第一篇：蝸輪減速機箱體加工工藝畢業設計說明書

目錄

摘要 ??????????????????????????????3 1 前言 ????????????????????????????? 4 1.1 機械加工工藝規程制訂??????????????????? 4 1.2 機械加工工藝規程的種類?????????????????? 5 1.3 制訂機械加工工藝規程的原始資料?????????????? 5 1.4 機床夾具的設計?????????????????????? 5 1.5 夾具設計技術分析????????????????????? 5 2 箱體零件的分析?????????????????????????5

2.1 箱體零件的結構特點???????????????????? 6 2.2 箱體零件的作用?????????????????????? 6 2.3 箱體零件的工藝分析???????????????????? 6 2.4 箱體零件的生產類型???????????????????? 7 2.5 毛坯的確定???????????????????????? 7 3 擬定箱體加工的工藝路線?????????????????????8 3.1 機械加工工藝設計????????????????????? 8 3.1.1 基面的選擇??????????????????????8 3.1.2 粗基準的選擇?????????????????????8 3.1.3 精基準的選擇?????????????????????8 3.1.4 表面加工方法的選擇??????????????????9 3.1.5 加工階段的劃分????????????????????10 3.1.6 加工順序安排?????????????????????10 3.2 制定機械加工工藝路線??????????????????? 10 4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定?????????????12 4.1 箱體上體????????????????????????? 12 4.2 箱體下體????????????????????????? 13 4.3箱體??????????????????????????? 13 5確定切削用量及基本工時 ????????????????????14 5.1箱體上體????????????????????????? 14 5.2箱體下體?????????????????????????17 5.3 箱體???????????????????????????21 6專用夾具的設計?????????????????????????27

6.1 機床夾具概述???????????????????????27 6.1.1 夾具的概念??????????????????????27

6.1.2 機床夾具的功能????????????????????27 6.1.3 機床夾具應滿足的要求?????????????????28 6.1.4 機床夾具的類型????????????????????29 6.1.5 機床夾具的基本組成??????????????????29 6.1.6 工件的定位方法????????????????????29 6.1.7 六點定位原理?????????????????????30 6.1.8 完全定位與不完全定位?????????????????30 6.2 專用夾具設計的一般步驟??????????????????31 6.2.1 夾具設計的一般步驟??????????????????31 6.2.2 專用夾具設計中的幾個重要問題?????????????32 6.3 加工箱體的夾具??????????????????????34 6.3.1 鉆床夾具???????????????????????34 6.3.2 銑床夾具???????????????????????35 總結與體會 ???????????????????????????37 致謝詞 ?????????????????????????????37 參考文獻???????????????????????????? 38

摘 要

本文是有關蝸輪減速器箱體工藝步驟的說明方法的具體闡述。工藝工裝設計是在學習機械制造技術后，在生產實習的基礎上，綜合運用所學相關知識對零件進行加工工藝規程的設計和機床夾具的設計，并制定出箱體合理可行的機械加工工藝過程卡片以及箱體機械加工的工序卡和夾具總體設計方案，根據零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質量。

據資料所示，蝸輪減速器箱體是減速器中的主要零件，其主要作用是支撐傳動軸,齒輪和軸套等零件組裝在一起使他們保證正確的相互為位置關系從而保證齒輪的正常嚙合，從而實現工作臺的自動進給。在設計蝸輪減速器箱體機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備以及相應的加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質量。

【關鍵詞】箱體 工藝規程 工序 夾具 加工設備

Abstract This article is about the worm gear reducer box process steps of the method in detail.Process and tooling design is in the study of mechanical manufacturing technology, in the production practice foundation, comprehensive use of the knowledge of the parts manufacturing process design and fixture design, and work out the box body reasonable machining process card and a box body machining process card and fixture design according to the machining requirements, formulate feasible technical route and reasonable fixture scheme, in order to ensure the machining quality of parts.全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501 According to the data shows, the worm reducer reducer box is the major part, its main function is to support the drive shaft, gear and shaft sleeve parts assembled together so that they guarantee the correctness of the mutual position relation so as to ensure the normal gear meshing, thereby realizing the automatic feeding table.In the design of worm gear reducer box machining process through the look-up table method to accurately determine the surface total allowance and allowance tolerance, rational selection of machining equipment and the corresponding processing tools, feed rate, cutting speed, power, torque and so on to improve the processing precision, ensure the quality of its processing.【Key words】Box body, process planning, fixture, processing equipment

1前言

機械制造業是國民經濟的支柱產業，現代制造業正在改變著人們的生產方式、生活方式、經營管理模式乃至社會的組織結構和文化。生產的發展和產品更新換代速度的加快，對生產效率和制造質量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。

在實際生產中，由于零件的生產類型、形狀、尺寸和技術要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據零件具體要求，選擇合適的加工方法以及設計可靠的機床夾具，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。

根據零件的具體要求，擬定零件的工藝路線，選擇合理的加工方法和加工設備，并設計零件的加工工序以及其每道工序的夾具，設計出能滿足零件加工要求的夾具，完成夾具的裝配。

1.1機械加工工藝規程制訂

1、生產過程

生產過程是指將原材料轉變為成品的全過程。它包括原材料的運輸、保管于準備，產品的技術、生產準備、毛坯的制造、零件的機械加工及熱處理，部件及產品的裝配、檢驗調試、油漆包裝、以及產品的銷售和售后服務等。

2、機械加工工藝過程

機械工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為零件的全過程。

機械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。

規定產品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規程。機械加工工藝規程的主要作用如下：

（1）機械加工工藝規程是生產準備工作的主要依據。根據它來組織原料和毛坯的供應，進行機床調整、專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。

（2）機械加工工藝規程也是組織生產、進行計劃調度的依據。有了它就可以制定進度計劃，實現優質高產和低消耗。

（3）機械加工工藝規程是新建工廠的基本技術文件。根據它和生產綱領，才能確定所須機床的種類和數量，工廠的面積，機床的平面布置，各部門的安排。

1.2機械加工工藝規程的種類

機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機床完成的工序，還有機床調整卡片。

機械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。

機械加工工序卡片是每個工序詳細制訂時，用于直接指導生產，用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。

1.3制訂機械加工工藝規程的原始資料

制訂機械加工工藝規程時，必須具備下列原始資料：

1.產品的全套技術文件，包括產品的全套圖紙、產品的驗收質量標準以及產品的生產綱領。

2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應研究毛坯圖，了解毛坯余量，結構工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。

3.車間的生產條件。即了解工廠的設備、刀具、夾具、量具的性能、規格及精度狀況；生產面積；工人的技術水平；專用設備；工藝裝備的制造性能等。

4.各種技術資料。包括有關的手冊、標準、以及國內外先進的工藝技術等。

1.4機床夾具的設計

全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501 夾具在機械加工中具有重要的作用，它能保證加工精度，提高產品質量，減輕工人的勞動強度，保證安全，提高勞動生產率，能以優質、高效、低耗的工藝去完成零件的加工和產品的裝配。可采用多工位加工，能使加工工序集中，從而減輕工人的勞動強度和提高生產率。

1.5夾具設計技術分析

一般來說，夾具的精度都應比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度儲備或精度裕度。精度裕度用來補償加工中的各項誤差及定位、導向元件的磨損。當然精度裕度越大，加工工件的質量越穩定，夾具的易損件的使用壽命也越長。但從另一方面看，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度越高，從而會急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，夾具制造的精度越小，將會使夾具在夾具中易損件〔主要是定位、導向元件〕需頻繁地更換，維修周期短，增加維修費用，從而增加了工件的加工成本。所以夾具精度的設計準則是：應使夾具的設計精度與工件的加工精度要求相適應，不可盲目地提高夾具的精度要求。

2箱體零件的分析

2.1箱體零件的結構特點

箱體是機器和部件的基礎零件，由它將機器和部件中許多零件連接成一個整 6

體，并使之保持正確的相互位置，彼此能協調地運動。常見的箱體零件有：各種形式的機床主軸箱、減速器和變速箱等。各種箱體類零件由于功用不同，形狀結構差別較大，但結構上也存在著相同的特點，如尺寸較大、形狀復雜、精度較高、有許多緊固螺釘定位箱孔等。

2.2箱體零件的作用

箱體的作用是支撐蝸輪軸以及蝸桿與軸承等傳動件，以保證傳動系統中蝸輪蝸桿正常嚙合和各類零件有序、合理定位，并起到安全保護、密封與潤滑作用。此外，還有散熱作用，蝸輪、蝸桿工作時，如果潤滑不良，其嚙合接觸面將劇烈摩擦、生熱，從而損壞蝸輪蝸桿，所以必須有足夠的潤滑油保證潤滑，還要在箱體外側做出若干散熱片，也起到加強筋的作用。

2.3箱體零件的工藝分析

全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501 分離的蝸輪減速器箱體的主要加工部位有：軸承支承孔、結合面、端面、底座（裝配基面）、上平面、下平面、螺栓孔、螺紋孔等。對這些加工部位的技術要求有：

1、減速器箱體、箱體上體的上平面與結合面及箱體下體的底面與結合面必須平行，其誤差不超過0.06mm。

2、減速器箱體結合面的表面粗糙度Ra值不超過兩結合面，間隙不超過0.03mm，取0.02mm。

3、φ62H7、φ40H7內孔都具有較高的尺寸精度（IT7）和位置精度（垂直度0.05）要求，表面粗糙度Ra3.2um，是加工的關鍵表面。

4、φ40H7孔的內端面距離尺寸為（60～60.2），尺寸精度要求不高，但均要求與φ40H7軸線垂直，表面粗糙度Ra3.2um，也是加工的關鍵表面。

5、兩孔軸線為90°的立體相交，而且中心上下距離為120±0.18，是加工的關鍵點和難點，90°的立體相交的精度只能由設備（鏜床）的精度予以保證。

6、軸承支承孔的軸線必須在結合面上，其誤差不超過±0.2mm。

7、減速器箱體的底面是安裝基準，保證精度為0.02mm。

8、減速器箱體各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差為0.15mm。

9、箱體零件的形狀結構較為復雜，但尺寸不是很大，材料我灰鑄鐵，毛坯類型為鑄件，經退火處理后，其切削性能較好，但涉及的設備較多，工序轉換較多，加工周期相對較長。

2.4箱體零件的生產類型

1、計算箱體零件的生產綱領

從機械加工任務中可知：

（1）產品的生產綱領Q=100臺/年；（2）每臺產品中箱體的數量n=1件/臺；（3）箱體零件的備品百分率a=2%；（4）箱體零件的廢品百分率b=1%；

箱體零件的生產綱領計算如下：

N=Q*n(1+a)（1+b）=100x1x（1+2%）（1+1%）=103（件/年）

2、確定箱體零件的生產類型

根據箱體零件的生產綱領為103件/年，查附表2ㄍ機加工工作各種生產類型的生產綱領及工藝特點>>可知，箱體的生產類型屬于小批單件生產。全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501 2.5 毛坯的確定

毛坯是零件生產過程的一部分。根據零件的技術要求、結構特點、材料和生產綱領等方面的情況，合理的確定毛坯的種類、毛坯的制造方法、毛坯的形狀和尺寸等，不僅影響的毛皮的經濟性，而且影響到機械加工的經濟性。所以在確定毛坯到時候，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環節中，降低零件的制造成本。

1、確定毛坯類型

由于箱體的上體和下體的制造材料是灰鑄鐵HT150，其毛坯種類是鑄件。

2、確定毛坯的制造方法

依據小批單件生產的工藝特征，箱體的毛坯常采用低效、低精度、余量較大的制造方法，所以箱體毛坯宜采用木模砂型鑄造法。確定毛坯時主要考慮以下幾方面因素：

（1）零件的材料與力學性能。大致確定毛坯種類。例如，鑄鐵零件用鑄造毛坯； 形狀簡單的鋼制零件，力學性能要求低，用棒料，力學性能要求高，用鍛件；形狀復雜，力學性能要求低，用鑄鋼件。

（2）零件的結構形狀與外形尺寸。各種毛坯的制造方法都對零件的結構和形狀有一定的適用性。例如，階梯軸軸零件各直徑差別不大時可用棒料，差別大時可用鑄件；外形尺寸大的零件一般用自由鑄件或砂型鑄件，中小型零件可用模鍛件或壓力鑄件，形狀復雜的鋼質零件不宜用自由鍛件；一些形狀特殊的小零件，由于機械加工困難，常采用壓鑄或精密鑄造等方法，盡量減少切削加工。

（3）生產綱領的大小。生產綱領的大小在很大程度上決定了采用某種毛坯的經濟。在大批量生產中，應采用精度和生產率都較高的先進的毛坯制造方法，如鑄件應采用金屬模機器造型，鍛件應采用模鍛；并應當充分考慮采用新工藝、新技術和新材料的可能性，如金鑄、精鍛、冷擠壓、冷軋、粉末冶金和工程塑料等。單件小批生產則一般采用木模手工造型或自由鍛等比較簡單方便的毛坯制造方法。

（4）工廠生產毛坯的實際條件。在選擇毛坯時應考慮工廠生產毛坯的實際條件。

（5）利用新工藝、新技術和新材料的可能性。例如，采用精密鍛造、壓鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等，可大大減少機械加工 工過的表面自身作為定位基準，這就是自為基準的原則。

（5）便于裝夾原則。所選擇得精度，尤其是主要定位面，應有足夠大的面積和精度，以保證定位基準、可靠。同時還應使夾緊機構簡單、操作方便。

箱體精基準選擇要求：精基準的選擇主要考慮“基準重合”的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統一，故選下平面作為精基準。箱體的軸承孔加工仍以下平面為主要定位基準。若箱體尺寸較小而批量很大時，可與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣既符合“基準統一”原則，又符合“基準重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與結合面重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行線。

3.1.4表面加工方法的選擇

選擇零件各表面的加工方法，不僅對零件的加工質量有著重大的影響，還對零件的生產率和制造成本有著極大的影響。在設計工藝路線時，各表面由于精度和表面質量的要求，一般不可能只用一種方法一次加工就能達到要求。對于主要表面，往往需要經過幾次加工，由粗到精逐步達到要求。

1、表面的形狀和尺寸

2、表面的精度與粗糙度

3、工件的材料與熱處理

粗鏜孔至Φ62mm，切削深度ap=0.1mm,走刀長度分別為l1=230mm 確定進給量f：

根據《工藝手冊》，表2.4—60,確定fz=0.27mm/Z

切削速度：

參考有關手冊，確定V=300m/min 1000v1000?300ns???868(r/min)? dw3.14?100

根據表3.1—41,取nw=800r/min, 故加工蝸桿軸承孔：

機動工時為：

l?l1?l2230?3?4 t???1.1min?66s

nw f800?0.27輔助時間為：

tf=0.15tm=0.15×66=10s 其他時間計算：

tb+tx=6%×(66+10)=4.6s 故工序11的總時間：

tdj1=tm+tf+tb+tx =80.6s

全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501 6專用夾具的設計

6.1機床夾具概述

6.1.1夾具的概念

床上用以裝夾（定位+夾緊）和引導刀具的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。

6.1.2機床夾具的功能 1．保證加工精度

工件通過機床夾具進行安裝，包含了二層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊。這樣，就可以準確確定工件與機床、刀具之間的相對位置，保證工件加工表面的位置精度，且精度穩定。

2．提高生產率

使用夾具來安裝工件，可以免去工件逐個畫線、找正對刀等輔助時間，且工件裝夾方便。如采用多件、多工位夾具，以及氣動、液壓動力夾緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產率。

