蜗轮减速箱体制造工艺及夹具设计【小型蜗轮减速器箱体2套夹具】

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Use of machinery manufacturing technology and related courses of some knowledge, solve the worm gear case in the process of localization, clamp as well as craft route arrangement and other related issues, to identify the relevant process and choose a suitable size and machine tools, spare parts processing quality assurance. Secondly, on the basis of worm gear box body blank and the requirements of the production program and the comparison of processing schemes, formulate feasible manufacturing process line. Finally, according to the requirements of the processing parts processing, machine tool fixture design reference manual and related aspects of the books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, energy saving, economic and reasonable to ensure the quality of processing fixture. Key Words: Mechanical processing, process, special fixture, worm gear box 目 录 摘 要 3 Abstract 4 目 录 5 第1章 绪 论 7 1.1课题背景及目的 7 1.2 国内外研究状况 8 1.3课题研究方法 8 1.4 论文构成及研究内容 8 第2章 零件分析 9 2.1 零件的特点、作用 9 2.2工艺分析 9 2.2.1零件图样分析 9 2.2.2零件工艺分析 10 3 机械加工工艺规程制订 10 3.1机械加工工艺规程制订 10 3.1.1生产过程与机械加工工艺过程 10 3.2机械加工工艺规程的种类 11 3.3制订机械加工工艺规程的原始资料 11 4 夹具设计 25 4.1加工螺纹孔底孔夹具设计 25 4.1.1定位基准的选择 25 4.1.2切削力的计算与夹紧力分析 25 4.1.3夹紧元件及动力装置确定 26 4.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 26 4.1.5夹具精度分析 27 4.1.6夹具设计及操作的简要说明 28 5 数控编程 29 5.1 铣φ210的凸台(φ180大孔端面)加工程序 29 5.2 钻φ210的凸台端面4个螺纹孔4XM8底孔4Xφ6.8加工程序 33 致 谢 34 参考文献 35 第1章 绪 论 加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。 机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术！本设计是有关蜗轮箱体工艺步骤的说明和机床夹具设计方法的具体阐述。工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。 1.1课题背景及目的 本课题是基于UG CAD/CAM的箱体wl制造，箱体零件的加工属于典型零件加工，由于箱体零件结构比较复杂，加工工艺也相对比较复杂，通常都是采用铸铁材料。一般先将材料铸造成毛坯，然后经过时效处理后在进行加工，大多采用先面后孔的加工路线。 箱体零件加工具有典型性，对于我们机械设计制造及其自动化的学生来说，通过这次毕业设计，不仅能够复习、运用在这四年里所学过的知识，而且还能让我们把所学到的所有知识都统一起来，融会贯通。这让我们更全面的了解箱体类零件加工工艺过程和夹具设计等。 机械制造技术设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识，进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。其基本目的是： （1） 培养工程意识。 （2） 训练基本技能。 （3） 培养质量意识。 （4） 培养规范意识。 1.2 国内外研究状况 “十五、十一五”期间，由于国家采取了积极稳健的财政货币政策，固定资产投资力度加大，特别是基础建设的投资，使冶金、电力、水泥、建筑、建材、能源等加快了发展，因此，对减速机的需求也逐步扩大。随着国家对机械制造业的重视，重大装备国产化进程的加快以及城市化改造进程的加快，减速机行业仍将保持快速发展态势，尤其是齿轮减速机的增长将会大幅度提高，这与进口设备大多配套采用齿轮减速机有关。因此，业内专家希望企业抓紧开发制造齿轮减速机，尤其是大、中、小功率硬齿面减速机，以满足市场的需求。 目前，国内外动力齿轮传动正沿着小型化、高速化、标准化、小振动、低噪声的方向发展。 1.3课题研究方法 本课题的主要研究箱体对象是小型蜗轮减速器，因此，在着手研究时，先要对这种减速器的箱体结构、特点有一个大致的了解。 蜗轮减速器箱体类零件的主要结构特点是：有一对和数对要求严、加工难度大的轴承支承孔；有一个或数个基准面及一些支承面；结构一般比较复杂，壁薄且壁厚不均匀；有许多精度要求不高的紧固用孔。 蜗轮减速器箱体类零件的主要技术要求是对孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支撑孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度；孔与孔的轴线之间的相互位置精度（平行度、垂直度）；装配基准面与加工时的定位基准面的平面度和表面粗糙；各支承孔轴线和平面基准面的尺寸精度、平行度和垂直度。这些技术要求是保证机器与设备的性能与精度的重要措施 1.4 论文构成及研究内容 能构成一篇完整的论文必须要有好几部分组成，其中包括毕业设计（论文）任务书、毕业设计（论文）开题报告、文献综述、图纸及相关资料、毕业设计（论文）正本、外文资料译文与原文等。 本篇论文所要研究的内容就是关于蜗轮减速器的箱体的零件结构特点，这类零件的工艺规程设计，夹具的设计及其定位方案等等。其中在这类箱体零件的工艺规程设计这一块，就需要研究很多方面。 完成一篇论文需要查阅很多资料，要从研究的课题的各个方面收集相关资料，从而完善课题研究的内容，更好的完成论文。 第2章 零件分析 2.1 零件的特点、作用 箱体类零件，其形状较为复杂，有比较多的平面与曲面且有内表面。各个面的精度要求不一样。在进行机械加工工艺制订的时候需要充分考虑工件的正确装夹与定位。 论文所给定的零件是蜗轮减速器箱体。由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动.常见的蜗轮减速器箱体零件有:各种形式的机床主轴箱.减速箱和变速箱等.