关 键 词：

工装 夹具 减速器 转子 轴套 加工 工艺 以及 设计 数控 三维 proe 工件 全套 cad 图纸 毕业论文

资源描述：

【工装夹具类】减速器转子轴套加工工艺和夹具设计【数控加工】【三维PROE工件图】【全套CAD图纸+毕业论文】,工装,夹具,减速器,转子,轴套,加工,工艺,以及,设计,数控,三维,proe,工件,全套,cad,图纸,毕业论文

内容简介：

毕业设计（论文）任务书 一 、学生姓名：崔严 学号： 11413101 二、题目：转子轴套的加工夹具设计 注：三维只要画 工件图的三维 可以 三、专题题目： 四、题目来源： “真实” 、“自拟” 五、结业方式： “设计” 、“论文” 六、主要内容： 1、根据给定的转子轴套进行三维建模，并利用三维软件和所学知识，做出零件模具的三维图； 2、根据零件图进行夹具设计，做出零件夹具的三维图和二维 图； 3. 根据已给出的零件图编制加工工艺，写出工艺卡片； 七、主要 (技术 )要求： 1、绘制三维零件图或者装配图； 2、详细零件图 (2 张 2 号图或 4 张 3 号图 )； 3、按照工序，编制工艺卡片，并配有相应的加工尺寸图； 4、根据工艺卡片进行数控编程； 5、 完成毕业论文 2 万字左右。 八、日程安排： 2013 下半学年第 10 周 :与导师见面，分配毕设题目 第 11、 12 周 :了解毕业题目要求，根据需要做的内容查资料 第 13、 14 周 :查询相关文献，撰写文献综述和选题报告 第 15、 16 周 :向老师提交开题报告，指导后进行修改，进行选题答辩 2014 上半学年第 2 周：提交英文翻译，完善文献综述部分资料 第 3 周：分析零件图，绘制三维图； 第 4 周：根据三维图，制作零件模具的三维图； 第 5、 6 周：设计零件模具的二维图； 第 7、 9 周： 制模具图，并进行尺寸和粗糙度标注； 第 10、 11 周：根据已完成的模具图编制工艺卡片； 第 12 周：选择工序，编制数控加工程序； 第 13、 14 周：撰写、整理论文，打印装订， 图，准备答辩； 第 15 周：答辩。 九、主要参考文献和书目 ： 1 孙波 M安电子科技大学出版社， 2008 2 贾振元，王福吉 M学出版社， 2011 3 关慧贞，冯辛安 . 机械制造装备设计 M械工业出版社， 2013 4 邹青，呼咏 M. 北京：机械工业出版社， 2011 5 吕广优 J2013（ 1） 指导教师签字： 年 月 日 学 生 签 字： 年 月 日 系负责人章： 年 月 日 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 1- - 目 录 1 文献综述 . 3 课题国外研究进展 . 3 课题国内研究进展 . 5 2 课题背景及研究意义 . 6 题背景 . 6 究意义 . 7 3 研究方法、内容及预期目的 . 9 究方法及内容 . 9 术概述 . 9 成工作 . 10 具设计方案 . 10 紧方案及元件确定 . 11 5 进度安排 . 14 参考文献 . 15 指导教师意见 . 16 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 2- - 前 言 机床夹具是我国国民经济的基础工业，是制造业的重要基础工艺装备，随着社会的不断进步、经济的不断发展，各种各样的商品被不断生产出来，其中大多数商品的生产都依赖于模具的多样化。国民经济的五大 支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑业的发展也要求模具工业的发展与之相适应。 机床夹具在制造业中所具有的重要地位，使得机床夹具的制造能力和技术水平已成为衡量国家制造业水平和创新能力的重要标志。近年来随着机床夹具制造能力的不断提高，使得机床夹具有着高精度、长寿命、高生产率、型腔形状和机床夹具结构复杂的特点。如今机床夹具的生产方式广乏采用 术，采用高速切削加工技术，快速成型技术和快速制模技术的一系列的先进技术。机床夹具未来的加工也向着粗加工向高速加工发展，成型表面的加工向精密、自动化发展 ，光整加工向自动化发展，快速成型加工技术的发展，机床夹具 向集成化、三维化、智能化和网络化发展，机床夹具的标准化程度将不断提高。但我国机床夹具的发展存在着一些不足：发展不平衡，工艺装备落后，组织协调能力差，供需矛盾短期难以缓解，大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足，以上的这些缺点严重阻碍了我国机床夹具的发展，以上缺点成为我国当前机床夹具工业首要解决的问题。 四年学习的结束，使自己对机床夹具的认识有了清晰的了解。这次设计的题目是转子轴套的加工夹具设计，通过 进行造型分析，最后 用 件对主要的零部件与装配图进行绘制，虽然对机床夹具的结构有一些感性的认识和理性的认识，也进行过实践和相应的课程设计，但这次设计是对四年学习的一个总结，由于缺乏真正的实践经验，使这次毕业设计的过程中遇到了很多困难，但是通过老师的指导和详细的查阅资料，以及和同学们的讨论，解决了不少的问题。