減速器箱蓋加工工藝及夾畢業(yè)設計

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1、- I -摘摘 要要在生產加工過程中，通過一定的手段使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，工件的定位方案的采用，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。對應工序的夾具設計，夾具設計所采取的定位方案，方案的可行性分析，以及各個零部件的裝配圖和多視圖。關鍵詞：工序 工藝分析 定位方案 夾具設計- II -Abstrac

2、tIn the production process, Through some means to make production object (raw materials, semifinished product, parts or assembly, etc.) state of the quality and quantity of the process is called direct change happened process, such as blank manufacturing process, mechanical processing, heat treatmen

3、t, assembling and are called the process technology. In making process, make sure the process of installation location and the process need work step, processing this process of locomotive and machine tools, cutting depth, the feed spindle speed and cutting speed, this process of fixture, tools and

4、measuring tools, and go walking knife number and length of the process, Also the positioning scheme adopted. Finally calculated the basic time, Auxiliary time and locate service time. Corresponding process of fixture design, fixture design scheme to the feasibility of the scheme, the position of eac

5、h component analysis, and the assembly and multiple views.Keywords: Process; Process analysis; Positioning scheme; Fixture design;- III -目目 錄錄摘 要.IABSTRACT.II目 錄.III第 1 章 緒論.1第 2 章 減速器箱蓋的分析.22.1 減速器箱蓋的工藝分析 .22.2 確定毛坯的制造形式 .42.3 箱體零件的結構工藝性 .4第 3 章 工藝規(guī)程設計.63.1 加工工藝過程 .63.2 確定各表面加工方案 .63.2.1 影響加工方法的因素.

6、63.3 確定定位基準 .73.3.1 粗基準的選擇.73.3.2 精基準選擇的原則.73.4 工藝路線的擬訂 .83.4.1 工序的合理組合.83.4.2 工序的集中與分散.93.4.3 加工階段的劃分.93.4.4 擬定加工工藝規(guī)程.10第 4 章 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.134. 1 毛坯的外廓尺寸.1342 主要平面加工的工序尺寸及加工余量 .144. 3 加工的工序尺寸及加工余量.14第 5 章 確定切削用量及基本工時.155.1 工序 5 粗銑上窺視孔面 .155.2 工序 6 粗銑結合面 .155.3 工序 7 磨分割面 .165.4 工序 8 鉆孔 .17第 6

7、 章 專用夾具的設計.20- IV -61 粗銑下平面夾具 .206.1.1 問題的指出.206.1.2 夾具設計.206.2 粗銑前后端面夾具設計 .216.2.1 定位基準的選擇.226.2.2 定位元件的設計.226.2.3 定位誤差分析.226.2.4 銑削力與夾緊力計算.236.2.5 夾緊裝置及夾具體設計.236.2.6 定位銷選用.246.2.7 夾緊裝置的選用.246.2.8 定向鍵與對刀裝置的設計.246.2.9 具設計及操作的簡要說明.29結 論.30參考文獻.31致 謝.32- 1 -第第 1 1 章章 緒論緒論機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通四年所學的知識，將理論

8、與實踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產的重要的技術性文件。它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經(jīng)濟效益，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。而機床夾具是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中

9、保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。而本次對于減速器箱蓋加工工藝及夾具設計的主要任務是：（1）完成減速器箱蓋零件加工工藝規(guī)程的制定；（2）完成其中部分專用夾具的設計。通過對減速器箱蓋零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出撥叉加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。- 2 -第第 2 2 章章 減速器箱蓋的分析減速器箱蓋的分析2.12.1 減速器箱蓋的工藝分析減速器箱蓋的工藝分析減速器箱蓋

10、的三維實體圖如圖 2-1 所示：圖 2-1 減速器箱蓋減速器箱蓋的二維圖如圖 2-2、2-3、2-4 所示：- 3 -圖 2-2 底視圖 圖 2-3 正視圖- 4 - 圖 2-4 俯視圖 通過上述各圖對工件進行工藝分析，可知：要加工孔的孔軸配合度為 H7，其中軸的表面粗糙度為 Ra 小于 2.5um,圓柱度為 0.010mm ,同軸度為 0.025mm。軸的表面粗糙度為 Ra 小于 1.6um，圓柱度為 0.008mm，同軸度為 0.025mm，兩軸孔的平行度為 0.025mm。兩軸孔的位置精度見圖 2-3。其它孔的表面粗糙度為 Ra 小于 12.5um,錐銷孔的表面粗糙度為 Ra 小于1.6

