减速箱箱体机械加工工艺规程及夹具设计说明书

1、仅供个人参考前言课程设计是我们学习完整个大学的全部基础课程、技术基础课程、以及专业课程之后进行的。这是在我们进行完机械制造工艺学课程设计后的，对所学的各门课程的一次全面的综合性的设计课题任务，也是一次理论联系实际的训练，它是我们大学生涯的一个总结。加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。加工工艺及夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施，随着我国机械工业生产的不断发展，加工工艺和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。对我个人而言，这次毕业设计是自己迎接未来工作

2、的一次很重要的锻炼机会我会用自己的认真务实的态度去完成这份毕业设计，我相信在这个过程当中，自己分析问题、解决问题的能力、团队合作意识等，将得到很大的提高，为以后的工作打好基础。由于能力和实践经历有限，设计尚有不妥之处，恳请各位老师给予指教。不得用于商业用途目录1 .零件的分析错误！未定义书签。1. 1零件的作用错误！未定义书签。1. 2零件的工艺分析错误！未定义书签。2.毛坯的确定错误！未定义书签。2. 1毛坯的制造形式错误！未定义书签。2. 2毛坯尺寸及加工余量错误！未定义书签。3.工艺规程设计错误！未定义书签。3. 1定位基准的选择错误！未定义书签。3. 2制定工艺路线错误！未定义书签。3

3、. 3选择加工设备及刀具、夹具、量具错误！未定义书签。3. 4工序的设计错误！未定义书签。4,夹具设计错误！未定义书签。4. 1定位基准的选择错误！未定义书签。4. 2定位方式的分析错误！未定义书签。4. 3切削力的计算错误！未定义书签。4. 4夹紧力的计算及夹紧方式的确定错误！未定义书签。结束语错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。1 .零件的分析1.1 零件的作用题目给的零件是一个减速箱体，箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动，故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。

4、1. 2零件的工艺分析箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。由零件图可知，零件的材料是HT200,该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性、减震性、切削加工性、铸造性，价格便宜，制造方便，但塑性较差、脆性高，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch；notforcommercia1use该零件属于箱体类零件，其中有三个表面以及表面上有各种尺寸的孔、螺纹孔需要加工。底面一个544；-03mrn孔、两个中52：*3mm孔、前面中47：黑mm孔、后面中35：；：北3mm孔五个孔的粗铃、半精铃和精铃，主要加工部位有中

5、54'；°3讪、35：；：黑mm、647：；：落mm三孔。上表面和距离上表面96mm的底面的表面粗糙度为3.2um,底面的表面粗糙度为6.3um,后面20nlm的孔表面粗糙度为12.5um,底面54mm、两个52mm以及前面47mm和后面中35mm5个孔的表面粗糙度均为1.6um,上表面两个配做的8mm孔的粗糙度为3.2um0结合零件的加工工艺性，在加工过程中，基本上用上表面及上表面上的两个工艺孔定位，这样遵循了基准统一原则，减小误差。2 .毛坯的确定2 .1毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件。已知零件的生产纲领为100000件/年，由参考文献2表12、表1-3可知，其

6、生产类型为大批量生产，而且零件的轮廊尺寸不大，手工造型应用与单件及小批生产以及用于大型零件铸造；而机器造型的金属模铸造则应用于大批或大量生产中。机器造型较手工造型不但生产率高，而且所得的铸件尺寸也较准确。故毛坯的铸造方法选用金属模机器造型。3 .2毛坯尺寸及加工余量由参考又献1表122,得各加工表面的总余量如表21所示：表21各主要加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明上表面-4距离上表面96mm的底面3.5底面-42一5292.5双侧加工中3572.5双侧加工中4772.5双侧加工5472.5双侧加工3 .工艺规程设计3.1定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之

7、一。基准选择得正确与合理，可以是加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。上由挡度对 4m 由以 距转两自可对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件表面96mm的一个底面作为粗基准，限制X方向的移动和旋度、Y方向的旋转自由度和Z方向的移动自由度，在后面用销限制Z方向的旋转和Y方向的移动两个自由度，这样六个均限制了，再用夹紧装置对两个52mm的底孔进行夹紧，就上表面进行加工了。艺换 度生序 工寸 精批工 和尺 寸大使主要应该考虑基准重合的问题和便于安装，采用上表面孔作为精基准，当设计基准与工序基准不重合时，应该进

