齿轮传动箱体加工工艺及精铣尺寸159夹具设计说明书论文课程

需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）目录绪论11.1 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求11.2 夹具的设计1一 零件分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择42.3 制定工艺线路52.4确定切削用量9三 夹具设计183.1问题的提出183.2定位基准的选择183.3切削力及夹紧力的计算18总 结21参 考 文 献22需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）绪论1.1 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，是直接生产过程。它是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件达到要求的形状、尺寸和表面粗糙度。因此机械制造加工工艺主要是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质，成为具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。对于加工工艺的编制主要是对其加工工序的确定。对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量、生产率和经济性三个方面。这三者虽然有时候有矛盾，但是要把它们协调处理好，就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下，尽可能的降低成本。因此，好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。1.2 夹具的设计制造业中广泛应用的夹具，是产品制造个工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量、工作效率及夹具的使用的可靠性，都对产品加工质量及生产效率有着决定性的影响。机床夹具一般都由定位装置、夹紧装置及其它元件组装在一个基础元件（夹具体）上而形成的。由于各类机床的加工工艺特点、夹具和机床的连接方式等不尽相同，因此每一类机床夹具在总体结构和所需元等方面都有自己的特点，但设计的步骤和方法则基本相同。一 零件分析1.1零件的作用减速箱体零件是基础件,一些轴、套和齿轮等零件由它组装在一起,构成机器的一个重要部件。所以,减速箱体零件的加工质量对整台机器的精度,性能和使用寿命都有着直接的影响。1.2零件的工艺分析减速箱体有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以A基准面为基准的加工面，这组加工面主要是精铣C基准面，245到尺寸，精铣尺寸235到尺寸，精铣80端面，尺寸400到尺寸，精车185H8、310到尺寸。2：以185孔为基准的加工面，这组加工面主要是粗镗52H8，留余量，粗镗82、50H8，留余量，精镗52H8，到尺寸，铣距C基准面100mm处的面，到尺寸，钻A基准对面6-M6、8-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝，钻A向图中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝。二 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式箱体材料一般选用HT200HT400的各种牌号的灰铸铁，最常用的为HT200，这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱可选用耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关，有关数据可查有关资料及数据具体情况决定。如级精度灰铸铁件，在大批大量生产时，平面的总加工余量为610mm，孔的半径余量为712mm；单件小批量生产时，平面为712mm，孔半径余量为814mm；成批生产时小于30mm的孔和单件小批生产小于50mm的孔不铸出。毛坯的种类常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：a依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。对于本箱体材料选为铸铁，采用铸造毛坯。b依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，对于结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理；c依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。d确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本箱体年生产纲领为2万件，属于大批量生产，材料为HT200用铸造成型。毛坯的形状及尺寸确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或减去加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：a为了装夹稳定、加工方便，本零件的镗削加工可以考虑用专用夹紧。b为了提高机械加工的生产率，本零件可采用流水线和专用机床进行生产。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题且要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。由于本箱体是大量生产，所以应该以考虑提高生产效率为先，其次是对节约成本的考虑。对于零件上的小孔由于铸造困难，不宜铸造出，所以在铸造时只对尺寸较大的孔进行铸造。毛坯的热处理经验证明，HT200铸造性能良好，焊接性能尚好，可切削性好，用于机架，连杆，箱体等。毛坯的热处理的主要目的是消除因铸造引起的内应力。毛坯铸造时，不允许有沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等影响机械性能的缺陷。特别是主要加工面要求更高。毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。对于一般的减速箱体类零件而言，一般情况下，多以一个平面（在前道工序已加工好）为基准，先加工出一个孔，再以这个孔和其端面为基准，或者以孔和原来的基准平面为基准，加工其它交错孔。所以我考虑先用底平面定位，来加工A面，一个面限制三个自由度。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算。本工序现选已加工好的孔为精基准来加工其他工序，一个面限制三个自由度，一个短心轴和一个短菱形销限制二个自由度，再加个压板。2.3 制定工艺线路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得到合理的保证。在生产纲领确定为小批量生产的条件下，为了尽量让工序集中来提高生产效率，除此以外，还应该考虑经济效果，以降低生产成本。工序号工序名称工序内容工装基准设备5铸造清除浇冒口10热处理人工时效,消除内应力15上底漆清沙,上底漆20精铣精铣A基准面，尺寸5到尺寸，尺寸159留余量铣床夹具A基准的对面、尺寸235下底面、C基准面立铣25精铣精铣A基准的对面，尺寸159到尺寸铣床夹具A基准的对面、尺寸235下底面、C基准面立铣30精铣精铣C基准面，245到尺寸铣床夹具A基准面、尺寸235下底面、185H8卧铣35精铣精铣尺寸235到尺寸铣床夹具A基准面、C基准面、185H8卧铣40精铣精铣80端面，尺寸400到尺寸铣床夹具A基准面、C基准面、185H8卧铣45精车精车185H8、310到尺寸车床夹具A基准面、尺寸235底面、C基准面立车50粗镗粗镗52H8，留余量镗床夹具A基准面、C基准面、185H8卧式镗床55粗镗粗镗82、50H8，留余量镗床夹具A基准面、52H8卧式镗床60精镗精镗52H8，到尺寸镗床夹具A基准面、C基准面、185H8立式镗床65精镗精镗82、50H8到尺寸镗床夹具A基准面、52H8卧式镗床70铣面铣距C基准面100mm处的面，到尺寸铣床夹具185H8菱形销、A基准面、82端面卧铣75钻孔、攻丝钻A基准对面6-M6、8-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床80钻孔、攻丝钻A向图中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床85钻孔、攻丝钻C向图中6-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床90钻孔、攻丝钻D向图中4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床根据以上分析过程，现将箱体加工工艺路线确定如下2种方案：方案一：工序号 