单级减速机箱体和箱盖工艺工装设计（全套图纸）

毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 单级减速机箱体和箱盖工艺工装设计 2、专题 二、课题来源及选题依据机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1 应保证零件的加工质量，达到设计图纸的技术要求；2 在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产效率；3 要尽量减轻工人劳动强度，必须考虑生产安全、工业卫生等措施；4 在立足本企业的生产条件基础上，尽可能采用国内外新技术、新工艺、新装备；5 工艺规程应正确、完整、简洁、清晰；6 工艺规程应满足规范化、标准化要求；7 夹具设计保证工件的加工精度；8 提高生产效率；9 工艺性好；10 使用性好；四、接受任务学生： 班 姓名 五、开始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2012年11月12日摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。减速箱体加工工艺规程及其镗100孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺,工序 切削用量 夹紧 定位 误差AbstractThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft; the working procedure; the cutting specifications; clamp; the localization; the error.目 录摘 要IIIAbstractIV1 绪论11.1本课题的研究内容和意义11.2国内外的发展概况11.3本课题应达到的要求22 工艺设计32.1 零件的分析32.1.1 零件的作用32.1.2 零件的工艺分析42.2 毛坯的选择与设计及基准的确定52.2.1 确定毛坯制造形式52.2.2 基准的选择52.3 加工顺序的安排62.4 工艺规程的设计62.4.1 制定工艺路线62.4.2 工艺方案的比较与分析73 工序设计93.1 工序尺寸与毛坯尺寸加工余量的确定93.2 设备和工艺装备的选择113.3 确定切削用量及时间定额124 夹具设计214.1 夹具的设计214.2 夹紧装置的组成及设计要求214.2.1 动力源214.2.2 中间传力机构224.2.3 夹紧元件224.3 切削力与夹紧力的计算224.3.1 切削力的计算224.3.2 夹紧力的确定234.4 定位误差的分析与计算244.5 夹具设计与操作的简要说明254.5.1 夹具体方式的确定254.5.2 夹具的精度要求254.5.3 夹具使用注意事项、保养及维护254.6 关于铣箱体与箱盖接合面的夹具设计265 结论与展望275.1 结论275.2 不足之处及未来展望28致 谢29参 考 文 献301 绪论1.1 本课题的研究内容和意义减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩。无须联轴器和适配器，结构紧凑。负载分布在行星齿轮上，因而承载能力比一般斜齿轮减速机高。满足小空间高扭矩输出的需要。齿轮减速器广泛应用于大型矿山，钢铁，化工，港口，环保等领域。减速器箱体在整个减速器总成中起支撑和连接的作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各穿动机的正确安装，是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。因此变速器箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响江苏器的寿命和性能。结构特点变速器箱体是典型的箱体零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔，螺孔等需要加工，应为刚度较差，切屑受热大，易产生震动和变形。零件装配箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。灰铸铁具有河很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿着轴心线水平剖分式。上箱体和下箱体是用楼栓联接成一体。