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湖 南 科 技 大 學
畢 業(yè) 設 計（ 論 文 ）
題目
40變速箱上蓋加工工藝編制及夾具設計
作者
郭凱
學院
機電工程學院
專業(yè)
機械設計制造及其自動化
學號
1103010603
指導教師
劉厚才
二〇一五年 五月 三十日
湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設計（論文）任務書
機電工程 院 機制 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日
學生姓名: 郭 凱 學號: 1103010603 專業(yè): 機械設計制造及其自動化
1 設計（論文）題目及專題： 40變速箱上蓋加工工藝編制及夾具設計
2 學生設計（論文）時間：自 2015 年 3 月 9 日開始至 2015 年 6 月 5 日止
3 設計（論文）所用資源和參考資料：
（1）年產8000臺40變速箱上蓋二維CAD圖紙；
（2）機制工藝學參考書；
（3）機制工藝編制設計手冊；
4 設計（論文）應完成的主要內容：
（1）40變速箱上蓋毛坯圖；
（2）40變速箱上蓋加工工藝卡；
（3）2個工位的夾具設計；
（4）中英文摘要、參考文獻。
5 提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求：
（1）2個工位的夾具裝配圖2張；所有非標準件零件圖各1 張； 共不少于3.0張A0圖紙.
（2）40變速箱上蓋加工工藝卡；
（3）工藝編制說明書（打?。?0頁 左右。
（4）翻譯與畢業(yè)設計題目相關外文科技論文1篇，要求翻譯成中文，字數(shù)1500左右，單獨裝訂。
6 發(fā)題時間： 2015 年 3 月 9 日
指導教師： （簽名）
學 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設計（論文）指導人評語
[主要對學生畢業(yè)設計（論文）的工作態(tài)度，研究內容與方法，工作量，文獻應用，創(chuàng)新性，實用性，科學性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進行綜合評價]
指導人： （簽名）
年 月 日
指導人評定成績：
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設計（論文）評閱人評語
[主要對學生畢業(yè)設計（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內容與方法，實用性與科學性，結論和存在的不足等進行綜合評價]
評閱人： （簽名）
年 月 日
評閱人評定成績：
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設計（論文）答辯記錄
日期：
學生： 學號： 班級：
題目：
提交畢業(yè)設計（論文）答辯委員會下列材料：
1 設計（論文）說明書 共 頁
2 設計（論文）圖 紙 共 頁
3 指導人、評閱人評語 共 頁
畢業(yè)設計（論文）答辯委員會評語：
[主要對學生畢業(yè)設計（論文）的研究思路，設計（論文）質量，文本圖紙規(guī)范程度和對設計（論文）的介紹，回答問題情況等進行綜合評價]
答辯委員會主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績：
總評成績：
摘 要
夾具一直以來在制造業(yè)中被廣泛應用，用于在機械制造過程中固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置，是十分重要的工藝裝備之一。夾具的質量、工作效率，及夾具使用的可靠性，都對產品的加工質量及生產效率有著決定性的影響。
變速箱蓋的加工主要是加工表面、軸孔和各表面其他孔。此次設計包含變速箱蓋從鑄造到加工成型的整個工藝規(guī)程，涉及到加工順序、表面粗糙度等問題，并且設計了銑平面和側面鉆孔兩個工位的夾具。
關鍵詞：表面粗糙度；變速箱蓋；工藝規(guī)程；夾具；
ABSTRACT
Fixture has been widely used in the manufacturing industry, for the fixed processing object in mechanical manufacturing process. To occupy the correct position and accept the construction or testing equipment. Fixture is one of the very important process equipment. Fixture quality, working efficiency, reliability of the fixture, and the reliability of the fixture using have a decisive impact on the quality and production efficiency of the product.
Processing gearbox cover is the main processing surface, the surface of shaft hole and other holes. The design contains the whole technological procedure of the gearbox cover from the casting to the molding process. It related to the processing sequence, the surface roughness and other issues. And design the milling plane and the side of the drill two station fixture.
