GJ284-小型蜗轮减速器箱体工艺和镗直径90和180两组贯穿孔夹具设计带CAD原图
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GJ284
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机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 设计小型涡轮减速器箱体零件的机械加工工艺规程设 计 者：吴侣健，叶颜妍，叶 东 鄢仁铿，黄星华，林国伟指 导 教 师： 姚 琢 武夷学院机械设计制造及其自动化教研室2016年06月17日机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计小型涡轮减速器箱体零件的机械加工工艺规程内容：1.零件图 1张2.毛坯图 1张3.机械加工工艺过程卡与工序卡 1张4.结构设计装配图 1张5.结构设计零件图 3张6.课程设计说明图 1份姓 名： 吴侣健 学 号： 20134221008 班 级： 13机械1班 指导老师： 姚 琢 日 期： 2016年6月17日 机电工程学院目录课程设计说明书 1课程设计任务书 2序言41 零件的分析51.1 零件的作用 51.2 零件的工艺性分析 52 工艺规程设计62.1确定毛坯的制造形式 62.2基面的选择62.3制定工艺路线72.4加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 11 2.4.1机械加工余量的确定112.4.2确定工序尺寸122.4.3毛坯尺寸的确定132.5确定切削用量及基本工时 142.5.1切削用量的确定142.5.2切削工时的确定183夹具设计242.1定位方案设计242.2定位基准的选择与定位误差计算252.3切削力和夹紧力的计算252.4定位误差分析262.5夹紧力的计算27结论 29心得体会 30参考文献 31附件 32序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要地位。 就我个人而言，我希望能通过这次的课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 一、零件的分析（一）零件的作用箱体类零件是机器及其部件的基础件之一。它将一些轴、轴承、套、齿轮等零件装配在一起，使其保持正确的相互位置关系，并按规定的运动关系协调动作，完成某种远动。因此，箱体类零件的加工质量对机器的精度、性能和寿命有着直接关系。涡轮减速器箱体的功用如上述所示，其特点有许多精度要求不同的孔和平面组成，内部结构比较简单但壁的厚薄不均匀，加工的难度较大。（二）零件的工艺性分析涡轮减速器箱体的主要技术要求有：1. 两对轴承孔的尺寸精度为IT8，表面粗糙度Ra值为1.6um，一对90的轴承孔和一对180的轴承孔同轴度公差分别为0.05mm、0.06mm，其中两对轴承孔轴线的垂直度公差为0.06mm；2.铸件不得有砂眼、疏松等铸造缺陷；3.非加工表面涂防锈漆；4.铸件进行人工时效处理；5.箱体做煤油渗漏实验；6.材料HT200。.该工件体积小，壁薄，加工时应该注意夹紧力的大小，防止变形。. 180与90两孔的垂直度0.06mm要求，由机床分度来保证. 180与90两孔孔距尺寸1000.12,可采用装心轴的方法检测二、工艺规程设计(1) 确定毛坯的制造形式由零件要求可知，零件的材料为HT200，材料抗拉强度为200N/,抗弯强度为400N/，硬度为HB170-241。 铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性，也是其它一般箱体常用的材料。箱体结构复杂，箱壁薄，故选用铸造方法制造毛坯。考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是大批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。铸件需要人工实效处理。（二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 （1）粗基准的选择。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。在保证各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均匀。若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量较少的表面为粗基准。若工件必须保证每个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。装入箱体内的旋转零件应与箱体内壁有足够的间隙。应保证定位、夹紧可靠。一般箱体零件的粗基准都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。蜗轮减速器箱体加工选择以重要表面孔90及180为粗基准，通过划线的方法确定第一道工序加工面位置，尽量使各毛坯面加工余量得到保证，即采用划线装夹，按线找正加工即可。 （2）精基准的选择。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。一般按下列原则来选择：基准重合原则：选择设计基准作为定位基准。