第一篇：減速器箱體蓋加工工藝及夾具設計小批量生產

機械設計說明書

《機械制造工程原理》

課程設計說明書 設計題目: 減速器箱體蓋設計加工工藝及夾具設計

設 計 者

學

號

指導教師

汪洪峰

信息工程學院 2013 年月日

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摘 要

初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成了一項工程基本訓練。運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決減速器箱體蓋零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規程等問題的方法。對減速器箱體蓋零件工序進行了夾具設計，學會了工藝裝備設計的一般方法，提高了結構設計的能力。

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前 言

《機械制造工程原理課程設計》是我們學習完大學階段的機械類基礎和技術基礎課以及專業課程之后的一個綜合課程，它是將設計和制造知識有機的結合，并融合現階段機械制造業的實際生產情況和較先進成熟的制造技術的應用，而進行的一次理論聯系實際的訓練，通過本課程的訓練，將有助于我們對所學知識的理解，并為后續的課程學習以及今后的工作打下一定的基礎。

對于我本人來說，希望能通過本次課程設計的學習，學會將所學理論知識和工藝課程實習所得的實踐知識結合起來，并應用于解決實際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實際生產工藝，而將有利于加工質量和勞動生產率提高的新技術和新工藝應用到機器零件的制造中，為改善我國的機器制造業相對落后的局面探索可能的途徑。

由于所學知識和實踐的時間以及深度有限，本設計中會有許多不足，希望各位老師能給予指正。

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目 錄

摘 要..............................................................2 第一章: 概 述......................................................5 第二章：零件工藝的分析..............................................6 2.1 零件的工藝分析.........................................6 2.2

確定毛坯的制造形式.........................................6 2.3 箱體零件的結構工藝性........................................6 第三章：擬定箱體加工的工藝路線......................................7 3.1 定位基準的選擇...........................................7 3.2 加工路線的擬定.........................................7 第四章：機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定......................8 4.1．毛坯的外廓尺寸.............................................8 4.2．加工的工序尺寸及加工余量...................................8 第五章： 確定切削用量及基本工時....................................9 5.1.粗銑上窺視孔面.............................................9 5.2.粗銑結合面................................................10 5.3.磨分割面..................................................11 5.4.鉆孔......................................................12 第六章：專用夾具的設計 6．1 粗銑下平面夾具............................................14 6.2 粗銑前后端面夾具設計......................................15 參考文獻...........................................................18 結 論...........................................................19

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第一章: 概 述

箱體零件是機器或部件的基礎零件,它把有關零件聯結成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協調地工作.因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質量,進而影響機器的使用性能和壽命.因而箱體一般具有較高的技術要求.由于機器的結構特點和箱體在機器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結構型式,其共同特點是:結構形狀復雜,箱壁薄而不均勻,內部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發動機上的箱體等).在單件小批生產中,為了縮短生產周期有時也采用焊接毛坯.毛坯的鑄造方法,取決于生產類型和毛坯尺寸.在單件小批生產中,多采用木模手工造型;在大批量生產中廣泛采用金屬模機器造型,毛坯的精度較高.箱體上大于30—50mm的孔,一般都鑄造出頂孔,以減少加工余量.機械設計說明書

第二章：零件工藝的分析

2.1 零件的工藝分析

2.1.1 要加工孔的孔軸配合度為H7，2.1.2 表面粗糙度為Ra小于1.6um,圓度為0.0175mm,垂直度為0.08mm,同2.1.3 軸度為0.02mm。其它孔的表面粗糙度為Ra小于12.5um,錐銷孔的表面粗糙度為Ra小于1.6um。

2.1.3 蓋體上平面表面粗糙度為Ra小于12.5um,端面表面粗糙度為Ra小于3.2um，2.1.4 機蓋機體的結合面的表面粗糙度為Ra小于3.2um，2.1.5 結合處的縫隙不2.1.6 大于0.05mm，機體的端面表面粗糙度為Ra小于12.5um。

2.2 確定毛坯的制造形式

由于鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號選用HT20-40，由于零件年生產量2萬臺，已達到大批生產的水平，通常采用金屬摸機器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當減少。

2.3 箱體零件的結構工藝性

箱體的結構形狀比較復雜，加工的表面多，要求高，機械加工的工作量大，結構工藝性有以下幾方面值得注意：

2.3.1 本箱體加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中通孔加工工藝性最好，階梯孔相對較差。

2.3.2 箱體的內端面加工比較困難,結構上應盡可能使內端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑，當內端面的尺寸過大時，還需采用專用徑向進給裝置。2.3.3 為了減少加工中的換刀次數,箱體上的緊固孔的尺寸規格應保持一致，機械設計說明書

第三章：擬定箱體加工的工藝路線

3.1 定位基準的選擇

定位基準有粗基準和精基準只分，通常先確定精基準，然后確定粗基準。3.1.1

精基準的選擇

根據大批大量生產的減速器箱體通常以頂面和兩定位銷孔為精基準，機蓋以下平面和兩定位銷孔為精基準，平面為330X20mm，兩定位銷孔以直徑6mm,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，且不存在基準不重合誤差。3.1.2基準的選擇

加工的第一個平面是蓋或低坐的對和面，由于分離式箱體軸承孔的毛坯孔分布在蓋和底座兩個不同部分上很不規則，因而在加工蓋回底座的對和面時，無法以軸承孔的毛坯面作粗基準，而采用凸緣的不加工面為粗基準。故蓋和機座都以凸緣A面為粗基準。這樣可以保證對合面加工后凸緣的厚薄較為均勻，減少箱體裝合時對合面的變形。

3.2 加工路線的擬定

分離式箱體工藝路線與整體式箱體工藝路線的主要區別在于：

整個加工過程分為兩個大的階段，先對蓋和低座分別進行加工，而后再對裝配好的整體箱體進行加工。第一階段主要完成平面，緊固孔和定位空的加工，為箱體的裝合做準備；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。

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第四章：機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定

根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：

4.1．毛坯的外廓尺寸

見圖紙《箱體零件毛坯圖》 考慮其加工外廓尺寸為485×176×155mm，表面粗糙度要求RZ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7級，加工余量等級取F級確定，毛坯長：485+2×3.5=492mm

