蜗轮减速器箱体零件的加工工艺规程及镗φ40和φ35孔夹具设计【含非标共5张CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 摘 要 这次 设计涉及机械制造工艺和机床夹具设计，金属切削机床，公差，协调和测量等诸多方面的知识 。 蜗轮减速器箱体 零件的工艺规划和夹具设计包括加工工艺设计，工 序 设计和夹具设计三部分。在过程设计中应首先了解零件的分析过程，然后设计 毛 坯 结构，并选择好加工零件的定位基准，设计零件的工艺路线 ;然后对零件各个工步的工序进行尺寸计算，再通过机械加工工艺简明速查手册找到对应刀具及切削三要素进行查填入工艺卡片 ;然后设计专 门 的夹具， 先设计出夹具体，然后再设计每一个相关的零件 ，如定位 元 件，夹紧元件，导向元件， 然 后再画出标准件 ，计算夹具定位产生的定位误差， 找到指导老师帮助 分析合理性夹具结构不足， 进而 注重未来设计的改进 。 关键词： 蜗轮减速器箱体 工艺 夹具 定位 夹紧 误差 to of of in In of of a of of to in to a as of of by to on of is in 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 1 第 2 章 工艺设计 . 2 件的分析 . 2 件的作用 . 2 件的工艺分析 . 2 坯选择 . 2 坯的种类 . 2 坯尺寸公差与机械加工余量的确定 . 2 计毛坯图 . 3 位基准的选择 . 4 件表面加工方法和工艺路线的确定 . 5 定各表面的加工方法 . 5 工顺序的安排 . 5 艺设计 . 7 择加工设备与工艺设备 . 7 择夹具 . 7 择刀具 . 7 择量具 . 7 定各工序切削用量 . 8 位误差分析 . 11 第 3 章 镗 40 和 35 孔夹具设计 . 13 具设计 . 13 床夹具特点及适应范围 . 13 模的设计要点 . 13 套的结构形式 . 13 杆的结构形式 . 13 模支架和底座的设计 . 13 位基准的选择 . 14 紧机构的设计 . 14 紧装置的基本要求 . 14 具装配图 . 14 总结 . 17 致 谢 . 19 参考文献 . 20 1 第 1 章 绪 论 机械制 造业是制造具有一定形状尺寸和零件和产品，并将其设备投入机械装备制造行业。该产品既可以直接供人们使用，也可以间接为其它行业的生产提供设备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。如果没有制造业，我们的生活将无法进行，所以制造业是国家经济发展的重要产业，是发展一个国家或地区重要依据的坚实支柱。从某中意义上说，机械制造水平是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 减速器箱体零件的工艺规程和夹具设计，在机械制图、机械制造技术、机械设计、机械工艺制造等课程设计教学之后完成的下一个教学环节。为了正确 地解决零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线布置，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学能力与创新意识。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广泛。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，而且要注意生产实践的需要，只有结合各种理论与生产实践，才能很好的完成本次设计。 这次设计使我们能够综合运用以机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决了机械制造工艺问题的过程的问题，机床专用夹具的设计是典型的工艺装备设计，提高了结构设计能力，三维 立体想象能力为今后的工作实习奠定了良好的基础。 由于能力有限，经验不足，设计中还有许多错误不足之处，希望各位老师多加指导。 2 第 2 章 工艺设计 件的分析 件的作用 减速器箱体是 减速器 的重要组成部分，它将相关零件（轴、套筒、齿轮）连接在一起，保证它们之间的正确相对位置，从而它们能按一定的传动关系协调的运动。因此，减速器箱体的加工质量对机械精度、性能和使用寿命都有直接关系。 减速器的作用 :减 速同时输出 转 矩 增加 ， 转 矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超 过 减速器额定 转 矩。 减速器 降低 了负载的惯量 和减速惯性 ，惯量的减少为减速比的平方。 