毕业设计（论文）-传动箱体加工工艺及夹具设计.doc

全套图纸加扣3012250582设计(论文)说明书题 目：传动箱体加工艺及夹具设计 作 者： 学 号： 系 (院)： 专业班级： 指导者： 目录第一章 引言1第二章机械加工工艺规程的制订22.1 分析传动箱体的零件图22. 2 加工毛坯的分析32.3 制订机械加工工艺过程的主要问题42.3.1 零件表面加工方法的选择42.3.2加工工艺路线的拟订42.4切削用量的确定6第三章加工上平面夹具设计163.1问题提出163.2设计思想163.3定位基准的选择163.4定位误差的分析163.5切削力及夹紧力的计算173.6夹具操作设计及操作说明18第四章总结20参 考 文 献21致谢22第一章 引言机械的加工工艺及夹具设计是在完成了工艺学课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。第二章机械加工工艺规程的制订2.1 分析传动箱体的零件图工件的结构对其机械加工工艺过程的影响都很大.使用的性能完全一样而结构不一样的两个零件，它们的加工难与易以及制造成本都可能有比较大的差别。所谓优良的工艺性能，首先就是这种结构方便于机械加工，就是在同样的生产条件下面能够选择简便与经济的方法加工出来。处此之外，工件的结构还要满足生产类型以及生产条件的要求。传动箱体的精度要求也非常的高，它的加工的质量对机器的工作的性能，对装配劳动量都有比较大的影响。所以,各个要素的尺寸的精度和位置的精度以及表面质量都要求相当高.它主要的尺寸以及精度要求，见传动箱体工件图。按照传动箱体的工作的特点，对其设计的要求如下： 合理的结构的设计（结构已定）。 足够的刚度以及强度。 足够的耐磨性和抗震性以及尺寸的稳定性。 一定的尺寸的精度和形状的精度以及位置的精度和表面的质量。上面当中各项的要求可以经过选取传动箱体的材料和热处理的工艺能够解决，传动箱体的制造的精度以由机械加工来于以保证。2. 2 加工毛坯的分析因为生产的规模较大，适合选择高精度的高生产率的毛坯的制造方法。精度很高的毛坯制造方法的的生产率正常也比较高，而且节约的原材料又降低机械加工的劳动量，又可以简化工艺以及工艺设备和减少产品的总成本。选取零件毛坯时应该分析零件的结构形状以及尺寸的大小、对工件的机械性能的要求以及本厂现有的设备以及技术水平，还应该考虑可能性以及经济性等因素。本次设计的传动箱体材料为HT200铸件。按照制造工厂现有的零件毛坯的生产条件以及传动箱体生产数量属于大批量生产类型的生产的纲领，选择铁型覆砂工艺的生产方法，因为性能高、成本低和效率高以及毛坯精度高等、加工余量小而且组织均匀无胀砂、和缩砂以及缩孔等缺陷，表面的尺寸精度也高，可以达到IT67级的精度，表面的质量可达到表面粗糙度6.3。经过粗加工以后选择正火处理。毛胚的余量等见毛胚图2.3 制订机械加工工艺过程的主要问题2.3.1 零件表面加工方法的选择零件表面的加工方法，首先取决于加工表面应有的技术要求。但应注意，这些技术要求不是一定就是零件图所规定的要求，有时还可能由于工艺上的原因而在某些方面高于零件图上的要求。如果由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求，或由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工要求。当明确了各加工表面的技术要求后，即可据此选择能保证该要求的最终加工方法，并确定需几个工步的加工方法。所选择的加工方法，应满足零件的质量、良好的加工经济性和高的经济效率的要求。为此，选择加工方法时应考虑以下各因素：2.3.2加工工艺路线的拟订拟订机械加工工艺路线是制订零见工艺规程当中最为关键性的一步，它和定位基准面的选取都有着密切的关系。零件的工艺路线不但影响零件加工的质量以及效率，还影响到工人的劳动的强度、设备的投资和车间的面积以及生产成本等问题。工艺路线的主要工作是就是选择定位的基准和选取各表面的加工的方法以及具体安排加工工序的先后的顺序，确定零件工序的集中以及分散程度等。由于生产类型为批量生产， 保证零件的各部份精度，除此以外，还应降低生主成本。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为批量生产的条件下，考虑采用普通机床配以专用夹具，多用通用刀具，通用量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效方案1 工 序 号工 名序 称 工 序 内 容1铸铸造成型2时效热处理3钻钻2-8孔4钻钻2-7孔5镗镗16半圆孔6钻钻上平面4-8孔7钻钻上平面4-6孔8铣铣底平面9铣铣上平面10钻钻底面410孔11钳钳工12终检终检方案2 工 序 号工 名序 称 工 序 内 容1铸铸造成型2时效热处理3铣铣底平面4铣铣上平面5钻钻底面410孔6钻钻上平面4-8孔7钻钻上平面4-6孔8钻钻2-8孔9钻钻2-7孔10镗镗16半圆孔11钳钳工12终检终检因为工件的加工的质量与生产效率以及经济性和工人的劳动的强度等，都和零件的工艺过程有着密切的关系，所以应该在进行充分调查研究的基础上，多设计一些方案经过分析和比较，最后选择一个最合理的机械加工工艺的过程。