汽车变速箱体加工工艺及夹具设计

汽车变速箱体加工工艺及夹具设计一、 零件的分析1零件的作用题目给出的零件是汽车变速箱体。变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。（因此：变速箱体在整个变速器的组成中的功用是保证其他各个部件合理正正确的位置，使之有一个协调运动的基础构件。）因此汽车变速箱箱体零件的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车变速箱主要是实现汽车的变速，改变汽车的运动速度。以适应各种不同的路面。变速箱是由齿轮，齿轮轴和变速器箱体等零件构成。 变速箱是一个典型的箱体零件，其形状复杂，壁薄，需要加工多个平面，孔系和螺纹孔，刚度低，受力和热变形等因素影响产生变形和震动。2零件的工艺分析 由汽车变速箱箱体零件图可知。汽车变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有六个平面需要进行加工。支承孔系在左右端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （1）以顶面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：顶面T3的铣削加工；6M8的螺孔加工；210的工艺孔（定位销孔）加工。其中顶面T3有表面粗糙度要求为Ra 3.2m，6个M81.25-2螺孔均有位置度要求为0.15mm，端部倒角45至螺纹深度。 （2）以85、94、72mm的支承孔为主要加工表面的加工表面。这一组加工表面包括：1个85mm孔、1个94mm孔、和两个72的孔；尺寸为2180.2mm与85、94、2个72mm孔轴线相垂直的左右端面（T1、T2）。在T1表面上4各M12x1.75-2的螺孔，25孔及R8孔的加工，其中25孔的位置精度：0.055mm，R8孔底面的粗糙度Ra3.2m。和在T2表面上6个M1.25-2的螺纹孔。其中：4个孔有粗糙度要求Ra1.6mm及端面45倒角要求。 精度要求：T1、T2端面有表面粗糙度Ra3.2m在下表面上有4个螺纹孔位置准确度0.15mm，至螺纹表面深度。在T2表面上有6个M81.25-2螺纹通度位置度0.15mm端面倒角45至螺纹深度。（3）以前、后侧面及下表面为主要加工平面的加工面。主要包括：加工尺寸为156130mm后侧窗口面及与后侧窗口面相垂直的6个螺孔；前侧面30圆平面及其垂直的锥管螺纹孔加工；下表面凸缘的加工，其中6个M81.25的螺纹孔位置精度0.15mm，端部45度至螺纹深度，圆平面及下表面凸缘的表面粗糙Ra3.2m；后侧面窗口及对称中心线的位置精度880.055mm。二、工艺规程设计1确定毛坯的制造形式 制造机械零件的毛坯一般有铸件、型材、锻件、焊接件等。毛坯的选择对零件的工艺过程的经济性有很大影响，工序数量，材料消耗，加工时再很大程度上取决于选择的毛坯，因此选择毛坯的种类和制造方法应应根据图纸的要求，生产方式及毛坯生产车间的具体情况综合考虑使零件生产成本降低，质量提高。 变速箱箱体零件主要受汽车行使路面的而影响，工作条件比较恶劣，变速箱箱体外廓及心腔形状比较复杂，所以毛坯选用容易成型，抗震性好，加工工艺性好和成本低的灰铸铁，箱体采用HT200其抗震性能最小抗拉强度=195M硬度HBW148-222 。 2基面选择 基面选择是工艺规程设计中主要的工作之一，基面的选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，使生产率提高，否则加工工艺过程中会出问题，更有甚者造成大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择 主要考虑各加工表面能否分配到合理的加工余量以及各加工表面与非加工表面之间是否具有准确和相互位置。 为了满足上述要求，应选择变速器的主要支撑孔为粗基准，即以变速箱箱体中85、94的支撑孔为粗基准。也就是以T1，T2端面上距离顶面最近的孔作为主要基准以限制工件的5个自由度，再以下端圆平面定位限制工件的第6个自由度。由于是以孔作为其准确加工的精基准面。因此再用精基准主要支撑孔确定加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱型的位置是同一型芯铸造出，因此孔的质量均匀也就间接保证了孔与箱体的位置。（2）精基准的选择 精基准选择时要尽量符合“基准重合” 、“基准统一”的原则，保证主要加工表面（主要轴的支持孔）的加工余量均匀，同时定位基面应该形状简单，加工方便，以保证定位质量和夹紧可靠。此外精基准的选择还与生产批量的而大小有关。从箱体零件图分析可知，顶面T3为设计基准，选择T3为精基准，符合基准重合原则。采用一面两孔定位，可以除定位面以外的5个平面和孔系，作为从粗加工到精加工大部分工序的定位基准，实现基准统一。保证了箱体孔与孔、面与面、孔与面之间的相对位置。三、制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状及尺寸精度及位置精度技术要求得到合理的保证。1各加工表面及其孔几个方法的选择 （1）顶面T3，M8螺孔，工艺孔1)顶面T3T3平面度要求0.08mm : 查平面度，直线度公差值其精度等级为IT9-10； 查各种加工方法能够达到的经济度平面度和直线度的经济度得其加工方法为：铣、刨、车、插。 T3垂直度要求0.1 查平行度，垂直度倾斜度公差值其精度等级为IT5-6；查各种加工方法能够达到相互位置的经济度端面跳动和垂直度的经济精度得其加工方法：磨、刮、镗、铣、高精度刨。 