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附表3 專用工藝裝備設計任務卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 831020 √生產(chǎn)批量 √產(chǎn)品名稱 √零（部）件名稱 箱體 每臺件數(shù) 1 √工序圖 √技術要求 工件夾緊方式： 對工裝形式的初步設想： √其他特殊要求： 工裝編號 √使用車間 √工裝名稱 鏜夾具 √使用設備 鏜床T68 √同時加工件數(shù) 適用其他產(chǎn)品 工裝等級 中 制造數(shù)量 √工序號 √工序內容 9 以直徑90的那個孔鏜為基準鏜直徑180的孔 舊工裝編號 庫存數(shù)量 √設計理由 舊工裝處理意見 執(zhí)行記錄 √設計者 完成日期 √校對者 完成日期 編制（日期） 校對（日期） 標準（日期） 審核（日期） 編制√ 校對√ 審核 附表2 機械加工工序卡 √工序名稱 √工序圖 鏜直徑180的孔 √工序號 √第 1 頁 9 √共 1 頁 產(chǎn)品名稱 √零件名稱 零件圖號 箱體 831020 √機床名稱 √機床型號 冷卻液 鏜床 T68 √毛坯材料 鑄件 工時定額 min 準終時間 毛坯尺寸 輔助時間 √夾具名稱 鏜夾具 √基本時間 夾具編號 TJJ02 單件時間 每臺產(chǎn)品零件數(shù) 工時定額 √上道工序 √下道工序 序號 √工步內容 √轉速 （r/min） √切削速度 （m/s） √進給量 （mm/r） √刀 具 輔助工具 √量 具 √名稱 √尺寸/編號 名稱 編號 √名稱 編號 1 以直徑90的那個孔鏜為基準鏜直徑180的孔 800 9.8 0.28 鏜刀 卡尺 編制√ 校對√ 審核 學院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 資料編號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 箱體 共 2 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 鑄 鑄造 鑄造車間 2 熱處理 人工時效處理 機加工 3 銑 先以直徑180的孔為粗基準 然后粗銑底平面 機加工 X52K 銑床，銑床夾具，量具 4 銑 以底面定位裝夾工件，粗銑頂面，保證尺寸為290mm 機加工 X52K 銑床，銑床夾具，量具 5 鉆 把底平面下面的孔M16螺紋底孔?14加工出來 機加工 Z3050 鉆床夾具，量具 6 銑 以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm 機加工 X52K 銑床，銑床夾具，量具 7 銑 以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm 機加工 X52K 銑床，銑床夾具，量具 8 鏜 再以底面孔插銷和擋銷鏜直徑90的那個孔 機加工 T68 鏜床夾具，鏜床，量具 9 鏜 再以直徑90的那個孔鏜直徑180的孔 機加工 T68 鏜床夾具，鏜床，量具 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 資料編號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 箱體 共 3 頁 第 2 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 精鏜 將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm T68 鏜床夾具，鏜床，量具 11 精鏜 將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm 機加工 T68 鏜床夾具，鏜床，量具 12 鉆 鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔 機加工 Z3050 鉆床夾具 13 檢驗 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度 14 入庫 入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 工學院 課程設計報告 課程名稱： 機械制造工藝學 指導老師： 班 級： 姓 名： 學 號： 學 期： 20 —20 學年 第 學期 南京農(nóng)業(yè)大學工學院教務處印 工學院課程設計報告 目錄 1 序言 1 2零件的認識與分析 1 2.1 零件的認識 1 2.2工藝分析 3 3 毛坯的選擇 4 3.1 確定毛坯類型及其制造方法 4 3.2 估算毛坯的機械加工余量 4 3.3繪制毛坯簡圖 5 4 定位基準的選擇 6 4.1選擇精基準 6 4.2粗基準的選擇 7 5 擬定加工工藝路線 7 5.1 選擇加工方法 7 5.2 擬定機械加工工藝路線 8 6加工設備與量具的選擇 13 6.1機床選用 13 6.2選擇量具 13 7 加工余量及工序尺寸的確定 13 7.1 確定290mm上、下端面的加工余量及工序尺寸 13 7.2 確定215mm左、右端面的加工余量及工序尺寸 14 7.3 135mm前、后端面的加工余量及工序尺寸 14 7.4 確定Ф180 mm孔的加工余量及工序尺寸 15 7.5確定Ф90 mm孔的加工余量及工序尺寸 16 8 定位方式、壓緊方式設計與選擇 16 9 切削用量的確定（參考《切削用量簡明手冊》） 17 10 夾具的設計 17 10.1結構分析 18 10.2 鏜孔夾具設計 18 10.3定位基準的選擇 18 10.4夾具設計及操作的簡要說明 18 11 參考文獻 19 12 設計總結 19 1 1 序言 我們小組本次課程設計主要研究減速器箱體，在著手研究時，先要對這種減速器的箱體結構、特點有一個大致的了解。 