蜗轮箱体加工工艺及夹具设计-钻φ15孔夹具设计（全套含CAD图纸）
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1 附录 1 外文翻译 基于事例推理的夹具设计研究与应用 摘要 :根据基于事例的设计方法 ,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性 ,并建立了包括这 2方面主要特征信息为基础的事例索引码 ,设计了事例库的结构形式 ,创建了层次化的事例组织方式 ;同时 ,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法 ,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮 ,形成了基于事例推理的夹具设计 并取得了令人满意的使用效果 . 关键词 : 基于事例的推理 夹具设计 具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位 ,所以它的设计是制造过程中的瓶颈 ,制约着效率的提高 . 夹具设计是一个复杂的过程 ,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的 具（如 )时 ,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处 ,而这正是提高效率的关键因素 . 基于事例推理 (的方法适应以往个案解决的办法 ,建立一个新问题的方法 ,主要有以下四步骤 :检索、利用、修改 ,并保留 为提出一个类似的情况 ,和采用一些修改 ,似乎不言自明 ,而且比人类更直观 在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死 , 规划过程中 ,还有夹具设计 . 孙用六个数字组成代码参数 ,包括工件的形状、机械部分、轴衬 ,第一定位装置 ,第二定位装置和夹紧装置 . 但这个系统不能 用于除钻床夹具外的其他夹具类型 ,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题 ,这在 是非常重要的 . 1 事例参数和事例图书馆的建立 例参数 事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具 . 使用他们能够使操作方便 . 因为零件的形状是多种多样的 , 在生产企业中制造的技术要求也不断发展 ,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低 ,其主要特征是不 2 重要的 ,因为分配给每个特征的比重必须减少 . 另一方面 ,事例参数包含所有的特征是困难的。 因此 ,考虑到实际和快速设计的需求 ,事例参数要包含工件的主要特征和 夹具的结构。事例参数代码由 16 位数组成： 13 位数是事例特征 3 位数是事例识别数字。 前 13 位数代表 13 个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致 ,这可能是*、 ？ 、 1、 2， ， A、 B, ， Z， ，等其中的一个。其中， *是指任何一个 ,?代表不确定 ,0代表没有。 系统规定 :夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是 *和 ?。在设计系统时 ,三个项目的属性信息没有这些选择 ,这就意味着必须选择确定的属性。 最后三位数是事例识别号码 ,如果事例特征的 13 位数是一样的 ,这三个数字就 用来区别他们。 该系统还规定 :000是用于修正的一个典型事例 ,其他事例 001、 002、 ,这些是用于设计师查找参考事例的 . 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例 ,首先它必须要求改成 000,前面的自动变成参考事例 . 事例索引码的结构如图 1 所示。 1 夹具类型； 6 工件重量； 11 夹紧模型； 2 工件形状； 7 工件刚度； 12 夹具体； 3 工件材料； 8 加工内容； 13 其他； 4 批 量； 9 过程所有物； 14 到 16 事例识别码； 5 工件比例； 10 定位模型； 图 1 事例索引码的结构 例库 事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。 例的层次化 夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是由工件资料和工件加工资料组成 ,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需求 成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述 3 的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应记录特殊参数和保持它们的方法。 2 事例修改的策略 在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上；知识指 导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点，然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法： 1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。 2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。 两个事例之间的相似 点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较重量分别是 50 20工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前13 位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下： 其中 S 表示通用夹具的相似尺寸， n 表示索引特性数， 表示每个特性的重量，表示事例库中特性 和相关夹具的特性 的相似尺寸。同时，数值计算如下： 4 其中 表示第 i 个特征的索引特性值， 表示事例库中第 j 个事例的 第 i 个特征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的数字（例如 10），这是类型单里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存储 例的修改 夹具设计中相似事例的修改包括以下三个阶段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不变，调整成分的特性 3） 模型重新设计 如果夹具的成分是普通的物品，它们能通过 使用工具被修改，代替以及删除，这些已经被设计好了。 例的存储 在将一个新的事例保存到事例库之前，设计者必须考虑保存是否有价值。如果这个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它保存到事例库里。如果它有价值的话，设计者在保存之前必须分析一下，看看这个事例是否作为标准事例或参考事例被存储了。一个标准事例是一个描述同族事例主要特征的标准。一个同族事例是有事例库中索引码前 13 位相同而最后三位不同的那些事例组成的。一个标准事例的最后三位通常是“ 000”。一个参考事例属于同族标准事例， 5 最后三位用不同数字区分。 从被解释的概念中，可采用以下方法： 1）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，和一个存在的标准事例的前 13 位数相同，那么这个事例就不能存储因为已经这种标准事例了。或者只能作为一个参考事例保存（最后三位不是“ 000”，而且和其它的不一样）在事例库中。 