减速箱体零件加工工艺及钻6-M5孔夹具设计.doc
K17-减速箱体零件加工工艺及钻6-M5孔夹具设计（全套含CAD图纸）
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购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 设计说明书设计题目：设计减速箱体的机械加工工艺规程及工艺装备设计者： XXX 班级： XXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXX大学 2011年6月272011年7月8XXXX大学设计任务书题目：设计“减速箱体”零件的机械加工工艺规程及指定夹具设计内容：零件图 1张 毛坯图 1张 机械加工工艺过程综合卡片 1张 夹具装配图 1张 机械加工工序卡片 1套 夹具体零件图 1张 设计说明书 1份生产纲领：中批或大批生产（4000件/年）班 级： 机械XXXX学 号： XXXXXXXXX学 生： XXX2011年6月272011年7月8目录序言4一、零件的工艺分析及生产类型的确定41、零件的作用42、零件的工艺分析43、零件的生产类型5二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图51、选择毛坯52、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定53、设计毛坯图6三、选择加工方法，制订零件的机械加工工艺路线81、定位基准的选择82、零件表面加工方法和工艺路线的确定8四、工序设计101、选择加工设备与工艺设备102、选择夹具103、选择刀具104、选择量具11五、确定切削用量及基本时间111、工序4切削用量及基本时间的确定112、工序7切削用量及基本时间的确定12六、夹具设计161、问题的提出162、定位方式与定位基准的选择163、定位销长度的分析164、定位误差的分析与计算175、夹具设计19设计小结21参考书目22序言机械制造技术基础毕业设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。一、零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用题目所给的零件是减速箱体，箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之白吃正确的相互位置，以传递扭矩或改变转速来完成规定的运动，故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。2、零件的工艺分析箱体类零件的结构比较复杂，薄壁且不均匀，加工表面多，其主要加工表面是平面和孔。通常平面的加工精度比较容易保证，而精度比较高的支承孔以及孔与孔之间、孔与平面之间的相互位置精度则比较难保证，往往成为生产中的关键。所以在制定箱体加工工艺过程时，应该将如何保证孔的位置精度作为重点来考虑。此外，还应该特别注意箱体的生产批量和工厂的具体生产条件。通过对该零件的重新绘制，只原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该箱体需要加工的主要表面是三对支承孔、螺纹孔及底面（装配基准面）、顶面和左右外侧平面。三对支承孔是垂直关系。孔的公差为H7，表面粗糟度Ra1.6um、Ra3.2um、Ra6.3um。由零件图可知，零件的材料HT150，该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，切削加工性，铸造性，价格便宜，制造方便，但塑性较差，脆性高，适用于承受较大应力，耐磨的零件。3、零件的生产类型 根据设计题目知：Q=4000台/件，；结合生产实际，备品率和废品率分别取0.1和0.01，带入公式（2-1）得生产纲领N=4000*1*（1+0.1）*（1+0.01）=4444件/年。生产批量为大批量生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯该箱体零件的结构形状比较复杂，生产批量大，所以毛坯选择铸件，零件材料为HT150。为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸造后安排退火处理。 2、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定根据箱体零件图计算轮廓尺寸，长180mm，宽170mm，高127mm,所以零件的最大轮廓尺寸为180mm。由表5-1得，铸造方法选择机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到公差等级CT范围为8到12级，所以选择10级。 根据加工面的基本尺寸和铸件的公差等级CT，由表5-3查得公差带相对于基本尺寸对称分布。由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到机械加工余量等级范围E到G级，取为F级。 