減速器箱體類零件的主要結構特點是：有一對和數(shù)對要求嚴、加工難度大的軸承支承孔；有一個或數(shù)個基準面及一些支承面；結構一般比較復雜，壁薄且壁厚不均勻；有許多精度要求不高的緊固用孔。 減速器箱體類零件的主要技術要求是對孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支承孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；孔與孔的軸線之間的相互位置精度（平行度、垂直度）；裝配基準面與加工時的定位基準面的平面度和表面粗糙；各支承孔軸線和平面基準面的尺寸精度、平行度和垂直度。這些技術要求是保證機器與設備的性能與精度的重要措施。 2零件的認識與分析 2.1 零件的認識 箱體是機器的基礎零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質量直接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。 箱體的種類很多，其尺寸大小和結構形式隨著機器的結構和箱體在機器中功用的不同有著較大的差異。但從工藝上分析它們仍有許多共同之處，其結構特點是： （1）外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種。 （2）結構形狀比較復雜。內部常為空腔形，某些部位有“隔墻”，箱體壁薄且厚薄不均。 （3）箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。 （4）箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。 我們組所給定的工件是減速器箱體，以下為其零件圖: 由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調地運動.常見的蝸輪減速器箱體零件有:各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等.各種蝸輪減速器箱體類零件由于功用不同,形狀結構差別較大,但結構上也存在著相同的特點。下圖為此減速器箱體的三維立體圖： 2.2工藝分析 2.2.1零件圖樣分析 1） 兩對軸承孔的尺寸精度為IT8，表面粗糙度Ra值為1.6um，一對Ф90的軸承孔和一對Ф180的軸承孔同軸度公差分別為0.05mm、0.06mm，其中兩對軸承孔軸線的垂直度公差為0.06mm； 2）鑄件不得有砂眼、疏松等鑄造缺陷； 3）非加工表面涂防銹漆； 4）鑄件進行人工時效處理； 5）箱體做煤油滲漏實驗； 6）材料HT200。 2.2.2零件工藝分析 減速器箱體的主要技術要求： 表1 減速器箱體的主要加工技術要求 箱體Ф180軸承孔 直徑：Ф180（+0.035，0） 公差：IT8 表面粗糙度Ra：1.6μm Ф180（+0.063，0）與Ф90（+0.027，0）中心距 距離：100±0.12 公差：IT10 箱體Ф90軸承孔 直徑：Ф180（+0.027，0） 公差：IT8 表面粗糙度Ra：1.6μm Ф90（+0.054，0）孔對Ф180（+0.035，0）的形位公差 特征項目：同軸度 公差值：Ф0.06 基準：軸線 Ф180（+0.035，0）孔對Ф180（+0.035，0）的形位公差 特征項目：同軸度 公差值：Ф0.06 基準：軸線 Ф180（+0.063，0）孔對Ф90（+0.054，0）的形位公差 特征項目：垂直度 公差值：0.06 基準：軸線 3 毛坯的選擇 3.1 確定毛坯類型及其制造方法 按技術要求蝸輪減速器箱體的材料是HT200，其毛坯是鑄件。鑄鐵容易成型、切削性能好、價格低廉，并且具有良好的耐磨性和減振性，也是其它一般箱體常用的材料。故其毛坯類型為鑄件。 根據(jù)蝸輪減速器箱體的材料，查附表2《機加工工作各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領及工藝特點》可得出，對于單件小批量生產(chǎn)，一般采用木模手工造型。 3.2 估算毛坯的機械加工余量 采用木模手工造型的蝸輪減速器箱體零件毛坯的精度低，加工余量大，其平面余量一般為 7～12mm，孔在半徑上的余量為8～14mm。為了減少加工余量，無論是單件小批生產(chǎn)還是成批生產(chǎn)，均需在兩對軸承孔位置在毛坯上鑄出預制孔。根據(jù)蝸輪減速器箱體零件毛坯的最大輪廓尺寸(290 )和加工表面的基本尺寸（按最大尺寸290) ，查附表6《鑄件的機械加工余量》(按中間等級3級精度查表)可得出，頂面的機械加工余量為7 ，底面及側面的機械加工余量為6 。各加工表面的機械加工余量統(tǒng)一取7 。查附表9《鑄件的尺寸偏差》可得出，減速箱箱體毛坯的尺寸偏差為±2.5 。表3是應用查表法得到的小批量手工砂型鑄造時減速箱箱體的毛坯尺寸公差及機械加工余量。 表2 蝸輪減速器箱體毛坯尺寸公差及機械加工余量 加工零件 機械加工余量 尺寸關系 毛坯尺寸及公差 箱體長度215 3.5 11（±5.5） 227.5±5.5 箱體高度290 3.5 12（±6） 303±6 箱體寬度135 3.5 10（±5） 147±5 2個軸承孔 Ф180（+0.035，0） 3.5 11（±5.5） Ф167.5±5.5 2個軸承孔 Ф90（+0.027，0） 3.5 9（±4.5） Ф78.5±5.5 3.3繪制毛坯簡圖 4 定位基準的選擇 4.1選擇精基準 精基準的選擇原則： ①基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ②基準統(tǒng)一原則。