减速器箱体箱盖加工工艺及夹具设计

攀枝花学院本科毕业设计

减速器箱体箱盖 加工工艺及其工装设计

学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业: 指导教师： 助理指导教师：

二〇一六年五月

摘要

通过该型减速器箱体箱盖零件进行了结构分析，结合实际的加工装备对其进行工艺设计，确定了零件的毛坯材料、尺寸、定位基准、加工内容和工艺流程，拟定了加工工艺路线。对零件的公差、加工余量和切削用量及基本工时定额等工艺参数进行了选择与计算，完成了对箱体箱盖零件的加工工艺设计，详细编制了工艺规程卡。针对铣减速器箱体结合面和镗减速器轴承孔两工序，进行了切削力、夹紧力、夹具的定位误差和精度的分析与计算，完成了两道工序的工装夹具设计，绘制了铣减速器箱盖结合面夹具和镗减速器轴承孔夹具装配图与部分零件图。经校核验算所设计夹具满足要求。

关键词：主减速器箱盖；主减速器箱体；工艺设计；工装设计

ABSTRACT

Accordingtotherequestofthetopic,HaveanalysisedtheWD-400miningmainreducerboxcoverpartsofthestructure,determinedthepartsoftheblanksize,thelocatingdatum,,machiningallowance,cuttingparameterandbasicman-hourquotaofprocessparameters,,andfinishedtheanalysisandcalculationofthecuttingforce,clampingforce,thefixturepositioningerrorandprecision,completedthedesignoftoolingfixture,.

KeywordsThemainreducerboxcover，processdesign，equipmentdesign，

mechanicaldesign

目录

1绪论

课题研究意义

本课题是减速器箱体箱盖的加工工艺和夹具设计，而减速器箱的设计主要在于箱体的设计，减速器箱体起着支持和固定轴系零件，保证轴系运转精度，良好润滑及可靠密封等重要作用。箱体是减速器的基础零件，它把减速器有关部件的轴、套、齿轮等相关的零件连接成一个整体，并使之保持正确的相对位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体加工质量，直接影响减速器性能，精度和寿命。

加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。

使用夹具可有效地保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本，扩大了机械加工的范围，减轻劳动强度，保证安全生产，因此，它在夹具机械制造的重要作用。夹具的作用主要有以下几个：[1]

（1）保证精度现在的机械加工对精度的要求越来越高了，所以夹具的作用也就越来越明显了。

（2）提高生产零件的效率夹具的使用可以使得生产零件的效率得到有效的提高。夹具之所以能提高生产效率，是因为夹具可以减轻工人的劳动的强度，同时有了夹具生产工件的时候就可以进行大批量的生产了。

（3）减小劳动强度有了夹具在工件生产的过程中就可以改善生产的劳动状况，同时有了夹具，由于夹紧可高，在生产的时候也就更加的安全了。

（4）降低零件生产成本有了夹具以后就可以有效的减少工人劳动力的投入，并且有了夹具以后就可以大批量的对工件进行生产了，这样就可以降低工件加工的成本。 （5）工艺生产得到保证在生产零件的时候使用夹具，可以使得生产零件的周期和生产零件的调度得到有效的保证。

（6）扩大机床生产工艺的范围在机床上应用夹具就可以使得机床的加工零件的范围得到有效的扩大。

而本次对于减速器箱盖加工工艺及夹具设计的主要任务是：?完成减速器箱体箱盖零件加工工艺规程的制定及其中部分专用夹具的设计。

箱体箱盖的国内外发展现状以及发展趋势

减速器在各种机械中被广泛的运用，例如:挖掘机。在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。国内小型挖掘机目前的整体技术水平处于国

际二十世纪八十年代末九十年代初水平，与国外先进技术的差距主要体现在整机匹配、微操作性能、维修性、可靠性及外观质量上。现阶段仍处于仿制阶段，缺乏自主开发能力和发掘自身优势的意识。

国外挖掘机目前的发展动向主要体现在：以一机多能为目标的多功能化；以提高操作性能为目标的智能化；以节能为目标的功率模式控制；以动态设计分析为基础的可靠性设计；以人为本的驾驶室设计；基于微电子技术的自动的发展。[2]

特别是工业发达国家，都在大力发展单斗液压挖掘机。目前，单斗液压挖掘机的发展着眼于动力和的改进以达到高效节能;应用范围不断扩大，不断降低成本，实现标准化、模块化发展，以提高零部件、配件的可靠性，从而保证整机的可靠性;电子计算机监测与控制，实现;提高机械作业性能，降低噪音，减少停机维修时间，提高适应能力，消除公害。

而我国关于夹具的生产是在20世纪60年代开始的，当时建立的夹具生产的厂主要有两个，一个是天津组合夹具厂，另一个是保定向阳机械厂。

研究表明现在社会上工件中85％要求的是中、小批量生产但要求多批量的生产。然而我国大多的企业还是在使用专用的夹具，这就要求我们的企业得换上新的夹具来适应新的时代的要求。现在夹具的更新速度也是很快的，一般3-4年的时间就会更新50-80％左右专用夹具，但是这个时候我们的夹具只磨损掉了10-20％左右。

随着对零件加工的精度要求的不断提高，对夹具也就有了不一样的发展要求了。当今社会机床夹具的发展趋势主要有四个趋势：标准化、精密化、高效化、柔性化。

机床夹具的发展趋势具体如下：

（1）标准化零件的标准化可以使得夹具的生产有了一个参照的标准，这样有利于夹具使用的通用化。目前我国已经对夹具相关的零部件制定了相应的国家统一的标准，这将有助于夹具的高效率的生产。

（2）精密化如果夹具的精度不高，那么生产出来的零件也将精度不高，现在对零件的精度方面的技术要求已经越来越高了，所以要求与之相应的夹具也得具有很高精度要求。

（3）高效化对于效率的要求，就是对经济性的要求，而经济性是一个企业必须考虑的问题。所以现在要求夹具具有操作方便，夹紧可靠，能有效的减少生产零件的时间，提高生产零件的效率。

（4）柔性化现在大多产品都是要求品类多而数量少，这就要求我们的夹具能够具有一定柔性，能够经过重新组合一些零件而变成能够生产其它零件的夹具。

研究内容以及研究方法

本课题的主要研究内容是对减速器箱体箱盖进行设计以及对箱体箱盖的加工工艺、加工工序以及其夹具的设计。绘制箱体箱盖的零件图，夹具装配图及零件图。其研究方法主要有：[3] 的问题。

（2）利用经验总结法总结出前人对箱体箱盖加工工艺以及工装设计的成就。 （3）利用所确定的数据以及相关公式进行计算，随后将确定得出的结果与箱体简图相结合，从而形成箱体箱盖加工工艺以及工装设计基本框架。

（4）充分利用学校为我们提供的庞大资源，优化自己的研究设计结果。 （5）积极与老师和同学研究，相互了解研究进度，分享研究成果和经验，以便于下一阶段的设计。

（6）对减速器箱体箱盖加工工艺以及工装设计进行全方位的分析，从而获得各种资料，以及各种机床的加工方法，工艺路线的制定方案，从而制定出一条最合理的箱体箱盖加工工艺路线，最后设计出相应的箱体箱盖工装。

（7）对自己的整个毕业设计进行全面的检查，并修改其中的错误和不足，积极向指导老师请教以完成毕业设计，以检测是否达到预期目标。

（1）查阅相关文献来获得相关资料，全面正确的掌握箱体加工工艺以及工装设计

2零件的结构分析与工艺规程的制定

箱体箱盖的结构工艺性分析

该零件的加工主要是两方面的加工：一是平面的加工；二是孔的加工。因为箱盖的结构比较复杂，加工的工序较多，所以对该工件进行加工工艺的分析研究将直接影响到工件加工的精度、生产成本和生产效率。

