PAGE6PAGE1第一章零件的工藝分析及生產類型的確定PAGE4汽車變速箱箱體加工工藝及夾具結構設計摘要：變速箱箱體零件是變速箱中一個非常重要的零件，通過這次對變速箱體零件的工藝分析及對零件的工藝規程設計將綜合在大學的學習專業課程的一次大總結。通過對變速箱體零件的分析制定零件的加工工藝，制定零件的工序卡等內容，通過對變速箱體零件的設計要求分析零件所需要達到的技術要求，查閱相關書籍正確高效的完成零件的機械加工，并且通過對零件的工序分析，制定加工工序等制定機床的專用夾具。通過夾具的設計來保證變速箱體的加工精度。在設計夾具的時候需要對夾具的定位誤差，夾緊力的分析計算及對輔助裝置的設計等內容。通過對夾具的三維設計分析零件加工的合理性等因素來設計夾具。完成夾具的裝配圖，零件圖等。關鍵詞：變速箱；加工工藝；夾具設計；目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章零件的工藝分析 51.1零件的分析 51.2確定毛坯繪制毛坯圖 61.2.1選擇毛坯制造類型 61.2.2確定毛坯尺寸及公差 6第二章擬定零件加工工藝路線 82.1定位基準的選擇 82.2表面加工方法的確定 82.3加工階段劃分及工序安排 92.3.1加工階段劃分 92.3.2加工順序安排 92.3.3擬定工藝路線 92.4機床設備的選用及工藝裝備的選用 122.6切削用量、時間定額計算 122.6.1切削用量計算 122.6.2時間定額計算 19第三章夾具設計1 303.1問題提出 303.1定位方案確定及定位元件的選擇 303.2.1定位方案的確定 303.2.2定位元件的選取 303.3定位誤差分析 313.4夾緊機構設計 313.5切削力與夾緊力的計算分析 313.5.1切削力計算 313.5.2夾緊力計算 333.6夾具主要零件設計 34第四章夾具設計2 364.1定位基準的選擇 364.2定位元件的設計 364.3定位誤差分析 364.4切削力和夾緊力的計算 37總結 38參考文獻 39第一章零件的工藝分析1.1零件的分析變速箱箱體零件是我們日常生活中常見的機械零部件，是我們日常生活中使用最多的一個部件，通過對變速箱箱體零件的分析和計算來達到對同種類型的零件靈活運用的目的。變速箱箱體的主要功能是支撐軸、軸承、套筒和齒輪，確保它們之間的平均距離和平行度。為了根據規定的傳動關系改變速度和協調運動，傳動裝置的加工品質不僅影響傳動裝置的傳動精度和運動精度，也影響操作精度。因此，對箱子零件的研究有重要的意義。表1-1加工表面技術要求加工表面尺寸公差（mm）公差及精度等級表面粗糙度（Ra）行為公差（mm）=1\*ROMANI平面230IT126.3=2\*ROMANII平面230IT126.3=3\*ROMANIII平面4IT123.2=4\*ROMANIV平面4IT123.22Xφ72J7φ72IT71.6φ92H7φ92IT71.6φ80J7φ80IT71.6φ62J7φ62IT71.62Xφ30H7φ30IT71.62Xφ22H7φ22IT71.6φ13-φ26階梯孔φ13-φ26IT126.3各螺紋孔M10/M16由變速箱零件圖可知，變速箱箱體的主要加工面又4個面。根據零件圖可以知道零件上下面的光潔度要求是6.3，變速箱左右兩面要求比上下兩個面的要求高，需要達到粗糙度3.2，并且在兩個面中有兩個要求較高的軸孔，兩個面和軸孔之間有一定的位置要求，所以在加工的過程中需要對零件平面和孔的垂直度需要特別注意。1.2確定毛坯繪制毛坯圖1.2.1選擇毛坯制造類型變速箱箱體的生產需要屬于大量生產的10000個。為了制作空白采用了鑄造方法。選擇模具鑄造，材料為ht200，硬度為190hbs。材料具有優良的強度和耐磨性，保存良好的尺寸，良好的抗沖擊吸收，良好的鑄造技術，材料價格低廉，符合零部件的使用和經濟要求。1.2.2確定毛坯尺寸及公差根據《機械加工手冊》表2-1，根據空白鑄造產品的量產化，制造方法是模具鑄造，公差等級CT為8-10，公差等級9被選擇。根據“機械制造技術的基礎講座指導課程”的表2-5，根據模具鑄造法，要求鑄鐵的要求事項，加工津貼等級是D-F，選擇了F級。零部件設計尺寸的最大輪廓為396，按照機械加工技術基礎設計指導課程表2-4所需加工津貼（rma）為2.5mm。根據機械制造技術財團課程設計指導課程表2-3，如下表所示，根據等級9鑄造容許值可以得到各尺寸的鑄造允許值。表1-2毛坯尺寸公差毛坯鑄件基本尺寸/mm鑄件尺寸公差值/mm2302.83263.2261.8221.7171.741.5φ622φ802.2φ722.2φ922.2φ422φ301.8φ221.7底座孔鑄成實心。繪制毛坯圖（見附圖） 圖1-1變速箱鑄造毛坯簡圖第二章擬定零件加工工藝路線第二章擬定零件加工工藝路線2.1定位基準的選擇1.粗基準的選擇原則粗基準的選擇的基本要求是（1）保證各重要支撐孔的加工津貼均勻；（2）保證設置在箱中的部件與箱壁之間存在間隙。為了滿足必要條件，通過選擇齒輪箱的主支撐孔系統作為主要基準，定位第一主支撐孔，限制第五自由度。因此，在將來伴隨正確數據定位的主支撐孔加工時，加工補貼必須均一。因為孔和箱壁的位置是從同一個鐵心扔出去的，所以均勻的孔邊緣間接確保了孔和箱壁的相對位置。2．精基準的選擇原則箱件零件是機械制造業的主要部件，加工工序多，勞動和高精度要求多。一般來說，這些部件具有需要加工的高精度必要條件的孔，通常需要在幾個機床上安裝幾次。大部分的箱部件采用“一側2孔”的定位模式。一個孔插入圓柱形銷中，一個孔插入鉆石銷中。在該設計中，定位數據作為限制3自由度的定位面是箱子的大底。四個支撐板孔之一，插入圓柱形銷，限制兩個自由度，一個插入鉆石銷，限制一個自由度。