机械设计与自动化-箱体类零件工艺分析及知识库研究.

1、东莞职业技术学院毕业设计(论文)箱体类零件工艺分析及知识库研究学生姓名：学号：年级专业：指导教师：系部：广东东莞提交日期：2021年5月指导教师评语签 名：日 期：成绩注：成绩评定请按优、良、中、及格、不及格五级评定开题报告毕业设计预期目标及工作方案预期目标本次毕业设计主要运用AutoCAD设计软件。设计中主要是括夹具的设计，其次经过分析零件图，计算得出毛坯的铸造尺寸。经过一系列的计算，包括夹紧力，背吃刀量，速度，从而设计出夹具。初步拟定夹具构造方案，绘制夹具构造草图，进展必要的理论计算和分析。选择最正确的夹具构造方案，确定夹具精度和夹具总图尺寸、公差配合与技术要求。绘画出夹具总图和非标准零件

2、，最后加工出夹具。工作方案(1)绘制零件工件图一张；(2)绘制毛坯零件合图一张；(3)收集和研究原始资料，为夹具构造设计做好技术准备。(4)初步拟定夹具构造方案，绘制夹具构造草图，进展必要的理论计算和分析。选择最正确的夹具构造方案，确定夹具精度和夹具总图尺寸、公差配合与技术要求。(5)绘制夹具总图和主要非标准件零件图。(6)编制夹具特殊使用维护、操作、制造方面的说明或技术要求。目录 TOC o 1-6 h z u HYPERLINK l _Toc325066407 摘要： PAGEREF _Toc325066407 h 1 HYPERLINK l _Toc325066408 关键词：机械加工、

3、工艺规程、专用夹具、蜗轮减速箱 PAGEREF _Toc325066408 h 1 HYPERLINK l _Toc325066409 第1章 PAGEREF _Toc325066409 h 2 HYPERLINK l _Toc325066410 一、 前言 PAGEREF _Toc325066410 h 2 HYPERLINK l _Toc325066411 1、 设计的目的 PAGEREF _Toc325066411 h 2 HYPERLINK l _Toc325066412 2、 设计的根本任务与要求 PAGEREF _Toc325066412 h 2 HYPERLINK l _Toc3

4、25066413 2.1、 设计任务 PAGEREF _Toc325066413 h 2 HYPERLINK l _Toc325066414 2.2、 设计根本要求 PAGEREF _Toc325066414 h 2 HYPERLINK l _Toc325066415 二、 减速箱体工艺设计与工装设计 PAGEREF _Toc325066415 h 3 HYPERLINK l _Toc325066416 1、 根本任务： PAGEREF _Toc325066416 h 3 HYPERLINK l _Toc325066417 2、 设计要求： PAGEREF _Toc325066417 h 3

5、HYPERLINK l _Toc325066418 3、 方法和步骤： PAGEREF _Toc325066418 h 4 HYPERLINK l _Toc325066419 3.1、 生产纲领的计算与生产类型确实定 PAGEREF _Toc325066419 h 4 HYPERLINK l _Toc325066420 3.2、 零件图审查 PAGEREF _Toc325066420 h 4 HYPERLINK l _Toc325066421 3.3、 毛坯选择 PAGEREF _Toc325066421 h 6 HYPERLINK l _Toc325066422 毛坯的种类铸件HT15-33

6、适用于形状复杂的毛坯，良好的耐磨性、抗震性、切削加工性和铸造性能机械制造根底 PAGEREF _Toc325066422 h 6 HYPERLINK l _Toc325066423 铸件制造方法的选择 PAGEREF _Toc325066423 h 6 HYPERLINK l _Toc325066424 铸件的尺寸公差与加工余量 PAGEREF _Toc325066424 h 7 HYPERLINK l _Toc325066425 毛坯零件合图 PAGEREF _Toc325066425 h 7 HYPERLINK l _Toc325066426 3.4、 定位基准的选择 PAGEREF _T

