毕业设计（论文）-减速器箱盖加工工艺和夹具设计（全套图纸）

减速器箱盖加工工艺和夹具设计学生姓名学号指导教师所在学院专业机械设计制造及其自动化中国大庆2015年6月黑龙江八一农垦大学本科毕业设计I摘要本文是在减速器箱体的图样分析后进行减速器箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。减速器箱体的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。关键词减速器箱体；加工工艺；工序；专用夹具全套图纸，加153893706黑龙江八一农垦大学本科毕业设计IIABSTRACTTHISPAPERISTHEDESIGNOFMECHANICALLINEPROCESSINGOFTHEGEARBOXINTHEPATTERNANALYSISOFTHEGEARBOXAFTER,ATTHESAMETIMEACCORDINGTOTHEDESIGNPROCESSOFTHEFIXTUREREQUIREMENTSTHEMAINCONTENTISTHEPROCESSINGOFTHEGEARBOXSURFACEANDTHEHOLETHEPROCESSINGROUTEISLONG,PROCESSINGTIME,HIGHPROCESSINGCOST,THEMACHININGPRECISIONREQUIREMENTISHIGHINACCORDANCEWITHTHEREQUIREMENTSOFTHEMACHININGPROCESS,FOLLOWTHEPRINCIPLEOFTHESURFACEAFTERTHEFIRSTHOLE,ANDTHEHOLEANDTHEPLANEPROCESSINGCLEARLYDIVIDEDINTOROUGHINGANDFINISHINGSTAGESOFPROCESSINGTOENSUREACCURACYTHEBASISCHOICETOTHEBOTTOMASAROUGHBENCHMARK,THEBOTTOMWITHTWOHOLEASABENCHMARK,VARIOUSPARAMETERSNEEDEDTOPROCESSITSPROCESSINGANDPROCESSINGOFINPARTSOFFIXTUREDESIGN,MAINLYACCORDINGTOTHEREQUIREMENTSOFMACHININGPROCESS,ANALYSISOFTHENUMBEROFDEGREESOFFREEDOMSHOULDBERESTRICTED,ANDTHENACCORDINGTOTHESURFACEFEATURESOFPARTSOFTHESELECTEDPOSITIONINGELEMENT,THENANALYSISTHESELECTEDCOMPONENTSCANBEDEFINEDPOSITIONINGSHOULDBELIMITEDDEGREESOFFREEDOMDETERMINETHELOCATIONCOMPONENTSALSONEEDTOSELECTTHECLAMPINGELEMENT,FINALLYISTODETERMINETHESTRUCTUREOFSPECIALFIXTUREKEYWORDSREDUCERPROCESSINGTECHNOLOGYPROCESSSPECIALFIXTURE黑龙江八一农垦大学本科毕业设计1目录摘要IABSTRACTII1绪论111本课题的研究内容和意义112国内外的发展概况213本课题应达到的要求32零件工艺的分析421零件的工艺分析422箱体零件的结构工艺性43工艺规程设计731确定毛坯的制造形式732定位基准的选择8321粗基准的选择8322精基准的选择933拟定工艺路线10331划分加工阶段10332安排加工顺序11333拟定加工工艺路线1234机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定134确定切削用量及基本工时1541粗铣上窥视孔面1542粗铣结合面1643磨分割面1744钻孔185铣左右端面夹具设计20黑龙江八一农垦大学本科毕业设计251设计要求2052夹具设计20521定位基准的选择20522切削力及夹紧力的计算2053定位误差的分析2354夹具设计及操作的简要说明246钻孔夹具设计2561设计分析2562设计方案论证2563切削力及夹紧力的计算2564设计及操作的简要说明2665结构分析2666夹具的公差2867工序精度分析29总结30参考文献32致谢33黑龙江八一农垦大学本科毕业设计11绪论11本课题的研究内容和意义工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各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。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计2组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位。机床夹具通常是指装夹工件用的装置至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。12国内外的发展概况工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有固定，定位，防止变形。夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的黑龙江八一农垦大学本科毕业设计3夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。13本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对减速器箱体的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析减速器箱体的加工工艺，确定减速器箱体各加工表面的加工方法，进而形成减速器箱体的机械加工工艺路线。并能根据减速器箱体的加工工序要求，分析减速器箱体的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个减速器箱体的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的减速器箱体加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有H/B1125，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计42零件工艺的分析21零件的工艺分析1要加工孔的孔轴配合度为H7，2表面粗糙度为RA小于16UM,圆度为00175MM,垂直度为008MM,同213轴度为002MM。其它孔的表面粗糙度为RA小于125UM,锥销孔的表面粗糙度为RA小于16UM。3盖体上平面表面粗糙度为RA小于125UM,端面表面粗糙度为RA小于32UM4机盖机体的结合面的表面粗糙度为RA小于32UM5结合处的缝隙不216大于005MM，机体的端面表面粗糙度为RA小于125UM22箱体零件的结构工艺性工艺分析的目的主要有两个一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的黑龙江八一农垦大学本科毕业设计5工艺规程。铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天存放一年以上再加工。为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在D面和W面上。镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支承镗削”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。铸造时一般50MM以下孔不铸出。孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。减速器箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此，加工此减速器箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。在此减速器箱体的加工中保证各孔正确位置是靠T68坐标镗床手动控制坐标来完成的，为更好地保证加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时，应采用专用镗模进行加工。根据减速器箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产属小批量生产，设计加工零件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意221本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计6222箱体的内端面加工比较困难,结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。223为了减少加工中的换刀次数,箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致黑龙江八一农垦大学本科毕业设计73工艺规程设计31确定毛坯的制造形式毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与零件的机械加工工艺和质量密切相关。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。毛坯选择时，应全面考虑以下因素1）零件的材料及机械性能要求；2）零件的结构形状与外形尺寸；3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性；4）现有生产条件；5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用HT200，由于零件年生产量8万台，已达到大批生产的水平，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常减速器箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是HT200400，当载荷较大时，采用HT300540高强铸铁。减速器箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的减速器箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计8该零件为减速器箱体类，且外型尺寸较大，材料为HT200，零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图31减速器箱体毛坯图所示。采用小批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献机械制造工艺简明手册确定各表面加工余量。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使减速器箱体壁厚尽量均匀，减速器箱体浇铸后应安排时效或退火工序。该减速器箱体的材料是HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。为了提高减速器箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。32定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，使生产无法进行。减速器箱体定位基准的选择，直接关系到减速器箱体上各个平面与平面之间、孔与平面之间、孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准统一”和“基准重合”的原则，同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是夹具的选用等因素。该减速器箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故减速器箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证减速器箱体的加工精度。定位基准有粗基准和精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。321粗基准的选择加工的第一个平面是盖或低坐的对和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同部分上很不规则，因而在加工盖回底座的对和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用凸缘的不加工面为粗基准。故盖和机座都以凸缘A面为粗基准。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面的变形。选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则黑龙江八一农垦大学本科毕业设计9重要表面原则为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。不加工表面原则为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。余量最小原则如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。使用一次原则因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。平整光洁原则以便工件定位可靠、夹紧方便。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用减速器箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成减速器箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工，即以主轴孔及中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不应定均匀。该减速器箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所以以划线找正法安装。划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。