3．擴大機床的使用范圍

有些機床上配備專用夾具實質上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上或在搖臂鉆床工作臺上安放鏜模夾具，就可 10

以進行箱體零件的孔系加工，使車床、鉆床具有鏜床的功能。

4．保證生產安全

可降低對工人技術水平的要求和減輕工人的勞動強度，保證生產安全。6.1.3機床夾具應滿足的要求 1．保證加工精度

這是必須做到的最基本要求，其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。

2．夾具的總體方案應與年生產綱領相適應

在大批量生產時，盡量采用快速與高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節拍要求。在中、小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多品種工件的加工。

3．安全、方便、減輕勞動強度

機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加裝保護裝置。要符合工人的操作位置和

用氣動、液動等動力裝置。

⑤ 夾具體。用于將各種元件、裝置連接在一起，并通過它將整個夾具安裝在機床上。

⑥ 其他元件及裝置。根據加工需要來設置的元件或裝置。

上述是機床夾具的基本組成。對于一個具體的夾具，可能略少或略多一些。但定位、夾緊和夾具體三部分一般是不可缺少的。6.1.6工件的定位方法

在加工之前，使工件在機床或夾具上占據某一正確位置的過程稱為定位；工件定位后用一定的裝置將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作稱為夾緊；工件定位、夾緊的過程合稱為裝夾。工件的定位方法有以下三種。

1．直線找正定位法

在機床上利用劃針或百分表等測量工具（儀器）直接找正工件位置的方法稱為直線找正定位法。該方法生產率低，精度主要取決于工人的操作技術水平和測量工具的精度，一般用于單件小批生產。

2．劃線找正定位法

先根據工序簡圖在工件上劃出中心線、對稱線和加工表面的加工位置線等，然后再在機床上按劃好的線找正工件位置的方法稱為劃線找正定位法。該方法生產率低、精度低，一般用于批量不大的工件。當所選用的毛坯為形狀較復雜、尺寸偏差較大的鑄件或鍛件時，在加工階段的初期，為了合理分配加工余量，經常采用劃線找正定位法。

3．利用夾具定位法

中批量以上生產中廣泛采用專用夾具定位。通過專用夾具對工件的定位，可以使同一批工件都能在夾具中占據一致的位置，以保證工件相對于刀具和機床的正確加工位置。工件在夾具上的定位，是由工件的定位基準（面）與夾具上的定位元件的定位表面相接觸或相平衡實現的。6.1.7六點定位原理

任何一個物體，如果對其不加任何限制，那么，它在空間中的位置是不確定的，可以向任何方向移動或轉動。物體所具有的這種運動的可能性，即一個物體在三維空間中可能具有的運動，稱為自由度。在OXYZ坐標系中，物體可以有沿X、Y、Z軸的移動及繞X、Y、Z軸的轉動，共有六個獨立的運動，即有六個自由度。所謂工件的定位，就是采取適當的約束措施，來消除工件的六個自由度，以實現工件的定位。

全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501 六點定位原理是采用六個按一定規則布置的約束點，限制工件的六個自由度，使工件實現完全定位。6.1.8完全定位與不完全定位

根據工件加工表面的位置要求，有時需要將工件的六個自由度全部限制，即用六個合理布置的定位支撐點來限制工件的六個自由度。這種使工件位置完全確定的定位形式稱為完全定位。有時需要限制的自由度少于六個，但又能滿足加工技術要求，這種定位形式稱為不完全定位。如在平面磨床上磨長方體工件的上表面，工件上表面只要求保證上下面的厚度尺寸和平行度，以及上表面的粗糙度，那么此工序的定位只需限制三個自由度就可以了，這是不完全定位。

在加工中，有時為了使定位元件幫助承受切削力、夾緊力，或者為了保證一批工件進給長度一致、減少機床的調整和操作等，常常會對無位置尺寸要求的自由度也加以限制，只要這種定位方案符合六點定位原理，是允許的，有時也是必要的。

6.2專用夾具設計的一般步驟

6.2.1夾具設計的一般步驟

1．研究原始資料，明確設計要求，收集設計資料

在接到夾具設計任務書后，首先要仔細地閱讀被加工零件的零件圖和裝配圖，清楚地了解零件的作用、結構特點、材料及技術要求。其次要認真地研究零件的工藝規程，充分了解本工序的加工內容和加工要求、加工余量、定位基準及所使用的工藝裝備。

收集有關資料，如機床的技術參數，夾具部件的國家標準、部頒標準、企業

標準和廠定標準，典型夾具結構圖冊，夾具設計指導資料等。必要時還應了解同類零件所用過的夾具及其使用情況，作為設計時的參考。

2．擬定夾具結構方案，繪制夾具結構草圖

擬定夾具結構方案時應主要考慮以下問題：根據零件加工工藝所給的定位基準和六點定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應的定位元件；確定刀具引導方式，并設計引導裝置或對刀裝置；確定工件的夾緊方法，并設計夾緊機構；確定其他元件或裝置的結構形式；考慮各種元件和裝置的布局，確定夾具體的總體結構。為使設計的夾具先進、合理，常需擬定幾種結構方案，進行比較，從中擇優。在構思夾具結構方案時，應繪制夾具結構草圖，以幫助構思，并檢查方案的合理性和可行性，同時也為進一步繪制夾具裝配圖做好準備。

3．繪制夾具裝配圖，標注有關尺寸及技術要求

夾具裝配圖應按國家標準繪制，比例盡量取1:1，這樣可使所繪制的夾具圖有良好的直觀性。對于很大的夾具，可使用1:2或1:5的比例；夾具很小時可使用2:1的比例。夾具裝配圖在清楚表達夾具工作原理和結構的情況下，視圖應盡可能少，主視圖應取操作者實際工作位置。

繪制夾具裝配圖可參照如下順序進行：用假想線（雙點畫線）畫出工件輪廓（注意將工件視為透明體，不擋夾具），并應畫出定位面、夾緊面和加工面（畫在各視圖上）；畫出定位元件及刀具引導元件；按夾緊狀態畫出夾緊元件及夾緊機構（必要時用假想線畫出夾緊元件的松開位置）；繪制夾具體和其他元件，將夾具各部分連成一體；標注必要的尺寸、配合、技術條件；待加工面上的加工余量可用網紋線或粗實線表示；對零件進行編號，填寫零件明細表和標題欄。

4．繪制零件圖

對夾具裝配圖中的非標準件均應繪制零件圖，零件圖視圖的選擇應盡可能與零件在總圖上的工作位置相一致，并按總圖要求確定零件的尺寸、公差和技術要求。

6.2.2專用夾具設計中的幾個重要問題

1．夾具設計的經濟性分析

在零件加工過程中，對于某一工序而言，是否要使用夾具，應使用什么類型的夾具（通用夾具、專用夾具、組合夾具等），以及在確定使用專用夾具的情況下應設計什么檔次的夾具，這些問題在夾具設計前必須加以認真的考慮。除了從保證加工質量的角度考慮外，還應作經濟性分析，以確保所設計的夾具在經濟上合理。具體內容可參考有關文獻。

2．成組設計思想的采用

以相似性原理為基礎的成組技術在設計、制造、管理等各方面均有廣泛的應 13

用，夾具設計也不例外。在夾具設計中應用成組技術的主要方法是：根據夾具的名稱、類別、所用機床、服務對象、結構形式、尺寸規格、精度等級等對夾具及夾具零部件進行分類編碼，并將設計圖紙及有關資料分類存放。當設計新夾具時，首先要對已有的夾具進行檢索，找出編碼相同或相近的夾具，或對它進行小的修改、或取其部分結構、或供設計時參考。在設計夾具零部件時，亦可采用相同的方法，或直接將已有的夾具零部件拿來使用、或在原有圖紙基礎上作些小的改動。不論采用哪種方式，均可大大減小設計工作量，加快設計進度。

3．夾具裝配圖上尺寸及技術條件的標注

夾具裝配圖上標注尺寸及技術要求的目的主要是為了便于拆零件圖，便于夾具裝配和檢驗。為此應有選擇地標注尺寸及技術要求，具體講，夾具裝配圖上應標注以下內容：

全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501 ① 夾具外形輪廓尺寸。

② 與夾具定位元件、導向元件及夾具安裝基準面有關的配合尺寸、位置尺寸及公差。

③ 夾具定位元件與工件的配合尺寸。④ 夾具導向元件與刀具的配合尺寸。⑤ 夾具與機床的連接尺寸及配合。⑥ 其他重要配合尺寸。

夾具上有關尺寸公差和形位公差通常取工件上相應公差的1/5～1/2。當生產批量較大時，考慮夾具的磨損，應取較小值；當工件本身精度較高，為使夾具制造不十分困難，可取較大值。當工件上相應的公差為自由公差時，夾具上有關尺寸公差常取?0.1mm或?0.05mm，角度公差（包括位置公差）常取?10' 或?5'。確定夾具公差帶時，還應注意保證夾具的平均尺寸與工件上相應的平均尺寸一致，即保證夾具上有關尺寸的公差帶剛好落在工件上相應尺寸公差帶的中間。夾具裝配圖上標注的技術要求通常有以下幾方面：

① 定位元件與定位元件定位表面之間的相互位置精度要求。② 定位元件的定位表面與夾具安裝面之間的相互位置精度要求。③ 定位元件的定位表面與引導元件工作表面之間的相互位置精度要求。④ 引導元件與引導元件工作表面之間的相互位置精度要求。

⑤ 定位元件的定位表面或引導元件的工作表面對夾具找正基準面的位置精度要求。

⑥ 與保證夾具裝配精度有關的或與檢驗方法有關的特殊的技術要求。4．夾具結構工藝性分析

在分析夾具結構工藝性時，應重點考慮以下問題：

（1）夾具零件的結構工藝性。與一般機械零件的結構工藝性相同，首先要盡量選用標準件和通用件，以降低設計和制造費用，其次要考慮加工的工藝性及經濟性。

（2）夾具最終精度保證方法。專用夾具制造精度要求較高，又屬于單件生產，因此大都采用調整、修配、裝配后加工，以及在使用機床上就地加工等工藝方法來達到最終精度要求。在設計夾具時，必須適應這一工藝特點，以利于夾具的制造、裝配、檢驗和維修。

（3）夾具的測量與檢驗。在確定夾具結構尺寸及公差時，應同時考慮夾具上有關尺寸及形位公差的檢驗方法。夾具上有關位置尺寸及其誤差的測量方法通常有三種，即直接測量方法、間接測量方法和輔助測量方法。

5．夾具的精度分析

夾具的主要功能是用來保證零件加工的位置精度。使用夾具加工時，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有三個方面：

（1）定位誤差。工件安裝在夾具上位置不準確或不一致性，用?dw即表示，如前所述。

（2）夾具制造與安裝誤差。包括：

① 夾具制造誤差。定位元件與導向元件的位置誤差、導向件本身的制造誤差、導向元件之間的位置誤差、定位面與夾具安裝面的位置誤差等。

② 夾緊誤差。夾緊時夾具或工件變形所產生的誤差。③ 導向誤差。對刀誤差、刀具與引導元件偏斜誤差等。

④ 夾具裝夾誤差。夾具安裝面與機床安裝面的配合誤差、裝夾時的找正誤差等。該項誤差用?zx表示。

（3）加工過程誤差。在加工過程中由于工藝系統（除夾具外）的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機因素所造成的加工誤差，用?gc表示。上述各項誤差中，第一項與第二項與夾具有關、第三項與夾具無關。顯然，為了保證零件的加工精度，應使

?dw+?zx+?gc≤T

式中，T為零件有關的位置公差。

式即為確定和檢驗夾具精度的基本公式。通常要求給?gc留三分之一的零件公差，即應使與夾具有關的誤差限定在零件相應公差三分之二的范圍內。當零件生產批量較大時，為了保證夾具的使用壽命，在制定夾具的制造公差時，還應考慮留有一定的夾具磨損公差。

6.3加工箱體的夾具

6.3.1鉆床夾具

此夾具采用“一面兩銷”的定位方式，其中以端面1和一個固定圓柱銷和

???一個削邊銷共同定位，其中一面能夠限止3個自由度ZX Y，而一個圓柱銷能限???止2個自由度X Y，一個削邊銷能限止1個自由度Z。再通過鉸鏈壓板對其進行加緊。由于工件需轉過90°加工，所以必須有翻轉機構并且要把翻轉機構定位，此夾具采用手拉式定位器將其定位，在加工過程中用手動翻轉工件轉動90°，轉動手柄將其夾具體夾緊，調解鉸鏈壓板將箱體零件夾緊。這樣就能很好的對其進行鉆加工，盡可能的保證其精度。夾具圖如圖2所示

具設計部分。在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機床及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。在夾具設計部分，首先需要對工件的定位基準進行確定，然后選擇定位元件及工件的夾緊，選擇合理簡便的夾緊方案。

通過這次畢業設計，使我對大學四年所學的知識有了一次全面的綜合運用，也學到了許多上課時沒涉及到的知識，使我對這次畢業設計有了很深的體會：

全套圖紙及更多設計請聯系QQ：360702501

1、培養了我查閱相關手冊、標準、圖表等技術資料的能力。

2、使我對以前所學的知識進行了一次鞏固與復習。特別是在識圖、手工繪圖、計算機繪圖、運算等方面使我有了更深的理解。

3、這次畢業設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統化和深入合理化的掌握。比如材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等。

4、培養了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識。

5、對自己獨立思考能力和創新能力是更進一步的鍛煉與提高。

6、再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異。

通過這次畢業設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業設計之后，對以前所學過的知識進一步鞏固。

【參考文獻】

[1] 濮良貴，紀名剛．機械設計[M]．第8版．北京：高等教育出版社．2007 [2] 孫桓，陳作模，葛文杰．機械原理[M]．第7版．北京：高等教育出版社．2006 [3] 王啟平.機械制造工藝學[M].第5版.哈爾濱: 哈爾濱工業大學出版社,2005.8 [4] 王啟平.機床夾具設計.哈爾濱: 哈爾濱工業大學出版社,2005.7 [5] 徐海枝.機械加工工藝編制.北京：北京理工大學出版社，2009.9 [6] 鄧志平.機械制造技術基礎.西南交通大學出版社，2008.8 [7] 培棠.夾具結構設計手冊.國防工業出版社，2011.1 [8] 崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南[M].北京：化學工業出版社，2006.12 [9] 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].冶金工業出版社，2001.03 [10] 黃祥旦.機械加工工藝手冊第2卷[M].第1版.機械工業出版社1991.09 [11] 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊[M].第1版.機械工業出版社1994.07 [12] 肖繼德，陳寧平.機床夾具設計[M].第2版.機械工業出版社.2005.5 [13] 東北重型機械學院，洛陽工學院，第一汽車制造廠職工大學.機床夾具設計手冊[M].第2版.上海科學技術出版社.1988.4.2

第二篇：銑床傳動箱體加工工藝及銑床夾具畢業設計論文

X225銑床傳動箱體加工工藝及銑床夾具設計

摘要

本設計是銑床傳動后箱體零件的加工工藝規程及一些工序的專用夾具設計。銑床傳動后箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度基準的選擇分為粗基準和精基準，粗基準選擇首先保證工件某重要表面的余量均勻，表面應平整，沒有澆口或飛邊等缺陷，而且只能用一次，以免產生較大的的位置誤差。應選擇該表面作粗基準。精基準的選擇應盡可能使各個工序的定位都采用同一基準，當精加工或光整加工工序要求余量小而無效均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準。

