课程设计--镗孔夹具设计

机械制造工艺学课程设计

——镗孔夹具设计

学 院： 机电学院

专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 班级学号： 指导教师： 吴 晓 光 、李 波

2012 年 09 月 17 日

机械制造工艺学课程设计

目 录

一、产品概述········································2

1.减速器的大致性能和适用范围·····························2 2.箱体的特点和作用·······································2

二、图纸技术要求和分析······························3 三、计算生产纲领确定生产类型························4 四、材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图········4

1.材料的选择·············································4

2.毛坯的制造方法·········································4 3.毛坯分型面的选择·······································5 4.毛坯图的绘制···········································6

五、基准的选择······································8 六、大致工艺过程····································14

1.箱盖工艺过程卡·········································14 2.箱座工艺过程卡·········································17 3.合箱工艺过程卡·········································20

七、加工工序卡······································22 八、镗孔加工工序的夹具设计··························23

1.最大切削力的计算及功率校验·····························23 2.夹紧力大小的确定原则及夹紧力的计算·····················25 3.气缸的选择·············································28 4.气压控制回路设计·······································29

参考文献············································30 附录················································30

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一、产品概述

1.减速器的大致性能和适用范围

减速器是一种动力传输装置，是通过自身的结构把动力根据需求合理传输的装置，是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作时，工作环境所需要的速度和转矩，使的动力传输更加的方便简洁。

其中选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素和工作所需要的条件，合理的选用。减速器一般由箱体、轴系部件、附件三大部分组成，减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，是目前减速器在机械领域中使用最广泛的功能。

减速器对速度和转矩的调整，是靠输出和输入的齿轮的啮合来确定和调整的，而且传动轴之间的中心距及平行度直接影响了减速器的质量好坏。其中支承各传动轴，保证各传动轴之间的中心距及平行度，并保证减速器部件与发动机的正确安装是减速器组装的首要要求。而减速器的众多组成部件中，减速器箱体加工质量的优劣，将直接影响到轴与齿轮等零件相互位置的准确性及减速器总成的使用寿命和可靠性。那么箱体是减速器中比较重要的一部分构建，是一个需要具体设计的部件。 2.箱体的特点和作用

减速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔，螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。

而箱体是减速器中比较重要的一个部件，是减速器中所有零件的基座，是支撑和固定轴系部件、保证传动零件的正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件，在整个减速器总成中的起支撑和连接的作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装。箱体一般还兼做润滑油的油箱，具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。

所以箱体是减速器的基本零件，他把减速器各个部件连接成一个整体，使得各个部件能够协调合作，共同组成一个合格的减速器。因此减速器箱体需要确定

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各个部件之间的距离和位置，各个部件之间的功能和要求，所以减速器箱体需要准确的、科学的、合理的设计和加工，是一个要求相对较高的部件。

二、图纸技术要求和分析

⑴由于机盖铸造时，结合面朝上，因此最后成型时，结合面可能会有气泡等，因此加工余量应该适当增大至5mm。

⑵机盖铸造时，应该结合面朝上，而且冒口和浇注口都应该紧靠结合面但不能在结合面上。

⑶精加工的表面不能再加紧，因此加工机盖的结合面试时，应该先以凸台为基准粗加工结合面，然后以结合面为基准加工别的部位，等全部加工完成，在来以凸台为基准半精铣、精铣结合面。保证结合面的粗糙度为1.6。

