第一篇：行星減速器齒輪軸的加工工藝研究論文

摘要：行星減速器齒輪軸是行星重要的組成部分，主要用于行星減速，連接發動機與減速器齒輪，主要起到傳輸動力以及減速的作用。行星減速器齒輪軸又簡稱為軸，隨著我國工業的發展，科學技術的進步以及綜合國力的提高，我國的行星減速器技術也得到十足的提升，但隨著時代的改變，我們對于行星減速器熱處理技術以及機械加工工藝的要求也越來越高。

關鍵詞：行星減速器；齒輪軸；熱處理技術；加工工藝

我們知道行星減速器主要用于行星的減速作用，是連接傳動裝置傳輸減小動力的主要裝置，而齒輪軸是行星減速器中最為重要的裝置。齒輪軸性能的好壞以及機械加工工藝是否精湛直接關系到行星系統的安全，因此我們對于行星減速器的要求很高。在行星減速器的制作工藝過程中，行星減速器齒輪軸的熱處理技術以及機械加工制作工藝是判定行星減速器質量好壞的關鍵因素。在我們日常的生產工作中，通過科學的理論以及不斷地實踐總結，我們通過三級行星減速器的加工制作工藝，能夠準確的分析出減速效果，保證傳輸動力的精確度，并且使用壽命比傳統技術制造的壽命要延長。因此，筆者在實踐總結中，本文重點介紹行星減速器齒輪軸的熱處理與機械加工工藝研究。

一、行星減速器技術簡介

行星齒輪減速機又稱為行星減速機，伺服減速機。在減速機家族中，行星減速機以其體積小，傳動效率高，減速范圍廣，精度高等諸多優點，而被廣泛應用于伺服電機、步進電機、直流電機等傳動系統中。其作用就是在保證精密傳動的前提下，主要被用來降低轉速增大扭矩和降低負載/電機的轉動慣量比。行星齒輪減速機主要傳動結構為：行星輪，太陽輪，內齒圈。行星減速機因為結構原因，單級減速最小為3，最大一般不超過10，常見減速比為：3/4/5/6/8/10，減速機級數一般不超過3，但有部分大減速比定制減速機有4級減速。相對其他減速機，行星減速機具有高剛性、高精度(單級可做到1分以內)、高傳動效率(單級在97%-98%)、高的扭矩/體積比、終身免維護等特點。因為這些特點，行星減速機多數是安裝在步進電機和伺服電機上，用來降低轉速，提升扭矩，匹配慣量。行星減速機額定輸入轉速最高可達到18000rpm(與減速機本身大小有關，減速機越大，額定輸入轉速越小)以上，工作溫度一般在-25℃到100℃左右，通過改變潤滑脂可改變其工作溫度。精密行星減速機因搭配伺服電機所以背隙等級(弧分)相當重要，不同背隙等級價格差異相當大，行星減速機可做多齒箱連結最高減速比達100000。

二、行星減速器工作原理與齒輪軸性能分析

目前，服務于工業中的行星減速器主要是有二級或者三級工藝加工生產的，這種加工工藝對于減速器齒輪軸的精度要求很高，所以制造行星減速器的要求會很高。行星減速器的工作原理主要是通過主動轉軸連接浮動齒套，再通過浮動齒輪將傳輸動力以及減速動力傳輸給太陽輪，太陽輪會將這兩種動力傳輸給分布在太陽齒輪周圍的太陽星輪，行星輪在旋轉的同時會會繞著太陽輪以及固定內齒輪轉動，通過以上的簡單分析，我們發現齒輪軸在行星減速器中的作用是必要而且是非常重要的，并且能夠起到關鍵性的作用，由此我們知道齒輪軸的重要性，齒輪軸作為行星減速器的核心關鍵技術，主要連接傳輸動力以及減速動力，所以行星減速器的齒輪軸建工工藝要嚴密并且精湛，否則會影響到整個行星氣器的安全以及使用。在齒輪軸的機加工過程中，制作齒輪軸材料的選擇也是重中之中，因為這直接影響到齒輪抽的使用壽命以及行星器的安全。齒輪軸主要是傳輸動力的中間介質，齒輪軸的工作形式要求其必須承受強大的壓力以及負荷，這對齒輪軸的性能要求極其高，因此，對于齒輪軸的材料選擇要求其首先具有耐磨性、以及承壓性。在這樣的條件下，一般性的首選材料是碳鋼，但選擇碳鋼之后首先進行淬火加回溫的不斷鍛造，以保證其耐磨性，這就是所謂的熱處理技術。熱處理技術是非常繁瑣并且要求極高的嗎，對于精度的要求非常高，并且必須達到要求才能使用，只有這樣才能保證齒輪軸的耐磨性以及承壓性，使其具有極高的綜合性能。