2）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，并且被认为代替这个事例族要比以前的标准事例好，那么这个标准事例就被这个新的事例代替，以前的标准事例作为一个参考事例保存。 3）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族不一致，一个新的事例族将会自动产生，并 作为标准事例保存到事例库中。 4 夹具设计中基于事例推理的过程 根据夹具设计的特性，夹具设计的基本信息，例如夹具的名字，零件，生产和设计者等等，必须先输入。然后，输入或设计工件的模型。输入有关工件的细节信息，建立事例索引码，然后 始依靠相似尺寸查找相似事例，选出最相似的事例。如果需要的话，事例要满足通用性设计，再存储到事例库中。程序流程图如图 2 所示 图 2 基于事例推理的夹具设计流程图 6 5 基于事例推理的夹具设计说明 这是一个工件如图 3 所示。材料是 45 钢，底座，形状为块状，生产批量为中批等。需要设计 成一个用来旋转孔的旋转夹具。 图 3 需要设计夹具的一个工件 （最大尺寸 80 工件的特征值，属性值，事例索引码和重量在表 1 中列出。 表 1 工件的事例索引码和重量 特征名称 特性值 索引码 重量 夹具类型 车床夹具 1 100 工件形状 块状 9 90 工件材料 中 碳钢 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 轻 5 60 工件刚度 硬度强 1 60 加工内容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三个平面 1 100 夹紧方法 不确定 ？ 90 夹具体 复合 4 80 其他 没有 0 60 7 通 过 查 找 和 计 算 相 似 点 ， 最 相 似 的 事 例 的 事 例 索 引 码是19325513321402000，细节信息在表 2 中列出。 表 2 最相似事例的事例索引码 特征名称 特性值 索引码 夹具类型 车床夹具 1 工件形状 块状 9 工件材料 中碳钢 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 轻 5 工件刚度 硬度强 1 加工内容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三个平面 1 夹紧方法 不确定 ？ 夹具体 复合 4 其他 没有 0 相似点的计算如下： 所以夹具的相似尺寸值是 是在事例库中用于设计的最相似的事例，最相似的事例的结构如图 4 所示 8 图 4 最相似的夹具 当成分替代，修改定位模型和夹紧模型，以及调节相关尺寸之后，新的夹具被设计出来，图形如图 6 所示 图 5 需要设计的新夹具 因为在事例库中没有相似夹具，新夹具被储存到事例库中。事例索引码是19325523311402000。 6 结论 基于事例推理，作为一个问题解决的方法，是一个比模仿人类思想的专业系统更有效的方法 ，已经在很多难获取知识的领域里得到发展。基于事例推理的优点如下：它和人类的思想很相似；一个事例库通过保存新事例获得自学能力，它比有惯例库更快更容易，它可以更好的传递和解释新的知识，这和惯例库有 9 很大的不同。基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架已经被实行了，使用的是支持基础数据的 ， 脑绘图软件。这个框架也已经和普通成分库和典型夹具库结合起来。这个发展的标准系统，用于航空项目，帮助夹具设计者提高设计效率和重新使用先前的设计资源。 1 O m is on of up on of at of in K K a to of m to im e. a of m e AD ), . is am m to an s So m e of of m s of of m in m it is in of m 613 33”,“？”,“1”,“2”,“A”,“B”,“Z”, *”m ?”0”. s m of e, of 000”is 01”,“002”, to be If it m 00”, er is im of is as ed of es em (m of In m m 2im of e of of if m of s:1)to of )of m 3is of m of of At e e, If of sm If is to of m m of ) )m on m of it is it it to is as 3of 00”e ) If a m it 3Or is 00”,e If a m at If m e m of m of is or m m is of e of m to m p m is in as a is a m an an in m it an m is a im +, as 2m m 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 铸造毛坯 工序号 10 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 铸造毛坯 端铣刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 1 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 粗铣 精铣大端面 工序号 20 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规 格 数量 名称规格 01 粗铣精铣底面保证厚度尺寸 108 1 80 端铣刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 2 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 粗铣精铣外伸臂 工序号 30 技检要求 基准面 材料 同时 加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 粗铣精铣外伸臂保证尺寸 108 1 80 端铣刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 3 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 粗、精铣背面小凸台端面 工序号 40 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 粗、精铣背面小凸台端面保证尺寸 108 1 80 端铣刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 4 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 粗铣、精铣外伸壁反面 工序号 50 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 粗铣、精铣外伸壁保证尺寸 108 1 80 端铣刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 5 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 钻铰孔 工序号 60 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 钻床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 钻中心孔 18底 08 1 6 17 钻头 1 游标卡尺 02 钻 18孔到尺寸 108 1 6 17 钻头 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 6 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 钻孔 工序号 70 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 