2.2表面加工方法的確定各表面加工方案的確定見下表：表2-1加工方案確定加工表面公差及精度等級表面粗糙度（Ra）加工方案=1\*ROMANI平面IT126.3粗銑-半精銑=2\*ROMANII平面IT126.3粗銑-半精銑=3\*ROMANIII凸臺面IT123.2粗銑-精銑=4\*ROMANIV凸臺面IT123.2粗銑-精銑2Xφ72J7IT71.6粗鏜-半精鏜-精鏜φ92H7IT71.6粗鏜-半精鏜-精鏜φ80J7IT71.6粗鏜-半精鏜-精鏜φ62J7IT71.6粗鏜-半精鏜-精鏜2Xφ30H7IT71.6擴-鉸2Xφ22H7IT71.6擴-鉸φ13-φ26階梯孔IT126.3鉆-锪各螺紋孔鉆-攻螺紋英制螺紋孔鉆-鉸-攻螺紋2.3加工階段劃分及工序安排2.3.1加工階段劃分加工階段分為粗加工和精加工。在粗加工階段，首先準備精細的數據（底面），之后的工序中，可以使用精細的數據定位處理來確保其他加工面的精度要求的半精加工，最后加工主要在鉆孔和孔系統中。2.3.2加工順序安排1、機械加工工序（1）遵循“先基準，后其它”原則（2）遵循“先粗后精”原則（3）遵循“先主后次”原則，（4）遵循“先面后孔”原則，2、熱處理工序變速箱箱體要保證尺寸的穩定性應進行時效處理，時效處理安排在鑄造之后。3、輔助工序如在工序中安排檢驗工序，精加工后安排去毛刺、總檢工序。工藝路線的擬定：制定過程路徑的起點以確保零件的幾何形狀、尺寸精度和位置精度。為了創建過程路徑，需要兩個方面的工作。一是根據生產程序確定處理程序和過程內容，并根據過程的濃度和分散度來劃分過程，第二是過程基準的選擇，即定位基準和檢查基準的選擇。生產程序被確定為批生產，結合實際情況，可以使用通用機床、模塊機床、特殊固定件，盡可能采用工藝濃度原理。通過減少工件的設置數量來提高生產率。另外，為了盡可能減少生產成本，應盡可能地考慮經濟性。2.3.3擬定工藝路線綜上所述擬定工藝路線（一）表2-2工藝路線(一)工序號工序名稱工序內容定位基準機床設備1鑄鑄造2清砂清砂3熱處理人工時效處理4涂裝箱體不需要加工面涂底漆5銑粗銑—半精銑上表面，保證尺寸230上表面、下表面X53k6鉆鉆—锪4×φ13—φ26孔，并且機鉸—手鉸兩個工藝孔底平面Z30407銑粗銑—精銑=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV平面，保證尺寸326底面、兩個工藝孔X61328鏜粗鏜φ80J7、φ92H7、φ62J7、φ42J7、2Xφ72J7孔底面、兩個工藝孔T689檢中間檢驗10劃線劃=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV平面及上平面各加工孔及螺紋孔中心線11鉆鉆—擴—鉸2×φ30和2×φ22孔底面、兩個工藝孔組合機床12鉆鉆—攻螺紋上平面8×M10螺紋孔和中間螺紋孔底平面組合機床13鉆鉆—攻螺紋右平面7×M10螺紋孔左平面組合機床14鉆鉆—攻螺紋左凸臺面5×M10和2×M16螺紋孔右平面組合機床15鉆鉆—鉸-攻后平面英制螺紋孔前端面組合機床16鏜以底平面和兩工藝孔為定位基準裝夾工件，半精鏜—精鏜φ80J7—φ92H7孔系和φ62孔系6個孔底面、兩個工藝孔T6817鉗修銼飛邊、毛刺18洗清洗清洗機19檢檢驗各尺寸20入庫工藝路線（二）表2-3工藝路線（二）工序號工序名稱工序內容定位基準機床設備1鑄鑄造2清砂清砂3熱處理人工時效處理4涂裝箱體內外不需要加工表面均涂紅色底漆5銑以上表面為定位基準，按線找正，裝夾工件，粗銑—半精銑底面，在以下表面定位裝夾工件，粗銑—半精銑上表面，保證尺寸230上表面、下表面X53k6銑粗銑—精銑=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV平面，保證尺寸326底面、兩個工藝孔X61327鉆鉆—锪4×φ13—φ26孔，并且機鉸—手鉸兩個工藝孔底平面Z30408鏜粗鏜φ80J7、φ92H7、φ62J7、φ42J7、2Xφ72J7孔底面、兩個工藝孔T689檢中間檢驗10劃線劃=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV平面及上平面各加工孔及螺紋孔中心線11鉆擴—鉸2×φ30和2×φ22孔底面、兩個工藝孔組合機床12鉆鉆—攻螺紋上平面8×M10螺紋孔和中間螺紋孔底平面組合機床13鉆鉆—攻螺紋右平面7×M10螺紋孔左平面組合機床14鉆鉆—攻螺紋左凸臺面5×M10和2×M16螺紋孔右平面組合機床15鉆鉆—鉸-攻后平面英制螺紋孔前端面組合機床16鏜以底平面和兩工藝孔為定位基準裝夾工件，半精鏜φ80J7—φ92H7孔系和φ62孔系6個孔底面、兩個工藝孔T6817鏜以底平面和兩工藝孔為定位基準裝夾工件，精鏜φ80J7—φ92H7孔系和φ62孔系底面、兩個工藝孔T6818鉗修銼飛邊、毛刺19洗清洗清洗機20檢檢驗各尺寸21入庫比較兩個過程路徑，其差異如下。2：工藝路線1、工藝18、半精細鉆探和精細鉆探；過程路徑2分為半精細鉆探和精細鉆探兩種。過程路徑1的優點是首先對底面和兩個過程孔進行了加工，這通常根據基準原理進行。半精細鉆孔微孔加工可以避免更多誤差，過程路徑2的優點：過程6是銑床加工，過程7也是銑床加工。由此，處理效率提高。這樣，鉆孔半成品和加工設計的兩個工序被分離，遵循加工前粗糙度的原理。綜合考慮選用工藝路線一進行加工。2.4機床設備的選用及工藝裝備的選用（1）在大量生產條件下，機床裝置的選定是高效特殊設備，模塊機床和一般設備。應該為選定裝置提出機床的模型，并為選定的模塊機床提出機床的特點，例如“四面模塊挖掘機”（多站功能）（2）選擇過程設備主要包括切削工具、固定工具和測量工具。大量生產的所有備品都是特別的備品。2.5切削用量、時間定額計算2.5.1切削用量計算工序6：粗銑—半精銑上下表面本工序共4個工步分別為：工步1：以上表面定位，粗銑底面，工步2：以上表面定位，半精銑底面；工步3：以底面定位，粗銑上表面；工步4：以底面定位，半精銑上表面（1）背吃刀量的確定：工步1=4mm-1.5mm=2.5mm。工步2=1.5mm。工步3=4mm-1.5mm=2.5mm。工步4=1.5mm。