11、um。蓋體上平面表面粗糙度為 Ra 小于 12.5um,端面表面粗糙度為 Ra 小于3.2um，機蓋機體的結合面的表面粗糙度為 Ra 小于 1.6um，結合處的縫隙不大于 0.05mm，未注明的倒角為 245，表面粗糙度為 Ra 小于 12.5um。- 5 -2.22.2 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式圖 2-3 零件毛坯圖箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜。有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動機上的箱體等)。在單件小批生產中,為了縮短生產周期有時也采用焊接毛坯。毛坯的鑄造方法,取決于生產類型和

12、毛坯尺寸.在單件小批生產中,多采用木模手工造型;在大批量生產中廣泛采用金屬模機器造型,毛坯的精度較高.箱體上大于 3050mm 的孔,一般都鑄造出頂孔,以減少加工余量由于鑄鐵容易成形，由于鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵。2.32.3 箱體零件的結構工藝性箱體零件的結構工藝性箱體的結構形狀比較復雜，加工的表面多，要求高，機械加工的工作量大，結構工藝性有以下幾方面值得注意本箱蓋加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中通孔加工工藝性最好，階梯孔相對較差。箱蓋的內端面加工比較困難，結構上應盡可能使內端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直

13、徑，當內端面的尺寸過大時，還需采用專用徑向進給裝置。為了減少加工中的換刀次數(shù)，箱蓋上的緊固孔的尺寸規(guī)格應保持一致，本箱蓋分別為直徑 M10 和 M12。- 6 - 7 -第第 3 3 章章 工藝規(guī)程設計工藝規(guī)程設計3.13.1 加工工藝過程加工工藝過程由以上分析可知，該箱蓋零件的主要加工表面是平面和孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于箱蓋來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系以及各尺寸精度。3.23.2 確定各表面加工方案確定各表面加工方案一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加

14、工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計減速器箱蓋的加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，考慮到成本問題應選擇價格較底的機床。3.2.13.2.1 影響加工方法的因素影響加工方法的因素（1）要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。（2）根據(jù)生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如柴油

15、機連桿小頭孔的加工，在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。（3）要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。（4）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。（5）此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選

16、用精度，前面準備工序可為粗車半精車淬火粗磨。注意各項因素，對于改善加工質量有很大的幫助。- 8 -3.33.3 確定定位基準確定定位基準3.3.13.3.1 粗基準的選擇粗基準的選擇選粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面為粗基準。例如：機床床身

17、導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)粗加工。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證箱蓋在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從箱蓋零件圖分析可知，主要是選擇加工箱蓋底面的裝夾定位面為其加工粗基準。3.3.23.3.

18、2 精基準選擇的原則精基準選擇的原則（1）基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。（2）基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。（3）互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內

19、孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。- 9 -此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證箱蓋在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。本次工藝設計所采用的加工粗基準為上箱體與下箱體的結合面，加工上箱體的下結合

20、面，作為定位的粗基準。3.43.4 工藝路線的擬訂工藝路線的擬訂對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。箱蓋的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工相應面，后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。第一階段主要完成平面，緊固孔和定位空的加工，為箱體的裝合做準備；第二階段為在裝合好的箱體上加工軸承孔及其端面。3.4.13.4.1 工序的合理組合工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：（1）工序分散原則工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通

21、用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。（2）工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生

22、產。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 8090ml 的含 0.4%1.1%蘇打及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 200mg。3.4.23.4.2 工序的集中與分散工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序- 10 -分散。 （1）工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度

23、。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。（2）工序分散的特點工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生

24、產。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。3.4.33.4.3 加工階段的劃分加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：（1）粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，

25、所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。（2）半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為Ra101.25m。（3）精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精- 11 -度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為Ra101

26、.25m。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，要是情況而定，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。按照此次工藝規(guī)程設計的要求，根據(jù)工序的集中與分散原則及其相應的