T3 尺寸2180.2mm 其公差值为0.4mm。查表标准公差得其准确度等级IT9-10；查各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度平面加工的经济精度得：其加工方法为刨削和圆柱铣刀及端面铣刀铣削（精加工）。 T3表面粗糙度要求Ra3.2m查各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度得加工方法:高速铣削，精加工Ra0.8-3.2m 。综上查表各类型面的加工方案及经济精度-平面加工方案述选择：粗铣，精铣，其经济精度IT7-9，Ra6.3-1.6m，适应未淬硬的平面。2）M8螺孔其位置精度要求0.15mm，查标准公差值得其公差等级IT11-12；查孔加工的经济精度得其加工方法：钻削。3）工艺孔10 其尺寸公差为10 0+0.02 查标准公差值得其公差等级为IT7-8；查各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度孔加工的经济精度得加工方法为精铰，其表面粗糙度要求为Ra1.6m。查表孔与孔的加工路线选择：钻-粗铰-精铰，其公差等级为IT7-8粗糙度为 Ra1.6m，满足要求。(2) 左端面T1，右表面T2主要支撑孔（85、94两个72）及其表面孔及螺纹孔加工1) 左端面T1，右端面T2T1、T2端面的表面粗糙度要求为Ra3.2m。查各种加工方法能够达到的表面粗糙度得加工方法：高速铣削，精加工Ra0.8-3.2m。右端面位置要求：以右端面T1为基准，其平行度公差为0.08查平行度，垂直度倾斜度公差值得其精度等级为IT7-8 查各种加工方法能够达到的相互位置的经济精度平行度的经济精度得加工方法为铣、刨、拉、磨、镗。 同理T3表面加工方法的选择，选择平面的加工路线：粗铣-精铣，经济精度为IT7-9，Ra6.3-1.6m。 2）主要支撑孔（D1、D2、D3、D4）其表面粗糙度要求Ra1.6m 查各种加工方法能够达到的表面粗糙度得加工方法为: 精镗。其公差值为0.054mm查标准公差值得及精度等级为IT8 查各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度孔加工的经济精度得加工方法为：镗孔-精镗，IT8-10。四个支撑孔中心平行度要求0.05/100mm 查平行度，垂直度倾斜度公差值得精度等级IT7-8；查平行度的经济精度得加工方法为铣、刨、拉、磨、镗。 查 孔的加工路线选择：粗镗 - 半精镗 - 精镗，其精度等级IT7-8，Ra0.8-1.6m。3）右端面T1螺纹孔4M12及端面T2螺纹孔6M8。其位置精度要求0.15.查标准公差值得其公差等级IT11-12。查各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度孔加工的经济精度得加工方法：钻削。（3）左端面25孔和16孔和20内孔1）25孔：其尺寸公差为25 0+0.023 其精度为0.023查标准公差值得公差等级为IT7-8；查各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度孔加工的经济精度得其加工方法为精铰。其位置精度要求为0.055，公差值为0.11，查标准公差值得等级为IT9-10；查各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度孔加工的经济精度得加工方法为粗铰。 查孔的加工路线得加工路线为：钻-粗铰-精铰，其经济精度等级为IT7-8；满足要求。 2）16孔的加工方法： 由图可知：由尺寸330.15；25 0+0.023及16孔的尺寸组成尺寸链，其中16孔的尺寸是最终被间接保证的，为封闭环，则尺寸350.15为增环。25 0+0.023为减环，计算如下： 增环 23 +0.15 0.15 减环 25 0 0.25 封闭环 8 0.15 0.173则尺寸为8 ，公差为0.322mm；查标准公差值得公差等级为IT13-14；查各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度孔加工的经济精度选择钻孔，其公差等级为IT11-12。 16孔表面粗糙度要求Ra3.2m，查平面加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度选择端铣（半精铣），公差等级为IT8-11，粗糙度为Ra2.5-10m。满足要求。 则16孔的加工方法为：钻孔端铣（半精铣）。3)20孔的加工方法D6孔20 0+0.023 则其尺寸公差值为0.023mm，查表标准公差值其公差等级为IT7-8。D6孔表面粗糙度要求Ra1.6m查孔的加工经济精度及表面粗糙度选择精铰。D6孔表面粗糙度要求Ra1.6m。查表孔的加工经济精度及表面粗糙度选择：半精铰，Ra1.25 - 10m。查孔的加工路线选择：钻-粗铰-精铰；公差等级IT7-8.粗糙度；Ra1.6-0.8m。(4)后侧面及其螺纹孔的加工方法1)后侧面其平面位置度要求公差值880.055mm；相当于面对线的平行度，即公差带是距离为公差值0.11mm；且平行与基准线的两平行平面之间的区域。查平行度垂直度倾斜度公差值得其精度等级IT9-10；查表平行度的经济精度选择加工方法：铣，镗及按导套钻铰。