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機械制造工藝學
課程設計說明書
設計題目 設計小型渦輪減速器箱體零件的機械加工工藝規(guī)程
設 計 者：吳侶健，葉顏妍，葉 東
鄢仁鏗，黃星華，林國偉
指 導 教 師： 姚 琢
武夷學院
機械設計制造及其自動化教研室
2016年06月17日
機械制造工藝學課程設計任務書
題目：設計小型渦輪減速器箱體零件的機械加工工藝規(guī)程
內容：1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機械加工工藝過程卡與工序卡 1張
4.結構設計裝配圖 1張
5.結構設計零件圖 3張
6.課程設計說明圖 1份
姓 名： 吳侶健
學 號： 20134221008
班 級： 13機械1班
指導老師： 姚 琢
日 期： 2016年6月17日
機電工程學院
目錄
課程設計說明書 ………………………………………………………1
課程設計任務書 ………………………………………………………2
序言………………………………………………………………………4
1 零件的分析……………………………………………………………5
1.1 零件的作用 ……………………………………………………5
1.2 零件的工藝性分析 ……………………………………………5
2 工藝規(guī)程設計…………………………………………………………6
2.1確定毛坯的制造形式 …………………………………………6
2.2基面的選擇………………………………………………………6
2.3制定工藝路線……………………………………………………7
2.4加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ……………………11
2.4.1機械加工余量的確定……………………………………11
2.4.2確定工序尺寸……………………………………………12
2.4.3毛坯尺寸的確定…………………………………………13
2.5確定切削用量及基本工時 ……………………………………14
2.5.1切削用量的確定…………………………………………14
2.5.2切削工時的確定…………………………………………18
3夾具設計………………………………………………………………24
2.1定位方案設計…………………………………………………24
2.2定位基準的選擇與定位誤差計算……………………………25
2.3切削力和夾緊力的計算………………………………………25
2.4定位誤差分析…………………………………………………26
2.5夾緊力的計算…………………………………………………27
結論 ……………………………………………………………………29
心得體會 ………………………………………………………………30
參考文獻 ………………………………………………………………31
附件 ……………………………………………………………………32
序言
機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課，技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要地位。
就我個人而言，我希望能通過這次的課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。
由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。
一、零件的分析
（一）零件的作用
箱體類零件是機器及其部件的基礎件之一。它將一些軸、軸承、套、齒輪等零件裝配在一起，使其保持正確的相互位置關系，并按規(guī)定的運動關系協調動作，完成某種遠動。因此，箱體類零件的加工質量對機器的精度、性能和壽命有著直接關系。渦輪減速器箱體的功用如上述所示，其特點有許多精度要求不同的孔和平面組成，內部結構比較簡單但壁的厚薄不均勻，加工的難度較大。
（二）零件的工藝性分析
渦輪減速器箱體的主要技術要求有：
1. 兩對軸承孔的尺寸精度為IT8，表面粗糙度Ra值為1.6um，一對Ф90的軸承孔和一對Ф180的軸承孔同軸度公差分別為0.05mm、0.06mm，其中兩對軸承孔軸線的垂直度公差為0.06mm；
2.鑄件不得有砂眼、疏松等鑄造缺陷；
3.非加工表面涂防銹漆；
4.鑄件進行人工時效處理；
5.箱體做煤油滲漏實驗；
6.材料HT200。
①.該工件體積小，壁薄，加工時應該注意夾緊力的大小，防止變形。
②. φ180與φ90兩孔的垂直度φ0.06mm要求，由機床分度來保證
③. φ180與φ90兩孔孔距尺寸100±0.12,可采用裝心軸的方法檢測
二、工藝規(guī)程設計
(1) 確定毛坯的制造形式
由零件要求可知，零件的材料為HT200，材料抗拉強度為200N/,抗彎強度為400N/，硬度為HB170-241。 鑄鐵容易成型、切削性能好、價格低廉，并且具有良好的耐磨性和減振性，也是其它一般箱體常用的材料。箱體結構復雜，箱壁薄，故選用鑄造方法制造毛坯?？紤]到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是大批量生產，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。鑄件需要人工實效處理。
