蜗轮箱零件机械加工工艺过程及加工4φ13孔工序专用夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮箱的工艺工装设计 目 录 摘要 4 绪论 6 1、零件的分析 . 7 件的作用 7 件的技术要求 .、确定毛坯、画毛坯 零件合图 定毛胚的制造形式及材 料 .械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .择加工设备及刀、夹、量具 13 3、工艺规程设计 位基准的选择 .位元件 . .削力及夹紧力的计算 . 18 夹具 .结 .谢 .考文献 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理， 装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 关键词 ： 工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of s of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绪 论 加工工艺及夹具毕业 设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（蜗轮箱体）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基 本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为未来从事的工作打下良好的基础。 机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展 ,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。 由于能力所限，经验不足，设计中有不足之处，望各位老师多加指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1、零件的分析 件的作用： 箱体零件是 机器及其部件的基础件，它将机器及其部件中的轴、轴承、套和蜗轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。该箱体是用于蜗轮箱，蜗轮箱体的主要作用 改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利 (功率较高而油耗较低 )的工况下工作 ， 在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶 ，利用 空挡 ，中断动力传递，以发动机能够起 动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。 件的工艺分析： 由蜗轮箱零件图得知，其材料为 材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。箱体类零件是机器和其他部件的基础零件，它把有关的轴、轴承、套、和蜗轮等零件按一定的相对关联为一体，使它们保持正确的相对位置，能按一定的传动关系彼此协调地运动。 该零件上的主要加工面为蜗轮箱 端面、 60 端面和 136 端面，两侧 52 端面、中心孔 38、 42 孔，两侧 52 孔， 端面上 5，60 端面上 2，两侧 52 端面 8以及斜孔 等。 蜗轮箱两侧面的距离的尺寸精度 168， 38、 42 中心与 52 孔中心线中心高 38、 42孔的公差等级为 端同轴度 52 孔的公差等级为 公差，此中心与 38、 42 这将对蜗轮在缸体内的相对运动有重要影响。 支承孔的加工精度和表面粗糙度要求一般都较高。因为要装轴承，所以应具有较高的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度，否则将会影响轴承外圈与孔的配合精度，使轴的回转精度降 低。为使轴、轴承能顺利装配，确保正常运转，同一轴的各孔间都有一定的同轴度要求。有蜗轮啮合关系的相邻孔应具有一定的孔距尺寸精度和平行度，否则蜗轮啮合精度降低，产生振动、噪音，使用寿命下降。 由参考文献【 1】中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 蜗轮箱主剖视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮箱右剖视图 蜗轮箱体左剖视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮箱下平面剖视图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗轮箱 D 面视图 2、确定毛坯、画毛坯 零件合图 确定毛胚的制造形式及材料： 考虑到轴承在运动时的偏心载荷产生的振动，为保证零件工作可靠，零件采用吸振性，稳定性较好，切削加工性能好， 适用于承受较大应力，有一定的气密性或耐弱腐蚀性介质的， 价格也比较低廉的铸铁 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用铸造的形式，从而提高劳动生产率，降低 成本。 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定： 顶面和底面的加工余量 根据工序要求，顶面和底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7取 3 表 7 精铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 取 1 铸造毛坯的基本尺寸为 173+3+3+1=180 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级 选用 得铸件尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 173+3+3+1=180坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 180+铣后最大尺寸为： 176+1+1=178铣后最小尺寸为： 铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 173 5 8 的螺孔 毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为 面粗糙度要求为 m参照机械加工工艺手册表 定工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 攻丝： 、 38 孔的加工余量， 根据工序要求，该孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下： 粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 铸件毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗镗工序尺寸为 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 38 0+ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 42 孔的公差 0+据工序要求，侧面孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下： 粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 半精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 铸件毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗镗工序尺寸为 半精镗工序尺寸为 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 42 0+ 两侧 52 的加工余量 由工序要求，两侧 52 孔端面 需进行粗、精镗加工。各工序余量如下： 粗镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7取 表 7 精镗：参照实用机械制造工艺设计手册表 7取 1 铸件毛坯的基本尺寸分 别为： 52885据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 侧 52 面 螺孔 坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 确定其工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 5 攻丝： 轮箱体毛坯图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3、工艺规程设计 定位基准的选择： 粗基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择蜗轮箱的主要支承孔作为主要基准。即以蜗轮箱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。 精基准的选择： 从保证箱体孔与孔、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，虽然它是蜗轮箱箱体的装配基准，但因为它与蜗轮箱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。 制定工艺路线 本次毕业设计是对汽车蜗轮箱的工艺规程和机床夹具的设计，对其设计方案的确定最重要的就是对其机械加工工艺路线的确定，其次就是夹具的设计。制订工艺路线的出发点，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。