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蝸輪箱體加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設計
1 緒論
1.1 箱體的概述
箱體類零件通常作為箱體部件裝配時的基準零件。它將一些軸、套、軸承和齒輪等零件裝配起來，使其保持正確的相互位置關系，以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體類零件的加工質量對機器的工作精度、使用性能和壽命都有直接的影響。
箱體零件結構特點：多為鑄造件，結構復雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。
箱體零件的主要技術要求：軸頸支承孔孔徑精度及相互之間的位置精度，定位銷孔的精度與孔距精度；主要平面的精度；表面粗糙度等。
箱體零件材料及毛坯：箱體零件常選用灰鑄鐵，汽車、摩托車的曲軸箱選用鋁合金作為曲軸箱的主體材料，其毛坯一般采用鑄件，因曲軸箱是大批大量生產，且毛坯的形狀復雜，故采用壓鑄毛坯，鑲套與箱體在壓鑄時鑄成一體。壓鑄的毛坯精度高，加工余量小，有利于機械加工。為減少毛坯鑄造時產生的殘余應力，箱體鑄造后應安排人工時效。
1.2 箱體類零件工藝過程特點分析
1.2.1 箱體類零件的特點
一般減速箱為了制造與裝配的方便，常做成可剖分的，這種箱體在礦山、冶金和起重運輸機械中應用較多。剖分式箱體也具有一般箱體結構特點，如壁薄、中空、形狀復雜，加工表面多為平面和孔。
蝸輪箱體的主要加工表面可歸納為以下三類：
⑴ 主要平面 箱蓋的對合面和頂部方孔端面、底座的底面和對合面、軸承孔的端面等。
⑵ 主要孔 軸承孔及孔內環(huán)槽等。
⑶ 其它加工部分 聯接孔、螺孔、銷孔、斜油標孔以及孔的凸臺面等。
1.2.2 工藝過程設計應考慮的問題
根據蝸輪箱體的結構特點和各加工表面的要求，在編制工藝過程時應注意以下問題：
⑴ 加工過程的劃分 為保證效率和精度的兼顧，就孔和面的加工還需粗精分開；
⑵ 箱體加工工藝的安排 安排箱體的加工工藝，應遵循先面后孔的工藝原則，對箱體還應遵循組裝后鏜孔的原則。因為如果不先將箱體的對合面加工好，軸承孔就不能進行加工。另外，鏜軸承孔時，必須以底座的底面為定位基準，所以底座的底面也必須先加工好。
由于軸承孔及各主要平面，都要求與對合面保持較高的位置精度，所以在平面加工方面，應先加工對合面，然后再加工其它平面，還體現先主后次原則。
⑶ 箱體加工中的運輸和裝夾 箱體的體積、重量較大，故應盡量減少工件的運輸和裝夾次數。為了便于保證各加工表面的位置精度，應在一次裝夾中盡量多加工一些表面。工序安排相對集中。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以減少裝夾次數，從而減少安裝誤差的影響，有利于保證其相互位置精度要求。
⑷ 合理安排時效工序 一般在毛坯鑄造之后安排一次人工時效即可；對一些高精度或形狀特別復雜的箱體，應在粗加工之后再安排一次人工時效，以消除粗加工產生的內應力，保證箱體加工精度的穩(wěn)定性。
2 設計的目的
畢業(yè)設計,是在學完機械設計制造專業(yè)課程后，經過生產實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后工作打下良好基礎。通過畢業(yè)設計達到以下目的：
1 熟練的運用機械制造工藝學及夾具和有關先修課程（工程材料及熱處理，機械設計，互換性與技術測量，金屬切削原理和機床等）的知識，結合畢業(yè)實習學到的知識，掌握零件的機加工工藝規(guī)程的設計的基本原理和方法，初步具備設計中等復雜零件的工藝規(guī)程的能力。
2 能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，設計出高效，省力，既經濟合理又能保證加工質量的夾具。
3 進一步提高設計計算，制圖的能力。熟練掌握solidworks， Pro/E等繪圖軟件的應用，能熟練的查閱和使用各種技術資料（國家標準，手冊，圖冊，規(guī)范等）。
4 在設計過程中培養(yǎng)自己嚴謹的工作作風和獨立工作的能力,為步入社會從事設計工作打好基礎。
3 工藝規(guī)程設計
3.1 零件的作用
題目給定的零件是蝸輪箱體，箱體類零件是機器及其部件的基礎件，它將機器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關系裝配成一個整體，并按預定傳動關系協調其運動。
3.2 零件的工藝分析
蝸輪箱體共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求?，F分述如下：
（1）以?52mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：?30，保證與?52mm孔的垂直度要求為0.01mm，位置度要求為76；端面的6-M6螺紋孔；還有保證底面的粗糙度。
（2）以底面為定位表面的加工表面。這一組加工表面包括：左右兩端面、?70端面；?52mm孔；?24端面。
3.3 零件的生產類型
依照設計題目知：Q=2000臺/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率和廢品率分別取10%和1%。代入公式N=Qn(1+)(1+)有：
N=2000×1×（1+10%）×（1+1%）=2222件/年
零件是蝸輪箱體，質量為15kg，查《機械制造技術基礎課程設計指南》表2-1可知屬輕型零件，生產類型為中批量生產。
3.4 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖
3.4.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200?？紤]到工件在使用過程中經常承受交變載荷，因此采用鑄件，使金屬纖維盡量不被切斷，保證工件的工作可靠性。由于零件年產量為2222件，屬中批量生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用金屬型鑄造。這對提高生產率，保證加工質量也是有利的。
3.4.2 確定機械加工余量和毛坯尺寸和公差
參見《機械制造技術基礎課程設計指南》第五章第一節(jié)，灰鑄鐵金屬型鑄造的公差及機械加工余量按GB/T 6414-1999 鑄件 尺寸公差與機械加工余量確定。
1) 求最大輪廓尺寸 根據零件圖計算輪廓尺寸，長150mm，寬148mm，高180mm，故最大輪廓尺寸為180mm。
2）選取公差等級CT 由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-1，鑄造方法按金屬型鑄造，鑄件材料按會鑄鐵，得公差等級CT范圍8--10級，取10級。
3) 求鑄件尺寸公差 根據加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由表《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-3查得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。
4）求機械加工余量等級 有《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-5，鑄造方法為金屬型鑄造，鑄件材料為灰鑄鐵，得機械加工余量等級范圍的D—F級，取F級。
5）求機械加工余量（RMA） 對所有加工表面取同一個數值，由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-4查最大輪廓尺寸為180mm，機械加工余量等級為F級，得RMA數值為2mm
6）求毛坯基本尺寸 如下圖, A面、B面屬雙側加工，應由《機械制造技術基礎課程設計指南》第五章第一節(jié)的式5-2 R=F+2RMA+CT/2求出，即
R=136+2×2+3.6/2=141.8mm.
