最终传动箱盖铣平面夹具设计.docx
《最终传动箱盖铣平面夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最终传动箱盖铣平面夹具设计.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
最终传动箱盖铣平面夹具设计
航空制造工程学院
机械制造装备实训
课程名称：
机械制造装备
设计课题：
最终传动箱盖
专业：
机械设计制造及其自动化班级：
姓名：
学号：
评分：
指导老师：
（签字）
年月日
机械制造装备实训任务书
题目：
设计“最终传动箱盖”零件的机械加工技术规程（大批生产）
设计要求：
1、铸件应消除内应力。
2、铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷。
3、未注明铸造圆角R2～3。
4、去毛刺、锐棱。
5、材料：
HT150。
内容：
1.课程设计说明书1份
2.最终传动箱盖零件图1张
3.夹具装配图1张
目录
序言………………………………………………………………………………………1
一、零件的分析………………………………………………………………………1
（一）零件的作用………………………………………………………………1
（二）零件的分析………………………………………………………………1
二、工艺规程设计………………………………………………………………………2
（一）确定毛坯的制造形式………………………………………………………2
（二）基面的选择…………………………………………………………………2
（三）制定工艺路线………………………………………………………………2
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………………3
（五）加工基本时间（机动时间）………………………………………………4
2.1粗铣底面…………………………………………………………………4
3.1粗铣上端面…………………………………………………………………5
3.2半精铣………………………………………………………………………6
4.1钻孔…………………………………………………………………………6
4.2扩孔…………………………………………………………………………7
5.1攻螺纹………………………………………………………………………7
6.1加工倒角……………………………………………………………………8
7.1钻扩孔………………………………………………………………………8
8.1半精绞精绞孔………………………………………………………………9
9.0锪平…………………………………………………………………………9
（六）数控编程……………………………………………………………………10
三、总结………………………………………………………………………………11
四、参考文献…………………………………………………………………………12
序言
机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学的机械基础知识、基础技术以及大部分专业课之后进行的.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总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们的大学生活中占有重要的地位。
课程设计的主要目的：
（1）通过课程设计使我们综合运用机械制造技术基础课程及相关的必修课程的知识，起到巩固、融会贯通及拓展有关机械制造方面的知识的作用，树立正确的设计思路；
（2）通过课程设计的实践，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力，使我们掌握机械零件的设计、加工及检验的方法；
（3）提高了我们的设计和分析能力，如计算能力、绘图能力、计算机辅助设计能力等，同时，也使我们熟悉设计资料及手册的使用
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的学习工作打下一个良好的基础。
一、零件分析
（一）、零件的作用
最终传动箱盖位于车床传动机构中，主要防止灰尘和外面的环境影响起到密封的作用，使机床的传动能够精确的按照要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
最终传动箱盖给保证最终的传出速度提供的一个密封的环境，使其不受其他因素的影响，更能够有效地润滑和运转，防止里面的零件快速的磨损。
（二）、零件的工艺分析
最终传动箱盖共有两处加工表面，其间有一定位置要求。
分述如下：
1.以上平面为基准加工下表面
这一组加工表面包括：
上下端面有平面度要求，上平面的孔有同轴度要求且下面的孔φ16的平面有表面粗糙度要求
2.以下平面为基准加工孔φ16
这一组加工表面包括：
φ16的孔，以及其上下两个端面。
这两组表面有一定的位置度要求,即φ7的孔与φ14的孔有同轴度要求。
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
二、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
零件材料为HT150。
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，故选择铸件毛坯。
（二）基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工工艺过程中回问题百出，更有可能会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
