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《機(jī)械制造工程學(xué)》課程設(shè)計(jì)
題 目： 箱體加工工藝及粗鏜Ф52H8夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 程恒超 學(xué) 號： 14L0551112
學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級： 機(jī)械L145班
指導(dǎo)教師： 寧辰校
2017年11月
目 錄
一 緒論 1
1.1 制訂工藝規(guī)程的意義與作用及其基本要求 1
1.2 夾具的設(shè)計(jì) 1
二 零件的分析 2
2.1 箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2
2.2 箱體零件圖樣分析 2
2.3 箱體零件工藝分析 3
2.4 箱體零件的主要技術(shù)要求 4
2.5 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 5
三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
3.1 減速箱箱體加工的主要問題和加工工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 7
3.2 減速箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 7
3.3 制定箱體的工藝路線 8
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
四 粗鏜φ52H8孔夾具設(shè)計(jì) 28
4.1專用夾具的提出 28
4.2 夾具的定位方案 28
4.3 夾具的夾緊方案 29
4.4導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì) 30
4.5夾具體的設(shè)計(jì) 31
4.6裝配圖的設(shè)計(jì) 32
結(jié) 論 33
參 考 文 獻(xiàn) 34
一 緒論
1.1 制訂工藝規(guī)程的意義與作用及其基本要求
機(jī)械加工工藝過程是機(jī)械生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程。它是用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件達(dá)到要求的形狀、尺寸和表面粗糙度。
因此機(jī)械制造加工工藝主要是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)，成為具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。對于加工工藝的編制主要是對其加工工序的確定。
對機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本要求可以總結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三個方面。這三者雖然有時候有矛盾，但是要把它們協(xié)調(diào)處理好，就成為一個整體。在編制工藝規(guī)程的時候要在保證質(zhì)量的前提下，盡可能的降低成本。因此，好的工藝規(guī)程應(yīng)該是質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一表現(xiàn)。
1.2 夾具的設(shè)計(jì)
制造業(yè)中廣泛應(yīng)用的夾具，是產(chǎn)品制造個工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中所使用夾具的質(zhì)量、工作效率及夾具的使用的可靠性，都對產(chǎn)品加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著決定性的影響。機(jī)床夾具一般都由定位裝置、夾緊裝置及其它元件組裝在一個基礎(chǔ)元件（夾具體）上而形成的。由于各類機(jī)床的加工工藝特點(diǎn)、夾具和機(jī)床的連接方式等不盡相同，因此每一類機(jī)床夾具在總體結(jié)構(gòu)和所需元等方面都有自己的特點(diǎn)，但設(shè)計(jì)的步驟和方法則基本相同。
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二 零件的分析
2.1 箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運(yùn)動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。
箱體的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機(jī)器的結(jié)構(gòu)和箱體在機(jī)器中功用的不同有著較大的差異。但從工藝上分析它們?nèi)杂性S多共同之處，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：⒈外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種。⒉結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜。內(nèi)部常為空腔形，某些部位有“隔墻”，箱體壁薄且厚薄不均。⒊箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。⒋箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。
2.2 箱體零件圖樣分析
箱體零件圖樣如下圖2.1所示：
①孔軸心線與孔軸心線對基準(zhǔn)平面A的平行度公差為0.05mm。
②底面對前面及右面垂直度公差均為0.05mm.。
③孔軸心線對前面的垂直度公差為0.05mm。
