渦輪箱體工藝和夾具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

1、目錄序言3一零件的分析41零件的作用2. 零件的工藝分析二選擇毛坯，確定毛坯尺寸5三機(jī)械加工工藝過程設(shè)計61定位基準(zhǔn)的選擇.2工藝路線的擬定四選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備91機(jī)床2刀具3夾具4量具五確定定位誤差11 1中心距L的定位誤差 2中心高H的定位誤差六確定切削用量14七夾具原理簡要說明20八工藝過程卡片21九工序過程卡片25十畢業(yè)設(shè)計心得體會28十一.參考書目29附圖序言機(jī)械制造工藝課程設(shè)計是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它對我們?nèi)甑拇髮W(xué)學(xué)習(xí)生活具有重要意義。對于我本人來說，希望通過本次畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)，學(xué)會將所學(xué)理論知識和工藝

2、課程實習(xí)所得的實踐知識結(jié)合起來，并用于解決實際問題之中，從而鍛煉自己的分析，理解問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實踐生產(chǎn)工藝，而將有利于加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率的提高，從而將新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到機(jī)器零件的制造中，為改善我國的機(jī)械制造業(yè)相對落后的局面探索可能的途徑。由于所學(xué)知識和實踐時間以及深度有限，設(shè)計中會有不足之處，希望各位老師能予以指正。一 零件的分析 1 零件的作用蝸輪實質(zhì)上是一個斜齒圓柱齒輪，為了增加它與蝸桿嚙合的接觸面積，延長他的工作壽命，其齒頂與齒根加工成凹弧形，以便將蝸桿部分地包住。蝸桿蝸輪傳動與齒輪傳動相比，具有傳動比大、傳動平穩(wěn)、有自鎖性、傳動效率低及制造成本較高的特點。

3、蝸輪箱體是蝸輪減速器的重要零件之一，蝸輪減速器是機(jī)械設(shè)備傳遞功率的重要裝置之一，為了保證減速器正常運(yùn)行，要求蝸桿和蝸輪中心距在允許范圍之內(nèi)。2 零件的工藝分析（1） 鑄件毛坯，粗加工前需進(jìn)行時效處理，消除內(nèi)應(yīng)力。（2） 車削加工前需進(jìn)行劃線，劃線時需考慮內(nèi)孔余量和尺寸均勻。（3） 用普通卡盤無法滿足，需設(shè)計夾具裝夾。（4） 位置公差值均為0.05。（5） 主要表面的粗糙度要求均大于或等于3.2µm。（6） 用四爪單動卡盤裝夾，按劃線找正側(cè)母線，分粗精加工82 mm孔端面及52J7孔。（7） 用三爪自定心卡盤夾住下端面82 mm外圓粗車上端面，調(diào)頭裝夾夾住上端面外圓粗精車下端面至圖樣尺

4、寸，保證其平行度。二 選擇毛坯、確定毛坯尺寸1選擇毛坯 由圖知該零件為鑄件，所用的材質(zhì)為HT200，采用殼型鑄造。2.毛坯尺寸公差及其機(jī)械加工余量的確定。A公差等級的確定 大批量生產(chǎn)該鑄件的尺寸公差等級為CT10。B鑄件的輪廓尺寸 對該零件分析粗略計算可知長為：277±2mm，高為153±1.8mm。C零件的表面粗糙度 由圖可知各加工表面的粗糙度均大于或等于3.2 µm。依據(jù)上述，查機(jī)械加工工藝手冊鑄件公差數(shù)值表，機(jī)械加工與梁等級選擇表，鑄件機(jī)械加工余量表,即可確定鑄件的尺寸公差及機(jī)械加工余量，現(xiàn)列表如下蝸輪殼體加工表面零件尺寸機(jī)械加工余量尺寸公差毛坯尺寸蝸輪殼體

5、上下端面1501.53.6153±1.8蝸輪殼體左端面20324+207±2蝸輪桿內(nèi)孔52J712.850蝸輪內(nèi)孔55H712.853三 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計1. 定位基準(zhǔn)的選擇1) 定位基準(zhǔn)有粗精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇上端面作為精基準(zhǔn)來加工下端面、進(jìn)而粗精鏜蝸輪孔，既保證了平行度同時又保證了垂直度。蝸輪孔50H7的軸線和殼體的下