Keywords: surface roughness; gearbox cover; technological procedure; fixture;
目 錄
第一章 前 言 - 1 -
第二章 零件的分析 - 2 -
2.1 零件的作用 - 2 -
2.2 零件的工藝分析 - 2 -
2.2.1 平面加工 - 3 -
2.2.2 孔的加工 - 3 -
第三章 擬定上蓋加工工藝路線 - 4 -
3.1確定毛坯的制造形式 - 4 -
3.2 基準的選擇 - 4 -
3.2.1粗基準的選擇 - 5 -
3.2.2 精基準的選擇 - 5 -
3.3 制定工藝路線 - 5 -
3.3.1 主要表面與次要表面的加工順序安排原則 - 6 -
3.3.2 熱處理工序的安排? - 6 -
3.3.3 輔助工序的安排? - 6 -
3.3.4 檢驗工序的安排? - 6 -
3.3.5 工藝路線的擬定 - 7 -
第四章 加工余量確定及工序尺寸計算 - 11 -
4.1 毛坯余量 - 11 -
4.1.1公差等級的確定 - 11 -
4.1.2 確定機械加工余量 - 11 -
4.1.3 確定毛坯尺寸 - 11 -
4.2 箱體各平面加工工序余量 - 12 -
4.3組裝孔14-φ18加工工序余量 - 12 -
4.4各通孔的加工工序余量 - 12 -
4.5切削用量及機械加工時間的計算 - 12 -
4.5.1粗銑底面及精銑底面 - 12 -
4.5.2粗銑前后面及半精銑前后面 - 13 -
4.5.3 粗銑右端面及半精銑右端面 - 15 -
4.5.4粗鏜、半精鏜、精鏜軸孔 - 16 -
4.5.5鉆凸臺面14個通孔???? - 19 -
第五章 銑箱體結合面夾具的設計 - 21 -
5.1夾具設計要求 - 21 -
5.2確立方案 - 22 -
--
5.3機床選擇 - 22 -
5.4刀具選擇 - 23 -
5.5切削力的計算 - 23 -
5.6機動時間的計算及工序時間定額的確定 - 23 -
5.7計算夾緊力 - 24 -
第六章 右端面鉆孔夾具設計 - 27 -
6.1確定設計方案 - 27 -
6.2計算加緊力 - 28 -
6.3定位誤差的分析 - 29 -
6.4操作說明 - 29 -
第七章 結論 - 30 -
參考文獻 - 31 -
致謝 - 32 -
--
第1章 前 言
隨著科技的進步，我國的工業(yè)飛速發(fā)展，到如今已經成為制造大國，素有“世界制造工廠”的稱號。箱體類零件是機器或部件的基礎零件,它把有關零件聯(lián)結成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調地工作，幾乎任何機械產品都需要這類零件。因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質量,進而影響機器的使用性能和壽命。而在機械制造行業(yè)中，箱體類零件的加工是必須面對和解決的問題。
變速箱體的毛坯通常是采用灰鑄鐵材料。因為灰鑄鐵材料具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜，采用這樣的材料在箱體鑄造和加工的時候比較容易實現(xiàn)。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
變速箱體在整個變速器總成中起支撐和連接作用，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機構的正確安裝，是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。因此變速箱體的加工質量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準確性，也會影響變速器的壽命和性能。
該箱體零件是變速箱的基礎零件，它將變速箱中的軸、套、齒輪等有關零件組裝成一個整體，使得它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關系協(xié)調傳遞運動和動力。該箱體零件箱壁上各個縱向孔用于安裝軸承，故精度要求偏高。在同一軸線上的軸承孔有位置要求。外表面需與其他部件裝配，有位置度要求。
2.2 零件的工藝分析
由圖2.1可得知，此變速箱的加工可以分為兩部分。
圖2.1 變速箱上蓋零件三維圖
2.2.1 平面加工
