（机械制造行业）机械毕业设
计说明书
四川职业技术学院SichuanVocationalandTechnicalCollege
毕业设计
题目YJ3150传动箱体的机械加工工艺规
程及工装设计
所属系部机械系所属专业机械设计与制造
所属班级10机制1班学号1015801011012
8
学生姓名罗金京指导教师夏宝林起讫日期2012年/10月——2013年/2月
四川职业技术学院教务处制
四川职业技术学院毕业设计任务书
注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交所属系部毕业设计（论文）领导小组审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。
四川职业技术学院
学生毕业设计答辩情况记载表
四川职业技术学院毕业设计综合评定表
前言
机械制造工艺学是用于指导生产加工的重要指导文件，也是每个从事机械行业的工作人员必须熟悉了解得一门学问，机械制造工艺学包涵了很多内容。如零件毛坯的选材、毛坯的生产方法、热处理、机械加工工序、机械夹具的设计等。而在这次课程设计中，主要以机械加工工序与机械夹具为主。加工工序的安排顺序将直接影响到零件的加工质量与生产成本问题，所以我们要在保证零件的质量的条件下尽可能降低生产成本，设计出更好的
工艺过程。
机械夹具是机械制造中不可缺少的重要工艺装备，它的好坏直接影响加工质量、生产效率、生产成本、劳动强度与生产自动化。专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的范围，实现一机多能，所以夹具在机械加工中发挥着重要的作用。大量的专用机床夹具的采用为大批量生产提供了必要的条件。本课程设计中主要是涉及到传动箱体零件的工艺路线和夹具设计，由于在设计中可能有不足地方，望老师给与点评。
目录
1.零件的分析1
1.1 零件的作用1
1.2零件的工艺分析1
1.3确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯的形状3
2.工艺规程设计4
2.1定位基准的选择4
2.2零件表面加工方法的选择6
2.3制订工艺路线8
2.4 确定零件加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图16
2.5确定切削用量及基本工时(机动时间)20
2.6时间定额计算及生产安排51
3.夹具设计54
3.1问题的提出54
3.2 夹具设计的有关计算55
3.3夹具结构设计及操作简要说明58 结论60
致谢61
参考文献63
1.零件的分析
1.1零件的作用
题目所给定的零件是YJ3150传动箱体，该传动箱体的外
315mmX100mmX380mm，其零件尺寸较大，结构形状较复杂。其中Ф72mm与Ф
62mm、Ф55mm与Ф68mm、Ф40mm与Ф50mm、Ф62mm与Ф62mm、Ф40mm 与Ф50mm孔的同轴度要求和尺寸精度要求都较高，并且对传动箱体的前后的凸台面有Ra1.6的表面粗糙度和0.02mm的平行度要求,另外对几对孔的轴线还有0.05:100mm的平行度要求，对Ф40mm与Ф50mm、Ф62mm与Ф62mm、Ф40mm与Ф50mm还要与传动箱体前面有0.02:100mm的垂直度要求，而这些孔都是与轴配合其支撑作用。所以对这些孔都要求精加工，因为其尺寸精度相互位置精度直接影响着机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是很关键的。
1.2零件的工艺分析
零件的材料是HT200，灰铸铁生产工艺简单、铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。为此以下是传动箱体需要加工的表面及加工表面之间的位置要求。
1.传动箱体前面与后面
这一组加工表面包括：Ф72mm、Ф68mm、Ф50mm、Ф62mm孔的凸台外表面与内表面，其中对其加工要求是内表面与外表面平行度保证0.02mm，表面粗糙度要求达到Ra1.6最大厚度20mm与凹面厚度14mm。而对后面主要保证是Ф62的外表面与内凸台面距离为35mm与保证Ф55mm凸台面厚度为20mm与凹面厚度12mm，表面粗糙度为Ra1.6。
各表面粗糙度要求值不是很大，而加工面方法有刨、铣、磨，而刨的效率低，而且不适合加工凹面，所以不采用而铸铁易脆也不采用磨削，所以这四个面用精铣加工保证其尺寸、位置精度要求。
2.Ф72mm孔Ф60mm孔
这两孔为同轴孔，要求Ф72mm孔轴线相对于Ф60mm孔轴线的同轴度误差不大0.02mm，某表面粗糙度为Ra1.6，要求精度等级为IT7级。可以看出两孔的加工要求高，需要进行精加工保证加工要求。
3.两组Ф55mm与Ф68mm孔
这两组孔都为同轴孔，要求Ф55mm与Ф68mm孔同轴度误差不大于Ф0.02mm，其表面粗糙度为Ra1.6，要求精度等级为IT7级，可以看出这两组孔的加工要求高需进行精加工保证加工要求。
4.Ф68mm孔与Ф55mm孔、2X（Ф50mm孔与Ф40mm孔）、Ф62mm孔与Ф62mm孔
这几组孔的加工要求与上面大致相同，不同之处在于2X（Ф50mm孔与Ф40mm孔）与Ф62mm孔与Ф62mm孔与箱体前孔面有0.02:100mm的垂直度要求并且，这6组孔轴线都有较高的平行度要求，必须小于0.05:100mm的平行度要求所以的进行精加工才能保证这些加工要求。
5.传动箱体前面Ф20mm的通孔
该孔位置尺寸为线性尺寸且无公差要求，孔表面粗糙度为Ra12.5，用一般钻孔即可满足。
6.箱体前面2个Ф20mm的沉头孔
2个Ф20mm的沉头孔位置尺寸为一般线性尺寸且一般公差，孔之间没有位置度要求，其表面粗糙度为Ra12.5。
7.8-Ф13mm孔、2-Ф12mm锥孔
这一组加工表面包括：8-Ф13mm孔、2-Ф12mm锥孔，其8-Ф13mm孔、2-Ф12mm 锥孔的表面粗糙度为永不去除材料的方法获得的，既保持没加工孔之前的粗糙度，空内表面没有粗糙度要求。
8.12-M6螺纹孔
这一组加工表面是螺纹孔M6且12个螺纹孔的位置是在2XФ70mm孔、2XФ64mm 孔上按相互间夹角为60度均匀分布的螺纹孔。
9.18-Ф8mm螺纹孔