三、行星減速器齒輪軸熱處理技術與機械加工工藝研究

上文，我們已經簡單介紹了行星齒輪軸熱處理技術，以及行星齒輪軸的簡介，我們都已經基本了解行星齒輪軸的工作原理，那么，筆者將簡單介紹行星減速器齒輪軸的熱處理技術以及機械建工工藝的研究，以期望提高我國的行星齒輪軸熱處理技術與機械加工工藝。由于行星減速器齒輪軸的機構非常復雜，材料選擇也十分嚴苛，因此對于行星減速器的齒輪軸熱處理技術要求也極高，為了使得齒輪軸能夠更堅韌，保證其較強的耐磨性和抗壓性，充分發揮其優良的性能，我們的熱處理技術主要是正火、調制、淬火加低溫調制。齒輪軸的機械加工工藝主要分為下料、鍛造、正火（預備熱處理）、毛坯粗加工、整體調制（中間熱處理）、半漕加工、滾淬火、低溫回火、（最終熱處理）、磨削、以及檢驗。這是齒輪軸機械加工工藝的過程，其中的任何一步都關系到齒輪軸最終形成的合格性能。因此，我們如果想要提高我國的行星減速器齒輪軸的熱處理技術以及機械加工工藝，就必須在這些步驟中多加研究。

本文筆者通過實際研究操作，重點介紹了行星減速器齒輪軸熱處理技術以及加工工藝的研究。齒輪軸質量的好壞以及處理技術的好壞將之間影響到行星減速器的使用效果。通過時間證明，優化生產后的行星減速器比傳統知道工藝生產的使用效果要良好許多，使用壽命要延長一倍，穩定性能也獲得了極大地提高，綜合性能分析性能要提高許多。但這并不是我們的最終目標，我們前進的腳步換不能懈怠，我們還需要不斷的努力研究，爭取做最好的行星齒輪軸熱處理技術以及機械加工工藝的研究。

作者:閆自有 單位:云南東源煤電有限公司一平浪煤礦

參考文獻：

[1]韓榮東，吳立新，龔桂仙，張友登.變速箱齒輪軸斷裂分析[A];全國冶金物理測試信息網建網30周年學術論文集

[2]郭文華，林子洋.齒輪軸熱處理裂紋產生原因分析[A].2009年全國失效分析學術會議論文集[C];2009：113-114.[3]雷亞國,何正嘉,林京,韓冬,孔德同.行星齒輪箱故障診斷技術的研究進展[J].機械工程學報，2011(19)：56-58+89.

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：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

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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！

第四篇：塑料制品加工成型的工藝研究

塑料制品加工成型的研究

摘要：塑料是以相對分子質量高的合成樹脂為主要成分，并加入其他添加劑，在一定溫度和壓力下塑化成型的高分子合成材料。一般相對分子質量都大于一萬，有的可達百萬。在加熱、加壓條件下具有可塑性，在常溫下為柔韌的固體。可以使用模具成型得到我們所需要的形狀和尺寸的塑料制件。其他的添加劑主要有填充劑、增塑劑、固化劑、穩定劑等其他配合劑。塑料作為設計材料使用，具有許多優良的特性。在我們的生活和生產中扮演著很重要的作用。它不僅可部分代替傳統材料，而且還能生產出具有獨特性能的各種制品塑料與其他材料相比較，有以下幾方面的性能特點：重量輕、優良的化學穩定性、優異的電絕緣性能、機械強度分布廣和較高的比強度、熱的不良導體具有消聲、減震作用。塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活用品、工業用品的統稱。

