蜗轮箱加工工艺及夹具设计说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮箱的工艺工装设计 目 录 摘要 4 绪论 6 1、零件的分析 . 7 件的作用 7 零件的技术要 求 .、确定毛坯、画毛坯 零件合图 定毛胚的制造形式及材 料 .械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .择加工设备及刀、夹、量具 13 3、 工艺规程设计 位基准的选择 .位元件 . .削力及夹紧力的计算 . 18 、 镗孔 夹具 1 的 设计 . 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5、 镗孔 夹具 2 的设计 . 作的简要说明 结 .谢 .考文献 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次 数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 关键词 ： 工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of s of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绪 论 加工工艺及夹具毕业 设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，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。独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（ 蜗轮 箱 体）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为未来从事的工作 打下良好的基础。 机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展 ,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。 由于能力所限，经验不足，设计中有不足之处，望各位老师多加指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1、零件的分析 件的作用 ： 箱体零件是机器及其部件的基础件，它将机器及其部件中的轴、轴承、套和蜗轮 等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。该箱体是用于 蜗轮 箱 ， 蜗轮 箱体 的主要作用 改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利 (功率较高而油耗较低 )的工况下工作 ， 在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶 ，利用 空挡 ，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。 件的工艺分析 ： 由 蜗轮 箱 零件图 得知，其材料为 材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减 震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。箱体类零件是机器和其他部件的基础零件，它把有关的轴、轴承、套、和 蜗轮 等零件按一定的相对关联为一体，使它们保持正确的相对位置，能按一定的传动关系彼此协调地运动。 该零件上的主要加工面为 蜗轮 箱 端面 、 60 端面 和 136 端面 ， 两侧 52 端面、中心孔 38、 42 孔，两侧 52 孔， 端面上 5， 60 端面上 2，两侧 52 端面 8以及斜孔 等。 蜗轮 箱 两侧面的距离的尺寸精度 168， 38、 42 中心与 52 孔中心线中心高 38、 42孔的 公差等级为 两端同轴度 52 孔的公差等级为 公差，此中心与 38、 42 ， 这将对 蜗轮 在缸体内的相对运动有重要影响。 支承孔的加工精度和表面粗糙度要求一般都较高。因为要装轴承，所以应具有较高的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度，否则将会影响轴承外圈与孔的配合精度，使轴的回转精度降低。为使轴、轴承能顺利装配，确保正常运转，同一轴的各孔间都有一定的同轴度要求。有 蜗轮 啮合关系的相邻孔应具有一定的孔距尺寸精度和平行度，否则 蜗轮 啮合精度 降低，产生振动、噪音，使用寿命下降。 由参考文献【 1】中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮 箱主 剖 视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮 箱 右 剖 视图 蜗轮 箱体 左 剖视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮 箱下平面剖视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮 箱 D 面视图 2、 确定毛坯、画毛坯 零件合图 确定毛胚的制造形式及材料 ： 考虑到轴承在运动时的偏心载荷产生的振动，为保证零件工作可靠，零件采用吸振性，稳定性较好，切削加工性能好， 适用于承受较大应力，有一定的气密性或耐弱腐蚀性介质的， 价格也比较低廉的铸铁 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用铸造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ： 顶面和底面的加工余量 根据工序要求，顶面和底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如 下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7取 3 表 7 精铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 取 1 铸造毛坯的基本尺寸为 173+3+3+1=180 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 173+3+3+1=180坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 180+铣后最大尺寸为： 176+1+1=178铣后最小尺寸为： 铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 173 5 8 的螺孔 毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为 面粗糙度要求为 m参照机械加工工艺手册表 定工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 攻丝： 、 38 孔的加工余量， 根据工序要求， 该 