XZ25-50变速箱工艺及镗床夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 I 图书分类号： 密 级： 摘要 把变速箱中的轴和齿轮等有关零件和机构联接为一整体，使这些零件和机构保持正确的相对位置，以便其上各个机构和零件能正确、协调一致地工作，变速箱体的加工质量直接影响变速器的装配质量，进而影响压路机的使用性能和寿命。 本课题进行 速箱零件精镗孔专用机床设计，主要步骤和内容分为： 1) 箱体零件工艺设计 在分析了被加工箱体具体结构及主轴孔精度要求的基础上，详细制定了箱体加工整体加工工艺路线和精镗工序加工 工艺流程 (包括工件定位、夹紧、加工刀具的选择、切削用量的确定、切削力与切削功率的计算等 )。 2) 组合机床专机设计 根据被加工零件的结构特点、加工内容的尺寸和精度要求，确定组合镗床的配置方案。对专机进行总体设计三图一卡。 3）精镗孔专用夹具设计 根据该孔系的尺寸精度和位置精度的要求，确定定位基准和定位方式，设计夹紧机构、导向机构、控制系统，绘制夹具总装图，并拆画夹具的主要零件图。 4）机床控制原理 通过对专机的设计，在自动控制方面，试对本机床电气控制原理进行分析和设计。 关键词 工艺；镗床；夹具；控制 原理 买文档就送您 01339828或 11970985 of as in as a of on in (1) n s in in s s so (2) to of so to on a (3) y on a s on to 文档就送您 01339828或 11970985 I 目 录 1 绪论 . 1 言 . 1 2 工艺分析 . 4 件的分析 . 4 . 4 . 4 件的工艺规程设计 . 6 . 6 . 6 . 6 . 6 订工艺路线 . 7 坯余量与工序余量的确定 . 8 . 9 3 组合机床设计 . 20 件加工工序图 . 20 . 20 绘制零件加工工序图的规定及注意事项 . 20 零件加工示意图 . 20 零件加工示意图的作用和内容。 . 20 . 21 具、导向装置 . 21 寸、外伸长度 . 23 . 24 机床联系尺寸图的作用与内容。 . 24 绘制机床联系尺寸图之前应确定的主要内容。 . 24 床生产计算卡 . 25 4 专用夹具设计 . 28 镗床夹具的具体的要求 . 28 具体的毛 坯结构 . 28 . 28 . 29 . 29 买文档就送您 01339828或 11970985 制夹具总装配图 . 29 注夹具总装配图上个部分尺寸和技术要求 . 29 具公差配合的制订 . 29 订夹具公差与技术条件的依据 . 30 定夹具公差和技术条件的基本原则 . 30 具公差的制订 . 30 具技术条件的制订 . 30 具设计部分的计算 . 30 准的选择 . 31 位误差的分析 . 32 具的设计和操作的简要说明 . 32 4 12拆画，设计夹具零件图 . 32 5 组合机床电气控制系统的设计 . 34 . 34 . 34 . 34 能转换开关的接线 . 34 . 34 3的控制 . 34 压系统的控制按钮 . 34 器元件的选择 . 34 结论 . 35 致谢 . 37 参考文献 . 38 附录 . 39 附录 1 . 39 附录 2 . 46 买文档就送您 01339828或 11970985 1 1 绪论 言 毕业设计是培养我们理工科学生的一个实践性教学环节，也是最后一个教学环节。它是在我们学完了全部基础课程及专业课程以后，并在一些课程设计的基础上，通过搜集丰富的资料和到工厂参观实习以后，进行的一次全面的、系统的基本知识和基本 技能的训练。 通过设计，主要培养我们综合运用所学基础知识和基本技能去分析和解决专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养我们建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，培养我们搜集、查阅、运用资料的能力。