汽车变速箱箱体加工工艺及铣端面夹具设计

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

摘 要

本设计是汽车变速箱箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。汽车变速箱箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。

关键词：变速箱 加工工艺 铣端面专用夹具

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Abstract

The design is about the special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the car gearbox parts. The main machining surface of the car gearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the working accuracy of the plane is easier than to guarantee the hole’s. So the design follows the principle of plane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finish machining stage. The supporting hole of the input bearing and output bearing is as the rough datum. And the top area and two technological holes are as the finish datum. The main process of machining technology is that first, the series of supporting hole fix and machine the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole fix and machine technological hole. In the follow-up working procedure, all working procedures except several special ones fix and machine other series of hole and plane by using the top plane and technological hole. The machining way of the series of supporting hole is to bore hole by coordinate. The combination machine tool and special-purpose clamping apparatus are used in the whole machining process. The clamping way is to clamp by pneumatic and is very helpful. The instruction does not have to lock by itself. So the product efficiency is high. It is applicable for mass working and machining in assembly line. It can meet the design requirements.

Key words: Gearbox; machining technology; special-purpose clamping apparatus

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目录

第一章 绪 论 ........................................................... 1

第二章 汽车变速箱加工工艺规程设计 ........................................ 2

2.1零件的分析 .......................................................... 2

2.1.1零件的作用 ...................................................... 2

2.1.2零件的工艺分析 .................................................. 2

2.2 变速箱箱体加工的主要问题 ............................................ 3

2.2.1孔和平面的加工顺序 .............................................. 3

2.2.2孔系加工方案选择 ................................................ 3

2.3变速箱箱体加工定位基准的选择 ........................................ 6

2.3.1粗基准的选择 .................................................... 6

2.3.2精基准的选择 .................................................... 6

2.4变速箱箱体加工主要工序安排 .......................................... 6

2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .............................. 8

2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） ................................. 13

第三章 专用夹具设计 ..................................................... 35

3.1 粗铣前后端面夹具设计 ............................................... 35

3.1.1定位基准的选择 ................................................. 35

3.1.2定位元件的设计 ................................................. 35

3.1.3定位误差分析 ................................................... 37

3.1.4 铣削力与夹紧力计算 ............................................. 37

3.1.5定向键与对刀装置设计 ........................................... 38

3.1.6夹紧装置及夹具体设计 ........................................... 40

3.1.7夹具设计及操作的简要说明 ....................................... 42

结 论 .................................................................. 43

致 谢 .................................................................. 44

参考文献 ................................................................ 45

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第一章 绪 论

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。

对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。

在整个加工构成中，夹具不仅仅是为了夹紧、固定被加工零件，设计合理的夹具，还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率。各种专用夹具的设计质量，将直接影响被加工零件的精度要求，在机械加工工艺过程中起到重要的作用。

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第二章 汽车变速箱加工工艺规程设计

2.1零件的分析

2.1.1零件的作用

题目给出的零件是汽车变速箱箱体。变速箱箱体的主要作用是支撑各传动轴，保证各州之间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此汽车变速箱箱体的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车变速箱主要是实现汽车的变速。改变汽车的运动速度。汽车变速箱箱体零件的顶面用以安装变速箱箱盖前后端面支撑孔 120mm、 80mm用以安装传动轴，实现其变速。

2.1.2零件的工艺分析

由汽车变速箱箱体零件图可知。汽车变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：

（1）以顶面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：顶面的铣削加工；

0.027mm的工艺孔加工。8 M10 6H的螺孔加工；2 12其中顶面有表面粗糙度要求为

Ra6.3 m，8个螺孔均有位置度要求为 0.3mm，2个工艺孔也有位置度要求为 0.1mm。

0.03 0.013 0.035 120mm 80mm 100mm的支承孔为主要加工表面的加工（2）以、、

0.03 0.013 0.035 120mm 80mm 100mm的孔；面。这一组加工表面包括：2个、2个和1个

mm、2 80 0.013mm的4个孔轴线相垂直的前后

端面；前后端面上的3个M14 6H、16个M10 6H的螺孔，以及4个 15mm、2个 8mm

0.020 30 0.015mm的倒车齿轮轴孔及其的孔；还有另外两个在同一中心线上与两端面相垂直的

内端面和两个M10 6H的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求为Ra6.3 m，3个尺寸为365 0.025mm的与2 120M14 6H、16个M10 6H的螺孔，4个 15mm、2个 8mm的孔均有位置度要求为