其表面粗糙度要求Ra3.2m；查表平面各加工方法的加工经济精度及表面粗糙度选择：端铣（半精铣），公差等级IT8-11，Ra2.5-10m；则该表面加工路线为：粗铣-半精铣。 2）螺纹孔加工方法： 其位置精度0.15mm，与其它表面要求一致，则加工方法选择同上；选择:钻削 攻丝。(5)前侧面及底面加工方法选择其表面粗糙度要求：Ra3.2m查表平面加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度选择半精镗，则加工路线：粗镗-半精镗。前侧面孔及底面孔加工方法选择：钻-攻丝。2变速箱箱体加工主要问题是工艺过程设计采用的相应措施： 由箱体零件的工艺分析可知：该零件主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度比保证孔系的加工精度容易，因此对于变速箱来说，加工过程中主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度。处理好孔和平面间的相互关系。（1）孔和平面的加工顺序箱体类零件的加工工序遵循先表面后孔的原则，即先加工箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他表面，然后再加工孔系。这是由于平面的面积大，用平面定位可以确保定位夹紧牢固，因而它容易保证孔的加工精度。其次先加工平面可以切去铸件的凹凸不平，为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保证刀具。变速箱箱体零件的加工工艺应遵循粗，精加工分开的原则，将平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段，以保证孔系的加工精度。（2）孔系加工方案选择 变速箱孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素，在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最低的机床。 根据箱体精度要求及生产率要求，在镗床上用镗模发镗孔。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，且镗杆与机床主轴之间采用浮动连接（机床主轴只起传递转矩的作用），因此镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性，可以几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的 制 造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（3）变速箱箱体加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是采用先加工出统一的基准。变速箱箱体加工的第一工序也就是加工统一的基准。具体安排是：先以孔为定位粗，精加工顶面。第二个工序就是加工单位的工艺孔，后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面再粗加工孔系，螺纹底孔；在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大也应该在粗加工阶段完成。各个螺纹孔的攻丝。由于切削力较小，可以安排在粗精加工阶段中分散进行。 加工完成，工件清洗干净。清洗是在80-90的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200mg。根据以上分析过程将汽车变速箱箱体加工路线确定如下：工序1：铸造毛坯。工序2：铸件检验，表面应平整，不存在砂眼，疏松，夹渣等缺陷。工序3：实效处理。工序4：粗、半精铣底面凸台。以顶面为粗基准，选择XA6132型卧式铣床。工序5：粗，精铣顶面T3。以85，94支撑孔作为粗基准，选择XA5032型立铣床。工序6：钻，粗铰，精铰工艺孔。以顶面T3以及外形为基准，选择Z525型立式钻床。工序7：粗铣左右端面。以顶面T3作为及两工艺孔为基准，选择组合铣床。工序8：粗，半精铣后侧面。以顶面T3及两工艺孔为基准，选择XA5032型万 能铣床。工序9：粗镗左右端面支撑孔；钻、粗铰、精铰25、 20孔；粗铣、 端铣（半精铣）16孔；粗镗、半精镗前侧面（工作台转90）。以顶面T3及两工艺孔为基准，选择TSD619型卧式镗床。工序10：精铣左右两侧面。以顶面及两孔作为精基准，选择组合铣床。 工序11：半精镗，精镗主支撑孔。以顶面及两孔作为精基准，选择TSD619型卧 式镗床。工序12：中间检验。工序13：钻孔，攻丝T1面螺孔。以T2面及两支撑孔为精基准，选择Z525型立 式钻床。 工序14：钻孔，攻丝T2面螺孔。以T1面及两支撑孔为精基准，选择Z525型立 式钻床。工序15：钻孔，攻丝前侧面12孔，以后侧面及顶面为精基准，选择Z525型立 式钻床。工序16：钻孔，攻丝底面12孔，以顶面及工艺孔为精基准，选择Z525型立 式钻床。工序17：钻孔，攻丝顶面螺纹孔，以顶面及工艺孔为精基准，选择Z525型立 式钻床。工序18：清洗。工序19：终检。工序20：涂漆。（具体见附表：工过程卡片）四、机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸确定汽车变速箱箱体零件材料采用灰铸铁铸造，箱体材料为HT200，硬度为RB86-98。生产类型为批量生产，采用铸件毛坯。