减速箱箱体机械加工工艺规程及夹具设计说明书

1、仅供个人参考不得用于商业用途前 言课程设计是我们学习完整个大学的全部基础课程、技术基础课程、 以及专业课程之后进行的。这是在我们进行完机械制造工艺学课程设计 后的，对所学的各门课程的一次全面的综合性的设计课题任务，也是一 次理论联系实际的训练，它是我们大学生涯的一个总结。加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行 社会实践之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联 系实际的训练。加工工艺及夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施，随 着我国机械工业生产的不断发展，加工工艺和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。对我个人而言

2、，这次毕业设计是自己迎接未来工作的一次很重要的 锻炼机会我会用自己的认真务实的态度去完成这份毕业设计，我相信在 这个过程当中，自己分析问题、解决问题的能力、团队合作意识等，将 得到很大的提高，为以后的工作打好基础。由于能力和实践经历有限，设计尚有不妥之处，恳请各位老师给予 指教。仅供个人参考不得用于商业用途目录1零件的分析.错误！未定义书签。1.1零件的作用.错误！未定义书签。1.2零件的工艺分析.错误！未定义书签。2毛坯的确定.错误！未定义书签。2.1毛坯的制造形式.错误！未定义书签。2.2毛坯尺寸及加工余量.错误！未定义书签。3工艺规程设计.错误！未定义书签。3.1定位基准的选择.错误！未

3、定义书签。3.2制定工艺路线.错误！未定义书签。3.3选择加工设备及刀具、夹具、量具. 错误！未定义书签。3.4工序的设计.错误！未定义书签。4 夹具设计. 错误！未定义书签。4.1定位基准的选择.错误！未定义书签。4.2定位方式的分析.错误！未定义书签。4.3切削力的计算.错误！未定义书签。4.4夹紧力的计算及夹紧方式的确定. 错误！未定义书签。结束语.错误！未定义书签。参考文献.错误味定义书签。仅供个人参考不得用于商业用途1 零件的分析1.1零件的作用题目给的零件是一个减速箱体，箱体是机器的基础零件，它将 机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使 之保持正确的相互位置，以

4、传递转矩或改变转速来完成规定的运 动，故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。1.2零件的工艺分析箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难 度大。由零件图可知，零件的材料是HT200,该材料具有较髙的强 度、耐磨性、耐热性、减震性、切削加工性、铸造性，价格便宜， 制造方便，但塑性较差、脆性高，适用于承受较大应力、要求耐磨 的零件。For personal use only in study and research； not for commerc i a 1 use该零件属于箱体类零件，其中有三个表面以及表面上有各种尺 寸的孔、螺纹孔需要加工。底面一个544；03m

5、m孔、两个52：o：o23mm孔、前面47红需mm孔、后面35：黑爲mm孔五个孔的粗镇、半精镇和精镇，主要加工部位有 8mm孔的粗糙度为3. 2u叭 结合零件的加工工艺性，在加工过程中，基本上用上表面及上 表面上的两个工艺孔定位，这样遵循了基准统一原则，减小误差。2 毛坯的确定2.1毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件。已知零件的生产纲领为100000件/年，由参考文献2表1一2、表1一3可知，其生产类型为大批 量生产，而且零件的轮廊尺寸不大，手工造型应用与单件及小批生 产以及用于大型零件铸造；而机器造型的金属模铸造则应用于大批 或大量生产中。机器造型较手工造型不但生产率髙，而且所得的铸

6、件尺寸也较准确。故毛坯的铸造方法选用金属模机器造型。2.2毛坯尺寸及加工余量仅供个人参考不得用于商业用途由参考又献1表12-2,得各加工表面的总余量如表21所 示：表2- 1各主要加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等 级加工余量说明上表面4距离上表面96mm的底 面3. 5底面42 5292. 5双侧加工3572. 5双侧加工4772. 5双侧加工5472. 5双侧加工3 工艺规程设计3.1定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确 与合理，可以是加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工 艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产 无法正常

7、进行。对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件 表面96mm的一个底面作为粗基准，限制X方向的移动和旋 度、Y方向的旋转自由度和Z方向的移动自由度，在后面用 销限制Z方向的旋转和Y方向的移动两个自由度，这样六个 均限制了，再用夹紧装置对两个52mm的底孔进行夹紧，就 上表面进行加工了。主要应该考虑基准重合的问题和便于安装， 采用上表面 孔作为精基准，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行 算.3. 2制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺 及位置精度等技术要求能得到合理的保证。因为该零件是 产，所以可以考虑釆用万能性机床配以专用工夹具，并尽量集中来提高生产率。除此

