機械制造工藝學(xué)_課程設(shè)計_夾具設(shè)計

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 設(shè) 計 者： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師：目 錄第一章 產(chǎn)品概述11.1蝸輪蝸桿減速器概述11.2減速器箱體11.3箱體配合面3第二章 圖紙技術(shù)要求分析42.1圖紙檢查42.2箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析52.3 圖紙的技術(shù)要求分52.4加工重難點6第三章 生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型6第四章 材料與毛坯74.1材料選擇74.2毛坯的制造方法84.3毛坯加工余量84.4毛坯圖8第五章 定位基面95.1 定位基準(zhǔn)的選擇95.2 定位基準(zhǔn)的選擇及分析10第六章 加工工作量及工藝手段116.1 機座底面116.2 機座上機蓋結(jié)合面116.3 蝸桿軸軸承座端面126.4蝸桿軸軸承座孔126

2、.5 機蓋窺視孔端面126.6機蓋上機蓋結(jié)合面136.7蝸輪軸軸承座端面136.8蝸輪軸軸承座端面孔13第七章 工藝過程14第八章 銑箱體軸孔端面工序的夾具設(shè)計與計算168.1銑削軸孔兩端面的分析168.2機床夾具設(shè)計的基本原則和特點168.3銑削參數(shù)的確定：178.4時間定額計算218.5機械加工工藝卡228.6夾具體的設(shè)計228.7夾具氣壓回路的設(shè)計31第九章 實習(xí)小結(jié)32第十章 參考文獻32第一章 產(chǎn)品概述1.1蝸輪蝸桿減速器概述 減速器在原動機和工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，蝸輪蝸桿減速機是一種動力傳達機構(gòu)，幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到蝸輪蝸桿減速機的蹤跡，從

3、交通工具的船舶、汽車、機車，建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動力的傳輸工作，到小負荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應(yīng)用，渦輪蝸桿減速器效率及可靠性高，工作壽命長，維護簡便，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。蝸輪蝸桿減速機的結(jié)構(gòu)主要有：箱體（機座和機蓋）、蝸桿、蝸輪、軸承、擋油盤、地腳螺栓、定位銷、箱體箱蓋連接螺栓等。蝸輪蝸桿減速機的作用主要有：1、降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。2、減速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為

4、減速比的平方。1.2減速器箱體箱體是減速器中所有零件的基座，是支撐和固定軸系部件、保證傳動零件的正確相對位置并承受作用在減速器上載荷的重要零件，在整個減速器總成中的起支撐和連接的作用，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機構(gòu)的正確安裝。箱體一般還兼做潤滑油的油箱，具有充分潤滑和良好密封箱內(nèi)零件的作用。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體大多做成剖分式，由機座和機蓋組成，取軸的中心線所在平面為剖分面，如圖1-2、1-3所示。機座與機蓋采用普通螺栓聯(lián)結(jié)，用圓錐銷定位。箱體的材料、毛坯種類與減速器的應(yīng)用場合及生產(chǎn)數(shù)量有關(guān)。鑄造箱體通常采用灰鑄鐵鑄造。鑄造箱體的剛性較好，外型美觀，易于切削加工，

5、能吸收振動和消除噪聲，但重量較重，適合于成批生產(chǎn)。 1-2 機蓋 1-3 機座 變速器箱體是典型的箱體類零件，其結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜，壁薄，外部為了增加其強度加有很多加強筋。有精度較高的多個平面、軸承孔，螺孔等需要加工，因為剛度較差，切削中受熱大，易產(chǎn)生震動和變形。 箱體零件是機器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作.因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質(zhì)量,加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準(zhǔn)確性，也為將會影響減速器的壽命和性能進而影響機器的使用性能和壽命.因而箱體一般具有較高的技術(shù)要求.由于機器的結(jié)構(gòu)特點和箱體在

6、機器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動機上的箱體等).在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時也采用焊接毛坯.毛坯的鑄造方法,取決于生產(chǎn)類型和毛坯尺寸.在單件小批生產(chǎn)中,多采用木模手工造型;在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機器造型,毛坯的精度較高.箱體上大于3050mm的孔,一般都鑄造出頂孔,以減少加工余量.變速箱

7、的大批量生產(chǎn)的機加工工藝過程中，其主要加工面有軸承孔系及其端面，平面，螺紋孔，銷孔等。因此加工過程中的主要問題是保證的孔的精度及位置精度，處理好孔與平面的相互關(guān)系。1.3箱體配合面1.3.1機座配合面（1）機座底面與地面接觸，通過地腳螺栓固定在地面上，需要間隙較小，要求有一般的表面粗糙度，以減小振動；（2）機座的頂面與機蓋的底面配合，通過連接螺栓連接，而且需要間隙很小，要求很高的表面粗糙度，以減小漏油、進灰塵等；（3）機座蝸桿軸承座端面與端蓋裝配，通過螺栓連接，要求有一般的表面粗糙度，以防灰塵；（4）機座蝸桿軸承座孔與蝸桿裝配，需要很小間隙，要求很高的表面粗糙度，以減小漏油、進灰塵等；（5）機