機械夾具在我國的發展前景是十分廣泛，有著很大的發展空間。機械夾具的要求結構簡單，使用方便，制造精度高。就本次設計而言，整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。因此生產效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設計要求。關鍵詞 工藝路線；夾具設計；工序

-I

operate and has a high production efficiency.Mechanical fixture in the structure should be toward the direction of the simple, easy-to-use, high-precision.Keywords Process route；Fixture designing；Operation

-III

4.2.4 確定切削用量及基本工時................................................................14 4.2.5 切削力的計算....................................................................................16 4.3 本章小結..................................................................................................16 第5章 夾具設計...............................................................................................17 5.1 設計方法和步驟.....................................................錯誤！未定義書簽。5.2 方案設計.................................................................錯誤！未定義書簽。5.3 定位機構的設計及誤差分析.................................錯誤！未定義書簽。5.3.1 確定定位元件，計算定位誤差........................................................18 5.3.2 定位銷的選擇....................................................................................21 5.3.3 定位誤差的分析與計算....................................................................21 5.4 夾緊機構的設計及夾緊力的計算..........................................................22 5.5 加緊元件的強度校核..............................................................................24 5.6 夾具設計技術的發展.............................................錯誤！未定義書簽。5.6.1 柔性夾具的研究和發展...................................................................25 5.6.2 計算機輔助夾具設計(CAFD)..........................................................26 5.6.3 自動化夾具（AFD）...........................................................................26 5.7本章小結...................................................................................................27 結論.....................................................................................................................28 致謝.....................................................................................................................29 參考文獻.............................................................................................................29 附 錄...................................................................................................................30

-V

-VII

程中有朝著下列方向發展的趨勢

1.功能柔性化。2.傳動高效化。3.自動化。

4.制造的精密化。5.旋轉夾具的高速化。6.機構標準化 7.模塊化。

8.設計自動化。

1.3 機床夾具的組成

1.定位裝置。2.夾緊裝置。

3.導向、對刀元件。4.連接元件。

5.其它裝置或元件。6.夾具體。

本設計說明書的設計題目是 所給的題目是X225銑床傳動箱體加工工藝及鉆床夾具設計。本說明書分為以下幾部分 第一部分 零件的分析，第二部分 零件的工藝規程設計，第三部分 機械加工余量及工序尺寸，第四部分 夾具設計，繪制工程圖，第五部分 夾具體受力分析。樹種詳盡列列出了各個加工工序，在每個加工工序中，又詳細的列出了每切削工時，都進行了精密的計算，對每個加工工序所需的機床進行合理的選擇，且編寫了《機械加工工藝規程卡片》單獨裝訂成冊。

本設計屬于工藝設計范圍，機械加工工藝設計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質量及生產成本，在本設計中為了適應大批量生產情況以提高產品的生產效率[2]。在設計中所采用的零件盡量采用標準件，以降低產品的生產費用。

就個人而言，畢業設計是在學完大學全部基礎課程和專業課程后進行的，是對思念的大學學習的一種綜合檢驗。是大學學習中不可缺少的重要部分，也可是說將學校生活和工作聯系起來的一座橋梁，為我們提供了很好的實踐機會。我希望通過畢業設計能對自己將來所從事的工作進行一次

第2章 零件的設計

2.1 零件的作用

所給的題目是銑床傳動后箱體鉆削卡具及加工工藝設計，其主要作用是箱體兩側的?190、?90、?85、?80安裝軸承的孔，以便于變速箱體中的齒輪配合變速，使銑床獲得前進后退的各級速度。[3]各孔周圍均勻分布螺紋孔，用來連接一些軸承蓋，而且箱體頂部和上下端都有螺紋孔，可使箱體直接連接到機床上。

2.2 零件的工藝分析

由零件圖可知，此銑床傳動前箱體的加工可以分為兩部分

1.平面加工 其中包括箱體的頂面、底面，和頂、底面上安裝操縱桿的?190、?90、?85、?80的孔的平面，以及鎖定箱蓋的加工表面。還有箱體的上下外側面，以及以及鎖定箱蓋的加工表面，總的來說，零件所需加工的平面并不多，位置精度要求不太高，用半精加工就可以實現其設計要求。

2.孔加工 該零件的孔加工較多，而且要求較高，對于大于?50的孔只需鑄出，比如?190、?90、?80系列孔鑄出后再對其進行一次半精加工就可以。對于其他小于?50的孔其中大部分是以頂、采用一面兩孔定位方式，這些孔包括垂直于箱體表面的四個階梯孔，以及其他定位孔，剩余的螺紋孔按同樣的加工方法加工[4]。

以上分析可知，對這兩部分的加工而言，我們可以先進行平面加工，然后進行孔的加工，加工孔時使用一面兩孔的定位方式，采用專用夾具，并且保證他們的尺寸精度要求。

零件如圖2-1零件仰視圖所示

第3章 工藝規程的設計

3.1 確定毛坯制造形式

3.1.1 零件材料的選擇

考慮到銑床箱體在工作過程中并不承受夾大的交變及沖擊性載荷，選用灰口鑄鐵鑄造毛坯件。

3.1.2 確定生產類型的依據

生產綱領公式查看公式（3-1）

Np =N * n *(1+2%+b%)（3-1）

其中 Np——零件的生產綱領，件/年

N——產品的年生產量，臺/年 A%——備用品率 B%——廢品率

N——每臺機械生產中該零件的數量 所以 Np =2000*1*(1+4%+1%)=2010件/年

由于零件結構不是很復雜，毛坯質量小于100公斤，年產量在500到5000件內，零件屬于輕型，中批量生產，考慮到現有條件和技術水平，采用砂型鑄造是較合適的。[5]

3.2 基面的選擇

基面的選擇是工藝規程設計中的重要的工作之一，選擇定位基準必須從零件整個工藝過程的全局出發，具體情況具體分析，使先行工序為后續工序創造條件，使每個工序都有合適的基準和定位 夾緊方式。基面選擇的正確與合理，可以使加工量得到保證，生產率得以提高，否則，不但使加工工藝過程中問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產無法正常運行。

（2）主要表面的粗精加工要分開，以消除切削力帶來的變形；

（3）次要表面的加工，經可能在同一次裝夾中加工，以減少裝夾次 數，節省輔助時間，提高個表面的相對位置精度。

2.熱處理工序的安排 退火安排在機械加工之前。

3.輔助工序的安排

（1）劃線工序安排在機械加工之前；

（2）清洗工序緊接在光整加工之后；

（3）油漆工序安排在機械加工之前，熱處理之后。

4.檢驗工序的安排

（1）粗加工全部結束后，精加工之前；

（2）零件從一車間到另一個車之前；

（3）重要工序之前后；

（4）零件全部加工結束之后。

3.2.5 工藝路線的擬定

此零件為成批生產，可采用專用夾具使工序集中，以提高生產效率，由于該零件平面的位置精度要求較高，所以在制定工藝路線先考慮加工平面，然后再采用專用夾具進行孔加工。工藝路線方案如下。

工藝方案 1.毛胚鑄造 2.時效處理 3.粗銑頂面 4.粗銑底面 5.精銑頂面 6.精銑頂面

7.粗鏜頂面孔?190，孔?90，孔?85，孔?80 8.半精鏜頂面孔?190，孔?90，孔?85，孔?80 9.在箱體頂面鉆、攻16-M8，鉆深18攻深15的螺紋孔 10.鉆、擴孔?21 工藝方案的分析

所給的零件的孔和孔周圍的面加工精度要求較高，屬于箱體類零件，平面加工應用銑削，孔加工主要是鉆削和擴削，而一些特殊的孔應用鏜削。

第4章 確定加工余量，工序及毛坯尺寸

4.1 毛坯余量余與工序的確定

加工余量是指加工過程中所切除的金屬厚度，加工余量可分為加工總余量（毛坯余量）和工序余量。加工余量等于各工序余量之和。

影響工序余量的因素有

1.上工序的各種表面缺陷和誤差因素，包括表面粗糙度和缺陷層、尺寸公差和行為誤差

2.本工序的裝夾誤差 確定加工余量的方法(1)經驗估計法(2)查表法

(3)分析計算法 這里采用查表法，為了防止余量不夠而產生廢品，在查表所得的數量上稍大一些。

此零件材料為灰鑄鐵,硬度為HB190,生產類型為成批生產，采用砂型鑄造，2級精度。

根據以上原始材料及加工工藝要求，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下

4.1.1平面加工

1.頂面 最大加工尺寸 195mm 半精加工余量 Z2=1.5mm 粗加工余量 Z1=2.5mm 毛坯余量 Z=1.5+2.5=4.0mm 粗銑后尺寸H1=195+1.5=196.5mm 毛坯尺寸 H2=195+4.0=199.0mm 2.底面 最大加工尺寸195mm 半精加工余量 Z2=1.5mm 粗加工余量 Z1=2.5mm 毛坯余量 Z=1.5+2.5=4.0mm 粗銑后尺寸 H1=195+1.5=196.5mm

0

鉸孔至?21 先鉆孔至?6，深度5mm 鉸孔至?8,深度5mm 3.粗鏜、半精鏜頂面孔?190，孔?90，孔?85，孔?80 粗鏜至?187 半精鏜至?190 粗鏜至?83 半精鏜至?85 粗鏜至?88 半精鏜至?90 粗鏜至?78 半精鏜至?80 4.2 切削用量的選擇

正確的選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的工具耐用度和經濟性，保證加工質量，具有相當重要的作用。

4.2.1 粗加工切削用量的選擇原則

粗加工時，加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大。因此，選擇粗加工切削用量時，要盡量保證較高的單位時間金屬切除量（金屬切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、進給量F和切削深度αp）中，提高任何一項，都能提高金屬切削率。但是對刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進給量。切削深度影響最小。[8]所以，粗加工切削用量的選擇原則是 首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度αp，其次選擇一個較大的進給量F，最后確定一個合適的切削速度V。

4.2.2 精加工時切削用量的選擇原則

精加工時加工精度和表面質量要求比較高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精加工切削用量時應著重考慮，如何保證加工質量，并在此前提下盡量提高生產率。所以，在精加工時，應選用較小的切削深度αp和進給量F，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工質量和表面質量。

度。[9]4.2.4 確定切削用量及基本工時

用查表法確定余用計算方法相結合而得到的切削用量，并計算切削力，作為以后核算夾具之用。

1.鉆?8孔

加工條件 Z35立式鉆床，高速鋼麻花鉆頭 其直徑d0?8mm。鉆頭幾何形狀 雙錐修磨橫刃，β=30°，2?=118°，2?1=70°,b??3.5 mm，a0?12?，??55?，b=2 mm,l=4 mm。

決定進給量f 按加工要求決定進給量 根據[6]表2.7，灰鑄鐵的硬度位于168～218HBS之間，f=0.52～0.64 mm/r。由于l/d=47/12=4,d0?8 mm時，故應乘孔深修正系數kt??0.95，則進給量

f??0.52~0.64??0.95 mm/r??0.50~0.61? mm/r 按鉆頭強度決定進給量，當灰鑄鐵硬度為190HBS ,d0?8 mm，鉆頭強度允許的進給量f=0.55mm/r

根據Z35鉆床說明書f=0.43mm/r

當f=0.43，d0?12 mm時，Ff?2900N

Fmax?15969mm Ff?Fmax，故f=0.43 mm/r可用。

決定鉆頭磨鈍標準及壽命 根據文獻[6]表2.12，當d0?8mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，壽命T=60min。

切削速度如公式（4-4）所示

4.2.5 切削力的計算

1.軸向力

軸向力的計算公式如（4-8）所示

Ff?gFd0zffyFkF

（4-8）

跟據文獻[1]kf?1.0，yF?0.8，zf?1.0

F?420?10.71.0?0.430.8?1 ?2287.7N

2.切削扭矩

切削扭矩的計算公式如（4-9）所示

M?cmd0zmfymkm

（4-9）

根據文獻[1]km?1.0，ym?0.8，zm?1.0

M?0.206?10.720.430.8km

?12.0 N·m 3.切削功率

切削功率的計算公式如（4-10）所示

PM?2M?d0

?2?12.0?9.575?21.47Km10.7

（4-10）

4.3 本章小結

本章介紹了零件加工的毛坯余量，定位基準的選擇，時間定額的計算，重點是切削用量的計算以及切削力的計算。

位元件不能由來承受力和力矩，所以要選輔助支撐，輔助支撐用來提高共建的裝夾剛度和穩定性，不起定位作用。[10]

上述特點在夾具設計中應給予足夠的重視。夾具體設計的好壞關系到加工精度、加工效率、加工成本及工人的勞動強度。

5.3 定位機構的設計及誤差分析

工件在夾具中的定位是指在夾具中，工件的定位基準與定位元件相接觸或配合，從而使同一批 工件在夾具中都能獲得一致的正確位置。加工零件的位置精度取決于工件在機床或夾具中定位的準確性，所以夾具定為基準的選擇，既要保證本身的定位精度。[11]又要保證被加工零件的各種精度要求。定位機構的設計是非常重要的。

5.3.1 確定定位元件，計算定位誤差

由于定位方案為一面兩銷定位，一兩個圓柱銷作為定位元件，則會產生重復定位現象，即一銷套上工件孔以后，另一個銷很難同時套上。為了避免這種定位干涉，補償工件兩定位孔直徑和中心距誤差及夾距兩定位銷直徑和中心距誤差。夾具兩定位銷采用一圓柱銷，另一銷在連心線的垂直方向削去兩邊，即削邊銷。

1.確定定位銷中心距及尺寸公差

銷間距的基本尺寸和孔間距的基本尺寸相同，?1尺寸公差一般取為?L銷???~?3孔間距的計算

1??L1 ??5?L銷?L1

2L1y?215sin45??398）?218.028mm

?L1x?(215cos45??55)2?120.028mm

22L1?L1.665mm x?L1y?430?L1??L1xcos???L1ysin?

???L銷??LI?X1min（5-1）

?0.033由于零件圓柱孔銷的尺寸為?12H80

X1min?0?(?0.020)?0.020mm

1?0.065??0.020?0.07??0.021mm

24.確定削邊銷圓弧部分與其相配合得工件定位孔的最小間隙

2???b2?0.071?3X2min???0.020mm

D221式中D2為與削邊銷相配合的工件定位孔的最小直徑。

5.銷邊銷的最大直徑d2

公差配合取h7，其下偏差為ei=0.025mm

d2?D2?X2min

0.020?0.020 d2?42?0.025?000.020?42?0.045

6.確定轉角誤差?