應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。 ③互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。 ④自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準 ⑤此外，還應選擇工件上精度高、尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 經(jīng)分析零件圖可知，箱體底面或頂面是高度方向的設計基準， 中心軸線是長度和寬度方向的設計基準。 一般箱體零件常以裝配基準或專門加工的一面兩孔定位，使得基準統(tǒng)一。蝸輪減速器箱體中Ф90軸承孔和Ф180軸承孔有一定的尺寸精度和位置精度要求，其尺寸精度均為IT7級、位置精度包括：Ф90軸承孔對Ф90軸承孔軸線的同軸度公差為Ф0.05、 Ф180軸承孔對Ф180軸承孔軸線的同軸度公差為Ф0.06、Ф180軸承孔軸線對Ф90軸承孔軸線的垂直度公差為0.06。為了保證以上幾項要求，加工箱體頂面時應以底面為精基準，使頂面加工時的定位基準與設計基準重合；加工兩對軸承孔時，仍以底面為主要定位基準，這樣既符合“基準統(tǒng)一”的原則，也符合“基準重合”的原則，有利于保證軸承孔軸線與裝配基準面的尺寸精度。同時為了定位更加準確可靠，外加底面M16的螺紋孔和箱體的右側面作為精基準。 4.2粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： ①粗基準的選擇應以不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。 ②若必須首先保證工件的某些重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面做粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。 ③若需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面做粗基準。 ④應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。 ⑤粗基準一般只使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 一般箱體零件的粗基準都用它上面的重要孔和另一個相距較遠的孔作為粗基準，以保證孔加工時余量均勻。此蝸輪減速器箱體加工選擇以重要表面孔Ф180為粗基準，通過劃線的方法確定第一道工序加工面位置，盡量使各毛坯面加工余量得到保證，即采用劃線裝夾，按線找正加工即可。 5 擬定加工工藝路線 5.1 選擇加工方法 根據(jù)加工表面的精度和表面粗糙度要求，查表可得各箱體表面和軸承孔的加工方案，詳見表3。 表3 減速器箱體表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 箱體底面 IT13 Ra12.5 粗銑 箱體頂面 IT13 Ra12.5. 粗銑 Ф120凸臺 IT8 Ra3.2 粗銑—精銑 Ф250凸臺 IT8 Ra3.2 粗銑—精銑 Ф180軸承孔 IT8 Ra1.6 粗鏜—半精鏜—精鏜 Ф90軸承孔 IT8 Ra1.6 粗鏜—半精鏜—精鏜 4xM16 IT13 Ra12.5 鉆孔—攻絲 4xM6 IT13 Ra12.5 鉆孔—攻絲 8xM8 IT13 Ra12.5 鉆孔—攻絲 5.2 擬定機械加工工藝路線 1、表面加工方法的確定 此減速器箱體的主要加工表面可歸納為以下三類： (1)主要表面 ：箱體的底面、Ф180軸承孔和Ф90軸承孔的端面等。 (2)主要孔 ：Ф180和Ф90 軸承孔。 (3)其他加工部分 ：4*M6螺孔、16*M8螺孔、4*M16等。 根據(jù)蝸輪減速器箱體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定個表面的加工方法，如表3所示。 2、加工階段的劃分 減速箱體整個加工過程可分為兩大階段，即先對箱蓋和底座分別進行加工，然后再對裝合好的整個箱體進行加工—合件加工。在加工時，粗、精加工階段要分開。減速箱箱體毛坯為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內應力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。 3、工序的集中與分散 箱體的體積、重量較大，故應盡量減少工件的運輸和裝夾次數(shù)。為了便于保證各加工表面的位置精度，應在一次裝夾中盡量多加工一些表面。工序安排相對集中。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以減少裝夾次數(shù)，從而減少安裝誤差的影響，有利于保證其相互位置精度要求。 4、工序順序的安排 1）機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”的工藝原則，首先加工精基準對合面。 （2）遵循“先粗后精”的工藝原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”的工藝原則，由于軸承孔及各主要平面，都要求與對合面保持較高的位置精度，所以在平面加工方面，先加工對合面，然后再加工其它平面。 （4）遵循“先面后孔”的工藝原則，還遵循組裝后鏜孔的原則。