寬：176+2×3=182mm 高：155+2×2.5=160mm

4.2．加工的工序尺寸及加工余量

① 鉆4-Φ6mm孔

鉆孔：Φ5mm，2Z=5 mm，ap=2.5mm 擴孔：Φ6mm，2Z=1mm，ap=0.5mm ② 鉆6-Φ10mm孔

鉆孔：Φ10mm，2Z=10 mm，ap=5mm ③ 攻鉆M10mm孔

鉆孔：Φ10mm，2Z=10 mm，ap=5mm 攻孔：M10mm

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第五章： 確定切削用量及基本工時

5.1.粗銑上窺視孔面

⑴ 加工條件： 工件材料：灰鑄鐵

加工要求：粗銑箱蓋上頂面，保證頂面尺寸3 mm 機床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數Z=20 量具：卡板

⑵ 計算銑削用量

已知毛坯被加工長度為125 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm,可一次銑削，切削深度ap=2.5mm 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 根據表2.4—86,取nw=37.5r/min, 故實際切削速度為：

V=πdwnw /1000=26.5(m/min)當nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：

fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)(5-2)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為

l+l1+l2=125+3+2=130mm 故機動工時為：

tm =130÷150=0.866min=52s 輔助時間為：

tf=0.15tm=0.15×52=7.8s 其他時間計算：

6%×（tb+tx)=6%×(52+7.8)=3.58s 故工序5的單件時間：

tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=63.4s 9

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5.2.粗銑結合面

⑴ 加工條件： 工件材料：灰鑄鐵

加工要求：精銑箱結合面，保證頂面尺寸3 mm 機床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數Z=20 量具：卡板

⑵ 計算銑削用量

已知毛坯被加工長度為330 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削，切削深度ap=2.45mm 確定進給量f：根據《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《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 根據表2.4—86,取nw=37.5r/min;由公式（5-1）得 故實際切削速度為：

V=πdwnw /1000=26.5(m/min)當nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：

fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為

l+l1+l2=330+3+2=335mm 故機動工時為：

tm =335÷150=2.23min=134s 輔助時間為：

tf=0.15tm=0.15×134=20.1s 其他時間計算：

tb+tx=6%×(134+20.1)=9.2s 故工序6的單件時間：

tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s 10

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5.3.磨分割面

工件材料：灰鑄鐵

加工要求：以底面及側面定位，裝夾工件，磨分割面，加工余量為0.05mm機床：平面磨床M7130 刀具：砂輪 量具：卡板 ⑴ 選擇砂輪

見《工藝手冊》表4.8—2到表4.8—8，則結果為

WA46KV6P350×40×127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）⑵ 切削用量的選擇

砂輪轉速為N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s 軸向進給量fa =0.5B=20mm(雙行程)工件速度Vw =10m/min 徑向進給量fr =0.015mm/雙行程 ⑶ 切削工時

根據《工藝手冊》可知 式中L—加工長度，L=330mm b—加工寬度，230mm Zb——單面加工余量，Zb =0.0 5mm K—系數，1.10 V—工作臺移動速度（m/min）

fa——工作臺往返一次砂輪軸向進給量（mm）fr——工作臺往返一次砂輪徑向進給量（mm）輔助時間為：

tf=0.15tm=0.15×162=24.3s 其他時間計算：

tb+tx=6%×(162+24.3)=11.2s 故該工序的單件時間：

tdj=tm+tf+tb+tx =162+24.3+11.2=197.5s

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5.4.鉆孔

⑴ 鉆4-Φ6mm孔 工件材料：灰鑄鐵

加工要求：鉆4個直徑為6mm的孔 機床：立式鉆床Z535型

刀具：采用Φ5mm的麻花鉆頭走刀一次，擴孔鉆Φ6mm走刀一次 Φ5mm的麻花鉆：f=0.25mm/r（《工藝手冊》2.4--38)

v=0.53m/s=31.8m/min（《工藝手冊》2.4--41)ns=1000v/πdw=405(r/min)按機床選取nw=400r/min,（按《工藝手冊》3.1--36）所以實際切削速度

Φ6mm擴孔：f=0.57mm/r（《工藝手冊》2.4--52）

v=0.44m/s=26.4m/min（《工藝手冊》2.4--53）ns=1000v/πdw=336(r/min)按機床選取nw=400r/min,（按《工藝手冊》3.1--36）所以實際切削速度

由于是加工2個相同的孔，故總時間為

T=2×(t1 +t2)=2×(10.8+10.8)=86.4s 輔助時間為：

tf=0.15tm=0.15×86.4=12.96s 其他時間計算：

tb+tx=6%×(86.4+12.96)=5.96s 故單件時間：

tdj=tm+tf+tb+tx =86.4+12.96+5.96=105.3s ⑵ 鉆6-Φ10mm孔 工件材料：灰鑄鐵

加工要求：鉆6個直徑為10mm的孔 機床：立式鉆床Z535型

刀具：采用Φ10mm的麻花鉆頭走刀一次，f=0.25mm/r v=0.44m/s=26.4m/min ns =1000v/πdw=336(r/min)按機床選取nw=400r/min,（按《工藝手冊》3.1--36）所以實際切削速度

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由于是加工6個相同的孔，故總時間為

T=6×t=6×20.4=102.4 s 輔助時間為：

tf=0.15tm=0.15×81.6=12.2s 其他時間計算：

tb+tx=6%×(81.6+12.2)=5.6s 故單件時間：

tdj=tm+tf+tb+tx =81.6+12.2+5.6=99.5s ⑶ 鉆M10mm孔 工件材料：灰鑄鐵

加工要求：攻鉆4個公制螺紋M10mm的孔 機床：立式鉆床Z535型 刀具：Φ10mm的麻花鉆10絲錐 鉆M10的孔

f=0.15mm/r v=0.61m/s=36.6m/min ns=1000v/πdw=466(r/min)按機床選取nw=400r/min, 作為實際切削速度

輔助時間為：

tf=0.15tm=0.15×90=13.5s 其他時間計算：

tb+tx=6%×(90+13.5)=6.2s 故單件時間：

tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s 攻M10mm孔

v=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按機床選取nw=195r/min, 則實際切削速度

V=4.9(m/min)故機動加工時間：

l=19mm, l1 =3mm,l2 =3mm, t=(l+l1+l2)×2/nf×4=1.02(min)=61.2s 輔助時間為：

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tf=0.15tm=0.15×61.2=9.2s 其他時間計算：

tb+tx=6%×(61.2+9.2)=4.2s 故單件時間：

tdj=tm+tf+tb+tx =61.2+9.2+4.2=74.6s 故該工序的總時間：

T=105.3+99.5+109.7+74.6=389.1s

第六章：專用夾具的設計

6．1 粗銑下平面夾具

6.1.1 問題的指出

為了提高勞動生產率和降低生產成本，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。

對于機體加工工序5粗銑機體的下平面，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產成本和降低勞動強度。6.1.2 夾具設計