6、端面為定位基準(zhǔn)，加工52J7孔，從而保證了垂直度，殼體左端是軸向方向上的設(shè)計基準(zhǔn)。2) 對一般的箱體零件來說，以底面作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。從零件的分析得知，粗基準(zhǔn)采用鑄件的毛坯外圓82 mm定位加工130 mm上端面保證其平行度。2. 工藝路線的擬定(1) 加工方法的確定 查機(jī)械加工工藝手冊，孔加工方法經(jīng)濟(jì)精度表4.1-12，平面加工方法精度表4.1-10各種加工方法能達(dá)到的表面粗糙度表4.2-5，可初步確定其加工

7、方法。現(xiàn)列表如下：加工表面尺寸精度等級/mm表面粗糙度/µm加工方法蝸輪殼體下端面IT8821.6粗車-半精車-精車蝸輪殼體上端面IT91303.2粗車-半精車蝸輪殼體左端面IT7821.6粗車-半精車-精車蝸輪孔IT855H71.6鏜-半精鏜-精鏜蝸輪孔端面IT9703.2粗車-半精車蝸桿內(nèi)孔IT852J71.6鏜-半精鏜-精鏜(2) 加工階段的劃分劃分為粗加工、半精加工、精加工幾個階段，確定好精度基準(zhǔn)面并以此定位加工，從而保證精度要求，在半精加工完成次要表面的加工，在精加工階段完成主要表面的加工并保證其表面粗糙度。 （3） 工序順序的安排A. 機(jī)械加工工序，遵循先面后孔原則，先加

8、工82mm下端面和130mm上端面，再加工55H7孔，遵循先基準(zhǔn)后其他原則，先加工55H7孔作為基準(zhǔn)再加工其他內(nèi)孔，遵循先粗后精原則，先粗加工后精加工。B. 熱處理工序的安排 鑄件毛坯需進(jìn)行人工時效處理，消除內(nèi)應(yīng)力。C. 輔助工序的安排 粗加工之前進(jìn)行人工時效處理，精加工之后安排去毛刺檢驗工序。綜上，蝸輪殼體工藝路線的擬定如下:鑄造清砂熱處理劃線粗車半精車精車鏜半精鏜精鏜粗車半精車鏜半精鏜精鏜鉗修毛刺檢驗。四、選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備序號工藝內(nèi)容機(jī)床刀具夾具量具1鑄造2清砂3人工時效4劃線劃針5粗車上端面CA614045°車刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺6半精車上端面和70 mm孔端面CA6140

9、45°車刀內(nèi)孔車刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺、樣板7粗車下端面CA614045°車刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺8半精車下端面CA614045°車刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺9精車下端面CA614045°車刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺、樣板10鏜蝸輪孔CA6140硬質(zhì)合金鏜刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺11半精鏜蝸輪孔CA6140硬質(zhì)合金鏜刀三爪卡盤游標(biāo)卡尺、樣板12精鏜55H7孔CA6140硬質(zhì)合金鏜刀三爪卡盤深度游標(biāo)卡尺千分尺、樣板13粗車82mm左端面CA614045°車刀四爪單動卡盤游標(biāo)卡尺14半精車左端面CA614045°車刀四爪單動卡盤游標(biāo)卡尺、樣板15鏜52J7孔CA614

10、0硬質(zhì)合金鏜刀四爪單動 卡盤、專用夾具游標(biāo)卡尺16半精鏜52J7孔CA6140硬質(zhì)合金鏜刀四爪單動卡盤、專用夾具游標(biāo)卡尺、樣板17鏜孔 精鏜52J7 CA6140硬質(zhì)合金鏜刀四爪單動 卡盤、專用夾具游標(biāo)卡尺、千分尺、 樣板18修毛刺銼刀19檢驗五、確定定位誤差1、中心距L的定位誤差分析由加工方中心距法知，在加工孔52J7孔時要保證的工序尺寸是60±0.08mm下底面和55H7孔軸線為定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合。因此，基準(zhǔn)不重合誤差B=0 . 由于心軸制造時有垂直度誤差，55H7孔與心軸配合有間隙，它們對中心距（60±0.08）mm都將產(chǎn)生影響。因此，中心距L的定位誤差是基準(zhǔn)位移