8、之外，还应当考虑经济效果，以便使生产 成本尽量下降。由参考文献2表1一2、表1一3可知，此零件的生产类型的工 艺特征如下表3 1所示：上由挡度对艺离自个由以工距转两自可和度生序精批工寸大使仅供个人参考不得用于商业用途表3-1大批量生产主轴箱体的工艺特征毛坯及余量釆用金属模机器造型。毛坯精度高，余量小机床设备广泛釆用专用机床，按流水线布置工艺装备广泛釆用高效专用工装工件装夹方式釆用夹具装夹操作工人技术水 平较低生产率高成本低根据箱体类零件的加工工艺基本原则：先面后孔、粗精分开、 先粗后精、工序集中先主后次等，并结合各表面的加工要求和各加 工方法能达到的经济精度。此外，由于此减速箱体的生产纲领为1

9、00000件/年，确定生产类型为大量生产，结合此类生产类型的工 艺特征和经济效果，制定以下的工艺路线：初步拟定工艺路线（一）：工序号工序内容005铸造010时效015漆底漆020粗铳上、下表面025粗铳距上表面96mm的底面030粗铳前面4个20mm的凸台035精铳上表面040精铳距离上表面96mm的底面045精铳前面4个20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔，并且较出两个工艺孔055粗镇前、后面的62mm、77mm两个沉头孔，以及35mm. 47mm两孔060粗镇底面52mm.52mm、O 54mm三个孔065半精镇前、后面的35 mm、O 47mm两个孔070半精镇底面54mm孔075

10、精镇前、后面62mm.77mm两个沉头孔和35mm、47mm两孔080精镇底面52mm.52mm、O 54mm三个孔085钻前面各螺纹底孔、攻螺纹090钻后面各螺纹底孔、攻螺纹095钻底面各螺纹底孔、攻螺纹100攻上表面各螺纹105去毛刺仅供个人参考不得用于商业用途110检查入库工艺路线（二）：工序号工序内容005铸造010时效015漆底漆020粗铳上表面025粗铳两个底面030粗铳前面4个20mm的凸台035精铳上表面040精铳距离上表面96mm的底面045精铳前面4个20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔，并且较出两个工艺孔055粗铳前、后面的62mm、77m m两个沉头孔060粗镇前

11、、后面35mm、47mm两孔065粗镇底面52n）m、52mm、O 54mm三个孔070半精镇前、后面的35 mm、O 47mm两个孔075半精镇底面54mm孔080精铳前、后面的62mm、77m m两个沉头孔085精镇前、后面35mm、47mm两孔090精镇底面52mm.52mm、O 54mm三个孔095钻前面各螺纹底孔、攻螺纹100钻后面各螺纹底孔、攻螺纹105钻底面各螺纹底孔、攻螺纹110攻上表面各螺纹115去毛刺120检查入库上述工艺方案遵循了制定箱体加工工艺路线制定的基本路线，但是结合此箱体零件的工艺特点，有些工序及其路线仍存在一些问 题需要进一步讨论：方案一和方案二只有两个地方不同

12、， 即上表面与底面的加工顺 序和前后面的那两个沉头孔加工方式不同。由于零件高度只有182mm,用组合铳床同时加工两面有一定的难度，而且毛坯是铸造 件，前后面有一定的拔模斜度，如果用于定位，加工误差将会加大， 所以采用方案二中的单独加工上表面，在加工底面；对于前后面的 两个沉头孔，精度要求不太髙，采用用铳削加工要保证与35m叭47 m m两孔的同轴度难度较大，与35 mm、47 m m两孔在一起加 工，就容易保证与35mm. O 47mm两孔的同轴度，故采用方案一。因此，将方案一中的工序055、工序075移入方案二中。仅供个人参考不得用于商业用途修改后的工艺路线如下：工序 号工序内容说明005铸

13、造010时效除内应力015漆底漆防止生锈020粗铳上表面025粗铳两个底面030粗铳前面4个20mm的凸台035精铳上表面040精铳距离上表面96mm的底面045精铳前面4个20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔，并且较两个工艺 孔055粗镇前、 后面的62mm、77mm两个沉头孔，以及35mm、47mm两孔060粗镇底面52n)m、52mm、54mm三个孔065半精镇前、后面的35 mm、47 mm两个孔070半精镇底面54mm孔075精镇前、后面62mm、77mm两个沉头孔和 35mm、47mm两孔080精镇底面52n)m、52mm、54mm三个孔085钻前面各螺纹底孔、攻螺纹090钻