⑷而加工机座的结合面时，应以粗加工的底面为基准，粗加工结合面，然后等其他工序完成后，再以底面为基准半精铣、精铣结合面。

⑸输出轴承的圆柱度公差是12um，输入轴承的圆柱度公差是10um，公差等级为7级，而且为了保证圆柱度应该对其一起加工。

⑹输入输出轴承孔的平行度是25um，公差等级为6级，在加工过程中，为了保证平行度，在镗孔时，两个镗孔的刀具要同时对孔进行作业。

⑺轴承孔轴线处与结合面内其允许的位置度误差是0.60mm， 要保证轴承孔轴线与结合面的位置度要求，应以加工好的轴承孔做为定位基准。

⑻输入和输出轴承端面上的螺纹孔的位置度公差都是0.40mm，为了保证输入和输出轴承端面上螺纹孔的位置度，应以加工好的轴承孔为定位基准，加工螺纹孔。

⑼轴承端面和轴承孔轴线的垂直度公差为0.10mm，为了保证其垂直度，在加工轴承端面和镗孔时应该以同一个定位基准加工。

⑽在机盖和机座上加工两个定位销孔时，为了确定销孔的位置，应该以两个内壁为基准来确定销孔的位置，然后可以通过销孔的位置得知中心线。

⑾在机盖铸成后，应清理毛刺等并进行时效处理；

⑿机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2mm，为保证不错位，应该在合箱时，用金属模进行固定。

⒀应检查机盖与机座结合面的密封性，用0.05mm的塞尺塞入深度不得大于

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结合面宽度的三分之一。用途色法检查接触面积达每平方厘米一个斑点；

⒁机盖与机座结合后，打上定位销孔进行镗孔，镗孔时结合面严禁放任何衬垫；

⒂机械加工未注偏差尺寸处精度为IT12； ⒃未注明倒角为C2.其粗糙度为Ra12.5 ⒄铸造尺寸精度为IT18

⒅未注明倒角为C2.其粗糙度为Ra12.5 ⒆未注明的铸造园角半径R=3-5mm ⒇机座不得漏油。

三、计算生产纲领确定生产类型

年产量Q＝10000（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（件/台），废品率α＝3％，备品率β＝5％。

由公式N＝Q×n（1＋α＋β）得：

N＝10000×1×（1＋3％＋5％）=10800

查表（《机制工艺生产实习及课程设计》中表6－1）确定的生产类型为中型零件大量生产。

四、材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图

1.材料的选择

减速器箱体在整个减速器总成中的作用是起支撑和连接作用的，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各个零件的正确安装。箱体零件有复杂的内腔，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋、凸台、凸边。综合考虑，选用流动性好，加工工艺性好和成本低的灰口铸铁，材料牌号为HT200，其抗拉强度小于200MPa。它的优点是具有优良的减振性，耐磨性，铸造性能优良，切削性能优良。缺点湖是不能锻造和冲压，焊接性能差。如果没有HT200时此种材料可以用45号钢，经正火或退火处理就可以达到强度和韧性。. 2.毛坯的制造方法

在大批量生产时，通常采用金属模机器造型。金属模机器造型是以金属型模腔上覆以涂层作为型腔，有时辅以沙芯作内腔的铸造方法。其特点是铸造冷却速度快，铸件内部组织致密，机械性能较高，单位生产面积产量高，其综合经济效

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益更高。但零件尺寸大小，几何形状复杂程度有一定限制，仅适于成批与大量生产，一般不宜与单件或小批量生产。需要注意的是金属膜出灰铸铁件的时候易出白口，白口会造成后续粗加工的切削力不均匀而且会加剧刀具磨损。

由于减速器箱体为大批量生产，必须采用自动线机器造型，因此分型面造在轴承孔的连线上，分成上下两半，采用两箱造型铸造。采用中注式浇注系统，在直浇道下面设有横浇道。浇注的时候重要的加工面应该向下，因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔等。为了补缩，上面设几个冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。

根据零件图可知，减速箱上除主要的轴承孔是铸造的外，其它的孔都是机械加工出来的。因为查表得：在大量生产的时候通孔的最小直径是30㎜。这些不铸造的孔留待机械加工时钻出。 3. 毛坯分型面的选择 机盖：

机盖采用一型两箱，分型面选择机盖与机座的结合面。铸件上表面容易产生沙眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下表面细致。因为其结合面为重要的加工面，所以应该朝下。 机座：

机座采用一型三箱，分型面选择机座底面，机盖与机座的结合面。铸件上表面容易产生沙眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下表面细致。因为其结合面为重要的加工面，所以应该朝下。浇口选择在结合面，冒口选择在底面上。通过加工则可以完全去除浇注口与冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。 毛坯铸造图:

