箱体镗尺寸为φ100和φ60内孔的夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

- I - 摘 要 零件的工艺编制是否合理，直接关系到零件的加工能否达到质量要求；合理的工艺编制就能使各工序科学地衔接，实现优质、高产低消耗，使生产均衡、顺利地进行。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。本次设计的是减速箱箱体上 120 孔的加工工艺及夹具设计，该孔精度要求较高，采有用镗床加工。在编制加工工艺时，要考虑到 孔的各项精度以及形状与位置公差等。 在设计加工 150 孔的专用夹具时，以箱座底面为基准，采用一面两销定位，通过连接螺栓将箱盖和箱座联结，并以定位销将其定位。为了降低成本、减少装夹时间，采用凸轮联动夹紧装置。逆时针转动手柄时，在拉伸弹簧的作用下，压板松开，放入工件，顺时针转动手柄带动凸轮推动推杆，从而压紧工件。 关键词： 工艺；夹具；定位；位置公差 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 he of of is to be of to so of a At in an of to of be in is of 00 a In it is to as as so in of 20 to me on of a to In to of in of to 1 目 录 摘 要 . . 目录 . 1 第一章 零件的工艺分析 . 2 件的作用 . 2 析零件的技术要求 . 2 件生产类型的确定 . 4 第二章 零件的 工艺规程设计 . 5 定毛坯的制造形式 . 5 位基准的选择 . 5 件表面加工方法的选择 . 6 订工艺路线 . 7 2. 5 加工余量和工序的确定 . 8 序设计 . 10 定切削用量及基本工时 . 13 第三章 专用夹具设计 . 19 题的提出 . 19 位方案及定位元件的选择 . 19 紧方案及夹紧元件的选择 . 21 具体的选择 . 23 锁条件的计算 . 23 紧力的计算 . 24 位误差 D 的计算 . 25 具的使用 . 27 第四章 展望与体会 . 27 参考文献 . 28 辽宁工程技术大学课程设计 2 辽宁工程技术大学课程设计 3 辽宁工程技术大学课程设计 4 辽宁工程技术大学课程设计 5 辽宁工程技术大学课程设计 6 第一章 零件的工艺分析 解零件的用途 题目所给的是箱体零件。 箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质 量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。 在现代科研、国防、交通、冶金、化工以及基础设施建设等国民经济众多领域应用十分广泛 。 零件图的具体结构见后面的附件“箱体零件图” 在制定零件机械加工工艺规程时，对产品零件图进行细致的审查，从中了解零件的功用和相关零件的配合，以及主要技术要求制订的依据。主要包括零件的结构工艺性分析和零件的技术要求分析，并担出修改意见，是一项重要的工作。 通过对该零件的审查及重新绘制，零件材料为 易铸造，故易得到毛坯，各加工表面的精度及表面粗糙度值要 求较高，且各表面间的相互位置关系要求也较高。现将其主要加工表面及位置要求分述于下： 1 300 的箱座底平面为基准的加工表面： 这一组加工表面包括： 120 100 60 40 上端面； 4 20及锪 40的孔； 100 60 这一组加工表面包括：尺寸为 300100 60 。其中，主要加工表面为 100 60 加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： （ 1 ） 尺 寸 为 60 处 轴 心 线 同 轴 度 为 圆 柱 度 （ 2）尺寸为 120 与 100 （ 3） 240 的平面度要求 由上面分析可知， 以 下表面加辽宁工程技术大学课程设计 7 工出与之具有相互位置关系或定位关系的各加工表面； 以这组加工后表面为基准加工另外一组。从而满足各加工表面间位置要求。 对这两 个 加工表面而言可以先 粗 加工 零件底面 ， 然 后 以次为基准 加工 侧 面 的 100 60 120 在由加工完的100 60 120 为基准精加工底面 并且保证它们之间的位置精度要求。 在进行其他精度要求低的加工。 加工表面 尺 寸 及 偏差 /差/精度等级 表面粗糙度 /位公差 /100 100 60 60 120 120 下端面 300280 上端面 240280 左端面 200240 右端面 200240 下 端 面 地 脚螺栓底脚 150加工内表面 辽宁工程技术大学课程设计 8 定零件生产类型 根椐机械制造技术基础课程设计指导书第 2页，机器零件的生产纲领可按下式计算 : %)1% ) (1( 式中 : N :机器零件的生产纲领（件 /年）； Q :产品的年产量； m :每台（辆）产品中该零件的数量（件 /台、辆）； :备品率，一般取 2% 4%； :废品率 ,一般取 根据上室就可计算球的零件的年生产纲领，通过查表，确定该箱体零件的生产类型为大批生产。 