钻床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 钻外伸臂孔 08 1 6 17 钻头 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 7 页 四 川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 粗、精铣侧面凸台端面 工序号 80 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 粗、精铣侧面凸台端面 108 1 80 端铣刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 77 页 第 8 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 粗、精铣侧面反面凸台端面 工序号 90 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 粗、精铣侧面反面凸台端面 108 1 80 端铣刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 9 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 钻孔、攻螺纹 工序号 100 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 钻 床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 钻侧面凸台各个孔 108 1 6 17 钻头 1 游标卡尺 02 攻螺纹 108 1 6 17 钻头 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 10 页 四川职业技术学院 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 涡轮箱 9序名称 镗孔、端面及内槽 工序号 110 技检要求 基准面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 60 1 镗 床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用夹具 1 中 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /分钟） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 01 镗大端面 78孔及端面及内槽 108 1 0 360 镗 刀 1 游标卡尺 拟制 日期 审核 日期 批准 日期 共 11 页 第 11 页 四川职业技术学院 机械加工工艺过程卡 产品型号 蜗轮箱 零（部）图号 共 1 页 产品名称 蜗轮箱 零（部）名称 蜗轮箱 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸 造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备 注 年产一万 工序号 工序名称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 10 铸造毛坯 锻 20 粗铣精铣大端面 粗铣精铣底面保证厚度尺寸 机 铣 用夹具，端铣刀，游标卡尺 30 粗铣精铣外伸臂 粗铣精铣外伸臂保证尺寸 机 铣 用夹具，端铣刀，游标卡尺 40 粗、精铣背面小凸台端面 粗、精铣背面小凸台端面保证尺寸 机 铣 用夹具，端铣刀，游标卡尺 50 粗铣、精铣外伸壁反面 粗铣、精铣外伸壁保证尺寸 机 铣 用夹具，端铣刀，游标卡尺 60 钻铰孔 钻中心孔 18底 钻 18孔到尺寸 ， 机 钻 用夹具，钻头，铰刀，游标卡尺 70 钻孔 钻外伸臂孔 钻 用夹具，钻头，游标卡尺 80 粗、精铣侧面凸台端面 粗、精铣侧面凸台端面 机 铣 用夹具，端铣刀，游标卡尺 90 粗、精铣侧面反面凸台端面 粗、精铣侧面反面凸台端面 机 铣 用夹具，端铣刀，游标卡尺 100 钻孔、攻 螺纹 钻侧面凸台各个孔及攻螺纹 机 钻 用夹具，钻头，铰刀，游标卡尺 110 镗孔 镗大端面 78孔及端面及内槽 机 镗 用夹具，镗刀，游标卡尺 120 锐边去毛刺 锐边去毛 刺 130 终检入库 检验零件尺寸 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处记 更改文件号 签字 日期 I 四川职业技术学院 业设计（论文） 题 目 蜗轮箱体 加工工艺 钻孔 夹具设计 所属系部 机械工程系 所属专业 机械设计与制造 所属班级 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 四川职业技术学院教务处制 摘 要 蜗轮箱体 零件的主要加工表面是平面及孔系。基准选择以 蜗轮箱体 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以 大端面 与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面 ，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。 关键词： 蜗轮箱体类零件； 工艺 ； 夹具 ； he is on of of of of In of of to of as a as a 4 目 录 摘 要 1 章 绪论 错误 !未定义书签。 械加工工艺概述 错误 !未定义书签。 械加工工艺流程 错误 !未定义书签。 具概述 错误 !未定义书签。 床夹具的功能 错误 !未定义书签。 床夹具的发展趋势 错误 !未定义书签。 床夹具的现状 错误 !未定义书签。 代机床夹具的发展方向 错误 !未定义书签。 第 2 章 加工工艺规程设计 错误 !未定义书签。 件的分析 错误 !未定义书签。 件的作用 错误 !未定义书签。 轮箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 错误 !未定义书签。 和平面的加工顺序 错误 !未定义书签。 系加工方案选择 错误 !未定义书签。 轮箱体加工定位基准的选择 错误 !未定义书签。 基准的选择 错误 !未定义书签。 基准的选择 错误 !未定义书签。 轮箱体加工主要工序安排 错误 !未定义书签。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 错误 !未定义书签。 定切削用 量及基本工时（机动时间） 3 错误 !未定义书签。 间定额计算及生产安排 错误 !未定义书签。 第 3 章 钻 15 孔夹具设计 错误 !未定义书签。 究原始质料 错误 !未定义书签。 位、夹紧方案的选择 错误 !未定义书签。 5 削力及夹紧力的计算 错误 !未定义书签。 差分析与计算 错误 !未定义书签。 套、衬套、钻模板设计与选用 错误 !未定义书签。 定夹具体结构尺寸和总体结构 错误 !未定义书签。 具设计及操作的简要说明 错误 !未定义书签。 总结 错误 !未定义书签。 参 考 文 献 错误 !未定义书签。 致 谢 错误 !未定义书签。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 I 四川职业技术学院 业设计（论文） 题 目 蜗轮箱体加工工艺钻孔夹具设计 所属系部 机械工程系 所属专业 机械设计与制造 所属班级 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 四川职业技术学院教务处制 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 摘 要 蜗轮箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。