东南大学机械制造技术课程设计院系机械工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名年级指导教师二零一一年九月东南大学机械工程学院机械制造技术课程设计任务书设计题目：设计变速箱壳体机械加工工艺规程，镗Φ80H7孔的工序卡片及加工4*Φ80孔的专用夹具(批量生产)。
主要内容：1．绘制零件毛坯图；2．设计零件的机械加工工艺规程，并填写：（1）整个零件的机械加工工艺路线卡；（2）所设计夹具对应工序的机械加工工序卡。
3．设计指定工序的夹具一套，绘出总装图。
绘制所设计的夹具零件图1张。
4．编写设计说明书。
目录序言1、零件分析 (1)2、工艺规程设计 (2)2.1确定毛坯的成形方法 (1)3.1定位基准的选择 (2)3.2制订工艺路线 (2)3.3选择加工设备及刀、夹、量具 (5)3.4加工工序设计 (7)3.5填写加工工艺卡片 (13)4、夹具设计 (14)4.1确定设计方案................................. 错误！未定义书签。
4.2机械加工工序卡 (16)4.3绘出总装图参考文献........................................... 错误！未定义书签。
序言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。
这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个简单零件（变速箱壳体）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。
由于能力所限，经验不足，设计中还存在许多不足之处，希望老师给予指导，以期取得更大的进步。
一、零件分析变速箱壳体在结构上壁薄而多孔，整个容腔为三组平行孔系所占据。
为提高在传动精度，应保证装在三组平行孔系中的轴承获得良好的配合精度，故Φ48、Φ80、Φ146三孔均有较高的尺寸精度要求；除此之外，为保证传动平稳和减少噪声，三组平行孔系之间还有较高的孔距公差。
因总体结构和部件位置的限制，在变速箱壳体的中间部位，有两块面积不大的外伸安装面，为整个变速箱的安装基面，且与Φ146孔中心有较高的尺寸要求，保证了传动位置和传动精度的准确性。
零件材料要求HT200，尺寸中型，形状复杂程度一般，批量生产。
二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的成形方法该零件材料为HT200，考虑到零件分析及相关要求，再联系零件的大批量生产的实际，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。
2.2定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
粗基准的选择。
在机械加工工艺过程中，第一道工序所用的基准总是粗基准，所以粗基准的选择主要是第一道工序定位基准的选择。
经本人分析，箱壳体类零件一般采用“先面后孔”的加工顺序，而变速箱壳体的安装基面“D”面积较小，在镗削加工过程中无法作为定位基准，由于A面与三组平行孔系有0.02mm的垂直度要求，前端面“E”对A面有0.01mm的垂直度要求，所以从粗加工开始就必须注意保证该零件孔与面及面与面的垂直度要求。
根据互为基准原则，即当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。
我们选择E面作为粗基准，加工A面，再以A面为基准加工E 面。
精基准的选择。
以A面为精基准，按照传动路线和齿轮的传动关系，依次粗镗、半精镗Φ146、Φ48、Φ80,保证三组平行孔系孔距间获得较高的尺寸精度，并注意必须换算坐标尺寸。
在精加工时，应充分考虑以A面来精铣E面及镗削三组平行孔系。
根据基准重合的原则，先精镗Φ48，再以该孔和A面为基准，精镗Φ146、Φ80，以消除基准不重合度误差。
本零件是有精度较高要求的零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。
其详细见下表2-1:序号内容基准I 粗铣—半精铣A面E面II 粗铣—半精铣D面、E面A面III 粗铣—半精铣异性孔（R88,180）A面A面IV 依次粗镗—半精镗Φ146，Φ48，Φ80V 钻4*Φ18孔D面VI 精铣E面A面Ⅶ精铣A面E面Ⅷ精镗Φ48 A面、D面Ⅸ精镗Φ146，Φ80 A面，Φ482.3制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能够得到合理的保证，还应当考虑经济效果，以便使成本尽量下降。
最终的工艺路线方案：工序Ⅰ铸造工序Ⅱ时效工序Ⅲ油漆工序Ⅳ粗铣—半精铣A面工序Ⅴ粗铣—半精铣D面、E面工序Ⅵ粗铣—半精铣异型孔（R88,180）工序Ⅶ依次粗镗—半精镗Φ146，Φ48，Φ80工序Ⅷ一次钻孔—扩孔钻—铰孔4*Φ18工序Ⅸ精铣E面工序Ⅹ精铣A面工序Ⅺ精镗Φ48工序Ⅻ精镗Φ146，Φ80工序ⅩⅢ去毛刺工序ⅩⅣ清洗工序ⅩⅤ检验2.4机械加工余量及毛坯尺寸公差的确定“变速箱壳体”零件材料为灰铸铁200HT，生产类型为成批生产，采用金属型铸造毛坯。
