机械毕业设计（论文）-蜗轮箱体加工工艺规程及工艺装备的设计（全套图纸）

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1、 蜗轮箱体加工工艺规程及工艺装备的设计 1 绪论 1.1 箱体的概述 箱体类零件通常作为箱体部件装配时的基准零件。它将一些轴、套、轴承和齿轮等零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体类零件的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。 箱体零件结构特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。 箱体零件的主要技术要求：轴颈支承孔孔径精度及相互之间的位置精度，定位销孔的精度与孔距精度；主要平面的精度；表面粗糙度等。 箱体零件材料及毛坯：箱体零件常选用灰铸铁，汽车、摩

2、托车的曲轴箱选用铝合金作为曲轴箱的主体材料，其毛坯一般采用铸件，因曲轴箱是大批大量生产，且毛坯的形状复杂，故采用压铸毛坯，镶套与箱体在压铸时铸成一体。压铸的毛坯精度高，加工余量小，有利于机械加工。为减少毛坯铸造时产生的残余应力，箱体铸造后应安排人工时效。 全套图纸，加153893706 1.2 箱体类零件工艺过程特点分析 1.2.1 箱体类零件的特点 一般减速箱为了制造与装配的方便，常做成可剖分的，这种箱体在矿山、冶金和起重运输机械中应用较多。剖分式箱体也具有一般箱体结构特点，如壁薄、中空、形状复杂，加工表面多为平面和孔。 蜗轮箱体的主要加工表面可归纳为以下三类： ⑴ 主要

3、平面 箱盖的对合面和顶部方孔端面、底座的底面和对合面、轴承孔的端面等。 ⑵ 主要孔 轴承孔及孔内环槽等。 ⑶ 其它加工部分 联接孔、螺孔、销孔、斜油标孔以及孔的凸台面等。 1.2.2 工艺过程设计应考虑的问题 根据蜗轮箱体的结构特点和各加工表面的要求，在编制工艺过程时应注意以下问题： ⑴ 加工过程的划分 为保证效率和精度的兼顾，就孔和面的加工还需粗精分开； ⑵ 箱体加工工艺的安排 安排箱体的加工工艺，应遵循先面后孔的工艺原则，对箱体还应遵循组装后镗孔的原则。因为如果不先将箱体的对合面加工好，轴承孔就不能进行加工。另外，镗轴承孔时，必须以底座的底面为定位基准，所以底座的底

4、面也必须先加工好。 由于轴承孔及各主要平面，都要求与对合面保持较高的位置精度，所以在平面加工方面，应先加工对合面，然后再加工其它平面，还体现先主后次原则。 ⑶ 箱体加工中的运输和装夹 箱体的体积、重量较大，故应尽量减少工件的运输和装夹次数。为了便于保证各加工表面的位置精度，应在一次装夹中尽量多加工一些表面。工序安排相对集中。箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以减少装夹次数，从而减少安装误差的影响，有利于保证其相互位置精度要求。 ⑷ 合理安排时效工序 一般在毛坯铸造之后安排一次人工时效即可；对一些高精度或形状特别复杂的箱体，应在粗加工之后再安排一次人

5、工时效，以消除粗加工产生的内应力，保证箱体加工精度的稳定性。 2 设计的目的 毕业设计,是在学完机械设计制造专业课程后，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后工作打下良好基础。通过毕业设计达到以下目的： 1 熟练的运用机械制造工艺学及夹具和有关先修课程（工程材料及热处理，机械设计，互换性与技术测量，金属切削原理和机床等）的知识，结合毕业实习学到的知识，掌握零件的机加工工艺规程的设计的基本原理和方法，初步具备设计中等复杂零件的

6、工艺规程的能力。 2 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，设计出高效，省力，既经济合理又能保证加工质量的夹具。 3 进一步提高设计计算，制图的能力。熟练掌握solidworks， Pro/E等绘图软件的应用，能熟练的查阅和使用各种技术资料（国家标准，手册，图册，规范等）。 4 在设计过程中培养自己严谨的工作作风和独立工作的能力,为步入社会从事设计工作打好基础。 3 工艺规程设计 3.1 零件的作用 题目给定的零件是蜗轮箱体，箱体类零件是机器及其部件的基础件，它将机器及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零

7、件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。 3.2 零件的工艺分析 蜗轮箱体共有两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求。现分述如下： （1）以Ø52mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：Ø30，保证与Ø52mm孔的垂直度要求为0.01mm，位置度要求为76；端面的6-M6螺纹孔；还有保证底面的粗糙度。 （2）以底面为定位表面的加工表面。这一组加工表面包括：左右两端面、Ø70端面；Ø52mm孔；Ø24端面。 3.3 零件的生产类型 依照设计题目知：Q=2000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取10%和1%。代入公式N=Qn(1+

8、)(1+)有： N=2000×1×（1+10%）×（1+1%）=2222件/年 零件是蜗轮箱体，质量为15kg，查《机械制造技术基础课程设计指南》表2-1可知属轻型零件，生产类型为中批量生产。 3.4 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3.4.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200。考虑到工件在使用过程中经常承受交变载荷，因此采用铸件，使金属纤维尽量不被切断，保证工件的工作可靠性。由于零件年产量为2222件，属中批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用金属型铸造。这对提高生产率，保证加工质量也是有利的。 3.4.2 确定机械加工余量和毛坯尺寸和公差 参见《机械制