（二）基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。
（1）粗基準的選擇。按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。①在保證各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均勻。②若工件每個表面都有加工要求，為了保證各表面都有足夠的加工余量，應選擇加工量較少的表面為粗基準。③若工件必須保證每個加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，則應選擇某個加工面為粗基準。④選擇基準的表面應盡可能平整，沒有鑄造飛邊，澆口，冒口或其他缺陷。粗基準一般只允許使用一次。⑤裝入箱體內的旋轉零件應與箱體內壁有足夠的間隙。⑥應保證定位、夾緊可靠。
一般箱體零件的粗基準都用它上面的重要孔和另一個相距較遠的孔作為粗基準，以保證孔加工時余量均勻。蝸輪減速器箱體加工選擇以重要表面孔Ф90及Ф180為粗基準，通過劃線的方法確定第一道工序加工面位置，盡量使各毛坯面加工余量得到保證，即采用劃線裝夾，按線找正加工即可。
（2）精基準的選擇。選擇精基準時，應從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并要達到使用起來方便可靠。一般按下列原則來選擇：①基準重合原則：選擇設計基準作為定位基準。②基準統(tǒng)一原則：盡可能在多數工序中選用統(tǒng)一的定位基準來加工其它各表面，可以避免基準轉換過程所產生的誤差，并可使各工序所使用的夾具結構相同或相似，從而簡化夾具的設計和制造。③自為基準原則：有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇加工表面本身來作為定位基準。④互為基準原則：對于相互位置精度要求高的表面，可以采用互為基準，反復加工的方法。經分析零件圖可知，箱體底面或頂面是高度方向的設計基準， 中心軸線是長度和寬度方向的設計基準。
一般箱體零件常以裝配基準或專門加工的一面兩孔定位，使得基準統(tǒng)一。蝸輪減速器箱體中Ф90軸承孔和Ф180軸承孔有一定的尺寸精度和位置精度要求，其尺寸精度均為IT7級、位置精度包括：Ф90軸承孔對Ф90軸承孔軸線的同軸度公差為Ф0.05、 Ф180軸承孔對Ф180軸承孔軸線的同軸度公差為Ф0.06、 Ф180軸承孔軸線對Ф90軸承孔軸線的垂直度公差為0.06。為了保證以上幾項要求，加工箱體頂面時應以底面為精基準，使頂面加工時的定位基準與設計基準重合；加工兩對軸承孔時，仍以底面為主要定位基準，這樣既符合“基準統(tǒng)一”的原則，也符合“基準重合”的原則，有利于保證軸承孔軸線與裝配基準面的尺寸精度。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產條件下，配以專用工具夾，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
1.工藝路線方案1：（20134221008吳侶?。?
工序1 鑄造毛坯，鑄件不得有砂眼，疏松等缺陷
工序2 清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，毛刺
工序3 鑄件人工時效處理
工序4 噴涂底漆
工序5 劃線，劃左右凸臺加工線以及頂面加工線
工序6 粗銑底面及頂面
工序7 粗銑Φ90孔左右兩側端面
工序8 粗銑Φ180孔左右兩側端面
工序9 精銑Φ90孔左右兩側端面
工序10 精鏜Φ180孔左右兩側端面
工序11 粗鏜Φ90孔
工序12 粗鏜Φ180孔
工序13 精鏜Φ90孔
工序14 精鏜Φ180孔
工序15 鉆、攻16XM8、5XM16、4XM6各螺紋孔
工序16 去毛刺
工序17 箱體做煤油滲漏實驗
工序18 非加工表面涂防銹漆
工序19 入庫
2. 工藝路線方案2：（20134221009葉顏妍）
工序1 鑄造毛坯，鑄件不得有砂眼，疏松等缺陷
工序2 清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，毛刺
工序3 鑄件人工時效處理
工序4 噴涂底漆
工序5 劃線，劃左右凸臺加工線以及頂面加工線
工序6 粗銑底面及頂面
工序7 粗銑Φ90孔左右兩側端面
工序8 粗銑Φ180孔左右兩側端面
工序9 精銑Φ90孔左右兩側端面
工序10 精銑Φ180孔左右兩側端面
工序11 粗鏜Φ90孔
工序12 粗鏜Φ180孔
工序13 磨削Φ90孔
工序14 磨削Φ180孔
工序15 鉆、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺紋孔
工序26 去毛刺
工序17 箱體做煤油滲漏實驗
工序18 非加工表面涂防銹漆
工序19 入庫
3. 工藝路線方案3：（20134221010 葉東）
工序1 鑄造毛坯，鑄件不得有砂眼，疏松等缺陷
工序2 清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，毛刺
工序3 鑄件人工時效處理
工序4 噴涂底漆
工序5 劃線，劃左右凸臺加工線以及頂面加工線
工序6 粗銑底面，頂面以及Φ90和Φ180左右端面