相信这次设计能够符合设计的要求，完成设计的任务。由于自身知识的不够完善，在设计的过程中存在着一些不足和不完善的地方，恳请老师指正。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 3- - 1文献综述 在制造业尤其是机械制造业的产品生产过程中 ， 按照特定工艺 ,不论其生 产规模如何 ， 都需要种类繁多的工艺装备 ,而制造业产品的质量、生产率、成本以及柔性化无不受工艺装备的制约。 夹具和模具是最复杂和随产品不同而专用化程度最高的工艺装备。随着科学技术的迅速发展 ， 机械制造业由传统的机械制造加工转变为现代化的柔性制造系统中数控加工 ， 机械制造业发生了巨大的变化 ， 其主要特征表现在产品的生产制造由传统的单一化、大批量类型向个性化、多品种、复杂性高的中小批量类型方向发展。但无论是传统制造还是现代制造，最终都是保证产品零件的加工表面相对其他表面的尺寸精度、形位精度等，加工前所要考虑的装夹问题。 早期的机床夹具 ,如车床的鸡心夹头和卡盘、刨床的虎钳 ,是和机床同时诞生和发展起来的。由于他们是与机床配套供应用户 ， 一般也称为机床附件 ,是通用机床夹具的 鼻祖。 现代的专用夹具是伴随着大批大量生产的发展而发展出现的 ， 特别是和汽车工业的发展密切相关。专用夹具的使用 ， 一方面缩短了工序时间 ,降低了加工成本 ； 另一方面 ， 夹具本身的设计制造工时、材料消耗等又增加了工件的成本。因此 ,在何种生产条件下使用哪种类型的夹具才是经济合理的 ,也就是夹具的经济性 ， 一直都是夹具结构发展和设计的一个主要问题。 早在 20 世纪七 70 年代 ， 前苏联科学家已经开始尝试着把 术和夹具设计技术进行融合，但由于软硬件的原因，该技术的发展受到了较大的阻碍。 到了 20 世纪 80 年代，欧美专家也对此方面进行了有效的研究。比较有代表性的包括： 80 年代初，法国科学家 出了关于自动化夹具设计推理方面的研究。 80 年代初期，由科学家 人对半自动化夹具设计方法方面的研究，虽然该研究设计的系统是半自动化的，但其研究的内容却包括交互确定夹具的夹紧点，定位部 位和辅助支撑部位等功能。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 4- - 93 年，由科学家 人研发的用于孔隙组合夹具的基于特征的夹具设计系统。 到了八十年代中期，基于成组技术及基于知识的夹具设计系统的研发成为了夹具设计系统的新方向。由 l 和 人研发的槽系组合夹具设计系统，该系统是基于成组技术和知识库进行了交互式夹具设计。由 人研发的关于知识表达的夹具设计系统。 由 人研发的运用算法和知识来确定夹具装夹顺序和夹具结构的夹具设计系统。 由 人研发的基于零件稳 定性及夹具设计全约束的夹具设计系统，该系统重点研究夹具夹紧过程中的稳定性和全约束。 九十年代以后，随着以上技术的发展，夹具设计系统在九十年代开始向着多源化的方向发展。 1990 年由 人开发的夹具 统。 90 年代初，由 性及校验等方面的功能比较全面的夹具设计系统。 90 年代初由 人研发的基于零件库的，能自动生成组合夹具的夹具设计系统；该系统还在夹具加工构成中精度方面的内容进行了研究。 90 年代后期由美国 人研发的夹具设计系统，该系统在夹具设计完成后可以自动生成夹具转配图。 1995 年，由 人从装夹方案到夹具结构设计，对夹具设计系统进行比较全面深入的研究，研发出了基于孔系组合夹具的自动夹具设计系统。 2000 年由 人从夹具布局方面进行了研究，并由此开发出了一种基于遗传算法的关于夹具布局方面的优化技术，这种技术可以减少因加工时产生的切削力和夹紧力所引起的加工变形。 2004 年 由 人与 人分别用有限元的方法对 零件弹性变形和作用力的预测以及夹具设计优化等方面进行了有效的研究 2005 年由 人在定位方法确定的基础上，进一步研究了非确定定位方案，用数学的算法来验证零件的约束状态，并用这种方法确定零件的约束状态，并基于该方法指出工件的非约束运动，也可基于该方法检测出过约束及非必要的定位，利用这种方法可以使设计者改善已有的定位方案。 2004 年 由 人与 人分别用有限元的方法对零件弹性变形和作用力的预测以及夹具设计优化等方面进行了有效的研究 2005 年由 人在定位方法确定的基础上，进一步研究了非确定定位方案，用数学的算法来验证零件的约束状态，并用这种方法确定零件的约束状态，并基于该方法指出工件的非约束运北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 5- - 动，也可基于该方法检测出过约束及非必要的定位，利用这种方法可以使设计者改善已有的定位方案。 我国的夹具辅助设计系统始于二十世纪八十年代，由中国航空技术进出口公司设计的一款二维计算机辅助组装软件开启了我国 术的先河。我国对计算机辅助夹具系统的研究主要集中在国内大学及科研院所，比较著名的包括西北工业大学、中国工程物 理研究院、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等，其成果包括曾翠华等人研究的基于 交互式夹具设计系统。