由于定位孔和定位銷作上下銷移接觸，造成工件兩定位孔連心線相對夾具上量定位銷連心線發生偏移，產生最大轉角誤差，其式可按下面公式（5-2）計算

tg?'?(X1max?X2max)/2L（5-2）

其中 X1max為夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙。

X2max為夾具體削邊銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙。

X1max?0.033?0.020?0.052mm X2max?0.039?0.045?0.084mm

tg??(0.052?0.084)/2?591.665?0.000115

??0.007?7.確定基準定位誤差?1

這一誤差取決于定位孔和圓柱銷之間的最大間隙，工件在平面內任何方向上的基準位移誤差如（5-3）式

?1?△1?TD1?Td1（5-3）

式中 TD1為工件孔直徑的公差

0

1315

產生定位誤差的原因有以下兩個方面 一是定位基準與工序基準不重合，產生基準不重合誤差，用符號?B表示;另一主要誤差是由工件的定位基面與定位元件的工作表面的制造誤差及配合的最小間隙的存在，引起定位基準產生位移，即基準位移誤差，用符號?w來表示，公式如（5-4）

對工序尺寸 12??0.2

?w?△1?TD1?Td1（5-4）

其中式中 TD1—工件孔直徑的公差 TD1?0.033mm

Td1—圓柱銷直徑公差 Td1?0.021mm △1—圓柱銷與工件孔最小間隙 由以上計算可知 △1?0.020mm ?w?0.033?0.021?0.020?0.074mm 根據圖中計算可知

cos??550.028?0.843591.665sin??218.028?0.539591.625?x?0.074?cos??0.061?0.843?0.051

?y?0.074?sin??0.061?0.539?0.0331水平方向：?x?0.051?Tg?0.673合格，所以對鉆孔為制度誤差要求，可根據定位誤差小于其零件公差1的而確定。35.4 夾緊機構的設計及夾緊力的計算

設計和選用夾緊裝置時必須滿足以下基本要求

1.夾緊過程中應能保持工件定位時所獲得的正確位置 2.夾緊應可靠和適當

3.夾緊裝置應操作方便、省力、安全

4.夾緊裝置的自動化程度和復雜程度應與生產批量和生產條件相適應

ri—第I個螺栓的軸線到螺栓組對稱中心的距離（這里

[15]ri相等，均為r?94mm）

ks—防滑系數，取KS=1.2 QP?1.2?24.0?589N

0.13?4?94?10?3實際預緊力Q實?Q理K K?K1K2K3K4 K為安全系數 其中 K1 一般安全系數，考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質及余量不均勻等引起的切削力的變化。一般取K1?1.5~2

K2 加工性質系數，粗加工取K2?1.2。精加工取K2?1.5

K3 刀具鈍化系數，考慮刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取K3?1~1.3 取K3?1.2

K4 斷續切削系數，斷續切削時取K4?1.2。連續切削時，取K4?1

K?K1K2K3K4?1.5?1.2?1.2?1.2?2.592

.69N

Q?589?2.592?15265.5 加緊元件的強度校核

分析夾具體中各零件的受力情況，可知連接上下壓板的螺栓畏罪薄弱環節。

受力分析 當壓緊工件時，螺栓除受夾緊力Q作用產生拉應力外，還受轉矩T的扭轉而產生扭轉剪應力的作用。[15]

拉伸應力 ??Q?4?d21536.69?13.5Mpa

3.142?124扭轉剪應力 ??0.5???6.75Mpa

由第四強度理論，可知螺栓預緊狀態下的計算應力公式如（5-5）

?C???2?3?

2（5-5）

5.6.2 計算機輔助夾具設計(CAFD)

在過去的十幾年中, 制造研究團體將研究的重點放在了發展和改善諸如計算機輔助設計計算機輔助制造（CAD/CAM）和計算機輔助工藝規劃(CAPP)等方面只是在最近20年來,CAFD才發展成為(CAD/CAM)集成技術的一個重要組成部分 , 并且成為CAPP的一個重要方面。它是CIMS環境下設計和制造之間的連接紐帶.隨著CAD/CAM系統在工業中的建立, CAFD很自然地應用到了夾具設計當中。

CAFD領域的主要研究方面有：(1)夾具設計時基于成組技術的分類方法及基于案例的推理；(2)通過運動學分析確定定位點和夾緊點；(3)利用基于知識的專家系統選擇定位面和夾緊面；(4)基于幾何分析的夾具規劃；（5）用于定位基準選擇的精度關系分析；（6）組合夾具的構形設計。

5.6.3 自動化夾具（AFD）

近年來組合夾具系統的設計受到了夾具行業的普遍關注, 并且在一些文獻中對該領域的最新發展成果進行了回顧，通過幾何計算的方法驗證了夾具構形中力的鎖合問題, 在確定優化的夾緊點和夾緊順序中提出了幾何推理的方法, 這種方法在考慮到力的鎖合后, 從候選的夾緊點布局中確定最優化的夾緊點, 是非常簡單并行之有效的。通過變形一種是由于裝夾所產生的接觸變形, 另一種是由于切割力所引起的工件的彎曲變形分析, 對支撐和夾緊位置進行所需的重新布置, 以在給定的工件上設計出最好的支撐、定位和夾緊位置, 完成加工過程中牢固精確地夾緊工件的功能，并在自動夾具設計原型系統中貫徹了這樣的推理機制該系統提供了一種智能化的自動夾具設計環境系統由個主要模塊構成完全信息化的產品模型知識庫推理機制最終的夾具構型。按照自動化程度區分, 夾具設計系統分為交互式, 半自動化式和自動化式交互式的夾具。設計系統是計算機為使用者提供一種信息化的用戶界面, 基于設計者的知識, 輔助用戶選擇合適夾具元件的一種系統系統由于要由用戶根據工件的幾何形狀及加工要求來選擇裝夾表面、裝夾點及夾具元件, 所以是非常耗時的, 而且并未完全開發出計算機的功能半自動化式的夾具設計系統是在交互式的基礎上加以改進而來的, 它降低了對設計者專業知識的要求而自動化式的夾具設計系統用以進一步提高夾具設計過程的效率和質量, 可以自動確定夾緊點, 自動從一系列候選點

結論

為期四個月的工藝、夾具畢業設計基本結束，回顧整個過程，雖然我深深體會到了工作的艱辛，但面對著獨立完成的畢業設計，我覺得受益匪淺，成功的喜悅油然而生。畢業設計使我對四年中所學的知識有了進一步的理解，也鞏固和補充了所學到的東西，使理論與實踐更加接近，強化了生產實習中的感性認識，是對大學四年學習知識的綜合運用，這也是走上工作崗位前的一次有益的鍛煉。

本次畢業設計主要分兩個階段。第一階段是機械加工工藝規程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段本人認真復習了有關書本知識學會了如何分析零件的工藝性，學會如何查有關手冊，選擇加工余量、確定毛坯的類型、形狀、大小等，繪制出了毛坯圖。有根據毛坯圖和零件圖構想出工藝方案，確定了合理的方案來編制工藝。其中運用了基準選擇、切削用量選擇計算，時間定額計算等方面的知識。還結合了我們生產實習中所看到的實際情況選定設備，填寫了工藝文件。運用工件定位、夾緊及零件結構設計等方面的知識。

通過這次設計，我基本掌握了一個中等復雜零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步入等。學會查閱手冊，選擇使用工藝裝備等。

總的來說，這次設計，使我在基本理論的綜合運用以及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我獨立思考問題、解決問題創新設計的能力，為以后設計工作打下了較好的基礎。

由于自己水平有限，缺少設計經驗，在設計中存在錯誤之處在所難免，請各位老師給予批評指正。

最后，衷心的感謝各位老師的精心指導，使我順利的完成此次設計。謝謝！！

參考文獻 王紹俊．機械制造工藝設計手冊．哈爾濱工業大學出版社，1995 35～50 2 龔定安，蔡建國．機床夾具設計原理．陜西科技大學出版社，1981 84～90 3 黃克孚，王光逵．機械制造工程學．機械工業出版社，1992 25～36 4 邱宣懷．機械設計．高等教育出版社，2002 33～65 5 李哲． 夾具設計手冊．機械工業出版社，1993 40～55 6 東北重型機械學院，洛陽農業機械學院，長春汽車廠工人大學．機床夾具設計手冊.上海科學技術出版社，1979 103～121 7 陳露． AutoCAD2006基礎及應用教程．電子工業出版社，2006 56～74 8 王啟平．機械制造工藝學．哈爾濱工業大學出版社，1998 15～35 9 劉品．機械加工工藝編制手冊．機械工業出版社，1993 45～63 10 浦林祥．機械零件設計手冊．機械工業出版社，1997 46～63 11 趙家齊．機械制造工藝學課程設計指導書．機械工業出版社，1994 47～62 12 上海柴油機廠工藝設備研究所．金屬切削機床夾具設計手冊.機械工藝出版社，1982 65～78 13 石光源．機械制圖.高等教育出版社，1997 56～6 14 張耀辰．機械加工工藝設計實用手冊．航空工業出版社，1999 120～146 15 李益民．機械制造工藝設計簡明手冊．機械工業出版社，1993 36～58 16 Naki, D.Wagen.Rubber crumb toughened polystyrene prepared by Reinforcing reaction molding.American Syvthellc Rubber Industry，2003, 5(4)78～91 17 Liao Jianmin.Fixturing analysis for stability consideration in an automated fixture design system[J]．Journal of Manufacturing Science and Engineering,2002,124(2)98～104 18 Subramani can V ,Kumar Senthil A agent approach to fixture design [J] Journal of I ntelligent manufaturing,2001,12(1)31～42

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environment．Fortunately, a bearing failure caused by environment or handling contamination is preventable，and a simple visual examination can easily identify the cause．

Conducting a postmortem il1ustrates what to look for on a failed or failing bearing．Then，understanding the mechanism behind the failure, such as brinelling or fatigue, helps eliminate the source of the problem.Brinelling is one type of bearing failure easily avoided by proper handing and assembly.It is characterized by indentations in the bearing raceway caused by shock loading－such as when a bearing is dropped-or incorrect assembly.Brinelling usually occurs when loads exceed the material yield point(350,000 psi in SAE 52100 chrome steel)．It may also be caused by improper assembly, Which places a load across the races．Raceway dents also produce noise，vibration，and increased torque.A similar defect is a pattern of elliptical dents caused by balls vibrating between raceways while the bearing is not turning．This problem is called false brinelling.It occurs on equipment in transit or that vibrates when not in operation.In addition, debris created by false brinelling acts like an abrasive, further contaminating the bearing.Unlike brinelling, false binelling is often indicated by a reddish color from fretting corrosion in the lubricant.False brinelling is prevented by eliminating vibration sources and keeping the bearing well lubricated.Isolation pads on the equipment or a separate foundation may be required to reduce environmental vibration.Also a light preload on the bearing helps keep the balls and raceway in tight contact.Preloading also helps prevent false brinelling during transit.Seizures can be caused by a lack of internal clearance, improper lubrication, or excessive loading.Before seizing, excessive, friction and heat softens the bearing steel.Overheated bearings often change color，usually to blue-black or straw colored．Friction also causes stress in the retainer，which can break and hasten bearing failure．

Avoiding failures The best way to handle bearing failures is to avoid them．This can be done in the selection process

by

recognizing

critical

performance characteristics．These include noise，starting and running torque，stiffness，nonrepetitive runout，and radial and axial play．In some applications, these items are so critical that specifying an ABEC level alone is not sufficient．

Torque requirements are determined by the lubricant，retainer，raceway quality(roundness cross curvature and surface finish)，and whether seals or shields are used．Lubricant viscosity must be selected carefully because inappropriate lubricant，especially in miniature bearings，causes excessive torque．Also，different lubricants have varying noise characteristics that should be matched to the application.For example，greases produce more noise than oil．

Nonrepetitive runout(NRR)occurs during rotation as a random eccentricity between the inner and outer races，much like a cam action．NRR can be caused by retainer tolerance or eccentricities of the raceways and balls．Unlike repetitive runout, no compensation can be made for NRR.NRR is reflected in the cost of the bearing．It is common in the industry to provide different bearing types and grades for specific applications．For example，a bearing with an NRR of less than 0.3um is used when minimal runout is needed，such as in disk—drive spindle motors．Similarly，machine—tool spindles tolerate only minimal deflections to maintain precision cuts．Consequently, bearings are manufactured with low NRR just for machine-tool applications．

Contamination is unavoidable in many industrial products，and shields and seals are commonly used to protect bearings from dust and dirt．However，a perfect bearing seal is not possible because of the movement between inner and outer races．Consequently，lubrication migration and contamination are always problems．

per revolution and indicate closely spaced chatter marks or widely spaced, rough irregularities.Classifying bearings by their noise characteristics allows users to specify a noise grade in addition to the ABEC standards used by most manufacturers.ABEC defines physical tolerances such as bore, outer diameter, and runout.As the ABEC class number increase(from 3 to 9), tolerances are tightened.ABEC class, however, does not specify other bearing characteristics such as raceway quality, finish, or noise.Hence, a noise classification helps improve on the industry standard.6 的麻花鉆如復合麻花鉆（又稱階梯麻花鉆）更合理，而在一般加工條件下選用標準麻還鉆被認為是唯一合理的選擇。

2.麻花鉆尺寸 一般是根據被加工孔直徑選擇麻花鉆直徑，同時，還慮經驗加工數據，如 用麻花鉆鉆孔結果，實際孔直徑比麻花鉆直徑大0.1mm甚至更大，另外，有時還考慮鉆孔后續加工需要的最少余量。

麻花鉆的夾持 麻花鉆夾持方法選用應考慮經濟、合理，并滿足加工精度要求。

麻花鉆材料 高速鋼麻花鉆韌性好，易重磨，但允許使用的切削速度比較低；硬質合金麻花鉆硬度高，耐磨性好，允許使用的切削速度比較高，重磨比較困難。選擇材料既考慮生產需要同時考慮工藝條件可能。

先進涂層的出現，使一些工具廠家開發出了幾何形狀更加合理的鉆頭，如干式加工用鉆頭。正確確定鉆頭的合理幾何形狀取決于所用鉆頭的尺寸和特定用途。在先進的CNC加工設備上進行大批量加工，一般要求有較高的切削速度和進給量，所以要求鉆頭具有更為合理的切削刃幾何形狀。

要想獲得滿意的加工效果，夾持鉆頭的夾具性能至關重要。如果鉆夾具達不到所要求的剛性，即使獲得了驅動鉆頭的功率，也不能進行有效的切削。先進的鉆夾具可獲得很小的鉆孔公差，盡管多數鉆削加工不需要太高精度，但仍有些鉆削加工的精度要求仍較高。最近，Bilz/RMT Tool公司和TM Smith Tool International公司引入了一個用于精密鉆削加工的新型的刀夾具系統——Thermo-Grip刀夾具，這是一種新型的熱裝夾緊工具系統，Thermo-Grip刀夾具不用緊固螺釘裝夾刀柄，也不用螺母和墊片固定刀具，由于在夾具的一側無緊固螺釘，因此不會引起振動，所以刀具和夾具從一開始就具有良好的動態平衡，使鉆削可在平衡狀態下更好地進行高速加工。Thermo-Grip夾具的孔比切削刀具稍小，用一個感應線圈加熱夾具前端，熱膨脹使夾具孔脹開，將切削刀具插入，當夾具冷卻后，刀柄四周在冷卻壓縮效應下即可產生足夠的刀具夾持力。

TM Smith Tool公司開發了兩種新型鉆削工具系統 HSK和近心鉆削系統。據該公司預測，這兩種系統承受冷卻液壓力指標是6895kPa(實際可達8274kPa)。

鉆削加工的三大要素

在鉆孔過程中，要提高生產率，似乎不是最復雜的加工問題，但如下三個最重要的因素將直接影響鉆削速度、公差和刀具壽命。盡管有多種不同的旋轉切削刀具能夠加工孔，但鉆削仍是主要的孔加工方式。當今正不

粒硬質合金材料開發領域。一種新型工藝使制造商能夠獲得小于微米級的硬質合金晶粒，這種毫微晶粒硬質合金兼具硬質合金的高硬度的高速鋼的高拉伸強度。在鉆削加工中，無論鉆頭轉速多快，鉆頭尖端的切削速度幾乎為零，當加工硬材料時，鉆頭有被壓碎的可能，采用微晶硬質合金鉆頭則可避免這種危險。