（1）粗基准的选择。
对于零件而言，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对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则，现选取不加工外轮廓上表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这个主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。
本工艺路线只有第2工序需要用到粗基准，即工序2粗铣、半精铣底面，以上端面为粗基准。
其中φ16的圆柱面整个粗基准选择过程符合先粗后精和先面后孔的原则。
在整个加工过程是起到基准的作用；φ16内孔在钻孔时也起到粗基准的作用。
（2）精基准的选择。
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。
本工艺路线的精基准选择如下：
粗铣下端面，以上平面及φ16外围为基准；粗铣、半精铣上端面，以底面及φ16外围为基准；钻扩两孔φ16，以底面为基准；粗镗、半精镗孔φ16，以底面为粗基准；攻螺纹孔M16孔，以上端面为基准；钻孔φ7孔，以上端面为基准；精绞、精绞孔φ14，以φ7内孔为基准。
（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1铸造毛坯
工序2以底面为基准钻扩孔φ16
工序3以孔φ16为基准半精铣底面
工序4以底面为基准锪倒角2X45°攻螺纹M16
工序5以孔φ16为基准半精铣底面
工序6以底面为精基准粗铣半精铣上平面
工序7以上平面为精基准钻扩孔φ7
工序8以φ7中心线为基准钻扩孔φ14
工序9以φ14为基准锪平φ14
工序10去毛刺清洗
工序11终检
2、工艺路线方案二:
工序1铸造毛坯
工序2以上平面为粗基准粗铣底面
工序3以地面为精基准粗铣、半精铣上端面
工序4以上平面为精基准钻孔φ16
工序5扩孔和绞孔φ16孔并锪倒角2X45°
工序6以孔φ16中心线为基准攻螺纹M16
工序7再以上平面钻扩孔φ7。
工序8以孔φ7为基准钻扩孔φ14
工序9以孔φ7为基准锪平φ14
工序10去毛刺、清洗
工序11终检
3、工艺方案比较分析:
上述两方案:
方案一是先加工内孔φ16,再以φ16孔为基准加工底面，然后加工上平面,而方案二先加工底面,以底面为基准加工各面及φ16内孔.由方案一可见φ16孔为基准加工底面精度易于保证,再以底面为基准加工上平面及孔各面基垂直度要求,可保证便于定位加工，符合中批生产要求,而方案二较为合理适合于大批量生产。
因此，最后的加工路线确定如下：
工序1铸造毛坯
工序2粗铣、半精铣底面，以上平面为基准，选用X52K立式和专用夹具
工序3粗铣、半精铣上端面，以底面为基准
工序4准钻孔φ16，以底面及φ26外围为基准
工序5扩孔和绞孔φ16孔并锪倒角2X45°，以底面为基准选用Z3025摇臂钻床和专用夹具
工序6以孔φ16中心线为基准攻螺纹M16 选用T611卧式铣镗床和专用夹具。
工序7钻孔φ7/以上端面为基准选用Z3025摇臂钻床及
专用夹具
工序8以孔φ7为基准钻扩孔φ14选用Z3025摇臂钻床及
专用夹具
工序9以孔φ7为基准锪平φ14选用T611卧式铣镗床和专用夹具。
工序10去毛刺清洗
工序11终检,
（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
最终传动箱盖材料为HT150HB170¬—240，毛坯重量约6.0Kg生产中批采用金属型铸造毛坯。
依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
4.1孔表面（公差查《互换性与测量技术》p39表3-2）
表2-2孔的加工内容及余量
加工表面
加工
内容
加工
余量
精度等级
表面粗糙度/
工序余量
最小
最大
钻孔
10mm
IT10
12.5
9.960mm
10mm
扩孔
3mm
IT10
12.5
2.930mm
3.124mm
粗镗
1.8mm
IT10
3.2
1.73mm
1.924mm
半精镗
0.2
IT9
1.6
0.154mm
0.442mm
4.2平面工序尺寸（公差查《互换性与测量技术》p39表3-2）
表2-3表面加工的加工内容及余量
工序号
工序
内容
加工
余量
基本
尺寸
经济
精度
工序尺寸及偏差
工序余量
最小
最大
01
粗铣下端面T1
4mm
48mm
IT8
1.5mm
4.547mm
02
粗铣上端面T2
2mm
48mm
IT9
1.5mm
3.574mm
03
精铣上端面T2
1mm
48mm
IT7
1.5mm
2.525mm
（五）加工基本工时（机动时间）
工序2粗铣底面
2.1粗铣
1）、选择刀具：
根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：
铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。
2）、确定铣削深度ap：
单边加工余量Z=2，余量不大，一次走刀内切完，则：
ap=2mm
3）、确定每齿进给量fz:
根据《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。
现取：
fz=0.18mm/z
4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：
根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。
5）、确定切削速度Vc：
根据《切削手册》表3.16可以查Vc：
由ap=2mmfz=0.18mm/z，查得
Vc=77mm/zn=245mm/zVƒ=385mm/z