（2）進給量的確定：由《機械加工工藝設計手冊》表2.4-73，工裝夾具系統剛度按中等條件選取粗銑每齒進給量為0.15～0.30mm/z，選取0.3mm/z，半精銑進給量由《機械加工工藝設計手冊》表2.4-73選取f=2.0mm/r（3）切削速度計算：由《機械加工工藝設計手冊》表2.4-82，選取粗加工切削速度為0.27m/s，即16.2m/min，半精銑加工切削速度為0.32m/s，即19.2m/min轉速n計算公式如下：（2-1）式中n—轉速（r/min）；v—切削速度(m/min)。求得轉速分別為：粗銑：==64.5(r/min)精銑：==76(r/min)根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表4-15中，分別選取60r/min與75r/min由計算實際切削速度公式：（2-2）式中v—切削速度（m/min）；N—主軸轉速（r/min）；D—工件直徑（mm）。粗銑實際切削速度：=60×3.14×80/1000=15m/min半精銑實際切削速度：=76×3.14×80/1000=18.8m/min工序8：鉆—擴—鉸4×φ13—φ26孔（1）鉆孔工步=1\*GB3①背吃刀量的確定取=12.7/2=6.35mm=2\*GB3②進給量確定根據《機械加工工藝設計手冊》表9-32查得鉆孔進給量為0.26～0.32mm/r取0.3mm/r=3\*GB3③切削速度的計算由《機械加工工藝設計手冊》表9-36查得切削速度為0.35m/s即21m/min,由公式n=1000v/πd求得鉆頭需要轉速：n==527r/min查表4-6。Z3040的主軸轉速取轉速n=500r/min在由公式v=nπd/1000計算實際切削速度，v==19.94m/min（2）锪孔工步=1\*GB3①背吃刀量==6.65mm=2\*GB3②進給量由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》查得進給量f=0.15mm/r；=3\*GB3③切削速度由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-32查得切削速度v=20m/min由公式n=1000v/πd可求得轉速為：n==245(r/min)表4-6Z3040選擇250r/min，由公式v=nπd/1000計算實際切削速度v==20.4(m/min)(3)鉸孔工步=1\*GB3①背吃刀量的確定=0.3/2(mm)=2\*GB3②進給量確定由《機械加工工藝手冊》表2.4-58.選取工步每轉進給量為1.0mm/r=3\*GB3③切削速度的計算由《機械加工工藝手冊》表2.4-59.選取0.15m/s，即9m/min由公式n=1000v/πd求機床需要轉速，n==220.5(r/min)參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表4-6搖臂鉆床Z3040的主軸轉速取轉速n=250r/min在由公式v=nπd/1000計算實際切削速度，n==7.9(m/s)工序9：粗銑—精銑左右平面本工序共4個工步分別為，工步=1\*GB3①：粗銑左平面；工步=2\*GB3②：精銑左平面，工步=3\*GB3③：粗銑右平面；工步=4\*GB3④：精銑右平面。四個工步中工步=1\*GB3①與工步=3\*GB3③均為粗銑平面，則它們的切削速度和進給量相同，工步工步=2\*GB3②=4\*GB3④均為精銑平面，則它們的切削速度，進給量和背吃刀量相同。(1)背吃刀量計算工步=1\*GB3①背吃刀量=4mm-1.5mm=2.5mm，工步=2\*GB3②背吃刀量=1.5mm，工步=3\*GB3③背吃刀量=4mm-1.5mm=2.5mm，工步=4\*GB3④背吃刀量=1.5mm(2)進給量的確定由《機械加工工藝手冊》表2.4-73，由機床功率5-10kw，工藝系統剛度為中等剛度，查得粗銑進給量為0.15～0.30mm/z取0.3mm/z.精銑由《機械加工工藝手冊》表2.4-73查得取1.0mm/r(3)切削速度計算刀具/z為80/10，由《機械加工工藝手冊》表2.4-82查得粗加工切削速為0.27m/s，即16.2m/min,精加工切削速度為0.39m/s即0.39m/s即23.4m/min，由公式n=求機床需要轉速：粗銑需要轉速：n==64.5(r/min)精銑需要轉速：n==93.2(r/min)查表4-15轉速分別取60r/min和95r/min，由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：==15m/min==23.9m/min工序10：粗鏜2×φ72J7兩孔系本工序共6個工步，即加工6個孔。背吃刀量計算：背吃刀量=則：φ42孔背吃刀量：=2.45mmφ72孔背吃刀量：=2.45mmφ62孔背吃刀量：=2.45mmφ80孔背吃刀量：=2.3mmφ92孔背吃刀量：=2.3mm(1)進給量計算查表2.4-66得加工6個孔進給量均取0.30mm/s(2)切削速度計算由表2.4-66得高速鋼刀具切削速度為0.2-0.4m/s取0.3m/s,即v=18m/min,由公式n=1000v/πd求粗鏜各孔機床需要轉速：φ72孔粗鏜所需轉速：n==80r/minφ62孔粗鏜所需轉速：n==92r/minφ80孔粗鏜所需轉速：n==72r/minφ92孔粗鏜所需轉速：n==62r/minφ42孔粗鏜所需轉速：n==136r/min根據表3.1-41鏜床型號T68轉速分別選擇加工轉速80r/min，80r/min,80r/min,64r/min,125r/min；由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：φ72孔實際切削速度：v==18φ62孔實際切削速度：v==15.6φ80孔實際切削速度：v==20φ92孔實際切削速度：v==18φ42孔實際切削速度：v==16.5工序13：擴—粗鉸—精鉸2×φ30H7，2×φ22H7孔背吃刀量計算φ30孔：=6﹣0.3-0.1=5.6mm;粗鉸孔背吃刀量=0.3mm，精鉸背吃刀量=0.1mm.進給量f計算擴孔進給量：進給量φ30孔取1.0mm/r，φ22孔取0.8mm/r；粗鉸進給量：φ30孔與φ22粗鉸進給量均為2mm/r；精鉸進給量：φ30孔與φ22精鉸進給量均為1.0mm/r.