其中包括與下箱體的結合面，表面粗糙度要求達到Ra1.6；安裝橫向軸承的右端半圓形面，表面粗糙度要求達到Ra6.3；安裝縱向三根主軸的前后兩個表面，表面粗糙度要求達到Ra6.3。
2.2.2 孔的加工
該零件的孔加工較多，而且要求較高，其中大部分是以結合面為基準，采用一面兩孔定位方式，這些孔包括垂直于結合面的14個Φ18的組裝孔、5個M12-7H螺紋孔、1個M30×1.5-7H螺紋孔；前后兩面上的12個M16-7H螺紋孔；另外右側面有3個Φ22的通孔和2個M16-7H螺紋孔，可以采用結合面為基準，其他定位方式進行加工。
上蓋上有七個鑄造的軸孔，表面粗糙度要求達到Ra1.6，所以需將上下箱體結合起來進行軸孔的鏜孔工序。
變速箱箱體零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
由以上分析可知，對這兩部分的加工而言，我們可以先進行平面加工，然后進行孔的加工，加工孔時使用一面兩孔的定位方式，采用專用夾具，并且保證他們的尺寸精度要求。
減速器箱蓋、箱體主要加工部分是結合面、軸承孔、通孔和螺孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個孔中心線的平行度和中心距。
減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行時效處理，以消除內應力，加工時要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。
箱蓋、箱體結合面，底面上的孔的加工，采用專用鉆模，這樣可以保證孔的位置精度要求。
- 33 -
第3章 擬定上蓋加工工藝路線
3.1確定毛坯的制造形式
考慮到變速箱蓋在工作過程中并不承受較大的交變及沖擊性載荷，而灰鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般箱體零件的材料大都采用灰鑄鐵，其牌號選用HT200。
按Np =N * n * (1+A%+B%)……………………生產綱領
其中：Np………………………………零件的生產綱領（件/年）
N ………………………………產品的年生產量（臺/年）
A%………………………………備用品率
B%………………………………廢品率
n …………………………每臺機械生產中該零件的數(shù)量
所以 Np =8000*1*(1+1%+1%)=8160 （件/年） 由于零件結構復雜，毛坯質量小于100公斤，年產量在5000到10000件內，零件屬于輕型，中批量生產，考慮到現(xiàn)有條件和技術水平，可以采用金屬摸機器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當減少。
3.2 基準的選擇
根據(jù)作用的不同，基準可分為：
設計基準 零件設計圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。這是設計人員從零件的工作條件、性能要求出發(fā)，適當考慮加工工藝性而選定的。一個零件圖上可以有一個也可以有多個設計基準。
工藝基準 零件在工藝過程中所采用的基準，成為工藝基準。其中又包括工藝基準、定位基準、測量基準和裝配基準。
定位基準 工件在機床上或夾具中進行加工時用作定位的基準，稱為定位基準。當加工主軸頸時，其位置是由夾具上定位相接的面確定的，故該接觸面即是本道工序的定位基準。
測量基準 在測量時所采用的基準，稱為測量基準。根據(jù)不同工序要求測量已加工平面位置時使用不同的測量基準，如測量曲軸總長時應以曲軸兩端面為測量基準。
裝配基準 在機器裝配時，用來確定零件或部件在產品中所采用的基準，稱為裝配基準。
3.2.1粗基準的選擇
由于箱體的結構比較復雜，加工表面多，粗基準選擇的恰當與否，對加工面和不加工面間的相互位置關系及個加工面的加工余量分配了很大的影響，必須全面考慮。選擇粗基準時，應注意以下幾點要求：
保證重要的加工表面有足夠的加工余量；
裝入箱體內的齒輪和其他回轉零件與箱體內壁有足夠的間隙，不致發(fā)生干擾。
注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應保證定位，加緊可靠。
如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面的位置要求，則應以不加工表面作為粗基準，如在工件上有很多不加工表面。則應有與其中的加工表面的位置精度要求較高的表面作粗基準。?