所以在日常的生活工作中使用得非常广泛，也起到非常重要的的作用。 件的工艺分析 减速箱体结构较复杂、加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义 零件的结构工艺分析主要应考虑以下几个方面： （ 1）零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求应经济合理，重要尺寸精度35， 40， 47 公差在 内，形位公差垂直度要求 内 ,一般尺寸精度为 9 （ 2）各加工表面的 几何形状应尽量简单； （ 3）有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工； 该箱体在加工时，对 35 和 40 二孔加工要保证孔与孔的孔距高度方向在 33 孔与孔轴线垂直度在 内，故对 35 和 40 加工时采用一次定位安装来加工。 坯选择 坯的种类 该箱体零件的结构形状比较复杂，生产批量大，所以毛坯选择铸件，零件材料为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸造后安排退火处理。 坯尺寸公差与机械加工余量的确定 3 箱体零件图计算轮廓尺寸，长 180 170 127以零件的最大轮廓尺寸为 180 由表 5，铸造方法选择机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到公差等级 围为8 到 12 级，所以选择 10 级。 根据加工面的基本尺寸和铸件的公差等级 表 5得公差带相对于基本尺寸对称分布。 由表 5造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到机械加工余量等级范围 级，取为 F 级。 表 2速箱体铸件毛坯尺寸公差与加工余量 计毛坯图 公差等级 0 10 10 10 10 10 10 加工基本面尺寸 127 130 117 15 40 35 42 尺寸公差 6 械加工余量等级 F F F F F F F 2 2 2 2 2 2 毛坯基本尺寸 2视图 4 位基准的选择 由于铸件没有预铸孔，不能选铸孔为粗基准。考虑到底脚伸展面积大、厚度薄，上下图 2视图 图 2视图 5 均需要加工，可互为基准面加工上下两面，这样有利余保证上下面的加工质量。 底板侧面可以用底面和对面作定位，粗铣即可保证加工质量。正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证加工精度的关键。定位基准分为粗基准和精基准。对于无合适定位面的零件可在毛坯上另外专门设计或加工出定位表面，称为辅助基准。 粗基准的选择原则 : （ 1）应选择不加工表面为粗基准。 （ 2）对于具有较多加工表面的工件，粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工余量，以保证： 1） 各加工表面都有足够的加工余量； 2） 对某些重要的表面，尽量使其加工余量均匀； 3） 使工件上各加工表面总的金属切除量最小； （ 3）作为粗基准的表面 ，应尽量平整，没有浇口，冒口或飞边等其它表面缺陷，以便定位准确； （ 4）同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次； 精基准的选择原则： （ 1） 基准重合原则 （ 2）基准统一原则 （ 3）互为基准原则 （ 4）自为基准原则 件表面加工方法和工艺路线的确定 用上述精基准定位，加工两锥孔，后续加工可一面两销定位。在镗模上精镗两对支承孔，能满足图纸要求的位置精度，且生产率比较高。镗孔应该在左右侧面加工后进行，以确保同轴孔系的同轴度。镗孔前的预备粗镗和半精镗精镗。 平面的加工应该在镗孔前进行。其终加工用半精铣就能达到要 求。其预备工序是粗铣。 定各表面的加工方法 工件各加工表面的加工方法和加工次数是拟定工艺路线的重要内容。主要依据零件各加工表面本身的技术要求确定，同时还要综合考虑生产类型，零件的结构形状和加工表面的尺寸，工厂现有的设备情况，工件材料性质和毛坯情况等。 工顺序的安排 在确定了零件各表面的加工方法之后，就要安排加工的先后顺序，零件加工顺序是否 6 合适，对加工质量，生产率和经济性有着较大的影响。 工艺路线： 工序一 平面，半精铣上平面。 工序二 证粗糙度 工序三 证粗糙度 工序四 2， 47， 75 的孔。 工序五 7 保证形位要求精镗 47，保证粗糙度 铣底板上 表面。 