27、特點，擬定如下的工藝加工路線，工藝規(guī)程設計見下圖：3.4.43.4.4 擬定加工工藝規(guī)程擬定加工工藝規(guī)程 零件加工工藝如表 3-1 所示：表 3-1工藝規(guī)程卡工序號工序名稱工序內容工藝裝備1鑄造2清砂清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，飛刺等3熱處理人工時效處理4涂漆非加工面涂防銹漆5粗銑以分割面為裝夾基面，按線找正，夾緊工件，銑上孔平面，保證尺寸 3mm專用銑床6粗銑以已加工上平面及側面做定位基準，裝夾工件，銑結合面，保證尺寸 12mm，留有磨削余量 0.050.06mm專用銑床7磨磨分割面至圖樣尺寸 12mm專用磨床8鉆以分割面及外形定位，鉆 211mm 孔613mm 孔，鉆攻 M10mm專用

28、鉆床- 12 -9檢驗檢查各部尺寸及精度 10鉗將箱蓋，箱體對準和箱，用 6M12 螺栓，螺母緊固 11鉆鉆，鉸 26mm 的錐銷孔，裝入錐銷專用鉆床12鉗將箱蓋，箱體做標記，編號 13粗銑以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后端面，保證尺寸 260mm專用銑床14精銑以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后兩端面，保證端面 A 的垂直度為 0.048專用銑床15粗鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜前端面 80mm 軸承孔，留加工余量 0.20.3mm,保證兩軸中心線的平行度公差為 0.025專用鏜床16粗鏜以底面定位，以

29、加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜前端面 100mm 軸承孔，留加工余量 0.20.3mm,保證兩軸中心線的平行度公差為 0.025，專用鏜床17檢驗檢查軸承孔尺寸及精度 18半精鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜前端面 80mm 軸承孔，留加工余量 0.10.2mm專用鏜床19半精鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜前端面 100mm 軸承孔，留加工余量 0.10.2mm專用鏜床20精鏜以底面定位，以加工過的端線找正，裝夾工件，按分割面精確對刀（保證分割面與軸承孔的位置度公差為 0.02mm），加工前端面軸承孔專用鏜床21精鏜以底面定位，以加工過的端線找正，裝夾工

30、件，按分割面精確對刀（保證分割面與軸承孔的位置度公差為 0.02mm），加工前端面軸承孔專用鏜床- 13 -22鉆用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻前端面軸承空端面螺孔專用鉆床23鉆用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻后端面軸承空端面螺孔專用鉆床24锪孔用帶有錐度為 90 度的锪鉆锪軸承孔內邊緣倒角 445 度專用鉆床25鉗撤箱，清理飛邊，毛刺 26鉗合箱，裝錐銷，緊固 27檢驗檢查各部尺寸及精度 28入庫入庫 - 14 -第第 4 4 章章 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，采取鑄造毛坯件，分別確定各加工表面的機械加工余量，

31、工序尺寸及毛坯的尺寸如下：（1）毛坯的結構工藝要求：減速器箱蓋為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求： 鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。 鑄造圓角要適當，不得有尖角。 鑄件結構要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。 加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產生裂紋。 鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。（2）毛坯形狀、尺寸確定的要求設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： 各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 工藝基準以設計基準相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近

32、，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。4.14.1 毛坯的外廓尺寸毛坯的外廓尺寸- 15 -圖 4-1 為毛坯的外廓尺寸圖：圖 4-1 毛坯外廓考慮其加工外廓尺寸為 434200142mm，表面粗糙度要求 RZ為3.2um，根據(jù)機械加工工藝手冊 （以下簡稱工藝手冊 ） ，表 2.35 及表2.36，按公差等級 79 級，取 7 級，加工余量等級取 F 級確定， 毛坯長：43

33、4+23.5=441mm 寬：200+23=206mm 高：142+22.5=147mm4. 2 主要平面加工的工序尺寸及加工余量主要平面加工的工序尺寸及加工余量 為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時，工序 5 的銑削深度ap=2.5mm，工序 6 的銑削深度 ap=2.45mm，留磨削余量 0.05mm,工序 8 的磨削深度 ap=0.05mm4. 3 加工的工序尺寸及加工余量加工的工序尺寸及加工余量（1）鉆 2-11mm 孔鉆孔：10mm，2Z=10 mm，ap=5mm擴孔：11mm，2Z=1mm， ap=0.5mm（2）鉆 6-13mm 孔鉆孔：13mm，2Z=13 mm，ap=6