（1）定位基準的選擇：

由零件圖可知，機體下平面與分割面的尺寸應保證為240mm，故應以蝸輪軸承孔及分割面為定位基準。為了提高加工效率，決定采用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個面同時進行加工。同時，為了降低生產成本，此夾具采用手動夾緊。（2）定位方案和元件設計

根據工序圖及對零件的結構的分析，此夾具定位以V形塊上四個支承釘對蝸桿軸承孔與兩個支承釘及一個雙頭浮動支承釘對磨合面同時進行定位。所選用的四個支承釘尺寸為，兩個支承釘的尺寸為，浮動支承釘見夾具設計剖面圖。（3）夾緊方案和夾緊元件設計

根據零件的結構和夾緊方向，采用螺釘壓板夾緊機構，在設計時，保證： 1）緊動作準確可靠

采用球面墊圈，以保證工件高低不一而傾斜時，不使螺釘壓彎。壓板和工件的接觸面應做成弧面，以防止接觸不良或改變著力點而破壞定位。

一般采用高螺母，以求扳手擰緊可靠，六角螺母頭也不易打滑損壞。支柱的高低

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應能調節，以便適應工件受壓面高低不一時仍能正確夾緊。2）操作效率高

壓板上供螺釘穿過的孔應作成長圓孔，以便松開工件時，壓板可迅速后撤，易于裝卸。壓板下面設置彈簧，這樣壓板松開工件取走后，仍受彈力托住而不致下落。螺旋夾緊機構各元件均已標準化，其材料，熱處理要求和結構尺寸都可以查表求得。

（4）切削力及夾緊力的計算

刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數Z=20 則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz(《切削手冊》)查表得：d0=225mm,Z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06)÷225=6705N 查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故 : FL=0.8 FE =0.8×6705=5364N FV=0.6 FE=0.6×6705=4023N FX =0.53 FE=0.53×6705=3554N 當用兩把銑刀同時加工銑削水平分力時： FL/ =2FL=2×5364=10728N 在計算切削力時，必須考慮安全系數，安全系數 K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系數，2.5 K2—加工性質系數，1.1 K3—刀具鈍化系數，1.1 K2—斷續切削系數，1.1 則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×10728 =35697N 選用螺旋—板夾緊機構，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數，f=0.25 則 N=0.5×35697÷0.25=71394N（5）具設計及操作的簡要說明

在設計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機構。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應設法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）。

6.2 粗銑前后端面夾具設計

本夾具主要用來粗銑減速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑前后端面時，前后端面有尺寸要求，前后端面與工藝孔軸線分別有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求Rz3.2。本道工序僅是對前后端面

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進行粗加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。6.2.1 定位基準的選擇

在進行前后端面粗銑加工工序時，頂面已經精銑，兩工藝孔已經加工出。因此工件選用頂面與兩工藝孔作為定位基面。選擇頂面作為定位基面限制了工件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個和兩個自由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷。為了提高加工效率，現決定用兩把銑刀對汽車變速箱箱體的前后端面同時進行粗銑加工。同時為了縮短輔助時間準備采用氣動夾緊 6.2.2 定位元件的設計

本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設計。由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為: 所以兩工藝孔的中心距為，而兩工藝孔尺寸為。

根據《機床夾具設計手冊》削邊銷與圓柱銷的設計計算過程如下（1）、確定兩定位銷中心距尺寸 及其偏差（2）、確定圓柱銷直徑 及其公差（—基準孔最小直徑）取f7 所以圓柱銷尺寸為（3）、削邊銷的寬度b和B（由《機床夾具設計手冊》）（4）、削邊銷與基準孔的最小配合間隙

其中： —基準孔最小直徑 —圓柱銷與基準孔的配合間隙（5）、削邊銷直徑 及其公差

按定位銷一般經濟制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為。（6）、補償值

6.2.3 定位誤差分析

本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為：（1）、移動時基準位移誤差 =0.009+0.027+0.016 =0.052mm(2)、轉角誤差

6.2.4 銑削力與夾緊力計算

根據《機械加工工藝手冊》可查得：

當用兩把銑刀同時加工時銑削水平分力

銑削加工產生的水平分力應由夾緊力產生的摩擦力平衡。

即：（u=0.25）

計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數k既為實際所需夾緊力

即： 取k=3.3275 F/=3.3275Χ42054.4=139936N

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6.2.5 夾緊裝置及夾具體設計

為了提高生產效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用氣動夾緊裝置。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動壓塊從上往下移動夾緊工件。

根據所需要的夾緊力F/=139936N，來計算氣缸缸筒內徑。

氣缸活塞桿推力

其中：P—壓縮空氣單位壓力（取P=6公斤力/）

—效率（取）

Q=F/=13993.6公斤力

夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配圖3所示。

6.2.6 夾具設計及操作的簡要說明

本夾具用于減速器箱體前后端面的粗銑。夾具的定位采用一面兩銷，定位可靠，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產率。工件在夾具體上安裝好后，壓塊在氣缸活塞的推動下向下移動夾緊工件。當工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。由于本夾具用于變速箱體端面的粗加工，對其進行精度分析無太大意義。所以就略去對其的精度分析。

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參 考 文 獻

鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業出版社 2004，8 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業出版社 1984，2 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業出版社 2002，12 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 2000 黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，7 丘宣懷 主編 機械設計 北京： 高等教育出版社 1997 儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶： 重慶大學出版社 1997，12 廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京： 中國計量出版社 2000，1 10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機械工業出版社 1992，12 11，李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業出版社 1983，4 12，陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業出版社 1986，4 13，機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983，7 14，龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7 15，李益民 主編 機械制造工藝學習題集 黑龍江： 哈兒濱工業大學出版社 1984, 7 16, 周永強等 主編 設計指導北京： 中國建材工業出版社 2002,12