通过毕业设计 ,进一步巩固、扩大和深化我们所学的基础理论、基本知识和基本技能，提高我们设计、计算、绘图、编写技术文件以及正确使用技术资料、标准手册等工具书的独立工作能力。通过毕业设计，也能够培养我们严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，树立正确的生产观、经济观和全局观，从而进一步强化了我们向工程技 术人员过渡的进程。 制造业是国家经济中一个关键性的工业部门，它在建设国家强大的社会物质技术基础中起着十分重要的作用。国家实力的增强和经济的繁荣同制造业所能提供的产品和服务的竞争力密切相关。因此，每个工业化国家都给予制造业以足够的重视，把制造同科学与技术并列为国家经济发展确保的三大研究主题。这次我毕业设计的课题就是制造业中的箱体加工工艺及专用组合机床概念设计和专用夹具设计。 在制造业信息化环境中，工艺设计是生产技术准备工作的第一步，工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据，它对组织生产 、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响，是生产中的关键工作。工艺知识是制造企业中重要的知识资源之一，是使产品设计变为成品的整个制造过程中的基础资源，它对保证产品质量以及提高企业经济技术效益具有十分重要的作用。 组合机床是专用机床的一种重要类型，是由大量通用部件及少量专用部件组合起来的高效专用机床，它既具有专用机床结构简单、生产率和自动化程度较高的特点 ;又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的多种要求。 组合机床具有如下优点 : 1)设计与制造周期短。这是因为组合 机床的通用化程度高，通用部件、通用零件和标准件约占 70 90%，其中许多是预先制造好的，在制造新机床时可以根据需要选用。需要设计、制造的只是少量专用零件。 2)组合机床的通用零部件，是经过生产实践考验，多次反复修改定型的，因而结构的可靠性和工艺性较好，使用性能较稳定，有利于稳定地保证加工质量。 3)组合机床的通用零部件都已标准化、系列化，因而可以组织成批生产，这样不仅可提高制造精度，而且可以降低机床的成本，加快专机制造的速度。 买文档就送您 01339828或 11970985 2 4)组合机床自动化程度高，便于维修，通用的易耗易损件可以提前准备，必要时甚至可以 改换整个通用部件。 5)便于产品更新。当改变加工对象时，通用部件可以重新利用，改装成新的专用机床。 但由于组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，具有较广的适应性，而且规格也有限，这样就使组合机床的结构较一般专用机床稍为复杂。组合机床改装时，约有 1020%的零件不能利用，改装劳动量也较大。 从生产规模方面考虑，由于组合机床是一个高效率自动化机床，并且能从多方面、多工位对一个或多个工件同时进行多刀加工，因而特别适用于成批、大量定型产品的加工。目前，我国组合机床已经越来越广泛地应用于汽车、拖拉机、内燃机、电 机、阀门、自行车、缝纫机、仪器仪表、机床制造及国防工业部门户。 从工艺内容考虑，组合机床的一个显著特点是加工时零件大都固定不动，由刀具旋转及进给来完成加工循环。因此目前主要用于孔加工和平面加工，如钻孔、扩孔、铰孔、键孔、沟槽及成型表面加工、铣端面、锪端面和螺纹加工。此外，还可进行短外圆车削、平面磨削、拉孔和刨小槽等加工，也可完成一些非切削加工，如简单的装配工序、检查等。组合机床最适于加工箱体类零件，如气缸体、气缸盖、变速箱体、电机座及仪器仪表壳体等。对于轮盘类、轴类、叉架类和盖板类零件也可以完成许多加工工序 。 组合机床均由少量专用部件和大量通用部件组成。组合机床的通用部件，按其作用不同，可分为以下五类 : 1)动力部件 例如动力头、动力滑台等。它们是传递动力的部件，可使组合机床实现主运动、工作进给运动以及各种工作循环，如快速前进、工作进给、快速退回等。