④兩孔軸心線平行度公差為0.05mm。
⑤孔與孔兩垂直孔的孔距。
⑥孔與孔兩垂直孔的孔距。
⑦兩孔的孔距。
圖2.1 箱體零件圖
2.3 箱體零件工藝分析
此零件為減速箱箱體，其重要加工表面和次要表面如圖3.1中1個、2個、2個、C、D及如圖3.1表面A、B。
設(shè)計(jì)合理的加工方法，工序數(shù)量和順序，應(yīng)考慮以下的關(guān)系：
①零件成形的內(nèi)在聯(lián)系：
本箱體的材料為HT200，所以采用鑄造。機(jī)械加工中的安排原則與零件的材料、種類、結(jié)構(gòu)形狀，尺寸大小，精度高低相關(guān)聯(lián)。從圖紙上可以看出此箱體的主要的加工面有：如圖3.1中1個、2個、2個、C、D及如圖3.1表面A、B。
②零件加工質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系
在加工階段劃分中，粗、精加工階段順序分開，其目的在于對主要表面能及時發(fā)現(xiàn)毛坯的氣孔、縮孔、疏松等缺陷。避免后續(xù)工序加工的浪費(fèi)；粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量選取的原則各異，其切削力、切削熱和切削功率也不同。對加工中的主要表面和次要表面為保證主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工中的影響，也應(yīng)劃分加工階段和工序。此箱體的三大部分應(yīng)先加工結(jié)合面，經(jīng)過裝配，然后加工重要的孔。如圖3.1先粗加工減速箱蓋的表面B，在以此表面為粗基準(zhǔn)來加工減速箱蓋的表面A。在減速箱座中，先加工并以此為基準(zhǔn)來加工減速箱座的表面D、C及其它孔。
③零件加工成本的內(nèi)在聯(lián)系：
機(jī)械加工工藝過程中的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮工廠的優(yōu)勢。盡量做到：機(jī)械加工工藝過程投入最小，物力消耗最低。
④零件加工生產(chǎn)率的內(nèi)在聯(lián)系
機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)中采用工序集中還是工序分散原則；各工序的工時定額是否符合生產(chǎn)節(jié)拍，是否合理的采用了高生產(chǎn)率的工藝方法等。
綜上所述主要保證以下精度：
①在加工前，安排劃線工藝是為了保證工件壁厚均勻，并及時發(fā)現(xiàn)鑄件的缺陷減少廢品。
②與孔兩垂直孔的孔距，可采用裝心軸的方法檢測。
③孔與孔兩垂直孔的孔距，可采用裝心軸的方法檢測。
④兩孔的孔距。可采用裝心軸的方法檢測。
⑤孔軸心線與孔軸心線的平行度0.05mm,可采用一次裝夾來保證。
⑥C面與A、D面的垂直度0.05mm可由專用夾具或裝夾中機(jī)床的精度保證。
⑦孔軸線與A面的垂直度0.05mm可由專用夾具或裝夾中機(jī)床的精度保證。
⑧兩孔軸線的平行度可采用采用一次裝夾來保證。
2.4 箱體零件的主要技術(shù)要求
箱體類零件的精度要求較高，從零件圖可歸納以下五項(xiàng)精度要求。
⑴孔徑精度
孔徑的尺寸誤差和幾何形狀誤差會使軸承與孔配合不良。裝軸承的孔不圓，也使軸承外環(huán)變形而引起主軸的徑向跳動。主要孔的尺寸精度約為IT8級，可由鏜保證。
⑵孔和平面的位置精度
一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，他們決定了主軸與床身導(dǎo)軌的相互位置關(guān)系。這項(xiàng)精度是在總裝過程中通過刮研達(dá)到的。為減少刮研工作量，一般都要規(guī)定主軸軸線對安裝基面的平行度公差。在垂直和水平兩個方向上只允許主軸前端向上和向前偏。
⑶主要平面的精度
裝配基面的平面度誤差影響主軸箱與床身連接時的接觸剛度。若在加工過程中作為定位基準(zhǔn)時，還會影響軸孔的加工精度。因此規(guī)定底面和導(dǎo)向面必須平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等級為5級。
⑷表面粗糙度
重要孔和主要表面的表面粗糙度會影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，其具體要求一般用Ra值來評價。主要孔為Ra3.2μm，其它各縱向孔為Ra6.3μm，裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面為Ra6.3μm，其它平面為Ra12.5μm。
毛坯鑄造時，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻，箱體鑄造后應(yīng)安排退火或時效處理工序。
2.5 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容
本課題的基本內(nèi)容是減速箱體的加工工藝過程與夾具設(shè)計(jì)，要研究的主要內(nèi)容有：
⑴分析零件圖
在設(shè)計(jì)開始時，我們應(yīng)認(rèn)真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的技術(shù)要求，對箱體零件的每一個細(xì)節(jié)都應(yīng)仔細(xì)分析，如箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。我們采用AutoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加對零件的了解認(rèn)識，另一方面增加我們對CAD軟件的熟悉。
⑵工藝分析
箱體零件的工藝分析是整個設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過程中，我們必須根據(jù)批量等嚴(yán)格地選擇毛坯、擬定工藝路線（注意：基準(zhǔn)選擇、定位、夾緊等問題）、確定加工余量、計(jì)算工藝尺寸、計(jì)算工時定額和每一步的工時以及分析定位誤差，為了與實(shí)際加工相吻合，我們還必須對加工設(shè)備、切削用量、加工方法等進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，這個階段內(nèi)容較多，涉及的范圍也較廣。為了設(shè)計(jì)的參數(shù)合理，我們必須廣泛的查閱相關(guān)的書籍，達(dá)到設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性。
