第一篇：机械专业毕业(论文)文献综述 箱体夹具设计及工艺规程的研究
文献综述
题目 箱体夹具设计及工艺规程的研究 学生姓名 专业班级
机 设 0 7— 2 学号 院（系）机 电 工 程 学 院 指导教师 完成时间 2 0 1 1 年 3 月 2 日
综述题目
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箱体夹具设计及工艺规程的研究
摘要：针对汽车、拖拉机、工程机械等产品的箱体加工主要是变速器箱体的主要加工表面加工，提出了在高速加工中心上加工时工艺方案的设计和编制原则，并介绍了常用刀具、夹具的选择技巧，对一些公司、研究院及相关技术人员在这方面的研究成果也做了简要介绍，并结合现阶段的技术水平提出了加工箱体的新方案。
关键词：箱体加工；高速加工中心； 工艺规程；加工中心刀具
引言：随着时代的发展，我国的工业技术也在飞速发展，近年来，在箱体加工方面，我国的专家和技术人员积累了相当丰富的经验，并能结合技术发展及时采用新的技术和工艺装备，如采用柔性加工线加工箱体，大大提高了生产效率，为我国日后更好的跟上时代工业的潮流奠定了基础。
1.箱体类零件的主要加工表面
1.1 箱体类零件的特点
1）箱体多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，其内部呈腔形，零件的整体刚性较差，难以装夹。
2）一般都需要进行多工位孔系及平面加工，形位公差及空间位置度要求较严，要保证其位置精度要求，必须在一次装夹中完成铣面、镗孔、钻、铰孔等多工序。3）精度要求较高，一般箱体类零件都有很高的轴承孔和表面的形位公差要求及轴承孔尺寸公差要求。
4）加工内容多，通常要经过铣面、销孔钻镗加工、镗削轴承孔、深孔镗削、深槽铣削、攻螺纹等加工，需频繁更换刀具。
1.2 箱体类零件的加工表面
1）平面的加工：主要是箱体上的装配基准面，其直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体在装配时的接触刚度和相互位置精度。
2）孔的加工：主要是轴承孔、孔内环槽及定位销孔、工艺销孔、拨叉轴孔。综述题目
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定位销孔的精度与孔距精度要求较严，箱体的主要相配件在装配时，大多靠销孔与箱体定位。轴承孔本身的尺寸精度、形状精度要求很高。否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降。
3）孔系的加工：主要是有位置度要求的各轴承孔的总和，其主要包括有平行度要求的轴承孔系和有同轴度要求的孔系两类。平行孔系主要是各平行轴承孔中心线之间以及轴承孔中心线与定位面之间的精度。同轴孔系主要是要求各孔的同轴度。否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。
4）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。箱体类零件在加工中心上加工时方法的选择
2.1平面的加工方法
平面在加工中心上的加工方法一般为铣削。
例如：变速箱齿座的两面南通科技投资集团股份有限公司利用数控分度头的回转功能实现圆周的分度，轴向方向以内齿及端面定位夹紧，径向方向以外花键限位。夹具简图如图1所示。
图1 夹具简图
1．分度头尾座 2．螺母 3．球面垫圈 4．三面刃铣刀 5．开口压板 6．定位环 7．心轴 8．连接盘 9．分度头 l0．弹簧 11．推杆 12．球
头顶尖
此夹具采用了压、顶的方式，实现了一次装夹就可加工两面的功能，避免了重复定位，提高了加工精度，减少了装夹时间，大大提高了生产效率。经生产实践证明，此夹具性能可靠、使用方便，通用性强。
2.2 孔加工方法 综述题目
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孔加工方法比较多，有钻、扩、铰、镗等。孔的具体加工方案可按下述方法制定：
1）对于轴承孔的加工，其加工工艺为：粗镗→半精镗→孔端倒角→精镗。其中粗镗→半精镗→孔端倒角可安排在普通机床上先完成，留给加工中心的余量为4～6mm（直径），然后在加工中心上精镗；在轴承孔系的加工中，一般先加工直径大的轴承孔，再加工直径小的轴承孔，特别是在两轴承孔系相距较近的情况下，必须采取这一措施。
2）轴承孔内的密封槽的加工可用锯片铣刀在轴承孔半精镗之后、精镗之前用圆弧插补方式完成。大直径孔的加工主要受刀库中刀具直径和机械手抓刀重量的限制，无法使用镗刀加工，因此其加工工艺一般为：立铣刀圆弧插补粗铣→精铣。3）对于直径小于30mm 的孔，由于毛坯不需铸出毛坯孔，因此其全部加工内容都在加工中心上完成，其加工工艺为：锪平面→打中心孔→钻→扩→孔端倒角→铰。例如：北京北方红旗精密机械制造有限公司对摩托车箱体零件侧面孔的加工，该零件为摩托车右箱体，材料为铝，零件周边有4个孔，采用的工艺分别为钻、扩、铰。上道工序已加工完成2个定位销孔R10mm、R18mm及基准面，零件加工内容如图2所示：
图2 摩托车右箱体孔加工
如图3所示夹具，在左侧增加圆形压板4，克服了悬伸过长的缺点，而且利用圆盘夹紧，圆周接触，压紧点增多，压紧力均匀，解决了方案一由于夹紧部位小，加工过程中可能引起振动的缺点。综述题目
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图3 1）夹具体 2)衬套 3)活塞杆 4)圆形压板 5)圆形定位销 6)定位销座 7)定位板 8)菱形定位销 9)活塞接长杆 10)大圆销 11)轴底板 12)定位块 13)预导向板 14)挡圈 15)导向套 16)导向杆 18)压板 19)平面轴承 20)轴承压板 21)支撑板
有位置度要求的小孔，其加工工艺为：锪平面→打中心孔→钻→半精镗→孔端倒角→精镗。为提高孔的位置度精度，在钻孔工步前安排锪平端面和打中心孔工步。孔端倒角安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。4）在内腔两层隔板处有同轴度要求的孔，由于在内腔隔板处平面无法先行铣削加工，受铸件拔模斜度以及粗糙毛坯面的影响，在加工时会使钻头引偏，因此在第二层隔板孔加工时，必须用中心钻（或用硬质合金钻）钻出定心孔后，扩孔镗孔至要求的尺寸。其加工工艺为：在第一层隔板处打中心孔→钻孔→扩孔→在第二层隔板处打中心孔→钻孔→扩孔→通铰孔。综述题目
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5）对于跨距较大箱体的同轴孔加工，尽量采取调头加工的方法，以缩短刀辅具的长径比，增加刀具刚性，提高加工质量。
6）箱体内的一些孔离内壁近，主轴无法接近，只能靠接长刀具悬伸加工，易发生振动，需采用减振的接长刀杆加工；
7）对螺纹加工，要根据孔径大小采取不同的处理方式。一般情况下，直径在M6～M22 之间的螺纹，通常采取攻螺纹方法加工；M6 以下、M22 以上的螺纹只在加工中心上完成底孔加工，攻丝可通过其他手段进行。
8）对箱体相交孔的钻削加工钻削相交孔时, 为了避免把已加工部分的孔径刮大和使待钻相交孔的轴线发生歪斜, 通常在已加工的孔中嵌人与零件材料相同的圆柱后再钻相交孔见图(4)。在对此类零件进行批量生产时, 夹具的设计既要达到对零件准确定位和快速装卸的要求, 还要做到节省辅料（即加工孔中的嵌入材料）, 对加工后的相交孔精度测量要准确快速。山东省威海市技术学院实习工厂生产的台式钻床, 主轴箱的加工是一较典型的例子。
图4 1）工件以一面两孔定位如图5 , 夹具体为四面方形体, 两面开口。A面为定位基准面;B面安装两个定位心轴, 分别是主轴箱的Φ70mm孔削边心轴和Φ50mm孔短心轴, 两心轴中间留有拆卸工件用的通孔, 两定位心轴满足中心距要求和与A面的平行度要求!C面安装钻削Φ32H7孔的钻套, 钻套孔满足与主轴箱Φ50H7孔中心距要求和位置要求以及与A面的垂直度要求。夹具体材质HT200, 人工时效处理。定位心轴材质45钢, 热处理硬度40～45HRC.综述题目
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图5 2）快换钻套钻削Φ32H7孔分三步进行, 即钻孔Φ30mm→扩孔Φ31.7mm→铰孔Φ32H7。为了减少更换钻套的辅助时间, 采用快换钻套保证上述三步切削加工,钻套与衬套间采用H7/n6 或H7/g6 配合公差来满足拆卸要求。钻套材质为:T10A热处理硬度为58～62HRC 3)正刀套 即嵌人在已加工孔中的圆柱。因主轴箱材质为HT200, 故正刀套材质为HT150即可。正刀套固定在Φ50mm心轴上, 既起到工件定位的作用, 又 起到正刀作用(校正钻头走向)。
正刀套的尺寸设计：如图6, 外径与内孔尺寸根据们Φ32H7孔与此Φ50H7孔相交部分厚度(如图4)及正刀套与势Φ50H7孔的配合要求而定，长度取满足正刀套两端掉头安装时都能参加切削时的最小长度值。每个正刀套两头使用至少能钻削3 次, 即至少能完成3 件主轴箱的孔加工, 最大限度地节省辅料。
图 6)1）夹具体 2)Φ30mm削边心轴 3)主轴箱 4）压板5）螺母 6）垫圈 7）正刀套 8）Φ50mm心轴 综述题目
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图 7）箱体零件在编制工艺的原则
1）“先面后孔”的原则。由于铣削时，切削力较大，工件易变形，先铣面，可使其有一段时间的恢复，减少由变形引起的对孔精度的影响。同时提供稳定可靠的定位基准，从而减少后续钻头钻孔的引偏、崩刃和折断等现象，对于后序保证孔加工精度有利。
2）“先粗后精”的原则，箱体上所有相关孔系和平面都先完成全部孔的粗加工和铣面的粗加工后，再进行孔和平面的精加工。主要是减少或消除粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响。
3）相同工位集中加工，应尽量按就近位置加工，以缩短刀具移动距离，减少空运行时间。
4）在不影响精度的前提下，若机床工作台回转时间较换刀时间短，为了减少换刀次数，减少空移时间，可以用同一把刀把壳体上相同的部位都加工完，再换第二把刀。
5）对于同轴度要求很高的孔系，考虑加工中存在重复定位误差，采用连续换刀，连续加工完该同轴孔系的全部孔后，再加工其它孔，以提高孔系同轴度。例如：压路机变速器箱体机加工工艺分析北京工业职业技术学院对其分析为： 变速器箱体是典型的箱体类零件，其特点是形状复杂，薄壁（10-20mm），需加工平面、孔系和螺孔等，刚度低，受力、热等因素影响易产生变形和振动。因此，以往的箱体加工是在龙门刨床、镗床和钻床上完成平面、轴承挡孔和连接孔的加工，生产效率低且加工质量难以保证。总起来说，其加工中存在的问题可以归纳为以下几点：一是加工内容多，需频繁更换机床、刀具；二是加工精度求高，综述题目
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采用普通机床加工，质量难以保证，且由于工艺流程长，周转次数多，生产效率难以提高；三是由于形状复杂，且大部分为薄壁壳体，工件刚度差，较难装夹。
但随着近年来计算机技术的迅猛发展，数字控制技术已被广泛应用于机械加工领域。在箱体加工中，若采用数控加工中心进行，凭借加工中心自身的精度和加工效率高、刚度好和自动换刀的特点，只要制定好工艺流程，设计采用合理的专用夹具和刀具，就可以在保证加工精度的基础上提高加工效率、降低加工成本，以解决上述问题。在实际生产过程当中，利用韩国大宇公司制造的ACE HM800 卧式加工中心进行箱体加工，就可取得很好的应用效果。鉴于该设备为双工作台，因此，可将该工件B、C面上各种加工要素的加工放在01工作台上完成（加工工序1）其余G、H及排挡侧面的加工要素放在02工作台上完成（加工工序2），根据上述工序安排，还要设计相应的专用夹具。
图 8）变速器箱体 加工中心刀具选择
数控机床的刀具材料一般尽量选用硬质合金，如果精度要求更高，可选用性能更好、更耐磨的陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具。
1）箱体定位销孔加工一般采用整体硬质合金钻头钻孔，如果位置度要求较高，则采用小孔镗刀镗削加工；随着新技术新刀具的不断发展，可采用高精度复合钻头，双刃带设计，钻铰复合，刀柄与钻头柄部采用液压夹紧配合，使其安装配合精度能够达到7 级，一次走刀即可保证箱体上定位销孔的位置和尺寸精度要求，从而可有效提高加工效率。综述题目
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2）箱体轴承孔加工一般采用镗刀、复合镗刀，或采用可调三刃（两刃）错层粗、半精镗刀，其镗削精度高，一刀即可完成孔的粗、半精加工，并在镗削不同规格孔时，仅需更换可调滑块即可将加工直径范围增大约40mm。在加工时可根据所加工孔的余量，计算后通过径向调整滑块，将余量分到每个刀片上；通过在每个滑块底部安装不同的刀垫，调整每个刀尖切削的先后顺序，一刀即可完成 轴承孔的粗镗、半精镗加工，从而减少加工时换刀次数，节约了辅助时间，提高了生产效率。
3）箱体深轴承孔镗削，可采用重金属减振刀杆或阻尼减振刀杆，以达到减振效果，提高孔加工精度；
4）对于深槽铣削，用普通三面刃铣刀易发生振动，采用了错齿三面刃铣刀，并配以减振刀杆可有效地减少了切削振动；
5）对于两排以上孔的加工，一般采用整体硬质合金钻头钻孔→扩孔→铰孔，但其效率低，适合精度要求低的孔加工；对于精度要求高的孔加工可采用新型平头带尖直槽钻钻孔→铰孔，并配以高精度液压刀柄，从而保证孔的尺寸精度和位置精度。
6）箱体上直径为20～35mm 的孔加工可采用U 钻，通过钻孔→铰孔就可保证孔位置及尺寸精度，同时大大提高了加工效率。
7）箱体上的小平面及半圆类沉窝等加工可采用新型钻铣刀，一次完成加工，且磨损后仅更换刀片，多功能使用达到方便、可靠。
8）对于深孔的加工，一般采用枪钻并配以高精度液压刀柄。加工中心夹具设计及使用中的问题
夹具是加工零件时定位和夹紧可靠的重要保证。夹具设计的合理，才能保证零件的顺利加工和满足加工要求。在设计加中心夹具时需考虑以下几方面因素。（1）满足定位基准和夹紧要求。加工中心为工序集中加工，箱体在一次装夹中要完成铣、钻、镗等多工序加工，为了防止夹紧变形，满足精加工定位精度要求，通常采用辅助支撑减少变形量，其夹紧力应力求靠近主要支撑点，或在支撑点所组成的三角形内，并靠近切削部位及刚性好的地方，尽量不要在被加工孔的上方。
（2）夹具与工作台面的连接方式。一般加工中心设备根据自身的加工特点，综述题目
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其工作台都有适合自身的便于夹具定位的结构，对于箱体来说，为保持其安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应能根据机床的定位结构实现定向安装。
（3）在夹具设计时，人为地在夹具上设计出找正基面和找正基准孔，同时给出其相对与夹具上零件定位面及定位孔的实际加工尺寸，便于夹具找正后，可直接确定零件各加工部位尺寸。
（4）夹具设计时应给刀具运动轨迹留有空间，并尽量减少刀具加工时的空行程，提高加工效率。
（5）箱体类零件在加工中易产生夹紧变形、切削变形。在粗加工时采用较大的夹紧力以承受大切削力，在精铣面、精镗孔时，编一个任选停止指令，人为将压板放松后，使工件消除变形后重新用较小的夹紧力以满足精加工精度要求。总结
以上箱体零件在加工中心机床上加工的工艺，是根据多种箱体加工特点总结出来的，实践证明能有效地提高加工精度和加工效率。
参考文献：
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第二篇：分离式减速箱箱体机械加工工艺规程设计
分离式减速箱箱体机械加工工艺
规程设计
内容提要：本文主要是分析了箱体的结构特点，箱体零件加工工艺等内容，叙述了该箱体毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法，主要平面的形状精度和表面粗糙度，孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度等。
关键词：箱体；主要技术要求；工艺分析。
目 录
引 言................................................................1 第一章 箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯...........................2 1.1主要平面的形状精度和表面粗糙度............................................2 1.2孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度....................................2 1.3主要孔和平面相互位置精度..................................................3 1.4箱体的材料及毛坯..........................................................3 第二章
箱体零件加工....................................................4 第三章 箱体孔系加工及常用工艺装备......................................8 结 论................................................................10 致 谢...............................................................11
引 言
箱体要求加工的表面很多。在这些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保证，于是，箱体中主轴孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成为工艺关键问题。本文主要是分析了分离式减速箱的结构特点，叙述了该箱体的毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法，主要平面的形状精度和表面粗糙度，孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度等。
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第一章 箱体类零件的主要技术要求、材料和毛坯
箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求最高。以某车床主轴箱，如图2-1所示为例，箱体零件的技术要求主要可归纳如下：
图1-1 车床主轴箱
1.1主要平面的形状精度和表面粗糙度
箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。
一般箱体主要平面的平面度在0.1-0.03mm，表面粗糙度Ra2.5-0.63um，各主要平面对装配基准面垂直度为0.1/300。
1.2孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度
箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将
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同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为0.12-0.05mm，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取0.1-0.04mm。同一轴线上孔的同轴度公差一般为0.04-0.01mm。支承孔与主要平面的平行度公差为0.1-0.05mm。主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为0.1-0.04mm。1.4箱体的材料及毛坯