如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應選擇該表面作粗基準。
選作粗基準的表面應平整，沒有澆口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。
粗基準只能用一次，以免產生較大的的位置誤差。
根據(jù)以上原則，本零件選取箱體結合面作為粗基準。
3.2.2 精基準的選擇
精基準的選擇主要遵循以下原則：
用公用基準作為精基準，以消除不重合誤差，即“基準重合原則。
盡可能使各個工序的定位都采用同一基準，即“基準統(tǒng)一”。?
當精加工或光整加工工序要求余量小而無效均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即“自為基準”原則。?
為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，遵循“互為基準”原則。
精基準的選擇，尤其是主要定位面，應有足夠大的面積和精度，以保證定為基準可靠。同時還應使夾緊機構簡單，操作方便。即“便于裝夾”原則。
在精基準的選擇上，主要考慮基準重合和基準統(tǒng)一等問題，本次選擇以頂面及右側面定位，精加工分割面，符合基準重合和基準統(tǒng)一的原則。
3.3 制定工藝路線
該變速箱上蓋零件的主要加工表面是孔系和裝配基準平面。如何保證這些表面的加工精度和表面粗糙度孔系之間及孔系與裝配基準面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問題。
此零件為成批生產，可采用專用夾具使工序集中，以提高生產效率，由于變速箱蓋需要加工的平面較少，且要求不太高，而孔的加工比較復雜，所以在制定工藝路線是，先考慮加工平面，然后再采用專用夾具進行孔加工。
根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經濟精度，確定各表面的加工方法如下：
箱體結合面：粗銑-半精銑-精銑；前后面及右端面：粗銑-半精銑；前后面三組Φ200、Φ150、Φ130軸孔及右端面Φ150軸孔：粗鏜-半精鏜-精鏜；7級～9級精度未鑄出的通孔：鉆-粗鏜；各螺紋孔：鉆-攻絲。
各個孔均有較高的位置度要求，右端面軸孔自身有較高的同軸度要求。端面精度和加工方法相同，故它們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾的情況下將兩面或孔同時加工出來，以保證其位置精度。
分離式箱體工藝路線與整體式箱體工藝路線的主要區(qū)別在于，加工過程分為兩個大的階段，先對蓋和低座分別進行加工，而后再對裝配好的整體箱體進行加工。第一階段主要完成平面，，緊固孔和定位空的加工，為箱體的裝合做準備；第二階段為在裝合好的箱體上加工軸承孔及其端面。在兩個階段之間應安排鉗工工序，將蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關系，以保證軸承孔的加工精度和撤裝后的重復精度。
3.3.1 主要表面與次要表面的加工順序安排原則
(1)基準先行。?
(2)主要表面的粗精加工要分開，以消除切削力帶來的變形。?
(3)次要表面的加工，經可能在同一次裝夾中加工，以減少裝夾次數(shù)，節(jié)省輔助時間，提高個表面的相對位置精度。
3.3.2 熱處理工序的安排?
退火安排在機械加工之前。
3.3.3 輔助工序的安排?
(1)劃線工序安排在機械加工之前。?
(2)清洗工序緊接在光整加工之后。?
(3)油漆工序安排在機械加工之后。
3.3.4 檢驗工序的安排?
(1)粗加工全部結束后，精加工之前。?
(2)零件從一車間到另一個車之前。?
(3)重要工序之前后。?
(4)零件全部加工結束之后。
3.3.5 工藝路線的擬定
機械加工工藝規(guī)程的制定，大體可分為兩個步驟。首先是擬定零件加工的工藝路線，然后再確定每一道工序的工序尺寸、所用設備和工藝裝備以及切削規(guī)范、工時定額等。這兩個步驟是互相聯(lián)系的，應進行綜合分析。?
工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局，主要任務是選擇各個表面的加工方法，確定各個表面的加工順序，以及整個工藝過程中工序數(shù)目的多少等。???
擬定工藝路線的一般原則為???