基准统一原则：尽可能在多数工序中选用统一的定位基准来加工其它各表面，可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。自为基准原则：有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。互为基准原则：对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。经分析零件图可知，箱体底面或顶面是高度方向的设计基准， 中心轴线是长度和宽度方向的设计基准。一般箱体零件常以装配基准或专门加工的一面两孔定位，使得基准统一。蜗轮减速器箱体中90轴承孔和180轴承孔有一定的尺寸精度和位置精度要求，其尺寸精度均为IT7级、位置精度包括：90轴承孔对90轴承孔轴线的同轴度公差为0.05、 180轴承孔对180轴承孔轴线的同轴度公差为0.06、 180轴承孔轴线对90轴承孔轴线的垂直度公差为0.06。为了保证以上几项要求，加工箱体顶面时应以底面为精基准，使顶面加工时的定位基准与设计基准重合；加工两对轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，这样既符合“基准统一”的原则，也符合“基准重合”的原则，有利于保证轴承孔轴线与装配基准面的尺寸精度。（三）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。在生产纲领已确定为大批生产条件下，配以专用工具夹，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案1：（20134221008吴侣健）工序1 铸造毛坯，铸件不得有砂眼，疏松等缺陷工序2 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，毛刺工序3 铸件人工时效处理工序4 喷涂底漆工序5 划线，划左右凸台加工线以及顶面加工线工序6 粗铣底面及顶面 工序7 粗铣90孔左右两侧端面 工序8 粗铣180孔左右两侧端面 工序9 精铣90孔左右两侧端面 工序10 精镗180孔左右两侧端面 工序11 粗镗90孔 工序12 粗镗180孔 工序13 精镗90孔 工序14 精镗180孔 工序15 钻、攻16XM8、5XM16、4XM6各螺纹孔 工序16 去毛刺 工序17 箱体做煤油渗漏实验 工序18 非加工表面涂防锈漆 工序19 入库2. 工艺路线方案2：（20134221009叶颜妍） 工序1 铸造毛坯，铸件不得有砂眼，疏松等缺陷 工序2 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，毛刺 工序3 铸件人工时效处理 工序4 喷涂底漆 工序5 划线，划左右凸台加工线以及顶面加工线 工序6 粗铣底面及顶面 工序7 粗铣90孔左右两侧端面 工序8 粗铣180孔左右两侧端面 工序9 精铣90孔左右两侧端面 工序10 精铣180孔左右两侧端面 工序11 粗镗90孔 工序12 粗镗180孔 工序13 磨削90孔 工序14 磨削180孔 工序15 钻、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺纹孔工序26 去毛刺 工序17 箱体做煤油渗漏实验工序18 非加工表面涂防锈漆 工序19 入库3. 工艺路线方案3：（20134221010 叶东）工序1 铸造毛坯，铸件不得有砂眼，疏松等缺陷工序2 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，毛刺工序3 铸件人工时效处理工序4 喷涂底漆 工序5 划线，划左右凸台加工线以及顶面加工线 工序6 粗铣底面，顶面以及90和180左右端面 工序7 镗铣90和180左右端面以及孔 工序8 钻、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺纹孔 工序9 去毛刺 工序10 箱体做煤油渗漏实验 工序11 非加工表面涂防锈漆 工序12 入库4. 工艺路线方案4：（20134221011 鄢仁铿）工序1 铸造毛坯，铸件不得有砂眼，疏松等缺陷工序2 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，毛刺工序3 铸件人工时效处理工序4 喷涂底漆工序5 划线，划左右凸台加工线以及顶面加工线 工序6 粗铣底面及顶面 工序7 粗铣90孔左右两侧端面 工序8 精铣90孔左右两侧端面工序9 粗铣90孔 工序10 精铣90孔工序11 粗铣180孔左右两侧端面 工序12 精铣180孔左右两侧端面工序13 粗铣180孔 工序14 精铣180孔 工序15 钻、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺纹孔工序16 去毛刺工序17 箱体做煤油渗漏实验工序18 非加工表面涂防锈漆工序19 入库5. 工艺路线方案5：（20134221012 黄星华）工序1 铸造毛坯，铸件不得有砂眼，疏松等缺陷工序2 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，毛刺工序3 铸件人工时效处理工序4 喷涂底漆工序5 划线，划左右凸台加工线以及顶面加工线 工序6 粗铣底面及顶面工序7 粗铣90孔左右两侧端面 工序8 镗铣90孔左右两侧端面工序9 粗镗90孔 工序10 精镗90孔工序11 粗铣180孔左右两侧端面 工序12 镗铣180孔左右两侧端面工序13 粗镗180孔 工序14 精镗180孔 工序15 钻、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺纹孔工序16 去毛刺工序17 箱体做煤油渗漏实验工序18 非加工表面涂防锈漆工序19 入库6. 