夹具方面可以考虑采用通用机床配以专用夹具，尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据以上分析选定以下加工工艺路线方案 : 工序号 工 序 内 容 铸造 时效 10 铣 铣 20 铣 粗铣 60端面、 136端面 30 铣 半精铣 60端面、 136端面，保证尺寸 153、 14到位 40 钻 钻 43工艺孔 50 镗 粗镗孔 42和 38 60 镗 精镗孔 32和 38，保证尺寸 22、 62、 30 70 镗 粗镗两侧孔 52 80 镗 精镗两侧孔 52，保证达到孔位 68到位 90 钻 钻两侧 52端面上 8 100 钻 钻 60端面上 210 钻 钻 120 钻 钻斜面上 孔和上面 130 去毛刺 140 检验 150 入库 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，专用机床为辅的流水生产线。工件在机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 铣削平面时，由于该 加工对象均有加工表面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用卧铣，选用 参考文献 1表 选择直径 00类可转位面铣刀（参考文献 1表 专用夹具和游标卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 镗各主要孔系时均采用卧式双面组合镗床，选择功率为 考文献 1表 镗刀、专用夹具、游标卡尺。 钻削各表面孔系时，选用摇臂钻床 考文献 1表 选用锥柄麻花钻，专用夹具、快换夹头、游标卡尺和塞规 。 螺孔攻螺纹选用摇臂钻，采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。 工工序设计 钻 孔 工件材料为 。孔的直径为 面粗糙度 工机床为工工序为钻，加工刀具为：钻孔 5攻 定进给量 f 根据 参考文献 7表 28查出 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r表，由于孔深度比0/ 3 / 1 2 0 . 2 5， ，故( 0 . 2 5 0 . 3 1 ) 1 . 0 0 . 2 5 0 . 3 1 /f m m r 表 。查 式钻床说明书，取0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出），根据 参考文献 7表28许的进给量 1 f mm r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得： 1 7 / m ， 4732 5 1 T N M表 ， 1 mP 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 2 9 8 / m i m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为 0 1 2 1 9 5 / m i n 7 . 3 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由参考文献 7表 281 M ，故 4 7 3 2 1 . 0 4 7 3 2 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 5 1 . 6 9T N m N m 校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表（ 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 9 8 ) 1 . 0 0 . 8 2k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 12d 0 /f m m r ， 195 / m ， 7 / m 相应地 4732， 5 1 T N m， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 四 、 夹具设计 在机械 制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或检测的装置。 在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配 钻 43孔 的 钻床夹具。 本夹具主要用于 钻 43 孔 ，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 机器零件是由若干个表面组成的。 这些表面之间的相对位置关系包括两方面的要求 ：表面见的位置尺寸精度和相对位置精度。研究零件表面的相对位置关系，是离不开基准的。不明确基准就不无法确定表面的位置。 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能 ，基准分为设计基准和工艺基准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同， 又分为装配基准 、测量基准、工序基准和定位基准。 （ 1）装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。 （ 2）测量基准 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。 （ 3）工序基准 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准， 称为工序基准 。 （ 4）定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 需要说明的是，作为基准的点、 线、面在工件上并不一定具体存在。如轴心线、 对称面等 ，它们是由某些具体表面来体现的。用以体现基准的表面称为定位基准。 本道工序加工 43 孔，精度不高，因此我们采用已加工好的端面定位，采用支承钉和挡销定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位即可以满足要求。 在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化 或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。 1. 夹紧力方向的确定 （ 1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面 （ 2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致 2. 夹紧力作用点的选择 （ 1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。 （ 2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形 （ 3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位 3. 夹紧力大小的估算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。 （ 2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。 （ 3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。 （ 4）分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力 由于本道工序主要完成工艺孔的 钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： 9D m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 0 . 8 0 . 6F 2 6 x 9 x 0 . 2 0 x 1 7 4 1 8 5 3 N 1 9 0 . 8 0 . 6T 1 0 x 9 x 0 . 2 0 x 1 7 4 4 2 5 7 8 N . m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 本工序选用的工件在支承钉和挡销上定位，挡销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 向下，见下图。 0 . 0 1 5 0 . 0 2 2 0 . 0 3 4 0 . 0 7 12 T d 式中 定位副间的最小配合间隙（ 工件圆孔直径公差（ 定位销外圆直径公差（ 。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 挡销水平放置时定位分析图 采用支承钉和挡销定位即可指定可靠的卡紧力。 同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效 率，适合于大批量生产 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 小 结 通过近段时间的毕业设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。 在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是在大学里最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在汽车的加工工艺及工装设计的时候，不停的计算、比较、修改，再比较、再 修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了这离合器壳体的工艺分析与加工设计。本次毕业设计过程中使我学到的知识，使我终生受益。 由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 致 谢 在本次毕业中，首先设计感谢 师和 师的指导，我才能顺利地完成设计。 在设计过程中，我曾经遇到很多不明白的地方，老