C面為單側加工，應由《機械制造技術基礎課程設計指南》第五章第一節(jié)的式5-3 R=F+RMA+CT/2求出，即
R=108+2+3.6/2=111.8mm。
其它毛坯尺寸如下表所示：
圖 蝸輪箱體零件圖
蝸輪箱體鑄件毛坯尺寸公差與加工余量 單位： mm
項目
A、B面
C面
孔
孔
公差等級CT
10
10
10
10
加工面基本尺寸
136
108
120
52
鑄件尺寸公差
3.6
3.6
3.6
2.8
機械加工余量等級
F
F
F
F
RMA
2
2
2
2
毛坯基本尺寸
141.8
111.8
114.2
46.6
項目
孔
端面
端面
端面
公差等級CT
10
10
10
10
加工面基本尺寸
30
148
148
86
鑄件尺寸公差
2.6
3.6
3.6
3.2
機械加工余量等級
F
F
F
F
RMA
2
2
2
2
毛坯基本尺寸
25.8
153.8
153.8
91.6
毛坯圖的繪制
1）毛坯圖的表示 毛坯總余量確定后，便可繪制毛坯圖。
2）毛坯圖的繪制方法
a 用粗實線表示表面形狀，以雙點劃線表示經切削加工后的表面。
b 用雙點劃線畫出經簡化了次要細節(jié)的零件圖的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應被加工表面上，即得到毛坯輪廓，用粗實線表示。
3.5 制定工藝路線
3.5.1 工藝路線方案一：
工序一：鑄造成型
工序二：熱處理，對毛坯進行時效處理，使其硬度達到HBS187-220
工序三：粗銑底面
工序四：粗鏜孔?120、粗鏜孔?52
工序五：粗銑兩端面、粗銑?70端面
工序六：熱處理
工序七：半精銑底面
工序八：半精鏜孔?120、半精鏜孔?52
工序九：半精銑兩端面、半精銑?70端面
工序十：粗銑?56端面°
工序十一：粗鏜、半精鏜孔?36
工序十二：精鏜孔?120、精鏜孔?52及倒角
工序十三：精銑左端面、精銑?70端面
工序十四：精鏜孔?36
工序十五：粗銑?24端面
工序十六：攻螺紋M10
工序十七：攻?120孔端面螺紋6-M6
工序十八：攻?56端面螺紋6-M6
工序十九：鉆孔
工序二十：去毛刺
工序二十一：終檢。
3.5.2 工藝路線方案二
工序一：鑄造成型
工序二：熱處理，對毛坯進行時效處理，使其硬度達到HBS187-220
工序三：粗銑底面
工序四：粗銑兩端面、粗銑?70端面
工序五：粗銑?24端面
工序六：粗鏜孔?120、粗鏜孔?52
工序七：熱處理
工序八：半精銑底面
工序九：半精銑兩端面、半精銑?70端面
工序十：半精鏜孔?120、半精鏜孔?52
工序十一：粗銑?56端面°
工序十二：粗鏜、半精鏜孔?36
工序十三：精銑左端面、精銑?70端面
工序十四：精鏜孔?120、精鏜孔?52及倒角
工序十五：精鏜孔?36
工序十六：攻螺紋M10
工序十七：攻?120孔端面螺紋6-M6
工序十八：攻?56端面螺紋6-M6
工序十九：鉆孔
工序十二十：去毛刺
工序二十一：終檢。
3.5.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工?120mm及?52的孔，然后加工端面；而方案二則與其相反，先粗加工端面，然后鏜孔。經比較可見方案一的工序順序安排能保證下端面和左右端面與孔的中心線的位置精度，但是違背了先加工平面，后加工孔的原則，在毛坯上鉆孔，容易使鏜刀引偏。方案二中先粗加工左右端面后鉆孔，就避免了上述情況，而且容易保證精度要求。鑒于上述比較我們制定的加工路線如下：
工序一：鑄造成型
工序二：熱處理，對毛坯進行時效處理，使其硬度達到HBS187-220
工序三：銑底面
工序四：鉆底面6-?11孔
工序五：銑?120和?52端面
工序六：粗鏜孔?120、粗鏜孔?52
工序七：銑?56兩端面
工序八：粗鏜?30孔
工序九：鉆6-M6孔
工序十：鉆3-M6孔
工序十一：鉆M6攻螺紋
工序十二：鉆M10孔攻螺紋
工序十三：精鏜孔?120、精鏜孔?52
工序十四：精鏜孔?30孔
工序十五：去毛刺
工序十六：終檢。
以上工藝過程詳見 “機械加工工序過程卡片”。
3.6 機械加工余量
蝸輪箱體的材料為HT200。毛坯重量為16.0kg，硬度HBS為187～220MPa，生產類型為中批量生產，采用鑄造成型。
根據上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸如下：
（1）底面的加工余量
由于加工表面的粗糙度為Ra 6.3μm
粗銑加工余量為3mm
半精銑加工余量為0.8mm
2） ?52mm孔和?120mm孔加工的加工余量
此加工分為二個工序：1）粗鏜?52mm孔和?120mm孔 2）精鏜?52mm孔和?120mm孔
粗鏜?52mm孔和?120mm孔的雙邊加工余量為4mm
精鏜?120mm孔的加工余量為0.8mm
