GJ227-变速箱体加工工艺及镗2组贯穿孔夹具设计-版本2【三维SW零件图】【含CAD高清图纸和说明书】
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南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称共10页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工140 HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm240mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床Z535立式钻床1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔至直径1515麻花钻4751490.182.212攻丝至M16M16细柄机用丝锥攻螺纹 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签字日 期标记处数更改文件号签 字日 期南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称 共10页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号金加20,40 粗,精铣上平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52k立式铣床1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣平面控制尺寸237三面刃圆盘铣刀4741490.182.212精铣平面控制尺寸235三面刃圆盘铣刀 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称共10页第3页 车间工序号工序名称材 料 牌 号金工10,50铣下平面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52k夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣平面控制尺寸233mm三面刃圆盘铣刀4751490.182.212精铣平面控制尺寸230三面刃圆盘铣刀 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签字日 期标记处数更改文件号签 字日 期南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称共10页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工110钻侧面22的孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z535立式钻床1夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔至直径22直径22的麻花钻4751490.182.21南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称共10页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工30铣箱体宽度的侧面HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床Z535夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣平面控制尺寸28与407mm三面刃圆盘铣刀54512.690.3612精铣平面控制尺寸26与405mm三面刃圆盘铣刀54526.40.621 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签字日 期标记处数更改文件号签 字日 期南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称箱体共10页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工120加工M10螺纹孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z535夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔至99麻花钻10001100.1912攻丝至M10M10细柄机用丝锥攻螺纹10001260.191 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称箱体共10页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工80 HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗直径80的孔镗削单边余量2mm硬质合金镗刀1360240.2412精镗直径80的孔镗削单边余量0.5mm硬质合金镗刀2728.411 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称共10页第9页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工90镗62H12的孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T618夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗直径62的孔镗削余量单边为2mm硬质合金镗刀136028112精镗直径62的孔镗削余量单边为0.5mm硬质合金镗刀272811南通职业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称变速箱箱体零件名称箱体共10页第10页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工100钻直径30孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件404mm210mm235mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔至直径30直径30的麻花钻960210.21 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签字日 期标记处数更改文件号签 字日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共1页第1 页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类灰口铸铁毛坯外形尺寸406x210x240每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件锻造时效 涂漆x52k立式铣床端面铣刀、游标卡尺10铣粗铣底平面x52k立式铣床端面铣刀、游标卡尺20铣粗铣上平面x52k立式铣床端面铣刀、游标卡尺30铣粗铣箱体左右侧面x52k立式铣床端面铣刀、游标卡尺40铣精铣上平面x52k立式铣床端面铣刀、游标卡尺50铣精铣底面x52k立式铣床端面铣刀、游标卡尺60镗粗镗孔 92H7、80J7、2-72J7、62J7、42卧式镗床T6121TA20镗削头,镗通孔镗刀70铣精铣箱体左右侧面x52k立式铣床端面铣刀、游标卡尺80镗半精镗孔 92H7、80J7、2-72J7、62J7、42卧式镗床T612镗通孔镗刀90镗精镗孔 92H7、80J7、2-72J7、62J7、42卧式镗床T612镗通孔镗刀100钻扩铰钻扩铰2-30H7Z550立式钻床麻花钻和专用钻夹具,游标卡尺110钻扩铰钻扩铰2-22Z550立式钻床麻花钻和专用钻夹具,游标卡尺120钻钻7xM10螺纹底孔,深22mm孔口倒角1x45,攻螺纹深16Z525立式钻床麻花钻130钻钻5xM10螺纹底孔,孔口倒角1x45,攻螺纹.Z525立式钻床麻花钻140钻钻2xM16螺纹底孔孔口倒角1x45,攻螺纹.Z525立式钻床麻花钻150钻钻顶面8xM10螺纹孔,深24mm孔口倒角1x45,攻螺纹深18mmZ525立式钻床麻花钻160钻钻底面沉头孔,铰孔13,锪孔26深4mm。Z525立式钻床莫氏锥柄机用铰刀 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期南通职业大学毕业设计(论文)毕业设计(论文)类 型:毕业设计说明书 毕业论文题 目:变速箱体机械加工工艺及夹具设计学生姓名:刘群指导教师:张瑞华专 业:数控时 间:2017-3-1911 摘 要本次毕业设计是有关变速箱体零件的加工工艺设计和相关工序的夹具设计。箱体起着支承和固定轴系零件、保证轴系运转精度、储存润滑油及可靠密封等重要作用。箱体及其附件的设计都采用经验性设计。本次变速箱体零件主要需要加工表面是平面和孔系。因为平面加工精度相对于孔系的加工精度更容易保证,所以本次设计遵循先面后孔的加工原则。为了保证加工精度要求,要对需加工的面和孔进行粗加工和精加工。对于基准的选择我是以变速箱体的输入输出轴的支承孔作为粗基准,以输出轴的支承孔旁边得两个工艺孔作为精基准。加工工序的选择我是以支承孔系的轴作为粗基准先加工出上表面,再以顶平面和精基准(就是两个工艺孔)加工出孔。加工所用机床都为组合机床,夹具选用专用夹具(本次设计以铣床夹具和镗床夹具为例)夹紧。加紧方式选用手动夹紧,夹紧可靠。箱体类零件是机器或箱体部件的基础件,它是机器或箱体部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装连在一起,按一定的传动关系协调地运动。因此,箱体类零件的加工质量不但直接影响箱体的装配精度和运动精度,而且还会影响机器的工作精度、使用性能。 