7、oc325066426 h 7 HYPERLINK l _Toc325066427 夹具设计研究原始资料 PAGEREF _Toc325066427 h 8 HYPERLINK l _Toc325066428 拟定夹具的构造方案 PAGEREF _Toc325066428 h 9 HYPERLINK l _Toc325066429 确定夹具的类型 PAGEREF _Toc325066429 h 9 HYPERLINK l _Toc325066430 、确定工件的定位方式及定位元件的构造 PAGEREF _Toc325066430 h 9 HYPERLINK l _Toc325066431 工件

8、的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置 PAGEREF _Toc325066431 h 10 HYPERLINK l _Toc325066432 确定夹具体的构造类型 PAGEREF _Toc325066432 h 10 HYPERLINK l _Toc325066433 夹具总图设计 PAGEREF _Toc325066433 h 11 HYPERLINK l _Toc325066434 绘制总装图的注意问题 PAGEREF _Toc325066434 h 11 HYPERLINK l _Toc325066435 绘制总装图的步骤 PAGEREF _Toc325066435 h 11 HYPE

9、RLINK l _Toc325066436 各类机床夹具的公差和技术要求确实定 PAGEREF _Toc325066436 h 12 HYPERLINK l _Toc325066437 夹具精度的校核 PAGEREF _Toc325066437 h 12 HYPERLINK l _Toc325066438 绘制夹具零件图样 PAGEREF _Toc325066438 h 13 HYPERLINK l _Toc325066439 3.5、 拟定工艺路线 PAGEREF _Toc325066439 h 13 HYPERLINK l _Toc325066440 确定各外表的加工方法 PAGEREF

10、_Toc325066440 h 13 HYPERLINK l _Toc325066441 加工顺序的安排 PAGEREF _Toc325066441 h 13 HYPERLINK l _Toc325066442 确定加工余量 PAGEREF _Toc325066442 h 14 HYPERLINK l _Toc325066443 计算工序尺寸及公差 PAGEREF _Toc325066443 h 15 HYPERLINK l _Toc325066444 3.6、 确定各工序切削用量 PAGEREF _Toc325066444 h 16 HYPERLINK l _Toc325066445 3.7

11、、 机床及工艺装备的选择 PAGEREF _Toc325066445 h 16 HYPERLINK l _Toc325066446 3.8、 工艺规程卡 PAGEREF _Toc325066446 h 16 HYPERLINK l _Toc325066447 4、 设计小结 PAGEREF _Toc325066447 h 18 HYPERLINK l _Toc325066448 致谢 PAGEREF _Toc325066448 h 18 HYPERLINK l _Toc325066449 参考文献书目 PAGEREF _Toc325066449 h 19摘要：本设计的内容可分为机械加工工艺设计

12、和机床专用夹具设计两局部。首先，通过分析蜗轮减速箱体，运用机械制造技术及相关课程的一些知识，解决蜗轮减速箱体在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的尺寸及选择适宜的机床和刀具，保证零件的加工质量。其次，依据箱体毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比拟，制定出切实可行的加工工艺规程路线。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，运用夹具设计的根本原理和方法，拟定夹具设计方案，设计出高效、省力、 经济合理并且能保证加工质量的夹具，使得加工方便，容易。关键词：机械加工、工艺规程、专用夹具、蜗轮减速箱Abstract: This design ca

13、n be divided into two parts machining process design and machine special fixtures designed. First of all, through the analysis of worm gear box, use of machinery manufacturing technology and related programs, some of the knowledge to solve the related problem of the worm gear reducer box in the proc

14、essing of positioning, clamping and process route arrangements to determine the size and selection suitable machine and tool, to ensure the quality of parts machining. Secondly, based on the comparison of the box blank parts and production requirements of the program and processing programs, to deve

15、lop a practical process planning routes. Finally, according to the machining of parts to be processed, the reference machine fixture design manuals and books, the use of the basic principles and methods of fixture design, develop fixture design program, designed to be efficient, effort, reasonable e

16、conomy and to ensure processing quality of the fixture , making the processing convenient and easy.Keywords: machining, process planning, special fixtures, worm gear box第1章前言设计的目的机械制造技术设计是培养机械制造专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识，进展零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。其根本目的是：培养工程意识。训练根本技能。培养质量意识。培养标准意识。设计的根本

