涡轮减速器箱体零件的机械加工工艺规程及钻床夹具设计-[机械毕业设计论文A1193]
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涡轮
减速器
箱体
零件
机械
加工
工艺
规程
钻床
夹具
设计
毕业设计
论文
a1193
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，49页，18300字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
实习总结一份。
图纸共5张，如下所示
A0-工序卡.dwg
A0-钻床夹具装配图.dwg
A1-夹具体.dwg
A1-毛坯图.dwg
A1-涡轮减速器箱体.dwg
- 内容简介：
-
黑龙江科技学院 毕业设计任务书 学生姓名： 冯梓良 任务下达日期： 2011 年 12 月 19 日 设计开题日期： 2012 年 4 月 13 日 设计开始日期： 2012 年 4 月 16 日 中期检查日期： 2012 年 5 月 18 日 设计完成日期： 2012 年 6 月 4 日 一、设计题目： 涡轮减速器箱体机械加工工艺规程及钻床夹具设计 二、设计的主要内容： （ 1） 设计 图纸： 钻床 夹具 总 装图 1 张； 夹具 体 零件图 1 张；涡轮减速器箱体 零件图 1 张；涡轮减速器箱体工序卡 1 张。 （ 2）说明书主要内容及字数要求： 说明书主要内容： 1）中英文摘要； 2） 涡轮减速器箱体综述 ； 3）涡轮减速器箱体机械加工工艺规程分析 ； 4） 涡轮减速器箱体钻床夹具设计 。字数： 2 万 左右 三 、设计目标： 根据 涡轮 减速器箱体零件图，了解零件的作用，分析零件的结构，然后拟定工艺路线及设计 钻 床专用 夹具 。 培养综合运用所学知识、提高分析和解决实际问题的能力 。 指 导 教 师： 于凤云 院（系）主管领导： 2011 年 12 月 19 日 实 习 总 结 专 业： 机械设计制造及其自动化 性 质： 毕业实习 学 年： 2011 班 级： 机 制 08 姓 名： 冯梓良 学 号： 2008022548 机械工程学院 实习总结 实习单位 ： 齐齐哈尔 机床厂 实习时间 ： 、实习目的 通 过这 次 的 毕业 实习，让我对学习与实践有效结合有了 更加 深刻的认识和理解。 毕业 实习作为一个重要的学习环节，其目的在于通过此次实习使我们获得基本生产知识，理论联系 实 际，扩大知识面 ， 同时 毕业 实习又是锻炼和培养学生能力及素质的重要渠道，培养学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况 。 这次在齐齐哈尔机床厂实习，我主要学习到了以下几点： (1) 通过 在车间 现场参观，了解 涡轮减速器箱体 制造生产过程 ； (2) 掌握 涡轮减速器箱体 机械加工 工艺 的工艺过程和特点； (3) 了解 涡轮减速器箱体 的装配工艺 ； (4) 熟悉 涡轮减速 器箱体 加工时的定位， 夹 紧方式及所使用的 专用 夹具； (5) 了解 涡轮减速器箱体 机械加工质量及其测量方法和所使用的量具； (6) 掌握典型零件的加工方法和 工艺过程， 了解拟定 典型零件 机械加工工艺过程的一般原则及进行工艺分析的方法 ； (7) 参观工厂的先进设备及特种加工， 熟悉主要机加工设备的构造原理、主要结构、加工适用范围和精度特点 ， 以扩大学生的专业知识面以及对新工艺、新 夹具 的了解。 二、实习公司简介 企业概况：齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司（由原齐齐哈尔第二机床厂改制） 1950 年 10 月于沈阳北迁建厂，是“ 一五”期间我国机械工业第一批重点骨干企业，闻名全国的马恒昌小组所在企业，党和国家领导人多次亲临企业和小组视察。经过五十多年的发展建设，企业已成为我国重型机床及锻压设备的著名生产基地，国家“十一五”发展数控机床产业化专项重点扶持企业，中国重型机床龙头企业， 为我国 32 个省、市、自治区和世界五大洲 40 多个国家和地区提供了近 6 万台（套）机床装备，其中，为国防、军工、航空、航天、船舶、汽车、能源等国家重点行业和领域提供装备 1000 余台，为国家基础工业建设和国防建设做出了重要贡献。 历史沿革： 1970 年 10 月前为中央直 属企业，而后到 1987 年期间下放为省直属企业， 1987 年至 2008 年 7 月为市直属企业， 2008 年 7 月 1 日，齐二机床正式加入中国通用技术（集团）控股有限责任公司，标志着齐二机床重新回归央企行列。 历史上创造了共和国多项第一： 1958 年与北京机床研究所合作研制我国第一台数控立铣，翻开了中国数控机床发展史的第一页； 1975 年研制完成我国第 一台数控龙门铣； 1993 年研制完成我国第一台重型数控落地铣镗加工中心； 1994年研制完成我国第一条重型数控多连杆压力机生产线。