關鍵詞：塑料、塑料制品、塑料機械工業、塑料制品成型新工藝

一、塑料的概念

塑料是具有塑性行為的材料，所謂塑性是指受外力作用時，發生形變，外力取消后，仍能保持受力時的狀態。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力能發生一定形變。軟塑料接近橡膠，硬塑料接近纖維。

1.1塑料的主要性能特點 基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬于線型結構。有些高分子雖然分子間有交聯，但交聯較少，稱為網狀結構，屬于體型結構。

兩種不同的結構，表現出兩種相反的性能。線型結構（包括支鏈結構）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在，所以沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。1.2塑料的分類

熱塑性塑料：指加熱后會熔化，可流動至模具冷卻后成型，再加熱后又會熔化的塑料；即可運用加熱及冷卻，使其產生可逆變化(液態←→固態)，是所謂的物理變化。通用的熱塑性塑料其連續的使用溫度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并稱為四大通用塑料。

熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯型和其他交聯型兩種類型。熱加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其樹脂分子由線型結構交聯成網狀結構。

二、塑料制品的成型方法 注射成型、擠出成型、壓制成型、吹塑成型、壓延成型、滾塑成型、鑄塑成型、搪塑成型、醺涂成型、流延成型、傳遞模塑成型、反應注塑成型、手糊成型、纏繞成型、噴射成型、真空成型等 2.1塑料制品的生產

塑料制品的生產從塑料原料的生產到塑料制品的生產，包含了三個生產過程，第一生產過程是從原料經過聚合反應生成合成樹脂；第二生產過程是加入助劑混合得到塑料，即為生產塑料制品的原材料；第三生產過程是根據塑料性能，利用各種成型加工手段，使其成為具有一定形狀和使用價值的塑料制品。生產中一般第一過程和第二過程屬于塑料生產部門，通常由樹脂廠來完成。第三過程屬于塑料制品生產部門。但對于大型塑料制品生產廠家，為了滿足塑料制品的多樣性要求，生產中也有將第二過程歸入塑料制品的生產范圍。即以合成樹脂作為原材料，添加助劑后，再成型加工。2.2塑料制品在生活和生產中的重要性

塑料成型工業自1872年開始到現在已度過仿制、擴展和變革的時期。塑料成型是把塑料原材料加熱到一定溫度注入到具有一定形狀和尺寸的模具中，待其冷卻后，獲得塑料制品的過程。塑料成型工藝與模具是一門在生產實踐中逐步發展起來，又直接為生產服務的應用型技術科學，是一種先進的加工方法。它研究的主要對象是塑料和塑料制成塑料制品所采用的模具。模具是鑄造、鍛壓、沖壓、塑料、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行業的重要工藝 裝備，在現代工業生產中廣泛的采用各種模具進行產品生產，模具的設計和制造水平在很大程度上反映和代表了一個國家機械工業的綜合制造能力和水平。塑料模是模具的一種，是指用于成型塑料制件的模具，它是一種行腔模具的類型。

三、注射成型工藝的優缺點

3.1 優點 ①成型周期短；

②能一次成型外形復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件； ③的塑料對成型各種塑料的適應性很強； ④生產效率高易于實現全自動化生產； 3.2缺點

