铣削二级圆锥齿轮减速器机盖结合面的夹具设计.doc

机械制造工艺学
── 课程设计

设计对象：铣削二级圆锥齿轮减速器机盖结合面的夹具设计
班 级：072125
学 号：20121000222
姓 名：杜刚
指导老师：陈琪、康红梅

目录
第一章 设计目的及要求 3
1.1 设计目的 3
1.2 设计要求 3
第二章 产品概述 4
2.1 减速器箱体零件概述 4
2.2 减速器箱体零件功用及技术要求 4
2.3 减速器箱体的铸造工艺及机械加工 5
第三章 箱体图纸的技术要求分析 6
3.1机盖部分图纸分析 6
3.2机座部分图纸分析 7
第四章 生产纲领 8
第五章 材料、毛坯制造方法的选择 9
5.1 材料选择 9
5.2 制造方法 9
第六章 毛坯图及加工工作量分析 11
6.2 毛坯图 13
6.2.1 机盖毛坯图 13
6.2.2 机座毛坯图 15
第七章 变速器箱体加工工艺过程分析 17
7.1 定位基准的选择及分析 17
7.1.1 粗基准的选择 17
7.1.2 精基准的选择 18
7.2 加工路线的拟定 18
7.3 箱体加工总工艺过程 19
第八章 工序具体划分及铣削结合面加工工序卡 20
8.1 机盖加工工艺过程卡 20
8.2 机座加工工艺过程卡 21
8.3 合箱加工工艺过程卡 22
第九章 铣削机盖结合面工序的夹具设计 26
9.1 夹紧装置的设计要求 26
9.2 刀具的选择 26
9.2.1 刀具的选择要求 26
9.2.2 刀具的选择 26
9.3 机床的选择 27
9.3.1 机床的选择原则 27
机床尺寸规格和工件的形状尺寸应相适应 27
机床精度等级与本工序加工要求应相适应 27
机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应 27
机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应 27
9.3.2 机床型号的选择 27
9.4 铣削参数的计算 27
9.4.1 加工工序、加工余量及公差 27
9.4.2 铣削圆周力的计算 28
9.4.3 铣削速度的计算 29
9.4.4 机动时间的计算及工序时间定额的确定 29
9.4.5 铣削力的计算 31
9.4.6 夹紧力的校核 32
9.5 定位方式的确定 33
9.6 夹紧机构的确定 34
9.8 气动控制回路的设计 38
9.9 定位误差的计算 39
第十章 三维效果图........................................................................................................................40
参考文献 42

42

第一章 设计目的及要求
1.1 设计目的
机械制造技术设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节。它要求学生全面综合地运用所学的理论和实践知识进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。其基本目的是：
1. 熟悉机械制造工艺的基本理论和工艺规程设计的基本原则、步骤和方法。
2. 初步掌握机械加工中致差原因的分析方法，对工艺问题具有一定的分析问题、解决问题的能力。
3. 掌握机床夹具设计原理，具有针对不同对象进行夹具设计的初步能力。
4. 学会使用《金属机械加工工艺人员手册》和《机床夹具设计手册》及其他有关机械加工的图表资料。
1.2 设计要求
1. 写出工艺设计说明书；
2. 绘制零件图、毛坯图、重要工序图、重要工序夹具图及特殊刀具图；
3. 编写机械加工供需卡。