8、座蝸輪軸軸承座端面與端蓋裝配，通過螺栓連接，要求有一般的表面粗糙度，以防灰塵；（6）機座蝸輪軸承座孔與蝸輪裝配，需要很小間隙，要求很高的表面粗糙度，以減小漏油、進灰塵等；（7）機座側(cè)面兩游標(biāo)孔端面盒油孔端面需要與螺栓連接，端面有粗糙度要求，要求有一般的表面粗糙度，以防灰塵；（8）機座的頂面與機蓋的底面配合，通過錐銷孔定位，而且需要間隙很小，要求很高的表面粗糙度，以機座機蓋準(zhǔn)確定位配合。1.3.2機蓋配合面（1）機蓋的底面與機座的頂面配合，通過連接螺栓連接，而且需要間隙很小，要求很高的表面粗糙度，以減小漏油、進灰塵等；（2）機蓋的底面與機座的頂面配合，通過錐銷孔定位，而且需要間隙很小，要求很高的

9、表面粗糙度，以機座機蓋準(zhǔn)確定位配合。（3）機蓋頂端窺視孔端面與毛氈裝配，有粗糙度要求，通過螺栓連接，要求有一般的表面粗糙度，以防灰塵；第二章 圖紙技術(shù)要求分析2.1圖紙檢查分析圖紙可知：1、渦輪、蝸桿兩軸承孔軸線的垂直度誤差為0.19mm，為8級要求2、四軸承孔端面與其軸線的垂直度誤差為0.10mm，為8級要求3、機蓋、機座結(jié)合面的平面度誤差為0.025mm，為7級要求4、渦輪軸承孔（分上下兩半）圓柱度誤差為0.012mm，為7級要求5、渦輪軸承孔（分上下兩半）軸線處于結(jié)合面內(nèi)其允許的位置度位差為0.60mm6、兩軸承孔（ 和）公差代號均為H7若以阿基米德螺線蝸桿傳動，其對蝸桿、渦輪軸線垂直度

10、的誤差不敏感，故原圖8級精度要求可行；作為會產(chǎn)生較大軸向力的蝸桿傳動，其軸向力直接作用于軸承上并通過軸承端蓋承受，故軸承孔斷面8級精度要求合理；結(jié)合面的密閉性將影響減速器的潤滑狀況即是否會發(fā)生滲漏，6級精度要求合理；渦輪軸承孔的形狀、位置直接影響傳動，且因其上下半圓分別在兩個零件上，故應(yīng)作要求，因此此圖所選合理；兩孔尺寸精度IT7既滿足了使用性能的要求，在加工上又較易實現(xiàn)，故選擇正確。 圖紙改錯：1.機座主視圖中與機蓋的連接螺栓孔剖視后孔內(nèi)剖面線應(yīng)去掉；2.機座底面局部剖打斷線超出界限。3、主視圖吊耳處5mm應(yīng)該去掉，為重復(fù)標(biāo)注。4、左視圖中油孔定位尺寸15mm應(yīng)該去掉。5、機座底面粗糙度Ra

11、12.5不能滿足加工要求，應(yīng)改為Ra3.2 。6、技術(shù)要求中鑄造精度IT18改為IT16 。 2.2箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工的表面多，要求高，機械加工的工作量大，結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意： 1)、本箱體加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中通孔加工工藝性最好，階梯孔相對較差，加工時最好采用專用多主軸機床加工。2）、箱體的需要加工的端面都是屬于大平面，建議采用大直徑平面銑刀。3）、箱體很多地方同一部位需要使用不同刀具，但定位基準(zhǔn)不變，可采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位夾緊，采用統(tǒng)一夾具，節(jié)約成本。4）、結(jié)合面的加工中，應(yīng)在保證平面度0.025 和粗糙度Ra1.6 的要求下，采

12、取合理的加工方法，以滿足在檢驗密封性時滿足要求。5）、加工軸承孔和端面時應(yīng)該采取合箱加工，才能滿足所要求的垂直度的要求。6）、為了減少加工中的換刀次數(shù)，箱體上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致。2.3 圖紙的技術(shù)要求分析名稱 圖紙技術(shù)要求機座1.機座鑄成后，應(yīng)清理并進行時效處理；2.機蓋和機座合箱后，邊緣應(yīng)該平齊，相互錯位每邊不大于2mm;3.應(yīng)檢查與機座接合面的密封性，用0.05塞尺塞入深度不得大于結(jié)合面寬度的13，用涂色法去檢查接觸面積達每個結(jié)合面一個斑點；4.與機座連接后，打上定位銷進行鏜孔，鏜孔時接合面處禁放任何襯墊；5.機械加工未標(biāo)注偏差尺寸處精度為IT12；6.鑄造尺寸精度為IT16；7

13、.未注明的倒角為C2，粗糙度為Ra12.5；8.未注明的鑄造倒角半徑為R35。9.機座不得漏油。機蓋1.機座鑄成后，應(yīng)清理并進行時效處理；2.機蓋和機座合箱后，邊緣應(yīng)該平齊，相互錯位每邊不大于2mm;3.應(yīng)檢查與機座接合面的密封性，用0.05塞尺塞入深度不得大于結(jié)合面寬度的13，用涂色法去檢查接觸面積達每個結(jié)合面一個斑點；4.與機座連接后，打上定位銷進行鏜孔，鏜孔時接合面處禁放任何襯墊；5.機械加工未標(biāo)注偏差尺寸處精度為IT12；6.鑄造尺寸精度為IT18；7.未注明的倒角為C2，粗糙度為Ra12.5；8.未注明的鑄造倒角半徑為R35。2.4加工重難點（1）加工重點：機座上下端面，機蓋下端面，