因為如果不先將箱體的對合面加工好，軸承孔就不能進行加工。另外，鏜軸承孔時，必須以底座的底面為定位基準，所以底座的底面也必須先加工好。 2）熱處理工序 箱體零件的結構復雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時會產(chǎn)生較大的殘余應力。為了消除殘余應力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工時效處理。人工時效的工藝規(guī)范為：加熱到500℃～550℃ ，保溫4h～6h ，冷卻速度小于或等于30℃/h ，出爐溫度小于或等于200℃ 。普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排 1次人工時效出理。對一些高精度或形狀特別復雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排1次人工時效處理，以消除粗加工所造成的殘余應力。本例減速箱體在鑄造之后安排 1次人工時效出理，粗加工之后沒有安排時效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運輸時間，使之得到自然時效。箱體零件人工時效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動時效來達到消除殘余應力的目的。 3）輔助工序 在鑄造后安排了清砂、涂漆工序；箱蓋和底座拼裝前，安排了中間檢驗工序和底座的煤油滲漏試驗工序；箱體精加工后，安排了拆箱、去毛刺、清洗、合箱和終檢工序。 5、確定工藝路線 方案一： 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 1 鑄 鑄造 2 清砂 清砂 3 熱處理 人工時效處理 4 涂漆 涂紅色防銹底漆 5 劃線 劃?180+0.035 0mm、?90+0.027 0mm孔加工線、劃上、下平面加工線 6 銑 以頂面毛坯定位，按線找正，粗、精銑底面 7 銑 以底面定位裝夾工件，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm 8 劃線 鉗工劃線 9 銑 以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm 10 銑 以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm 11 鏜 以底面定位，按?90+0.027 0mm孔端面找正，壓緊頂面。粗鏜?90+0.027 0mm孔至尺寸為?88 0 -0.5mm粗刮平面保證總長尺寸215mm為216mm，刮?90+0.027 0mm內箱面，保證尺寸35.5mm 12 鏜 將機床上工作臺旋轉90o，加工?180+0.035 0mm孔尺寸到?178 0 -0.5mm粗刮平面，保證總厚136mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm 13 精鏜 將機床旋轉回零度，調整工件壓緊力（工件不動），精鏜?90+0.027 0mm至圖樣尺寸，精刮兩端面至尺寸215mm 14 精鏜 將機床上工作臺旋轉90o，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm 15 鉆 鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔 16 鉗 修毛刺 17 鉗 煤油滲漏試驗 18 檢驗 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度 19 入庫 入庫 方案二： 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 1 鑄 鑄造 2 熱處理 人工時效處理 3 銑工 先以直徑180的孔為粗基準粗銑底平面 4 銑工 以底面定位裝夾工件，粗銑頂面，保證尺寸為290mm 5 鉗工 把底平面下面的孔M16螺紋底孔?14加工出來 6 銑工 以底面定位，壓緊頂面按線?90+0.027 0mm兩孔側面凸臺，保證尺寸為217mm 7 銑工 以底面定位，壓緊頂面按線找正，銑?180+0.035 0mm兩孔側面，保證尺寸為137mm 8 鏜工 以底面為基準，鏜直徑90的那個孔，鏜至尺寸?90+0.027 0mm并精刮平面保證總長尺寸215mm，刮?90+0.027 0mm內箱面，保證尺寸35mm。 9 鏜工 鏜直徑180的孔，精鏜?180+0.035 0mm孔至圖樣尺寸，精刮兩側面保證總厚135mm，保證與?90+0.027 0mm孔距尺寸100+0.12 -0.12 mm。 10 鉆工 鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔 11 檢驗 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度 12 入庫 入庫 兩種方案都依照工序集中原則組織工序,都是按先粗后精，加工面再加工孔的原則進行加工的優(yōu)點是工藝路線短，減少工件的裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互位置精度，使需要的機床數(shù)量少，減少工件工序間的運輸，減少輔助時間和準備終結的時間，同時產(chǎn)量也較高。方案一是以頂面為粗基準銑底面，這種方式可能不能保證加工時余量均勻，一般箱體零件的粗基準都用它上面的重要孔和作為粗基準，以保證孔加工時余量均勻。因此，選擇方案二是比較合理的。 