工序7 鏜銑Φ90和Φ180左右端面以及孔
工序8 鉆、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺紋孔
工序9 去毛刺
工序10 箱體做煤油滲漏實驗
工序11 非加工表面涂防銹漆
工序12 入庫
4. 工藝路線方案4：（20134221011 鄢仁鏗）
工序1 鑄造毛坯，鑄件不得有砂眼，疏松等缺陷
工序2 清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，毛刺
工序3 鑄件人工時效處理
工序4 噴涂底漆
工序5 劃線，劃左右凸臺加工線以及頂面加工線
工序6 粗銑底面及頂面
工序7 粗銑Φ90孔左右兩側端面
工序8 精銑Φ90孔左右兩側端面
工序9 粗銑Φ90孔
工序10 精銑Φ90孔
工序11 粗銑Φ180孔左右兩側端面
工序12 精銑Φ180孔左右兩側端面
工序13 粗銑Φ180孔
工序14 精銑Φ180孔
工序15 鉆、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺紋孔
工序16 去毛刺
工序17 箱體做煤油滲漏實驗
工序18 非加工表面涂防銹漆
工序19 入庫
5. 工藝路線方案5：（20134221012 黃星華）
工序1 鑄造毛坯，鑄件不得有砂眼，疏松等缺陷
工序2 清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，毛刺
工序3 鑄件人工時效處理
工序4 噴涂底漆
工序5 劃線，劃左右凸臺加工線以及頂面加工線
工序6 粗銑底面及頂面
工序7 粗銑Φ90孔左右兩側端面
工序8 鏜銑Φ90孔左右兩側端面
工序9 粗鏜Φ90孔
工序10 精鏜Φ90孔
工序11 粗銑Φ180孔左右兩側端面
工序12 鏜銑Φ180孔左右兩側端面
工序13 粗鏜Φ180孔
工序14 精鏜Φ180孔
工序15 鉆、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺紋孔
工序16 去毛刺
工序17 箱體做煤油滲漏實驗
工序18 非加工表面涂防銹漆
工序19 入庫
6. 工藝路線方案6：（20134221013 林國偉）
工序1 鑄造毛坯，鑄件不得有砂眼，疏松等缺陷
工序2 清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，毛刺
工序3 鑄件人工時效處理
工序4 噴涂底漆
工序5 劃線，劃左右凸臺加工線以及頂面加工線
工序6 粗銑底面及頂面
工序7 粗銑Φ90孔兩右兩側端面
工序8 精銑Φ90孔左右兩側端面
工序9 粗鏜Φ90孔并磨削
工序10 粗銑Φ180孔兩右兩側端面
工序11 精銑Φ180孔兩右兩側端面
工序12 粗鏜Φ180孔并磨削
工序13 鉆、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺紋孔
工序14 去毛刺
工序15 箱體做煤油滲漏實驗
工序16 非加工表面涂防銹漆
工序17 入庫
工藝方案的分析與比較
上述六個工藝方案的特點在于：六個方案都是按先粗后精，先面后孔的原則進行加工的。方案一是采用粗鏜、精鏜加工Φ90和Φ180兩孔，不能夠很好的保證定位基準。方案二采用粗鏜、磨削加工Φ90和Φ180兩孔，其實孔使用磨削加工并不是很合理。而方案三則是把Φ90兩側凸臺和Φ180兩側端面直接用鏜銑，安排在一道工序中，工序比較集中，而且可以很好的保證定位基準。方案四工序比較分散，加工較為繁瑣，都是先弄好一面在弄另一面。方案五也應用了鏜銑，但是不如方案三來的工序集中。方案六和方案四一樣工序繁瑣，同時孔不宜采用磨削加工，所以這個方案不夠合理。綜上，方案三不僅工序較為集中，而且鏜銑Φ90和Φ180兩孔時，使得一套夾具的使用范圍更廣，工序也更集中。最重要的是很好的保證了定位基準不會發(fā)生誤差?？紤]到箱體上的孔一般不宜采用磨削加工，以及工序集中的原則，選擇方案三是比較合理的，能達到零件圖的加工要求。
以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程卡”。
（4） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。
1機械加工余量的確定。
根據零件材料確定毛坯為鑄件，通過計算和查詢資料可知，生產類型為大批量生產，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于φ90mm和φ180mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型芯。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效進行處理。
加工表面
基本尺寸
總加工余量數值
底面、頂面
290
5.0
Φ90孔兩側凸臺
215
6.0
Φ180孔兩側凸臺
100
7.0
Φ90的孔
Φ90
0.6
Φ180的孔
Φ180
0.7
2確定工序尺寸
（1）面的加工（所有面）
根據《機械工藝手冊》查表確定平面的加工余量，對于精度要求比較高的面，采用粗銑、精銑加工；對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。
（2）孔的加工
1. φ90mm.