34、.5mm（3）攻鉆 M10mm 孔鉆孔：10mm，2Z=10 mm，ap=5mm攻孔：M10mm- 16 -第第 5 章章 確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時5.1 工序工序 5 粗銑上窺視孔面粗銑上窺視孔面（1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗銑箱蓋上頂面，保證頂面尺寸 3 mm機床：臥式銑床 X63刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù) Z=20量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 125 mm，最大加工余量為 Zmax=2.5mm,可一次銑削，切削深度 ap=2.5mm確定進給量 f：根據(jù)工藝手冊 ） ，表 2.475,確定 fz=0.2

35、mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.45m/s,即 27m/min根據(jù)表 2.486,取 nw=37.5r/min,故實際切削速度為： V=dwnw /1000=26.5(m/min) (5-1)當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為： fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min) (5-2)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=125+3+2=130mm故機動工時為： tm =130150=0.866min=52s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1552=7.8s其他時間計算：6%（tb+tx) =6%(52+

36、7.8)=3.58s故工序 5 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=63.4s (5-3)- 17 -5.2 工序工序 6 粗銑結合面粗銑結合面（1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵加工要求：精銑箱結合面，保證頂面尺寸 3 mm機床：臥式銑床 X63刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù) Z=20量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 330 mm，最大加工余量為 Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削，切削深度 ap=2.45mm確定進給量 f：根據(jù)機械加工工藝手冊 （以下簡稱工藝手冊 ） ，表 2.475,確定f

37、z=0.2mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.45m/s,即 27m/min根據(jù)表 2.486,取 nw=37.5r/min;由公式（5-1）得故實際切削速度為：V=dwnw /1000=26.5(m/min)當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=330+3+2=335mm故機動工時為： tm =335150=2.23min=134s輔助時間為：tf=0.15tm=0.15134=20.1s其他時間計算：tb+tx=6%(134+20

38、.1)=9.2s故工序 6 的單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s- 18 -5.3 工序工序 7 磨分割面磨分割面工件材料：灰鑄鐵加工要求：以底面及側面定位，裝夾工件，磨分割面，加工余量為 0.05mm機床：平面磨床 M7130刀具：砂輪量具：卡板（1）選擇砂輪見工藝手冊表 4.82 到表 4.88，則結果為 WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 46 號，硬度為中軟 1 級，陶瓷結合劑，6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 35040127（DBd）（2）切削用量的選擇 砂輪轉速為 N 砂 =1500r/min,V 砂=

39、27.5m/s 軸向進給量 fa =0.5B=20mm(雙行程) 工件速度 Vw =10m/min 徑向進給量 fr =0.015mm/雙行程（3）切削工時根據(jù)工藝手冊可知式中 L加工長度，L=330mm b加工寬度，230mm Zb單面加工余量，Zb =0.0 5mm K系數(shù)，1.10 V工作臺移動速度（m/min） fa工作臺往返一次砂輪軸向進給量（mm） fr工作臺往返一次砂輪徑向進給量（mm）輔助時間為：tf=0.15tm=0.15162=24.3s其他時間計算：tb+tx=6%(162+24.3)=11.2s- 19 -故工序 7 的單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx =162

40、+24.3+11.2=197.5s5.4 工序工序 8 鉆孔鉆孔（1）鉆 2-11mm 孔工件材料：灰鑄鐵 加工要求：鉆 2 個直徑為 11mm 的孔 機床：立式鉆床 Z535 型 刀具：采用 10mm 的麻花鉆頭走刀一次， 擴孔鉆 11mm 走刀一次10mm 的麻花鉆： f=0.25mm/r（工藝手冊2.4-38) v=0.53m/s=31.8m/min（工藝手冊2.4-41)ns=1000v/dw=405(r/min)按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度11mm 擴孔:f=0.57mm/r（工藝手冊2.4-52）v=0.44m/s=26.4m/m

41、in（工藝手冊2.4-53）ns=1000v/dw=336(r/min)按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度由于是加工 2 個相同的孔，故總時間為T=2(t1 +t2)=2(10.8+10.8)=86.4s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1586.4=12.96s其他時間計算：tb+tx=6%(86.4+12.96)=5.96s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx =86.4+12.96+5.96=105.3s（1）鉆 6-13mm 孔工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆 4 個直徑為 13mm 的孔 機床：立式鉆床 Z535 型- 20 - 刀具