对于所有加工表面的机械加工余量取同一个值，由表5-4查得最大轮廓尺寸为180mm、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2mm。求毛坯尺寸：R127=127+3.6/2+2=130.8 R130=130+3.6/2+22=135.8 R117=117+3.6/2+22=122.8R15=15+2.2/2+2=18.1R40=40-22-2.6/2=34.7R35=35-22-2.6/2=29.7R42=42-22-2.8/2=36.6表1 减速箱体铸件毛坯尺寸公差与加工余量公差等级CT10101010101010加工基本面尺寸12713011715403542尺寸公差3.63.63.62.22.6262.8机械加工余量等级FFFFFFFRMA2222222毛坯基本尺寸130.8133.8120.818.134.729.736.43、设计毛坯图三、选择加工方法，制订零件的机械加工工艺路线1、定位基准的选择由于铸件没有预铸孔，不能选铸孔为粗基准。考虑到底脚伸展面积大、厚度薄，上下均需要加工，可互为基准面加工上下两面，这样有利余保证上下面的加工质量。底板侧面可以用底面和对面作定位，粗铣即可保证加工质量。2、零件表面加工方法和工艺路线的确定用上述精基准定位，加工两锥孔，后续加工可一面两销定位。在镗模上精镗两对支承孔，能满足图纸要求的位置精度，且生产率比较高。镗孔应该在左右侧面加工后进行，以确保同轴孔系的同轴度。镗孔前的预备粗镗和半精镗精镗。 平面的加工应该在镗孔前进行。其终加工用半精铣就能达到要 求。其预备工序是粗铣。 加工表面表面粗糙度公差、精度等级加工方法侧面3.2IT11粗铣半精铣上平面3.2IT11粗铣半精铣下平面6.3IT12粗铣底板上面6.3IT12粗铣侧面3.2IT11粗铣半精铣锥孔81.6IT8钻孔铰孔孔426.3IT11粗镗孔471.6IT8粗镗半精镗精镗孔7525IT13粗镗孔351.6IT8粗镗半精镗精镗孔401.6IT8粗镗半精镗精镗沉头孔25IT11钻孔锪孔螺纹M5-7H钻孔攻丝为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸造后安排退火处理。为了保证加工精度，平面和孔隙的粗精加工划分成不同的工序。综合以上个项，可设计以下二种工艺路线：工艺路线一：工序一.上下表面互为基准，进行粗铣半精铣加工工序二.粗铣底座上面，侧面工序三.钻8锥孔，铰8锥孔工序四.粗铣半精铣侧面工序五.粗镗半精镗侧面40,35孔工序六.精镗侧面40,35孔工序七.粗镗底面42粗镗47粗镗75半精镗47孔工序八.精镗底面47孔工序九.钻M5-H7螺纹孔，钻底面9/15孔，锪沉头孔工序十.攻钻M5-H7螺纹 工艺路线二：工序一.粗铣下平面，保证粗糙度Ra6.3 工序二 粗铣上平面，半精铣上平面工序三.粗铣底板上表面工序四. 钻底板上的孔，绞孔至8，保证粗糙度Ra1.6工序五. 钻底板另一侧的孔，绞孔至9，锪沉头孔14，以后的工序采用底板对角线上的两个孔定位工序六.粗铣半精铣侧面，保证粗糙度Ra3.2工序七.粗镗35，40的孔，半精镗35，40的孔，精镗35，40的孔，保证粗糙度Ra1.6工序八.粗镗42，47，75，半精镗47保证形位要求工序九.精镗47，保证粗糙度Ra1.6工序十.钻上平面44的孔工序十一.攻4M5-7H深12的螺纹工序十二.钻35孔周围4的孔工序十三.攻35孔周围M5-7H的螺纹工序十四.钻40孔周围4的孔工序十五.攻40孔周围M5-7H的螺纹工序十六.钻底面47孔周围4的孔工序十七.攻底面47孔周围M5-7H深10的螺纹工序十八.检验工序十九.去毛刺工序二十.内壁涂黄漆，非加工面涂底漆经过比较，考虑安全性，精度保持性，技术经济性和夹具复杂程度，选择工艺路线二进行加工。四、工序设计1、选择加工设备与工艺设备 工序一到工序五是粗铣和半精铣，各工序的工步步多，成批生产部要求很高的生产率，加工精度也不是要求很高，所以选用铣床就能满足要求。本零件的外轮廓尺寸不大，精度要求也不是很高，所以选用X52K铣床。工序七到工序十三是粗镗，半精镗，精镗2-35，2-40，42，47，75的孔，应在镗床上进行。 其他工序为钻孔，应该在钻床上加工。2、选择夹具 本箱体零件外形比较复杂，应在专用夹具上进行加工。3、选择刀具 根据不同的工序选用补同的刀具。 在粗铣和半精铣的工序中根据表5-104选用盘铣刀；在钻孔和镗孔的工序中选用麻花钻和镗刀。在绞孔时用细柄机用和手用丝锥。4、选择量具本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。（1）选择加工孔用量具（A）粗镗孔35,40,42,从表5-108中选取读数值0.01mm，测量范围2550mm的内径千分尺即可。粗镗孔75选择读书0.01mm，测量范围50175的内径千分尺即可。（B）半精镗35,40,42,选用读数值0.01mm，测量范围1535mm，和3550mm的内径百分尺即可。（C）精镗孔，由于精度要求较高，加工时每个工件都需要测量，故选用极限量规。