調速箱鏜工藝及夾具設計【鏜φ265H8mm和φ110H7mm孔】,鏜φ265H8mm和φ110H7mm孔,調速,工藝,夾具,設計,h8mm,以及,h7mm 畢 業(yè) 設 計 題 目： 調速箱體的工藝工裝設計 院： 應用技術學院 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 班級： 1085 學號： 02 學生姓名： 袁 威 導師姓名： 倪 小 丹 完成日期： 2014 年 6月 2日 誠 信 聲 明 本人聲明： 1、本人所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在老師指導下進行 的研究工作及取得的研究成果； 2、據(jù)查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢 業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果， 也不包含為獲得其他教育機構的學位而使用過的材料； 3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設計（論文）中的所有內容 均真實、可信。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 任 務 書 題目： 調速箱體的工藝工裝設計 姓名 袁威 學院 應用技術學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 1085 學號 02 指導老師 倪小丹 職稱 副教授 教研室主任 鐘定清 一、基本任務及要求： 1.按生產(chǎn)類型為中批來設計調速箱體的機械加工工藝規(guī)程；設計鏜夾具一副。完成調 速箱體的三維建模及鏜夾具的建模。 2.完成文獻綜述、開題報告及畢業(yè)設計說明書的撰寫工作。圖紙工作量折合 0﹟3 張。進度 二、進度安排及完成時間： 1. 宣布設計任務，明確課題任務及要求，收集、閱讀有關資料 1 周 2. 調查研究，分析課題，完成開題報告 2.5 周 3. 實習 1 周 4. 總體方案設計： 3.5 周 a）確定加工方案、加工工藝路線 b）設計、編制工藝規(guī)程 c）確定主要技術參數(shù) 5．工裝設計 a）工裝草圖設計 2 周 b)工裝總圖設計 2 周 c）零件工作圖設計 1 周 6. 整理資料，撰寫設計、計算說明書。 1.5 周 7. 畢業(yè)答辯、機動 1.5 周 目錄 摘要 ................................................................................................................................I ABSTRACT.......................................................................................................................II 第一章 調速箱體的工藝設計 ....................................................................................1 1.1 調速箱上箱體的工藝分析 .....................................................................................1 1.1.1 調速箱的作用 ...................................................................................................1 1.1.2 確定生產(chǎn)類型 ...................................................................................................1 1.1.3 技術條件的分析 ...............................................................................................1 1.2 確定毛坯及各表面余量 ......................................................................................2 1.3 機械加工工藝過程 ................................................................................................4 1.3.1 定位基準的選擇 ...............................................................................................4 1.3.2 箱體各表面的加工方法和加工方案 ...............................................................4 1.3.3 箱體機械加工工藝過程 ...................................................................................5 1.4 工序 設計 ..............................................................................................................7 