42、：采用 13mm 的麻花鉆頭走刀一次，f=0.25mm/r（工藝手冊2.438，3.1-36） v=0.44m/s=26.4m/min（工藝手冊2.4-41）ns=1000v/dw=336(r/min)按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度由于是加工 6 個相同的孔，故總時間為T=6t=620.4=102.4 s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1581.6=12.2s其他時間計算：tb+tx=6%(81.6+12.2)=5.6s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx =81.6+12.2+5.6=99.5s（3）鉆 M10mm 孔工件材料：灰鑄

43、鐵加工要求：攻鉆 4 個公制螺紋 M10mm 的孔 機床：立式鉆床 Z535 型刀具：10mm 的麻花鉆10 絲錐鉆 M10 的孔f=0.15mm/r（工藝手冊2.438，3.1-36） v=0.61m/s=36.6m/min（工藝手冊2.4-41）ns=1000v/dw=466(r/min)按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度輔助時間為：tf=0.15tm=0.1590=13.5s其他時間計算：tb+tx=6%(90+13.5)=6.2s故單件時間：- 21 -tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s攻 M10mm 孔

44、v=0.1m/s=6m/minns=238(r/min)按機床選取 nw=195r/min, 則實際切削速度V=4.9(m/min)故機動加工時間：l=19mm, l1 =3mm,l2 =3mm,t= (l+l1+l2)2/nf4=1.02(min)=61.2s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1561.2=9.2s其他時間計算：tb+tx=6%(61.2+9.2)=4.2s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx =61.2+9.2+4.2=74.6s故工序 8 的總時間：T=105.3+99.5+109.7+74.6=389.1s- 22 -第第 6 章章 專用夾具的設計專用夾具的設計

45、61 粗銑下平面夾具粗銑下平面夾具6.1.1 問題的指出問題的指出為了提高勞動生產率和降低生產成本，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。對于機體加工工序 5 粗銑機體的下平面，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產成本和降低勞動強度。6.1.2 夾具設計夾具設計（1） 定位基準的選擇：由零件圖可知，機體下平面與分割面的尺寸應保證為 240mm，故應以蝸輪軸承孔及分割面為定位基準。為了提高加工效率，決定采用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個面同時進行加工。同時，為了降低生產成本，此夾具采用手動夾緊。在大批量生產的情況下，應采用快速家境裝置，一提高生產效率。（2

46、） 定位方案和元件設計 根據(jù)工序圖及對零件的結構的分析，此夾具定位以 V 形塊上四個支承釘對蝸桿軸承孔與兩個支承釘及一個雙頭浮動支承釘對磨合面同時進行定位。所選用的四個支承釘尺寸為，兩個支承釘?shù)某叽鐬?，浮動支承釘見夾具設計剖面圖。（3） 夾緊方案和夾緊元件設計 根據(jù)零件的結構和夾緊方向，采用螺釘壓板夾緊機構，在設計時，保證：1）夾緊動作準確可靠采用球面墊圈，以保證工件高低不一而傾斜時，不使螺釘壓彎。壓板和工件的接觸面應做成弧面，以防止接觸不良或改變著力點而破壞定位。一般采用高螺母，以求扳手擰緊時可靠，六角螺母頭同樣也不易打滑損壞。支柱的高低應可以調節(jié)，以便適應工件受壓面高低不一時仍能正確夾緊。

47、2）操作效率高壓板上供螺釘穿過的孔應作成長圓孔，以便松開工件時，壓板可迅速后撤，易于裝卸。壓板下面設置彈簧，這樣壓板松開工件取走后，仍受彈力托住而不致下落。螺旋夾緊機構各元件均已標準化，其材料，熱處理要求和結構尺寸都可以通過查表求得。（4）切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù) Z=20- 23 -則 F=9.8154.5ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0Fz (切削手冊)查表得：d0=225mm,Z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm,Fz=1.06 所以：F=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06)

48、 225=6705N查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53故 :FL=0.8 FE =0.86705=5364NFV=0.6 FE=0.66705=4023N FX =0.53 FE=0.536705=3554N當用兩把銑刀同時加工銑削水平分力時：FL/ FE =2FL=25364=10728N在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)： K=K1K2K3K4式中：K1 基本安全系數(shù)，2.5 K2加工性質系數(shù)，1.1 K3刀具鈍化系數(shù)，1.1 K4斷續(xù)切削系數(shù)，1.1則 F/=K FH=2.51.