箱体材料一般选用HT200-400的各种牌号的灰铸铁，而最常用的为HT200。灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单位生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁。负载大的主轴箱也可以采用铸钢件。
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第二章
箱体零件加工
工艺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。因此，箱体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。
2.1箱体类零件功用、结构特点和技术要求(一)箱体零件的功用
箱体零件是机器及部件的基础件，它将机器及部件中的轴、轴承和齿轮等零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。
(二)箱体类零件的结构特点
箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处。
(三)箱体类零件的技术要求
1．轴承支承孔的尺寸精度和、形状精度、表面粗糙度要求。
2．位置精度 包括孔系轴线之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔的同轴度，以及孔端面对孔轴线的垂直度等。
3．此外，为满足箱体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求。
(四)箱体类零件的材料和毛坯
箱体类零件的材料一般用灰口铸铁，常用的牌号有HT100～HT400。
毛坯为铸铁件，其铸造方法视铸件精度和生产批量而定。单件小批生产多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。有时也采用钢板焊接方式。大批生产常用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。
2.2箱体零件加工工艺分析 2.2.1工艺路线的安排
车床主轴箱要求加工的表面很多。在这些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保证，于是，箱体中主轴孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成为工艺关键问题。因此，在工艺路线的安排中应注意三个问题：
第 4 页 1．工件的时效处理
对于特别精密的箱体，在粗加工和精加工工序间还应安排一次人工时效，迅速充分地消除内应力，提高精度的稳定性。
2．安排加工工艺的顺序时应先面后孔
由于平面面积较大定位稳定可靠，有利与简化夹具结构检少安装变形。从加工难度来看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔时，对便于孔的加工和保证孔的加工精度都是有利的。因此，一般均应先加工平面。
3．粗、精加工阶段要分开
箱体均为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。
2.2.2定位基准的选择
箱体定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间，孔与平面之间，孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准重合”和“基准统一”的原则，同时必须考虑生产批量的大小，生产设备、特别是夹具的选用等因素。
工艺过程的拟订
(1)箱体的时效处理 为了消除铸造内应力，防止加工后的变形，使加工精度保持长期稳定，要进行时效处理。粗加工之后，精加工之前应有一段存放时间，以消除加工内应力。对于精密机床的主轴箱体，应为粗加工后甚至半精加工之后再安排一次时效处理。
人工时效处理的工艺规范为加热到530~560℃，保温6~8h，冷却速度≤300℃/h，出炉温度≤200℃。
(2)箱体加工工艺的原则 拟订箱体类零件工艺过程时一般应遵循以下原则： ① “先面后孔”的原则。先加工平面，后加工孔，是箱体零件加工的一般规律。这是因为作为精基面的平面在最初的工序中应该首先加工出来。而且，平面加工出来以后，由于切除了毛坯表面的凸凹不平和表面夹砂等缺陷，使平面上的支承孔的加工更方便，钻孔时可减少钻头的偏斜，扩孔和铰孔时可防止刀具崩刃。
② “粗精分开，先粗后精”的原则。由于箱体结构复杂，主要表面的精度要求高，为
第 5 页 减少或消除粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，一般应尽可能把粗精加工分开，并分别在不同机床上进行。至于要求不高的平面，则可将粗精两次走刀安排在一个工序内完成，以缩短工艺过程，提高工效。
(3)主要表面加工方法的选择 箱体的主要加工表面为平面和轴承支孔。箱体平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和铣削，也可采用车削。铣削的生产率一般比刨削高，在成批和大量生产中，多采用铣削。箱体平面的精加工，在单件小批生产时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研以外，一般多以精刨代刮；当生产批量大而精度要求又高时，多采用磨削。为了提高生产效率和平面间的相互位置精度，还可采用专用磨床进行组合磨削。
箱体上精度为IT7的轴承支承孔，一般采用钻—扩—粗铰—精铰或镗—半精镗—精镗的工艺方案进行加工。前者用于加工直径较小的孔，后者用于加工直径较大的孔。当孔的精度超过IT7、表面粗糙度小于0.63μm时，还应增加一道最后的精加工或精密加工工序，如精细镗、珩磨、滚压等。
2.2.3主要表面的加工 1．箱体的平面加工
箱体平面的粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。
刨削箱体平面的主要特点是：刀具结构简单；机床调整方便；在龙门刨床上可以用几个刀架，在一次安装工件中，同时加工几个表面，于是，经济地保证了这些表面的位置精度。
箱体平面铣削加工的生产率比刨削高。在成批生产中，常采用铣削加工。当批量较大时，常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工几个平面，即保证了平面间的位置精度，又提高了生产率。
2．主轴孔的加工
由于主轴孔的精度比其它轴孔精度高，表面粗糙度值比其它轴孔小，故应在其它轴孔加工后再单独进行主轴孔的精加工（或光整加工）。
目前机床主轴箱主轴孔的精加工方案有： 精镗—浮动镗；金刚镗—珩磨；金刚镗—滚压。
上述主轴孔精加工方案中的最终工序所使用的刀具都具有径向“浮动”性质，这对提高孔的尺寸精度、减小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度。孔 的位置精度应由前一工序（或工步）予以保证。
从工艺要求上，精镗和半精镗应在不同的设备上进行。若设备条件不足，也应在半精
第 6 页 镗之后，把被夹紧的工件松开，以便使夹紧压力或内应力造成的工件变形在精镗工序中得以纠正。
3．孔系加工
车床箱体的孔系，是有位置精度要求的各轴承孔的总和，其中有平行孔系和同轴孔系两类。
平行孔系主要技术要求是各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行精度根据生产类型的不同，可以在普通镗床上或专用镗床上加工。
坐标法加工孔系，许多工厂在单件小批生产中也广泛采用，特别是在普通镗床上加装较精密的测量装置（如数显等）后，可以较大地提高其坐标位移精度。
第 7 页 第三章 箱体孔系加工及常用工艺装备
箱体上一系列相互位置有精度要求的孔的组合，称为孔系。孔系可分为平行孔系，如图5-1a所示、同轴孔系，如图5-1b所示和交叉孔系，如图5-1c所示。
图4-1 孔系的分类
孔系加工不仅孔本身的精度要求较高，而且孔距精度和相互位置精度的要求也高，因此是箱体加工的关键。
孔系的加工方法根据箱体批量不同和孔系精度要求的不同而不同，现分别予以讨论。平行孔系的加工
平行孔系的主要技术要求是各平行孔中心线之间及中心线与基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度。生产中采用以下几种方法。
1.找正法
2）心轴和块规找正法 3）样板找正法 4）定心套找正法
2.镗模法
镗模法即利用镗模夹具加工孔系。镗孔时，工件装夹在镗模上，镗杆被支承在镗模的导套里，增加了系统刚性。
3.坐标法
坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或者数控镗铣床等设备上，借助于测量装置，第 8 页 调整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔距精度的一种镗孔方法。
同轴孔系的加工
成批生产中，一般采用镗模加工孔系，其同轴度由镗模保证。单位小批生产，其同轴度用以下几种方法来保证。
1.利用已加工孔作支承导向
2.利用镗床后立柱上的导向套支承镗杆
这种方法其镗杆系两端支承，刚性好，但此法调整麻烦，镗杆要长，很笨重，故只适于大型箱体的加工。
3.采用调头镗
当箱体箱壁相距较远时，可采用调头镗，如图5-7所示。交叉孔系的加工
交叉孔系的主要技术要求是控制有关孔的垂直度误差。在普通镗床上主要靠机床工作台上的90度对准装置。因为它是挡块装置，结构简单，但对准精度低。
第 9 页
结 论
此次毕业设计所设计的题目是“分离式减速箱箱体机械加工工艺规程设计”通过这次设计，我对箱体的发展现状有了一个全面地了解，了解了箱体技术在现在以及以后机械工业中所起的作用，为自己今后更好的学习数控技术指明了方向。
通过这次毕业设计，使我对大学期间所学的知识，进行了融会贯通，有了一个全新的认识，对以前许多不太清楚的地方，通过问老师和查资料的方法，已经明白了很多，知道了自己以前学习的不足，并对自己不足的地方进行了复习，所以以后应该更加努力。
第 10 页
致 谢
时间总是过的很快，转眼间大学生活即将在这次艰辛又充满乐趣的毕业设计中结束。对所有帮助我完成毕业设计的老师和同学表示感谢。
这次设计，不仅使我学到了箱体技术方面的知识，端正了我的学习态度，对我以后工作起到了至关重要的作用。
通过这次设计，我对大学所学的知识进行了一次全面的总结和应用。初步了解了整个机械设计的过程，学会了怎样利用有关资料和手册去获得所需的数据，更重要的是，在这次设计中，我明白了，无论做什么事情都必须严谨，认真，不能有丝毫马虎，要有吃苦耐劳的精神。
第 11 页
参考文献
[1] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，1993.[2] 申永胜.机械原理教程（第2版）.北京：清华大学出版社，2003.[3] 陈宏钧.典型零件机械加工生产实例.北京：机械工业出版社，1996。[4] 王茂元.机械制造技术.北京：机械工业出版社，2000.[5] 祁红志.机械制造基础.西安：电子工业出版社，1976.[6] 王林玉.机修手册.北京：机械工业出版社，2001.[7] 吴宗泽.机械零件设计手册.北京：机械工业出版社，2005.[8] 吴宗泽机械设机师手册.北京：机械工业出版社，1999.[9] 姚振浦.实用机械传动设计手册.北京：科学技术出版社，1996 [10] 唐锡杰.公差与配合技术手册.北京：机械工业出版社，1986.第 12 页
第三篇：A6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
《机械制造工艺学》课程设计说明书
题目： CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
学 院：
姓 名：
学 号：
班 级：
指导教师：
二O一 二 年 十二 月
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
2012年12月30日
目
录
机械制造工艺课程设计任务书.......................................................3 序言...................................................................................................4 零件分析...........................................................................................4
（一）零件的作用..................................................................................4
（二）零件的工艺分析.....................................................................4
工艺规程设计..................................................................................5
（一）确定毛坯的制造形式..............................................................5
（二）基面的选择...........................................................................5
（三）制定工艺路线........................................................................6
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定..............................8
（五）确定切削用量及基本工时........................................................9
总结……………………………………………………………….27 参考文献.........................................................................................27
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
机械制造工艺课程设计任务书
题目: “CA6140车床法兰盘”零件的机械加工工艺规程（大批生产）
要求：
零件技术要求如下图所示
图1 CA6140车床法兰盘零件图
内容： 1.零件图
1张
2.零件毛坯图
1张
3.机械加工工艺过程综合卡片
1张
4.工序卡片
12张
5.课程设计说明书
1份
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
序言
机械制造工艺课程设计是在我们基本完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。加强使用软件及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。
就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。
本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢。
零件的分析
（一）零件的作用
CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速4
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。
零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的 Φ100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为4mm上部为6mm定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的49标明通过，本身没有受到多少力的作用。
（二）零件的工艺分析
CA6140车床法兰盘共有两组加工的表面。先分述如下：
0.0161．以200mm孔为精基准的加工表面。
0.016这一组加工表面包括：一个200 的孔及其倒角；一个1000.120..34外圆及其倒角；450外圆及其倒角；90外圆及其倒角；450外圆及其倒角；90两0.0170.60.045端面（分别距离200轴为24mm和34mm两端）；1000.120..34左端面和Φ90右端面；49通孔。
2.以Φ90右端面为加工表面。这一组加工表面包括：1000.03退刀槽；Φ4和60孔。
0.120..3432右端面；Φ90左端面；4500.017右端面；这两组加工表面之间有着一定的位置要求：（1）1000.120..340.045左端面与200轴形位公差0.03mm。
0.045（2）90右端面与200轴形位公差0.03mm。
0.030.045（3）60孔轴线与90右端面位置公差0.6mm，同时与200轴线垂直
0.045相交，并且与90端洗平面（距离200轴线为24mm）垂直。
经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。
工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，是大批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。
零件形状并不复杂，而且零件加工的轮廓尺寸不大,因此毛坯形状可以与零5
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。
（二）基面的选择
工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。
（1）粗基准的选择。对于法兰盘零件而言可归为轴类零件，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。选择比较平整、平滑、有足够大面积的表面，并且不许有浇、冒口的残迹和飞边。根据这个基准选择原则，现选取右边外圆45及90的右端面的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时削除 五个自由度，再以90的右端面定位可削除一个自由度。
对外圆 1000.120..340.045、450、90和200（共两块V形块加紧，限制４个0.6自由度，底面两块支撑板定位面限制1个自由度，使缺少定位，不过是可以靠两个V形块加紧力来约束Ｚ轴的扭转力，然后进行钻削）的加工，这样对于回转体的发兰盘而言是可以保证相关面的标准，确保的圆周度。
0.045（2）精基准的选择。以200为精基准加工表面。这一组加工表面包括：1000.120..340.0332退刀槽；Φ4和60右端面；90左端面；450孔。0.017右端面；因为主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
（三）制定工艺路线
制定工艺路线得出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一
工序Ⅰ Φ100粗车左端面。粗车Φ90左侧面。粗车Φ100外圆。粗车左Φ45外圆。Φ100粗车右端面。
粗车右Φ45右端面。粗车Φ90右侧面。粗车右Φ45外圆。粗车Φ90外圆。
0.045工序Ⅲ 钻、扩、粗铰、精铰200孔并车孔左端的倒角。
工序Ⅳ 半精车 1000.120..34左、右端面、90左端面，精车 1000.120..340.120..34左端
100面、90左端面。半精车外圆4500.6、90、、半精车4500.6柱体的过度倒圆。车1000.120..34柱体上的倒角C1.5。
工序Ⅴ