工艺路线方案6：（20134221013 林国伟）工序1 铸造毛坯，铸件不得有砂眼，疏松等缺陷工序2 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，毛刺工序3 铸件人工时效处理工序4 喷涂底漆工序5 划线，划左右凸台加工线以及顶面加工线 工序6 粗铣底面及顶面 工序7 粗铣90孔两右两侧端面 工序8 精铣90孔左右两侧端面 工序9 粗镗90孔并磨削 工序10 粗铣180孔两右两侧端面 工序11 精铣180孔两右两侧端面 工序12 粗镗180孔并磨削 工序13 钻、攻16xM8、5xM16、4xM6各螺纹孔工序14 去毛刺 工序15 箱体做煤油渗漏实验工序16 非加工表面涂防锈漆 工序17 入库工艺方案的分析与比较上述六个工艺方案的特点在于：六个方案都是按先粗后精，先面后孔的原则进行加工的。方案一是采用粗镗、精镗加工90和180两孔，不能够很好的保证定位基准。方案二采用粗镗、磨削加工90和180两孔，其实孔使用磨削加工并不是很合理。而方案三则是把90两侧凸台和180两侧端面直接用镗铣，安排在一道工序中，工序比较集中，而且可以很好的保证定位基准。方案四工序比较分散，加工较为繁琐，都是先弄好一面在弄另一面。方案五也应用了镗铣，但是不如方案三来的工序集中。方案六和方案四一样工序繁琐，同时孔不宜采用磨削加工，所以这个方案不够合理。综上，方案三不仅工序较为集中，而且镗铣90和180两孔时，使得一套夹具的使用范围更广，工序也更集中。最重要的是很好的保证了定位基准不会发生误差。考虑到箱体上的孔一般不宜采用磨削加工，以及工序集中的原则，选择方案三是比较合理的，能达到零件图的加工要求。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡”。（4） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。1机械加工余量的确定。根据零件材料确定毛坯为铸件，通过计算和查询资料可知，生产类型为大批量生产，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于90mm和180mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。加工表面基本尺寸总加工余量数值底面、顶面2905.090孔两侧凸台2156.0180孔两侧凸台1007.090的孔900.6180的孔1800.72确定工序尺寸（1）面的加工（所有面） 根据机械工艺手册查表确定平面的加工余量，对于精度要求比较高的面，采用粗铣、精铣加工；对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。（2）孔的加工1. 90mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT6IT7之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。粗镗：89.9mm 2z=0.5mm精镗：90H72. 180mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT6IT7之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。粗镗：179.9mm 2z=0.6mm精镗：180H73.毛坯尺寸的确定按技术要求涡轮减速器箱体的材料是HT200，其毛坯是铸件。铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性，也是其它一般箱体常用的材料。故其毛坯类型为铸件。根据涡轮减速器箱体的材料，由机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点可得出，对于单件小批量生产，一般采用木模手工造型。估算毛坯的机械加工余量采用木模手工造型的涡轮减速器箱体零件毛坯的精度低，加工余量大，其平面余量一般为 712mm，孔在半径上的余量为814mm。为了减少加工余量，无论是单件小批生产还是成批生产，均需在两对轴承孔位置在毛坯上铸出预孔。根据涡轮减速器箱体零件毛坯的最大轮廓尺寸(290 )和加工表面的基本尺寸（按最大尺寸290) ，查附表6铸件的机械加工余量(按中间等级3级精度查表)可得出，顶面的机械加工余量为7 ，底面及侧面的机械加工余量为6 。各加工表面的机械加工余量统一取7 。查附表9铸件的尺寸偏差可得出，减速箱箱体毛坯的尺寸偏差为2.5 。表3是应用查表法得到的小批量手工砂型铸造时减速箱箱体的毛坯尺寸公差及机械加工余量。 表3 涡轮减速器箱体毛坯尺寸公差及机械加工余量加工零件机械加工余量尺寸关系毛坯尺寸及公差箱体长度2153.511（5.5）227.55.5箱体高度2903.512（6）3036箱体宽度1353.510（5）14752个轴承孔180（+0.035，0）3.511（5.5）167.55.52个轴承孔90（+0.027，0）3.59（4.5）78.55.5（五）确定切削用量及基本工时I：切削用量的计算1 工序6切削用量 本工序为粗铣底面、顶面。