49、11.11.110728=35697N根據(jù)靜力平衡原理，列出作用在工件上的作用力的靜力平衡方程式Fcl-Fl/10+Gl+F(2l-l/10)+Fpz=0選用汽缸帶動板夾緊機構，故夾緊力fN=1/2 F/f 為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25則 N=0.5356970.25=71394N（5） 具設計及操作的簡要說明在設計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋板夾緊機構。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應設- 24 -法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削

50、深度降低，以降低切削力。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用） 。6.2 粗銑前后端面夾具設計粗銑前后端面夾具設計 本夾具主要用來粗銑減速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑前后端面時，前后端面有尺寸要求，前后端面與工藝孔軸線分別有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求 Rz3.2。本道工序僅是對前后端面進行粗加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。6.2.1 定位基準的選擇定位基準的選擇在進行前后端面粗銑加工工序時，頂面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。因此工件選用頂面與兩工藝孔作為

51、定位基面。選擇頂面作為定位基面限制了工件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個和兩個自由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對汽車變速箱箱體的前后端面同時進行粗銑加工。同時為了縮短輔助時間準備采用氣動夾緊6.2.2 定位元件的設計定位元件的設計本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設計。由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔

52、中心距。由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為:所以兩工藝孔的中心距為，而兩工藝孔尺寸為。根據(jù)機床夾具設計手冊削邊銷與圓柱銷的設計計算過程如下：（1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差（2）確定圓柱銷直徑及其公差（基準孔最小直徑）取 f7 所以圓柱銷尺寸通過查表可得到。（3）削邊銷的寬度 b 和 B （由機床夾具設計手冊 ）（4）削邊銷與基準孔的最小配合間隙，其中：D 基準孔最小直徑 h圓柱銷與基準孔的配合間隙（5）削邊銷直徑及其公差通過計算可以求得。按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分- 25 -定位直徑尺寸為 15mm。（6）補償值計算 6.2.3 定位誤差分析

53、定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為：（1）移動時基準位移誤差：s=0.009+0.027+0.016=0.052mm（2） 、轉角誤差其中：=0.026.2.4 銑削力與夾緊力計算銑削力與夾緊力計算根據(jù)機械加工工藝手冊可查得：切削力的計算公式： （6-1） 1.140.90.721.1450PtBSDZ銑削力功率： （6-2）50.30.751.10.842.4 10tnNDBSZ查表可得： Z=20 代入得： F =6571N查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值當用兩把銑刀同時加工時銑削水平分力銑削加工產生的水平分力應由夾緊力產生的摩擦力平衡

54、。 即：FX= uFN （u=0.25） （6-3） 計算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實際所需夾緊力即：取 k=3.3275F/=3.327542054.4=139936N6.2.5 緊裝置及夾具體設計緊裝置及夾具體設計 為了提高生產效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用氣動夾緊裝置。選用合適的氣缸，工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動壓板從上往下移動夾緊工件。- 26 - 需要的夾緊力 F/=139936N，來計算氣缸缸筒內徑 D0； 氣缸活塞桿推力 Q； 其中：P壓縮空氣單位壓力 （取 P=6 公斤力） P1效率Q=F/=13993.6 公斤力則： D0=50mm 夾具

55、體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配圖 6-4 和圖 6-5 所示。6.2.6 定位銷選用定位銷選用本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：表 6-1 定位銷DdH公稱尺寸允差1Dh1hb1dC1C1418161500.01122514M1241表 6-2 定位棱銷ddH公稱尺寸允差Lh1hb1bC1C40502022+0.0340.0236553816 1.56.2.7 夾緊裝置夾緊裝置該夾緊裝置選用壓板結構，其參數(shù)如表 6-3：表 6-3 移動壓板公稱直徑LBHlb1bdK64520

56、8196.67M656.2.8 定向鍵與對刀裝置的設計定向鍵與對刀裝置的設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的- 27 -遠些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù) GB220780 定向鍵結構如圖 6-1 所示：o圖 6-1 夾具體槽形與螺釘根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表 6-4：表 6-4 定向鍵夾具體槽形尺寸 B2B公稱尺寸允差 d允差4dLHhD1h公稱尺寸允差 D2h180

57、.0120.03525124124.518+0.0195對刀裝置由對刀塊和塞尺的組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成箱蓋端面粗銑加工，所以選用的是側裝對刀塊。根據(jù)GB224380 側裝對刀塊的結構和尺寸如圖 6-2 所示：- 28 -1033012270548141267 188圖 6-2 側裝對刀塊- 29 -塞尺選用的是平塞尺，其結構如圖 6-3 所示： 標記四周倒圓圖 6-3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)見表 6-5：表 6-5 塞尺公稱尺寸H允差dC300.0060.25- 30 -圖 6-4 夾具裝配圖圖 6-5 夾具裝配圖炸開視圖- 31 -6.2.9 具設計及操作的簡要說