14、各軸承座端面及軸承座孔，機座機蓋連接螺栓。（2）加工難點：機座上端面，機蓋下端面，渦輪軸承座端面及其軸承座孔。第三章 生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型本文取年產(chǎn)量Q3000（件/年），該零件在每臺產(chǎn)品中的數(shù)量n=1（件/臺），廢品率5，備品率5。由公式NQ×n（1）得： N3000×1×（155）=3300查機制工藝生產(chǎn)實習(xí)及課程設(shè)計中表61，即下表3_1。表3_1劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)生產(chǎn)類型同一種零件的年產(chǎn)量重型零件中型零件輕型零件單件生產(chǎn)小批量生產(chǎn)中批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)15510010030030010001000以上110102002005005005000500

15、0以上1100100500500500050005000050000以上由于屬于中型零件，確定箱體的生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，采用流水線生產(chǎn)，從積極性考慮，采用組合機床加工，流水線全部采用半自動化的設(shè)備。第四章 材料與毛坯4.1材料選擇由于減速器箱體的外形與內(nèi)形狀相對比較復(fù)雜，而且它只是用來起連接作用和支撐作用的，綜合考慮，抗拉強度小于200MPa，所以我們可以選用灰口鑄鐵（HT200），HT200 為較高強度的鑄鐵，基體組織為珠光體。強度、耐磨性、耐熱性均較好，鑄造性能好，需進行人工時效處理。鑄鐵是一種以Fe、C、Si 為基礎(chǔ)的復(fù)雜多元合金。含碳量在2.04.0的范圍。除C 和Si 外，還含有Mn

16、、P、S 等元素。其中Mn元素能溫和形成碳化物（珠光體），增加強度和耐磨性；而S 元素對合金是有害的，需要對其含量進行控制。因為鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，加上它熔化配料簡單，成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件，又由于含有石墨，石墨本身具有潤滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和儲存潤滑油，使鑄件有良好的耐磨性。此外，由于鑄件中帶有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力進一步提高，這對于制備箱體零件具有重要意義。如果沒有HT200時此種材料可以用45號鋼，經(jīng)正火或退火處理就可以達到強度和韌性。4.2毛坯的制造方法金屬型鑄造：是以

17、金屬型模腔上覆以圖層作為型腔，有時輔以沙芯作內(nèi)腔的鑄造方法。鑄造冷卻速度快，鑄件冷卻速度快，鑄件內(nèi)部組織致密，機械性能較高，單位生產(chǎn)面積產(chǎn)量高，但零件尺寸大小。幾何形狀復(fù)雜程度有一定的限制，僅適用于成批與大量生產(chǎn)，一般不宜與單件或小批量生產(chǎn)。根據(jù)零件圖可知，減速箱上初主要的軸承孔是鑄造的外，其他的孔都是機械加工出來的。因此查表得：在大量生產(chǎn)的時候通孔的最小直徑是30mm。這些不鑄造的孔留待機械加工時鉆出。由于減速器箱體為大批量生產(chǎn)，必須采用自動線機器造型，因此分型面造在軸承孔的連線上，分成上下兩半，采用兩箱造型鑄造。采用中注式澆注系統(tǒng)，在直澆道下面設(shè)有橫澆道。澆注的時候重要的加工面應(yīng)該向下，因

18、為鑄件的上表面容易產(chǎn)生沙眼、氣孔等。為了補縮，上面設(shè)幾個冒口。為了造型時方便拔模而設(shè)計了拔模斜度。4.3毛坯加工余量查金屬機械加工工藝人員手冊趙如福，表3-6 知材料為灰鑄鐵，機械加工余量等級為E 級。由毛坯余量公式4.4毛坯圖1.機蓋毛坯圖，如圖4-3所示。圖4-12.機座毛坯圖，如圖4-4所示。圖4-2第五章 定位基面5.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)大批量的生產(chǎn)的減速器箱體通常以底面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，機蓋則以結(jié)合面為精基準(zhǔn)。在一次安裝下，可以加工除定位面以外的所有五個面上的孔或平面，也可以作為從粗加工到精加工的大部

19、分工序的定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”；此外這種定位基準(zhǔn)的選擇夾緊方便，工件的夾緊變形??；易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。粗基準(zhǔn)的選擇：加工的第一個平面是箱蓋和箱座的結(jié)合面，由于分離式箱體軸承孔的毛坯孔分布在箱蓋和箱座兩個不同部分上很不規(guī)則，因而再加工箱蓋和箱座的結(jié)合面時，無法以軸承孔的毛坯面作粗基準(zhǔn)，而采用箱體上的結(jié)合面作為粗基準(zhǔn)。這樣粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)“互為基準(zhǔn)”的原則下統(tǒng)一，可以保證結(jié)合面的平行度，減少箱體裝合時對合面的變形。5.2 定位基準(zhǔn)的選擇及分析5.2.1各加工面基準(zhǔn)表工序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)定位元件限制的自由度1粗銑窺視孔面機蓋結(jié)合面、兩側(cè)面定位塊，支撐釘2粗、精銑機

20、蓋結(jié)合面窺視孔面、兩側(cè)面定位塊，支撐釘3锪、鉆底面4沉頭孔機蓋結(jié)合面、兩側(cè)面定位塊，支撐釘4鉆、攻窺視孔螺紋孔機蓋結(jié)合面、定位銷孔定位塊，圓柱銷5锪凸臺平面機蓋結(jié)合面、定位銷孔定位塊，圓柱銷6锪、鉆凸臺平面4沉頭孔機蓋結(jié)合面、定位銷孔定位塊，圓柱銷7鉆、攻起蓋螺釘螺紋孔機蓋結(jié)合面、定位銷孔定位塊，圓柱銷8粗銑機蓋底面機座結(jié)合面、兩側(cè)面定位塊，支撐釘9粗、精銑機座結(jié)合面機座底面、兩側(cè)面定位塊，支撐釘10锪、鉆地腳螺栓孔機座底面、兩側(cè)面定位塊，支撐釘11鉆、锪結(jié)合面4沉頭孔機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷12鉆、攻4凸臺連接孔螺紋機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷13銑油槽機座底面、定位銷孔定位塊，