已知工件材料为HT200，选择硬质合金端面铣刀直径D=100mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,B=63mm，d=60mm，已知铣削宽度a=210mm，铣削深度a=2.5mm故机床选用X6132卧式铣床。1.确定每齿进给量f 根据资料所知，X型卧式铣床，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.2-0.5mm/z、现取f=0.3mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径D=100mm，耐用度T=300min。3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径D=100mm，齿数z=10，铣削深度a=2.5mm，耐用度T=300min时查参考文献1表3.1-74取主轴转速n=350r/min,故相应的切削速度为：Vc =Vc=110m/min 2 工序7切削用量 本工序是镗铣90孔两侧凸台、180两侧凸台, 选择硬质合金端面铣刀直径D=100mm，齿数z=10,选用T617A镗床。1.确定每齿进给量f根据资料所知，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=0.20mm/z。2.选择镗刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，镗刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知,根据T617A镗床主轴转速表查取，根据资料所知，依据铣刀直径D=100mm，齿数z=10，铣削深度a=1.0mm，耐用度T=180min时查参考文献1表3.1-74取主轴转速n=200r/min。故相应的切削速度为：Vc =Vc=63m/min 3工序7的切削用量本工序其中包括粗镗90H7孔、粗镗180H7孔、孔口倒角1X45。查文献2表3.2-10，得粗镗以后的孔为89.9mm和189.9mm。镗孔时要保证90 H7孔与18H7孔的垂直度要求。1. 粗镗90H7孔时 粗镗90孔时因余量为0.5mm，故=0.5mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。进给量f=0.58mm/r。 r/min取机床转速为113r/min。 2. 粗镗180H7孔时 粗镗180孔时因余量为0.6mm，故=0.6mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。进给量f=0.58mm/r。 r/min取机床转速为64r/min。4工序7的切削用量 本工序包括精镗90H7孔，180H7孔。 1. 精镗90H7孔时 精镗90孔时因余量为0.1mm，故=0.1mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。进给量f=0.2mm/r。 r/min 取机床转速为64r/min。 2. 精镗180H7孔时 精镗180孔时因余量为0.1mm，故=0.1mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。进给量f=0.2mm/r。 r/min取机床转速为43r/min。5 工序8、9的切削用量（1）本工序要求之一为钻4xM6螺纹孔，攻螺纹4xM6，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=5mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。根据切削手册表2.7，已知工件材料为HT200，d0=5时，f=0.18-0.22。由于本零件在加工6的孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=0.14-0.17(mm/r)，根据机床说明书，现取f=0.13mm/r。 2.确定切削速度V 由表4-62，根据加工材料灰铸铁为选取条件，钻6孔的底孔的切削速度为，由此算出转速：。由机床说明书实际转速取。取攻丝时的切削速度为：。由此算出转速： =。由表4-61按机床实际转速取。 （2）本工序要求之一为钻16xM8螺纹孔，攻螺纹16xM8，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6.8mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。根据切削手册表2.7，已知工件材料为HT200，d0=6.8时，f=0.37-0.45。由于本零件在加工8的孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=0.28-0.34(mm/r)，根据机床说明书，现取f=0.25mm/r。 2.确定切削速度V 由表4-662，根据加工材料灰铸铁为选取条件，钻8孔的底孔的切削速度为，由此算出转速：。由表4-61按机床实际转速取。取攻丝时的切削速度为：。由此算出转速： =。由表4-61按机床实际转速取。 （3）本工序要求之一为钻5xM16螺纹孔，攻螺纹5xM16，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=14mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。