精鏜?52mm孔的加工余量為0.4mm
3）?30mm孔加工的加工余量
此加工分為二個工序：1）粗鏜?30mm孔 2）精鏜?30mm孔
粗鏜?30mm孔的雙邊加工余量為4mm
精鏜?30mm孔的加工余量為0.8mm。
3.7 確定切削用量及基本工時
3.7.1 工序一：銑底面
1）加工條件
工件材料：灰口鑄鐵HT200 σb=187～220Mpa 鑄造。
加工要求：粗銑底面端面并保證108.8mm的工序尺寸
機床XA6132,萬能銑床，采用專用夾具裝夾銑削，加工余量為3mm平面加工長度為150mm。
2）刀具選擇
a 根據《切削用量簡明手冊》表1.2，刀片材料選擇YG6硬質合金刀片。根據《切削用量簡明手冊》表3.1，當背吃刀量為=3mm，銑削寬度=130mm時選擇銑刀直徑d0=200mm，刀具齒數z=15.
b 由《切削用量簡明手冊》表3.2確定銑刀切削部分的幾何形狀， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20°
3）選擇切削用量
a 確定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次經給銑完，即=3mm。
b 確定每齒進給量fz 采用不對稱端銑以提高進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.5 當使用YG6,銑床功率為7.5kW（《切削用量簡明手冊》表3.30，XA6132萬能銑床說明書）時查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.18mm/r.
c 選擇銑刀磨鈍標準及壽命 根據《切削用量簡明手冊》表3.7-3.8，后刀面最大磨損極限為1.0mm，刀具壽命為240min。
d 確定銑削速度和每分鐘進給量 銑削速度可根據《切削用量簡明手冊》表3.27的公式計算，也可由表直接查出。
根據《切削用量簡明手冊》表3.16，當d0=200mm，z=15，≦5mm，fz≦0.24 mm/r時，=82m/ min,n=130r/min, =326mm/min.
各修正系數為：
故=65.6m/min, n=104r/min, =260.8mm/min.
根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30）選擇
n=118r/min, =300mm/min.
因此實際切削速度和每齒進給量為
=
e 校驗機床功率 根據《切削用量簡明手冊》表3.24查的=4.8,根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為=7.5×0.75=5.63.
故＜，因此所選用的切削用量可以采用，即
=80.6m/min, n=118r/min, =300mm/min，。
f 計算基本工時Tj 由零件圖可知銑削長度為150mm，根據公式
Tm= 式中L=l+y+,l=150mm,根據《切削用量簡明手冊》表3.26，不對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=28mm，=300mm/min
故Tm =0.59min。
3.7.2.工序二：鉆底面孔6×Ф11
設備選用組合鉆床，刀具為高速剛標準麻花鉆頭。
（1） 確定進給量f 按加工要求，查閱《切削用量簡明手冊》表2.7，確定鉆孔進給量為f=0.50mm/r。
（2） 確定切削速度 根據《切削用量簡明手冊》表2.12，鉆頭后刀面最大磨損極限取0.6mm。刀具壽命為60min。根據《切削用量簡明手冊》表2.15及表2.31,鉆孔切削速度為=
n=
根據組合鉆床說明書，取n=250r/min.
（3） 計算基本時間Tj
知孔深l=12mm,查《切削用量簡明手冊》表15-74，計算刀具切入長度l，
l=對于鉆孔的切出長度取=4mm
則T ==0.16min。
3.7.3 工序三：粗銑左端面及粗銑?70端面
粗銑兩端面：
1）加工條件。
加工要求：粗銑兩端面并保證137.8mm的工序尺寸
機床XA6132,萬能銑床，采用專用夾具裝夾單側銑削，加工余量為2mm，平面加工長度為144mm和76mm。
2）刀具選擇
a 根據《切削用量簡明手冊》表1.2，刀片材料選擇YG6硬質合金刀片。根據《切削用量簡明手冊》表3.1，當背吃刀量為=2mm，銑削寬度=144mm時選擇銑刀直徑d0=200mm，刀具齒數z=15；當背吃刀量為=2mm，銑削寬度=76mm時選擇銑刀直徑d0=100mm，刀具齒數z=10。
b 由《切削用量簡明手冊》表3.2確定左右端銑刀切削部分的幾何形狀， ao=8，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20°.