根据GB/T6414-1999表1选择铸件尺寸公差等级10级，查得孔Φ48的尺寸公差为2.8mm，Φ80的尺寸公差为3.2mm，Φ146的尺寸公差为3.6mm，异型孔（180mm）的尺寸公差为4.0mm，零件厚度108mm的尺寸公差为3.6mm。
根据表2选择要求的铸件机械加工余量（RMA）G。
零件的最大尺寸是360mm，所以加工余量为3.5mm（单边）。
表2-2 变速箱壳体机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸/mm 机械加工余量（单边）/mm毛坯公差/mm 毛坯尺寸/mm壳体前后端面108 3.5 3.6 115±1.8异型孔180 3.5 4.0 173±2.0孔Φ48Φ48 3.5 2.8 Φ41±1.4孔Φ80Φ80 3.5 3.2 Φ73±1.6孔Φ146Φ146 3.5 3.6 Φ139±1.8对于镗孔Φ80H7工序：粗镗-半精镗-精镗，查《切削加工简明实用手册》第二版，得Φ80的机械加工余量分别为粗镗4.8mm，半精镗1.5mm，精镗0.7mm。
2.5 确定切削用量及基本工时这里只确定镗Φ80H7的切削用量及基本工时。
工步一粗镗（1）粗镗切削用量查《金属机械加工工艺人员手册》第四版表10-17,粗镗时所选刀具为机夹单刃镗刀，镗刀主偏角Kr为60°，镗刀材料为高速钢。
由《金属机械加工工艺人员手册》第四版表8-4,机床选用T614卧式镗床。
①确定粗镗进给量查《切削加工简明实用手册》第二版，取进给量f＝0.8mm／r，切削速度v＝0.5m／s。
取进给量f＝0.74mm／r，切削速度v＝80m／min。
②确定粗镗切削速度和工作台每分钟的进给量D=Φ77.8。
主轴的转速n＝D v1000π⨯＝77.85.01000π⨯＝2.046 r／min（2）粗镗基本时间查《实用机械制造工艺设计手册》表8-32，tj ＝nLf＝nll21fl++，)3~2(tanl1+rpka＝，5~32=l mm；将p a= 2.4mm（单边程），Kr=60°代入得l1=3.39mm，取l2=4mm。
l=30mm，tj 1＝046.28.0439.330⨯++＝22.84s；l=23mm，tj2＝046.28.0439.323⨯++＝18.57s工步二半精镗（1）半精镗切削用量查《金属机械加工工艺人员手册》第四版表10-17, 半精镗时所选刀具为机夹单刃镗刀，镗刀主偏角Kr为60°，镗刀材料为高速钢。
由《金属机械加工工艺人员手册》第四版表8-4,机床选用T614卧式镗床。
①确定半精镗进给量查《切削加工简明实用手册》第二版，取进给量f＝0.5mm／r，切削速度v＝0.6m／s。
②确定半精镗切削速度和工作台每分钟的进给量D=Φ79.3mm。
主轴的转速n＝D v1000π⨯＝79.36.01000π⨯＝2.408 r／min（2）半精镗基本时间查《实用机械制造工艺设计手册》表8-32，tj ＝nLf＝nll21fl++，)3~2(tanl1+rpka＝，5~32=l mm；将p a= 0.75mm（单边程），Kr=60°代入得l1=0.43+2=2.43mm，取l2=4mm。
l=30mm，tj 3＝408.25.0443.230⨯++＝30.26s；l=23mm，tj4＝046.25.0443.223⨯++＝28.77s工步三精镗（1）精镗切削用量查《金属机械加工工艺人员手册》第四版表10-17,精镗时所选刀具为机夹单刃镗刀，镗刀主偏角Kr为90°，镗刀材料为高速钢。
由《金属机械加工工艺人员手册》第四版表8-4,机床选用T614卧式镗床。
①确定精镗进给量查《切削加工简明实用手册》第二版，取进给量f＝0.3mm／r，切削速度v＝0.4m／s。
取进给量f＝0.3mm／r。
②确定精镗切削速度和工作台每分钟的进给量D=Φ80mm。
主轴的转速n＝D v1000π⨯＝806.01000π⨯＝2.387 r／min（2）精镗基本时间查《实用机械制造工艺设计手册》表8-32，tj ＝nLf＝nll21fl++，)3~2(tanl1+rpka＝，5~32=l mm；将p a= 0.35mm（单边程），Kr=90°代入得l1=2mm，取l2=4mm。
l=30mm，tj 5＝387.23.04230⨯++=50.27s；l=23mm，tj6＝387.23.04223⨯++＝40.50s三、夹具设计在机床上加工工件时，为了要使该工序所加工的表面能达到图纸限定的尺寸，几何形状以及与其它表面的相互位置精度等技术要求，在加工前，必须首先将工件装好夹牢。
装好是要在机床上确定工件相对刀具的正确位置，即定位；夹牢是要在已经定好的位置上将工件可靠地夹住，即夹紧。
通过定位夹紧可使工件在加工过程中始终保持其正确的加工位置，以保证达到该工件所规定的加工技术要求，提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，因此应设计专用夹具。
根据指导老师的要求，我要设计的是工序Ⅷ中加工4*Φ18孔的专用夹具。
本夹具用于在X62型卧式铣床上加工拨叉的mm28 平面，工件以花键孔和端面为定位基准，在花键轴和支mm40承板上实现完全定位，采用快速螺旋夹紧机构夹紧工件。
（一）问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低,对钻孔的粗糙度也无要求，只是保证孔心距。
因此，本工序的重点应在卡紧的方便与快速性上。