机盖铸造图如图4-1所示

图4-1

机座铸造图如图4-2所示

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图4-2

4. 毛坯图的绘制

根据毛坯制造方法查询《金属机械加工工艺人员手册》， 我们选择箱体的机械加工余量等级为F级，查得其机械加工余量为RMA=3mm。查表3-4得大批量生产时的毛坯铸件的公差等级为8级，再查表3-3查的其对应的铸件尺寸公差为2.6mm。

根据公式：

加工面或是箱体的每一部分： R=F+RMA+1/2CT 加工圆柱（孔、外圆）： R=F-2RMA-1/2CT

其中，F：最终机械加工后的尺寸； RMA:机械加工余量； CT:毛坯铸件的公差等级； R:铸件的基本尺寸

由上，得毛坯铸件加工面的尺寸如下表： 机座结合面 机座底平面 机盖结合面 机盖窥视孔面 大轴承孔 毛坯尺寸 180 180 17 10 90 上偏差 +2 +2 +1.2 +1.2 +1.6 下偏差 -2 -2 -1.2 -1.2 -1.6

机械制造工艺学课程设计 小轴承孔 轴承孔前后端面 油标孔台阶面 放油孔台阶面 毛坯图如下： 机盖毛坯图：

70 103 95 18 表4-1 +1.6 +1.8 +1.6 +1.2 -1.6 -1.8 -1.6 -1.2

图4-3

机座毛坯图

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图4-4

五、基准的选择

粗基准：

分离式箱体一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准，机盖是以轴承座凸缘不加工面为粗基准，机座是以其下底面为粗基准，这样可以确保有较大的定位面，从而，保证了粗基准面定位的稳定。 精基准：

分离式箱体的结合面与底面有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；轴承孔轴线应在结合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。为了保证以上几项要求，加工底座的结合面时，应以底面为精基准，使结合面加工时的定

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位基准与设计基准重合；箱体合装后加工轴承孔时，仍以底面为精基准，并与底面上的两定位孔组成典型的“一面两孔”的定位方式。这样，轴承孔的加工，其定位基准既符合“基准统一”原则，也符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与结合面的重合度及与装配基面的尺寸精度和平行度。 各个加工工序的定位夹紧原件，所限制的自由度及定位简图如下表所示 零件名称 工序名称 定位及夹紧方案 所限制的自由度 定位简图 采用平面1、2、3支撑钉限定位，用压制z、x、y，4粗铣机盖结合面 块进行夹紧。 限制y，5、6限制x、z

以机盖轴承座凸缘为粗基准转化为以结合面为精基准 采用平面1、2、3支撑钉限定位，用压制z、x、y，4机盖 粗铣凸台面 块进行夹紧。 限制y，5、6限制x、z

以结合面为精基准转化为以凸台面为精基准 采用平面1、2、3支撑钉限定位，用压制z、x、y，4打定位销孔 块进行夹紧。 限制y，5、6限制x、z 以凸台为精基准转化为以结合面为精基准

机械制造工艺学课程设计 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、粗铣窥视孔凸台面 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y 基准不变 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、打螺栓孔 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y 基准不变 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、打吊耳环孔 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y 以结合面为精基准转化为以凸台面为精基准 采用平面1、2、3支撑钉限定位，用圆制z、x、y，4半精铣、精铣机座结合面 头型支撑钉实现。用限制y，5、6限x、z 制压块进行夹紧。

机械制造工艺学课程设计 粗铣机座结合面 2、3支撑钉限采用平面1、定位，用圆制z、x、y，4头型支撑限制，5、6限y钉实现。用压块进行夹紧。 制x、z

以机座底面为粗基准转化为以机座结合面为精基准 2、3支撑钉限采用平面1、z、x、y，4制定位，用圆粗铣机座底面 头型支撑限制y，5、6限钉实现。用压块进行夹紧。 制x、z 基准不变 机座 2、3支撑钉限采用平面1、z定位，用圆制、x、y，4打定位销孔及底座底面螺栓孔 头型支撑限制y，5、6限钉实现。用压块进行夹紧。 制x、z 以机座结合面为精基准转化为机座底面为精基准 采用一面1、2定位销限x、y、z，制3、两销定位，打连接螺栓孔 5、6支撑板用定位销、4、z、x、y 限制平面来实现。用压块进行夹紧。 基准不变