半精车、精车90右端面。车槽3×2。倒角C7×45和C1×45。
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
工序Ⅵ 精车1000.120..34左端面、90右端面
工序Ⅶ
粗铣、精铣90柱体的两侧面。工序Ⅷ 钻Φ4孔，铰Φ6孔。工序Ⅸ 钻 49孔。
工序Ⅹ
磨削B面，即 外圆面、100工序Ⅺ
磨削外圆面 1000.120..340.120..34右端面、90左端面。，90。
工序Ⅻ
磨削90突台距离轴线24.87mm的侧平面。工序ⅩⅢ 刻字刻线。工序XIV 镀铬。
工序XV 检测入库。2.工艺路线方案二
工序Ⅰ
粗车 1000.120..34柱体右端面。
工序Ⅱ 粗加工Φ20孔：钻中心孔Φ18，扩孔Φ19.8。
工序Ⅲ 粗车 100柱体右端面，粗车 90柱体左端面，半精车 100左、右端面、90左端面，精车 100左端面、90左端面，粗车外圆 45、100、90，半精车外圆 45、90、100、，车 100柱体的倒角，车 45 柱体的过度倒圆。
工序Ⅳ 粗车、半精车、精车 90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆 外圆及倒角。
工序Ⅴ 粗铰Φ19.94。精铰Φ20。
工序Ⅵ 精车1000.120..34左端面、90右端面。
工序Ⅶ 铣Φ90上两平面
1、粗铣两端面。
2、精铣两端面。工序Ⅷ 钻 Φ4孔，铰Φ6孔 工序Ⅸ 钻 4×Φ9透孔
工序Ⅹ 磨右Φ45外圆，外圆Φ100，外圆Φ90。磨B面，即 左Φ45外圆面、Φ100右端面、Φ90左端面
工序Ⅺ 磨Φ90上距轴心24平面 工序Ⅻ B面抛光 工序XIII 刻字刻线
工序XIV Φ100外圆镀铬 工序XV 检验入库 3.工艺方案的比较与分析
上述两种工艺方案的特点在于：方案一是先粗加工表面的毛坯，基本按照加
0.045工原则来加工的，先粗加工半精加工精加工。给钻200孔确定基准，确
0.0450.045保孔的行位公差，不过一次性加工好200，同时零件200要求很高的，7
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
在后面的加工会对它的精度的影响，并且1002000.0450.120..34左端面和90右端面要与轴有一定位置公差，这样很难保证它们的位置的准确性。而方案二是只0.045给200钻孔保证底座平面度，不过钻头的下钻时不能准确定位，会影响2000.045的位置公差，从而也影响后面加工的1000.120..34左端面和90右端面的端
0.045面跳动。不过在方案二中200粗钻扩和铰是分开加工，粗铰Φ19.94。
2、精铰Φ20，放在精车1000.120..34左端面、90右端面前面，这样确保1000.120..34左端面
0.045和90右端面要与200轴有一定位置公差。综合的方案如下：
工序Ⅰ Φ100粗车左端面。粗车Φ90左侧面。粗车Φ100外圆。粗车左Φ45外圆。Φ100粗车右端面。
工序Ⅱ 粗车右Φ45右端面。粗车Φ90右侧面。粗车右Φ45外圆。粗车Φ90外圆。
工序Ⅲ 钻中心孔Φ18。扩孔Φ19.8 工序Ⅳ 半精车Φ100左端面。半精车Φ90左侧面。半精车Φ100外圆。半精车左Φ45外圆。半精车Φ90外圆并倒角C1.5。车过渡圆角R5。半精车Φ100右侧面。倒角C1.5。
工序Ⅴ 半精车右Φ45。半精车Φ90右侧面。半精车右Φ45外圆、右端面。倒角C7。切槽3×2。
工序Ⅵ 粗铰Φ19.94。精铰Φ20。
工序Ⅶ 精车Φ100左端面。倒角1×1.5（Φ20）。精车Φ90右侧面。倒角1×1.5 工序Ⅷ 粗铣Φ90两端面。精铣两端面 工序Ⅸ 钻 Φ4孔，铰Φ6孔 工序Ⅹ 钻 4×Φ9透孔
工序Ⅺ 磨外圆Φ100，右Φ45外圆，外圆Φ90。磨B面，即 左Φ45外圆面、Φ100右端面、Φ90左端面
工序Ⅻ 磨Φ90上距轴心24mm平面 工序XIII B面抛光 工序XIV 刻字刻线 工序XV 镀铬
工序XVI 检验入库。
总工艺方案的分析：本方案基本克服了一二方案的缺点，继承它们的优点。可以做到先粗加工半精加工精加工，20020，放在精车100要与2000.0450.120..340.045粗钻扩和铰是分开加工，粗铰Φ19.94。
2、精铰Φ
0.120..34左端面、90右端面前面，这样确保1000.045左端面和90右端面轴有一定位置公差。可以确保200加工面精度。
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“CA6140车床法兰盘”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.6kg，生产类型大批量，金属型铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.车100外圆表面加工余量及公差。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取外圆表面长度余量均为2Z=6mm（均为双边加工）
车削加工余量为： 粗车: 2× 2.5mm 半精车: 2×0.3mm 精车 : 2×0.2mm
0.12公差：径向的偏差为mm 0..342.车 100、90、45端面和90、45外圆表面加工余量： 粗车
2× 2mm 半精车 2×0.3mm 精车 : 2×0.2mm 3.钻孔（20）
查《工艺手册》表2.2～2.5，先钻出来直径是18mm, 工序尺寸加工余量： 钻孔
18mm 扩孔
0.9mm 粗铰孔 0.07 mm 精铰
0.03mm
0.045公差：径向的偏差为0mm
4.钻孔（9）
一次性加工完成，加工余量为2Z=9mm 5.铣削加工余量：
0.045粗铣：9mm（离200中心轴为34 mm）
精铣：2 mm
0.045粗铣：18mm(离200中心轴为24 mm)精铣：3 mm 其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
（五）确定切屑用量及基本工时
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
工序Ⅰ
(一).粗车Ф100左端面（1）选择刀具
选用93°偏头端面车刀，参看《机械制造工艺设计简明手册》车床选用C365L转塔式车床，中心高度210mm。参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角为6°，主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5，刃倾角为－10°。
（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量ap
粗车的余量为2mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度6mm，所以一次走刀完成即ap=2mm。（b）确定进给量f 查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度ap=2mm，则进给量为0.8~1.2mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－3查取横向进给量取f =0.92mm/r。
(c)选择磨钝标准及耐用度
根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后刀面最大磨损量为0.8~1.0mm。焊接车刀耐用度T=60min。
(d)确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（180~199HBS），ap =2mm，f =0.92mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.28，查得切削速度的修正系数为：
Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V’ = V×Ktv×Kkv×Kkrv×Kmv×Ksv×KTv
（5-1）
=1.05×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60
=44m/min 其中：Ktv为刀具材料改变时切削速度的修正系数。
KTv为刀具耐用度改变时切削速度的修正系数。
Kkv为切削方式改变时切削速度的修正系数。
Kkrv为车刀主偏角改变时切削速度的修正系数。
Kmv为工件材料的强度和硬度改变时切削速度的修正系数。
Ksv为毛胚表面状态改变时切削速度的修正系数。
则：
n = 1000V’/（ЛD）=140r/min
（5-2）按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与140r/min相近似 的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V = 42.7m/min。
(e)校验机床功率
车削时功率P 可由《切削用量简明手册》表1.25查得：在上述各条件下切削功率P =1.7~2.0KW，取2.0KW。由于实际车削过程使用条件改变，根据《切削用量简明手册》表1.29-2，切削功率修正系数为：Kkrfz = 0.89,Krofz= Kλsfz =1.0,Krζfz=0.87。
其中：Kkrfz为主偏角变化时切削力的修整系数。
Krofz为车刀前角变化时切削力的修整系数。
Kλsfz为刃倾角变化时切削力的修整系数。
Krζfz为车刀刀尖圆弧半径变化时切削力的修整系数。
CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计
则：修整后的
P’ = P×Kkrfz×Krofz×Kλsfz×Krζfz
（5-3）
= 1.55KW 根据C365L车床当n =136r/min时，车床主轴允许功率PE=7.36KW。因P’
（f）校验机床进给机构强度
车削时的进给力Ff可由《切削用量手册》查表得Ff=1140N。由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》查得车削过程的修正系数：Kkrf=1.17, Krof=1.0,Kλsf =0.75,则:
Ff =1140 ×1.17 ×1.0 ×0.75=1000N 根据C365L车床说明书(《切削用量简明手册》),进给机构的进给力Fmax=4100N(横向进给)因Ff 综上，此工步的切削用量为：ap =2mm，f =0.92mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。（3）计算基本工时： 按《机械制造工艺设计简明手册》表7-1中公式计算：刀具行程长度L=(d-d1)/2+L1+L2+L3。 其中：L1为刀具切入长度。 L2为刀具切出长度。 L3为试切附加长度。 由于车削实际端面d1=0mm,L1=4mm,L2=2mm,L3=0mm，则： L=（d－d1）/2+L1+L2+L3 （5-4）=（106-0）/2+4+2+0=59mm。 T= L×i /(f×n) （5-5）=59×1÷(0.92×136)=0.47min（其中i为进给次数。） (二).粗车Ф90左端面 （1）选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。（2）确定切削用量（a）确定背吃刀量ap 粗车的余量为2mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即ap=2mm。0.92(b)确定进给量f 查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25㎜^2、工件直径90mm、切削深度ap =2mm，则进给量为0.6~0.8 mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－3查取横向进给量取f =0.73mm/r。 (c)确定切削速度V： 根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（180~199HBS），ap=2mm，f =0.73mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量手册》表 1.25，查得切削速度的修正系数为：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则：n =1000V’/ЛD=155r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与155r/min相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =38.4m/min。 综上，此工步的切削用量为：ap =2mm，f =0.73 mm/r, n =136r/min, V =38.4m/min。（3）计算基本工时： CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 L=(95－50)/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1÷(0.73×136)=0.267min。 （三).粗车Ф100外圆（1）选择刀具： 90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角－10°，刀尖圆弧直径0.5mm。（2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量 粗车外圆，加工余量为2.5mm(半径值)，一次走刀，则ap=2.5mm。 (b)确定进给量 由《切削用量简明手册》HT200，ap=2.5mm,工件直径为100mm，则f=0.8~1.2 mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.92 mm/r。 (c)选择刀具磨钝标准及耐用度 由《切削用量手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0 mm，焊接耐用度T=60min。 (d)确定切削速度V： 根据《切削用量简明手册》表1.11查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.5mm、f =0.92mm/r、车刀为YG6硬质合金查得),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：Ktv=KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’=1.33×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=49.5 m/min 则：n = 157.6r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与157.5r/min相近的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 57.5m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =2.5mm，f =0.92 mm/r, n =183r/min, V =57.5m/min。(3)计算基本工时： T=(12+3+3+0)×1/(0.92×183)=0.107min。 (四).粗车左端Ф45外圆 （1）选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。（2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量 粗车外圆加工余量2mm（半径值），一次走刀，ap=2mm.。（b）确定进给量： 由《切削用量简明手册》材料HT200刀杆16×25㎜^2，工件直径50㎜，切深2mm,则 f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r.（c）确定切削速度V: 查《切削用量简明手册》，YG6硬质合金加工HT200（180-199HBS）,ap=2mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数： Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的： V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min 则：n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V机=45.5m/min.综上：ap =2mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。(3)计算工时 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 T=(30+5+5+0)/（0.41×322）=0.303min.(五).粗车Ф 100右端面 (1）选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。（2）确定切削用量: （a）确定背吃刀量ap: 粗车的余量为2mm由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm所以一次走刀完成即a =2mm。(b)确定进给量： 查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度ap =2mm，则进给量为0.8~1.2 mm/r。再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－3查取横向进给量取f =0.92mm/r。 (c)确定切削速度V： 根据《切削用量简明手册》表1.11当用YG6硬质合金车刀加工HT200（180~199HBS），ap =2mm，f =0.92mm/r，查出V =1.05m/s。由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，根据《切削用量简明手册》表1.25，查得切削速度的修正系数为： Ktv=KTv =1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =1.05×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=44m/min 则：n =140r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与140r/min相近的机床转速n =136r/min,则实际切削速度V =42.7m/min。 综上，此工步的切削用量为：ap =2mm，f =0.92 mm/r, n =136r/min, V =42.7m/min。（3）计算基本工时： L=(101－46)/2+4+0+0=31.5mm T=31.5×1÷(0.92×136)=0.252min。 工序Ⅱ （一）.粗车右边Φ45右端面 (1)选择刀具 与粗车Ф100左端面的刀具相同。(2)确定切削用量： （a）确定背吃刀深度ap.粗车加工余量为2mm.由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成，则取ap=2mm。 （b）确定进给量f: 根据《切削用量手册》加工材料HT200车刀刀杆尺寸16×25㎜^2工件直径45mm，切削深度2mm，属<3mm，则进给量为0.4--0.5mm/r,再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。 （c）确定切削速度V： 根据《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200，180—199HBS =2mm，f机=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变，各修正系数： Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min, 则n= 350.47r/min,按C365L车床转速（〈机械制造工艺设计简明手册〉表4.2-2）选择与13 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 350.47 r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V= 45.7m/min(3)计算基本工时 L =50/2+4+2=31mm，T= 31×1/（0.41×322）=0.235min.（二）.粗车Φ90右端面 (1)选择刀具：同上 (2)确定切削用量：0.108（a）确定背吃刀深度ap.粗车加工余量为2.0mm,可以一次走刀完成，则:ap=2.0mm。（b）确定进给量f 根据《切削手册》切深ap=2.0mm,属于<3mm，则进给量f为0.6—0.8mm/r,再根据C365L及其〈机械工艺〉f=0.73mm/r.（c）确定切削速度V 直径￠90mm,ap=2mm,f=0.73mm/r查V=1.18m/s.修正系数： KTv=1.0,Ktv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=1.0,Ksv=0.85，Kkv=1.0, 则Vc =1.18×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×60=43.93m/min, 则n =155.45r/min.按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与155.45r/min相近n=136r/min,则实际切削速度V=38.4m/min(3)计算基本工时： L＝(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn （5-6）=[(95-50)/2+0+4+0＝26.5mm T=[(d-d1)/2+ L1+ L2+ L3]/fn （5-7）=[(95-46)/2+0+4+0]/(0.73×136)=0.267min.（三）.粗车右端Ф45外圆 （1）选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。（2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量 粗车外圆加工余量2.0mm（半径值），一次走刀，ap=2.0mm.。（b）确定进给量： 由《切削用量简明手册》材料HT200，工件直径50㎜，切深2.0mm,则 f为0.4—0.5mm/r,由《机械制造工艺设计简明手册》f=0.41mm/r.（c）确定切削速度V:查《切削用量简明手册》表12，YG6硬质合金加工HT200（180-199HBS）,ap=2.5mm,f=0.41mm/r有V=1.33m/s,修正系数： Ktv=KTv= 1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85=49.5m/min 则：n=350r/min,取标准n机=322r/min,则V=45.5m/min.综上：ap =2.0mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.5m/min。(3)计算工时 T=(41+3+3+0)/0.41×322=0.356min(四）.粗车Ф90外圆 （1）选择刀具：与粗车Ф100外圆同一把。(2）确定切削用量 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 （a）确定背吃刀量 粗车外圆，加工余量为2.0mm,一次走刀，则ap=2.0mm。(b)确定进给量 由《切削用量简明手册》HT200，ap=2.0mm,工件直径为90mm，则f=0.6~0.8mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取f =0.76mm/r。 (c)确定切削速度V 根据《切削用量手册》表12查取：V=1.33m/s(由180~199HBS、asp=2.0mm、f =0.76mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变,查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =1.33×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=49.5m/min 则：n =1000×49.5/3.14×90=175.2r/min，按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与157.5r/min相近的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = 51.7m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =2.0mm，f =0.76mm/r, n =183r/min, V =51.7m/min。(3)计算基本工时： T=(9+3+3+0)×1/(0.76×183)=0.108min。 工序Ⅲ (一)钻Ф18孔 （1）机床选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用Z535立式钻床。 （2）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用直径18mm高速钢标准锥柄麻花钻。 （3）切削用量选择： 查《切削用量简明手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取f =0.72mm/r。查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min则n =371.36r/min 按机床选取n =400r/min,故V =3.14×18×400/1000=22.6m/min(4)计算基本工时： 由《机械制造工艺设计简明手册》表7-5中公式得 T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+11+0)/(0.72×400)=0.3542min。 (二)扩Ф19.8孔 （1）刀具选择：选用直径19.8mm高速钢标准锥柄扩孔钻。（2）确定切削用量： 查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》Z535立式钻床进给量取f =0.96mm/r。扩孔时的切削速度，由公式：V扩=（1/2~1/3）V钻 查《切削用量简明手册》取V =0.35m/s=21m/min V扩=（1/2~1/3）V钻=7～10.5m/min则：n=112.5~168.8r/min(3)计算基本工时： T=(91+14+2)/(0.96×140)=0.871min。 按机床选取n =140r/m,故V = 3.14×19.8×140/1000=8.7m/min 工序Ⅳ CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 （一）半精车Ф100左端面 （1）选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。(2）确定切削用量：（a）确定背吃刀量： 半精车余量为z=0.3mm,可一次走刀完成，ap=0.3mm。 （b）确定进给量： 由《机械制造工艺设计简明手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.18~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。 （c）确定切削速度VC： 根据《切削用量简明手册》表1.11查得3：V=2.13m/min(由180~199HBS、ap=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则：n = 252r/min，按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与252r/min相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V = 3.14×100×238/1000=74.7m/min。 （3）计算基本工时： L=（101－19.8）÷2+4+2+0=46.6mm T= 46.6÷(0.24×238)=0.816min。 （二）半精车Ф90左端面 （1）选择刀具：与粗车Ф100左端面同一把。（2）确定切削用量： （a）确定背吃刀量： 加工余量为z=0.3mm, 一次走刀完成，ap=0.3mm。 （b）确定进给量： 由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。 （c）确定切削速度V： 根据《切削用量手册》表1.11查取：VC=2.02(由180~199HBS、asp=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ = 2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则：n = 266r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与266r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 3.14×90×322/1000=91.0m/min。综上，此工步的切削用量为：a =0.3mm，f =0.24mm/r, n =322r/min, V =91.0m/min。 （3）计算基本工时： L =（91－46）/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1/(0.24×322)=0.34min。 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 （三）半精车Ф100右端面 （1）选择刀具：与半精车Ф100左端面同一把。（2）确定切削用量：（a）确定背吃刀量： 加工余量为z=0.3mm,可一次走刀完成，ap=0.3mm。 （b）确定进给量： 由《机械制造工艺设计手册》表3—14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.2~0.35mm/r,再根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。 （c）确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11查取：V=2.02m/min(由180~199HBS、asp=0.45mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60 =75.2m/min 则：n = 239r/min，按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与239r/min相近的机床转速n =238r/min,则实际切削速度V =3.14×100×238/1000=74.7m/min。 （3）计算基本工时： L=（100.4－45.1）/2+4+0+0=31.65mm T=L×i/(f×n)=31.65×1/(0.24×238)=0.554min。 （四）半精车Ф100外圆 （1）选择刀具： 90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。 (2)确定切削用量 （a）确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为0.3mm（半径值）,一次走刀，则asp=0.3mm。(b)确定进给量 由《切削用量简明手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《机械制造工艺设计简明手册》表4.1—2查取f =0.28mm/r。 （c）选择刀具磨钝标准及耐用度：后刀面磨钝标准为0.8~1.0,耐用度为T=60min。 (d)确定切削速度V 根据《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则：n =1000×79.3/(3.14×100)=252.5r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与252.5r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 101.1m/min。 综上，此工步的切削用量为：ap =0.3mm，f =0.28mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 (3)计算基本工时： T=(9.7+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.174min。 （五）半精车左边Φ45 外圆 (1)选择刀具：用半精车￠100外圆车刀。(2)确定切削用量 (a)确定背吃刀 半精车外圆双边加工余量为0.6mm,一次走刀成,asp=0.9/2＝0.3mm.(b)确定进给量f 查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r.(c)确定切削速度V 查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上： Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min 则：n =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min.综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min.(3)计算工时 T=(30.3+5+5+0)×1/(0.28×550)=0.262min.（六）半精车Ф90外圆 （1）选择刀具：与半精车Ф100外圆同一把。（2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量 半精车外圆，加工余量为0.6mm,一次走刀，则asp=0.6/2=0.3mm。 (b)确定进给量 由《切削用量手册》表3.14得f=0.2~0.3mm/r。再由《简明手册》表4.1—2查取f =0.28mm/r。 (c)确定切削速度V： 根据《切削用量简明手册》表1.11查取：VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.55mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’=2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则: n =1000×79.3/(3.14×90)=280.6r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与280r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V = 91m/min。 综上，此工步的切削用量为：ap=0.3mm，f =0.28mm/r, n =322r/min, V =91m/min。(3)计算基本工时： T=(9+3+3+0)×1/(0.28×322)=0.166min。 其中L=9mm，L1=3mm，L2=3mm，L3=0mm，i=1 （七）倒角（Ф90） （1）选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。 （2）切削用量: 背吃刀量ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。 V =80m/min, n =1000×80/3.14×90=283r/min 18 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 按C365L说明书：n =238r/min, V =3.14×238×90/1000=67m/min(3)基本工时：由工人操控，大约为0.03min。 （八）倒角（Ф100） （1）选择刀具：90°焊接式直头外圆车刀，刀片厚度5mm，YG6硬质合金，前刀面带倒棱形，主偏角90°，前角10°，后角6°，副偏角8°，刃倾角0°，刀尖圆弧直径0.5mm。 （2）切削用量: 背吃刀量ap=1.5mm,手动进给，一次走刀。 V =80m/min, n =1000×80/3.14×100=254.7r/min 按C365L说明书：n =238r/min, V = 3.14×238×100/1000=74.7 m/min。(3)基本工时：由工人操控，大约为0.03min。 （九）车过渡圆R5(1)刀具选择 YG6硬质合金成形车刀R=5mm。（2）确定切削用量 （a）确定背吃刀量：ap=z=5mm,一次走完成。（b）确定进给量：手动进给。 （c）确定切削速度n=430r/mm V=60.76m/min（3）计算基本工时 T≦0.05min,即工人最慢加工速度。 工序Ⅴ （一）半精车右边Φ45右端面 (1)选择刀具 与半精车Ф100左端面的刀具相同。(2)确定切削用量： （a）确定背吃刀深度ap.半精车加工余量为0.3mm。由于刀杆截面取最大吃刀深度为6mm,一次走刀完成，则取ap=0.3mm。 （b）确定进给量f: 根据《切削用量手册》加工材料HT200车，工件直径46mm，切削深度0.5mm，属<3mm，则进给量为0.4--0.5mm/r,再根据C365L车床及《机械制造工艺设计简明手册》查取横向进给量f=0.41mm/r。 （c）确定切削速度V： 根据《切削用量手册》表12当用YG6硬质加工HT200，180—199HBS =0.5mm，f=0.41mm/r查出Vc=1.33m/s.由于实际车削过程使用条件改变，各修正系数： Ktv=1.0,KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =1.33×60×1.0×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85 =49.520m/min, 则n= 350.47 r/min,按C365L车床转速（〈机械制造工艺设计简明手册〉表4.2-2）选择与350.47 r/min相近转速为322r/min,则实际切削速度V= 45.7m/min(3)计算基本工时 L=（46－19.8）/2+4+2=19.1mm, T= 19.1×1/（0.41×322）=0.145min.（二）半精车Ф90右端面 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 （1）选择刀具：选用93°偏头端面车刀，参看《切削用量简明手册》选择车刀几何形状，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°，后角为6°，主偏角93°,副偏角为10°,刀尖角圆弧半径0.5，刃倾角为－10°。 （2）确定切削用量（a）确定背吃刀量 加工余量为z=0.3mm,可一次走刀完成，asp=0.3mm。（b）确定进给量 由《机械制造工艺手册》表3.14表面粗糙度Ra3.2，铸铁，副偏角10°，刀尖半径0.5mm，则进给量为0.1~0.25mm/r,再根据《机械制造工艺简明手册》表4.2—3查取横向进量f =0.24mm/r。 （c）确定切削速度V 根据《切削用量手册》表12查取：V=2.02m/min(由180~199HBS、asp=0.3mm、f =0.24mm/r、车刀为YG6硬质合金)由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’=2.02×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=75.2m/min 则：n =266r/min,按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与266r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =91.0m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =0.3mm，f =0.24mm/r, n =322r/min, V =91.0m/min。 （3）计算基本工时： L=（90.4－45.4）/2+4+0+0=26.5mm T= 26.5×1/(0.24×322)=0.34min。 （三）半精车右边Ф45外圆 选择刀具：用半精车￠90外圆车刀 （1）确定切削深度 半精车外圆，一次走刀，则ap=0.3mm。 (2)确定进给量 查《机械工艺》f取0.2—0.3mm/r,由表4-1-2，f=0.28mm/r.(3)确定切削速度V 查《切削手册》表12取2.13m/s,修正系数同上： Vc = 2.13×60×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0=79.3m/min, 则：n =561.2r/min取车床转速为550r/min,则实际切削速度Vc=77.75m/min.综上：ap=0.3mm,f=0.28mm/r,n=550r/min,Vc=77.75m/min.(4)计算基本工时： T=（40.8+3+3+0）×1/(0.28×550)＝0.304min。 （四）倒角（Φ45 右侧） (1)用端面车刀加工余量7mm，背吃刀量 ap=3.5mm,手动进给，两次走刀。V=60m/min,则：n给=424.6r/min,按取n =430r/min,则V=60.79m/min(2)计算基本工时：由工人操控，大约为0.10min （五）车3×2退刀槽 (1)选择刀具：选择90°切槽刀，车床C365L转塔式车床高210mm,故刀杆尺寸16×20 给 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 25mm,刀片厚度取3mm,选用YG6刀具材料，前刀面形状为平面带倒棱型，前角为10°,后角8°，主偏角90°，副偏角3°，刀尖圆弧半径0.2--0.5取0.5mm,刃倾角0°。 (2)确定切削用量：(a)确定背吃刀深度 : ap=z=2.16mm,一次走刀完成。 (b)确定进给量f: 根据《切削用量手册》切深为3mm,属于〈=3mm,f=0.4—0.5mm/r.按《机械制造工艺设计简明手册》中C365L车床取f=0.41mm/r.(c)选择车刀磨钝标准及耐用度：根据《切削用量手册》表10，取车刀后面最大磨损量为0.8--1.0mm,焊接刀耐用度T=60min。 (d)确定切削速度V: 根据《切削用量手册》，YG6,180—199HBS, ap<=4mm,f=0.41mm/r,V=1.50m/s, 修正系数： KTv=1.0,Kmv=0.89,Ksv=0.85,Ktv=1.0,Kkrv=1.0,Kkv=1.0 则Vc=1.50×60×1.0×0.89×0.85×0.73×1.0×1.0=49.7m/min, 则：n =351.6r/min,按C365L车床转速（见《机械制造工艺设计简明手册》表）选择与351.6相近的转速n=322r/min,则实际切削速度为V=45.52m/min,最后决定切削用量为 ap=3.6mm,f=0.41mm/r,n=322r/min,V=45.52m/min.(3)计算基本工时： T= [(45-41)/2+4+0+0]/(0.41×322)=0.0454min 工序Ⅵ （一）、粗铰Ф19.94 （1）刀具选择： 直径19.94mm高速钢锥柄几用铰刀。后刀面磨钝标准为0.4~0.6mm，耐用度T=60min（2）确定切削用量： 背吃刀量ap=0.07mm 查《切削用量简明手册》得：f=1.0~2.0mm/r，取f=1.60mm/r。 参看《机械制造工艺设计简明手册》表3-48V=6.37m/min则：n=1000×6.37/(3.14×19.94)=101.7r/min按机床选取n =140r/min则：V = 3.14×140×19.94/1000=8.788m/min(3)计算基本工时： T=(91+14+2)/(1.60×140)=0.4777min。 （二）、精铰Ф20 （1）刀具选择： 直径20mm高速钢锥柄机用铰刀 （2）确定切削用量： 背吃刀量ap=0.03mm。切削速度与粗铰相同，故n =140r/mmin。由《切削用量简明手册》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.22 mm/r V= 3.14×140×20／１０００＝8.796r/min(3)计算基本工时： T=(91+14+2)/(1.22×140)=0.626min 工序Ⅶ （一）精车Ф100左端面 （1）选择刀具：与半精车Ф100左端面同一把。 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 （2）确定切削用量 (a)确定背吃刀量 加工余量为0.16mm，一次走刀完成，则ap=0.16mm。（b）确定进给量 查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r(c)确定切削速度V 查《切削用量手册》表1.11，取VC=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.16mm、f =0.52mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min 则：n = 1000×79.3÷(3.14×100)=252r/min，按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与252r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =101.1m/min。 综上，此工步的切削用量为：ap =0.16mm，f =0.23mm/r, n =322r/min, V =101.1m/min。 (3)计算基本工时： L=（100.4-20）/2+4+2+0=46.2mm.T= 46.2×1÷(0.23×322)=0.624min （二）、精车Ф90右端面 （1）刀具选择：与半精车Ф100左端面同一把。 （2）确定切削用量 (a)确定背吃刀量 加工余量为0.16mm，一次走刀完成，则asp=0.16mm。（b）确定进给量 查《机械制造工艺手册》表3—14得f=0.2~0.3mm/r,再由表4—12,f =0.23mm/r(c)确定切削速度V 查《切削用量手册》表12，取V=2.13m/s(由180~199HBS、asp=0.16mm、f =0.23mm/r、车刀为YG6硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数： Ktv=1.0 KTv=1.0,Kkv=1.0,Kkrv=0.73,Kmv=(190/HBS)^1.25=1.0,Ksv=0.85,Kkv=1.0。则修正后的 V’ =2.13×1.0×1.0×0.73×1.0×0.85×1.0×1.0×60=79.3m/min n =280r/min 按C365L车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－2）选择与252r/min相近的机床转速n =322r/min,则实际切削速度V =91m/min。 综上，此工步的切削用量为：a =0.16mm，f =0.23mm/r, n =322r/min, V =91m/min。(3)计算基本工时： L=（90.4－45.4）÷2+4+0+0=26.5mm.T=26.5×1÷(0.23×322)=0.3578min （三）倒角（内孔左侧） （１）刀具选择：用倒Ф１００左端面的车刀。（２）确定切削用量： 背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。Ｖ＝３０m/min，a n ＝１０００×３０／（３.14×20）=477.7r/min由机床说明书，n ＝４３０r/min 22 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 则：V =3.14×430×20/1000=27.02m/min(3)计算基本工时：由工人操控，大约为0.03min.（三）倒角（内孔右侧） （１）刀具选择：同上。（２）确定切削用量 背吃刀量ap=1.0mm,手动一次走刀。Ｖ＝３０m/min，则：n =477.7r/min 由机床说明书，n＝４３０r/min V’= 3.14×430×20/1000=27.02m/min(3)计算基本工时：由工人操控，大约为0.03min.工序Ⅷ （一）粗铣Ф90两侧面 （1）刀具选择 根据《机械制造工艺设计简明手册》表3.1及铣刀样本手册，选锯片铣刀，外径160mm,内径32mm,B=3mm,Z=28mm（2）切削用量 ap=B=3mm，右边走刀6次，左边走刀3次。 （3）选X61W卧式铣床，使用专用夹具。由《切削手册》表3.5当机床功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁f=0.14-0.24mm/r,取f=0.14mm/r。 （4）选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据《切削用量手册》表3.7,铣刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm,由《切削用量手册》表3.8,铣刀直径d0=160mm,则硬质合金盘铣刀T=150min.（5）确定切削速度Vc 由《切削手册》表3,13,当取Vc=130m/min时n =258.6r/min。根据X61W机床说明书(见《切削用量手册》表3.23)取主轴转速n机=255r/min.则实际切削速度为V =128m/min 当n=255r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度V=fm=f×z×n=0.14×28×255=999.6mm/min.由X61W机床说明书(见《切削用量手册》表3.23)取V=980mm/min（6）计算基本工时 L(距离24mm面)=72mm，L（距离34mm面）=54mm，L1=[ap×(D-ap)]^0.5+(1~2) （5-8） =[3×(160-3)]^0.5+2=23.7mm，L2=2~5=5 T(距离24mm面)=(L+L1+L2)×i/fm =(72+23.7+5)×6/980=0.6165 min T(距离34mm面)=(L+L1+L2)×i/fm =(54+23.7+5)×3/980=0.2532min(二)精铣两侧面 (1)工序要求 左边端面表面粗糙度Ra=3.2,选X63卧式铣床,使用专用夹具.选择刀具:由《机械制造工艺设计简明手册》表5.45及铣刀杆手册,选两把高钢镶齿三面刃铣刀,铣刀外径d0=160mm,d=40mm,L=20mm,Z=22mm(由《切削用量手册》表4.1, 4.2)(2)确定铣削深度 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 由于左边余量为2mm,右边余量为3mm，所以左边二次走刀完成,右边三次走刀完成，则ap=1mm.(3)确定每齿进给量fz 由《切削用量手册》表3.3在X63铣床功率为10kw(《切削用量手册》表3.25),工艺系统刚性为低,用高速钢成形盘铣刀加工时,选每齿进给量fz=0.08mm/z(4)选铣刀磨钝标准及刀具耐用度 根据《切削手册》表3.7铣刀后刀面最大磨损量为0.2mm,由《切削用量手册》表3.8铣刀直径d0=160mm,则T=150min (5)确定切削速度Vc 由《切削用量手册》表3.11,取Vc=30 m/min,Kmv=0.9,Ksv=1.0,Kzv=0.8, Vc =30×0.9×1.0×0.8=21.6m/min 则：nc =43r/min 查X63机床说明书(见《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39)选取主轴转速n=47.5r/min.则实际切削速度为Vc’=23.87m/min,当n机=47.5r/min时,工作台每分进给量fm=Vf=fz×z×n=0.08×22×47.5=83.6mm/min 由X63机床说明书《机械制造工艺设计简明手册》(表4.2-40)选取铣床工作台进给量Vf =fm=75mm/min(6)计算基本工时 L(距离24mm面)=76.13mm, L（距离34mm面）=58.96mm，L1=[1×(160-1)]^0.5+2=14.6mm，L2=2~5=5 则：T(距离24mm面)=(L+L1+L2)×i/fm =(76.13+14.6+5)×3/980=0.293 min T(距离34mm面)=(L+L1+L2)×i/fm =(58.96+14.6+5)×2/980=0.16min 工序Ⅸ (一)钻Ф4孔 选用Z35型摇臂钻床。（1）刀具选择： 由《机械制造工艺设计简明手册》选用直径4mm高速钢标准锥柄麻花钻。（2）确定切削用量： 查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.20mm/r.由《切削用量手册》取V =21m/min,则n=1671.1r/min ,由Z35钻床取n =1700r/min，故VC = 21.36m/min.(3)基本工时： L1=(D-d1)/2×cotKr+（1~2）（5-9）=3mm，L2=2mm，L=12.5mm 则：T=(L+L1+L2）/（f×n）0.05147min(二)铰Ф6孔 （1）刀具选择： 直径6mm高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6mm,耐用度T=60min。（2）确定切削用量： （a）加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。 (b)确定切削速度： CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 KV=1，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3 则：V = 8.9576m/min 得n =474.56r/min 取n =420 r/min 则：V =7.92 m/min（3）基本工时： L1=13~15=14mm，L2=2~4=3 mm，L=7mm T=(L+L1+L2）/（f×n）=0.21978min 工序Ⅹ (一)钻4×Ф9 选用Z35型摇臂钻床（1）刀具选择 选用直径9mm高速钢标准锥柄麻花钻。 （2）确定切削用量 4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取f=0.40mm/r.由《切削用量手册》，取V查=0.36m/s=21.6m/min 由钻床说明书，取n机=850r/min,故V=24.03 m/min（3）计算基本工时： L1=8mm，L2=0mm，L=8mm T=4×(L+L1+L2）/（f×n）=0.188min 工序Ⅺ 选用M131W万能磨床,使用专用磨床夹具。 (一)磨削Ф45外圆 （1）选择砂轮 查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：P平行砂轮，砂轮尺寸300×50×203，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。 （2）确定切削用量 砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.径向进给量 fr=2.58×10^(-3)×d^0.3×K1×K2/(fa×v×T^0.5)（5-10） = 2.58×10^(-3)×45^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.052mm （3）计算基本工时 T=（Zb×A/ftm+K×t）×k（5-11）=(0.04×1/0.052+1.1×0.16)×0.8=0.7565min d－工件直径 K1－砂轮直径的修正系数 K2－工件材料的修正系数 v－工件速度 T－砂轮常用合理耐用度 (二)磨削外圆Ф100（1）选择砂轮 选用磨削Ф45外圆同一砂轮。 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 （2）确定切削用量 砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.径向进给量 fr=2.58×10^(-3)×100^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.066mm（3）计算基本工时 T=(0.04×1/0.066+1.1×0.05)×0.8=0.5288min Zb－单面加工余量 A－切入次数 ftm－切入法磨削进给量 K－考虑加工终了时的无火花光磨以及为消除加工面宏观几何形状误差二进行的局部修磨的系数。 t－光整时间 k－光整时间的修正系数(三)磨削Ф 90外圆 （1）选择砂轮 选用磨削Ф45外圆同一砂轮。（2）确定切削用量 砂轮速度n=2670r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=50mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.6B=30mm.径向进给量 fr= 2.58×10^(-3)×90^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.064mm/r （3）计算基本工时 T=(0.04×1/0.064+1.1×0.04)×0.8=0.5352min (四)磨削B面即：磨削Ф45同时靠磨两端面 选用M120W万能外圆磨床，使用专用夹具，选用切入磨法。（1）砂轮选择 查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：PZA单面凹带锥砂轮，砂轮尺寸300×40×127，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s。 （2）确定切削用量 砂轮速度n=2200r/min(查《机械制造工艺设计手册》表3-107)，工件速度v=0.3m/s(表3-101)，砂轮宽度B=40mm，则轴向进给量fa=(0.5~0.8)B=0.75B=30mm./r 径向进给量 fr=2.58×10^(-3)×45^0.3×1.4×1.75/（30×0.3×1800^0.5=0.052mm/r(3)计算基本工时 T=(0.05×1/0.052+1.65×0.16)×0.8=0.98min 工序XII （一）磨削Ф90突台距离轴线24mm的侧平面 选用机床：卧轴矩台平面磨床MM7112并使用专用夹具。MM7112功率为1.5kw,工作台纵向移动速度2.5~18m/min(1)选择砂轮 查《机械制造工艺设计手册》表3.2-1，表3.2-2，表4.2-30得砂轮选择结果为：P平行26 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 砂轮，砂轮尺寸200×20×75，TH黑碳化硅磨料，X橡胶结合剂，60#磨料粒度。