轴承座的联接楼栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接楼栓，并保证旋紧楼栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔的附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。1.2 国内外的发展概况18世纪中叶，随着英国人瓦特改良蒸汽机之后，第一次工业革命开始，一系列技术产业革命引起了从世界上的由手工劳动向动力机器生产转变的重大飞跃。减速机作为动力的传递机构由此得到了推广应用。国内减速机的发展。20 世纪 60 年代，我国开始生产减速机,当时制造的减速机完全是参照苏联 20 世纪 4050 年代的减速机技术，后来尽管取得了一些发展，但由于社会环境、技术水平、工艺装备落后，整体技术水平与世界水平相比差距不小。60 年代后期，我国先后制订了一批通用减速机标准象圆柱齿轮减速机，形成了一批具有一定规模的专门生产减速机工厂。20 世纪 70 年代初至90 年代，中国经历了测绘仿制、技术转让、自主设计和生产的三个阶段。但是，大部分国内减速机的技术水平还不高，质量及使用寿命还很低。当前减速机普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外减速机的现状。国外的减速机，德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速机工作可靠性好，使用寿命长。但其仍以定轴齿轮传动为主要传动形式，普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。1.3 本课题应达到的要求变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工面有轴承孔系及其端面，平面，螺纹孔，销孔等。因此加工过程中的主要问题是保证孔的精度及位置度，处理好孔与平面的相互关系。2 工艺设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用减速器是靠输出和输入的齿轮的啮合来确定输出的速度的，传动轴之间的中心距及平行度直接影响了减速器的质量好坏。支承各传动轴，保证各传动轴之间的中心距及平行度，并保证减速器部件与发动机的正确安装是减速器组装的首要要求。减速器体加工质量的优劣，将直接影响到轴与齿轮等零件相互位置的准确性及减速器总成的使用寿命和可靠性。那么对减速器的输出输入轴承支撑孔的精度要求关键。减速器箱体是典型的箱体类零件，其结构形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多强筋。有精度要求较高的多个平面、轴承孔系、螺孔等需要加工。因为刚度较差，切削中受力受热大，易产生振动和变形。减速器箱体的主要作用是进行速度的减速作用，在各种加工车床上还是机动工件上都必须要用到的，特别是在车辆行业中是必不可少的备件，可以说减速器是当代发展的机械行业中关键的部分之一。箱盖零件图如图2.1所示。图2.1 箱盖零件箱座零件图如图2-2所示：图2.2箱体零件2.1.2 零件的工艺分析该减速器箱体，结构复杂，壁薄，设有加强筋、凸台、凸边、内腔。尺寸较大，约为428197170。其中结合面的尺寸精度要求高，轴承孔的尺寸精度和相互位置精度要求高，这些孔和面的加工精度直接影响机器的装配精度、使用性能和使用寿命。有许多紧固螺钉孔和定位孔。圆柱齿轮减速器是在平行方向上传递运动，对齿轮的润滑要求很高，而且运动的传递的精确度很高。这些方面对箱体的加工面有特别的要求，轴承孔和结合面的加工精度必需达到要求。(1）首先检查图纸，检查公差制定、形位公差、表面粗糙度是否合理。(2）分离式箱体的主要加工部位有：轴承支撑孔、结合面、端面和底面（装配面）等。对这些主要加工面加工的主要技术要求有：a. 底座的底面与结合面必须平行，其误差不超过0.55mm/1000mm；b. 结合面的表面粗糙度Ra值小于1.6m，两结合面的接合间隙不超过0.03；c. 轴承支承孔的轴线必须在结合面上，其误差不超过0.2mm；d. 轴承支承孔的尺寸公差一般为H7，表面粗糙度Ra值小于1.6m，圆柱度误差不超过孔径公差的一半，孔距精度允许为0.030.05 mm；e. 两个或两个以上箱体夹壁上的轴承支承孔的同轴度误差不超过最小孔径的公差一半。2.2 毛坯的选择与设计及基准的确定2.2.1 确定毛坯制造形式工件生产类型为大批量生产。减速箱体零件材料为HT200。查参考文献1P498表6-68，考虑到零件形状复杂、有腔形、制造精度、机械性能、寿命及批量 ；可选择砂型铸造以提高毛坯精度、减少加工余量1。再确定毛坯制造形状时应考虑各加工表面的余量还应考虑：是否需要制出工艺凸台以利于工件的装夹；是一个零件制成一个毛坯还是多个零件合成一个毛坯；那些表面不需要制出；铸件分型面、拔模斜度及铸造圆角；最后绘制出毛坯图，并要决定毛坯的结构特征及各项技术条件。