Iscar公司在硬質合金燒結前，通過在硬質合金中加入不同的添加劑，生產出亞微晶粒硬質合金，通常在加熱和燒結硬質合金到形成最終形態的冶金工藝過程中，晶粒尺寸是趨于長大的，這種亞微晶粒硬質合金是一種剛性類同于高速鋼、硬度又與硬質合金相似的材料，它可采用非常高的切削速度，其刀具壽命是原來刀具壽命的8～10倍。

先進涂層的出現，使一些工具廠家開發出了幾何形狀更加合理的鉆頭，如干式加工用鉆頭。正確確定鉆頭的合理幾何形狀取決于所用鉆頭的尺寸和特定用途。在先進的CNC加工設備上進行大批量加工，一般要求有較高的切削速度和進給量，所以要求鉆頭具有更為合理的切削刃幾何形狀。

先進的鉆頭夾具系統

要想獲得滿意的加工效果，夾持鉆頭的夾具性能至關重要。如果鉆夾具達不到所要求的剛性，即使獲得了驅動鉆頭的功率，也不能進行有效的切削。先進的鉆夾具可獲得很小的鉆孔公差，盡管多數鉆削加工不需要太高精度，但仍有些鉆削加工的精度要求仍較高。最近，Bilz/RMT Tool公司和TM Smith Tool International公司引入了一個用于精密鉆削加工的新型的刀夾具系統——Thermo-Grip刀夾具，這是一種新型的熱裝夾緊工具系統，Thermo-Grip刀夾具不用緊固螺釘裝夾刀柄，也不用螺母和墊片固定刀具，由于在夾具的一側無緊固螺釘，因此不會引起振動，所以刀具和夾具從一開始就具有良好的動態平衡，使鉆削可在平衡狀態下更好地進行高速加工。Thermo-Grip夾具的孔比切削刀具稍小，用一個感應線圈加熱夾具前端，熱膨脹使夾具孔脹開，將切削刀具插入，當夾具冷卻后，刀柄四周在冷卻壓縮效應下即可產生足夠的刀具夾持力。

TM Smith Tool公司開發了兩種新型鉆削工具系統 HSK和近心鉆削系統。據該公司預測，這兩種系統承受冷卻液壓力指標是6895kPa(實際可達8274kPa)。

為了提高切削速度和延長刀具壽命，許多用戶已將HSK短錐柄、高速

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第三篇：畢業設計(論文)柴油機連桿加工工藝設計說明書

畢業設計（論文）柴油機連桿加工工藝設計說明書

畢業設計論文任務書

專業 機械設計制造及其自動化 班級 機械051 姓名 下發日期 200-3-10 題目 12V180C柴油機加工工藝設計

藝設計

要 內 容 及 要

求 設計內容首先仔細分析所要加工零件的結構技術要求生產綱領等內容從而制定一套該零件的加工工藝規程認真分析該加工工藝規程的優點進而繪制出各個主要工序的工序卡片設計主要工序的機床夾具分析計算定位誤差設計機床夾具的主要零件

要求根據給定的12V180系列柴油機零件圖制定出符合加工技術要求的加工工藝工藝規程并對所制定的加工工藝規程進行可行性和優化性比較從而制定出較好的加工工藝設計重要工序的工藝裝備要求的圖紙量折合為零號圖后不少于四張設計說明書不少于三萬字

度

主要技術參數 進 主

專題

12V180柴油機加工工及 完 成 日 期

3月30日至4月10日2周 根據設計任務書要求查閱資料完成外文翻譯工作

4月13日至4月24日2周 繪制連桿零件圖熟悉連桿的結構初步確定連桿的加工工藝過程

4月27日至5月8日2周確定連桿機械加工工藝過程設計部分工序的工藝過程

5月11日至5月22日2周了解機床夾具設計的基本原則繪制重要工序夾具簡圖

5月25日至5月29日 1周 繪制重要工序的夾具圖 6月1日至6月12日2周 編寫設計說明書 6月15日至6月21日1周 修改整理資料打印資料 6月22日至6月23日2天 答辯

任簽字 日 期 指導教師簽字 日 期

導 教 師 評 語

教學院長簽字 日 期 教研室主

指

指導教師 年 月 日 指 定 論 文 評 閱 人 評 語

評閱人

年 月 日

定 成

績 指導教師給定 成績 30 評閱人給定 成績 30 答辯成績 40 總 評 答辯委員會主席 簽字

答 辯 委 員 會 評 語 評

連桿機構中兩端分別與主動和從動構件鉸接以傳遞運動和力的桿件例如在往復活塞式動力機械和壓縮機中用連桿來連接活塞與曲柄連桿多為鋼件其主體部分的截面多為圓形或工字形兩端有孔孔內裝有青銅襯套或滾針軸承供裝入軸銷而構成鉸接連桿是汽車發動機中的重要零件它連接著活塞和曲軸其作用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率連桿在工作中除承受燃燒室燃氣產生的壓力外還要承受縱向和橫向的慣性力因此連桿在一個復雜的應力狀態下工作它既受交變的拉壓應力又受彎曲應力連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個高應力區域連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能又要求具有足夠的鋼性和韌性連桿是柴油機的主要傳動件之一本文主要論述了連桿的加工工藝及其部分工序夾具設計確定加工的生產綱領及生產類型確定的毛坯材料及尺寸確定毛坯加工余量設計加工工藝確定部分重要工序所用的工藝裝備和設備計算部分重要工序的切削用量和基本時間設計重要工序所用的夾具連桿的尺寸精度形狀精度以及位置精度的要求都很高而連桿的工作環境惡劣剛性比較差容易產生變形因此在安排工藝過程時就需要把各主要表面的粗精加工工序分開逐步減少加工余量切削力及內應力的作用并修正加工后的變形才能最后達到零件的技術要求

關鍵詞 連桿變形加工工藝夾具設計Abstract At both ends of linkage with the active and passive components in order to convey movement and the hinged edge of the bar For example in reciprocating piston compressor and power machinery to connect the piston with connecting rod and crank Connecting rod for steel parts the main part of the cross section for the round or shaped both ends have a hole or holes with needle bearing bronze bushing for the pin into and constitute a hinged axis Linkage is an important automotive engine parts it is connected to the piston and the crankshaft its role is to the reciprocating piston movement into rotary movement of the crankshaft and the role of the force in the piston to the crankshaft to the output power Link at work in addition to gas produced by the combustion chamber under pressure also have to face the vertical and horizontal inertia force Therefore the connecting rod in a complex work under the stress state It is subject to alternating stress of tension and compression but also by the bending stress Link the main form of fatigue damage and excessive deformation Usually the site of fatigue fracture in the connecting rod on the three regions of high stress Requirements of the working conditions of connecting rod connecting rod has higher strength and fatigue performance also requires adequate and toughness of steelThe connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod The precision of size the precision of profile and the precision of position of the connecting rod is demanded highly and the rigidity of the connecting rod is not enough easy to deform so arranging the craft course need to separate the each main and superficial thick finish machining process Reduce the function of processing the surplus cutting force and internal stress progressively revise the deformation after processing can reach the specification requirement for the part finally Keyword Connecting rod Deformination Working environment Processing technology Design of clamping device 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 第1章 緒論 1 11機車柴油機簡介 1 com 柴油機概述 com油機簡介 2 12連桿簡介及連桿加工工藝分析 4 com作用 4 com械加工工藝技術關鍵分析 4 com要研究內容 第2章 連桿加工工藝規程 21機械加工工藝規程簡介 6 com工工藝規程的作用 6 com工工藝規程的制定程序 6 22計算產品生產綱領確定生產類型 6 23審查零件圖樣工藝性 24選擇毛坯 7 25工藝過程設計 8 com準的選擇 8 com段的劃分與工序順序的安排 10 com藝路線 11 26 確定毛坯加工余量及毛坯尺寸 13 com算連桿機械加工余量的方法 13 com 設計毛坯圖 27 部分重要工序設計 15 com分重要工序介紹 com分重要工序工序尺寸 16 com削用量及基本時間 17 第3章 夾具設計 28 31機床夾具的分類基本組成及功能 28 31 1機床夾具的分類 28 com具的基本組成 28 com用夾具的主要功能 28 com用夾具設計的基本要求 29 32 12V180C 系列柴油機連桿銑剖分面夾具設計 com指出 29 com 夾具設計 30 33 12V180C系列柴油機連桿鏜大小頭孔夾具設計29

com 問題的指出 com 夾具設計 32 結論 34 參考文獻 35 致謝 36 附件1 37 附件2 62

第1章 緒論 11機車柴油機簡介 com 柴油機概述

柴油機是一種動力機械它以柴油為燃料將柴油燃燒而產生的熱能轉化為機械能柴油機廣泛應用在工農業交通運輸國防及人民日常生活中柴油機的型式很多一般可按下述幾種方式分類

①按工作方式二沖程四沖程 ②按汽缸數單缸多缸

③按汽缸直徑95105135 mm 等

柴油的特點是自燃溫度低所以柴油發動機無需要火花塞之類的點火裝置它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度使空氣溫度超過柴油的自燃測試這時再噴入柴油柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒從性能上說國內傳統柴油機一直給人以體積笨重振動噪聲大以及排放污染嚴重的印象因此國產轎車基本都采用汽油發動機然而近年來國外知名車商開始將一些最新的柴油機技術引入到中國大大改善了國人對柴油機的偏見譬如一汽大眾剛剛推出寶來TDI柴油發動機其環保性動力性以及平順性都不遜于汽油機同時又具有柴油機特有的巨大扭力和超低油耗市場前景十分看好

2柴油機結構及工作原理

結構柴油機由燃燒室組件動力傳遞組件機體和主軸承配氣機構燃油系統和調速器潤滑系統冷卻系統起動系統構成

工作原理柴油機工作時一般分為吸氣壓縮爆發排氣等步驟開始時活塞從上止點下行到下止點將新鮮空氣吸入氣缸然后從下止點上行到上止點將吸入的氣體壓縮使其壓力及溫度升高當接近上止點時氣體溫度已超過柴油燃點此時由噴油嘴將柴油噴入迅速燃燒高溫高壓燃氣推動活塞下行做功之后活塞再次從下止點上行將廢氣排出氣缸完成一個循環活塞往復不停地工作帶動連桿使曲軸轉動就從曲軸上把動能傳輸出來1機車柴油機概述

機車柴油機locomotive diesel engine是指用于內燃機車內燃車組或內燃動車的柴油機機車柴油機具有高功率強化柴油機的典型特征一般為四沖程V型機以12缸16缸最為普遍也有直列式6810缸的柴油機的寬度和高度受鐵路機車車輛限界標準的限制機車的允許軸重對柴油機重量也有一定的限制現代機車柴油機不斷提高增壓度見內燃機增壓同時加大氣缸排量大功率柴油機的單機功率已達5000千瓦平均有效壓力為13～20兆帕燃料消耗率為200～225克千瓦2時柴油機的附件如冷卻水散熱器風扇和空氣濾清器等均布置在機車廂內機油濾清器機油換熱器一般也布置在機車廂內柴油機幾乎都采用電起動方式只有個別的采用空氣起動調速系統大多采用液壓全速調速器并裝有超速停機油壓保護和超溫卸載等自動安全保護裝置

2對機車柴油機的性能要求

機車在鐵路上運行時線路狀況不時變化又需要按計劃時間運行因而要求機車柴油機的轉速和功率在相當寬的范圍內變化從運行工況的時間比例來看部分負荷約占50％空轉占40％左右而標定工況的使用時間很少鐵路分布地區廣泛列車運行時的自然環境條件也在改變這就要求柴油機具有廣泛的適應能力

對機車柴油機的性能要求是不僅在標定工況下而且更重要的是在部分負荷和空轉時燃油和機油的消耗量小經濟性應與機車牽引特性相適應有一個經濟性最好的最低空載穩定轉速性能指標隨環境條件的變化小噪聲低排氣煙塵和有害成分少冷機或熱機均能連續可靠起動一般在5℃氣溫時起動時間不超過10秒

2機車柴油機在中國的發展歷程

柴油機發明后屢經研究試圖將柴油機用于鐵路牽引1913年瑞典最先制造了以55千瓦 75馬力 柴油機為動力的第一臺電力傳動內燃動車但在1950年以前鐵路車輛的牽引動力主要仍是蒸汽機車50年代內燃機車因有較好的能源利用率可以改善列車牽引經濟性而獲得了廣泛的應用并逐步取代了蒸汽機車到80年代初世界上內燃機車已占機車總數的23 中國于1958年自行制造內燃機車 長辛店機車車輛廠制成了國產第一臺內燃機車---建設型直流電力傳動調車內燃機車機車裝有2臺B2-300型柴油機總裝車功率為23300馬力最高速度80kmh該機車基本上是按從匈牙利進口的ND1型內燃機車仿造試制的

1969年1970年和1977年四方廠戚墅堰廠和資陽內燃機車廠以下簡稱資陽廠先后制造了6臺4500馬力等級的東方紅4型貨運液力傳動內燃機車機車裝用2臺16V200ZL型柴油機最高速度100kmh 1970年四方廠開始生產援助坦-贊鐵路和越南等國的裝用12V180ZJ型柴油機的1000馬力的DFH1345型和2000馬力的DFH2型液力傳動內燃機車總數達163臺這是最早走出國門的國產內燃機車本文所研究就是12V180ZJ型柴油機氣缸蓋的加工工藝過程

1999年8月戚墅堰廠和浦鎮車輛廠合作制成了M9T雙M編組的新曙光號電力傳動雙層內燃車組媒介動力車機車裝用1臺12V280ZJ型柴油機車組總功率為233750馬力席位1140個最高速度180kmh試驗時達到1904kmh其他工廠的內燃動車也正在試制開發當中 內燃動車組的發展不僅提高了鐵路在國內運輸市場的競爭能力還提高了在國際市場上的競爭能力也為21世紀初葉我國鐵路客運提供了新的運輸工具

3機車柴油機發展方向

機車柴油機發展重點是在機車車輛限界和機車軸重允許的條件下不斷提高功率一個重要的趨勢是采用低壓縮比與二級增壓相配合的方法提高功率提高可靠性和耐久性以延長柴油機壽命提高經濟性特別是改善部分負荷過渡工況和空轉時的經濟性應用電子技術實現運行工況優化和故障自動監控降低噪聲和減少排氣中的有害成分防止污染改善機車用柴油機增壓器的跟隨性等

內燃機車可靠性與可維修性設計也是國外大功率內燃機車的一個發展方向經驗表明大功率交流傳動內燃機車無故障運行能力要比傳統的直流傳動內燃機車大４０％左右可靠性提高除通過結構方面的改進外一個顯著的特點是叫可靠性技術的應用提高內燃機車可靠性問題不只是通過對薄弱零件改進來解決而且要將可靠性技術貫穿于內燃機車設計試驗制造使用維修和管理等各個環節中形成一個系統工程在設計中除采用概率統計方法把影響應力和強度的各因素視為隨機變量運用可靠性理論保證所設計的零部件具有規定的可靠度外還要進行可靠性規劃與設計主要包括建立可靠性模型將系統可靠性指標分配給各級組成部分進行可靠性分配根據設計方案進行可靠性預測按照設計方案進行故障模式影響及危害性分析ＦＭＥＣＡ及故障樹分析ＦＴＡ等找出影響可靠性安全性的關鍵部件及薄弱環節國產第４代內燃機車應具有可靠性維修性及模塊化設計