关键词:变速箱;加工工艺;定位;夹紧 I AbstractThis graduation design is about gear case parts machining process design and related process of fixture design. Box plays a supporting and fixing of shafting parts, ensure accuracy of shafting, store lubricating oil and reliable sealing and other important role. The design of the enclosure and its attachments are empirical design. The main gear case parts need machining surface is flat and pore system. Because plane machining accuracy relative to the machining precision of hole is more easy to guarantee, so the design follow after the first plane hole processing principle. In order to guarantee machining accuracy requirements, to the machined surface and hole for rough machining and finish machining. For the choice of benchmark in the input and output shaft of gearbox housing bearing hole as crude benchmark, with output shaft bearing hole next to two hole as fine benchmark. The choice of machining process in the shaft of supporting hole is as rough benchmark first work out on the surface, to the top plane and fine benchmark (that is, two hole) processing out of the hole. Processing machine tools are used for modular machine tool, special fixture fixture selection (the design in milling fixture and boring clamp, for example) clamping. Stepping up way choose manual clamping, reliable clamping.Body parts is the foundation of the machine or body parts, it is a machine or body parts of shaft, bearing, gear sets and spare parts according to certain position relationship with each other together, according to certain transmission relationship coordinated movement. As a result, the machining quality of parts of the not only directly affect the assembly accuracy and movement precision of box, but will also affect the work of machine precision and operational performance.Key word: gearbox; Processing technology; positioning; Fixture design; Clamping force 目录摘要 Abstract第1章 绪论51.1选题的目的及意义51.2现代机床夹具的发展方向5第2章 变速箱体工艺分析52.1零件的分析52.1.1变速箱体的结构特点52.2变速箱体的工艺分析62.3确定毛坯、画毛坯零件图6第3章 拟定毛坯加工工艺规程83.1 定位基准的选择83.2 制定工艺路线83.3 选择加工设备及刀、夹、量具113.4 加工工序设计123.4.1 工序10粗铣和工序50精铣底平面工序123.4.2 工序60、80、90粗镗-半精镗-精镗的工序133.4.3 工序100钻扩铰2-30H7 孔工艺设计163.4.4 工序110钻扩铰22H7孔工艺设计173.4.5 