蝸渦輪減速器箱體加工工藝規(guī)程及鉆M12底孔夾具設計【含CAD圖紙和工藝工序卡說明書】

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了解渦輪減速器箱體機械加工質量及其測量方法和所使用的量具； (6) 掌握典型零件的加工方法和工藝過程，了解擬定典型零件機械加工工藝過程的一般原則及進行工藝分析的方法； (7) 參觀工廠的先進設備及特種加工，熟悉主要機加工設備的構造原理、主要結構、加工適用范圍和精度特點，以擴大學生的專業(yè)知識面以及對新工藝、新 夾具的了解。 二、實習公司簡介 企業(yè)概況：齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司（由原齊齊哈爾第二機床廠改制）1950年10月于沈陽北遷建廠，是“一五”期間我國機械工業(yè)第一批重點骨干企業(yè)，聞名全國的馬恒昌小組所在企業(yè)，黨和國家領導人多次親臨企業(yè)和小組視察。經過五十多年的發(fā)展建設，企業(yè)已成為我國重型機床及鍛壓設備的著名生產基地，國家“十一五”發(fā)展數(shù)控機床產業(yè)化專項重點扶持企業(yè)，中國重型機床龍頭企業(yè)，為我國32個省、市、自治區(qū)和世界五大洲40多個國家和地區(qū)提供了近6萬臺（套）機床裝備，其中，為國防、軍工、航空、航天、船舶、汽車、能源等國家重點行業(yè)和領域提供裝備1000余臺，為國家基礎工業(yè)建設和國防建設做出了重要貢獻。 歷史沿革：1970年10月前為中央直屬企業(yè)，而后到1987年期間下放為省直屬企業(yè)，1987年至2008年7月為市直屬企業(yè)，2008年7月1日，齊二機床正式加入中國通用技術（集團）控股有限責任公司，標志著齊二機床重新回歸央企行列。 歷史上創(chuàng)造了共和國多項第一：1958年與北京機床研究所合作研制我國第一臺數(shù)控立銑，翻開了中國數(shù)控機床發(fā)展史的第一頁；1975年研制完成我國第一臺數(shù)控龍門銑；1993年研制完成我國第一臺重型數(shù)控落地銑鏜加工中心；1994年研制完成我國第一條重型數(shù)控多連桿壓力機生產線。建廠以來，已累計生產各種機床6萬余臺，其中單機重量超百噸重型金切機床、鍛壓機械達1000余臺，填補了國家百余項空白，為基礎工業(yè)和國防建設的加強提供了大量關鍵重大設備 自主創(chuàng)新：自主開發(fā)了TK69系列、FA系列、XK21系列、XK28系列、CK51系列、CK52系列等具有自主知識產權的落地銑鏜加工中心、數(shù)控龍門鏜銑床、數(shù)控立式車床、數(shù)控臥式車床、大噸位數(shù)控多連桿壓力機以及高速精密多工位冷成形機等高檔產品。企業(yè)現(xiàn)已成為國內重型數(shù)控機床行業(yè)生產規(guī)模和市場占有率最大、品種規(guī)格最全、產品代表國家水平的制造研發(fā)基地。2000年以來，相繼自主開發(fā)研制新產品150余種，其中86種新產品接近當今國際先進水平，62種產品填補國內空白，獲得省級以上科技進步獎等22個獎項。新產品產值率平均達到50%以上。 三、實習內容 （一）渦輪減速器箱體結構及特點 渦輪減速器箱體的結構形式雖然多種多樣，但仍有共同的主要特點：形狀復雜、壁薄且不均勻，內部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機床制造廠用于渦輪減速器箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的15%~20%。因此，渦輪減速器箱體的加工不僅加工部位多，而且加工難度也大。加工質量的好壞，直接影響著渦輪減速器的性能，精度和壽命。 （二）渦輪減速器箱體的材料及毛坯 渦輪減速器箱體它的生產批量大，故毛坯宜用壓鑄方法鑄造。盡量均勻，箱體材料一般選用HT200~400的各種牌號的灰鑄鐵，而最常用的為HT200?；诣T鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性（減震性）。在單件生產或某些簡易機床的箱體，為了縮短生產周期和降低成本，可采用鋼材焊接結構。此外，精度要求較高的坐標鏜床主軸箱則選用耐磨鑄鐵。負荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。 毛坯的加工余量與生產批量、毛坯尺寸、結構、精度和鑄造方法等因素有關。有關數(shù)據(jù)可查有關資料及根據(jù)具體情況決定。 毛坯鑄造時，應防止砂眼和氣孔的產生。為了減少毛坯制造時產生殘余應力，應使箱體壁厚箱體澆鑄后應安排時效或退火工序。 （三）渦輪減速器箱體主要技術要求 渦輪減速器箱體的主要技術要求是對孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支撐孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；孔與孔的軸線之間的相互位置精度（平行度、垂直度）；裝配基準面與加工時的定位基準面的平面度和表面粗糙；各支承孔軸線和平面基準面的尺寸精度、平行度和垂直度。