0.46 0.3mm，两倒车齿轮轴孔内端面有尺寸要求为900mm及表面粗糙度要求为 0.03

Ra3.2 m。

（3）以两侧窗口面为主要加工平面的加工面。这一组加工表面包括：尺寸为

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0M10 6H的螺孔；1600

0.1mm和104 0.1mm的两侧窗口面；与两侧窗口面相垂直的12个

与两侧面成60 角的尺寸为1 的锥管螺纹孔（加油孔）。其中两侧窗口面有表面粗糙度要求为Ra6.3 m，12个螺孔均有位置度要求为 0.3mm。

2.2 变速箱箱体加工的主要问题

由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于变速箱箱体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。

由于汽车变速箱的生产量很大。怎样满足生产率要求也是变速箱加工过程中的主要考虑因素。

2.2.1孔和平面的加工顺序

箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。变速箱箱体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。变速箱箱体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。

2.2.2孔系加工方案选择

变速箱箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据汽车变速箱箱体零件图所示的变速箱箱体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。

（1）用镗模法镗孔

在大批量生产中，汽车变速箱箱体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。

采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。

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所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。

（2）用坐标法镗孔

在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。

用坐标法镗孔，需要将箱体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。

如下图所示为三个支承孔中心线所构成的坐标尺寸关系。其中：

|OA| 150.28 0.05mm，|OB| 133.35 0.05mm，|AB| 91.02 0.05mm。设加工时坐标系为x0y且xOB 30mm现在要计算yOB、xOA及yOA。

图2-1 坐标尺寸关系

由图可知： yOB .352 302 129.93mm

cos 30/|OB| 30/133.35 0.22497

76.999

90 13.001

根据余弦定理：

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|OA|2 |OB|2 |AB|2150.282 133.352 91.022

cos 0.8004 2|OA||OB|2 150.28 133.35

36.827

根据几何关系可得： xOA |OA|sin( ) 60.707mm

yOA |OA|cos( ) 137.473mm

孔系中心的直角坐标尺寸算出来后。还需要进一步确定各组成环的公差。组成环的公差分配方法有多种，现以等公差分配法为例子说明各组成环公差的求解方法。

已知： |CA| 60.707 30 90.707mm

|CB| yOA yOB 137.473 129.932 7.541mm

|AB| 78.084mm

因 |AC|2 |CB|2 |AB|2

两边微分后得：

2|AC| d|AC| 2|CB| d|CB| 2|AB| d|AB|

若 d|AC| d|CB| ，则有 d|AB| |AB| 0.05 91.02 0.0067 |AC||CB|90.707 7.541

xOA|AC|与xOA和xOB构成尺寸链，其中|AC|为尺寸链的封闭环。按等公差分配原则，

及xOB的公差各取 /2 0.034mm。

|CB|与yOA及yOB构成另一个尺寸链，且||CB|为尺寸链的封闭环。按前述方法可得yOA及yOB的尺寸公差各为 /2 0.034mm。

最终求得的变速箱箱体孔系在直角坐标中的尺寸及公差为：

xOA 60.707 0.0034mm

yOA 137.473 0.0034mm

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xOB 30 0.0034mm

yOB 129.93 0.0034mm

2.3变速箱箱体加工定位基准的选择

2.3.1粗基准的选择

粗基准选择应当满足以下要求：

（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；

（2）保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。

为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。即以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。

2.3.2精基准的选择

从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证变速箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是变速箱箱体的装配基准，但因为它与变速箱箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。

2.4变速箱箱体加工主要工序安排

对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。变速箱箱体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到变速箱箱体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序

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中同时加工出来。

后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于变速箱箱体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。

加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80 90 c的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200mg。

根据以上分析过程，现将汽车变速箱箱体加工工艺路线确定如下：

工序1：粗、精铣顶面。以两个 120mm的支承孔和一个 80mm的支承孔为粗基准。选用立轴圆工作台铣床，和专用夹具。

工序2：钻顶面孔、铰工艺孔。以两个 120mm的支承孔和前端面为基准。选用专用组合钻床和专用夹具。

工序3：粗铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。 工序4：粗铣两侧面及凸台。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。

工序5：粗镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合镗床和专用夹具。

工序6：检验。

工序7：半精铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。

工序8：钻倒车齿轮轴孔，钻前后端面上孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合钻床和专用夹具。

工序9：铣倒车齿轮轴孔内端面，钻加油孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。

工序10：钻两侧面孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合钻床和专用夹具。 工序11：精镗支承孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合镗床和专用夹具。 工序12：攻1 锥螺纹孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。

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工序13：前后端面孔攻丝。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。