1、先加工基準面???
零件在加工過程中，作為定位基準的表面應首先加工出來，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準。稱為“基準先行”。???
2、劃分加工階段?
加工質量要求高的表面，都劃分加工階段，一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。主要是為了保證加工質量；有利于合理使用設備；便于安排熱處理工序；以及便于時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷等。???
3、先孔后面?
對于箱體、支架和連桿等零件應先加工平面后加工孔。這樣就可以以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置精度，而且對平面上的孔的加工帶來方便。?
4、主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），應放在工藝路線最后階段進行，以免光整加工的表面，由于工序間的轉運和安裝而受到損傷。?
上述為工序安排的一般情況。有些具體情況可按下列原則處理。?
(1)為了保證加工精度，粗、精加工最好分開進行。因為粗加工時，切削量大，工件所受切削力、夾緊力大，發(fā)熱量多，以及加工表面有較顯著的加工硬化現(xiàn)象，工件內部存在著較大的內應力，如果粗、粗加工連續(xù)進行，則精加工后的零件精度會因為應力的重新分布而很快喪失。對于某些加工精度要求高的零件。在粗加工之后和精加工之前，還應安排低溫退火或時效處理工序來消除內應力。?
(2)合理地選用設備。粗加工主要是切掉大部分加工余量，并不要求有較高的加工精度，所以粗加工應在功率較大、精度不太高的機床上進行，精加工工序則要求用較高精度的機床加工。粗、精加工分別在不同的機床上加工，既能充分發(fā)揮設備能力，又能延長精密機床的使用壽命。?
(3)在機械加工工藝路線中，常安排有熱處理工序。熱處理工序位置的安排如下：為改善金屬的切削加工性能，如退火、正火、調質等，一般安排在機械加工前進行。為消除內應力，如時效處理、調質處理等，一般安排在粗加工之后，精加工之前進行。為了提高零件的機械性能，如滲碳、淬火、回火等，一般安排在機械加工之后進行。如熱處理后有較大的變形，還須安排最終加工工序。
制定工藝路線時，必須充分考慮采用確保產品質量，并以最經濟的辦法達到所要求的生產綱領的必要措施，即應該做到：技術上先進、經濟上合理，并有良好、安全的勞動條件。
初步制定的加工工藝路線如表3.1所示
工序號
工序
車間
機床及編號
夾具及編號
01
鑄造
鑄造
02
回火
熱處理
03
探傷檢驗
10
粗銑箱體結合面
機加
立式銑床
專用夾具
20
組合上下箱體鉆出兩個定位銷孔2-Φ20H7
機加
立式鉆床
鉆床夾具
30
粗銑前后端面
機加
雙面銑床
銑床夾具
40
粗銑右端面
機加
臥式銑床
銑床夾具
50
半精銑箱體結合面
機加
立式銑床
專用夾具
60
半精銑前后端面
機加
雙面銑床
銑床夾具
70
半精銑右端面
機加
臥式銑床
銑床夾具
80
精銑箱體結合面
機加
立式銑床
專用夾具
90
鉆14-Φ18組裝孔、頂面5-M12-7H螺紋底孔5-Φ10、兩肋板中間凸臺M30×1.5-7H螺紋底孔Φ27
機加
立式鉆床
專用夾具
100
鉆右端面3-Φ22通孔、2-M16-7H螺紋底孔2-Φ14
機加
臥式鉆床
專用夾具
110
鉆前后面12-M16-7H螺紋底孔12-Φ14、右側肋板2-Φ70通孔、背面凸臺2-Φ26通孔、左側肋板Φ26通孔；
機加
臥式鉆床
鉆床夾具
120
粗鏜14-Φ18組裝孔、右側肋板2-Φ70通孔、背面凸臺2-Φ26通孔、左側肋板Φ26通孔、右端面3-Φ22通孔
機加
臥式鉆床
鉆床夾具
130
組合上下箱體，粗鏜三軸孔Φ200、Φ150、Φ130；粗鏜右側軸孔Φ150
機加
臥式鉆床
鉆床夾具
140
組合上下箱體，半精鏜三軸孔Φ200、Φ150、Φ130；半精鏜右側軸孔Φ150