這些技術要求是保證機器與設備的性能和精度的重要措施。 （四）渦輪減速器箱體加工工藝分析 1.主要表面的加工方法選擇 渦輪減速器箱體的主要加工表面為平面和軸承支承孔。渦輪減速器箱體平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和銑削。銑削的生產率比刨削高，在成批和大量生產中，多采用銑削。渦輪減速器箱體平面的精加工多用磨削。渦輪減速器箱體上的軸承支承孔，一般采用鉆—擴—粗鉸—精鉸或鏜—半精鏜—精鏜的加工方案進行加工。前者用于加工直徑較小的孔，后者用于加工直徑較大的孔。 2.工藝過程的原則 1）“先面后孔”的原則。先加工平面，后加工孔，是渦輪減速器箱體零件加工的一般規(guī)律。 2）“粗精分開，先粗后精”的原則。由于渦輪減速器箱體類零件結構復雜，主要表面的精度要求高，為減少或消除粗加工時產生的切屑力、夾緊力和切屑熱對加工精度的影響，一般應盡可能把粗精加工分開，并分別在不同機床上進行。粗、精加工分開進行，會使機床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對單件、小批生產、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進行，但必須采取相應措施，以減少加工過程中的變形。例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進行精加工。 3.定位基準的選擇 (1) 粗基準的選擇 粗基準的選擇在選擇粗基準時，通常應滿足以下幾點要求： 第一，在保證加工面均有余量的前提下，應使重要孔的加工余量均勻,孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有適當?shù)谋诤瘢? 第二，裝入箱體內的回轉零件(如齒輪、軸套等)應與箱壁有足夠的間隙； 第三，注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。 對一般的箱體零件來說，以底面作為基準是合理的，按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準，從零件的分析得知，渦輪減速器箱體以側面作為粗基準。 (2) 精基準的選擇 精基準選擇原則：選擇精基準時，應從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并要達到使用起來方便可靠。 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，選擇底面作為精基準。 （五）渦輪減速器箱體夾具分析 零件在工藝規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產時還需要機床夾具。夾具是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床或者刀具獲得正確的位置。機床夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度和生產率。機床夾具按使用范圍分為：通用夾具、專用夾具、可調整夾具和成組夾具、組合夾具和隨行夾具等。近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術的應用對機床夾具也提出了新的要求：要能裝夾一組具有相似特征的工件、能適用于精密加工的高精度機床和各種現(xiàn)代化的制造技術的新型機床以及采用以液壓泵等為動力的高效夾緊裝置。 本次實習加工渦輪減速器箱體所使用夾具為專用夾具、通用夾具、可調整夾具。 夾具體的毛坯類型分為鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、型材夾具體和裝配夾具體?；趯α慵姆治龊蛯A具的要求，選用鑄造夾具體。這是因為鑄造夾具體的工藝性好，可鑄出各種復雜形狀、具有較好的抗壓強度、剛度和抗震性，但是其生產周期長，需要進行時效處理，以消除內應力。常用的材料為灰鑄鐵（HT200），目前鑄造夾具體應用較多。 四、實習收獲和體會 轉眼幾天的實習結束了，雖然時間比較短暫，但是在這次實習中，我將理論和實踐結合起來,能讓我了解與專業(yè)有關的生產工藝流程及各生產設備的特點,為畢業(yè)設計打下堅實的基礎。而對于我們這些還未走出社會,參加實際工作的學生來說,這是一片新的土壤,新的天空。 這次實習使我了解了渦輪減速器箱體零件是機器及其部件的基礎件，它將機器及其部件中的軸、軸承、套、渦桿和渦輪等零件按一定的相互位置關系裝配成一個整體，并按預定傳動關系協(xié)調其運動。因此，渦輪減速器箱體的加工質量不僅影響其裝配精度及運動精度，而且影響到機器的工作精度、使用性能和壽命。所以，一般中型機床制造廠用于渦輪減速器箱體零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的15%~20%。對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件時，工件相對于道具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工極度趨于一致，穩(wěn)定的保證工件的加工精度。