根据切削手册表2.7，已知工件材料为HT200，d0=14时，f=0.37-0.45。由于本零件在加工16的孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=0.28-0.34(mm/r)，根据机床说明书，现取f=0.25mm/r。 2.确定切削速度V 由表4-62，根据加工材料灰铸铁为选取条件，钻16孔的底孔的切削速度为，由此算出转速：。由机床说明书实际转速取。取攻丝时的切削速度为：。由此算出转速： =。由表4-61按机床实际转速取。II：基本工时的计算1. 工序6时间定额计算： 本工序为粗铣蜗轮箱体底面和顶面。由表5-431，采用面铣刀对称铣削时，该工序的基本时间计算公式为：式中 当主偏角时当主偏角时本工序中：（该工序包含2个工步） 。将上述结果带入式中，则该工序的基本时间： 辅助时间：服务时间：单件时间：2. 工序7时间定额计算：本工序为镗铣180mm两孔侧面左右端面。由表5-431，采用不对称铣削。式中 本工序中：（该工序包含2个工步） 。将上述结果带入式中，则该工序的基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间：3. 工序7时间定额计算：本工序为镗铣90mm两孔左右端面。采用对称铣削。本工序中：（该工序包含2个工步） 。将上述结果带入式中，则该工序的基本时间： 辅助时间：服务时间：单件时间：4. 工序7时间定额计算： 本工序包含粗镗90mm孔和180mm孔。由表5-391镗孔基本时间的计算：式中 单件小批生产时的试切附加长度备注：加工到台阶时 的值见表5-40 主偏角时 为进给次数（1）粗镗90mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间： （2）粗镗180mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间： 基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间：5 工序7时间定额计算：本工序包含精镗90mm孔和180mm孔。该工序分为两个工步，工步1是精镗90mm孔。工步2是把工作台旋转90精镗180mm孔。精镗90mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间：精镗180mm孔时， 。 把以上数据代入公式可得粗镗90mm孔时基本时间：基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间：6 工序8,9时间定额计算：本工序要求之一为钻16xM8螺纹孔，攻螺纹16xM8，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3032立式钻床，使用切削液。由表5-411，钻孔时基本时间： 式中 注：钻中心孔和盲孔时；为孔径（）由表5-461，用丝锥攻螺纹时的基本时间： 式中 注：为丝锥或工件回程的每分钟转数（）；为使用丝锥的数量；为工件或丝锥的每分钟转数（）；为工件螺纹螺距。钻孔时： （由表4-71选取）。 所以钻16xM8螺纹孔基本时间： 攻螺纹时： （由表4-71选取）。所以攻16xM8螺纹孔基本时间： 基本时间：辅助时间：服务时间：单件时间：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，需要设计专用夹具。(一) 定位方案设计 任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度,即沿三个坐标轴的移动自由度和绕三个坐标轴的转动自由度。对于箱体类零件而言,一般常采用三平面的定位方式或一面两孔的定位方式。定位方案一： 在箱体类零件的加工中，特别是当生产批量较大时,镗削箱体零件往往以一面两销孔作为定位精基准。 一面两销即一个大平面、一个圆柱销和一个菱形销，这种定位方式尤为普遍。其优点是定位方便可靠，简化夹具的结构,提高了夹具的刚性,工件装卸也较方便,因而可提高劳动生产率和加工质量。缺点是会产生定位基准和设计基准不重合误差,工艺上必须对原来图样上精度要求并不高的定位精基准面提出较高的工艺要求。另外在某些场合,用这种方法定位,加工时观察、测量和调整刀具较困难。还有就是，在利用这种定位方式时，需跟据零件的实际情况，看零件的实际情况允不允许采用这种方式。就拿本设计来说，小型蜗轮减速器箱体上不宜找到很合适的两现成孔，初步来看这种定位方式不大可行。定位方案二： 本设计中，零件为小型蜗轮减速器箱体，考虑到加工精度的要求。180mm孔有同轴度要求0.06mm，垂直度要求0.06mm。按照基准重合的原则，以孔90mm定位。定位元件可采用一个短圆柱大平面定位销和一个支承钉完全定位的方式。由于箱体主要定位面是90mm孔一侧凸台，考虑到稳定性和安装固定，采用一辅助支承来提高工件的稳定性。这种定位方案，加工180mm和90mm孔时分别划分为两道工序，且加工90mm在180mm孔之前加工。 这种定位方式的优点是，定位简单方便，能很好地保证180mm孔的同轴度要求和垂直度要求。但是由于加工孔90mm和孔180mm时是在两道工序中进行，需要两次装夹，降低了效率，而且这种定位方式存在一个潜在的问题就是夹紧不稳，对夹紧装置要求相对高一些。定位方案三： 由于该小型蜗轮箱体孔系属垂直孔系。