机械制造工艺学课程设计 采用一面1、2定位销限x、y、z，制3、两销定位，铣泄油孔凸台 5、6支撑板用定位销、4、z、x、y 限制平面来实现。用压块进行夹紧。 基准不变 采用一面1、2定位销限x、y、z，制3、两销定位，5、6支撑板用定位销、4、打游标孔和泄油孔 z、x、y 限制平面来实现。用压块进行夹紧。 基准不变 采用一面1、2定位销限x、y、z，制3、两销定位，半精、精铣机座结合面 5、6支撑板用定位销、4、z、x、y 限制平面来实现。用压块进行夹紧。 以机座底面为精基准 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、 座盖组合 粗、半精、精铣各轴承座端面 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y 基准不变

机械制造工艺学课程设计 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、粗、半精、精、浮动镗轴承孔 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y 基准不变 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、倒角 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y 基准不变 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、打锥形孔 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y 基准不变 采用一面1、2定位销限两销定位，制x、y、z，3、钻轴承座端面螺纹孔、攻螺纹 用定位销、平面来实现。用压块进行夹紧。 4、5、6支撑板限制z、x、y

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六、大致工艺过程

1.箱盖工艺过程卡 工序工序定位基工序内容 号 名称 准 毛坯1 铸造 清除浇注系统，冒口，型砂，2 清砂 飞边，飞刺等 热处3 人工时效处理 理 4 涂漆 设备 刀具 5 粗铣 6 粗铣 7 钻孔 8 铣 9 钻孔 材料：高速工粗铣箱盖结合面 具钢W18Cr4V保证： 直柄立铣刀轴承座0.12结合面尺寸140mm，表面粗X62W （GB/6117.1凸缘 -1996) 糙度为Ra12.5 dlL=1022 72 材料：硬质合金YG6 粗铣箱盖凸台面 镶齿套式面保证： 箱盖结铣刀 0.25凸台尺寸为470mm ，表面X62W 合面 （J/T 粗糙度为Ra12.5 7954-1999) dDL=1003240 直柄麻花钻 材料YG8(GB/T 凸台面、Z5140钻定位销孔 6135.3-1996内壁 A ） dLl=1194142 材料：硬质合金YG8 铣窥视孔凸台面 镶齿套式面保证： 箱盖结铣刀 窥视孔台阶面尺寸 X62W 合面 （J/T 0.18mm ，表面粗糙度为507954-1999) Ra6.3 dDL=1003240 钻6个连接螺栓孔 箱盖结Z5140直柄麻花钻 保证： 合面 A 材料

机械制造工艺学课程设计 轴承孔旁边6个螺栓孔直径φ10mm 10 扩6个连接螺栓孔 保证： 扩孔 轴承孔旁边6个螺栓孔直径φ13mm 锪6个螺栓的沉头座孔 保证： 锪孔 沉头座孔的直径为φ30mm，面粗糙度为Ra12.5 钻吊耳环孔 保证： 左吊耳孔中心线与结合面的距离60mm，与箱盖外表面距钻孔 离15mm，直径φ18mm；右吊耳中心线与结合面的距离50mm，与箱盖外表面距离15mm，直径φ18mm 钻窥视孔上螺栓孔 保证： 钻孔 螺栓孔直径φ6mm，螺栓距为0.3mm 800箱盖结合面 Z5140A 11 箱盖结合面 Z5140A YG8(GB/T 6135.3-1996） dLl=1087133 直柄扩孔 (GB/T 4256320046） dLl=13151101 锪钻 尺寸d=30mm 12 箱盖结合面 直柄麻花钻 材料YG8(GB/T 6135.3-1996Z518 ） dLl=18130191 13 箱盖结合面 14 钻孔 钻起吊螺钉孔 保证： 起吊螺钉孔直径为φ10mm 箱盖结合面， 直柄麻花钻（GB/T 6135.2-1996Z518 ) dDL=56226 直柄麻花钻材料YG8(GB/T Z518 6135.3-1996） dDL=8.575117