其中只能完成刀具切削运动的动力部件称为切削头，如钻削头、铣削头、锉削头及液压镗孔车端面头等 ;只能完成进给运动的动力部件，称为动力滑台，如机械滑台、液压滑台等。各种切削头和动力滑台都是配套使用，以实现加工过程中的主运动和进给运动。 动力部件是组合机床最重要的通用部件 ，它的结构和技术性能决定着组合机床的主要工作性能、工艺可能性和技术经济性。 2)支承部件 例如卧式组合机床的床身，立式组合机床的床身，立式组合机床的立柱、底座，以及各种组合机床的中间底座等。它们主要用来安装其它工作部件，如动力部件、夹具等，使之保持正确的相对位置和相对运动轨迹。 支承部件是组合机床的基础部件，起骨架作用。由于组合机床的刚度及其精度的持久性是由这些部件来保持的，因此支承部件本身必须具有足够的刚度，在承受机床部件、夹具和工件的重量以及切削力作用的条件下，不致产生不允许的变形。床身、立柱等支承部件 的规格、型式与动力部件是配套的。 3)输送部件 例如多工位的移动工作台、回转工作台、回转鼓轮等。它们用在多工位组合机床上，完成夹具和工件的移动或转位，以实现工件的多工位加工。 输送部件是多工位组合机床上不可缺少的通用部件，它们的定位精度直接影响机床的买文档就送您 01339828或 11970985 3 加工精度。 4)控制部件 例如各种液压操纵板、液压传动装置、电气柜、按钮台、控制行程挡铁等。它们在组合机床中起着中枢神经的作用，保证机床按照既定程序进行工作。 5)辅助部件 例如冷却装置、润滑装置、排屑装置和机械搬手、气动搬手等。 组合机床的专用部件，按机床用途 各异，主要有以下几种 : 1)主轴箱 主轴箱的功用是使各主轴获得一定的位置和转速。组合机床主轴箱一般是多轴的。因为主轴箱结构必须根据工件上孔的数量、尺寸大小和分布位置来确定，所以就整体来说，它是一个专用部件。但是在钻、镗类和攻丝主轴箱中，普遍应用着标准结构，其组成零件如齿轮、主轴、传动轴、隔套、轴承、箱体、前盖、后盖和润滑组件等，几乎全是通用的。 2)夹具 组合机床的夹具不同于万能机床的夹具。万能机床夹具只是机床的附件，常随被加工零件的不同而更换。组合机床夹具则是组合机床不可缺少的专用部件，是机床的重要组成部 分。组合机床夹具型式，在很大程度上决定了机床的型式，它对组合机床的加工精度、生产效率、使用性能等都有很大影响，它的精度一般比万能机床夹具的精度高。 组合机床夹具又不同于一般专用机床夹具。它的定位、夹紧、支承和导向的元件，多数也是通用的，这样就缩短了设计和制造周期。 3)刀具和工具 组合机床的刀具和工具，虽然从它的作用和对它的基本要求上看，与万能机床用的基本上一样，但是由于组合机床加工的特殊条件，也给组合机床刀具和工具带来了一些不同的特点。如对刀具要求有较高的耐用度和可靠性，有较高的复合程度和有良好的导向等。 对工具要求通过简单、可靠的机构，利用机床本身的纵向运动使刀具作横向或者其它方向运动，以完成在孔中切槽、加工内端面、加工圆锥面以及加工球面等某些较特殊的工艺。 组合机床刀具与工具的设计、制造和使用情况，直接影响着机床的生产效率、加工质量、经济效果，也关系着机床的加工工艺范围和台数。 夹具的快速设计与制造，己经成为产品快速变换和制造系统新建成或重构后运行的瓶颈，严重地影响制造系统的设计建造周期、系统生产率、质量和成本。目前国内外使用的专用夹具是伴随着大批大量生产的发展而发展出现的，特别是和汽车工业的发展密切相关 。专用夹具的使用，一方面缩短了工序时间，降低了加工成本 ;另一方面，夹具本身的设计制造工时、材料消耗等又增加了工件的成本。因此，在何种生产条件下使用哪种类型的夹具才是经济合理的，也就是夹具的经济性，一直都是夹具结构发展和设计的一个主要问题。 当前，社会经济正经历着从工业经济向知识经济转变的过程，知识正在成为生产最活跃最重要的部分。相信通过这次设计，使我的知识积累达到了一个新的层面！ 买文档就送您 01339828或 11970985 4 2 工艺分析 件的分析 件的功用 速箱零件是压路机的基本零件之一。