变速齿轮箱体加工工艺及其夹具设计

变速齿轮箱体加工工艺及其夹具设计内容摘要：

转位 三 面 刃 铣刀，专用夹具和游标卡尺。 （ 2）钻 扩铰 孔 2—Φ10F9 孔口倒角 l45176。 ，钻孔 4 一 Φ13mm 选用摇臂钻床 Z3025。 选用锥柄麻花钻；锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角；选用专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。 （ 3） 粗铣 Q 面和 R 面 采用功率为 11kW 的 1TX b20M 型铣削头组成的卧式双面组合机床。 参考文献表21263 粗铣刀具采用可转位面铣刀。 采用专用夹具。 （ 4）铣凸台面 采用立式铣床 X52K、莫氏锥柄面铣刀、专用铣夹具、专用检具。 因切削功率较大，故采用功率为 的 1T 32 型铣削头。 选择直径为 Φ63mm 的 C 类可转位面铣刀、专用夹具、游标卡尺。 （ 5）粗镗 2 一 Φ80H7 采用卧式双面组合镗床，选择功率为 的 1TA20 镗削头。 选择镗通孔的镗刀、专用夹具、游标卡尺。 （ 6） 精铣 N 面 由于定位基准的转换，宜采用卧铣，选择 X62W 卧式铣床。 选择与粗铣相同型号的刀具。 采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。 （ 7） 精 铰 2Ф10F9 的孔 选用摇臂钻床 Z3025。 选用锥柄机用铰刀、专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。 （ 8） 精铣 R 及 Q 面 采用功率为 11kW 的 1TX b 20M 型铣削头组成的卧式双面组合机床。 精铣刀具类型与粗铣的相同。 采用专用夹具。 （ 9） 精镗 2—Φ80H7 孔 采用卧式双面组合镗床，选择功率为 的 1TA20M 镗削头。 选择精镗刀、专用夹具。 （ 10）钻 Φ20mm孔，扩铰 SФ30H9 球形孔，钻 4 —M6 螺纹孔 ,攻螺纹 4 — M6 所加工的最大钻孔直径为 Φ20mm ，扩铰孔直径为 Φ30mm。 参考文献表 1 10 选用摇臂钻床 Z3025。 钻 Φ20mm 孔选用锥柄麻花钻，扩铰 SΦ30H9 孔 参考文献表101924 用 锥柄机用铰刀 ， 4—M6 螺纹底孔 参考文献表 101754 用锥柄阶梯麻花钻，攻螺纹 参考文献表 102464 采用机用丝锥及丝锥夹头。 采用专用夹具。 Φ20mm、 Φ30mm 孔径用游标卡尺测量， 4—M6 螺孔用螺纹塞规检验，球形孔 SΦ30H9 及尺寸 6mm，用专用量具测量，孔轴线的倾斜 30176。 用专用检具测量。 （ 11） 锪 4—Φ22mm 参考文献表 1 平面选用直径为 Φ22mm 、带可换导柱锥柄平底锪钻，导柱直径为 Φ13mm。 （ 12） 钻 8—M12 螺纹底孔及 2—Φ8N8 孔 选用摇臂钻床 Z3025 加工。 8—M12 螺纹底孔 参考文献表 1 选用锥柄阶梯麻花钻、选用锥柄复合麻花钻及锥柄机用铰刀加工 2 —Φ8N8 孔。 采用专用夹具。 选用游标卡尺和塞规检查孔径。 （ 13） 攻 8— M12 螺孔 攻螺纹选用摇臂钻。 参考文献表 1 采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规 加工工序设计 确定工序尺寸一般的方法是 :由加工表面 的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。 当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。 有基准转换时，工序尺寸 应该 用工艺尺寸链解算。 工序 100 粗铣及工序 150 精铣 N 面工序 查 参考文献 5 平面加工余量表，得精加工余量 Z N 精 为。 已知 N 总余量 Z N 总 为 5mm。 故粗加工余量 Z N 粗 ＝（ 5－ ） mm＝。 查参考文献 185 平面的经济加工精度表 ，得粗铣加工公差等级为 IT11～ 13 ，取IT12 其公差 T粗 = 毛坯 N 面距孔 Φ80 中心名义尺寸为： 45+5=50mm 毛坯最小尺寸为： = 毛坯最大尺寸为： 50+= 粗铣后最大尺寸为： 45+= 粗铣后最小尺寸为： = 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 45  mm。 查 参考 文献 1 ， 因为铸件材料为 HT200，粗加工切削采用可转位三面刃铣刀 11 刀具，机床功率为 ，则 取粗铣的每齿进给量 fZ＝ /z；精铣的每转进给量 f＝ /z，粗铣 每 走刀 1 次， a p ＝ ；精铣 每 走刀 1 次， a p＝。 因为加工中心的主轴可以实现无级变速， 取粗铣的主轴转速为 150r／ min，取精铣的主轴转速为 300r／ min。 又前面已选定铣刀直径 D 为 Φ160mm，故相应切削速度分别为 粗加工 ： VC =πDn粗 /1000= 160150/1000m/min = （ 1） 精加工 ： VC = =πDn精 /1000= 160300/100m/min = （ 2） 校核机床功率（一般只校核粗加工工序）： 参考有关资料得：铣削时的切削功率 ： 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0m z z e p mP a f a z n k     （ 3） 取 Z=8 个齿， n=150/60 =， ae = 168mm ， a z = ， fz = ， kpm=1；将它们代入式中，得 Pm =（ 10 5 168 8 1） kw = 又从机床 X52K 说明书（主要技术参数）得机床功率为 ，机床传动效率一股取 ～ ，若取 ηm ＝ ，则机床电动机所需功率 P E =Pm/ ηm = ＞ （ 4） 故重新选择粗加工时的主轴转速为 120r／ min VC 粗 =πDn粗 /1000=1601 20/1000 m/min = 将其代入公式得： Pm =（ 10 5 1688（ 120） /601） kW≈ P E = Pm/ηm =≈ kW kW 故机床功率足够。 