同時使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切屑用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。在批量生產中使用夾具后，由于勞動生產率的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯得降低了生產成本。夾具制造成本分攤在一批工件上。每個工件增加的成本時極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經濟效益就愈顯著。 這次實習也對我做畢業(yè)設計打下了堅實的基礎，熟悉了渦輪減速器箱體的加工工藝與工裝夾具的應用，對典型零件的機械加工工藝規(guī)程制定及其工序專用夾具的設計過程有了更深的理解和認知。經過此次實習來做畢業(yè)設計是綜合運用機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)知識，分析和解決實際工程問題的一次深入的綜合性總復習，能使我們熟悉制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設計機床夾具的能力。通過設計過程，熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數(shù)據(jù)庫。也作為我們未來從事機械制造技術工作的一次重要的基本訓練。 雖然通過這次實習所學到的知識有限的，但通過這次實習讓我們明白了我在實際操作、技能等方面還存在很大的不足?！凹埳险剚斫K覺淺，絕知此事要躬行”， 本次實習也讓我意識到自己本身還是存在著很大的欠缺，這不僅表現(xiàn)在專業(yè)知識有所欠缺，同時也表現(xiàn)在理論結合實際的能力較差。只有通過在學習過程中的不斷實習，才能讓我們將理論和實際聯(lián)系起來，也只有這樣才能讓我們不斷進步，最后成為一名實干型專業(yè)人才。 機械加工工藝過程卡 產品型號 零（部）圖號 共 1 頁 產品名稱 渦輪減速器 零（部）名稱 渦輪減速器箱體 第 1 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 鑄造 鑄造 鑄造 鑄造 20 銑 銑底面 機加工 銑 銑床 X62W Φ200mm可轉位面銑刀﹑游標卡尺、工裝 30 鉆 鉆、擴、鉸Φ13.5孔，锪平4-Φ24沉頭孔 機加工 鉆 搖臂鉆床Z3025 麻花鉆、擴刀、鉸刀、锪平鉆﹑游標卡尺、工裝 40 銑 粗銑Φ98的左右側面 機加工 銑 銑床 X62W 硬質合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝 50 銑 銑前后Φ65的凸臺面 機加工 銑 銑床 X62W 硬質合金銑刀﹑游標卡尺、工裝 60 銑 銑Φ36凸臺面 機加工 銑 銑床 X62W 硬質合金銑刀﹑游標卡尺、工裝 70 鉆 鉆、擴、鉸Φ18孔 機加工 鉆 搖臂鉆床Z3025 麻花鉆、擴刀、鉸刀、游標卡尺、工裝XJ001 80 鏜 粗鏜131.5H8、Φ65.5H7孔 機加工 鏜 鏜床T68 專用鏜刀、游標卡尺、工裝 90 銑 精銑Φ98凸臺的左側面 機加工 銑 銑床 X62W 硬質合金銑刀﹑游標卡尺、工裝 100 鉆、攻 鉆Φ10.2-6H孔并孔口倒角2×45°、攻螺紋M12-6H 機加工 鉆 鉆床Z525 麻花鉆、絲錐、游標卡尺、工裝 110 鏜 精鏜Φ132H8孔、Φ74H7孔 機加工 鏜 鏜床T68 專用鏜刀、游標卡尺、工裝 120 鉆、攻 鉆4-Φ 8.5底孔并攻絲M10 機加工 鉆 鉆床Z525 麻花鉆、絲錐、游標卡尺、工裝 130 鉆、攻 鉆4-Φ 6.7底孔并攻絲M8 機加工 鉆 鉆床Z525 麻花鉆、絲錐、游標卡尺、工裝 140 檢 檢驗入庫 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 本科畢業(yè)設計開題報告 題 目：渦輪減速器箱體機械加工工藝規(guī)程及鉆床夾具設計 院 （系）： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 教師職稱： 本科畢業(yè)設計開題報告 題 目 渦輪減速器箱體機械加工工藝規(guī)程及鉆床夾具設計 來源 工程實際 1、研究目的和意義： 1.1 研究目的 本題目是根據(jù)機械設計制造及其自動化專業(yè)的機械制造方向的培養(yǎng)目標、典型零件機械加工工藝規(guī)程與工藝裝備設計要求而擬畢業(yè)設計題目，目的是提高我們理論聯(lián)系工程實際和工程實際設計能力。畢業(yè)設計是綜合運用機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)知識，分析和解決實際工程問題的一次深入的綜合性訓練。通過畢業(yè)設計能使我們熟悉制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設計機床夾具的能力。