第二章 产品概述
2.1 减速器箱体零件概述
减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器的种类繁多，可做如下分类：
按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；
按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；
按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；
按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。
作为变速器的重要部件，变速器箱体在整个减速器总成中起着支撑和连接的作用的，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装。变速器箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响减速器的寿命和性能。
变速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔，螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。
另外，在减速器结构方面，为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式；上箱盖和下箱体用螺栓连接成一体，用螺栓联结；轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。而为了保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近应该加支撑筋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底一般不采用完整的平面。
2.2 减速器箱体零件功用及技术要求
减速器箱体起着固定和支撑轴系零件的作用，并保证轴系运转精度、良好润滑及可靠密封。由于箱体保证了轴系运转精良，这使机械传动实现良好的有机调速；其可靠密封也保证减速器轮系中无杂质、无灰尘进入，确保箱内的清洁。
箱体零件是机器或部件的基础零件，它将有关零件联结成一个整体，是各零件彼此协调工作。因此，箱体的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量和加工质量，进而影响减速器的使用寿命和性能。故箱体一般具有较高的技术要求。
①　 输入轴、中间轴和输出轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm，输入轴、中间轴为8级要求，输出轴为7级要求；
②　 机盖、基座结合面的平面度误差为0.06mm，为7级要求；
③　 中间轴承孔轴线、输出轴承孔轴线的圆柱度分别为0.02mm和0.023mm，都是7级精度，位置度分别为0.02mm和0.023mm；
④　 中间轴承孔和输出轴承孔的平行度为0.080mm，为7级精度要求；
⑤　 中间轴和输出轴轴承孔中心距偏差为±0.095，9级精度；
⑥　 安装滚动轴承的孔系其孔径公差等级为7级精度，粗糙度为Ra1.6；
⑦　 箱体前端面是变速箱的安装基准，变速箱输入轴与发动机输出轴连接，后端面仅为安装轴承盖，装配基面、定位基面及其余各平面的粗糙度为Ra3.2。
圆柱圆锥齿轮传动，其对两锥齿轮轴线垂直度的误差不敏感，故选用8级精度要求满足；作为会产生较大轴向力的锥齿轮传动，其轴向力直接作用于轴承上并通过轴承端盖承受，故轴承孔两端面应提高到7级精度要求；结合面的密封性将影响减速器的润滑状况，即是否会发生渗漏，7级精度要求满足要求；两孔尺寸精度IT7-8满足了使用性能要求，在加工上较易实现，可以选择。
2.3 减速器箱体的铸造工艺及机械加工
由于变速箱外形和内腔形状比较复杂，壁厚较薄，故选用流动性好，吸振性好，加工工艺性好和成本低的灰口铸铁。但有时为了减轻重量，用有色金属合金铸造箱体毛坯（如航空发动机上的箱体）。在单件小批生产时，为了缩短生产周期也采用焊接毛坯。
变速箱的主要支撑孔在铸造时直接铸出，只有倒挡轴孔、油塞孔和加油孔等直径小于30mm的不铸出，留待机械加工时钻出。因为箱体一般属于大批量生产，必须采用自动线机械造型，因此分型面造在轴承孔的连线上，分为上下两半采用两箱造型。采用中注式浇注系统，为了补缩，上面设有冒口。型芯也做成两半，下芯时粘在一起。为了使型芯易于安放，设置了型芯头。
变速箱的大批量生产的机加工过程中，变速箱的主要加工面有轴承孔系及其端面、平面、螺纹空、销孔等。因此加工的主要问题是保证孔的形状精度和位置精度。

第三章 箱体图纸的技术要求分析
箱体的形状比较复杂，加工的表面多、要求高、机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几个方面值得注意：
1. 箱体的内端面加工比较困难，结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。
2. 为保证减速器箱体内轴承的正确装配，应确保轴承孔的圆柱度、位置度以及平行度的精度要求。同时，还需确保各轴承孔端面也有较高的垂直度要求。
3. 箱体机盖和机座的结合面是加工的重要表面，其加工精度直接影响箱体的密封性。因此，结合面的精度要求较高。
3.1机盖部分图纸分析

