齿轮箱机械加工工艺及夹具设计【全套含CAD图纸、SW三维】

毕业设计说明书题 目: JSS5B0105 齿轮箱的机械制造工艺与夹具设计 学院(直属系 ): 机械工程学院 年级、 专业: 2011 级 机械工程 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 2005 年 5 月 4 日 准终第 页产品型号 零(部)件图号 JSS5-B/01.05镗金工金工（按JB/Z 254填写文件编号）产品名称 齿轮箱 零(部)件名称 齿轮箱零件图 共 页底图号装订号工时描图校描 7080工序号102030405060 镗镗170180130140150160工序名称焊接铣铣铣镗钻钻钻钻90100110120钻钻钻钻毛坯种类精镗2-125H9孔至尺寸粗镗2-120孔焊接成型工序内容焊接件钻、攻左视图上面4-M12螺纹孔底孔11，攻M12牙钻、攻左视图上面3-M6螺纹孔底孔5，攻M6牙钻、攻3-M6螺纹孔底孔5，攻M6牙钻、铰主视图上4-16H7孔车间电焊金工金工金工金工金工钳工质检金工金工金工金工工段1 1 备注每台件数二氧化碳饱和焊机立式铣床、铣面夹具立式铣床、铣面夹具立式铣床、铣面夹具卧式镗床、镗孔夹具卧式镗床、镗孔夹具卧式镗床、镗孔夹具卧式镗床、镗孔夹具立式钻床、钻孔夹具5钻头，M6丝锥立式钻床、钻孔夹具钻、攻右视图上面3-M6螺纹孔底孔5，攻M6牙 5钻头，M6丝锥立式钻床、钻孔夹具钻、攻后视图上面3-M6螺纹孔底孔5，攻M6牙 金工镗刀、内径千分尺5钻头，M6丝锥立式钻床、钻孔夹具钻、攻10-M16螺纹孔底孔14.8，攻M16牙 14.8钻头，M16丝锥立式钻床、钻孔夹具金工金工金工立式钻床、钻孔夹具粗、半精铣2-225孔所在面11钻头，M12丝锥镗刀、内径千分尺14.8钻头，16机用铰刀5钻头，M6丝锥镗刀、内径千分尺精铣2-115孔所在面至尺寸 端面铣刀、游标卡尺粗铣2-115孔所在面Q235A/焊接件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数612X427X348.5端面铣刀、游标卡尺立式钻床、钻孔夹具端面铣刀、游标卡尺镗刀、内径千分尺精镗2-120H9孔至尺寸粗镗2-125孔钳工台 角磨机，平板锉(单位名称) 机械加工工艺过程卡片钻、攻左视图上面8-M8螺纹孔底孔6.8，攻M8牙去毛刺设备 工艺装备材料牌号立式钻床、钻孔夹具 6.8钻头，M8丝锥检验 游标卡尺、内径千分尺180190标记 处数质检仓库处数 签字 日期(会签日期)入库检验设计(日期) 审核(日期) (标准化日期)游标卡尺、内径千分尺更改文件号单件第 页（按JB/Z 254填写文件编号）工时机动JSS5-B/01.05 （按JB/Z 254填写文件编号）产品名称 齿轮箱 零(部)件名称 齿轮箱零件图 共 页 第 页产品型号 零(部)件图号金工 20 铣 Q235A/焊接件车 间 工 序 号 工序名称 材料牌号焊接件 612X427X348.5 1 1毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数立式铣床 X5032 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数工位器具名称夹具编号 夹具名称 切削液铣面夹具 柴油签字工序工时准终 单件工步工时描图校描底图号装订号工步号1标记 处数 签字 日期 标记 处数 日期1.3更改文件号 更改文件号设计(日期) 审核(日期) (标准化日期) (会签日期)XX大学 机械加工工序卡片工位器具编号工步内容 工艺装备 主轴转速 (r/min) 切削速度 (m/min) 进给次数粗、半精铣2-225孔所在面 端面铣刀、游标卡尺 510 0.5 1.5 1.5 2进给量(mm/r)切削深度(mm)辅助（按JB/Z 254填写文件编号）第 页Q235A/焊接件材料牌号1每台件数1同时加工件数切削液柴油工序工时单件工步工时5 1目 录摘要 11 引言 11.1 课题的提出 31.2 课题的主要内容 41.3 课题的构思 61.4 本人所完成的工作量 82 零件的工艺设计 102.1零件的功用及工艺分析 122.2齿轮箱加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 172.3齿轮箱加工定位基准的选择 192.4齿轮箱加工主要工序安排 202.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 212.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 223 镗孔夹具设计 233.1定位基准的选择253.2定位元件的设计263.3切削力及夹紧力的计算283.4夹紧装置设计293.5夹具设计及操作的简要说明30总结与体会 31致谢词 32参考文献332摘 要齿轮箱箱体是齿轮箱的重要零件，其作用是支承传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证齿轮箱体部件与其他部件正确安装。本论文主要论述齿轮箱箱箱体机械加工工艺专用夹具的设计。在对齿轮箱齿轮箱体及工艺分析的基础上，合理地选择了毛坯，确定了加工方法，拟定了零件的工艺路线。根据加工过程中的技术要求编写了工艺过程卡和工序卡。然后根据零件技术要求，进行专用夹具的设计，以确保设计出的专用夹具合理经济。