现对箱体箱盖的整体分析如下：

（1）齿轮箱壁薄，容易变形，处前理要进行时效处理，以消除内应力，处理过程中，要注意夹紧位置和夹紧力，以防止箱体变形。

（2）减速器箱体的主要处理部分是分割平面，轴承孔，通孔和螺纹孔，其中轴承孔在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔加工，以确保这两个剖分式轴承座孔中心线平面位置，和轴孔间的中心距和平行度。

（3）箱盖、箱体结合面，加工孔的端面，选用专用夹具，它可以保证孔的位置精度。

（4）两个平行的孔主要由精密设备来保证精度。保证各平行孔轴心线之间以及轴心线与基面之间的尺寸精度和位置精度。

箱体箱盖的主要加工表面是结合面,主要加工的孔是φ86和φ74的轴承孔. 结合面的平面度要求较高，结合面的精度要求直接影响箱盖和箱体的接触精度和密封性。

2-φ62的尺寸精度,同轴度φ，圆柱度，它的精度要求直接影响传动齿轮的啮合的精度和两端轴承孔的轴线的同轴度等.所以,应该在同一装夹的情况下将两轴承孔加工出来。

2-φ47孔的尺寸精度,同轴度φ,圆柱度。在加工的时候也应该在一次装夹中将两轴承孔加工出来。

箱体箱盖的结构外形比较复杂，需要加工的表面多且要求高，机械加工的工作量大，根据箱体的工艺性主要有以下几方面需要考虑：[4]

（1）孔的尺寸精度以及表面粗糙度主轴支撑孔的尺寸精度考虑为IT6级，表面粗糙度Ra考虑为~,其它支承孔的尺寸精度为IT5~IT7级，表面粗糙度都为；支承孔的几何形状精度要求不超过孔径公差的一半。

（2）孔的相互位置精度支承孔的孔距公差考虑为~，中心线的平行度公差考虑取~，同中心线上的支承孔的同轴度公差考虑为其中最小孔径公差值的一半。

（3）有相互位置要求的表面尽量在一次装夹中加工完成。

箱体箱盖的功能

箱盖位于主减速器整机的上部，箱盖零件是主减速器的基础零件。箱盖和其它零部件一起组合连接，使箱盖称为一个合理的整体，同时保持正确的相对位置，这样减速器才能正常的工作。由此可见，箱盖能达到什么样的加工精度，这将和其他零部件的安装的精度紧密相关，与箱盖的使用寿命也是紧密相关的。所以箱盖的加工一般都具有较高的技术要求。减速器的功能不同和箱盖的作用不同，那么箱盖的结构也就不同的，所以箱盖的结构具有多样性,但它们有共同特点：结构较形状复杂,箱壁薄但是不均匀,内部呈腔型；有许多加工精度要求较高的平面与孔系等[5]。箱盖是减速器的主要支承件，是附件，传动齿轮和及润滑油的主要承载体与贮藏体。箱盖的结构受力和生产精度的高低都直接影响整机的正常运行状况，所以箱盖在整机起基础性的作用。

变速器的输出是一个绕纵轴转动的力矩，而车轮必须绕车辆的横轴转动，这就需要有一个装置来改变动力的传输方向。之所以叫主减速器，就是因为不管变速器在什么档位上，这个装置的传动比都是总传动比的一个因子。它的作用是用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。其中减速箱是减速器的重要组成部件，它是传动零件的基座，起着支持和固定轴系零件，保证齿轮的运转精度、为齿轮运转过程中储存、提供润滑和冷却用油、防止灰尘进入等重要作用。

箱体箱盖生产纲领及毛坯的确定

生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。因为大型减速器的社会需求量小，所以本箱体生产类型为小批量生产。

箱体箱盖结构复杂，受力不大，主要承受震动载荷且要求有良好刚度和密封性机械工程材料。

箱体毛坯制造方法有两种，一种是采用铸造，另一种是采用焊接，对金属切削机床来说，由于其结构形状复杂，而铸铁具有容易成型，可加工性好，吸振性好，成本低等优点，所以一般采用铸铁。箱体零件材料选用最多的是各种牌号的灰铸铁：如HT200、HT250、HT300等，而最常用的为HT200。这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。

对于毛坯铸造方法的确定：虽然砂型铸造的表面较粗糙，但是箱盖的工作面经铸造后还要经过精加工的，所以这个问题可以避免；另一方面，砂型铸造的成本要低的多，所以从经济性考虑选砂型铸造也是合理的。

定位基准的选取

定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。

一、在加工的过程中，关于粗基准的选择有以下一些应该遵守的原则：

（1）在进行加工的时候，有些精度要求是首先得保证工件中的加工面，在位置上有一定的精度要求，这样的工件就应该把不加工的面作为加工中的粗基准面。在一个零件中，如果有许多不需要加工的面，就应该选一个与需要加工的面有最高精度要求的面作为粗基准。这样便可以保证位置上的精度要求了。

（2）在加工零件的过程中有些时候必须保证一些面上加工的余量均匀，这样就应该以这面为粗基准了。

（3）在工件的加工中，有些工件有许多的加工面，为了保证加工面与非加工表面之间的位置要求，应选非加工面来作为工件加工的粗基准且应该选择毛起余量最小的面作为粗基准面。

（4）为了使得工件在定位的过程中尽可能的准确可靠，这就要求所选的粗基准要光整，不能太粗糙。

（5）为了使得定位误差尽可能的小，应避免在一次加工中，在一个尺寸方向上多次使用一个定位基准，这样才能避免由于重复定位的过程中产生很大的定位误差。 二、对于精基准的选择有一下原则：

（1）基准重合原则。所谓的基准重合指的就是，加工的时候用的精加工基准就是工件设计的时候用的设计基准。当然有的时候工件的生产过程中由于不好定位等因素不能用到设计基准，这个时候用其他基准作为加工的精基准也还是可以的。

（2）基准统一原则。基准统一指的就是在加工工件的时候应该在选用了一个精基准以后，就以该精基准为基础完成加工工件尽可能多的工序。这样可以使得工件加工的精度得到有效的保证，同时这样也可以减少变换工件装夹基准所用的时间。比如说在加工减速器箱盖的时候，箱盖与箱体合箱以后就应该尽可能的以底面为基准加工完箱盖上还没有加工的部分。这样既可以保证工件的精度要求，还可以有效的提高工件的生产效率。

（3）互为基准的原则。在加工工件的时候往往会遇到，在工件上有两个待加工的平面，并且这两个平面有较高的精度要求时，这时就应该先以一个平面为加工的精基准，然后再以加工了面为精基准加工另外一个平面。例如：在加工减速器箱盖的时候，如果要保证箱盖结合面与箱盖的凸缘的位置精度要求，就应该先一结合面为基准加工凸缘，然后再以凸缘为基准加工减速器箱盖的结合面。

（4）自为基准原则。在加工工件时有些工件的加工表面要求有很小的余量而且还要求这余量得均匀，这是就应该用这个待加工表面自身为加工的精基准。例如：在对机床进行加工的时候，机床的导轨，就要求加工的余量要小还要求余量要均匀，这是就应该采用自身为基准的方式来对机床进行生产加工。