表 2产类型与生产纲领的关系 生 产 类 型 同类零件的年产量 /件 重型（零件质量大于2000 中型（零件质量 100200 轻型（零件质小于100 单件生产 5 20 100 成批生产 小批生产 5 100 20 200 100 500 中批生产 100 300 200 500 500 5000 大批生产 300 1000 500 5000 5000 50000 大 量 生 产 1000 5000 50000 辽宁工程技术大学课程设计 9 第二章 零件的工艺规程设计 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。毛坯的选择是否恰当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。毛坯图见附 件“箱体毛坯图” 根据题目知：零件材料为灰铸铁（ 具有良好的可铸性，抗压性能好，并具有一定的吸振性，在一般情况下，生产批量较大时，采用铸件就比较经济。由于零件产量属于大批生产，故选择铸造毛坯。从提高生产率、保证加工精度上考虑也是应该的。 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，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。 位基准的选择 正确的选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，选择的正确与合理，可以 使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则 ，加工工艺过程中会问题百出，还会造成零件的大批报废。 1粗基准的选择 对于零件粗加工而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取工件底面作为粗基准。 本零件为铸造成形，在最初的工序中只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准。按照上述粗基准的选择原则，选不需加工的表面、平整且面积较大的表面作粗基准，即：以箱体上表面与箱座的地脚螺栓孔为粗定位基准，箱座上表面限制 轴 的直线方向自由度，两个孔限制 加工出箱座下表面。 根据精基准的选择原则，主要考虑基准重合问题，对于本零件选用箱座下表面和底座对角线上两地脚螺栓孔作精定位基准。从而避免了基准不重合造成的误差，从便于装夹来讲也是应该的。 辽宁工程技术大学课程设计 10 件表面加工方法的选择 本零件加工表面有：内孔、端面、及地脚螺栓孔，材料为 照加工表面的公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，现将各加工表面的加工方法选择如下： 2040该孔未标注公差尺寸 ,属一般公差，由参考文献 1第 33页表 2m,公 差 尺 寸 为 由 文 献 1第 12页表 2据参考文献 2第 128页表 5用钻削即可达到要求。表面粗糙度能达到 100 该内孔表面公差尺寸为 文献 1第 34页表 3根据参考文献 2第 10页表 1用粗镗 即可达到要 求的表面粗糙度 60 该内孔表面公差尺寸为 文献 1第 34页表 3根据参考文献 2第 10页表 1用粗镗 半精镗即可达到要求的表面粗糙度 120 该内孔表面公差尺寸为 文献 1第 34页表 3根据参考文献 2第 10页表 1用粗镗 半精镗即可达到要求的表面粗糙度 5. 尺寸为 300 260 该表面未标注公差尺寸，为自由尺寸，由参考文献 1第 34页表 3m,公差尺寸为 由文献 1第 34页表 3据参考文献 2第 11页表 1用粗刨（粗铣）即可达到要求的表面粗糙 80 240 该表面未标注公差尺寸，为自由尺寸，由参考文献 1第 33页表 2m,公差尺寸为 ,再由文献 1第 34页表 3据参考文献 2第 11页表 1用粗铣 精铣即可达到要求的表面粗糙 辽宁工程技术大学课程设计 11 00 200表面 (F、 表面未标注公差尺寸，为自由尺寸，由参考文献 1第 33页表 2m,公差尺寸为 ,再由文献 1第 34页表 3加工表面的公差等级为 据参考文献 2第 11页表 1用粗铣 半精铣即可达到要求的表面粗糙 订工艺路线 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 ,针对题目所给零件为大批量生产 ,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。同时箱体应有足够的刚度、可靠的密封及便于传动件润滑和散热、箱体应有良好的结构工艺性、箱体形状应力求匀称和美观。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降，提高生产率、保证加 工质量、减轻工人劳动强度。 