機械設計說明書

結 論

在本次畢業設計中，我們將設計主要分為兩大部分進行：工藝編制部分和夾具設計部分。

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，加工該工序的機車及機床的進給量，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。其中，工序機床的進給量，主軸轉速和切削速度需要計算并查手冊確定。

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，在對工件夾緊的選擇上，我用了兩種不同的夾緊方法，即：粗銑下平面用的是螺釘壓板夾緊機構，粗銑前后端面時用的是氣動夾緊機構，兩種方法在生產中都有各自的優點和不足，但都廣泛運用在生產中。然后計算銑削力以及夾緊工件需要的夾緊力，這也是該設計中的重點和難點。

通過這次畢業設計，使我對大學里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，尤其在利用手冊等方面，對今后畢業出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設計當中，指導老師劉麥榮老師在大多數時間犧牲自己的寶貴休息時間，對我們進行細心的指導，我對他們表示衷心的感謝！在這次畢業設計中，我基本完成了畢業設計的任務，達到了畢業設計的目的，但是，我知道自己的設計還有許多不足甚至錯誤，希望老師們能夠諒解，謝謝！

第二篇：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

第三篇：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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第四篇：分離式減速箱箱體機械加工工藝規程設計

分離式減速箱箱體機械加工工藝

規程設計

內容提要：本文主要是分析了箱體的結構特點，箱體零件加工工藝等內容，敘述了該箱體毛坯的加工余量與生產批量、毛坯尺寸、結構、精度和鑄造方法，主要平面的形狀精度和表面粗糙度，孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度等。

關鍵詞：箱體；主要技術要求；工藝分析。

目 錄

引 言................................................................1 第一章 箱體類零件的主要技術要求、材料和毛坯...........................2 1.1主要平面的形狀精度和表面粗糙度............................................2 1.2孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度....................................2 1.3主要孔和平面相互位置精度..................................................3 1.4箱體的材料及毛坯..........................................................3 第二章

箱體零件加工....................................................4 第三章 箱體孔系加工及常用工藝裝備......................................8 結 論................................................................10 致 謝...............................................................11

引 言

箱體要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保證，于是，箱體中主軸孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成為工藝關鍵問題。本文主要是分析了分離式減速箱的結構特點，敘述了該箱體的毛坯的加工余量與生產批量、毛坯尺寸、結構、精度和鑄造方法，主要平面的形狀精度和表面粗糙度，孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度等。

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第一章 箱體類零件的主要技術要求、材料和毛坯

箱體類零件中以機床主軸箱的精度要求最高。以某車床主軸箱，如圖2-1所示為例，箱體零件的技術要求主要可歸納如下：

圖1-1 車床主軸箱

1.1主要平面的形狀精度和表面粗糙度

箱體的主要平面是裝配基準，并且往往是加工時的定位基準，所以，應有較高的平面度和較小的表面粗糙值，否則，直接影響箱體加工時的定位精度，影響箱體與機座總裝時的接觸剛度和相互位置精度。

一般箱體主要平面的平面度在0.1-0.03mm，表面粗糙度Ra2.5-0.63um，各主要平面對裝配基準面垂直度為0.1/300。

1.2孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度

箱體上的軸承支承孔本身的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都要求較高，否則，將

第 2 頁 影響軸承與箱體孔的配合精度，使軸的回轉精度下降，也易使傳動件（如齒輪）產生振動和噪聲。一般機床主軸箱的主軸支承孔精度為IT7-IT6，表面粗糙度值為Ra2.5-0.63um。1.3主要孔和平面相互位置精度

同一軸線的孔應有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則，不僅裝配有困難，而且使軸的運轉情況惡化，溫度升高，軸承磨損加劇，齒輪嚙合精度下降，引起振動和噪聲，影響齒輪壽命。支承孔之間的孔距公差為0.12-0.05mm，平行度公差應小于孔距公差，一般在全長取0.1-0.04mm。同一軸線上孔的同軸度公差一般為0.04-0.01mm。支承孔與主要平面的平行度公差為0.1-0.05mm。主要平面間及主要平面對支承孔之間垂直度公差為0.1-0.04mm。1.4箱體的材料及毛坯

箱體材料一般選用HT200-400的各種牌號的灰鑄鐵，而最常用的為HT200。灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。在單位生產或某些簡易機床的箱體，為了縮短生產周期和降低成本，可采用鋼材焊接結構。此外，精度要求較高的坐標鏜床主軸箱則選用耐磨鑄鐵。負載大的主軸箱也可以采用鑄鋼件。

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第二章

箱體零件加工

工藝箱體類零件是機器及其部件的基礎件，它將機器及其部件中的軸、軸承、套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。因此，箱體的加工質量不僅影響其裝配精度及運動精度，而且影響到機器的工作精度、使用性能和壽命。

2.1箱體類零件功用、結構特點和技術要求(一)箱體零件的功用

箱體零件是機器及部件的基礎件，它將機器及部件中的軸、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。

(二)箱體類零件的結構特點

箱體的種類很多，其尺寸大小和結構形式隨著機器的結構和箱體在機器中功用的不同有著較大的差異。但從工藝上分析它們仍有許多共同之處。

(三)箱體類零件的技術要求

1．軸承支承孔的尺寸精度和、形狀精度、表面粗糙度要求。

2．位置精度 包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以及孔端面對孔軸線的垂直度等。

3．此外，為滿足箱體加工中的定位需要及箱體與機器總裝要求，箱體的裝配基準面與加工中的定位基準面應有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準面之間應有一定距離尺寸精度的要求。

(四)箱體類零件的材料和毛坯

箱體類零件的材料一般用灰口鑄鐵，常用的牌號有HT100～HT400。

毛坯為鑄鐵件，其鑄造方法視鑄件精度和生產批量而定。單件小批生產多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。有時也采用鋼板焊接方式。大批生產常用金屬模機器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當減小。

2.2箱體零件加工工藝分析 2.2.1工藝路線的安排

車床主軸箱要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保證，于是，箱體中主軸孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成為工藝關鍵問題。因此，在工藝路線的安排中應注意三個問題：

第 4 頁 1．工件的時效處理

對于特別精密的箱體，在粗加工和精加工工序間還應安排一次人工時效，迅速充分地消除內應力，提高精度的穩定性。

2．安排加工工藝的順序時應先面后孔

由于平面面積較大定位穩定可靠，有利與簡化夾具結構檢少安裝變形。從加工難度來看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔時，對便于孔的加工和保證孔的加工精度都是有利的。因此，一般均應先加工平面。

