【正文】 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)犁刀變速齒輪箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)犁刀變速齒輪箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆N面6孔工序的專用夾具內(nèi)容：1) 零件——毛坯合圖 1張2) 機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 1套3) 夾具裝配總圖 1張4) 夾具零件圖 1套5) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份原始資料：該零件圖樣一張。生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件∕年；每日1班。確定零件生產(chǎn)類型根據(jù)參考文獻(xiàn)【7】可知：………（1）式中 N—零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件∕年），N=6000；Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)∕年）；a—備品率，取3%；b—廢品率，%。查參考文獻(xiàn)【7】表1—3知，屬于輕型零件查參考文獻(xiàn)【7】表1—4知，屬于大批生產(chǎn)一、 零件的分析（一） 零件的作用犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)的一個(gè)主要零件。旋耕機(jī)通過(guò)該零件的安裝平面與手扶拖拉機(jī)變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個(gè)螺栓固定，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)的正確聯(lián)接。N面上的4―φ13㎜孔即為螺栓連接孔，2―φ10F9孔為定位銷孔。如圖所示，犁刀變速齒輪箱體2內(nèi)有一個(gè)空套在犁刀傳動(dòng)軸上的犁刀傳動(dòng)齒輪5，它與變速箱的一倒擋齒輪常嚙合。犁刀傳動(dòng)軸8的左端花鍵上有嚙合套4，通過(guò)拔叉可以軸向移動(dòng)。嚙合套4和犁刀傳動(dòng)軸5相對(duì)的一面都有牙嵌，牙嵌結(jié)合時(shí)。犁刀變速齒輪箱傳動(dòng)示意圖1——左臂殼體 2——犁刀變速齒輪箱體 3——操縱桿4——嚙合套 5——犁刀傳動(dòng)齒輪6——軸承 7——右臂殼體 8——犁刀傳動(dòng)軸 9——鏈輪（二） 零件的工藝分析加工表面分析加工表面尺寸及偏差/㎜公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra/μm形位公差/㎜0N面46177。IT102―φ10F9孔IT94―φ13孔Φ13IT13以下R―Q面IT9～I(xiàn)T10凸臺(tái)面IT12～I(xiàn)T13無(wú)2―φ80孔IT17φ20Φ20IT13以下≥無(wú)φ30H9球形孔IT9 無(wú)4―M6螺紋孔M6―6H深14IT13以下無(wú)8―M2螺紋孔M12―6H深22IT13以下無(wú)2―φ8N8IT84―φ22平面φ22深18無(wú)無(wú)由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性、及減震性，適用于承受較大應(yīng)力 要求耐磨的零件。 該零件上的主要加工面為N面、R面、Q面和2 φ80H7孔。 。 2 φ80H7孔的尺寸精度、，，直接影響犁刀傳動(dòng)軸對(duì)N面的平行度及犁刀傳動(dòng)齒輪的齒合精度、左臂殼體及右臂殼體孔軸線的同軸度等。因此，在加工它們時(shí)，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來(lái)。 2φ10F9孔的尺寸精度、兩孔距尺寸精度140177。177。，影響旋耕機(jī)與變速箱聯(lián)接時(shí)的正確定位，從而影響犁刀傳動(dòng)齒輪與變速箱倒檔齒輪的齒合精度。 由參考文獻(xiàn)（1）中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。二、確定毛坯、畫毛坯——零件合圖（附圖2）根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又有題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為每年6000件，由參考文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝手冊(cè)， 知，其生產(chǎn)類型為大批大量。毛坯的鑄造方法為砂型機(jī)器造型。又由零件2φ80mm空均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯，此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后還應(yīng)進(jìn)行人工時(shí)效處理。參考文獻(xiàn)【1】，該鑄件的公差等級(jí)CT為8~10級(jí)，加工余量MA等級(jí)為G級(jí)，故取CT為10級(jí)，MA為 G 級(jí)。鑄件的分型面應(yīng)選擇通過(guò)C孔基準(zhǔn)軸線，且與R面和Q面平行的平面，澆口位置分別位于C基準(zhǔn)孔凸臺(tái)的兩側(cè)。