2.2.2 基准的选择 正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为精基准、粗基准、辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面为定位基准（粗基准），在后续加工工序中，用也加工表面作为定位基准（精基准）。在制定工艺规程时，应先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各加工加工出来，另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，在工件上某部位做一辅助基准，用以定位。 粗基准的选择。粗基准的选择应遵循以下原则：1）以不需要加工表面作为粗基准。2）以工件上要求余量均匀的重要表面作为粗基准。3）以平整且面积较大的表面作为粗基准。4）粗基准一般只能使用一次。对于箱体类零件应先加工面后加工孔再以面为基准加工孔。根据有关粗基准的选择原则（当零件有不加相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准。）精基准的选择。精基准的选择应遵循以下原则：1）：“基准重合”原则，用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差。2):“基准统一”原则，当定位以某一组精基准定位可以较方便的加工其它表面，尽可能在多数工序中采用这组精基准定位。3）:“自为基准”原则，当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准。4）“互为基准”原则，。当两个加工表面相互位置精度要求较高时，以两个需加工表面相互作为基准反复加工以获得均匀的加工余量和较高的位置精度。考虑要保证零件的加工精度和装夹准确可靠、方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的罩盖下端面为主要的定位精基准，这样也满足“基准重合”原则。2.3 加工顺序的安排先粗后精 先粗加工后精加工有利于加工误差和表面缺陷层的逐步消除，重而逐步提高零件的加工精度和表面质量；先主后次 零件的主要表面（设计基准面、工作面）应先加工，次要面（键槽、螺孔）可在主要表面加工到一定精度后、最终加工前加工。先面后孔 用平面定位比较稳定可靠，加工过的平面上孔比在毛坯面上钻孔不易产生孔轴线的偏斜和较容易保证孔距尺寸3； 依据以上的原则设计加工工序1、以边缘不加工面为粗基准，夹具夹紧中间轴承孔来粗铣和精铣结合面，边缘不加工面限制了Z，X，Y自由度，满足加工要求。2、以结合面为定位基准，箱体两侧通过支承点作为第二类定位基准，以一侧不加工端为粗基准。定位基准限制了X自由度，通过模孔钻箱体上所有孔，先通过锪平刀锪平，再换刀钻孔。3、以结合面为精基准，以两侧和一端不加工的侧端为粗基准，为第二类定位基准，加工窥视孔端面，粗铣，再精铣。4、以3步骤的定位基准，攻丝注油孔和吊耳孔，以及攻丝窥视孔端面螺孔。5、下箱体以结合面为粗基准加工（粗、精铣）下底面，再以下底面为精基准加工结合面，夹具夹紧两侧，作为第二类定位基准。6、下箱体以结合面为精基准，以两侧定位作为第二次定位基准，以一侧端面加工的边缘面为粗基准，限制X自由度，加工各个轴端通孔（首先锪平再钻孔）。以下底面为定位基准锪平底座6个孔，再钻孔。7、上、下箱结合，拧紧各个螺栓，以下底面为定位基准，以输出轴为粗基准，加工两个锥销孔。8、以底座四孔为定位基准，夹具夹紧两侧，同时粗铣、精铣输出端两端面和一端输入轴的端面。底座四孔定位限制自由度X、Y、X、Y、Z。9、以底座四孔为定位基准，钻孔和攻丝输出轴两端面和输入轴端面。10、以底面与两锥销孔为定位基准，精加工轴承孔，夹具夹紧机座底面的不加工面，以输入轴端面为精基准，精加工输出轴承孔，以底面与两定位孔为定位基准，定位夹紧方式见工序卡图。2.4 工艺规程的设计2.4.1 制定工艺路线零件机械加工工艺过程是工艺规程的中心问题，其内容包括确定定位基准、选择各加工表面的加工方法、安排加工顺序及组织整个加工工艺过程中各个工序的内容、确定各个工序所采用机床设备和工艺装备等4。设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。根据减速箱体零件为大批生厂，所以采用通用机床，并配以专用的夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本。经零件工艺分析，零件毛坯为砂型机械造型，并经人工时效处理消除铸件内应力，改善工件的可切削性2。