零件名称
设计说明

机

盖
①　 机盖左视图标注的368mm重复标注，应去掉；机盖主视图尺寸1290mm应改成1190mm；其螺栓孔的分布尺寸多余（D—D视图已标注）且标注错误，应去掉；机盖主视图输入轴承孔端面斜度1:20标注错误，其值应该是连接螺栓凸台斜度；俯视图连接螺栓孔的尺寸不应该分开标注，应标注为一个（Eg：将两个110改为一个220，将两个220改为一个440），其他关于某对称轴对称的结构也只应该标注一个尺寸（两个90改为一个180，两个210改为一个420）；俯视图右缘对称轴上的螺纹孔、D—D视图正中的螺纹孔，线条多余，应去掉。
②　 输入轴承孔端面相对于A的垂直度为0.10mm；传动轴承孔端面相对于B的垂直度为0.10mm；输出轴承孔端面相对于C的垂直度为0.10mm。各孔端面的表面粗糙度为Ra3.2。（保证轴承的良好装配）
③　 应检查与机座结合面的密封性，用0.05㎜塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的1/3，用涂色法去检查接触面积达每平方厘米面积一个斑点。
④　 与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫。
⑤　 未注明的铸造圆角的半径R=5-10mm未注明的倒角为C3，粗糙度为Ra12.5。
⑥　 机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12。
⑦　 机盖铸成后，用清砂机清理铸件，并进行时效处理。

3.2机座部分图纸分析
零件名称
设计说明

机

座
①　 输入轴承孔端面相对于A的垂直度为0.10mm；传动轴承孔端面相对于B的垂直度为0.10mm；输出轴承孔端面相对于C的垂直度为0.10mm。各孔端面的表面粗糙度为Ra3.2。（保证轴承的良好装配）。
②　 两轴承孔轴线的平行度为0.08mm，等级为7级，距离为350±0.095mm，9级。
③　 输入轴承孔的圆柱度、位置度公差值为0.020mm，等级为7级；传动轴承孔的的圆柱度、位置度公差值为0.020mm，等级为7级；输出传动轴的圆柱度、位置度公差为0.023，等级为7级。
④　 锥销孔的表面粗糙度为Ra1.6，凸台面的表面粗糙度为Ra3.2。
⑤　 螺栓孔、通油孔、机座面的表面粗糙度均为12.5um。
⑥　 保证各轴承孔的同轴度为0.03mm。（轴承孔配合为基轴制，公差等级选择7级）。
⑦　 与机盖连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫。
⑧　 应检查与机盖接合面的密封性，用0.05㎜塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的1／3，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点。
⑨　 未注明的铸造圆角的半径R=5-10mm未注明的倒角为C3，粗糙度为Ra12.5。
⑩　 机座不得漏油。
⑪　 机盖铸成后，用清砂机清理铸件，并进行时效处理。

第四章 生产纲领
年产量Q=20000（件/年），该零件在每台产品中的数量n =1（件/台），废品率 α=3%，备品率 β=5%。
由公式N=Q×n（1＋α＋β）得：
N=10000×1×（1＋3%＋5%）=21600
查表《机制工艺生产实习及课程设计》确定的生产类型为大量生产。
因此，可以确定为Y流水线的生产方式，又因为在加工箱盖和底座的时候有很多的地方是相同的，所以可选择相同的加工机床，采取同样的流水线作业，到不同工序的时候就采用分开的方法，所以可以选择先重合后分开再重合的流水线作业方式。该箱体的大批量生产，可采用组合机床加工，流水线全部采用半自动化的设备。