毛坯為空心，通孔，孔內要求精度介于IT6～IT7之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
粗鏜：φ89.9mm 2z=0.5mm
精鏜：φ90H7
2. φ180mm.
毛坯為空心，通孔，孔內要求精度介于IT6～IT7之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
粗鏜：φ179.9mm 2z=0.6mm
精鏜：φ180H7
3.毛坯尺寸的確定
按技術要求渦輪減速器箱體的材料是HT200，其毛坯是鑄件。鑄鐵容易成型、切削性能好、價格低廉，并且具有良好的耐磨性和減振性，也是其它一般箱體常用的材料。故其毛坯類型為鑄件。根據渦輪減速器箱體的材料，由《機加工工作各種生產類型的生產綱領及工藝特點》可得出，對于單件小批量生產，一般采用木模手工造型。
估算毛坯的機械加工余量采用木模手工造型的渦輪減速器箱體零件毛坯的精度低，加工余量大，其平面余量一般為 7～12mm，孔在半徑上的余量為8～14mm。為了減少加工余量，無論是單件小批生產還是成批生產，均需在兩對軸承孔位置在毛坯上鑄出預孔。根據渦輪減速器箱體零件毛坯的最大輪廓尺寸(290 )和加工表面的基本尺寸（按最大尺寸290) ，查附表6《鑄件的機械加工余量》(按中間等級3級精度查表)可得出，頂面的機械加工余量為7 ，底面及側面的機械加工余量為6 。各加工表面的機械加工余量統(tǒng)一取7 。查附表9《鑄件的尺寸偏差》可得出，減速箱箱體毛坯的尺寸偏差為±2.5 。表3是應用查表法得到的小批量手工砂型鑄造時減速箱箱體的毛坯尺寸公差及機械加工余量。
表3 渦輪減速器箱體毛坯尺寸公差及機械加工余量
加工零件
機械加工余量
尺寸關系
毛坯尺寸及公差
箱體長度215
3.5
11（±5.5）
227.5±5.5
箱體高度290
3.5
12（±6）
303±6
箱體寬度135
3.5
10（±5）
147±5
2個軸承孔
Ф180（+0.035，0）
3.5
11（±5.5）
Ф167.5±5.5
2個軸承孔
Ф90（+0.027，0）
3.5
9（±4.5）
Ф78.5±5.5
（五）確定切削用量及基本工時
I：切削用量的計算
1 工序6切削用量
本工序為粗銑底面、頂面。已知工件材料為HT200，選擇硬質合金端面銑刀直徑D=100mm，齒數z=10。根據資料選擇銑刀的基本形狀,B=63mm，d=60mm，已知銑削寬度a=210mm，銑削深度a=2.5mm故機床選用X6132臥式銑床。
1.確定每齒進給量f
根據資料所知，X型臥式銑床，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.2-0.5mm/z、現取f=0.3mm/z。
2.選擇銑刀磨損標準及耐用度
根據資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑D=100mm，耐用度T=300min。
3.確定切削速度
根據資料所知，依據銑刀直徑D=100mm，齒數z=10，銑削深度a=2.5mm，耐用度T=300min時查參考文獻〔1〕表3.1-74取主軸轉速n=350r/min,故相應的切削速度為：
Vc =
Vc==110m/min
2 工序7切削用量
本工序是鏜銑φ90孔兩側凸臺、φ180兩側凸臺, 選擇硬質合金端面銑刀直徑D=100mm，齒數z=10,選用T617A鏜床。
1.確定每齒進給量f
根據資料所知，查得每齒進給量f=0.20～0.30mm/z、現取f=0.20mm/z。
2.選擇鏜刀磨損標準及耐用度
根據資料所知，鏜刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。
3.確定切削速度和每齒進給量f
根據資料所知,根據T617A鏜床主軸轉速表查取，根據資料所知，依據銑刀直徑D=100mm，齒數z=10，銑削深度a=1.0mm，耐用度T=180min時查參考文獻〔1〕表3.1-74取主軸轉速n=200r/min。
故相應的切削速度為：
Vc =
Vc==63m/min
3工序7的切削用量
本工序其中包括粗鏜Φ90H7孔、粗鏜Φ180H7孔、孔口倒角1X45°。查文獻2表3.2-10，得粗鏜以后的孔為Φ89.9mm和Φ189.9mm。鏜孔時要保證Φ90 H7孔與Φ18H7孔的垂直度要求。
1. 粗鏜Φ90H7孔時