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：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 铸件毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗镗工序尺寸为 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 38 0+ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 42 孔的公差 0+据工序要求， 侧面 孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下： 粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 半精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 铸件毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗镗工序尺寸为 半精镗工序尺寸为 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 42 0+ 两侧 52 的加工余量 由工序要求，两侧 52 孔端面 需进行粗、精 镗 加工。各工序余量如下： 粗 镗 ：参照实用机械制造工艺设计手册表 7取 表 7 平面时厚度偏差取 精镗 ：参照实用机械制造工艺设计手册表 7取 1 铸件毛坯的基本尺寸分别为： 52885据实用机械制造工艺设计手册表 2 件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 两 侧 52 面 螺孔 坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 确定其工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 5 攻丝： 轮 箱体 毛坯图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3、工艺规程设计 定位基准的选择 ： 粗基准的选择 ： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、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 蜗轮 箱 的主要支承孔作为主要基准。即以 蜗轮 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。 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 蜗轮 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 蜗轮 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 蜗轮 箱 箱体的装配基准，但因为它与 蜗轮 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。 制定工艺路线 本次毕业设计是对 汽车 蜗轮 箱 的工艺规程和机床 夹具的设计，对其设计方案的确定最重要的就是对其机械加工工艺路线的确定，其次就是夹具的设计。制订工艺路线的出发点，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得到合理的保证。夹具方面可以考虑采用通用机床配以专用夹具，尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据以上分析选定以下加工工艺路线方案 : 工序号 工 序 内 容 铸造 时效 10 铣 铣 20 铣 粗铣 60端面、 136端面 30 铣 半精铣 60端面、 136端面，保证尺寸 153、 14到位 40 钻 钻 43工艺孔 50 镗 粗镗孔 42和 38 60 镗 精镗孔 32和 38，保证尺寸 22、 62、 30 70 镗 粗镗两侧孔 52 80 镗 精镗两侧孔 52，保证达到孔位 68到位 90 钻 钻两侧 52端面上 8 100 钻 钻 60端面上 210 钻 钻 端面上 5 120 钻 钻斜面上 孔和上面 130 去毛刺 140 检验 150 入库 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，专用机床为辅的流水生产线。工件在机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 铣削平面时，由于该加工对象均有加工表面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧铣，选用 参考文献 1表 选择直径 00类可转位面铣刀（参考文献 1表 专用夹具和游标卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 镗各主要孔系时均采用卧式双面组合镗床，选择功率为 削头（参考文献 1表 镗刀、专用夹具、游标卡尺。 钻削各表面孔系时，选用摇臂钻床 考文献 1表 选用锥柄麻花钻，专用夹具、快换夹头、游标卡尺和塞规。 螺孔攻螺纹选用摇臂钻，采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。 工工序设计 钻 孔 工件材料为 。孔的直径为 面粗糙度 工机床为工工序为钻，加工刀具为：钻孔 5攻 定进给量 f 根据 参考文献 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5， ，故( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表 。查 式钻床说明书，取0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据 参考文献 7表28许的进给量 1 f mm r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 1 mP 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由参考文献 7表 281 M ，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r ， 195 / m ， 7 / m 相应地 4732， 5 1 T N m， 4、 镗孔 夹具 1 的 设计 在给定的零件中，对本步加工的定位需要基准孔和平面保证垂直度，定位要求比较高。因此，本步的重点应在保证垂直度上。还应考虑如何提高生 产率。 从对工件的结构形状分析，若工件以 底 面放置在镗模底板上，定位夹紧都比较可靠，也容易实现，待夹紧后就能满足加工要求。 在卧式镗床上镗铣 两侧平面和 38孔、 42孔 ，考虑用定位夹具固定 。 。 