17、任务与要求设计任务设计一个减速箱体的加工工艺规程；设计一个专用夹具；设计根本要求内容完整，步骤齐全。设计内容与说明书的数据和结论应一致，内容表达清楚，图纸准确标准，简图应简洁明了，正确易懂。正确处理继承与创新的关系。正确使用标准和标准。减速箱体工艺设计与工装设计根本任务：绘制零件工件图一张；绘制毛坯零件合图一张；收集和研究原始资料，为夹具构造设计做好技术准备。初步拟定夹具构造方案，绘制夹具构造草图，进展必要的理论计算和分析。选择最正确的夹具构造方案，确定夹具精度和夹具总图尺寸、公差配合与技术要求。绘制夹具总图和主要非标准件零件图。编制夹具特殊使用维护、操作、制造方面的说明或技术要求。设计要求：

18、应保证零件的加工质量，到达设计图纸的技术要求；在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产效率；要尽量减轻工人劳动强度，必须考虑生产平安、工业卫生等措施；在立足本企业的生产条件根底上，尽可能采用国内外新技术、新工艺、新装备；工艺规程应正确、完整、简洁、清晰；工艺规程应满足标准化、标准化要求；夹具设计保证工件的加工精度；提高生产效率；工艺性好；使用性好；经济性好。方法和步骤：生产纲领的计算与生产类型确实定表1-1生产纲领和生产类型的关系生产类型生产纲领件/年小批生产 中型零件430KG10200零件图审查图1-1正视图图1-2左视图分析零件的构造工艺性零件的构造工艺分析主要应考虑以下几个方面：1零件的

19、尺寸公差、形位公差和外表粗糙度的要求应经济合理，重要尺由上述可知，各加工外表以尺寸52，38内孔较高的尺寸精度和同轴度要求，因此，拟订52，38内孔为主的工艺方案。为了保证各外表的相对位置精度要求，应以上下端面为定位基准，便于实现基准重合和基准统一。以保证其它重要尺寸。2各加工外表的几何形状应尽量简单；3有相互位置要求的外表应尽量在一次装夹中加工；该箱体在加工时，对52，38二孔加工要保证孔与孔和孔与孔轴线垂直度在之内，故对52，38加工时采用一次定位安装来加工。毛坯选择毛坯的种类铸件HT15-33适用于形状复杂的毛坯，良好的耐磨性、抗震性、切削加工性和铸造性能 REF _Ref4197369

20、28 r h 2机械制造根底铸件制造方法的选择毛坯制造方法应与材料的工艺性、零件的构造形状及大小、生产类型及特点以及工厂的现有条件相适应毛坯种类制造精度IT加工余量原材料工件尺寸工件形状砂型铸造13级以下大HT15-33各种尺寸复杂表1-2各类毛坯的特点及应用范围铸件的尺寸公差与加工余量1铸件的尺寸公差GB6414-1986规定：铸件尺寸代号为CT，分16级造型材料公差等级CT灰铸铁自硬砂1113表1-1附表3-4铸件尺寸公差数值机械制造技术课程设计指导2铸件加工余量附表3-3用于铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量和附表3-2铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量余量等级机械制造技术课程设

21、计指导毛坯零件合图用查表法确定各外表的加工总余量和余量公差。表3-4铸件尺寸公差数值机械制造技术课程设计指导表3-2用于成批和大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量等级和表3-3铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量机械制造技术课程设计指导定位基准的选择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。对于无适宜定位面的零件可在毛坯上另外专门设计或加工出定位外表，称为辅助基准。定位基准的选择原那么机械制造技术P253、P254粗基准的选择原那么(1)应选择不加工外表为粗基准。(2)对于具有较多加工外表的工件，粗基准的选择，应合理分配各