机械制造工艺学课程设计 15 攻丝 窥视孔台阶面螺钉孔 箱盖结合面 细长柄机用丝锥（GB/T 3464.2-2003) Z518 尺寸M10 16 攻丝 攻起吊螺钉孔 箱盖结合面 17 钻2连接螺栓孔 保证： 箱盖结钻孔 两个螺栓孔为φ11mm，中心合面 线距最近螺栓孔中心线距离为88mm，两孔距离为70mm。 锪2螺栓的沉头座孔 保证： 锪孔 沉头座孔的直径为φ24mm，面粗糙度为Ra12.5 半精铣箱盖结合面 保证： 结合面尺寸12.50.6mm ，表面018 箱盖结合面 细长柄机用丝锥（GB/T Z518 3464.2-2003) 尺寸M6 直柄麻花钻 材料YG8(GB/T Z51406135.3-1996A ） dLl=1194142 锪钻 Z5140尺寸d=24mm A 材料：硬质合金YG6 镶齿套式面铣刀 X62W （J/T 7954-1999) dDL=1003240 材料：硬质合金YG6 镶齿套式面铣刀 X62W （J/T 7954-1999) dDL=1003240 19 半精铣 箱盖凸台面 粗糙度为Ra6.3 20 精铣箱盖结合面 保证： 0.025精铣 结合面尺寸 120mm，表面粗糙度为Ra1.6，平面度为0.025 清洗 检验 清洗机盖 检验箱体各尺寸及精度 箱盖凸台面 21 22

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2.机座工艺过程卡 工序号 工序名称 1 2 3 4 毛坯铸造 清砂 热处理 涂漆 工序内容 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等 人工时效处理 非加工面涂漆 粗铣机座结合面 5 粗铣 保证： 结合面尺寸17mm ，表面粗糙度为Ra12.5 机座底面 X62W 定位基准 设备 刀具 镶齿套式面铣刀（GB/T7954-1999）d*L*D=100*40*32 材料：YG6 镶齿套式面铣刀（GB/T7954-1999）d*L*D=100*40*32 材料：YG8 直柄麻花钻机座结合面、机座内壁 Z5140A （GB/T6135.3-1996）d*L1*L=17*125*184 材料：YG8 铣机座底面 6 粗铣 保证： 底座厚度为20mm，底座表面粗糙度为 Ra12.5 钻地角螺栓孔、定位销孔 7 钻孔 保证： 沉头座孔的直径为φ17，表面粗糙度为Ra12.5 锪地角螺栓沉头座 保证： 8 锪孔 沉头座孔的直径为φ30，表面粗糙度为Ra12.5 机座结合面 机座结合面 X53K Z5140A 锪刀M30

机械制造工艺学课程设计 9 钻孔 钻6个连接螺栓孔 保证： 轴承孔旁边6个螺栓孔直径φ10mm 10 扩孔 扩6个连接螺栓孔 保证： 轴承孔旁边6个螺栓孔直径φ13mm 直柄麻花钻 材料YG8(GB/T 机座底面 Z5140A 6135.3-1996） dLl=1087133 直柄扩孔 (GB/T 4256320046机座底面 Z5140A ） dLl=13151101 锪钻 尺寸d=30mm 11 锪孔 锪6个螺栓的沉头座孔 保证： 沉头座孔的直径为φ机座底面 Z5140A 30mm，面粗糙度为Ra12.5 钻2连接螺栓孔 保证： 两个螺栓孔为φ11mm，中心线距最近螺栓孔中心线距离为88mm，两孔距离为70mm。 锪2螺栓的沉头座孔 保证： 沉头座孔的直径为φ24mm，面粗糙度为Ra12.5 铣排油口台阶面 12 钻孔 箱盖结合面 直柄麻花钻 材料YG8(GB/T Z5140A 6135.3-1996） dLl=1194142 锪钻 尺寸d=24mm 直柄立铣刀（GB/T6117.1-1996）d*D*L=16*32*92 材料：YG8 直柄麻花钻13 锪孔 箱盖结合面 Z5140A 14 铣 保证: 台阶面的高度为5mm，表面粗糙度为Ra6.3 机座结合面 X53K 15 钻孔 游标孔 机座结合面 Z5140A （GB/T6135.3-1996）d*L1*L=10.