機加
臥式鉆床
鉆床夾具
150
組合上下箱體，精鏜三軸孔Φ200、Φ150、Φ130；精鏜右側軸孔Φ150
機加
臥式鉆床
鉆床夾具
160
對臺階面上的組裝孔14-Φ18進行Φ30锪平；對孔2-Φ26進行Φ45锪平；對3-Φ22通孔在右端面內側進行Φ36锪平
機加
立式鉆床
臥式鉆床
圓柱锪鉆
170
對頂面5-M12-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求、肋板間凸臺M30×1.5-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求；
機加
立式鉆床、絲錐
180
對前后側面12-M16-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求、右側2-M16-7H螺紋底孔攻絲至圖紙要求
機加
臥式鉆床、絲錐
190
各螺紋孔處倒角1×45°；主軸孔出倒角2×45°，其余軸孔倒角1×45°；其余各處需倒角部位倒角1×45°
機加
車床
200
箱體內部加工面涂紅色耐油底漆
機加
210
檢查零件是否符合要求
機加
表3.1 變速箱體加工工藝過程表
工藝分析：
(1)變速箱箱蓋的主要加工部分是結合面，軸承孔和螺孔，其中軸承孔要在箱蓋，箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保三個軸承孔中心線與分割面的位置，以及三孔中心線的平行度和中心距
(2)變速箱整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行人工時效處理，以消除鑄件內應力，加工時要注意裝夾位置和加緊力的大小，防止零件變形。
(3)如果加工分割面達不到平面度要求時，可采用箱蓋與箱體對研的方法，最終在安裝使用時，一般加密封膠密封。
(4)變速箱箱蓋和箱體不具有互換性，所以每裝配一套必須鉆鉸定位銷，做好標記和編號。
(5)變速箱若批量生產可采用專用鏜模或專用鏜床，以保證加工精度及提高生產效率。
(6)三孔平行度的精度主要有設備精度來保證工件一次裝夾，主軸不移動，靠移動工作臺來保證三孔中心距。
(7)三孔平行度檢查，可用三根心軸分別裝入三個軸承孔中，測量三根心軸的兩端距離差，即可得出平行度誤差。
(8)三孔軸心線的位置度也通過三根心軸進行測量。
(9)箱蓋的平面度檢查，可將工件放在平臺上，用百分表測量。
(10)一般孔的位置，靠鉆模和劃線來保證。
在實際生產中，由于零件的生產類型、材料、結構、形狀、尺寸和技術要求等不同，針對某一零件往往不是單獨在一種機床上加工形成的。要經過一定工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求。結合現(xiàn)場實際的具體條件，對零件的個組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工工序，逐步地把零件加工出來。對于某個具體零件?？梢圆捎脦追N不同的工藝方案進行加工。雖然這些方案都可以加工出這些零件，但從生產效率和經濟效益上來講，其中有種方案比較合理且切實可行。因此必須根據(jù)零件的具體要求和可能加工條件的，擬定較為合理的工藝過程。在整個加工過程中夾具不僅僅是為了夾緊、固定加工零件。設計合理的夾具，還要求保證加工零件的位置精度，提高加工生產效率。所以各種夾具的設計質量將直接影響被加工零件的精度要求，在機械加工工藝過程中起到重要作用。
第4章 加工余量確定及工序尺寸計算
根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
4.1 毛坯余量
4.1.1公差等級的確定
變速箱體零件材料為HT200，根據(jù)生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于中批生產，查參考文獻《機械制造技術基礎課程設計指導教程》特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)各種鑄造方法的經濟合理性，確定為金屬型鑄造。