基准选择以蜗轮箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以大端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面 ，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。 关键词： 蜗轮箱体类零件；工艺；夹具； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 he is on of of of of In of of to of as a as a 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 目 录 摘 要 1 章 绪论 1 械加工工艺概述 1 械加工工艺流程 1 具概述 2 床夹具的功能 2 床夹具的发展趋势 3 床夹具的现状 3 代机床夹具的发展方向 3 第 2 章 加工工艺规程设计 5 件的分析 5 件的作用 5 轮箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 6 和平面的加工顺序 6 系加工方案选择 6 轮箱体加工定位基准 的选择 7 基准的选择 7 基准的选择 7 轮箱体加工主要工序安排 7 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 定切削用量及基本工时（机动时间） 3 11 间定额计算及生产安排 19 第 3 章 钻 15 孔夹具设计 23 究原始质料 23 位、夹紧方案的选择 23 削力及夹紧力的计算 24 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 差分析与计算 25 套、衬套、钻模板设计与选用 26 定夹具体结构尺寸和总体结构 28 具设计及操作的简要说明 31 总结 32 参 考 文 献 33 致 谢 34 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 第 1 章 绪论 械加工工艺概述 机械加工工艺 是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装， 就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所 用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 2 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺 装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的 功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 3 由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊 功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批 多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的 4 结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、 拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化 阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 214891 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 第 2 章 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是蜗轮箱体。蜗轮箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件与发动机正确安装。因此蜗轮箱体零件的加工质量，不但直接影 响的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。主要是实现变速，改变汽车的运动速度。 件的工艺分析 由蜗轮箱体零件图可知。蜗轮箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1）以大端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：大端面的铣削加工；螺孔加工其中大端面有表面粗糙度要求为 （ 2）以 、 的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：前后端面；孔。 6 （ 3）以小凸台面为主要加工平面的加工面。 轮箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该蜗轮箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于蜗轮箱体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样 满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 和平面的加工顺序 蜗轮箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工蜗轮箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。蜗轮箱体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 蜗轮箱体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶 段以保证孔系加工精度。 系加工方案选择 蜗轮箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据蜗轮箱体零件图所示的蜗轮箱体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （ 1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，蜗轮箱体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时， 镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （ 2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产 7 周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此 外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔，需要将蜗轮箱体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 轮箱体加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）保证各重要支承孔的加工余量均匀； （ 2）保证装入蜗轮箱体的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以蜗轮箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基 准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 基准的选择 从保证蜗轮箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证蜗轮箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从蜗轮箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但 用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是蜗轮箱体的装配基准，但因为它与蜗轮箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 轮箱体加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。