【关键词】齿轮箱、工艺路线、夹具AbstractWith the aging of the population problem is becoming more and more serious, the elderly and disabled travel, there is a problem in any country. How to solve this problem, which reflectsthe developed degree of a society from the level of science and technology to the humanistic care and other aspects of the. Our attention to this situation or not, that is no easy installation in vehicles off disabilities on facilities, this concern degree. The arrangement oflifting system for disabled people in the car, can improve the above situation.The disabled to pedal accessibility, and realize the company by personnel, andtrained personnel to operate this set of machinery, control to complete the disabledspecial automobile seat lifting system, to enable the disabled smoothly on the trainobjective. Should first in-depth discussion from the feasibility scheme of the mechanism, through the hands of the power unit, and then after repeated and carefulfeasibility, safety analysis and correction of motion,.【Key words】The manufacturing process the location, clamping, the process31引言1.1 课题的提出近年来，随着时代技术的进步，对齿轮箱要求越来越高。众多齿轮箱工程师在改进齿轮箱性能的研究中倾注了大量的心血，齿轮箱加工技术得到了飞速的发展。齿轮箱零件质量的优劣直接影响到其他等零件的相互位置准确性及整个齿轮箱使用的灵活性和寿命。因此，制定合理的加工工艺规程和设计合理的专用夹具是保证齿轮箱的加工质量的有效措施。1.2课题的主要内容1. 根据给定的“齿轮箱”图片，完成齿轮箱零件图；2. 进行给定零件的机械加工工艺过程设计及工序设计，零件生产类型为中批生产，完成机械加工工艺过程卡及工序卡；3. 进行工装设计，根据工艺过程，完成两道工序的专用夹具设计，夹紧装置的设计，要求结构合理，工艺性、经济性好；4. 根据夹具总装图，拆画主要件零件图；5. 编写设计说明书。1.3课题的构思齿轮箱的主要作用是支承传动轴，保证轴的中心高及平行度，并保证齿轮箱部件与发动机正确安装。因此齿轮箱零件的加工质量，不但直接影响齿轮箱的装配精度和运动精度，而且还会影响齿轮箱的工作精度、使用性能和寿命。因 此 选择合理的加工工艺流程与夹具方案，是保证零件加工精度的必要条件，只有零件的精度提高了才能保证装配的精度，运动精度等。1.4本人所完成的工作量通过各种渠道广泛收集、阅读和分析参考资料和文献，篇幅达 30多篇。参阅的相关工具书中代表书籍有机床夹具设计手册与机械加工工艺手册。结合连杆的传统工艺对现有工艺进行了改进，较为合理地选择了毛坯材料，拟定了机械加工工艺流程及 1套夹具设计方案。2 零件的工艺设计2.1零件的功用及工艺分析2.1.1零件的作用题目给出的零件是齿轮箱。齿轮箱箱体的主要作用是支承传动轴，保证轴中心高及同轴度，并保证齿轮箱部件与发动机正确安装。因此齿轮箱零件的加工质量，不但直接影响齿轮箱的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用4性能和寿命。齿轮箱零件的顶面用以安装齿轮箱盖，前后端面支承孔90H7、120H9、2-225,2-125H9，95H7 用以安装传动轴，实现其减速功能。2.1.2 零件的工艺分析（1）以主视图为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：顶面和底面的铣削加工； 4-16H7 孔的加工。其中顶面有表面粗糙度要求为 ，018. mRa3.64-16H7 孔的表面粗糙度 。018.mRa6.（2）以中间视图为主要加工表面的加工面。这一中心轴线上加工包括：180H8、90H7 ；2-120H9，95H7，117.5，2-125H9 孔的镗削加35.0工。（3）以左视图为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：顶面和底面的铣削加工；12-M6 螺纹孔钻削加工，4-M12 螺纹孔的钻、攻螺纹加工。其中顶面和底面有表面粗糙度要求为 ，4-M12 螺纹孔的表面粗糙度为 Ra6.3,12-mRa5.12M6螺纹孔的表面粗糙度为 Ra6.3。2.2齿轮箱箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知，该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于齿轮箱箱体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于齿轮箱齿轮箱的生产量很大。怎样满足生产率要求也是齿轮箱加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔与面的加工顺序箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。齿轮箱箱体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保 证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去焊接件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。2.2.2 孔系的加工方法齿轮箱箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。5根据齿轮箱零件图所示的齿轮箱箱体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。