1、顶面的加工余量（计算顶面与85支撑孔轴线尺寸670.05） 根据工序要求，顶面加工分位粗铣-精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册表3.2-23.其余量为2.7-3.4mm，现取3.0mm。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3-23平面加工余量，其余量为1.0mm。铸造毛坯的基本尺寸为：67+3+1.0=71.0mm。根据成批和大量生产铸件机械加工余量等级灰铸铁金属型铸件，尺寸公差等级CT7-9，加工余量F级，查表铸件尺寸公差数值其值为1.4mm。则：毛坯最小尺寸为71.0-0.7=70.3mm毛坯最大尺寸为71.0+0.7=71.7mm精铣后尺寸为零件图尺寸相同，即：670.05mm2、两工艺孔mm毛坯为实心，两孔精度为IT7-8；表面粗糙度要求为1.6m。查表基孔制7级精度孔的加工。确定工序尺寸及加工余量：钻孔 9.8mm粗铣 9.96mm。 2Z=0.16mm（Z为单边余量）精铰 10 mm 2Z=0.04mm（Z为单边余量）3 、顶面M8螺纹孔毛坯为实心不冲孔，参照机械加工工艺手册表2.3-20，现确定其工序尺寸及加工余量为： 钻孔6.80mm(麻花钻直径)攻丝 M8-7H 内螺纹小径D1=6.982mm4、左右端面T1,T2（计算长度为2180.2mm）根据工艺要求，左右端面分为粗铣，精铣加工，各工步余量如下：粗铣，参照机械加工工艺手册表3.2-23，其加工余量规定为2.7-3.4mm，现取3.0mm。精铣 参照机械加工工艺手册表3.2-21平面加工余量，其余量值为1.0mm铸件毛坯的基本尺寸为218+3+1.0=222mm。铸件公差等级CT7（上文已选）查表铸件公差尺寸数值得其公差值1.4mm。精铣右端面后的尺寸为：零件图尺寸相同，即2180.2mm。5、左端面T1，4M12螺纹孔，T2螺纹孔6M8毛坯为实心不冲孔，参照机械加工工艺手册表2.3-20，现确定螺纹孔加工余量：M12-7H：钻孔10.20mm（麻花钻直径） 攻丝M12-7H（内螺纹小径D1=10.531mm）M8-7H： 钻孔6.80mm（麻花钻直径） 攻丝M8-7H（内螺纹小径D1=6.982mm）6、25、20、16的加工余量：参照机械加工工艺手册内孔加工余量（基孔制7级精度的加工）：25孔：钻孔24.75mm（硬质合金锥柄麻花钻）粗铰24.94mm 2Z=0.19mm精铣 25H7mm 2Z=0.06mm同理20的内孔加工余量（基孔制）7级精度孔为：钻孔 19.5mm粗铰 19.94mm 2Z=0.44mm精铰 20H7 2Z=0.06mm16孔加工余量：粗铰16mm（硬质合金锥柄麻花钻）端铣（半精铣）16端铣刀，半精铣=1-2mm。7、主支撑孔72、85、94加工余量：72加工分为：粗镗-半精镗-精镗，各工步余量：粗镗加工直径余量：5mm半精镗加工直径余量：1.5mm。精镗直径余量：0.5mm则毛坯的基本尺寸为：72-5-1.5-0.5=65mm铸件公差等级为CT7查表铸件尺寸公差数值其公差为1.1mm。则毛坯最大尺寸为65+0.55=65.55mm；最小尺寸为65-0.55=64.45mm。8、85、94加工余量：85、94加工分为：粗镗-半精镗-精镗，各工步余量：粗镗直径余量：6mm半精镗直径余量：1.3mm精镗直径余量：0.7mm则毛坯基本尺寸为：尺寸85-6-1.3-0.7=77mm尺寸94-6-1.3-0.7=86mm同理查表铸件尺寸公差数值其加工余量为1.1mm，则：最大尺寸为： 77+0.55=77.55mm 86+0.55=86.55mm最小尺寸为： 77-0.55=76.45mm 86-0.55=85.45mm9、前、后侧面及底面加工余量由工序要求需进行粗铣-半精铣。各工序如下：后侧面：粗铣，查表平面加工余量其加工余量为3.0mm 半精铣，查表平面加工余量其加工余量为1.5mm则毛坯基本尺寸88+3.0+1.5=92.5mm前侧面：粗镗，查表平面加工余量其加工余量为3.0mm 半精镗，查表平面加工余量其加工余量为1.5mm则毛坯基本尺寸: 140+3.0+1.5=144.5mm 82+3.0+1.5=86.5mm10、前侧面及底面12孔及后侧面螺纹孔M8加工余量12： 钻孔10.20mm（麻花钻直径） 攻丝12-7H（内螺纹小径D1=10.531mm）8： 钻孔6.8mm（麻花钻直径） 攻丝8-7H（内螺纹小径D1=6.982mm）五、确定切削用量及其基本工时1 粗、半精铣底面凸台：工件材料：HT200灰铸铁HBW=180铸造工件尺寸：宽度32mm长度44mm的平面加工要求：用标准滚齿圆柱铣刀加工机床：XA6132卧式铣床（1）粗铣底面凸台：1）选择刀具：根据表3.1铣削宽度5mm，ap70mm；选择=80mm。由于采用标准镶齿圆柱铣刀，所以齿数Z=6（表3.11）；选择刀具几何形状（表3.2）: =100=122)选择切削用量：由于加工余量不大，故可以再一次切削内完成，则=3.0mm。决定每刀进给量: 根据XA6132铣床说明书（表3.30），知其功率为7.5kw，中等系统刚度。根据表3.3得：=0.20-0.30mm/z，现取：=0.27mm/z。选择铣刀磨钝标准：根据表3.7，后刀面最大磨钝限度0.7mm，刀具寿命T=180min（表3.8）。决定切削速度和每分钟进给量：根据表3.11。ap=40-70mm ；=2.8mm； =0.27mm/z时， =16m/min； =61r/min； =86mm/min。各修正系数为： =1.0 ； =1.0； =1.0。 