2)選擇切削用量
a 確定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次經給銑完，即=2mm。
b 確定每齒進給量fz 采用不對稱端銑以提高進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.5 當使用YG6,銑床功率為7.5kW（《切削用量簡明手冊》表3.30，XA6132萬能銑床說明書）時查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.18mm/r.
c 選擇銑刀磨鈍標準及壽命 根據《切削用量簡明手冊》表3.7-3.8，后刀面最大磨損極限為1.0mm，左端面刀具壽命為240min，右端面刀具壽命為180min。
d 確定銑削速度和每分鐘進給量 銑削速度可根據《切削用量簡明手冊》表3.27的公式計算，也可由表直接查出。
①根據《切削用量簡明手冊》表3.16，①當d0=200mm，z=15，≦5mm，fz≦0.24 mm/r時，=86m/ min,n=138r/min, =347mm/min.
各修正系數為：
故=68.8m/min, n=110.4r/min, =277.6mm/min.
根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30）選擇
n=118r/min, =300mm/min.
因此實際切削速度和每齒進給量為
=
②根據《切削用量簡明手冊》表3.16，①當d0=100mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r時，=94m/ min,n=310r/min, =476mm/min.
各修正系數為：
故=75.2m/min, n=248r/min, =380.8mm/min.
根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30）選擇
n=300r/min, =475mm/min.
因此實際切削速度和每齒進給量為
=
e 校驗機床功率 ①根據《切削用量簡明手冊》表3.24查的=3.7,根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為=7.5×0.75=5.63.
故＜，因此所選用的切削用量可以采用，即
=74.1m/min, n=118r/min, =300mm/min，。
②根據《切削用量簡明手冊》表3.24查的=3.6,根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為=7.5×0.75=5.63.
故＜，因此所選用的切削用量可以采用，即
=94.2m/min, n=300r/min, =475mm/min，。
f 計算基本工時Tj 由零件圖可知銑削長度分別為144mm和76mm，根據公式
Tm=
①式中L=l+y+,l=144mm,根據《切削用量簡明手冊》表3.26，不對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=33mm，=300mm/min
故Tm1 =0.59min
②式中L=l+y+,l=76mm,根據《切削用量簡明手冊》表3.26，不對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=19mm，=475mm/min
故Tm2 =0.20min
粗銑?70端面：
1)加工條件。
加工要求：粗銑?70端面并保證89.6mm的工序尺寸。
機床XA6132,萬能銑床，采用專用夾具裝夾銑削，加工余量為2mm平面加工長度為70mm。
2)刀具選擇
a 根據《切削用量簡明手冊》表1.2，刀片材料選擇YG6硬質合金刀片。根據《切削用量簡明手冊》表3.1，當背吃刀量為=2mm，銑削寬度=70mm時選擇銑刀直徑d0=100mm，刀具齒數z=10.
b 由《切削用量簡明手冊》表3.2確定銑刀切削部分的幾何形狀， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20°
2)選擇切削用量
a 確定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次經給銑完，即=2mm。
b 確定每齒進給量fz 采用不對稱端銑以提高進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.5 當使用YG6,銑床功率為7.5kW（《切削用量簡明手冊》表3.30，XA6132萬能銑床說明書）時查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.18mm/r.
c 選擇銑刀磨鈍標準及壽命 根據《切削用量簡明手冊》表3.7-3.8，后刀面最大磨損極限為1.0mm，刀具壽命為180min。
d 確定銑削速度和每分鐘進給量 銑削速度可根據《切削用量簡明手冊》表3.27的公式計算，也可由表直接查出。
根據《切削用量簡明手冊》表3.16，當d0=100mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r時，=94m/ min,n=310r/min, =476mm/min.
各修正系數為：
故=75.2m/min, n=248r/min, =380.8mm/min.
根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30）選擇
n=300r/min, =475mm/min.
因此實際切削速度和每齒進給量為
=
e 校驗機床功率 根據《切削用量簡明手冊》表3.24查的=3.0,根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為=7.5×0.75=5.63.
故＜，因此所選用的切削用量可以采用，即
=94.2m/min, n=300r/min, =475mm/min，。
f 計算基本工時Tj 由零件圖可知銑削長度為70mm，根據公式
Tm= 式中L=l+y+,l=70mm,根據《切削用量簡明手冊》表3.26，不對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=16mm，=475mm/min
故Tm3 =0.18min
綜合以上總的基本工時為T=
精銑左端面
1)加工條件。
加工要求：精銑左端面并保證136mm的工序尺寸，且保證粗糙度。
機床XA6132,萬能銑床，采用專用夾具裝夾銑削，加工余量為0.2mm平面加工長度為144mm。
2)刀具選擇
a 根據《切削用量簡明手冊》表1.2，刀片材料選擇YG6硬質合金刀片。根據《切削用量簡明手冊》表3.1，當背吃刀量為=0.2mm，銑削寬度=144mm時選擇銑刀直徑d0=200mm，刀具齒數z=15.
b 由《切削用量簡明手冊》表3.2確定銑刀切削部分的幾何形狀， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20°
2) 選擇切削用量
a 確定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次經給銑完，即=0.2mm。
b 確定每齒進給量fz 采用不對稱端銑以提高進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.5 當使用YG6,銑床功率為7.5kW（《切削用量簡明手冊》表3.30，XA6132萬能銑床說明書）時查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.24mm/r.
c 選擇銑刀磨鈍標準及壽命 根據《切削用量簡明手冊》表3.7-3.8，后刀面最大磨損極限為1.0mm，刀具壽命為240min。
d 確定銑削速度和每分鐘進給量 銑削速度可根據《切削用量簡明手冊》表3.27的公式計算，也可由表直接查出。
根據《切削用量簡明手冊》表3.16，當d0=200mm，z=15，≦5mm，fz≦0.24 mm/r時，=96m/ min,n=154r/min, =390mm/min.