14、后面各螺纹底孔、攻螺纹095钻底面各螺纹底孔、攻螺纹100攻上表面各螺纹105去毛刺110检查入库3.3选择加工设备及刀具、夹具、量具鉴于此减速箱体加工的生产类型为大量生产，零件的毛坯精度 高，余量小，应广泛选用专用组合机床设备和高效的专用工艺装备， 工件全部采用夹具装夹，流水线生产，可使劳动生产率得到有效提 高，并能降低生产成本，但考虑到工装定位，只部分采用专用机床。铳平面时，两个相对的平面同时加工，选择卧式铳床、YG8的 面铳刀、专用铳床夹具和游标卡尺，只是粗铳和精铳时选用的切削 用量不同。仅供个人参考不得用于商业用途钻平面上的孔和攻螺纹孔时，选择摇臂钻床、各种尺寸的麻花 钻、机用丝锥、专

15、用夹具和游标卡尺。仅供个人参考不得用于商业用途同时镇前、后面上的62、35、47、O 77的孔时，选择卧式双 面组合镇床、镇通孔的镇刀、专用镇床夹具和游标卡尺、检验棒、 塞规。3.4工序的设计,并且钱两个工艺孔选用机床：Z3025B刀具：直柄短麻花钻8. 5d=8.5, h =37mm, / =79mm （国标GB1437-85 ）确定进给量f：根据切削手册表14-34得：当灰 口铸铁w HT200, d二8mm时，f =0. 27-0. 33mm/r,由于是丝锥攻螺纹前钻孔，故不必乘以修正系数。根据机床Z3025B机床说明书：现取进给量：f二0. 30mm/r切削速度：根据切削手册表14-3

16、得：v二26m/min按机床转速取：w5= 960r/min,故实际切削速度：“T = 25.6m/min1000切削工时：根据切削手册表15-6查得：厶二3mm, l2= 1 mm,/ 二20mm二20 + 3+1/960 X 0. 30 = 0. 08min故钻8个孔时的工时：tm2=8 X 0. 08 = 0. 64min较两个工艺孔：根据切削手册表10-32 GB1132-84选取d =8.5的直柄机用较刀查表15-10得较孔时的切入及超出长度分别为：I、二0. 1 +0. 5 = 0. 6mm l2= 15mm伽二0. 1 0mm转速仍取冬二960r/min不得用于商业用途钱两孔的工

17、时：1000v1000 x26x8.5=974r/min仅供个人参考1 + 11 + 12 a 20+0.6 + 15升.=- X2二-x2二0. 24mimnwf960 x0.30,以及35mm、4 7mm两孔选用镇床：T 618刀具:硬质合金镇刀 镇刀材料：1T5进给量：根据切削手册查表14-51得：杆伸出长度取300mm,切削深度为ap= 2. 0mm，毛坯孔径=42mm因此确定进给量f二0. 2mm/r切削速度：根据削手册查得v =2. 4m/s = 144m/min机床主轴转速1000v1000 x144inQ1 Q/ .n -二- 二1091. 9r/mi n7iu龙x42按机床取

18、n = 1000r/min实际切肖U速度：v =兀= 131. 88mm/min1000工厂每分钟进给量fm= f n =0. 2 X 1000 = 200mm/min被切削层长度：I二22mm根据切削手册表15-1续取：厶二5. 5mm/, = 1 mm行程次数：i二1ki-L,-i/ + /1 + /222 + 5.5 + 1.n.机动 时间： - -二- 二0. 143mi nfin200选用机床：立式镇床T 716A刀具:硬质合金镇刀 镇刀材料：YT5切削深度：伟二2mm仅供个人参考不得用于商业用途毛坯孔径d =42mm进给量/ ：根据切削手册表14-51取：刀杆伸出长度100mm切削

19、深度你二2mm因此确定进给量：f二0. 2mm/r切削速度：根据切削手册取：v =2.4 m/s=144m/m i n机床主轴转速:按机床取n = 1000r/min实际切削速度：1_x47xl000= 147 5n1000工作台每分钟的进给量：fm= f n =0. 2 X 1000 = 200mm/min被切削层长度/ ： /二18mm根据切削手册表15-1续取：/产5. 5mm /2= 1 mm行程次数：i二1选用机床：卧式镇床T 618刀具:硬质合金镇刀 镇刀材料：1T5切削深度：伟二0. 5mm毛坯孔径dQ=46mm进给量f：根据切削手册表14-51取:刀杆伸出长度200mm切削深度