蜗轮箱体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于 顶平面加工完成后一直到蜗轮箱体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，大端面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段 8 完成。对于蜗轮箱体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零 件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 打及 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 根据以上分析过程，现将蜗轮箱体加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 1、铸造、时效处理 2、粗铣精铣底面保证厚度尺寸 3、粗铣精铣 外伸臂保证尺寸 4、粗、精铣反面小凸台端面保证尺寸 5、粗铣、精铣外伸壁保证尺寸 6、钻中心孔 18 底孔 18 孔到尺寸 7、钻外伸臂孔 、粗、精铣侧面凸台端面 9、粗、精铣侧面反面凸台端面 10、钻侧面凸台各个孔及攻螺纹 11、镗大端面 78 孔及端面及内槽 12、锐边去毛刺 13、检验零件尺寸 工艺路线二： 1、铸造、时效处理 2、镗大端面 78 孔及端面及内槽 3、粗铣精铣底面保证厚度尺寸 4、粗铣精铣外伸臂保证尺寸 5、粗、精铣反面小凸台端面保证尺寸 6、粗铣、精铣外伸壁保证尺寸 7、钻中心孔 18 底孔 18 孔到尺寸 8、钻外伸臂孔 9 9、粗、精铣侧面凸台端面 10、粗、精铣侧面反面凸台端面 11、钻侧面凸台各个孔及攻螺纹 12、锐边去毛刺 13、检验零件尺寸 工艺路线三： 1、铸造、时效处理 2、粗铣精铣底面保证厚度尺寸 3、粗铣精铣外伸臂保证尺寸 4、粗、精铣反面小凸台端面保证尺寸 5、粗铣、精铣外伸壁保证尺寸 6、粗、精铣侧面凸台端面 7、粗、精铣侧面反面凸台端面 8、钻侧面凸台各个孔及攻螺纹 9、镗大端面 78 孔及端面及内槽 10、钻中心孔 18 底孔 18 孔到尺寸 11、钻外伸臂孔 2、锐边去毛刺 13、检验零件尺寸 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题， 方案二把小凸台面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别镗孔工序。 方案三：先镗孔后加工各面，这是极其不合理的。镗孔缺少很多基准参考的。镗孔无法保证与孔端面有垂直关系。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片。综合选择方案一： 工艺路线一： 1、铸造、时效处理 2、粗铣精铣底面保证厚度尺寸 3、粗 铣精铣外伸臂保证尺寸 4、粗、精铣反面小凸台端面保证尺寸 5、粗铣、精铣外伸壁保证尺寸 10 6、钻中心孔 18 底孔 18 孔到尺寸 7、钻外伸臂孔 、粗、精铣侧面凸台端面 9、粗、精铣侧面反面凸台端面 10、钻侧面凸台各个孔及攻螺纹 11、镗大端面 78 孔及端面及内槽 12、锐边去毛刺 13、检验零件尺寸 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “蜗轮箱体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为 度 170 241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （ 1）大端面的加 工余量。 根据工序要求，大端面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 余量值规定为 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 （ 4）小凸台端面加工余量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序 余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 现取 半精铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷，其加工余量值取为 精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为 铸件尺寸公差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 根据工序要求，前后端面支承 孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下： 粗镗： 孔，参照机械加工工艺手册表 余量值为 精镗： 孔，参照机械加工工艺手册表 余量值为 由工序要求可知，凸台只需进行粗铣加工。其工序余量如下： 参照机械加工工艺手册第 1 卷表 余量规定为 现取其为 11 定切削用量及基本工时（机动时间） 3 工序 1：铸造、时效处理 工序 2：粗铣精铣底面 机床： 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40 12 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj （ 2）精铣 铣削深度齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 6 机床主轴转速 n ： m 061 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量 0 工作台每分进给量 m 3 0/被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ：精铣时 001 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间2m i 024 0 03 4 1212 mj 本工序机动时间 m 工序 3：粗铣精铣外伸臂面保证尺寸 机床： 具：硬质合金端铣刀 质合金立铣刀 刀直径 20，齿数 12Z 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 3 13 机床主轴转速 n ： m 7 93 2 031 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 50 实际铣削速度 V ： 进给量 5 工作台每分进给量m 50/5.7 a：根据机械加工工艺手册表 92被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40 刀具切入长度 1l ： 4)31(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 工序 4、粗、精铣反面小凸台端面保证尺寸 机床： 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 铣削深度齿进给量据机械加工工艺手
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