各修正系數為：
故=76.8m/min, n=123.2r/min, =312mm/min.
根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30）選擇
n=150r/min, =375mm/min.
因此實際切削速度和每齒進給量為
=
e 校驗機床功率 根據《切削用量簡明手冊》表3.24查的=1.2,根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為=7.5×0.75=5.63.
故＜，因此所選用的切削用量可以采用，即
=94.2m/min, n=150r/min, =375mm/min，。
f 計算基本工時Tj 由零件圖可知銑削長度為70mm，根據公式
Tm= 式中L=l+y+,l=144mm,根據《切削用量簡明手冊》表3.26，不對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=35mm，=375mm/min
故Tm1=0.48min。
精銑端面
1) 加工條件。
加工要求：精銑?70端面并保證86mm的工序尺寸，且保證粗糙度。
機床XA6132,萬能銑床，采用專用夾具裝夾銑削，加工余量為0.3mm平面加工長度為70mm。
2) 刀具選擇
a 根據《切削用量簡明手冊》表1.2，刀片材料選擇YG6硬質合金刀片。根據《切削用量簡明手冊》表3.1，當背吃刀量為=0.3mm，銑削寬度=70mm時選擇銑刀直徑d0=100mm，刀具齒數z=10.
b 由《切削用量簡明手冊》表3.2確定銑刀切削部分的幾何形狀， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20°
2) 選擇切削用量
a 確定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次經給銑完，即=0.3mm。
b 確定每齒進給量fz 采用不對稱端銑以提高進給量，根據《切削用量簡明手冊》表3.5 當使用YG6,銑床功率為7.5kW（《切削用量簡明手冊》表3.30，XA6132萬能銑床說明書）時查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.24mm/r.
c 選擇銑刀磨鈍標準及壽命 根據《切削用量簡明手冊》表3.7-3.8，后刀面最大磨損極限為1.0mm，刀具壽命為180min。
d 確定銑削速度和每分鐘進給量 銑削速度可根據《切削用量簡明手冊》表3.27的公式計算，也可由表直接查出。
根據《切削用量簡明手冊》表3.16，當d0=100mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r時，=107m/ min,n=358r/min, =534mm/min.
各修正系數為：
故=85.6m/min, n=286.4r/min, =427.2mm/min.
根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30）選擇
n=300r/min, =475mm/min.
因此實際切削速度和每齒進給量為
=
e 校驗機床功率 根據《切削用量簡明手冊》表3.24查的=1.2,根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為=7.5×0.75=5.63.
故＜，因此所選用的切削用量可以采用，即
=94.2m/min, n=300r/min, =475mm/min，。
f 計算基本工時Tj 由零件圖可知銑削長度為70mm，根據公式
Tm= 式中L=l+y+,l=70mm,根據《切削用量簡明手冊》表3.26，不對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=16mm，=475mm/min
故Tm2 =0.18min
綜合以上總的基本工時為T=
3.7.4工序四：粗鏜孔?120、粗鏜孔?52
1)加工條件
加工要求：粗鏜孔?120，保證加工?117.2的工序尺寸；粗鏜孔?52，保證加工?50.6的工序尺寸。
機床T619A/1 臥式銑鏜床
刀具：參考《刀具工程師手冊》表3-54，選用硬質合金浮動鏜刀，鏜桿直徑依工件而定。粗鏜孔?120時，鏜刀的調節(jié)范圍為110～120mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。粗鏜孔?52時，鏜刀的調節(jié)范圍為45～50mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。
2)計算切削用量及工時
a 確定進給量f 加工順序為先加工?120，后加工?52。參照《實用機械加工工藝手冊》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考慮到鏜?52孔時刀桿直徑很小，故取f=0.8 mm/r。
b 選擇刀具磨鈍標準及壽命 由《切削用量簡明手冊》，表1.9，鏜刀后刀面最大磨損量取為0.8mm，采用焊接結構，刀具壽命為60min。
c 確定切削速度v 由《切削用量簡明手冊》，表1.11，當用YG6硬質合金鏜刀加工硬度為HBS為187～220Mpa的灰鑄鐵，得 Ｖ=40-80m/min，?。?60m/min。
n1=1000V/D=167.2r/min， 取n=170r/min，則實際速度V1 =61m/min
n2=1000V/D=409.85 r/min,取n=410 r/min，則實際速度V2=60m/min。
d 時間定額
① 基本時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-70，粗鏜孔?120時切削的基本時間為
T1==min=0.16min
粗鏜孔?52時切削的基本時間為
T2==min=0.29min
故本工序基本時間Tj= T1+ T2 =（0.16+0.29）min=0.45min。
② 輔助時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-96～表15-99，在銑鏜床上裝夾工件的時間為0.21min，操作機床時間為0.07min，刀架快速進退0.09min，查表15-87，測量工件時間為0.59min。