3．粗、精加工階段要分開

箱體均為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內應力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。

2.2.2定位基準的選擇

箱體定位基準的選擇，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。

工藝過程的擬訂

(1)箱體的時效處理 為了消除鑄造內應力，防止加工后的變形，使加工精度保持長期穩定，要進行時效處理。粗加工之后，精加工之前應有一段存放時間，以消除加工內應力。對于精密機床的主軸箱體，應為粗加工后甚至半精加工之后再安排一次時效處理。

人工時效處理的工藝規范為加熱到530~560℃，保溫6~8h，冷卻速度≤300℃/h，出爐溫度≤200℃。

(2)箱體加工工藝的原則 擬訂箱體類零件工藝過程時一般應遵循以下原則： ① “先面后孔”的原則。先加工平面，后加工孔，是箱體零件加工的一般規律。這是因為作為精基面的平面在最初的工序中應該首先加工出來。而且，平面加工出來以后，由于切除了毛坯表面的凸凹不平和表面夾砂等缺陷，使平面上的支承孔的加工更方便，鉆孔時可減少鉆頭的偏斜，擴孔和鉸孔時可防止刀具崩刃。

② “粗精分開，先粗后精”的原則。由于箱體結構復雜，主要表面的精度要求高，為

第 5 頁 減少或消除粗加工時產生的切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，一般應盡可能把粗精加工分開，并分別在不同機床上進行。至于要求不高的平面，則可將粗精兩次走刀安排在一個工序內完成，以縮短工藝過程，提高工效。

(3)主要表面加工方法的選擇 箱體的主要加工表面為平面和軸承支孔。箱體平面的粗加工和半精加工，主要采用刨削和銑削，也可采用車削。銑削的生產率一般比刨削高，在成批和大量生產中，多采用銑削。箱體平面的精加工，在單件小批生產時，除一些高精度的箱體仍需手工刮研以外，一般多以精刨代刮；當生產批量大而精度要求又高時，多采用磨削。為了提高生產效率和平面間的相互位置精度，還可采用專用磨床進行組合磨削。

箱體上精度為IT7的軸承支承孔，一般采用鉆—擴—粗鉸—精鉸或鏜—半精鏜—精鏜的工藝方案進行加工。前者用于加工直徑較小的孔，后者用于加工直徑較大的孔。當孔的精度超過IT7、表面粗糙度小于0.63μm時，還應增加一道最后的精加工或精密加工工序，如精細鏜、珩磨、滾壓等。

2.2.3主要表面的加工 1．箱體的平面加工

箱體平面的粗加工和半精加工常選擇刨削和銑削加工。

刨削箱體平面的主要特點是：刀具結構簡單；機床調整方便；在龍門刨床上可以用幾個刀架，在一次安裝工件中，同時加工幾個表面，于是，經濟地保證了這些表面的位置精度。

箱體平面銑削加工的生產率比刨削高。在成批生產中，常采用銑削加工。當批量較大時，常在多軸龍門銑床上用幾把銑刀同時加工幾個平面，即保證了平面間的位置精度，又提高了生產率。

2．主軸孔的加工

由于主軸孔的精度比其它軸孔精度高，表面粗糙度值比其它軸孔小，故應在其它軸孔加工后再單獨進行主軸孔的精加工（或光整加工）。

目前機床主軸箱主軸孔的精加工方案有： 精鏜—浮動鏜；金剛鏜—珩磨；金剛鏜—滾壓。

上述主軸孔精加工方案中的最終工序所使用的刀具都具有徑向“浮動”性質，這對提高孔的尺寸精度、減小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度。孔 的位置精度應由前一工序（或工步）予以保證。

從工藝要求上，精鏜和半精鏜應在不同的設備上進行。若設備條件不足，也應在半精

第 6 頁 鏜之后，把被夾緊的工件松開，以便使夾緊壓力或內應力造成的工件變形在精鏜工序中得以糾正。

3．孔系加工

車床箱體的孔系，是有位置精度要求的各軸承孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。

平行孔系主要技術要求是各平行孔中心線之間以及孔中心線與基準面之間的尺寸精度和平行精度根據生產類型的不同，可以在普通鏜床上或專用鏜床上加工。

坐標法加工孔系，許多工廠在單件小批生產中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數顯等）后，可以較大地提高其坐標位移精度。

第 7 頁 第三章 箱體孔系加工及常用工藝裝備

箱體上一系列相互位置有精度要求的孔的組合，稱為孔系。孔系可分為平行孔系，如圖5-1a所示、同軸孔系，如圖5-1b所示和交叉孔系，如圖5-1c所示。

圖4-1 孔系的分類

孔系加工不僅孔本身的精度要求較高，而且孔距精度和相互位置精度的要求也高，因此是箱體加工的關鍵。

孔系的加工方法根據箱體批量不同和孔系精度要求的不同而不同，現分別予以討論。平行孔系的加工

平行孔系的主要技術要求是各平行孔中心線之間及中心線與基準面之間的距離尺寸精度和相互位置精度。生產中采用以下幾種方法。

1.找正法

2）心軸和塊規找正法 3）樣板找正法 4）定心套找正法

2.鏜模法

鏜模法即利用鏜模夾具加工孔系。鏜孔時，工件裝夾在鏜模上，鏜桿被支承在鏜模的導套里，增加了系統剛性。

3.坐標法

坐標法鏜孔是在普通臥式鏜床、坐標鏜床或者數控鏜銑床等設備上，借助于測量裝置，第 8 頁 調整機床主軸與工件間在水平和垂直方向的相對位置，來保證孔距精度的一種鏜孔方法。

同軸孔系的加工

成批生產中，一般采用鏜模加工孔系，其同軸度由鏜模保證。單位小批生產，其同軸度用以下幾種方法來保證。

1.利用已加工孔作支承導向

2.利用鏜床后立柱上的導向套支承鏜桿

這種方法其鏜桿系兩端支承，剛性好，但此法調整麻煩，鏜桿要長，很笨重，故只適于大型箱體的加工。

3.采用調頭鏜

當箱體箱壁相距較遠時，可采用調頭鏜，如圖5-7所示。交叉孔系的加工

交叉孔系的主要技術要求是控制有關孔的垂直度誤差。在普通鏜床上主要靠機床工作臺上的90度對準裝置。因為它是擋塊裝置，結構簡單，但對準精度低。

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結 論

此次畢業設計所設計的題目是“分離式減速箱箱體機械加工工藝規程設計”通過這次設計，我對箱體的發展現狀有了一個全面地了解，了解了箱體技術在現在以及以后機械工業中所起的作用，為自己今后更好的學習數控技術指明了方向。