9、造技术基础课程设计指南》第五章第一节，灰铸铁金属型铸造的公差及机械加工余量按GB/T 6414-1999 铸件 尺寸公差与机械加工余量确定。 1) 求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长150mm，宽148mm，高180mm，故最大轮廓尺寸为180mm。 2）选取公差等级CT 由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-1，铸造方法按金属型铸造，铸件材料按会铸铁，得公差等级CT范围8--10级，取10级。 3) 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表《机械制造技术基础课程设计指南》表5-3查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。 4）求机械加工余量等级 有《

10、机械制造技术基础课程设计指南》表5-5，铸造方法为金属型铸造，铸件材料为灰铸铁，得机械加工余量等级范围的D—F级，取F级。 5）求机械加工余量（RMA） 对所有加工表面取同一个数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-4查最大轮廓尺寸为180mm，机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2mm 6）求毛坯基本尺寸 如下图, A面、B面属双侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》第五章第一节的式5-2 R=F+2RMA+CT/2求出，即 R=136+2×2+3.6/2=141.8mm. C面为单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》第五章第一节的式5-3 R=F+RM

11、A+CT/2求出，即 R=108+2+3.6/2=111.8mm。 其它毛坯尺寸如下表所示： 图 蜗轮箱体零件图 蜗轮箱体铸件毛坯尺寸公差与加工余量 单位： mm 项目 A、B面 C面 孔 孔 公差等级CT 10 10 10 10 加工面基本尺寸 136 108 120 52 铸件尺寸公差 3.6 3.6 3.6 2.8 机械加工余量等级 F F F F RMA 2 2 2 2 毛坯基本尺寸 141.8 111.8 114.2 46.6 项目 孔 端面 端面 端面 公差等级CT 10

12、 10 10 10 加工面基本尺寸 30 148 148 86 铸件尺寸公差 2.6 3.6 3.6 3.2 机械加工余量等级 F F F F RMA 2 2 2 2 毛坯基本尺寸 25.8 153.8 153.8 91.6 毛坯图的绘制 1）毛坯图的表示 毛坯总余量确定后，便可绘制毛坯图。 2）毛坯图的绘制方法 a 用粗实线表示表面形状，以双点划线表示经切削加工后的表面。 b 用双点划线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得到毛坯轮廓，用粗实线表示。 3.5 制定工艺

13、路线 3.5.1 工艺路线方案一： 工序一：铸造成型 工序二：热处理，对毛坯进行时效处理，使其硬度达到HBS187-220 工序三：粗铣底面 工序四：粗镗孔Ø120、粗镗孔Ø52 工序五：粗铣两端面、粗铣Ø70端面 工序六：热处理 工序七：半精铣底面 工序八：半精镗孔Ø120、半精镗孔Ø52 工序九：半精铣两端面、半精铣Ø70端面 工序十：粗铣Ø56端面° 工序十一：粗镗、半精镗孔Ø36 工序十二：精镗孔Ø120、精镗孔Ø52及倒角 工序十三：精铣左端面、精铣Ø70端面 工序十四：精镗孔Ø36 工序十五：粗铣Ø24端面 工序十六：攻螺纹M10 工序十七：攻Ø

14、120孔端面螺纹6-M6 工序十八：攻Ø56端面螺纹6-M6 工序十九：钻孔 工序二十：去毛刺 工序二十一：终检。 3.5.2 工艺路线方案二 工序一：铸造成型 工序二：热处理，对毛坯进行时效处理，使其硬度达到HBS187-220 工序三：粗铣底面 工序四：粗铣两端面、粗铣Ø70端面 工序五：粗铣Ø24端面 工序六：粗镗孔Ø120、粗镗孔Ø52 工序七：热处理 工序八：半精铣底面 工序九：半精铣两端面、半精铣Ø70端面 工序十：半精镗孔Ø120、半精镗孔Ø52 工序十一：粗铣Ø56端面° 工序十二：粗镗、半精镗孔Ø36 工序十三：精铣左端面、精铣Ø7

15、0端面 工序十四：精镗孔Ø120、精镗孔Ø52及倒角 工序十五：精镗孔Ø36 工序十六：攻螺纹M10 工序十七：攻Ø120孔端面螺纹6-M6 工序十八：攻Ø56端面螺纹6-M6 工序十九：钻孔 工序十二十：去毛刺 工序二十一：终检。 3.5.3 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工Ø120mm及Ø52的孔，然后加工端面；而方案二则与其相反，先粗加工端面，然后镗孔。经比较可见方案一的工序顺序安排能保证下端面和左右端面与孔的中心线的位置精度，但是违背了先加工平面，后加工孔的原则，在毛坯上钻孔，容易使镗刀引偏。方案二中先粗加工左右端面后钻孔，

