計算切削用量
攻絲深度為16 mm。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.9-8和加工孔徑，確定Vc=14~15m/min，取Vc=14m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[10]表3.9-37可知，取nc=216r/min。
由式2可得實際切削速度為：
基本工時：
由參考文獻[10]的3-940頁可得
（9）
式中P為螺距，lw為加工孔長度。
所以
工序9：鉆游標孔
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：萬向搖臂鉆床
刀具：采用整體硬質合金直柄麻花鉆頭，鉆頭直徑10.1 mm
量具：游標卡尺
（2）計算鉆削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=5.05mm，鉆削深度為26 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-21和被加工材料，確定f=0.2~0.3 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.3mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-21和加工孔徑，確定Vc=40~45m/min,取Vc=40m/min。
根據(jù)式1可得：
由式2可得實際切削速度為：
主軸每分鐘進給速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工孔長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表2.29，取 y+?=8mm，故可得：
所以
工序9：锪游標孔
（1）加工條件
刀具：采用硬質合金锪鉆，鉆頭直徑20 mm
（2）計算切削用量
最大加工余量為Zmax=5 mm,鉸削深度2 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-36，確定進給量f=0.15~0.30 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.15mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-36，確定切削速度Vc=90~107 m/min,取Vc= 90m/min。
由式1可得：
（3）基本工時
由式7可知，式中，lw為加工孔長度。故
所以
工序10：鉆結合面螺栓孔
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：搖臂鉆床Z35
刀具：采用麻花鉆硬質合金鉆頭，鉆頭直徑17 mm和13mm
量具：游標卡尺
（2）計算鉆削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=8.5mm，鉆削深度為54 mm和12mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[9]表11-3和刀具材料，確定f=0.3~0.5mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.32mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[9]表11-3和加工孔徑，確定Vc=45~60m/min,取Vc= 42m/min。
根據(jù)式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc1=850r/min和nc2=1051r/min。
由式2可得實際切削速度為：
主軸每分鐘進給速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工孔長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表2.29，取 y+?=8mm，故可得：
所以
工序10：锪結合面螺栓孔
（1）加工條件
刀具：采用硬質合金锪鉆，鉆頭直徑33 mm和26mm
（2）計算切削用量
最大加工余量為Zmax=8 mm,鉸削深度2 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-36，確定進給量f=0.15~0.30 mm/r，又根據(jù)參考文獻[9]表4.2-13取f=0.20mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-36，確定切削速度Vc=90~107 m/min,取Vc= 90m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc1=850r/min和nc2=1051r/min。
（3）基本工時
由式7可知，式中，lw為加工孔長度。故
所以
工序11：鉆錐銷孔
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：搖臂鉆床Z35
刀具：采用麻花鉆硬質合金鉆頭，鉆頭直徑7.5mm
量具：游標卡尺
（2）計算鉆削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=3.75mm，鉆削深度為12 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-21和被加工材料，確定f=0.2~0.3 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.2mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-21和加工孔徑，確定Vc=40~45m/min,取Vc=40m/min。
根據(jù)式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=1700r/min
由式2可得實際切削速度為：
主軸每分鐘進給速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5，式中L=l+y+?，l為加工孔長度，y+?為入切量及超切量，查參考文獻[8]表2.2，取 y+?=8mm，故可得：
所以
工序11：鉸錐銷孔
（1）加工條件
刀具：采用錐柄機用1:50錐度銷子鉸刀，鉸刀基本尺寸為6 mm
（2）計算鉸削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=0.25mm，鉸孔深度為12 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[9]表11-13和刀具材料，確定f=0.15~0.25 mm/r，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.19mm/r。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[9]表11-13和加工孔徑，確定Vc=8~15m/min,取Vc= 8m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=335r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時：