工序六 40 的孔，半精镗 40 的孔，精镗 40 的孔保证粗糙度 加工表面 表面粗糙度 公差、精度等级 加工方法 侧面 铣 半精铣 上 平面 铣 半精铣 下平面 铣 底板上面 铣 侧面 铣 半精铣 锥孔 8 孔 铰孔 孔 42 镗 孔 47 镗 半精镗 精镗 孔 75 25 镗 孔 35 镗 半精镗 精镗 孔 40 镗 半精镗 精镗 沉头孔 25 孔 锪孔 螺纹 钻孔 攻丝 表 2工表面公差精度等级 7 工序七 35，半精镗 35，精镗 35，保证粗糙度 工序八 孔至 8，保证粗糙度 工序九 孔至 9，锪沉头孔 14，以后的工序采用底 板对角线上的两个孔定位。 工序十 4 的孔攻 4 12 的螺纹。 工序十一 5 孔周围 4 的孔攻 35 孔周围 螺纹。 工序十二 0 孔周围 4 的孔攻 40 孔周围 螺纹。 工序十三 7 孔周围 4 的孔攻底面 47 孔周围 10 的螺 纹。 工序十四 工序十五 工序十六 加工面涂底漆。 艺设计 择加工设备与工艺设备 我设计的顺序先是铣工件，工序一到工序四从粗铣到半精铣各工序的工步多，成批生产部要求很高的生产率，加工精度也不是要求很高，所以选用铣床就能满足要求。本零件的外轮廓尺寸不大，精度要求也不是很高，所以选用 床；然后开始镗孔工序五到工序七，从粗镗到半精镗再到精镗应在镗床上进行；对于一些小孔从工序八到工序十三需要钻，锪孔，铰孔应该在钻床上进行。 择夹具 本箱体零件外形比较复杂，应在专用夹具上进行加工。 择刀具 根据不同的工序选用不同的刀具。在粗铣和半精铣的工序中根据 刀具的选择，选用立铣刀；在钻孔和镗孔的工序中选用直柄麻花钻和硬质合金镗刀；在攻螺纹的时候选用高速钢机动丝锥； 在锪孔和绞孔时用 直柄平底锪钻 。 择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。 8 （ 1）选择加工孔用量具 1）粗镗孔 35, 40, 42,从表 5选取读数值 量范围 2550镗孔 75 选择读书 量范围 50175 的内径千分尺即可。 2）半精镗 35, 40, 42,选用读数 值 量范围 1535 3550 3）精镗孔，由于精度要求较高，加工时每个工件都需要测量，故选用极限量规。选择锥柄圆柱塞规。 （ 2）长度测量 选用两用 /双面游标卡尺。 定各工序切削用量 工序 2， 3：粗、半精底面加工 机床：铣床 具：立铣刀 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 铣削深度； 每齿进给量据机械加工工艺手册表 铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 ； 机床主轴转速 n ： 取 00 实际铣削速度 V ： 进给量； 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2）精铣 铣削深度齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册 表 6 m 9 14 0 041 0 0 01 0 0 00n 9 机床主轴转速 n : 取 00 实际铣削速度 V ： 进给量 0 走刀次数为 1 机动时间2m i 024 0 03 4 1212 mj 工序 4：粗铣半精铣侧面，保证粗糙度 床：铣床 刀 具：立铣刀 00齿数 14Z 铣削深度齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 8 74 0 061 0 0 01 0 0 0 0 n 取 00 实际铣削速度 V ： 进给量 0 走刀次数为 1 机动时间m mj 工序五：粗镗、半精镗、精镗侧面 35， 40 的孔切削用量 （ 1）粗镗 35 的孔 选用刀具为硬质合金镗刀，直径为 20圆形镗刀。铣削深度2 进给量 f ： ，取 。； 切削速度 v ：得 ，取 ； 机床主轴转速： m 061 0 0 01 0 0 00n m 4 11 0 0 0 rd 10 取 70 ，则实际切削速度为 0 机动时间： （ 2） 半精镗 35 的孔 选刀具为硬质合金镗刀，直径为 20 圆形镗刀。 铣削深度6.0 进给量 f ： 可查出 ，取 ； 切削速度 v ： 得 ，取 机床主轴转速： 取 60 ，则实际切削速度为 0 机动时间： （ 3）精镗 35 的孔 切削深度05.0 进给量 f ： 可查出 ，取 ； 切削速度 v 得 ，取 ； 机床主轴转速： 取 70 ，则实际切削速度为 0 机动时间：工序 10：钻底面 9 孔，锪沉头孔 机床：钻床 刀具：直柄麻花钻，直柄平底锪钻 切削深度 进给量 f ：根据机械加工工艺手册表 ； 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 ； 机床主轴转速 n ： 取 00 ； 实际切削速度 V ： 走刀次数为 1 m i n/9 6 0 01 0 0 00n m 1 010 00 rd m 101000 rd sT j sT j sT j 11 机动时间m fn 1：钻各个螺纹孔并攻丝 机床：钻床 刀具：高速钢机动丝锥 进给量 f ：由于其螺距 ,因此进给量 ； 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 m 48.0 机床主轴转速 n ： 取 50 ； 实际切削速度 V ： 机动时间1m i fn 位误差分析 所谓定位误差，是由于工件在夹具上（或者机床上）定位不准而引起的加工误差。