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GJ137 蜗轮 减速 箱体 工艺 235 mm 端面 夹具 设计

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设计说明书 题目：减速箱体铣235mm端面的夹具设计 学 生：王浩 学 号：14L0551165 专 业：机械 班 级：机械L145 指导老师：宁辰校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称箱体零件名称箱体共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号 11HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X51夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣235mm端面端铣刀，游标卡尺125200.070.510.32 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机 械 加 工 工 序 卡 片共 张第 张产品代号零部件代号零（部）件名称工 序 号产品名称减速器零件名称减速器箱体第 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸50344375每毛坯件数1每台件数1备注工序号工 序名 称工 序 内 容车间工段设备工艺装备（夹具、刀具）工时准终单件5铸造清除浇冒口10热处理人工时效,消除内应力15上底漆清沙,上底漆20精铣精铣A基准面，尺寸5到尺寸，尺寸159留余量铣床夹具A基准的对面、尺寸235下底面、C基准面25精铣精铣A基准的对面，尺寸159到尺寸铣床夹具A基准面、尺寸235下底面、C基准面30精铣精铣C基准面，245到尺寸铣床夹具A基准面、尺寸235下底面、185H835精铣精铣尺寸235到尺寸铣床夹具A基准面、C基准面、185H840精铣精铣80端面，尺寸400到尺寸铣床夹具A基准面、C基准面、185H845精车精车185H8、310到尺寸车床夹具A基准面、尺寸235底面、C基准面50粗镗粗镗52H8，留余量镗床夹具A基准面、C基准面、185H855粗镗粗镗82、50H8，留余量镗床夹具A基准面、185H8、C基准面描图60精镗精镗52H8，到尺寸镗床夹具A基准面、185H8、50H865精镗精镗82、50H8到尺寸镗床夹具A基准面、185H8、52H8校图70铣面铣距C基准面100mm处的面，到尺寸铣床夹具A基准面、185H8、50H875钻孔、攻丝钻A向图中6-M6、8-M6、4-M8螺纹底孔、攻丝钻床夹具A基准面、185H8、50H8底图号80钻孔、攻丝钻A基准面中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具A基准对面、185H8、50H885钻孔、攻丝钻C向图中6-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具A基准面、185H8、50H8装订号90钻孔、攻丝钻D向图中4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具A基准面、185H8、50H8编制审核会签王浩标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期-河北科技大学理工学院机械制造工程学课程设计任务书设计题目 机械加工工艺规程及其夹具设计 指导教师 宁辰校 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械L145 学生姓名 王浩 学号 14L0551165 一、课程设计的目的和基本要求通过课程设计，使学生综合运用所学知识和机械制造工程的基本理论，分析和解决零件在加工中的定位、夹紧、合理安排机械加工工艺路线、确定工序余量及工序尺寸等问题，设计的夹具结构合理，能够保证加工质量，尽可能做到高效、省力、经济合理，学会使用手册图书资料，检索有用信息，设计说明书的编写培养学生的文字表述能力。二、课程设计的内容根据所给零件图纸要求，针对一般机械加工企业的加工条件，按照中批生产拟定其机械加工工艺规程，设计指定工序的专用机床夹具。主要完成以下内容：（1）毛坯图设计，绘制毛坯图图纸一张。（2）制订指定工件机械加工工艺规程，填写其工艺过程卡及指定工序的工序卡一套。（3）设计指定工序专用夹具及其主要零件。具体要求为，绘制机床夹具总装配图图纸一张，13个零件图。（4）撰写设计计算说明书一份，不少于8000字。三、课程设计进度安排本课程设计用三周时间完成。各部分所占时间分配大致如下：（1）明确任务，熟悉零件图，对零件进行工艺分析，绘制毛坯图 （2天） （2）选择加工方案，确定工艺过程，填写工艺文件 （2 天） （3）机床夹具设计，绘制总装配图、零件图（8天）（4）编写设计计算说明书（2天）（5）答辩（1天）四、课程设计教材及主要参考资料1 尹成湖，李保章，杜金萍，主编. 机械制造技术基础课程设计. 北京：高等教育 出版社，20092 方若愚等编.金属机械加工工艺人员手册.上海：上海科学技术出版社，19813 东北重机学院等编.机床夹具设计手册. 上海：上海科学技术出版社，19794 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导.北京：冶金工业出版社，20025 孟少农主编.机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，1991 6 龚安定等编. 机床夹具设计.西安：西安交通大学出版社，1991目 录序 言1一 零件分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 基面的选择32.3 制定工艺线路52.4确定切削用量6三 夹具设计163.1问题的提出163.2定位基准的选择163.3切削力及夹紧力的计算163.4定位误差分析183.5夹具设计及操作的简要说明19总 结21致 谢22参 考 文 献23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。减速箱体的加工工艺规程及其工装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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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。一 零件分析1.1零件的作用减速箱体零件是基础件,一些轴、套和齿轮等零件由它组装在一起,构成机器的一个重要部件。所以,减速箱体零件的加工质量对整台机器的精度,性能和使用寿命都有着直接的影响。1.2零件的工艺分析减速箱体有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以A基准面为基准的加工面，这组加工面主要是精铣C基准面，245到尺寸，精铣尺寸235到尺寸，精铣80端面，尺寸400到尺寸，精车185H8、310到尺寸。2：以185孔为基准的加工面，这组加工面主要是粗镗52H8，留余量，粗镗82、50H8，留余量，精镗52H8，到尺寸，铣距C基准面100mm处的面，到尺寸，钻A基准对面6-M6、8-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝，钻A向图中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝。二 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200的灰口铸铁,该材料具有较高的强度,耐磨性,耐热性及减振性,适应于承受较大应力,要求耐磨的零件。此零件为铸造件,生产要求是小批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,加工要求不是很高,所以加工不是很方便。2.2 基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。对于一般的减速箱体类零件而言，一般情况下，多以一个平面（在前道工序已加工好）为基准，先加工出一个孔，再以这个孔和其端面为基准，或者以孔和原来的基准平面为基准，加工其它交错孔。