2.3齿轮箱箱体加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择齿轮箱的下底面作为主要基准。即以齿轮箱箱体的大底平面粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要面作为支撑面表示第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支撑面时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证齿轮箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从齿轮箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是齿轮箱箱体的装配基准，但因为它与齿轮箱箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4齿轮箱箱体加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。齿轮箱箱体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到齿轮箱箱体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。本次加工都采用在立式铣床 X5032床上加工先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系和螺纹底孔，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工底面基准面，然后以支承面定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精6加工阶段后分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 的含 0.4%1.1%苏c908打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 。mg2根据以上分析过程，现将齿轮箱加工工艺路线确定如下：焊接成型工序 10 粗、半精铣 2-225 孔所在面工序 20 粗铣 2-115 孔所在面工序 30 精铣 2-115 孔所在面至尺寸工序 40 粗镗 2-120 孔工序 50 粗镗 2-125 孔工序 60精镗 2-120H9 孔至尺寸工序 70精镗 2-125H9 孔至尺寸工序 80钻、铰主视图上 4-16H7 孔工序 90钻、攻 10-M16螺纹孔底孔14.8，攻 M16牙工序 100钻、攻 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙工序 120钻、攻后视图上面 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙工序 130钻、攻右视图上面 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙工序 140钻、攻左视图上面 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙工序 150钻、攻左视图上面 4-M12螺纹孔底孔11，攻 M12牙工序 160钻、攻左视图上面 8-M8螺纹孔底孔6.8，攻 M8牙工序 170去毛刺工序 180检验工序 190入库2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“齿轮箱”零件材料采用 Q235A 板材焊接而成。齿轮箱材料为 Q235A，生产类型为大批量生产，采用焊接而成。（1）顶面和底面的加工余量。根据工序要求，顶面和底面只需要粗铣一个工序就可以获得。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册。其余量值规定为 ，现取 。m4.3720.3粗铣平面时厚度偏差取 。m28.0焊接毛坯的基本尺寸为 348.5+2.5+2.5=353.5 根据机械加工工艺手册，焊接件尺寸公差等级选用 CT7，查表可得焊接件尺寸公差为 。2.1毛坯的名义尺寸为：348.5+2.5+2.5=353.55mm毛坯最小尺寸为：353.55-0.6=352.94mm毛坯最大尺寸为：353.55+0.6=354.16mm粗铣后最大尺寸为：353.55-505=348.57粗铣后最小尺寸为： m5.34728.053（2） mm 孔的镗削加工。05.79H孔的镗削加工，确定工序尺寸及加工余量为：3.0钻孔： m0镗孔： mm 35.79（3） mm 孔的镗削加工。各工序余量如下：.05H粗镗：参照机械加工工艺手册，其余量值为 ,现取其为 。2.7m0m5.2粗镗时厚度偏差取 。m2.精镗：参照机械加工工艺手册,其余量值规定为 。5.1精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 25mm 和 150mm。2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序 20 粗、半精铣 2-225 孔所在面机床：铣床 X5032刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数mdw4014Z（1）粗铣铣削深度 ：pam3每齿进给量 ：根据文献7表 2.4-73，取f Zaf/25.0铣削速度 ：参照文献7表 2.4-81，取VsmV/4机床主轴转速 ： ，取n in190.3610rd min/20r实际铣削速度 ：V sn/.462410进给量 ：f mZaff /7.10/25.工作台每分进给量 ：m in2.sVf ：根据文献7 表 2.4-81,a4被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll318刀具切入长度 ：1l maD42)31(5.02刀具切出长度 ：取2m走刀次数为 1机动时间 ：jt in5.02.743121mjfl铣削深度 ：pa5.