⑶設(shè)計(jì)兩套專用夾具
在設(shè)計(jì)夾具的過程中，主要要考慮的問題有：
①基準(zhǔn)選擇：在選擇基準(zhǔn)的時候，要注意區(qū)分粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)以及要了解基準(zhǔn)的選擇原則，同時要知道基準(zhǔn)的選擇既要滿足選擇原則，同時還要方便定位和夾緊，以免引起不必要的加工誤差，在基準(zhǔn)選擇完之后就要考慮用什么元件進(jìn)行定位。
②限制的自由度：在裝夾的過程中，要注意自由度的限制，必須做到準(zhǔn)確的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過定位。
③夾緊機(jī)構(gòu)：設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時必須計(jì)算分析夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾緊力過小而使工件在切削的過程中出現(xiàn)松動而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時，還要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來選擇夾緊方式（手動、氣動或液壓夾緊）。
④夾具的用途：為了工件定位準(zhǔn)確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強(qiáng)度，提高箱體零件加工精度和安裝找正方便，我們要采用專用的銑床夾具和鏜床夾具。同時，因?yàn)殂姶矈A具有T形槽、鏜床夾具有鏜模等特殊結(jié)構(gòu)，因此還要考慮夾具與機(jī)床的匹配，即機(jī)床的工作臺尺寸和結(jié)構(gòu)能否滿足夾具的安裝。
在夾具設(shè)計(jì)過程中，我們統(tǒng)一采用以底面為主要定位面來進(jìn)行加工，因?yàn)槲覀兾磳ｉT學(xué)習(xí)過夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算，所以工件量大大地增加了，只有通過在實(shí)習(xí)過程中對夾具的感性認(rèn)識和夾具設(shè)計(jì)參考書以及夾具圖冊來進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，所以夾具的設(shè)計(jì)是整個設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是一個難點(diǎn)。
夾具的設(shè)計(jì)必須要保證夾具的準(zhǔn)確定位和機(jī)構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我將通過對工件與夾具的認(rèn)真分析，結(jié)合一些夾具的具體設(shè)計(jì)事例，查閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)資料，聯(lián)系在工廠看到的一些箱體零件加工的夾具來解決這些問題。
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三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 箱體加工的主要問題和加工工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
箱體類零件的主要加工部分是平面和孔系。一般來說，保證平面的加工精度要求比保證孔的加工精度要求容易，因此對于箱體來說：加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度以及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
①孔和平面的加工順序
箱體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則，即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，再以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。因?yàn)槊娴拿娣e較大，用面定位可以確保定位可靠，夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次先加工表面可以切去鑄件表面的凹凸不平，為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀具的調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
②孔系加工方案的選擇
箱體孔系的加工方案，應(yīng)該選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，在滿足精度要求以及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)該選用價格比較低的機(jī)床。
3.2 減速箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇
⑴粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：保證各主要孔的加工余量均勻；保證端面的加工余量均勻。
⑵精基準(zhǔn)的選擇
從保證箱體面與孔，孔與孔，面與面之間的位置關(guān)系考慮，精基準(zhǔn)面的選擇應(yīng)能保證箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位。
