机械制造工艺学课程设计-设计“减速箱体”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（生产纲领：4000件） .doc

东南大学成贤学院机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 设计“减速箱体”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（生产纲领：4000件）班 别 机械2班设 计 者 指导老师 评定成绩设计日期 2007.8.20.- 8.30目录设计任务书2课程设计说明书正文3序言3一、 零件的分析3二、 工艺规程设计4（一）、确定毛坯的制造形式4（二）、基面的选择4（三）、制定工艺路线4（四）、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定6（五）、确定切削用量及基本工时7三、 专用夹具设计8（一）、设计主旨8（二）、夹具设计8四、 课程设计心得体会9参考文献10东南大学成贤学院机械制造工艺学课程设计任务书一、设计题目设计“减速箱体”零件的机械加工工艺规程及该零件镗加工工序中所用的镗夹具。二、课程设计的目的1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。三、已知条件产品年产量4000台，每台1件，备品率：5%，废品率：1%。四、完成任务1、设计说明书一份。（含毛坯图、12个工序的工序卡、机械加工工艺卡、设计计算书）。2、电子稿夹具装配图1张（a1）。五、 完成时间共2周（2007.8.202007.8.30）班 级 机械2班设 计 者 周博展指导老师 程序，张卫芬2007年8月30日 课程设计说明书正文 序言机械制造工艺学课程设计是在我们完成了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。一、零件分析（一）、零件的作用题目给定的零件是减速箱体，它是支撑和固定减速器零件及保证转动件配合精度的重要机件。箱体一般用灰铸铁ht150或ht200制造。对重型减速器，为提高其承受震动和冲击的能力，也可用球磨铸铁或铸钢zg270500,zg310570制造，铸造箱体适合批量生产，其刚性好，易获合理和复杂的外形，易切削，但较重，在单件生产中，特别是大型减速器为减轻重量或缩短周期，箱体可用q213或q235钢板焊接而成，其轴承座部分可用圆钢、锻钢或铸钢制造。综上所述，箱体应选用铸铁制造，以达到减振性能，从而使箱体内零件不因外力遭到损坏或致工作效率下降。（二）、零件的工艺分析减速箱体共有四组加工面，它们之间有一定的位置关系，现分析如下：1.内径为中心的加工表面这一组加工表面包括内径的孔，75的孔，尺寸为110mm，97mm于孔径垂直的内平面2.外径内径孔为中心的加工平面这一组加工的平面有2个内径的孔，外径的孔，以及孔所在的两内平面，尺寸宽为110mm和所在孔上的两螺纹孔（6m57h）3.内径孔为中心的加工平面这一组加工的平面有2个，以及两个孔所在平面，尺寸为97mm和所在孔上的螺纹孔（6m57h）4.两个的锥孔由以上分析可知，对于这组加工表面而言，可先加工某一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。二.工艺过程设计(一)确定毛坯的制造形式 零件材料为ht150灰铸铁,虽然其机械性能不如钢,但其内因有石墨存在而带走一些优点,如吸震性,石墨又能润滑作用,于是大大提高了耐磨性.有良好的制造性能.固此选择铸铁,保证零件工作可靠性.(二)基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一.基面的选择得正确,合理,可以保证加工质量,提高生产效率.否则,就会使加工过程问题百出,严重的还会造成零件大批报废,使生产无法进行.1. 粗基准的选择按照有关粗基准的选择原则.现取两个52的孔,不加工表面轮廓作为粗基准.利用一组共两个短v形块支撑这两个52的外表面作为主要定位面,消除x,y,x,y四个自由度.再用用一对有自动定心的窄口卡爪夹持在其外表面上,消除z,z两个自由度,达到完全定位.2. 精基准的选择 精基准的选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.