工序14：两侧窗口面上螺孔攻丝。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。

工序15：顶面螺孔攻丝。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。

工序16：中间检验。

工序17：精铣两侧面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。 工序18：精铣前后端面。以两个 120mm支承孔和一个工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。

工序19：清洗。选用清洗机清洗。

工序20：终检。

以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片（附表1）。

2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“汽车变速箱箱体”零件材料采用灰铸铁制造。变速箱材料为HT150，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。

（1）顶面的加工余量。（计算顶面与 120 0.03mm支承孔轴线尺寸100 0.12mm） 根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：

粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23。其余量值规定为2.7~3.4mm，现取3.0mm。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取 0.28mm。

精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3-59，其余量值规定为1.5mm。

铸造毛坯的基本尺寸为100 3.5 1.5 105mm。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为1.2mm。

毛坯的名义尺寸为：100 3.5 1.5 105mm

毛坯最小尺寸为：105 0.6 104.4mm

毛坯最大尺寸为：105 0.6 105.6mm

粗铣后最大尺寸为：100 1.5 101.5mm

粗铣后最小尺寸为：101.5 0.28 101.22mm

精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即100 0.12mm。

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（2）两工艺孔 12 0.027mm。

毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为IT8，表面粗糙度要求为6.3 m。参照《机械加工工艺手册》表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：

钻孔： 11mm

扩孔： 11.85mm 2Z 0.85mm （Z为单边余量）

铰孔： 12H8 2Z 0.15mm

（3）顶面8螺孔M10 6H

毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-71，现确定其工序尺寸及加工余量为：

钻孔： 8.5mm

攻丝： M10 6H

（4）前后端面加工余量。（计算长度为365 0.025mm）

根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其加工余量规定为2.7~3.5mm，现取3.0mm。

半精铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》，其加工余量值取为2.5mm。 精铣：参照《机械加工工艺手册》，其加工余量取为0.5mm。

铸件毛坯的基本尺寸为365 0.5 2.5 3 371mm，根据《机械加工工艺手册》表

2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为1.6mm。

毛坯的名义尺寸为：365 0.5 2.5 3 371mm

毛坯最小尺寸为：371 0.8 370.2mm

毛坯最大尺寸为：371 0.8 371.8mm

粗铣前后端面工序尺寸定为368 0.25mm

半精铣前后端面工序尺寸定为365.5 0.25mm

精铣前后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即365 0.23mm

（5）前后端面上16螺孔M10 6H，3螺孔M14-6H，4孔 15mm，倒车齿轮轴

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0.21孔2 300mm加工余量。

毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-71，现确定螺孔加工余量为：

16螺孔M10 6H

钻孔： 8.5mm

攻丝： M10 6H

3螺孔M14-6H

钻孔： 11.9mm

攻丝： M14-6H

4 15mm孔，参照《机械加工工艺人员手册》表5-58，确定工序尺寸为： 钻孔： 15mm

0.21倒车齿轮轴孔2 300mm，参照《机械加工余量与公差手册》表4-23确定工序

尺寸及余量为：

钻孔： 15mm

钻孔： 28mm 2Z 13mm

扩孔： 29.8mm 2Z 1.8mm

铰孔： 30H8 2Z 0.2mm

（6）前后端面支承孔 120 0.03mm, 80 0.013mm, 100 0.035mm。

根据工序要求，前后端面支承孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下：

粗镗： 120 0.03mm孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为2mm；

80 0.013mm孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为2mm； 100 0.035mm孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为2mm。 精镗： 120 0.03mm孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为1mm；

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80 0.013mm孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为1mm； 100 0.035mm孔，参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为1mm。 铸件毛坯的基本尺寸分别为：

120 0.03mm孔毛坯基本尺寸为 120 2 1 117mm；

80 0.013mm孔毛坯基本尺寸为 80 2 1 77mm；

100 0.035mm孔毛坯基本尺寸为 100 2 1 97mm。

根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9

1.1mm、1.1mm。可得铸件尺寸公差分别为：1.2mm、

120 0.03mm孔毛坯名义尺寸为 120 2 1 117mm；

毛坯最大尺寸为 117 0.6 117.6mm；

毛坯最小尺寸为 117 0.6 116.4mm；

0.17粗镗工序尺寸为 119

0.10mm；

精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 120 0.03mm。

80 0.013mm孔毛坯名义尺寸为 80 2 1 77mm；

毛坯最大尺寸为 77 0.55 77.55mm；

毛坯最小尺寸为 77 0.55 76.45mm；

0.17粗镗工序尺寸为 79

0.10mm；

精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 80 0.013mm。

100 0.035mm孔毛坯名义尺寸为 100 2 1 97mm；

毛坯最大尺寸为 97 0.55 97.55mm；

毛坯最小尺寸为 97 0.55 96.45mm；

0.17粗镗工序尺寸为 99

0.10mm；

精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 100 0.035mm。

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（7）两侧面及凸台加工余量。(两侧面计算长度分别为：侧面到支承孔