21、圓柱銷14銑集油板連接面機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷15鉆、攻集油板連接孔機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷16銑游標(biāo)凸臺面機座結(jié)合面定位塊，圓柱銷17鉆、锪、攻游標(biāo)孔機座結(jié)合面定位塊，圓柱銷18銑左右軸承座端面端面機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷19粗、半精、精鏜左右軸承孔機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷20鉆、攻左右軸承座螺紋孔機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷21鉆、锪、攻出油孔機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷22合箱鉆定位銷孔機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷23合箱銑前后軸承座端面機座底面、定位銷孔定位塊，圓柱銷 第六章 加工工作量及工藝手段減速器箱體要加工共有七個表面，上箱結(jié)合面、下

22、箱結(jié)合面、窺視孔臺階面、下箱底面、下箱排油孔臺階面、輸入軸承孔端面、輸出軸承孔端面。此外，除了要鏜軸承孔外，還要加工的有上下箱螺栓孔、上箱吊環(huán)孔、窺視孔臺階面、下箱底面螺栓孔、游標(biāo)孔、排油孔、油槽、上下箱定位銷孔。6.1 機座底面表面粗糙度Ra12.5，毛坯加工余量為5。以機座結(jié)合面毛坯為基準(zhǔn)。工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）粗 銑5IT12Ra 12.5毛坯56.2 機座上機蓋結(jié)合面平面度要求為0.025，表面粗糙度Ra1.6，毛坯加工余量為3。以機座底面為基準(zhǔn)進行粗精加工。工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）精銑0.5IT7Ra1.6粗銑2.5IT1

23、3Ra 12.5毛 坯36.3 蝸桿軸軸承座端面表面粗糙度要求為Ra3.2，與其軸線垂直度為0.10，兩相對端面同時加工。工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）精 銑0.5IT7Ra 3.2粗 銑5IT12Ra 12.5毛 坯66.4蝸桿軸軸承座孔支撐孔為130，粗糙度Ra1.6 鏜削加工。工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）浮動鏜0.1IT7Ra1.6精 鏜0.4IT8Ra2.5半精鏜2.5IT10Ra6.3粗鏜6IT12Ra12.5毛 坯96.5 機蓋窺視孔端面表面粗糙度Ra12.5，毛坯加工余量為5。工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）

24、粗 銑5IT12Ra12.5毛 坯56.6機蓋上機蓋結(jié)合面平面度要求為0.025，表面粗糙度Ra3.2，毛坯加工余量為3。工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）精 銑0.5IT7Ra3.2粗 銑2.5IT12Ra12.5毛 坯36.7蝸輪軸軸承座端面表面粗糙度Ra3.2。工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）精 銑0.5IT7Ra3.2半精銑1.5IT10Ra6.4粗銑4IT12Ra12.5毛 坯66.8蝸輪軸軸承座端面孔表面粗糙度Ra2.5，毛坯余量8工序名稱加工余量（mm）經(jīng)濟精度工序尺寸公 差（um）浮動鏜0.1IT7R1.6精 鏜0.4IT8Ra2.5半

25、精鏜25IT10Ra6.3粗 鏜5IT12Ra12.5毛 坯8 第七章 工藝過程工序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)設(shè)備刀具1鑄造毛坯金屬型鑄造2去冒口，清毛刺3初檢（探傷）檢測儀4熱處理5時效處理6粗、半精銑機座底面機蓋結(jié)合面、兩側(cè)面X62W7鉆、鍃地腳螺栓孔機蓋結(jié)合面、兩側(cè)面Z3025*10B麻花鉆；锪鉆8粗、半精、精銑機蓋結(jié)合面機座底面、兩個地腳螺栓孔X62W；MM7135YG8硬質(zhì)合金鑲齒面銑刀；平面砂輪9鉆、鍃機蓋結(jié)合面4沉頭孔機座底面、兩個地腳螺栓孔Z3025*10B麻花鉆; 锪鉆10鉆、鉸機蓋結(jié)合面4連接螺栓孔和集油孔及攻絲機座底面、兩個地腳螺栓孔Z3025*10B麻花鉆; 直柄機用鉸刀;絲錐

26、11粗銑油槽機座底面、兩個地腳螺栓孔X62W圓柱銑刀12粗、半精、精銑蝸桿軸軸承座兩端面機蓋結(jié)合面、兩個沉頭孔X63硬質(zhì)合金YG8圓柱銑刀13粗、半精、精鏜兩蝸桿軸軸承座孔機蓋結(jié)合面、兩個沉頭孔T68臥式鏜床YG6鏜刀YA6鏜刀14鉆、鉸蝸桿軸軸承座12螺紋孔及攻絲機蓋結(jié)合面、兩個沉頭孔Z3025*10B麻花鉆; 直柄機用鉸刀;絲錐15倒角機蓋結(jié)合面、兩個沉頭孔T68臥式鏜床YG6鏜刀16粗、半精銑機座側(cè)面油孔和2個游標(biāo)孔的凸臺端面機蓋結(jié)合面、兩個沉頭孔X62W圓柱銑刀17鉆、鉸油孔和游標(biāo)孔及攻絲機蓋結(jié)合面、兩個沉頭孔Z3025*10B麻花鉆; 直柄機用鉸刀;絲錐18粗、半精銑機蓋窺視孔凸臺端

