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动力箱箱体工艺规程及工装设计The power box process and tooling design学生姓名 学号所在学院 工程学院 班级所在专业 机械设计制造及其自动化申请学位 工学学士指导教师 职称副 指 导 教 师 职称答辩时间目 录目 录设计总说明 .IINTRODUCTION .II1 零件的工艺分析 .11.1 零件的用途 .11.2 零件的工艺分析 .11.3 确定零件的生产类型 .32 工艺规程设计 .42.1 确定毛坯的制造形式 .42.2 基面的选择 .42.3 零件表面加工方法的选择 .52.4 制定工艺路线 .52.5 确定机械加工余量及毛坯尺寸 .62.6 工序设计 .72.7 确立切削用量及基本工时 .73 夹具设计 .103.1 问题的提出 .103.2 定位方案及定位元件的选择 .103.3 夹紧方案及夹紧元件的选择 .133.4 夹具体的选择 .143.5 自锁条件的计算 .143.6 夹紧力的计算 .143.7 夹具的使用 .153.7.1 夹具的装配 .153.7.2 夹具的调整 .15鸣 谢 .16参考文献 .17设计总说明I设计总说明零件的工艺规程是否合理，直接关系到零件的加工是否能满足质量要求；合理的工艺规程能使各个工序科学地衔接，实现优质、高产低消耗，使生产均衡、顺利进行。同时，机床夹具在机械制造中也占有重要的地位，合理的夹具设计能可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能，可见这两者在机械制造行业中是至关重要的环节。本次设计的是动力箱箱体工艺规程及工装设计，动力箱的材料是铸铝合金，动力箱结构复杂、壁薄且不均匀，铸铝合金较高的强度能保证动力箱的机构强度，良好的铸造工艺性能有利于动力箱的微型特征成型。动力箱的内部构造十分复杂，为了减轻动力箱重量，提高其刚度，在动力箱内部布置了大量的加强筋。动力箱是发动机的机座，必须具有足够的强度和刚度，否则发动机不能产生所要求的功率。各孔与面的加工要求较高，采用有铣削、镗削、钻孔等加工方法。在设计加工表面的专用夹具时，以另一表面为基准，采用一面两销定位方法。关键词：工艺；夹具；动力箱ABSTRACTIIINTRODUCTIONThe preparation of parts of the process is reasonable, directly related to the machining quality requirements can be met; reasonable preparation process will enable the convergence of scientific processes to achieve high-quality, high-yield low, so that the production of a balanced, smoothly. At the same time, in the machinery manufacturing fixture also occupy an important position, reduce labor intensity and give full play to the technology and the expansion of machine tool performance. Can be seen both in the machinery manufacturing industry is vital link. The design of the power box process and the processing requirements are strict, Power material is cast aluminum alloy box, power box structure is complex, thin wall and uneven, cast aluminum alloy high strength can guarantee power box body strength, good casting properties is advantageous to the dynamic characteristics of micro forming of box. Internal power box structure is complex, in order to reduce power pack weight, improve its rigidity, a large amount of reinforcement in the power pack interior layout. Power pack is the base of engine, must have sufficient strength and rigidity, the engine wont be able to generate the required power. milling, boring, drilling and other processing methods will be used in it. In the design of the special fixture for machining surface, the other surface will as a benchmark. It used a two pin positioning method.KEYWORDS: Process planning; fixture; the power box.本科生毕业设计 1 动力箱工艺规程及工装设计毕业设计说明书1 零件的工艺分析1.1 零件的用途题目所给的零件是摩托车的动力箱箱体，它的作用是支撑曲轴和变速器。摩托车为了减轻整车重量，大都采用铝合金制造动力箱。摩托车动力箱具有一定的强度、刚度；具有良好的耐冲击、抗震动、耐腐蚀能力；且具有重量轻、体积小、结构紧凑合理、易于制造等特点。