每齿进给量 ：根据文献7表 2.4-73，取f Zmaf/15.0铣削速度 ：参照文献7表 2.4-81，取VsV/6机床主轴转速 ： ，取n in28401.30rd in/30r实际铣削速度 ：V smn/.60进给量 ：fZaff /5.10/3145.工作台每分进给量 ： m in63.sVf被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l ml刀具切入长度 ：精铣时1Dl401刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：2jt min18.63024121mjfl本工序机动时间i7521jjjtt工序 30: 粗铣 2-115 孔所在面铣削深度 ：pa.每齿进给量 ：根据文献7表 2.4-73，取f Zmaf/25.0铣削速度 ：参照文献7表 2.4-81，取VsV/49机床主轴转速 ： ，取nmin/1940.3610rdV in/20r实际铣削速度 ： sn/.6210进给量 ：fVZaff /7.10/425.工作台每分进给量 ：m min2.smVf ：根据文献7 表 2.4-81,a被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll341刀具切入长度 ：1 aD42)(5.02刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：jt min5.02.743121mjfl铣削深度 ：pa5.每齿进给量 ：根据文献7表 2.4-73，取f Zaf/15.0铣削速度 ：参照文献7表 2.4-81，取VsmV/6机床主轴转速 ： ，取n in28401.30rd min/30r实际铣削速度 ：V sn/.60进给量 ：f mZaff /5.10/3145.工作台每分进给量 ： m in63.sVf被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知ll刀具切入长度 ：精铣时1Dl401刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 110机动时间 ：2jt min18.63024121mjfl本工序机动时间57jtjt工序 40：精铣 2-115 孔所在面至尺寸机床：X5032刀具：面铣刀 320mm铣刀直径 ，齿数mdw32012Z铣削深度 ：pa5.每齿进给量 ：根据文献7表 2.4-73，取f Zmaf/25.0铣削速度 ：参照文献7表 2.4-81，取VsV/3机床主轴转速 ： ，取n in179204.610rd in/150r实际铣削速度 ：V smn/5.6310进给量 ：fZaff /.70/52.工作台每分进给量 ：m in4.sf：根据文献7 表 2.4-81,a19被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知l ml0刀具切入长度 ：1aD34)(5.02刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：jt min39.0452121mjfl工序 50 粗镗 2-120 孔机床：T6113刀具：硬质合金钢刀具镗刀 YG3X11（1） 粗镗 2-120 孔切削深度 ：pam2进给量 ：根据文献7表 2.4-66，刀杆伸出长度取 ，切削深度为f m20。因此确定进给量m2rf/6.0切削速度 ：参照文献7表 2.4-66，取V in/15/.sV机床主轴转速 ： ，取ni.607914.350rd60r实际切削速度 ： V smn/2.工作台每分钟进给量 ：mf in/360.f被切削层长度 ：l19刀具切入长度 ： mtgtgkarp 4.5230)2(刀具切出长度 ： 取2lm53l2行程次数 ：i1机动时间 ：jt min79.01364.192mjfl工序 60 粗镗 2-125 孔切削深度 ：pa进给量 ：根据切削深度 ，再参照文献7表 2.4-66。因此确定进给fap1量 rmf/4.0切削速度 ：参照文献7表 2.4-66，取V min/21/35.0sV机床主轴转速 ： ，取ni6.814.320rd84r实际切削速度 ：V sn/35.00工作台每分钟进给量 ：mf min/6.84.f12被切削层长度 ：lm19刀具切入长度 ： mtgtgkarp 4.5230)2(刀具切出长度 ： 取2l53l2行程次数 ：i1机动时间 ：jt min85.016.34192mjfl工序 70 精镗 2-120H9 孔至尺寸切削深度 ：pa进给量 ：取frf/6.0机床主轴转速 ：根据系统工况，取nmin/60r实际切削速度 ： V snd/31.194.30工作台每分钟进给量 ：mf in/60.f被切削层长度 ：l4行程次数 ：i1机动时间 ：由于 42 与 45 孔同轴，应在相同的时间内完成加工，因此3jtmin79.013jjt由于 312jjjt本工序机动时间 ：j min97.02jjt工序 80精镗 2-125H9 孔至尺寸进给量 ：取frf/4.0机床主轴转速 ：由于 42 与 45 孔同轴，因此n min/84r实际切削速度 ： V snd.06104.30工作台每分钟进给量 ：mf in/.38.f被切削层长度 ：l413行程次数 ：i1机动时间 ：由于 42 与 45 孔同轴，应在相同的时间内完成加工，因此3jtmin85.013jjt由于 312jjjt本工序机动时间 ：j min86.02jjt工序 90 钻、铰主视图上 4-16H7 孔确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ，由f 0.25.31/fmr表于孔深度比 ， ，故0/31/2.58ld1.0lfk。查数控铣床说明书，取 。(.25.).3/f mr表 ./fr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机床进1.75/fmr给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表max15690FN28-9，允许的进给量 。