27、面機蓋結(jié)合面、兩側(cè)面X62W鑲齒端銑刀19鉆、鉸窺視孔端面螺紋孔及攻絲機蓋結(jié)合面、兩側(cè)面Z3025*10B麻花鉆; 直柄機用鉸刀;絲錐20粗、精銑機蓋上機蓋結(jié)合面機蓋窺視孔端面、兩側(cè)面X53W鑲齒端銑刀21鉆、鍃機蓋結(jié)合面8沉頭孔機蓋窺視孔端面、兩側(cè)面Z3025*10B麻花鉆; 锪鉆22鉆、鉸機蓋結(jié)合面起蓋螺釘孔及攻絲機蓋窺視孔端面、兩側(cè)面Z3025*10B麻花鉆; 直柄機用鉸刀;絲錐23合箱后鉆、鍃錐銷孔機座底面、兩個地腳螺栓孔Z3025*10B麻花鉆; 锪鉆24粗、半精、精銑蝸輪軸軸承座兩端面機座底面、兩個地腳螺栓孔X63YG6鏜刀YA6鏜刀25粗、半精、精鏜兩蝸輪軸軸承座孔機座底面、兩個

28、地腳螺栓孔T68臥式鏜床YG6鏜刀YA6鏜刀26鉆、鉸蝸輪軸軸承座12螺紋孔及攻絲機座底面、兩個地腳螺栓孔Z3025*10B麻花鉆; 直柄機用鉸刀;絲錐27倒角機座底面、兩個地腳螺栓孔T68臥式鏜床YG6鏜刀28清洗去毛刺29噴油漆30終檢入庫第八章 銑箱體軸孔端面工序的夾具設(shè)計與計算8.1銑削軸孔兩端面的分析1、技術(shù)要求：兩孔與輸出軸中心線的垂直度為0.19mm，粗糙度為Ra1.6，保證兩端面距離為410mm2、定位基準(zhǔn)：以機座底面、圓柱短銷和削邊銷為基準(zhǔn)，及所謂的“一面兩銷”。3、測量方式：采用氣動量儀直接測量輸出軸兩端面距離。4、工藝要求分析：對于兩孔與輸出軸中心線的垂直度為0.19的位

29、置精度要求、粗糙度為Ra1.6，查互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)可知此設(shè)計要求的位置精度為IT7，綜合機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計手冊在精銑的工步即可達到要求。5、劃分工步： 毛坯檢測 粗銑 精銑6、查表得工序尺寸及其偏差、表面粗糙度，如表6-1：工序名稱加工余量(mm)工序余量(兩面總銑削量)經(jīng)濟精度尺寸及偏差粗糙度精銑0.51IT73.2粗銑510IT1212.5毛坯6表6-18.2機床夾具設(shè)計的基本原則和特點8.2.1銑床夾具設(shè)計的特點：銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、鍵槽、花鍵、缺口及各種成形面。由于銑削加工通常是夾具隨工作臺一起作進給運動，按進給方式不同銑床夾具可分為直線進給式、圓周進給式和

30、靠模進給式三種類型。由于銑削加工切削用量及切削力較大，又是多刃斷續(xù)切削，加工時易產(chǎn)生振動，因此設(shè)計銑床夾具時應(yīng)注意：夾緊力要足夠且反行程自鎖；夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)要合理。8.2.2夾具設(shè)計的基本原則：1）應(yīng)具有足夠的剛度和強度；2）力求結(jié)構(gòu)簡單，裝卸工件方便；3）尺寸要穩(wěn)定，制造前對材料進行必要的熱處理，以防止奇日久變形；4）要求良好的結(jié)構(gòu)工藝性；5）清洗切屑要方便；6）在機床上安裝要穩(wěn)定、可靠、安全。8.3銑削參數(shù)的確定：8.3.1機床的選擇：機床選擇的原則：1）機床的通用性強，當(dāng)安裝各種銑刀后即可加工中等尺寸工件的平面、溝槽、曲面成形面等；2）配置萬能銑刀，專用多軸銑刀可擴大

31、機床的加工范圍；3）機床尺寸規(guī)格和工件的形狀尺寸應(yīng)相適應(yīng)；4）機床精度等級與本工序加工要求應(yīng)相適應(yīng)；5）機床電動機功率與本工序加工所需功率應(yīng)相適應(yīng)；6）機床自動化程度和生產(chǎn)效率與生產(chǎn)類型應(yīng)相適應(yīng)。加工的箱體的最大尺寸為D*B*H=500*340*310，根據(jù)金屬機械加工工藝員手冊（第四版）表8-67選用雙柱銑床：X2540，部分參數(shù)如下表6-2： 技術(shù)參數(shù)型號最大加工尺寸(mm)工作臺面尺寸(mm)主軸轉(zhuǎn)速范圍長寬高寬長X25402000630680630250033.5800電動機總功率(kw)加工精度（mm）最大承載重量（t）垂直度 粗糙度Ra37100/0.021.61銑頭進給速度范圍手