通過設計過程，熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數(shù)據(jù)庫。也作為我們未來從事機械制造技術工作的一次重要的基本訓練。根據(jù)渦輪減速器箱體的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，提高結構設計能力。培養(yǎng)我們熟悉并運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力。進一步培養(yǎng)我們識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。 1.2 研究意義 我設計的題目是“渦輪減速器箱體機械加工工藝規(guī)程及鉆床夾具設計”，本題目的設計重點是機械加工工藝規(guī)程和工藝裝備設計。渦輪減速器箱體做為渦輪蝸桿的支撐和定位零件，其主要作用支撐各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證渦輪減速器箱體各部件的正確安裝。渦輪減速器箱體的工藝編制是否合理，直接關系到零件最終能否達到質量要求。機械加工工藝過程是用切削方法改變毛坯形狀、尺寸和材料的物理性質，使其成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝的過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括一下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝設備、工藝的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額等。 夾具的設計也是必不缺少的一部分，機床夾具是機械制造中一項重要的工藝裝備，工件通過機床夾具進行安裝，包含工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置、通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變兩個方面。這樣就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。使用夾具安裝工件，可以減少劃線、找正、對刀等輔助時間，采用多件、多工位夾具、以及氣動、液壓動力夾具夾緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產率。通過本題目可以使我們對機械加工工藝的規(guī)程制定及工藝裝備的設計有較深入的學習。 2、國內外發(fā)展情況(文獻綜述)： 2.1 國內外機械加工工藝的發(fā)展情況 機械加工工藝及夾具隨著科技的發(fā)展，并且與計算機技術、數(shù)控技術、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術的結合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素。現(xiàn)代加工逐漸演變?yōu)榧苫南到y(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們全方位的認知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們全方位的學習其各個相關領域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求[1]。 制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，直接體現(xiàn)了一個國家的生產力水平，對產品質量有著重大的影響。而工藝與裝備是制造業(yè)的基礎，工藝是人、機料等軟、硬要素集成的一項基礎工程，它貫穿于產品生產的全過程[2]。工業(yè)發(fā)達國家極為重視工藝與裝備問題，21世紀裝備制造應是中國與發(fā)達國家競爭的主要領域之一[3]。自建國以來，特別是改革開放30多年來，我國機械制造業(yè)取得了較快發(fā)展，制造工藝取得了長足進步。但與西方先進工業(yè)國家相比，還存在著明顯差距，我國的裝備制造業(yè)發(fā)展速度相對緩慢，裝備制造業(yè)工藝水平與國際先進水平相比，在技術方面仍有一定差距，主要表現(xiàn)為“兩低”、“兩高”，即產品精度和生產效率低，工藝成本和環(huán)境污染高。因此，要充分認識機械制造工藝在振興我國裝備制造業(yè)中的基礎性作用[4]。 在機械制造工藝不斷發(fā)展的今天，其在國外表現(xiàn)出全球化、自動化、環(huán)保化、虛擬化、網絡化等發(fā)展趨勢[5]。而我國的現(xiàn)代機械制造加工工藝主要沿著“廣義制造”(或稱“大制造”)的方向發(fā)展，具體的發(fā)展方向可以歸納為四個方面和多個大項目。這四個方面體現(xiàn)為現(xiàn)代設計技術、現(xiàn)在成形和改性技術、現(xiàn)代加工技術、制造系統(tǒng)和管理技術，大項目則包括分層制造技術、微納米制造技術、高速加工技術等[6]。