20、伟二0. 5mm不得用于商业用途1000v7id1000 x144/rx47二975. 7r/mi n机动时间：1 + 11 + 1218 + 5.5 + 1200=0. 123mi n仅供个人参考因此确定进给量：f =0. 2mm/r切削速度：根据切削手册取：v=3.18m/s=190.8m/min机床主轴转速:按机床取n = 1 300r/min实际切削速度驾需型+7.775工作台每分钟的进给量：fm= f n =0. 2 X 1300 = 260mm/min被切削层长度/ ：/ =1 5mm刀具切入长度厶：厶=上卜+(23)=卫2 + 22.87切吸fg30。刀具切出长度4： h=3 5

21、iwn取心=伽7行程次数：/ =1选用机床：立式铠床T 716A切削深度Qp：伟二0. 5mm毛坯孔径dQ=53mm进给量/ :根据 切削手册 表14-51取： 刀杆伸出长度100mm切削深度dp=0. 5mm因此确定进给量：f =0. 2mm/r切削速度：根据切削手册取：1000v_ 1000 x190.8x46= 1320.9r/mi n机动时间：/ + /1 + /215 + 2.87 + 4260=0. 084m i n刀具：硬质合金镇刀镇刀材料：1T5仅供个人参考不得用于商业用途v =3. 18m/s=190.8m/min机床主轴转速:按机床取“=1000r/min实际切削速度：v

22、=x53x 1000二66. 42m/min1000工作台每分钟的进给量：fm= f n =0. 2 X 1000 = 200mm/min被切削层长度/： / =22mm刀具切入长度A：/ =上卜 +(23) =+ 2a2.87/77/W吸仪30。刀具切出长度人：h=3 5加加取人=4mm行程次数：i二1以及35mm、47mm两孔选用机床：卧式镇床T 618刀具：硬质合金镇刀 镇刀材料：W5切削深度伟：丐二0. 01mm毛坯孔径d =47mm进给量/ ：根据切削手册表14-51取：刀杆伸出长度200mm切削深度ap= Q. 01mm因此确定进给量：f =0. lmm/r切削速度：根据切削手册取

23、：v二100m/minlOOOv7id1000 x190.8兀x53= 1146. 5r/mi n机动时间：22 + 2.87 + 4200二0. 144mi n1 + 11 + 12仅供个人参考不得用于商业用途机床主轴转速:仅供个人参考lOOOv 1000 x100 .n =- =- = 677r/mi n加x47按机床取n =600r/min实际 切肖寸 速度：v =6 二gg. 55m/mi n1000工作台每分钟的进给量：fm= f n =0. 1X600二60mm/min被切削层长度/ ： /二15mm刀具切入长度人：/产3刀具切出长度人：厶=3 5nvn取/；= 4测行程次数：i=

24、lki -J. ruL f-i/ + /1 + /215 + 3 + 4八 ccr .机动 时间： 二-二-二0. 367mi nfin604 夹具设计为了提髙劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工 零件时，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计工序065：半精镇前、后面的 35mm、47mm两个孔的镇床夹具。本夹具将用于T618卧式镇床。 刀具为硬质合金镇刀，对工件的两个孔同时进行加工。本夹具主要用来镇前、后面35mm、4 7m m两孔，这两个孔有 -定的尺寸精度要求为+0.03,表面粗糙度为= 1.6/W o其加工质量 直接影响以后各工序的加工精度。加工本道工序时只完成了减

25、速箱 体前、后面的半精镇加工，利用此2-8. 5,采用一面两销定位原 则，可以有效的限制工件的六个自由度，因此这样的加工可以很好 的保证后面工序加工的加工质量。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，以及如何提髙劳动 生产率，降低劳动强度。按在夹具中的作用、地位结构特点，组成夹具的元件可以划分 为以下几类：(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)；(3)夹具体;(4)对刀，引导元件及装置(包括刀具导向元件，对刀装置及靠 不得用于商业用途仅供个人参考模装置等)；(5)动力装置；(6)分度，对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分

26、相互连接用的以及夹 具与机床相连接用的紧固螺钉，销钉，键和各种手柄等)；4. 1定位基准的选择由零件图可知，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、精铳箱体的下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下平面作为定位 基准，为了提高加工效率，釆用硬质合金镇刀对其进行加工，准备 采用手动夹紧方式夹紧。4.2定位方式的分析两定位销的中心距的基本尺寸应等于工件两定位孔中心