加工该减速器箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以主轴孔作为粗基准。322精基准的选择选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原则1基准重合原则即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。2基准统一原则黑龙江八一农垦大学本科毕业设计10应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。3自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。4互为基准原则5便于装夹原则所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。为了保证减速器箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，减速器箱体类零件精基准选择常用两种原则基准统一原则、基准重合原则。小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高减速器箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。根据大批大量生产的减速器箱体通常以顶面和两定位销孔为精基准，机盖以下平面和两定位销孔为精基准，平面为330X20MM，两定位销孔以直径6MM,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。33拟定工艺路线分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和低座分别进行加工，而后再对装配好的整体箱体进行加工。第一阶段主要完成平面，紧固孔和定位空的加工，为箱体的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。331划分加工阶段零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不同，可划分如下几个阶段粗加工阶段此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛黑龙江八一农垦大学本科毕业设计11坯形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。半精加工阶段此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等），为精加工做好准备。精加工阶段切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比较高。所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。光整加工阶段此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6级以上）的表面。一般不用于提高形状、位置精度。根据加工阶段划分的要求及零件的批量，该减速器箱体的加工划分为3个阶段粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗）、半精加工阶段（半精镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔）。332安排加工顺序复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述如下。切屑加工工序顺序的安排原则1）先粗后精各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。2）先主后次零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行加工。3）先面后孔原则对于减速器箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一黑龙江八一农垦大学本科毕业设计12些，也有利于提高孔的加工精度。4）先基准后其他作为精基准的表面要首先加工出来。该减速器箱体的加工和装配大多以平面为基准，按照加工顺序安排的原则，采用先面后孔的加工顺序。先加工平面，可以为加工精度较高的支承孔提供稳定可靠的精基准，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以将铸件不平表面切除，可减少钻孔时钻头引偏和刀具崩刃等现象的发生，对刀和调整也较为方便。加工孔系时应遵循先主后次的原则，即先加工主要平面或孔系，这也符合切削加工顺序的安排原则。333拟定加工工艺路线拟定工艺路线的出发点应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还要考虑经济效果，以便降低生产成本。综合以上加工阶段和加工顺序的分析，可以初步得出减速器箱体的加工艺路线。初拟减速器箱体加工工艺路线方案如表31所示。表31工艺路线方案工序号工序内容10铸造20清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等30人工时效处理40以分割面为定位基准，按线找正，装夹工件，粗铣顶斜面，留余量1MM50以已加工的顶斜面为定位基准，按线找正，装夹工件，粗铣分割面，留余量1MM60以已加工的分割面为定位基准，按线找正，装夹工件，精铣顶斜面，保证尺寸。70以已加工的顶斜面为定位基准，按线找正，装夹工件，精铣顶面，保证尺寸要求。80将上下箱体合并黑龙江八一农垦大学本科毕业设计1390以箱体端面定位，钻23销钉孔、铰23销钉孔。装定位销100以箱体端面定位，钻69连接孔。110粗、精铣两端端面120以底面、端面为定位基准，粗、精镗轴承孔及卡簧槽130以已加工端面定位，钻、攻螺钉孔4M3140拆卸上下箱体、去毛刺、清洗方案在镗孔时，把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，满足了粗精分开的原则，可以有效避免因粗精不分给工件带来的加工应力无法释放的危害，有效地保证了零件的加工精度。而且四个是孔同时进行加工的，不仅可以保证各主轴孔间的相互位置精度，而且还有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的劳动强度。考虑到机械加工顺序安排原则及零件的生产成本等因素，其优越性在于把粗镗、半精镗、精镗分开进行加工，符合切削加工工序顺序的先粗后精安排原则，而且各轴孔加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工进行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面质量，可以逐渐提高各个轴孔的质量要求，可以提高各轴孔间的相互位置精度和各自的尺寸精度，保证减速器箱体零件的技术要求，确定其为此零件的加工工艺路线。