机械设计制造工艺学课程设计 夹具设计前8章

1、目录1 产品概述12 图纸技术要求分析32.1 图纸的错误及修改32.2 图纸的技术要求分析33 计算生产纲领确定生产类型53.1计算生产纲领53.2 划分类型54材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图64.1、材料的选择64.2毛坯的制造方法64.2.1毛坯制造方法64.2.2 分型面的选择64.3毛坯图85定位基面的选择及分析95.1 机座的定位基准95.2 机盖的定位基准95.3 合箱后定位基准106 加工工作量及加工手段组合116.1 加工总量统计116.2 工序尺寸及偏差计算117 划分加工阶段，大致工艺过程148 重要工序的工序卡片189 夹具设计199.1 机床的选择:199.

2、2 刀具的选择:199.3 切削力及切削功率的计算：199.4 工时定额的计算209.4 夹紧力的计算219.4.1 夹紧力方向219.4.2 夹紧力作用点219.4.3 夹紧力大小229.5 一面两销的设计计算239.6 夹紧原件的设计249.6.1 机构简图249.6.2 夹紧机构受力分析259.6.3 三维示意图269.6.3 气缸的选用289.6.4 气压回路的选择30参考文献：31附 实习感想32室内课程设计感受32二汽实习感受33201 产品概述箱体是减速器的基础零件，它将减速器中的轴，套，齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置关系。箱体一般还兼做润滑油的油箱，

3、具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。箱体部件的结构特点是：尺寸较大，形状复杂、箱壁较薄且不均匀、内部呈腔型，有一些尺寸精度和位置精度都要求较高的平面和孔，还有许多小的平滑孔、螺丝孔、检查孔和出油孔等。箱体零件的毛坯一般是铸铁，一些负荷较大的箱体，有时采用铸钢。航空发动机的箱体为减轻质量通常采用铝合金或镁合金铸件。减速器的支撑件是箱体。箱体的结构对减速器的工作性能，加工工艺，材料消耗，质量及成本等有很大影响，设计设计时必须全面考虑。箱体按制造方式的不同可分为铸造箱体和焊接箱体，铸造箱体材料一般多用铸件。铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状、刚度好，易进行切削加工，但制造周期长，质量较大，因而多

4、用于成批生产，焊接箱体比铸造箱体壁薄，质量轻1/41/2，生产周期短，多用于单件、小批生产。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体大多做成剖分式，由机座和机盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面。机座与机盖采用普通螺栓联结，用圆锥销定位。箱体的材料、毛坯种类与减速器的应用场合及生产数量有关。毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于3050mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量。图12变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工面有轴承孔系及其端面，平面，螺纹孔，销孔等。因此加工过程中的主要

5、问题是保证的孔的精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。2 图纸技术要求分析2.1 图纸的错误及修改查看图纸，我们可以发现一些错误1、 主视图上，左上角吊耳宽25mm应该为26mm。2、 左视图上，轴承孔旁边的凸台尺寸15mm应该去掉。3、 左视图缺少剖面线。2.2 图纸的技术要求分析1、 蜗轮轴承孔（分上下两半）轴线处与结合面内其允许的位置度误差为0.60mm。 要保证上下结合面处轴承端面的螺纹孔的位置度要求，应以加工好的轴承孔做为定位基准，加工螺纹孔。2、蜗杆蜗轮两轴承孔轴线的垂直度误差为0.19mm，公差等级为10级。 蜗轮蜗杆加工都以机座底面为基准。3、蜗杆轴承孔端面与其轴线的垂直度

6、误差为0.10mm，公差等级为8级。4、蜗轮轴承孔（分上下两半）圆柱度误差为0.012mm，公差等级为7级。5、蜗轮轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm，公差等级为8级。6、机座与机盖结合面的平面度误差为0.025mm，公差等级为6级。7、两轴承孔（和）公差代号均为H7。8、减速器箱体铸成后，应清理并进行时效处理。9、机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于mm。10、应检查与机座接合面的密封性，用0.05塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的13，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点。11、与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫。12、机械加工未标注偏差

7、尺寸处精度为IT12。13、铸造尺寸精度为IT16。14、未注明的倒角为C2，粗糙度为Ra12.5。15、未注明的铸造倒角半径为R3mm。16、机座的上端面的粗糙度为Ra1.6。17、窥视口面的粗糙度为Ra12.5。18、输出轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5、输入轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5。3 计算生产纲领确定生产类型3.1计算生产纲领按给定的年产量、废品率、备品率计算生产纲领：计算公式N=Q·n(1+%+%) 其中零件在每台产品中的数量n=1（件/台），年产量Q=25000（件/年），废品率%=3%，备品率%=4%所以N=Q·n(1+%+%) =25000×