工序120(130、150)钻M10螺纹底孔的工艺设计183.4.6 工序140钻2xM16螺纹底孔183.4.7 工序160钻底面沉头孔19第4章 夹具设计194.1 镗孔夹具设计194.1.1确定设计方案194.1.2 切削力的计算与夹紧力分析204.1.3镗套、衬套、镗模板及夹具体设计214.1.4镗杆与浮动接头214.1.5夹具精度分析224.1.6镗模支架和底座设计224.2 铣床夹具设计234.2.1 铣夹具简图234.2.2定位基准的选择244.2.3定位元件的设计244.2.4定位误差的分析254.2.5铣削力与夹紧力计算254.2.6夹具体槽形与计对刀装置设264.2.7夹紧装置及夹具体设计28总结30参考文献31致谢32II 第1章 绪论1.1选题的目的及意义选择这样的的题目能够很好地展现我们专科三年所学的知识,培养我们的动手能力和实践的能力。要完成这样的设计需要大量调动我们所学的知识,需要结合课本上的知识查阅切削用量,形位公差等各种数据。独自完成设计更能够培养我们对机械加工工艺的熟悉度,为将来能够更快的适应工作岗位做下基础。1.2现代机床夹具的发展方向跟着科学技术的迅猛发展、市场需求的瞬息万变和商品角逐的日益激烈,机械产品更新换代的周期越来越短,同时,对机械产品质量和精度的要求愈来愈高,数控机床和柔性制造系统的应用越来越广发,机床夹具的计算机辅助设计(CAD)也日趋成熟,机床夹具必须随生产形式的变化而不断地向前发展:机床夹具的标准化、系列化和综合化发展可调夹具提高机床夹具的精度提高机床夹具高效化和自动化水平第2章 变速箱体工艺分析2.1零件的分析2.1.1变速箱体的结构特点箱体类零件都有以下几点特征,变速箱体也符合这几个结构特征:(1)箱体通常是作为一个基本组件,零件或更多的组件安装在它上,形状更复杂,因为安装应该有一个定位面,一个定位孔,而且还使用固定螺丝孔,所以。(2)体积比较大。箱体内大部分是空的,需要安装齿轮和轴,运转时还要储存一定量的油,所以箱体内部需要大面积的体积。(3)壁薄容易变形。箱体大都体型较大,需要安装的地方还要求箱体的质量要小,所以加工时都把箱体设计成薄壁结构来减少重量。因为采用了薄壁结构,所以箱体在加工的时候产生的内力会导致箱体的变形,在运送途中如果不小心也会造成箱体的变形。(4)有精度要求较高的孔和平面。箱体内部的孔都是轴承孔,所以要求的加工精度比较高来保证同轴度,因为箱体的安装也有相应的要求,所以箱体表面粗糙度和孔的粗糙度都有较高的精度要求,这些加工精度将直接影响到箱体的装配精度和性能。2.2变速箱体的工艺分析孔的尺寸误差和几何形状的误差都会造成轴承与孔的配合产生误差,比如加工时晃动等方面失误,所以要保证加工的孔和孔轴的配合度为H7,这样来保证运行;当垂直轴孔的同轴度误差和这个孔的端面相同的轴的误差会使轴和轴承箱装配倾斜导致轴上齿轮与齿轮之间啮合度很差,从而使齿轮磨损或卡住。为了保证孔与轴更好的配合,所以需查表得孔的垂直度为0.08mm;孔的同轴度为0.02mm;圆度为0.0175mm;需加工孔的表面粗糙度为Ra小于1.6mm。经由查表与自己设计,最终确定箱体的顶面粗糙度和箱体个表面的粗糙度均小于12.5um,箱体的各个倒角和结合处的粗糙度都小于3.2um。2.3确定毛坯、画毛坯零件图参考箱体零件大都为铸件所以我选择毛坯的材料为HT200。因为变速箱用于汽车行业,所以需求量大根,为成批量生产。查参考资料和自己的认知我,箱体为壳型内部还为空的,所以选择毛坯铸造方法为砂型铸造机器造型和壳型。查参考文献12.2-2,箱体公差等级CT为812级。查参考文献12.2-5,箱体RMA等级为G级。所以选择CT10级,RMA为G级。表1-1 各加工面总余量加工的表面箱体的基本尺寸(mm)加工余量的等级加工余量的值加工说明顶面326G3.5单侧加工左侧面230H4左侧面下平面396G5单侧加工右侧面230H4右侧面双侧加工降一级2-7272H3孔双侧加工降一级8080H3孔双侧加工降一级9292H3孔双侧加工降一级6262H3孔双侧加工降一级4242H1加工第3章 拟定毛坯加工工艺规程3.1 定位基准的选择精基准的选择:为了保证加工零件的准确性和便于装夹以及基准的重合,选取加工好的上下平面作为精基准。粗基准的选择:在保证各加工面均有加工余量的前提下,要确保重要的孔的加工余量均匀分配;因为下底面接触面积比较大,更加容易保证接触的稳定性,选择大面积面可以保证加工时尽可能降低因切削力使零件晃动而带来的误差,所以这里我选择下底面做为粗基准。3.2 制定工艺路线选择加工工艺基准它的出发点是,在考虑到零件的几何形状、它的位置以及尺寸精度等一系列技术要求得到相应的要求时,才能选择此基准为加工工艺基准。因为箱体零件的用途广泛比如汽车方面,所以需求量较高,工厂一般用中规模生产,一些企业采用万能性加工机床。在此之外,还可以考虑经济的效益,来使生产的成本尽可能下降。为了确保各个加工表面能够满足表面的加工要求并且在此基础上还要考虑到各个加工方法满足的经济效益在双方面要求下,确定各表面加工的方法如下:底面:粗铣精铣;上顶面:粗铣精铣;两侧面:粗铣精铣;9280726242孔:粗镗精镗;2-30、2-22孔:钻扩粗铰精铰;根据先加工面再加工孔的原则,应当先加工箱体的重要表面然后是次要表面,最后再进行孔的加工,又因为加工时要先粗铣再精铣的原则,所以先粗铣表面和两个侧面,然后再精铣。