參考文獻(xiàn)【1】， 用查表法確定各表面的加工余量如下表所示表21 各加工表面的加工余量加工表面基本尺寸/mm加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值/mm說(shuō)明R面168G（~），底面，雙側(cè)加工，取下行數(shù)據(jù)Q面168H(~))，頂面降1級(jí)，雙側(cè)加工N面168G(~)，側(cè)面，單側(cè)加工，去上行數(shù)據(jù)凸臺(tái)面106G(~)，側(cè)面單側(cè)加工2φ80mm孔80H(~)，孔降1級(jí)，雙側(cè)加工由參考文獻(xiàn)【1】表22 主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量（公差+余量）毛坯尺寸公差CTN面輪廓尺寸168—1684N面輪廓尺寸168+1774N面距φ80孔中心尺寸4651凸臺(tái)面距φ80孔中心尺寸100+61102φ80mm孔φ80+，φ74三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇：犁刀變速齒輪箱體的N面和2φ10F9孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用他們做精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)現(xiàn)箱體零件“一面一孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線尊選了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠，操作方便。村基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇箱體零件的重要孔（即2φ80mm孔）的毛坯孔與箱體內(nèi)壁做粗基準(zhǔn)：第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入箱體的旋轉(zhuǎn)零件（如 齒輪、軸套等）與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙；此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)N面和2φ10F9孔，這時(shí)有兩種定位方案：方案一 用一浮動(dòng)圓錐銷伸入一2φ80mm毛坯孔中限制二個(gè)自由度；用三個(gè)支撐釘支承在與Q面相距32mm并平行與Q面的毛坯面上，限制三個(gè)自由度；再以N面本身找正限制一個(gè)自由度。這種方案適合大批大量生產(chǎn)類型中，在加工N面及其面上的各孔和凸臺(tái)面及其各孔的自動(dòng)線上采用隨行夾具時(shí)用。方案二 用一根兩頭帶反錐（一端的反錐可取下，以便裝卸工件）的心軸插入2φ80mm毛坯孔中并夾緊，粗加工N面時(shí)，將心軸置于兩頭的V形架上限制四個(gè)自由度，再以N面本身找正限制一個(gè)自由度。這種方案雖要安裝一個(gè)心軸，但由于下一道工序（鉆擴(kuò)鉸2φ10F9孔）還要用到這根心軸定位，即將心軸置于兩頭的U形槽中限制兩個(gè)自由度，故本道工序可不用將心軸卸下，而且這一“隨行心軸”比上述隨行夾具簡(jiǎn)單得多。又因隨行工位少，準(zhǔn)備的心軸就少，因而該方案是可行的。方案三 用兩根制造精度相同的錐銷安裝在2φ80mm孔的兩側(cè)定位，此時(shí)可以同時(shí)限制工件的五個(gè)自由度；再以N面本身找正限制一個(gè)自由度。這種方案工件裝拆方便方便，但是由于工件連續(xù)裝卸，影響孔的定位精度，且銷軸的夾緊裝置較為復(fù)雜。方案四 在鏜銑加工中心上加工時(shí)，采用R面、Q面定位，可以同時(shí)限制六個(gè)自由度，再以N面本身找正限制一個(gè)自由度，加工N面及其上的孔；之后在加工R面（Q面）上的孔時(shí)采用N面和Q面（R面）定位，同時(shí)限制六個(gè)自由度，保證定位精度。夾緊時(shí)采用專用夾具夾緊，凸臺(tái)面的銑削采用一般方式方式銑削。此方案可行，但須制造專用夾具。（二）制定工藝路線根據(jù)各表面的加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：N面：粗車—精銑；R面和Q面：粗銑—精銑；凸臺(tái)面：粗銑；2φ80mm孔：粗鏜—粗鏜；7級(jí)~9級(jí)精度的未注出孔：鉆—擴(kuò)—鉸；螺紋孔；鉆孔—攻螺紋孔。因R面與Q面有較高的平行度要求，2φ80mm孔有較高的同軸度要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來(lái)，以保證其位置精度。根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將N面、R面、Q面及2φ80mm孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一階段中又首先加工N面，后再鏜2φ80mm孔。R面及Q面上的φ8N8孔及4M12螺紋孔等次要表面放在最后加工。初步擬定加工工藝如下：工序號(hào)工序內(nèi)容鑄造時(shí)效涂漆10粗車N面20鉆擴(kuò)鉸2φ10F9孔（尺寸留精鉸余量），孔口倒角145176。30粗銑凸臺(tái)面40粗銑R面及Q面50粗鏜2φ80mm孔，孔口倒角145176。60鉆φ20mm孔70精銑N面80精鉸2φ10F9孔90精銑R面及Q面100精鏜2φ80H7孔110擴(kuò)鉸Sφ30H9球形孔，鉆4M6螺紋底孔，孔口倒角145176。，攻螺紋4M6120鉆4φ13mm孔130刮4φ22mm平面140鉆8M12螺紋底孔，孔口倒角145176。，鉆鉸2φ8N8孔，孔口倒角145176。，攻螺紋8M12150檢驗(yàn)160入庫(kù)上述方案遵循了工藝路線擬定的一般原則，但某些工序有些問(wèn)題。分析如下：如粗車N面，因工件和夾具的尺寸比較大，在臥式車床上加工時(shí)，他們的慣性力較大平衡較困難；又由于N面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車雪中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，故改用銑削加工。工序40應(yīng)在工序30前完成，使R面和Q面在粗加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少工件受力變形和受熱變形對(duì)2φ80mm孔加工精度的影響。精銑N面后，N面與2φ10F9孔的垂直度誤差難以通過(guò)精鉸孔矯正，故對(duì)這兩孔的加工改為擴(kuò)鉸，并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量。4φ13mm孔盡管是次要表面，但是在鉆擴(kuò)鉸2φ10F9孔時(shí)，也將4φ13mm孔鉆出，可以節(jié)約一臺(tái)鉆床和一套專用夾具，能降低生產(chǎn)成本，而且工時(shí)也不長(zhǎng)。同理，鉆φ20mm孔工序也應(yīng)合并到擴(kuò)鉸Sφ30H9球形孔工序中。這組孔在精鏜2φ80H7孔后加工，容易保證其軸線與2φ80孔軸線的