工序名称1 铸造2 清砂3 热处理（人工时效处理）4 涂红色防锈底漆5 划线（划、孔轴心线，A、B平面加工线）6 粗铣箱体表面A7 精铣箱体表面A8 粗铣箱体表面B9 粗铣箱体表面D10 粗铣箱体表面C11 精铣箱体表面B12 精铣箱体表面D13 精铣箱体表面C14 粗镗15 粗镗孔、孔16 粗镗孔17 精镗18 精镗孔、孔19 精镗孔20 划线（划两处8M6、4M6、6M6，一处6M12、4M8配作孔加工线）21 钻一处6M12、6M6、4M8孔，两处8M6孔工步：钻6-M12深12底孔钻4-M8-7H底孔6M6深12底孔22 钻两处8M6孔23 攻丝工步：攻丝（6-M12深12）攻丝（4-M8-7H）攻丝（6-M6深12）24 攻丝25 钻一处6M6，两处4M6（C向）工步：钻6-M6底孔钻4-M6底孔26 攻丝工步：攻丝（6-M6）攻丝（4-M6）27 钻（修毛刺）28 煤油渗漏实验29 按图样检查工件各部尺寸及精度30 清洗、终检以及入库方案二：工序号 工序名称1 铸造2 清砂3 热处理（人工时效处理）4 涂红色防锈底漆5 划线（划、孔轴心线，A、B平面加工线）6 粗、精铣箱体表面A工步：粗铣精铣7 粗铣箱体表面B8 粗铣箱体表面D9 粗铣箱体表面C10 粗镗11 粗镗、孔12 粗镗孔13 精铣箱体表面B14 精铣箱体表面D15 精铣箱体表面C16 精镗17 精镗、孔18 精镗孔19 划线（划两处8M6、4M6、6M6，一处6M12、4M8配作孔加工线）20 钻一处6M12、6M6、4M8孔，两处8M6孔工步：钻6-M12深12底孔钻4-M8-7H底孔6M6深12底孔21 并攻丝攻丝（6-M12深12）攻丝（4-M8-7H）攻丝（6M6深12）22 钻两处8M6孔底孔23 攻丝（8M6深12）24 钻一处6M6，两处4M6（C向）工步：钻6-M6底孔钻4-M6底孔25 并攻丝攻丝（6-M6）攻丝（4-M6）26 钻（修毛刺）27 煤油渗漏实验28 按图样检查工件各部尺寸及精度29 清洗、终检以及入库两种方案的比较与分析：由以上两种方案的分析与比较可得：方案一的工序比较集中。由于在本设计中采用铸造毛坯，大批量生产，工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率机床，节省装夹工件的时间，减少工件的半动次数。因此采用工序集中的方案二。2.4确定切削用量根据生产纲领和零件结构选择毛坯：零件毛坯材料选择为HT200，硬度HB187225，抗拉强度320，生产类型为大量生产，采用铸造毛坯。表面的加工余量：表面A：粗铣表面A：参照文献3表6-28，其余量值规定为3.0mm精铣表面A：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：表面B：粗铣表面B：参照文献3表6-28，其余量值规定为3.0mm精铣表面B：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：表面C：粗铣表面C：参照文献3表6-28，其余量值规定为2.0mm精铣表面C：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：表面D：粗铣表面D：参照文献3表6-28，其余量值规定为2.0mm精铣表面D：参照文献3表6-30，其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为。零件基本尺寸为： 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：工序：精铣A基准面，尺寸5到尺寸，尺寸159留余量1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取575当575r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣C基准面，245到尺寸1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则5） 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣80端面，尺寸400到尺寸1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则8） 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：铣距C基准面100mm处的面，到尺寸1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量10） 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则11） 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取675当675r/min时按机床标准选取12） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：铣40端面的切削用量的计算同上，具体的工时计算如下切削工时：，则机动工时为工序：粗镗52H8，留余量1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：粗镗孔58mm机 床：卧式镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=25mm/min=0.07mm/z=9.6mm根据T616镗床说明书，取=125 r/min切削工时：L=2mm工序：精镗52H8，到尺寸1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：精镗孔52mm机 床：卧式镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=20m/min=0.05mm/z=1.4mm根据T611铣镗床说明书，取=125 r/min切削工时：L=2mm工序：粗镗82、50H8，留余量1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：镗孔85mm机 床：卧式铣镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=25mm/min=0.07mm/z=9.6mm根据T616镗床说明书，取=175 r/min切削工时：L=16mm工序：精镗82、50H8到尺寸1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：精镗孔82mm机 床：卧式镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=20m/min=0.05mm/z=1.4mm根据T611铣镗床说明书，取=175 r/min切削工时：L=16mm工序：钻A向图中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16）由切削表2.7和工艺表4.216查得（切削表2.15）按机床选取基本工时： min攻螺纹M12mm：选择M12mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即按机床选取基本工时：工序：钻A基准对面6-M6、8-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻M6螺纹底孔5确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步2：攻丝M6按机床选取，则机动时，攻M6孔其余钻螺纹孔的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述三 夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,通常需要用专用夹具.经过老师的考虑,决定设计第25工序精铣A基准的对面，尺寸159到尺寸的夹具设计3.1问题的提出本夹具主要用来精铣A基准的对面，尺寸159到尺寸，我们将着力解决工件的装卸上和保证加工精度要求上。3.2定位基准的选择本次夹具设计的精铣A基准的对面，尺寸159到尺寸，采用已经加工好的侧面及端面作为定位基准，注意保证查重率。3.3切削力及夹紧力的计