第五章 材料、毛坯制造方法的选择
5.1 材料选择
图纸给出的材料为HT200，HT200的主要力学性能如下表5-1：

HT200
抗弯强度Mpa
抗剪强度Mpa
弹性模量Gpa
疲劳极限Mpa
588~785
243
78~108
88~108
表5-1
由于此减速器为两级减速器，其中第一级为锥齿轮啮合，外形和内腔较复杂。特别是外部有较多的凸边、凸台等，而且壁厚较薄。因此选择的材料应该是流动性好的，减震性好的材料。HT200为较高强度铸铁，基体为珠光体，其中的碳度部分以自由状态的片状石墨存在，强度、耐热性均较好，减振性也良好，铸造性能较好，并且由于含有石墨，其本身具有润滑作用脱落的石墨还可以存储润滑油，使铸件具有良好的耐磨性，因此机盖和机座材料选为HT200。
5.2 制造方法
由于是大批大量生产，采用铸造的方法为金属模铸造，又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次），而且能够实现自动化，对于大批大量制造有利。
根据零件图，减速器箱体上直径小于30mm的孔都是机械加工出来的，其他的如轴承座孔则是铸造出来的。
根据上下箱体外形，上箱体采用两箱造型铸造。采用中注式浇注系统，在直浇道下面设置横浇道，在铸件上面设置冒口以此消减铸件上表面产生的沙眼、气孔等缺陷。示意图如下图5-1和图5-2.下箱体相对于上箱体来说较为复杂。在下箱体上有较多的凸起，结合面和底座在边缘突出，因此采用三箱造型铸造，在凸出部位加活块，这样一来就能够铸造出下箱体来。示意图如下图5-1至图5-4。

图5-1 机盖浇铸主视图

图5-2 机盖浇铸俯视图

图5-3机座浇铸主视图

图5-4机座浇铸俯视图

第六章 毛坯图及加工工作量分析
6.1 重要工序加工余量分析
1、机座底面
加工工序
铣
工序余量
5
工序公差
毛坯±1.0 铣IT12
工序尺寸
铣 Ra12.5 毛坯

2、机座与机盖结合面
加工工序
粗铣----半精铣--------精铣
工序余量
毛坯5.0 粗铣3.0 半精铣1.5 精铣0.5
工序公差
毛坯±0.8 粗铣IT11 半精铣IT8 精铣IT7
工序尺寸
精铣 Ra1.6 半精铣 Ra6.3 粗铣 Ra12.5 毛坯

3、窥视孔台阶面
加工工序
铣
工序余量
5.0
工序公差
毛坯±0.5 铣IT12
工序尺寸
铣 Ra12.5 毛坯

4、排油孔凸台面
加工工序
粗铣精铣
工序余量
毛坯5.0 ,粗铣4.0，精铣1.0
工序公差
毛坯±0.5 粗铣IT12, 精铣IT7
工序尺寸
精铣,粗铣， 毛坯

5、输入轴承座端面
加工工序
粗铣------精铣
工序余量
毛坯5.0 粗铣4.0 精铣1.0
工序公差
毛坯±1.2 粗铣IT11 精铣IT9
工序尺寸
精铣 Ra3.2 粗铣 Ra12.5 毛坯

6、中间、输出轴承座端面
加工工序
粗铣-------精铣
工序余量
毛坯5.0 粗铣4.0 精铣1.0
工序公差
毛坯±1.5 粗铣IT11 精铣IT9
工序尺寸
精铣 Ra3.2 粗铣 Ra12.5 毛坯

7、输入轴承孔和中间轴承孔
加工工序
粗镗---半精镗---精镗---金刚镗
工序余量
毛坯5.95 粗镗3.2 半精镗2.0 精镗0.5 金刚镗0.25
工序公差
毛坯±1.0 粗镗IT12 半精镗IT10 精镗IT9 精细镗IT7
工序尺寸
精细镗 Ra1.6 精镗 Ra3.2 半精镗 Ra6.3 粗镗 Ra12.5 毛坯

8、输出轴承孔
加工工序
粗镗---半精镗---精镗---金刚镗
工序余量
毛坯5.95 粗镗3.2 半精镗2.0 精镗0.5 金刚镗0.25
工序公差
毛坯±1.0 粗镗IT12 半精镗IT10 精镗IT9 精细镗IT8
公差尺寸
精细镗 Ra1.6 精镗 Ra3.2
半精镗 Ra6.3 粗镗 Ra12.5

6.2 毛坯图
6.2.1 机盖毛坯图
原始毛坯图如图6-1和6-2所示，再根据设计图所给出的尺寸查询手册，得到各加工面加工余量，获得毛坯尺寸如图6-3和6-4所示，机盖三维效果图如图6-5所示。余量的毛坯尺寸如下表6-1：