（5）便于装夹原则。为了能够装夹方便，使得工人的劳动强度减小，提高生产的效率，所以所选的精基准应该使工件便于装夹。同时还应该保证定位得准确可靠。用作精基准的表面的粗糙度应该要小一些。

机床与工艺装备的选用

机床的选择

（1）夹具的选择

当工件的生产是大批量的生产时为了提高生产率、提高加工质量，就应该采用高生产率的专用夹具，还有就是夹具的精度应与工件的加工精度相适应，这样可保证工件的加工精度要求。 （2）刀具的选择

在选择刀具时通常要考虑到零件的加工方法、工件的材料、精度要求和经济性方面的要求。本次加工箱体箱盖零件选的刀具有铣面的硬质合金铣刀、钻孔的麻花钻、镗轴承孔的镗刀。 （3）量具的选择

箱体箱盖的生产属于小批量的生产应该选用通用夹具，在这次加工过程中选的量具有游标卡尺和塞规。具体到每个工艺选的量具，见下面的工艺卡片。 （4）辅具的选择

在箱盖的生产工艺装备的选择的时候还要认真的对辅助工具进行选择。辅具有吊工件用的吊车；运输工件的时候用到的叉车或者是小车；还有就是机床的各种附加的元件、放刀具用的刀架等，这样有助于生产的组织管理，对工作效率的提高，十分有利，效果也十分明显。

工艺路线的拟定

机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要文件。根据生产过称工艺性质的不同，有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理以及装配等不同的工艺规程。规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。

在制备箱体外壳的加工工艺，有一些应该遵循的基本原则。[8] 1.先基面，后其它

工艺路线开始要求的加工表面，应是选作后面工序作为精基准的表面，然后再以该基准面加以定位，加工其他表面。

2．粗精分开、先粗后精

箱体的结构形状比较复杂，主要平面以及孔系加工精度高，一般应将粗、精加工工序分开进行，先进行粗加工，后精加工。

3．先面后孔

先加工平面，后加工孔是箱体加工的规律。平面面积越大，用其定位稳定越可靠；支承孔大多分布在箱体的外壁平面上，先加工外壁的平面可以切去除铸件表面的凹凸不平以及夹砂的缺陷，这样可减少钻头的引偏，防止刀具的崩刃等，对孔加工十分有利。

4．工序集中，先主后次

箱体零件上相互位置要求比较高的孔系和平面，一般要求尽量集中在同一工序中加工，从而保证其相互位置要求和减少装夹的次数。紧固螺纹孔、油孔等次要的工序的安排，一般安排在平面和支承孔等主要加工表面的精加工之后进行加工处理。

箱体工艺路线的拟定

2-1箱体加工的工艺路线一 工序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 工序内容 铸造 清理（清沙） 热处理（人工时效处理） 粗铣箱体底面 粗铣箱体结合面 半精铣箱体底面 钻4φ9地脚螺栓孔，锪φ20的孔，铰对角线两孔 粗铣排油孔台阶面 钻，扩排油螺栓孔，攻排油螺栓孔螺纹 半精铣排油孔台阶面 半精铣箱体结合面 精铣箱体结合面 将箱盖与箱体对准合箱夹紧， 钻两定位锥销孔，装入锥销 结合面 底面 结合面 结合面，侧面 底面 底面 底面 底面 底面 定位基准 设备 X62 X62 X62 Z3040 X62 Z3040 X62 X62 X62 Z3040 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 铰两定位锥销孔 根据箱盖配钻轴承孔旁的连接孔 扩轴承孔旁连接孔 钻直径为12孔 扩油塞孔直径14 攻M6孔 粗铣轴承孔左端面 粗铣轴承孔右端面 粗镗轴承孔φ47 粗镗轴承孔φ62 半精镗轴承孔φ47 半精镗轴承孔φ62 精镗轴承孔φ47 精镗轴承孔φ62 将箱盖，箱体做标记，编号 底面 底面 底面 左端面及底面 底面及两孔 底面及两孔 底面及两孔 底面及两孔 底面及两孔 底面及两孔 Z3040 Z3040 Z3040 Z3040 Z3040 Z3040 X62 X62 卧式镗床T6111 卧式镗床T6111 卧式镗床T6111 卧式镗床T6111 卧式镗床T6111 卧式镗床T6111 钳工 钳工 拆箱，去毛刺，清洗，再装配， 打入锥销，拧紧螺栓 检查各部分尺寸及精度 喷漆 入库 2-2箱体加工的工艺路线二 工序 1 工序内容 铸造 定位基准 设备 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 清理（清沙） 结合面 底面 底面 底面 X62 X62 X62 X62 Z3040 X62 摇臂钻床 Z3040 底面 底面 底面 底面以及两孔 底面以及两孔 底面以及两孔 X62 X62 卧式镗床T6111 卧式镗床T6111 卧式镗床T6111 划线平台 Z3040 热处理（人工时效处理） 涂漆 粗铣箱体底面 粗铣箱体结合面 半精铣箱体结合面 精铣箱体结合面 钻4φ9地脚螺栓孔，锪φ20的孔 粗铣排油孔台阶面 钻，扩排油螺栓孔，攻排油螺栓孔螺纹 将箱盖与箱体对准合箱夹紧，钻，铰两定位锥销孔， 装入锥销 根据箱盖配钻底座结合面的 连接孔，锪沉孔 将箱盖，箱体做标记，编号 扩螺栓孔，锪螺栓孔 拆箱，去毛刺，清洗，再装 配，拧紧螺栓 粗铣轴承孔端面 精铣轴承孔端面 粗镗轴承孔 半精镗轴承孔 精镗轴承孔 划轴承孔端面螺孔线 结合面，侧面 底面 底面 23 24 25 26 27 钻轴承孔端面螺纹孔，并攻丝 拆箱，去毛刺，清洗 合箱，装锥销，紧固 检查各部分尺寸以及精度 入库 轴承座前、后端面 钻床 分析与比较工艺方案： 两种工艺路线的过程基本相似，工艺方案一，可在一次装夹中，只处理一个过程，目的是形成一个生产线，可以承受较高的生产力，而第二个方案，在一个夹紧，试图完成一个以上的工作程序，例如，230X104的箱座底部的位置，处理箱体座面、粗铣，精铣，然后重点对地脚螺栓4×Φ9和Φ20孔锪钻孔使用。减少夹紧时，夹紧误差，位置误差，也可提高生产效率，但在组合机床设计完成了如此多的过程。对小批量生产挖掘机生产程序的主减速器，不需要使用专用机，但在大规模生产，保证加工精度，可以取组合机床，然后计划一个粗加工和精加工时间和路线的两个，分别，粗细不分离，将加工精度体重，但节省装夹时间。整个过程中，两个以上的处理方案，一般似乎是合理的。但是，通过仔细考虑的技术要求和箱体的加工效率，方案一更适合本课题箱体的加工。