切削速度計算=1\*GB3①擴孔切削速度得φ30取0.35m/s，即21m/min；擴φ22孔切削速度取0.37m/s，即22.2m/min由公式n=1000v/πd求得各孔擴孔時需要的轉速：φ30擴孔時需要轉速：n==226r/minφ22擴孔時需要轉速：n==327r/min表4-6Z3040轉速分別選擇250r/min和320r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：φ30擴孔實際切削速度：v==23.2m/minφ22擴孔實際切削速度：v==21.7m/min=2\*GB3②粗鉸切削速度由《機械加工工藝手冊》表2.4-59查得加工φ30粗鉸切削速度與φ22粗鉸切削速度均為0.13m/s,即7.8m/min,由公式n=1000v/πd求得各個孔粗鉸加工需要轉速：φ30粗鉸加工需要轉速：n==83r/minφ22粗鉸加工需要轉速：n==114r/min參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表4-6Z3040轉速分別選擇80r/min和125r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：φ30粗鉸實際切削速度：v==7.5m/minφ22粗鉸實際切削速度：v==8.6m/min=3\*GB3③精鉸切削速度由《機械加工工藝手冊》表2.4-59查得加工φ30精鉸切削速度與φ22粗精鉸切削速度均為0.04m/s,即2.4m/min,由公式n=1000v/πd求得各個孔精鉸加工需要轉速：φ30精鉸加工需要轉速：n==25r/minφ22精鉸加工需要轉速：n==34r/min參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表4-6Z3040轉速分別選擇25r/min和40r/min則由公式n=1000v/πd求得實際切削速度分別為：φ30精鉸實際切削速度v===2.4m/minφ22精鉸實際切削速度v===2.76m/min鉆、攻螺紋M10螺紋孔工序鉆孔工步=1\*GB3①背吃刀量=8.5/2=4.25=2\*GB3②進給量取0.3mm/r=3\*GB3③切削速度取0.45m/s,即27m/min,則鉆孔時需要轉速：n===1011r/minZ3040轉速選擇1250r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：v==33.4m/min（2）攻螺紋工步=1\*GB3①進給量f=1.2mm/r=2\*GB3②切削速度0.133m/s即7.98m/min則則由公式n=1000v/πd求得加工螺紋需要轉速：n===254r/minZ3040轉速選擇1250r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：v===7.85m/min鉆—攻M16螺紋工序鉆孔工步：=1\*GB3①背吃刀量=13.9/2=6.95mm=2\*GB3②進給量的選取查表得V=0.4m/s,即24m/min,則鉆孔時需要轉速：n===601r/minZ3040轉速選擇630r/min則實際切削速度為：v===27.4m/min攻螺紋工步=1\*GB3①進給量為加工螺紋螺距即2mm/r；=2\*GB3②切削速度查表得v=0.258m/s即15.48m/minn===308r/minZ3040轉速選擇250r/min則實際切削速度為：v===12.56m/min工序17：半精鏜—精鏜2×φ72J7孔系（1）背吃刀量半精鏜：=半精鏜余量/2=1.0/2=0.5mm精鏜：=精鏜余量/2=0.1/2=0.05mm（2）進給量得確定由《機械加工工藝手冊》表2.4-66查得φ80，φ92，φ72三孔半精加工進給量為0.2mm/r精加工進給量0.05mm/r；φ62，φ42兩孔半精加工進給量為0.15mm/r,精加工進給量0.05mm/r（3）切削速度計算由《機械加工工藝手冊》表2.4-66查得半精加工切削速度為1.93m/s,即115m/min;精鏜加工切削速度取v=2.04m/s,即122.4m/min則由公式n=1000v/πd求得半精加工需要轉速為：φ80孔：n==457r/minφ92孔：n==398r/minφ72孔：n==508r/minφ62孔：n==590r/minφ42孔：n==872r/minT68主軸轉速半精鏜各孔分別選擇φ80取500r/min，φ92取400r/min，φ72取500，φ62取630r/min，φ42取800r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：φ80孔：v==125.6m/minφ92孔：v==115.5m/minφ72孔：v==113m/minφ62孔：v==122m/minφ42孔：V==105m/min精加工需要轉速由公式n=計算得：φ80孔：n==487r/minφ92孔：n==423r/minφ72孔：n==541r/minφ62孔：n==628r/minφ42孔：n==928r/minT68主軸轉速半精鏜各孔分別選擇φ80取500r/min，φ92取400r/min，φ72取500，φ62取630r/min，φ42取1000r/min則實際切削速度：φ80孔：v==125.6m/minφ92孔：v==115.5m/minφ72孔：v===113m/minφ62孔：v==122m/minφ42孔：v==131.8m/min2.5.2時間定額計算工序6：粗銑—半精銑上下平面基本時間計算=1\*GB3①粗銑—半精銑上平面基本時間計算根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-43查得銑平面（對稱銑削主偏角=）基本時間計算公式：（2-3）式中—基本時間；F—進給量；L—走刀長度。