故： =1.61.0=16mm/min n=611.0=61r/min =861.0=86r/min根据XA6132万能铣床选择：n=60r/min =95mm/min 因此实际切削速度和每齿进给量为：=nd01000=3.1480601000=15mm/min；=Vfcncz=0.26mm/z检验机床功率：根据表3-20； =0.23-0.36mm/min ；41mm ；=3.5mm； =205mm/min时： =0.8kw ，切削功率修正系数为=1，故：=0.8kw 。根据铣床说明书，机床主轴允许功率为=7.50.75=5.63kw。故，因此所决定切削用量可以采用，即=3.0mm ；=95mm/min； n=60r/min； 15mm/min； =0.26mm/z。3）计算基本工时：=LVf 式中L=+ ，l=44mm 。根据表3.25， +=17mm 则l=44+17=61mm 故=0.64min（2）半精铣底面凸台1)选择刀具：根据表3.1， =1.55mm； ap70mm 选择=80mm ，Z=6 刀具几何形状 =100=12 2)选择切削用量由于加工余量不大，故=1.5mm 根据表3.3，=1.0-2.3mm/r 则：=0.17-0.38mm/z，现取：=0.27mm/z 。 选择铣刀磨钝标准后刀面最大磨钝限度0.50mm ；刀具寿命T=180min。决定和 ：根据表3.11 ， ap=40-70mm 2.8mm； =0.2mm时,=19mm/min； n=73r/min ；=76mmm/min。各修正系数均为1。故、n、不变。根据XA6132铣床实际和，选择：n=75r/min； =95mm/min； =18.84mm/min ； =0.21mm/z检验机床功率：根据表3.20 =0.14-0.22mm/z； ap41mm； =3.5； 205时=0.8kw， 修正系数=1， 故=0.8kw 。根据铣床说明书，机床主轴允许功率为=7.50.75kw=5.63kw 。故,因此所选切削用量可以采用。即=1.5mm =95mm/min n=75r/min =18.84mm/min =0.21mm/z 3)计算基本工时:=LVf式中L=+, l=44mm 根据表3.25 +=13mm 则=0.6min2粗、精铣顶面(1)粗铣顶面1）选择刀具：根据表3.1铣削深度=3mm4mm铣削宽度20mm60mm时，选择=80mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，所以齿数Z=10。（查表3.16 ，YG6硬质合金端铣刀铣削灰铸铁的切削用量）。2）选择刀具几何形状；由于铸铁硬度200HBS， 故： =5；=8；=-10； =60； =5 3)选择切削用量 决定铣削深度，由于加工余量不大，故可以再一次切削内完成，则=3mm。决定每刀进给量，根据表3.5当使用YG6，铣床功率为7.5kw时：=0.14-0.24mm/z 因采用不对称端铣，故取=0.24mm/z。选择铣刀磨钝标准：根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨钝限度1.25mm，刀具使用寿命T：根据表3.8，选择刀具寿命为180min。决定切削速度和每分进给量：根据XA5023立式铣床说明书选择=300r/min =600mm/min 所以：=75.36mm/min； =0.2mm/z检验机床功率： 根据表3.24当HBW=180； 20mm60mm； =3mm4mm ；=0.2mm/z； =600mm/min ，其功率近似认为=2.3kw。根据XA5023立式铣床说明书，机床主轴允许功率为：=5.63kw ，故。因此所选择的切削用量可以采用，即 =3mm ；=75.36mm/min ；n=600r/min ；=0.2mm/z。4）计算基本工时=LVf 式中L=+， l=738mm 根据表3.26不对称端铣刀 +=25mm 则：=1.27min（2）精铣顶面选择刀具：选择=80mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，所以齿数Z=10。选择刀具几何形状： =5；=8；=-20； =45； =5；=30。选择切削用量：切削深度=1.0mm。查表3.6精铣时0.5-1.0mm/r 则：=0.05-0.1mm/z。选择=0.1 mm/z。选择磨钝标准：根据表3.7，铸铁精加工铣刀刀齿后刀面最大磨钝限度0.4mm；刀具使用寿命T：根据表3.8选择刀具寿命为180min。决定切削速度和每分进给量：根据表3.16，选择=124； n=494； =395 ；加工时修正系数 =1.26 ； =1.0 故： =156.24mm/min n=611.0=622.44r/min =497.77r/min根据铣床说明书选择： =600r/min； =475mm/min ；则实际切削速度：=150.72mm/min 实际每齿进给量=0.079mm/z 。（校验机床功率见上方）则切削用量：=1.0mm；=0.079mm/z； =475mm/min ；=150.72mm/min；n=600r/min计算基本工时：=LVf 式中+， l=738mm 根据表3.26 +=80mm， 则=1.72min3钻、粗铰、精铰工艺孔加工材料：HT200灰铸铁，HBW=180，铸造 工艺要求：孔径d=10mm 孔深l=8mm 精度为IT7-8。机床：Z525卧式钻床。（1） 钻10的工艺孔：1） 选择高速钢麻花钻，其钻头直径d0=9.8mm。