各种蜗轮减速器箱体类零件由于功用不同,形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点。 2.2工艺分析 2.2.1零件图样分析 1）ø180+0.035 0mm孔轴心线对基准轴心线B的垂直度公差为0.06mm。 2）ø180+0.035 0mm两孔同轴度公差为ø0.06mm。 3）ø90+0.027 0mm两孔同轴度公差为ø0.05mm。 4）箱体内部做媒油渗漏检验。 5）铸件人工时效处理。 6）非加工表面涂防锈漆。 7）铸件不能有砂眼、疏松等缺陷。 8）材料HT200。 2.2.2零件工艺分析 1）在加工前，安排划线工艺是为了保证工件壁厚均匀，并及时发现铸件的缺陷，减少废品。 2）该工件体积小，壁薄，加工时应该注意夹紧力的大小，防止变形。例如：精镗前要求对工件压紧力进行适当的调整，也是确保加工精度的一种方法。 3）ø180+0.035 0mm与ø90+0.027 0mm两孔的垂直度0.06mm要求，由T68机床分度来保证。 4）ø180+0.035 0mm与ø90+0.027 0mm两孔孔距100±0.12mm，可采用装心轴的方法检测。 3 机械加工工艺规程制订 3.1机械加工工艺规程制订 3.1.1生产过程与机械加工工艺过程 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。 机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。 机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。 规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下： 1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。 2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。 3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排 3.2机械加工工艺规程的种类 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。 机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。 机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。 3.3制订机械加工工艺规程的原始资料 制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料： 1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。 2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。 3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。 4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。 第4章 选择加工方法，制定工艺路线 4.1机械加工工艺设计 4.1.1基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 4.1.2粗基面的选择 对一般的箱体零件来说，以底面作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，蜗轮箱体以侧面作为粗基准。 4.1.3精基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择底面作为精基准。 4.2制定机械加工工艺路线 4.2.1工艺路线方案一 工序1 铣底面。选用X62W卧式铣床 工序2 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔。选用钻3025台式钻床。 工序3 粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面。 工序4 铣前后Φ65的凸台面。选用X62W卧式铣床。 工序5 铣Φ36凸台面。选用X52K立式铣床。 工序6 粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗镗Φ132孔。 工序7 钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°。选用Z3025立式钻床加工。 工序8 精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序9 精扩绞Φ18H7孔。选用Z3025立式钻床加工 工序10 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45°，攻螺纹M12-6H。选用Z3025立式钻床加工。 工序11 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 工序12 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 4.2.2工艺路线方案二 工序1 铣底面。选用X62W卧式铣床 工序2 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔。选用钻3025台式钻床。 工序3 粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面。 工序4 铣前后Φ65的凸台面。选用X62W卧式铣床。 工序5 铣Φ36凸台面。选用X52K立式铣床。 工序6 钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°。选用Z3025立式钻床加工。 工序7 粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗镗Φ132孔。 工序8 精铣Φ98凸台的左侧面和工件的左侧面。 工序9 精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序10 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45°，攻螺纹M12-6H。选用Z3025立式钻床加工。 工序11 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 工序12 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 4.3工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先加工Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，Φ132孔。，然后以底面为基准经过尺寸链换算找正Φ18的中心线再来加工孔Φ18H7孔°，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰φ18mm,倒角45°，然后以孔的中心线为基准找正Φ74孔的中心线来加工孔，这时的垂直度和精度容易保证，并且定位和装夹都很方便。因此，选择方案二是比较合理的。 