箱盖工艺路线的拟定

表2-3箱盖加工工艺路线方案一

工序号 1 工序名称 工序内容 工艺装备 铸造 2 清砂 清理浇注系统、冒口、型砂等 3 热处理 人工时效处理 4 粗铣 以结合面为装夹基准面，然后按线找正，把工件夹紧，粗铣箱盖顶部铣床X62 斜面和铣结合面时需要用于定位的表面 5 粗铣 以已经加工了的为定位基准装夹工件粗铣箱盖结合面 定位夹紧与工序4相同，半精铣顶部斜面 定位夹紧与工序5相同，半精铣结合面 定位夹紧与工序7，精铣结合面 以结合面为定位，装夹工件，粗镗φ47，φ62，两轴承孔 铣床X62 6 半精铣 铣床X62 7 半精铣 铣床X62 8 精铣 铣床X62 9 粗镗 镗床T6111 10 11 12 13 14 15 16 17 半精镗 精镗 钻 锪 钻 钳 钻 钳 以结合面为定位，装夹工件，装夹工件，半精镗φ47，φ62，两轴承镗床T6111 孔 以结合面为定位，装夹工件，装夹镗床T6111 工件，精镗φ47，φ62，两轴承孔 以结合面为定位基准钻φ9孔和钻摇臂钻床Z3040 4×φ9孔 以结合面为定位基准，锪φ20孔 摇臂钻床Z3040 以结合面定位，钻攻顶斜面上4—摇臂钻床Z3040 M3螺纹孔 将箱盖和箱体对准以后合箱，然后 用4—M8螺栓紧固。 钻铰2×φ6圆锥销孔，装入圆锥销 摇臂钻床Z3040 将箱盖和箱体对准合箱后做上标记 并编号 以底面作为定位基准，按底面的一边找正，装夹工件后，要兼顾其他三面的加工尺寸，粗铣轴承孔端面，留有精铣加工的余量 定位和加紧同工序16，精铣轴承孔端面 撤箱，清理飞边、毛刺等 合箱，装上锥销，然后紧固 18 粗铣 铣床X62 19 20 21 22 精铣 钳 钳 终检 铣床X62 检查各部分尺寸和精度是否达到加 工要求 23 24 涂漆 入库 表面涂上防锈漆 表2-4箱盖加工工艺路线二 工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 工序名称 铸造 清砂 热处理 粗铣箱盖顶部斜面 粗铣箱盖结合面 半精铣顶部斜面 半精铣结合面 精铣结合面 钻攻顶斜面上4—M3螺纹孔 将箱盖和箱体对准以后合箱 钻铰2×φ6圆锥销孔，装入 圆锥销 钻2xφ9孔 定位基准 工艺装备 清理浇注系统、冒 口、型砂等 人工时效处理 结合面、箱盖左端面、轴承孔后端面 顶部斜面、箱盖左端面、轴承孔后端面 同工序4 同工序5 同工序5 结合面 Z3040 结合面 Z3040 铣床X62 铣床X62 铣床X62 铣床X62 铣床X62 Z3040 13 钻4×φ9孔 将箱盖和箱体对准合箱，然后用4—M8螺栓 紧固，后做上标记并编号 按底面的一边找正，装夹工件后粗铣轴承孔端面，留有精铣加工的余量 结合面 Z3040 14 15 底面 铣床X62 16 精铣轴承孔端面 底面 铣床X62 艺

17 钻轴承孔旁连接孔 结合面 Z3040 路18 粗镗φ47，φ62，轴承孔 底面 T6111 线方19 半精镗φ47，φ62四轴定位加紧同工序承孔 19 T6111 案的20 精镗φ47，φ62轴承孔 定位加紧同工序T6111 分20 析21 钳 撤箱，清理飞边、毛刺等 比22 钳 合箱，装上锥销，较然后紧固 ：

检查各部分尺寸和23 终检 精度是否达到加工 要求 案24 涂漆 表面涂上防锈漆 一和25 入库 方案

二都遵循了拟订工艺路线的一般原则，但是有些工序还得进一步讨论一下，方案一中在工序9和工序10把钻和锪分开了，但是φ9锪平φ20、φ9锪平φ35有较高的同轴度要求的，所以应该放在同一工步中完成。后面镗轴承孔在方案一中没有合箱就进行镗加工了，但是箱盖轴承孔和箱体轴承孔必须保证精密的配合要求，所以应该在箱盖和箱体合箱后在进行镗加工。钻箱盖箱体连接孔也应该将箱盖和箱体配合起来再钻。综上所述加工工艺选择方案二。

工艺参数的计算与分析

工序4粗铣箱盖顶部斜面。 1.加工条件

工件材料：HT200,b==150~225。 加工要求： 机床：铣床X62。 刀具：硬质合金端铣刀。

参照参考文献[9]，选择刀具dw=50mm，齿数Z=8。 2.切削用量

工

方已知被加工毛坯的总长度为980mm，加工余量为Zmax=，留半精加工余量，粗铣可一次铣销，加工深度ap=。

1）进给量

查参考文献[10]表确定fz=~z，取fz=z。 2）切削速度

根据参考资料[11]，表8-33,由加工材料、刀具材料的硬度，确定铣削速度

Vc=60~110m/min，取Vc=60m/min。

1000v100060n382.17r/min（2-1）

D3.1450根据参考文献[10]表，取n=380r/min。 故实际切削速度为：

V=πdwnw/1000=×50×380/1000=min(2-2)

工作台的每分钟进给量应为：

fMfMZfzzn0.28380608mm/min(2-3)

因为

l1=0.5dC0(dC0)(1~3)、C0(0.03~0.05)d、l2=3~5mm(2-4) 所以lll1l298017.1231000.12 机动工时:

tjll1l21000.126098.70S(2-5) fMZ608工序5：粗铣箱盖结合面 （1）加工条件： 工件材料：灰铸铁HT200 机床：铣床X62

刀具：硬质合金端铣刀，dw=100mm,齿数Z=10 量具：游标卡尺 2）计算铣削用量

已知毛坯被加工的总长度为230mm，最大加工余量为Zmax=,留半精加工余量，留精加工余量，可两次铣削，一次切削深度ap=，一次切削深度。

确定进给量f：

根据参考文献[10]表—73,确定fz=Z 切削速度：

参考参考文献[11]，确定铣削速度，取Vc1=60m/min和Vc180m/min。 由式2-1可得：

参照参考文献[10]表，取n1=200r/min，n2260r/min。

故实际切削速度由式2-2可得：

V1=πdwnw/1000=×100×200/1000=min V2=πdwnw/1000=×100×260/1000=min

工作台的每分钟进给量由式2-3可得： 由式2-4可得：

l1=0.5dC0(dC0)(1~3)、C0(0.03~0.05)d、l2=3~5mm

所以lll1l2312031.2133154.21mm 机动工时由式2-5可得: 工序6半精铣箱盖顶部斜面。 1.加工条件

工件材料：HT200,b==150~225。 机床：铣床X62

刀具：硬质合金端铣刀，根据参考文献[11]选择刀具dw=50mm，齿数Z=8。 量具：游标卡尺 2. 切削用量

已知被加工毛坯的总长度为230mm，半精加工余量为，所以可一次铣销，加工深度ap=。

1）进给量 查参考文献

[10]

表确定fz=~z，取fz=z。

2）切削速度

根据参考文献[11]，表8-33,由加工材料、刀具材料的硬度，确定铣削速度

Vc=60~110m/min，取Vc=100m/min。

由式2-1可得：

参考参考文献[10]表，取n=630r/min。 故实际切削速度由式2-2可得：

V=πdwnw/1000=×50×630/1000=min

工作台的每分钟进给量由式2-3可得： 由式2-5可得:

l1=0.5dC0(dC0)(1~3)、C0(0.03~0.05)d、l2=3~5mm

所以lll1l298017.1231000.12 机动工时，由式2-5可得：: 工序7：半精铣箱盖结合面 （1）加工条件： 工件材料：灰铸铁HT200

机床：铣床X62

刀具：硬质合金端铣刀，dw=100mm,齿数Z=10 量具：游标卡尺 2）计算铣削用量

已知毛坯被加工的总长度为260mm，半精加工余量2mm，留精加工余量，可一次切削，切削深度ap=。

确定进给量f：

根据参考文献[10]表—73,确定fz=Z 切削速度：

参考参考文献[11]，确定铣削速度，取Vc80m/min。 由式2-1可得：

根据参考文献[10]表，取n200r/min。 故实际切削速度由式2-2可得：

V2=πdwnw/1000=×100×260/1000=min

工作台的每分钟进给量由式2-3可得：： 由式2-5可得：

l1=0.5dC0(dC0)(1~3)、C0(0.03~0.05)d、l2=3~5mm

所以lll1l2312031.2133154.21mm 机动工时，由式2-5可得：: 工序8：精铣箱盖结合面 （1）加工条件： 工件材料：灰铸铁HT200 加工要求： 机床：铣床X62