34机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定减速器箱体体的材料是HT200，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸如下顶面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表224铸件机械加工余量，可得顶面B长度方向的单边加工余量如下精加工余量Z225MM粗加工余量Z155MM毛坯余量Z55258MM两侧面黑龙江八一农垦大学本科毕业设计14根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表224铸件机械加工余量，可得两侧面A、C长度方向的单边加工余量如下精加工余量Z225MM粗加工余量Z155MM毛坯余量Z55258MM平面根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简明手册表224铸件机械加工余量，可得平面D、W长度方向的单边加工余量如下精磨余量Z410MM粗磨余量Z315MM半精刨余量Z235MM粗刨余量Z150MM毛坯余量Z5035151011MM黑龙江八一农垦大学本科毕业设计154确定切削用量及基本工时41粗铣上窥视孔面加工条件工件材料灰铸铁加工要求粗铣箱盖上顶面，保证顶面尺寸3MM机床铣床X52K刀具采用高速钢镶齿三面刃铣刀，DW225MM,齿数Z20量具卡板计算铣削用量最大加工余量为ZMAX25MM,可一次铣削，切削深度AP25MM确定进给量F根据工艺手册），表2475,确定FZ02MM/Z切削速度参考有关手册，确定V045M/S,即27M/MIN根据表2486,取NW375R/MIN,故实际切削速度为VDWNW/1000265M/MIN当NW375R/MIN,工作台的每分钟进给量应为FMFZZNZ0220375150MM/MIN52切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为LL1L212532130MM故机动工时为TM1301500866MIN52S辅助时间为TF015TM0155278S其他时间计算6（TBTX65278358S故工序5的单件时间TDJTMTFTBTX5278358634S黑龙江八一农垦大学本科毕业设计1642粗铣结合面加工条件工件材料灰铸铁加工要求精铣箱结合面，保证顶面尺寸3MM机床卧式铣床X52K刀具采用高速钢镶齿三面刃铣刀，DW225MM,齿数Z20量具卡板计算铣削用量已知毛坯被加工长度为330MM，最大加工余量为ZMAX25MM,留磨削量005MM，可一次铣削，切削深度AP245MM确定进给量F根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表2475,确定FZ02MM/Z切削速度参考有关手册，确定V045M/S,即27M/MIN根据表2486,取NW375R/MIN由公式（51）得故实际切削速度为VDWNW/1000265M/MIN当NW375R/MIN,工作台的每分钟进给量应为FMFZZNZ0220375150MM/MIN切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为LL1L233032335MM故机动工时为TM335150223MIN134S辅助时间为TF015TM015134201S其他时间计算TBTX613420192S故工序6的单件时间TDJTMTFTBTX134201921633S黑龙江八一农垦大学本科毕业设计1743磨分割面工件材料灰铸铁加工要求以底面及侧面定位，装夹工件，磨分割面，加工余量为005MM机床平面磨床M7130刀具砂轮量具卡板选择砂轮见工艺手册表482到表488，则结果为WA46KV6P35040127其含义为砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127（DBD）切削用量的选择砂轮转速为N砂1500R/MIN,V砂275M/S轴向进给量FA05B20MM双行程工件速度VW10M/MIN径向进给量FR0015MM/双行程切削工时根据工艺手册可知式中L加工长度，L330MMB加工宽度，230MMZB单面加工余量，ZB005MMK系数，110V工作台移动速度（M/MIN）FA工作台往返一次砂轮轴向进给量（MM）FR工作台往返一次砂轮径向进给量（MM）辅助时间为TF015TM015162243S其他时间计算TBTX6162243112S故该工序的单件时间黑龙江八一农垦大学本科毕业设计18TDJTMTFTBTX1622431121975S44钻孔钻49MM孔工件材料灰铸铁机床立式钻床Z535型刀具采用5MM的麻花钻头走刀一次，扩孔钻6MM走刀一次5MM的麻花钻F025MM/R（工艺手册2438V053M/S318M/MIN（工艺手册2441NS1000V/DW405R/MIN按机床选取NW400R/MIN,（按工艺手册3136）所以实际切削速度6MM扩孔F057MM/R（工艺手册2452）V044M/S264M/MIN（工艺手册2453）NS1000V/DW336R/MIN按机床选取NW400R/MIN,（按工艺手册3136）所以实际切削速度由于是加工2个相同的孔，故总时间为T2T1T22108108864S辅助时间为TF015TM0158641296S其他时间计算TBTX68641296596S故单件时间TDJTMTFTBTX86412965961053S钻69MM孔工件材料灰铸铁加工要求钻6个直径为9MM的孔机床立式钻床Z535型刀具采用麻花钻头走刀一次，F025MM/R黑龙江八一农垦大学本科毕业设计19V044M/S264M/MINNS1000V/DW336R/MIN按机床选取NW400R/MIN,（按工艺手册3136）所以实际切削速度由于是加工6个相同的孔，故总时间为T6T62041024S辅助时间为TF015TM015816122S其他时间计算TBTX681612256S故单件时间TDJTMTFTBTX81612256995S按机床选取NW195R/MIN,则实际切削速度V49M/MIN故机动加工时间L19MM,L13MM,L23MM,TLL1L22/NF4102MIN612S辅助时间为TF015TM01561292S其他时间计算TBTX66129242S故单件时间TDJTMTFTBTX6129242746S故该工序的总时间T105399510977463891S黑龙江八一农垦大学本科毕业设计205铣左右端面夹具设计51设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具将用于X52K铣床。成批生产，任务为设计一铣左右端面夹具本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。52夹具设计521定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知进行加工前，左右端面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有方案选下平面、和侧面和支撑钉定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。