单级圆锥齿轮减速器箱体加工工艺及铣机座底面的夹具设计

精选资料可修改编辑中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院提供完整版的各专业毕业设计，《机械制造工艺学》课程设计单级圆锥齿轮减速器箱体加工工艺及铣机座底面的夹具设计姓名:班级:学号:组别:第二组指导老师：杨杰2014年7月目录第一章产品概述 3第二章箱体的工艺分析 5第三章生产纲领 7第四章毛坯的制造方法和毛坯图 84.1材料的选择 84.2毛坯的制造方法 84.3毛坯图的绘制 10第五章加工工作量及加工手段 13第六章定位基准的选择及加工工艺过程 156.1定位基准的选择 156.2加工工艺过程 156.2.1机盖的加工工艺过程 156.2.2机座的加工工艺过程 176.2.3合箱以后的加工工艺过程 19第七章机座底面加工工序 227.1机床的选择 227.2刀具的选择 237.3量具的选择 ×10B丝锥16去毛刺，涂漆17清洗18综合检测，入库第七章机座底面加工工序图7-1机座Pro/E三维模型7.1机床的选择机床的选择主要遵循以下四项原则:1、机床尺寸规格和工件的形状尺寸应相适应；2、机床精度等级与本工序加工要求应相适应；3、机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应；4、机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应。该工序为半精铣和精铣机座底面,根据工件毛坯尺寸及相应的加工精度要求,查《金属机械加工工艺人员手册》选择立式升降台铣床XK716,机床图片如下:图7-2XK716立式升降台铣床其主要参数如下:X轴行程1200mm