它把变速箱中的轴和齿轮 等有关零件和机构联接为一整体，使这些零件和机构保持正确的相对位置，以便其上各个机构和零件能正确、协调一致地工作，变速箱体的加工质量直接影响变速器的装配质量，进而影响压路机的使用性能和寿命。 件的工艺分析 变速箱是平面型薄壁壳体零件 ,尺寸大 ,结构复杂 ,箱壁较薄且不均匀 ,内部是腔形 ,在箱体外 ,外壁有各种形状的平面及较多的轴承孔等。这些平面和支承孔的精度与表面粗糙度均有较高的要求 ,所以对于这类箱体来说 ,仅加工部位较多 ,而且难度较大 ,如果用普通机床 ,加工难度更大 ,工装套数多 ,费用而且周期较长 ,精度也难 以保证 ,故选用在组合上加工 ,即可完成普通机床上的绝大部分工序内容 ,而且各项精度和质量都能较好的保证。同时能够减少大量的工装 ,节省工时和费用 ,缩短了周期。 变速箱毛坯剖视简图见图 2 图 2速箱毛坯剖视简图 1）上盖结合面 粗糙度 面度 精度等级 9级 平行度 轴线 115 (镗孔时保证） 2）前端面 粗糙度 力窗口左侧面右侧面上盖结合面买文档就送您 01339828或 11970985 5 平面度 精度等级 9级 对 115 (镗孔时保证） 3）后端面 粗糙度 面度 精度等级 94）左侧取力窗口面 粗糙度 平面度 精度等级 10级 距对称中心 118 台面 粗糙度 中心 160 ）右侧窗口 粗糙度 面度 精度等级 11级 凸台面 粗糙度 者距中心 160 ）倒档轴孔内端面 粗糙度 铰孔，铣端面共同证 ) 7） 0 0 001 3 0 , 1 5 0轴承孔 粗糙度 寸公差 精度等级 7级 对 精度等级 8级 8） 0 . 0 2 3 0 . 0 2 30 . 0 1 2 0 . 0 1 21 0 0 , 1 2 0轴承孔 粗糙度 寸公差 精度等级 7级 对 精度等级 8级 9） 倒档轴孔 粗糙度 寸公差 精度等级 7 8级 距 轴 线 R 1 5 8 0 . 0 5 夹具保证轴 线 R 1 5 8 0 . 0 5 10）槽 1）定位孔 1 粗糙度 尺寸公差 精度等级 7 8级 12）取力窗口面上定位孔 2 粗糙度 寸公差 精度等级 8 9级 13）底座上安装孔 6 19 粗糙度 头孔 6 32 锪平 14）后端面 2 10 粗糙度 5）前端面 20 通孔 粗糙度 6）各螺纹孔 7H 买文档就送您 01339828或 11970985 6 为满足以上技术要求，特采用以下加工方法 : 1）上盖结合面，前后端面 :粗铣 2）凸台面 :一次铣 窗口面 :两把刀， 一次铣 3）取力窗口面 :粗精铣或一次精铣 4） 1 3 0 , 1 5 0 , 1 1 0 , 1 2 0 孔 : 粗 镗 - 精 镗 5）定位孔 2 11 : 钻 铰 6） 2 1 2 孔 :钻 7）倒档轴孔 2 32: 钻 铰 8）其余各孔 :钻螺纹孔 :钻 件的工艺规程设计 定零件的生产类型 Q=50000台 备品率 : %=2% 废品率 : %=4% 生产纲领 :N=+%)（ 1+ %） =50000 1（ 1+2%）（ 1+4%） =53040 查 1大批量生产。 定零件的毛胚制造形式 本零件采用材料是灰铸铁 据以下原则，选取毛胚的制造形式。 1)毛胚的制造方法应与材料的制造工艺相适应 2)毛胚的制造方法应与生产类型相适 应，本零件为大批量生产，采用金属模铸造。 此外，现场还应考虑工厂的实际生产能力。 位基准的选择 1） 粗基准的选择 根据粗基准的选择原则 : 粗基准的选择必须使重要表面有足够和均匀的加工余量， 粗基准在同一个尺寸方向上只能用一次，故取轴承孔的毛胚孔作为粗基准，加工上表面和上表面定位孔以及各种螺纹孔。 2） 精基准的选择 根据基准统一原则，后续各工序均采用一面两孔定位。 件各表面加工顺序的确定 买文档就送您 01339828或 11970985 7 1） 根据“基准先行”原则，应先加工定位基准 上平面和两定位孔。 2）根据“先面后孔”“先粗后 精”原则，应把铣平面放在镗孔，钻孔之前，特别是重要表面的粗加工，更应排在前面，以便及时发现原材料缺陷和防止浪费次要表面的加工工时，主要表面的粗精加工要尽量分开。 