(三)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保证，在生产纲领已确定为大批量生产条件下，可采用万能机床，佩用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应考虑经济效率，以便降低经济成本。1 工艺路线方案一：工序1：划出30，40，47孔的中心线，划出上表面，下表面，尺寸15的台阶面及各轴孔搭面的加工线和校正线。工序2：底平面做基准面，校正，压紧，找校正线。粗铣上平面，15尺寸台阶面各放2mm余量，顶平面做基准面，粗铣下平面放2mm余量。工序3：粗铣35，40孔搭子面，各放2mm尺寸170上平面，180左面光出，两平面垂直度0.02mm。工序4：划出各轴孔的十字线及校正线。工序5：底面为基准面，放平。180尺寸光出面为导向面，校正，粗镗35孔至31，40孔至36；顶平面为基准，粗镗47至43工序6：时效，刷锈，涂底漆。工序7：划各轴孔十字线，搭面线，底平面，上平面，15尺寸搭面及校正线。工序8：底平面为基准面，精铣上平面放0.5mm；上平面为基准面，精铣底平面到放0.5mm余量。工序9：底平面为基准面，精铣35孔和40孔的两端面搭子面放余量0.5mm.。工序10：底平面为基准面，磨上平面至尺寸；上平面为基准面，磨下平面至尺寸。工序11：底平面为基准面，精铣15尺寸搭子面控制15。工序12：上平面为基准面，精镗孔至尺寸，42至尺寸，刮75*2至尺寸。摇坐标65, 66.5,钻，扩铰8h7至尺寸，钻6*m5定位孔为尖钻孔6均布。钻6钻孔9沉孔14深8的定位 孔为尖钻孔6及另一推销孔预钻8。工序13：钻6钻孔9沉14深8工序14：镗模上活，找正定位套中心，摇坐标3,5控制它+22=55尺寸。精镗至尺寸。刮40孔两端搭面至尺寸。精镗至尺寸，刮40孔两端搭面至尺寸。精镗至尺寸，刮35孔两端搭面至尺寸。工序15：划35，40孔两端搭子面的3*m5螺孔线，共12个，划上平面4*m5螺孔线。工序16：钻孔，功螺纹24m5。工序17：各部分去倒钝。打印件号，流水号。2 工艺路线方案二：工序1：打塞。划出30，40，47孔的中心线及上，下平面。台阶面中心轴线及校正线。工序2：粗铣并精铣上，下平面，台阶面。工序3：粗镗并精镗35，40，47，42孔并刮35，40端面。工序4钻，扩，铰75，9底孔。葱沉头孔14。工序5：攻罗纹m8。工序6：去毛刺。工序7：终检。3 工艺方案比较与分析上述两个工艺方案的特点在于，方案一适合工厂大批量生产，工序比较多，反复划线，放3次余量才达到尺寸要求。同时工件由于多次装夹，易引起误差；方案二工序较简单，为经过时效来消除应力，同时其达不到任务要求的精度。故综合方案一，二。最后的加工路线确定如下：工序1：时效，刷锈。工序2：划40，35，47孔的中心线，划上下平面轮廓。工序3：粗铣车精铣下平面。工序4：粗铣，半精铣上平面达图纸要求。工序5：粗铣，半精铣35，40孔两端面。工序6：以顶平面为基准面，粗镗，半精镗，精镗，刮75至尺寸，粗镗，半精。镗8至尺寸粗镗，半精镗，精镗。工序7：划出8，6*m5，6*9中心线。工序8：钻8，6*m5至尺寸，6*9沉孔14深8。工序9：以底面为基准面，粗镗，半精镗35，40孔 。工序10：精镗35，40至尺寸35，40。工序11：划35，40两端面的m5螺孔线共12个，划上平面4*m5螺孔线。工序12：钻孔，攻丝24-m5。工序13：去毛刺，打印件号，流水号。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片的机械加工工序卡。（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “减速箱体”零件材料为ht150灰铸铁，硬度为200250hbw，可采用铸造毛坯。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，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 外表面的加工余量及公差查机械制造工艺设计简明手册铸件复杂形状系数为s，铸件轮廓尺寸（长度方向）180315mm,故长度方向偏差为mm.长度方向的余量查工艺手册,其余量值规定为1.52.5mm,现取1.5mm。2. 的台阶孔钻孔 46.6mm半精镗 46.9mm 2z=0.3mm精镗 47 2z=0.1mm3. 两内孔毛坯为实心.冲孔.两内孔精度要求介于it7-it8之间.参照工艺手册确定工序寸及余量为: 粗镗 38mm 2z=2mm半精镗 39.7mm 2z=1.7mm精镗 40mm 2z=0.3mm4. 两内孔毛坯为实心.冲孔.