8、行算.3.2制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、尺及位置精度等技术要求能得到合理的保证。因为该零件是产，所以可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。由参考文献2表12、表1-3可知，此零件的生产类型的工艺特征如下表31所示：表31大批量生产主轴箱体的工艺特征毛坯及余量采用金属模机器造型。毛坯精度高，余量小机床设备广泛采用专用机床，按流水线布置工艺装备广泛采用高效专用工装工件装夹方式采用夹具装夹操作工人技术水平较低生产率高成本低根据箱体类零件的加工工艺基本原则：先面后孔、粗精分开、先粗后精、工序集中

9、先主后次等，并结合各表面的加工要求和各加工方法能达到的经济精度。此外，由于此减速箱体的生产纲领为100000件/年，确定生产类型为大量生产，结合此类生产类型的工艺特征和经济效果，制定以下的工艺路线：初步拟定工艺路线（一）：工序号工序内容005铸造010时效015漆底漆020粗铳上、下表面025粗钱距上表面96mm的底面030粗钱前面4个中20mm的凸台035精铳上表面040精铳距离上表面96mm的底面045精锐前面4个中20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔，并且较出两个工艺孔055粗镜前、后面的中62mm、77mm两个沉头孔，以及35mm.47nlm两孔060粗镇底面52mm、52mm、

10、54mm三个孔065半精铃前、后面的35mm、47mm两个孔070半精铃底面中54mm孔075精镜前、后面62mm、77mm两个沉头孔和中35mm、47mm两孔080精镜底面52mm、52mm、54mm三个孔085钻前面各螺纹底孔、攻螺纹090钻后面各螺纹底孔、攻螺纹095钻底面各螺纹底孔、攻螺纹100攻上表面各螺纹105去毛刺110检查入库工艺路线（二）：工序号工序内容005铸造010时效015漆底漆020粗铳上表面025粗铳两个底面030粗钱前面4个中20mm的凸台035精铳上表面040精铳距离上表面96mm的底面045精锐前面4个中20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔，并且较出两个

11、工艺孔055粗钱前、后面的中62mm、77mm两个沉头孔060粗镜前、后面35mm、47mm两孔065粗镇底面52mm、52mm、54mm三个孔070半精铃前、后面的35mm、47mm两个孔075半精铃底面中54mm孔080精锐前、后面的中62mm、77mm两个沉头孔085精镜前、后面35mm、47mm两孔090精镜底面52mm、52mm、54mm三个孔095钻前面各螺纹底孔、攻螺纹100钻后面各螺纹底孔、攻螺纹105钻底面各螺纹底孔、攻螺纹110攻上表面各螺纹115去毛刺120检查入库上述工艺方案遵循了制定箱体加工工艺路线制定的基本路线，但是结合此箱体零件的工艺特点，有些工序及其路线仍存在一

12、些问题需要进一步讨论：方案一和方案二只有两个地方不同，即上表面与底面的加工顺序和前后面的那两个沉头孔加工方式不同。由于零件高度只有182mm,用组合铳床同时加工两面有一定的难度，而且毛坯是铸造件，前后面有一定的拔模斜度，如果用于定位，加工误差将会加大，所以采用方案二中的单独加工上表面，在加工底面；对于前后面的两个沉头孔，精度要求不太高，采用用钱削加工要保证与中35mln、471nm两孔的同轴度难度较大，与35mm、47mm两孔在一起加工，就容易保证与35mm、47mm两孔的同轴度，故采用方案一。因此，将方案一中的工序055、工序075移入方案二中。修改后的工艺路线如下：工序号工序内容说明005