4.4确定工艺过程方案 表 4.1 拟定工艺过程 工序号 工序内容 简要说明 010 一箱多件沙型铸造 020 进行人工时效处理 消除内应力 030 涂漆 防止生锈 040 铣底面 先加工面 050 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔 060 粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面 先粗加工 070 铣前后Φ65的凸台面 080 铣Φ36凸台面 090 钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45° 0100 粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗镗Φ132孔 0110 精铣Φ98凸台的左侧面和工件的左侧面 后精加工 0120 精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔 0130 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45°，攻螺纹M12-6H 后加工孔 0140 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 0150 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 0160 检验 0170 入库 第5章 选择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型为中批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成. 5.1选择加工设备与工艺设备 5.1.1 选择夹具 本零件除铣，镗及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。 5.1.2 选择刀具，根据不同的工序选择刀具 1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为 d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。 2.钻φ32mm的孔选用锥柄麻花钻。 3.钻φ10mm和钻、半精铰φ16mm的孔。倒角45°，选用专用刀具。 4.车φ10mm孔和φ16mm的基准面并钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻， do=φ10mm，钻头采用双头刃磨法，后角＝120°，45度车刀。 5.钻螺纹孔φ6mm.攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。 6.拉沟槽R3选用专用拉刀。 5.1.3 选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下： 1.选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm～125mm的外径千分尺。 2.选择加工孔量具 因为孔的加工精度介于IT7～IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm～125mm的内径千分尺即可。 5.2确定工序尺寸 5.2.1面的加工（所有面） 根据加工长度的为60mm，毛坯的余量为3mm，粗加工的量为2mm。根据《机械工艺手册》表2.3-21加工的长度的为60mm、加工的宽度为60mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 5.2.2孔的加工 1. φ132mm. 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 粗镗：φ130.4mm 2z=1.6mm 精镗：φ132H8 2. φ74mm. 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 粗镗：φ73mm 2z=1.0mm 精镗：φ74H8 3. φ18H7mm的孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT6～IT7之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：φ16mm 2z=2mm 粗铰：φ17.6mm 2z=0.4mm 精铰：φ18H7 4. 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：4-φ6.5mm 2z=3.5mm 扩孔：4-φ12.5mm 2z=0.5mm 铰孔：4-φ13.5mm 锪平: 4-φ24mm 5. 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45°，攻螺纹M12-6H 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔： Φ 10.2-6H 2z=0.9mm 孔口倒角：2X45° 攻丝: M12-6H 6. 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：φ8.5mm 2z=0.75mm 攻丝：M10 7. 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：4-φ6.7mm 2z=0.65mm 攻丝：4-M8-H7 第6章 确定切削用量 6.1 工序10切削用量 本工序为铣底面。已知工件材料为HT200，选择硬质合金端面铣刀直径D=200mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,B=63mm，d=60mm，已知铣削宽度a=60mm，铣削深度a=3mm故机床选用X62W卧式铣床。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，X62W型卧式铣床，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.2-0.5mm/z、现取f=0.3mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径D=200mm，耐用度T=300min。 3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径D=200mm，齿数z=10，铣削深度a=3mm，耐用度T=300min时查参考文献〔1〕表3.1-74取主轴转速n=150r/min,故相应的切削速度为： Vc = Vc==94.2m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=10个齿，n=150/60=2.5r/s，=60mm，=3mm，=0.3mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＞2.78kw 故机床功率足够。 6.2 工序20切削用量 本工序为钻4-φ13.5mm的孔和锪4-φ24的沉头孔。选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=35mm故机床选用XA6132卧式铣床。