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为T=1800s (2)确定砂轮速度 n=2810r/min(3)轴向进给速度（即磨削进给量fa） 查《工艺设计实训教程》表1.2-25: fa=（0.5~0.8）B （5-12）=（0.5~0.8）×20=10~16 mm/r取：fa =10mm/r(4)径向进给量（磨削深度fr） 查《工艺设计实训教程》表1.2-25得：fr=0.01~0.02mm 则取：径向进给量 fr=0.01mm/r，走刀4次.(5)确定基本工时 T=4×(76.13+20)×8×0.04×1.7/(1000×10×0.01×10)=0.209min 工序XIII B面抛光 工序XIV 刻线、刻字 工序XV Ф100外圆镀铬 工序XVI 检测入库 总结 通过设计，培养了我独立思考问题和解决问题的能力。树立了正确的设计思想，掌握了零件产品设计的基本方法和步骤。通过设计，使我能熟悉地查找和应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基础技能训练。同时，我还学会了许多Word的操作知识，CAD的操作能力也得到了很大的提高。 在这次设计也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法，让我们更好地理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。同时，也要感谢邓老师对我的关心和帮助。本设计是在邓老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成。他严谨的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在学业上邓老师给予我巨大前进动力。在此再向帮助过我的老师和同学致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参考文献 [1] 艾兴等编.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，1994.7 27 CA6140车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 [2] 王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.北京: 机械工业出版社，1985.11 [3] [4] [5] [6] 机械加工实用手册编写组编写.机械加工实用手册.北京: 机械工业出版社，1997.4 张世昌主编.机械制造技术基础.北京：高等教育出版社，2009重印 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2010重印 王先逵主编.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，2010重印 湖北文理学院 成绩_________ 机械制造技术课程设计 题 目 轴套零件的机械加工 工艺规程和夹具设计 院（系） 机械与汽车工程学院 班 级 机制 学生姓名 学 号 指导教师 二○一五 年 六 月 湖北文理学院 轴套零件的机械加工工艺规程和夹具设计 摘要:本设计是基于轴套零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。轴套零件的主要加工表面是外圆及孔系。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，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以孔系定位加工出平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。 关键词:轴套类零件，加工工艺，专用夹具，设计 湖北文理学院 目录 第一章 零件的分析......................................................................................................3 1.1零件的作用..........................................................................................................3 1.2 零件的工艺分析.................................................................................................3 1.3零件生产类型的选择..........................................................................................4 第二章 确定毛坯类型绘制毛坯简图........................................................................5 2.1选择毛坯............................................................................................................5 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量....................................................................5 2.3绘制毛坯-零件合图..........................................................................................5 第三章 工艺过程设计..................................................................................................7 3.1定位基准的选择..................................................................................................7 3.2零件各表面加工方法的选择..............................................................................7 3.3加工阶段的划分..................................................................................................8 3.4工序顺序安排......................................................................................................8 3.5 热处理工序及辅助工序的安排.........................................................................8 3.6确定总的工艺路线..............................................................................................9 3.7工艺装备的选择................................................................................................10 第四章 xxx机械加工工序设计...............................................................................11 4.1 工序简图的绘制...................................................................................11 4.2工序余量的确定....................................................................................11 4.3工序尺寸的确定....................................................................................12 4.4切削用量的确定....................................................................................12 4.5时间定额估算........................................................................................14 第五章 xxx专用夹具设计.......................................................................................15 5.1 夹具设计任务..................................................................................................15 5.2 拟订钻床夹具结构方案与绘制夹具草图......................................................15 5.3 绘制夹具装配总图..........................................................................................17 5.4夹具装配图上标注尺寸、配合和技术要求..................................................18 5.5夹具专用零件图设计绘制..............................................................................18 第六章 设计小结........................................................................................................20 参考文献......................................................................................................................21 湖北文理学院 第一章 零件的分析 1.1零件的作用 题目给出的零件是轴套。轴套的主要作用是传动连接作用，保证各轴能正常运行，并保证部件与其他部分正确安装。因此轴套零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 图1 轴套 1.2 零件的工艺分析 由轴套零件图可知。轴套是一个轴类零件，它的外表面上有2个平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （1）以外圆面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：φ54外圆面、φ30外圆面的加工；其中表面粗糙度要求为Ra1.6m。 （2）以φ20孔为主要加工表面的孔。这一组加工表面包括：φ20孔为主要加工表面的孔，粗糙度为Ra1.6m端面。 （3）其他各个小孔，3-φ5.5孔，φ20孔 湖北文理学院 1.3零件生产类型的选择 由以上分析可知。该轴套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，对于轴套来说，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。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。轴套孔系加工方案，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，应选择价格最低的机床。 湖北文理学院 第二章 确定毛坯类型绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯 零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为45钢、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择锻造成型。 2.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量 （1）确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的造型，查取《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5，“轴套”零件材料采用灰锻铁制造。材料为45钢，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。 （2）面的加工余量。 根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为1.7~3.4mm，现取2.0mm。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取0.28mm。 精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为1mm。差等级选用CT7。再查表2.3.9可得锻件尺寸公差为1.6mm。 2.3 绘制毛坯-零件合图 毛培图如图2-1 湖北文理学院 图2-1 毛坯图 湖北文理学院 第三章 工艺过程设计 3.1定位基准的选择 1、粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）保证各重要支承的加工余量均匀； （2）保证装入轴套的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以轴套的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。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，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。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承孔时，孔加工余量一定是均匀的。 2、精基准的选择 从保证轴套孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证轴套在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从轴套零件图分析可知，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，虽然它是轴套的装配基准，但因为它与轴套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。 3.2零件各表面加工方法的选择 粗车φ54外圆及右端面 55mm 粗车φ54左端面 粗车φ54左端面Ra12.5um,控制尺寸32mm 精车φ54外圆及右端面Ra1.6um,控制尺寸 粗车φ54外圆及右端面Ra12.5um,控制尺寸精车φ54外圆及右端面 54mm 精车φ54左端面 精车φ54左端面Ra1.6um,控制尺寸32mm 钻扩铰φ20mm孔 钻扩铰φ20mm孔Ra1.6um 粗车B面和φ30外圆面 粗车B面和φ30外圆面 精车B面和φ30外圆面 精车B面和φ30外圆面Ra1.6um 铣侧面尺寸50 铣侧面尺寸50 Ra6.3um，湖北文理学院 3.3加工阶段的划分 轴套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。 3.4工序顺序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。轴套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轴套加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的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粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。对于轴套，需要精加工的是孔前后端平面。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支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在8090c的含0.4%—1.1%苏打及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200mg。 3.5 热处理工序及辅助工序的安排 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在8090c的含0.4%—1.1%苏打及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200mg。 湖北文理学院 3.6确定总的工艺路线 根据以上分析过程，现将轴套加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 粗车φ54外圆及右端面 粗车φ54外圆及右端面Ra12.5um,控制尺寸55mm 20 粗车φ54左端面 粗车φ54左端面Ra12.5um,控制尺寸32mm 30 精车φ54外圆及右端面 精车φ54外圆及右端面Ra1.6um,控制尺寸54mm 40 精车φ54左端面 精车φ54左端面Ra1.6um,控制尺寸32mm 50 钻扩铰φ20mm孔 钻扩铰φ20mm孔Ra1.6um 60 粗车B面和φ30外圆面 粗车B面和φ30外圆面 70 精车B面和φ30外圆面 精车B面和φ30外圆面Ra1.6um 80 钻孔3-φ5.5 钻孔3-φ5.5 Ra12.5um, 90 铣侧面尺寸50 铣侧面尺寸50 Ra6.3um, 100钳工去毛刺 110 检验入库 工艺路线二： 粗车φ54外圆及右端面 粗车φ54外圆及右端面Ra12.5um,控制尺寸55mm 20 粗车φ54左端面 粗车φ54左端面Ra12.5um,控制尺寸32mm 钳工去毛刺 检验入库 精车φ54外圆及右端面 精车φ54外圆及右端面Ra1.6um,控制尺寸54mm 40 精车φ54左端面 精车φ54左端面Ra1.6um,控制尺寸32mm 50 粗车B面和φ30外圆面 粗车B面和φ30外圆面 60 精车B面和φ30外圆面 精车B面和φ30外圆面Ra1.6um 70 钻扩铰φ20mm孔 钻扩铰φ20mm孔Ra1.6um 80 钻孔3-φ5.5 钻孔3-φ5.5 Ra12.5um, 90 铣侧面尺寸50 铣侧面尺寸50 Ra6.3um, 100钳工去毛刺 钳工去毛刺 湖北文理学院 检验入库 以上加工方案 大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，从提高效率和保证精度这两个前提下，发现该方案一比较合理。