16、就避免了上述情况，而且容易保证精度要求。鉴于上述比较我们制定的加工路线如下： 工序一：铸造成型 工序二：热处理，对毛坯进行时效处理，使其硬度达到HBS187-220 工序三：铣底面 工序四：钻底面6-Ø11孔 工序五：铣Ø120和Ø52端面 工序六：粗镗孔Ø120、粗镗孔Ø52 工序七：铣Ø56两端面 工序八：粗镗Ø30孔 工序九：钻6-M6孔 工序十：钻3-M6孔 工序十一：钻M6攻螺纹 工序十二：钻M10孔攻螺纹 工序十三：精镗孔Ø120、精镗孔Ø52 工序十四：精镗孔Ø30孔 工序十五：去毛刺 工序十六：终检。 以上工艺过程详见 “机械加工工序过程卡片”

17、。 3.6 机械加工余量 蜗轮箱体的材料为HT200。毛坯重量为16.0kg，硬度HBS为187～220MPa，生产类型为中批量生产，采用铸造成型。 根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸如下： （1）底面的加工余量 由于加工表面的粗糙度为Ra 6.3µm 粗铣加工余量为3mm 半精铣加工余量为0.8mm 2） Ø52mm孔和Ø120mm孔加工的加工余量 此加工分为二个工序：1）粗镗Ø52mm孔和Ø120mm孔 2）精镗Ø52mm孔和Ø120mm孔 粗镗Ø52mm孔和Ø120mm孔的双边加工余量为4mm

18、 精镗Ø120mm孔的加工余量为0.8mm 精镗Ø52mm孔的加工余量为0.4mm 3）Ø30mm孔加工的加工余量 此加工分为二个工序：1）粗镗Ø30mm孔 2）精镗Ø30mm孔 粗镗Ø30mm孔的双边加工余量为4mm 精镗Ø30mm孔的加工余量为0.8mm。 3.7 确定切削用量及基本工时 3.7.1 工序一：铣底面 1）加工条件 工件材料：灰口铸铁HT200 σb=187～220Mpa 铸造。 加工要求：粗铣底面端面并保证108.8mm的工序尺寸 机床XA6132,万能铣床，采用专用夹具装夹铣削，加工余量为3mm平面加工长度为15

19、0mm。 2）刀具选择 a 根据《切削用量简明手册》表1.2，刀片材料选择YG6硬质合金刀片。根据《切削用量简明手册》表3.1，当背吃刀量为=3mm，铣削宽度=130mm时选择铣刀直径d0=200mm，刀具齿数z=15. b 由《切削用量简明手册》表3.2确定铣刀切削部分的几何形状， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20° 3）选择切削用量 a 确定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次经给铣完，即=3mm。 b 确定每齿进给量fz 采用不对称端铣以提高进给量，根据《切削用量简明手册》表3.5 当使用YG6,铣床功率为7.5kW（

20、《切削用量简明手册》表3.30，XA6132万能铣床说明书）时查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.18mm/r. c 选择铣刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7-3.8，后刀面最大磨损极限为1.0mm，刀具寿命为240min。 d 确定铣削速度和每分钟进给量 铣削速度可根据《切削用量简明手册》表3.27的公式计算，也可由表直接查出。 根据《切削用量简明手册》表3.16，当d0=200mm，z=15，≦5mm，fz≦0.24 mm/r时，=82m/ min,n=130r/min, =326mm/min. 各修正系数为：

21、 故=65.6m/min, n=104r/min, =260.8mm/min. 根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30）选择 n=118r/min, =300mm/min. 因此实际切削速度和每齿进给量为 = e 校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24查的=4.8,根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30），机床主轴允许的功率为=7.5×0.75=5.63. 故＜，因此所选用的切削用量可以采用，即 =80.6m/min, n=118r/min, =300mm/min，。 f 计算基本工时Tj 由零件图

22、可知铣削长度为150mm，根据公式 Tm= 式中L=l+y+,l=150mm,根据《切削用量简明手册》表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=28mm，=300mm/min 故Tm =0.59min。 3.7.2.工序二：钻底面孔6×Ф11 设备选用组合钻床，刀具为高速刚标准麻花钻头。 （1） 确定进给量f 按加工要求，查阅《切削用量简明手册》表2.7，确定钻孔进给量为f=0.50mm/r。 （2） 确定切削速度 根据《切削用量简明手册》表2.12，钻头后刀面最大磨损极限取0.6mm。刀具寿命为60min。根据《切削用量简明手册》表

23、2.15及表2.31,钻孔切削速度为= n= 根据组合钻床说明书，取n=250r/min. （3） 计算基本时间Tj 知孔深l=12mm,查《切削用量简明手册》表15-74，计算刀具切入长度l， l=对于钻孔的切出长度取=4mm 则T ==0.16min。 3.7.3 工序三：粗铣左端面及粗铣Ø70端面 粗铣两端面： 1）加工条件。 加工要求：粗铣两端面并保证137.8mm的工序尺寸 机床XA6132,万能铣床，采用专用夹具装夹单侧铣削，加工余量为2mm，平面加工长度为144mm和76mm。 2）刀具选择 a 根据《切削用量简明手册》表1.2，刀片材