1.4.1 選擇加工設備、刀具、夾具和量具 ...............................................................7 1.4.2 確定工序尺寸 ...................................................................................................7 第二章 夾具設計 ........................................................................................................15 2.1 鏜床夾具設計 ....................................................................................................15 2.1.1 定位方案 .........................................................................................................15 2.1.2 夾緊方案 .........................................................................................................16 2.1.3 導向裝置的選擇 .............................................................................................17 2.1.4 底座（夾具體）設計 .....................................................................................17 2.1.5 夾具總圖上尺寸、公差和技術要求 .............................................................17 2.1.6 夾具操作說明 .................................................................................................17 參考文獻 ......................................................................................................................21 總 結 ............................................................................................................................22 致 謝 ............................................................................................................................23 附 錄 ............................................................................................................................25 I 調速箱體的工藝工裝設計 摘 要：分析了調速箱上箱體的技術要求，根據(jù)中批量生產(chǎn)類型，制定了調速 箱上箱體的機械加工工藝過程，設計各加工工序，包括各加工面的加工方法、 加工方案和切削用量的選擇。對加工精度要求高的孔采用粗鏜—半精鏜—精鏜 的加工方法，平面的加工采用粗銑－精銑的方法。根據(jù)基準統(tǒng)一原則，選擇調 速箱體底面及其上兩工藝孔為精基準。同時設計了調速箱體加工過程中的銑夾 具、鉆夾具和鏜夾具。其中銑側面夾具和鏜孔夾具采用“一面兩孔” 定位，螺 旋壓板夾緊；鉆孔夾具采用一面一孔一點定位的蓋板式鉆模。 關鍵詞：調速箱體 加工工藝 工序設計 夾具 II Process planning over Varing speed Gearbox Abstract：This thesis analyzes the technical requirements on regulation gearbox, formulates its machining process, and plans all processing techniques according to the mass-production type, including processing methods of all machined sueface, processing plan and the choice of cutting amount. The processing method of rough boring-boring-precision boring is adopted.in high precision hole and the rough milling-precision milling method is used in plane process.According to the principle of the basis unity, the botton and two