當前，我國工藝發(fā)展的重點是并行設計、創(chuàng)新設計、改性技術與現(xiàn)代成形、材料成形過程仿真和優(yōu)化等[7]。 2.2 國內外夾具發(fā)展情況 通用夾具一般被認為是在19世紀后期出現(xiàn)的，當時歐美工廠中出現(xiàn)天軸傳動的車床，同時又有了夾持的卡盤，因為兩者不可分割，這是最早出現(xiàn)的夾具。20世紀初，美國美國福特汽車公司推出T型轎車，訂單隨之激增。當時的機床精度還較差，為了保證零件的互換性，達到要求的孔距精度，出現(xiàn)殼鉆模和鏜模，有效地提高了生產率。到了20世紀20年代初，美國汽車工業(yè)的年產量已超過百萬輛以上的規(guī)模?！捌胀ㄍㄓ脵C床+專用夾具”這一生產方式拉開了近現(xiàn)代大批量生產的帷幕[8]。夾具的發(fā)展歷程，大約可以分為三個階段：第一個階段，主要表現(xiàn)在夾具與人的結合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工效率提高；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊；第三階段，表現(xiàn)為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備[9]。 隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。20世紀80年代以后，夾具在制造業(yè)中不僅應用于傳統(tǒng)的機械加工領域，而且擴大到了檢驗、焊接等多種生產過程[10]。 夾具結構和設計的發(fā)展主要受生產模式、制造工藝、機床或設備發(fā)展的影響。隨著數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設備的廣泛應用，傳統(tǒng)的機械加工方法發(fā)生了重大變革，由一次裝夾多面加工代替了傳統(tǒng)的多次裝夾和多次加工，由大批量生產轉變?yōu)槎嗥贩N小批量的生產。而數(shù)字化設備加工功能的擴大化，已經將夾具引導刀具的功能完全替代了，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求[11]。 隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產模式逐步被中小批量生產模式所取代，機械制造系統(tǒng)欲適應這種變化需具備較高的柔性。國外己把柔性制造系統(tǒng)(FMS)作為開發(fā)新產品的有效手段，對機床夾具提出了新的要求，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟以及計算機輔助夾具設計等方向發(fā)展[12]。 夾具元件多功能模塊化，能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加，如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調節(jié)的綜合功能，可以一件單獨使用，也可以幾件組裝在一起使用，T形基礎、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機床的停機時間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機床的高效性能[13]。專用夾具、組合夾具一體化，現(xiàn)代化加工設備的多功能化，使工藝過程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復使用的組合可調式的夾具系統(tǒng)。它是由一系列統(tǒng)一化、標準化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結構、可重復使用的夾具，供單件或中小批量生產使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點，組裝又像專用夾具那樣簡單可靠。為了便于夾具與機床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標準的定位連接位置，使之專用、組合夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設備的需要[14]。 夾具設計自動化，也是現(xiàn)代夾具發(fā)展的趨勢之一。隨著市場競爭日益激烈，傳統(tǒng)人工設計夾具的方法已無法滿足現(xiàn)代制造業(yè)生產的需要。20世紀70年代后期，隨著計算機技術的普及、CAD的出現(xiàn)，由于夾具的圖形不大、結構比一般機械設備的結構簡單，因此自然而然地想到將CAD技術用于夾具設計。因而，出現(xiàn)了計算機輔助夾具設計（CAFD）技術[15]。 白俄羅斯Раковнц院士早于1970年已發(fā)表了“在鉆模版上設計長槽窗口的算法”一文。此后20世紀70年代前期Раковнц院士發(fā)表了10篇有關在工藝裝備和夾具設計中應用計算機的文章。