机械制造工艺学课程设计 2*87*133 材料：YG8 锪游标沉头座 保证： 16 锪孔 沉头座孔直径为φ30，表面粗糙度为Ra12.5 细长柄机用丝锥17 攻丝 游标孔 机座结合面 Z5140A （GB/T3464.2-2003）d*l*L=13*44*151 直柄麻花钻（GB/T613518 钻孔 钻排油螺栓孔 机座结合面 Z5140A .3-1996）d*L1*L=14*108*160 材料：YG8 细长柄机用丝锥机座结合面 （GB/T3464Z5140A .2-2003）d*l*L=14*47*160 半精铣机座结合面 20 半精铣 保证： 结合面尺寸13mm ，表机座底面 X62W 镶齿套式面铣刀（GB/T7954-1999）机座结合面 Z5140A 锪刀M30 19 攻丝 攻排油螺栓孔

机械制造工艺学课程设计 面粗糙度为Ra6.3 d*L*D=100*40*32 材料：YG6 镶齿套式面铣刀（GB/T7954-1999）d*L*D=100*40*32 材料：YG6 精铣机座结合面 保证： 21 精铣 结合面尺寸12mm ，表面粗糙度为Ra1.6，与底面距离170mm 22 23

3.合箱工艺过程卡 工序号 工序名称 工序内容 定位基准 设备 清洗 检验 清洗机盖 检验箱体各尺寸及精度 机座底面 X62W 1 粗铣 粗铣输入输出轴承端面 保证：前后尺寸箱体底面 206mm，粗糙度为 Ra12.5 半精铣输入输出轴承端面 保证：前后尺寸箱体底面 200mm，粗糙度为 Ra6.3 精铣输入输出轴承端面 保证：前后尺寸箱体底面 196mm，粗糙度为 Ra3.2 粗镗输入轴承孔保证： 输入轴承孔尺寸0.46mm，粗糙度760X346 2 半精铣 X346 3 精铣 X346 刀具 硬质合金YG8镶齿套式面铣刀（JB/T 7954-1999）dLD=1004032 硬质合金YG6镶齿套式面铣刀（JB/T 7954-1999）dLD=1004032 硬质合金YG6镶齿套式面铣刀（JB/T 7954-1999）dLD=1004032 硬质合金单面可调整式镗刀片 4 粗镗 箱体底面 卧式镗床T618 为Ra6.3

机械制造工艺学课程设计 5 半精镗 半精镗输入轴承孔 保证：尺寸0.12mm，粗糙度79.20箱体底面 卧式镗床T618 硬质合金四刀镗块 为Ra3.2 精镗输入轴承孔保证： 6 精镗 0.46尺寸79.80Ra2.5箱体底面 卧式镗床T618 硬质合金四刀镗块 加工余量半径0.3mm 浮动镗输入轴承孔保证：尺寸7 浮动镗 0.030mm，粗糙度800箱体底面 卧式镗床T618 硬质合金可调节浮动镗刀 为Ra1.6 粗镗输出轴承孔 保证：尺寸8 粗镗 0.54mm，粗糙度960箱体底面 卧式镗床T618 硬质合金单面可调整式镗刀片 为Ra12.5 半精镗输出轴承孔 保证：尺寸9 半精镗 0.14mm，粗糙度99.20箱体底面 卧式镗床T618 硬质合金四刀镗块 为Ra6.3 精镗输出轴承孔 保证：尺寸10 精镗 0.054mm，粗糙99.80箱体底面 卧式镗床T618 硬质合金四刀镗块 11 浮动镗 度为Ra3.2 浮动镗输出轴承孔 保证：尺寸0.035mm，粗糙度1000箱体底面 卧式镗床T618 硬质合金可调节浮动镗刀 锥孔麻花钻（ZB/T 12 13 倒角 钻孔 为Ra2.5 倒角及各处圆角 钻两个锥孔 保证：锥孔尺寸箱体底面 箱体底面 立式钻床Z518