刀具：硬质合金端铣刀，dw=100mm,齿数Z=10 量具：游标卡尺 2）计算铣削用量

已知毛坯被加工的总长度为260mm，精加工余量， 可一次切削，切削深度ap=。 确定进给量f：

根据参考文献[10]表—73,确定fz=Z 切削速度：

参考参考文献[11]表8-33，确定铣削速度，取Vc100m/min。 由式2-1可得：

根据参考文献[10]表，取n320r/min。 故实际切削速度由式2-2可得：：

V2=πdwnw/1000=×100×320/1000=min

工作台的每分钟进给量由式2-3可得：： 由式2-3可得：

l1=0.5dC0(dC0)(1~3)、C0(0.03~0.05)d、l2=3~5mm

所以lll1l2312031.2133154.21mm 机动工时，由式2-5可得：:

工序9钻攻箱盖顶斜面上4×M3—7H螺纹孔 工件材料：灰铸铁HT200?

加工要求：攻钻公制螺纹M3mm的孔?? 机床：摇臂钻床Z3040

刀具：选Φ2mm的麻花钻钻螺纹孔，选Φ3mm丝锥攻M3的孔。 （1）钻Φ2mm的螺纹孔?

由参考文献[10]表可得f=~r，取f=r 由表可得v=s=min 由式2-1可得： n=1000v/πdw=(r/min)

由参考文献[10]表确定n=1250r/min。 所以实际切削速度，由式2-2可得： 已知钻销深度为22mm。 所以，钻销时间为：

Dctgkr(1~2)，l21~4） 2(2)钻、攻螺纹4×M3的螺纹孔

（l1参考文献[10]表—38和表得?f=r,V=s=min n=1000v/πdw=(r/min)?

所以选n=1250r/min,（参考文献[10]） 所以实际切削速度，由式2-1可得： 工序11钻铰2×φ6圆锥销孔 工件材料：灰铸铁HT200

加工要求：钻2个直径为6的圆锥孔 机床：Y摇臂钻床Z3040

刀具：采用直径为Φ6mm的1:50的锥度削子铰刀，材料为硬质合金。 量具：塞规

由工艺手册表可得f=~r，取f=r 由表可得v=s=min 由式2-1可得：

n=1000v/πdw=(r/min)

由参考文献[10]表确定n=400r/min。 所以实际切削速度，由式2-2可得： 已知钻销的深度为14mm。 由式2-6可得：

所以T2tj212.8025.60s 工序12钻2xΦ9mm孔。 工件材料：灰铸铁HT200

加工要求：钻1个直径为9mm的孔 机床：摇臂钻床Z3040

刀具：采用Φ8mm的麻花钻头走刀一次，扩孔钻Φ9mm走刀一次 量具：游标卡尺、塞规

由参考文献[10]表可得f=~r，取f=r 由表可得v=s=min 由式2-1可得：

n=1000v/πdw=(r/min) 由参考文献[10]表确定n=800r/min。 所以实际切削速度，由式2-2可得： 已知钻销的深度为14mm。

所以，钻销时间由式2-6可得：：tj1（l1ll1l214426019.80s fn0.25800Dctgkr(1~2)，l21~4） 2扩Φ9mm孔：由参考文献[10]表得f=r 由参考文献[10]表得V=s=min 由式2-1可得：

n=1000v/πdw=(r/min) 由参考文献[10]表确定n=800r/min。 所以实际切削速度，由式2-2可得： 由式2-6可得： 工序13钻4×φ9孔。 工件材料：灰铸铁HT200

加工要求：钻4个直径为9mm的孔 机床：摇臂钻床Z3040

刀具：采用Φ8mm的麻花钻头走刀一次，扩孔钻Φ9mm走刀一次

量具：游标卡尺、塞规

由参考文献[10]表可得f=~r，取f=r 由表可得v=s=min

n=1000v/πdw=(r/min) 由式2-1可得：

由参考文献[10]表确定n=630r/min。 所以实际切削速度，由式2-2可得： 已知钻销的总深度为108mm。 所以，钻销时间由式2-6可得：

D（l1ctgkr(1~2)，l21~4）

2扩Φ9mm孔：由参考文献[11]表得f=r 由参考文献[10]表得V=s=min 由式2-1可得： n=1000v/πdw=(r/min)

由参考文献[10]表确定n=630r/min。 所以实际切削速度，由式2-2可得： 由式2-6可得： 工序15粗铣轴承孔端面 （1）加工条件： 工件材料：灰铸铁HT200 机床：X62铣床

刀具：选硬质合金铣刀，dw=80mm,齿数Z=10 量具：游标卡尺 2）计算铣削用量

已知毛坯φ74，φ86承孔端面的被加工的长度分别为 78mm、72mm。最大加工余量φ74、φ86轴承孔的为2mm，留精加工余量1mm，可两次切削，第一次铣削深度ap=，第二次铣削深度前面三轴承孔的为ap=。最后轴承孔的为ap=。

确定进给量f：

根据参考文献[10]表—73,确定fz=Z 切削速度：

参考参考文献[11]表8-33，粗铣的两次铣销深度差距不大，所以铣削速度可以取一样的，取Vc80m/min。

由式2-1可得：

根据参考文献[10]表，取n320r/min。

故实际切削速度，由式2-2可得：：

V2=πdwnw/1000=×80×320/1000=min 工作台的每分钟进给量，由式2-3可得：：

由式2-4可得：l1=0.5dC0(dC0)(1~3)、C0(0.03~0.05)d、l2=3~5mm 所以铣φ74，φ86，加工长度分别为：

所以由式2-5可得铣φ74，φ86轴承孔端面的机动工时分别为: 工序16精铣轴承孔端面 （1）加工条件： 工件材料：灰铸铁HT200 机床：X62铣床

刀具：选硬质合金铣刀，dw=80mm,齿数Z=10 量具：游标卡尺 (2）计算铣削用量

已知毛坯φ74，φ86承孔端面的被加工的长度分别 为72mm、78mm。加工余量为，可一次切削，切削深度ap=。

确定进给量f：

根据参考文献[10]表—73,确定fz=Z 切削速度： 参考参考文献

[11]

表8-33，确定铣削速度，取Vc100m/min。

由式2-1可得：

根据参考文献[10]表，取n400r/min。 故实际切削速度，由式2-2可得：：

V2=πdwnw/1000=×80×400/1000=min 工作台的每分钟进给量由式2-3可得：：

由式2-5可得：l1=0.5dC0(dC0)(1~3)、C0(0.03~0.05)d、l2=3~5mm 所以铣φ74，φ86轴承孔端面的加工长度分别为： 所以铣φ74，φ86轴承孔端面的机动工时分别为: 工序17攻钻轴承孔端面3xM6 工件材料：灰铸铁HT200?