“.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。“ff确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插v mP入法得：，35/min表 v4732N表，1.69TNM表 1.5PkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8v.75lv35/min.75231(/min)表 v015/i4表n rd查机床说明书，取 。实际切削速度为5/inr1401450/min21.98/indnrv由参考文献7表 28-5， ，故MFTk47321.04732()FN5.695.69TmN校验机床功率 切削功率 为mP/)mMPnk表（1.25(0/25)1.082WkW机床有效功率 436E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，01dm0.2/fr50/inr21.98/minv相应地， ，473FN51.69Tm.8PkW工序 100钻、攻 10-M16螺纹孔底孔14.8，攻 M16牙机床：Z3050刀具：麻花钻钻、攻 10-M16 螺纹孔底孔14.8，攻 M16 牙切削深度 ：pam20进给量 ：根据文献7表 2.4-39，取f rmf/25.0切削速度 ：参照文献7表 2.4-41，取VsV43机床主轴转速 ： ，取n in/9675.81310rd min/80r实际切削速度 ： V smn/3.004.0被切削层长度 ：lm17刀具切入长度 ： ctgctgkDr 5.4215.8)2(215刀具切出长度 ：2l0走刀次数为 1机动时间 ：jt min1.0825.4171fnlj工序 110：钻、攻 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙（1）加工刀具为：钻孔5mm。确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ，由f 0.25.31/fmr表于孔深度比 ， ，故0/31/2.58ld1.0lfk。查数控铣床说明书，取 。(.25.).3/f mr表 ./fr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机床进1.75/fmr给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表max15690FN28-9，允许的进给量 。“.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。“ff确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插v mP入法得：，35/min表 v4732N表，1.69TNM表 1.5PkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8v.75lv35/min.75231(/min)表 v015/i4表n rd查机床说明书，取 。实际切削速度为5/inr1601450/min21.98/indnrv由参考文献7表 28-5， ，故MFTk47321.04732()FN5.695.69TmN校验机床功率 切削功率 为mP/)mMPnk表（1.25(0/25)1.082WkW机床有效功率 436E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，01dm0.2/fr50/inr21.98/minv相应地， ，4732FN5.69T.82mPkW工序 120：钻、攻后视图上面 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙牙（1）加工刀具为：钻孔5mm。确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ，由f 0.25.31/fmr表于孔深度比 ， ，故0/31/2.58ld1.0lfk。查数控铣床说明书，取 。(.25.).3/f mr表 ./fr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机床进1.75/fmr给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表max15690FN28-9，允许的进给量 。“.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。“ff17确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插v mP入法得：，35/min表 v4732N表，1.69TNM表 1.5PkW表工序 130：钻、攻右视图上面 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙（1）加工刀具为：钻孔5mm。确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ，由f 0.25.31/fmr表于孔深度比 ， ，故0/31/2.58ld1.0lfk。查数控铣床说明书，取 。(.25.).3/f mr表 ./fr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机床进1.75/fmr给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表max15690FN28-9，允许的进给量 。“.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。