钻头几个形状：标准=30； 2=120； =50；0=10； b=1 ；l=2。2）选择切削用量：决定进给量f:按加工要求决定进给量，根据表2.7 ；f=0.47-0.57mm/r。钻孔后用铰刀加工的精确孔系数为0.5，则f=(0.47-0.57)0.5=0.24-0.29mm/r。按钻头强度决定进给量：根据表2.8， 8.4mmd010.5mm进给量f=0.86-1.0mm/r。按机床进给机构级度决定进给量：根据表2.9 ；d010.2进给量为1.6mm/r。（机床进给机构允许的轴向力为8330N）以上三个进给量比较看出受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.24-0.29mm/r。根据Z525钻床说明书选择f=0.28mm/r。检验：由表2.19可以查出钻孔时轴向力，当f=0.38时候灰铸铁强度190HBS，d012 mm，轴向力为 Ff =2110N，其修正系数KMF=1.0；KPF=1.33；KWF =0.9；则轴向力Ff =21100.91.331.0=2526N。根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许最大轴向力为： FMAX =8830N 。由于FfFMAX，所以f=0.28mm/r可以使用。决定钻头磨钝标准及使用寿命。由表2.12 当d020时，钻头后刀面最大磨损取0.6mm，寿命T=35min。决定切削速度：由表2.15，f0.30mm/r；d020mm；时Vc=20m/min.各修正系数为kTV=1.0；kMV=1.0； kSV=0.75； kwV=0.75；kXV =0.84 ；kLV=1.0 ；kapV=1.0 ，所以：v=VtkV=200.750.750.84=9.45mm/minn=1000Vd0=10009.453.149.8=313r/min 根据Z525钻床说明书，可以考虑选择n=392r/min，但因所选转数较计算转数高，会使刀具寿命下降，故可以将进给量降低一级。即f=0.22mm/r也可以选择较低一级的转数n=272 r/min；f=0.28mm/r。比较两种方案：一方案f=0.22mm/r n=392 r/min nf=86.24mm/min 二方案f=0.28 mm/r n=272 r/min nf=71.16 mm/min因一方案nf比较大，基本工时较少，故一方案较好。此时:Vc=12mm/min ,f=0.22mm/min。 检验机床的扭矩及功率:根据表2.21当f0.26mm/r ，d011.1mm时，Mc=8.82Nm。扭转的修正系数kMM=1.0,故Mc=8.82Nm 。根据钻床说明书当n=392 r/min； Mm=72.6 Nm 。根据表2.23，当d010mm；f=0.53mm/r；Vc=30m/min时： Pc=1.0kw， 根据Z525钻床说明书当PE=2.80.81=2.27kw 。由于McMm；nnc，故选择切削用量是可用的，即：f=0.22mm/r； n=nc=392r/min； Vc=12m/min3)计算基本工时:=Lnf 式中 L=+，l=8mm 根据表2.29 +=4mm 则；=0.14min（2）粗铰工艺孔10：1）选择铰刀：选择硬质合金铰刀，其直径=9.96mm。 铰刀几何形状：=17； =-5； =20； =5。2)选择切削用量：决定铰刀磨钝标准：根据表2.12，铰刀后刀面最大磨损限度0.6mm.决定切削速度，进给量：由表2.25，可以选择f=0.2-0.3mm/r, Vc=8-12m/min, ap=0.03-0.06mm,则：nc=1000Vd0=1000103.149.96=320r/min根据Z525钻床说明书，选择=392r/min,但因所选择转数较计算较为高，会使刀具寿命下降，故选择较小进给量，即f=0.22mm/r也可以选择较低一级转数=272。故较大的进给量f=0.28。比较两种方案：方案一：f=0.22392=86.24mm/min方案二：f=0.28272=76.16mm/min。因为方案一f的值较大，基本工时较少，故方案一较好。这时=12.26m/min ；f=0.22mm/r 3)计算基本工时:=Lnf，式中l=+ l=8mm 根据表2.29 +=4mm 则=0.14min(3)精铰工艺孔10：1）选择刀具：选择硬质合金铰刀，其直径=10mm。铰刀几何形状=10 =0 =20 =52）选择切削用量：决定铰刀磨钝标准：铰刀后刀面最大磨钝限度0.4mm。决定切削速度，进给量：由表2.25可选择f=0.3-0.5mm/r；=0.06-0.15mm； Vc=8-12mm/min ，则：nc=1000Vd0=382r/min。根据Z525钻床说明书，选择=392r/min, 根据表2.12可以选择f=0.36mm/r。则实际切削速度Vc=12.3mm/min。3）计算基本工时:=Lnf 式中l=+ l=8mm 根据表2.29 +=4mm 则=0.09min4粗铣左右端面，精铣左右端面：加工材料：HT200灰铸铁 HBW=180 铸造工件尺寸：右端面宽度124mm 长215mm的平面左端面宽度209mm 长215mm的平面加工要求：用标准硬质合金端铣刀切削，h=3.0mm。 机 床：组合机床。（1） 粗铣左右端面1）选择刀具：根据表3.1铣削深度ap4mm，选择=80mm。60但实际=209。故应该根据铣削宽度ap260mm，选择=400mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，所以齿数Z=28（表3.16）。