27、距的平 均尺寸，其公差一般为鬲二(1/31/5)二几。孔间距为495 0.1 mm,则销间距为4970.03mm圆柱销直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺 寸， 其公差取g6o定位孔的直径为8.5jOO35mm,则圆柱销的直径为&5盘mm。由参考文献12得b= 4mm,“如如二(0. 2 + 0. 06)/2二0. 13mm,2并且定位孔的直径为&5O35mm ,则乂口山=磐=(2X0. 13X4) min/8. 5 = 0. 12mm,取菱形销的公差等级IT6,即为0. 011mm,所以菱形 销的直径为8.5霭mm。镇削时，两销定位会对上平面52、52、54的中心线有垂 直度要求

28、产生定位影响。工件在外力作用下单向移动时，工件的定位销中心连线会出现卩的转角不得用于商业用途仅供个人参考不得用于商业用途x + Xtan An二=(0. 035 + 0. 091 ) + ( 0. 0354- 0. 017 ) J/2X4972 L二0.000179此定位方式产生的垂直度误差：tan A p x105 = 0.000179 X 105 0. 02mm综上所述，此定位方式能够保证零件的加工要求。4.3切削力的计算镇削时是两相对面同时进行，工件主要受到两方面的影响。一 方面是镇杆进给时，可能造成工件沿镇杆进给方向翻转，另一方面 是镇刀旋转切削时，可能造成工件沿镇刀旋转方向翻转，这两

29、方面 影响可能破坏加工精度。加工时由于采用镇双孔的方式，其中一个面上需要加工的孔的 长度更长，所以计算其切削力如下：由于本道工序主要完成孔的半精镇加工，参考文献9得：镇削力F = 26pfHB&镇削力矩7 = 10Di9/O8/BO6式中:D = mm/B = /Bma-|(/Bmax-/Bmm)=255-|(255-187)=232f = 0.15mm - rl:.F = 26x25x 0.158x 23206= 3755.2NT = 10 x2519x 0.158x 232 = 26174N mm4.4夹紧力的计算及夹紧方式的确定由于减速箱体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产

30、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带圆面压块的压紧螺钉。旋紧螺 钉使其产生的力通过圆面压块将工件压紧。夹紧力的作用点在零件的底座的四个角点上，应落在定位元件 的支承范围内。夹紧力的方向应朝向主要限位面镇削时，夹紧力需要消除切削力造成的两方面的不良影响。一 方面需要抵抗工件沿镇杆进给方向翻转的力矩，另一方面，需要抵 抗工件沿镇刀旋转方向翻转的力矩。本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。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1

31、1可查得夹紧力计算公式：仅供个人参考不得用于商业用途QLrtg(pl+ rztg(a +(p2)由式（3.1）根据参考文献11表1-2-23可查得点接触的单个普通 螺旋夹紧力：由此可以看出：只要夹紧力的力矩与工件沿镇杆旋转方向翻转 的力矩平衡就可以保证加工的稳定性。实际需要的夹紧力应考虑安全系数，FuKFj理。安全系数的计算公式：K二心（心3其中:各安全系数由文献12表1一8可得K。= 1.2 , K、= 1.2 , K2= 1.2 , K, = 1.0则:K二1. 2 X 1. 2 X 1. 2 X 1. 0=1. 728实际需要的夹紧力：Fj幫=1. 728X 1895=3275（ N）釆

32、用机械夹紧的方式夹紧工件，查阅参考文献2选用移动压 板，配以M10的螺母施加作用力夹紧工件的。课程设计就要结束，想籍次机会感谢三年以来给我帮助的所有老师、同学、朋友，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不(3.1)35x504x(310 +9 50)= 1895 ( N)仅供个人参考可或缺的一部分。我的毕业指导老师夏宝林老师，总是以一位长辈 的风范来容谅我的无知和冲动，给我不厌其烦的指导。在此，特向 他道声谢谢。三年充实的生活告诉我，民族需要掌握先进理念、具有国际视 野、熟悉具体环境的实战先锋；也告诉我，只有不断经历考验、挫 折、甚至失败，才能逼近我们最终的理想。生于斯时，长于斯境， 唯有以双倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的执着来完成 原赋的使命。大学生活即将匆匆忙忙地过去，但我却能无悔地说：“我曾经 来过。”大学三年，但它给我的