由式6可知，式中，l1=10~45，lw為加工孔長度。查參考文獻[10]表3.2-106，取kr=15，故
所以
工序12：粗鏜軸承孔
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：臥式銑鏜床T68
刀具：采用硬質合金鏜刀刀頭，鏜孔直徑、、
量具：游標卡尺
（2）計算鏜削用量
毛坯的被加工長度為48 mm，最大加工余量為Zmax=2mm，一次鏜削，鏜削深度ap=2mm。
根據(jù)參考文獻[10]表3.3-14，確定f =0.3~1.0mm/r，Vc=40~80m/min，結合參考文獻[1]表4.2-21，選取進給量f =0.74 mm/r，Vc=55m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-20可知，取nc1=250r/min、nc2=250r/min、nc3=160r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5可得：
所以
工序13：半精鏜軸承孔
（1） 加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：臥式銑鏜床T68
刀具：采用硬質合金鏜刀刀頭，鏜孔直徑、、
（2）計算鏜削用量
毛坯的被加工長度為48 mm，最大加工余量為Zmax=2mm，一次鏜削，鏜削深度ap=2mm。
根據(jù)參考文獻[10]表3.3-16,確定f =0.2~0. 8mm/r，Vc=60~100m/min，結合參考文獻[1]表4.2-21，選取進給量f =0.52mm/r，Vc=80m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-26可知，取nc1=400r/min、nc2=315r/min、nc3=200r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5可得：
所以
工序14：精鏜軸承孔
（1） 加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：臥式銑鏜床T68
刀具：采用硬質合金鏜刀刀頭，鏜孔直徑、、
（2）計算鏜削用量
毛坯的被加工長度為48 mm，最大加工余量為Zmax=1.5mm，一次鏜削，鏜削深度ap=1.5mm。
根據(jù)參考文獻[10]表3.3-14,確定f =0.15~0.50mm/r，Vc=50~80m/min，結合參考文獻[1]表4.2-21，選取進給量f =0.27，Vc=60m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-26可知，取nc1=315r/min、nc2=250r/min、nc3=160r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時：
根據(jù)式5可得：
所以
工序15：鉆孔
（1）加工條件
工件材料：HT200，鑄造。
機床：萬向搖臂鉆床Z35
刀具：選用整體硬質合金直柄麻花鉆頭，鉆頭直徑6.7 mm
（2）計算鉆削用量
已知毛坯最大加工余量為Zmax=3.35mm，鉆削深度為25 mm。
確定進給量f：
根據(jù)參考文獻[10]表3.2-21和刀具材料，確定f=0.2~0.3mm/r，Vc=40~45m/min，又根據(jù)參考文獻[1]表4.2-13取f=0.2mm/r，取Vc= 40m/min。
根據(jù)式1可得：
根據(jù)參考文獻[1]表4.2-12可知，取nc=1700r/min。
由式2可得實際切削速度為：
主軸的每分鐘進給速度為：
（3）基本工時：
查參考文獻[10]表3.2-45可得下式：
(10)
式中為加工的孔的深度，，，取
所以
所用工時為：
工序15：攻螺紋
（1）加工條件
刀具：絲錐
機床：攻螺紋機S4012A
（2）計算切削用量
攻絲深度為20 mm。
切削速度Vc：
根據(jù)參考文獻[10]表3.9-8和加工孔徑，確定Vc=11~12m/min，取Vc=11m/min。
由式1可得：
根據(jù)參考文獻[10]表3.9-37可知，取nc=430r/min。
由式2可得實際切削速度為：
（3）基本工時：
由式9可得：式中P為螺距，lw為加工孔長度。
所以
4.鏜孔專用夾具設計
本夾具主要用來精鏜減速器箱座的三個軸承孔。這三個孔是用來裝配支承齒輪軸的軸承孔，有一定的尺寸、位置度及平行度要求。
4.1工件定位分析
1.工件定位的基本原理
工件的定位，就是根據(jù)加工要求，使工件在夾具中限制應被限制的自由度，并且使工件占有某個確定位置。這一位置可以通過定位原件限制自由度來確定。一個工件在空間直角坐標系中共具有六個自由度，即沿x、y、z坐標軸的移動和繞這三個坐標軸的轉動。如果工件的六個自由度都被限制并且在空間占有確定的唯一位置，這就是完全定位。如果根據(jù)工序的加工要求只需要限制部分自由度，而其它的自由度不需要限制時，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工序的加工要求，這時稱為不完全定位。如何選擇完全定位還是不完全定位，都應該由工序的加工要求來決定。
2.工件的定位方案
對于箱體零件的加工，通常是選用“一面兩孔”的定位方式。本道工序是鏜軸承孔。根據(jù)箱座的結構特點和加工部位，確定這道工序的定位方案為：“一面兩孔”定位（如圖2所示），也就是底面使用支承板定位，限制工件縱向、橫向以及繞橫向軸的轉動這三個自由度；箱座底面有兩個被鉸銷過的螺栓孔，采用短圓柱銷和菱形銷定位，短圓柱銷限制兩個自由度，菱形銷限制一個自由度；因此箱座的六個自由度全都被限制住了，可以保證工件加工的準確性。
圖2 一面兩孔定位及夾緊機構
3. 工件的具體定位方法及其定位元件的選擇
（1）平面定位元件
工件以平面在夾具體中定位時，定位件有很多擇，如：夾具的本體、固定支承銷、固定支承板、可調支承和自位支承等。本道工序的平面定位選用的是固定支承板。
（2）孔定位元件
工件以圓柱孔定位，就是指工件的定位基準為孔的情況。工件以圓柱孔定位時，夾具上常用的定位元件是芯軸和定位銷。這種定位件可以直接做在夾具本體上，也可以做成單獨的零件，并與夾具體相連。
本道工序是采用孔定位，選用短圓柱銷和菱形銷配合使用。
4.2夾緊機構的確定
夾緊裝置的設計，需要考慮很多方面的因素。在確定夾緊力的大小、方向和作用點時，要遵循一些原則，要求夾緊力作用在定位支承面內，使定位穩(wěn)定；夾緊力方向應有利于減小所需夾緊力；處理好夾緊力與重力的關系，便于工件裝夾；減小工件夾緊變形對加工精度的影響；要求夾緊裝置動作迅速，操作安全省力，結構簡單。易于制造并且體積小、剛度好，有足夠的夾緊行程和裝卸工件的間隙。常見的夾緊機構有斜鍥機構、螺旋機構、偏心機構和鉸鏈機構。
根據(jù)零件的加工要求和生產(chǎn)率，本道工序采用手動夾緊。夾緊的機構選用螺旋壓板夾緊機構，通過擰緊左、右兩側的夾緊螺母使工件夾緊，實現(xiàn)完全定位。夾緊機構如圖2所示。
4.3定位誤差分析
夾具的主要定位元件為支承板及兩個銷（圓柱銷和菱形銷），簡稱為一面兩孔定位。其組合定位形式為平面與內孔的組合定位，采用箱座面為第一定位基準，短圓柱銷或短菱形銷上定位為第二和第三定位基準。箱座底面是沒有基準位移誤差（即?Y=0mm），而第二和第三定位基
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