6加工設備與量具的選擇 6.1機床選用 粗銑前后左右端面專用夾具裝夾，立式升降臺銑床（X5032）；粗細頂面專用夾具裝夾，立式升降臺銑床（X5032）；鉆、攻各螺紋兩處8×M8、4×M16、各螺紋孔專用夾具裝夾，搖臂鉆床（Z3025）；粗鏜、半精鏜、精鏜φ90和φ180的孔專用夾具裝夾，臥式鏜床（T68）。 6.2選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下： ①選擇加工面的量具 ：用分度值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。 ②選擇加工孔量具：因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內徑千分尺即可。 7 加工余量及工序尺寸的確定 7.1 確定290mm上、下端面的加工余量及工序尺寸 290mm上、下端面的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表4所示，加工過程： （1）以直徑180的孔為粗基準粗銑底平面 （2）以底面定位裝夾工件，粗銑頂面，保證尺寸為290mm 表 4 工序 加工余量 工序基本尺寸 精度等級（公差） 工序尺寸 粗銑（上端面） 2.5 290 IT13(0.81) 粗銑（下端面） 2.5 292.5 IT13(0.81) 毛坯 5 295 CT13（12） 7.2 確定215mm左、右端面的加工余量及工序尺寸 215mm左、右端面Φ120凸臺的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表5所示，加工過程： （1）以左端面為基準，找正所劃右端面加工線，粗銑右端面，留余量。 （2）以左端面為基準，精銑右端面，保證工序尺寸。 （3）以右端面為基準，粗銑右端面，留余量。 （4）以右端面為基準，精銑左端面，保證工序尺寸。 表5 工序 加工余量 工序基本尺寸 精度等級（公差） 工序尺寸 精銑（左端面） 1.0 215 IT8(0.072) 粗銑（左端面） 2.0 216 IT8(0.072) 精銑（右端面） 1.0 218 IT13(0.72) 粗銑（右端面） 2.0 219 IT13(0.72) 毛坯 6.0 221 CT13（11） 7.3 135mm前、后端面的加工余量及工序尺寸 135mm前、后端面Φ250凸臺的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表6： 加工過程：（1）以后端面為基準，找正所劃前端面加工線，粗銑前端面，留余量。 （2）以后端面為基準，精銑前端面，保證工序尺寸。 （3）以前端面為基準，粗銑后端面，留余量。 （4）以前端面為基準，精銑后端面，保證工序尺寸。 表6 工序 加工余量 工序基本尺寸 精度等級（公差） 工序尺寸 精銑（后端面） 1.0 135 IT8(0.063) 粗銑（后端面） 2.5 136 IT13(0.63) 136-0.630 精銑（前端面） 1.0 138.5 IT8(0.063) 138.5-0.0630 粗銑（前端面） 2.5 139.5 IT13(0.63) 毛坯 7 142 CT13(10) 7.4 確定Ф180 mm孔的加工余量及工序尺寸 Ф180 mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表7所示， 表7 工序 加工余量 工序基本尺寸 精度等級（公差） 工序尺寸 精鏜 1.3 Φ180 IT8(0.063) 半精鏜 1.5 Φ178.7 IT10(0.16) 粗鏜 2 Φ177.2 IT12（0.35） ?177.20+0.35 毛坯 4.8 Φ175.2 ?175.20+0.573 7.5確定Ф90 mm孔的加工余量及工序尺寸 Ф90mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表9所示， 表9 工序 加工余量 工序基本尺寸 精度等級（公差） 工序尺寸 精鏜 1.3 Φ90 IT8(0.054) 半粗鏜 1.5 Φ88.7 IT10(0.14) ?88.70+0.14 粗鏜 2 Φ87.2 IT12(0.35） ?87.20+0.35 毛坯 4.8 Φ85.2 ?85.200.544 8 定位方式、壓緊方式設計與選擇 工序8鏜直徑90的孔工序圖如下： 以底面為工序基準面，以一面兩銷方式實現(xiàn)六點定位定位，底面限制了三個自由度，底面孔插銷限制兩個移動自由度，再配合一個擋銷限制一個轉動實現(xiàn)六點定位。從頂面用壓緊裝置壓緊。 9 切削用量的確定（參考《切削用量簡明手冊》） 工序8：鏜直徑90的那個孔 本工序一次性對孔進行粗鏜、半精鏜、精鏜加工。粗鏜后孔的基本尺寸為?87.2，半精鏜后孔的直徑為?88.7，精鏜后要求達到圖樣尺寸?90。之后再精刮端面到215mm,并按要求開倒角。 1、 加工條件：工件材料為HT200,選用T68鏜床。 2、 刀具選擇：選用通用刀具（粗鏜刀、半精鏜刀、精鏜刀、刮刀、倒角刀）。 3、 選擇切削用量 確定進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊，查得進給量范圍在0.3~0.5mm/r，現(xiàn)取f=0.35mm/r。 粗鏜孔時因余量為2mm，故=2mm。查表取v=40m/min。進給量f=0.35mm/r。 n=1000vπd=1000×403.14×87.2=146r/min 半精鏜孔時因余量為1.5mm，故=1.5mm。查表取v=40m/min。進給量f=0.35mm/r。 n=1000vπd=1000×403.14×88.7=144r/min 精鏜孔時因余量為 1.3mm, 故=1.3mm。查表取v=40m/min。進給量f=0.35mm/r。 