通過這次畢業設計，使我對大學期間所學的知識，進行了融會貫通，有了一個全新的認識，對以前許多不太清楚的地方，通過問老師和查資料的方法，已經明白了很多，知道了自己以前學習的不足，并對自己不足的地方進行了復習，所以以后應該更加努力。

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致 謝

時間總是過的很快，轉眼間大學生活即將在這次艱辛又充滿樂趣的畢業設計中結束。對所有幫助我完成畢業設計的老師和同學表示感謝。

這次設計，不僅使我學到了箱體技術方面的知識，端正了我的學習態度，對我以后工作起到了至關重要的作用。

通過這次設計，我對大學所學的知識進行了一次全面的總結和應用。初步了解了整個機械設計的過程，學會了怎樣利用有關資料和手冊去獲得所需的數據，更重要的是，在這次設計中，我明白了，無論做什么事情都必須嚴謹，認真，不能有絲毫馬虎，要有吃苦耐勞的精神。

第 11 頁

參考文獻

[1] 成大先.機械設計手冊.北京：化學工業出版社，1993.[2] 申永勝.機械原理教程（第2版）.北京：清華大學出版社，2003.[3] 陳宏鈞.典型零件機械加工生產實例.北京：機械工業出版社，1996。[4] 王茂元.機械制造技術.北京：機械工業出版社，2000.[5] 祁紅志.機械制造基礎.西安：電子工業出版社，1976.[6] 王林玉.機修手冊.北京：機械工業出版社，2001.[7] 吳宗澤.機械零件設計手冊.北京：機械工業出版社，2005.[8] 吳宗澤機械設機師手冊.北京：機械工業出版社，1999.[9] 姚振浦.實用機械傳動設計手冊.北京：科學技術出版社，1996 [10] 唐錫杰.公差與配合技術手冊.北京：機械工業出版社，1986.第 12 頁

第五篇：液壓泵蓋夾具設計說明書

成都紡織高等專科學校

機械制造說明書

機械制造工藝學課程設計任務書

設計題目設計液壓泵蓋零件的機械加工工藝規程及工藝裝置（生

產綱領：4000件）

班級機設081 設計者楊淇茂 指導教師宋老師 評定成績

設計日期2010年6月2日

目錄

設計任務書

課程設計說明書正文 序言

一、零件的工藝分析

二、工藝規程設計

（一）確定毛坯的制造形式

（二）基面的選擇

（三）制定工藝路線

（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

（五）確定切削用量及基本工時

三、專用夾具設計

（一）設計主旨

（二）夾具設計

四、課程設計心得體會 參考文獻

成都紡織高等專科學校 機械制造工藝學課程設計任務書

設計題目設計液壓泵蓋零件的機械加工工藝

規程及工藝裝置（生產綱領：4000件）

設計內容：

1、產品零件圖1張

2、產品毛坯圖1張

3、機械加工工藝過程卡片1份

4、機械加工工序卡片1套

5、家具設計零件圖1~2張

6、課程設計說明書1份

班級機械設計081 設計者楊淇茂 指導教師宋老師 教研室主任

2010年6月2日

序言

機械制造工藝學課程設計是在我們大學的全部基礎課程、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，它在我們的大學習生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己將來從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力。為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基礎。

由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。

一、零件的分析

（一）零件的作用

題目所給定的零件是液壓泵蓋，他的作用有密封作用。

（二）零件的工業分析

1、以?25.5孔位中心的加工表面

這組表面的包括?32H8、?26H8、?66f9及其倒角，還有與?25.5孔軸線垂直的液壓泵蓋左端面，其中，其軸線與左端面有垂直度公差為0.03mm，左端面平面度為0.01/№00

2、液壓泵蓋右端面上的3個?24孔和7個?8.5和?15的階梯孔，其中孔與A-A軸有對稱關系和角度關系。

3、斜孔?4 由以上分析可知，其中加工難度主要集中在1過程中，由于該零件材料是鋁合金，在銑床上加工達不到精度要求，因此只能在車床上加工，在加工時必須使用專用夾具，保證它們之間的位置精度和尺寸精度要求。.二、工藝規程設計

（一）、確定毛坯的制造形式

零件材料為ZL106，對于圖紙的要求使用硬模鑄造，并之前使用熱處理，采用鑄造。

（二）、基面的選擇

基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確、合理，可以保證加工質量，提高生產效率看。否則，就會使用加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。

1、粗基準的選擇

根據該零件的結構特點、重量輕，比鋼硬度要低，加工難度要增加，但是該材料易于加工磨合低碳鋼較類似，因此，對零件要以R39兩湖面做四點定位加工液壓泵蓋右端面，以3個?24凸圓做3點定位加工液壓泵蓋左端面，及鉆孔。

2、精基準的選擇

精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。

（三）、制定工藝路線

制定工藝路線的出發點，應當使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以采用萬能機床配以專用工具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。工藝路線：

工序1：硬膜鑄造

工序2：熱處理后硬度為90~150HBS 工序3：車液壓泵蓋左右兩端面 工序4：鉆兩孔Φ25.5至Φ24

工序5：半精車液壓泵蓋左端面 工序6：粗車Φ66外圓

工序7：精車Φ66外圓和尺寸14右端面 工序8：擴孔、鏜孔Φ26

工序9：鉆3個孔Φ11鉆6個通孔Φ8.5 鉆孔6個Φ15

工序10：擴3個孔Φ11擴6個通孔Φ8.5 擴孔6個Φ15倒角C0.5 工序11：擴孔、精鏜Φ

32、Φ25.5和Φ26 倒角C1工序2 工序12：超精車液壓泵蓋左端面 工序13：鉆孔Φ4 工序14：送檢

以上工藝過程詳見以上附表機械加工工藝過程卡片。

（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

“液壓泵蓋”零件材料為ZL106，硬度為90~140HBS，毛坯重量約為kg，生產類型為大批量生產，采用硬模鑄造。

根據上述原始資料及加工工藝，分別確定個加工表面的機械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸如下：