先确定工艺路线如下：工艺方案一工序 铸造工序 去应力退火工序 粗铣对合面工序 粗精铣侧面工序 钻孔并攻丝注油孔M12.工序 粗精铣下底面和精铣对合面工序 加工结合面处两销锥孔10和底座四个定位孔22以及输出轴旁四个连接孔17工序 粗精铣输出和输入轴端面工序 钻孔和攻丝输出轴和输入轴端面孔M8工序 精加工输出入轴承孔100工序 精加工输入轴承孔80 工序 检查方案二工序 铸造 工序 去应力退火 工序 粗精铣对合面 工序 粗精铣侧面和下底面工序 粗精铣输出轴和输入轴端面工序 攻丝注油孔. 工序VII 加工结合面处面个销锥孔和底座四个定位孔及输出轴旁四个连接孔 工序 精加工输出入轴轴承孔 工序 检查2.4.2 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案二以端面为基面加工其它面，面和孔加工顺序比较混乱；方案一则与二有所不同，两端面分开加工，先加工面再以面为基准加工孔；两者比较可以看出，第一方案比第二方案合理，位置精度也较易保证，定位及夹紧等都比较方便；所以采用方案一：工序I 铸造工序II 去应力退火工序III 粗铣对合面工序IV 粗精铣侧面工序V 钻孔并攻丝注油孔M12 ，吊耳孔M12，孔端面螺孔M8工序VI 粗精铣下底面和精铣对合面工序VII 加工结合面处两销锥孔10和底面四个定位孔22以及输出轴旁四个连接孔17工序VIII 粗精铣输出轴和输入轴140端面工序X 钻孔和攻丝输出轴和输入轴端面孔M10工序XI 精加工输出入轴承孔160工序XII 检查3 工序设计3.1 工序尺寸与毛坯尺寸加工余量的确定 “减速器箱体”零件材料HT200，生产类型为大批生产，查参考文献1P498表6-68，因为箱体有腔孔等、形状复杂所以采用砂型铸造毛坯；查参考文献1P516表6-90，根据为砂型机械造型材料为灰铸铁选取铸造公差等级为CT8，；查参考文献1P510常用斜度值砂型一般选为铸造斜度为3，查参考文献1P511对于砂型铸造一般圆角半径为R31。 查参考文献3P78表3-1，为砂型机械造型选取铸件加工余量等级为F；查参考文献3表3-3，P80根据毛坯加工面的基本尺寸选取铸件机械加工余量； 查参考文献3表3-6，P84根据铸件的基本尺寸选取铸件尺寸公差值3。根据圆柱齿轮减速器机盖和机座零件结构简图，分析可知，有以下一些加工表面：1、主要平面：机座底面和对合面，机盖的对合面和顶部方形孔、各凸台面，轴承支撑孔的端面。2、主要孔：主轴承支撑孔100 Ra2.5与轴承支撑孔80 Ra1.6。3、其他加工部分主要有8个凹槽联接孔、2个凸缘联接孔、4个地角螺钉孔（其中两个先加工成定位工艺孔）、2个销钉孔、顶部方形面上6个螺纹孔，轴承端面共18个螺纹孔以及斜油标孔、油孔、油塞孔、2个起吊螺纹孔、起盖螺钉孔。图3.1毛胚加工余量图机座结合面：平面度要求为0.025，表面粗糙度Ra1.6，毛坯加工余量为5。以机座底面为基准进行粗精加工。表2-1粗精铣毛胚工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣1IT80.0361700.036Ra1.6粗 铣3.5IT130.36171.50.36Ra6.3毛 胚51.51751.51.5 底面安装面：表面粗糙度Ra6.3，毛胚加工余量为5。以机座结合面毛坯为基准。表2-2粗铣毛胚工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）粗 铣65IT130.361750.36Ra6.3毛 胚51.51801.51.5 轴承支撑孔100 Ra2.5 镗削。 表2-3 镗孔工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 镗0.5H7 100 Ra1.6半精镗1.5H10 99.5 Ra3.2粗 镗3H13 98Ra6.3毛 胚51.5951.51.5输入轴轴承端面加工：表面粗糙度Ra3.2，两相对端面同时加工。表2-4粗精铣轴承端面工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣2IT90.141700.14Ra3.2粗 铣8IT130.891740.89Ra6.3毛 胚102.01902.02.0 输出轴轴承端面加工：两对轴承端面A与B垂直度要求为0.10mm，表面粗糙度要求为Ra1.6。表2-5粗精铣轴承端面工序名称加工余量（mm）经济精度工序尺寸公 差（um）精 铣1IT80.0361700.14Ra1.6粗 铣3.5IT130.551740.89Ra6.3毛 胚4.52.551902.02.53.2 设备和工艺装备的选择在设计工序时，需要具体选定所用的机床、夹具、切削工具和量具。