加工要求：攻钻公制螺纹M6mm的孔?? 机床：摇臂钻床Z3040

刀具：选Φ5mm麻花钻钻螺纹孔，选Φ6mm的丝锥攻螺纹M6。 量具：螺纹塞规 (1)钻Φ5mm的螺纹孔?

由参考文献[10]表可得f=~r，取f=r

由表可得v=s=min 由式2-1可得： n=1000v/πdw=(r/min)

由参考文献[10]表确定n=800r/min。 所以实际切削速度，由式2-2可得： 已知钻销深度为8mm。

所以，钻销时间由式2-6可得：

D（l1ctgkr(1~2)，l21~4）

2(2)攻M6螺纹

参考文献[10]表—38和表得?f=r,V=s=24m/min n=1000v/πdw=(r/min)?

所以选n=630r/min,?（参考文献[10]） 所以实际切削速度,由式2-2可得: 加工深度为50mm，由式2-7可得： 工序18粗镗φ74，φ86轴承孔 工件材料：HT200,HB=200~241。 加工要求：保证轴承孔表面粗糙度为 机床：T6111型镗床。 刀具：镗刀,主偏角kr45。 量具：游标卡尺 粗镗加工机动时间的确定

（1）粗镗φ74轴承孔。

已知铸造出来的毛坯的加工余量为8mm，加工零件的总长度为30mm，分为粗镗，半精镗和精镗三步工序。参照参考文献[15]表粗镗的切削深度2ap=5mm，半精镗2ap=2mm，精镗2ap=1mm，进给量f=r，切削速度V=s=84m/min。

所以机床的转速，由式2-1可得： 参考参考文献[10]表,主轴转速选n=250 所以实际切削速度，由式2-2可得：

根据参考文献[10]表可得，镗销加工机动时间的算法如下：

tjaptgkrLll1l2l3305326044.64s（2-9） fnfn0.5250l1(2~3)l23~5，l3单件小批量生产时的附加长度

（2）粗镗φ86轴承孔。

已知铸造出来的毛坯的加工余量为，加工零件的总长度为30mm，分为粗镗，半精镗和精镗三步工序。参照参考文献[18]表，粗镗的切削深度2ap=6mm，半精镗2ap=，精镗2ap=1mm，进给量f=r，切削速度V=s=78m/min。

所以机床的转速，由式2-3可得： 参考参考文献[10]表,主轴转速选n=160r/min 所以实际切削速度，由式2-2可得：

根据参考文献[10]表可得，由式2-9可得：镗销加工机动时间的算法如下：

l1aptgkr(2~3)l23~5，l3单件小批量生产时的附加长度

工序19半精镗φ74，φ86轴承孔 加工条件 工件材料：HT200

加工要求：保证轴承孔表面粗糙度为 机床：T6111型镗床。 刀具：镗刀,主偏角kr45。 量具：游标卡尺 半精镗加工机动时间的确定

1、半精镗φ74轴承孔。

已知半精镗零件的加工余量为3mm，加工零件的总长度为30mm，分为半精镗和精镗两步工序。所以半精镗2ap=2mm，精镗2ap=1mm.参照参考文献[10]表15-25，进给量f=r，切削速度V=s=96m/min。

所以机床的转速由式2-1可得： 参考参考文献[11]表,主轴转速选n=250

所以实际切削速度，由式2-2可得：

根据参考文献[10]表可得，由式2-9可得镗销加工机动时间的算法如下：

l1aptgkr(2~3)l23~5，l3单件小批量生产时的附加长度

2、半精镗φ84轴承孔。

已知半精镗零件的加工余量为，加工零件的总长度为30mm，分为半精镗和精镗两步工序。所以半精镗2ap=，精镗2ap=1mm.参照参考文献[10]表15-25，进给量f=r，切削速度V=s=90m/min。

所以机床的转速由式2-1可得：

参考参考文献[10]表,主轴转速选n=160r/min

所以实际切削速度由式2-2可得：

根据参考文献[10]表可得，由式2-9可得镗销加工机动时间的算法如下：

l1aptgkr(2~3)l23~5，l3单件小批量生产时的附加长度

工序20精镗φ74，φ86轴承孔加工条件 工件材料：HT200

加工要求：保证轴承孔表面粗糙度为 机床：T6111型卧式镗床。

k45r刀具：镗刀,主偏角。 量具：游标卡尺 精镗加工机动时间的确定 ①精镗φ120轴承孔。

已知半精镗零件的加工余量为1mm，加工零件的总长度为30mm，可一次镗销，精镗2ap=1mm，参照参考文献[10]表15-25，进给量f=r，切削速度V=s=90m/min。

所以机床的转速由式2-1可得： 参考参考文献[10]表,主轴转速选n=250。

所以实际切削速度由式2-2可得：

根据参考文献[10]表可得，由式2-9可得镗销加工机动时间的算法如下：

l1aptgkr(2~3)l23~5，l3单件小批量生产时的附加长度

②精镗φ86轴承孔。

已知半精镗零件的加工余量为1mm，加工零件的总长度为30mm，可一次镗销，精镗2ap=1mm，参照参考文献[10]表15-25，进给量f=r，切削速度V=s=84m/min。

所以机床的转速由式2-1可得：

参考参考文献[10]表,主轴转速选n=160r/min。

所以实际切削速度由式2-2可得：

根据参考文献[10]表可得，由式2-9可得镗销加工机动时间的算法如下：

l1aptgkr(2~3)l23~5，l3单件小批量生产时的附加长度3铣箱体结合面夹具的设计

夹具的主要作用是：保证工件的可靠的加工质量，提高加工效率，降低劳动强度，充分发挥机器的性能和扩展过程。夹具将被用于所选择的X62铣床。刀具选择YG8硬质合金立铣刀。

问题的提出

在对工件进行夹具设计时就应该对工件的定位类型，有很清楚的认识，工件的定位方式分为下面四种情况。工件的定位方式分为下面四种情况:

（1）第一种定位方式是完全定位。工件一共有六个自由度，如果在夹具中将工件的六个自由度都给限制了，那么这种定位的方式便称为完全定位。

（2）第二种定位方式为不完全定位。这种定位方式与第一种定位方式相对，就是没有将工件六个自由度都约束，这就称之为不完全的定位方式。

（3）第三种定位方式为欠定位。这种定位方式是按照工件的加工技术要求必须给予限制的自由度没有得到限制。在这样加工工件的时候，工件原本要求的精度就很难得到有效的保证了，所以这种定位方式一般说来是不被使用的。

（4）第四种定位方式是重复定位。在夹具中工件有些方向上的自由度被夹具的多个定位元件限制了，这就是所说的重复定位了。重复定位按其具体情况有课分为可用的重复定位和不可用的重复定位。在加工中有些重复的定位会使得工件不容易装夹在夹具上，并且很有可能使得工件在装夹的过程中产生变形等不良情况，这将直接影响工件加工的要求，使工件很难达到应该达到的精度，所以这是不可行的。当然这种不可用的重复定位是由办法来避免的，避免这种定位的方法有两种方法。一个就是使夹具的结构得到改变，这样工件就不会是重复定位了。还有一种办法就是，提高定位元件与工件接触处的精度要求，这也是可行的。

确定定位方案以及定位元件

本夹具主要是铣削结合面，本轴承孔的工序基准是尺寸为230X120的已加工好的箱座底面，选取尺寸为230X120的箱座底面作为定位基准，四个支承板构成一个平面限制三个自由度，以箱体上输入轴轴承端面一个定位支撑钉限制一个自由度，同时箱体凸缘一侧加两个定位支承钉，限制两个自由度。从而工件限制了工件六个自由度,是完全定位，符合六点定位原理。其定位方案如下图所示：