32、動推薦刀盤最大直徑（mm）400表6-28.3.2銑刀的選擇8.3.2.1刀具及銑刀選擇原則：刀具的選擇主要取決于所采用的加工方法，工件材料，加工尺寸，精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn)率要求和加工經(jīng)濟性等。應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)采用搞生產(chǎn)率的復(fù)合刀具。銑刀類型的選擇決定于加工的性質(zhì)、加工表面的分布位置及形狀、加工表面的尺寸、所需要加工表面光潔度、工件材料及其他因素。面銑刀在大量生產(chǎn)中比圓柱銑刀運用更為普遍的主要原因是：面銑刀能采用較大直徑的銑刀，這樣就能提高效率；沒有長的心軸，銑刀緊固的剛度較好，能采用較大的進給量；能同時用多數(shù)刀齒切削，工作更為均勻；更便于從不同方向同時銑工件的幾個

33、平面。面銑刀直徑很大時（90mm以上），幾乎只用鑲齒銑刀。鑲齒銑刀的構(gòu)造能保證更高的強度，使刀的齒刃磨得更完善，還能更換壞了的刀齒，并且在一切條件相同的情況下，鑲齒銑刀的壽命要比同一尺寸的整體銑刀高20%。這是因為所鑲的高速鋼的刀齒進行再熱處理后由于本身尺寸很小，可以獲得很好的微觀組織，而使切削性能提高。8.3.2.2選擇銑刀大直徑的銑刀在加工時效率較高，大直徑的銑刀在加工時效率較高，但是并不是銑刀直徑越大越好。應(yīng)盡量選用小直徑規(guī)格的銑刀，因為銑刀直徑大切削的力矩增大而且銑刀的切入長度增加會是銑削效率下降。面銑刀的直徑可按下式計算：，其中：銑削加工的寬度，計算之后綜合后根據(jù)金屬機械加工工藝員手

34、冊（第四版）的表10-39銑刀直徑的選擇及表10-40的鑲齒套式面銑刀（JB/T 7954-1990）參數(shù)，綜合選擇端面銑削加工時所采用的鑲齒套式面銑刀參數(shù)：。鑲齒套式面銑刀各參數(shù)如下圖6-1所示：8.3.2.3確定銑刀切削參數(shù)銑刀類型主后角端面后角主偏角副偏角過度刃偏角高速鋼刀具 ()12°8°45°60°1°2°45°過渡刃長度（mm）128.3.2.4確定銑削過程中的進給量切削用量的選擇，對生產(chǎn)率、加工成本和加工質(zhì)量均有重要影響根據(jù)機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計手冊中的硬質(zhì)合金銑刀的切削參數(shù)可知：類別T(mm)V(m/s)S(

35、mm/r)粗銑2550800.20.4精銑0.51801300.050.2根據(jù)各工步的加工余量，粗銑時加工余量5mm，因此選擇切削深度t=5mm，選每齒進給量0.5mm。粗精銑銑時加工余量0.5mm，因此選擇切削深度t=0.5mm，選每齒進給量0.05mm。8.3.2.5各工步銑削參數(shù)的確定（1）粗銑1）銑刀轉(zhuǎn)速切削深度：按照工序加工余量的分析選取及式：，其中，為加工后的工件外圓直徑，為加工前的工件外圓直徑，對于本設(shè)計來說，有以上公式可知ap=3。切削速度其中查表的，刀具耐用度，切削深度t=5mm，每齒進給量Sz=0.5，B=130mm，計算得到Vc=91.54m/min刀具或主軸轉(zhuǎn)速n=10

36、00Vc/d=1000*91.54/(3.14*130)=224.25r/min2）有效功率（）帶入相關(guān)數(shù)據(jù)計算得到：P=220.5kw根據(jù)所算得的轉(zhuǎn)速和功率，查表選擇銑床主軸轉(zhuǎn)速為n=33.5800（符合上表要求），所選銑床的功率為，可以使用。3）銑削力的計算常用的確定切削力的方法有三種：1、由經(jīng)驗公式算出；2、由單位切削力算出3、由諾模圖（M-N-P圖）查出。考慮到銑床夾具設(shè)計要有足夠的夾緊力，因此不用特別精確的計算夾緊力，采用經(jīng)驗公式進行計算。查手冊知道銑削力計算公式（經(jīng)驗公式）為：查機械制造工藝課程設(shè)計手冊得到，將前邊數(shù)據(jù)帶入上述公式計算得：P=223.44N考慮到雙端面銑床，因此，總

37、的切削力為P總=2F=446.88N（2）精銑（方法同上分析）1）銑刀轉(zhuǎn)速切削深度：按照工序加工余量的分析選取及式：，其中為加工后的工件外圓直徑，為加工前的工件外圓直徑，對于本設(shè)計來說，有以上公式可知銑削速度其中查表的，刀具耐用度，切削深度，每齒進給量，計算得到Vc=131.16m/min，刀具或主軸轉(zhuǎn)速n=101.88r/min2）有效功率（）帶入相關(guān)數(shù)據(jù)計算得到：P=0.23kw根據(jù)所算得的轉(zhuǎn)速和功率，查表選擇銑床主軸轉(zhuǎn)速為（符合上表要求），所選銑床的功率為，可以使用。3）銑削力的計算常用的確定銑削力的方法有三種：1、由經(jīng)驗公式算出；2、由單位切削力算出3、由諾模圖（M-N-P圖）查出?？?/p>