根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）
nc=255r/minVƒc=400mm/min（横向）
实际切削速度和齿进给量：
C=πd0n/1000=3.14×100×255/1000=80m
/min
Fzc=fc/（nc×Z）=400/255×10=0.157mm/z
6）、计算基本工时
tm=L/f
式中L=176mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则L=（176+35）=221mm故tm=221/400=0.55min
工序3粗铣半精铣上端面
3.1粗铣
1）、选择刀具：
根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：
铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。
2）、确定铣削深度ap：
单边加工余量Z=2，余量不大，一次走刀内切完，则：
ap=2mm
3）、确定每齿进给量fz:
根据《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。
现取：
fz=0.18mm/z
4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：
根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。
5）、确定切削速度Vc：
根据《切削手册》表3.16可以查Vc：
由ap=2mmfz=0.18mm/z，查得
Vc=77mm/zn=245mm/zVƒ=385mm/z
根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）
nc=255r/minVƒc=400mm/min（横向）
实际切削速度和齿进给量：
C=πd0n/1000=3.14×100×255/1000=80m/min
Fzc=fc/（nc×Z）=400/255×10=0.157mm/z
6）、计算基本工时
tm=L/f
式中L=176mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则L=（176+35）=221mm故tm=221/400=0.55min
3.2半精铣
1）、选择刀具：
根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10
2）、确定铣削深度ap：
由于单边加工余量Z=0.5，故一次走刀内切完，则：
ap=0.5mm
3）、确定每齿进给量fz:
由《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，半精铣取较小的值。
现取：
fz=0.14mm/z
4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：
根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。
5）、确定切削速度Vc：
根据《切削手册》表3.16可以查Vc：
由ap≤4mmƒz=0.14mm/z，查得：
Vc=110mm/zn=352mm/zVƒ=394mm/z
根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）
nc=380r/minVƒc=400mm/min（横向）
实际切削速度和每齿进给量：
C=πd0n/1000=3.14×100×380/1000=120m/min
Fzc=fc/（nc×Z）=400/380×10=0.105mm/z
6）、计算基本工时
tm=L/f
式中L=176mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则L=（176+35）=221mm故tm=221/400=0.55min
工序4钻扩孔φ16
4.1钻孔
1）、选择钻头
选择锥柄麻花钻（GB1438-85）查表d0=18
钻头几何形状（表2.1及表2.2）
双锥,修磨横刃螺旋角β=30°锋角2φ=100°后角α0=11°b=2mmL=4mm
2）、选择切削刀具
①进给量f
（1）按加工要求决定进给量:
根据表2.7d0=18mmf=0.43~0.53mm/r
由于L/d=30/18=1.67故应乘以孔深修正系数kcf=1
f=0.43~0.53mm/r
（2）按钻头强度决定进给量
根据表2-8当HBS=200d=18mm钻头强度允许的进给量f=1.6mm/r
（3）按机床进给机构强度决定进给量
根据表2.9当HBS>210d0=≤20.5机床进给机构允许的轴向力为6960N
（Z3025钻床允许的轴向力为7848N见《设计手册》表4.2-11）进给量为0.6mm/r
从以上三个进给量比较可看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为f=0.43~0.53mm/r
根据Z3025钻床,选择f=0.5mm/r
②决定钻头磨纯标准及寿命
由表2.12当d0=14时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命T=60min
③切削进度
由表2.15HBS170~240,f=0.5mm/rd>16c=16m/min
n=1000/πd0=1000×16/（3.14×20）=254.7r/min
④检验机床扭矩及功率
根据表2.20当f=0.5mm/rd0<19时mt=64.45N*M
根据Z3025钻床说明书当nc=250r/min时Mm=80N*M