11、誤差Y與心軸制造時垂直度誤差之和。如圖所示： 蝸輪殼體的定位誤差分析即D=Y+Htg 式中Y由55H7孔與心軸配合間隙引起的基準(zhǔn)位移誤差mm-心軸軸線對基準(zhǔn)面B的轉(zhuǎn)角誤差； 設(shè)=0.01°，當(dāng)工件孔的直徑為最大Dmax，心軸直徑為最小dmin時，定位基準(zhǔn)的位移量最小imin=0.02，中心距也最小Lmin，因此Y=Lmax-Lmin=imax-imin=i 式中，i定位基準(zhǔn)的位移量mm； 一批工件定位基準(zhǔn)的變動范圍由于定位基準(zhǔn)存在位移誤差，且定位基準(zhǔn)可在任意方向移動，則：i=0±Dmax-dmin2 = 0±D+d+xmin2式中，D定位孔公差mmd定位心軸公差m

12、mxmin孔與心軸的最小間隙mm Y=i=0.030+0.019=0.049mm D=0.049+80tg0.01°=0.063mm此結(jié)果大于中心距公差13 15，不能滿足中心距公差要求。為了達(dá)到公差需求，需提高孔與中心軸的配合精度及心軸與平面B的垂直度精度，在不影響工作精度的情況下適當(dāng)降低中心距公差。所以配合取55H7js5。2、中心高H的定位誤差分析在加工52J7孔時，由于下底面和55H7孔軸線是定位基準(zhǔn)，與工序基準(zhǔn)重合，故基準(zhǔn)不重合誤差B=0，但心軸與下底面的垂直度誤差影響中心高，心軸與孔配合間隙引起的位移誤差對中心高無影響。因此，中心高H的定位誤差等于心軸與下底面的垂直度誤差

13、 Lsin。如圖所示：蝸輪殼體中心高定位誤差分析由圖可知，當(dāng)心軸與下底面完全垂直時，52J7孔的中心在O的位置。當(dāng)轉(zhuǎn)角誤差在最后時，其孔的中心應(yīng)在O1位置。但加工一批工件時，其中心高意境調(diào)好，故實際中心高落在O1/ 位置，中心高誤差為O1 O1/。同理，當(dāng)轉(zhuǎn)角誤差在最左時，中心高誤差為O2 O2/ ；因此，D= O1 O1/ = O2 O2/ Lsin=60sin0.01°=0.01047mm六、確定切削用量一、加工條件工件材料：HT200 機(jī)床：CA6140臥式機(jī)床刀具：刀片材料YT15 刀桿尺寸25×25mm Kr=45° ro=12° =8

14、6;r=1.0 mm 1. 切蝸輪殼體上端面(1)、計算切削量 粗車130mm上端面 ，已知毛坯高度方向上的加工余量為3mm，單邊余量為1.5mm。故可一次走刀，ap =1mm(2)、進(jìn)給量f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47，當(dāng)?shù)稐U尺寸為25×25mm 時， ap =1.5 mm 以及工件直徑為130 mm時f=0.6-1.2 mmr取f=0.6 mmr（3）、計算切削速度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-46，切削速度按車刀及加工材料選項（壽命T=60min，V=40-80 m/min） 取V=40 mmin（4）、確定主軸轉(zhuǎn)速n 由V=d n/1000可得出n=1000V/d =

15、1000×40/3.14×130=97.99 rmin。按機(jī)床取n=175 rmin。實際切削速度V=71.435 mmin（5）、切削工時tt=L/2/f n=130/2/0.6×175=0.62 min.2.切蝸輪殼體下端面切削深度 已知毛坯高度方向上單邊余量為1.5 mm，故可一次走刀aP=1 mm。進(jìn)給量f切削速度v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 mm/r取f=0.6 mm/r。切削速度v=40-80 m/min取v=40 m/min。確定主軸轉(zhuǎn)速n由v=d n/1000可得出：n=1000v/d=1000×40/3.14×82=155.35