20世紀80年代在美國也出現(xiàn)了有關“計算機輔助夾具設計”的文章、我國從20世紀80年代中期開始研究CAFD技術；到20世紀90年代初，清華大學開發(fā)了計算機輔助組合夾具夾具設計系統(tǒng)。隨著CAFD技術的進一步發(fā)展和現(xiàn)代生產的需求，對組合夾具的設計和構形自動化、智能化提出了更高的要求[16]。 3、研究/設計的目標： 3.1渦輪減速器箱體加工工藝設計的目標 渦輪減速器箱體的主要技術要求是對孔和平面的精度和表面粗糙度的要求，支撐孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度，孔與孔的軸線之間的相互位置精度（平行度、垂直度），裝配基準面與加工時的定位基準面的平面度和表面粗糙度，各支承孔軸線和平面基準面的尺寸精度、平行度和垂直度。加工時，按照先粗后精，加工面再加工孔的原則進行加工，這樣才能加工出質量合格、符合技術要求的零件。 3.2鉆床夾具設計的目標 夾具的設計則應在滿足基本使用功能的基礎上，盡量保證渦輪減速器箱體各部分的加工精度。盡量優(yōu)化、簡化夾具結構，降低生產成本。對夾具體以下有幾點要求： 1）有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 2）有足夠的強度和剛度 3）結構工藝性好 4）在機床上安裝穩(wěn)定可靠。 4、設計方案（研究/設計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）： 4.1渦輪減速器箱體機械加工工藝的設計方案 本題目加工渦輪減速器箱體零件如圖1所示： 圖1 零件圖 （1）工藝路線方案一 工序1 銑底面。 工序2 鉆4×Φ13.5锪平Φ24的孔。 工序3 粗銑Φ98的左右側面和工件的左側面。 工序4 銑前后Φ65的凸臺面。 工序5 銑Φ36凸臺面。 工序6 粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5×45°，粗鏜Φ132孔。 工序7 鉆擴鉸Φ18H7孔,孔口倒角1×45°。 工序8 精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序9 精擴鉸Φ18H7孔。 工序10 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2×45°，攻螺紋M12-6H。 工序11 鉆4×M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4×M10-7H。 工序12 鉆4×M8-7H螺紋底孔，攻螺紋4×M8-7H。 （2）工藝路線方案二 工序1 銑底面。 工序2 鉆4×Φ13.5锪平Φ24的孔。 工序3 粗銑Φ98的左右側面和工件的左側面。 工序4 銑前后Φ65的凸臺面。 工序5 銑Φ36凸臺面。 工序6 鉆擴鉸Φ18H7孔,孔口倒角1×45°。 工序7 粗鏜Φ74孔、孔口倒角2.5×45°，粗鏜Φ132孔。 工序8 精銑Φ98凸臺的左側面和工件的左側面。 工序9 精鏜Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序10 鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2×45°，攻螺紋M12-6H。 工序11 鉆4×M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4×M10-7H。 工序12 鉆4×M8-7H螺紋底孔，攻螺紋4×M8-7H。 （3）工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原則進行加工的。方案一是先加工Φ74孔、孔口倒角2.5×45°，Φ132孔。然后以底面為基準經過尺寸鏈換算找正Φ18的中心線再來加工孔Φ18H7孔，而方案二則與此相反，先鉆、擴、鉸Φ18mm,倒角45°，然后以孔的中心線為基準找正Φ74孔的中心線來加工孔，這時的垂直度和精度容易保證，并且定位和裝夾都很方便。因此，選擇方案二是比較合理的。 4.2鉆床夾具設計方案 （1）定位方案的選定 該零件的定位方案我選擇的是一面兩孔定位方式。這種定位方式在渦輪減速器箱體、杠桿、蓋板等類零件的加工中用的很廣。工件的定位面一般是加工過的精基面，兩定位孔可能是工件上原有的，也可能是專為定位需要而設置的工藝孔。 當工作部分直徑D<3mm時采用小定位銷（JB/T 8014.1－1999），夾具體上應有沉孔，使定位銷圓角部分沉入孔內而不影響定位。大批量生產時，應采用可換定位銷（JB/T 8014.3－1999）。工作部分的直徑，可根據(jù)工件的加工要求和安裝方便，按g5、g6、f6、f7制造，與夾具體配合為H7/r6或H7/n6，襯套外徑與夾具體配合為H7/h6，其內徑與定位銷配合為H7/h6或H7/h5。當采用工件上孔與端面組合定位時，應該加上支承墊板或支承墊圈。 （2）夾具夾緊裝置的確定 兩個Φ10mm孔中的圓柱銷共同承受鉆孔時的切削扭矩。在鉆M12-6H的螺紋底孔時，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確定夾緊方式時就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切削力。