通过以上问题的分析和研究以及评比和估算以后，就可可能的考虑工序的集中，降低装夹以及调整的次数，以方便确保加工表面之间的位置的精度。通过综合分析以及调整，就得到批量生产条件下的传动箱体零件机械加工工艺的过程见方案22.4切削用量的确定工序: 铣底平面 机床选择X62W铣床刀具选择刀具材料为YT15，刀杆的尺寸， 根据参考资料机床加工工艺设计实用手册附表12-8粗铣底平面：采用合金铣刀，同时还应该校验机床的功率以及进给机构的强度：。切削加工的深度：单边的余量，进给量：根据参考资料机械加工工艺手册附表15-19可知：选择；切削加工的速度计算：机械加工工艺手册附表8.7-9： 主轴转动速度的确定：按按机床来选择，故实际切削加工的速度：检验机床的功率：主切削力根据参考资料机械加工工艺手册附表8.4-11所示公式的计算得：公式当中： 故 :切削加工时所消耗的功率 根据参考资料机床加工工艺设计实用手册X62W主电动机的功率是,故机床的主轴功率达到要求,可以正常的加工。校验机床进给系统的强度:已经知道主切削力,径向的切削力根据参考资料机械加工工艺手册附表8.3-10公式计算:公式当中: 故: 而轴向的切削力,主切削力根据参考资料机械加工工艺手册附表8.4-19所见公式的计算：公式当中: 轴向的切削力: 选取机床导轨以及床鞍之间的摩擦的系数,所以切削力在纵向进给的方向对进给机构的作用力是:因机床纵向的进给机构可以承受的最大的纵向力是,根据参考资料机械加工工艺手册附表机床的进给的系统能够正常的工作.切削加工工时: 根据参考资料机械加工工艺手册附表公式当中所以精铣底平面：此时还应该校验机床的功率以及进给机构的强度切削加工的深度：单边的余量，进行2次走刀；进给量：根据参考资料机械加工工艺手册附表15-18可知：选择；切削加工的速度计算： 主轴转动速度的确定：根据机床来选择，故实际切削加工的速度：校验机床的功率：主切削的力根据参考资料机械加工工艺手册附表8.3-10的公式计算得：公式当中： 故 :切削加工时消耗的功率 根据参考资料机床加工工艺设计实用手册X62W主电动机的的功率是,故机床的主轴的功率足够使用,能够正常的加工。校验验机床进给系统的强度:已经知道主切削力,径向的切削力根据参考资料机械加工工艺手册附表8.3-17所见的公式计算得:公式当中: ，故: 因轴向的切削力,主的切削力根据参考资料机械加工工艺手册附表8.4-17所示的公式计算得：公式当中: 轴向的切削力: 选择机床导轨以及床鞍之间的摩擦的系数,因切削力在纵向的进给方向所对进给机构的作用力是:因为机床纵向进给机构可以承受的最大的纵向力是,根据参考资料机械加工工艺手册附表机床的进给系统可以正常的工作.切削加工的工时: 根据参考资料机械加工工艺手册附表当中所以工序: 铣上平面粗铣上平面（1）刀具的选择，根据参考资料机械制造工艺设计简明手册选取平面铣刀（2）切削用量的选择： 根据参考资料切削用量手册可得：,再根据参考资料机械制造工艺设计简明手册X62W铣床的进给量选择。根据参考资料切削用量简明手册选择根据机床来选择,所以加工基本工时的计算： 当中， 精铣上平面：刀具选取高速钢铣刀。后刀面磨钝标准是，耐用度是（2）切削用量的确定： 背吃刀量根据参考资料切削用量简明手册可得： ，选择。切削加工速度的计算, , ,所以：按机床选取(3)加工基本工时的计算： 公式中， , 工序：钻底面410孔 刀具选择10麻花钻头 1）切削加工深度的确定 按照参考资料机械手册附表3-129，选取 2）进给量的确定 按照参考资料机械手册附表3-121，选取 根据插齿床的说明书（工艺手册附表4.2-26）选取 3）切削加工速度的确定 按照参考资料机械手册附表4-129，确定 得 所以 按照插齿机床的说明书，选择 4）切削加工的工时： 工序：钻上平面4-8孔 选取Z525钻床所选取的刀具是直柄麻花钻，它的耐用度 1）切削加工深度的确定 按照参考资料机械手册附表3-129，选择 2）进给量的确定 按照参考资料机械手册附表3-123，选择 根据剃齿床的说明书（工艺手册附表4.2-28）选取 3）切削加工速度的确定 按照参考资料机械手册附表3-137，得 即 所以 根据机床的说明书，选择 4）切削加工的工时： 工序：钻上平面4-6孔钻4-6孔选取Z525钻床.确定切削深度 =.