两内孔精度要求介于it7-it8之间.参照工艺手册确定工序寸及余量为: 粗镗 33mm 2z=2mm 半精镗 34.7mm 2z=1.7mm 精镗 35mm 2z=0.3mm5.孔外端面的加工余量(计算长度为112mm)(1) 按照工艺手册取加工精度f2,锻件复杂系数s3,则=孔外端面的单边加工余量为2.0-3.0mm.取z=2mm.锻件公差按工艺手册材质系数取m,复杂系数取s3则锻件的偏差为+1.3和-0.7mm(2) 磨削余量,单边0.2mm,磨削公式即零件公式-0.07mm（3）铣削余量 z2.0mm-0.2mm=1.8mm 铣削公差为 -0.22mm。由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差。因些所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量最大最小之分由于本设计规定的总件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大，最小加工余量时，应按调整法加工方式以确定。40二孔外端面尺寸加工余量和工序间余量及公差分布见下表。加工余量计算表 工序加工尺寸及公差锻件毛坯（40二端面，零件尺寸112）粗铣二端面磨二端面加工前尺寸 最大 最小123.6119.6117.4117.18加工后尺寸 最大 最小123.6119.6117.4117.18117116.93加工余量（单边）2最大 3.1最小 1.210.20.125加工公差（单边）+1.30.70.220.07（五）确定切削用量及基本工时工序7：钻8mm,9mm及锪14mm，选用机床；z525型立式钻床切削用量计算如下（1） 钻孔 8mmf=0.1mm/r v=15m/minns=r/min=597r/min按机床选取nw=680r/min所以实际切削速度 v=m/min=17.08m/min切削工时t=0.29mm=17.5s式中：切入 l=,切出l2=1mm,l=15mm(2)钻孔9mmf=0.1mm/r, v=15m/minns=按机床选取nw=545r/min所以实际速度 v=t=min=0.38min=22.9s式中：切入l13.8mm 切出l22mm, l=15mm(3)锪沉头孔14mmf=f钻0.05mmv=f钻=7.5mmns=按机床选取 nw=195r/min=8.57m/min切削工时：切入l11mm, l=8mm,因而t=三、专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第9道工序镗孔的镗床夹具。本夹具将用于t740卧式镗床。刀具为镗刀。（一）设计主旨在给定的零件中，对本步加工的定位提出了具体的要求，由零件图纸可知,孔有平行度要求及对称度要求,其设计基准为孔的中心线.为减小工件定位误差,应采用两端镗模的镗床夹具,以保证孔的中心线位置的水平度,以及精度要求. （二）夹具设计1.定位基准的选择出于对定位精度要求的考虑，选择工件下底面为基准（自由度限制数：3），以孔（自由度限制数：2）和锥孔（自由度限制数：1）定位,使工件完全定位。再使用螺旋夹紧机构进行夹紧。2.切削力及夹紧力的计算本步加工可按镗削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。切削刀具：镗刀，24 mm，则式中 =650， =2.0mm，=1.0，=0.4mm/r，=0.72， =30m/min，=0.85，=1.0。所以 12105n。在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数。式中 -基本安全系数，=1.5；-加工性质系数，=1.1;-刀具钝化系数，=1.1;-断续切削系数，=1.1。于是，则实际夹紧力式中，和为夹具定位面及夹具面上的摩擦系数，都取0.25。使用快速螺旋夹紧机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。3.定位误差分析本工序采用一面两销定位，工件始终靠近定位销的一面，表面配合度高，故应当能满足定位要求。4.夹具设计及操作的简要说明夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。夹具上设置有镗套，用于确定的镗刀的进刀位置。 四. 参考资料 【1】、机械设计（第四版）邱宣怀 主编 高等教育出版社出版； 【2】、机械设计课程设计 潘承怡 主编 哈尔滨理工大学出版； 【3】、机械