订工艺路线 1）工艺路线（ 1） 05 铸造毛坯 10 热处理 (人工实效 ) 15 清洗毛坯 20 去毛刺 ,毛坯检测 25 粗精铣上接合面 30 钻 ,绞定位孔攻丝 35 粗精铣右端面 40 粗精铣前端面 45 粗精铣左端面 50 粗精铣后端面 55 粗镗左右端面上的孔 60 精镗，扩铰左右端面上的各孔 65 后端面的螺纹孔，通孔的加工以及螺纹孔的攻丝 70 右端面的螺纹孔以及螺纹的攻丝 75 前端面各螺纹孔的加工以及攻丝 80 左端面的各螺纹通孔以及螺纹孔的攻丝 85 铣倒档孔的两内侧面 90 插倒档孔上的槽 95 清理孔，打号 100 清洗 105 检验入库 2）工艺路线（ 2） 05 铸造 10 清沙 15 时效 20 涂漆 25 粗铣和精铣上接合面 30 粗铣左右侧面 买文档就送您 01339828或 11970985 8 35 粗铣前后端面 40 精铣左右端面保证尺寸 485 0 /5 粗铣取力窗口面 50 粗镗两侧轴承孔，扩倒档轴孔 55 插槽 60 前后两面钻孔 65 上盖接合面钻孔，扩 纹底孔、倒角 70 两侧端面钻孔、倒角（不含 20通孔、 2 10通孔） 75 钻 20通孔、 2 10通孔、攻 纹 80 前后两面攻丝 85 上盖接合面攻丝，铰 2 12孔 90 锪沉孔 6 32 深 5 95 精镗两侧轴承孔，铰倒档轴孔 100 去毛刺 110 检验 比较两方案得之 方案（ 1）比较好，因为方案（ 1） 采用一面两孔定位适合大量生产的需要，同时符合基准统一的原则，后续工序多数可采用此定位，同时保证工件的位置精度，减少夹具设计，制造的工作量。而方案（ 2）多采用三面定位，不适合大量生产的需要不能保证工件的位置精度，故选用方案（ 1）。 坯余量与工序余量的确定 箱体属于铸件，由于零件年产量大，已达到大量生产的水平，采用金属型铸造，所以加工余量控制在最合理的位置。初步设计为：箱体属壳体， 铁），等级 8，零件 基本尺寸在 250 630，铸铁机械加工余量为 6件机械加工余量等级为 F 级。再 查表，确定铸件单侧加工余量为 侧加工的每侧余量值为 在半径方向 上的余量为 侧面加工余量等级需比顶面升一级选用定顶面为 F 级，则侧面为 E 级，查表 10后两侧面加工时的单侧余量为 表 10粗铣平面单侧精镗 镗 镗 表 2 11 孔余量 12 余量为 1 32 孔 余量 毛坯余量与工序间余量见表 2 表 2坯余量与工序间余量表 上结合面 铣 铣 左端面 铣 铣 右端面 铣 铣 前端面 铣 后端面 铣 买文档就送您 01339828或 11970985 9 续表 2轴承孔 8 粗镗 精 镗 孔 32 32 钻 30 扩 孔 11 11 铰孔 12 12 钻 11 铰 1 削用量和时间定额 切削用量是切削加工时可以控制的参数，具体是指切削速度 V/(m/给量 f(mm/r) 背吃刀量(个参数。 切削用量的选择原则如下 1）背吃刀量 的选择 粗加工时应根据加工余量和工艺系统刚度来确定。精加工时，应根据粗加工留下的余量确定背吃刀量，使精加工余量小而均匀。 2）进给量 f 的选择 粗加工时对表面粗糙度要求 不高，在工艺系统刚度和强度好的情况下，可以选择较大一些的进给量；精加工应主要考虑工件表面粗糙度要求，一般表面粗糙度数值越小进给量也要相应减小。 3）切削速度 切削速度主要应根据工件和刀具的材料来确定。 转速见式（ 1000式（ 基本时间见式（ 式（ 辅助时间见式（ ( 0 . 1 5 0 . 2 0 )式（ 服务时间见式（ ( 0 . 0 2 0 . 0 7 ) ( )w j T式（ 单位时间见式（ j f T T 式（ 。 式（ 工序 25、粗、精铣上盖接合面 1)粗铣上盖接合面 机床：转盘铣床。 夹具：专用夹具。 刀具： 直径 D=400 细齿 Z=36 切削用量：4次粗铣切除） v = 6 0 m /m 1 m /s 铣刀每齿进给量为 买文档就送您 01339828或 11970985 10 为 =z 进给量 ： s z = 0 . 2 3 6 = 7 . 2 m m / r1 0 0 0 v 1 0 0 0 6