13、铸造010时效除内应力015漆底漆防止生锈020粗铁上表面025粗铳两个底面030粗钱前面4个中20mm的凸台035精钱上表面040精铳距离上表面96mm的底面045精锐前面4个中20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔，并且较两个工艺孔055粗镜前、后面的中62mm、77nlm两个沉头孔，以及中35mm、47mm两孔060粗镇底面52mm、52mm、54mm三个孔065半精铃前、后面的35mm、47mm两个孔070半精铃底面中54mm孔075精镜前、后面62nlm、771nm两个沉头孔和35mm、47mm两孔080精镜底面52mm、52mm、54mm三个孔085钻前面各螺纹底孔、攻螺纹09

14、0钻后面各螺纹底孔、攻螺纹095钻底面各螺纹底孔、攻螺纹100攻上表面各螺纹105去毛刺110检查入库3.3 选择加工设备及刀具、夹具、量具鉴于此减速箱体加工的生产类型为大量生产，零件的毛坯精度高，余量小，应广泛选用专用组合机床设备和高效的专用工艺装备，工件全部采用夹具装夹，流水线生产，可使劳动生产率得到有效提高，并能降低生产成本，但考虑到工装定位，只部分采用专用机床。铳平面时，两个相对的平面同时加工，选择卧式铳床、YG8的面铳刀、专用铳床夹具和游标卡尺，只是粗钱和精铳时选用的切削用量不同。钻平面上的孔和攻螺纹孔时，选择摇臂钻床、各种尺寸的麻花钻、机用丝锥、专用夹具和游标卡尺。仅供个人参考同时

15、翟前、后面上的62、35、47、77的孔时，选择卧式双面组合镜床、铃通孔的键刀、专用铃床夹具和游标卡尺、检验棒、塞规。3.4 工序的设计,并且较两个工艺孔选用机床：Z3025B刀具：直柄短麻花钻中8.5d=8.5,4=37mm,/=79mm（国标GB1437-85）确定进给量f：根据切削手册表14-34得：当灰口铸铁三HT200,d=8mm时，f=0.27-0.33mm/r,由于是丝锥攻螺纹前钻孔，故不必乘以修正系数。根据机床Z3025B机床说明书：现取进给量：f=0.30mm/r切削速度：根据切削手册表14-3得：v =26m/min1000v，二 加卬1000x264x8.5=974r/m

16、in按机床转速取：775=960r/min,故实际切削速度：ns就wcz.v =25.6m/m1n1000切削工时：根据切削手册表15-6查得：6=3mm,l2=1mm,/=20mm%=/+4+/nwf=20+3+1/960X0.30=0.08min故钻8个孔时的工时：tm2=8X0.08=0.64min较两个工艺孔：根据切削手册表10-32GB1132-84选取d=8.5的直柄机用较刀查表15-10得较孔时的切入及超出长度分别为：6=0.1+0.5=0.6mml2=15mm%=0.10mm转速仍取*=960r/min不得用于商业用途不得用于商业用途较两孔的工时：9111 + 11 + 12n

17、wfx2 =20+0.6 + 15960x0.30x2 = 0.24m i m,以及35mm、4 7mm两孔选用镇床：T 618刀具：硬质合金钱刀链刀材料：1T5进给量：根据切削手册查表14-51得：杆伸出长度取300mm,切削深度为%=2.0mm，毛坯孔径=42mm因此确定进给量f=0.2mm/r切削速度：根据削手册查得u=2.4m/s=144m/min机床主轴转速：lOOOv1000x1441八八/.n=二=1091.9r/min加4x42按机床取n=1000r/min实际切削速度：v=1*42x1°°°=131.88mm/min1000工厂每分钟进给量fm=

18、fn=0.2X1000=200mm/min被切削层长度：I=22mm根据切削手册表15-1续取：乙二5.5mm/,=1mm行程次数：ki-j.q/+/I+/222+5.5+1.n.机动时间：=0.143minfin200选用机床：立式镜床T716A刀具：硬质合金铃刀铃刀材料：YT5切削深度与：ap=2mm毛坯孔径d。=42mm进给量/：根据切削手册表14-51取：刀杆伸出长度100mm切削深度尸2nlm因此确定进给量：f=0.2mm/r切削速度：根据切削手册取：v=2.4m/s=144m/min机床主轴转速：1000vn 二加1000x144,x47= 975. 7r/mi n按机床取n=10