58、明具設計及操作的簡要說明本夾具用于減速器箱體前后端面的粗銑。夾具的定位采用一面兩銷，定位可靠，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產率。在大批量生產條件下可以選擇使用此夾具，工件在夾具體上安裝好后，壓塊在氣缸活塞的推動下向下移動夾緊工件。當工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。由于本夾具用于變速箱體端面的粗加工，對其進行精度分析無太大意義。所以就略去對其的精度分析。長春理工大學本科畢業(yè)設計- 32 -結結 論論通過這次畢業(yè)設計，使我對零件的制造過程、加工工藝規(guī)程和夾具設計都有了更進一步的認識和了解，也加深了對大學四年中所學基礎知識

59、的學習和理解。畢業(yè)設計是理論聯(lián)系實際的最直接有效的方法。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設計，但是當你運用結合實際的時候往往會存在各種問題。這樣，在設計時就必須考慮所設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設計夾具。在本次設計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。但也有不足之處：特別是對于銑面夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可能會劃傷工件內孔表面，本可以在夾具體內部設置氣缸升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺

60、可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。為了降低成本及操作方便，本次采用的夾具設計結構簡單，但具有實用性。為此，銑端面的專用夾具還有待改進。無論怎樣，這次的畢業(yè)設計使我獲益良多，是我在學校的最后一次答卷，也是我成功走向社會的第一步。長春理工大學本科畢業(yè)設計- 33 -參考文獻參考文獻1 楊叔子.機械加工工藝師手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.2 上海金屬切削技術協(xié)會.金屬切削手冊M.上海：上海科學技術出版社，2004.3 李洪.機械加工工藝手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1990.4 于俊一.機械制造技術基礎 第 2 版M.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

61、5 王光斗，王春福.機床夾具設計手冊M.上?？茖W技術出版社，2000.6 關慧貞.機械制造裝備設計 第 3 版M.北京：機械工業(yè)出版社，2009.7 吳宗澤.機械設計實用手冊M.北京：化學工業(yè)出版社，2000.8 劉文劍，曹天河，趙維.夾具工程師手冊M.哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987.9 上海金屬切削技術協(xié)會.金屬切削手冊M.上海：上?？茖W技術出版社，1984.10 周永強.高等學校畢業(yè)設計指導M.北京：中國建材工業(yè)出版社，2002. 11 黃如林.切削加工簡明實用手冊M.北京：化學工業(yè)出版社，2004.12 余光國.馬俊，張興發(fā).機床夾具設計M.重慶：重慶大學出版社，1995.13

62、東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學.機床夾具設計手冊M.上海：上海科學技術出版社，1980.14 李慶壽.機械制造工藝裝備設計適用手冊M.銀州：寧夏人民出版社，1991.15 廖念釗，莫雨松，李碩根.互換性與技術測量M.中國計量出版社，2000：919. 16IF TOMM International Micromechanism Symposium.Tokyo Institute of Thechnology.to-kyo.June 1-3,1993.17Robert J.Schilling.Fundamentals of Robertics-Analysis and C

63、ontrol,New Jersey:Prentice Hall,1990.18B.D.Choat.Jips,Tools and Fixtures Design.The Institution of Production Engineers.1973.長春理工大學本科畢業(yè)設計34致致 謝謝首先，我要感謝指導我畢業(yè)設計的姜永武老師。在畢業(yè)設計中，姜老師給予了我很多指導性的意見，每次姜老師都會仔細的為我指點設計中的錯誤，我萬分的感謝他給我的寶貴的意見和鼓勵。在老師的幫助下我才順利的完成了這次畢業(yè)設計。同時，我深深感謝張樹仁老師、張文濤老師、劉薇娜老師、王淑坤老師、趙偉宏老師等。在他們的課堂上使我受益匪淺，得到了不少對我論文有幫助的知識和想法。我也非常感謝我的父母。在學習和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學習中。最后，很感謝閱讀這篇畢業(yè)設計的人們。感謝您們抽出寶貴的時間來閱讀這篇畢業(yè)設計。