初步制定工艺路线方案如下： 工序一 热处理 , 人工时效。 工序二 按图纸尺寸 ,检查加工余量，对箱体各加工表面划线。 工序三 以 300 260箱座底面定位，粗铣尺寸为220 280至尺寸。 工序四 以 280 240箱座上表面 ( 定位，粗铣尺寸为300 260，留余量。 工序五 以 300 260箱座底面定位，精铣尺寸为220 280，留余量。 工序六 以加工后的 120 内 孔 两 端 面 定 位 ， 粗 铣 尺 为300 200，留余量。 工序七 以加工后的 120铣尺 300 200，留余量。 工序八 以 加 工 后 的 120 内 孔 两 端 面 定 位 ， 半 精 铣 尺 寸 为300 200至尺寸。 工序九 以 加 工 后 的 120内孔两端面定位半精铣尺寸为300 200至尺寸。 工序十 以 300 260地脚螺栓孔 4 2040 辽宁工程技术大学课程设计 12 工序十一 以 300 26020镗 半精镗 精镗 尺寸为 10060 工序十二 以 300 26020镗 半精镗 精镗 尺寸为 120 工序十三 钳工去毛刺。 工序十四 清洗 工序十五 终检并入库。 定机械加 工余量及毛坯尺寸 本零件材料为 度较高，耐磨，铸造性能好。生产类型为大批量生产，采用金属模铸造。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 300 280,高 200最大尺寸为300 2选取公差等级 体采用金属模铸造，铸件材料为 据参考文献 机械制造技术基础课程设计指导书 23页表 2知毛坯铸件的公差等级 10级，此处取 9级。 3求铸件尺寸公差 根据箱体加工表面的基本尺寸和铸件公差 等级 查参考文献 机械制造技术基础课程设计指导书 24页表 2非另有规定，公差带应相对于基本尺寸对称分布。求得各加工表面的铸件尺寸公差如表2 表 2目 公差等级 9 9 9 加工面基本尺寸 F 280 260 260 300 铸件尺寸公差 械加工余量等级 F F F F 要 求 的 铸 件 机 械 加工余量 坯基本尺寸 R 284. 264. 244. 13 1 1 1 1 续表： 4求机械加工余量等级 根据参考文献 2第 25页 2型铸造，铸件材料为 毛坯铸件的机械加工余量等级范围为 DF，取 5求要求的铸件机械加工余量（ 除非另有规定，要求的机械加工余量适用整个毛坯铸件，即对所有需机械加工的表面只规定一个值，且该值应根据最终机械加工后成品铸件的最大轮廓尺寸，在相应的尺寸范围内选取。根据参考文献 25得最大尺寸为 300余量等级为 械加工余量（ 为 2.5 6. 求毛坯基本尺寸 根据参考文献 2第 22页 22： R=F+T/2（单侧加工） R=F+2T/2（双侧加工） R=（内腔加工） 式中， 从而求得各毛坯基本尺寸如下： a. 尺寸为 100的内孔表面（ 项目 公差等级 9 9 9 9 加工面基本尺寸 F 100 60 120 200 200 铸件尺寸公差 械加工余量等级 F F F F F 要 求 的 铸 件 机 械 加工余量 坯基本尺寸 R 54 宁工程技术大学课程设计 14 该 加 工 表 面 为 内 腔 双 侧 加 工 ， 根 据 公 式R= =b. 尺寸为 60孔表面（ 该 加 工 表 面 为 内 腔 双 侧 加 工 ， 根 据 公 式R= 2/ =54mm c. 尺寸为 120孔的表面（ 该加工表面为内腔双侧加工，根据公式 R= = 2/ =d. 尺寸为 280 该加工表面为单侧加工，根据公式 R=F+T/2 = 2/ = 40 该加 工表面为单侧加工，根据公式 R=F+T/2 =240+=00 该加工表面为单侧加工，根据公式 R=F+T/2 =300+=g. 尺寸为 260 该加工表面为单侧加工，根据公式 R=F+T/2 =260+=00Q、 该加工表面为单侧加工，根据公式 R=F+T/2 =200+=序设计 根据不同的工序选择机床如下： a. 工序三、四、五、九、十、十一、十二是铣削加工表面，用直柄立式铣刀，应选立式铣床，考虑到箱体的尺寸及该零件的生产纲领为大批量生产，所选机床使用范围较广为宜，根据参考文献 2第 93页表 452 虑加工尺寸及经加工经济性，根据参考文献2第 90页表 4550立式钻床。 辽宁工程技术大学课程设计 15 是镗孔，考虑本次所设计的夹具及工件尺寸，根据参考文献 黄祥旦 卷 M版 第 3页，选用 本零件各工序需要专用夹具，工序三、四、五、九、十、十一、十二是铣削中工表面，采用铣床专用夹具，工序六是钻削及锪孔，采用钻床专用夹具，工序七、八是镗孔，采用镗床专用夹具。 铣床上加 工的工序 :主要有工序三、四、五、九、十、十一、十二，根据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 63页表 30 200摘自 工序六 选用莫氏锥柄麻花钻 20 考文献 机械制造技术基础设计指导书 52页表 3带导柱直柄平底锪钻 40 4260考文献 机械制造技术基础设计指导书 60页表 3 工序七、八 本工序是镗两个 100和 60和 120的内孔，考虑到箱体材料是铸铁，选用硬质合金镗刀。 