24、料选择YG6硬质合金刀片。根据《切削用量简明手册》表3.1，当背吃刀量为=2mm，铣削宽度=144mm时选择铣刀直径d0=200mm，刀具齿数z=15；当背吃刀量为=2mm，铣削宽度=76mm时选择铣刀直径d0=100mm，刀具齿数z=10。 b 由《切削用量简明手册》表3.2确定左右端铣刀切削部分的几何形状， ao=8，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20°. 2)选择切削用量 a 确定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次经给铣完，即=2mm。 b 确定每齿进给量fz 采用不对称端铣以提高进给量，根据《切削用量简明手册》表3.5 当使用YG6,

25、铣床功率为7.5kW（《切削用量简明手册》表3.30，XA6132万能铣床说明书）时查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.18mm/r. c 选择铣刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7-3.8，后刀面最大磨损极限为1.0mm，左端面刀具寿命为240min，右端面刀具寿命为180min。 d 确定铣削速度和每分钟进给量 铣削速度可根据《切削用量简明手册》表3.27的公式计算，也可由表直接查出。 ①根据《切削用量简明手册》表3.16，①当d0=200mm，z=15，≦5mm，fz≦0.24 mm/r时，=86m/ min,n=138r/min, =347mm

26、/min. 各修正系数为： 故=68.8m/min, n=110.4r/min, =277.6mm/min. 根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30）选择 n=118r/min, =300mm/min. 因此实际切削速度和每齿进给量为 = ②根据《切削用量简明手册》表3.16，①当d0=100mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r时，=94m/ min,n=310r/min, =476mm/min. 各修正系数为： 故=75.2m/min, n=248r/min, =3

27、80.8mm/min. 根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30）选择 n=300r/min, =475mm/min. 因此实际切削速度和每齿进给量为 = e 校验机床功率 ①根据《切削用量简明手册》表3.24查的=3.7,根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30），机床主轴允许的功率为=7.5×0.75=5.63. 故＜，因此所选用的切削用量可以采用，即 =74.1m/min, n=118r/min, =300mm/min，。 ②根据《切削用量简明手册》表3.24查的=3.6,根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削

28、用量简明手册》表3.30），机床主轴允许的功率为=7.5×0.75=5.63. 故＜，因此所选用的切削用量可以采用，即 =94.2m/min, n=300r/min, =475mm/min，。 f 计算基本工时Tj 由零件图可知铣削长度分别为144mm和76mm，根据公式 Tm= ①式中L=l+y+,l=144mm,根据《切削用量简明手册》表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=33mm，=300mm/min 故Tm1 =0.59min ②式中L=l+y+,l=76mm,根据《切削用量简明手册》表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=19mm，=47

29、5mm/min 故Tm2 =0.20min 粗铣Ø70端面： 1)加工条件。 加工要求：粗铣Ø70端面并保证89.6mm的工序尺寸。 机床XA6132,万能铣床，采用专用夹具装夹铣削，加工余量为2mm平面加工长度为70mm。 2)刀具选择 a 根据《切削用量简明手册》表1.2，刀片材料选择YG6硬质合金刀片。根据《切削用量简明手册》表3.1，当背吃刀量为=2mm，铣削宽度=70mm时选择铣刀直径d0=100mm，刀具齿数z=10. b 由《切削用量简明手册》表3.2确定铣刀切削部分的几何形状， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，a

30、o′=8°，=-20° 2)选择切削用量 a 确定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次经给铣完，即=2mm。 b 确定每齿进给量fz 采用不对称端铣以提高进给量，根据《切削用量简明手册》表3.5 当使用YG6,铣床功率为7.5kW（《切削用量简明手册》表3.30，XA6132万能铣床说明书）时查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.18mm/r. c 选择铣刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7-3.8，后刀面最大磨损极限为1.0mm，刀具寿命为180min。 d 确定铣削速度和每分钟进给量 铣削速度可根据《切削用量简明手册》表3.27的公式计算，

31、也可由表直接查出。 根据《切削用量简明手册》表3.16，当d0=100mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r时，=94m/ min,n=310r/min, =476mm/min. 各修正系数为： 故=75.2m/min, n=248r/min, =380.8mm/min. 根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30）选择 n=300r/min, =475mm/min. 因此实际切削速度和每齿进给量为 = e 校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24查的=3.0,根据XA6132型万能铣床的说明书（

32、《切削用量简明手册》表3.30），机床主轴允许的功率为=7.5×0.75=5.63. 故＜，因此所选用的切削用量可以采用，即 =94.2m/min, n=300r/min, =475mm/min，。 f 计算基本工时Tj 由零件图可知铣削长度为70mm，根据公式 Tm= 式中L=l+y+,l=70mm,根据《切削用量简明手册》表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=16mm，=475mm/min 故Tm3 =0.18min 综合以上总的基本工时为T= 精铣左端面 1)加工条件。 加工要求：精铣左端面并保证136mm的工序尺寸，且保证粗糙度。 机床XA6

33、132,万能铣床，采用专用夹具装夹铣削，加工余量为0.2mm平面加工长度为144mm。 2)刀具选择 a 根据《切削用量简明手册》表1.2，刀片材料选择YG6硬质合金刀片。根据《切削用量简明手册》表3.1，当背吃刀量为=0.2mm，铣削宽度=144mm时选择铣刀直径d0=200mm，刀具齿数z=15. b 由《切削用量简明手册》表3.2确定铣刀切削部分的几何形状， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20° 2) 选择切削用量 a 确定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次经给铣完，即=0.2mm。 b 确定每齿进给量fz 采用不对称

