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
Abstract
The 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, reasonable and reliable fixture design can guarantee the quality of the workpiece processing, improve processing efficiency, 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 deceleration box box holes 100 and fixture design process, the holes require a higher precision, boring process mining useful. In the preparation process, it is necessary to take into account the pore shape and location accuracy, as well as tolerance and so on.
Hole in the design of special processing fixture 120 when the seat bottom to me based on the use of a two-pin position, through the bolt cover and the box seat to join, and its positioning pins. In order to reduce costs, reduce the clamping time, linked the use of cam clamps. Handle counter-clockwise rotation, in the role of the tensile spring, the platen release into the workpiece, the processing has been completed, turning the handle clockwise to promote putt cam driven, thus compacting the workpiece.
Keywords: Technology; fixture; positioning; position tolerance parts
目 录
摘 要 …Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
目录 1
第一章 零件的工艺分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2分析零件的技术要求 2
1.3 零件生产类型的确定 4
第二章 零件的工艺规程设计 5
2.1 确定毛坯的制造形式 5
2.2 定位基准的选择 5
2.3 零件表面加工方法的选择 6
2.4 制订工艺路线 7
2. 5加工余量和工序的确定 8
2.6 工序设计 10
2.7 确定切削用量及基本工时 13
第三章 专用夹具设计 19
3.1 问题的提出 19
3.2 定位方案及定位元件的选择 19
3.3 夹紧方案及夹紧元件的选择 21
3.4 夹具体的选择 23
3.5 自锁条件的计算 23
3.6 夹紧力的计算 24
3.7 定位误差的计算 25
3.7 夹具的使用 27
第四章 展望与体会 27
参考文献 28
第一章 零件的工艺分析
1.1 了解零件的用途
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”
1.2分析零件的技术要求
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HT200，容易铸造，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．的箱座底平面为基准的加工表面：
这一组加工表面包括：φ120mm和φ100mm两孔及φ60mm；上端面；4φ20及锪φ40的孔；
2.以φ100mm和φ60mm两孔定位的加工表面
这一组加工表面包括：尺寸为300mm与φ100mm和φ60mm两孔轴线相垂直的前后两平面,。其中，主要加工表面为φ100mm和φ60mm两孔。各加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
（1）尺寸为60mm孔两处轴心线同轴度为φ0.025mm,圆柱度为0.010mm。
（2）尺寸为φ120mm孔两处轴心线同轴度为φ0.025mm，圆柱度为0.008mm,且与φ100mm轴心线的平行度公差为0.025mm。
（3）的平面度要求0.025mm且与底面的平行度为0.03mm。
由上面分析可知，1.先以底座上表面定位加工出下表面，再以下表面加工出与之具有相互位置关系或定位关系的各加工表面；2.采用专用夹具加工出一组表面，再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φ100mm、φ60mm、φ120mm孔，在由加工完的φ100mm、φ60mm、φ120mm孔作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/mm 公差/mm及精度等级 表面粗糙度/um 形位公差/mm
φ100mm φ100 0.035，IT7 Ra1.6
φ60mm φ60 0.036，IT8 Ra1.6
φ120mm φ120 0.054，IT8 Ra1.6
下端面 Ra6.3
上端面 Ra3.2
左端面 Ra3.2
右端面 Ra3.2