n=1000vπd=1000×403.14×90=142r/min 因粗鏜、半精鏜、精鏜刀具在同一鏜刀桿上，應保持轉速一致，因此選用鏜床轉速為n=140r/min。 10 夾具的設計 設計專用夾具的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等的技術要求能夠得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，應該使所設計的專用夾具在加工過程中裝夾方便，有較高的生產(chǎn)效率。 10.1結構分析 加工工件為減速器箱體工件，我的工序是要求加工直徑為φ90的軸承孔。本工序所加工的孔為8級精度，有同軸度要求，裝配基面已精加工過。使用專用機床粗、半精、精鏜φ90孔。由于定位基準是經(jīng)過加工過的光平面，故定位元件等用夾具體把兩個定位元件做成一體，工件放在上面，使重力與夾緊方向一致。 10.2 鏜孔夾具設計 本夾具主要用來鏜直徑90的孔。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工質量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序為箱體體加工到本道工序時完成了底面與頂面的粗、精銑以及鉆開了底面孔。因此再本道工序加工時主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時為了裝夾方便，采用了彈簧壓緊裝置。 10.3定位基準的選擇 由零件圖可知，所鏜孔其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應與底面垂直。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在定位基準應選擇底面作為主要定位基面以限制工件的三個自由度，通過底面孔插一個銷以限制工件兩個自由度，再配合一個擋銷限制一個自由度實現(xiàn)六點定位。 10.4夾具設計及操作的簡要說明 夾具如夾具裝配圖所示。通過底面定位銷定位，用彈簧壓緊裝置壓緊，定好位后擰緊螺母，墊板與夾具體座通過定位銷連接,定位精度高。夾緊裝置旁用以擋銷，擋銷插入旁側通孔，要求此處精度很高，這樣就可以保證定位準確，誤差小，另一端與零件未加工表面接觸從而防止工件轉動。拆卸時只需要擰掉壓板零件和緊固件零件即可，方便直接，快捷有效，使用方便。 11 參考文獻 [1]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術基礎.化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設計.機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳 明主編.機械制造工藝學.機械工業(yè)出版社2012.1 12 設計總結 機械制造工藝學是機械類專業(yè)的一門主要課程，對于我們農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)來說十分必要。機械制造工藝學為我們以后進行實際的農(nóng)用機械設計制造提供知識基礎，而機械制造工藝學課程設計能夠對所學理論知識的掌握程度及運用能力進行檢驗。正所謂“學以致用”“實踐是檢驗真理的唯一標準”，所以在老師精心指導下進行此次課程設計尤為必要。 這次機械制造工藝學課程設計的過程是艱辛而又充滿樂趣的，在這短短三個星期里，我們學到了許多知識，同時獲得了一定的寶貴的實踐經(jīng)驗。通過這次課程設計，我們對課本知識更加融會貫通，對機械制造工藝學有了更深的認識，也通過查閱大量的書籍和手冊，對有關機械制造工藝學的標準和參數(shù)有了一定的了解。同時，在此次課程設計中，全體組員分工合作，齊心協(xié)力，保證了設計任務的順利完成。大家不僅在一定程度上拓展了知識和提高了實踐能力，而且都從中深深體會到了合作的力量，團隊的力量，這對我們這群即將走出校門踏進社會年輕人來說，無疑是一筆無比寶貴的財富。 最后，我們全體組員對給予此次機械制造工藝學課程設計耐心指導的老師及各位同學表示衷心的感謝！ 南京農(nóng)業(yè)大學工學院課程考核情況表 （實習、課程設計） 20 —20 學年第 學期 課程名稱： 班 級： 姓 名： 學 號： 學生表現(xiàn)： 出勤 學習態(tài)度 學習主動性 總體表現(xiàn) 報告（說明書）評語： 優(yōu)點 不足 總體評價 （優(yōu)良中差） 成 績： 教師簽名： 日 期： 工序 鏜Ф180mm的孔 （1）機床和刀具的選擇 機床：根據(jù)零件尺寸采用型號為T68 的鏜床 刀具：采用裝夾式可調單刃鏜刀 （2）切削深度及進給量的選擇 《實用金屬切削加工工藝設計手冊》表9-2 機床的主電機功率為5.5KW，主軸進 給量取0.04~4.28mm/z 故取=0.2mm/z (3)計算切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表4-1， = 108 m/min，切削直徑到180mm 429.96r/min 查機床選?。簄=465r/min 116.8m/min (4)加工計算 ——加工長度（mm） = 刀具的切入長度[mm] =0.5-2 i ——走刀次數(shù) 已知=65mm =1mm i=1 =0.87min 14 五、鏜Φ180孔夾具設計 為了達到提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度的目的。在加工粗鏜、精鏜Φ180mm孔零件時，需要設計專用夾具。 