每一阶段工序中要首先加工面,然后再镗或钻各个孔。初步拟定加工工艺路线如下:加工路线一工序号 工 序 内 容 锻造 时效 涂漆10 粗、精铣上平面至尺寸20 粗、精铣下平面30 粗、精铣箱体左右侧面40 粗镗 92、80、2-72、62、4250 精镗 92、80、2-72、62、4260 钻扩铰2-30H770 钻扩铰2-22H780 钻7xM10螺纹底孔,孔深22mm倒角1x45,攻丝深度16;钻5xM10螺纹底孔,倒角1x45,攻螺纹;钻2xM16螺纹底孔 倒角1x45,攻螺纹。90 钻底面沉头孔,铰孔13,锪孔26深4mm。100 钻顶面8xM10螺纹孔,孔深24mm 倒角1x45,攻螺纹深18mm120 检查130 入库加工路线二:工序号 工 序 内 容 锻造 时效 涂漆10粗镗 92、80、2-72、62、4220 精镗 92、80、2-72、62、4230 钻7xM10螺纹底孔,孔深22mm倒角1x45,攻丝深度16;钻5xM10螺纹底孔,倒角1x45,攻螺纹;钻2xM16螺纹底孔 倒角1x45,攻螺纹。40 钻底面沉头孔,铰孔13,锪孔26深4mm。50 钻顶面8xM10螺纹孔,孔深24mm 倒角1x45,攻螺纹深18mm60 粗、精铣顶面至加工尺寸70 粗、精铣下底面80 粗精铣箱体左右侧面90 钻扩铰2-30H7100 钻扩铰2-22H7120 检查130 入库总结上面2种方案,都有一定的问题,还需要进行深一步的讨论。方案二相对于方案一部分工序有问题,没有遵循设计工艺路线原则中的先面后孔的原则。方案一中工序80和方案二中工序30的加工公布过多,可以考虑分序加工。粗加工和精加工不一定能够精确的加工出需要的尺寸,所以新方案需要添加半精加工,这样才能保证加工的精确性。修改后的工艺路线如下:工序号 工 序 内 容简要说明锻造时效消除内应力涂漆防止生锈10粗铣底平面先加工基准面20粗铣上平面先加工平面30粗铣箱体左右侧面40精铣上平面提高基准精度50精铣底面粗加工结束60粗镗孔 92H7、80J7、2-72J7、62J7、42精加工开始70精铣箱体左右侧面先加工主要的孔80半精镗孔 92H7、80J7、2-72J7、62J7、42工序集中90精镗孔 92H7、80J7、2-72J7、62J7、42加工2-72的端面孔100钻扩铰2-30H7加工80的端面孔110钻扩铰2-22H7加工2-72的端面的螺纹孔120钻7xM10螺纹底孔,深22mm孔口倒角1x45,攻螺纹深16加工80的端面的螺纹孔130钻5xM10螺纹底孔,孔口倒角1x45,攻螺纹.加工80的端面的螺纹孔140钻2xM16螺纹底孔孔口倒角1x45,攻螺纹.加工顶面螺纹孔150钻顶面8xM10螺纹孔,深24mm孔口倒角1x45,攻螺纹深18mm加工底座沉头孔160钻底面沉头孔,铰孔13,锪孔26深4mm。 检查 入库3.3 选择加工设备及刀、夹、量具因为生产类型为中批量生产,根据各个工序可以确定大部分工序都可以在通用机床上进行加工,少量工序在专用机床加工,所以以通用机床为主,专用机床为辅,完成加工后的装卸和运输均为人工完成。主要工序的刀、夹、量具选择: 10:粗铣箱体的顶面:选用x52k立式铣床,查参考文献【2】表3.1选择硬质合金端三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:YT15,D=200mm,齿数,此为粗齿铣刀,选择专用夹具和游标卡尺。20:粗铣底平面:同10所选用机床和刀具30:粗铣箱体左右侧面:组合机床专用刀具。40:精铣底平面:同10所选用机床和刀具60(80、90):粗镗孔 92H7、80J7、2-72J7、62J7、42:查参考文献【1】表4.2-19选择卧式镗床T612,查参考文献【1】表4.2-24这里可以选择加工的功率为10KW的1TA20镗削头,选用镗通孔镗刀,专用夹具、游标尺。70:精铣精铣箱体左右侧面:组合机床专用刀具。90:钻-扩-铰2-30H7:查文献 1 表2.36选择机Z550立式钻床,为30麻花钻和专用钻夹具,游标卡尺。100:钻-扩-铰2-22H7:查文献 1 表2.36选择机Z550立式钻床,为30麻花钻和专用钻夹具,游标卡尺。140(120、130、150):本道工序为钻2xM16的螺纹底孔 ,孔口的倒角1x45,最后攻出螺纹.:查文献【1】表2.35这里选用的加工机床为Z525立式钻床,选择钻头为16的麻花钻和相应的专用夹具、游标卡尺。150:本道工序为钻底面的沉头孔,先铰的孔,然后进行锪孔,孔的大小为孔的深度为4mm:查参考文献【1】表3.1-13选用120锥柄锥面锪钻(GB/T 11432004),d=13,L=93,l=20,莫氏锥度为1;查参考文献【1】3.1-17然后选用莫氏锥柄机用铰刀(GB/T 11322004)进行加工,具体参数如下:d=26,L=277,l=71,莫式锥度为3。