建厂以来，已累计生产各种机床 6 万余台，其中单机重量超 百吨重型金切机床、锻压机械达 1000 余台，填补了国家百余项空白，为基础工业和国防建设的加强提供了大量关键重大设备 自主创新：自主开发了 列、 列、 列 、 列 、 列等具有自主知识产权的落地铣镗加工中心、数控龙门镗铣床、数控立式车床、数控卧式车床、大吨位数控多连杆压力机以及高速精密多工位冷成形机等高档产品。企业现已成为国内重型数控机床行业生产规模和市场占有率最大、品种规格最全、产品代表国家水平的制造研发基地。 2000 年以来，相继自主开发研制新产品 150 余种，其中 86 种新产品接近当今国际先进水平， 62 种产品填补国内空白，获得省级以上科技进步奖等 22 个奖项。新产品产值率平均达到 50%以上 。 三、实习内容 （ 一 ）涡轮减速器箱体结构及特点 涡轮减速器箱体的结构形式虽然多种多样，但仍有共同的主要特点：形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固孔。因此，一般中型机床制造厂用于涡轮减速器箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的 15%20%。因此，涡轮减速器箱体的加工不仅加工部位多，而且加工难度也大 。加工质量的好坏，直接影响着涡轮减速器的性能，精度和寿命。 （ 二 ）涡轮减速器箱体的材料及毛坯 涡轮减速器箱体它的生产批量大，故毛坯宜用压铸方法铸造。 尽量均匀，箱体材料一般选用 00 的各种牌号的灰铸铁，而最常用的为 铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性（减震性）。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱则选用耐磨铸铁。负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。 毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、 结构、精度和铸造方法等因素有关。有关数据可查有关资料及根据具体情况决定。 毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚箱体浇铸后应安排时效或退火工序。 （ 三 ）涡轮减速器箱体主要技术要求 涡轮减速器箱体的主要技术要求是对孔和平面的精度和表面粗糙度的要求；支撑孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度；孔与孔的轴线之间的相互位置精度（平行度、垂直度）；装配基准面与加工时的定位基准面的平面度和表面粗糙；各支承孔轴线和平面基准面的尺寸精度、平行度和垂直度。这些技术要求是保证机器与设备 的性能和精度的重要措施。 （ 四 ） 涡轮减速器箱体加工工艺分析 涡轮减速器箱体的主要加工表面为平面和轴承支承孔。涡轮减速器箱体平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和铣削。铣削的生产率比刨削高，在成批和大量生产中，多采用铣削。涡轮减速器箱体平面的精加工多用磨削。涡轮减速器箱体上的轴承支承孔，一般采用钻 扩 粗铰 精铰或镗 半精镗 精镗的加工方案进行加工。前者用于加工直径较小的孔，后者用于加工直径较大的孔。 1） “先面后孔”的原则。先加工平面，后加工孔，是涡轮减 速器箱体零件加工的一般规律。 2） “粗精分开，先粗后精” 的原则 。由于涡轮减速器箱体类零件结构复杂，主要表面的精度要求高，为减少或消除粗加工时产生的切屑力、夹紧力和切屑热对加工精度的影响，一般应尽可能把粗精加工分开，并分别在不同机床上进行。粗、精加工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、 精度 要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应 措施，以减少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。 (1) 粗基准的选择 粗基准的选择在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求： 第一，在保证加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀 ,孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚； 第二，装入箱体内的回转零件 (如齿轮、轴套等 )应与箱壁有足够的间隙； 第三，注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定，夹紧可靠。 对一般的箱体零件来说，以底面作为基准 是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对 位置精度较高 的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知， 涡 轮 减速器 箱体以侧面作为粗基准。 (2) 精基准的选择 精基准选择原则：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计 基准不重合引起的基准不重合 误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一， 选择底面作为精基准。 （五）涡轮减速器箱体夹具分析 零件在工艺规程制定之后，就要按工艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还需要机床夹具。夹具是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或者刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接影响工件加工表面的位置精度和生产率。机床夹具按使用范围分为：通用夹具、专用夹具、可调整夹具和成组夹具、组合夹具和随行夹具等。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制 造系统等新加工技术的应用对机床夹具也提出了新的要求：要能装夹一组具有相似特征的工件、能适用于精密加工的高精度机床和各种现代化的制造技术的新型机床以及采用以液压泵等为动力的高效夹紧装置。 本次实习加工涡轮减速器箱体所使用夹具为专用夹具、通用夹具、可调整夹具。 夹具体的毛坯类型分为铸造夹具体、焊接夹具体、锻造夹具体、 型材夹具体和装配夹具体。基于对零件的分析和对夹具的要求，选用 铸造夹具体。这是因为铸造夹具体的工艺性好，可铸出各种复杂形状、具有较好的抗压强度、刚度和抗震性，但是其生产周期长，需要进行时效处理，以消除 内应力。常用的材料为灰铸铁 （ ，目前铸造夹具体应用较多。 四、 实习收获和体会 转眼几天的实习结束了，虽然时间比较短暂，但是在这次实习中，我将 理论和实践结合起来 ,能让我了解与专业有关的生产工艺流程及各生产设备的特点 ,为 毕业设计 打下坚实的基础 。 而对于我们这些还未走出社会 ,参加实际工作的学生来说 ,这是一片新的土壤 ,新的天空 。 这次实习使我了解了 涡轮减速器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 、涡杆 和 涡 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。因此， 涡轮减速器箱体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。所以 ，一般中型机床制造厂用于涡轮减速器箱体零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的 15%20%。 对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。用夹具装夹工件时，工件相对于道具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工极度趋于一致，稳定的保证工件的加工精度。同时使用夹具装 夹工件方便、快捷，工件不需要划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切屑用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显得降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上。每个工件增加的成本时极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。 这次实习也对我做毕业设计打 下了坚实的基础，熟悉了涡轮减速器箱体的加工工艺与工装夹具的应用 ，对典型零件的机械加工工艺规程制定及其工序专用夹具的设计过程有了更深的理解和认知。 经过此次实习来做毕业设计是综合运用机械设计制造及其自动化专业的专业知识，分析和解决实际工程问题的一次深入的综合性总复习，能使我们熟悉制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。通过设计过程，熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。也作为我们未来从事机械制造技术工作的一次重要的基本训练。 虽然通过这次实习所学到的知识有限的，但通过这 次实习让我们明白了我在实际操作、技能等方面还存在很大的不足。“纸上谈来终觉浅，绝知此事要躬行”， 本次实习也让我意识到自己本身还是存在着很大的欠缺，这不仅表现在专业知识有所欠缺，同时也表现在理论结合实际的能力较差。只有通过在学习过程中的不断实习，才能让我们将理论和实际联系起来，也只有这样才能让我们不断进步，最后成为一名实干型专业人才 。 本科毕业设计开题报告 题 目： 涡轮减速器箱体机械加工工艺规程及钻床夹具设计 院 （系）： 机械工程学院 班 级： 机制 08 姓 名： 冯梓良 学 号： 2008022548 指导教师： 于凤云 教师职称： 教 授 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告 题 目 涡轮减速器箱体机械加工工艺规程及钻床夹具设计 来源 工程实际 1、 研究目的和意义： 究目的 本题目是根据机械设计制造及其自动化专业的机械制造方向的培养目标 、 典型零件机械加工工艺规 程与工艺装备设计要求而拟毕业设计题目，目的是提高我们理论联系工程实际和工程实际设计能力。