圖1-1活塞連桿組

連桿是將活塞的往復運動轉變成曲軸旋轉運動的中間構件

連桿由連桿小頭桿身連桿大頭三部分組成連桿小頭承受著活塞組產生的往復慣性力桿身承受著氣缸內燃機氣壓力所產生的壓應力以及往復慣性力產生的拉應力由制造誤差產生的桿身斷面偏移也會在桿身上形成附加彎曲應力連桿大頭承受著往復慣性力和不包括連桿蓋在內的連桿離心慣性力

對連桿的基本要求是

1連桿小頭應具有足夠的強度和剛度并使連桿小頭軸承比壓控制在合理范圍內

2桿身應具有足夠的疲勞強度盡可能小的質量良好的鍛造工藝性 3連桿大頭應具有足夠的剛度以減小運轉時的變形防止軸承熱熔接連焊軸承應具有足夠的承載面積

4連桿螺栓應具有足夠的疲勞強度和一定的超轉速工作能力

本論文主要研究大內容主要有 確定加工的生產綱領及生產類型

確定的毛坯材料及尺寸確定毛坯加工余量 設計加工工藝

確定部分重要工序所用的工藝裝備和設備 計算部分重要工序的切削用量和基本時間 設計重要工序所用的夾具 第2章 連桿加工工藝規程 21機械加工工藝規程簡介 com工工藝規程的作用

1機械加工工藝規程是組織車間生產的主要技術文件機械加工工藝規程是車間中一切從事生產的人員都要嚴格認真貫徹執行的工藝技術文件按照它組織生產就能做到個工序科學的銜接實現優質高產和低消耗

2機械加工工藝規程是生產準備和計劃調度的主要依據有了機械加工工藝規程在產品投入生產之前就可以根據它進行一系列的準備工作如原材料和毛坯的供應機床的調整專用工藝裝備如專用夾具刀具和量具的設計制造生產作業計劃的編排勞動力的組織以及生產成本的核算等有了機械加工工藝規程就可以制所生產產品的進度計劃和相應的調度計劃使生產均衡順利的進行

3機械加工工藝規程是新建或擴建工廠車間的基本技術文件在新建或擴建工廠車間時只有根據機械加工工藝規程和生產綱領才能準確確定生產所需機床的種類和數量工廠和車間的面積機床的平面布置生產工人的工種等級數量以及個輔助部門的安排等

制定機械加工工藝規程的原始資料主要是產品圖樣生產綱領生產類型現場加工設備及生產條件等設計機械加工工藝規程的程序一般為

1分析加工零件的工藝性主要包括審查零件結構的工藝性及了解零件的各項技術要求分析產品的裝配圖和零件的工作圖熟悉該產品的用途性能及工作條件明確被加工零件在產品中的位置和作用等

2熟悉和確定毛坯 3擬定加工工藝路線 4工序設計 5 編制工藝文件

180C柴油機的該產品年產量為150臺設其備品率為10機械加工廢品率為1現制定該活塞的機械加工工藝規程

N Qn 1αβ 150 1101 166件年

連桿的年產量為166件現已知該產品屬于輕型機械根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表11-2生產類型與生產綱領的關系可確定其生產類型為中批生產

零件圖樣的視圖正確完整尺寸公差及技術要求齊全 24選擇毛坯

連桿在工作中承受多向交變載荷的作用要求具有很高的強度因此連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼如45鋼55鋼40Cr40CrMnB等近年來也有采用球墨鑄鐵的粉末冶金零件的尺寸精度高材料損耗少成本低隨著粉末冶金鍛造工藝的出現和應用使粉末冶金件的密度和強度大為提高因此采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發展前途的制造方法

連桿毛坯制造方法的選擇主要根據生產類型材料的工藝性可塑性可鍛性及零件對材料的組織性能要求零件的形狀及其外形尺寸毛坯車間現有生產條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法根據生產綱領為大量生產連桿多用模鍛制造毛坯連桿模鍛形式有兩種一種是體和蓋分開鍛造另一種是將體和蓋鍛成體整體鍛造的毛坯需要在以后的機械加工過程中將其切開為保證切開后粗鏜孔余量的均勻最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形相對于分體鍛造而言整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少鍛造工時少模具少等優點故用得越來越多成為連桿毛坯的一種主要形式總之毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低性能提高

目前我國有些生產連桿的工廠采用了連桿輥鍛工藝圖1-2為連桿輥鍛示意圖．毛坯加熱后通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽毛壞產生塑性變形從而得到所需要的形狀用輥鍛法生產的連桿鍛件在表面質量內部金屬組織金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平并且設備簡單勞動條件好生產率較高便于實現機械化自動化適于在大批大量生產中應用輥鍛需經多次逐漸成形

圖連桿輥鍛示意圖

圖給出了連桿的鍛造工藝過程將棒料在爐中加熱至1140～1200C0先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見圖鍛好后的連桿毛坯需經調質處理使之得到細致均勻的回火索氏體組織以改善性能減少毛坯內應力為了提高毛坯精度連桿的毛坯尚需進行熱校正

連桿必須經過外觀缺陷內部探傷毛坯尺寸及質量等的全面檢查方能進入機械加工生產線

輥鍛制坯

在連桿機械加工工藝過程中大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面這是由于端面的面積大定位比較穩定用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距這樣就使各工序中的定位基準統一起來減少了定位誤差具體的辦法是如圖15所示在安裝工件時注意將成套編號標記的一面不

圖連桿的定位方向

與夾具的定位元件接觸在設計夾具時亦作相應的考慮在精鏜小頭孔及精鏜小頭襯套孔時也用小頭孔及襯套孔作為基面這時將定位銷做成活動的稱假銷當連桿用小頭孔及襯套孔定位夾緊后再從小頭孔中抽出假銷進行加工 為了不斷改善基面的精度基面的加工與主要表面的加工要適當配合即在粗加工大小頭孔前粗磨端面在精鏜大小頭孔前精磨端面

由于用小頭孔和大頭孔外側面作基面所以這些表面的加工安排得比較早在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔擴孔和鉸孔這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證有時會影響到后續工序的加工精度

在第一道工序中工件的各個表面都是毛坯表面定位和夾緊的條件都較差而加工余量和切削力都較大如果再遇上工件本身的剛性差則對加

工精度會有很大影響因此第一道工序的定位和夾緊方法的選擇對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響連桿的加工就是如此在連桿加工工藝路線中在精加工主要表面開始前先粗銑兩個端面其中粗磨端面又是以毛坯端面定位因此粗銑就是關鍵工序在粗銑中工件如何定位呢一個方法是以毛坯端面定位在側面和端部夾緊粗銑一個端面后翻身以銑好的面定位銑另一個毛坯面但是由于毛坯面不平整連桿的剛性差定位夾緊時工件可能變形粗銑后端面似乎平整了一放松工件又恢復變形影響后續工序的定位精度另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小同時可以銑工件的端面使一部分切削力互相抵消易于得到平面度較好的平面同時由于是以對稱面定位毛坯在加工后的外形偏差也比較小

com段的劃分與工序順序的安排

連桿的主要加工部位是大小頭端面大小頭孔次要加工部位是各種螺紋孔及倒角除機械加工外還有調質處理劃螺紋孔線探傷等另外在機械加工過程后還安排了鉗工倒角去毛刺并對連桿進行噴丸處理為連桿的組裝做好準備

加工階段的劃分 連桿機械加工工藝過程

連桿的機械加工工藝過程大致可以分為加工基準面粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔調質處理半精鉆銑大小頭平面及大小頭孔分離連桿和連桿蓋精銑基準面并進行磨削鉆鉸锪各種孔精鉆銑大小頭平面及小頭孔和大頭軸瓦研磨重要孔的支撐面鉗工倒角去毛刺探傷后鉗工清洗組裝

連桿的大小頭平面及大小頭孔的技術要求都很嚴格所以對于這些端面安排了粗銑半精銑精車銑對于180C柴油機連桿進行粗加工時以大小頭兩端面作為精基準所以先粗加工大小頭端面然后再加工其他各主要表面各種孔的加工集中在連桿與連桿蓋連接處所以將各種孔加工完之后再精銑大小頭端面以保證重要加工表面不被破壞或劃傷

連桿蓋機械加工工藝過程

連桿蓋的機械加工工藝過程大致可以分為半精銑對接面劃孔線車孔精銑對接面鉆鉸各孔磨螺釘面修正圓角鉗工組裝劃瓦槽銑瓦槽鉗工組裝

對于連桿蓋進行粗加工時以連桿蓋一側的一端面作為粗基準然后以對接端面作為精基準加工其他的重要表面

二工序安排

在連桿加工中有兩個主要因素影響加工精度

1連桿本身的剛度比較低在外力切削力夾緊力的作用下容易變形

2連桿是模鍛件孔的加工余量大切削時將產生較大的殘余內應力并引起內應力重新分布

因此在安排工藝進程時就要把各主要表面的粗精加工工序分開即把粗加工安排在前半精加工安排在中間精加工安排在后面這是由于粗加工工序的切削余量大因此切削力夾緊力必然大加工后容易產生變形粗精加工分開后粗加工產生的變形可以在半精加工中修正半精加工中產生的變形可以在精加工中修正這樣逐步減少加工余量切削力及內應力的作用逐步修正加工后的變形就能最后達到零件的技術條件

各主要表面的工序安排如下 1兩端面粗銑精銑粗磨精磨

2小頭孔鉆孔擴孔鉸孔精鏜壓入襯套后再精鏜 3大頭孔擴孔粗鏜半精鏜精鏜金剛鏜珩磨

一些次要表面的加工則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面 制定工藝路線即工序設計其主要內容包括機床與工藝裝備的選擇加工余量的確定工序尺寸的確定切削用量的確定時間定額的確定等在此先確定工藝路線再在后面詳細論述機床與工藝裝備的選擇加工余量的確定工序尺寸的確定切削用量的確定時間定額的確定等內容

制定柴油機加工工藝路線的出發點應當是使其能夠合理保證氣缸蓋的幾何形狀尺寸精度及位置精度等技術要求在小批量生產的生產綱領下可以考慮廣泛采用技術水平較高的數控機床及加工中心并盡量使工序集中來提高生產率除此之外還應當綜合考慮零件特點和技術要求工藝設備與裝備的具體使用條件及經濟因素等可初步確定其加工工藝路線為

制定180C柴油機連桿工藝路線的出發點應當使連桿的幾何形狀尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證在中批生產的生產條件下可以考慮采用通用夾具和部分專用夾具等并盡量使工序集中來提高生產率除此之外還應當考慮經濟因素以降低生產成本 因此經過綜合考慮最終確定180C柴油機連桿加工工藝過程如下表2-1連桿蓋的加工工藝過程如下表2-2 表2-1 180C柴油機連桿加工工藝過程 序號 工序名稱 定位基準

面

面 銑一步大平面及小平面 大小頭平銑二步小頭平面

大小頭平2 銑二步大平面 大小頭平面鉆小頭孔66

大小頭平面 銑小頭孔至695上偏差01 大銑另一側面188±

9小頭平面銑工藝面94±01 大小頭孔

01 基面和一側面粗鏜大頭孔134 基面和一側面以及小頭孔 銑工字型副板

銑落刀槽14兩側 基面和一側面精銑外形 基面和一側面精銑蓋頂面及螺釘面 鋸開 精銑一14 半精銑對接面鉆擴鉸各孔攻絲

步大平面 基面和一側面精銑另一大平面及小平面 基面和一側面半精鏜大小孔 基面和銑R25R5818 精銑另一小頭平面 基面和一側面

一側面以及大小頭孔 基面和一側面 銑兩面肋 基面和一側面 銑R75 基面和一側面 車1795下偏差-02車185 側面 24 車大端156165及148 25 磨兩平面 基面和一銑瓦槽 基

3026 精鏜大小頭孔 基面和一側面以及大小頭孔 鉆2-6油孔

面和一側面以及小頭孔 銑小孔倒角 銑7°斜

配重

鋼質鍛模件的機械加工余量按JB3835-85確定根據估算的鍛件質量加工精度及鍛件形狀復雜系數由《機械制造工藝簡明手冊》表22-25可查得除孔以外各內外表面的加工余量孔的加工余量由《機械制造工藝簡明手冊》表22-24查得表中余量值為單面余量

1鍛件質量 根據零件成品質量估算鍛件質量為1352kg 2加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 3機械加工余量 用查表法確定機械加工余量 根據《機械加工工藝手冊》第一卷 表3225 表3226 表3227平面加工的工序余量mm 平面加工的工序余量mm 單面加工方法 單面余量 經濟精度 工序尺寸 表面粗糙度

125

粗銑 IT12 69

125

精銑

毛

坯

06 IT10 678 32 08 粗磨 03 IT8 672 16

精磨 01 IT7 67 則連桿兩端面總的加工余量為

A總

A粗銑A精銑A粗磨A精磨2 150603012 mm 2連桿鑄造出來的總的厚度為H 67 72mm 一確定毛坯尺寸公差

連桿的鍛件質量1352kg形狀復雜系數S242CrMoA中合金元素含量大于30按《機械制造工藝設計簡明手冊》表22-11鍛件的材質系數為M2采取平直分模線鍛件為精密精度等級則毛坯的公差可從《機械制造工藝設計簡明手冊》表22-1422-17查得

連桿毛坯的尺寸公差如表2-2毛坯的同軸度誤差允許值為12mm殘留飛邊為12mm 毛坯圖表2-連桿鍛件尺寸公差mm 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 偏差

Φ137 15 Φ134 1795 425

188

Φ77

Φ66 70 1 72

1 65

com分重要工序介紹

一連桿兩端面的加工

采用粗銑精銑粗磨精磨四道工序并將精磨工序安排在精加工大小頭孔之前以便改善基面的平面度提高孔的加工精度粗磨在轉盤磨床上使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削這種方法的生產率較高精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削這種辦法的生產率低一些但精度較高

連桿大小頭孔的加工

連桿大小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序它的加工精度對連桿質量有較大的影響

小頭孔是定位基面在用作定位基面之前它經過了鉆擴鉸三道工序鉆時以小頭孔外形定位這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小

小頭孔在鉆擴鉸后在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜達到IT6級公差等級然后壓入襯套再以襯套內孔定位精鏜大頭孔由于襯套的內孔與外圓存在同軸度誤差這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差

大頭孔經過擴粗鏜半精鏜精鏜金剛鏜和珩磨達到IT6級公差等級表面粗糙度Ra 為04μm大頭孔的加工方法是在銑開工序后將連桿與連桿體組合在一起然后進行精鏜大頭孔的工序這樣在銑開以后可能產生的變形可以在最后精鏜工序中得到修正以保證孔的形狀精度 連桿螺栓孔的加工

連桿的螺栓孔經過鉆擴鉸工序加工時以大頭端面小頭孔及大頭一側面定位 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內在擴和鉸兩個工步中用上下雙導向套導向從而達到所需要的技術要求

粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法這樣銑夾具沒有活動部分能保證承受較大的銑削力精銑時為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直使用兩工位夾具連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后夾具上的定位板帶著工件旋轉1800 銑另一個螺栓孔的兩端面這樣螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證

連桿體與連桿蓋的銑開工序

剖分面亦稱結合面的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規定的公差003mm 并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度除夾具本身要保證精度外鋸片的安裝精度的影響也很大如果鋸片的端面圓跳動不超過002 mm則銑開的剖分面能達到圖紙的要求否則可能超差但剖分面本身的平面度粗糙度對連桿蓋連桿體裝配后的結合強度有較大的影響因此在剖分面銑開以后再經過磨削加工