technique holes of regulation gearbox are choosed as precise basis. At the same time, it designs the milling , drilling and boring fixtures used in machining process of regulation gearbox. Among the three fixtures, milling side fixture and boring fixture use”one surface-two holes”position with spirial platen clamping and 13 hole drilling fixture uses “one surfaces-one hole-one point”position with plat drilling mould. Keywords: Varing speed gearbox；Machining process；Process planning；Fixture 1 第一章 調速箱體的工藝設計 1.1 調速箱上箱體的工藝分析 1.1.1 調速箱的作用 箱體是機床的主要零件，由它支承傳動軸，將軸、齒輪和軸套等零件組裝 在一起，使它們保持正確的相互位置關系，從而保證齒輪的正常嚙合。調速箱 體零件的加工質量對機器的工作精度、使用性能和壽命都有直接的影響。調速 箱體的零件簡圖如圖。 1.1.2 確定生產(chǎn)類型 調速箱體的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 1.1.3 技術條件的分析 1.1.3.1 孔徑精度 孔的尺寸精度 調速箱體軸孔Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的精度為 IT7，軸孔Ⅲ的精度為 IT8。 1.1.3.2 孔與孔之間的相互位置精度 有相互關系的孔與孔之間相互位置精度會直接影響齒輪的嚙合精度。因此 2 必須嚴格要求，包括同軸線上各孔的同軸度、橫向軸孔與縱向軸孔之間的垂直 度等。 （1）同軸度 Ⅰ軸和Ⅱ軸的同軸度為 0.015mm。 （2）垂直度 Ⅱ軸和Ⅳ軸的垂直度為 0.025mm。 1.1.3.3 平面與孔之間的相互位置精度 孔的軸線與端面部垂直，會產(chǎn)生端面圓跳動，使軸運轉時產(chǎn)生軸向竄動， 影響使用性能。調速箱體中，Ⅱ軸孔的端面與Ⅰ軸的軸向線的垂直度為 0.02MM。 1.1.3.4 表面粗糙度 各表面根據(jù)使用性能，規(guī)定了相應的表面粗糙度。軸孔中Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ軸孔 的表面粗糙度要求最高，RA 值均為 1.6?M，其余軸孔的表面粗糙度為 RA3.2?M。平面中，作為安裝基面的底面要求最高，RA 值為 1.6?M，其次是 Ⅲ軸孔左端面 F面、Ⅳ軸孔左端面 G面和Ⅱ軸孔的前面 D面，粗糙度均為 RA3.2?M。 1.2 確定毛坯及各表面余量 箱體材料是 HT200，材料抗拉強度為 200N/ ,抗彎強度為 400 N/ ，2m2m 硬度為 HB170-241。調速箱結構復雜，箱壁薄，宜選用鑄造方法制作毛坯。因 為生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可采用砂箱機器造型，內腔安放型芯，空腔及直徑大 于 30mm 的孔均事先鑄出，鑄件需經(jīng)時效處理。 參考文獻[1]表 2.2-3，鑄件的公差等級為 CT8-10 級，查閱文獻[1]表 2.2- 5，加工余量等級 MA 為 G 級。故取 CT 為 8 級，MA 為 G 級。查閱文獻[1]表 2.2-4，根據(jù)各表面的基本尺寸，確定各加工表面的毛坯余量，其值如表 1.1 所 示。調速箱體零件各加工表面如圖 1.1所示。 表 1.1 各加工表面的毛坯余量 尺寸位置 基本尺寸 （mm） 加工余量 等級 （MA） 加工余量 （mm） 備注 底面 550 G 5.0 單側加工 凸臺 A、C 表面 <100 G 1.0 雙側加工 3 凸臺 E、I 表面 <100 G 1.0 雙側加工 凸臺 B 外端面 128?G 2.5 雙側加工 Ⅱ軸孔前端面 D 面 412 G 5.0 雙側加工 Ⅰ軸孔左端面 F 面 304 G 4.5 雙側加工 右端面 H 面 294.87 G 4.5 雙側加工 Ⅳ軸孔左端面 G面 156 G 2.5 單側加工 凸臺 B 內端面 P面 120?G 2.5 雙側加工 Ⅰ軸孔 80 H 2.5 軸孔降 1 級，雙側加工 Ⅱ軸孔 360 H 6.0 軸孔降 1 級，雙側加工 Ⅲ軸孔 265 H 6.0 軸孔降 1 級，雙側加工 Ⅳ軸孔 110 H 3.5 軸孔降 1 級，雙側加工 Ⅴ軸孔 R36 H 2.5 軸孔降 1 級，雙側加工 Ⅵ軸孔 64?H 2.5 軸孔降 1 級，雙側加工 參考文獻[1]表 2.2-1，查得鑄件主要尺寸的公差，然后計算毛坯尺寸及公 差，列表如 1.2 所示。 