毕业设计是综合运用机械设计制造及其自动化专业的专业知识，分析和解决实际工程问题的一次深入的综合性 训练 。通过毕业设计能使我们熟悉制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。通过设计过程，熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。也作为我们未来从事机械制造技术工作的一次重要的基本训练。 根据 涡轮减速器箱体的技术要求，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，提高结构设计 能力。培养我们熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养我们识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 究意义 我设计的题目是“涡轮减速器箱体机械加工工艺规程及钻床夹具设计”， 本题目的设计重点是 机械加工工艺规程和工艺装备设计。 涡轮减速器箱体做为涡轮蜗杆的支撑和定位 零件 ，其主要作用支撑各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证涡轮减速器箱体各部件的正确安装。涡轮减速器箱体的工艺编制 是否合理， 直接关系到零件最终能否达到质量要求 。 机械加工工艺过程是用切削方法改变毛 坯 形状、尺寸和材料的 物理性质 ，使其 成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺的过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括一下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺设备、工艺的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。 夹具的设计也是必不缺少的一部分， 机床夹具是机械制造中一项重要的工艺装备，工件通过机床夹具进行安装，包含工件通过夹具上的定位元件获得正 确的位置 、通过夹紧机构 使工件的既定位置在加工过程中保持不变两个方面。 这样就可以保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。使用夹具安装工件，可以减少划线、找正、对刀等辅助时间，采用多件、多工位夹具、以及 气动、液压动力夹具夹紧装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。 通过本题目可以使我们对机械 加工 工艺的规程制定及工艺装备的设计有较深入的学习。 2、 国内外发展情况 (文献综述 )： 内外机械加工工艺的发展情况 机械加工 工 艺及夹具随着科技的发展 ，并且与 计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制 造系统，形成现代制造工程学。而物料流、能量流、信息流是组成制造系统的三个基本要素。现代加工 逐渐演变为 集成化的系统加工，这虽减轻了工人的劳动强度，但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认知现代科技知识。因此，在以后的学习中需要我们全方位的学习其各个相关领域的知识，不能只注重一点，为将来的人才战略提出了新的要求 1。 制造业是国民经济的支柱产业，直接体现了一个国家的生产力水平，对产品质量有着重大的影响。而工艺与装备是制造业的基础，工艺是人、机料等软、硬要素集成的一项基础工程，它贯穿于产品生产的全过 程 2。工业发达国家极为重视工艺 与装备问题， 21 世纪装备制造应是中国与发达国家竞争的主要领域之一 3。自建国以来，特别是改革开放 30 多年来，我国机械制造业取得了较快发展，制造工艺取得了长足进步。但与西方先进工业国家相比，还存在着明显差距，我国的装备制造业发展速度相对缓慢，装备制造业工艺水平与国际先进水平相比，在技术方面仍有一定差距，主要表现为“两低”、“两高”，即产品精度 和生产效率低，工艺成本和环境污染高。因此，要充分认识机械制造工艺在振兴我国装备制造业中的基础性作用 4。 在机械制造工艺不断发展的今 天，其在国外表现出全球化、自动化、环保化、虚拟化、网络化等发展趋势 5。而我国 的现代机械制造加工工艺主要沿着“广义制造 ” (或称 “大制造” )的方向发展，具体的发展方向可以归纳为四个方面和多个大项目 。这四个方面体现为现代设计技术、现在成形和改性技术、现代加工技术、制造系统和管理技术，大项目则包括分层制造技术、微纳米制造技术、高速加工技术等 6。