万洪强等人设计的基于 具设计系统，吴禄甚等人设计的基于 件的夹具设计系统等等。这些系统极大的满足了市场的需求，但不可避免的存在这样或那样的不足， 虽然早在 20 世纪 70 年代就开始出现了研究工作， 20 世纪 80 年代以后夹具设计理论的研究和 统的开发变成国际上制造研究的一个热点。但是由于当时计算机硬件和软件比较落后，其发展受到很大的阻碍，离真能用于生产实 际的商品化软件尚有不小的距离。随着柔性制造系统（ 应用，计算机集成制造系统（ 兴起，对实用化夹具设计软件提出了更为迫切的需求。 在国内 ， 从事 面研究最早，成果最大 ， 唯一开发出具有夹具规划功能和结构生成功能的准商品化软件的，是北京机械工业学院的朱耀祥教授以及后来与之合作的美国吴士托工学院的融亦鸣 (Y 授。朱耀祥教授主编的组合夹具组装、应用、理论可谓是组合夹具领域的经典文献 ;融亦鸣、朱耀祥等合编的计算机辅助夹具设计及更早期间出版的该书的英文版则是 面的经 典 ,代表了最成熟的研究成果；从 20 世纪 60 年代开始 ,朱耀祥就从槽系组合夹具到孔系组合夹具进的理论和生产应用行了研究和开发，促进了我国组合夹具应用和行业的发展 ;结合我国七五计划“数控机床 关项目，开始了以微机为平台的槽系组合夹具 件的研究开发工作。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 6- - 2课题背景及研究 意义 夹具作为一种特殊的产品 ,需要丰富的设计经验 ， 设计人员的经验与技能将直接影响着设计结果。而现有的一些通用 件只能完成一些诸如绘图 ,三维建模等方面的工作 ， 计算机对辅助设计人员进行夹具设计非常有限 ， 设计的自动化程 度也很低 ,要实现夹具设计的智能化 ， 所开发的夹具设计系统必须能够继承夹具设计人员优秀的设计知识、经验与技能。运用知识工程可以将这些设计经验进行综合 ， 提炼 ,改进和组合 ， 以形成智能化的设计系统。 夹具的快速设计与制造 ,已经成为产品快速变换和制造系统新建成或重构后运行的 瓶颈 ， 严重地影响制造系统的设计建造周期、系统生产率、质量和成本。目前国内外主 要研究和开发的是基于 术的柔性夹具的设计和各种相关的分析和校核。它们不 同于组合夹具的 处是不仅能用于标准的组合夹具中 ， 而且也能用于通 /专用夹 具的 。这些夹具设计方法在汽车、摩托车、缝纫机和计算机行业中将会得到广 泛应用。 通过对计算机辅助夹具设计系统的研究、相关企业的调研以及计算机辅助夹具设计类文献的查阅，论文课题拟定在以下几个方面作出研究： 1）夹具设计需要大量的理论知识进行指导 机床夹具的概念设计、结构（构形）设计、以及性能评估中都需要大量的理论知识进行指导，在机械加工中影响零件加工精度的机床夹具定位方案设计的定位误差分析更加依靠这些理论知识，特别是利用计算机技术的强大逻辑运算能力和管理能力对定位误差分析也需要大量理论知识指导。为此，本课题研究的定位方案设计与定位原理及其算法的研究需要大量理论知识的指导。 2） 夹具设计是一个高度依赖经验的设计问题 设计师在构思新工件的夹具设计方案时，往往是根据个人的设计或者制造经验来设计夹具。对于夹具设计的定位误差分析是其核心要素也是设计中的难点 问题，人类对其北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 7- - 拥有大量的宝贵经验。为此，本课题的研究对其定位方案资源库建立和定位误差检验分析需要归纳、整合大量的经验知识资源。 3） 运用计算机技术建立机床夹具定位方案资源库及其定位误差校验系统 计算机辅助夹具设计（ 服了传统夹具设计的缺点，减少了设计人员劳动 。 由于计算机技术的强大功能的应用，现代机床夹具的设计也越来越依赖于计算机辅助设计技术，对于机床夹具定位方案资源库的建立和夹具设计定位误差的分析校验将建立在理论与经验知识的基础上，利用计算机技术建立资源库并开发相应的定位误差校验系统，从而实现 良好的人机交互方式，进一步完善计算机辅助夹具设计系统。 4、实现完善的计算机辅助夹具设计系统还需要长时间的研究 计算机辅助夹具设计经历的时间较短，还有很多的问题还待进一步研究和实现，文章只是对机床夹具设计中定位方案设计、定位合理性、定位准确性、定位误差分析校验以及定位方案质量评价的研究作出了一定的探索与研究，并开发了定位误差校验系统，旨在完善了计算机辅助夹具设计系统的一部分内容，还有大量的微观和宏观上的知识研究仍需要更长一段时间去探索与实现。 根据以上几个方面的分析，文章将从传统的机床夹具设计经验知识和 现代机床夹具设计方法知识，并结合 术的发展，进行夹具定位方案的定位规划设计、夹具定位误差原理分析和定位误差算法研究，从而建立夹具定位方案资源库与定位误差校验系统的开发，并对未来计算机辅助夹具设计系统进行展望和探讨。 通过以上对计算机辅助夹具设计的背景、发展历程、研究现状、发展趋势以及关中区域制造业企业的具体情况的研究思路指导下提出了本文重点的研究内容如下： (1)基于实例和基于知识的夹具设计方法研究。