大頭側面的加工

以基面及小頭孔定位它用一個圓銷小頭孔裝夾工件銑兩側面至尺寸保證對稱此對稱平面為工藝用基準面

確定工序尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序往前推算最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注當無基準轉換時同一表面多次加工的工序尺寸與工序或工步的加工余量有關當基準不重合時工序尺寸應用工序尺寸鏈解算 確定各主要面的工序尺寸

圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關前面根據有關資料已經查出本零件各圓柱面的總加工余量毛坯余量應將總加工余量分為各工序加工余量然后由后往前計算工序尺寸中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟加工精度確定

根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表229 表234 1大頭孔各工序尺寸及其公差鑄造出來的大頭孔為55 mm 工序名稱 工序基 本余量 工序經濟

精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度

1375 16 半精鏜 1

137 16 134 134 125

精鏜

04

1375136

二次粗鏜 2 擴孔 136 63 一次粗鏜 2 132 132 2小頭孔各工序尺寸及其公差

根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表229表230 工序

名稱 工序基本余量 工序經濟 精度 工序

尺寸 最小極限尺寸 表面 粗糙度

精鏜

02

Φ7749 Φ7749 16

半精鏜 02

Φ7729Φ7729 64

Φ68 二次粗鏜 9 Φ68

125

Φ771 Φ771 125 一次粗鏜 鍛至Φ68 1銑連桿大小頭平面 選用X52K機床

根據《機械制造工藝設計手冊》表2481選取數據

銑刀直徑D 100 mm 切削速度Vf 247 ms 切削寬度 ae 80 mm 銑刀齒數Z 6 切削深度ap 3 mm 則主軸轉速n 1000vD 475 rmin 根據表3131 按機床選取n 500 min 則實際切削速度V Dn1000360 267 ms 銑削工時為按表2510 L 3 mm L1 15 50 mm L2 3 mm 基本時間tj Lfm z 32003 500301836 038 min 按表2546 輔助時間ta 043045 018 min 粗磨大小頭平面 選用M7350磨床

根據《機械制造工藝設計手冊》表24170選取數據 砂輪直徑D 40 mm 磨削速度V 033 ms 切削深度ap 03 mm fr0 0033 mmr Z 8 則主軸轉速n 1000vD 1588 rmin 根據表3148 按機床選取n 100 rmin 則實際磨削速度V Dn1000360 020 ms 磨削工時為按表2511 基本時間tj zbknfr0z 0331 1003003338 001 min 按表3140 輔助時間ta 021 min 銑大頭兩側面

選用銑床X62W 根據《機械制造工藝設計手冊》表2477 88 選取數據

銑刀直徑D 50 mm 切削速度V 064 ms 銑刀齒數Z 3 切削深度ap 4 mm af 010 mmr 則主軸轉速n 1000vD 611 rmin 根據表3174 按機床選取n 750 rmin 則實際切削速度V Dn1000360 078 ms 銑削工時為按表2510 L 40 mm L1 15 85 mm L2 25 mm 基本時間tj Lfmz 408525 750301033 023 min 按表2546 輔助時間ta 043045 018 min 粗鏜大頭孔 選用鏜床T68 根據《機械制造工藝設計手冊》表2466選取數據

銑刀直徑D 135m 切削速度V 016 ms 進給量f 030 mmr 切削深度ap 30 mm 則主軸轉速n 000vD 47 rmin 根據表3141 按機床選取n 800 rmin 則實際切削速度V Dn1000360 272 ms 鏜削工時為 按表253 L 38 mm L1 35 mm L2 5 mm 基本時間tj Lifn 38355 0303800 019 min 按表2567 輔助時間ta 050 min 銑開連桿體和蓋 選用銑床X62W 根據《機械制造工藝設計手冊》表2479 90 選取數據

銑刀直徑D 63 mm 切削速度V 034 ms 切削寬度ae 3 mm 銑刀齒數Z 24 切削深度ap 2 mm af 0015 mmr d 40 mm 則主軸轉速n 1000vD 103 rmin 根據表3174 按機床選取n 750 rmin 則實際切削速度V Dn1000360 247 ms 銑削工時為 按表2510 L 17 mm L1形容詞節點甲 飛機 3 節點乙 魚片 形容詞節點丙 飛機 3 節點乙 魚片 形容詞節點甲 飛機-1 節點丙 飛機 A C not_a_blind_slot 甲乙丙

圖4 步驟 圖5 盲步驟 圖6 焊盤 圖7 洞 圖8 盲孔

一種原始的功能是通過合并形成的邊界面孔的原根的功能突變的成員根本特點和成員的邊界將面臨著一個家庭的一個原始的特征[ 16 ] 原始功能中可能存在三個禮儀 一獨立 二與另一原始功能形成一個復雜的功能或 iii 與其他復雜的功能形成一個高層次復雜的功能下一水平的塑料制品的特點是復雜的功能這是所形成的相互作用的兩個原始的塑料產品功能

有四種類型的功能互動邊界臉邊界面臨 bb 段的相互作用根面臨邊界面臨經常預算的相互作用根面臨根面居民的相互作用和邊界面臨根面巴西的相互作用在BB心跳的互動這兩個功能有一個共同的邊界臉在經常預算的互動邊界面對的一

第四篇：減速器箱體加工工藝規程和工裝設計論文

畢業設計說明書

題目：減速器箱體加工工藝規程和工裝設計

專 業： 班 級： 學 號： 姓 名：

指導教師：

畢業設計（論文）任務書

一 設計內容和要求

1、按給定圖繪出零件工作圖 2張

2、選擇毛坯，繪制毛坯圖，制定毛坯技術條件 1張

3、對零件進行工藝分析，擬定工藝方案

4、合理選擇定位基準

5、填寫“機械加工工藝卡” 2張

6、編寫設計說明書：按設計作業指導書內容認真編寫。要求“立論鮮明，論證嚴密，計算準確，文理通順” 二 課題來源 老師自主命題

目錄

一 畢業設計的目的··········································1 二 零件的分析··············································1

1、零件的作用············································1

2、零件的圖樣分析········································1

3、工藝分析··············································1 三 工藝規程設計············································2

1、毛坯的確定············································2

2、基面的選擇············································2

3、制定工藝路線··········································2

4、機械加工余量工序尺寸的確定····························4

5、確定切削用量··········································5 四 鉆模設計················································9 五 設計小結················································9 六 主要參考資料············································10

一 畢業設計的目的

畢業設計是工科院校的最后一個重要教學環節。它對畢業生走上新的工作崗位能否適應技術工作需要有著直接的影響，同時也是對學生的一次綜合訓練。機械設計制造技術設計是培養機械工程類專業學生應職應崗能力的重要實踐性教學環節，它要求學生能全面綜合地運用所學的理論和實踐知識，進行零件機械加工工藝規程和工藝裝備的設計。通過本期設計，應達到以下學習目的

1.掌握編制機械加工工藝規程的方法和機械設計的基本計算；學會查閱有關手冊、資料，能夠正確應用公式和工藝參數的有關數據。2.學會擬定夾具設計方案并完成規定的工裝設計。3.培養分析和解決工藝問題的能力。

4.把所學的機械制造有關課程的知識應用于生產實際。二零件的分析 1.零件的作用

題目所給定的零件為箱體機蓋與機座。箱體零件是機器及部件的基礎件，它將機器及部件的軸，軸承和齒輪等零件按一定的相互位置關系裝配成一個整體，并按預定傳動關系協調其運動。2.零件圖樣分析 1）Ф100 0 2）Ф100 0+0.035 mm和Ф80 0

+0.030

mm軸心線的平行度公差值為0.07mm。

+0.035 mm和Ф80 0

+0.030

mm兩孔端面對基面B、A的位置度，公差為0.10mm。

3）分割面（箱蓋，箱體的結合面）的平面度公差為0.03mm.4）鑄件人工時效處理。5）零件材料HT200-400.6）箱體做煤油滲漏試驗。3.工藝分析

1）減速器箱體、箱座主要加工部分是分割面，軸承孔、通過孔和螺孔其中軸承孔要在箱蓋、箱體合箱后再進行孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩孔中心線的平行度和中心距。

2）減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行人工時效處理，以消除鑄件內應力，加工時要注意夾緊位置和夾緊力的大小，防止零件變形。3）如果磨削加工分割面不到平面度要求時，可采用箱蓋與箱體對研的手法。最終安裝使用時，一般加密封膠密封。

4）減速器箱蓋與箱體不具有互換性，所以以每裝配一套必須鉆鉸定位銷，做標記和編號。

5）減速器若批量生產可采用專鍾模或專用鍾床。以保證加工精度及提高生產效率。

6）兩孔平行度的精度主要有設備精度來保證。工件一次裝夾，主軸不移動，靠移動工作臺來保證兩孔中心距。

7）兩孔平行度檢查，可用兩根心軸分別裝入兩個軸承孔中，測量兩根心軸兩端的距離差，即可得出平行度誤差。

8）兩孔軸心線的位置度也通過兩根心軸進行測量。

9）箱蓋、箱體的平面度檢查，可將工件放在平臺上，用百分表測量。10）一般孔的位置，靠鉆模和劃線來保證。三 工藝規程設計

1.箱體零件的材料為HT20-40即是灰口鑄鐵。由于箱體零件的結構形狀比較復雜，內部常為空腔型，某些部位有“隔墻,”箱體壁薄且厚薄不均，而且零件的生產要求為小批量生產，為了提高生產效率，節約生產成本，保證加工質量，則選擇采用砂型鑄造的方式進行加工。為了消除鑄造時形成的內應力，減少變形，保證其加工精度的穩定性。毛坯鑄造后要安排人工時效處理。2.基面的選擇

箱體基準的選擇，直接關系到箱體上各個平面與平面之間，孔與平面之間，孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。在選擇基準時，首先要遵守“基準重合和基準統一“的原則，同時必須考慮生產批量的大小，生產設備，特別是夾具的選用等因素。1）粗基準的選擇

粗脊準的作用主要是決定不加工面與加工面的位置關系，以及保證加工面的余量均勻。箱體零件上一般有一個（或幾個）主要的大孔，為了保證孔的加工余量均勻，應以該毛坯孔為粗基準。箱體零件上的不加工面主要考慮內腔表面，它和加工面之間的距離尺寸有一定的要求，因為箱體中往往裝有齒輪等傳動件，它們與不加工的內壁之間的間隙較小，如果加工出的軸承端面與箱體內壁之間的距離尺寸相差太大，就有可能使齒輪安裝時與箱體內壁相碰。從這一要求出發，應選內壁為粗基準。但這將使夾具結構十分復雜，甚至不能實現。考慮到鑄造時內壁與主要軸承孔都是同一個泥心澆注的，因此實際生產中常以孔為主要粗基準限制四個自由度，而輔之以內腔或其它毛坯孔為次要基準面，以達到完全定位的目的。2）精基準的選擇

根據批量生產的減速器箱體通常以頂面和定位銷孔為基準，機蓋以下平面和兩定位銷孔為精基準，平面和兩定位銷孔這種定位方式很簡單地限制了工件六個自由度，定位穩定可靠；在一次安裝下，可以加工除定位面以外的所有五個面上的孔或平面，也可以作為從粗加工到精加工的大部分工序的定位基準，實現“基準統一；”此外，這種定位方式夾緊方便，工件的夾緊變形小；易于實現自動定位和自動夾緊，但不存在基準重合誤差。3.制訂工藝路線

整個加工過程分為兩個大的階段，先對蓋和底座分別進行加工，而后再對裝配好的整體進行加工。第一個階段主要完成平面，緊固孔和定位孔的加工，為箱體的裝合作準備，第二階段為在裝合好的箱體上加工軸承孔 及其端面。在兩個階段之間應安排鉗工工序，將蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關系，以保證軸承孔的加工精度和撤裝后的重復精度。1）箱體機蓋工藝路線方案: 工序Ⅰ 鑄造 鑄造成形

工序Ⅱ 清砂 清除澆注系統、冒口、型砂、飛邊、毛刺等

工序Ⅲ 熱處理 人工時效處理

工序Ⅳ 涂底漆 非加工面涂防銹漆

工序Ⅴ 劃線 劃分割面加工線，劃Ф100 0

+0.035

mm、Ф80 0

+0.030

mm兩個軸承

孔端面加工線，劃頂部斜面加工線（檢查孔）

工序Ⅵ 銑 以分割面為裝夾基面，按線找正，夾緊工件，銑頂部斜

面，保證尺寸5mm 工序Ⅶ 銑 以已加工的頂部斜面做定位基準，裝加工件（專用工裝），銑分割面，保證尺寸12毫米（注意周邊尺寸均勻）

工序Ⅷ 鉆 以分割面及外形定位，鉆6xФ13mm和2xФ11mm孔，锪

以6xФ30mm和2xФ24mm孔深2mm，鉆攻M10螺紋。

工序Ⅸ 鉆 以分割面定位鉆攻頂斜面上4xM6螺紋。工序Ⅹ 檢驗 檢查各部尺寸及精度。2）箱體機座工藝路線方案

工序Ⅰ 鑄造 鑄造成型。

工序Ⅱ 清砂 清除澆口、冒口、型砂、飛邊、毛刺等。

工序Ⅲ 熱處理 人工時效處理。

工序Ⅳ 涂漆 非加工面涂防銹漆。

工序Ⅴ 劃線 劃分割面加工線，劃兩個軸孔端面加工線，底面線照顧

壁厚均勻。

工序Ⅵ 銑 以分割面定位，按線找正，裝夾工件。銑底面保證高度

尺寸170mm（工藝尺寸）。

工序Ⅶ 銑 以底面定位，按線找正，裝夾工件，銑分割面保證尺寸

12mm.工序Ⅷ 銑 定位夾緊，銑兩處寬8mm，深5mm,距內壁8mm油槽。

工序Ⅸ 鉆 鉆底面6xФ17mm孔，其中兩個鉸至Ф17.5 0

锪6xФ30mm孔，深2mm。

+0.01

(工藝用)，工序Ⅹ 鉆 鉆6xФ13mm和2xФ11孔，锪6xФ30mm和2xФ24mm孔，深2mm。

工序Ⅺ 鉆 鉆攻M12測油孔，深16MM,锪Ф20mm，深1mm。

工序Ⅻ鉆 以兩個Ф17.5 0

+0.01

mm孔及在底面定位，裝夾工件，鉆M16x1.5底

孔，攻M16x1.5螺紋，锪Ф30mm平。

工序ⅩⅢ 鉗 箱體底部用煤油做滲漏試驗。

工序ⅩⅣ 檢驗 檢查各部尺寸及精度。3）箱體整體的工藝過程

工序Ⅰ 鉗 將箱蓋、箱底對準合箱。用6xM12螺栓，螺母緊固。

工序Ⅱ 鉆 鉆鉸2xФ18mm,1:50錐度銷孔，裝入錐銷。

工序Ⅲ 鉗 將箱蓋、箱體做標記、編號。

工序Ⅳ 劃線 已合箱后的分割面為基準，劃Ф100 0

兩軸承孔加工線。

工序Ⅴ 鏜 以底面定位，按線找正，裝夾工件，粗鏜Ф100 0

Ф80 0

+0.030

+0.035

+0.035

mm，Ф80 0

+0.030

mm

mm，mm兩軸承孔，留加工余量1～2mm,保證中心距

150±0.07mm,保證分割面與軸承孔的位置度公差0.1mm。

工序Ⅵ 鏜 定位夾緊，同工序Ⅴ按分割面精確對刀。精鏜兩軸承孔

至圖樣尺寸，保證中心距150±0.07mm,并倒角兩處2x45o。

工序Ⅶ 鏜 定位夾緊同工序Ⅴ，鏜軸承孔兩端面（兼顧尺寸均勻）

保證尺寸196mm。工序Ⅷ 鉆 以底面，一端面定位，找正裝夾，鉆軸承孔兩面12XM8

底孔，深20mm，攻12xM8螺紋深15，倒角0.5x45o。

工序Ⅸ 鉗 折箱，清理飛邊、邊刺。工序Ⅹ 鉗 合箱裝錐銷，緊固。工序Ⅺ 檢驗 檢查各部分尺寸及精度。工序Ⅻ 入庫。4.機械加工余量、工序尺寸的確定 1）箱蓋

①毛坯的外廓尺寸

考慮其加工外廓尺寸為428x196x140mm，表面粗糙度要求為3.2um。根據《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》表2.3-5及表2.3-6按公差等級7-9級，取9級，加工余量等級取F級）確定毛坯長：因為零件兩端為非加工面，故不留加工余量，其外廓尺寸長428mm 寬：196+2x6=208mm 高: 140+2x6=152mm ②主要平面加工的工序尺寸及加工余量