选择刀具几何形状=8 =5 =45=-20=5=30=1.5mm。2）选择切削用量：决定铣削深度：由于加工余量不大，故可以再一次切削内完成，则ap=3.0mm。选择铣刀磨钝标准：根据表3.7后刀面最大磨钝限度1.5mm，刀具寿命T=420min。决定每刀进给量:根据表3.5，使用YG6，铣床说明书知其功率为7.5kw，中等系统刚度，得=0.14-0.24mm/z。因采用不对称端铣，故:=0.24mm/z。决定切削速度和每分钟进给量：根据表3.16 =0.18mm/z； 3.5mm 时 =66mm/min； =52r/min； =230mm/min。各修正率为： =1.0； =1.0； =1.0；故： Vc=661.261.1=91.48mm/minn=521.261.1=72r/min=2301.261.1=318.78r/min根据XA6132万能铣床说明书选择：n=60r/min =300mm/min 。因此实际切削速度和每齿进给为：=75.36mm/min =V fcncz=0.18mm/z。检验机床功率：根据表3.24， 245mm ；2.7 3.3mm； 0.130.25 mm/min =300mm/min时近似 =7.2kw。根据铣床说明书，机床主轴允许功率为=7.50.75=5.63kw。故因此所决定切削用量不可以采用，需重新选择：将进给量降低一级，即mm/min主轴转速降低一级，即n=37.5r/min因此实际，:=47.1mm/min。=V fcncz=0.18mm/z。同理检验：查表3.24 ， 205245mm ； 2.73.3 ； =0.13 =235时：近似为5.55kw。故所以选择的切削用量可以采用。即：=3.0mm =235mm/min n=60r/min =47.1mm/min =0.18mm/z3）计算基本工时：=LVf式中+ l=215mm 根据表3.26 +=117mm 则故=1.41min。（2）粗铣右端面:1)选择刀具：根据表3.1，铣削深度180时， =200-250mm。6mm。选择=200mm。由于采用标准硬质合金端铣刀，所以齿数Z=16（表3.16）。选择刀具几何形状=8 =5 =45 s=-20 =45=5=30=1.5mm。2）选择切削用量：由于加工余量不大，故可以再一次切削内完成，则=3.0mm。选择铣刀磨钝标准：根据表3.7后刀面最大磨钝限度1.5mm，刀具寿命T=240min。决定每刀进给量:根据表3.5，使用YG6，铣床说明书知其功率为7.5kw，中等系统刚度，得=0.14-0.24mm/z。因采用不对称端铣，故=0.24mm/z。决定切削速度和每分钟进给量：根据表3.16， =0.26mm/z 3.5mm 时 =70mm/min =117r/min =392mm/min。各修正率为： =1.26 =1.0 =1.0 =1.0 =1.0 =1.1故： =701.261.1=97mm/min n=1171.261.1=162.16r/min =3291.261.1=543.31r/min根据XA6132万能铣床说明书（选择n=150r/min =475mm/min时，经检验机床功率小，故降低选择 ）选择：n=150r/min =375mm/min 因此实际切削速度和每齿进给为：=94.2mm/min =V fcncz=0.16mm/z 检验机床功率：根据表3.24， 145mm 2.73.3mm 0.13 0.25=375时 ， 近似为5.09kw。机床主轴允许的功率为=7.50.75=5.63kw因 所以选择的切削用量可以采用：=3.0mm =375 n=150r/min=94.2m/min =0.16mm/z3）.计算基本工时：=LVf式中l=+ l=215mm 根据表3.26 不对称安装铣刀，入切量及起切量+=4mm 则=0.73min （3）精铣左端面 选择刀具根据表3.1 ， 260mm =18mm,选择=400,采用标准的硬质合金端铣刀，故查表3.16可得齿数z=28，铣刀几何形状：=5=8 =450=10=-20=5=30=1.5mm。决定铣削深度。由于加工余量不大，故可在一次走刀内切割，刀具寿命T=420min。决定:据表3.5精铣时=0.5到1.0之间则=0.020。04mm/z取=0.03mm/z.决定和:根据XA6132万能铣床选择：n=150r/min =150mm/min 因此实际切削速度和每齿进给为：=188.4mm/min。=V fcncz=0.04mm/z。检验机床功率：根据表3.2； =0.13mm/min ；245mm ；=1.0mm；=0.13mm =160mm/min时=1.6kw根据铣床说明书，机床主轴允许功率为=7.50.75=5.63kw。因PcPcM ,故所决定切削用量可以采用，即：=1.0mm =150mm/min n=150r/min =188.4m/min =0.04mm/z计算基本工时：=LVf 式中+ l=215mm 根据表3.26精铣时， +取与直径相等即+=117mm 则故=4.1min。（4）精铣右端面：选择刀具：根据表3.1， 180mm,6mm时，选择=80mm,由于采用标准的硬质合金端铣刀，故Z=16铣刀的几何形状，=8 =5 =45=8=45=5=30=1.5mm =-20。选择切削用量=1.0mm铣刀磨钝标准：后刀面最大磨损限度0.5mm，刀具寿命T=240min,每齿进给量=0.51.0mm/r,则=0.030.06mm/z决定和 根据XA6132万能铣床选择：n=235r/min =235mm/min 因此实际切削速度和每齿进给为：=147.58mm/min。