粗鏜Φ90孔時因余量為0.5mm，故=0.5mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。進給量f=0.58mm/r。
r/min
取機床轉速為113r/min。
2. 粗鏜Φ180H7孔時
粗鏜Φ180孔時因余量為0.6mm，故=0.6mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。進給量f=0.58mm/r。
r/min
取機床轉速為64r/min。
4工序7的切削用量
本工序包括精鏜Φ90H7孔，Φ180H7孔。
1. 精鏜Φ90H7孔時
精鏜Φ90孔時因余量為0.1mm，故=0.1mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。進給量f=0.2mm/r。
r/min
取機床轉速為64r/min。
2. 精鏜Φ180H7孔時
精鏜Φ180孔時因余量為0.1mm，故=0.1mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。進給量f=0.2mm/r。
r/min
取機床轉速為43r/min。
5 工序8、9的切削用量
（1）本工序要求之一為鉆4xM6螺紋孔，攻螺紋4xM6，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=5mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。
1.確定進給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。根據《切削手冊》表2.7，已知工件材料為HT200，d0=Φ5時，f=0.18--0.22。由于本零件在加工Φ6的孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=0.14--0.17(mm/r)，根據機床說明書，現取f=0.13mm/r。
2.確定切削速度V
由表4-6[2]，根據加工材料灰鑄鐵為選取條件，鉆Φ6孔的底孔的切削速度為，由此算出轉速：
。
由《機床說明書》實際轉速取。
取攻絲時的切削速度為：。由此算出轉速：
=。
由表4-6[1]按機床實際轉速取。
（2）本工序要求之一為鉆16xM8螺紋孔，攻螺紋16xM8，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6.8mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。
1.確定進給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。根據《切削手冊》表2.7，已知工件材料為HT200，d0=Φ6.8時，f=0.37--0.45。由于本零件在加工Φ8的孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=0.28--0.34(mm/r)，根據機床說明書，現取f=0.25mm/r。
2.確定切削速度V
由表4-66[2]，根據加工材料灰鑄鐵為選取條件，鉆Φ8孔的底孔的切削速度為，由此算出轉速：
。
由表4-6[1]按機床實際轉速取。
取攻絲時的切削速度為：。由此算出轉速：
=。
由表4-6[1]按機床實際轉速取。
（3）本工序要求之一為鉆5xM16螺紋孔，攻螺紋5xM16，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=14mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。
1.確定進給量f
由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。根據《切削手冊》表2.7，已知工件材料為HT200，d0=Φ14時，f=0.37--0.45。由于本零件在加工Φ16的孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=0.28--0.34(mm/r)，根據機床說明書，現取f=0.25mm/r。
2.確定切削速度V
由表4-6[2]，根據加工材料灰鑄鐵為選取條件，鉆Φ16孔的底孔的切削速度為，由此算出轉速：
。
由《機床說明書》實際轉速取。
取攻絲時的切削速度為：。由此算出轉速：