尺寸名称
设计尺寸
加工余量
毛坯尺寸
窥视孔凸台面
5
5
10
输入轴承座端面
420
5
425
结合面
80
5
85
输出轴承座端面
520
5
530
表6—1 单位（mm）

图6-1 机盖毛胚主视图

图6-2 机盖毛胚左视图

图6-3 机盖三维效果图
6.2.2 机座毛坯图
原始机座毛坯图如下图6-6和6-7所示，加工余量与毛坯尺寸见表6-2，毛坯图尺寸如图6-8和6-9所示，机座三维效果图如图6-10所示.，变速箱整体效果图如图6-11所示：
尺寸名称
设计尺寸
加工余量
毛坯尺寸
结合面
80
5
85
输入轴承座端面
420
5
425
底面
40
3.5
43.5
油口
6
3.5
9.5
轴承座端面
520
5
530

表6—2 单位（mm）

图6-4 机座毛胚主视图

图6-5 机盖毛胚左视图

图6-6 机座三维效果图

图6-7 合箱三维效果图
第七章 变速器箱体加工工艺过程分析
7.1 定位基准的选择及分析
基准：基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准。
在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间，一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。
工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准，定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度。
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。
7.1.1 粗基准的选择
①粗基准选择原则
选择粗基准，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，选择粗基准，以便于工件的准确定位。
选择粗基准的的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则来选择：
1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先选择该表面为粗基准。
2)若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量最少的表面为粗基准。
3)若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。
4)①选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。
②粗基准具体选择
加工的第一个平面是箱盖和箱座的接合面，由于分离式箱体的轴承孔的毛胚孔分布在箱盖和想做的两个不同部分上很不规则，因而在就加工箱盖和箱座的接合面时，无法以轴承孔的毛胚孔作为粗基准。故综合考虑，可以选择轴承孔凸台面为粗基准。
7.1.2 精基准的选择
①精基准选择原则
选择精基准时，过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。一般应按下列原则来选择：
1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。
2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。
3) 自为基准原则；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。
4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。
5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作为精基准。
②精基准具体选择
根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔作为精基准，机盖则以结合面作为精基准。在一次安装下，可以一次加工除定位面以的外所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位基准的选择夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。
在这样精基准和粗基准“互为基准”的原则下统一，可以保证接合面的平行度，减少箱体装合时对合面的变形。
7.2 加工路线的拟定
变速器箱体的主要是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度比孔容易，因此，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。
变速器箱体的加工顺序一般有以下两种方案：
1. 先粗精加工平面，再粗精加工孔，这样做可以减少工件安装次数，减少加工余量；生产率高，经济效益好。
2. 粗精加工分段进行，即先粗加工平面——粗加工孔——精加工平面——精加工孔。
3.该变速器箱体工件结构刚性较好，可考虑采用如下方案1。

7.3 箱体加工总工艺过程
工件
工序内容
定位基准
拟定加工顺序

机盖

铣连接螺栓凸台面
机盖结合面
1
粗精铣结合面
机盖凸台面
2
铣机盖窥视孔台阶面
机盖结合面
3
机盖窥视孔台阶面螺钉孔钻孔攻丝
机盖结合面
4
锪起吊螺栓孔并攻丝
机盖结合面
5
铣连接螺栓凸台面
机盖结合面
6
锪螺栓孔
机盖结合面
7
机座
铣机座底面
机座结合面
1
粗精铣机座结合面
机座底面
2
铣箱机连接螺栓凸台面
机座结合面
3
铣游标口台阶面
机座结合面
4
锪游标孔攻丝
机座底面
5
锪连接螺栓孔
机座结合面
6
铣排油口台阶面
机座结合面
7
排油口螺栓孔钻孔攻丝
机座结合面
8
锪地角螺栓孔
机座结合面
9