先具体各个工序装备选择如下：工序： 铣机盖机座结合面，以边缘不加工面为粗基准。查参考文献2P224表4-16，根据杆直刀径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X53K立式铣床；查参考文献2P270表5-42，根据加工表面为大面积平面选择套式面铣刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查参考文献2P287表6-7，根据工加面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用专用夹具夹紧加工。工序：铣底座侧面。同工序一样查参考文献2P224表4-16，根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X53K立式铣床；查参考文献2P270表5-42，根据加工表面为小面积平面选择套式面铣刀D=40mm,d=20mm,Z=8；查参考文献2P287表6-7，根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。工序：钻孔并攻丝注油孔，吊耳孔，窥视孔端面螺孔，以结合面为精基准。查参考文献2P224表4-16，根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面选择卧式车床；查参考文献2P271表5-44，根据加工要求选择，D=12mm,d=10mm,L=63mm钻头；查参考文献2P287表6-7，根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。工序：粗精铣下底面和精铣对合面，以结合面为粗基准，底面为精基准。查参考文献2P224表4-16，根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X52K立式铣床；查参考文献2P271表5-44，根据加工表面为顶面选取套式面铣刀，D=80mm,d=27mm,L=36mm；查参考文献2P287表6-7，根据加工面为平面先选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-500mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。工序：加工结合面处两销锥孔和底面四个定位孔，以底面为定位基准，以输出轴为粗基准。查参考文献2P221表4-7，根据平旋盘最大加工外端面为400mm选择T616立式镗床；查参考文献4P1064表4.3-63，根据加工表面的情况顶选取硬质合金镗刀，B=12，H=12,d=12；查参考文献2P287表6-7，根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。工序：粗精铣输出轴和输入轴端面，以底座四孔为定位基准。查参考文献2P221表4-7，选择X52K卧式铣床；查参考文献4P1064表4.3-63，根据加工孔的大小情况顶选取硬质合金镗刀，B=12，H=12,d=12；查参考文献2P287表6-7，根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-400mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。工序：钻孔和攻丝输出轴和输入轴端面孔，以底座四孔为定位基准。查参考文献2P214表4-8，根据最大加工孔径及工作台宽度，选择C4163车床；查参考文献4P1064表4.3-63，根据加工孔的大小情况顶选取硬质合金钻头；查参考文献2P287表6-7，根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。工序：精加工输出和输入轴承孔，以底面和两个锥销孔为定位基准。查参考文献2P221表4-7，根据最大加工孔径及工作台宽度，选择T616卧式镗床；查参考文献4P1064表4.3-63，根据加工孔的大小情况顶选取硬质合金镗刀，B=12，H=12,d=12；查参考文献2P287表6-7，根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。