重点研究夹具实例的表示问题，夹具设计实例的检索与相似度计算算法，夹具实例的修改等技 术；研究夹具设计知识的表示方法，夹具设计的推理机制以及基于知识的夹具方案自动选取技术。 (2)基于实例和知识的混合推理机制研究及其在夹具设计中的实现。重点研究夹具设计的混合推理模型以及混合推理过程的实现问题。研究基于知识的推理技术在夹具实例检索过程中的应用。设计实现基于实例和知识的夹具设计系统。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 8- - 1） 进一步了解国内外 夹具 的发展 2） 联系课本及所学知识，掌握 计算机辅助夹具 的结构及运行机理 3） 锻炼查阅文献、整理数据与分析及拟定设计方案的能力 4） 熟练掌握操作 绘图常用软件的能力 5） 熟悉零 件的工艺性、机器装配和安全技术方面的知识 6） 培养分析和解决问题的实际能力，对知识的综合运用能力等 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 9- - 3研究方法、内容及预期目的 究方法 及内容 由于国内外投入和研究的夹具很多，根据国内外的研究成果进一步了解所选夹具的各项性能，并绘制相关零、部件图。本次作业从所给题目要求和所查资料中选出适合的零件为转子轴承轴套，也即，之后的研究内容将围绕转子轴承的加工和夹具的加工设计展开。 具体研究 内容 ： 1） 对实际零件进行测绘，画出零件图，进行尺寸和粗糙度标注； 2） 根据零件 图进行三维建模，并利用三维软件和所学知识，做出零件模具的三维图 ； 3） 根据已给出的零件图 设计相应加工夹具，并 编制加工工艺，写出工艺卡片； 4） 将其中一道工序进行数控编程，写出数控加工程序。 术概述 含义是指计算机辅助设计，是计算机技术的一个重要的应用领域 ，它 是 利用计算机软、硬件系统辅助设计者对产品进行设计、修改及显示、输出的一种设计方法。 是美国 司推出的，在国内外很受欢迎的微机平台 件包 。 术产生于本世纪 50 年代后期，其发展与工业实际应用和需求密切相关，随着实际应用和 术的广泛应用，新的需求又不断出现，一些计算机应用的新技术和一些新的算法在 不断出现和发展。随着国际经济的飞速发展，世界销售市场对产品需求量的不断增加，使产品制造企业在生产中更多地采用先进设计技术、自动设备去提高劳动生产率。 术包括设计和分析两个方面。设计是指构造零件的几何形状、选择零件的材料，为保证整个设计的统一性而对零件提出的功能要求和技术要求等。分析是指运用数学建模技术，如有限元、优化设计技术等；从理论上 对产品性能进行模拟、分析和测北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 10- - 试，以保证产品设计的可靠性。总之，一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的创造性作用，又能充分利用计算机的高速分析计算能力。 成工作 （ 1） 完成三维零件图； （ 2） 张，毛坯图 1张； （ 3） 完成加工工艺分析，工艺尺寸计算，定位误差计算，切削用量等计算，并 按照工序，编制工艺卡片； 具设计方案 位基准的选择 位方案的确定 夹具参数的选择，在加工中的夹具参数确定时，要和工件的质量相适应，从加工中的主轴运行转速、切削的进给量 、背吃刀量、切削力，一般是切削加工速度和质量适当，而切削力较小为佳，以免剧烈的切削力对工件和夹具造成加大的伤害，而又会造成加工中的表面质量的不均匀，影响加工质量。在夹具的参数选择时，必须要和加工零件的表面尺寸相适应，如果夹具加持力 过小，则零件容易松动，加工中的 跳动情况比较严重，易出现质量问题，如果夹持力过大，又有可能对零件表面形成伤害，导致零件的破损或应力集中等情况，影响使用性能。夹具的参数要考虑零件材料的强度和塑性等因素，在保证加工稳定的情况下，要尽量减少对加工零件表面的影响。此外，加工的夹具的制造中，其 参数还与夹具使用的材料、力学性能相关，在保证可使用的情况下，即夹具符合耐用性和精度的情况，尽少夹具的成本预算，以节约生产成本，保证加工的经济效益。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 11- - 为了保证工件被加工表面的技术要求，必须使工件相对刀具和机床的加工位置。在使用夹具的情况下，就要使机床、 刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。显然，工件的定位是其中极为重要的一个环节。 要使工件完全定位，就必须限制工件在空间的六个自由度，此即为工件的“六个定位原则”。 在定位设计中，会遇到以下几种情况： （ 1） 完全定位：限制工件全部的六个自由度，称为工件的“完全定位” （ 2） 不完全定位：在对工件的加工精度没有影响的情况下，允许少于六个的定位 称“不完全定位” （ 3）欠定位：工件的定位支承点数少于应限制的自由度数，这种工件定位点 不足 的情况，称为“欠定位”，欠定位在实际生产中是不允许的。 （ 4）过定位：工件的某一个自由度同时被两个或多个定位支承点重复限制，这 1种情况称为“过定位”，也叫“重复定位”。 件的夹紧设计 机械加工过程中，为保持工件定位时所确定加工位置，防止工件在切削力 、惯性力、离心力及重力等作用下发生位移和振动，一般机床 夹具应有一定的夹紧装置，以将工作压紧。因此，夹紧装置的合理、可靠和安全性，对工件加工的技术和经济效果有重大影响，故提出下列基本要求： 1） 夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。 2） 夹紧力的大小要可靠和适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、 振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。 3） 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提 下，其结构要力求简单，以便于制造和维修。 4夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。 削时给进和转矩的计算 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 12- - 位误差分析 （ 1）定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为短圆柱销（限制 2 个自由度）和一块面板（限制 3 个自由度）。 （ 2）计算 10互相垂直孔中心线与 36 外圆端面的最大误差为 夹具设计及操作说明 专业夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。 其特点是结构紧凑，操作迅速、方便。省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 所述，在设计夹具时，为了提高劳动生产率和零件精度要求，在最后 一道工序应用专用夹具。本工序由于要保证两孔的中心线互相垂直。钻孔时直接一次性钻孔，而 36外圆壁厚为 5削力不大轴向力不大，所以用机动夹紧即可。 夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件加工之前与塞尺配合使用很好地对刀：同时，夹具体低面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于洗削加工 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 13- - 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 14- - 4进度安排 2014 下半学年第 10周 :与导师见面，分配毕设题目 第 11、 12 周 :了解毕业题目要求，根据需要做的内容查资料 第 13、 14 周 :查询相关文献，撰写文献综述和选题报告 第 15、 16 周 :向老师提交开题报告，指导后进行修改，进行选题答辩 2015 上半学年第 2周：提交英文翻译，完善文献综述部分资料 第 3周：分析零件图，绘制三维图； 第 4周：根据三维图，制作零件模具的三维图； 第 5、 6周：设计零件模具的二维图； 第 7、 9周： 制模具图，并进行尺寸和粗糙度标注； 第 10、 11 周：根据已完成的模具图编制工艺卡片； 第 12 周：选择工序，编制数控加工程序； 第 13、 14 周：撰写、整理论文，打印装订， 备答辩； 第 15 周：答辩。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 15- - 参考文献 1 陈长年 J2003(5):2329 2融亦鸣、朱耀祥、罗振壁 M2002(2) 3蔡瑾、段国林、李翠玉、李德红 河北工业大学学报 ,2002(5) 4潘云鹤 法与模型 M1997 5曹智雄等 作范例 M2001(3) 6陈汝铃 科学 M001(9) 7田锡天 J西安 ):1221 8王兆辉 ,李明宇 J1997(5):2346 9邵维忠、杨芙清 M广西科技大学出版社 10刘润东 象设计与编程 M2001 年川王先连、吴月一制造技术中的模糊逻辑决策研究 2000(11) 11朱耀祥、融亦鸣、罗振 壁 机械工程学报 0 卷第 5 期 12朱耀祥、融亦鸣、罗振壁 机械工程学报 0 卷第 5 期 13of 99634(12) 14 i, 001,7(3) 15 996(9) 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 16- - 指导教师意见 本论文选题合理，研究内容较为明确，研究思路清晰，具有一定的难度和深度。所拟定的研究内容、研究方法和技术路线符合本科 毕业设计要求，工作量适中。