0凸台计算长度为：凸台到定位孔轴线尺寸 80 0.013mm轴线尺寸1600

0.1mm和104 0.1mm。

0.9020

0.60mm)

由工序要求，两侧面需进行粗、精铣加工。各工序余量如下：

粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其余量值为2.0~2.7mm,现取其为2.5mm。表3.2-27，粗铣平面时厚度偏差取 0.22mm。

精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3-59,其余量值规定为1.5mm。

铸件毛坯的基本尺寸分别为：160 2.5 1.5 164mm，104 2.5 1.5 108mm。 根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为1.4mm和1.2mm。

则两侧面毛坯名义尺寸分别为：106 2.5 1.5 164mm 104 2.5 1.5 108mm 毛坯最小尺寸分别为：164 0.7 163.3mm 108 0.6 107.4mm

毛坯最大尺寸分别为：164 0.7 164.7mm 108 0.6 108.6mm

粗铣后最大尺寸分别为：160 1.5 161.5mm 104 1.5 105.5mm

粗铣后最小尺寸分别为：161.5 0.22 161.28mm 105.5 0.22 105.28mm

0精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即1600和mm104 0.1 0.1mm。

由工序要求可知，凸台只需进行粗铣加工。其工序余量如下：

参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其余量规定为1.0~1.5mm，现取其为1.5mm。

铸件毛坯的基本尺寸20 1.5 21.5mm。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为0.82mm。

则凸台毛坯名义尺寸为：20 1.5 21.5mm

毛坯最小尺寸为：21.5 0.41 21.09mm

毛坯最大尺寸为：21.5 0.41 21.91mm

0.90粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即20

0.60mm。

（8）两侧面螺孔加工余量

毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-71,现确定螺孔加工余量

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

为：

钻孔： 8.5mm

攻丝： M10 6H

0.46（9）倒车齿轮轴孔内端面加工余量（计算长度900mm）

根据《机械加工工艺手册》表2.2-25，只需进行粗铣加工即能达到所需表面粗糙度要求3.2 m及尺寸精度要求。因此倒车齿轮轴孔内端面只进行粗铣加工。

参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其余量值规定为1.5~2.0mm，现取

1.5mm。

铸件毛坯的基本尺寸为90 1.5 2 87mm。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为1.1mm。

毛坯名义尺寸为：90 1.5 2 87mm

毛坯最小尺寸为：87 0.55 2 85.9mm

毛坯最大尺寸为：87 0.55 2 88.1mm

0.46粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即900mm。

（10）加油孔加工余量

毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-71，现确定其余量为：

钻孔： 28.5mm

扩孔： 30.5mm 2Z 2mm

攻丝： 1 锥管螺纹孔

2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）

工序1：粗、精铣顶面

机床：双立轴圆工作台铣床X701

刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） dw 400mm 齿数Z 14

（1）粗铣

铣削深度ap：ap 3mm

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

每齿进给量af：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取af 0.25mm/Z 铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V 4m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 4 60 191r/min，取n 200r/min d03.14 400

实际铣削速度V ：V d0n

1000 3.14 400 200 4.19m/s 1000 60

进给量Vf：Vf afZn 0.25 14 200/60 11.67mm/s

工作台每分进给量fm：fm Vf 11.67mm/s 700.2mm/min

a ：根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,a 240mm

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l 341mm

刀具切入长度l1：l1 0.5(D D2 a 2 (1~3) 42mm

刀具切出长度l2：取l2 2mm

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1

（2）精铣

铣削深度ap：ap 1.5mm

每齿进给量af：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取af 0.15mm/Z 铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V 6m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 6 60 288r/min，取n 300r/min d03.14 400l l1 l2341 42 2 0.55min fm700.2

实际铣削速度V ：V d0n

1000 3.14 400 300 6.28m/s 1000 60

进给量Vf：Vf afZn 0.15 14 300/60 10.5mm/s

工作台每分进给量fm： fm Vf 10.5mm/s 630mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l 341mm