38、慮到銑床夾具設(shè)計要有足夠的夾緊力，因此不用特別精確的計算夾緊力，采用經(jīng)驗公式進行計算。查手冊知道銑削力的計算公式（經(jīng)驗公式）為：查機械制造工藝課程設(shè)計手冊得到，將前邊數(shù)據(jù)帶入上述公式計算得：P=3.08KG=30.8N考慮到雙端面銑床，因此，總的切削力為P總=2P=61.6N8.3.2.5冷卻潤滑液的選擇鑄鐵在進行粗銑加工的過程中一般不需要添加冷卻潤滑液，精加工過程中一般選擇煤油或者煤油與礦物油的混合物。結(jié)合后面的時間定額計算在此工序內(nèi)，單件需要消耗冷卻潤滑液。8.4時間定額計算在本道工序中，一共有兩個軸承孔端面（對稱的兩個蝸桿軸的軸孔端面）：工藝方法：采用一面兩銷定位。以底座面作為定位面，以

39、底座地腳螺栓孔作為定位銷孔。采用雙端面銑床進行粗銑和精銑。同時進行對稱面的銑削（一次完成粗銑或精銑）。查機械加工工藝人員手冊 。8.4.1粗銑時間定額其中，帶入數(shù)據(jù)計算得：8.4.2精銑時間定額計算方法同上，8.5機械加工工藝卡見附錄8.6夾具體的設(shè)計8.6.1定位方式本工序采用如下圖6-3所示的完全定位的方式圖6-3其中支撐釘1限制Y方向的平動（），兩個支撐釘2限制X方向的平動()，Z方向的轉(zhuǎn)動()，三個支撐釘3限制Z方向的平動()，X方向的轉(zhuǎn)動()，Y方向的轉(zhuǎn)動()。8.6.2夾緊機構(gòu)簡圖1） 本設(shè)計的產(chǎn)品屬于中批生產(chǎn)，采用生產(chǎn)線流水作業(yè)，工件進出工作臺的方向與兩軸承孔軸線垂直，因此夾具不

40、能設(shè)置在工件行進方向上，所以將夾具布置在工件軸承端面兩側(cè)。2） 同時要求夾具的最高點與軸承端面最近處要有足夠的距離，以防止夾具與面銑刀干涉，以方便銑屑的排出。根據(jù)上述原則，所設(shè)計的夾具機構(gòu)簡圖如圖6-5： 圖6-53）機構(gòu)的自由度圖中機構(gòu)（僅取左半部）共有1個原動機3個活動件，4個低副（包括2個轉(zhuǎn)動副和2個滑動副），沒有高副，因此圖中共有自由度：機構(gòu)的自由度數(shù)與原動件數(shù)相等，故本機構(gòu)有確定的運動。8.6.3夾緊力的計算夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，

41、也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當(dāng)。受力分析：由前邊銑床夾具設(shè)計原則知，銑床夾具設(shè)計要具有足夠的夾緊力。因此在進行夾緊力計算時：1）圓柱銷抵消的部分切削力由夾具承擔(dān)；2）圓周切削力全部作為切向切削力。有以上切削力的計算結(jié)果可知道，粗加工時工件受到的明顯大于精加工時所受的力，因此在這里以粗加工時受到的切削力進行計算。8.6.3.1夾緊力的計算公式查手冊得到夾緊力計算公式為其中K為安全系數(shù)（）8.6.3.2計算系數(shù)：由于箱體加工是以粗加工后底面為定位基準(zhǔn)面，因而底面與夾具的網(wǎng)紋支撐板之間的磨檫系數(shù)，底座的上表面為毛坯面與夾緊壓塊接觸，夾緊元件的表面有網(wǎng)狀紋齒，因而取(機械

42、制造工藝學(xué)設(shè)計員手冊)?；景踩禂?shù)，取1.2；加工狀態(tài)系數(shù)，粗加工選1.2；精加工選1；刀具鈍化系數(shù)，取1.1切削特性系數(shù)，連續(xù)切削，取1；總安全系數(shù)8.6.3.3帶入公式計算：P夾=(K*P切-p重*f1)/(f1+f2)=4071.43N因為設(shè)計四個壓板進行夾緊，因此每個壓板所需提供的力為：P夾=4071.43/4=1017.9N8.6.4確定夾具相關(guān)元件的尺寸以及受力分析8.6.4.1計算氣缸的行程由以下的夾具尺寸和極限位置，可以算出氣缸行程。將機構(gòu)進行極限位置的分析，側(cè)得氣缸行程，得到氣缸行程為68.28cm 。8.6.4.2機構(gòu)的受力分析由夾具的功效可知道，壓板只有在夾緊時后才會受

43、到力的作用，在松開的過程中桿件的受力幾乎是可以忽略的，故下面只進行壓緊工件時機構(gòu)的受力分析，其中，L1=175，L2=125，F(xiàn)夾=1017.9N,參考理論力學(xué)（第二版）進行列式計算，有力矩平衡可知：帶入數(shù)據(jù)計算得到：F氣=1425N8.6.4.3選擇氣缸1、確定氣缸直徑由液壓傳動與氣壓傳動（第三版）（華中科技大學(xué)出版社）知，對于夾具用的夾緊氣缸，取負載效率，此處選用0.85,選擇氣缸的工作壓力為。此處氣缸靠推力工作，故氣缸內(nèi)徑的計算公式選用：,帶入公式計算得到D=51.7mm2、夾具氣缸的選擇1）確定氣缸的工作參數(shù)前述數(shù)據(jù)知：氣壓缸的行程應(yīng)大于68.28；且為了能夠達到要求，氣缸的直徑要適當(dāng)