位基准的选择 由零件图可知，工艺孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻、铰的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣两侧表面工序的定位基准，以 及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用 侧 平面为定位基准，用 三 个压板和夹具下底面 的固定支撑 限制 3 个自由度。再以 侧 表面的两个定位销定位作为主要定位基面以限制工件的三个自由度。 为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔13 进行钻削加工；然后采用 标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工；最后采用标准高速铰刀对 工艺孔 13 进行铰孔加工。准备采用 手动 夹紧方式夹紧。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切 削力应以钻削力为准。由参考文献 9得： 钻削力 钻削力矩 式中： 25D 2321872553125531 m i nm a xm a x 0 . 8 0 . 62 6 2 5 0 . 1 5 2 3 2 3 7 5 5 . 2 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 2 5 0 . 1 5 2 3 2 2 6 1 7 4T N m m 本道工序加工工艺孔时，工件的底面与夹具底板连接靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献 11可查得夹 紧力计算公式： 0 12()r tg r 式（ 式中： 0W 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（ N）； Q 原始作用力（ N） ； L 作用力臂（ r 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（ 1 螺杆端部与工件间的摩擦角（）； 螺纹中径之半（ 螺纹升角（）； 2 螺旋副的当量摩擦角（）。 由式（ 据参考文献 11表 1查得点接触的单个普通螺旋夹紧力： 0 3 5 5 0 18954 ( 3 1 0 9 5 0 ) 紧元件及动力装置确定 由于 蜗轮箱 的生产量 一般 ，采用 手动 夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用 手动 夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。 本道工序夹具的夹紧元件选用移动压板 A 型 。 移动 A 型压板 夹紧元件装置图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 位销及 夹具体设计 ,镗孔夹具 侧面两 个 13 孔， 用对角定位销与工件定位 ，另外对角处采用孔固定夹具板固定。 镗孔夹具上的定位销采用 阶梯式定位销。 镗孔夹具的底板对角处采用 六角圆柱头螺钉固定。 具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 铣侧平面， 它们的精度由 定位夹具的底板 的定位精度保证。因为 2 2 2 2 2 21 2 3 4 52 2 0 . 0 3 9 0 . 0 7 8 0 . 1wd m m m m 所以能满足加工要求。 夹具图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 镗孔夹具 1 装配图 5、 镗孔夹具 2 设计 本夹具主要用来粗、精镗侧面 52 孔。这两个孔的精度均为 0时加工的中心的基准，其质量直接影响洗左右端面的精度。因此在本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 位基准的选择 由工序图可知两侧 52 孔在同一轴线上 ，在对孔进行加工时，对底面已经进行了粗、精铣加工且对底面的两工艺孔进行了精加工。选择 136 端面为定位基准面，之前镗孔后的 38、 42 孔中心为定位基准中心。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 位元件的设计 本工序选用的定位基准为一个基准面和一个基准中心定位，所以相应的夹具上的定位元件应是定位芯轴。因此进行定位元件的设计主要定位芯轴的设计 由于 38 与 42 孔在同一轴线上，如果以 136 端面为基准的话 42 孔在下， 38 孔在上，根据芯轴定位情况，与工件的孔相配合时，芯轴连接部位的高度不得超过工件相应配合孔的一半，所以此芯轴连接部位做 成 38 孔，与工件配合部位的高度为 10件为 22有超过其一半，故合理。 削力及夹紧力的计算 由于两种大小的孔切削力各不相同，因此选择最大孔的切削力为标准。 镗刀材料： 硬质合金镗刀） 刀具的几何参数： 60K 10 0s 12 由 参考文献 18查表 33 可得： 圆周切削分力公式： 式（ 式中 式（ 查表 33 得： 150(取 175 4.0n 由表 33 可得参数： 94.00.1.1.1)(同理：径向切削分力公式 ： （ 式中参数： 77.00.1.1.1)(F P 轴向切削分力公式 ： （ 式中参数： 11.10.1.1.1纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 即： )(根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 式（ 安全系数 6543210 式（ 式中：60 简明机床夹具设计手册表 13 ，23 可得： 式（ ： )( 0 4 )( )( 4 9 紧装置的设计 根据设计要求保证夹具一定的先进性且夹 紧力并不是很大，所以采取 手动 夹紧装置。工件在夹具体上安装后，通过推动移动压板将工件夹紧。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 8 镗 孔夹具 2 装配示意图 具设计及操作的简要说明 镗孔的夹具，装卸工件时，通过 松开芯轴上的圆螺母和松开压板上压紧的螺栓 ，保证工件的定位， 此时可以直接将工件取走，方便可行 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 小 结 通过近 段时间 的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。 在 整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是在大学里最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在 汽车 的加工工艺及工装设计的时候，不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了这 离合器壳体 的工艺分析与加工设计。本次毕业设计过程中使我学到的知识，使我终生受益。 由于个人能力所限，设计尚有许多 不足之处，恳请老师给予指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 致 谢