综合选择方案一： 粗车φ54外圆及右端面 粗车φ54外圆及右端面Ra12.5um,控制尺寸55mm 20 粗车φ54左端面 粗车φ54左端面Ra12.5um,控制尺寸32mm 检验入库 精车φ54外圆及右端面 精车φ54外圆及右端面Ra1.6um,控制尺寸54mm 40 精车φ54左端面 精车φ54左端面Ra1.6um,控制尺寸32mm 50 钻扩铰φ20mm孔 钻扩铰φ20mm孔Ra1.6um 60 粗车B面和φ30外圆面 粗车B面和φ30外圆面 70 精车B面和φ30外圆面 精车B面和φ30外圆面Ra1.6um 80 钻孔3-φ5.5 钻孔3-φ5.5 Ra12.5um, 90 铣侧面尺寸50 铣侧面尺寸50 Ra6.3um, 100钳工去毛刺 110 检验入库 钳工去毛刺 检验入库 3.7工艺装备的选择 所选刀具为YG6硬质合金可转位外圆车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6140机床的中心高为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。选择车刀几何形状为卷屑孔带倒棱型前刀面，前角V0=120，后角0=60，主偏角Kv=900，副偏角Kv'=100，刃倾角s=00，刀尖圆弧半径rs=0.8mm。 湖北文理学院 第四章 xxx机械加工工序设计 4.1 工序简图的绘制 工序卡如图4-1所示 图4-1 工序卡 4.2工序余量的确定 (1)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用的造型，查取《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5，“轴套”零件材料采用灰锻铁制造。材料为45钢，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。 （2）面的加工余量。 湖北文理学院 根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为1.7~3.4mm，现取2.0mm。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取0.28mm。 精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为1mm。差等级选用CT7。再查表2.3.9可得锻件尺寸公差为1.6mm。 4.3工序尺寸的确定 工序70 精车B面和φ30外圆面Ra1.6um 4.4切削用量的确定 工序70 精车B面和φ30外圆面Ra1.6um ①.确定切削深度ap 由于单边余量为2.5mm，可在一次走刀内完成，故 ap=②.确定进给量f 根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4 刀杆尺寸为16mm25mm，ap4mm，工件直径100～400之间时，进给量f=0.5～1.0mmr 按CA6140机床进给量（表2.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知： f=0.7mmr 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，CA6140机床进给机构允许进给力Fmax=3530N。 根据表1.21，当强度在174～207HBS时，ap4mm，f0.75mmr，Kr=450时，径向进给力：FR=950N。 2.5=1.25mm 2切削时Ff的修正系数为KroFf=1.0，KsFf=1.0，KkrFf=1.17（表1.29—2），湖北文理学院 故实际进给力为： Ff=9501.17=1111.5N 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选f=0.7mmr可用。 ③.选择刀具磨钝标准及耐用度 根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1.5mm，车刀寿命T=60min。 ④.确定切削速度V0 切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。 根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当YT15硬质合金刀加工硬度200～219HBS的锻件，ap4mm，f0.75mmr，切削速度V=63mmin。 切削速度的修正系数为Ktv=1.0，Kmv=0.92，Ksv0.8，KTv=1.0，KKv=1.0（见表1.28），故： V0'=VtKv=631.01.00.920.841.01.0（3-12）48mmin 1000Vc'100048==120rmin（3-13）n=127D根据CA6140车床说明书选择 n0=125rmin 这时实际切削速度Vc为： Vc=Dnc1000=127125100050mmin（3-14） ⑤.校验机床功率 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由《切削用量简明使用手册》表1.25，HBS=160～245，ap3mm，f0.75mmr，切削速度V50mmin时，湖北文理学院 PC=1.7kw 切削功率的修正系数kkrPc=0.73，Kr0Pc=0.9，故实际切削时间的功率为： PC=1.70.73=1.2kw 根据表1.30，当n=125rmin时，机床主轴允许功率为PE=5.9kw，PCPE，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为： ap=1.25mm，f=0.7mmr，n=125rmin=2.08rs，V=50mmin 4.5时间定额估算 计算基本工时 tl nf由《切削用量简明使用手册》表1.26，车削时的入切量及超切量y+=1mm，则L=32+1 tm= 33=1.4min 1250.7 湖北文理学院 第五章 xxx专用夹具设计 5.1 夹具设计任务 车床夹具主要用于加工精车B面和φ30外圆面夹具。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。 （1）安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动 定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。 角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。 花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形孔，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。 （2）安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。 由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以零件在车床上加工用专用夹具。 5.2 拟订钻床夹具结构方案与绘制夹具草图 （1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求 湖北文理学院 当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。 当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。 工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。 （2）夹具与机床主轴的连接 车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。 心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。 根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式： 1)对于径向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用杆拉紧，如图1-a所示。这种连接方式定心精度较高。 2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。 图1-b所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，并用纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上，用钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。 对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图1-c所示，过渡盘在其长 湖北文理学院 锥面上配合定心，用活套在主轴上的母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。 图1-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有0.05～0.1mm的间隙，用钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好。 图5-1 车床夹具与机床主轴的连接 过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为锻铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册 5.3 绘制夹具装配总图 夹具装配体如图5-2所示 湖北文理学院 图5-2夹具装配体 5.4 夹具装配图上标注尺寸、配合和技术要求 1.零件加工表面不应有划痕,擦伤等损伤零件表面的缺陷。2.本夹具用于CA6140车床,加工Ø30的孔和Ø35的内沟槽。3.工件以V形块和带摆动V形块的回转式螺旋压板机构加紧。4.通过拧开铰链上的螺母拉开压板拆卸零件。 5.5 夹具专用零件图设计绘制 夹具体装配体如图5-3所示 湖北文理学院 图5-3夹具体 湖北文理学院 第六章 设计小结 通过近一个月的课程设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。 本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：（1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。 （2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。 （3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。 湖北文理学院 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减速器箱体盖设计加工工艺及夹具设计 设 计 者 学 号 指导教师 汪洪峰 信息工程学院 2013 年月日 机械设计说明书 摘 要 初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成了一项工程基本训练。运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决减速器箱体盖零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法。对减速器箱体盖零件工序进行了夹具设计，学会了工艺装备设计的一般方法，提高了结构设计的能力。 机械设计说明书 前 言 《机械制造工程原理课程设计》是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。 对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。 由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。 机械设计说明书 目 录 摘 要..............................................................2 第一章: 概 述......................................................5 第二章：零件工艺的分析..............................................6 2.1 零件的工艺分析.........................................6 2.2 确定毛坯的制造形式.........................................6 2.3 箱体零件的结构工艺性........................................6 第三章：拟定箱体加工的工艺路线......................................7 3.1 定位基准的选择...........................................7 3.2 加工路线的拟定.........................................7 第四章：机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定......................8 4.1．毛坯的外廓尺寸.............................................8 4.2．加工的工序尺寸及加工余量...................................8 第五章： 确定切削用量及基本工时....................................9 5.1.粗铣上窥视孔面.............................................9 5.2.粗铣结合面................................................10 5.3.磨分割面..................................................11 5.4.钻孔......................................................12 第六章：专用夹具的设计 6．1 粗铣下平面夹具............................................14 6.2 粗铣前后端面夹具设计......................................15 参考文献...........................................................18 结 论...........................................................19 机械设计说明书 第一章: 概 述 箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求.由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等.箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯.毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量.机械设计说明书 第二章：零件工艺的分析 2.1 零件的工艺分析 2.1.1 要加工孔的孔轴配合度为H7，2.1.2 表面粗糙度为Ra小于1.6um,圆度为0.0175mm,垂直度为0.08mm,同2.1.3 轴度为0.02mm。其它孔的表面粗糙度为Ra小于12.5um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um。 2.1.3 盖体上平面表面粗糙度为Ra小于12.5um,端面表面粗糙度为Ra小于3.2um，2.1.4 机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra小于3.2um，2.1.5 结合处的缝隙不2.1.6 大于0.05mm，机体的端面表面粗糙度为Ra小于12.5um。 2.2 确定毛坯的制造形式 由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用HT20-40，由于零件年生产量2万台，已达到大批生产的水平，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。 2.3 箱体零件的结构工艺性 箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意： 2.3.1 本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。 2.3.2 箱体的内端面加工比较困难,结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。2.3.3 为了减少加工中的换刀次数,箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，机械设计说明书 第三章：拟定箱体加工的工艺路线 3.1 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。3.1.1 精基准的选择 根据大批大量生产的减速器箱体通常以顶面和两定位销孔为精基准，机盖以下平面和两定位销孔为精基准，平面为330X20mm，两定位销孔以直径6mm,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。3.1.2基准的选择 加工的第一个平面是盖或低坐的对和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同部分上很不规则，因而在加工盖回底座的对和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用凸缘的不加工面为粗基准。故盖和机座都以凸缘A面为粗基准。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面的变形。 3.2 加工路线的拟定 分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于： 整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和低座分别进行加工，而后再对装配好的整体箱体进行加工。第一阶段主要完成平面，紧固孔和定位空的加工，为箱体的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。 机械设计说明书 第四章：机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： 4.1．毛坯的外廓尺寸 见图纸《箱体零件毛坯图》 考虑其加工外廓尺寸为485×176×155mm，表面粗糙度要求RZ为3.2um，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等级7—9级，取7级，加工余量等级取F级确定，毛坯长：485+2×3.5=492mm 宽：176+2×3=182mm 高：155+2×2.5=160mm 4.2．加工的工序尺寸及加工余量 ① 钻4-Φ6mm孔 钻孔：Φ5mm，2Z=5 mm，ap=2.5mm 扩孔：Φ6mm，2Z=1mm，ap=0.5mm ② 钻6-Φ10mm孔 钻孔：Φ10mm，2Z=10 mm，ap=5mm ③ 攻钻M10mm孔 钻孔：Φ10mm，2Z=10 mm，ap=5mm 攻孔：M10mm 机械设计说明书 第五章： 确定切削用量及基本工时 5.1.