(1)求最大輪廓尺寸
根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸長926mm，寬368mm，高205mm。
(2)選取公差等級CT
鑄造方法按照機器造型，鑄造材料按灰鑄件, 鑄件公差等級有16級，代號為CT1—CT16，根據(jù)該零件功用及技術要求為普通級，得公差等級CT范圍8-10級，取為9級。
(3)零件表面粗糙度 由零件圖可知，各加工表面Ra≥ 1.6。
(4)求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT由表查得公差帶相對于基本尺寸對稱分布。
4.1.2 確定機械加工余量
根據(jù)鑄件質量，零件表面粗糙度查表，由此查得單邊余量在厚度方向為5mm，水平方向為5mm，也就是各邊余量均為5mm。而鑄件內的軸孔單邊余量為4mm。
4.1.3 確定毛坯尺寸
上面查得的加工余量適用于此零件，可適當加大。
綜上所述，箱體毛坯尺寸公差與加工余量及公差如下表4.1所示
零件尺寸
加工余量等級
加工余量
毛坯基本尺寸
Φ200H7
F
2.5
Φ195
Φ150H7
F
2.5
Φ145
Φ130H7
F
2.5
Φ125
200
F
3
203
360
F
3
366
921
F
3
924
表4.1 變速箱毛坯尺寸（mm)
4.2 箱體各平面加工工序余量
根據(jù)已設定的工藝規(guī)程，為保證圖紙上表面粗糙度要求，除了凸臺以外，其余有要求平面都需要進行粗銑——精銑。
根據(jù)零件圖紙，加工長度＞500mm,加工寬度＞100-300mm,對應零件的精銑工序余量為1.5 ；
零件平面最大尺寸>500，毛坯為灰鑄鐵，精銑加工余量為4mm，由于零件毛坯是用鑄造而成的，綜合考慮鑄造加工余量和粗加工余量，最終確定零件的粗銑工序余量為5mm。
4.3組裝孔14-φ18加工工序余量
要達到Φ18所需精度及表面粗糙度要求，需進行粗鏜，對應加工精度為：
粗鏜：孔徑公差H13，表面粗糙度Ra 6.3～12.5
查表確定Φ18第一次粗鏜為Φ17，第二次粗鏜為Φ18, 又因為毛坯孔直徑為Φ16mm，所以粗鏜余量為Z=（18-16）/2=1mm又因為單邊總余量為Z=5mm,所以半精鏜余量為Z=5-3-1=1mm。
4.4各通孔的加工工序余量
零件右側肋板通孔2-Φ70、背部凸臺通孔2-Φ26、左側肋板通孔Φ26、右端面通孔3-Φ22表面粗糙度要求Ra25，所以要達到所需精度及表面粗糙度要求，只需進行粗鏜，對應加工精度為：
粗鏜：孔徑公差H13，表面粗糙度Ra 6.3～12.5
余量與組裝孔相同，Z=1mm
4.5切削用量及機械加工時間的計算
4.5.1粗銑底面及精銑底面
(1)機床的選擇
考慮到工件的定位加緊方案及夾具設計等問題，采用立銑，選用立式銑床。
(2)刀具的選擇
查表各種類型的銑刀的應用范圍；選擇硬質合金鋼牌號YG6；銑刀直徑選擇；
本道工序，銑削深度 =2mm，銑削寬度 =360mm，選擇直徑D為φ=315mm的可轉位面銑刀。
(3)銑削速度的確定
查表銑削進給量,每齒進給量 =0.20 mm/z；取粗銑的主軸速度為118 r/min，取精銑的主軸速度為375 r/min。
故相應的切削速度為：
V粗=π/1000=(3.14×200×118) /1000 m/min=74.1 m/min
V精=π/1000=(3.14×200×375) /1000 m/min=255 m/min
工作臺每分鐘進給量為=0.2×10×118mm/min=236 mm/min
校核機床功率（一般只校核粗加工工序）：
得到切削功率Pm為5.2Kw；機床功率為7.5kW,若取效率為0.85，則7.5×0.85=6.375Kw＞5.2Kw， 故機床功率滿足。
(4)工時的確定
銑削切削時間的計算：
銑削機動間的計算公式：