因为对一批工件来说， 刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序 基准在加工尺寸方向上的最大变动 量。 （ 1）定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序尺寸方向上的最大变动范围 ,其大小是判断夹具定位方案是否合理的重要依据 。 （ 2)定位误差是指在调整法加工中工件定位时工序基准在工序尺寸方向上的最大可能位移 （ 3）在 式中 ,定位误差是指控制对象从某一位置 A 点出发 ,经过充分的时间到达目标位置 B 点与理论位置之差 ,称作 值的 频数 大致呈正态分布 的 均值 e、 标准方差 来表示定位误差或用 e 3进行标定的 。 （ 4）定位误差是指一批工件的工序基准在加工要求方向上位置的最大变动量，这种数据库程序往往需要一个庞大的数据库管理系统支持对用户的软、硬件要求较高 。 （ 5）导致工件被加工尺寸的定位基准 (或工序 基准 )在安装过程中 ,相对理想位置产生了一定的位置变动 ,从而引起被加工尺寸的加工误差 ,工件上被加工尺寸的工序基准相对于定位元件工作表面在加工尺寸方向上的最大变化范围称为定位误差 。 （ 6）定位误差与尺寸链的联系在定位 误差理论 中 ,定位误差是指采用调整法加工一批工件 ,由于定位所造成的工件加工面相对于工序基准在加工尺寸要求方向上的最大位置变m 8 0 01 0 0 00n 0 0 0 00 12 动量 。 （ 7）定位误差就是指工件在夹具中定位时由于工件的位置偏离了理 想位置而引起的加工误差 件的定位基准面来代替夹具原理中的“定位原理”所决定的点、线、面 。 （ 8）企业信息化“是指利用信息技术获取、处理、传输、应用知识和信息资源 ,使企业的竞争力更强和收益更多的一个动态过程” 一批工件的工序基准在夹具中位置不一致所引起的加工误差 ,以 D 表示 。 （ 9）定位误差的计算公式所谓定位误差 ,是指一批工件在夹具中定位时 ,由于定位不准而引起的工序基准相对于加工表面在工序尺寸方向上的最大位置变动量。 （ 10）在采用调 整法加工一批工件的条件下由于工件定位时的位置不准确在加工过程中所引起的工序尺寸或位置的误差称为定位误差，定位误差一般由基准位置误差和基准不重合误差 两部分组成 。 （ 11）如多传感器的相对位置和方位不能精确测定 (称为定位误差 )。 13 第 3 章 镗 40 和 35 孔夹具设计 具设计 镗床夹具又称镗模，主要用于加工箱体、支座等零件上的孔或孔系。采用镗模，可以不受镗床 精度的影响而加工出有较高精度要求的孔系。这次我选则了镗 40 和 35 孔这道工序设计了它的镗床夹具。 床夹具特点及适应范围 镗床夹具设计的基本要求： （ 1）镗床夹具所加工的孔，一般孔径尺寸大于 30大 （ 2）大多数镗床夹具都采用各种镗套引导镗杆或刀具，以提高刀具系统的刚性，保证同轴孔系及深孔的加工形状 （ 3）利用镗套的精确引导，镗床夹具还可以在经过一定设备改装的普通车床，铣床，钻床及具有旋转动力和进给传动的简单设备上，夹具应用较为灵活。 模的设计要点 镗床夹具 也叫做镗模即设计的关键问题是必须很好的解决镗杆的导向问题，即要正确选择镗套和设计镗套，合理布置镗套。 套的结构形式 镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。镗套根据其运动形式可分为固定式镗套和回转式镗套两种。这次设计我选用的是 B 型固定式镗套，这种形式的镗套上自带润滑油孔，用油枪注入润滑油；在加工时可适当提高切削速度。否则，镗杆和镗套间容易因相对运动发热过高而咬死，或者造成镗杆迅速磨损。 杆的结构形式 镗杆是镗床夹具中一个很重要的零件，在镗模确定前需先确定。 模支架和底座的设计 镗模支架与底座应分开制造，有利于制造，时效处理及装配时的调整。镗模支架应 14 有足够的强度和刚度，在结构上应考虑有较大的安装基面和设置必要的加强筋，而且不能在镗模支架上安装夹紧机构，以免夹紧反力使镗模支架变形，影响镗孔精度。 