34、端铣以提高进给量，根据《切削用量简明手册》表3.5 当使用YG6,铣床功率为7.5kW（《切削用量简明手册》表3.30，XA6132万能铣床说明书）时查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.24mm/r. c 选择铣刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7-3.8，后刀面最大磨损极限为1.0mm，刀具寿命为240min。 d 确定铣削速度和每分钟进给量 铣削速度可根据《切削用量简明手册》表3.27的公式计算，也可由表直接查出。 根据《切削用量简明手册》表3.16，当d0=200mm，z=15，≦5mm，fz≦0.24 mm/r时，=96m/ min,n=154

35、r/min, =390mm/min. 各修正系数为： 故=76.8m/min, n=123.2r/min, =312mm/min. 根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30）选择 n=150r/min, =375mm/min. 因此实际切削速度和每齿进给量为 = e 校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24查的=1.2,根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30），机床主轴允许的功率为=7.5×0.75=5.63. 故＜，因此所选用的切削用量可以采用，即 =94.2m/min, n

36、=150r/min, =375mm/min，。 f 计算基本工时Tj 由零件图可知铣削长度为70mm，根据公式 Tm= 式中L=l+y+,l=144mm,根据《切削用量简明手册》表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=35mm，=375mm/min 故Tm1=0.48min。 精铣端面 1) 加工条件。 加工要求：精铣Ø70端面并保证86mm的工序尺寸，且保证粗糙度。 机床XA6132,万能铣床，采用专用夹具装夹铣削，加工余量为0.3mm平面加工长度为70mm。 2) 刀具选择 a 根据《切削用量简明手册》表1.2，刀片材料选择YG6硬质合金刀片。根据《

37、切削用量简明手册》表3.1，当背吃刀量为=0.3mm，铣削宽度=70mm时选择铣刀直径d0=100mm，刀具齿数z=10. b 由《切削用量简明手册》表3.2确定铣刀切削部分的几何形状， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20° 2) 选择切削用量 a 确定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次经给铣完，即=0.3mm。 b 确定每齿进给量fz 采用不对称端铣以提高进给量，根据《切削用量简明手册》表3.5 当使用YG6,铣床功率为7.5kW（《切削用量简明手册》表3.30，XA6132万能铣床说明书）时查表得fz=0.14～0.24mm/

38、ｒ，取fz=0.24mm/r. c 选择铣刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7-3.8，后刀面最大磨损极限为1.0mm，刀具寿命为180min。 d 确定铣削速度和每分钟进给量 铣削速度可根据《切削用量简明手册》表3.27的公式计算，也可由表直接查出。 根据《切削用量简明手册》表3.16，当d0=100mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r时，=107m/ min,n=358r/min, =534mm/min. 各修正系数为： 故=85.6m/min, n=286.4r/min, =427.2mm/min. 根据XA6

39、132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30）选择 n=300r/min, =475mm/min. 因此实际切削速度和每齿进给量为 = e 校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24查的=1.2,根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30），机床主轴允许的功率为=7.5×0.75=5.63. 故＜，因此所选用的切削用量可以采用，即 =94.2m/min, n=300r/min, =475mm/min，。 f 计算基本工时Tj 由零件图可知铣削长度为70mm，根据公式 Tm= 式中L=l+y+,l=70mm,根据《切削用量

40、简明手册》表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超切量y+=16mm，=475mm/min 故Tm2 =0.18min 综合以上总的基本工时为T= 3.7.4工序四：粗镗孔Ø120、粗镗孔Ø52 1)加工条件 加工要求：粗镗孔Ø120，保证加工Ø117.2的工序尺寸；粗镗孔Ø52，保证加工Ø50.6的工序尺寸。 机床T619A/1 卧式铣镗床 刀具：参考《刀具工程师手册》表3-54，选用硬质合金浮动镗刀，镗杆直径依工件而定。粗镗孔Ø120时，镗刀的调节范围为110～120mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。粗镗孔Ø52时，镗刀的调节范围为

41、45～50mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。 2)计算切削用量及工时 a 确定进给量f 加工顺序为先加工Ø120，后加工Ø52。参照《实用机械加工工艺手册》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考虑到镗Ø52孔时刀杆直径很小，故取f=0.8 mm/r。 b 选择刀具磨钝标准及寿命　由《切削用量简明手册》，表1.9，镗刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，采用焊接结构，刀具寿命为60min。 c 确定切削速度v 由《切削用量简明手册》，表1.11，当用YG6硬质合金镗刀加工硬度为HBS为187～220Mpa的灰铸铁，得 Ｖ=40-80m/min，取

42、Ｖ=60m/min。 n1=1000V/D=167.2r/min， 取n=170r/min，则实际速度V1 =61m/min n2=1000V/D=409.85 r/min,取n=410 r/min，则实际速度V2=60m/min。 d 时间定额 ① 基本时间 根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-70，粗镗孔Ø120时切削的基本时间为 T1==min=0.16min 粗镗孔Ø52时切削的基本时间为 T2==min=0.29min 故本工序基本时间Tj= T1+ T2 =（0.16+0.29）min=0.45min。 ② 辅助时间 根据《机械制造工