当前，我国工艺发展的重点是并行设计、创新设计、改性技术与现代成形、材料成形过程仿真和优化等 7。 内外夹具发展情况 通用夹具一般被认为是在 19 世纪后期出现 的，当时欧美工厂中出现天轴传动的车床，同时又有了夹持的卡盘，因为两者不可分割，这是最早出现的夹具。 20 世纪初，美国美国福特汽车公司推出 T 型轿车，订单随之激增。当时的机床精度还较差，为了保证零件的互换性，达到要求的孔距精度，出现壳钻模和镗模，有效地提高了生产率。到了 20 世纪 20 年代初，美国汽车工业的年产量已超过百万辆以上的规模。 “普通通用机床 +专用夹具”这一生产方式拉开了近现代大批量生产的帷幕 8。夹具的发展历程，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，这时夹具主要是作为人的单纯的辅助 工具，使得加工效率提高；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；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 9。 随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 20 世纪 80 年代以后，夹具在制造业中不仅应用于传统的机械加工领域，而且扩大到了检验、焊接等多种生产过程 10。 夹具结构和设计的发展主要受生产模式、制造工艺、机床或设备发展的影响。随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统 等现代化加工设备的广泛应用，传统的机械加工方法发生了重大变革，由一次装夹多面加工代替了传统的多次装夹和多次加工，由大批量生产转变为多品种小批量的生产。而数字化设备加工功能的扩 大化，已经将夹具引导刀具的功能完全替代了，给今后夹具的快速定位、 快速装夹提出了更高的要求 11。 随着机械制造业的飞速发展，产品的更新换代越来越快，传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代，机械制造系统欲适应这种变化需具备较高的柔性。国外己把柔性制造系统 (为开发新产品的有效手段，对机床夹具提出了新的要求，夹具技术正朝 着高精、高效、模块、组合、通用、经济以及计算机辅助夹具设计等方向发展 12。 夹具元件多功能模块化 ， 能单独使用也能与其他元件组合在一起使用的多功能模块化单元体的比例将进一步增加，如现在使用的各种定位夹紧座、定位压紧支承、精密虎钳等模块式单元体具有定位、夹紧以及调节的综合功能，可以一件单独使用，也可以几件组装在一起使用， T 形基础、 方箱能组装成一次能装夹多件相同或不相同的工件的夹具，使用这种夹具可以减少机床的停机时间，最大限度发挥数控、加工中心机床的高效性能 13。专用夹具、组合夹具一体化 ， 现代化加工设备的 多功能化，使工艺过程高度集中、工件一次定位装夹后能完成多工序加工，这就需要一种通用而又能重复使用的组合可调式的夹具系统。它是由一系列统一化、标准化的元件和合件组成，利用这些元件、合件组装成各种不同形式、不同结构、可重复使用的夹具，供单件或中小批量生产使用。这种夹具系统保留了组合夹具的各种优点，组装又像专用夹具那样简单可靠 。为了便于夹具与机床定位连接，夹具基体有统一标准的定位连接位置，使之专用、组合夹具向着一体化、组合化方向发展，以满足现代化加工设备的需要 14。 夹具设计自动化，也是现代夹具发展的趋势之一 。随着市场竞争日益激烈，传统人工设计夹具的方法已无法满足现代制造业生产的需要。 20 世纪 70 年代后期，随着计算机技术的普及、 出现，由于夹具的图形不大、结构比一般机械设备的结构简单， 因此自然而然地想到将 术用于夹具设计。因而，出现了计算机辅助夹具设计 （ 技术 15。 白俄罗斯 院士早于 1970 年已发表了“在钻模版上设计长槽窗口的算法”一文。此后 20 世纪 70 年代前期 院士发表了 10 篇有关在工艺装备和夹具设计中应用计算机的文章。 20 世纪 80 年代在美国也出现了有关“计算 机辅助夹具设计”的文章、我国从 20 世纪 80 年代中期开始研究 术；到 20 世纪 90 年代初，清华大学开发了计算机辅助组合夹具夹具设计系统。随着 术的进一步发展和现代生产的需求，对组合 夹具的设计和构形自动化、智能化提出了更高的要求 16。 3、研究 /设计的目标： 轮减速器箱体加工工艺设计的目标 涡 轮减速器箱体的主要技术要求是对孔和平面的精度和表面粗糙度的要求，支撑孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度，孔与孔的轴线之间的相互位置精度（平行度、垂直度）， 装配基准面 与加工时的定位基准面的平面 度和表面粗糙 度 ， 各支承孔轴线和平面基准面的尺寸精度、平行度和垂直度。 加工时， 按照 先粗后精，加工面再加工孔的原则进行加工 ， 这样 才能加工出质量合格、符合技术要求的零件。 床 夹具设计的目标 夹具的设计则应在满足基本使用功能的基础上，尽量保证涡轮减速器箱体各部分的加工精度。尽量优化、简化夹具结构，降低生产成本。