表 1.2 毛坯尺寸及公差 尺寸位置 零件尺 寸(mm) 總余量(mm) 毛坯尺寸(mm) 公差 底面與底座上表面 L 面的距離 18 5.0 23 0.6?1.2 凸臺 A 表面與底面距離 644.87 1.0 5.0?650.87 1.4 2.8 凸臺 C 表面與底面距離 380.87 1.0 5.0 386.87 1.1 2.2 凸臺 B 外端面與內端面 P 面距離 80 2.5 2.5 85 0.8 1.6 凸臺 B 外端面與 D面距離 225 2.5 5.0 232.5 1.0?2.0 G 面與內腔距離 35 2.5 35 0.6 1.2 左端面 F 面與右端面 H 面距離 501 4.5 4.5?510 1.3 2.6 凸臺 E 外端面與后面 N 面距離 389 1.0 390 1.1 2.2 凸臺 I 外端面與后面 M 面距離 189 1.0 190 1.0?2.0 Ⅰ軸孔 80?80 2.5+2.5 75 0.8?1.6 Ⅱ軸孔 360 360 6.0+6.0 348 1.1 2.2 Ⅲ軸孔 265 265 6.0+6.0 253 1.1 2.2 Ⅳ軸孔 110 110 3.5+3.5 103 0.9?1.8 Ⅴ軸孔 72 72 2.5+2.5 67 0.8 1.6 Ⅵ軸孔 64?64 2.5+2.5 59 0.8?1.6 4 1.3 機械加工工藝過程 1.3.1 定位基準的選擇 （1）精基準的選擇 調速箱上箱體的精基準可以選用“一面兩孔”的定位方法，即選擇底面和 底面上的兩個 φ 工藝孔作為精基準。底面是設計基準和裝配基準，基準0.185? 重合有利于保證孔系與底面的相互位置精度；且一面兩孔定位可作為大部分工 序的定位基準，可用于加工底面外的其他五個面上的孔或平面的定位基準，實 現(xiàn)基準統(tǒng)一，減小了誤差；同時，一面兩孔定位穩(wěn)定可靠，夾緊方便。 （2）粗基準的選擇 為了保證底面與 L面之間的尺寸要求，選擇毛坯上 L面作為粗基準，加工 底面。 1.3.2 箱體各表面的加工方法和加工方案 （1）平面加工 ①底面加工 箱體底面的表面粗糙度為 Ra1.6?m，現(xiàn)又將它作為定位基面， 查閱文獻[1]表 1.4-8，可采用粗銑—精銑的加工方法。 ②凸臺 A 、C 上表面和凸臺 I 的前端面 凸臺 A、C 上表面與底面平行， 表面粗糙度為 Ra12.5?m，凸臺 I 前端面表面粗糙度為 Ra3.2?m，考慮到它們的 加工面積較小，可在鉆完其上孔后，采用锪的加工方法使其達到加工要求。 ③凸臺 B 內端面、G 端面 兩端面的表面粗糙度均為 Ra 3.2?m，又因兩端 面均處于工件內部，加工不方便，采用普通銑削加工難以達到加工要求，因此 可以采用先粗銑后，在精鏜孔的同時刮端面的加工方法。 ④Ⅱ軸孔前表面 D 面 D 面的表面粗糙度為 Ra3.2?m，且要求與Ⅰ軸孔的 垂直度允差為 0.02mm，可采用粗銑-精銑的加工方法。 ⑤右端面 H面和Ⅲ軸孔左端面 F面 兩端面的表面粗糙度均為 Ra3.2?m， 可采用粗銑—精銑的方法銑去全部加工余量。 （2）孔加工 ①Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ軸孔 加工精度均為 IT7，表面粗糙度均為 Ra 1.6?m，直徑 均大于 30mm，軸孔事先鑄出，Ⅱ、Ⅳ軸孔采用粗鏜-精鏜的加工方法。因Ⅴ為 5 半軸孔，直接加工難于保證裝配要求，因此Ⅴ軸孔可在合箱后采用粗鏜-精鏜的 加工方法 ②Ⅰ、Ⅲ軸孔 Ⅰ軸孔加工精度均為 IT7，表面粗糙度均為 Ra 1.6?m，Ⅲ 軸孔表面粗糙度 Ra 為 3.2?m，加工精度為 IT8，因 Ⅰ軸孔加工尺寸較小，可采 用與Ⅲ軸孔一樣的加工方法，即粗鏜。 ③凸臺 I和凸臺 E軸孔 表面粗糙度為 Ra 3.2?m，直徑為分別為 32mm、 30mm，因此可以采用鉆 —擴—鉸的加工方法加工。? ④底面上 11- 15mm 孔 采用鉆的加工方法加工。對其中將用作工藝孔的 兩孔，再進行鉸孔，以將其尺寸精度提高為 IT7。 ⑤D 面上的 12-M12mm 螺紋孔、F 面上的 12-M8mm 螺紋孔、G 面上的 4- M10mm 螺紋孔、H 面上的 7-M8mm 螺紋孔，均可采用鉆-攻的方法加工。 ⑥底面上的 2- 10mm 錐銷孔 其表面粗糙度為 Ra 1.6?m，裝配要求較高，? 可在裝配時和下箱體同時采用配鉆-配鉸的加工方法。 1.3.3 箱體機械加工工藝過程 以上各加工表面的加工方案確定之后，按照“先面后孔” 、 “先粗后精”和 “基面先行”的加工原則加工各表面，其機械加工工藝過程按排如表 1.3 所示。 10 鑄造 鑄造毛坯 20 熱 人工時效 30 沖砂 去除余砂和表面鐵銹 40 油漆 非加工表面刷防銹漆 50 劃線 考慮加工余量，劃各外表面的加工線 60 銑 以 L面作為粗基準，粗銑-精銑底面 立式銑床 X53K 專用銑床夾具 鉆底面 11-φ15 孔 锪底面 11-φ27 孔70 鉆 鉸底面 2-φ 工藝孔0.185? 搖臂鉆床 Z35 專用鉆床夾具 80 銑 以底面及兩個工藝孔定位、夾緊，粗銑H端面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 90 銑 粗銑 F端面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 100 銑 粗銑 D 面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 110 銑 粗銑凸臺 B外端面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 6 120 銑 精銑凸臺 B外端面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 130 銑 精銑 D面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 140 銑 精銑 F端面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 150 銑 精銑 H端面 臥式銑床 X63 專用銑床夾具 160 鏜 粗鏜Ⅲ軸孔、Ⅳ軸孔 臥式鏜床 T612 專用鏜床夾具 170 鏜 粗鏜Ⅱ軸孔、Ⅰ軸孔 臥式鏜床 T612 專用鏜床夾具 180 鏜 精鏜Ⅰ軸孔 臥式鏜床 T612 專用鏜床夾具 190 鏜 精鏜Ⅲ軸孔、Ⅳ軸孔、刮 G端面 臥式鏜床 T612 專用鏜床夾具 200 鏜 精鏜Ⅱ軸孔、刮凸臺 