16、r/min按機(jī)床取n=175r/min。實際切削速度v=45.06 m/min。切削工時t=L/2/f n=82/2/0.6×175=0.39 min3.切蝸輪殼體左端面切削深度 已知毛坯長度方向的加工總余量為4 mm，故2次走刀，每次ap=1 mm 。進(jìn)給量f切削速度v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47,1.1-46， mm/r取f=0.6 mm/r。切削速度v=40-80 m/min取v=50 m/min。確定主軸轉(zhuǎn)速n由v=d n/1000可得出：n=1000v/d=1000×50/3.14×82=194.19 r/min。按機(jī)床取n=210 r/min。實

17、際切削速度v=54.07 r/min。切削工時t=L/f n=82/0.6×210=0.65 min。4.半精車82 mm外圓端面半精車82 mm外圓端面，高度方向上余量為0.3mm。故可一次走刀ap=0.5mm。進(jìn)給量f切削速度v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47,1.1-46， mm/r取f=0.10 mm/r。切削速度v=40-80 m/min取v=60 m/min。確定主軸轉(zhuǎn)速n由v=d n/1000可得出：n=1000v/d=1000×60/3.14×82=233.03r/min按機(jī)床取n=250r/min。實際切削速度v=64 .37 m/min切削工

18、時t=L/2/f n=82/2/0.15×250=1.09 min5.半精車130mm外圓端面半精車130mm外圓端面，高度方向上余量為0.5mm。故可一次走刀ap=0.5mm。進(jìn)給量f切削速度v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47,1.1-46，f=0.15-0.25 mm/r取f=0.20 mm/r切削速度v=40-80 m/min取v=60 m/min。確定主軸轉(zhuǎn)速n由v=d n/1000可得出n=1000v/d=1000×60/3.14×130=146.99r/min按機(jī)床取n=175r /min切削工時t=L/2/f n=130/2/0.2 175=1.8

19、6 min6.半精車左端面82 mm外圓端面半精車82mm外圓端面，軸向方向上余量為2mm。故可2次走刀，每次ap=1mm。進(jìn)給量f切削速度v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47,1.1-46，0 mm/r取f=0.20 mm/r切削速度v=40-80 m/min取v=60 m/min確定主軸速度n由v=d n/1000可得出：n=1000v/d=1000×60/3.14×82=234.03r/min按機(jī)床取n=210r/min。實際切削速度v=54.07 m/min 切削工時t=L/f n=82/0.20×210=0.98 min7.精車下端面82 mm外圓端面精

20、車下端面82 mm外圓端面,高度方向上余量為0.2mm。故可一次走刀ap=0.5mm。進(jìn)給量f切削速度v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47,1.1-46， mm/r取f=0.05 mm/r切削速度v=40-80 m/mi取v=80m/min確定主軸速度n由v=d n/1000可得出：n=1000v/d=1000×80/3.14×82=310.70r/min按機(jī)床取n=350r/min實際切削速度v=90.12 m/min切削工時t=L/2/f n=82/2/0.05×350=2.34 min（二）加工條件工件材料：HT200 機(jī)床：CA6140刀具材料：硬質(zhì)合金鏜

21、刀1.鏜55H7 mm孔（1）.計算切削用量 已知53孔毛坯加工總余量為2 mm。故可兩次走刀，每次ap=0.5 （2）.進(jìn)給量f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47， mm/r取f=0.3mm/r(3).計算切削速度 v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47，v=40-80m/min取v=40m/min(4).確定主軸轉(zhuǎn)速n 由v=d n/1000可計算n=1000v/d=1000×40/3.14×53=240.36 m/min按機(jī)床取n=250 r/min實際切削速度v=41.62 m/min (5).切削工時t=L/f n=60/0.3×250=0.8 min2

