蜗轮箱I的工艺规程和夹具设计【镗47孔夹具】【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

摘  要

蜗轮箱I的工艺规程和夹具设计是一个贴近实际的毕业设计。该零件结构有一定复杂性，有两个主轴孔，并且有底面的大平面，因此零件毛坯采用灰铸铁铸造成形，箱体零件是一种典型零件，因此其加工工艺规程和夹具设计也具有典型性。在加工过程中，采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确。为了消除由粗加工所造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，整个工艺过程中主要是先加工基准面，在加工其他的平面和孔，达到零件图上的要求。
对各平面加工时，首先是考虑定位，以保证平面的尺寸精度、相互位置精度和表面粗糙度，同时提高了生产率。箱体零件的轴孔是箱体零件的关键，因此我采用专用夹具——卧式镗床镗孔来保证各孔系的尺寸精度、平行度、同轴度等要求，对其他的油孔、螺纹孔、紧固孔的加工可放到最后进行。
蜗轮箱I的主要加工部位为两端面和轴孔。为了满足零件要求，采用专用铣床夹具和镗床夹具来进行加工，将大大提高产品质量和生产率。

关键词：夹具，镗模，余量，误差，精度
ABSTRACT

I worm me the process of order and fixture design is a graduate close to the actual design. Parts of the structure of a certain complexity, there are two spindle hole, and a large flat bottom, so parts of rough forming a gray iron foundry, cabinet parts is a typical parts, so its processing procedures and fixture design also has typical . In the process, using surface after the first hole of the processing line, to ensure that the workpiece positioning benchmark unified and accurate. In order to eliminate the rough caused by stress, cutting force, the clamping force and cutting heat on the accuracy of processing, the whole process is the first major processing base level, in the processing of the plane and the other hole, reaching parts of the map Requirements.
   On the plane processing, the first is to consider positioning, to ensure that the plane the size of accuracy, precision and location of each other surface roughness, while improving productivity. Parts of the box-axis is the key parts box, so I used special fixture - Boring horizontal boring machine to ensure the accuracy of the size of the hole, parallel, coaxial, and other requirements on other hole, thread Hole, fastening holes into the final processing can be carried out.
  I worm me the main processing sites at both ends of the shaft and the hole. To meet the requirements of spare parts, used for milling and boring machine fixture fixture for processing, will greatly improve product quality and productivity.

Key words: fixture, boring mode, margin of error, coa

目  录

5.1  镗主轴孔夹具设计 25
5.2.2定位方案及定位元件设计 26
5.2.3夹紧方案及夹紧元件设计 26
5.2.4夹具体的设计 26
5.2.5镗套，衬套的设计 26
5.2.6定位元件的设计 28
5.2.7 定位误差分析 30
5.2.8镗削力与夹紧力计算 31
5.2.9夹具精度的计算 31
5.2.10 夹具操作的简要说明 32
6  结论 41
致 谢 43

1  蜗轮箱Ⅰ加工工艺规程设计

1.1  零件的分析
1.1.1零件的作用
题目给出的零件是蜗轮箱I。蜗轮箱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，并保证蜗轮箱各部件的正确安装。因此蜗轮箱箱体零件的加工质量，不但直接影响箱体内各个部件的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。蜗轮箱安装轴主要是实现能量的传递。在两个轴的端面都有挡盖，两个轴相互垂直安装，前后端面支承孔、左右端面支撑孔用以安装传动轴，实现其能量传递。
1.1.2零件的工艺分析
由蜗轮箱零件图可知：这是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有六个平面需要进行加工，支承孔系在分别在前后和左右端面上。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）以顶面为主要加工表面，这一组加工表面包括：顶面的铣削加工；M20螺纹孔的钻和攻丝。其中顶面有表面粗糙度要求为，螺纹孔因为是安装吊环的，精度要求不是很高。
（2）以底面为主要加工表面，这一组加工表面包括：底面的铣削加工；钻
的工艺孔，因为底面和工艺孔都要作为以后加工面的定位基准，所以精度要求高，底面需要精铣，工艺孔则需要铰。
（3）以、两个相互垂直的支承孔为主要加工表面。这一组加工表面包括：镗、和1个的孔；另外还有一个长120mm的内表面，尺寸为的与孔轴线相垂直的前后端面；前后端面上有的螺孔，以及1个的油孔；尺寸为278mm与孔轴线垂直的左右端面，端面上有的螺纹孔，除此就是前后端面的铣削和左右端面的车削。其中前端面有表面粗糙度要求为，后端面有粗糙度要求为3，左右端面有表面粗糙度要求为，和的螺纹孔都要求均布在圆周上，尺寸圆周表面要求粗糙度为，镗的这三个孔的内表面的粗糙度要求为，并和两个孔的中心线有尺寸要求为，而且这两个控的圆度公差要求0.015mm。

1.2零件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I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。
由于生产量也相当大，怎样满足生产率要求也是蜗轮箱I加工过程中的主要考虑因素。
1.2.1孔和平面的加工顺序
箱体零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。蜗轮箱I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I零件的加工工艺应遵循粗先加工基准面的原则，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。这样处理还有一个好处就是在粗加工以后零件表面有应力集中的现象，粗精分开可以在粗加工以后进行热处理以消除应力。
1.2.2孔系加工方案选择
蜗轮箱I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，应选择最经济的机床。
根据蜗轮箱I零件图所示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I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）用卧式镗孔
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，生产周期长，不大能适应这种要求，而卧式镗孔却能适应这种要求。
综合以上的特点，本零件孔的加工采用卧式镗床镗孔。

1.3蜗轮箱箱体加工定位基准的选择
1.3.1粗基准的选择
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）保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙；
（3）保证和两个孔相互位置要求。
为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。但是从蜗轮箱的零件结构上看，两个主轴孔作为主要基准是不行的，为了能实现要求，在加工两个孔的时候都选用底面作为基准，以减少定位基准不重合所带来的精度误差。也就是以底面和底面两个孔限制6个自由度。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。
1.3.2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I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I零件图分析可知，它的底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。至于前后和左右端面，虽然它是蜗轮箱I的装配基准，但因为它与蜗轮箱I的主要支承孔系垂直和平行。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。