机械制造工艺学课程设计 8mm 绞两锥孔 14 绞孔 保证：8mm，粗糙度为Ra1.6 箱体底面 10003-1999）d=8 硬质合金YG8 圆锥铰刀（GB/T 立式钻7956.1-1995床Z518 ）dLl=812595 直柄麻花钻（GB/T 6135、-1996）dl1l=6.869109 15 钻孔 钻前后端面孔 保证：钻孔尺寸6.8mm（24个） 箱体底面 立式铣床Z518 16 攻丝 攻前后端面孔 箱体底面 17 18 19 去毛刺 修去毛刺，打标机 箱体底面 清洗 终检 细长柄机用丝锥（GB/T 立式铣3464.2-2003床Z518 ）dlL=81997 七、加工工序卡

机械加工工序卡片 产品型号 产品名称 一级减速器 车间 毛坯种类 铸件 设备名称 卧式镗床 夹具编号 工位器具编号 零件图号 零件名称 工序号 7 毛坯外形尺寸 设备型号 T617 夹具名称 镗轴承专用夹具 工位器具名称 箱体 工序名称 粗镗轴承座孔 每毛坯可制件数 1 设备编号 切削液 工序工时 准终 机动 材料牌号 HT200 每台件数 1 同时加工件数 1 单件 辅助 量具 工步号 工步内容 主轴转速 切削速度 进给量 背吃刀（r/min） （m/min） （mm/r） 量(mm) 进给次数 刀具 1 粗镗轴承座孔 232.3 70 0.4 学号 20091000773 1 内径百分表 中国地质大学机械与电子信息学院072091班 班级序号 设计者 06 林彤 设计日期 审核日期 标准化日期 会签日期 八、镗孔加工工序的夹具设计

1.最大切削力的计算及功率校验

镗床的选择：卧式镗床T618，主机功率5.5KW 工作台尺寸：1000*900

工作台最大移动量：1120*850 镗刀：YG8单面可调整式镗刀

当加工材料为铸铁时，前角=0°～15°，此处选择=10°； 镗孔时后角=5°～8°一般值为5°； 一般情况下主偏角=45°； 刃倾角=0°；

副偏角通常值为1=8°～10°，此处选择1=8°； 通常情况下副后角1==5°；

牌号：YG8，使用强度较高，抗冲击和振动性能较YG6好，但耐磨性及其许用切削速度较低。适用于铸铁、有色金属及其非金属材料加工中不平整表面和间断切削时的加工。

由手册知硬质合金面镗刀切削功率

查机械工艺手册知，镗刀切削速度：

V165.5T0.2*t0.130.2HB*S*2001.75

查表得粗镗基本参数： 刀具耐用读 切削深度 进给量 T=60min t=3mm S=1mm/r 切削速度为：V=42.8m/min 主轴转速为：n=121.9r/min

计算主切削力、背向力、进给力及其功率：

HB 250 KFKmFKroFKkFKsFKFKBF

主偏角=45°,KkF1.0; 前角=10°,KoF1.0; 刃倾角=0°,KsF1.0； 刀具圆弧半径R=1 mm，KrF1.0；

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KmF(HBWnF) 190KFKmF1.01.01.01.01.0(粗镗时： 主切削力：

xFCFcCFCapfyFCHBWnF) 190

VηFCKFC，

f1

，

CFc900KFc(，

ap3，

xFc1.0yFC0.75，

Fc0，

nF0.4

1700.4)0.956 190代入数据

Fc2581N

背向力：

FPCFPappfCFp530KFp(xFyFPVηFPKFPf1

，

yFp0.75，

ap3，，

xFp0.9，

Fc0，

nF1.0，

1701.0)0.89 190

代入数据

Fp1267N进给力：

FfCFfapxFffyFfVηFfKFf

f1xFf1.0yFf0.4Fc0nF0.8CFf450ap3，，，，，，，

1700.8)0.91 190

代入数据KFf(Ff1228N功率：

3PFV10CC

PC258142.81031.84kw 60

PpFpV103

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Pp126742.81030.9kw 60

PfFfV103Pf122842.81030.875kw 60

F合FC2Ff2Fp23126NF1228N f2.夹紧力大小的确定原则及夹紧力的计算

夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性以及工件加工精度等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力确保工件“紧贴”定位件，夹紧力过小工件不能夹紧，在加工过程中容易发生工件移动，破坏工件的定位，从而影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可知必须有大小适当的夹紧力。此外，夹紧力作用点应做到①不妨碍加工；②有利于工件装卸；③此处工件刚度好。 在计算夹紧力时，根据工件受的最大切削力计算工件所需的夹紧力。夹紧力、切削力，此工件还要考虑重力，后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。即