43、艺及设备设计指导手册》表15-96～表15-99，在铣镗床上装夹工件的时间为0.21min，操作机床时间为0.07min，刀架快速进退0.09min，查表15-87，测量工件时间为0.59min。 本工序辅助时间为Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。 ③ 布置工作地、休息和生理需要时间 查表15-100，取该项时间占操作时间15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+0.97）×15.9%min=0.21min。 ④ 准备终结时间 查表15-102，固定部分28min，另加部分装卸夹具并校正15min、装卸镗杆2×2=4min。即

44、 Tzz=（28+15+4）min=47min 本工序单件时间定额为 Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.37+0.97+0.21+）=1.67min。（式中N为投料批量）。 3.7.5 工序五：粗镗孔Ø30 粗镗孔Ø30 1) 加工条件 加工要求：粗镗孔Ø30，保证加工Ø的工序尺寸 机床T619A/1 卧式铣镗床 刀具：参考《刀具工程师手册》表3-54，选用硬质合金浮动镗刀，镗杆直径依工件而定。粗镗孔Ø30时，镗刀的调节范围为24～27mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。 2) 计算切削用量及工时 a

45、 确定进给量f 参照《实用机械加工工艺手册》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考虑到镗Ø30孔时刀杆直径很小，故取f=1 mm/r。 b 选择刀具磨钝标准及寿命　由《切削用量简明手册》，表1.9，镗刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，采用焊接结构，刀具寿命为60min。 c 确定切削速度v 由《切削用量简明手册》，表1.11，当用YG6硬质合金镗刀加工硬度为HBS为187～220Mpa的灰铸铁，得 Ｖ=40-80m/min，取Ｖ=40m/min。 n=1000V/D=414.7r/min， 取n=425r/min，则实际速度V1 =41m/min d 时间定额

46、 ① 基本时间 根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-70，粗镗孔Ø30时切削的基本时间为 Tj==min=0.10min。 ② 辅助时间 根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-96～表15-99，在铣镗床上装夹工件的时间为0.21min，操作机床时间为0.07min，刀架快速进退0.09min，查表15-87，测量工件时间为0.59min。 本工序辅助时间为Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。 ③ 布置工作地、休息和生理需要时间 查表15-100，取该项时间占操作时间15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+

47、0.97）×15.9%min=0.21min。 ④ 准备终结时间 查表15-102，固定部分28min，另加部分装卸夹具并校正15min、装卸镗杆2×2=4min。即 Tzz=（28+15+4）min=47min 本工序单件时间定额为 Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.10+0.97+0.21+）=1.40min。（式中N为投料批量）。 3.7.6 工序六：钻孔6×M6 设备选用组合钻床，刀具为高速刚标准麻花钻头。 （1） 确定进给量f 按加工要求，查阅《切削用量简明手册》表2.7，确定钻孔进给量为f=0.50mm/r。 （2） 确定

48、切削速度 根据《切削用量简明手册》表2.12，钻头后刀面最大磨损极限取0.6mm。刀具寿命为60min。根据《切削用量简明手册》表2.15及表2.31,钻孔切削速度为= n= 根据组合钻床说明书，取n=250r/min. （3） 计算基本时间Tj 知孔深l=15mm,查《切削用量简明手册》表15-74，计算刀具切入长度l， l=对于钻孔的切出长度取=4mm 则T ==0.16min。 3.7.7 工序七：铣Ø56两端面 1)加工条件 工件材料：灰口铸铁HT200 σb=187～220Mpa 铸造。 加工要求：粗铣底面端面并保证148mm的工序尺寸 机床

49、XA6132,万能铣床，采用专用夹具装夹单边铣削，单边加工余量为2.9mm，平面加工长度为56mm。 2)刀具选择 a 根据《切削用量简明手册》表1.2，刀片材料选择YG6硬质合金刀片。根据《切削用量简明手册》表3.1，当背吃刀量为=2.9mm，铣削宽度=56mm时选择铣刀直径d0=80mm，刀具齿数z=10. b 由《切削用量简明手册》表3.2确定铣刀切削部分的几何形状， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20° 2) 选择切削用量 a 确定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次经给铣完，即=2.9mm。 b 确定每齿进给量fz

50、采用对称端铣，根据《切削用量简明手册》表3.5 当使用YG6,铣床功率为7.5kW（《切削用量简明手册》表3.30，XA6132万能铣床说明书）时查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.14mm/r. c 选择铣刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表3.7-3.8，后刀面最大磨损极限为1.0mm，刀具寿命为180min。 d 确定铣削速度和每分钟进给量 铣削速度可根据《切削用量简明手册》表3.27的公式计算，也可由表直接查出。 根据《切削用量简明手册》表3.16，当d0=80mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r时，=103m/ min,n=452r/

51、min, =507mm/min. 各修正系数为： 故=82.4m/min, n=361.6r/min, =405.6mm/min. 根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30）选择 n=375r/min, =475mm/min. 因此实际切削速度和每齿进给量为 = e 校验机床功率 根据《切削用量简明手册》表3.24查的=2.5,根据XA6132型万能铣床的说明书（《切削用量简明手册》表3.30），机床主轴允许的功率为=7.5×0.75=5.63. 故＜，因此所选用的切削用量可以采用，即 =94.2m/min, n