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，根据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 82页表 3 （一）选择加工孔用量具 1. 上文已述该孔铸造毛坯孔径 据考文献 机械制造技术基础设计指导书 10页表 1用粗镗 半精镗 精镗 三次加工即可。 （ a）粗镗，根据表 3量范围 50 175 （ b）半精镗 , 根据表 3量范围 100 160 （ c）精镗 ，该内孔表面公差尺寸为 文献 机械几何量精度设计与检测 第 34页表 3 由于精度要求高且该零件是大批量生产 ,故宜选用极限量规。 按表 3据加工孔孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规 ( 6322辽宁工程技术大学课程设计 16 2. 上文已述该孔铸造毛坯孔径 54工余量为 6机械制造技术基础设计指导书 10页表 1用粗镗 半精镗 精镗 三次加工即可。 （ a）粗镗，根据表 3量范围 50 175 （ b）半精镗 , 根据表 3量范围 50 100 （ c）精镗 内孔表面公 差尺寸为 文献 机械几何量精度设计与检测 第 34页表 3 由于精度要求高且该零件是大批量生产 ,故宜选用极限量规。 按表 3据加工孔孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规 ( 63223. 上文已述该孔铸造毛坯孔径 工余量为 械制造技术基础设计指导书 10页表 1用粗镗 半精镗 精镗三次加工即可。 （ a）粗镗，根据表 3量范围 50 175 （ b）半精镗 , 根据表 3量范围 50 100 （ c）精镗 内孔表面公差尺寸为 文献 机械几何量精度设计与检测 第 34页表 3 由于精度要求高且该零件是大批量生产 ,故宜选用极限量规。 按表 3据加工孔孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规 ( 6322(二 )选择加工平面用量具 a）尺寸为 280 上文已述该表面的公差等级为 据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 11页表 1用粗铣 精铣即可。考虑到公差等级较低 , 根据表 3量范围 0 200双面游标卡尺即可。 b）尺寸为 200表面 (Q、 上文已述该加工表面的公差等级为 据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 10页表 1用粗铣 半精铣即可达到要求。考虑到辽宁工程技术大学课程设计 17 公差等级较低 , 根据表 3测量范围 0 200双面游标卡尺即可。 定切削用量及基本工时 切削用量包括背吃刀量 进给量 f,切削速度 。确定顺序是先确定 f，再确定 ，只对工序七 镗两个 100和 60的内孔进行计算，该两个加工表面的切削用量及基本工时计算如下： 加工条件 : 工件材料： 金属模铸造 硬度 200工要求： 镗两个 100和 60、 120的内孔，表面粗造度分别为 机 床： 刀 具：硬质合金镗刀，主偏角 45 100 所镗孔已铸出毛坯孔 直接进行镗削，本工序中，镗孔涉及粗镗、半精镗和精镗。总加工余量为 2z= （ 1）粗镗孔至 据参考文献 2第 111页表 5取切削用量如下：切削深度； 2 切削速度 =80m/ 进给量 f=1mm/r，查参考文献 7第 152页表 取主轴进给量为： f=r,则机床主轴转速： 查参考文献 7第 152页表 68主轴转速，选取主轴转速为：n=250r/实际切削速度： 基本工时 T: 根据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 116页表 5 式中 机动时间， L 刀具或工作台行程长度， f 主轴每转刀具的进给量， mm/r； n 机床主轴转速， r/l 切削加工长度， 1l 刀具切入长度， 2l 刀具切出长度， 3l 单件小批生产时的试切m i n/010001000 m i n/771000 j 321 辽宁工程技术大学课程设计 18 附加长度 2l =3 5 取 4助时间： 根据参考文献 2第 37页式 2（ 15 20） % ： 取 2s （ 2） 半精镗孔至 据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 111页表 5取切削用量如下： 切削深度 pa 削速度 =100m/给量 f=r。