3.3 确定切削用量及时间定额工序30：粗铣结合面1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量 1) 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 2) 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 （3.1）按机床标准选取 （3.2） 当时 （3.3） 按机床标准选取 3) 计算工时 4) 切削工时：，则机动工时为 （3.4）工序40：铣侧底面端面 工步一：粗铣侧底面端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量 1) 决定铣削深度 因为加工余量大，故分两次走刀内铣完，则 2) 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则 （3.5） 按机床标准选取1450 （3.6） 当1450r/min时 （3.7） 按机床标准选取 3) 计算工时 切削工时：l=75 ，则机动工时为 （3.8） 工步二：精铣侧底面端面1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,，。 2. 决定铣削用量 1) 决定铣削深度此次是精加工，一次铣完，则 2) 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 （3.9） 按机床标准选取 （3.10） 当1450r/min时 （3.11）按机床标准选取1) 计算工时2) 切削工时：l=75 ，则机动工时为 （3.12) 工序50：钻孔并攻丝注油孔M12钻M12螺纹孔底孔；根据参考文献4表查得：进给量,切削速度 ，切削深度机床主轴转速，取 实际切削速度被切削层长度： 刀具切入长度： （3.13）刀具切出长度： 取根据参考文献13表可得： （3.14）攻丝M12选择M12mm高速钢机用丝锥f等于工件螺纹的螺距p，即 按机床选取 基本工时： （3.15） 由表3.3-9得：装夹工件时间为0.17min； 由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.15min； 由表3.3-12得：测量工件时间为：0.04min； 所以辅助时间是T1=1.34 min T2=0.094=0.36min 则T总=T1+T2=1.80min 工序60：粗铣再精铣下底面和精铣结合面 工步一：粗铣下底面1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量 决定铣削深度 因为加工余量大，分粗精两次加工完成决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 （3.16） 按机床标准选取750 （3.17）当750r/min时按机床标准选取 计算工时 切削工时：，则机动工时为 （3.18）工步三：精铣结合面1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为粗加工加工完毕后加工余量不大，一次加工完成2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 （3.19） 按机床标准选取750 （3.20） 当750r/min时 （3.21） 按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为 （3.22）工序70：钻结合面处两锥销孔10机床：Z525立式钻床 刀具：根据参考文献4表10-61选取高速钢麻花钻101) 进给量 取f=0.13mm/r2) 切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3) 确定机床主轴转速 ns= 955r/min （3.23）与955r/min相近的机床转速为1000r/min。现选取=1000r/min。所以实际切削速度 = （3.24）4) 切削工时，按参考文献4表6.2-1。 t=i ;其中l=60mm; =4mm; =3mm; t= =0.355min （3.25)式（3.25）说明了切削所需工时工序80：粗铣在精铣输出轴和输入轴100端面 查参考文献14表2.4-73刀具：硬质合金铣刀（面铣刀），材料：，D=68mm ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=1.75mm，所以铣削深度：=1.75mm。每齿进给量：根据参考文献7表2.4-75，取，铣削速度：参照参考文献7表3034，取V=1.33m/s。机床主轴转速： （3.26）式中：V铣削速度；d刀具直径。