22、加工外表的加工余量，以保证：1各加工外表都有足够的加工余量；2对某些重要的外表，尽量使其加工余量均匀；3使工件上各加工外表总的金属切除量最小；3作为粗基准的外表，应尽量平整，没有浇口，冒口或飞边等其它外表缺陷，以便定位准确；4同一尺寸方向上的粗基准外表只能使用一次；夹具设计研究原始资料精基准的选择原那么：基准重合原那么基准统一原那么互为基准原那么自为基准原那么1、研究加工工件图样了解该工件的构造形状尺寸材料热处理要求，主要是外表的加工精度外表粗糙度及其他技术要求2、熟悉工艺文件，明确以下内容毛坯的种类形状加工余量及其精度。工件的加工工艺过程，工序图，工序所处的地位，工序前已加工外表的精度及外表

23、粗糙度，基准面的状况。工序所使用的机床刀具及其他辅助工具的规格。工序所采用的切削用量。拟定夹具的构造方案确定夹具的类型、确定工件的定位方式及定位元件的构造工件的定位方式主要取决于工件的加工要求和定位基准的形状尺寸。分析加工工序的技术条件和定位基准选择的合理性，遵循六点定位原那么，按定位可靠构造简单的原那么，确定定位方式。常见的定位方式有平面定位、内孔定位等。在确定了工件的定位方式后，即可根据定位基面的形状，选取相应的定位元件及构造。平面定位在夹具设计中常用的平面定位元件有固定支承可调支承自位支承及辅助支承，其中固定支承又可分为支承钉和支承板。工件的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置夹紧机构应保

24、证工件夹紧可靠平安不破坏工件的定位及夹压外表的精度和粗糙度。在设计夹紧装置时必须合理选择夹紧力的方向和作用点，必要时还应进展夹紧力的估算。(1)切削力的计算(C a吃刀量 f进给量 v切削速度 k修正系数)故总的切削力F=【Fz_+ Fy + Fx 】开平方根(2)夹紧力的计算Fwk=KM/LFFwk实际夹紧力；M切削力矩；L压板长度；F进给量(3)夹紧装置的设计夹紧装置的设计实际上是一个综合性的问题，确定夹紧力的大小，方向和作用点时，必须全面考虑工件的构造工艺方法定位元件的构造与布置等因素。要求夹紧装置动作迅速，操作平安省力，构造简单易于制造并且体积小刚度好，有足够的夹紧行程和装卸工件的间隙

25、。确定夹具体的构造类型采用矩形支撑板，条形支撑板，压板，支撑钉，定位销等定位和支撑元件形成专业夹具装置，这样做实现夹具构造简单。对夹具体的要求：有适当的精度和尺寸稳定性有足够的强度和刚度构造工艺性好排屑方便在机床上安装稳定可靠夹具总图设计绘制总装图的注意问题1尽可能采用1：1的比例，以求直观不会产生错觉。2被加工工件用双点画线表示，在图中作透明体处理，它不影响夹具元件的投影。3视图的数量应以能完整清晰地表示出整个构造为原那么。为直观起见，一般常以操作者在加工时所面对的视图为主观图。4工件在夹具中应处于夹紧状态。绘制总装图的步骤1布置定位元件2设计夹紧装置3设计夹具体4完成总装图各类机床夹具的公

26、差和技术要求确实定由于各类机床的加工工艺特点和夹具与机床的连接方式的不同，对夹具也有不同的要求，为了便于说明问题，根据其各自不同的特点，通常铣、钻、镗床夹具三大类。1铣床夹具公差和技术要求的制订。表3-1镗套的公差与配合配合外表加工方法镗杆与镗套镗套与衬套衬套与支架粗镗H7/h6, H7/g6H7/g6, H7/h6H7/n6, H7/s6精镗H6/h5, H6/g5H6/g5, H6/h5H7/n6, H7/r6回转镗套与镗杆的配合多采用H7/h6或H6/h5。当精度要求较高时，配合间隙应小于0.01mm。镗套内、外圆的同轴度，一般小于0.0050.01mm。精加工时，镗套内孔圆度公差取工件