本工序輔助時間為Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。
③ 布置工作地、休息和生理需要時間 查表15-100，取該項時間占操作時間15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+0.97）×15.9%min=0.21min。
④ 準備終結時間 查表15-102，固定部分28min，另加部分裝卸夾具并校正15min、裝卸鏜桿2×2=4min。即
Tzz=（28+15+4）min=47min
本工序單件時間定額為
Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.37+0.97+0.21+）=1.67min。（式中N為投料批量）。
3.7.5 工序五：粗鏜孔?30
粗鏜孔?30
1) 加工條件
加工要求：粗鏜孔?30，保證加工?的工序尺寸
機床T619A/1 臥式銑鏜床
刀具：參考《刀具工程師手冊》表3-54，選用硬質合金浮動鏜刀，鏜桿直徑依工件而定。粗鏜孔?30時，鏜刀的調節(jié)范圍為24～27mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。
2) 計算切削用量及工時
a 確定進給量f 參照《實用機械加工工藝手冊》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考慮到鏜?30孔時刀桿直徑很小，故取f=1 mm/r。
b 選擇刀具磨鈍標準及壽命 由《切削用量簡明手冊》，表1.9，鏜刀后刀面最大磨損量取為0.8mm，采用焊接結構，刀具壽命為60min。
c 確定切削速度v 由《切削用量簡明手冊》，表1.11，當用YG6硬質合金鏜刀加工硬度為HBS為187～220Mpa的灰鑄鐵，得 Ｖ=40-80m/min，取Ｖ=40m/min。
n=1000V/D=414.7r/min， 取n=425r/min，則實際速度V1 =41m/min
d 時間定額
① 基本時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-70，粗鏜孔?30時切削的基本時間為
Tj==min=0.10min。
② 輔助時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-96～表15-99，在銑鏜床上裝夾工件的時間為0.21min，操作機床時間為0.07min，刀架快速進退0.09min，查表15-87，測量工件時間為0.59min。
本工序輔助時間為Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。
③ 布置工作地、休息和生理需要時間 查表15-100，取該項時間占操作時間15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+0.97）×15.9%min=0.21min。
④ 準備終結時間 查表15-102，固定部分28min，另加部分裝卸夾具并校正15min、裝卸鏜桿2×2=4min。即
Tzz=（28+15+4）min=47min
本工序單件時間定額為
Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.10+0.97+0.21+）=1.40min。（式中N為投料批量）。
3.7.6 工序六：鉆孔6×M6
設備選用組合鉆床，刀具為高速剛標準麻花鉆頭。
（1） 確定進給量f 按加工要求，查閱《切削用量簡明手冊》表2.7，確定鉆孔進給量為f=0.50mm/r。
（2） 確定切削速度 根據《切削用量簡明手冊》表2.12，鉆頭后刀面最大磨損極限取0.6mm。刀具壽命為60min。根據《切削用量簡明手冊》表2.15及表2.31,鉆孔切削速度為=
n=
根據組合鉆床說明書，取n=250r/min.
（3） 計算基本時間Tj
知孔深l=15mm,查《切削用量簡明手冊》表15-74，計算刀具切入長度l，
l=對于鉆孔的切出長度取=4mm
則T ==0.16min。
3.7.7 工序七：銑?56兩端面
1)加工條件
工件材料：灰口鑄鐵HT200 σb=187～220Mpa 鑄造。
加工要求：粗銑底面端面并保證148mm的工序尺寸
機床XA6132,萬能銑床，采用專用夾具裝夾單邊銑削，單邊加工余量為2.9mm，平面加工長度為56mm。
2)刀具選擇
a 根據《切削用量簡明手冊》表1.2，刀片材料選擇YG6硬質合金刀片。根據《切削用量簡明手冊》表3.1，當背吃刀量為=2.9mm，銑削寬度=56mm時選擇銑刀直徑d0=80mm，刀具齒數z=10.
b 由《切削用量簡明手冊》表3.2確定銑刀切削部分的幾何形狀， ao=8°，ao′=5°，=45°，= 30°，′= 5°，ao′=8°，=-20°
2) 選擇切削用量
a 確定背吃刀量 本工序加工余量不大可一次經給銑完，即=2.9mm。
b 確定每齒進給量fz 采用對稱端銑，根據《切削用量簡明手冊》表3.5 當使用YG6,銑床功率為7.5kW（《切削用量簡明手冊》表3.30，XA6132萬能銑床說明書）時查表得fz=0.14～0.24mm/ｒ，取fz=0.14mm/r.
c 選擇銑刀磨鈍標準及壽命 根據《切削用量簡明手冊》表3.7-3.8，后刀面最大磨損極限為1.0mm，刀具壽命為180min。
d 確定銑削速度和每分鐘進給量 銑削速度可根據《切削用量簡明手冊》表3.27的公式計算，也可由表直接查出。
根據《切削用量簡明手冊》表3.16，當d0=80mm，z=10，≦5mm，fz≦0.24 mm/r時，=103m/ min,n=452r/min, =507mm/min.
各修正系數為：
故=82.4m/min, n=361.6r/min, =405.6mm/min.
根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30）選擇
n=375r/min, =475mm/min.
