设计变速箱体零件的机械加工工艺规程及指定夹具设计.docx

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设计变速箱体零件的机械加工工艺规程及指定夹具设计

机械制造技术基础课程设计

班级：

学号：

姓名：

江南大学

机械制造技术基础课程设计任务书

题目：

设计“变速箱体”零件的机械加工工艺规程及指定夹具设计

内容：

零件图1张

毛坯图1张

机械加工工艺过程综合卡片1张

夹具装配图1张

机械加工工序卡片1套

夹具体零件图1张

课程设计说明书1份

生产纲领：

中批或大批生产（4000件/年）

班级：

机械0707

学号：

0401070713

学生：

姚方龙

序言

机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。

这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。

一零件的工艺分析及生产类型的确定

1、零件的作用

2、零件的工艺分析

3、零件的生产类型

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

1、选择毛坯

2、确定毛坯尺寸

3、毛坯图的绘制

三、选择加工方法，制定工艺路线

1、定位基准的选择

2、零件表面加工方法的选择

3、制定工艺路线

四、工序设计

1、选择加工设备和工艺装备

2、确定工序尺寸

五、确定切削用量及基本时间

箱体类零件的结构比较复杂，加工表面多，其主要加工表面是平面和孔。

通常平面的加工精度比较容易保证，而精度比较高的支承孔以及孔与孔之间、孔与平面之间的相互位置精度则比较难保证，往往成为生产中的关键。

所以在制定箱体加工工艺过程时，应该将如何保证孔的位置精度作为重点来考虑。

此外，还应该特别注意箱体的生产批量和工厂的具体生产条件。

一、零件的机械加工工艺设计

1、零件的作用

题目所给的零件是减速箱体，是装配基准件，支承孔用来支承两根轴，箱顶用箱盖（未画出）密封。

2、零件的工艺分析

通过对该箱体零件图的重新绘制，知原来的图样的视正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

该箱体需要加工的主要表面是三对支承孔、螺纹孔及底面（装配基准面）、顶面和左右外侧平面。

三对支承孔是垂直关系。

孔的公差为H7，表面粗糟度Ra1.6um、Ra3.2um、Ra6.3um。

3、零件的生产类型

根据设计题目知：

Q=4000台/件，；结合生产实际，备品率和废品率分别取0.1和0.01，带入公式（2-1）得生产纲领N=4000*1*（1+0.1）*（1+0.01）=4444件/年。

生产批量为大批量生产。

二、毛坯的选择和设计

1、选择毛坯

该箱体零件的结构形状比较复杂，生产批量大，所以毛坯选择铸件，零件材料为HT150。

为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸造后安排退火处理。

2、毛坯尺寸公差与机械教工余量的确定

根据箱体零件图计算轮廓尺寸，长180mm，宽170mm，高127mm,所以零件的最大轮廓尺寸为180mm。

由表5-1得，铸造方法选择机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到公差登记CT范围为8到12级，所以选择10级。

根据加工面的基本尺寸和铸件的公差等级CT，由表5-3查得公差带相对于基本尺寸对称分布。

由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到机械加工余量等级范围E到G级，取为F级。

对于所有加工表面的机械加工余量取同一个值，由表5-4查得最大轮廓尺寸为180mm、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2mm。