=。
由表4-6[1]按機床實際轉速取。
II：基本工時的計算
1. 工序6時間定額計算：
本工序為粗銑蝸輪箱體底面和頂面。由表5-43[1]，采用面銑刀對稱銑削時，該工序的基本時間計算公式為：
式中
當主偏角時
當主偏角時
本工序中：（該工序包含2個工步）
。
將上述結果帶入式中，則該工序的
基本時間：
輔助時間：
服務時間：
單件時間：
2. 工序7時間定額計算：
本工序為鏜銑Φ180mm兩孔側面左右端面。由表5-43[1]，采用不對稱銑削。
式中
本工序中：（該工序包含2個工步）
。
將上述結果帶入式中，則該工序的基本時間：
輔助時間：
服務時間：
單件時間：
3. 工序7時間定額計算：
本工序為鏜銑Φ90mm兩孔左右端面。采用對稱銑削。
本工序中：（該工序包含2個工步）
。
將上述結果帶入式中，則該工序的
基本時間：
輔助時間：
服務時間：
單件時間：
4. 工序7時間定額計算：
本工序包含粗鏜Φ90mm孔和Φ180mm孔。由表5-39[1]鏜孔基本時間的計算：
式中
——單件小批生產時的試切附加長度
備注：①加工到臺階時
②的值見表5-40
③主偏角時
④為進給次數
（1）粗鏜Φ90mm孔時， 。
把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間：
（2）粗鏜Φ180mm孔時， 。
把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間：
基本時間：
輔助時間：
服務時間：
單件時間：
5 工序7時間定額計算：
本工序包含精鏜Φ90mm孔和Φ180mm孔。該工序分為兩個工步，工步1是精鏜Φ90mm孔。工步2是把工作臺旋轉90°精鏜Φ180mm孔。
①精鏜Φ90mm孔時， 。
把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間：
②精鏜Φ180mm孔時， 。
把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間：
基本時間：
輔助時間：
服務時間：
單件時間：
6 工序8,9時間定額計算：
本工序要求之一為鉆16xM8螺紋孔，攻螺紋16xM8，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。
由表5-41[1]，鉆孔時基本時間：
式中
注：鉆中心孔和盲孔時；為孔徑（）
由表5-46[1]，用絲錐攻螺紋時的基本時間：
式中
注：為絲錐或工件回程的每分鐘轉數（）；為使用絲錐的數量；為工件或絲錐的每分鐘轉數（）；為工件螺紋螺距。
①鉆孔時：
（由表4-7[1]選?。?
所以鉆16xM8螺紋孔基本時間：
②攻螺紋時：
（由表4-7[1]選取）。
所以攻16xM8螺紋孔基本時間：
基本時間：
輔助時間：
服務時間：
單件時間：
三、夾具設計
為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
(一) 定位方案設計
任何未定位的工件在空間直角坐標系中都具有六個自由度,即沿三個坐標軸的移動自由度和繞三個坐標軸的轉動自由度。對于箱體類零件而言,一般常采用三平面的定位方式或一面兩孔的定位方式。
定位方案一：
在箱體類零件的加工中，特別是當生產批量較大時,鏜削箱體零件往往以一面兩銷孔作為定位精基準。
一面兩銷即一個大平面、一個圓柱銷和一個菱形銷，這種定位方式尤為普遍。其優(yōu)點是定位方便可靠，簡化夾具的結構,提高了夾具的剛性,工件裝卸也較方便,因而可提高勞動生產率和加工質量。缺點是會產生定位基準和設計基準不重合誤差,工藝上必須對原來圖樣上精度要求并不高的定位精基準面提出較高的工藝要求。另外在某些場合,用這種方法定位,加工時觀察、測量和調整刀具較困難。還有就是，在利用這種定位方式時，需跟據零件的實際情況，看零件的實際情況允不允許采用這種方式。就拿本設計來說，小型蝸輪減速器箱體上不宜找到很合適的兩現成孔，初步來看這種定位方式不大可行。
定位方案二：
本設計中，零件為小型蝸輪減速器箱體，考慮到加工精度的要求。Φ180mm孔有同軸度要求0.06mm，垂直度要求0.06mm。按照基準重合的原則，以孔Φ90mm定位。定位元件可采用一個短圓柱大平面定位銷和一個支承釘完全定位的方式。由于箱體主要定位面是Φ90mm孔一側凸臺，考慮到穩(wěn)定性和安裝固定，采用一輔助支承來提高工件的穩(wěn)定性。這種定位方案，加工Φ180mm和Φ90mm孔時分別劃分為兩道工序，且加工Φ90mm在Φ180mm孔之前加工。
