【正文】 學(xué)校代碼：115171學(xué) 號(hào)：201250616107 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(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)程及工藝裝備學(xué)生姓名 魏振山 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1221班 學(xué) 號(hào) 201250616107 系 （部） 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師（職稱） 杜可可 (教授) 完成時(shí)間 2013 年 6 月 16日 48 / 50機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)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)程及銑凸臺(tái)面工序的專用夾具內(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。學(xué)生姓名 魏振山 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1221班 學(xué) 號(hào) 201250616107 系 （部） 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師（職稱） 杜可可 (教授) 完成時(shí)間 2013 年 6 月 16日 目錄摘 要 1第1章 前言 2第2章 零件工藝的分析 3 零件的作用 3 零件的工藝分析 4第3章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 8第4章 擬定梨刀箱體加工的工藝路線 9 定位基準(zhǔn)的選擇 9 制定工藝路線 9第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 11第6章 確定切削用量及基本工時(shí) 12 切削用量的確定 12 時(shí)間定額計(jì)算 25第7章 專用夾具的設(shè)計(jì) 29 確定夾緊力及螺桿直徑 29 確定夾緊力及螺桿直徑 29 定位精度分析 30第8章 數(shù)控加工程序及裝備 31 數(shù)控加工程序 31 數(shù)控加工刀具 36結(jié) 論 37參考文獻(xiàn) 38致 謝 39摘要本次課程設(shè)計(jì)是在完成了機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)是我們能夠運(yùn)用制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，初步具有了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度的零件（犁刀變速齒輪箱體）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)﹑圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)幾未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望老師多加指教。關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)，專用夾具第1章 前言箱體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體,使這些零件保持正確的相對(duì)位置,箱體零件的制造精度將直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,.由于機(jī)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和箱體在機(jī)器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型。有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的箱體等).在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時(shí)也采用焊接毛坯.毛坯的鑄造方法,多采用木模手工造型。在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機(jī)器造型,—50mm的孔,一般都鑄造出頂孔,以減少加工余量.第2章 零件的工藝分析 零件的作用犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)的一個(gè)重要的機(jī)械裝置如圖21所示。旋耕機(jī)通過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―13㎜孔即為螺栓連接孔，2―10F9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)。圖21 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 零件的工藝分析圖22 犁刀變速齒輪箱箱由圖22得知箱體材料為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。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。表21 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(㎜)N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2―φ80孔IT17φ20Φ20IT13以下≥無φ30H9球形孔IT9無4―M6螺紋孔M6―6H深14IT13以下無8―M2螺紋孔M12―6H深22IT13以下無2―φ8N8IT84―φ22平面φ22深18無無由參考文獻(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。第3章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖圖23 毛坯—零件合圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。確定零件生產(chǎn)類型根據(jù)參考文獻(xiàn)【8】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)【13】表13知，屬于輕型零件查參考文獻(xiàn)【13】表14知，屬于大批生產(chǎn)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810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31 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32 主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量（公差加余量）毛坯尺寸公差CTN面輪廓尺寸168 mm—168mm4 mmN面輪廓尺寸168 mm+ mm177mm4 mmN面距φ80孔中心尺寸46 mm mm51mm mm凸臺(tái)面距φ80孔中心尺寸100+6 mm mm110mm mm2φ80mm孔φ80 mm+， mmφ74mm mm第4章 擬定梨刀箱體加工的工藝路線 定位基準(zhǔn)的選擇擬定工藝路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。為使所選的定位基準(zhǔn)能夠保證整個(gè)機(jī)械加工工藝過程順利進(jìn)行，通常應(yīng)先考慮如何選擇來加工各表面，然后考慮如何選擇粗基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)的表面先加工出來。 精基準(zhǔn)的選擇：犁刀變速齒輪箱體的N面和210F9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。粗基準(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280mm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210F9孔，這時(shí)有兩種定位方案：方案一 用一浮動(dòng)圓錐銷伸入一280mm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280mm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210F9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280mm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。 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； 280mm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，280mm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，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280mm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280mm孔。R面及Q面上的8N8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)效涂漆1粗車N面2鉆擴(kuò)鉸210F9孔（尺寸留精鉸余量），孔口倒角145176。3粗銑凸臺(tái)面4粗銑R面及Q面5粗鏜280mm孔，孔口倒角145176。6鉆20mm孔7精銑N面8精鉸210F9孔9精銑R