44、增加，氣缸內(nèi)徑應(yīng)，并且按照標(biāo)準(zhǔn)取整。查資料知道標(biāo)準(zhǔn)氣缸AND/AEN整體尺寸符合本設(shè)計要求，資料如下圖：根據(jù)以上的計算結(jié)果集FESTO所提供的產(chǎn)品種類，最終選取雙作用的AND一端活塞缸的氣壓缸，氣缸直徑50mm，行程70mm，產(chǎn)品型號為AND-50-70-A-P-A，其主要的技術(shù)參數(shù)如主要的技術(shù)參數(shù)均符合，故選擇正確。8.6.4.4定位元件及機構(gòu)的設(shè)計1）主要支承的選擇此類元件在工作定位時起主要的支承定位作用，本工序采用粗加工的底面作為定位基準(zhǔn)，因此選用固定支承。固定支承分為支承釘和支承板（見下圖），由于定位基準(zhǔn)面雖經(jīng)過加工，但只是粗加工，定位基準(zhǔn)面不是很精密，又需要生產(chǎn)過程中排屑，因此選用B

45、形支撐板。本減速箱箱座的長度為500mm，采用兩側(cè)壓板加緊的方法加緊，工藝工程是銑削軸承孔端面，總共兩個軸承孔，直徑為根據(jù)GB/T 8029.2-1999，查的支撐板的具體參數(shù)如下表H(mm)L(mm)B(mm)d(mm)lAdd1hh1孔數(shù)n1060141615306.6114.51.52考慮到夾具夾緊的位置，底板的四腳長寬為120X85mm，故選用四個支撐板。型號：B10x60 GB/T 8029.2-1999材料：T8（注：T8是淬硬型塑料模具用鋼。淬火回火后較高硬度和耐磨性，但熱硬性低、淬透性差、易變形、塑性及強度較低。用作需要具有較高硬度和耐磨性的各種工具）熱處理：H允差：-0.01

46、02）定位銷的選擇考慮到為大批量生產(chǎn)，定位銷工作頻繁，因此選擇可換式定位銷（GB-T 2204-91）選用圓柱銷和削邊銷配合。當(dāng)用一面兩孔定位時，定位誤差有以下三種：1、縱向定位誤差2、橫向定位誤差3、轉(zhuǎn)角誤差由于本工序工件重力方向與定位銷軸軸線方向平行，因此沒有橫向誤差；同時本工序加工方法是兩面銑削，方向與兩銷縱向相同，不會引起誤差，因此不用考慮縱向定位誤差；剩下就是轉(zhuǎn)角誤差了，轉(zhuǎn)角誤差會引起軸承端面與軸承孔軸線的垂直度，因此必須考慮。相關(guān)尺寸如圖6-9所示：圖6-91）圓柱銷的選擇查金屬機械加工工藝員手冊的表9-23和互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)的表2-9優(yōu)先選取配合，查互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)表2-

47、6的到圓柱銷的上偏差為，其中，計算可知道銷的下偏差，那么銷；2）削邊銷的選擇查金屬機械加工工藝員手冊的表9-23得到公式，其中，-基準(zhǔn)孔的直徑，-圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙，-削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙，帶入數(shù)據(jù)計算得到，（公差按h6選取），由題意可知銷3）轉(zhuǎn)角誤差計算查機械制造工藝學(xué)得到公式：,其中，分別為兩兩孔與兩銷 的最大配合間隙；-圓柱銷孔與削邊銷孔的中心距；帶入數(shù)據(jù)計算得到：由上邊的計算結(jié)果知，轉(zhuǎn)角誤差非常小，完全可以忽略不計，因此所選的圓柱銷和削邊銷完全符合要求。所選擇的定位銷，具體參數(shù)如下表：定位銷H(mm)d(mm)d1(mm)L1(mm)L(mm)h1(mm)基本尺寸極限偏差

48、h6圓柱銷2215M1214532削邊銷2215b(mm)5b1(mm)3注:直徑的公差要求按設(shè)計要求決定；材料： 45鋼；熱處理：滲碳深度，。標(biāo)記：兩種銷分別為：A22 f7X14 JB/T8014.3-1999B22 f7X14 JB/T8014.3-19993）擋銷的設(shè)計與選擇在流水線的生產(chǎn)中，在毛坯到達每一個工位進行相應(yīng)生產(chǎn)的時候，一般會有擋銷進行工件的限位，且一般是固定的，相關(guān)參數(shù)見圖紙。8.6.5附件的選擇（鉸鏈支座）b（mm）D(mm)d(mm)d1(mm)L(mm)l(mm)l1(mm)Hh(mm)基本尺寸極限偏差d1112188.2M1042169193材料：45鋼。熱處理：標(biāo)記：支座 12 JB/T 80348.7夾具氣壓回路的設(shè)計考慮到生產(chǎn)為中批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量比較大，為了提高工廠的生產(chǎn)效率和加工的自動化程度，由前邊的設(shè)計計算可知道，選用氣壓缸進行夾具的控制和夾緊完全可以達到設(shè)計要求。本工序采用雙端面銑床，在進行銑削工件的過程中，嚴(yán)禁打開夾具，也就是說不能使氣壓回路進行動作，也就是說時如果夾具敞開的話，會嚴(yán)重阻礙銑刀的銑削工作，產(chǎn)生嚴(yán)重的干涉，造成很大的危險，嚴(yán)重危及工作人員的生命。同時當(dāng)一工件生產(chǎn)結(jié)束之后要先停刀，再打開夾具，釋