对夹具体以下有几点要求： 1） 有适当的精度和尺寸稳定性 2） 有足够的强度和刚度 3）结构工艺性好 4） 在机床上安装稳定可靠。 4、设计方案（研究 /设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）： 轮减速器箱体机械加工工艺的设计方案 本题目加工涡轮减速器箱体零件如图 1 所示 ： 图 1 零件图 （ 1） 工艺路线方案一 工序 1 铣底面。 工序 2 钻 4平 24 的孔。 工序 3 粗铣 98 的左右侧面和工件的左侧面。 工序 4 铣前后 65 的凸台面。 工序 5 铣 36 凸台面。 工序 6 粗镗 74 孔、孔口倒角 5，粗镗 132 孔。 工序 7 钻扩 铰 18 ,孔口倒角 145。 工序 8 精镗 74和 132孔。 工序 9 精扩 铰 18。 工序 10 钻 纹底孔，孔口倒角 245，攻螺纹 工序 11 钻 4纹底孔，攻螺纹 4 工序 12 钻 4纹底孔，攻螺纹 4 （ 2） 工艺路线方案二 工序 1 铣底面。 工序 2 钻 4平 24 的孔。 工序 3 粗铣 98 的左右侧面和工件的左侧面。 工序 4 铣前后 65 的凸台面。 工序 5 铣 36 凸台面。 工序 6 钻扩 铰 18 ,孔口倒角 145。 工序 7 粗镗 74 孔、孔口倒角 5，粗镗 132 孔。 工序 8 精铣 98 凸台的左侧面和工件的左侧面。 工序 9 精镗 74和 132孔。 工序 10 钻 纹底孔，孔口倒角 245，攻螺纹 工序 11 钻 4纹底孔，攻螺纹 4 工序 12 钻 4纹底孔，攻螺纹 4 （ 3） 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先加工 74 孔、孔口倒角 5， 132 孔 。然 后以底面为基准经过尺寸链换算找正 18 的中心线再来加工孔 18 ，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰 18角 45，然后以孔的中心线为基准找正 74 孔的中心线来加工孔，这时的垂直度和精度容易保证，并且定位和装夹都很方便。因此，选择方案二是比较合理的。 床夹具 设计 方案 （ 1） 定位方案的选定 该零件的定位方案我选择的是一面两孔定位方式。这种定位方式在涡轮减速器箱体、杠杆、盖板等类零件的加工中用的很广。工件的定位面一般是加工过的精基面，两定位孔可能是工件上原有的，也可能是专为定位需要而设置的工艺 孔。 当工作部分直径 D3采用小定位销 （ 1999） ，夹具体上应有沉孔，使定位销圆角部分沉入孔内而不影响定位。大批量生产时，应采用可换定位销（ 1999） 。工作部分的直径，可根据工件的加工要求和安装方便，按 g5、造，与夹具体配合为 H7/ H7/套外径与夹具体配合为 H7/内径与定位销配合为 H7/ H7/采用工件上孔与端面组合定位时，应该加上支承垫板或支承垫圈。 （ 2） 夹具夹紧装置的确定 两个 10中的圆柱 销共同承受钻孔时的切削扭矩。在钻 螺纹底孔时，由于孔径较小 ，切削扭矩和轴向力较小，并且轴向力可以使工件夹紧，因此，在确定夹紧方式时就可以不考虑轴向切削力的影响，即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力。但由于切削扭矩会使工件产生旋转，因此需要 对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩。为便于操作和提高机构的效率，采用转动压板夹紧机构，其力的作用点落在靠近加工孔的 120圆弧端面上。 本夹具对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变 动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。用夹具装夹工件有下列优点： 1） 能稳定的保证工件的加工精度 ： 用夹具装夹工件时，工件相对于道具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工极度趋于一致。 2） 能提高劳动生产率 ： 使用夹具装夹工件方便、快捷，工件不需要划线找正。 5、方案的可行性分析： 轮减速器箱体加工工艺方案可行性分析 通过对涡轮减速器箱体的加工工艺路线的确定，该零件的加工以底面作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加 工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件图分析得知， 涡 轮减速器箱体以 底面作为粗基准。精基准的选择主要考虑基准重合的问题， 选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能 得到可靠的保证。本加工工艺方案满足粗基准选择的五项要求及精基准选择的五项原则 ， 以该方案可行。 计 钻床 夹具方案可行性分析 该夹具为钻床使用的专用夹具 ，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。 