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，查得每齿进给量f=0.20～0.30mm/z、现取f=0.20mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm，耐用度T=180min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据上述参数，查取Vc＝73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。 则实际切削： Vc = Vc==23.55m/min 实际进给量： f= f==0.23mm/z 4.校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知机床功率能够满足要求。 t==4.3 min 6.3工序30和工序80切削用量 工序30为粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面，工序80精铣Φ98凸台的左侧面和工件的左侧面，所选刀具为高速钢端面铣刀其直径为D=100mm，齿数z=10。 1.确定每齿进给量f 根据资料，查得粗铣和精铣每齿进给量fz=0.10～0.35mm/z，现取fz=0.20mm/z。 2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为2.0mm，耐用度T=130min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据上述参数，查取Vc＝85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据X62W型卧式铣床主轴转速表查取，nc=255r/min,Vfc=300mm/s。 则实际切削： Vc = Vc==80.1m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=10个齿，n=255/60=4.25r/s，=100mm，=2.5mm，=0.2mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＞4.95kw 故机床功率足够。 6.4 工序40切削用量 本工序为铣前后Φ65的凸台面。所选刀具为端面铣刀，铣刀直径D=80mm，根据资料选择铣刀的基本形状d=27mm，L=36mm,Z=10，已知铣削宽度a=65mm，铣削深度a=3mm故机床选用X62W卧式铣床。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.10～0.35mm/z、现取f=0.30mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为2.0mm，耐用度T=120min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据铣刀直径D=80mm，铣削宽度a=65mm，铣削深度a =3mm，耐用度T=120min时。 根据X62W型卧式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min。 则实际切削： Vc = Vc==75.36m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=10个齿，n=300/60=5r/s，=80mm，=3mm，=0.3mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＜7.5kw 故重新选择主轴转速为235r/min,则: Vc ===59m/min 将其带入公式得: =5.8kw＜6.375kw 故机床功率够。 6.5工序50切削用量 本工序为铣Φ36凸台面，加工条件为：工件材料为HT200,选用X52K机床。刀具选择：选择高速钢端面铣刀，D=50mm。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.10～0.35mm/z、现取f=0.30mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为2.0mm，耐用度T=110min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据铣刀直径D=50mm，铣削宽度a=36mm，铣削深度a =3.5mm，耐用度T=100min时。 根据X52K型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min。 则实际切削： Vc = Vc==47.1m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=8个齿，n=235/60=3.9r/s，=36mm，=3.5mm，=0.3mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＞3.06kw 故机床功率够。 6.6 工序60的切削用量 本工序为钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45°，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=16mm，扩孔钻和Φ18的铰刀，使用切削液 1.钻Φ16的底孔 参考文献1表2.4-38，并参考钻床说明书，取钻孔时进给量f=0.45mm/r， 参考文献1表2.4-41，用插入法求得钻孔的切削速度v=0.35m/s=21m/min，由此算出转速为： 417.9r/min 2.扩Φ17.6的孔 参考文献1表2.4-50，并参考机床实际进给量，取f=0.99mm/r， 参考文献4表3-54，扩孔的切削速度为（1/2—1/3）V钻，故取： 由此算出转速： 。按机床实际转速取n=190r/min。 3.铰Φ18H7孔 参考文献1表2.4-58，铰孔的进给量取f=1.6mm/r。 参考文献1表2.4-60，取铰孔的切削速度为v=0.121m/s=7.26m/min，由此算出转速：n =。按机床实际转速取128r/min。 6.7工序70和工序90的切削用量 工序70为粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45°，粗镗Φ132孔。工序90为精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔。查文献2表3.2-10，得粗镗以后的孔为Φ73和Φ130.4，故两孔的精镗余量Za=0.8mm和Zb=0.5mm。镗孔时要保证孔与Φ18H7孔的垂直度要求，镗孔时的孔中心线要由Φ18H7的中心线来保证。 粗镗Φ132H7孔时 粗镗Φ132孔时因余量为4.2mm，故=4.2mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.6m/s=36m/min。进给量f=1mm/r。 r/min 取机床转速为86r/min。 2. 精镗Φ132H7孔时 粗镗Φ132孔时因余量为0.8mm，故=0.8mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=1.2m/s=72m/min。进给量f=0.15mm/r。 r/min 取机床转速为174r/min。 