為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時工序Ⅵ的銑削深度=3mm,工序Ⅶ的銑削深度=3mm。

③加工的工序尺寸及加工余量

⑴鉆6xФ13孔

鉆孔Ф13mm·2z=13mm·=6.5mm ⑵鉆2xФ11mm孔

鉆孔：Ф10mm·2z=10mm·=5mm 擴孔：Ф11mm·2z=1mm·=0.5mm ⑶攻鉆4xM6孔

鉆孔：Ф6mm·2z=6mm·=3mm 攻孔：M6mm 2）箱底

①毛坯的外廓尺寸

考慮其加工尺寸為428x196x170mm，表面粗糙度要求為為3.2um。根據《工藝手冊表》表2.3-5及表2.3-6，按公差等級7-9級，取9級，加工余量等級取F級確定毛坯長：428mm 寬：196+2x6=208mm 高：170+2x6=182mm ②主要平面加工的工序尺寸及加工余量

為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時，工序Ⅵ的銑削深度=3mm。

③加工的工序尺寸及加工余量

⑴鉆6xФ17孔

鉆孔：Ф14mm·2z=14mm·=7mm 擴孔：Ф17mm·2z=3mm·=1.5mm ⑵鉆6xФ13孔

鉆孔：Ф13mm·2z=13mm·=6.5mm ⑶鉆2xФ11孔

鉆孔：Ф10mm·2z=10mm·=5mm 擴孔：Ф11mm·2z=1mm·=0.5mm ⑷攻鉆M12孔

鉆孔：Ф12mm·2z=12mm·=6mm 攻孔：M12mm ⑸攻鉆M16孔

鉆孔：Ф16mm·2z=16mm·=8mm 攻孔：M16mm 3）箱體

①主要平面加工的工序尺寸及加工余量

為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時，工序Ⅴ的鏜削深度=2.6mm,工序Ⅵ的鏜削深度=0.4mm，工序Ⅶ的鏜削深度=2.6mm留0.8精鏜余量，連續完成。

②加工的工序尺寸及加工余量

攻鉆：24XM8孔

鉆孔：Ф8mm·2z=8mm·=4mm 攻孔：M16mm 5.確定切削用量 1）箱蓋

⑴工序Ⅵ銑頂部余面 ①加工條件：

工件材料：灰鑄鐵

加工要求：粗精銑箱蓋，頂部斜面，保證尺寸5mm 機床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=225mm 齒數z=20.量具：卡板 ②計算銑削用量

已知被加工長度為100mm，最大加工余量為=6mm，分兩次銑削，切削深度=3mm,確定進給量f.根據《工藝手冊》表2.4-75確定=0.2mm/min.切削速度：參考有關手冊確定v=0.45m/s,即27m/min.=1000x27/3.14x225=38r/min 根據表2.4-86，取=37.5r/min,故實際切削速度為： V=/1000=26.5m/min ⑵工序Ⅶ

①加工條件：

工作材料：灰鑄鐵

加工要求：粗精銑分割面，保證尺寸12mm 機床：臥式銑床 X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀ｄun=225mm，齒數Z=20。

量具：卡尺 ②計算銑削用量

已知毛坯被加工長度為428mm，最大加工余量Emax=6mm。留精銑余量0.8mm。分兩次銑削，切削深度ａp=2.6mm。

確定進給量ｆ：根據《工藝手冊》表2.4-75確定ｆz=0.2mm/Z 切削速度：參考有關手冊確定V=0.45m/s。即27m/min Ｎs=1000v/πdw=1000×27/（3.14×225）=38r/min 根據表2.4-86取Nw=37.5r/min 故實際切削速度為V=πdwｎw/1000=26.5m/min ⑶工序Ⅷ

①鉆6×φ13mm孔

工作材料：灰鑄鐵

加工要求：鉆6個直徑為13mm的孔

機床：立式機床2535 刀具：采用φ13的麻花鉆頭走刀一次； f=0.25mm/r（《工藝手冊》表2.4-

38、3.1-36）r=0.44m/s=26.4m/min（《工藝手冊》表2.4-41）

Ｎs=1000r/πdw=336r/min 按機床先取Nw=400r/min（《工藝手冊》表3.1-36）

所以實際切削速度V=πdwNw/1000=3.14×225×400/1000=31.42m/min ②鉆2×φ11mm孔

工作材料：灰鑄鐵 加工要求：鉆2個直徑為11mm的孔

機床：立式鉆床2535 刀具：采用φ10mm的麻花鉆鉆頭走刀一次，擴孔鉆φ11mm一次

Φ10mm的麻花鉆：

f=0.2mm/r（《工藝手冊》表2.4-38）

v=0.53m/s=31.8m/min（《工藝手冊》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=405r/min 按機床選取Nw=400r/min（《工藝手冊》表3.1-36）

所以實際切削速度v=πdwNw/1000=31.42m/min ⑷工序Ⅸ

攻鉆4×M6孔

鉆φ6孔：f=0.15mm/r（《工藝手冊》表2.4-

38、表3.1-36）v=0.61m/s=36.6m/min（《工藝手冊》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=466r/min 按機床選取Nw=400r/min（《工藝手冊》表3.1-36）

所以實際切削速度V=πdwNw/1000=31.42m/min 攻鉆4×M6mm孔

V=0.1m/s=6m/min Ns=238r/min 按機床選取Nw=195r/min 則實際切削速度V=4.9m/min。2）箱底

⑴工序Ⅵ 粗銑底面

由于加工條件與加工箱蓋工序Ⅶ相同，所以計算過程也相同，在此不再陳述。

⑵工序Ⅶ 粗精銑分割面 同上

⑶工序9 鉆6×φ17孔

工作材料：灰鑄鐵

工作要求：鉆6個直徑為17mm孔

機床：立式鉆床2535 刀具：采用φ14mm的麻花鉆頭走刀一次，擴孔鉆φ17mm走刀一次。

Φ14mm的麻花鉆：

f= 0.3mm/s（《工藝手冊》表2.4-38）

V=0.52m/s=31.2m/min（《工藝手冊》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=397r/min 按機床選取Nw=400r/min|（《工藝手冊》表3.1-36）

所以實際切削速度v=πdwNw/1000=31.42m/min ⑷工序Ⅹ

①鉆6×φ13孔 ②鉆2×φ11孔

由于加工條件與加工箱蓋工序Ⅷ（①②）相同，所以計算過程在此不再陳述。

⑸工序Ⅺ 攻鉆M12mm、深16mm孔

機床：立式鉆床2535 刀具：φ12mm的麻花鉆 M12絲錐

鉆φ12mm的孔；

f=0.25mm/r（《工藝手冊》表2.4-38表3.1-36）v=0.51m/s=30m/min（《工藝手冊》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=402r/min 按機床選取Nw=400r/min（《工藝手冊》表3.1-36）

所以實際切削速度v=πdwNw/1000=31.42m/min 攻鉆M12mm孔

V=0.1m/s=6m/min Ns=238r/min 按機床選取Nw=195r/min 則實際切削速度v=4.9m/min ⑹工序Ⅻ 攻鉆M16×1.5mm孔

機床：立式鉆床2535 刀具：φ16mm的麻花鉆 M16絲錐

鉆φ16mm的孔

f=0.32mm/r（《工藝手冊》表2.4-

38、表3.1-36）v=0.57m/s=34.2m/min（《工藝手冊》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=435r/min 按機床選取Nw=400r/min（《工藝手冊》表3.1-36）

所以實際切削速度v=πdwNw/1000= 31.42m/min 攻M16mm孔

v=0.1m/s=6m/min Ns=238r/min 按機床選取Nw=195r/min 則實際切削速度v=4.9m/min 3）箱體

⑴工序Ⅱ 鉆鉸兩個直徑為8mm的孔

①鉆孔工步

機床：立式鉆床2535 刀具：采用φ6mm的麻花鉆頭走刀一次 f=0.11m/r（《工藝手冊》表2.4-38）

v=0.76m/s=45.6m/min（《工藝手冊》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=580r/min 按機床選取Nw=530r/min（《工藝手冊》表3.1-36）所以實際切削速度v=πdwNw/1000=41.6m/min ②粗鉸工步

機床：立式鉆床2535 刀具：采用φ6-φ8mm的鉸刀走刀一次 f=0.4mm/r（《工藝手冊》表2.4-38）

v=0.36m/s=21.6m/min（《工藝手冊》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=275r/min 按機床選取Nw=275r/min（《工藝手冊》表3.1-36）

所以實際切削速度v=πdwNw/1000=21.6m/min ⑵工序Ⅴ

粗鏜

①加工條件

工件材料：灰鑄鐵

加工要求：粗鏜φ100、φ80軸承孔，留加工余量0.3mm加工11.4mm 機床：768鏜床

刀具：YT30鏜刀

量具：塞規

②計算鏜削用量

粗鏜孔至φ99.4mm、φ79.4mm。單力余量z=0.3mm，切削深度ａp=5.7mm走刀長度為L=196mm 確定進給量f：根據《工藝手冊》表2.4-60確定ｆz=0.37mm/z 切削速度：參考有關手冊確定v=200mm/min Ns=1000v/πdw=1000×200/（3.14×260）=368r/min 根據表3.1-41取Nw=380r/min ⑶工序Ⅵ 精鏜

①加工條件

加工要求：精鏜φ100、φ80軸承孔加工0.3mm 機床：T68鏜床

刀具：YT30鏜刀

②計算鏜削用量

精鏜孔至φ100，φ80切削深度ａp=0.3mm，走刀長度為L=196mm 確定進給量f：根據《工藝手冊》表2.4-60確定ｆz=0.17mm/z 切削速度：參考有關手冊確定v=300mm/min Ns=1000v/πdw=1000×300/（3.14×260）=868r/min 根據表3.1-41取Nw=800r/min ⑷工序7 鉆24×M8mm孔

①加工條件

加工要求：鉆φ8底孔深20mm，攻M8螺紋深15mm 機床：立式銑床2535 刀具：φ8mm的麻花鉆 M8絲錐 ②計算鉆削用量

鉆φ8mm的孔確定進給量f根據《切削用量手冊》表2-7，do=8mm時f=（0.2～0.32）m/r。由于本零件在加工φ8孔時屬于低鋼度零件，故進給量應乘系數0.75.則f=（0.2～0.32）×0.75=（0.15～0.24）mm/r 切削速度：根據《工藝手冊》表3-42 v===2.21 查得切削速度v=20m/min.所以=100v/dw==796r/min 按機床選取=750v/min 所以實際切削速度v=/1000=18.84m/min 攻M8mm孔 V==0.1m/s=6m/min =1000v/=205r/min 按機床選取=180r/min 所以實際切削速度v=πdwNw/1000==4.5m/min 四 鉆模設計

為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。需要設計專用夾具。但因為產量少，只有50件。經與指導老師協商，可用鉆模。鉆模是搖臂鉆、臺鉆等鉆孔設備在生產批量（50件可用）產品時的必備夾具，又稱靠模，北方人稱“鉆胚”是靠在零件鉆孔面上進行鉆孔的工具，讓被鉆零件的孔位置達到圖紙要求，以滿足產品的裝配需要，“模”屬于模具，就是要求其模具與被鉆零件的孔位置統一。因此每個零件則需要一個模具。減速器的鉆模可用蓋板式，這樣可以節省費用，經與老師協商，本零件要求精度不高。所以只有3個鉆模即可，即分割面和兩個軸承孔。這樣就減少了困難度。使設計更加容易的完成。

經過討論和協商做出了如圖所示樣板，這樣的樣板既方便找正，又方便操作，使工作更容易。如前所述，這樣設計的鉆模提高了勞動生產率，又保證了生產成本，做工作更得于進行。

對于其他夾具則可用常用夾具，也能保證精度，故不做設計。五 設計小結

畢業設計是我們在學習階段的最后一個重要環節，要求我們能綜合運用大學三年所學的專業知識和理論知識，結合實際，獨立解決本專業一般問題樹立為生產服務，扎實肯干，一絲不茍的工作作風，為將來在機械方面工作打下良好的基礎。為了綜合訓練我們的綜合設計能力，進一步培養和提高科學的思維方式和正確的設計思想以及發現，分析，解決解決實際問題的能力，在老師的指導下解決一定的工程問題，完成專科教育中非常重要的實踐教學環節。我的畢業設計課題是前機體的機械加工工藝以及鉆模的設計，對其加工過程的工藝，工裝夾具進行設計。本次設計是要求解決實際的非虛擬的機械工程問題，前提要求是我們掌握相當的專業知識，而通過本次設計提高自己綜合運用所掌握知識，查閱相關設力，熟悉相關的國家標準和國際標準，進一步熟練手工繪圖和操作繪圖軟件繪制工程圖，鍛煉我們獨立解決一定的實際工程問題的能力，使我們的設計更具實用性。本次設計還能讓我們更多的接觸社會，了解社會的發展態勢和國內外的現狀，作 崗位作一個鋪墊，增加自己的就業信心，明確今后的發展方向。由于本人的能力有限，在設計過程中會有很多不足之處，望各位老師給與批評和指教。我將努見。我基本上完成了前機體機械加工工藝以及夾具設計。在這整個設計的過程中我遇到了許多的問題，但是通過查找資料、和同組的同學一起探討、請教指導老師來解決了這些問題。從這次設計當中我不但把以前學習到的知識運用上來了，還學習了一些我們以前沒有學到的，可以說是即學即用。這對于即將走上工作崗位的我來說是一個很好的鍛煉，因為參加工作之后還有很多的東西要學，我們就應該具有這種即學即用的能力。總的來說，通過畢業設計，我學到了很多知識，也深刻體會到畢業設計這一課在整個大學學習當中的重要性

六 主要參考資料

1、機械零件設計手冊

2、機械加工工藝手冊

3、金屬切割手冊

4、夾具設計手冊

第五篇：箱體類零件畢業設計參考

河南機電高等專科學校

論文題目：

畢業設計說明書 變速箱箱體機械加工工藝規程及工裝設計系部： 機 械 工 程 系專業： 機械制造與自動化班級：機 制 083學生姓名：蔣培培學號：080114207指導教師：陳芳2011年5月10日