在本次设计中， 夹具的设计满足机床夹具总体方案设计的基本要求，充分保证零件加工质量，具有较高的生产效率和较低的制造成本以及具有良好的结构工艺性。 所以该方案可行。 6、该设计的创新之处： （ 1） 本夹具操作方便、安全和省力 。 （ 2） 本工艺的生产准备周期短，生产效率高 。 7、设计产品的主要用途和应用领域： 产品的主要用途：加工涡轮减速箱 体的 孔及螺纹 加工，保证加工质量，提高生产力，降低生产成本，并且减轻工人的劳动强度。 产品的应用领域： 主要用于立式钻床上 加工直径较 小 的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。 8、时间进程： 2012 年 3 月 12 日 2012 年 3 月 18 日 在 齐齐哈尔机床厂，收集涡轮减速箱箱体的相关资料 2012 年 3 月 19 日 2012 年 3 月 25 日 在 校图书馆和实训中心 ，了解箱体类零件的工作原理和夹具结构设计 2012 年 3 月 26 日 2012 年 4 月 2 日 在 校图书馆查阅互联网，了解机械加工工艺的编制和主要零部件的设计 2012 年 4 月 3 日 2012 年 4 月 9 日 完成实习总结和实习日记 2012 年 4 月 10 日 2012 年 4 月 16 日 完成开题报告 2012 年 4 月 16 日 2012 年 4 月 22 日 编写零件加工工艺 ，填写工艺卡片 2012 年 4 月 23 日 2012 年 4 月 29 日 夹具设计及计算 2012 年 4 月 30 日 2012 年 5 月 16 日 夹具主要零件设计 2012 年 5 月 19 日 2012 年 6 月 3 日 完成部件图、零件图及 装配图 2012 年 6 月 4 日 2012 年 6 月 10 日 编写毕业设计说明书、审图、修改 2012 年 6 月 11 日 2012 年 6 月 15 日 答辩 9、参考文献： 1 马晓春 . 我国现代机械制造技术的发展趋势 J. 森林工程 3)： 102 赵志修 . 机械制造工艺学 M. 北京：机械工业出版社 ,1985： 43 赵志勇 , 王丽杰 . 机械加工工艺规程的发展 J. 科技资讯 6)： 254 王世敬 ,温筠 . 现代机械制造技术及其发展趋势 J. 石油机械 11)： 85 曾爱新 . 谈机械加工工艺的发展趋势 J. 职园培地， 2002,(8)： 266 秦嵩 ,周伟 . 浅谈提高机械加工工艺的方法 J. 科学时代 11)： 227 王颖 . 机械加工工艺规程及工艺文件 J. 科技资讯 ,2008,(30)： 44. 8 朱耀祥 ,浦林祥 . 现代夹具设计手册 M. 北京：机械工业出版社 ,2010： 2 贾建华 ,范建蓓 . 柔性夹具在现代制造业中的应用与展望 J. 机电工程 12)：5310 朱耀祥 . 柔性夹具与计算机辅助夹具设计技术 J. 制造技术与机床 8)：1211 隋聚艳 . 夹具的发展及其趋势分析 J. 现代商贸工业 4)： 2012 朱耀祥 . 计算机辅助组合夹具设计系统的研究 J. 机械工程学报 5)：32 13 王凤鲜 . 浅谈组合夹具的重要作用 J. 科技情报开发与经济 13)： 1614 张亚明 . 机床夹具分类 与构成 J. 科技资讯 6(5)： 215 卢克超 ,周利平 . 计算机辅助专用夹具 统开发和研究 J. 科技资讯 5)： 1016 蔡瑾，段国林，姚涛，等 . 计算机辅助夹具设计技术回顾与发展趋势综述 J. 机械设计， 2010,(2)： 1指导教师意见 教师签字： 年 月 日 开题答辩小组意见： 组长签字： 成员签字： 年 月 日 毕业设计领导小组意见 : 组长签字： 年 月 日 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 铣底面 工序号 10 技检要求 使表面粗糙度要求达到 准面 侧面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 10 卧式铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 铣底面夹具 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 铣底面 186 1 3 50 3 200转位面铣刀 1 游标卡尺，千 分尺 拟制 潘书冬 日期 2011核 日期 批 准 日期 共 12 页 第 1 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 钻、扩、铰底面 4平 24 工序号 20 技检要求 使表面粗糙度要求达到 准面 箱体底面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 10摇臂钻床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用钻夹具 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 钻 4孔至 20 1 000 花钻 塞规 2 扩 4孔至 