8、;1×（1+3%+4%）=26750 3.2 划分类型查表3-1（划分类型的参考数据）生产类型同一种零件的年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产小批量生产中批量生产大批量生产大量生产15510010030030010001000以上1101020020050050050005000以上1100100500500500050005000050000以上表3-1由于减速器箱体属于中型零件，确定箱体的生产属于大量生产。4材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图4.1、材料的选择 由于减速器箱体的外形及内形状相对比较复杂，而且它只是用来起连接作用和支撑作用的，综合考虑，抗拉强度小于

9、200MPa，所以选用灰铸铁（HT200）,因为铸铁中的碳大部分或者全部以自由状态状石墨存在，较高强度铸铁，基体组织为珠光体,机械加工工艺手册第二版。它的强度、耐磨性、耐热性均比较好，铸造性能好，能承受较大承受力的零件。端口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工，减磨性，加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂逐渐和耐磨件，有由于含有石墨，石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高，这对于制备箱体林间具有重要意义。如果没有HT200时此种材料可以用QT400-15或QT400-18代替。其

10、抗拉强度为250MPa,减震性优于HT200，但铸造性能比HT200差，切削加工性能较好，对缺口敏感性比钢低。4.2毛坯的制造方法4.2.1毛坯制造方法铸造是制造机器零件毛坯的重要方法，广泛应用于各类机器零件，铸造工艺灵活性大，成本低，几乎不受零件大小，形状和结构复杂程度的限制，故选择铸造的方法生产毛坯。因为是大量生产，故选择金属模，机器造型。4.2.2 分型面的选择机盖以结合面为分型面，将吊耳做成活块，易于拔模。结合面为重要加工面，因此浇注位置应置于机盖顶部表面，防止产生砂眼、气孔等。为了补缩，上面设有冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。分型面图41机座的分型面在蜗杆轴承孔中心线的水平

11、面上，分成上下两半，采用两箱造型铸造。采用注式浇注系统，在直浇道下面设有横浇道。浇注的时候重要的加工面应该向下，为了补缩，上面设有冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。图42下箱拔模方向4.3毛坯图图435定位基面的选择及分析5.1 机座的定位基准（1）机座结合面的粗加工基准：以底面为粗基准粗铣结合面，这样可以保证轴承孔轴线与结合面平行度要求。（2）底座的粗、精加工基准：以经过粗加工后的结合面为基准，来铣作为精基准的底面。（3）钻地脚螺栓孔：以底面为基准钻地脚螺栓孔，锪地脚螺栓孔沉头，来作为以后精铣结合面和加工孔的“一面两销”定位孔。（4）半精铣、精铣结合面：以底面和地脚螺栓孔作为“一面两

12、销”的定位基准，半精铣和精铣结合面，这样可以使结合面获得均匀的加工余量和较高的位置精度。（5）钻结合面螺栓孔光孔、钻轴承孔旁螺纹孔、 铣油槽、铣放油孔和油标孔凸台面、钻放油孔和油标孔：均以底面和地脚螺栓孔为加工基准。5.2 机盖的定位基准（1）机盖结合面的粗加工基准：以结合面凸缘下表面及两侧面为基准粗铣结合面，用以作为后续工序粗加工基准。（2）粗、精铣窥视孔面：以经过粗加工后的结合面为基准来加工窥视孔面，用以作为加工结合面的精基准。（3）钻窥视孔面螺钉孔，钻结合面螺栓孔光孔并锪平，钻轴承孔旁螺栓孔，钻结合面右侧螺纹孔：以结合面为定位基准。（4）半精铣，精铣结合面：以窥视孔面及箱盖两侧面为精基准

13、来加工结合面，这样“互为基准”保证结合面加工余量均匀和较高的位置精度要求。5.3 合箱后定位基准（1）钻绞定位销孔：以底座面和两地脚螺栓孔为定位基准，使机座和机盖配合准确。（2）粗精铣轴承孔端面，钻轴承盖螺纹孔，粗镗、半精镗、精镗轴承孔：以机座底面和两个地脚螺栓孔为定位基准，这样使定位准确、夹紧可靠，获得较高的位置精度。6 加工工作量及加工手段组合6.1 加工总量统计（1） 机座：轴承孔端面2个，轴承孔，结合面，底面，三个油孔及其端面，螺纹孔、，光孔、。（2） 机盖：结合面，窥视孔凸台面，螺纹孔、，光孔、，锥销孔。（3） 合箱：轴承孔端面2个，轴承孔。6.2 工序尺寸及偏差计算（1） 上下箱结