Y轴行程600m

Z轴行程600mm

主轴端面至工作台面距离150-750mm

主轴中心至立柱导轨面距离655mm

工作台尺寸1400*600mm

工作台最大承重850kg

工作台T型槽数/宽度/间距5/18/125

主轴转速范围0-6000主轴伺服r/min

主轴电动机功率11kW

主轴孔锥度BT40

定位精度0.04mm

重复定位精度0.015mm

XYZ伺服电机15nm

机床重量（约）5800kg

外形尺寸2500×2900×2320mm7.2刀具的选择铣刀类型的选择取决于加工的性质、加工表面的分布位置及形状、加工表面的尺寸所要求加工表面的粗糙度、工件材料等因素。减速器为大批生产，故选用面铣刀；材料为铸铁HT200，此道工序为半精加工和精加工，选择镶齿套式面铣刀,硬质合金材料YG6（JB/T7954-1999）。表7-1硬质合金镶齿套式面铣刀参数直径D（mm）齿数耐用度T（分）前角QUOTE后角QUOTE主偏角QUOTE副偏角QUOTE1001020007605图7-3硬质合金镶齿套式面铣刀7.3量具的选择根据该工序要求的加工精度和工件尺寸大小,量具采用三用游标卡尺。量具名称公称规格测量范围精确度三用游标卡尺125x0.021250.027.4铣削力和铣削功率的计算7.4.1半精铣时铣削力和铣削功率的计算铣刀直径d=100mm，铣削宽度，铣刀齿数z=10，耐用度t=200min，铣削深度半精铣每齿进给量。1、铣削力2、铣削速度3、主轴转速4、铣削功率所选XK716铣床电动机功率为11KW>4.83KW,功率符合要求。7.4.2精铣时切削力和切削功率的计算铣刀直径d=100mm，铣削宽度，铣刀齿数z=10，耐用度t=200min，铣削深度，精铣每齿进给量。1、铣削力2、铣削速度3、主轴转速4、铣削功率所选XK716铣床电动机功率为11KW>1.71KW,功率符合要求。7.5机动时间及单位时间定额本道工序为半精铣、精铣机座底面，对称铣削，加工时两次走刀。由《金属机械加工工艺人员手册》第四版知铣削机动时间其中：每分钟进给量：辅助时间：间歇时间：准备终结时间：技术服务时间：组织服务时间：由上面的算式可得：即：7.5.1半精铣时机动时间及单位时间定额加工长度：切入长度：超出长度：走刀次数：i=2每分钟进给量：将上述数值代入式中求得：7.5.2精铣时机动时间及单位时间定额加工长度：切入长度：超出长度：走刀次数：i=2每分钟进给量：将上述数值代入式中求得：第八章机座底面加工的夹具设计8.1夹具方案设计夹紧机构对夹具的整体结构起决定性的影响。在选择或设计夹紧机构时，灵活性很大，在满足产品质量的前提下，应注意使夹具的复杂程序与生产批量相适应，夹紧机构的结构要便于制造、调整、使用和维修。考虑到是流水线作业，工件进出工作台的方向为沿输入轴轴线的方向，因此夹具不能与工件进出方向干涉，所以将夹具布置在输出轴承孔端面的两侧，并且夹具打开后不会碰到轴承孔端面。根据以上原则，设计了如下图所示夹具：图8-1夹具方案设计由于此工序为铣削机座底面，所以采用挡销对工件定位即可。在工件相邻两垂直面设置挡销，限制其在X和Y方向的自由度。工件由夹具上方吊送至本工位。8.2机构自由度的计算以图8-1左半部分夹具机构为例计算机够自由度，图中包括一个原动机，3个构件，3个转动副，一个移动副，则机构自由度为：F=3n-2p=3×3-2×4=1该机构具有确定的运动。L38.3计算气缸行程L3L4L4压板l1=200mm，连杆l2=75mm，为防止压板松开时气缸活塞杆与连杆在同一条直线上出现死点，连杆加紧时的位置与竖直方向有α=10°夹角，松开时β=45°。由几何关系可得松开时压板端部距离工件最近处L3=58.63mm，所以在放置工件时家具不会与夹具产生干涉。工件气缸行程L4=82.29mm。8.4夹紧力的计算结合前面铣削力的计算可知，半精铣时的铣削力大于精铣时的铣削力，所以夹紧力可根据半精铣时铣削力的大小进行计算。查《金属机械加工工艺人员手册》，取铣削力分力Fx=0.3Fc，Fy=0.9Fc，Fz=0.5Fc。则水平方向分力F水平==887.31N竖直方向分力F竖直=Fz=467.66N使用Pro/E测量机座的质量为56.99kg，F水平工件与压板之间的摩擦系数f1取0.8，工件与支承板之间的摩擦系数f2取0.1，表8-1安全系数参数取值系数系数性质系数值基本安全系数1.3~1.5加工状态系数粗加工1.2精加工1.0刀具纯化系数1.1~1.3切削特性系数连续切削1.0断续切削1.2安全系数k=k1k2k3k4=1.3x1.0x1.2x1.0=1.56,得P夹=1423.99N。分配到每个压板的夹紧力F=356N。8.5气缸的选择由夹具结构简图可知，当气缸活塞杆收回时提供夹紧力。经过受力分析，有简单的几何知识可得气缸活塞杆所需拉力F0=2F=2×356=712N气缸拉力计算公式工作压力P选择0.6MPa，根据负载率与工作压力的关系可取负载率η=0.8，一般取d/D=0.2~0.3，这里取d/D=0.3，得气缸筒内径D=4.8mm，根据《液压与气压传动》第三版，表13-3圆整取D=50mm，则活塞杆直径d=0.3×50=15mm。根据所得参数，选择日本SMC公司的轴向铰支座MBL50-90单杆双作用气缸，缸筒内径50mm，行程90mm。图8-2轴向铰支座MBL50-90气缸Pro/E三维模型8.6气动回路设计通过夹具设计原理简图知：当气缸活塞杆收回时夹具加紧工件，然后铣床动作，完成后气缸活塞杆伸出，夹具释放工件。