P面 臥式鏜床 T612 專用鏜床夾具 鉆—攻凸臺 A上 M20螺孔 锪凸臺 A上 φ25 孔 锪凸臺 A上表面 鉆—攻凸臺 C上 M16螺孔 锪凸臺 C上 φ26 孔 210 鉆 锪凸臺 C上表面 搖臂鉆床 Z35 專用鉆床夾具 鉆擴鉸凸臺 Eφ32 孔、鉆-攻 3-M5螺孔 锪凸臺 E外端面 鉆-攻凸臺 K上 M12螺孔 锪凸臺 K上 φ24 孔 鉆-攻 D面 12-M12螺紋底孔、鉆擴凸臺 Iφ32 孔 220 鉆 锪凸臺 I端面 搖臂鉆床 Z35 專用鉆床夾具 鉆-攻 F面 12-M8螺孔 230 鉆 鉆-攻 G面 4-M10螺孔 搖臂鉆床 Z35 專用鉆床夾具 240 鉆 鉆-攻 H面 7-M8螺孔 搖臂鉆床 Z35 專用鉆床夾具 鉆-攻凸臺 B上 M14螺紋底孔 250 鉆 锪凸臺 B上 φ24 孔 搖臂鉆床 Z35 專用鉆床夾具 260 鉆 配鉆-鉸底面 2-φ10 錐銷孔 搖臂鉆床 Z35 專用鉆床夾具 270 鏜 合箱后粗鏜Ⅴ軸孔 臥式鏜床 T612 專用鏜床夾具 280 鉗工 修底面四角銳邊及去毛刺 290 檢查 300 入庫 7 1.4 工序設計 1.4.1 選擇加工設備、刀具、夾具和量具 （1）工序 50 銑底面和工序 60 銑凸臺 A、C 上表面 參閱文獻[1]表 4.2-35，選擇 X53K 立式銑床。參閱文獻[3]表 1.2，材料硬 度小于 220HBS 的灰鑄鐵，銑削時選用不重磨硬質合金刀片套式面銑刀。據(jù)[3] 表 3.1，選擇 =100mm 的刀片，齒數(shù) z=4。用游標卡 尺檢測底面高度，用粗糙0d 度樣板比照檢驗底面的表面粗糙度。 （2）工序 70—工序 150銑削各端面 參閱文獻[1]表 4.2-38，選擇 X63 臥式銑床。參閱文獻[3]表 3.1，工序 70—150銑削各端面時，選擇 =200mm，z=10 的不重磨硬質合金刀片套式面0d 銑刀為銑削刀具。用游標卡尺檢測各端面間距離，用粗糙度樣板比照檢驗底面 的表面粗糙度。 （3）工序 60鉆 11- 15 孔、鉸 2-φ 工藝孔?0.185? 參閱文獻[1]表 4.2-14，選擇 Z35 搖臂鉆床。參閱文獻[2]表 5-6，選用 d=15mm 的直柄麻花鉆鉆孔。參閱文獻[2]表 5-17 選用 d=15.0mm 的錐柄機用鉸 刀鉸工藝孔。 （4）工序 170—220、工序 320—340鏜削各橫向孔 鏜削各橫向孔時，工件在專用鏜床夾具中定位，在 T612臥式鏜床上用鏜通 孔的鏜桿鏜削各孔。用相應規(guī)格的環(huán)規(guī)檢驗孔徑尺寸。 （5）工序 160、工序 230—310鉆各螺紋孔及擴鉸孔 鉆各螺紋孔時，工件在專用鉆夾具上定位，選用 Z35 搖臂鉆床，使用相應 尺寸的麻花鉆鉆孔、擴孔鉆鉆孔、擴孔，使用機用絲錐攻絲。 1.4.2 確定工序尺寸 （1）平面加工工序尺寸 因各端面的加工尺寸均為自由尺寸，只有表面粗糙度要求，除底面用作精 基準要求較高外，其它加工面要求都較低。以底面的加工為例，查閱文獻[1] 表 2.3-21，底面加工的精銑余量為 1mm，前道工序為粗銑，而底面的毛坯余量 為 5.0mm，則粗銑余量為 2.5mm。底面與底座上表面 L面間毛坯的距離為 8 23mm，工序 50 粗銑后工序尺寸為 19mm，精銑后為 18mm。 可以用同樣方法查出其它平面加工時各道工序的加工余量，并計算出工序 尺寸，其值如不表 1.4 所示。 表 1.4 平面加工工序尺寸 粗銑 精銑 工序 加工表面 余量 工序尺寸 余量 工序尺寸 60 底面 3 20.5 1 18 80 3.0 512 150 H面 1 510 90 3.0 512 140 F面 1 510 90 G面 1.5 424 100 2.5 191.5 130 D面 1 190 200 P 面 1.5 145 110 2 226 120 凸臺 B 外端面 1.0 225 工序 190刮 G端面和工序 200刮凸臺 B內端面 P是在精鏜孔時進行的，其 加工工序尺寸如表 1.5所示。 表 1.5 刮端面加工工序尺寸 刮工序 加工表面 余量 工序尺寸 190 G端面 1.5 424 200 凸臺 B 內端面 P 1.5 145 （2）軸孔加工的工序尺寸及公差 以Ⅲ軸孔 265H8 加工為例，查閱文獻[1]表 2.3-10，軸孔毛坯直徑為? 253mm，粗鏜雙邊余量為 11mm，工序尺寸為 264mm。精鏜雙邊余量為 1mm， 工序尺寸為 mm。0.1265? 用同樣方法查出其余各軸孔的加工余量，計算工序尺寸及公差，列表如表 1.6 所示。 表 1.6 軸孔的工序尺寸及公差 粗鏜 精鏜 孔徑 雙邊 余量 工序 尺寸 雙邊 余量 工序尺寸 Ⅰ軸孔 80H7?3 ?0.127?2 ?0.38? 9 Ⅱ軸孔 360 H7?10 ?0.14359?0.7 ?0.5736? Ⅲ軸孔 265 H8 11 .2061 .8102 Ⅳ軸孔 110H7 5 .871?0.7 .35? Ⅴ軸孔 72J7 3 70 0.5 0.1827? Ⅵ軸孔 64?2 66?2 64? 孔徑 鉆 鉆擴孔 擴孔 鉸孔 凸臺 I 孔 32 15 30 32 凸臺 E孔 30H8?0.185??0.842?0.529??0.3? 底面孔 15H7 .0 .180 1.4.2.1 銑削底面的切削用量計算 工序 50 為銑削底面，其切削用量計算如下： （1）粗銑底面時的切削用量 ①背吃刀量 =2.5mm。pa ②每齒進給量 查閱文獻[3]表 3.5，每齒進給量 =0.14~0.24mm/z，取zf zf 每齒進給量 =0.18mm/z。zf ③確定刀具壽命 刀具為 =100mm，z=4 的硬質合金刀片端銑刀，查閱文0d 獻[3]表 3.8，銑刀壽命為 180min。 ④選擇切削速度 和每分鐘進給量 查閱文獻[2]表cVfV 3.16， =86m/min，n=275r/min， =432mm/min，查修正系數(shù)cVf =1.13， =0.45，所以修正以后的切削速度和每分鐘進給量為：vkf ，861.397.8/mincvk??? 。425fff 則轉速 。1097.0/in3cvnrd??? 參閱文獻[1]表 4.2-36，按 X53K 立式銑床的技術參數(shù)，取 n=300r/min， =190mm/min，則實際的切削速度和進給量為：fV ，3.1404.2/min0dnv???? 10 。190.6/0.4/34fzvmzrn??? ⑤校驗機床功率 查閱文獻[3]表 3.24，當 =2.5mm， =45mm， =0.16mm/z 和 =190mm/min 時，銑刀耗用的功率約paeazffv 為 1kw，所以 X53K 立式銑床的功率是足夠的。 （2）半精銑底面時的切削用量 ①背吃刀量 =1.5mm。pa ②每齒進給量 查閱文獻[3]表 3.5， =0.4~0.6mm/r，即zf zf =0.1~0.15mm/z 每齒進給量 =0.13mm/z。zf zf ③確定刀具壽命 查閱文獻[3]表 3.8，銑刀壽命為 180min。 ④選擇切削速度 和每分鐘進給量 查閱文獻[2]表cVfV 3.16， =110m/min，n=352r/min， =394mm/min，查修正系數(shù)cVf =1.13， =0.45，所以修正以后的切削速度和每分鐘進給量為：vkf ，10.324./mincvk??? 。957fff 則轉速 。1024.36/incvnrd??? 參閱文獻[1]表 4.2-36，按 X53K 立式銑床的技術參數(shù)，取 n=375r/min，則 實際的切削速度和進給量為： ，3.140751.8/min0dnv??? 。9./0.275fz zr （3）精銑底面時的切削用量 ①背吃刀量 =1mm。pa ④選擇切削速度 和每分鐘進給量 查閱文獻[2]表cVfV 3.16， =124m/min，n=395r/min， =316mm/min，查修正系數(shù)cVf =1.13， =0.45，所以修正以后的切削速度和每分鐘進給量為：vkf ，124.30/mincvk??? 。65fff 則轉速 。1040/in3.cvnrd??? 參閱文獻[1]表 4.2-36，按 X53K 立式銑床的技術參數(shù)，取 n=475r/min， =150mm/min，則實際的切削速度和進給量為：fV 11 ，3.14075149/min0dnv???? 。5.8/.327fz zr 用同樣的方法可以計算出銑削其它面時的切削用量，結果列表如表 1.7 所示 表 1.7 銑削面的切削用量 工序 工序內容 切削深度 （雙邊 mm） 切削速度 （ m/min） 轉速 (r/min) 進給量 （mm/z ） 粗銑底面 2.5 94.2 300 0.16 60 精銑底面 1 149 475 0.08 80 粗銑 H 端面 3 94.2 150 0.1 150 精銑 H 端面 0.5 147.6 235 0.04 90 粗銑 F 端面 3 94.2 150 0.1 140 精銑 F 端面 0.5 147.6 235 0.04 190 粗銑 G 端面 1.5 94.2 150 0.1 100 粗銑 D 面 2.5 94.2 150 0.1 130 精銑 D 面 1 147.6 235 0.04 200 粗銑凸臺 B 內端面 1.5 94.2 150 0.1 粗銑凸臺 B 外端面 1.5 94.2 150 0.1 120 精銑凸臺 B 外端面 1 118 190 0.06 1.4.2.2 鏜軸孔時的切削用量計算 工序 170-工序 220和工序 320—340為鏜各軸孔，鏜孔的橫向進給量是一 致的。下面以工序 170、200 和 210鏜Ⅳ軸孔（ 110mm）為例計算各孔鏜削? 時的切削速度和鏜桿的轉速。 （1）粗鏜Ⅳ軸孔（ 110mm）時的切削用量計算? ①背吃刀量 =2.5mm（單邊余量） 。pa ②橫向進給量 查閱文獻[3]表 1.5，粗鏜時進給量 =0.6~1.0mm/r,取zf zf =0.66 mm/r。zf ③確定刀具壽命 查閱文獻[3]表 1.9，鏜刀壽命為 60min。 ④選擇切削速度 查閱文獻[3]表 1.27， =158， =0.15， cVvCvxvy =0.4， m=0.20， ，則切削速度 為0.859.76vsgvk????c ，0.2.150.48/minvcvxympCkTaf ?? 12 轉速 。105.81047/min3cvnrd???? 參考文獻[1]表 4.2—20，按 T612臥式鏜床的技術參數(shù)，取 n=160r/min， 則實際切削速度為： 3.108654.3/min0dv??? （2）精鏜Ⅳ軸孔（ 110mm）時的切削用量計算? ①背吃刀量 =0.35mm（單邊余量） 。pa ②橫向進給量 查閱文獻[3]表 1.5，精鏜時進給量 =0.15~0.40mm/r,取zf zf =0.24 mm/r。zf ③確定刀具壽命 查閱文獻[3]表 1.9，鏜刀壽命為 60min。 ④選擇切削速度 查閱文獻[3]表 1.27， =158， =0.15， cVrfvxvy =0.4， m=0.20， ，則切削速度 為0.859.76vsgvk????c ，0.20.150.489/min3vcvxympCkTaf ?? 轉速 。10906./in3.41cvnrd???? 參考文獻[1]表 4.2—20，按 T612臥式鏜床的技術參數(shù)，取 n=250r/min， 則實際切削速度為： 3.4102586.4/min10dv??? 用同樣的方法可以計算出鏜削Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ軸孔的切削用量，結果列表如表 1.8 所示。 