开题报告结构较完整，论述层次清晰，结构较合理，技术路线正确，具有一定的研究基础，能达到预期目的。 指导教师签字： 年 月 日 北京科技大学天津学院 毕业 设计论文 减速器转子轴套 的加工工艺设计 及夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 摘 要 减速器转子轴套 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序 的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） of In of on to of to of of of of is to of of as of of to in 京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 录 摘 要 . . 录 . 序 言 . 1 2 零件的分析 . 2 件的形状 . 2 件 的工艺分析 . 2 3 工艺规程设计 . 4 定毛坯的制造形式 . 4 面的选择 . 4 定工艺路线 . 4 艺路线方案一 . 5 艺路线方案二 . 5 艺方案的比较与分析 . 6 择加工设备和工艺装备 . 7 床选用 . 7 择刀具 . 7 择量具 . 7 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 7 定切削用量及基本工时 . 9 4 钻 12. 23 具的夹紧装置和定位装置 . 23 具的导向 . 24 削力及夹紧力的计算 . 24 孔与工件之间的切屑间隙 . 27 模板 . 27 位误差的分析 . 28 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） V 套、衬套、钻模板设计与选用 . 28 定夹具体结构和总体结构 . 29 具设计及操作的简要说明 . 30 5 钻孔加工程序编制 . 31 总 结 . 32 致 谢 . 33 参 考 文 献 . 34 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 1 1 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们 的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 减速器转子轴套 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等 的基础下，进行的一个全面的考核 。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具， 保证尺寸 证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、 涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 2 2 零件的分析 件的形状 题目给的零件是 减速器转子轴套 零件 ，主要作用是 起 固定 连接作用。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单 。具体尺寸，公差如下图所示 。 图 2速器转子轴套 工件图 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 40材料为 40有较高 强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 减速器转子轴套 零件主要加工表面为： 面粗糙度 m 。 面粗糙度.2 m 。 面粗糙度文） 3 3.2 m 。 表面粗 糙度.2 m 。 .3 m 、12.5 m ，法兰面粗糙度.3 m 。 减速器转子轴套 共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： (1) 左端的加工表面： 这一组加工表面包括： 端面， 外圆 外圆 175 端面， 。粗车后 精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。 (2) 这一组加工表面包括： 端面，外圆 外圆 外圆 127， 175 端面 。其要求也不高，粗车后 精车就可以达到精度要求。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 4 3 工艺规程设计 本 减速器转子轴套 假设 年产量为 10万台，每台车床需要该零件 1个，备品率为 19%，废品率为 每日工作班次为 2班。 该零件材料为 40考虑到零件在工 作时要有高的耐磨性，所以选择 铸铝 锻造 。