3. 粗镗Φ74H7孔时 粗镗Φ74孔时因余量为3.5mm，故=3.5mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.7m/s=42m/min。进给量f=1mm/r。 r/min 取机床转速为178r/min。 4. 精镗Φ74H7孔时 粗镗Φ74孔时因余量为0.5mm，故=0.5mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=1.4m/s=84m/min。进给量f=0.15mm/r。 r/min 取机床转速为361r/min。 6.8 工序100的切削用量 本工序为钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45°，攻螺纹M12-6H，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,以及机用丝锥。钻床选用Z525立式钻床，使用切削液。 1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。 3.确定切削速度V 参考文献参考文献1表2.4-38，取钻底孔Φ10.2的切削速度为v=0.36m/s=21.8m/min，由此算出转速：n =。取攻丝时的切削速度为：0.17m/s=10.2m/min。由此算出转速：n =。按机床实际转速去n=272r/min。 6.9 工序110的切削用量 本工序为钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H，攻螺纹M12-6H，刀具选用锥柄麻花钻，直径d=10mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3025立式钻床，使用切削液。 1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。 3.确定切削速度V 参考文献参考文献1表2.4-38，取钻底孔Φ8.5的切削速度为v=0.28m/s=16.81m/min，由此算出转速：n =。取攻丝时的切削速度为：0.21m/s=12.56m/min。由此算出转速：n =。 6.10 工序120的切削用量 本工序为钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H°，攻螺纹M12-6H，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=8mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3025立式钻床，使用切削液。 1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。 3.确定切削速度V 参考文献参考文献1表2.4-38，取钻底孔Φ6.7的切削速度为v=0.35m/s=21m/min，由此算出转速：n =。按机床实际转速去n=1000r/min。取攻丝时的切削速度为：0.17m/s=10.2m/min。由此算出转速：n =。按机床实际转速去n=400r/min。 4 夹具设计 设计钻孔夹具和镗孔夹具各一套。 4.1加工螺纹孔底孔夹具设计 本夹具主要用来钻螺纹8XM8底孔。表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为箱体体加工到本道工序时完成了顶面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 4.1.1定位基准的选择 由零件图可知，两螺纹孔位于零件顶面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻、铰的孔与顶面垂直并保证两螺纹孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择两螺纹孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工螺纹孔的定位基准应选择顶面作为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以主要支承孔制工件的两个自由度，在用工件的一个端面作为辅助定位限制工件的另一个自由度。 为了提高加工效率，根据工序要求用刀具对孔同时进行加工。同时为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧方式夹紧。 4.1.2切削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成螺纹孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由《切削手册》得： 钻削力 钻削力矩 式中： 本道工序加工螺纹孔时，依靠上面的活动钻模板下降夹紧工件，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 4.1.3夹紧元件及动力装置确定 由于箱体的生产量，采用手动夹紧的夹具结构简单，通过手摇动把手,在生产中的应用也比较广泛。 4.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 螺纹孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：箱体钻顶面4-M12螺纹孔底孔分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用的麻花钻钻孔， 图：快换钻套 铰螺纹孔钻套结构参数如下表： d H D 公称尺寸 允差 12 18 18 +0.023 +0.012 30 28 12 7 10 11.5 20.5 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 其结构参数如下表： d H D C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 18 +0.018 0 24 25 +0.039 +0.025 1 0.6 钻模板选用悬挂式钻模板，在本夹具中选用的是气动滑柱式钻模板。利用夹具体内安装气缸，使滑柱带动升降板上升或下降由于气缸始终作用故不需要自锁机构。 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。 4.1.5夹具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。 该螺纹孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面的控制。（2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）、当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，此时轴线的位置度误差可达到其最大值。即孔的位置度公差最小值为。 螺纹孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。 螺纹孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。 