這種定位方式的優(yōu)點是，定位簡單方便，能很好地保證Φ180mm孔的同軸度要求和垂直度要求。但是由于加工孔Φ90mm和孔Φ180mm時是在兩道工序中進行，需要兩次裝夾，降低了效率，而且這種定位方式存在一個潛在的問題就是夾緊不穩(wěn)，對夾緊裝置要求相對高一些。
定位方案三：
由于該小型蝸輪箱體孔系屬垂直孔系。鏜削垂直孔系時，可采用以下方法保證孔系的位置精度：
（1）用鏜套鏜削，利用鏜套的定位精度，先鏜好一個端面上的孔，再鏜削另一垂直端面上的孔。
（2）用心軸校正法 利用已加工好的孔，選配與該孔孔徑相同的檢驗心軸插入孔中，回轉工作臺后，用百分表校對心軸的兩端，使兩端對零。如果工件結構許可，可在鏜削第一端面上的孔后，同時銑出與鏜床主軸相垂直的找正基面，然后轉動工作臺，找正該基面，使它與鏜床主軸平行。
本設計利用回轉工作臺鏜削法，定位采用三平面完全定位方式，通過專用夾具，來實現孔的精度要求。三面即蝸輪箱體頂面、底面、一凸臺面。蝸輪箱體底面采用兩塊支撐板，另外兩面分別采用一個支撐板和兩個支承釘來達到完全定位。這種定位方案相對于第一種定位方案，定位可靠，在后面的夾緊裝置設計時也方便。但必須要求孔Φ90mm和孔Φ180mm在同一到工序中完成。采用鏜套的方式，才能保證兩孔的精度要求，所以對夾具的制造、安裝要求相對較高。
根據對各方案的分析，考慮到方案的合理性和夾具的復雜性，我們決定采用方案3的定位方式。
(二) 定位基準的選擇與定位誤差計算
1.出于定位簡單和快速的考慮，選擇Φ90孔的底面和側面為基準定位，使工件過定位，提高Φ90孔的加工精度，再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。
2.定位誤差的計算
以Φ90孔側面定位的定位誤差W,是上一道側面加工工序尺寸公差的一半，即0.032mm。
加工允許的定位精度為是上一道側面加工工序尺寸的未注對稱度對稱度公差值，為0.050mm。
W<0.050mm
即定位誤差在定位精度范圍之內，夾具設計方案能達到加工技術要求。
（三）切削力和夾緊力計算
本步加工按鉆削估算卡緊力，實際效果可以保證可靠的卡緊。
銑削力計算 ：
將已知條件帶入：
從表3-25中可知，不同材料的銑銷力修正系數K為 ：
前面已知 ：,取
∴
則夾緊力：
使用使用移動壓板機構快速人工壓緊，調節(jié)壓緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的壓緊。
（四）定位誤差分析
用調整法加工一批零件時，工件在定位過程中，會遇到由于工件的定位基準與工序基準不重合，以及工件的定位基準（基面）與定位元件工作表面存在制造誤差，這些都能引起工件的工序基準偏離理想位置，由此引起工序尺寸產生加工誤差，即定位誤差（），其數值大小為工件的工序基準沿工序尺寸方向上發(fā)生的最大偏移量。只有定位誤差小于工件相應加工要求的公差的，定位方案才認為是合理的，因此在夾具設計時必須對定位誤差進行分析和計算。
定位誤差由基準不重合誤差和定位副制造不準誤差兩部分組成，定位誤差的大小是兩項誤差在工序尺寸方向上的代數和，即
采用定位方案一時，短圓柱大平面定位銷是垂直放置的，由表8-13[1]可得：
孔的尺寸為，因此=。
定位銷尺寸Φ，由表1-10[5]可得該尺寸的下偏差為：上偏差為==，因此定位銷的尺寸，
因此。
定位基準孔和定位銷間的最小間隙：。
因此這種方式定位誤差：
<
綜上，這種定位方案是合理的。
采用方案三時，本設計采用三平面定位方式，保證Φ90孔和Φ180孔同軸度與加工精度。只要鏜模精度得到了保證，定位誤差在定位精度范圍之內，夾具設計方案就是合理的。只要能滿足要求，這樣的鏜模相比方案一的效率較高。
（五） 夾緊力的計算
夾緊力的大小，對工件裝夾的可靠性，工件和夾具變形，夾緊裝置的復雜程度等都有很大的影響。
計算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)以簡化計算。然后根據工件所受切削力、夾緊力（大型工件還應考慮重力、高速運動的工件還應考慮慣性力等）后處于平衡條件，計算出理論夾緊力，再乘以安全系數，作為實際所需的夾緊力，即：
考慮到切削力的變化和工藝系統(tǒng)變形等因素，一般粗加工時取；精加工是取。加工過程中切削力的作用點、方向和大小可能在變化，估計夾緊力時應按最不利的情況考慮。