依据设计要求 Q=100000 件 /年， n=1件 /台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=238595件 /年 定 毛坯 的制造形式 零件材料为 40 锻件 的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的 锻件 ，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的 锻件 。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用 锻件 ，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型 锻造 ，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像 减速器转子轴套 这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一 组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以 专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 5 以便使生产成本尽量下降。 艺路线方案一 10 锻造 锻造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 粗车 粗车 车外圆 车外圆 车外圆 127，粗车 175端面，留 240 粗车 掉头，粗车 车外圆 车外圆 车175端面，留 250 精车 精车 车外圆 车外圆 车 175端面，其中 余加工到尺寸 60 精车 精车 车外圆 车外圆 车外圆 127，精车 175端面，其中 余加工到尺寸 70 粗车 粗车内孔 46，注意留 1精车余量 80 精车 精车内孔 46，达到加工精度要求 90 车 车 2处） 100 钻孔攻丝 钻圆周钻孔 12110 拉花键 拉花键 120 磨削 磨 30 钳 去毛刺，清洗 140 终 检 终检入库 艺路线方案二 10 锻造 锻造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 粗车 粗车 车外圆 车外圆 车外圆 127，粗车 175端面，留 240 粗车 掉头，粗车 车外圆 车外圆 车175端面，留 250 精车 精车 车外圆 车外圆 车 175端面，其中 余加工到尺寸 60 精车 精车 车外圆 车外圆 车外圆 127，北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 6 精车 175端面，其中 余加工到尺寸 70 粗车 粗车内孔 46，注意留 1精车余量 80 精车 精车内孔 46，达到加工精度要求 90 车 车 2处） 100 钻孔攻丝 钻圆周钻孔 12110 拉花键 拉花键 120 磨削 磨 30 钳 去毛刺，清洗 140 终检 终检入库 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定 位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 10 锻造 锻造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理，时效处理 30 粗车 粗车 车外圆 车外圆 车外圆 127，粗车 175端面，留 240 粗车 掉头，粗车 车外圆 车外圆 车175端面，留 250 精车 精车 车外圆 车外圆 车 175端面，其中 余加工到尺寸 60 精车 精车 车外圆 车外圆 车外圆 127，精车 175端面，其中 余加工到尺寸 70 粗车 粗车内孔 46，注意留 1精车余量 80 精车 精车内孔 46，达到加工精度要求 90 车 车 2处） 100 钻孔攻丝 钻圆周钻孔 12110 拉花键 拉花键 120 磨削 磨 京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 7 130 钳 去毛刺，清洗 140 终检 终检入库 择加工设备和工艺装备 床选用 粗车、粗镗和精车、 精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的考根据机械制造设计工工艺简明手册表 钻孔，选用 择刀具 一般选用硬质合金车刀 和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 减速器转子轴套 ” 零件材料为 40查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁的性能比较， 40硬度 43 269，表 040度 =3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （ 零件重1002000 轻型 （零件重 120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于 顶面的机械加工余量选择。