机床主轴转速： 按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： （3.27）进给量： 工作台每分进给量：6.7mm/s60=402mm/min ：根据参考文献7表2.4-81, 被切削层长度：由毛坯尺寸可知铣刀切入时取： ，铣刀切出时取：根据参考文献2表可得：=0.22min （3.28）由表3.3-7得：操作机床时间为：0.83 min；由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14 min；T1=0.97min；则T总=T1+T2 =1.19min。工序90：钻孔并攻丝输出轴端面孔M10钻M10螺纹孔底孔8；根据参考文献4表查得：进给量,切削速度，切削深度。 机床主轴转速 （3.29） 取 实际切削速度 （3.30） 被切削层长度：；刀具切入长度：刀具切出长度： 取根据参考文献13表可得： =0.1min （3.31） 攻丝M10 选择M10mm高速钢机用丝锥 f等于工件螺纹的螺距p，即 （3.32） 按机床选取 基本工时： 由表3.3-9得：装夹工件时间为0.12min；由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.18min；由表3.3-12得：测量工件时间为：0.06min；所以辅助时间是T1=1.36 min T2=0.094=0.36min；则T总=T1+T2=1.72min。工序100：精镗输出轴承孔孔100工件材料：HT200、金属型铸造加工要求：粗、半精镗孔100H8，表面粗糙度为3.2um机 床：T4163坐标镗床刀 具：刀具材料为硬质合金、YG8、刀杆尺寸为12mm12mm，长度为500mm。 (一)计算切削用量： 粗镗孔至98mm，单边余量Z=1.5mm，=1mm,一次加工确定进给量查表3-13，P93参考文献13，加工铸铁，f=0.03-0.16mm/r.根据T4163镗床主轴进给量。取f=0.15mm/r根据有关手册，取V=100m/min则 （3.33） 查表4-7-1，P213参考文献2。T4163坐标镗床主轴转速取镗削工时：查P299表7-1参考文献2。 (3.34) 精镗孔至100mm一次加工确定进给量查表3-22，P101参考文献2根据镗床主轴进给量取f=0.10mm/r 查表3-19，P98参考文献2。V=1.333-1.83m/min,取V=1.8m/s。则 (3.35)根据T4163主轴转速工时定额 P299，表7-1参考文献2。 4 夹具设计4.1 夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。专用夹具是为某工序而特定设计制造的夹具。它优点是针对性强，结构简单，刚性好，操作容易，装夹容易，生产率高。缺点是设计周期长，产品更新换代后往往不能继续使用，适应性差；费用较高。机床夹具一般由功能相互独立而又相互联系的以下六部分组成：1.定位元件或定位装置。如支承钉、定位键、定位销等。2.夹紧元件或夹紧装置，它一般由动力装置（油缸、汽缸等）、中间传力机构和夹紧元件（压板、钩板等）组成。3.对刀或引导元件，它是保证夹具相对刀具的正确的位置，如对刀块、钻套、镗套等。4.夹具体，它与机床有关部件相连接，以确定夹具相对于机床的位置。5.连接元件，确定夹具在机床上的正确位置，如定位键、定位销、螺钉、螺栓等。6.其它元件或装置，适用于有特殊要求的元件，如分度装置、上下料装置等5。设计圆柱齿轮减速器机座加工工艺及镗100孔的专用夹具，夹具用于T616卧式铣床，刀具为硬质合金铣刀。工件的定位原理自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在生产中，为了调整和控制不可避免产生的应力和变形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。 （1）以工件的平面为基准进行定位时，常采用挡铁、支撑钉进行定位（2）工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销定位器（3）工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用V形铁定位器（4）利用以定位工件的轮廓对被定位工件进行定位可采用样板定位器 “减速箱体”支撑板和两侧面定为挡板。底面两个支承钉限制了Z方向的移动自由度与X方向的转动，挡板上的支承钉限制了Y方向移动以及绕Y、Z轴的转动，圆销限制了YZ两个方向的移动，螺旋夹紧器机构夹紧，共限制了6个自由度。4.2 夹紧装置的组成及设计要求夹紧工件的方式是多种多样的，因而夹紧装置的结构也是千变万化的。夹紧装置一般分为简单夹紧装置与复合夹紧装置两类。夹紧装置一般由以下三大部分组成： 4.2.1 动力源在夹具中产生原始作用力的机构称为动力源。有手动与机动两类，由于加工工件不大所以本夹具采用手动夹紧7。 