同上面一样这一组加工表面是螺纹孔M8且18个螺纹孔的位置尺寸是在Ф88mm、2XФ84mm、3XФ78mm孔上按相互夹角为60度均匀分布的螺纹孔。
由上面分析可知：传动箱体的尺寸精度和位置精度要求都比较高，所以为了保证其加工要求设计专用夹具加工是箱体获得需要的尺寸精度与位置精度是很需要的，并且使用专用夹具还可以有效的提高装夹效率。
1.3确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯的形状
在确定毛坯时要考虑经济性，虽然毛坯的形状尺寸与零件接近可以减少加工余量，提高利用率，降低了加工成本，但这可能导致毛坯制造困难，需要昂贵的毛坯制造设备。增加毛坯的制造成本，并且本产品属于大批量生产。因此，毛坯的种类形状尺寸的确定一定要考虑零件的成本问题但要保证零件的使用性能。
传动箱体为铸造件，对毛坯的结构有一定的结构工艺要求：
a.铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。
b.铸造圆角要适当，不得有尖角。
c.铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便模。
d.加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。
e.铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。
该传动箱体零件外形较均匀，且壁厚均匀，主要是起支撑和保证配合零件的相对位置精度。另外该零件较大，根据箱体零件的结构特点和使用要求，通常都以铸件为毛坯，且以铸造性能良好、价格便宜，并有良好耐压、耐磨和减振性能的铸铁为主。
正确选择铸造方法的原则是：根据生产量的大小和各厂设备、技术的实际条件，结合各种铸造方法的基本工艺特点，在首先保证零件技术要求的前提下，选择工艺简便、质量稳定和成本低廉的铸造方法。
零件材料为HT200，形状结构比较复杂，壁厚不是很厚，不宜采用金属型铸造。金属型铸造虽然铸件内部组织致密，机械性能较高、生产效率高，但是金属型铸造成本高，另外浇注时金属的充型能力和排气条件差，并且冷却时易产生白口组织使得零件表面较硬，
很难切削加工，不过可采用砂型手工造型或砂型机器造型，考虑到为大批生产，确定毛坯的制造方法为砂型机器造型。
零件毛坯可与传动箱体零件尽量接近毛坯尺寸通过确定各加工表面的加工余量后决定，那是在设计，绘制毛坯图。
2.工艺规程设计
2.1定位基准的选择
定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
1.粗基准的选择
选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：
（1）粗基准的选择应以不加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
（2）选择要求加工余量均匀的重要表面作为粗基准。以保证加工面与定位基准面之间有一正确的位置，在以后加工该面时，余量就能均匀。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面
作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。
（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。
（4）粗基准只能有效使用一次。因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯表面，其精度和表面粗糙度都较差，如果在某一个或几个自由度上重复使用粗基准，则不能保证两次装夹下工件与机床、刀具的相对位置一致，因而使得两次装夹下加工出来的表面之间位置精度降低。
（5）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。
对于箱体零件由于结构比较复杂，加工面多，其主要加工表面是平面和孔，通常平面的加工精度较易保证，而精度较高的支撑孔以及孔与孔之间、孔与平面之间相互位置精度则较难保证。所以应按照箱体零件工艺特点，先加工面以加工好的平面定位再来加工孔，这样既能保证孔的加工要求又能保证面的加工要求。
因此该传动箱体中选择最大面即前面380mmX315mm作为粗基准，以此定位先粗切出后面，再以后面定位粗、精加工出前面380mmX315mm，然后再以前面作为定位基准精加工出后面，这样有利于保证前后面的加工质量，为两侧面没有要求，所以可直接铸造满足其要求。另外，在加工面时我们可以在380mmX315mm面下采用两块窄的平行的支撑板支撑，这可以限制箱体的3个自由度，在箱体底面有两个支撑钉挡住，这样又可以限制2个自由度，最后在侧面用1个支撑钉即可将传动箱体的6个自由度完全限制，另一面加工定位方式相同。
2.精基准的选择
（1）基准重合原则即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
（2）基准统一原则应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。
（3）互为基准的原则选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。
（4）自为基准原则有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。
此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。
在该传动箱体的加工表面中，主要选取箱体前面与箱体后面作用精基准，而箱体前后面的加工要求较高，精加工时按照“互为基准”的精基准原则进行加工。
在精基准的选择中主要应考虑有利于保证工件的加工精度并使装夹准确、基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
2.2零件表面加工方法的选择