由于上平面四周均為一次走刀完成，則走刀長度L為四周長度之和即L=732mm，計算公式為：+（1～3）（2-4）式中d—銑刀直徑；—銑削寬度；其中銑刀直徑為80mm，銑削寬度=24mm，則=4mm取=2mm；前以取出粗銑加工進給量f=3mm/r，加工轉速為n=60r/min，半精銑加工進給量f=2mm/r，加工轉速為n=75r/min，則粗銑加工工作臺水平進給速度=fn=3×60=180mm/min,半精銑加工工作臺水平進給速度=fn=2×75=150mm/min；則粗銑加工基本時間為：===4.08min（2-5）半精銑加工基本時間為：===4.88min（2-6）則加工上平面所用基本時間：=+=4.08+4.88=8.96min；=2\*GB3②粗銑—半精銑下平面基本時間計算根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-43銑削基本時間計算公式=()/，下平面需要進行2次走刀完成切削工作，則切削總長度L=2×396=792mm，計算公式為+（1～3）式中銑刀直徑d=80mm，銑削寬度=30mm，則=5mm；取=2mm；前以取出粗銑加工進給量f=3mm/r，加工轉速為n=60r/min，半精銑加工進給量f=2mm/r，加工轉速為n=75r/min，則粗銑加工工作臺水平進給速度=fn=3×60=180mm/min，半精銑加工工作臺水平進給速度=fn=2×75=150mm/min；則粗銑下平面基本時間為：===4.4min（2-7）半精銑下平面基本時間為：===5.32min（2-8）則加工下平面基本時間：=+=4.4+5.32=9.72min（2-9）本工序的基本加工時間：=+=8.96+9.72=18.68min（2）輔助時間輔助時間一般取基本時間的15%-20%，取15%計算，則=15%=15%×18.68=2.8min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%-7%,取2%計算，則=2%（+）=2%(18.69+2.8)=0.43min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%-4%,取2%計算，則=2%（+）=2%(18.69+2.8)=0.43min則本工序單件時間定額為：=18.69+2.8+0.43+0.43=22.34min工序8：粗銑—精銑左右平面（1）基本時間計算=1\*GB3①根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-43查得銑平面（不對稱銑削主偏角=）基本時間計算公式：=()/，加工左平面時刀具移動總長度估算為L=500mm，計算公式+（1～3）式中銑刀直徑為d=80mm，取=0.05d=0.05×80=4mm則+2=25mm；取=4mm，前以取出粗銑加工進給量f=3mm/r，加工轉速為n=60r/min，精銑加工進給量f=1mm/r，加工轉速為n=90r/min，則粗銑加工工作臺水平進給速度=fn=3mm/r×60r/min=180mm/min，精銑加工工作臺水平進給速度=fn=2×90=180mm/min；則粗銑左平面基本時間為：===2.93min精銑加工基本時間為：===5.86min則加工左平面基本時間:=+=2.93+5.86=8.79min=2\*GB3②加工右平面時間根據公式=()/計算，式中刀具移動長度L估算為L=500mm，選用銑刀與切削用量均與加工左平面相同，則基本時間定額也相同，即==8.97min；則本工序所以基本時間：=+=8.97+8.97=17.94min（2）輔助時間輔助時間一般取基本時間的15%-20%，取15%計算，則=15%=15%×17.94=2.64min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%-7%,取2%計算，則=2%（+）=2%(17.94+2.64)=0.4min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%-4%,取2%計算，則=2%（+）=2%(18.69+2.8)=0.4min則本工序單件時間定額為：=17.68+2.64+0.4+0.4=21.12min工序7：鉆—锪—鉸4×φ13—φ26底座階梯孔基本時間計算=1\*GB3①鉆孔基本時間定額計算由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-39查得鉆孔基本時間定額計算公式：式中鉆孔深度L=17mm，計算公式+(1～2)式中鉆孔直徑D=13mm，=則+(1～2)=4.8mm；前以取出鉆孔進給量f=0.3mm/r，n=530r/min，則鉆孔基本時間：=0.15min=2\*GB3②锪孔基本時間定額計算由公式計算，式中取=2mm，前已取出f=0.15mm/r，n=275r/min，則=0.15min=3\*GB3③鉸孔基本時間定額計算由公式計算，式中鉸孔深度L=14，計算公式+（1～2）式中鉸孔后直徑D=13mm,鉸孔前直徑d=12.7mm,kr=，則+（1～2）≈1mm；切出長度由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-42取22mm,前已取出f=1mm/r，n=195r/min則=0.2min則本工序基本時間為：=++=0.15+0.15+0.2=0.5min（2）輔助時間輔助時間一般取基本時間的15%-20%，取15%計算，則=15%=15%×0.5=0.1min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%-7%,取2%計算，則=2%（+）=2%(0.5+0.1)=0.01min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%-4%,取2%計算，則=2%（+）=2%(0.5+0.1)=0.01min則單個孔時間定額為：=0.5+0.1