3.4 加工工序设计 3.4.1 工序10粗铣和工序50精铣底平面工序查参考文献【1】表2.2-5可以得平面加工余量,箱体底平面的精加工余量=1.5,由先前资料可知Z=4,所以Z底粗=4-1.5=2.5mm,查得ap精=2.5,ap精=1.5。查参考文献【1】表4.2-36,以150r/min为粗铣主轴转速,以300r/min为精铣的主轴转速。因为先前选定的加工铣刀直径为,所以以铣刀直径带入相应的切削速率方程得:V粗=,V精= 校核机床功率(一般只校核粗加工工序):查参考文献资料【2】表1.19,从中可以得出切削功率Pm的计算公式为 : Pm= 取z=10个齿, 将它们带入公式中,得: kw查参考文献资料【2】表3.30可以得出机床主电动机功率为7.5kw,这里我取加工效率为0.85,那么所以重新选择主轴转速为,则: 将它带入公式中: 综上所以机床的功率足够。 3.4.2 工序60、80、90粗镗-半精镗-精镗的工序查参考文献【1】表2.2-5可以查出各个纵向孔的加工余量整理后如下图所示:查参考文献资料【1】表2.2-6可以确定镗孔的经济精度为:粗镗-12级,半精镗-11级精镗-7级。 镗孔中间尺寸及公差要求详细参数见表(3-1)表3-1各纵向孔中间尺寸与精度孔粗镗半精镗精镗由参考文献资料【2】表2.14可得(MPa)、kv,再由表2.13可确定f、d0、vt 。根据公式;机床实际转速表,设计与计算如以下表(3-2至3-7)。(应为需加工的孔比较多所以我打算以表格的形势将数据反映出来,这样看的更加方便简洁) 3.4.2-1 80J7孔的参数设计(如下表3-2)表3-2 80J7孔加工中间的尺寸与参数粗镗半精镗精镗加工后尺寸f(mm/r)0.30.250.15v(m/s)0.20.30.4ap(mm)20.750.25n(r/min)497296n实际(按机床选择)487596v实际11.818.8424.12 3.4.2-2 90H7孔的参数设计(具体参数如下表3-3)表3-3 92H7孔加工中间的尺寸与参数粗镗半精镗精镗加工后尺寸f(mm/r)0.30.250.15v(m/s)0.20.30.4ap(mm)20.650.35n(r/min)426383n实际(按机床选择)386075v实际10.717.221.7 3.4.2-3 2-72J7孔的参数设计(具体参数如下表3-4)表3-4 2-72J7孔加工中间的尺寸与参数粗镗半精镗精镗加工后尺寸f(mm/r)0.30.250.15v(m/s)0.20.30.4ap(mm)20.750.25n(r/min)54.680.2106n实际(按机床选择)607596v实际13.216.821.7 3.4.2-4 62J7孔的参数设计(具体参数如下表3-5)表3-5 62J7孔加工中间的尺寸与参数粗镗半精镗精镗加工后尺寸f(mm/r)0.30.250.15v(m/s)0.20.30.4ap(mm)20.750.25n(r/min)6493123.3n实际(按机床选择)6096128v实际11.311.524.9 3.4.2-5 42孔的参数设计(具体参数如下表3-6)表3-6 42孔加工中间的尺寸与参数粗镗半精镗精镗加工后尺寸f(mm/r)0.30.250.15v(m/s)0.20.30.4ap(mm)20.850.15n(r/min)95.5137.4182n实际(按机床选择)96128205v实际12.116.8273.4.3 工序100钻扩铰2-30H7 孔工艺设计先钻15的孔,由参考文献【2】表2.30,取f=0.35查参考文献【2】表2.30 得 ,使用插入法得 v=0.48=28.8;F=4611N;M=33.648。主轴转速 n=。 再钻孔28,粗糙度Ra=6.3,由参考文献【2】表2.30,取f=0.45查参考文献【2】表2.30 得,使用插入法得 =28.8; F=9614N ; M=126.059。主轴转速n= 。 扩孔 粗糙度Ra为6.3,由参考文献【2】表2.30,取f=1.2.查参考文献【2】表2.30 得,使用插入法得v=0.26=15.6;主轴转速n=。铰孔,粗糙度Ra=1.6,由参考文献【2】表2.30,取f=1.2查参考文献【2】表2.30 得,使用插入法得 =15.6;主轴转速n=。3.4.4 工序110钻扩铰22H7孔工艺设计先钻20的孔,由参考文献【2】表2.30,取f=0.4.查参考文献【2】表2.30 得 ,使用插入法得 v=0.49=29.4;F=6327N ; M=58.468。主轴转速 n=。扩孔 粗糙度Ra为6.3,由参考文献【2】表2.30,取f=0.7.查参考文献【2】表2.30 得,使用插入法得v=0.37=22.2;主轴转速n=。