“ff确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插v mP入法得：，35/min表 v4732N表，1.69TNM表 1.5PkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8v.75lv35/min.75231(/min)表 v015/i4表n rd18查机床说明书，取 。实际切削速度为50/minr01421.98/indnv由参考文献7表 28-5， ，故0MFTk47321.04732()FN5.695.69TmN校验机床功率 切削功率 为mP/)mMPnk表（1.25(0/25)1.082WkW机床有效功率 436E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，01dm0.2/fr50/inr21.98/minv相应地， ，4732FN5.69T.82mPkW工序 140 钻、攻左视图上面 3-M6螺纹孔底孔5，攻 M6牙（1）加工刀具为：钻孔5mm。确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ，由f 0.25.31/fmr表于孔深度比 ， ，故0/31/2.58ld1.0lfk。查数控铣床说明书，取 。(.25.).3/f mr表 ./fr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机床进1.75/fmr给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表max15690FN28-9，允许的进给量 。“.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。“ff确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插v mP19入法得：，35/min表 v4732FN表，1.69TNM表 1.5PkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8v.75lv35/min.75231(/min)表 v015/i4表n rd查机床说明书，取 。实际切削速度为5/inr0021.98/min11mv由参考文献7表 28-5， ，故MFTk4732.04732()FN51.6951.69TmN校验机床功率 切削功率 为mP/)mMPnk表（1.25(0/25)1.082WkW机床有效功率 436E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，01dm0.2/fr50/inr21.98/minv相应地， ，4732FN5.69T.82mPkW工序 150 钻、攻左视图上面 4-M12螺纹孔底孔11，攻 M12牙（1）加工刀具为：钻孔5mm。确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ，由f 0.25.31/fmr表20于孔深度比 ， ，故0/31/2.58ld1.0lfk。查数控铣床说明书，取 。(.25.).3/f mr表 0.23/fmr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机床进1.75/fr给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表max15690FN28-9，允许的进给量 。“.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。“ff确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插v mP入法得：，35/min表 v4732N表，1.69TNM表 1.5PkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8v.75lv35/min.75231(/min)表 v015/i4表n rd查机床说明书，取 。实际切削速度为5/inr0021.98/min11mv由参考文献7表 28-5， ，故MFTk4732.04732()FN51.6951.69TmN校验机床功率 切削功率 为mP/)mMPnk表（1.25(0/25)1.082WkW21机床有效功率 4.50.81365E mPkWkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，01dm.2/fr0/inr21.98/minv相应地， ，4732FN5.69T.82mPkW工序 160 钻、攻左视图上面 8-M8螺纹孔底孔6.8，攻 M8牙确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出 ，由f 0.25.31/fmr表于孔深度比 ， ，故0/31/2.58ld1.0lfk。查数控铣床说明书，取 。(.25.).3/f mr表 ./fr根据参考文献7表 28-8，钻头强度所允许是进给量 。由于机床进1.75/fmr给机构允许的轴向力 （由机床说明书查出），根据参考文献7表max15690FN28-9，允许的进给量 。“.8/fr由于所选进给量 远小于 及 ，故所选 可用。“ff确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15，由插v mP入法得：，35/min表 v4732N表，1.69TNM表 1.5PkW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表 28-3， ， ，故0.8v.75lv35/min.75231(/min)表 v015/i4表n rd查机床说明书，取 。实际切削速度为5/inr2201450/min21.98/indnrv由参考文献7表 28-5， ，故MFTk47321.04732()FN5.695.69TmN校验机床功率 切削功率 为mP/)mMPnk表（1.25(0/25)1.082WkW机床有效功率 436E mPkP故选择的钻削用量可用。