FKFK

式中

FK为实际所需压紧力； F为理论夹紧力； K为安全系数。

安全系数KK1K2K3K4

系数 K1 K2 K3 K4 系数性质 基本安全系数 加工状态系数 刀具钝化系数 切削特性系数 连续切削 断续切削 粗加工 精加工 系数值 1.2~1.5 1.2 1.0 1.1~1.3 1.0 1.2 Fc2581N Fp1267N取K=1.2×1.2×1.2×1.0=1.728。

受力分析如图

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当3个力的合力与夹紧力垂直时，切削力全由摩擦力抵消，此时所需的夹紧力最大

查手册得f2=0.2，f1=0.8。G=400N

f1F夹（F夹G）f2F合F夹F合-Gf2f1f23046N

FKFK5263N

夹具定位方式的选择 此工序为粗镗轴承孔，因此只需保证其在Z轴的自由度即可。所以工件采用采用一面两销定位，用定位销、平面来实现，用压块进行夹紧。定位面为机座下底面。如下图所示：

其中1、2定位销限制x、y、z，3、4、5、6支撑板支撑板限制z、x、y。

定位原件的选择： 1.定位销的选择：

此处选择一面两销定位，所以要计算削边销尺寸。

2.支撑板的选择

根据要求由《金属机械加工工艺人员手册》查的：

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选择支撑板（JB/T8029.1-1999）相干数据如表所示： H L B b l A d d1 8 40 14 11 10 20 5.5 10 夹紧机构简图如下

h 3.5 h1 孔数n 2

3.气缸的选择

受力分析可知F动=FK=5263

由《液压传动和气压传动》可知

F1=

D24p

其中F1=5263N，p=1MPa，=0.9故代入公式可得：

D=86.3mm

而一般d=（0.2-0.3）D=（17.26-25.89）mm

根据标准取缸径为100mm，行程为50mm的QGAⅡ100×s气缸

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考虑到流水线生产的特点，本工序中控制限位销伸出的气缸采用单作用弹簧复位针形气缸，型号为CJPS15-15（S代表埋入型，第一个15代表缸径，第二个15代表行程）

4.气压控制回路设计 下图为气压控制原理图：

气压控制回路

1- 气源，2-气动三联件，3-二位四通手动换向阀，4-双作用双活塞气缸，

5-单作用针形气缸，6二位二通手动换向阀，7、8-溢流阀

控制原理说明：

当工件到达本工位时，搬动二位二通手动换向阀（6）手柄，使单作用针形气缸（6）伸出，从而使与其相连的限位销伸出，限制工件的移动，然后搬动二位四通手动换向阀（3）手柄，双作用双活塞气缸（4）收缩，从而使夹紧机构将工件夹紧。当加工完后，搬动二位四通手动换向阀（3）手柄，双作用双活塞气缸（4）伸出，从而使夹紧机构将工件松开，然后搬动二位二通手动换向阀（6）手柄，使单作用针形气缸（6）收缩，从而使与其相连的限位销收缩，解除对工件的限制，使工件顺利进入下一个工位。

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参考文献

【1】赵如福主编，《金属机械加工工艺人员手册（第四版）》，上海科学技术出版社，2006.10.

【2】西北工业大学机械原理及机械零件教研室编.《机械原理》（第六版），高等教育出版社，2001.5.

【3】王伯平主编.《互换性与测量技术基础》（第二版），机械工业出版社，2007.2. 【4】中国地质大学王巍主编.《机械制图》，高等教育出版社，2003.7. 【5】机械设计手册电子版

【6】机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京：机械工业出版社，1998 【7】李军主编，《互换性与测量技术基础》，华中科技大学出版社，2007.7.

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附 录

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