动力箱的材料是铸铝合金，动力箱结构复杂、壁薄且不均匀，铸铝合金较高的强度能保证动力箱的机构强度，良好的铸造工艺性能有利于动力箱的微型特征成型。动力箱的内部构造十分复杂，为了减轻动力箱重量，提高其刚度，在动力箱内部布置了大量的加强筋。动力箱是发动机的机座，必须具有足够的强度和刚度，否则发动机不能产生所要求的功率。1.2 零件的工艺分析在制定零件的机械加工工艺规程时，对产品零件图进行细致的审查，从而了解零件的功用和相关零件的配合，以及主要技术要求制定的依据。主要包括零件的结构工艺性分析和零件的技术要求分析，并提出修改意见，是一项重要的工作。通过对零件图的审查，零件材料为铝合金，容易铸造因此易得到毛坯，各加工表面的精度及表面粗糙度要求较高，且各孔的相互位置要求也较高。现将其主要加工表面及位置要求分述于下：1. 以上表面为基准的加工表面：这一组加工表面包括：（1） 52 孔，孔壁粗糙度为 1.6，垂直度要求 0.015；（2） 47 孔，孔壁粗糙度要求为 1.6，垂直度要求 0.015；（3） 22 孔，孔壁粗糙度要求为 1.6，垂直度要求 0.015；（4） 14 孔，位置度要求为 0.04。（5） 下表面，平行度要求为 0.06本科生毕业设计 2 2. 以孔 47 为基准的加工表面：这组加工孔只有一个：14 孔，位置度要求为 0.04。3. 上表面与下表面都有 0.06 的平面度要求由上面的分析可得，先以下表面定位加工出上表面，再以上表面加工出与之有相互位置要求或定位要求的各加工表面；使用专用夹具加工出一组表面，再以之为基准加工另一组表面，进而满足各加工表面的加工要求。具体技术要求见图 1-1。图 1-1 零件图本科生毕业设计 3 1.3 确定零件的生产类型依设计任务知：Q=50000 辆/年，n=1 件/台，备品率 a%=2%,废品率 b%=3%依照机械制造工艺学式 1-1 得N=Qn(1+a%)(1+b%)=50000 辆/年1 件/台(1+2%)（1+3%）52530 件/年根据机械制造工艺学表 1-1(如下表)可知，该零件的生产类型为大量生产表 1-1 零件类型表本科生毕业设计 4 2 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式毛坯的生产方式有铸造、锻造、焊接、轧制等。毛坯的选择是否合适将直接影响机械加工工艺过程、零件质量、成本和生产率，因此必须根据零件的材料、形状、尺寸、技术要求和生产类型等因素正确选择毛坯。毛坯图见图二图 2-1 毛坯图零件材料为铝合金，参照机械零件设计手册表 2-184，选 ZL203。考虑零件外形较小，形状较复杂及属于大量生产，故选铸造毛坯。而且还能提高生产率及保证加工精度。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的残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后要安排时效或退火工序。2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。选择粗基准应使定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便。为此要求选用的粗基准尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇口、铸造冒口或其他缺陷。根据这个基准选择原则，现选取 55 孔和34 孔以及下表面作为粗基准，利用一面两销定位方式进行铣削。本科生毕业设计 5 （2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3 零件表面加工方法的选择本零件加工表面有：上下两个表面，各种轴承孔，螺纹孔以及螺栓孔，材料为铝合金，按照加工表面的公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，将各加工表面的加工方法选择如下：1. 上表面该面有 0.06 的平面度要求以及 1.6 的粗糙度要求。故采用粗铣、半精铣和精铣对其进行加工。2. 下表面该面有 0.06 的平面度要求以及 3.2 的粗糙度要求。故采用粗铣和半精铣对其进行加工。3. 各轴承孔该孔粗糙度都为 1.6.故采用粗镗加精镗的加工形式对其进行加工。4. 螺纹孔各螺纹孔直接由攻螺纹机直接攻丝。5. 螺栓孔螺栓孔先用锪钻锪孔再用麻花钻钻出。2.4 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。本设计将采用以下方案：工序一 铸造工序二 热处理工序三 粗铣上表面工序四 粗铣下表面工序五 镗 55mm 孔、47mm 孔和 34mm 孔工序六 半精铣下表面工序七 半精铣、精铣上表面工序八 精镗各孔工序九 钻孔并倒角工序十 锪孔本科生毕业设计 6 工序十一攻螺纹工序十二 去毛刺工序十三 终检2.5 确定机械加工余量及毛坯尺寸本零件材料为铝合金，材料较软。生产类型为大批生产，采用砂型铸造方式进行加工。各机械加工余量和毛坯尺寸计算如下：1. 求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长 250mm，宽 200mm，高 43mm。故最大尺寸为250mm。2. 选取公差等级 CT箱体采用砂型铸造，铸件材料为铝合金，根据参考文献机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-1，可知毛坯铸件的公差等级为 812 级，此处取 9 级。3. 求铸件尺寸公差下表面的加工余量及公差。查机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-25，取下表面长度余量为3.2mm。查表 2-1，选毛坯铸件公差等级 9。铣削加工余量为：粗铣 2mm半精铣 1.2mm得下表面加工余量为 3.2mm。上表面加工余量为：铣削加工余量为：粗铣 2mm半精铣 1.2mm精铣 0.7mm得上表面加工余量