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

刀具切入长度l1：精铣时l1 D 400mm

刀具切出长度l2：取l2 2mm

走刀次数为1

机动时间tj2：tj2 l l1 l2341 400 2 1.18min fm630

本工序机动时间tj tj1 tj2 0.55 1.18 1.73min

工序2：钻顶面孔、铰定位孔

机床：组合钻床

刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀

（1）钻顶面8螺孔M10-6H

切削深度ap：ap 4.25mm

进给量f：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取f 0.25mm/r

切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取V 0.43m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 0.43 60 967r/min，取n 800r/min d03.14 8.5

实际切削速度V ：V d0n

1000 3.14 8.5 800 0.36m/s 1000 60

被切削层长度l：l 20mm

D8.5ctg120 2 4.5mm 刀具切入长度l1：l1 ctgkr (1~2) 22

刀具切出长度l2：l2 0

走刀次数为1

机动时间tj：tj l l1 l220 4.5 0.12min fn0.25 800

（2）定位孔的钻、扩、铰

钻定位孔

切削深度ap：ap 5.5mm

进给量f：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取f 0.25mm/r

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取V 0.45m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 0.45 60 782r/min，取n 500r/min d03.14 11

实际切削速度V ：V d0n

1000 3.14 11 500 0.29m/s 1000 60

被切削层长度l：l 20mm

D11刀具切入长度l1：l1 ctgkr (1~2) ctg120 2 5.2mm 22

刀具切出长度l2：l2 0

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1

扩定位孔

切削深度ap：ap 0.425mm

进给量f：根据《机械加工工艺手册》表2.4-52，扩盲孔f 0.3~0.6mm/r取f 0.6mm/r l l1 l220 5.2 0.20min fn0.25 500

切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-53，取V 0.3m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 0.3 60 484r/min，取n 500r/min d03.14 11.85

实际切削速度V ：V d0n

1000 3.14 11.85 500 0.31m/s 1000 60

被切削层长度l：l 20mm

刀具切入长度l1：l1 D d011.85 11ctgkr (1~2) ctg120 2 2.25mm 22

刀具切出长度l2：l2 0

走刀次数为1

机动时间tj2：tj2

铰定位孔 l l1 l220 2.25 0.08min fn0.6 500

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

切削深度ap：ap 0.075mm

进给量f：根据《机械加工工艺手册》表2.4-58，f 1.5~3.0mm/r取f 1.5mm/r 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-60，取V 0.17m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 0.17 60 271r/min，取n 300r/min d03.14 12

实际切削速度V ：V d0n

1000 3.14 12 300 0.19m/s 1000 60

被切削层长度l：l 20mm

刀具切入长度l1：l1 D d012 11.85ctgkr (1~2) ctg120 2 2.04mm 22

刀具切出长度l2：l2 0

走刀次数为1

机动时间tj3：tj3 l l1 l220 2.04 0.05min fn1.5 300

定位孔加工机动时间tj：tj tj1 tj2 tj3 0.20 0.08 0.05 0.33min

因为定位孔加工时间 钻顶面螺孔加工时间

本工序机动时间tj 0.33min

工序3：粗铣前后端面

机床：组合铣床

刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） dw 400mm 齿数Z 14

铣削深度ap：ap 3mm

每齿进给量af：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取af 0.25mm/Z 铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V 4m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 4 60 191r/min，取n 200r/min d03.14 400

实际铣削速度V ：V

d0n1000 3.14 400 200 4.19m/s 1000 60

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

进给量Vf：Vf afZn 0.25 14 200/60 11.67mm/s

工作台每分进给量fm：fm Vf 11.67mm/s 700.2mm/min

a ：根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,a 240mm

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l 329mm

刀具切入长度l1：l1 0.5(D D2 a 2 (1~3) 42mm

刀具切出长度l2：取l2 2mm

走刀次数为1

机动时间tj：tj l l1 l2329 42 2 0.53min fm700.2

工序4：粗铣两侧面及凸台

机床：组合铣床

刀具：硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15

（1）粗铣两侧面

铣刀直径dw 320mm，齿数Z 12

铣削深度ap：ap 3mm

每齿进给量af：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取af 0.25mm/Z 铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V 3m/s

机床主轴转速n：n 1000V1000 3 60 179r/min，取n 150r/min d03.14 320

实际铣削速度V ：V d0n

1000 3.14 320 150 2.51m/s 1000 60

进给量Vf：Vf afZn 0.25 12 150/60 7.5mm/s

工作台每分进给量fm：fm Vf 7.5mm/s 450mm/min

a ：根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,a 192mm

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l 140mm

刀具切入长度l1：l1 0.5(D D2 a 2 (1~3) 34mm

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