22、.半精鏜55H7孔半精鏜54 mm孔,留機(jī)械加工余量0.8mm。故可兩次走刀，每次ap=0.4 mm。進(jìn)給量f，切削速度v，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-48 mm/r取f=0.15 mm/r切削速度v=40-80 m/min取v=60 m/min確定主軸速度n由v=d n/1000可計算出n=1000v/d=1000×60/3.14×54=347.42 r/min按機(jī)床取n=350 r/min實際切削速度v=60.445 m/min 切削工時t=L/f n=60/0.15×350=1.14min3.精鏜55H7 mm孔精鏜54.8 mm孔,留機(jī)械加工余量0.2

23、mm。故可兩次走刀，每次ap=0.1 mm。進(jìn)給量f，切削速度v，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-4 mm/r取f=0.04 mm/r切削速度v=40-80 m/min取v=80 m/min確定主軸速度n由v=d n/1000可計算出n=1000v/d=1000×80/3.14×54.8=464.92 r/min按機(jī)床取n=465 r/min 實際切削速度v=80.01 m/min 切削工時t=L/f n=60/0.04×465=3.23 min三加工條件工件材料：HT200機(jī)床：臥式CA6140刀具材料：硬質(zhì)合金鏜刀1.鏜52J7孔（1）.計算切削用量 已知50

24、mm孔毛坯加工余量為2 mm。故可兩次走刀，每次ap=0.5 mm。（2）.進(jìn)給量f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47， mm/r取f=0.3 mm/r（3）.計算切削速度 v根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表1.1-47，v=40-80 m/min取v=40 m/min（4）.確定主軸轉(zhuǎn)速n由v=dn/1000可計算出n=1000v/d=1000×40/3.14×50=254.77 m/min按機(jī)床取n=275 m/min 實際切削速度v=43.175 m/min（5）.切削工時tt=L/f n=35/0.3×275=0.42 min2.半精鏜52J7 mm孔半精鏜51

25、mm孔,留機(jī)械加工余量0.8 mm。故可兩次走刀，每次ap=0.4 mm。進(jìn)給量f，切削速度v，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表mm/r取f=0.15 mm/r切削速度v=40-80 m/min取v=60 m/min確定主軸速度n=1000v/d=1000×60/3.14×51=374.67 r/min按機(jī)床取n=375 r/min 實際切削速度v=60.05 m/min 切削工時t=L/f n=35/0.15×375=0.62 min3.精鏜52J7 mm孔精鏜51.8 mm孔,留機(jī)械加工余量0.2 mm。故可兩次走刀，每次ap=0.1 mm。進(jìn)給量f，切削速度v，根據(jù)機(jī)

26、械加工工藝手冊表1.1-47,f=0.02-0.06 mm/r取f=0.04 mm/r切削速度v=40-80 m/min取v=80 m/min確定主軸速度n=1000v/d=1000×80/3.14×51.8=491.85 r/min按機(jī)床取n=500 r/min 實際切削速度v=81.64 m/min 切削工時t=L/f n=35/0.04×500=1.75 min七夾具原理簡要說明在機(jī)床用于裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，其主要作用表現(xiàn)在以下幾個方面。縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率；確保穩(wěn)定加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量；降低對操作工人的技術(shù)要求和勞動強(qiáng)度；擴(kuò)大了機(jī)床的加工范圍等。角鐵式夾具的結(jié)構(gòu)特點是具有類似于角鐵的夾具體。常用來加工殼體、支座、接頭等類零件上的圓柱面及端面。該工裝以角鐵和55H7 mm孔中心軸定位，其中角鐵固定下端面。這樣定位能很好的保證55H7 mm孔中心線的位置尺寸及公差。將工件定位后用花盤裝夾在車床主軸上進(jìn)而加工52J7 mm孔，保證了與基準(zhǔn)A的垂直度。但由于加工過程中工件懸臂較長為增加穩(wěn)定性及夾緊力，需采用兩只可調(diào)輔助支撐對心夾緊，同時為使整個夾具回轉(zhuǎn)平衡，增添了配重塊。為了保證中心距L=60±0.08，中心高H=80±0.1，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選擇下端面B為定位基準(zhǔn)限制三個自由度，在