+0.01+0.01=0.62min本工序加工時間為：=4=4×0.62=2.48min工序13：擴—粗鉸—精鉸2×φ30H7，2×φ22H7(一)加工2×φ22H7時間定額計算（1）基本時間計算=1\*GB3①擴孔工步由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-41公式計算，式中擴孔長度L=22mm，+(1～2)其中D=21.7mm，=16mm，=則+(1～2)≈2mm，取=3mm，前已取出擴孔進給量f=0.8mm/r，轉速n=320r/min，則=2\*GB3②粗鉸工步由計算，式中鉸孔長度L=22mm，+(1～2)≈2mm，切出長度由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-42取22mm,前已取出f=1mm/r，n=125r/min則=0.4min=3\*GB3③精鉸工步精鉸基本時間與粗鉸基本時間相當約為≈=0.4min則加工單個φ22H7基本時間為：=++=0.11+0.4+0.4=0.91min（2）輔助時間輔助時間取基本時間的15%計算，則=15%=15%×0.91=0.14min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.91+0.14)=0.02min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.91+0.14)=0.02min則單個孔時間定額為：=0.91+0.14+0.02+0.02=1.09min則本工序2φ22H7加工時間為：=2=2×1.09=2.18min(二)加工2Xφ30H7時間定額計算（1）基本時間計算=1\*GB3①擴孔工步由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-41公式計算，式中擴孔長度L=22mm，+(1～2)≈2mm，取=3mm，前已取出擴孔進給量f=0.8mm/r，轉速n=250r/min，則0.11min=2\*GB3②粗鉸工步由計算，式中鉸孔長度L=22mm，+(1～2)≈2mm，切出長度由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-42取22mm,前已取出f=2mm/r，n=80r/min則=0.29min=3\*GB3③精鉸工步精鉸基本時間與粗鉸基本時間相當約為≈=0.29min則加工單個φ30孔基本時間=++=0.11+0.29+0.29=0.69min（2）輔助時間輔助時間取基本時間的15%計算，則=15%=15%×0.69=0.1min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.69+0.1)=0.02min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.69+0.1)=0.02min則單個孔時間定額為：=0.69+0.1+0.02+0.02=0.83min則2Xφ30H7加工時間為：=2=2×0.83=1.66min則本工序公用時間T=+=2.18+1.66=3.84min工序14：鉆—攻上平面8×M10螺紋孔與中間M10螺紋孔基本時間計算=1\*GB3①鉆孔基本時間計算由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-41查得鉆孔時間定額公式式中鉆孔深度L=24前已取出f=0.3mm/r，n=960r/min則=0.08min=2\*GB3②攻螺紋工步由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-46查得鉆孔時間定額公式式中螺紋深L=18mm，取=2mm，=0mm，前已取出f=1.25mm/r，n=272r/min，絲錐取出轉速=n=272r/min則=0.12min則當個螺紋孔加基本時間為==0.08+0.12=0.2min（2）輔助時間輔助時間取基本時間的15%計算，則=15%=15%×0.2=0.03min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.20+0.03)=0.004min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.20+0.03)=0.004min則加工單個螺紋孔時間定額為：=0.20+0.03+0.004+0.004=0.238min本工序加工9個M10螺紋孔時間T=9×0.238min=2.142min工序15：鉆—攻左平面8×M10螺紋孔工序14已計算出單個M10螺紋孔加工時間定額為0.238min,則本工序加工8個M10螺紋孔時間T=8×0.238=1.9min工序16：鉆—攻螺紋左凸臺面5×M10和2×M16螺紋孔（一）加工5×M10螺紋孔時間定額工序14已計算出單個M10螺紋孔加工時間定額為0.238min,則本工序加工5個M10螺紋孔時間=5×0.238=1.19min（二）加工2×M16螺紋孔時間定額（1）加工基本時間計算=1\*GB3①鉆孔工步基本時間計算由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-41查得鉆孔時間定額公式式中鉆孔深度L=22前已取出f=0.4mm/r，n=630r/min則=0.09min=2\*GB3②攻螺紋工步由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-46查得鉆孔時間定額公式式中螺紋深L=22mm，取=2mm，=0mm，前已取出f=2mm/r，n=250r/min，絲錐取出轉速=n=250r/min則=0.10min則當個螺紋孔加基本時間為：==0.09+0.10=0.19min（2）輔助時間輔助時間取基本時間的15%計算，則=15%=15%×0.19=0.03min