选择锥柄圆柱塞规。（2） 长度测量 选用两用/双面游标卡尺。五、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量，进给量和切削速度，确定顺序是先确定、再确定。1、工序4切削用量及基本时间的确定（1）切削用量 本工序为钻孔，刀具选用直柄麻花钻，直径d=7.5，和硬质合金直柄机用铰刀。确定进给量f 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给选择钻头磨钝标准及耐用度。 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损限度为0.8mm，寿命T=60min。扩孔后刀面最大磨损限度为1.4mm，寿命T=60min。铰和精铰孔后刀面最大磨损限度为0.9mm，寿命T=120min。确定切削速度v 由表5-132，b=670MPa的45钢加工性属5类。根据表5-134，暂定进给量f=0.05mm/r。由表5-134，可查得vc=50m/min，n=400r/min。由表5-136查得铰孔时进给量为f=0.2mm/r，切削速度vc=50m/min，主轴转速n=68r/min，背吃刀量ap=0.05。根据Z525立式钻床选择主轴实际转速。（2）基本时间 钻3个8mm深15mm的通孔，铰2个8mm深15mm的通孔，锪钻底面沉头孔基本时间约为50s。2、工序7切削用量及基本时间的确定 粗镗、半精镗、精镗侧面35，40的孔切削用量（1） 粗镗35的孔 选用刀具为YG3X硬质合金，直径为20mm的圆形镗刀。A、切削用量a、确定确定进给量 根据参考文献表15-25可查出，取。b、确定背吃刀量 因其单边余量：Z=2.65mm所以铣削深度： mmc、确定切削速度 根据参考文献表15-25，得，取查表5-56，选择，则实际切削速度为B、基本时间由表2-24，知机动时间则（2）半精镗35的孔 所选刀具为YT15硬质合金，直径为20 mm的圆形镗刀。A、切削用量确定进给量 根据参考文献表15-25可查出，取。因其单边余量：Z=0.65mm所以铣削深度： mm确定切削速度 根据参考文献表15-25，得，取差表5-56，选择，则实际切削速度为基本时间由表2-24，知机动时间则（3）精镗35的孔切削用量 确定进给量 根据参考文献表15-25可查出，取。因其单边余量：Z=0.05mm所以铣削深度：mm确定切削速度 根据参考文献表15-25，得，取差表5-56，选择，则实际切削速度为基本时间由表2-24，知机动时间则则（2） 粗镗40的孔 选用刀具为YT5硬质合金，直径为20mm的圆形镗刀。A、切削用量a、确定确定进给量 根据参考文献表15-25可查出，取。b、确定背吃刀量 因其单边余量：Z=2.65mm所以铣削深度： mmc、确定切削速度 根据参考文献表15-25，得，取查表5-56，选择，则实际切削速度为B、基本时间由表2-24，知机动时间则（2）半精镗35的孔 所选刀具为YT15硬质合金，直径为20 mm的圆形镗刀。A、切削用量确定进给量 根据参考文献表15-25可查出，取。因其单边余量：Z=0.65mm所以铣削深度： mm确定切削速度 根据参考文献表15-25，得，取差表5-56，选择，则实际切削速度为基本时间由表2-24，知机动时间则（3）精镗40的孔切削用量 确定进给量 根据参考文献表15-25可查出，取。因其单边余量：Z=0.05mm所以铣削深度：mm确定切削速度 根据参考文献表15-25，得，取差表5-56，选择，则实际切削速度为基本时间由表2-24，知机动时间则则3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择由零件图可知，6-M5在圆周上均匀分布, 尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一，只能以外圆面作为定位基准。为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对6-M5孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为。 则轴向力：见工艺师手册表28.4 式中： 转矩式中:功率 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，; 加工性质系数，;刀具钝化系数, ;断续切削系数, 则：气缸选用。当压缩空气单位压力,夹紧拉杆。钻削切向方向所受力: 取所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.3 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。3.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由增至）以增加气
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