20 1 3 15 孔钻 塞规 3 铰 4孔至 20 1 00 1 0 用铰刀 塞规 4 锪平 44 沉头孔 5 1 25 钻 24 1 塞规 拟制 潘书冬 日期 2011核 日期 批准 日期 共 12 页 第 2 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 粗铣 98 的左右侧面和工件的左侧面 工序号 30 技检要求 使加工表面粗糙度达到 准面 底面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 10 专用铣床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 铣侧面夹具 工步号 工步内 容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 粗铣 98 的左右侧面 98 1 2 5 55 100面铣刀 1 多用游标卡 尺 2 粗铣工件的左侧面 176 1 2 5 55 200面铣刀 1 多用游标卡 尺 拟制 潘书冬 日期 2011核 日期 批准 日期 共 12 页 第 3 页 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 铣前后 65 的凸台面 工序号 40 技检要求 使表面粗糙度值达到 准面 底面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 10 卧式铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 铣左右侧面 凸台夹具 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 铣前后 65 的凸台面 65 1 3 59 235 100面铣刀 1 多用游标卡 尺 拟制 潘书冬 日期 2011核 日期 批准 日期 共 12 页 第 4 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 铣 36 凸台面 工序号 50 技检要求 使表面粗糙度达到 准面 底面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 10 立式铣床 具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 铣凸台夹具 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 铣 36 凸台面 36 1 3 5 00 50面铣刀 1 多用游标卡 尺 拟制 潘书冬 日期 2011核 日期 批准 日期 共 12 页 第 5 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 钻、扩、铰 18并倒角 工序号 60 技检要求 使表面粗糙度值达到 准面 底面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 10组合机床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用钻夹具 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 钻 18至 16 49 1 8 20 162 快换钻套 2 多用游标卡 尺 2 扩 18至 9 1 90 2 多用游标卡 尺 3 铰 18至要求尺寸 49 1 28 182 多用游标卡 尺 4 倒角 1 1 拟制 潘书冬 日期 2011核 日期 批准 日期 共 12 页 第 6 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 粗镗 132 74并倒角 工序号 70 技检要求 使表面粗糙度值达到 准面 底面 材料 同时加工零件数 设备 牌号 硬度 名称 型号 10组合机床 夹具 定 额 代号 名称 单件时间（分） 每班次数 每台件数 工人等级 专用镗夹具 工步号 工步内容 走刀长度(毫米） 走刀次数 切削深度(毫米） 切削速度（米 /秒） 主轴转速（转 /分） 进给量（毫 米 /转） 机动时间（分） 辅助时间（分） 刀具 辅具 量具 名称规格 数量 名称规格 数量 名称规格 1 粗镗 132孔至 9 1 6 1 用镗刀 1 标准镗套 和镗杆 各 1 多用游标卡 尺 2 粗镗 66孔至 01 1 78 1 用镗刀 1 标准镗套 和镗杆 各 1 多用游标卡 尺 3 倒角 拟制 潘书冬 日期 2011核 日期 批准 日期 共 12 页 第 7 页 机械制造教研室 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件名称 零件号 蜗轮箱体 序名称 精铣 98 凸台的左侧面和工件的左侧面 工序号 80 技检要求 使加工表面粗糙度达到 准面
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