铰孔,粗糙度Ra=1.6,由参考文献【2】表2.30,取f=1.5查参考文献【2】表2.30 得,使用插入法得 =7.8;主轴转速n=.3.4.5 工序120(130、150)钻M10螺纹底孔的工艺设计钻8.5螺纹底孔(查参考文献【2】表2.7和表2.8)f=0.24v=(插入法)攻螺纹,螺距p为1.5经计算:根据所找参考文献【1】表6.2-5的内容,根据钻削机动的时间计算公式,可知Tj=0.11 min,根据所找参考文献【1】表格6.3-9的内容,可知装夹工件时间T1=0.18min,参考文献【1】表6.3-10知卸下的工件时间T2=0.2min,参考文献【1】表6.3-11知各种操作所需时间T3=0.22min,参考文献【1】表6.3-12知测量工件所需时间T4=0.1min,则最后一共加在一起的时间Tf=T1+T2+T3+T4=0.7mink按参考文献【1】表6.3-36可知,k取15.7 %,单件的定额时间T=(Tj+Tf)*(1+K%)=(0.11+0.7)*(1+15.7%)=0.94min3.4.6 工序140钻2xM16螺纹底孔钻螺纹底孔(查参考文献【2】表2.7和表2.8)f=0.45v=(插入法)攻螺纹,螺距p=2经计算:根据所找参考文献【1】表6.2-5的内容,根据钻削机动的时间计算公式,可知Tj=0.15 min,根据所找参考文献【1】表格6.3-9的内容,可知装夹工件时间T1=0.18min,参考文献【1】表6.3-10知卸下的工件时间T2=0.16min,参考文献【1】表6.3-11知各种操作所需时间T3=0.22min,参考文献【1】表6.3-12知测量工件所需时间T4=0.15min,则最后一共加在一起的时间Tf=T1+T2+T3+T4=0.71mink按参考文献【1】表6.3-36可知,k取15.7 %,单件的定额时间T=(Tj+Tf)*(1+K%)=(0.15+0.71)*(1+15.7%)=0.99min。3.4.7 工序160钻底面沉头孔先钻孔,由参考文献【2】表2.30取进给速度f=0.2mm/r。查参考文献【2】表2.30 得 ,使用插入法得 v=0.266=15.96,主轴转速 n=。再铰孔,由参考文献【2】表2.30,取f=0.35;查参考文献【2】表2.30 得,使用插入法得 =10.8.锪孔26 深4 ,由参考文献【2】表2.30取进给速度 f=0.12mm/r ; 切削速度v=0.3m/s 。第4章 夹具设计4.1 镗孔夹具设计本次设计以加工工序60中为例。4.1.1确定设计方案因为需要加工的孔在侧面,而镗床加工方式也是横向加工,所以需要使孔与加工方向一致。先固定箱底底座,通过四个沉头孔将箱体与夹具同向固定;在用夹板固定箱体的顶面保证加工时不会应为切削力过大而使箱体晃动影响误差。4.1.2 切削力的计算与夹紧力分析本工序是要完成孔的镗加工:镗切削力的计算:;镗削力矩 :。式中: 加工本道工序时,需要使箱体工件的底平面与工件台紧靠,确保加工的精确性,使用带光滑面的压块通过压紧螺钉使箱体工件底平面与工件台充分的夹紧,减少加工误差。该工件主要是靠压紧螺母使箱体与工件台加紧,夹紧力计算公式: 式中: 单个螺旋夹紧产生的夹紧力(N); 原始作用力(N); 作用力臂(mm); 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm); 螺杆端部与工件间的摩擦角(); 螺纹中径之半(mm); 螺纹升角(); 螺旋副的当量摩擦角()。由夹紧力公式得点接触的单个普通螺旋夹紧力:4.1.3镗套、衬套、镗模板及夹具体设计本工序的工艺孔需要粗加工、半精加工、精加工。为了方便选用固定镗套以减少更换镗套的辅助时间。镗模板选用固定式镗模板,用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧,在侧面使用对刀块进行定位。4.1.4镗杆与浮动接头镗夹具和刀具、辅助工具有紧密的联系,设计最好先把刀具和辅助工具的结构形式定下来,否则夹具设计不能采用。镗床使用的工具有很多,如镗杆、镗杆接头和对刀装置等。镗孔直径D、镗杆直径d与镗刀截面的尺寸关系Dd当镗杆导向部分直径时,常采用插入式结构。耐磨材料,如铜或钢,使用时间长后磨损,可在下面加垫片,这样可以减少摩擦,减少误差。如上表,我选取镗孔直径为62、镗杆直径d=45、镗刀截面尺寸。4.1.5夹具精度分析本道工序主要加工的孔还要保证表面粗糙度。因为最后要进行精镗加工,所以选用直径为mm标准硬质合金镗刀,加工时镗套是必不可少的,否则镗孔的会对精度要求有很大的影响。导套孔直径为该工艺孔的最大实体尺寸要求。保证工艺孔表面粗糙度,由本工序所选用的加工工步粗镗-半精镗-精镗满足粗糙度要求。影响两工艺孔位置度的因素有:(1)镗模板上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)镗套与镗刀配合的最大间隙:所以能满足加工要求。4.1.6镗模支架和底座设计镗模支架和底座多为铸铁件常用的一般为HT200,因为铸铁件更利于加工,硬度适中而且不会影响刀具或损坏刀具。所有的支架和底座都用圆柱销和螺钉紧固。下图为镗模支架典型结构和尺寸。镗模底座其典型结构和尺寸如下图:镗模底座需要安装加强筋,因为加工工时有较大的扭曲应力都靠镗模底座支撑,所以要一定的刚性强度。另外定位元件和支撑结构要在镗模底座平面的基础上要高出3-4mm,也就是在镗模底座基础上铸出3-4mm的凸台来安装定位元件支撑结构。另外凸台还要刮研来保证平面的光滑性。4.2 铣床夹具设计4.2.1 铣夹具简图本道工序为粗铣箱体上表面设计的夹具如下图所示:4.2.2定位基准的选择在这个过程中,定位基准是下平面,所以定位基准与设计参考相吻合,所以我不需要重新计算上下平面的平行度,从而保证了平行度的要求。