合
箱
后
钻扩铰销锥孔
机座底面
1
粗精铣轴承孔端面
机座底面
2
粗精铣输入轴承孔（端面）
机座底面
3
粗精镗输入轴承孔（内孔）
机座底面
4
粗精铣中间、输出轴承孔（端面）
机座底面
5
粗精镗中间、输出轴承孔（内孔）
机座底面
6
钻轴承盖螺钉孔，攻丝
机座底面
7
清洗，去毛刺，打标记，送检验
机座底面
8

第八章 工序具体划分及铣削结合面加工工序卡
按照以上拟定的工艺过程方案，可以将整个加工过程分为三个阶段。第一阶段是对箱盖进行加工，完成上接合面以及与合箱无关部分的加工；第二阶段是对机座进行加工，完成下接合面以及与合箱无关部分的加工；第三部分是合箱后对轴承孔系等部分的加工。
8.1 机盖加工工艺过程卡
工序号
工序名称
工序内容
定位基准
刀具设备
机床设备
1
毛坯铸造
铸造毛坯

2
清沙
清理杂质

3
热处理
（人工时效处理）

4

粗铣结合面

保证：凸台面到结合面的尺寸为，Ra12.5
凸台面
粗齿莫氏锥柄立铣刀
（粗铣及半精铣平面用立铣刀）（YG8）
X6142
半精铣
结合面
保证：凸台面到结合面尺寸为 ,Ra6.3
凸台面
粗齿莫氏锥柄立铣刀（YG8）

X6142
精铣结合面
保证：凸台面到结合面尺寸，Ra1.6
凸台面
硬质合金镶齿套式面铣刀（YG6）
X6142
5
粗铣窥视孔台阶面
保证：台阶面尺寸，Ra12.5
结合面定位
硬质合金镶齿套式面铣刀
XQ209/2M
6
窥视孔上的螺栓孔钻孔和攻丝
保证：孔的直径，Ra12.5
结合面定位
麻花钻和丝锥
Z3025×10B
7
起吊螺栓孔锪孔攻丝
保证：右侧起吊螺栓距离输出轴中心线为300mm，直径M20，Ra12.5；左侧起吊螺栓距离传动轴中心线为175mm，直径 M20，Ra12.5；右侧沉头座直径为 φ30
结合面定位
锪钻和丝锥
Z3025×10B
8
锪12个螺栓连接孔
保证：螺栓孔直径，沉头座直径φ50（12级）
结合面定位
锪钻
Z3025×10B
9
锪6个螺栓连接孔
保证：螺栓孔直径φ，沉头座直径φ40 （12级）
结合面定位
锪钻
Z3025×10B
10
清洗

11
检验

12
入库

8.2 机座加工工艺过程卡
工序号
工序名称
工序内容
定位基准
刀具设备
机床设备
1
毛坯铸造
铸造毛坯

2
清沙
清理杂质

3
热处理

4
粗铣机座底面
保证：底面尺寸厚度，Ra12.5
机座结合面定位
粗齿莫氏锥柄立铣刀刀（YG8）
立式铣床5030A
精铣机座底面
保证：底面尺寸厚为，Ra3.2
硬质合金镶齿套式面铣刀（YG6）
立式铣床5030A
5
粗铣排油口台阶面
保证：台阶面厚度为，Ra12.5
机座结合面定位
硬质合金镶齿套式面铣刀刀（YG8）
X62W
精铣排油口台阶面
保证：台阶面厚度为，Ra3.2
（7级）
硬质合金镶齿套式面铣刀（YG6）
X62W
6
排油口螺栓孔钻孔
保证：排油口直径为
机座结合面定位
麻花钻和丝锥
Z3025×10B
排油口螺栓孔攻丝
7
锪地脚螺栓孔
保证：螺栓孔直径 φ22，沉头座直径为 φ55
机座结合面定位
锪钻
Z3025×10B
8
粗铣结合面
保证：结合面厚度尺寸,Ra12.5
一面两销定位（两个地脚螺栓和机座底面)
粗齿莫氏锥柄立铣刀