=V fcncz=0.06mm/z。检验机床功率：根据表3.24 ，145mm =1.0mm.=0.13mm/m=160mm/min时=1.9kw根据铣床说明书，机床主轴允许功率为=7.50.75=5.63kw。故，因此所决定切削用量可以采用，即：=1.0mm =235mm/min n=150r/min =147.58m/min =0.06mm/z计算基本工时：=LVf 式中+ l=215mm 根据表3.26精铣时， +取与直径相等即+=200mm ，则=200+215235=1.77min5.粗、半精铣后侧面工件材料：灰铸铁HT200，=195M，铸造HBW=180加工要求: 用标准硬质合金端铣刀铣削，粗加工余量3.0mm,半精加工余1.5mm机 床：XA5032型万能铣床（1）粗铣后侧面选择刀具：根据表切削用量简明手册表1.2选择YG813硬质合金刀片。根据表3.1铣削深度=34mm。选择=80mm。60mm由于采用标准硬质合金端铣刀，查表3.16可得齿数Z=10。选择刀具几何形状：由于HBW=180 故选择=10（假定） =5 =60=8=-20=5=30=1.5mm。=10=-10选择切削深度：由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完。则=h=3.0mm决定每齿进给量：根据表3.5，当使用YG6，铣床功率为7.5KW时，=0.140.24mm/z。采用不对称端铣以提高进给量，故选择：0.24mm/z选择铣刀磨钝标准以及刀具寿命：根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，由于铣刀直径=80mm，根据表3.8可得刀具寿命T=180min。决定切削速度和每分进给量，切削速度：根据XA6132万能铣床说明书选择：n=300r/min =600mm/min 因此实际切削速度和每齿进给为： =75.36mm/min。=V fcncz=0.2mm/z。检验机床功率：根据表3.24当HBW=180， =0.2mm/z 35mm =3.3mm. =600mm/min时近似为=2.3kw根据铣床说明书，机床主轴允许功率为=7.50.75=5.63kw。故因此所决定切削用量可以采用，即：=3.0mm =600mm/min n=300r/min =75.36m/min =0.2 mm/z计算基本工时：=LVf 式中+ l=508mm 根据表3.26不对称安装铣刀入切量以及超切量， +=25mm 则L=508+25=533mm。则=0.89min。（2）半精铣后侧面 选择过程与粗铣底面凸台基本相同，选择标准硬质合金端铣刀，选择刀具=80mm，齿数Z=10选择几何形状；=5 =60=8=-20=5=30=1.5mm。=10=-10=10 =10选择切削用量=1.5mm，每齿进给量=0.51.0mm/r 故：=0.50.1mm/z选择选择铣刀磨钝标准：查表可得后刀面最大磨损限度为0.4mm， 刀具寿命T=180min决定切削速度和每分进给量，根据表3.16选择=124 =494.=395： 各修正系数为 =1.26 =1.0 故 ： =1241.261.0=156.24mm/min n=4941.261.0=662.44r/min =3951.261.0=497.7r/min根据XA6132万能铣床说明书选择：n=600r/min =475mm/min 因此实际切削速度和每齿进给为：=150.72mm/min。=V fcncz=0.079mm/z检验机床功率：根据表3.24当HBW=180， =0.13mm/z 35mm =1.5mm. =660mm/min时近似为=1.1kw根据铣床说明书，机床主轴允许功率为=7.50.75=5.63kw。故因此所决定切削用量可以采用，即：=1.5mm =475mm/min n=600r/min =150.72m/min =0.079 mm/z计算基本工时：=Lnf 式中+ l=508mm 根据表3.26利用插值法故：入切量以及超切量+=25mm 则L=508+25=533mm则=1.12min。6粗镗、半精镗、精镗左、右端面支承孔；粗镗、半精镗前侧面（1）粗镗、半精镗、精镗85孔根据表1.2-1卧式镗床的类型和技术参数，表面粗糙度Ra =1.6m选择型号为TSD619型号卧式镗床。根据表1.2-21普通镗杆根据箱体宽度218选择L=240mm，D=50mm莫氏锥柄6号的普通镗杆。根据表1.2-33选择刀具材料：硬质合金，类型：镗刀块。粗镗时，V=40m/min, f=0.8mm/r根据半精镗直径余量可得：=83mm 则n=230r/min在镗床的转速201000的范围之内，则其基本工时： = 0.07min 同理半精镗时，v=60m/min, f=0.6mm/r, =84.3mm 则n=302r/min在镗床的转速范围内，其基本工时为 : =0.08min精镗时，选择V=80m/min f=0.6mm/r =84.3mm则n=150r/min在镗床的转速范围内，其基本工时为 : =Lnf =0.05min（2)粗镗、半精镗、精镗94孔 同理于上，选择TSD619型号卧式镗床 以及L=240mm，D=50mm莫氏锥柄6号的普通镗杆。94的加工余量可得=92mm则n=208r/min在镗床的转速范围，之内，其基本工时为=0.1min半精镗时,v=80m/min,f=0.6mm/r =9