气动控制回路如下：图8-3气动控制回路1-气源，2-气动三联件，3-二位四通手动换向阀，4-单杆双作用气缸，5-溢流阀，6-单向阀,7-气缸。控制原理：当工件到达本工位时，搬动二位四通手动换向阀3手柄，单杆双作用气缸活塞杆收回，加紧机构夹紧工件。加工结束后，搬动二位四通手动换向阀3手柄，单杆双作用气缸活塞杆伸出，夹具释放工件。8.7关键部位校核在夹具中，最容易失效的是铰链连接处的销轴，因此对夹具中的销轴进行校核，铰链连接处采用销轴与开口销配合使用。对压板与连杆连接处的销轴进行受力分析如下图所示：销轴销轴图9-1销轴受力分析其中F0=2F/cosα=2×356/cos10°=722.98N，F1=F0/2=361.49N，1、销轴抗弯强度校核最大弯矩M=F1L=361.49×0.005=1.81N·m，最大剪力Q=F1=361.49N。根据《材料力学》中的公式式中M—销轴承受的最大弯矩；—销轴抗弯截面系数；——许用弯曲应力，对于45号钢销轴直径d=10mm，最大弯矩M=1.81N·m，代入上式得Ϭw=0.018MPa<360MPa2、销轴抗剪强度校核式中Q—把销轴当作简支梁分析求的的最大剪力；—销轴许用剪应力，45号刚=124MPa；销轴直径d=10mm,最大剪力Q=361.49N，代入上式得=6.14MPa<124MPa综上，经校核销轴强度符合要求。第九章Pro/E三维模型展示图8-4夹具Pro/E三维图图8-5夹具夹紧状态图8-6夹具放松状态第十章东风商用发动机厂实习与课程设计感想今年暑假，我们来到了位于湖北十堰的东风商用发动机厂进行生产实习，这次实习是建立在我们将专业课程已经基本学习完成的情况下进行的，是对于我们综合实力的一次检验与提升。这次实习最重要的任务和收获就是对于机械加工工艺方面有了一个概念上更深入的认识，在二汽实习期间我们首先要面对的问题就是安全，安全第一。在实习之前我并没有怎么在意，可是经过参加二汽实习的动员大会，通过东风公司老师的讲解才深刻的认识到安全生产的重要意义。安全是我们切身利益之所在，是与我们息息相关的大事，我们要积极行动起来，自觉地参与安全管理，要进行广泛的安全知识学习，使安全生产的思想深入人心，唤起我们强烈的事业心和责任感，从而把安全工作树立在每个同学的之中，确保安全生产，杜绝事故的发生。这就要求我们不但要提高安全意识，还要提高我们的安全知识水平。在实习的各个阶段，要注意实习内容的记录和整理，收集，尤其是零部件加工工艺方面的资料与信息，比如不同工序的装夹与定位等等，要学会画草图，为编写实习报告作准备；讲文明、讲礼貌、谦逊好学，时时处处体现大学生的良好品德和精神风貌。其次，在二汽实习的这段时间，通过老师的讲解和自己的观摩，对于汽车整体的结构与工艺要求难点有了一定的认识，对于机械加工工艺的认识有了很大程度的提高，同时也增强了自己动手操作水平，更加增强了自己独立思考和判断问题的能力。短短十二天的二汽实习，我不仅向工厂师傅学到了一定的机械零件加工的方法，也体会到跟和同学协同合作的重要性。这不仅为我今后的理论学习打下了良好的基础，也为我今后从事相关的制造业有了一个良好的开端。在进行减速器箱体机械加工夹具设计的过程中，我们几乎用到了本专业所有的知识，所以这是将所学科学文化知识与实际工作相结合的一次训练,不仅可以使我们在实践中了解知识、在实践中巩固知识，更重要的是使我们有更多的机会尝试不同的工作，扮演不同的社会角色，逐步完成职业化角色的转化，发现自己真实的潜力和兴趣，以奠定良好的事业基础，也为自我成长丰富了阅历，为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。作为一名学生，通过实习工作了解到工作的实际需要，使得学习的目的性更明确，得到的效果也相应的更好。在夹具的设计过程中还是出现了很多问题，理论与现实永远是有差距的，在绘制夹具设计图时，很多地方我都认为是理所当然，结果都是自己异想天开，设计上原来许多地方都是有据可查的，老师说，如果设计有小小的错误，制造出来的夹具就没有任何作用，那是我忽然发现原来设计不仅是在纸上算一算画一画，我们做的是更加重要的事情，那就是可以说我们在为自己甚至社会创造设备和便利，我们要对设计的每一步负责，因为其实我们要设计的就是要用于与许多人息息相关的现实生活中的。这次课程设计让我对机械制造工艺学有了更加深刻的认识，实习是去了解现实的加工工艺，而课程设计更是等去自己亲自去工厂设计夹具。课程设计不仅让我们巩固了在课堂上与实习期间的机械制造工艺学学习，还让我们同事复习了好几门专业课，机械制图、互换性、金属工艺学、机械原理、机械设计等，这些都是相互串接在一起的，大一的时候感觉的我们学习的都是好零散的，这时候发现机械专业就被这些课程紧密的联系在一起，我们需要融会贯通，举一反三，这样才会继续在机械方面发展的更好。总之，通过二汽实践，使我开阔了眼界、拓宽了知识面。同时巩固和加深所学理论知识，培养我们的独立工作能力，为即将走上新的工作岗位奠定良好基础。最后，感谢各位老师在实习与课程设计过程中对我的指导，使我开心顺利的完成实习与课程设计任务。参考文献【1】唐增宝，何永然，刘安俊.《机械设计课程设计》（第二版），华中科技大学出版社，1999.【2】孙本绪，熊万武.《机械加工余量手册》，国防工业出版社，1991.11.【3】王伯平.《互换性与测量技术基础》（第二版），机械工业出版社，2007.2.【4】王先逵.《机械加工工艺手册》，机械工业出版社，2007.2.【5】孙已德，机床夹具图册，北京：机械工业出版社，1984.【6】李洪.《机械加工工艺手册》，北京教育出版社，1990.12.【7】朱耀祥，浦林祥.《现代夹具设计手册》，机械工业出版社，2