图定位方案示意图

支承板：

依据箱体结构自行设计出该支承板，其示意图如所示：

图支承板

（1）材料：T8按GB/T1298 （2）热处理：55～60HRC。

（3）其他技术要求按JB/T8044-1999的规定。

确定夹紧方案以及夹紧元件

铣床夹具主要用于加工零件是的平面、沟槽、缺口、花键及各种成形表面。铣床夹具保证达到工件几何精度，表面粗糙度。设计铣夹具，主要考虑的是工件夹具的刚性和理性面铣刀的正确定位，以保证实现产品的工艺要求[13]。

应重点考虑的问题具体如下：

（1）在设计定位和夹紧结构时，需保证夹紧后工件的弹性变形最小。 （2）铣刀的直径的选取应合理。

（3）设置必要的起吊装置，同时并保证起吊时夹具不致变形

由于本箱体的定位方案是由四个支承板、一支承钉和两个支承钉，因此主要限位面是支承板，由夹紧力的方向和作用点的确定原则，夹紧力应指向支承板面上，选用四个均匀分布的四个压板压在箱体的凸缘上来夹紧工件，为了降低成本选用扭紧螺母，由于压板的一端有一可调圆柱支承，阻碍了该段向下运动，使压板另一端下压来压紧工件。夹紧方案的结构示意图和夹紧元件如下图所示：

图夹紧机构

（1）材料：45钢。按GB699-65《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》。 （2）热处理：HRC35～40。

（3）其他技术要求按GB2259-80《机床夹具箱体》 （4）详细尺寸见箱体图。

设计出来的夹紧方案结构，示意图所示： 图夹紧方案结构示意图

确定铣削夹紧力

夹紧力的大小必须适当。夹紧力过小，工件可能在加工过程中移动而破坏定位，不仅影响质量，还可能造成因此事故；夹紧力过大，不但会使工件和夹具产生变形，对加工质量不利，而且造成人力、物力的浪费。[15]

确定的夹紧力，通常被视为一刚性固定件和工件的系统，以简化确定。然后由切削力考虑工件，夹紧力（重力，应考虑大型工件，工件转速运动也考虑惯性力）的静力平衡条件来确定理论夹紧力，再乘以一个安全系数，按实际所需的夹紧力。根据《机械加工工艺手册》可查得：

铣削力确定公式为

.90.741.0圆周分力Fz9.8154.5a0aeZd0pfz

式中ap——切削深度；

fz——进给量； ae——切削宽度； z——铣刀齿数；

d0——铣刀直径；

查表可得：d0160mmZ=10ae192mmaf0.2mm/z 代入得Fz9.8154.52.50.90.20.74192101601.0 =4560N

查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为：

当用两把铣刀同时加工时铣，铣削加工产生的水平分力应与夹紧力产生的摩擦力平衡

'F（u=） 即：FH确定出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力F'

即：F'KF

KK0K1K2K3K4K5K6(参考文献[14]第30页)

K0-考虑工件材料及加工余量的均匀性的基本安全系数

K1-粗加工和精加工影响系数 K2-刀具钝化程度的影响系数 K3-切削特点（连续或断续）影响系数

K4-夹紧力的稳定性的影响系数 K5-手动夹紧的手柄位置的影响系数 K6-力矩作用于工件时与支撑面的接触情况

K01.4，K11.2，K21.2，K31.0，K41.3，K51.0，K61.0 故所需实际夹紧力：

确定定位误差

该夹具以平面，中心线与规定的垂直度偏差，公差为

j0.11

0

mm。为了满足工序的加

工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。

与机床夹具有关的加工误差

，一般可用下式表示：

由《机床夹具设计手册》可得： ⑴平面定位的定位误差：⑵夹紧误差：

D•W0

j•j(ymaxymin)cos其中接触变形位移值：

⑶、磨损造成的加工误差：

j•M通常不超过0.005mm

⑷、夹具相对刀具位置误差：D•A取0.01mm 误差总和：

jw0.0522mm0.11mm从以上的分析可知，所设计的夹具能满

足零件的加工要求。

4镗轴承孔夹具的设计

问题的提出

该夹具要镗的轴承孔有φ62和φ47的的前后两轴承孔，这些轴承孔有较高的同轴度要求、垂直度要求，所以对夹具的设计有较高的要求。同时为了提高生产效率，还是需要注意操作简单，工人劳动强度不宜过大。

定位方案与定位元件的设计

在镗轴承孔时选择的定位方式是传统的一面两孔组合起来的定位方式，由于如果直接将加工零件放在夹具体上面，很容易使得夹具体受到磨损从而精度受到影响，所以在夹具体上放四个支撑板，将工件放在支撑板上。一个平面上放两个支撑板限制了三个自由度。然后再在该平面上采用一个圆柱销和一个削边销形式再限制三个自由度，这样一共就限制了六个自由度，这属于完全定位。在这里之所以要采用削边销是为了防止因为过定位而使定位产生干涉和装夹工件时产生困难。[17]定位方案的示意图如图所示：

图定位方案示意图

由上面的夹紧方案示意图我们便可看到定位元件有短圆柱销、削边销和支撑板。所以对于定位元件的设计就是对短圆柱销、削边销和支撑板的设计。

（1）固定定位销的设计

参照参考文献[14]94页和95页固定定位销的示意图如图所示：

图固定式定位销示意图

材料：D16mm,T7A,D16mm,20 技术要求：

(1)D的允差需要按照配合的要求来决定； (2)D对d的不同轴度不能大于； (3)锐边需要进行倒钝处理；

热处理：T7A需要进行淬火HRC53-58处理；20需要渗碳处理，渗碳的深度为到，淬火HRC53-58。

（2）削边销的设计

参照参考文献[14]94页和95页固定定位销的示意图如图所示：

图固定式定位销示意图

材料：D16mm,T7A,D16mm,20 技术要求：

(1)D的允差需要按照配合的要求来决定；

(2)D对d的不同轴度不能大于； (3)锐边需要进行倒钝处理；

热处理：T7A需要进行淬火HRC53～58处理；20需要渗碳处理，渗碳的深度为到，淬火HRC53-58。

(2)支撑板设计:参照参考文献[14]100页和101页固定定位销的示意图如图所示：

图固定式定位销示意图

材料：20 技术要求：

(1)H留到的余量，在装配的时候再磨削到所要求的尺寸； (2)锐边需要倒钝；

(3)表面进行发蓝处理或者其他防锈处理； 热处理：渗碳深度到，淬火HRC60～64。

夹紧方案及夹紧元件的选择

根据要求设计了两个夹紧的方案，方案如下：

方案一：采用压板用螺栓联接，然后利用汽缸夹紧的方式，这种夹紧方式夹紧力可靠，辅助时间短，工人劳动强度也小，但是成本高。

方案二：采用压板，用螺栓、螺母联接，利用手动旋转螺母夹紧的方式，这种夹紧方式夹紧力相对第二种要小一些，但成本低，结构简单。

本次设计零件为小批量生产，要求成本低，且在加工过程中夹紧力不需要太大，因此综合考虑选择夹具第二个加紧方案，利用螺栓、螺母手动夹紧的方式。压板选择为钩形压板。这样镗轴承孔的夹紧装置就和铣结合面的夹紧装置类似了。考虑到夹紧的可靠性和结合加工零件具有对称性的特点，所以就采用四个夹紧装置对称分布的方式。