X6142
半精铣结合面
保证：凸台面到结合面尺寸为,Ra6.3
粗齿莫氏锥柄立铣刀

X6142
精铣结合面
保证：结合面尺寸：，Ra1.6
硬质合金镶齿套式面铣刀
X6142
9
铣油标口台阶面
保证：，Ra12.5（IT12）
一面两销
定位
硬质合金镶齿套式面铣刀
X62W
10
锪油标孔
攻丝
保证:游标孔直径 ，沉头孔直径为M27
一面两销
定位
丝锥

Z3025×10B

11
锪钻12个连接螺栓孔
保证:螺栓孔直径 φ22，沉头孔直径为 φ50
一面两销
定位
锪钻

Z3025×10B
12
锪钻6个地脚螺栓孔
保证:螺栓孔直径 φ17，沉头孔直径为 φ40
一面两销
定位
锪钻
Z3025×10B
13
清洗

14
检验

15
入库

8.3 合箱加工工艺过程卡
工序 号
工序名称
工序内容
定位基准
刀具设备
机床设备
1
对准（机座底面）
将机箱盖，箱体和箱对准，并用连接螺栓孔连接箱盖和机座

2
钻2个锥销孔
保证：销孔直径为 ，Ra3.2

圆锥铰刀
Z3025×10B
扩孔
铰孔
3
装销打入销孔，将箱盖与箱体做标记，标号

4
粗铣输入轴的轴承端面
保证：端面到传动轴轴线的距离，Ra12.5
（合箱后，以箱体右端面为基准)箱体右端面
机座地面
硬质合金镶齿套式面铣刀
X6142
精铣输入轴的轴承端面
保证：端面到传动轴轴线的距离，Ra3.2
硬质合金面镶齿套式面铣刀（YG8）

X6142
5
粗铣传动轴和输出轴的轴承端盖
保证：两端面间的距离为，Ra12.5
机座底面
硬质合金面镶齿套式面铣刀
X6142
精铣传动轴和输出轴的轴承端盖
保证：两端面间的距离为，Ra3.2
6
钻轴承端盖孔（30个）
保证：端盖孔直径 ，Ra12.5
机座底面
硬质合金面镶齿套式面铣刀
Z3025×10B
攻丝
7
粗镗输入轴承孔及中间
保证： ，Ra12.5
机座底面
硬质合金双刃镗刀和硬质合金镗刀
TX617

T618

T618

T618
半精镗
保证 ，Ra6.3
精镗
，Ra3.2
精细镗
保证： ，Ra1.6

8
粗镗输出轴承孔
保 证： ，Ra12.5。
机座底面
硬质合金双刃镗刀
TX617

半精镗
保 证： ，Ra6.3。
硬质合金镗刀
T618
精镗
保证：，Ra3.2
硬质合金镗刀
T618
精细镗
保证：，Ra1.6
硬质合金镗刀
T618

8.4 铣机盖结合面工序卡片

1
机械加工工序卡片
产品型号

零件图号

产品名称
双级锥齿轮减速器
零件名称
箱体机盖
共 页 第 页

车间
工序号
工序名称
材料牌号
减速器车间
40
铣机盖结合面
HT200
毛 坯 种 类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
每 台 件 数
铸件
1190×520×770
1
1
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
龙门铣床
XQ209/2M

1
夹具编号
夹具名称
切削液

铣机盖结合面夹具

工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件

0.15
6.40
工步号
工 步 内 容
工 艺 装 备
主轴转速
切削速度
进给量
切削深度
进给
次数
工步工时
r/min
mm/min
mm/r
mm
机动
辅助
1
粗铣机盖结合面
镶齿套式面铣刀 X345
172
105.29
0.28
3.5
2
0.06
0.21
2
半精铣机盖结合面
镶齿套式面铣刀 X345
216
134.50
0.2
1.5
2
0.09
0.30
3
精铣铣机盖结合面
镶齿套式面铣刀 X345
246
158.60
0.2
0.5
2
0.13
0.67
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
设计（日 期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）