求毛坯尺寸：

R127=127+2*3.8+2=134.6

R130=130+2*1.8+2=135.6

R117=117+2*1.8+2=122.8

R15=15+2+1.1=18.1

R40=40-2*2-1.3=34.7

R35=35-2*2-1.3=29.7

R42=42-2*2.5-1.4=.6.7

根据毛坯尺寸绘制毛坯图。

三、选择加工方法，制定工艺路线

1、定位基准的选择

由于铸件没有预铸孔，不能选铸孔为粗基准。

考虑到底脚伸展面积大、厚度薄，上下均需要加工，可互为基准面加工上下两面，这样有利于保证上下面的加工质量。

底板侧面可以用底面和对面作定位，粗铣即可保证加工质量。

2、零件表面加工方法和工艺路线的确定

用上述精基准定位，加工两锥孔，后续加工可一面两销定位。

在镗模上精镗两对支承孔，能满足图纸要求的位置精度，且生产率比较高。

镗孔应该在左右侧面加工后进行，以确保同轴孔系的同轴度。

镗孔前的预备粗镗和半精镗精镗。

平面的加工应该在镗孔前进行。

其终加工用半精铣就能达到要求。

其预备工序是粗铣。

为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸造后安排退火处理。

为了保证加工精度，平面和孔隙的粗精加工划分成不同的工序。

综合以上个项，可设计以下两种工艺路线：

工艺路线一：

工序一.上下表面互为基准，进行粗铣半精铣加工

工序二.粗铣底座上面，侧面

工序三.钻φ8锥孔，铰φ8锥孔

工序四.粗铣半精铣侧面

工序五.粗镗半精镗侧面φ40,φ35孔

工序六.精镗侧面φ40,φ35孔

工序七.粗镗底面φ42粗镗φ47粗镗φ57半精镗φ47孔

工序八.精镗底面φ47孔

工序九.钻M5-H7螺纹孔，钻底面φ9φ/15孔，忽沉头孔

工序十.攻钻M5-H7螺纹

工艺路线二：

工序一.粗铣上平面至131.4

工序二.粗铣下平面至128.2

工序三.半精铣下平面至127.6保证粗糙度Ra6.3

工序四.半精铣上平面至127保证粗糙度Ra3.2

工序五.粗铣底板上面，侧面,保证粗糙度Ra6.3

工序六.钻底面孔，铰孔至φ8,保证粗糙度Ra1.6

工序七.粗铣半精铣侧面，保证粗糙度Ra3.2

工序八.粗镗φ42，φ57半精镗φ47保证形位要求

工序九.精镗φ47，保证粗糙度Ra1.6

工序十.粗镗半精镗φ35保证形位要求

工序十一.精镗φ35，保证粗糙度Ra1.6

工序十二.粗镗半精镗φ40保证形位要求

工序十三.精镗φ40，保证粗糙度Ra1.6

工序十四.钻底面孔，忽沉头孔

工序十五.钻顶面4Xφ4的孔

工序十六.攻4XM5-7H深12的螺纹

工序十七.钻φ35孔周围φ4的孔

工序十八.攻φ35孔周围M5-7H的螺纹

工序十九.钻φ40孔周围φ4的孔

工序二十.攻φ40孔周围M5-7H的螺纹

工序二十一.钻底面φ47孔周围φ4的孔

工序二十二.攻底面φ47孔周围M5-7H深10的螺纹

经过比较，考虑安全性，精度保持性，技术经济性和夹具复杂程度，选择工艺路线二进行加工。

四、工序设计

1、选择加工设备与工艺设备

工序一到工序五是粗铣和半精铣，各工序的工步多，成批生产部要求很高的生产率，加工精度也不是要求很高，所以选用铣床就能满足要求。

本零件的外轮廓尺寸不打，精度要求也不是很高，所以选用X52K铣床。

工序七到工序十三是粗镗，半精镗，精镗2-φ35，2-φ40，φ42，φ47，φ752的孔，应在镗床上进行。

其他工序为钻孔，应该在钻床上加工。

2、选择夹具

本箱体零件外形比较复杂，应在专用夹具上进行加工。

3、选择刀具

根据不同的工序选用补同的刀具。

在粗铣和半精铣的工序中根据表5-104选用盘铣刀；

在钻孔和镗孔的工序中选用麻花钻和镗刀。

4、确定切削用量及基本时间

切削用量包括背吃刀量

，进给量

和切削速度

，确定顺

序是先确定

、

再确定

。

1.选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=9mm，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝12°，二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度

°

°

°

忽沉头孔采用带导柱直柄平底忽钻15X9。

2.选择切削用量

（1）决定进给量

查《指南》

所以，

按钻头强度选择

按机床强度选择

最终决定选择Z535机床已有的进给量

经校验

校验成功。

（2）钻头磨钝标准及寿命　

后刀面最大磨损限度（查《指南》）为0.5～０.８mm，寿命

．

忽孔孔（查《指南》）为０.６～０.９mm，寿命

（3）切削速度

查《指南》

修正系数

故

。

查《指南》机床实际转速为

故实际的切削速度

３.计算工时

按公式t=L/nf得到

T9=1h

T15=0.1h

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。

六夹具设计

（1）定位方案

由于本箱体零件有一个较大的底面并且底面有较高的精度要求，并且底面具有两个定位孔，所以在后续加工中均采用一面两销定位，底面限制三个自由度，而两个定位销也限制三个自由度，为了避免过定位，在设计中采用一个圆柱销和一个削扁的菱形销。

本设计属于完全定位，符合加工和设计要求。

（2）夹紧机构

本夹具中采用了比较传统通用型的螺旋夹紧机构，在工件下表面施加夹紧力，夹紧力的方向和切削力的方向相反，查表2-15得Ff为3100N每个螺栓施加的压力应大于为1550N。

（3）对刀装置

由于我的设计中，是钻孔，用钻套即可。

（5）使用说明

本夹具在使用时，要注意四个夹紧螺母的保养，避免无法正常工作，定期检查，必要时更换，保证工件在加工中充分夹紧，没有位移走位，保证加工精度。

设计小结

通过这次历时两个星期的机械制造技术基础的课程设计，设计完成了一个箱体零件的一道加工工序的专用夹具。

在设计的过程中遇到了也解决了很多平时在理论课学习中未曾遇到的问题，所以感觉学到了很多东西，受益匪浅。

同时对专用夹具的设计过程有了一个比较深刻的了解，相信通过这次的设计，可以为我的以后的毕业设计以至于再以后的参加工作时的各项设计打下了一个比较好的基础。

当然，我设计的工序以及夹具都是比较简单的，所以，个人能力还需要多在以后的学习中再磨练，争取更大的进步。

由于时间的问题加上个人能力还很有限，所有可想而知可能该设计还存在着许多不尽如人意的地方，相信在以后遇到同样的问题的时候可以做的更好。

这次的缺陷还请各位老师进行批评指正。

参考书目

1、崇凯、李楠.《机械制造技术基础课程设计指南》.第一版.北京：

化工工业出版社，2007

2、刘新佳《材料成型工艺基础》.第一版.北京：

化学工业出版社.2006

3、黄如林、汪群.《金属加工工艺工装设计》.第一版.北京：

化学工业出版社，2006

4、鲁屏宇.《工程图学》.第一版.北京：

机械工业出版社，2005

5、冯辛安.《机械制造装备设计》.第二版.北京：

机械工业出版社，2007

6、冯之敬.《机械制造工程原理》.第一版.北京：

清华大学出版社，2006

7、杨叔子.《机械加工工艺师手册》.第一版.北京：

机械工业出版社，2001

致谢

在此对设计过程中老师的悉心指导表示真诚的感谢。