镗削垂直孔系时，可采用以下方法保证孔系的位置精度： （1）用镗套镗削，利用镗套的定位精度，先镗好一个端面上的孔，再镗削另一垂直端面上的孔。 （2）用心轴校正法 利用已加工好的孔，选配与该孔孔径相同的检验心轴插入孔中，回转工作台后，用百分表校对心轴的两端，使两端对零。如果工件结构许可，可在镗削第一端面上的孔后，同时铣出与镗床主轴相垂直的找正基面，然后转动工作台，找正该基面，使它与镗床主轴平行。 本设计利用回转工作台镗削法，定位采用三平面完全定位方式，通过专用夹具，来实现孔的精度要求。三面即蜗轮箱体顶面、底面、一凸台面。蜗轮箱体底面采用两块支撑板，另外两面分别采用一个支撑板和两个支承钉来达到完全定位。这种定位方案相对于第一种定位方案，定位可靠，在后面的夹紧装置设计时也方便。但必须要求孔90mm和孔180mm在同一到工序中完成。采用镗套的方式，才能保证两孔的精度要求，所以对夹具的制造、安装要求相对较高。根据对各方案的分析，考虑到方案的合理性和夹具的复杂性，我们决定采用方案3的定位方式。(二) 定位基准的选择与定位误差计算 1.出于定位简单和快速的考虑，选择90孔的底面和侧面为基准定位，使工件过定位，提高90孔的加工精度，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。2.定位误差的计算 以90孔侧面定位的定位误差W,是上一道侧面加工工序尺寸公差的一半，即0.032mm。 加工允许的定位精度为是上一道侧面加工工序尺寸的未注对称度对称度公差值，为0.050mm。 W0.050mm即定位误差在定位精度范围之内，夹具设计方案能达到加工技术要求。（三）切削力和夹紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。 铣削力计算 ： 将已知条件带入： 从表3-25中可知，不同材料的铣销力修正系数K为 ： 前面已知 ：,取 则夹紧力： 使用使用移动压板机构快速人工压紧，调节压紧力调节装置，即可指定可靠的压紧。（四）定位误差分析 用调整法加工一批零件时，工件在定位过程中，会遇到由于工件的定位基准与工序基准不重合，以及工件的定位基准（基面）与定位元件工作表面存在制造误差，这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置，由此引起工序尺寸产生加工误差，即定位误差（），其数值大小为工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。只有定位误差小于工件相应加工要求的公差的，定位方案才认为是合理的，因此在夹具设计时必须对定位误差进行分析和计算。定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准误差两部分组成，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即 采用定位方案一时，短圆柱大平面定位销是垂直放置的，由表8-131可得：孔的尺寸为，因此=。定位销尺寸，由表1-105可得该尺寸的下偏差为：上偏差为=，因此定位销的尺寸，因此。定位基准孔和定位销间的最小间隙：。因此这种方式定位误差： 综上，这种定位方案是合理的。采用方案三时，本设计采用三平面定位方式，保证90孔和180孔同轴度与加工精度。只要镗模精度得到了保证，定位误差在定位精度范围之内，夹具设计方案就是合理的。只要能满足要求，这样的镗模相比方案一的效率较高。（五） 夹紧力的计算 夹紧力的大小，对工件装夹的可靠性，工件和夹具变形，夹紧装置的复杂程度等都有很大的影响。 计算夹紧力，通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算。然后根据工件所受切削力、夹紧力（大型工件还应考虑重力、高速运动的工件还应考虑惯性力等）后处于平衡条件，计算出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需的夹紧力，即： 考虑到切削力的变化和工艺系统变形等因素，一般粗加工时取；精加工是取。加工过程中切削力的作用点、方向和大小可能在变化，估计夹紧力时应按最不利的情况考虑。 在实际夹具设计中，对于夹紧力的大小并非在所有情况下都要计算确定。如手动夹紧机构，常根据经验或用类比的方法确定所需夹紧力的数值。 本工序中，采用了类似四点浮动夹紧机构，加工孔时，夹紧方式可靠，在加工过程中不会产生振动和转动。加工是最不利的情况，按这种情况考虑，有加工工艺过程知：粗镗90孔时，背吃刀量，进给量，镗削速度0.5m/s=30m/min。查“常见工件材料的单位切削力”知的单位切削力。镗削功率：镗削力：镗削扭矩： 对夹紧方式具体分析，可得：（为压块与上表面接触时的摩察系数，由表10-21，取0.25）。粗加工时，安全系数取2.5，则实际所需的夹紧力： 以上计算过程是在镗削时采用单刃镗刀的情况下进行的，然而在加工过程中，采用双刃镗刀。采用双刃镗刀部分切削力是可以相互抵消的。夹紧时，工人通过工具扳手旋紧带球间螺母，这种夹紧方式所提供的夹紧力大于所需的实际所需的夹紧力，螺母夹紧可以保证精度。结 论 根据蜗轮箱体工艺规程及夹具设计要求，在本设计中制定的工艺规程是比较合理的，它保证了零件的加工质量，可靠地达到了图纸所提出的技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。同时依据夹具设计原理和相关资料可以了解到该设
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