一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计传动箱体的加工工艺来说，应选择能满足Ф72与Ф62,2个Ф50与Ф40，Ф62与Ф62，2个Ф68与Ф55孔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考虑到经济因素，在足够精度要求及生产率的条件下，应选择价格较低的机床设备，选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法，在选择前面各工序的加工方法。如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为Ra0.63μm并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车→半精车→淬火→粗磨。
本零件的加工表面有平面、内孔、内螺纹，材料为HT200。参考参考文献1《机械制造工艺设计简明手册》确定各面加工方法选择如下：
1.箱体的前面
其中加工前面Ф72mm孔、2XФ68mm孔、2XФ50mm孔、Ф62mm孔凸面时应保证厚度尺寸为20mm,为未注公差尺寸，根据参考文献2《机械设计手册》中GB/T1804—2000规定参考表2-2-46取其极限偏差为20±0.2表面粗糙度Ra1.6需进行精铣（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8）而在加工前面的凹面时，应保证厚度尺寸为12，为未注公差尺寸，根据参考文献2《机械设计手册》中GB/T1804-2000规定参考表2-2-46
取其极限偏差为12±0.2而凹面粗糙度要求是不去除材料的方法得到的，用一般铣削加工即可满足。
2.箱体前面
在加工箱体前面时，其中加工2XФ62mm孔与2XФ55mm孔的凸台面时下部Ф62mm孔的壁厚应保证为35mm而上部Ф62mm孔与2XФ55mm孔的壁厚应保证为20mm，另外再加工2XФ40孔时壁厚应保证为12mm，所有壁厚为未注公差尺寸，所以根据参考文献2《机械设计手册》中GB/T1804-2000规定参考表2-2-46取其极限偏差分别为20±0.2、12±0.2，其中2XФ62mm孔与2XФ55mm孔外表面粗糙度为Ra1.6，所以需进行精铣（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8），而2XФ40mm孔表面粗糙度为不去除材料的方法得到的，所以用一般铣削加工可满足要求。
3.箱体上表面
在加工上表面时应保证该表面与前面的顶边距离为62mm，同样为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra1.6,则需进行精铣才能达到要求。
4.Ф72mm孔与Ф62mm孔、2XФ55mm孔与Ф68mm孔、2XФ50mm孔与Ф40mm孔、Ф62mm孔与Ф62mm孔
由于这些孔都是同轴孔系，而且孔的公差等级为IT7级，表面粗糙度Ra1.6，孔在传动箱铸造时将其铸出，而在加工时采用镗孔的方法加工，工序采用粗镗→半精镗→精镗（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7）。
4.Ф20mm的通孔与2XФ20mm的台阶孔
Ф20mm的通孔孔径尺寸为未注公差尺寸，按IT13级表面的粗糙度为Ra12.5，只需钻孔即可（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7）。而2个Ф20mm台阶孔孔径尺寸为未注公差尺寸，按IT13级，其中孔深12mm未注公差，根据参考文献2《机械设计手册》中GB/T1804-2000规定参考表2-2-46取其极限偏差为12±0.2表面粗糙度为Ra12.5，采用的加工方法为，钻孔→锪孔即可（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7）。
5.8XФ13mm孔
8个Ф13mm通孔孔径尺寸为未注公差尺寸，按公差等级IT13级，表面粗糙度Ra12.5，只需钻孔即可（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7）。
6.2XФ12mm锥孔
2个Ф12mm的锥孔尺寸为未注公差要求，按公差等级IT13级，表面粗糙度为用不去除材料的方法得到的即包括提供的面的粗糙度，所以只需钻孔即可（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7）。
7.18-M8螺纹孔和12-M6螺纹孔
18-M8螺纹孔和12-M6螺纹孔为普通螺纹孔，精度等级为中等级（参考文献3《机械设计手册》表5-1-6）。采用钻孔→攻螺纹（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-14表1.4-17）。
8.4-M6螺纹孔
4-M6螺纹孔要按YJ315021305配作加工，但这4个螺纹孔螺纹为普通螺纹，精度等级为中等级（参考文献3《机械设计手册》表5-1-6）采用钻孔→攻螺纹（《机械制造
工艺设计简明手册》表1.4-14表1.4-17）。
9.倒角
箱体前面左上与左下进行4X45度倒角，，表面粗糙度为不去除材料得到的，只需进行粗铣即可（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—6）。右上与右下角处进行倒R10的圆弧角，表面粗糙度为不去除材料得到的，只需进行粗铣即可（《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—6）。
2.3制订工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当使零件的加工精度(尺寸精度、形状精度、位置精度)和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
2.3.1工序的合理组合
确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：
1.工序分散原则
工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。
2.工序集中原则