如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，雖然該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。但是由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，支承釘采用可調節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據(jù)情況進行調整。 5.1 問題的提出 利用本夾具主要用來粗鏜、精鏜Φ180mm孔。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底孔有位置度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 5.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：粗鏜、精鏜Φ180mm孔的軸線與底孔有位置度要求，在對孔進行加工前，小頭孔進行了粗、精加工。因此，選底孔為定位精基準（設計基準）來滿足位置度公差要求。 粗鏜、精鏜Φ180mm孔的軸線間有位置公差，選擇小頭孔左端面為定位基準來設計鏜模，從而滿足孔軸線間的位置度公差要求。工件定位用小頭孔、大頭孔端面和大頭孔的側面定位來定位。 如圖5.1： 圖5.1 鏜孔定位 5.3 夾具方案的確定 設計專用夾具的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等的技術要求能夠得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，應該使所設計的專用夾具在加工過程中裝夾方便，有較高的生產(chǎn)效率。因此，我設計了兩個夾具方案以供選擇，其方案如下： （1）夾具設計方案一 在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過。因此，我選擇小頭孔用長心軸定位，以大小頭孔的左端面為定位面，并在大頭孔的下方用一檔銷定位，以實現(xiàn)典型的一面兩銷定位。在大小頭孔之間用一個移動壓板壓在連接板上，實現(xiàn)夾緊。并選用固定鏜套作為刀具的導向裝置。 （2）夾具設計方案二 在加工本工序之前，工件的大頭孔兩端面、小頭孔及它的端面都均已經(jīng)加工過。在小頭孔用一長銷定位，以小頭孔的左端面作為定位面，在大頭孔下方用一定位塊作為檔銷以實現(xiàn)一面兩銷定位。在小頭孔的心軸右端用一個帶肩的螺母和開口墊圈作為壓緊，在加工處用一輔助支撐以抵消加工時所產(chǎn)生的軸向力。 所鏜孔其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應與底面垂直。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在定位基準應選擇底面作為主要定位基面以限制工件的三個自由度，通過底面孔插一個銷以限制工件兩個自由度，再配合一個擋銷限制一個自由度實現(xiàn)六點定位。 （3）方案的比較分析 上述兩個夾具方案的特點在于：它們都采用了典型的一面兩銷定位，它們的不同之處在于，方案一是以兩個平面同時作為一個定位面，采用移動壓板作為夾緊機構。方案二是以定位環(huán)作為定位面，在心軸上加一個螺母進行了夾緊，在加工處用一螺釘作為輔助支撐。通過對它們的比較方案一以兩個不同的平面同時作為定位面，如果那兩個平面在加工的時候，出現(xiàn)了加工誤差，則在以這兩個面作為定位面進行孔的加工會出現(xiàn)受力不均的情況，使工件受較大的外力而變形。而方案二用一個定位環(huán)作為定位面就解決了這個問題，因此，我選擇方案二作為加工本工序的專用夾具。所鏜孔其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應與底面垂直。根據(jù)基準重合、基準統(tǒng)一原則。在定位基準應選擇底面作為主要定位基面以限制工件的三個自由度，通過底面孔插一個銷以限制工件兩個自由度，再配合一個擋銷限制一個自由度實現(xiàn)六點定位。 如圖5.2： 圖5.2 夾具方案 5.4 誤差分析與計算 該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與端面間的尺寸公差以及孔軸線與底孔的位置度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 由于本工序的加工是以心軸定位,工件孔和心軸的誤差可分為以下兩種:一是工件以圓孔在過盈配合圓柱心軸上定位,所以定位副之間無徑向間隙,也即這時不存在徑向基準位移誤差(,)。工件在軸線方向上的軸向定位誤差，則可利用夾緊力加以控制。由此可見，過盈配合圓柱心軸的定位精度是相當?shù)母?。二是以圓孔在間隙配合圓柱心軸上定位，根據(jù)心軸放置位置的不同，有不同情況。在設計中，是將心軸水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此，有徑向基準位移誤差。在重力作用下，定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸母線接觸。故此時的徑向基準位移誤差僅在Z軸方向，且向下。 