所以我考虑先用底平面定位，来加工A面，一个面限制三个自由度。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算。本工序现选已加工好的孔为精基准来加工其他工序，一个面限制三个自由度，一个短心轴和一个短菱形销限制二个自由度，再加个压板。2.3 制定工艺线路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。在生产纲领确定为小批量生产的条件下，为了尽量让工序集中来提高生产效率，除此以外，还应该考虑经济效果，以降低生产成本。工序号工序名称工序内容工装基准设备5铸造清除浇冒口10热处理人工时效,消除内应力15上底漆清沙,上底漆20精铣精铣A基准面，尺寸5到尺寸，尺寸159留余量铣床夹具A基准的对面、尺寸235下底面、C基准面立铣25精铣精铣A基准的对面，尺寸159到尺寸铣床夹具A基准的对面、尺寸235下底面、C基准面立铣30精铣精铣C基准面，245到尺寸铣床夹具A基准面、尺寸235下底面、185H8卧铣35精铣精铣尺寸235到尺寸铣床夹具A基准面、C基准面、185H8卧铣40精铣精铣80端面，尺寸400到尺寸铣床夹具A基准面、C基准面、185H8卧铣45精车精车185H8、310到尺寸车床夹具A基准面、尺寸235底面、C基准面立车50粗镗粗镗52H8，留余量镗床夹具A基准面、C基准面、185H8卧式镗床55粗镗粗镗82、50H8，留余量镗床夹具A基准面、52H8卧式镗床60精镗精镗52H8，到尺寸镗床夹具A基准面、C基准面、185H8立式镗床65精镗精镗82、50H8到尺寸镗床夹具A基准面、52H8卧式镗床70铣面铣距C基准面100mm处的面，到尺寸铣床夹具185H8菱形销、A基准面、82端面卧铣75钻孔、攻丝钻A基准对面6-M6、8-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床80钻孔、攻丝钻A向图中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床85钻孔、攻丝钻C向图中6-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床90钻孔、攻丝钻D向图中4-M6螺纹底孔、攻丝钻床夹具摇臂钻床2.4确定切削用量工序：精铣A基准面，尺寸5到尺寸，尺寸159留余量1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取575当575r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣C基准面，245到尺寸1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣80端面，尺寸400到尺寸1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：铣距C基准面100mm处的面，到尺寸1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则11） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取675当675r/min时按机床标准选取12） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：铣40端面的切削用量的计算同上，具体的工时计算如下切削工时：，则机动工时为工序：粗镗52H8，留余量1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：粗镗孔58mm机 床：卧式镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量 查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm根据T616镗床说明书，取=125 r/min切削工时：L=2mm工序：精镗52H8，到尺寸1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：精镗孔52mm机 床：卧式镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量 查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =20m/min =0.05mm/z =1.4mm根据T611铣镗床说明书，取=125 r/min切削工时：L=2mm工序：粗镗82、50H8，留余量1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：镗孔85mm机 床：卧式铣镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量 查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm根据T616镗床说明书，取=175 r/min切削工时：L=16mm工序：精镗82、50H8到尺寸1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：精镗孔82mm机 床：卧式镗床T616刀 具：高速钢刀头2.计算切削用量 查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =20m/min =0.05mm/z =1.4mm根据T611铣镗床说明书，取=175 r/min切削工时：L=16mm工序：钻A向图中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时： min攻螺纹M12mm： 选择M12mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：工序：钻A基准对面6-M6、8-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻M6螺纹底孔5确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步2：攻丝M6 按机床选取，则机动时，攻M6孔其余钻螺纹孔的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述三 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,通常需要用专用夹具.经过老师的考虑,决定设计第35工序精铣尺寸235到尺寸的夹具设计3.1问题的提出本夹具主要用来精铣尺寸235到尺寸，装卸工件将会比较困难，我们将着力解决工件的装卸上。3.2定位基准的选择本次夹具设计的精铣尺寸235到尺寸，采用已经加工好的185孔及端面作为定位基准，端面限制3个自由度，心轴限制2个自由度，削边销限制1个自由度，这样空间的6个自由度都已经限制完了，我们就可以开始加工工件。3.3切削力及夹紧力的计算（1）刀具： 采用端铣刀 31mm z=24机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.4定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 （式5-5）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得： = = (2) 转角误差 （式5-6）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴定位孔与定位销最小配合间隙 削边销孔的最大偏差 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中： 则代入（式5-6）得：则： 经检验合格3.5夹具设计及操作的简要说明 如前面所述,在夹具设计时,为提高劳动生产率,应首先着眼于机动夹紧，本道工序的U型压板压紧，当我们装上工件后，采用一面2销把工件的空间的6个自由度限制完毕后我们插入U型压板，试着和工件接触，然后旋转螺母压紧工件，即可以开始加工工件。总 结毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行