4.2.2 中间传力机构它是将动力源产生的原始作用力传递给夹紧元件的机构称为传力机构。有螺旋机构、铰链机构、偏心机构等。本夹具采用螺旋机构。 4.2.3 夹紧元件夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。它通过与工件被夹表面直接接触来实现夹紧的功能，如压板、压头等。本夹具采用移动压板。移动压板的计算如图： 图4.1 夹紧夹具 装上工件后，用移动压板压紧，需要卸工件时松开螺钉把移动压板往后拉就行，移动压板的行程是40。4.3 切削力与夹紧力的计算 4.3.1 切削力的计算刀具材料为：硬质合金镗削力的计算：见表1-2-3，P32机床夹具设计手册。修正系数 S 每转进给量 t 切削深度V 切削速度 表1-2-4 ，P33参考文献8 在 （4.1）在 （4.2） 在 （4.3） 查表1-2-6中参考文献8P338。表4-1 刀具主偏角1.01.01.0前角1.01.01.0刀倾角1.01.01.0刀尖圆弧半径 r=0.5mm0.870.661.0镗削力：圆周力： （4.4） 轴向力： （4.5） 径向力： （4.6） 4.3.2 夹紧力的确定确定一个机构的夹紧力,即确定夹紧力的大小,方向和作用点。它必须通过综合分析工件的结构特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工过程中所受外力来确定。(1)确定夹紧力作用方向原则夹紧力的作用方向不仅影响工件的加工精度，而且还影响工件夹紧的实际效果。0确定夹紧力方向应考虑以下三点：一是夹紧力的作用方向不应破坏工件的即定位置；二是夹紧力的作用方向应使夹紧力尽可能最小。本夹具作用方向为向下。(2)确定夹紧力作用点的原则夹紧力作用点是夹紧元件与工件接触点处的面积。确定夹紧力作用点是指夹紧力方向已经确定后，来确定作用点的位置、数目及面积。本夹具的作用点为两个点。(3)夹紧力大小的确定夹紧力的大小关系到夹具使用的可靠性、安全性及工件的变形量。夹紧力过小加工过程中工件位置将发生变动，夹紧力过大将使将使工件产生变形。因此也不能过大。一套夹具的实际所需夹紧力的计算是一个很复杂的问题，为了简化计算，一般只考虑切削力对夹紧力的影响，并假定工艺系统是刚性的，切削过程是连续稳定的。根据静力平衡原理计算出理论夹紧力W，在乘上安全系数K即的实际夹紧力数值。在计算夹紧力时,必须把安全系数考虑在内。安全系数，其中为1.52粗加工取1.2，精加工取1刀具钝化系数；取1.11.3断续切削系数，连续取1则粗加工安全系数K=1.21.71.21=2.45方向所需夹紧力 （4.7）方向所需夹紧力 （4.8）方向所需夹紧力 （4.9）则W（即为运动方向所需夹紧力总和） 4.4 定位误差的分析与计算由于工件定位所造成的加工面相对其工序基准的位置误差简称定位误差，以表示。对夹具设计中采用的某一定位方案,只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3,或满足前述,见参考文献6P163；即可认为该定位方案符合加工精度的要求.在加工时夹具相对刀具及切削成形运动的位置经调整后不在变动，因此可以认为加工面的位置是固定的，在这种情况下，加工面对其工序基准位置误差必然是工序基准的位置变动所造成的。造成定位误差的原因是基准位置误差与不重合误差6。查参考文献6P165， 本工件是以底面及侧面为定位基准，消除五个自由度，再用移动压板压紧消除6个自由度4.5 夹具设计与操作的简要说明 4.5.1 夹具体方式的确定 夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。、具有足够的强度和刚度。、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸。、安装稳定牢靠。、结构的工艺性好，便于制造、装配和检验、尺寸要稳定且具有一定精度。、清理方便。夹具体毛坯制造方法的选择 综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸 在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹具体的壁厚50mm，长度600mm，宽度418mm；根据设计要求，夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位件和夹紧机构的销孔在装配时配作。 4.5.2 夹具的精度要求夹具的精度都应比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分称为夹具的精度储备或精度裕度。精度裕度用来补偿加工中的各项误差及定位、导向元件的磨