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 9 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编， 1993 年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以 *号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。 工序 30 粗车 端面，粗车外圆 车外圆 粗车外圆 127， 粗车 175端面，留 2车 余量 所选刀具为 质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 （ 3 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30，530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 10 进给力为： 50 = （ 3 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简 明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度 200 219件 ，pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127481000 =120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = （ 3 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 11 选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 工序 40 掉头， 粗车 端面，粗车外圆 车外圆 粗车 175 端面，留2车 余量 本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序相同的可转位车刀。 采用工序确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下： f= n=3.8 v=50.4 56s 工序 50 精车 端面， 精车 外圆 精车 外圆 精车 175 端面， 其中 磨削余量，其余加工到尺寸 所选刀具为 质合金可转位车刀 。根据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 边余量为 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30，530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 12 径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实 际进给力为： 50 = 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量 取为 车刀寿命 = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 15质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 13 = 根据表 n = r 时，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = r = V = m 工序 60 精车 端面， 精车 外圆 精车 外圆 精车 外圆 127， 精车 175端面，其中 磨削余量，其余加工到尺寸 所选刀具为 质合金可转位镗刀。根据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成，故 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30，530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = 由于切削时进给 力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 北京科技大学天津学院本科生毕业设计（论文） 14 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 = 可直接有表中查出。 根据切削用量简 明使用手册表 15质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127100048=120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计 算。 由切削用量简明使用手册表 160