①生產大面積結構制件時，高的熔體粘度需要高的注塑壓力，高的注塑壓力要求大的鎖模力，從而增加了機器和模具的費用；

②生產厚壁制件時，難以避免表面縮痕和內部縮孔，塑料件尺寸精度差；

③加工纖維增強復合材料時，缺乏對纖維取向的控制能力，基體中纖維分布隨機，增強作用不能充分發揮；

④注射成型設備價格及模具制造費用較高，不適合單件及較小的塑件的生產；

四、塑料制品成型新工藝方法

塑料成型加工是將塑料原料轉變成具有使用價值的制品的過程。傳統的成型工藝有擠出、注射、吹塑、壓延、涂覆、層壓、傳遞成型 等。至今這些技術已經發展和運用的相當成熟，且應用得非常普遍。隨著塑料制品應用日益廣泛，人們對塑料制品精度、形狀、功能等提出了更高的要求。傳統的成型工藝已難以適應這些要求，這就迫使人們在不斷改進傳統的成型工藝的基礎上，采用新思想、新技術開發新的成型工藝已滿足不同應用領域的需求。目前成型工藝的發展趨勢主要是節能、節約原材料、提高成型效率、改進制品性能、提高其附加值。塑料制品目前的新工藝方法主要有：低壓注射、熔芯注射、動態保壓注射、微孔塑料擠出及潤滑擠出等塑料成型工藝。

五、擠出成型新工藝的發展及前景

5.1新型擠出混煉技術與設備的開發

目前，國際上用于高分子材料共混改性的新型混煉設備主要有三大類：同向平行雙螺桿擠出機、往復移動式螺桿混煉機和串聯式磨盤擠出機。其中小型同向平行雙螺桿擠出機國內已能生產，但萬噸級大型混煉擠壓造粒機組全部要依靠進口。同時，往復移動式螺桿混煉機和串聯式磨盤擠出機是制備高填充、高附加值高聚物合金的必要裝置，目前國內對他們的研制剛剛處于樣機階段，規格不多，品種不全，具有廣闊的發展前景。

大口徑管材擠出的異向平行雙螺桿擠出機組、鋼塑復合管擠出機組和大型雙臂波紋管擠出成型機組及特種塑料管材專用擠出機組的開發研究。復合擠出成型技術和設備的開發研究。最近，多層共擠的超寬土工模、包裝用的拉伸拉幅平模、建筑用的復合瓦楞板、芯層發泡紙板材和管材的市場需求量很大，與此相關的成型技術和裝備的開 發研究必須引起足夠的重視。5.2壓縮成型新工藝的發展及前景

（1）由單一性技術向組合性技術發展，如注射-拉伸-吹塑成型技術和擠出-模壓-熱成型技術等；

（2）由常規條件下的成型技術向特殊條件下的成型技術發展，如超高壓和高真空條件下的塑料成型加工技術；

（3）由基本上不改變原有性能的保質成型加工向賦予塑料型新性能的變質性成型加工技術發展，如發泡成型、借助電子束與化學交聯機使熱塑性塑料在成型過程中進行交聯反應的交聯擠出等；（4）為提高加工精度、縮短制造周期，在模具加工技術方面更廣泛地應用仿形加工、數控加工等；

（5）廣泛應用模具新材料。模具材料的選用直接影響到模具的加工成本、使用壽命以及塑料制品的成型質量等，因此，國內外已開發出許多具有良好使用性能、加工性能，熱處理變形小的新型塑料模具鋼，如預硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼，經過試用，均取得了較好的技術和經濟效果。

（6）CAE技術將在注塑領域發揮越來越重要的作用，其本身也隨著注塑技術的發展要求而更加完善、實用、方便。

在塑料成型生產過程中，先進的模具設計、高質量的模具制造、優質的模具材料、合理的加工工藝和現代化的成型設備都是成型優質塑件的重要條件。一副優良的注射模具可以成型上百次，一副優良的壓縮模具可以成型25萬次，這與上述因素有很大關系。考察國內外模具工業的現狀及我國國民經濟和現代工業生產中模具地位，從塑料模具的設計理論、設計實踐和制造技術出發，塑料成型技術大致有以下幾個方面的發展趨勢。

六、新工藝方法的加工適應性和可行性

在自然界對于一般的低分子化合物而言，在常溫下其聚集狀態可呈三態，即氣態、液態和固態。然而，對于非結晶線性高聚物而言，由于其分子量巨大且分子結構的連續性，所以他們的聚集狀態是在不同的件下，以獨特的三種形態存在的。

七、參考文獻

[1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計.北京：機械工業出版社，2007.8

[2] 中國機械工業教育協會 塑料模設計及制造.北京:機械工業出版社 2001.8 [3] 徐平原.塑料套管樁在申嘉湖杭高速公路軟基中的應用[J].路基工程.2009(05)

[4] 劉靜.生活塑料廢棄物危害及其管理政策的評估[J].環境與健康雜志.2006(04)

[5] 趙蓓蓓.初探塑料模具材料現狀及發展方向[J].2009,(34).