在實際夾具設計中，對于夾緊力的大小并非在所有情況下都要計算確定。如手動夾緊機構，常根據經驗或用類比的方法確定所需夾緊力的數值。
本工序中，采用了類似四點浮動夾緊機構，加工Φ孔時，夾緊方式可靠，在加工過程中不會產生振動和轉動。加工Φ是最不利的情況，按這種情況考慮，有加工工藝過程知：粗鏜Φ90孔時，背吃刀量，進給量，
鏜削速度0.5m/s=30m/min。查“常見工件材料的單位切削力”知的單位切削力。
鏜削功率：
鏜削力：
鏜削扭矩：
對夾緊方式具體分析，可得：（為壓塊與上表面接觸時的摩察系數，由表10-2[1]，取0.25）。
粗加工時，安全系數取2.5，則實際所需的夾緊力：
以上計算過程是在鏜削時采用單刃鏜刀的情況下進行的，然而在加工過程中，采用雙刃鏜刀。采用雙刃鏜刀部分切削力是可以相互抵消的。夾緊時，工人通過工具扳手旋緊帶球間螺母，這種夾緊方式所提供的夾緊力大于所需的實際所需的夾緊力，螺母夾緊可以保證精度。
結 論
根據蝸輪箱體工藝規(guī)程及夾具設計要求，在本設計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質量，可靠地達到了圖紙所提出的技術條件，并盡量提高生產率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。同時依據夾具設計原理和相關資料可以了解到該設計中的夾具設計也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質量，不僅工藝性好結構簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準確，提高了生產率，降低了制造成本。
心得體會
三周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了寬容，學會了理解。我們此次的課程設計做的是《小型渦輪減速器箱體夾具設計》，而這次課程設計讓我又重新溫習了《機械制造工藝學》書本上的內容，我明白了不論什么時候不管干什么事總是離不開書本，不管什么時候從書上我們總可以找得到我們想要的東西。書上的東西永遠是基礎的，而基礎正是向更深的領域邁進的階梯，課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．
通過這次夾具設計，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設計了解了在課程設計中應注意的問題： 1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設計應和工序設計統(tǒng)一 所需設計的夾具絕大多數用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環(huán)節(jié)中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案，因此夾具設計的具體內容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。 2）設計時要有整體觀念 夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計將各種元件聯系為一個整體。 3）設計中應學習正確運用標準與規(guī)范 對于國家標準的規(guī)范要嚴格要求和執(zhí)行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本。4）要注意前后工序的互不影響，由于開始的設計都是單方面的，希望對于某個單方面的設計達到最簡單、最優(yōu)，但是隨著后續(xù)工序及設計的進行，會出現前后沖突的情況，這時便要進行方案的修改，確保能夠使得每一工序，每一設計都合理，正確。
總的來說此次課設培養(yǎng)和提高了我獨立工作能力，鞏固與擴充了課程所學的內容，掌握了夾具設計的方法和步驟并懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。 在這次設計過程中，體現出自己單獨設計夾具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情
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