粗铣上窥视孔面 ⑴ 加工条件： 工件材料：灰铸铁 加工要求：粗铣箱盖上顶面，保证顶面尺寸3 mm 机床：卧式铣床X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20 量具：卡板 ⑵ 计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为125 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,可一次铣削，切削深度ap=2.5mm 确定进给量f： 根据《工艺手册》），表2.4—75,确定fz=0.2mm/Z 切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表2.4—86,取nw=37.5r/min, 故实际切削速度为： V=πdwnw /1000=26.5(m/min)当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为： fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)(5-2)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=125+3+2=130mm 故机动工时为： tm =130÷150=0.866min=52s 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15×52=7.8s 其他时间计算： 6%×（tb+tx)=6%×(52+7.8)=3.58s 故工序5的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=63.4s 9 机械设计说明书 5.2.粗铣结合面 ⑴ 加工条件： 工件材料：灰铸铁 加工要求：精铣箱结合面，保证顶面尺寸3 mm 机床：卧式铣床X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20 量具：卡板 ⑵ 计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为330 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削，切削深度ap=2.45mm 确定进给量f：根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.4—75,确定 fz=0.2mm/Z 切削速度： 参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表2.4—86,取nw=37.5r/min;由公式（5-1）得 故实际切削速度为： V=πdwnw /1000=26.5(m/min)当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为： fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=330+3+2=335mm 故机动工时为： tm =335÷150=2.23min=134s 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15×134=20.1s 其他时间计算： tb+tx=6%×(134+20.1)=9.2s 故工序6的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s 10 机械设计说明书 5.3.磨分割面 工件材料：灰铸铁 加工要求：以底面及侧面定位，装夹工件，磨分割面，加工余量为0.05mm机床：平面磨床M7130 刀具：砂轮 量具：卡板 ⑴ 选择砂轮 见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为 WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）⑵ 切削用量的选择 砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s 轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)工件速度Vw =10m/min 径向进给量fr =0.015mm/双行程 ⑶ 切削工时 根据《工艺手册》可知 式中L—加工长度，L=330mm b—加工宽度，230mm Zb——单面加工余量，Zb =0.0 5mm K—系数，1.10 V—工作台移动速度（m/min） fa——工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）辅助时间为： tf=0.15tm=0.15×162=24.3s 其他时间计算： tb+tx=6%×(162+24.3)=11.2s 故该工序的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =162+24.3+11.2=197.5s 机械设计说明书 5.4.钻孔 ⑴ 钻4-Φ6mm孔 工件材料：灰铸铁 加工要求：钻4个直径为6mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用Φ5mm的麻花钻头走刀一次，扩孔钻Φ6mm走刀一次 Φ5mm的麻花钻：f=0.25mm/r（《工艺手册》2.4--38) v=0.53m/s=31.8m/min（《工艺手册》2.4--41)ns=1000v/πdw=405(r/min)按机床选取nw=400r/min,（按《工艺手册》3.1--36）所以实际切削速度 Φ6mm扩孔：f=0.57mm/r（《工艺手册》2.4--52） v=0.44m/s=26.4m/min（《工艺手册》2.4--53）ns=1000v/πdw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min,（按《工艺手册》3.1--36）所以实际切削速度 由于是加工2个相同的孔，故总时间为 T=2×(t1 +t2)=2×(10.8+10.8)=86.4s 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15×86.4=12.96s 其他时间计算： tb+tx=6%×(86.4+12.96)=5.96s 故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =86.4+12.96+5.96=105.3s ⑵ 钻6-Φ10mm孔 工件材料：灰铸铁 加工要求：钻6个直径为10mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用Φ10mm的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r v=0.44m/s=26.4m/min ns =1000v/πdw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min,（按《工艺手册》3.1--36）所以实际切削速度 机械设计说明书 由于是加工6个相同的孔，故总时间为 T=6×t=6×20.4=102.4 s 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15×81.6=12.2s 其他时间计算： tb+tx=6%×(81.6+12.2)=5.6s 故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =81.6+12.2+5.6=99.5s ⑶ 钻M10mm孔 工件材料：灰铸铁 加工要求：攻钻4个公制螺纹M10mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：Φ10mm的麻花钻10丝锥 钻M10的孔 f=0.15mm/r v=0.61m/s=36.6m/min ns=1000v/πdw=466(r/min)按机床选取nw=400r/min, 作为实际切削速度 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15×90=13.5s 其他时间计算： tb+tx=6%×(90+13.5)=6.2s 故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s 攻M10mm孔 v=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度 V=4.9(m/min)故机动加工时间： l=19mm, l1 =3mm,l2 =3mm, t=(l+l1+l2)×2/nf×4=1.02(min)=61.2s 辅助时间为： 机械设计说明书 tf=0.15tm=0.15×61.2=9.2s 其他时间计算： tb+tx=6%×(61.2+9.2)=4.2s 故单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =61.2+9.2+4.2=74.6s 故该工序的总时间： T=105.3+99.5+109.7+74.6=389.1s 第六章：专用夹具的设计 6．1 粗铣下平面夹具 6.1.1 问题的指出 为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 对于机体加工工序5粗铣机体的下平面，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。6.1.2 夹具设计 （1）定位基准的选择： 由零件图可知，机体下平面与分割面的尺寸应保证为240mm，故应以蜗轮轴承孔及分割面为定位基准。为了提高加工效率，决定采用两把镶齿三面刃铣刀对两个面同时进行加工。同时，为了降低生产成本，此夹具采用手动夹紧。（2）定位方案和元件设计 根据工序图及对零件的结构的分析，此夹具定位以V形块上四个支承钉对蜗杆轴承孔与两个支承钉及一个双头浮动支承钉对磨合面同时进行定位。所选用的四个支承钉尺寸为，两个支承钉的尺寸为，浮动支承钉见夹具设计剖面图。（3）夹紧方案和夹紧元件设计 根据零件的结构和夹紧方向，采用螺钉压板夹紧机构，在设计时，保证： 1）紧动作准确可靠 采用球面垫圈，以保证工件高低不一而倾斜时，不使螺钉压弯。压板和工件的接触面应做成弧面，以防止接触不良或改变着力点而破坏定位。 一般采用高螺母，以求扳手拧紧可靠，六角螺母头也不易打滑损坏。支柱的高低 机械设计说明书 应能调节，以便适应工件受压面高低不一时仍能正确夹紧。2）操作效率高 压板上供螺钉穿过的孔应作成长圆孔，以便松开工件时，压板可迅速后撤，易于装卸。压板下面设置弹簧，这样压板松开工件取走后，仍受弹力托住而不致下落。螺旋夹紧机构各元件均已标准化，其材料，热处理要求和结构尺寸都可以查表求得。 （4）切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20 则F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz(《切削手册》)查表得：d0=225mm,Z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06)÷225=6705N 查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故 : FL=0.8 FE =0.8×6705=5364N FV=0.6 FE=0.6×6705=4023N FX =0.53 FE=0.53×6705=3554N 当用两把铣刀同时加工铣削水平分力时： FL/ =2FL=2×5364=10728N 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系数，2.5 K2—加工性质系数，1.1 K3—刀具钝化系数，1.1 K2—断续切削系数，1.1 则F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×10728 =35697N 选用螺旋—板夹紧机构，故夹紧力 fN=1/2 F/ f为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f=0.25 则 N=0.5×35697÷0.25=71394N（5）具设计及操作的简要说明 在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋—板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）。 6.2 粗铣前后端面夹具设计 本夹具主要用来粗铣减速箱箱体前后端面。由加工本道工序的工序简图可知。粗铣前后端面时，前后端面有尺寸要求，前后端面与工艺孔轴线分别有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求Rz3.2。本道工序仅是对前后端面 机械设计说明书 进行粗加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。6.2.1 定位基准的选择 在进行前后端面粗铣加工工序时，顶面已经精铣，两工艺孔已经加工出。因此工件选用顶面与两工艺孔作为定位基面。选择顶面作为定位基面限制了工件的三个自由度，而两工艺孔作为定位基面，分别限制了工件的一个和两个自由度。即两个工艺孔作为定位基面共限制了工件的三个自由度。即一面两孔定位。工件以一面两孔定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为支承板，两销为一短圆柱销和一削边销。为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对汽车变速箱箱体的前后端面同时进行粗铣加工。同时为了缩短辅助时间准备采用气动夹紧 6.2.2 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。由加工工艺孔工序简图可计算出两工艺孔中心距。由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为: 所以两工艺孔的中心距为，而两工艺孔尺寸为。 根据《机床夹具设计手册》削边销与圆柱销的设计计算过程如下（1）、确定两定位销中心距尺寸 及其偏差（2）、确定圆柱销直径 及其公差（—基准孔最小直径）取f7 所以圆柱销尺寸为（3）、削边销的宽度b和B（由《机床夹具设计手册》）（4）、削边销与基准孔的最小配合间隙 其中： —基准孔最小直径 —圆柱销与基准孔的配合间隙（5）、削边销直径 及其公差 按定位销一般经济制造精度，其直径公差带为，则削边销的定位圆柱部分定位直径尺寸为。（6）、补偿值 6.2.3 定位误差分析 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：（1）、移动时基准位移误差 =0.009+0.027+0.016 =0.052mm(2)、转角误差 6.2.4 铣削力与夹紧力计算 根据《机械加工工艺手册》可查得： 当用两把铣刀同时加工时铣削水平分力 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 即：（u=0.25） 计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力 即： 取k=3.3275 F/=3.3275Χ42054.4=139936N 机械设计说明书 6.2.5 夹紧装置及夹具体设计 为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用气动夹紧装置。工件在夹具上安装好后，气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工件。 根据所需要的夹紧力F/=139936N，来计算气缸缸筒内径。 气缸活塞杆推力 其中：P—压缩空气单位压力（取P=6公斤力/） —效率（取） Q=F/=13993.6公斤力 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。整个夹具的结构夹具装配图3所示。 6.2.6 夹具设计及操作的简要说明 本夹具用于减速器箱体前后端面的粗铣。夹具的定位采用一面两销，定位可靠，定位误差较小。其夹紧采用的是气动夹紧，夹紧简单、快速、可靠。有利于提高生产率。工件在夹具体上安装好后，压块在气缸活塞的推动下向下移动夹紧工件。当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞的作用下松开工件，即可取下工件。由于本夹具用于变速箱体端面的粗加工，对其进行精度分析无太大意义。所以就略去对其的精度分析。 机械设计说明书 参 考 文 献 邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京： 机械工业出版社 2004，8 赵志修 主编 机械制造工艺学 北京： 机械工业出版社 1984，2 孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京：冶金工业出版社 2002，12 李洪 主编 机械加工工艺手册 北京： 北京出版社 1990，12 邓文英 主编 金属工艺学 北京： 高等教育出版社 2000 黄茂林 主编 机械原理 重庆： 重庆大学出版社 2002，7 丘宣怀 主编 机械设计 北京： 高等教育出版社 1997 储凯 许斌 等主编 机械工程材料 重庆： 重庆大学出版社 1997，12 廖念钊 主编 互换性与技术测量 北京： 中国计量出版社 2000，1 10，乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京： 机械工业出版社 1992，12 11，李庆寿 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 1983，4 12，陶济贤 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 1986，4 13，机床夹具结构图册 贵州：贵州人民出版社 1983，7 14，龚定安 主编 机床夹具设计原理 陕西：陕西科技出版社，1981,7 15，李益民 主编 机械制造工艺学习题集 黑龙江： 哈儿滨工业大学出版社 1984, 7 16, 周永强等 主编 设计指导北京： 中国建材工业出版社 2002,12 机械设计说明书 结 论 在本次毕业设计中，我们将设计主要分为两大部分进行：工艺编制部分和夹具设计部分。 在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。其中，工序机床的进给量，主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。 在夹具设计部分，首先需要对工件的定位基准进行确定，然后选择定位元件及工件的夹紧，在对工件夹紧的选择上，我用了两种不同的夹紧方法，即：粗铣下平面用的是螺钉压板夹紧机构，粗铣前后端面时用的是气动夹紧机构，两种方法在生产中都有各自的优点和不足，但都广泛运用在生产中。然后计算铣削力以及夹紧工件需要的夹紧力，这也是该设计中的重点和难点。 通过这次毕业设计，使我对大学里所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，对今后毕业出去工作都有很大的帮助。另外，在这次设计当中，指导老师刘麦荣老师在大多数时间牺牲自己的宝贵休息时间，对我们进行细心的指导，我对他们表示衷心的感谢！在这次毕业设计中，我基本完成了毕业设计的任务，达到了毕业设计的目的，但是，我知道自己的设计还有许多不足甚至错误，希望老师们能够谅解，谢谢！第四篇：轴套零件的机械加工工艺规程和夹具设计
第五篇：减速器箱体盖加工工艺及夹具设计小批量生产
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