19、00r/min实际切削速度一二伫跷w/min工作台每分钟的进给量：fm=fn=0.2X1000=200mm/min被切削层长度/：/=18mm根据切削手册表15-1续取：4=5.5mm/2=1mm行程次数：，二11- -Lwif-i1+11+1218+5.5+1.机动时间：t.=0.123minfin200选用机床：卧式钱床7618刀具：硬质合金镇刀镇刀材料：1T5切削深度。p：=0.5mm毛坯孔径d。=46mm进给量/：根据切削手册表14-51取：刀杆伸出长度200mm切削深度。尸0.5mm不得用于商业用途因此确定进给量：f=0.2mm/r切削速度：根据切削手册取：v=3.18m/s=190

20、.8m/min机床主轴转速：lOOOv_ 1000x190.84x46= 1320.9r/mi n按机床取n=1300r/min实际切削速度：入中泮小7.77“min工作台每分钟的进给量：fm=fn=0.2X1300=260mm/min被切削层长度/：/=15mm刀具切入长度小(=上2+(23)=芈;+2*2.87”igk1火30。刀具切出长度/2：/?=35iwn取/?=4机？行程次数：i=ltn-Iml,'-i/+/1+1215+2.87+4八.机动时间：t=0.084minfin260选用机床：立式铃床T 716A刀具：硬质合金铃刀镜刀材料：1T5切削深度与：p=0.5mm毛坯孔

21、径dQ=53mm进给量/:根据切削手册表14-51取：刀杆伸出长度100mm切削深度Qp=0.5mm因此确定进给量：f=0.2mm/r切削速度：根据切削手册取：仅供个人参考v=3.18m/s=190.8m/min机床主轴转速：按机床取=1000r/min实际切削速度：v='X53x1000=166.42m/min工作台每分钟的进给量：fm=fn=0.2X1000=200mm/min被切削层长度/：/=22mm刀具切入长度4：/=3-+(23)=°、+2、2.87”tgk吆30。刀具切出长度k=35nvn取/?=4mm行程次数：/=1,以及35mm、47mm两孔选用机床：卧式镜

22、床T618刀具：硬质合金镇刀镇刀材料：“5切削深度。p：p=0.01mm毛坯孔径d。=47mm进给量/：根据切削手册表14-51取：刀杆伸出长度200mm切削深度4P=0.01mm因此确定进给量：f=0.lmm/r切削速度：根据切削手册取：v=100m/min机床主轴转速：不得用于商业用途仅供个人参考lOOOv1000x100.n=677r/min加/rx47按机床取n=600r/min实际切削速度：v='47x6°°二88.55m/min1000工作台每分钟的进给量：fm=f=0.1X600=60mm/min被切削层长度/：/=15mm刀具切入长度乙：/尸3刀具切

23、出长度，2：b=35nvn取/?=47？行程次数：i=lki-Jrfl/+/I+/215+3+4.ccr.机动时间：二=二0.367minfin604.夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工零件时，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计工序065：半精铃前、后面的35mm、47mm两个孔的镜床夹具。本夹具将用于T618卧式镇床。刀具为硬质合金键刀，对工件的两个孔同时进行加工。本夹具主要用来覆前、后面35nlin、471nm两孔，这两个孔有一定的尺寸精度要求为+0.03,表面粗糙度为凡=1.6/Wo其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。加工本道工序时只完成了减速

24、箱体前、后面的半精辕加工，利用此2-8.5,采用一面两销定位原则，可以有效的限制工件的六个自由度，因此这样的加工可以很好的保证后面工序加工的加工质量。因此在本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。按在夹具中的作用、地位结构特点，组成夹具的元件可以划分为以下几类：(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)；(3)夹具体；(4)对刀，引导元件及装置(包括刀具导向元件，对刀装置及靠不得用于商业用途模装置等)；(5)动力装置；(6)分度，对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连