因此實際切削速度和每齒進給量為
=
e 校驗機床功率 根據《切削用量簡明手冊》表3.24查的=2.5,根據XA6132型萬能銑床的說明書（《切削用量簡明手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為=7.5×0.75=5.63.
故＜，因此所選用的切削用量可以采用，即
=94.2m/min, n=375r/min, =475mm/min，。
f 計算基本工時Tj 由零件圖可知銑削長度為56mm，根據公式
Tm= 式中L=l+y+,l=56mm,根據《切削用量簡明手冊》表3.26，對稱安裝銑刀，入切量及超切量y+=20mm，=475mm/min
故Tm =0.16min。
綜合以上得本工序總的基本時間T=2×=0.32min
3.7.8工序八：鉆孔3×M6
設備選用組合鉆床，刀具為高速剛標準麻花鉆頭。
（1） 確定進給量f 按加工要求，查閱《切削用量簡明手冊》表2.7，確定鉆孔進給量為f=0.50mm/r。
（2） 確定切削速度 根據《切削用量簡明手冊》表2.12，鉆頭后刀面最大磨損極限取0.6mm。刀具壽命為60min。根據《切削用量簡明手冊》表2.15及表2.31,鉆孔切削速度為=
n=
根據組合鉆床說明書，取n=250r/min.
（3） 計算基本時間Tj
知孔深l=15mm,查《切削用量簡明手冊》表15-74，計算刀具切入長度l，
l=對于鉆孔的切出長度取=4mm
則T ==0.16min。
3.7.9 工序九：鉆M6攻螺紋
備選用組合鉆床，刀具為高速剛標準麻花鉆頭。
擴鉸孔?6mm
切削深度：
進給量：根據，取
切削速度：參照，取
機床主軸轉速：，取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數：
機動時間：
刀具：M6的YG6硬質合金絲錐
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參22照，取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
機動時間：
3.7.10工序十：鉆M10攻螺紋
機床：Z515立式鉆床
刀具：M10的YG6硬質合金絲錐
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參22照，取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
機動時間：
3.7.11 工序十一：精鏜孔?120、?52
精鏜孔?120、?52
1) 加工條件
加工要求：精鏜孔?120，保證加工?120加工尺寸；精鏜孔?52，保證加工?52的工序尺寸。
機床T619A/1 臥式銑鏜床
刀具：參考《刀具工程師手冊》表3-54，選用硬質合金浮動鏜刀，鏜桿直徑依工件而定。半精鏜孔?120時，鏜刀的調節(jié)范圍為110～120mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。粗鏜孔?52時，鏜刀的調節(jié)范圍為50～55mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。
2) 計算切削用量及工時
a 確定進給量f 因加工時用磚塔刀架多刀加工，刀具排布為先加工?120，后加工?52。參照《實用機械加工工藝手冊》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考慮到鏜?52孔時刀桿直徑很小，故取f=0.6 mm/r。
b 選擇刀具磨鈍標準及壽命 由《切削用量簡明手冊》，表1.9，鏜刀后刀面最大磨損量取為0.8mm，采用焊接結構，刀具壽命為60min。
c 確定切削速度v 由《切削用量簡明手冊》，表1.11，當用YG6硬質合金鏜刀加工硬度為HBS為187～220Mpa的灰鑄鐵，得 Ｖ=40-80m/min，?。?80m/min。
n1=1000V/D=213.6r/min， 取n=225r/min，則實際速度V1 =84.3m/min
n2=1000V/D=493.5r/min,取n=495 r/min，則實際速度V2=80.2m/min。
d 時間定額
① 基本時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-70，粗鏜孔?120時切削的基本時間為
T1==min=0.16min
粗鏜孔?52時切削的基本時間為
T2==min=0.32min
故本工序基本時間Tj= T1+ T2 =（0.16+0.32）min=0.48min。
② 輔助時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-96～表15-99，在銑鏜床上裝夾工件的時間為0.21min，操作機床時間為0.07min，刀架快速進退0.09min，查表15-87，測量工件時間為0.59min。
本工序輔助時間為Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。
③ 布置工作地、休息和生理需要時間 查表15-100，取該項時間占操作時間15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+0.97）×15.9%min=0.21min。
④ 準備終結時間 查表15-102，固定部分28min，另加部分裝卸夾具并校正15min、裝卸鏜桿2×2=4min。即
Tzz=（28+15+4）min=47min
本工序單件時間定額為
Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.37+0.97+0.21+）=1.67min。（式中N為投料批量）。
3.7.12 工序十二：精鏜孔?30
1) 加工條件
加工要求：精鏜孔?30，保證加工的工序尺寸，且保證粗糙度。
機床T619A/1 臥式銑鏜床