T=（為切削加工長度，為刀具切入長度，為刀具切出長度，為每分鐘進給量）
當主偏角= 90°時
=0.5(D-)+(1～3)
=0.5×(315-)+(1～3)
=158.5mm
=1～3
T ==2.22min
4.5.2粗銑前后面及半精銑前后面
機床：雙立軸圓工作臺銑床X701
刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）= 320mm 齒數(shù) Z = 12
(1)粗銑
銑削深度： = 3mm；
每齒進給量取= 0 .25 Z/mm；
銑削速度取 V = 3m/s
機床主軸轉速n===179r/min
取 n = 150r / min實際銑削速度==≈2.51m/s
進給量f= nz=150×12×0.25/60=7.5m/s
工作臺每分進給量f: f=V =7.5mm/s=450mm/min，=192mm
由毛坯尺寸可知被切削層長度l=200mm
刀具切入長度 1 = 0. 5 ( D -+(1-3)= 34mm
刀具切出長度 2 l ：取 =2mm
走刀次數(shù)為1；
機動時間t:t==≈0.82min
(2)精銑
銑削深度:=1.5mm；
每齒進給量=0.15mm/Z；
銑削速度取 V = 6m/s；
機床主軸轉速n==≈209r/min,
取 n = 300r/min實際銑削速度==≈3.35m/s
進給量f= n z =200 ×12 ×200 / 60=6mm/s
工作臺每分進給量f: f=V =6mm/s=360mm/min，=240mm
由毛坯尺寸可知被切削層長度l=200mm
刀具切入長度1精銑時= D =320m m 1
刀具切出長度 2 l ：取l=2mm
走刀次數(shù)為1；
:==≈1.45min
本工序機動時間=t+=0.52+1.45=2.07min
4.5.3 粗銑右端面及半精銑右端面
機床：雙立軸圓工作臺銑床X701；
刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）= 400mm 齒數(shù) Z = 14
(1)粗銑
銑削深度： = 3mm；
每齒進給量 ：根據(jù)《簡明手冊》表2.473，
取 = 0.25 Z/ mm；
銑削速度V ：參照《簡明手冊》表2.481，
取 V = 4 m/s；
機床主軸轉速n ：
n===191.08r/min；
取 n = 200r / min實際銑削速度：==≈4.19m/s
進給量f: f= n z = 200 ×14 ×0.25 / 60=11.6 mm/min
工作臺每分進給量f: f=V =11.67mm/s=700.2mm/min
根據(jù)《簡明手冊》=240mm
被切削層長度l：由毛坯尺寸可知 l = 300mm
刀具切入長度1 = 0.5 ( D -+(1-3)= 42m m
刀具切出長度2 l ：取=2mm
走刀次數(shù)為1；
機動時間t:t==≈0.49min
(2)半精銑
銑削深度:=1.5mm
每齒進給量;根據(jù)《簡明手冊》表2.473，=0.15mm/Z
銑削速度V ：根據(jù)《簡明手冊》表2.481，取 V = 3.5m/s
機床主軸轉速n ：
n==≈209r/min,
取 n = 200r/min實際銑削速度：==≈3.35m/s
進給量f: f= n z =200×12 ×0.15 / 60=3.35mm/s
工作臺每分進給量f: f=V =6mm/s=360mm/min
根據(jù)《簡明手冊》=240mm
被切削層長度l：由毛坯尺寸可知 l = 300mm
刀具切入長度1精銑時= D =140m m 1
刀具切出長度l ：取l=2mm
走刀次數(shù)為1；
:==≈1.22min
本工序機動時間=t+=0.49+1.22=1.71min
4.5.4粗鏜、半精鏜、精鏜軸孔
選擇在臥式銑鏜床T616上進行鏜削加工。
(1)粗鏜軸孔
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