查参考文献 6第 111页表 5 铣 镗 床 进 给 量 ， 选 取 主 轴 进 给 量 为 ：f=r 则机床主轴转速： 查 参 考 文 献 7第 152页表 铣 镗 床 主 轴 转 速 ， 选 取 主 轴 转 速 为 ： n=315r/实际切削速度： 基本工时 T: 根据参考文 献 机械制造技术基础设计指导书 116页表 5 式中 机动时间， L 刀具或工作台行程长度， f 主轴每转刀具的进给量， mm/r； n 机床主轴转速， r/l 切削加工长度， 1l 刀具切入长度， 2l 刀具切出长度， 3l 单件小批生产时的试切附加长度 i 进给次数。 j i 4540321 5)32(45t a n 2(t a f ）（） 2015( j 001 0 001 0 00 m 81000 j 321 辽宁工程技术大学课程设计 19 2l =3 5 取 4助时间 根据参考文献 2第 37页式 2（ 15 20） % ： 取 2s （ 3） 精镗孔至 100据参考文献 2第 111页表 5取切削用量如下： 切削深度 p ；切削速度 =80m/给量 f=r。查参考文献 7第 152页表 68主轴进给量，选取主轴进给量为：f=r 则机床主轴转速： 查参考文献 7第 152页表 取主轴转速为：n=250r/实际切削速度： 基本工时 T:2第 116页表 5 式中 机动时间， L 刀具或工作台行程长度， f 主轴每转刀具的进给量， mm/r； n 机床主轴转速， r/l 切削加工长度， 1l 刀具切入长度， 2l 刀具切出长度， 3l 单件小批生产时的试切附加长度 2l =3 5 取 4mm j 12m i 4340321 p 3)32(45t a n 2(t a sT f ）（） 2015( j m 010001000 m j 321 p 3)32(45t a n 2(t a 辽宁工程技术大学课程设计 20 辅助时间： 根据参考文献 2第 37页式 2（ 15 20） % ： 取 6s 故镗 100=2+2+6=64s 60所镗孔已铸出毛坯孔 54直接进行镗削，本工序中，镗孔涉及 粗镗、半精镗和精镗。总加工余量为 Z=6 （ 1）粗镗孔至 58据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 111页表 5取切削用量如下： 切削深度 2 ；切削速度 =80m/给量 f=r。查参考文献 7 第 152页表 铣 镗 床 主 轴 进 给 量 ， 选 取 主 轴 进 给 量 为 ：f=r 则机床主轴转速： 查参考文献 7第 152页表 转速，选取主轴转速为： n=500r/实际切削速度： 基本工时 T: 根据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 116页表 5 式中 机动时间， L 刀具或工作台行程长度， f 主轴每转刀具的进给量， mm/r； n 机床主轴转速， r/l 切削加工长度， 1l 刀具切入长度， 2l 刀具切出长度， 3l 单件小批生产时的试切附加长度 j i 4340321 010001000 m 11 0 00 00 j 321 sT f ）（） 2015( j 辽宁工程技术大学课程设计 21 2l =3 5 取 4助时间： 根据参考文献 2第 37页式 2（ 15 20） % ： 取 2） 半精镗孔至 据参考文献 2第 111页表 5取切削用量如下：切削深度 p ；切削速度 =100m/给量 f=r。查参考文献 7第 152页表 68主轴进给量，选取主轴进给量为：f=r 则机床主轴转速： 查参考文献 7第 152页表 68主轴转速，选取主轴转速为： n=630r/实际切削速度： 基本工时 T: 根据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 115页表 5 式中 机动时间， L 刀具或工作台行程长度， f 主轴每转刀具的进给量， mm/r； n 机床主轴转速， r/l 切削加工长度， 1l 刀具切入长度， 2l 刀具切出长度， 3l 单件小批生产时的试切附加长度 i 进给次数。 j i 4520321 5)32(45t a n 2)32(t a f ）（） 2015( j m 0010001000 m 181000 j 321 辽宁工程技术大学课程设计 22 2l =3 5 取 4助时间： 根据参考文献 2第 37页式 2（ 15 20） % ： 取 3） 精镗孔至 60据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 111页表 5取切削用量如下： 切削深度 p ；切削速度 =80m/给量 f=r。查参考文献 7第 152页表 68主轴进给量，选取主轴进给量为：f=r 则机床主轴转速： 查参考文献 7第 152页表 取主轴转速为： n=500r/实际切削速度： 基本工时 T: 根据参考文献 机械制造技术基础设计指导书 116页表 5 式中 机动时间， L 刀具或工作台行程长度， f 主轴每转刀具的进给量， mm/r； n 机床主轴转速， r/l 切削加工长度， 1l 刀具切入长度， 2l 刀具切出长度， 3l 单件小批生产时的试切附加长度 2l =3 5 取 4mm j i 4320321 p 3)32(