根据表2.23当HBS200d0=20f=0.53mm/rc=16m/min时Pc=1.1KW
查《设计手册》表4.2-11PE=2.2KW
由于MCf=0.5min/rnc=250r/min c=16m/min
3）、计算基本工时
tm=L/nf
L=L+Y+Δ,L=30mm入切量及超切量由表2.29查出Y+Δ=10mm
tm=L/nf=（30+10）/（250×0.5）=0.32min
两孔tm=0.32×0.2=0.64min
4.2扩钻孔
（1）选择扩刀
选择硬质合金扩孔钻d0=19.8mm
钻头几何形状为r0=5°α0=8°kr=30°krζ=30°β=10°bα0=1mm
（2）选择进给量及切削进度
查《机械加工工艺手册》表11-15
切削速度=（1/2-1/3）钻
=（1/2-1/3）×16
=8～5.3m/min 取=6m/min
n=1000v/πd0=1000×6/3.14×20=95.5r/min
查表2.10d0=20HB=200时,f=0.9～1.1
根据Z3025钻床说明书选择f=1.0mm/r
（3）钻头磨纯标准及寿命
由表2.12当d0=20mm时,扩孔钻后刀面最大磨损限度为0.6mm寿命T=30min
tm=L/nf=L+Y+Δ/nf=（30+10）/（125×1）=0.23min
两孔tm=2×0.32=0.64min
工序5攻螺纹M16
切削速度vs=0.1m/s=6m/minfs=0.15mm/r
则ns=238r/min
按机床选取nw=19.5r/min则vw=4.9m/minfw=0.15mm/r
基本工时:
L=6mmL1=3mmL2=3mm 攻M16孔
tm1=（L+L2+L1）/nf=（6+3+3）/195=0.06min
两孔tm=2×0.06=0.12min
工序6φ16内孔2x45°倒角
选用卧式车床c620-1。
由于最后的切削宽度很大，故按成形车削制订进给量。
根据手册机车床取
F=0.08mm/r（见《切削手册》表1.8）
当采用高速钢车刀时，根据一般资料，确定切削速度V=16m/min
则
按机床说明书取
则此时切削速度为
切削工时L=5mmL1=3mm
工序7钻孔和扩孔φ7
一.钻孔φ7
1.锥柄麻花钻（GB1436-85）d=7.8mm
钻头几何形状为（表2.1及表2.2）双锥修磨横刃β=30°
2φ=118° be=3.5mmα0=12°ψ=55°
2.选择切削用量
（1）按加工要求决定进给量
根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
d0=7.8mm时f=0.36~0.44mm/r
由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则
f=（0.36~0.44）×0.95=0.34～0.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r
（2）决定钻头磨纯标准及寿命
由表2.12,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min
（3）决定切削速度
由表2.15硬度HBS200～219f=0.9mm/rd0<20mmc=22m/min
n=1000c/πd0=1000×22/（3.14×20）=350r/min
由钻床说明手册选取n=400r/min
3.计算工时
tm=L/nf=L+Y+Δ/nf=（32+10）/400×0.4=0.26min
两孔tm=2×0.26=0.52min
二.扩φ7孔
1.锥柄麻花钻（GB1436-85）d=5.2mm
钻头几何形状为（表2.1及表2.2）双锥修磨横刃β=30°
2φ=118° be=3.5mmα0=12°ψ=55°
2.选择切削用量
（1）按加工要求决定进给量
根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
d0=7.8mm时f=0.36~0.44mm/r
由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则
f=（0.36~0.44）×0.95=0.34～0.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r
（2）决定钻头磨纯标准及寿命
由表2.12,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min
（3）决定切削速度
由表2.15硬度HBS200～219f=0.9mm/rd0<20mmc=22m/min
n=1000/πd0=1000×22/（3.14×20）=350r/min
由钻床说明手册选取n=400r/min
3.计算工时
tm=L/nf=L+Y+Δ/nf=（6+10）/（400×0.4）=0.1min
两孔tm=2×0.1=0.2min
工序8半精绞精绞孔φ14
1.选择绞刀
查《设计手册》表3.1-19选用硬质合金锥柄机用绞刀（GB4252-64）d=20mm
2.选择进给量f
（1）绞刀磨纯标准及寿命
由表2.12,当d0=20mm时,绞刀后刀面最大磨损取为0.5mm寿命T=45min
（2）切削速度进给量f
查《切削手册》表2.25
铸铁硬度HBS200 d0=10~25mm ap=0.06~0.15mm
（半精绞ap=0.07mm精绞为ap=0.03mm均在此范围）
f=0.2~0.4mm/rc=10~15 m/min（无切削液）取c=15m/min
根据钻床进给量查《设计手册》表4.2-13取f=0.3mm/r
n=1000/πd0=1000×15/（3.14×20）=239r/min
查表4.2-12取nc=250r/min
3.计算工时
tm=L/nf=L+Y+Δ/nf=（
升级会员 