1、液壓泵蓋兩端面軸線長度48mm 查《機械加工工藝手冊》，其余量值規定為1~2mm,現取2mm，雙邊4mm。

2、兩內孔?25.5mmH8 毛坯為實心，不沖孔，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9及2.3-12（以下簡稱《工藝手冊》）確定工序尺寸及余量為 鉆孔

24mm 擴孔

25.2mm

2Z=1.2mm 精鉸

25.5mm

2Z=0.3mm

3、外圓表面?66f9mm

?66f9mm為一凸臺，為簡化鑄造毛坯的外形，限制級鑄造成一平面，粗車

f=4mm

余量為20mm 粗車

f=4mm

余量為3mm 精車

f=0.5mm余量為1mm

4、孔3??24 鉆孔23mm 擴孔1mm

5、孔7??8.5mm和7??15mm 鉆孔的要求不高，經過鉆孔和擴孔就可以達到要求。鉆孔?8mm 鉆孔?14 mm 擴孔?8.5mm

2Z=1.5mm

擴孔?15mm

2Z=1mm

6、孔?26H8mm 此孔是軸線是基準軸線，要垂直度公差要求。因此要以液壓泵蓋左端面作為基準。鉆孔?24mm

擴孔?25.8mm

2Z=1.8mm 鉸孔?26H8mm

2Z=0.2mm

7、孔?32H8mm 鉆?24mm

車?30?0.2mm

2Z=6mm 擴?31.80_0.1mm

2Z=1.8mm 精鏜?32H8mm

2Z=0.2mm

8、鉆?4mm

由于沒有精準的公差要求，用萬能鉆床一次性加工完成

五、確定切削用量及基本工時

工序三

1、車削液壓泵蓋左右端面 機床CM6125臥式車床 刀具

YG8N 2計算切削用量 1）、確定最大加工余量

已知毛坯長度方向加工余量為4mm，左右兩端面格2mm，粗車兩端面的最大加工余量為3mm，ap?1.5mm

2)、確定進給量f 根據《切削用量簡明手冊》（第三版）（以下簡稱《切削手冊》）表1.4

當刀桿尺寸為16mm?25mm，ap?3mm以及工件直徑為110mm，f=0.6~0.9mm/r 按CM6125車床說明書f=0.81mm/r（參見表3-9）3）、計算切削速度

按《切削手冊》表1.27，切削速度的計算公式（壽命選T=60min）

Vc? CvTmapfxvyvKv式中Cv=262

yv?0.5Xv?0.1m=0.28

即KMv=0.8 KMFe=1.0 Vc?262?0.8?1.0?51.4m/min 0.280.120.560?1.5?0.814）、確定主軸轉速ns?1000Vc1000?51.4?m/min?149m/min ?dw??110按機床說明書先選取160r/min，實際切削速度V=55.3m/min 5)、計算切削工時

按《工藝手冊》6.2-1，取

L=26.5mmL1?2mmL2?0 L3?0

tm?L1?L2?L3?L426.5?2?0?min?0.22min

nwf0.81?160工序四

1、鉆孔?24mm加工條件：加工要求機床Z515刀具

查《切削手冊》表2.18 f=0.18~0.25mm/r 綜合考慮f=0.2mm/r

V=120~140m/min ns?1000Vc1000?120?1592r/min =??24?dwr/min 按機床選取nw?1540所以實際切削速度V=

2、切削工時 ?dwnw1000=116m/min t?L?L1?L221?1.5?4?min?0.09min式中L1?4mmL2?1.5 mmL?21mm

nwf1540?0.2工序五 半精車液壓泵蓋左端面

1）、最大加工余量1.3mm，切削進給量為f=0.5mm/r，ap?3mm（《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-2），查得V=200~400m/min n=868r/min 查CM6125車床n=1000r/min實際切削速度V=345.4m/min 2)、切削工時 t=L?L1?L255?2?3??0.131min

fn0.5?900工序六粗車?66mm外圓

最大加工余量為44mm，切削進給量f=1mm/r，ap?7mm，切削速度V=150~300m/min（《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-2）

速度取V=160m/min n=720r/min

查CM6125車床n=800r/min 實際切削速度V=165.8m/min 切削工時：t=L?L1?L25?2?3??0.013min

fn1?800工序七 精車Φ66外圓和尺寸14右端面

最大加工余量為1mm，切削進給量f=0.2mm/r，ap?0.5mm，切削速度V=300~600m/min（《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-2）

速度取V=300m/min n=1447r/min

查CM6125車床n=2000r/min 實際切削速度V=414.5m/min 切削工時：t=L?L1?L25?2?3??0.025min

fn0.2?2000工序八 擴孔Φ26 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-24

切削進給量f=0.9mm/r，ap?1.5mm，切削速度V=47.3m/min 則n=579r/min 查CM6125車床n=630r/min 實際切削速度V=51.4m/min 切削工時： t=L?L1?L29.5?3??0.022min

fn0.9?630工序九 鉸孔Φ26 查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表5-24

切削進給量f=0.9mm/r，ap?1.5mm，切削速度V=5m/min 則n=61.2r/min 查CM6125車床n=63r/min 實際切削速度V=5.1m/min 切削工時： t=L?L1?L29.5?3??0.992min

fn0.2?63工序十 鉆3個孔Φ11鉆6個通孔Φ8.5 鉆孔6個Φ15

1、鉆孔?11mm加工條件：加工要求機床

C3366K-1 刀具

查《切削手冊》表2.18 f=0.1~0.18mm/r 綜合考慮f=0.15mm/r

V=100~130m/min

ns?1000Vc1000?100?2895r/min =??11?dwr/min 按機床選取nw?2000所以實際切削速度V=切削工時： ?dwnw1000=108.9m/min t?L?L1?L214?1.5?4?min?0.09min式中L1?4mmL2?1.5 mmL?14mm

nwf2000?0.2r/min所以實際切削速度V=

2、鉆孔?8.5mm按機床選取nw?2000t?L?L1?L248?1.5?2?min?0.128min

nwf2000?0.2?dwnw1000=54m/min，t=

r/min所以實際切削速度V=

3、鉆孔?8.5mm按機床選取nw?2000t=t??dwnw1000=94.2m/min，L?L1?L240?1.5?2?min?0.109min

nwf2000?0.2工序十一 鉸6個通孔Φ8.5，倒角C0.5 查《切削手冊》表2.25 進給量f=0.2mm/rap?0.03mm，V=20m/min ns?1000Vc=?dw1000?20?749r/min