确定进给量根据切削用量简明使用手册表1.5可知，当钻削时，钻头直径，： 按Z525钻床的进给量（表4.39），选择， .确定切削速度= （3-9）式中=，=， （3-10） =37 = （3-11）按Z525钻床的转速，选择 =560.计算基本工时= 工序：镗16半圆孔：刀具选择YG6硬质合金镗刀， 1）镗削加工的深度以及宽度 2）每齿的进给量 （按照参考资料切削手册附表3.8） 3）切削加工的速度以及每分钟的进给量 切削加工的速度：按照参考资料机械制造工艺设计手册（下面叫作机械手册）附表3-39，确定 得所以 因为选择T618镗床，按照机床使用的说明书（根据资料工艺手册附表4.2-31），得，所以实际切削加工的速度是 当时，机床工作台的每分钟的进给量应该是 根据机床的说明书，选则 4）切削加工的工时：公式当中，（切削手册表3.29，）则按照参考资料（切削手册附表3.28，）所以 工序 钻2-7孔 采用Z525钻床，刀具用7钻头 切削深度：根据参考文献5表查得：进给量,查参考文献5表2.4-82得切削速度，机床主轴转速：，查参考文献5表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =81mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序 钳工 工序 终检第三章加工上平面夹具设计3.1问题提出本夹具主要用来完成传动箱体上平面加工，主要考虑如何提高劳动生产率以及降低劳动强度、生产成本，同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2设计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对上平面进行加工，这个上平面尺寸精度要求为IT9，表面粗糙度Ra3.2，铣平面可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。3.3定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故将定位元件设计成定位板定位，在定位板的限制下，工件已经限制了6个自由度，再用螺母与压板使工件夹紧。3.4定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个定位板定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。3.5切削力及夹紧力的计算刀具：合金铣刀，铣切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得铣削力计算公式： 式中 P铣削力t铣削深度3mmS每齿进给量, 0.1mmD铣刀直径, 30mmHB布氏硬度，150HBS 所以 =762（N）铣削力的扭矩： 式中 S每齿进给量, 0.1mmD铣刀直径, 30mmHB布氏硬度，140HBS=8200(NM)夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16螺杆直径 螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度则所需夹紧力 （N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3.6夹具操作设计及操作说明夹具的装配是先把夹具体装好，再把定位板装入夹具体体上，再装压板，把螺母安装在立柱上，把工件装进两定位板，加螺母拧进，加工完平面，拧松螺母，取出工件。第四章总结本课题为传动箱体零件工艺规程设计及车设计。通过对传动箱体零件的工艺分析，结合有关的资料手册，我基本完成了零件的工艺规程编制和专用夹具的设计，并进行了有关的评估，所做的设计能够满足零件的加工要求。通过课程设计，我将几年来所学到得知识整体的运用在设计上，不管是整体的设计理念，还是局部的工艺过程，都是经过多次思考，反复琢磨，最后才决定下来的。即便如此，毕竟是第一做这么复杂和较正规的设计，而且本人知识水平有限，所做出来的设计难免会有不足之处。课程论文是对设计的说明书，这次撰写翻阅很多资料，咨询老师，同学而后完成这篇论文。通过课程论文的写作，不仅强化了我的学习素质、研究素质和创业素质，而且培养了我的创新意识，激发了我探求新知的欲望。在课程设计中，我的专业技能得到了铸炼，提高了设计和计算机绘图的能力，初步掌握了解决本专业工程技术问题的手段和方法，为以后走向工作岗位打下了坚实的基础。在这次课程设计当中，我领会到了一种系统的设计思想，就是首先对零件进行工艺分析，确定生产类型；然后选择合理的加工和工装设备，按一定的原则安排加工顺序，并尽可能设计多种方案，进行比较，选出最好的；最