位基准的选择 工件在夹具中定位的几种情况： (1)完全定位 (2)不完全定位 (3)欠定位 (4)重复定位 由于本箱体零件有一个较大的底面并且底面有较高的精度要，所后续加工中采用一面两销定位限制 6 个自由度，本设计属于完全定位，符合加工和设计要求。 紧机构的设计 工件定 位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。根据结构特点和功能，一般夹紧装置由力源装置，中间传力机构和夹紧元件 3 部分组成。 紧装置的基本要求 夹紧装置必须满足下列基本要求： （ 1） 夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。 （ 2） 夹紧力大小要可靠和适当。工作和夹具的夹紧变形必须在允许的范围内。 （ 3） 操作安全方便，省力，具有良好的结构工艺性，便于制造，方便使用和维修。 （ 4） 夹紧机构必须可靠。手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧应有连锁保护装置，夹紧行程必须足够。 （ 5） 夹紧机构的复杂程度，自动化程度必 须与生产纲领和工厂生产条件相适应。 本夹具中采用了比较传统通用型的螺旋夹紧机构中的钩形压板式的夹紧机构，因为在这个夹具中允许夹紧机构占很小的面积，夹紧力要求不是很大，使用此夹紧机构使结构紧凑，使用方便。在工件上表面施加夹紧力，夹紧力的方向和切削力的方向相反。 具装配图 15 图 4视图 图 4视图 16 图 4视图 图 4视图 图 4视图 17 总结 毕业设计是大学学习中最重要的一门课题，要求我们把大学四年里学到的整体知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械 制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自主学习能力与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及范围广。所以在设计中不仅了解了基本概念、基本理论，也要注意生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成这次设计。 在毕业设计中培养了自己自学的能力，学会了阅读资料、查找各个零件是否是国家标准件。从图书馆的资料书中了解了许多工艺设计性知识。回想起这学期的经历，用一句话就是忙碌并快乐着。当遇到困难的做不出来的时候确实很是痛苦，而当与同学进行讨论研究做了很久终于做出来的时候又有一种快乐的感觉。 当遇到艰辛和困难只有亲自经历了才能体验到，从刚拿到题目的迷茫，到设计过程中一点点的明了，找到老师挑出错误，然后进行改正，再到最终的结果，确实让自己学到了许多东西，不仅是对专业知识的复习和巩固，更重要的是在这个设计过程中让自己学会了面对困难时不要退缩的精神，很多问题只要再坚持一点就可以解决的。设计中体会到了我们学机械的思维必须缜密，考虑问题必须周全。 当然在本次毕业设计中也找到了自己的不足，很多以前学过的专业知识都感到很陌生了，不得不再去补习，重新复习一遍。 毕业设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分 析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,更是在学完大学四年来所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次毕业设计有了很深刻的体会。 这次课程设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入性理的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选择、加工方式的选择、刀具选取、量具选取等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次毕业设计，至今我仍感慨颇多。的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的 知识重新复习了一遍。 这次毕业设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，在纪煦老师 18 的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在纪老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！ 19 致 谢 经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此，我要感谢每一