25、接用的紧固螺钉，销钉，键和各种手柄等)；4 .1定位基准的选择由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精钱箱体的下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平面作为定位基准，为了提高加工效率，采用硬质合金铃刀对其进行加工，准备采用手动夹紧方式夹紧。5 .2定位方式的分析两定位销的中心距的基本尺寸应等于工件两定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般为第=(1/31/5

26、)二4。孔间距为495±0.1mm,则销间距为497±0.03mmo圆柱销直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸，其公差取g6o定位孔的直径为8.5/。351n%则圆柱销的直径为8.5二:器mm。由参考文献12得b=4mm,«=.+%=(0.2+0.06)/2=0.13mm,2并且定位孔的直径为8.535nlm,则乂皿必=黑=(2X0.13X4)min/8.5=0.12mm,取菱形销的公差等级IT6,即为0.011mm,所以菱形销的直径为8.5二温mm。铃削时，两销定位会对上平面中52、52、54的中心线有垂直度要求产生定位影响。工件在外力作用下单向移

27、动时，工件的定位销中心连线会出现口的转角不得用于商业用途仅供个人参考ViVtanAn=(0.035+0.091)+(0.035+0.017)/2X4972L=0.000179此定位方式产生的垂直度误差：tanApx105=0.000179X105«0.02mm综上所述，此定位方式能够保证零件的加工要求。4.3 切削力的计算铃削时是两相对面同时进行，工件主要受到两方面的影响。一方面是铃杆进给时，可能造成工件沿铃杆进给方向翻转，另一方面是铃刀旋转切削时，可能造成工件沿镜刀旋转方向翻转，这两方面影响可能破坏加工精度。加工时由于采用铃双孔的方式，其中一个面上需要加工的孔的长度更长，所以计算其

28、切削力如下：由于本道工序主要完成孔的半精链加工，参考文献9得：链削力F=26Df0iHB06链削力矩T=10Dl9fO3HBO6式中：D=47mm=)=255(255-187)=232f=0.15mm-rl尸=26x25x0.15O8x232°°=3755.2NT=10x2519x0.1508x232°$=26174Nmm4.4 夹紧力的计算及夹紧方式的确定由于减速箱体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带圆面压块的压紧螺

29、钉。旋紧螺钉使其产生的力通过圆面压块将工件压紧。夹紧力的作用点在零件的底座的四个角点上，应落在定位元件的支承范围内。夹紧力的方向应朝向主要限位面镜削时，夹紧力需要消除切削力造成的两方面的不良影响。一方面需要抵抗工件沿键杆进给方向翻转的力矩，另一方面，需要抵抗工件沿铃刀旋转方向翻转的力矩。本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式：r'tg(pl+rztg(a+(p2)(3.1)35x504x(310 +950)= 1895N ( N)由式(3.1)根据参考文献

30、11表1-2-23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：由此可以看出：只要夹紧力的力矩与工件沿键杆旋转方向翻转的力矩平衡就可以保证加工的稳定性。实际需要的夹紧力应考虑安全系数，Fj.=KFj现。安全系数的计算公式：K=K0KK2K3其中：各安全系数由文献12表1-8可得K。=1.2,K、=1.2,K2=1.2,K.=1.0则：K=l.2X1.2X1.2X1.0=1.728实际需要的夹紧力：Fj需=1.728X1895=3275(N)采用机械夹紧的方式夹紧工件，查阅参考文献2选用移动压板，配以M10的螺母施加作用力夹紧工件的。课程设计就要结束，想籍次机会感谢三年以来给我帮助的所有老师、同学、朋友，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不不得用于商业用途仅供个人参考可或缺的一部分。我的毕业指导老师夏宝林老师，总是以一位长辈的风范来容谅我的无知和冲动，给我不厌其烦的指导。在此，特向他道声谢谢。三年充实的生活告诉我，民族需要掌握先进理念、具有国际视野、熟悉具体环境的实战先锋；也告诉我，只有不断经历考验、挫折、甚至失败，才能逼近我们最终的理想。生于斯时，长于斯境，唯有以双倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的执着来完成原赋的使命。大学生活即将匆匆忙忙地过去，但我却能无悔地说：“我曾经来过。