表 1.8 鏜削軸孔的切削用量 工序 工序內容 切削深度 （雙邊 mm） 切削速度 （ m/min） 轉速 (r/min) 進給量 （mm/r） 第一次粗鏜Ⅲ軸孔 7 130.6 160 0.66 第二次粗鏜Ⅲ軸孔 4 132.6 160 0.661600 粗鏜Ⅳ軸孔 5 54.3 160 0.66 第一次粗鏜Ⅱ軸孔 7 54.2 50 0.66 第二次粗鏜Ⅱ軸孔 3 56.2 50 0.66170 粗鏜Ⅰ軸孔 3 61.2 250 0.66 180 精鏜Ⅰ軸孔 1 103.5 412 0.33 190 精鏜Ⅲ軸孔 1 170.6 205 0.33 190 精鏜Ⅳ軸孔 0.7 86.4 250 0.24 13 200 精鏜Ⅱ軸孔 0.7 113 100 0.24 合箱粗鏜Ⅴ軸孔 3 70.3 320 0.47 270 合箱粗鏜Ⅴ軸孔 3 62.3 320 0.48 280 合箱精鏜Ⅴ軸孔 2 84 418 0.24 290 合箱精鏜Ⅴ軸孔 0.5 104 460 0.17 1.4.2.3 鉆、擴、鉸孔時的切削用量計算 現(xiàn)以工序 310 為加工凸臺 I軸孔為例，計算其切削用量。 （1）鉆孔至 15mm 時的切削用量? 查[3]表 2.7， =0.31~0.37mm/r，參照 Z35 搖臂鉆床的技術參數(shù)，取rf =0.32mm/r ，查[2]表 2.15，切削速度 v=18m/min，轉速 n=382r/min，參照vk Z35 搖臂鉆床的技術參數(shù)，取 n=420r/min，則實際切削速度為 19.8m/min。 （2）鉆擴孔至 30mm 時的切削用量 查[3]表 2.10， =0.77~0.9mm/r，參照 Z35 搖臂鉆床的技術參數(shù)，取rf =0.9mm/r ，查[3]表 2.30，擴孔時rf =15.2， =0.25， =0.1， =0.4，m=0.125 ， =0.84，鉆頭壽命為 75min，vCvZvxvyvk 則切削速度 v 為： ， 0.250.110.4383/min79vzxympCdkTaf????? 。4.7/icnr? 參照 Z35 搖臂鉆床的技術參數(shù)，取 n=170r/min，則實際切削速度為： 。3.1016/min0dv??? （5）精鉸孔至 32mm 時的切削用量? 查[3]表 2.24，f=1.0~1.5mm/r，參照 Z35 搖臂鉆床的技術參數(shù)，取 f=0.9mm/r，v=17m/min，n=170r/min 。 用以上方法可以計算出鉆底面 11- 15 孔、鉸底面 2個工藝孔和鉆 30H8?? 孔時的切削用量，結果列表如表 1.9 所示。 表 1.9 鉆孔的切削用量 孔徑 (mm) 加工步驟 尺寸 （ mm） 切削速度 （m/min） 轉速 (r/min) 進給量 （ mm/r） 鉆孔 15?19.8 420 0.32 32? 鉆擴孔 30 16 170 0.9 14 擴孔 32?17 170 0.9 鉆孔 15 19.8 420 0.32 鉆擴孔 28 23.3 265 0.4 擴孔 29.8 24.8 265 0.9 30H8? 鉸孔 30H8 12.4 132 0.9 15 鉆孔 15?19.8 420 0.32 15H7 鉸孔 15H7 6.2 132 0.9 15 第二章 夾具設計 2.1 鏜床夾具設計 按指導老師要求，我設計工序 170、工序 200 和工序 210 的鏜夾具，即鏜 265H8mm 和 110H7mm 孔，并刮 G 端面。其中， 265H8mm 孔采用粗鏜、?? 精鏜的加工方法， 110H7mm 孔采用粗鏜、半精鏜、精鏜的加工方法，在精鏜 時刮端面。本工序只需保證兩孔的尺寸精度和表面粗糙度即可，如圖 2.5 為鏜 孔和刮端面加工要求。 圖 2.5 鏜孔和刮端面加工要求 2.1.1 定位方案 （1）確定要限制的自由度 按照加工要求，鏜孔時孔深度方向的自由度可以不加限制，因此只需限制 其它五個自由度。 （2）定位方案選擇 按基準統(tǒng)一原則，選擇底面和底面上 2— 15H7 工藝孔定位，定位元件采? 用“一面兩銷” ，即采用支承板、削邊銷和圓柱銷限制工件六個自由度。 （3）計算定位誤差 本工序只需保證軸孔加工尺寸精度和表面粗糙度，加工要求較低，因此不 需計算定位誤差。 16 2.1.2 夾緊方案 夾緊力的方向應指向主要定位基面底面，考慮到裝卸工件的方便，采用兩 塊轉動寬壓板，用螺栓、螺母手動夾緊，如圖 2.6 所示。 圖 2.6 鏜夾具定位夾緊方案 14-削邊銷；15-六角螺母；16-球頭調節(jié)支承；17-彈簧；18-平面墊圈； 19-轉動寬壓板；20-錐面墊圈；21-球面墊圈； 22-帶肩六角螺母 17 2.1.3 導向裝置的選擇 由于兩孔半徑不一樣， 265H8mm 孔的鏜套采用固定鏜套 B 型，? 110H7mm 孔的鏜套則采用固定鏜套 A 型。為增加鏜桿的剛性，采用雙支承? 結構。鏜套裝在支架上，支架可用定位銷定位，用螺釘緊固在底座上。 2.1.4 底座（夾具體）設計 為了減輕底座重量，且不降低剛性，底座下部采用多條十字加強筋。為了 鏜模在鏜床上安裝的方便，底座上加工出找正基面 B。另外，為了方便鏜模的 起吊，底座還設計了四個起吊螺栓。因為鏜模本身重量很大，可不設計耳座， 加工時直接利用壓緊螺栓將夾具體夾緊在機床工作臺上。 2.1.5 夾具總圖上尺寸、公差和技術要求 夾具的各項技術條件已在裝配圖中用規(guī)定的符號表示，詳細尺寸、公差和 技術要求見附錄 5 鏜夾具裝配圖。 2.1.6 夾具操作說明 夾具在機床上安裝完以后，首先將調速箱體零件裝到夾具體上，使工件底 面與支承板 1 接觸，并保證工件上的兩個工藝孔分別和削邊銷 3、圓柱銷 4 配 合，然后通過轉動寬壓板 2 夾緊工件，如圖 2.7 所示。 