52、=375r/min, =475mm/min，。 f 计算基本工时Tj 由零件图可知铣削长度为56mm，根据公式 Tm= 式中L=l+y+,l=56mm,根据《切削用量简明手册》表3.26，对称安装铣刀，入切量及超切量y+=20mm，=475mm/min 故Tm =0.16min。 综合以上得本工序总的基本时间T=2×=0.32min 3.7.8工序八：钻孔3×M6 设备选用组合钻床，刀具为高速刚标准麻花钻头。 （1） 确定进给量f 按加工要求，查阅《切削用量简明手册》表2.7，确定钻孔进给量为f=0.50mm/r。 （2） 确定切削速度 根据《切

53、削用量简明手册》表2.12，钻头后刀面最大磨损极限取0.6mm。刀具寿命为60min。根据《切削用量简明手册》表2.15及表2.31,钻孔切削速度为= n= 根据组合钻床说明书，取n=250r/min. （3） 计算基本时间Tj 知孔深l=15mm,查《切削用量简明手册》表15-74，计算刀具切入长度l， l=对于钻孔的切出长度取=4mm 则T ==0.16min。 3.7.9 工序九：钻M6攻螺纹 备选用组合钻床，刀具为高速刚标准麻花钻头。 扩铰孔Ø6mm 切削深度： 进给量：根据，取 切削速度：参照，取 机床主轴转速：，取 实际切削速度： 被切削层长度：

54、 刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数： 机动时间： 刀具：M6的YG6硬质合金丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量 切削速度：参22照，取 机床主轴转速：，取 丝锥回转转速：取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 机动时间： 3.7.10工序十：钻M10攻螺纹 机床：Z515立式钻床 刀具：M10的YG6硬质合金丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量 切削速度：参22照，取 机床主轴转速：，取 丝锥回转转速：取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具

55、切出长度： 机动时间： 3.7.11 工序十一：精镗孔Ø120、Ø52 精镗孔Ø120、Ø52 1) 加工条件 加工要求：精镗孔Ø120，保证加工Ø120加工尺寸；精镗孔Ø52，保证加工Ø52的工序尺寸。 机床T619A/1 卧式铣镗床 刀具：参考《刀具工程师手册》表3-54，选用硬质合金浮动镗刀，镗杆直径依工件而定。半精镗孔Ø120时，镗刀的调节范围为110～120mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。粗镗孔Ø52时，镗刀的调节范围为50～55mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。 2) 计算切削用量及

56、工时 a 确定进给量f 因加工时用砖塔刀架多刀加工，刀具排布为先加工Ø120，后加工Ø52。参照《实用机械加工工艺手册》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考虑到镗Ø52孔时刀杆直径很小，故取f=0.6 mm/r。 b 选择刀具磨钝标准及寿命　由《切削用量简明手册》，表1.9，镗刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，采用焊接结构，刀具寿命为60min。 c 确定切削速度v 由《切削用量简明手册》，表1.11，当用YG6硬质合金镗刀加工硬度为HBS为187～220Mpa的灰铸铁，得 Ｖ=40-80m/min，取Ｖ=80m/min。 n1=1000V/D=213.6r/min，

57、取n=225r/min，则实际速度V1 =84.3m/min n2=1000V/D=493.5r/min,取n=495 r/min，则实际速度V2=80.2m/min。 d 时间定额 ① 基本时间 根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-70，粗镗孔Ø120时切削的基本时间为 T1==min=0.16min 粗镗孔Ø52时切削的基本时间为 T2==min=0.32min 故本工序基本时间Tj= T1+ T2 =（0.16+0.32）min=0.48min。 ② 辅助时间 根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-96～表15-99，在铣镗床上装夹工

58、件的时间为0.21min，操作机床时间为0.07min，刀架快速进退0.09min，查表15-87，测量工件时间为0.59min。 本工序辅助时间为Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。 ③ 布置工作地、休息和生理需要时间 查表15-100，取该项时间占操作时间15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+0.97）×15.9%min=0.21min。 ④ 准备终结时间 查表15-102，固定部分28min，另加部分装卸夹具并校正15min、装卸镗杆2×2=4min。即 Tzz=（28+15+4）min=47min 本工序单件时间定额为

59、 Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.37+0.97+0.21+）=1.67min。（式中N为投料批量）。 3.7.12 工序十二：精镗孔Ø30 1) 加工条件 加工要求：精镗孔Ø30，保证加工的工序尺寸，且保证粗糙度。 机床T619A/1 卧式铣镗床 刀具：参考《刀具工程师手册》表3-54，选用硬质合金浮动镗刀，镗杆直径依工件而定。半精镗孔Ø36，镗刀的调节范围为33～36mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。 2) 计算切削用量及工时 a 确定进给量f 参照《实用机械加工工艺手册》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考虑到镗