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.19+0.03)=0.004min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(0.19+0.03)=0.004min則加工單個螺紋孔時間定額為：=0.19+0.03+0.004+0.004=0.228min本工序加工2個M16螺紋孔時間：=2×0.228min=0.456min則本工序加工公用時間：T=+=1.19+0.456=1.606min工序10：粗鏜2×φ72J7孔系由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-39查得鏜孔時間定額公式式中進給次數i各孔進給次數均為i=1次，加工深度分別為：加工φ72孔深度為26mm，φ92孔深度為38mm，φ42孔深度為L=19mm，φ80與φ62孔深度均為L=22mm，取=2mm，取=4mm，前已取出進給量與加工轉速分別為：加工φ72進給量f=0.3mm/r，轉速n=80r/min；加工φ62進給量f=0.3mm/r，轉速n=80r/min；加工φ42進給量f=0.3mm/r，轉速n=125r/min；加工φ92進給量f=0.3mm/r，轉速n=64r/min；加工φ80進給量f=0.3mm/r，轉速n=80r/min；則加工各孔基本時間為：===1.33min===0.67min===2.29min===1.67min===1.67min則本工序加工總的基本時間：=2++++=1.33×2+1.67+2.29+1.67+0.67=8.96min（2）輔助時間輔助時間取基本時間的15%計算，則=15%=15%×8.96=1.34min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(8.96+1.34)=0.21min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(8.96+1.34)=0.21min本工序公用時間：=8.96+1.34+0.21+0.21=10.72min工序17：半精鏜—精鏜粗鏜2×φ72J7孔系（1）基本時間計算=1\*GB3①加工φ72孔由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-39查得鏜孔時間定額公式式中進給次數i各孔進給次數均為i=1次，孔深度L=26mm，取=2mm，取=4mm，前已取出半精加工f=0.2mm/r，n=500r/min，精加工f=0.05mm/r，n=500r/min半精加工基本時間：===0.32min精加工基本時間：===1.28min則半精加工—精加工φ72孔基本時間=+=0.32+1.28=1.6min=2\*GB3②加工φ92孔由公式式中孔深L=38mm，=2mm，=4mm前已取出半精加工進給量f=0.2mm/r，加工轉速n=400r/min，精加工進給量f=0.05mm/r，加工轉速n=400r/min半精加工基本時間：===0.55min精加工基本時間：===2.2min則半精加工—精加工φ92孔基本時間：=+=0.55+2.2=2.75min=3\*GB3③加工φ62孔由公式式中孔深L=22mm，=2mm，=4mm前已取出半精加工進給量f=0.15mm/r，加工轉速n=630r/min，精加工進給量f=0.05mm/r，加工轉速n=630r/min半精加工基本時間：===0.3min精加工基本時間：===0.89min則半精加工—精加工φ62孔基本時間：=+=0.3+0.89=1.19min=4\*GB3④加工φ80孔由公式式中孔深L=22mm，=2mm，=4mm前已取出半精加工進給量f=0.2mm/r，加工轉速n=500r/min，精加工進給量f=0.05mm/r，加工轉速n=500/min半精加工基本時間：===0.28min精加工基本時間：===1.12min則半精加工—精加工φ80孔基本時間：=+=0.28+1.12=1.4min=5\*GB3⑤加工φ42孔由公式式中孔深L=19mm，=2mm，=4mm前已取出半精加工進給量f=0.15mm/r，加工轉速n=800r/min，精加工進給量f=0.05mm/r，加工轉速n=1000/min半精加工基本時間：===0.19min精加工基本時間：===0.46min則半精加工—精加工φ80孔基本時間：=+=0.19+0.46=0.63min則本工序所用基本時間：=+=1.4+1.19+2.75+0.63+2×1.6=9.17min（2）輔助時間輔助時間取基本時間的15%計算，則=15%=15%×9.17=1.38min（3）布置工作地時間布置工作地時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(9.17+1.38)=0.21min（4）作息生理時間作息生理時間一般取作業時間2%計算，則=2%（+）=2%(9.17+1.38)=0.21min本工序公用時間：=9.17+1.38+0.21+0.21=10.97min第三章夾具設計第三章夾具設計13.1問題提出本夾具設計用于精鏜φ72J7孔系加工，夾具加工應保證孔的尺寸精度和φ72J7和φ80J7孔共同軸線對右平面的垂直度公差為0.03，等技術要求。本工序為精加工工序，因此，在本道工序加工時主要應該保證加工精度，并盡可能的提高生產效率。3.2定位方案確定及定位元件的選擇3.2.1定位方案的確定工件定位就是使同一批工件逐次放置到夾具中都占同一加工位置。實現工件的定位需依靠定位裝置在力的作用下使工件實現在加工工程中占據準確的加工位置。本工序加工孔φ72J7設計基準為下端面，故以工件下端面做為主要定位基準面，這樣就實現“基準重合”的原則，這樣下端面定位限制、、三個自由度，那其余三個自由度采用什么方法來限制呢？方案一：底面兩孔用一圓柱銷和一圓錐銷實現定位，控制、、三個自由度。