2015-9-12

第九章 铣削机盖结合面工序的夹具设计
9.1 夹紧装置的设计要求
夹紧装置是夹具的重要组成部分，合理设计夹紧装置有利于保证工件的加工质量、提高生产率和减轻工人的劳动强度，经查资料，夹紧装置一般有以下基本要求：
1） 工件在夹紧过程中，不能破坏工件在定位时获得的正确位置；
2） 夹紧力的大小应可靠适当，既要保证工件在加工过程中不产生移位或振动，同时又必须防止工件产生不适当的变形和表面损伤；
3） 夹紧动作要准确迅速，以便提高生产效率；
4） 操作方便、省力、安全，以改善工人的劳动条件，减轻劳动强度；
5） 结构简单，易于制造。
结合以上的设计要求，以下设计过程从机床、刀具的选取入手进行设计，通过正确的分析计算切削力、夹紧力等参数，选取合适的机构并加以分析以完成设计。
9.2 刀具的选择
9.2.1 刀具的选择要求
根据《机械工艺人员手册》中的要求，铣刀的选择应考虑一下几个因素：
1） 铣刀的类型：铣刀的类型的选择决定于加工的性质、加工表面的分布位置及形状、加工表面的尺寸、所要求的加工表面粗糙度、工件材料及其他因素；
2） 铣刀的尺寸：铣刀尺寸的选择决定于加工表面的尺寸及铣切深度，同时铣刀的夹持方法也影响铣刀构造的选择；
3） 铣刀的材料：铣刀的材料选择决定于工件的材料、加工方法、加工精度和表面粗糙度的要求，以及机床的情况。
9.2.2 刀具的选择
1）由于机盖接合面的加工对象为一个较大的平面，一般的圆柱形铣刀完全无法满足加工要求，所以选用镶齿套式面铣刀；
2）根据套式面铣刀的参数表可得：铣刀直径为200~250mm的铣切宽度为180mm，铣刀直径为300~350mm的铣切宽度为260mm，铣刀直径为400~500mm的铣切宽度为350mm；根据机盖的图纸中的标注尺寸可知：机盖的总长度为590mm，总宽度为350mm；一般平面加工期望能一次走刀完成铣削加工，以减小加工成本，提高经济效益，但铣削宽度为350mm的铣刀过大，会对加工造成加多的影响，所以最好采用两次走到完成加工；则选取铣刀直径为200~250mm的刀具。
根据GR 1129-73标准的镶齿套式面铣刀参数，选取铣刀的具体参数如下：
铣刀的内径（含刀齿）为：；
铣刀轴孔外径：；
铣刀的总宽度（含刀齿）为：；
铣削宽度：
铣刀的齿数：。
3） 机盖的铣削加工分为粗铣、半精铣和精铣，综合分析应选用硬质合金刀具，根据不能材料的性能，粗铣刀具选用YG8硬质合金刀，半精铣和精铣选用YG6硬质合金刀。
9.3 机床的选择
9.3.1 机床的选择原则
机床尺寸规格和工件的形状尺寸应相适应
机床精度等级与本工序加工要求应相适应
机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应
机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应
9.3.2 机床型号的选择
由机盖的设计图纸可得，待加工的结合面的毛坯尺寸为，因此机床的工作台尺寸需要在横向和纵向上均大于工件尺寸；其次，机床的刀具行程也必须能满足加工尺寸的要求，本设计中机盖在加工时铣刀为纵向走刀，因而机床的纵向行程应大于，而横向刀具行程基本符合要求即可；另外，机床对于刀盘最大直径有规格要求，根据前面的刀具选择可知，刀具的最大直径为，因此机床的该参数要求也必须满足的尺寸。
综上所述，根据《机械加工工艺师手册》查得，