即， ， ，01dm0.2/fr50/inr21.98/minv相应地， ，4732FN5.69T.82mPkW3 镗孔夹具设计本夹具主要用来镗削 内孔。这些孔表面粗糙度要求分别为 Ra9120,75H和 Ra 并作为左右端面垂直度的基准，其质量直接影响左右端面的精m6.12.3度。因此在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。3.1定位基准的选择由零件图可知 内孔分别在同一轴线上，由于在镗孔之前外9120,75H圆已经进行了车削加工，所以选择一面两销的定位方式，并且以已经铣削出的上下平面同样作为定位基准来对工件进行定位，限制工件的自由度，这样工件就别限制了自由度，从而达到了定位的目的。233.2定位误差分析工件的工序基准为上下平面的定位，本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的移动压板保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与压板中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为:Td=Dmax-Dmin ；本工序采用两个压板，一个阶梯定位销定位，工件始终靠近定位轴的一面，而定位轴的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位轴正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。取 （中等级）即 ：尺寸偏差为m3.08由16机床夹具设计手册可得：1 、定位误差（两个垂直平面定位）：当 时；侧面定位支承钉离底9平面距离为 ，侧面高度为 ；且满足 ；则：hH2hmtgHWD068.)(22 、夹紧误差 ，由式（2.11）有： cos)(minaxyj其中接触变形位移值：式（2.16）SNcBKRkmnZHaZy 014.8.9)(1yj 02.cos、磨损造成的加工误差： 通常不超过Mj05.、夹具相对刀具位置误差： 取ADm1.误差总和： wj 30586.从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。243.3切削力及夹紧力的计算由于两种大小的孔切削力各不相同，因此选择最大孔的切削力为标准。镗刀材料： （硬质合金镗刀）XYG3刀具的几何参数： 60K10s12由参考实用机械工艺简明手册中查表 可得：3圆周切削分力公式： 式（3.1）PpCKfaF75.09式中 map2rf/.式（3.2）rpsopkKK查表 得： 取 3nmHB)150(1754.0n由表 可得参数： 94.pk .opK1sp0.rpK即： )(4.26NFC同理：径向切削分力公式 ： 式（3.3）PpPfaF75.09.2式中参数： 7.0pkK .1op.sK0.1rp即： )(5.493NFP轴向切削分力公式 ： 式（3.4）PpffaF4.03式中参数： 1.pkK .o.1spK0.rp即： )(62.73NFf根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：式（3.5）FKj安全系数 K可按下式计算：式（3.6）6543210式中： 为各种因素的安全系数，见简明机床夹具设计手册表625， 可得：132 73.10.12.0.12CK.P6.5f所以，由式（3.5）有： )(1204NFKCj5.Pj)(69fj3.4镗套与衬套的设计根据工艺要求此镗孔夹具为加工 内孔，所以本次采用的镗套9120,75H为 951000，镗套用衬套选用 12080。选用镗套如图所示:图 4-2 镗套26其结构参数如下表：表 4-1 镗套基本结构参数Dd H 公称尺寸 允差12Dh1Cm1r60 45 75-0.012-0.02790 85 18 25 40 40 3衬套选用镗套用衬套其结构如图所示：图 4-3 衬套其机构参数如下表：表 4-2 镗套用衬套结构参数d D公称尺寸 允差H公称尺寸 允差C 175+0.022045 85+0.039+0.0203 13.5夹紧元件及动力装置的确定根据设计要求保证夹具一定的先进性且夹紧力并不是很大，所以采取光面压板压紧工件，然后通过可伸缩定位销来对工件进行定位，工件在夹具体上安装后，通过活动压板在上面将工件夹紧。整个压紧装置大致图如下：27图 4-4 齿轮箱镗孔夹具夹紧装置3.6夹具设计及操作的简要说明镗孔的夹具，装卸工件时，通过松开压板的螺母，将压板旋转一定的角度打开，从而将工件取出来，当要装进工件时，将工件放在工作台上面，打进定位销，然后将压板压紧工件，再把螺母锁定，这样就限制住了工件的自由度，能够进行镗孔加工了。图 4-6 镗孔夹具装配图28小 结本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、镗、钻、攻螺纹、打毛刺等工序。因为是大批量生产，工序就分得很散，中间就可省去换刀具和调试的时间。在每道工序中都有计算切削用量和工时。在夹具设计中，先确定工件的基准，然后通过一面两销定位，将工件固定夹紧在夹具上。在此计算了了夹紧力和夹具体的误差等。在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能提出多中方案进行分析比较，有所不足。29致谢在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我想没有他们的帮助，毕业设计就会做得很困难。这次毕业设计是我的老师悉心指导下完成的。老师以其渊博的学识、严谨的治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题，老师给了我许多关怀和帮助，并且随时询问我毕业设计的进展情况、细心的指导我们，也经常打电话或者发电子邮件过来指导我的设计；同时也感谢王海文老师在毕业设计期间给我的大量的指导和帮助。最后，在即将完成毕业设计之时，我再次感谢对我指导、关心和帮助过老师、领导及同学。谢谢了！30【参考文献】1 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