影响两螺纹孔位置度的因素有（如下图所示）： （1）、钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差： （2）、两衬套的同轴度公差： （3）、衬套与钻套配合的最大间隙： （4）、钻套的同轴度公差： （5）、钻套与铰刀配合的最大间隙： 所以能满足加工要求。 4.1.6夹具设计及操作的简要说明 钻螺纹孔底孔的夹具如夹具装配图所示。通过心轴定位，螺母压紧,钻模板与工件之间保持一定的距离,钻模板与夹具体座通过定位销连接,定位精度高.钻模板与凸台面中间有个零件过渡，通过心轴定位，定位误差就是轴与孔的精度间歇差别，通过控制轴与孔之间的精度差别可以调整二者的误差，这样就可以保证定位准确，误差小。拆卸时只需要拧掉压板零件和紧固件零件即可，方便直接，快捷有效，使用方便。 5 数控编程 5.1 铣φ210的凸台(φ180大孔端面)加工程序 φ50的面铣刀加工 % O223 N5 G90 G40 G80 G17 N10 M6 T1 N15 M3 S800 N20 G0 G90 G43 Z80. N25 X-110.951 Y28.284 N30 G1 Z77. F500. N35 X-176.869 Y-4.754 N40 X-138.223 Y-18.942 N45 X-78.391 Y11.046 N50 X-56.854 Y-11.717 N55 X-115.127 Y-40.923 N60 X-101.685 Y-67.743 N65 X-43.412 Y-38.537 N70 X-38.064 Y-69.414 N75 X-97.896 Y-99.402 N80 X-43.74 Y-105.816 N85 X-219.827 Y-194.071 N90 X-153.91 Y-161.033 N95 X-192.556 Y-146.846 N100 X-252.388 Y-176.833 N105 X-273.925 Y-154.071 N110 X-215.652 Y-124.864 N115 X-229.094 Y-98.044 N120 X-287.367 Y-127.251 N125 X-292.715 Y-96.374 N130 X-232.883 Y-66.386 N135 X-287.039 Y-59.972 N140 X-221.121 Y-26.934 N145 Z80. N150 G0 X-110.951 Y28.284 N155 Z78. N160 G1 Z74. F500. N165 X-176.869 Y-4.754 N170 X-138.223 Y-18.942 N175 X-78.391 Y11.046 N180 X-56.854 Y-11.717 N185 X-115.127 Y-40.923 N190 X-101.685 Y-67.743 N195 X-43.412 Y-38.537 N200 X-38.064 Y-69.414 N205 X-97.896 Y-99.402 N210 X-43.74 Y-105.816 N215 X-219.827 Y-194.071 N220 X-153.91 Y-161.033 N225 X-192.556 Y-146.846 N230 X-252.388 Y-176.833 N235 X-273.925 Y-154.071 N240 X-215.652 Y-124.864 N245 X-229.094 Y-98.044 N250 X-287.367 Y-127.251 N255 X-292.715 Y-96.374 N260 X-232.883 Y-66.386 N265 X-287.039 Y-59.972 N270 X-221.121 Y-26.934 N275 Z80. N280 G0 X-110.951 Y28.284 N285 Z75. N290 G1 Z71. F500. N295 X-176.869 Y-4.754 N300 X-138.223 Y-18.942 N305 X-78.391 Y11.046 N310 X-56.854 Y-11.717 N315 X-115.127 Y-40.923 N320 X-101.685 Y-67.743 N325 X-43.412 Y-38.537 N330 X-38.064 Y-69.414 N335 X-97.896 Y-99.402 N340 X-43.74 Y-105.816 N345 X-219.827 Y-194.071 N350 X-153.91 Y-161.033 N355 X-192.556 Y-146.846 N360 X-252.388 Y-176.833 N365 X-273.925 Y-154.071 N370 X-215.652 Y-124.864 N375 X-229.094 Y-98.044 N380 X-287.367 Y-127.251 N385 X-292.715 Y-96.374 N390 X-232.883 Y-66.386 N395 X-287.039 Y-59.972 N400 X-221.121 Y-26.934 N405 Z80. N410 G0 X-110.951 Y28.284 N415 Z72. N420 G1 Z70.5 F500. N425 X-176.869 Y-4.754 N430 X-138.223 Y-18.942 N435 X-78.391 Y11.046 N440 X-56.854 Y-11.717 N445 X-115.127 Y-40.923 N450 X-101.685 Y-67.743 N455 X-43.412 Y-38.537 N460 X-38.064 Y-69.414 N465 X-97.896 Y-99.402 N470 X-43.74 Y-105.816 N475 X-219.827 Y-194.071 N480 X-153.91 Y-161.033 N485 X-192.556 Y-146.846 N490 X-252.388 Y-176.833 N495 X-273.925 Y-154.071 N500 X-215.652 Y-124.864 N505 X-229.094 Y-98.044 N510 X-287.367 Y-127.251 N515 X-292.715 Y-96.374 N520 X-232.883 Y-66.386 N525 X-287.039 Y-59.972 N530 X-221.121 Y-26.934 N535 Z80. N540 M5 N545 G91 G28 Z0. N550 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0. N555 G90 N560 M30 % 5.2 钻φ210的凸台端面4个螺纹孔4XM8底孔4Xφ6.8加工程序 使用φ6.8的钻头 % O43435 N5 G90 G40 G80 G17 N10 M6 T1 N15 M3 S500 N20 G0 G90 G43 Z81. N25 X-257.916 Y-52.15 N30 G1 X-257.916 Y-52.15 Z52.957 F300. N35 G0 Z81. N40 X-196.133 Y-175.42 N45 G1 Z52.957 F300. N50 G0 Z81. N55 X-72.863 Y-113.637 N60 G1 Z52.957 F300. N65 G0 Z81. N70 X-134.646 Y9.633 N75 G1 Z52.957 F300. N80 G0 Z81. N85 Z80. N90 M5 N95 G91 G28 Z0.