??8.5按機床選取800r/min 所以實際切削速度V=?dwnw1000=22m/min t?L?L1?L240?1.5?2?min?0.306min

nwf710?0.2工序十二 粗鏜Φ32mm、Φ25.5mm 查《機械制造技術課程設計指導教程》表5-2 有f=0.35~0.65mm/r ap?2.5~6mm

V=200~400m/min ap?3.5mm

f=0.4mm/r

V=250m/min

1）、Φ32mm 計算實際轉速ns?1000Vc1000?250?2488r/min選n=2500r/min

=?dw??32實際切削速度V=251.2m/min 切削時間：t?L?L1?L2n?3?1.5.5min?0.01min

wf2500?32）、Φ25.5mm 計算實際轉速n1000Vc1000?250s??d=

?2488w??25.5r/min選n=2500r/min 實際切削速度V=251.2m/min 切削時間：t?L?L1?L2n?11.5?1.5.5min?0.01min

wf2500?3工序十三 精鏜Φ32mm、Φ25.5mm和?26mm

查《機械制造技術課程設計指導教程》表5-2 有f=0.1~0.3mm/r V=300~600m/min ap?0.5mm

f=0.1mm/r

V=300m/min

1）、精鏜Φ32mm 計算實際轉速nc1000?300s?1000V?d=

?2985r/minw??32選n=3150r/min 實際切削速度V=316.5m/min 切削時間：t?L?L1?L2n?3?1.53150?0.1min?0.02min

wf2）、精鏜Φ25.5mm 計算實際轉速n1000Vc?d=

1000?300s?w??25.5?3746r/min選n=3150r/min 實際切削速度V=253m/min 切削時間：t?L?L1?L2n?11.5?1.5?0.1min?0.04min

wf31503）、精鏜?26mm 計算實際轉速n?300s?1000Vc1000?d=

?2985r/min選n=3150r/min w??32實際切削速度V=316.5m/min

ap?0.3~2mm

切削時間：t?L?L1?L29.5?1.5?min?0.04min

nwf3150?0.1工序十四

超精車液壓泵蓋左端面

查《切削手冊》表1.15 f=0.075~0.15mm/r 綜合考慮f=0.1mm/r

V=915m/min ns?1000Vc1000?915?2650r/min =??110?dwr/min 按機床選取nw?2500所以實際切削速度V=切削工時： ?dwnw=863.5m/min 1000t?L?L1?L20.5?1.5?min?0.004min式中L1?1.5mmL?0.5mm

nwf2500?0.2工序十五

鉆孔Φ4 搖臂鉆床Z3025B?10

f=0.13~0.56mm/r

主軸轉速n=500r/min 時間大約t=0.05min

使用刀具YG640

二、專用夾具設計

為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，通常需要設計專用夾具。決定設計第四道工序——鉆?24mm。

（一）、設計主旨

該零件因為是不規則零件，又是大批量生產，兩孔之見沒有公差要求，只需找準定位中心，粗鉆孔，考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。

（二）、夾具設計

1、定位基準的選擇

?32mm兩孔，由零件圖可知，有位置度要求3302、切削力及夾緊力的計算

切削刀具：鉆刀E226 該鉆床傳遞扭矩T=9549??0.1其主要基準選擇液壓泵蓋右端面。mm。

0.6P?3.72?103N?mm =9549?1540N0.7kF鉆孔時的軸向力F?9.81?61.2d0f扭矩M?9.81?0.081d0f20.8kM?9.81?61.2?24?0.020.7?1.2?5.39?105N

?9.81?0.081?242?0.020.8?1.0?1.832?104N?mm

2M2?1.832?104切向力Fa=??470N

d78實際切向力Fa1?KFa=470?1.4N=658N 由手動夾緊滿足要求

在計算切削力時，必須考慮安全系數，安全系數K=K1K2K3K4 式中K1——基本安全系數，K1=1.4 K2——加工安全系數，K2=1.1 K3——刀具鈍化安全系數，K3=1.1 K4——斷續切削安全系數，K4=1.1 于是F1=KF=1.4?1.1?1.1?1.1?5.39?10N=1?10N

3、定位誤差分析

（1）、已知兩圓的?24?0.0.5mm，由于M的作用有轉動趨勢，因此，零件安裝在夾具中的最大間隙為?bmax?0.05?(?0.05)?0.1mm，因而引起的轉角誤差?為

56?=arctan(0.1)?0.18?由此可知，最大側系滿足零件的精度要求。33（2）、兩圓的縱向誤差?max=0.05-（-0.05）=0.1mm滿足兩孔位置公差要求。

4、夾具設計及操作的簡要說明

如其所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率，首先著眼于機動夾緊，本道工序是鉆削，需要的水平力不大，選擇了手動夾緊。本工序是粗加工，精度要求不是太高，因此只需保證兩孔公差。

四、課程設計心得體會

設計，兩個字，筆畫很簡單。但是，在這本該用兩個周而用了三周的日子里，我深深的對設計兩個字有了重新的感受——不容易，不是一兩天功夫就能辦好的，它是一個長期積累加總結不斷進步的過程，要想是抱佛腳那樣三天打漁兩天曬網，那么對于這個設計，你根本無法下手，因為這，讓我吃盡了苦頭。

一開始，拿到一個鋁合金材料的，資料找不到，圖一開始也沒有看清楚，就盲目的在那里胡編亂造，結果是事倍功半，徒勞無功。

搞這個課程設計，涉及的知識面比較廣，花費經歷多，確實讓人累了，但是，卻讓我從中學到了不少東西，不僅是學習上的，態度上的更是有所提高。對于這次設計，我們只是初步的了解設計過程，真真正正的我們做出的在實際中是

根本不行的，所以，我應該更多的去關注怎樣與實踐拉近距離，讓我更多的接觸更多現實的東西，那么相信會做的好的，我還是對自己有信心的。

最后，我衷心的感謝老師，是你嚴格的要求讓我學到了更多的東西。非常感謝！

五、參考文獻

1、切削用量簡明手冊

2、機械制造工藝設計簡明手冊

3、機械加工工藝手冊

4、機械制造工藝與機床夾具課程設計指導

5、機械制造基礎課程設計指導教程