但由于切削扭矩會使工件產生旋轉，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來克服切削扭矩。為便于操作和提高機構的效率，采用轉動壓板夾緊機構，其力的作用點落在靠近加工孔的120°圓弧端面上。 本夾具對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點： 1）能穩(wěn)定的保證工件的加工精度：用夾具裝夾工件時，工件相對于道具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工極度趨于一致。 2）能提高勞動生產率：使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線找正。 5、方案的可行性分析： 5.1 渦輪減速器箱體加工工藝方案可行性分析 通過對渦輪減速器箱體的加工工藝路線的確定，該零件的加工以底面作為基準是合理的，按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準，從零件圖分析得知，渦輪減速器箱體以底面作為粗基準。精基準的選擇主要考慮基準重合的問題，選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能得到可靠的保證。本加工工藝方案滿足粗基準選擇的五項要求及精基準選擇的五項原則，以該方案可行。 5.2 設計鉆床夾具方案可行性分析 該夾具為鉆床使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結構緊湊、操作簡便、生產率高。在本次設計中，夾具的設計滿足機床夾具總體方案設計的基本要求，充分保證零件加工質量，具有較高的生產效率和較低的制造成本以及具有良好的結構工藝性。所以該方案可行。 6、該設計的創(chuàng)新之處： （1）本夾具操作方便、安全和省力。 （2）本工藝的生產準備周期短，生產效率高。 7、設計產品的主要用途和應用領域： 產品的主要用途：加工渦輪減速箱體的孔及螺紋加工，保證加工質量，提高生產力，降低生產成本，并且減輕工人的勞動強度。 產品的應用領域：主要用于立式鉆床上加工直徑較小的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。 8、時間進程： 2012年3 月12日～2012年3 月18日 在齊齊哈爾機床廠，收集渦輪減速箱箱體的相關資料 2012年3月19日～2012年3月 25 日 在校圖書館和實訓中心，了解箱體類零件的工作原理和夾具結構設計 2012 年 3月26日～2012年4月2日 在校圖書館查閱互聯(lián)網，了解機械加工工藝的編制和主要零部件的設計 2012?年?4月3日～2012年4月9日??? 完成實習總結和實習日記 2012?年?4月10日～2012年4月16日????完成開題報告 2012?年?4月16日～2012年4月22日???編寫零件加工工藝，填寫工藝卡片 2012?年?4月23日～2012年4月29日???夾具設計及計算 2012?年?4月30日～2012年5月16日?? 夾具主要零件設計 2012?年?5月19日～2012年6月3日 完成部件圖、零件圖及裝配圖 2012?年?6月4日～2012年6月10日??? 編寫畢業(yè)設計說明書、審圖、修改 2012?年?6月11日～2012年6月15日?? 答辯 9、參考文獻： 1 馬曉春. 我國現(xiàn)代機械制造技術的發(fā)展趨勢[J]. 森林工程.2002,(3)：10-14. 2 趙志修. 機械制造工藝學[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,1985：4-5. 3 趙志勇, 王麗杰. 機械加工工藝規(guī)程的發(fā)展 [J]. 科技資訊.2009,(6)：25-29. 4 王世敬,溫筠. 現(xiàn)代機械制造技術及其發(fā)展趨勢[J]. 石油機械.2002,(11)：8-10. 5 曾愛新. 談機械加工工藝的發(fā)展趨勢[J]. 職園培地，2002,(8)：26-27. 6 秦嵩,周偉. 淺談提高機械加工工藝的方法[J]. 科學時代.2011,(11)：22-23. 7 王穎.?機械加工工藝規(guī)程及工藝文件[J]. ?科技資訊,2008,(30)：44. 8 朱耀祥,浦林祥. 現(xiàn)代夾具設計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2010：2-3 9 賈建華,范建蓓. 柔性夾具在現(xiàn)代制造業(yè)中的應用與展望[J]. 機電工程.2005,(12)：53-55. 10朱耀祥. 柔性夾具與計算機輔助夾具設計技術[J]. 制造技術與機床.2000,(8)：12-15. 11 隋聚艷. 夾具的發(fā)展及其趨勢分析[J]. 現(xiàn)代商貿工業(yè).2009,(4)：20-22. 12 朱耀祥. 計算機輔助組合夾具設計系統(tǒng)的研究[J]. 機械工程學報.1994,(5)：32-33. 13 王鳳鮮. 淺談組合夾具的重要作用[J]. 