对刀块和导向元件设计

采用镗套来对镗刀进行导向，镗套选择的是滑动式回转镗套。回转式镗套具有承受载荷能力强、减振性好及回转精度高的特点，所以镗减速器轴承孔选择滑动式回转轴承是比较合理的。滑动式回转轴承在工作的过程中需要进行充分的润滑，所以在镗套上面需要一个加油的油杯。

切削力和夹紧力计算

在计算镗孔时的夹紧力时，只需选需要夹紧力最大的工序来计算就可以了。结合镗销力的计算公式可以知道在镗φ260轴承孔时所需的夹紧力最大。

由参考文献[14]，查表3-1可得： 圆周切削分力公式： 式中ap进给量（mm/r）

ap3.5mm，f0.8mm/r

Kmp(HBn)150取HB175n0.4

查表124得：

HBn1750.4Kmp()()1.06150150所以

由表126可得参数：∴∴

Kkp1.08Kop1.0Ksp1.0Krp1.0

KcKmpKkpKopKspKrp1.061.081.01.01.01.15

FC902apf0.75KP9023.50.80.751.153071.07N0.9

同理：径向切削分力公式：式中参数：∴

FP530apf0.75KP

Kkp1.30Kop1.0Ksp1.7Krp1.0KpKmpKkpKopKspKrp1.061.301.01.71.02.340.9∴FP530apf0.75KP5303.50.90.80.752.343239.44N 轴向切削分力公式：式中参数：所以

Ff451apf0.4KP

Kkp0.78Kop1.0Ksp0.65Krp1.0KfKmpKkpKopKspKrp1.060.781.00.651.00.54所以Ff451apf0.4KP4513.50.80.40.54779.61N

根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：

参考资料[14]，表5-5可得安全系数为：

式中：K0—-考虑工件材料、加工余量是否均匀的基本安全系数；

K1—-加工性质系数；

K2—-刀具钝化系数； K3—-切削特点；

K4—-夹紧力的稳定性； K5—-手动夹紧时手柄的位置；

K6—-仅有力矩使得工件回转时，工件与支撑面接触的情况；

所以：KC1.21.21.01.01.31.01.01.87 所以：

当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用移动压板夹紧机构。由于镗轴承孔用到的夹紧装置和铣箱盖结合面夹紧装置的结构是相同的，所以由式3-1和3-2可得夹紧力的计算公式如下

由铣结合面夹具装配图和参考文献[14]表3-10可得l1124mm,l262mm，

14034，f0.1,R36mm,L350，dz33mm,Q30N，1.070，R36mm，

1200，0.9。

将数据带入上面的公式，并且镗轴承孔夹具中用了四个夹紧装置,所以夹紧力如下：

经过比较实际夹紧力大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

定位误差分析计算

本夹具选用的定位元件为一面两销定位。一批工件在夹具中定位时，工件上作为定位基准的平面没有基准位置误差。由于定位孔较浅，其内孔中心线由于内孔和底面垂直度误差而引起的基准位移误差也可忽略不计。但作为定位基准的两内孔，由于与定位销的配合间隙及两孔、两销中心距误差引起的基准位置误差必须考虑。其定位误差主要为：

（1） 由参考文献[16]表5-4可得移动时基准位移误差D.W(Y)的计算公式如下： 式中：TD1定位基准孔直径的公差

参考参考文献[16]表2-20可得圆柱销与定位孔间的配合为

H7 h6销边削与定位孔之间的配合为

H6 h50.021所以由参考文献[18]可查到定位孔的尺寸为240

圆柱销的尺寸为2400.013

0.013销边削定位孔的尺寸为240 0.009销边削的尺寸为240

所以

[16]

(2)由参考文献表5-4转角误差 式中：TD2定位基准孔直径的公差

式中：b销边削的宽度

所以：

待加工的轴承孔的公差都是大于该夹具的定位误差，所以该夹具是能满足加要求的。

5结论

综上所述，结论如下：

1.根据课题要求，详细分析了该零件的功能要求和结构，绘制了减速器箱体零件图（见附录Ⅰ）和箱盖零件图（见附录II）；

2.详细分析了减速器箱体箱盖的工艺，编制了箱体工艺过程综合卡片（见附录III）和箱盖工艺过程综合卡片（见附录IV），并详细编制了箱盖机械加工工序卡片（见附录V）；详细计算了切削用量、加工余量、工时定额等；

3.粗铣箱体结合面的铣床夹具，本夹具选取了四个支承板以及三个支承钉的定位方式。绘制了铣床夹具体零件图（见附录VI），铣床夹具装配图（见附录VII）；

4.根据工艺分析，设计了镗轴承孔专用镗床夹具，该夹具采用了一面两销的定位方式。所绘制镗床夹具体零件图（见附录VIII），夹具装配图（见附录IX）。经校核验算所设计的箱体箱盖零件的加工工艺、铣箱体结合面夹具和镗箱盖轴承孔夹具满足要求。

参考文献

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[8]陈于萍,高晓康．互换性与测量技术[M].北京：北京高等教育出版社，2005． [9]赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海：上海科学技术出版社，1990． [10]彭林中．机械切削工艺参数速查手册[M].北京：化学工业出版社，2010． [11]李志乔．铣削加工速查手册[M].北京：机械工业出版社，2010．

[12]崇凯．机械制造技术基础课程设计指南[M].北京：化学工业出版社，2006． [13]李益民．机械制造工艺设计简明手册[M].机械工业出版社，1993． [14]东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学．机床夹具设计手册[M].第二版.

上海科学技术出版社，田培棠，石晓辉，米林．夹具结构设计手册[M].北京：国防工业出版社，2011．

[16]廖念钊．互换性与测量技术基础[M].3版.北京：中国计量出版社，． [17]?Engineering?and?Technology[M].Addiso?Wesley?Publish?.1 [18]蔡伦．减速器生产工艺的探索[EB/OL].2006．

附录

附录Ⅰ：箱体零件图 附录II：箱盖零件图

附录III：箱盖机械加工工序卡片 附录IV：铣床夹具零件图 附录V：铣床夹具装配图 附录VI：镗床夹具体零件图 附录VII：镗床夹具装配图

致谢

本设计是在李国云老师的悉心指导下完成的，在我即将完成学业之际，衷心感谢李国云老师给我的关心和帮助。同时还要感谢教过我的所有老师们，你们严谨的教学作风一直是我工作、学习中的榜样；你们孜孜不倦的教导给予我无尽的启发和动力。

历时半载，从论文选题到搜集资料，从开题报告、写初稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。

在设计过程中，我遇到过很多困难，曾感到毫无头绪，但都在李老师的指导下解决了。李老师学识渊博、态度严谨、平易近人的教学和为人风格让我受益匪浅。从李老师处我学到了许多的专业知识和相关的设计方法。最重要的是学习到怎样把我们课本上所学的知识运用在生产实际中的方法和技巧。在此，谨向李老师表示最真诚的感谢。

在论文撰写过程中，也得到了学院各位老师和同学无私的帮助，尤其是与专业知识学得比较扎实的同学一起交流探讨是一种非常愉快的学习体验，在此对你们表示衷心的感谢。

同时还要感谢培养教育我的攀枝花学院，学院让我们有这么好的学习条件。毕业设计让我们在走上工作岗位前好好的锻炼了一下自己，我自己也非常珍惜这次机会。在此再次对在这次毕业设计中给予自己帮助和指导的李老师和学院各位老师表示最真诚的感谢。最后由于本人学识有限，经验不足，在本次设计中难免存在错误疏漏之处，希望各位老师能予批评指正。