522切削力及夹紧力的计算刀具立铣刀（硬质合金）刀具有关几何参数01501顶刃0N侧刃601530RK25LM2Z8/FAMZMAP2由参考文献55表129可得铣削切削力的计算公式0810PZFAFDBZN有981101352548362N根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即FKW安全系数K可按下式计算6543210黑龙江八一农垦大学本科毕业设计21式中为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式60K参数123456,0,31由此可得31056K所以8245WFN由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。1夹紧力作用点的选择A夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。B夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。C夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。3夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤A建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程FJ理FP。B实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需KFJ理。C校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件FJFJ需。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计22夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（X）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计23查参考文献51226可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有210TGTQLWZ式中参数由参考文献5可查得6276ZR90105229螺旋夹紧力048N该夹具采用夹紧机构，由上述计算易得KW由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。53定位误差的分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。GWJ与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示JMJJWDAZWJ定位误差11MINDWD2I2MINDDJARCTGL其中，1052DM20D，D3DM，ININ4夹紧误差COSINAXYJ其中接触变形位移值1962NHBZYRAZKNCL查5表1215有。104,0,42,07ZKC黑龙江八一农垦大学本科毕业设计24COS028JYM磨损造成的加工误差通常不超过MJ05夹具相对刀具位置误差取AD1误差总和0853JW从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。54夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。夹具体是夹具的基础件，夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求，夹具体应有足够的刚度和强度，同时结构工艺性要好。由于铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取HT200，铸造成型后时效处理，以消除内应力。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计256钻孔夹具设计设计任务设计在成批生产条件下,在专用立式钻床上钻孔夹具设计61设计分析1、9为自由尺寸,可一次钻削保证该孔在轴线方向的设计基准是以钻套的中心线径线的设计基准是以轴承孔与另一端面2、面铣结合面是前一工序已完成的尺寸3、专用钻床的最大钻孔直径为9MM4、本工序是对孔进行加工，采取移动的夹具，钻模板选用旋式；使用快换钻套。62设计方案论证1、定位基准的选择工序结合面是已加工过的平面，且又是本工序要加工的孔19MM的设计基准，按照基准重合原则选择它作为定位基准是比较恰当的。若定位元件采用110的轴承孔，则基准不重合。因此，选择结合面与轴承端面作为定位比较合理。2、夹紧结构的确定当定位心轴水平放置时，在专用钻床上钻9MM孔的钻前力和扭矩力均由重力与外力来承担，这时工件的夹紧可以有两种方案（1）在箱体的底面上，采用压板压紧，夹紧力与切削力处于平行状态。这种结构复杂，装卸工件比较麻烦。（2）在箱体的底面上采用螺纹夹紧装置，加紧力与切削力平行，这种结构简单。装卸工件比较容易。63切削力及夹紧力的计算刀具麻花钻，DW9MM,则F981545AP09AF074AE10ZD010FZ切削手册查表得D019MM,AE195,AF02,AP95MM,FZ106所以F981545250902074192201061979401N查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值黑龙江八一农垦大学本科毕业设计26FL/FE08,FV/FE06,FX/FE053故FL08FE087940163521NFV06FE067940147640NFX053FE0537940142082N在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数KK1K2K3K4式中K1基本安全系数，25K2加工性质系数，11K3刀具钝化系数，11K2断续切削系数，11则F/KFH2511111163521211366N选用螺旋板夹紧机构，故夹紧力FN1/2F/F为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，F025则N0521136602552841N64设计及操作的简要说明在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。65结构分析按设计步骤，先在各视图部位用双点划线画出工件的外形，然后围绕工件的布置定位，加紧和导向元件再进一步考虑零件的装卸，各部件结构单元的划分，加工时操作的方便和结构工艺性的问题使整个夹具设计形成一个整体。夹具体是夹具的基本组成部分，为了满足加工要求，特定的文件夹应该有足够的刚度和强度，以及更好的结构的过程。黑龙江八一农垦大学本科毕业设计27由于铸造工艺性好，几乎没有零件的尺寸，形状，同时限制重量和结构的复杂性，良好的减振器，抗压能力好，因此铸造选择材料HT200铸件后，时效处理，以消除应力。对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度在加工过程中夹具体不允许因夹紧力和切削力等外力变形，夹具应有足够的厚度，适当加固刚度。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部黑龙江八一农垦大学本科毕业设计28分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。1、夹具采用分铸式铸件组合的结构。铸造简单，刚性较好。为保证铸件壁厚均匀，内腔掏空；为减少加工面，各部件的结合面处设置