綜上在本零件圖中先以其B面為粗基準(zhǔn)來加工表面A，然后再以表面A為精基準(zhǔn)來加工其上面的孔。再以A、B面定位加工孔。以A面和孔定位加工其它表面和孔。其粗、精基準(zhǔn)如圖3.1所示。
圖3.1 箱體零件圖—粗、精基準(zhǔn)
3.3 制定箱體的工藝路線
對于大量生產(chǎn)的零件，一般是首先加工出統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。粗、精基準(zhǔn)的選擇前面已做介紹。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循先粗后精、粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將箱體加工工藝路線確定如下2種方案：
方案一：
工序號 工序名稱
1 鑄造
2 清砂
3 熱處理（人工時效處理）
4 涂紅色防銹底漆
5 劃線（劃、、孔軸心線，A、B平面加工線）
6 粗銑箱體表面A
7 精銑箱體表面A
8 粗銑箱體表面B
9 粗銑箱體表面D
10 粗銑箱體表面C
11 精銑箱體表面B
12 精銑箱體表面D
13 精銑箱體表面C
14 粗鏜
15 粗鏜孔、孔
16 粗鏜孔
17 精鏜
18 精鏜孔、孔
19 精鏜孔
20 劃線（劃兩處8—M6、4—M6、6—M6，一處6—M12、4—M8配作孔加工線）
21 鉆一處6—M12、6—M6、4—M8孔，兩處8—M6孔
工步：
⑴鉆6-M12深12底孔
⑵鉆4-M8-7H底孔
⑵6—M6深12底孔
22 鉆兩處8—M6孔
23 攻絲
工步：
⑴攻絲（6-M12深12）
⑵攻絲（4-M8-7H）
⑶攻絲（6-M6深12）
24 攻絲
25 鉆一處6—M6，兩處4—M6（C向）
工步：
⑴鉆6-M6底孔
⑵鉆4-M6底孔
26 攻絲
工步：
⑴攻絲（6-M6）
⑵攻絲（4-M6）
27 鉆（修毛刺）
28 煤油滲漏實(shí)驗(yàn)
29 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
30 清洗、終檢以及入庫
方案二：
工序號 工序名稱
1 鑄造
2 清砂
3 熱處理（人工時效處理）
4 涂紅色防銹底漆
5 劃線（劃、、孔軸心線，A、B平面加工線）
6 粗、精銑箱體表面A
工步：
⑴粗銑
⑵精銑
7 粗銑箱體表面B
8 粗銑箱體表面D
9 粗銑箱體表面C
10 粗鏜
11 粗鏜、孔
12 粗鏜孔
13 精銑箱體表面B
14 精銑箱體表面D
15 精銑箱體表面C
16 精鏜
17 精鏜、孔
18 精鏜孔
19 劃線（劃兩處8—M6、4—M6、6—M6，一處6—M12、4—M8配作孔加工線）
20 鉆一處6—M12、6—M6、4—M8孔，兩處8—M6孔
工步：
⑴鉆6-M12深12底孔
⑵鉆4-M8-7H底孔
⑵6—M6深12底孔
21 并攻絲
⑴攻絲（6-M12深12）
⑵攻絲（4-M8-7H）
⑶攻絲（6—M6深12）
22 鉆兩處8—M6孔底孔
23 攻絲（8—M6深12）
24 鉆一處6—M6，兩處4—M6（C向）
工步：
⑴鉆6-M6底孔
⑵鉆4-M6底孔
25 并攻絲
⑴攻絲（6-M6）
⑵攻絲（4-M6）
26 鉆（修毛刺）
27 煤油滲漏實(shí)驗(yàn)
28 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度
29 清洗、終檢以及入庫
兩種方案的比較與分析：
由以上兩種方案的分析與比較可得：方案一的工序比較集中。由于在本設(shè)計(jì)中采用鑄造毛坯，大批量生產(chǎn)，工序集中有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產(chǎn)率機(jī)床，節(jié)省裝夾工件的時間，減少工件的半動次數(shù)。因此采用工序集中的方案二。
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯：
零件毛坯材料選擇為HT200，硬度HB187～225，抗拉強(qiáng)度320，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
表面的加工余量：
表面A：
粗銑表面A：參照文獻(xiàn)[3]表6-28，其余量值規(guī)定為3.0mm
精銑表面A：參照文獻(xiàn)[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻(xiàn)[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應(yīng)與圖紙要求尺寸相同：
表面B：
粗銑表面B：參照文獻(xiàn)[3]表6-28，其余量值規(guī)定為3.0mm
精銑表面B：參照文獻(xiàn)[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻(xiàn)[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應(yīng)與圖紙要求尺寸相同：
表面C：
粗銑表面C：參照文獻(xiàn)[3]表6-28，其余量值規(guī)定為2.0mm
精銑表面C：參照文獻(xiàn)[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻(xiàn)[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應(yīng)與圖紙要求尺寸相同：
表面D：
粗銑表面D：參照文獻(xiàn)[3]表6-28，其余量值規(guī)定為2.0mm
精銑表面D：參照文獻(xiàn)[3]表6-30，其余量值規(guī)定為1.0mm
鑄造毛坯的基本尺寸為參照文獻(xiàn)[4]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用IT12，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。
零件基本尺寸為：
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