工序 110 钻 扩铰 2Φ10F9 孔，钻 4Φ13mm 孔 先将孔 钻扩铰到 2Φ9F9， 钻 2Φ9F9 孔余量 参考文献 1 取 Z 扩 =， Z 铰 = Z 钻 =（ ） mm= 4—Φ13mm 孔因一次钻出，故其钻削余量为 Z 钻 = 13/2mm= 各工步的余量和工序尺寸及工差列于表 6： 表 6 各工步余量和工序尺寸及公差（ mm ） Table 6 Each work of table treads amount of remaining and sequence size and tolerance 加工表面 加工方法 余 量 公差等级 工序尺寸 2—Φ9F9 钻孔 — Φ7 2—Φ9F9 扩孔 H10 12 续表 6 加工表面 加工方法 余 量 公差等级 工序尺寸 2—Φ9F9 钻孔 F9 Φ9 4 —Φ13 钻孔 — Φ13 孔和孔之间的位置尺寸如 140 mm、 142 mm、 40 mm、 4―Φ13mm 孔的位置度要求均由钻模保证。 与 2―Φ 80mm 孔轴线相距尺寸 66 土 因基准重合，无需换算。 沿 2―Φ80mm 的孔轴线方向的定位是以两孔的内侧面用自定心机构实的。 这种方案利用保证两内侧中心面与 R、 Q 两端面的中心面重合，外形对称，所以 2―Φ 10F9两孔连心线至内侧中心面的距离尺寸 X G中 需经过计算。 其工艺尺寸链如图 4 所示 图 4 钻定位孔工艺尺寸链 Fig 4 Drill the locating hole craft size chain 图中 ， X R 一内侧 为零件图上 R 面与内侧尺寸，是封闭环。 X 内侧一中 为内腔尺寸 92 177。 1 mm 的一半，即为 46177。 ； X RG 为零件图上销孔连线与 R 面的尺寸 115 177。 mm。 用概率法计算如下： XR 一内侧 ＝ 177。 XR 一内侧 ＝ XR 一 G－ X 内侧 中 － XG 一中 XG 一中 =XR 一 G－ X 内侧 中 － XR 一内侧 =（ 115－ 46－ ） mm = mm T2r内侧 =T2RG+T2 内侧 中 +T2G中 TG 一中 = （ T2r内侧 —T2RG—T2 内侧 中 ） 1/2 =（ ） 1/2mm = 故 XG 一中 总 = 177。  177。 参考 Z3025 机床技术参数表，取钻孔 Φ413mm 的进给量 f＝ mm ／ r，取钻孔 2－ Φ7mm 的进给量 f＝ ／ r。 参考文献 1 ，得钻孔 Φ13mm 的切削速度 Vc＝ ＝ ／ min ，由 13 此算出转速为 n =1000v/πd=100013r/min =654 r/min （ 5） 按机床实际转速取 n ＝ 630r/min ，则实际切削速度为 Vc = 13630/1000m/min ≈ 同理，参考有关资料得钻孔 Φ7mm的 v= m /s= ,由此算出转速为： n=1000v/πd = 10007r/min=1187 r/min （ 6） 按机床实际转速取 n=1000 r/min，则实际切削速度为： Vc =71000/1000 m/min≈22m /min 参考文献 1 得： Ff=（ N ） （ 7） M= 2 （ Nm ） （ 8） 求出钻 Φ 13 mm 孔的 F f 和 M 如下： F f =13 1=2616N M=132 1=m 其中 d0 =13， f= 钻孔 Φ7 mm 的 F f 和 M F f =7 1=1119N M=72 1= 4Nm 其中 d0 =7， f= 扩孔 2 —Φ mm ，参考有关资料，并参考机床实际进给量，取 f= （因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）。 参考文献 3546 ，扩孔切削速度为钻孔时的（ 1/2～ 1/3），故取扩 v=1/2 22 m /min＝ 11 m /min 由此算出转速 n=1000v/πd =100011/。 按机床实际转速取 n=400r/min。 参考文献表 1 ，铰孔的进给量取 f= （因铰的是盲孔所以进给量取得较小）。 同理，参考有关资料，取铰孔的切削速度为 Vc =。 由此算出转速 n=1000v/πd =100018/10r/min = r/min。 按机床实际转速取为 n=630r/min。 则实际切削速度为 ： Vc = πdn/1000m/min = 9630/1000=。 14 工序 120 粗铣 R 面及 Q 面和 工序 170 精铣 R 面及 Q 面 参考文献 5497 由表知精加工的余量为 Z精R =Z 精Q =1mm，已知 RQ 面的加工余量为： Z 总R =4mm， Z 总Q =5mm，于是粗加工的余量为 Z 粗R =3mm， Z 粗Q = R面和 Q 面之时， R 面和 Q 面互为基准，设计 尺寸与工艺尺寸重合，不存在基准不重合误差。 参考文献 30738 由表知取粗铣的每齿进给量为 fz =。 取精铣的每转进给量 为f=。 aRP =3mm,aQP =4mm； 粗铣走刀 1 次，精铣走刀 1 次。 参考文献 7108 由表取粗铣的主轴转速为 118r/min，精铣的主轴转速为 300r/min。 又因为前面已经选定三面刃铣刀，铣刀直径为 D=160mm，故相应的切削速度分别为： 粗R =。