如圖5.3： 圖5.3 定位分析 由《機床夾具設計手冊》可得： 定位誤差（兩個垂直平面定位）： （式5.1） 式中 ——定位副間的最小配合間隙； ——工件圓孔直徑公差； ——心軸外圓直徑公差， 由（式5.1） 可知， （1）夾緊誤差： （式5.2） 其中接觸變形位移值： （式5.3） （2） 磨損造成的加工誤差：通常不超過 （3） 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5.5 切削力及夾緊力的計算 鏜刀材料：（硬質合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻《機床夾具設計手冊》查表可得： 圓周切削分力公式： （式5.4） 式中 ——圓周切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉進給量。 式中 （式5.5） 式中 ——考慮工件材料機械性能的系數(shù)； ——考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。 查參考文獻[10]表得： 取 由參考文獻[10]表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： （式5.6） 式中 ——徑向切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉進給量。 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： （式5.7） 式中 ——軸向切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉進給量。 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： （式5.8） 式中 ——實際所需夾緊力； ——在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力； ——安全系數(shù)。 安全系數(shù)K可按下式計算， （式5.9） 式中 ——加工性質； ——刀具鈍化程度； ——切削特點； ——夾緊力的穩(wěn)定性； ——手動夾緊時的手柄位置； ——僅有力矩使工件回轉時工件與支承面接觸的情況。 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[10]表可得： 粗鏜：代入（式5.9）得 所以，由（式5.8）有： 精鏜：代入（式5.9）得 所以，有： 鏜削產(chǎn)生的圓周切削分力由定位塊和夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力平衡。 查表可得： 所以， （式5.10） 因此，所需的夾緊力為4668N，由于螺母產(chǎn)生的夾緊力，所以，，且還有定位塊可以作為支承，因此，滿足要求。 鏜削產(chǎn)生的徑向切削分力為 由于有定位塊、心軸和由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力遠遠大于F。 鏜削產(chǎn)生的軸向切削分力為 由于有輔助支承和定位環(huán)作為軸向分力的支承，它所產(chǎn)生的支承力。 由上面的計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構，滿足設計要求。 5.6 鏜床夾具的分析 用鏜模鏜孔時,工件的加工精度可以不受鏜床精度的影響,而由鏜模的精度來保證。機床的主軸和鏜桿采用浮動聯(lián)接,機床只是提供鏜桿的轉動動力。鏜模的結構類型主要取決于導向的設置，導向的設置不僅是考慮加工孔的位置精度，更重要的是考慮加工時鏜桿的剛度。因此以加工情況設置導向使鏜桿獲得高的支承剛度。 鏜桿在鏜模中只有一個位于刀具前面或后面的鏜套導向。這時鏜桿與機床主軸采用剛性聯(lián)接，鏜桿的一端直接插入機床主軸的莫式錐孔中，并使鏜套的軸線與主軸軸線重合。這項調整比較困難，機床主軸的回轉精度會影響鏜孔精度。因此，只適用于小孔和短孔。 采用雙支承導向的鏜模。鏜桿與機床主軸采用浮動聯(lián)接。所鏜的孔的位置精度主要取決于鏜模架上鏜套的位置精度，因此兩鏜套的同軸度要求很高。 在本設計中，由于鏜的空的直徑比較的大為的，因此，在設計鏜模時，采用雙支承導向的鏜模。 固定鏜套的支架稱為鏜模架，一般用鑄鐵鑄造。鏜模應設計成單獨體不要設計與夾具底座設計成一體，更不要與夾緊裝置用支架相聯(lián)接。這樣便于制造，更重要的是有利于位置精度的獲得及避免其他因素對鏜模架精度的影響。結構設計時，要特別注意剛度設計。鏜模架用螺釘和銷釘固定在夾具底座上，并保證有足夠的接觸剛度，螺釘?shù)闹睆健?shù)量、分布要合理。 鏜模架不宜用焊接結構，以避免內應力引起蠕變而失去精度。還要注意，不允許鏜模架承受夾緊反力。 其鏜模架如下圖5.4： 圖5.4 鏜模架 5.7 本章小結 夾具如夾具裝配圖所示。通過底面定位銷定位，用彈簧壓緊裝置壓緊，定好位后擰緊螺母，墊板與夾具體座通過定位銷連接,定位精度高。夾緊裝置旁用以擋銷，擋銷插入旁側通孔，要求此處精度很高，這樣就可以保證定位準確，誤差小，另一端與零件未加工表面接觸從而防止工件轉動。拆卸時只需要擰掉壓板零件和緊固件零件即可，方便直接，快捷有效，使用方便。 通過本工序專用夾具的設計，使我對鏜夾具有了較大的認識，對鏜床夾具的特點及主要類型有了深刻的了解。在這個設計中所主要保證的精度是Φ180孔精度和它的位置度要求。 總 結 加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。 參考文獻 [1] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2004。 [2] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [3] 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