方案二：用一小支承板在左側控制工件兩個自由度，分別為、，再用一支承釘在后面控制一個自由度。對比兩種兩種定位方案，由于方案二后側名為不加工平面，會降低定位精度，而且定位裝置體積較大，且會浪費更多的材料，所以采用方案一中的一面兩孔定位。3.2.2定位元件的選取底面定位選用支承板B型，長度尺寸長為220mm,寬40mm，高25mm,左右各用一個支承，圓柱銷和削邊銷尺寸：圖3-1定位銷簡圖圓柱銷主要尺寸：D=13mm，d=12mm,L=36mm，=18，H=24mm圓錐銷主要尺寸：D=13mm，d=12mm,L=50mm，=18mm,H=24mm3.3定位誤差分析工件在夾具中定位方式采用典型的一面兩孔定位方式，由《機床夾具設計手冊》表1-1-2查得計算工件定位誤差公式：（3-1）式中—定位誤差；—圓柱銷定位孔公差；—圓圓柱銷定位銷公差；—圓柱銷與其定位孔的最小間隙。前以取出底座孔定位孔尺寸為φ13H5()，定位銷尺寸為φ13g4()則定位誤差為：=0.008+0.005+0.006=0.019本工序加工尺寸為φ72J7公差為0.030由于本工序為精加工工序，工藝系統受力受熱變形對加工誤差很小，加工工程中鏜桿由雙支撐鏜套支撐，則鏜桿的運動對加工誤差也很小，綜上所述說明夾具定位能滿足要求。3.4夾緊機構設計零件左右各用一壓板壓住工件上表面，由螺母螺栓施加在壓板上的力來實現工件的夾緊。3.5切削力與夾緊力的計算分析3.5.1切削力計算由《機床夾具設計手冊》表1-2-3查得切削力計算公式（3-2）（3-3）（3-4）式中—軸向切削分力（N）；—徑向切削分力（N）；—圓周向切削分力（N）；S—每轉進給量；(mm/r)T—切削深度；(mm)—修正系數修正系數可由下式計算：=（3-5）式中—考慮工件機械性能系數；—考慮刀具幾何參數由表1-2-4選取=1；由表1-2-6選取值見下表：表3-1切削力計算計算圓周分力計算徑向分力計算軸向分力1.01.01.01.252.02.01.01.01.01.01.01.0則計算圓周分力式時修正系數：=1×1×1.25×1×1=1.25計算徑向分力式時修正系數：=1×1×2×1×1=2計算軸向分力式時修正系數：=1×1×2×1×1=2修正系數計算結果均小于2.5，所以取=2.5.切削力計算中本工序的的每轉進給量為s=0.15mm/r,切削深度為t=0.5mm則圓周切削力：=902×0.5××1.25=135(N)徑向切削力：=502×××2=127（N）軸向切削力：=451×0.5××2=211（N）3.5.2夾緊力計算根據《機床夾緊設計手冊》表1-2-11查得夾緊力計算公式：（3-6）式中—實際所需夾緊力；W—在一定條件下，有靜力平衡計算出的理論夾緊力；K—安全系數；、—摩擦系數。安全系數K可按下式計算：K=（3-7）式中—基本安全系數；—加工性質系數；—刀具鈍化程度系數；—切削特點系數；—夾緊力穩定系數；—手動夾緊式手柄位置系數；—僅有力矩時的手柄位置系數。各安全系數由表1-2-1查得=1.2；=1.0；=1.3；=1.0；=1.3；=1.0；=1.0則K=1.2×1.0×1.3×1.0×1.3×1.0×1.0=2.028K計算結果小于2.5，則K取K=2.5由表1-2-12查得取0.16，取0.16則實際所需夾緊力：==20605（N）由《夾具設計手冊》表1-2-25查得單個M16螺母夾緊力為7870N，則四個M16螺母夾緊力為：F=4×7870=31480(N)說明所設計的夾緊機構能有效夾緊。3.6夾具主要零件設計1．鏜桿設計鏜桿直徑由《機床夾具設計手冊》查得鏜桿直徑d一般?。篸=(0.6～0.8)D式中D—鏜孔直徑；則鏜桿直徑d=(0.6～0.8)×72=43～57(mm),取50mm；由《機床夾具設計手冊》表7-4選取鏜刀塊截面為：12×12mm；鏜桿導向塊部分采用鑲滑塊導引結構，鑲塊數為4，結構尺寸：圖3-2鏜桿引導部分簡圖鑲條長L=70mm,寬b=14mm,高h=8mm,k=2mm,螺釘孔d=9.5mm,選取螺釘尺寸為M6×10鏜桿主要技術參數：導向不分的圓度和圓柱度公差為直徑公差的1/2；鏜桿的同軸度在500內為0.01；鏜桿的傳動銷孔軸線和鏜桿軸線的垂直度和位置度均小于0.01；導向部分的表面粗糙度一般在0.8～0.4，到孔的表面粗糙度0.4。2.底座和支架設計底座和支架是鏜模主要零件，要求剛性好，變形小，一般要求時效處理，在設計支架和底座時主要以下要點：=1\*GB3①底座也支架宜分開，便于制造，支架在底座上必須用兩個定位銷定位，用釘緊固。=2\*GB3②支架必須有很好的剛性。支架裝配基面沿孔軸線方向不小于高度H的1/2。=3\*GB3③支架的厚度根據高度H的大小來確定，一般取15～25mm。=4\*GB3④支架應盡量避免承受夾緊力。=5\*GB3⑤底座應有很好的剛性，底座厚度尺寸H與長度尺寸L之比為H/L=1/5～1/7。=6\*GB3⑥為爭強剛性，底座應采用十字形筋條，筋條間距一般為100×100。=7\*GB3⑦底座的厚度一般取20～25mm,筋厚一般取15～20mm。=8\*GB3⑧底座上應有找正基面，以便于夾具的制造和裝配，找正基面的平面的平面度為0.05mm。=9\*GB3⑨底座上應設置供起吊用的吊環螺釘或起重螺栓。（1）支架設計鏜套中心距底座高H=190mm,由《機床夾具設計手冊》表3-4-7查得：長度L=（1/3～1/2）H=62～92mm取90mm寬度尺寸B取230mm；立柱厚度取b=20mm,肋板厚度a=15mm,具體設計結構尺寸見附圖。（2）底座設計取支架到加工零件尺寸40～60mm,綜合考慮總長取L=690mm總寬330mm,四周支柱厚25mm,底座厚25mm,十字筋條厚取15mm，底座高H由公式：H=（1/8～1/6）L=85～113mm取95mm底座安裝支架面需進行刮削，表面粗糙度達1.6，使底座與支架緊密貼合。根據零件圖分析可知，零件兩個孔位置要求比較高，所以需要對零件進行專用夾具設計。通過對零件的分析和工藝過程分析，加工孔之前已經加工完成零件的底面和底面四個孔。所以可以分析得到以底面做定位基準限制零件的三個自由度。零件的底面不能直接與夾具接觸