14、合面加工工序：粗铣半精铣精铣工序余量：粗铣3mm 半精铣1.2mm 精铣 0.8mm工序公差： 计算工序尺寸：精铣Ra3.21.6半精铣Ra12.53.2粗铣 Ra2512.5毛坯（2） 蜗杆轴承孔加工工序：粗镗半精镗精镗浮动镗工序余量：粗镗2.5mm 半精镗1.5mm精镗0.75mm浮动镗0.25mm工序公差： 计算工序尺寸：浮动镗Ra1.60.8精镗Ra3.20.8半精镗Ra6.33.2粗镗Ra12.56.3毛坯孔（3） 蜗轮轴承孔加工工序：粗镗半精镗精镗浮动镗工序余量：粗镗2.5mm 半精镗1.5mm精镗0.75mm浮动镗0.25mm工序公差： 计算工序尺寸：浮动镗Ra1.60.8精镗R

15、a3.20.8半精镗Ra6.33.2粗镗Ra12.56.3毛坯孔（4） 蜗杆轴承端面加工工序：粗铣半精铣精铣工序余量：粗铣3mm 半精铣1mm精铣1mm工序公差： 计算工序尺寸：精铣Ra3.21.6半精铣Ra12.53.2粗铣Ra2512.5毛坯（5） 蜗轮轴承端面加工工序：粗铣半精铣精铣工序余量：粗铣3mm 半精铣1mm精铣1mm工序公差： 计算工序尺寸：精铣Ra3.21.6半精铣Ra12.53.2粗铣Ra2512.5毛坯（6） 油孔端面加工工序：粗铣半精铣精铣工序余量：粗铣3mm 半精铣1mm 精铣1mm工序公差： 计算工序尺寸：精铣Ra3.21.6半精铣Ra12.53.2粗铣Ra2512

16、.5毛坯（7）窥视孔端面加工工序：粗铣半精铣精铣工序余量：粗铣3mm 精铣2mm工序公差： 计算工序尺寸：精铣Ra3.21.6粗铣Ra2512.5毛坯7 划分加工阶段，大致工艺过程根据零件图上的技术要求，尺寸精度最高为IT7，表面粗糙度最高等级为IT7，表面粗糙度最高为Ra1.6，故可将加工阶段划分为如下三个阶段机盖工序号工序名称工序内容定位基面机床/刀具1毛坯铸造5清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等10热处理人工时效处理15涂漆20粗铣粗铣结合面结合面凸缘下表面X53K /硬质合金套式面铣刀22钻钻4光孔结合面立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻24锪钻锪平结合面立式钻床Z518/带可

17、换导向柱锥柄平底锪钻25粗铣、精铣粗铣、精铣窥视孔面结合面X53K/硬质合金套式面铣刀30钻、攻丝钻窥视孔面上的孔、攻丝结合面立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻，高速钢机动丝锥W18Cr4V35半精铣、精铣、精细铣半精铣、精铣、精细铣结合面窥视孔面X53K/硬质合金套式面铣刀40钻钻轴承凸台螺栓孔结合面立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻45锪钻锪平结合面立式钻床Z518/带可换导向柱锥柄平底锪钻50 钻、攻丝钻结合面立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V表61机座工序号工序名称工序内容定位基面机床/刀具1毛坯铸造5清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等10热处理人

18、工时效处理15涂漆20粗铣粗铣结合面底面X53K/硬质合金套式面铣刀22钻钻光孔结合面Z518/锥柄麻花钻25粗铣粗铣底面结合面X53K/硬质合金套式面铣刀30精铣精铣底面结合面X53K/硬质合金套式面铣刀40半精铣、精铣半精铣、精铣结合面底面X53K /硬质合金套式面铣刀45钻钻孔底面Z518/锥柄麻花钻50钻、攻丝钻、攻丝底面Z518/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V55锪钻锪钻底面Z518/带可换导向柱锥柄平底锪钻60钻、攻丝钻、攻丝底面Z518/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V65粗铣粗铣三个油孔端面底面X53K/硬质合金套式面铣刀68翻转70精铣精铣三个油孔端面底面X53K/硬质合金套式面铣刀75钻、攻丝钻、攻丝-7H油孔底面T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V80钻、攻丝钻、攻丝-7H底面T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V82粗铣粗铣油槽底面X53K/硬质合金镶齿套式面铣刀表62合箱工序号工序名称工序内容定位基面机床/刀具1上螺栓合箱上螺栓5钻钻定位销孔底面立式钻Z518/锥柄麻花钻8铰铰定位销孔立式钻Z518/锥柄机