刀具：參考《刀具工程師手冊》表3-54，選用硬質合金浮動鏜刀，鏜桿直徑依工件而定。半精鏜孔?36，鏜刀的調節(jié)范圍為33～36mm，mm，B=mm，H=mm；切削部分尺寸：，，，。
2) 計算切削用量及工時
a 確定進給量f 參照《實用機械加工工藝手冊》表11-313得 f=0.3-1mm/r，考慮到鏜?36孔時刀桿直徑很小，故取f=1 mm/r。
b 選擇刀具磨鈍標準及壽命 由《切削用量簡明手冊》，表1.9，鏜刀后刀面最大磨損量取為0.8mm，采用焊接結構，刀具壽命為60min。
c 確定切削速度v 由《切削用量簡明手冊》，表1.11，當用YG6硬質合金鏜刀加工硬度為HBS為187～220Mpa的灰鑄鐵，得 Ｖ=40-80m/min，?。?70m/min。
n=1000V/D=633r/min， 取n=650r/min，則實際速度V1 =71.9m/min
d 時間定額
① 基本時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-70，粗鏜孔?36時切削的基本時間為
Tj==min=0.10min。
② 輔助時間 根據《機械制造工藝及設備設計指導手冊》表15-96～表15-99，在銑鏜床上裝夾工件的時間為0.21min，操作機床時間為0.07min，刀架快速進退0.09min，查表15-87，測量工件時間為0.59min。
本工序輔助時間為Tf=（0.21+0.07+0.09+0.59）min=0.97min。
③ 布置工作地、休息和生理需要時間 查表15-100，取該項時間占操作時間15.9%，即Tbx=（Tj+Tf）k%=（0.37+0.97）×15.9%min=0.21min。
④ 準備終結時間 查表15-102，固定部分28min，另加部分裝卸夾具并校正15min、裝卸鏜桿2×2=4min。即
Tzz=（28+15+4）min=47min
本工序單件時間定額為
Td=Tj+Tf+Tbx+=（0.10+0.97+0.21+）=1.40min。（式中N為投料批量）。
按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片（見附表）。
4 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。
經過與指導老師協商，決定設計第十五道工序——精鏜孔?36的銑床夾具。本夾具用于臥式銑鏜床T619A/1。刀具為內端面鏜刀，對工件兩同軸孔同時進行加工。
4.1 問題的提出
本夾具主要用來鏜孔?120，?120和孔?52有垂直度和位置度要求，其精度達到七級，在設計夾具時必須限制工件六個自由度，在本道工序加工時，在保證加工精度時，盡量考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。
4.2 夾具設計
4.2.1 定位基準的選擇
由零件圖可知，?52mm孔和?120mm孔有垂直度和位置度要求，其設計基準為?52孔軸線。為了使定位誤差為零，應該選擇以?52孔定位及其端面定位，為了限制六個自由度，必須在底面用可調支承定位。
為了提高加工效率，現決定一根鏜桿上裝兩把鏜刀，同時加工。
4.2.2 定位方案及定位元件選擇、設計
①定位方案的選擇 根據工序加工要求，工件在夾中的定位有兩種方案可供選擇。
方案一：以?52mm孔為主要定位基準，限制4個自由度，?52mm孔端面為止推基準，限制1個自由度，以底面為防轉基準，限制1個自由。
方案二：以?52mm孔為主要定位基準，限制4個自由度，?52mm孔端面為止推基準，限制1個自由度，以底面為防轉基準，限制1個自由度，夾緊?76mm孔端面。
方案一、方案二都是按照基準重合原則確定的，不存在基準不重合誤差，有利于提高夾緊剛性和保證加工精度，方案一的缺點是夾緊力過大容易引起工件的變形且夾緊力離加工面較遠；方案二的缺點是夾緊元件設計困難，使用螺栓時螺母不能擰出。本工序所需的夾緊力不大，故采用方案一。
②定位元件的設計 根據方案一，設計?52mm孔的定位原件為圓柱心軸，端面采用支撐板，底面采用可調支持，采用定位銷進行定位。
4.3 導向方案及導向元件的選擇與設計
4.3.1 導向方案選擇
由于零件的生產類型為中批生產，考慮鏜套磨損后可以更換，選擇標準結構的可換鏜套。
4.3.2 導向元件設計
根據《機床夾具設計手冊》表2-1-165，鏜套與鏜桿的配合選H7/g6。即d=22、D=28.
4.4 夾具裝置的設計
夾具裝置如夾具裝配圖，用壓板作壓緊機構能夠保證加工精度，而且結構簡單，操作方便。
4.5 設計夾具體、繪制夾具草圖
在上述定位、引導、夾緊方案的基礎上，設計夾具體，將各個部分連接成整體，并繪出夾具草圖。
4.6 夾具設計及操作的簡要說明
本工序由于加工的孔直徑不大，切削力小，可手動夾緊。裝夾工件時，松開壓板的螺母及可調支承即可裝入工件，然后使壓板壓緊工件，旋緊螺母，并調整可調支承。刀具通過引導元件（鏜套）找正位置加工工件。加工完備后，松開螺釘和螺母。壓板在彈簧彈性力的作用下離開工件，然后調整可調支承，即可取出工件繼續(xù)進行下一個工件的加工。
4.7 繪制夾具裝配圖
夾具裝配圖如附圖。
4.8 繪制夾具體零件圖
按照夾具裝配圖，繪制所有非標準零件的零件圖。
設計總結
為期四個月的畢業(yè)設計已經接近尾聲，回顧整個過程，在各位老師的熱心指導下和同學們的幫助下，我的畢業(yè)設計終于圓滿結束，同時通過這次的畢業(yè)設計學到了很多知識。
我設計的題目是蝸箱體加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設計。在開始設計前，我做了大量的資料搜查，找到一些有箱體加工的資料，并對其分析、消化和吸收。但將所學的知識和實踐緊密聯系起來，對我來說是很棘手的，但在老師和同學的幫助下，一個個困難迎刃而解。設計中的種種困難使我感到將知識運用到實踐是我的一種欠缺。也使我學會了如何快速收集、查找、應用工具書和電子工具書及網上資料。