科技情報開發(fā)與經濟.2008,(13)：16-18. 14張亞明. 機床夾具分類與構成[J]. 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I can comprehensive use of mechanical manufacturing technology and other basic curriculum of basic theory and method, in order to be able to complete the turbine speed reducer machining technology and drilling machine fixture design task, the integrated use of knowledge, and apply the correct design method, and developed a turbine speed reducer of the machining process planning. Combine craft design content, skilled in the application process calculation method, the relevant process the content analysis of the correct design and the computation, such as process parameters, cutting force and cutting power, cutting speed, positioning error, clamping force, etc. Through the turbine speed reducer to the processing technology of the determination of the route, the parts processing to the underside as the benchmark is reasonable, the processing technology solutions to meet the basic requirements of basic selection coarse and fine basic selection of the four principles. This fixture for drilling machine use special jig, this fixture is characteristic of the targeted, compact construction, simple operation, high productivity. In this design, the design of the machine tool fixtures meet fixture basic requirements of the overall design, fully guarantee the quality of parts processing, has the high production efficiency and lower cost of manufacture and good structure technology . Key words: Machining; Process specification; Special fixture; Turbine gear unit housing 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 渦輪減速器箱體綜述 1 1.2 渦輪減速器箱體國內外發(fā)展概況 2 1.2.1 渦輪減速器箱體機械加工工藝發(fā)展概況 2 1.2.2 渦輪減速器箱體夾具發(fā)展概況 3 第2章 零件的機械加工工藝規(guī)程設計 5 2.1 渦輪減速器箱體的工藝分析 5 2.1.1 渦輪減速器箱體的作用 5 2.1.2 渦輪減速器箱體的工藝分析 5 2.2 選擇毛坯 6 2.3 確定鑄件機械加工余量、毛坯尺寸和公差 6 2.4 設計毛坯圖 7 2.4.1 確定圓角半徑 7 2.4.2 確定毛坯的熱處理方式 7 2.5 機械加工工藝路線的制訂 9 2.5.1 選擇定位基準 9 2.5.2 制訂工藝路線 10 2.5.3 加工工藝過程的分析 13 2.5.4 選擇加工設備與工藝裝備 13 2.5.5 確定工序尺寸 14 2.5.6 確定切削用量及基本時間 15 第3章 機床專用夾具的設計 35 3.1 確定設計任務、明確加工要求 35 3.2 定位方案的確定 35 3.3 夾緊機構的設計 35 3.4 切削力和夾緊力的計算 35 3.5 定位誤差的分析與計算 36 3.5.1 定位元件尺寸及公差確定 37 3.5.2 定位誤差計算 37 3.6 夾具體的設計 37 3.7 夾具與機床連接元件的選擇 38 3.8 夾具的使用說明 38 3.9 夾具的結構特點 39 結 論 40 致 謝 41 參考文獻 42 4 4