本道工序只需保证下平面的平行就可以了,同时还要确保下平面与两定位板正确的安装。同时进行采用手动夹紧。 4.2.3定位元件的设计本工序的定位基准为一面两销定位,所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。在这里我设计的是固定挡销和带大端面的短圆柱销来进行定位。带大端面的短圆柱销的设计出的尺寸如图4. 2.3所示。4.2.3 带大端面的短圆柱销固定挡销的结构如图4.2.4所示:图4.2.4 固定挡销4.2.4定位误差的分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为:销与孔的配合0.05mm,铣、钻模与销的误差0.02mm,铣、钻套与衬套0.029mm由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mm e=0.0630/32=0.05625所以这种定位方案是可行的。4.2.5铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的,为了确保加工时不产生振动,所以必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式: Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式中 : Fj 沿螺旋轴线作用的夹紧力;Fs 作用在六角螺母;L 作用力的力臂(mm);d0 螺纹中径(mm); 螺纹升角();1 螺纹副的当量摩擦();2 螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角();r 螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半()。其回归方程为 : FjktTs。式中 Fj螺栓夹紧力(N); kt力矩系数(cm1); Ts作用在螺母上的力矩(N.cm); Fj =52000=10000N。4.2.6夹具体槽形与计对刀装置设夹具底平面的定向键安装位置一般都在夹具底面的纵向槽中,为了方便定向所以一般采用2个定向键。在夹具上的定位元件的工作面通过铣床工作台的U形槽的配合,提供了工作台工作台面的正确位置。定向键的作用一般是用来承受在加工时所产生的扭转力矩,定位的同时还可以降低夹紧夹具上的螺栓收承受的扭转力,定向键加强了加工时夹具体的平稳性和稳定性。定向键的结构如图4.2.7所示。图4.2.7 定向键夹具U型槽的结构如图4.2.8所示。图4.2.8 U型槽主要结构尺寸参数如下表4.2.9所示。表4.2.9 U型槽的结构尺寸螺栓直径12143020因为本道工序是进行传动箱体顶面尺寸为210315mm的粗、半精、精铣加工,所以选用直角对刀块。根据GB224380直角对到刀块的结构和尺寸如图4.2.10所示。图4.2.10 水平对刀块塞尺这里选用平塞尺,其结构如图4.2.11所示。图4.2.11 平塞尺塞尺尺寸如表4.2.12所示。表4.2.12 平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.254.2.7夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件,选用这样的移动压板是因为加工结束后,就可以松开压板这样就可以取出加工的箱体工件了。移动压板的结构如图4.2.13所示。图4.2.13移动压板主要结构尺寸参数如表4.2.14所示。表4.2.14 移动压板结构尺寸973011364081641.512以上部分所设计的零件在图纸上画出它们相应的二维草图,完成箱体加工的装配图及铣夹具与镗夹具的装配图,完成的装配图都如铣夹具镗夹具标题下的图所示。 总 结本次毕业设计包含了大部分大学三年所学的知识,充分的展示了我所学机械方面的知识。通过查略资料和课本使我更加的熟悉自己专业方面的知识,为我即将踏上工作岗位做下基础。在做毕业设计期间遇到为题我会和同学进行谈论,不懂得向老师请教,老师也很细心的为我解答。在画图部分老师进行了大部分的指导。前后用到了AUTOCAD2010和SOLIDWORKS软件,用CAD先画出二维图,因为觉得二维图不能充分的表示零件图,所以我用SOLIDWORKS软件画出了3D图。本次设计让我对画图软件更加的熟悉,知道好多以前不懂得画图技巧,学无止境,将来踏上社会工作还有更多的知识要去学习,我要保持这种学无止境的态度,不断地提高自己。 参考文献1李益民.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社2013.122艾兴 肖诗纲.切削用量简明手册.机械工业出版社2002.63吴拓 机床夹具设计实用手册 化学工业出版社 2014.24陈旭东.机床夹具设计手册.清华大学出版社.20145马敏莉 机械制造工艺编制及实施 清华大学出版社2011.1 致 谢27
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