第五篇：數控加工工藝結課論文

數控加工工藝

（結課論文）

姓名: 學號： 班級：

在這8個星期里，我們主要學習了數控加工工藝的一些基本知識以及進行一些基本的模擬練習，以便掌握相關的知識和技能。現在我將對自己在這8個星期來所學習的內容和自己在學習過程中遇到的問題以及一些心得體會進行總結。

1、數控加工的概念

數控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。數控機床—是指應用數控技術對加工過程進行控制的機床。數控加工—是指采用數控機床加工零件的方法。

2、主要學習內容

練習環境—所使用的軟件是數控加工仿真與遠程教學系統。

通過應用這個軟件，老師教我們如何使用數控機床，以及如何編程等，然后我們使用VNUC3.0來做模擬加工練習。常用的編程指令如下：

G00：快速定位指令；G01: 線插補指令；G02：順圓弧插補指令； G03: 逆圓弧插補指令；G04：暫停指令；G54：設定工件坐標系一 ；

G55：設定工件坐標系二 ；G56：設定工件坐標系三 ；G57：設定工件坐標系四 ；G58：設定工件坐標系五 ；G59：設定工件坐標系六 ；

G71: 粗加工復合循環；M98：調用子程序；M99：子程序結束返回／重復執行；M02：程序停；M03：程序結束；M04：主軸正傳；M05：主軸反轉;M30:程序結束并返回程序起點；等。

熟悉這些指令后，就是練習編寫程序并做模擬加工，我們主要學習了數控臥式車床和立式銑床的加工技術。

3、遇到的問題

一開始使用模擬軟件時，有點心慌慌的，因為總是跟不上老師的進度，很多工具還未來得及了解清楚，老師就開始做模擬加工了，等到老師讓我們做模擬練習時，我根本不知道該做什么，因為我真的是不懂怎么操作。為了能學到知識，我就得更認真去聽課更認真去做筆記；在老師講解如何編程時，我還跟著老師的思路去練習編寫程序。經過自己的認真練習后，后面的課程我都能夠跟得上老師的進度了，甚至還會自己編寫程序了。

有一次課，我都不清楚在使用多把車刀時，是如何實現自動換刀的，導致我有個練習沒有按時做出來，后來通過請教同學，我先學習使用換刀的指令，接著就把模擬加工順利完成了。

我在學習過程中，沒有遇到特別難的問題，一般都是由于一些基本的知識沒有掌握好而導致的，這種情況下，只要我下次課認真聽就可以自己找到解決的方案，因為基本的操作幾乎每次課都會用到的。

4、心得體會

學習《數控加工工藝》這門課，我覺得最主要的就是要認真聽課，只有聽明白老師在講什么內容了，我們才知道自己該做什么，因為我們沒有教材。盡管我們可以去圖書館借書自學，但是如果沒有通過老師的講解，我們從書上學到的知識是很膚淺的，而且有時候在實際應用中跟書上講的是有區別的。另外，學習的這門課的關鍵就是要去做老師布置的練習，只有通過自己去練習，我們才可以熟練的掌握技能，并將老師上課講過的知識轉化為我們自己的知識，同時這也是檢驗我們學習能力和掌握知識程度的一個好平臺。

在這之前，我們大一做金工實習時，就開始接觸過數控機床，當時也是使用模擬軟件來學習一些基本的知識，然后自己編寫一個簡單的程序，做模擬加工。現在我們也是從基本的編程常用指令學起，然后再學習模擬軟件中臥式車床和三軸立式銑床的功能界面，這些也是我們學習這門課的重點內容。

通過這8個星期的努力學習，我已經掌握了一定的數控加工技術，并且能夠將自己所學的知識應用到實踐中。上個星期的數控加工實訓，我用的就是自己編寫的程序，通過指導老師的幫助，成功地完成加工任務。

我覺得，數控加工真的是一門有用的學科，我希望可以更加深入的了解和學習數控知識。