下端面地脚螺栓底脚 Ra12.5
Φ150mm孔加工内表面 Ra6.3
1.3 确定零件生产类型
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:
式中: :机器零件的生产纲领（件/年）；
:产品的年产量；: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0.3%—0.7%。
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2-1 生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2000kg） 中型（零件质量100～200kg） 轻型（零件质小于100kg）
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
第二章 零件的工艺规程设计
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（HT200），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。
2.2 定位基准的选择
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X轴、Y轴旋转方向和Z轴的直线方向自由度，两个孔限制Z轴转动、X轴移动、Y轴移动，先加工出箱座下表面。
2.精基准的选择
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。
2.3 零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HT200,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，现将各加工表面的加工方法选择如下：
1.地脚螺栓孔4φ20mm及锪φ40mm的孔
该孔未标注公差尺寸,属一般公差，由参考文献[1]第33页表2-18取公差等级为m,公差尺寸为mm,再由文献[1]第12页表2-4知该孔的公差等级为IT13,根据参考文献[2]第128页表5-15，采用钻削即可达到要求。表面粗糙度能达到Ra3.2。
2.尺寸为φ100mm的内孔表面（A面）
该内孔表面公差尺寸为0.035mm，由文献[1]第34页表3-5知该孔的公差等级为IT7，再根据参考文献[2]第10页表1-7，采用粗镗即可达到要求的表面粗糙度Ra6.3。
3.尺寸为φ60mm的内孔表面（B面）
该内孔表面公差尺寸为0.030mm，由文献[1]第34页表3-5知该孔的公差等级为IT7，再根据参考文献[2]第10页表1-7，采用粗镗→半精镗即可达到要求的表面粗糙度Ra1.6。
4.尺寸为φ120mm的内孔表面（C面）
该内孔表面公差尺寸为0.054mm，由文献[1]第34页表3-5知该孔的公差等级为IT8，再根据参考文献[2]第10页表1-7，采用粗镗→半精镗即可达到要求的表面粗糙度Ra1.6。
5. 尺寸为300mm260mm的箱座底面(D面)
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3-5取公差等级为m,公差尺寸为mm,再由文献[1]第34页表3-5知该表面的公差等级为IT12,根据参考文献[2]第11页表1-8，采用粗刨（粗铣）即可达到要求的表面粗糙Ra6.3。
6.尺寸为280mm240mm的箱座上表面(E面)
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2-18取公差等级为m,公差尺寸为mm,再由文献[1]第34页表3-5知该孔的公差等级为IT12,根据参考文献[2]第11页表1-8，采用粗铣→精铣即可达到要求的表面粗糙Ra3.2。
7.尺寸为300mm200mm的箱体左、右表面(F、G面)
表面未标注公差尺寸，为自由尺寸，由参考文献[1]第33页表2-18取公差等级为m,公差尺寸为,再由文献[1]第34页表3-5知该加工表面的公差等级为IT12,根据参考文献[2]第11页表1-8，采用粗铣→半精铣即可达到要求的表面粗糙Ra3.2。
2.4 制订工艺路线
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300mm260mm的箱座底面定位，粗铣尺寸为220mm280mm的箱座上表面(E面)至尺寸。
工序四 以280mm240mm的箱座上表面(E面)定位，粗铣尺寸为300mm260mm的箱座底面(D面)，留余量。
工序五 以300mm260mm的箱座底面定位，精铣尺寸为220mm280mm的箱座上表面(E面)，留余量。
工序六 以加工后的φ120mm的内孔两端面定位，粗铣尺为300mm200mm的箱体左端面(F面)，留余量。
工序七 以加工后的φ120mm的内孔两端面定位，粗铣尺300mm200mm的箱体右端面(G面)，留余量。
工序八 以加工后的φ120mm的内孔两端面定位，半精铣尺寸为300mm200mm的箱体左端面(F面)至尺寸。
工序九 以加工后的φ120mm的内孔两端面定位半精铣尺寸为300mm200mm的箱体右端面(G面)至尺寸。
工序十 以300mm260mm的箱座底面定位，钻地脚螺栓孔4φ20mm及锪φ40mm的孔到尺寸。
工序十一 以300mm260mm的箱座底面及地脚螺栓孔φ20mm定位，粗镗→半精镗→精镗尺寸为φ100mm和φ60mm的内孔表面至尺寸。
工序十二 以300mm260mm的箱座底面及地脚螺栓孔φ20mm定位，粗镗→半精镗→精镗尺寸为φ120mm的内孔表面至尺寸。
工序十三 钳工去毛刺。
工序十四 清洗
工序十五 终检并入库。
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