60、Ø36孔时刀杆直径很小，故取f=1 mm/r。 b 选择刀具磨钝标准及寿命　由《切削用量简明手册》，表1.9，镗刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，采用焊接结构，刀具寿命为60min。 c 确定切削速度v 由《切削用量简明手册》，表1.11，当用YG6硬质合金镗刀加工硬度为HBS为187～220Mpa的灰铸铁，得 Ｖ=40-80m/min，取Ｖ=70m/min。 n=1000V/D=633r/min， 取n=650r/min，则实际速度V1 =71.9m/min d 时间定额 ① 基本时间 根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-70，粗镗孔Ø36时切削的基本时

61、间为 Tj==min=0.10min。 ② 辅助时间 根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-96～表15-99，在铣镗床上装夹工件的时间为0.21min，操作机床时间为0.07min，刀架快速进退0.09min，查表15-87，测量工件时间为0.59min。 本工序辅助时间为Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。 ③ 布置工作地、休息和生理需要时间 查表15-100，取该项时间占操作时间15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+0.97）×15.9%min=0.21min。 ④ 准备终结时间 查表15-102，固定部分

62、28min，另加部分装卸夹具并校正15min、装卸镗杆2×2=4min。即 Tzz=（28+15+4）min=47min 本工序单件时间定额为 Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.10+0.97+0.21+）=1.40min。（式中N为投料批量）。 按上述确定的工艺过程填写机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片（见附表）。 4 夹具设计 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。 经过与指导老师协商，决定设计第十五道工序——精镗孔Ø36的铣床夹具。本夹具用于卧式铣镗床T619A/1。刀具为内端面镗刀，对工件两同轴孔同时进行加工。 4.1 问

63、题的提出 本夹具主要用来镗孔Ø120，Ø120和孔Ø52有垂直度和位置度要求，其精度达到七级，在设计夹具时必须限制工件六个自由度，在本道工序加工时，在保证加工精度时，尽量考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 4.2 夹具设计 4.2.1 定位基准的选择 由零件图可知，Ø52mm孔和Ø120mm孔有垂直度和位置度要求，其设计基准为Ø52孔轴线。为了使定位误差为零，应该选择以Ø52孔定位及其端面定位，为了限制六个自由度，必须在底面用可调支承定位。 为了提高加工效率，现决定一根镗杆上装两把镗刀，同时加工。 4.2.2 定位方案及定位元件选择、设计 ①定位方案的选择 根据工序加工要

64、求，工件在夹中的定位有两种方案可供选择。 方案一：以Ø52mm孔为主要定位基准，限制4个自由度，Ø52mm孔端面为止推基准，限制1个自由度，以底面为防转基准，限制1个自由。 方案二：以Ø52mm孔为主要定位基准，限制4个自由度，Ø52mm孔端面为止推基准，限制1个自由度，以底面为防转基准，限制1个自由度，夹紧Ø76mm孔端面。 方案一、方案二都是按照基准重合原则确定的，不存在基准不重合误差，有利于提高夹紧刚性和保证加工精度，方案一的缺点是夹紧力过大容易引起工件的变形且夹紧力离加工面较远；方案二的缺点是夹紧元件设计困难，使用螺栓时螺母不能拧出。本工序所需的夹紧力不大，故采用方案一。 ②定

65、位元件的设计 根据方案一，设计Ø52mm孔的定位原件为圆柱心轴，端面采用支撑板，底面采用可调支持，采用定位销进行定位。 4.3 导向方案及导向元件的选择与设计 4.3.1 导向方案选择 由于零件的生产类型为中批生产，考虑镗套磨损后可以更换，选择标准结构的可换镗套。 4.3.2 导向元件设计 根据《机床夹具设计手册》表2-1-165，镗套与镗杆的配合选H7/g6。即d=22、D=28. 4.4 夹具装置的设计 夹具装置如夹具装配图，用压板作压紧机构能够保证加工精度，而且结构简单，操作方便。 4.5 设计夹具体、绘制夹具草图 在上述定位、引导、夹紧方案的基础上，设计夹具体，

66、将各个部分连接成整体，并绘出夹具草图。 4.6 夹具设计及操作的简要说明 本工序由于加工的孔直径不大，切削力小，可手动夹紧。装夹工件时，松开压板的螺母及可调支承即可装入工件，然后使压板压紧工件，旋紧螺母，并调整可调支承。刀具通过引导元件（镗套）找正位置加工工件。加工完备后，松开螺钉和螺母。压板在弹簧弹性力的作用下离开工件，然后调整可调支承，即可取出工件继续进行下一个工件的加工。 4.7 绘制夹具装配图 夹具装配图如附图。 4.8 绘制夹具体零件图 按照夹具装配图，绘制所有非标准零件的零件图。 设计总结 为期四个月的毕业设计已经接近尾声，回顾整个过程，在各位老师的热心指导下和同学们的帮助下，我的毕业设计终于圆满结束，同时通过这次的毕业设计学到了很多知识。 我设计的题目是蜗箱体加工工艺规程及工艺装备的设计。在开始设计前，我做了大量的资料搜查，找到一些有箱体加工的资料，并对其分析、消化和吸收。但将所学的知识和实践紧密联系起来，对我来说是很棘手的，但在老师和同学的帮助下，一个个困难迎刃而解。设计中的种种困难使我感到将知识运用到实践是我的一种欠缺。也使我学会了如何快速收集、查