18 圖 2.7 鏜夾具操作說明 1-鏜套用襯套；2-鏜套 A型；3-支架；4-夾具體；5-起重螺栓；6-內六角圓柱頭螺釘； 7-銷軸 A型；8-內六角圓柱頭螺釘；9-支承板 B型；10-固定式定位銷； 11-銷軸 A型；12-內六角圓柱頭螺釘；13-圓柱銷；14-銷邊銷 19 20 21 參考文獻 1 倪小丹 楊繼榮 熊云昌 .機械制造技術基礎［Ｍ］.北京：清華大學出版社， 2007.3 2 機床夾具設計手冊［Ｍ］.上海：上?？茖W技術出版社，1980.1 3 王紹俊.機械制造工藝設計手冊［Ｍ］. 北京：機械工業(yè)出版社，1985 4 艾 興，肖詩綱.切削用量簡明手冊［Ｍ］. 北京：機械工業(yè)出版社， 1994.7 5 任福君.簡明機械制造工藝手冊［Ｍ］.北京：中國標準出版社，1995.1 6 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，1995 7 關慧貞 馮辛安.機械制造裝備設計［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.11 8 任嘉卉.公差與配合手冊［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，1990.10 9 胡鳳蘭.互換性與技術測量基礎［Ｍ］. 北京：高等教育出版社，2010.8 10 胡家杰.機械類課程設計、畢業(yè)設計與選題精選.機械制造專業(yè)［Ｍ］. 北京：化學工業(yè)出版社，2010.2 11 Serope Kalpakjian Steven R Schmid.Manufacturing Processes for Engineering Materials，F(xiàn)ourth Edition.2003 by Person Education，Inc. 22 總 結 這次是對調速箱體的工藝工裝設計，按照基準重合的原則，保證了各部位 的相互位置精度。加工的時候，嚴格按照先面后孔，先粗后精，先主后次的原 則。對工件的生產(chǎn)和加工提供了便利，降低了生產(chǎn)的成本和時間。 鏜夾具設計采用了一面兩孔定位的方法，實現(xiàn)了六點定位的原則；工件的 定位采用了三個可調支承釘和一個固定支承釘組成的面定位。定位方便可靠； 利用螺旋壓板夾緊裝置，操作方便。 鏜床夾具主要用于加工箱體、支架等類工件上的孔和孔系。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。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 主要的是考慮加工時鏜桿的剛度。因此視加工情況設置導向使鏜杠獲得高的支 撐剛度。 箱體鏜夾具設計時，鏜套與鏜桿以及襯套等配合必須選擇適當，過緊容易 研壞或咬死，過松則不能保證加工精度；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?、?shù)量、分布要合適；為了提高剛 度，鏜床夾具底座除了選取適當?shù)谋诤裢?，應合理的布置加強筋?23 致 謝 歷時將近兩個月的時間終于將畢業(yè)設計做完，在設計的作過程中遇到了無 數(shù)的困難和障礙，都是在老師和同學的幫助下度過了。 本次畢業(yè)設計都是在倪小丹老師的悉心指導下完成的，在此，我要向老師 表示最大的謝意。謝謝倪老師！您辛苦了！還有那些幫助過我的小伙伴。 以前，我們也做過類似的課程設計，在做課程設計的時候認識得都不是很 深刻，對某些問題也是一知半解的狀態(tài)，遺留到了畢業(yè)設計。等到畢業(yè)設計的 時候問題就全顯現(xiàn)出來了。 在老師的建議下，我先畫 UG三維圖，在三維圖的基礎上進行工藝分析，編 寫工藝過程卡，再做工序卡，最后開始工裝設計，設計夾具，我設計的是鏜夾 具。 剛拿到圖的前幾天，看了好久的二維圖才看懂，利用學過的 UG軟件來一步 步的畫出調速箱體的三維圖。在工藝分析階段，總是工藝不夠完善，像想粗后 精，先面后孔，先易后難的設計順序總是弄錯，最后在倪老師的幫助下，終于 完成了工藝分析。最難的是設計夾具，因為以前學的不扎實，所以很多細節(jié)問 題總是遺漏，在老師的建議下，在圖書館借了基本夾具設計書與夾具設計手冊， 經(jīng)常會因為定位銷的選擇，銷跟孔的配合、銷跟夾具體的配合、銷跟工件的配 合，還有各種孔、套之類的配合，加上零件的選擇錯誤而要重畫，很多問題接 踵而來，也讓我學到了很多以前課程設計沒接觸，沒認真去考慮到的東西。最 終完成夾具的二維建圖后，通過 UG 再把三維圖畫出來。進行裝配，至此，調 速箱體的工藝工裝就完成了。 這次畢業(yè)設計真是一個難忘的過程，不停的設計-修改，都快成無限循環(huán) 了。過程是艱辛的，在最后幾天經(jīng)常通宵修改，但是相信這也是今后我值得回 味的東西，以后在工作中對我有幫助的東西。 倪小丹老師是個很認真很負責的老師，她對待我提出的每一個問題，都會 給出一個很專業(yè)的回答，讓我受益頗多。老師天天在辦公室等我們過去看圖知 道我們，基本是除了上課以外的時間都無償?shù)姆瞰I給了我們，有時一個電話， 在家里有也會趕來學校。所以我非常的感激老師如此的認真負責。讓我真實的 學到了很多。為我以后工作上遇到難題了該怎么去做，最起碼的態(tài)度現(xiàn)在就學 到了。 24 除了老師，我還要感謝宿舍里的小伙伴，對無限的幫助與理解，沒有和你 們的一起交流與成長，我也沒有進步和提高。還要感謝我的父母，在我背后默 默的給我打氣。還要感謝我女朋友的理解與幫助，要不然我不能通宵達旦的專 注完成我的畢業(yè)設計，最后再次感謝所有幫助過我的老師！同學！和朋友們！ 25 附 錄： 附錄 1：調速箱體零件圖（1 張） 附錄 2：機械加工工藝過程卡片（共 4張） 附錄 3：機械加工工序卡片（共 21張） 附錄 4：鏜夾具裝配圖（1 張） 附錄 5：鏜夾具零件圖（1 張）