27、加工孔圆度公差的1/61/5。镗杆直径可按经历公式选取，也可根据镗孔直径直接从表3-2中选取：d=(0.70.8)D式中d为镗杆直径；D为工件被加工孔的直径表3-2镗杆直径与镗孔孔径的关系 单位mm工件孔径40505170718586100101140141200镗杆直径3240506080100夹具精度的校核夹具精度分析 D平方+A平方+T平方开平方根2/3k定位误差D；安装误差A；调整误差T；加工方法误差G；工件工序尺寸公差k定位误差的分析计算夹具在机床上的安装误差A对刀或导向误差T绘制夹具零件图样拟定工艺路线确定各外表的加工方法工件各加工外表的加工方法和加工次数是拟定工艺路线的重要内容。

28、主要依据零件各加工外表本身的技术要求确定，同时还要综合考虑生产类型，零件的构造形状和加工外表的尺寸，现有的设备情况，工件材料性质和毛坯情况等。加工顺序的安排在确定了零件各外表的加工方法之后，就要安排加工的先后顺序，零件加工顺序是否适宜，对加工质量，生产率和经济性有着较大的影响。机械加工顺序的安排在安排机械加工顺序时，一般遵循先粗后精先面后孔先主后次基准先行的原那么。对于工序内容复杂的零件那么视具体情况采取工序集中与分散的原那么处理。加工阶段的划分对于精度和外表质量要求较高的零件，应将粗精加工分开进展。为此，一般将整个工艺过程划分阶段，按加工性质和作用不同，一般划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精

29、加工阶段。这对于保证零件加工质量。合理使用机床设备及时发现毛坯缺陷及合理安排热处理工序等有很大好处 。热处理工序的安排热处理工序主要用来改善材料的性能及消除应力。热处理的方法，次数和在工艺路线中的位置，应根据零件材料和热处理的目的而定。退火 正火时效人工时效 氮化 毛坯粗加工半精加工精加工精磨细磨 调质 退火 高频淬火 渗碳淬火整体淬火去应力处理可得热处理安排为 毛坯粗加工半精加工精加工 去应力退火 时效去应力 外表淬火合理安排辅助工序辅助工序种类很多，主要包括检验划线，去毛刺清洗平衡退磁防锈包装等，根据工艺需要穿插在工序中。确定加工余量合理确定加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都

30、有很大影响。余量过大材料工时机床刀具那么消耗大；余量过小，不能去掉加工前道工序存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。故应在保证加工质量的前提下尽量减小加工余量。毛坯余量总余量已在画毛坯图时确定，这里主要是确定工序余量。平面加工余量加工工序加工长度加工宽度粗加工后精铣30100100300100160表1-38平面加工余量镗孔加工余量工程加工直径直径余量粗镗308023mm精镗30800.20.5mm表1-37镗孔加工余量在实心工件上加工H9孔的工序尺寸零件根本尺寸钻粗铰精铰109.89.9610H9零件根本尺寸一钻二钻扩孔钻粗铰精铰4725.04547H7表1-33在实心工件上加工H9孔

31、的工序尺寸计算工序尺寸及公差工序顺序确定后，就要计算各个工序加工时所应到达的工序尺寸及其公差。工序尺寸及其公差确实定与工序余量大小工序尺寸的标注方法基准选择中间工序安排等密切相关，是一项细致的工作。确定各工序切削用量在单件小批生产中，各工序的切削用量一般由操作工人根据具体情况自己确定，以简化工艺文件。在大批大量生产中那么应科学地严格地选择切削用量，以充分发挥高效率设备的潜力和作用。切削用量的选用与以下因素有关：生产率，加工质量主要是外表粗糙，切削力所收起的工艺系统弹性变形，工艺系统的振动，刀具耐用度，机床功率等。在综合考虑上述因素的根底上，使背吃刀量ap，进给量f ，切削速度v的积最大。一般应先尽量取在的ap，其次尽量取大的进给量f，最后取适宜的切削速度v。机床及工艺装备的选择选择机床：数控铣床立式镗床。夹具专用夹具选择机床和工艺装备的总原那么是根据生产类型与加工要求使所选择的机床及工艺装备既能保证加工质量，又经济合理。中批生产时，通常采用通用机床加专用工夹具；在大批大量生产条件下，多采用高效率专用机床组合机床