銑削后的尺寸應(yīng)與圖紙要求尺寸相同：
鏜孔的加工余量：
的加工余量：
粗鏜表面：參照文獻(xiàn)[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.3mm
精鏜表面：參照文獻(xiàn)[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.1mm
鑄造件的機(jī)械加工余量參照文獻(xiàn)[4]表2.3—5，其單邊余量規(guī)定為：1.5mm。鑄件尺寸公差等級選用IT8，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為2.5mm。
零件基本尺寸為： 185mm
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
精鏜后的尺寸應(yīng)與圖紙要求尺寸相同：
的加工余量：
粗鏜表面：參照文獻(xiàn)[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.3mm
精鏜表面：參照文獻(xiàn)[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.1mm
鑄造件的機(jī)械加工余量參照文獻(xiàn)[4]表2.3—5，其單邊余量規(guī)定為：1.5mm。鑄件尺寸公差等級選用IT9，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為2.0mm。
零件基本尺寸為： 50mm
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
精鏜后的尺寸應(yīng)與圖紙要求尺寸相同：
的加工余量：
粗鏜表面：參照文獻(xiàn)[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.3mm
精鏜表面：參照文獻(xiàn)[3]表6-22，其余量值規(guī)定為0.1mm
鑄造件的機(jī)械加工余量參照文獻(xiàn)[4]表2.3—5，其單邊余量規(guī)定為：1.5mm。鑄件尺寸公差等級選用IT9，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為2.0mm。
零件基本尺寸為： 52mm
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
精鏜后的尺寸應(yīng)與圖紙要求尺寸相同：
鉆孔的加工余量：
6-M12—7H加工余量：
毛坯為實(shí)心。參照文獻(xiàn)[3]表6-51，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
鉆孔： ,
攻絲： M12—7H
4-M8—7H加工余量：
毛坯為實(shí)心。參照文獻(xiàn)[3]表6-51，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
鉆孔： ,
攻絲： M8—7H
4-M6深12加工余量：
毛坯為實(shí)心。參照文獻(xiàn)[3]表6-51，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
鉆孔： ,
攻絲： M6深12
6-M6深12、8-M6深12加工余量與4-M6深12加工余量相同。
3.5 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間）
①粗銑表面A：
所選刀具如表3.1
表3.1 機(jī)床XE755
機(jī)床型號
工作臺面積 （長X寬）mm
縱向行程
橫向行程
主軸轉(zhuǎn)速
r/min
工作臺進(jìn)給量
XE755
500×2000
1400mm
500mm
25～1250
14～1250mm/min
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
式(3.1)
取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間： 式(3.2)
精銑表面A：
此次的機(jī)床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機(jī)動時間：
②粗銑表面B：
此次的機(jī)床與刀具與前面相同。由于B面A面粗糙度、長度相同故其切削用量及基本工時與粗銑表面A相同
③粗銑表面D：
此次的機(jī)床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，就取=
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機(jī)動時間：
④粗銑箱體表面C
此次的機(jī)床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，就取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機(jī)動時間：
⑤精銑箱體表面B
此次的機(jī)床與刀具與前面相同。由于B面A面粗糙度、長度相同故其切削用量及基本工時與精銑表面A相同
⑥精銑表面D：
此次的機(jī)床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機(jī)動時間：
⑦精銑表面C：
此次的機(jī)床與刀具與前面相同。
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知：當(dāng)時：
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.2）機(jī)動時間：
鏜孔的切削用量與基本工時：
參照文獻(xiàn)[4]表3.1-40選擇臥式鏜床T68，其最大的加工孔徑：240mm。工作臺最大移動距離縱向?yàn)?140mm，橫向?yàn)?50mm。主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)為18級。主軸轉(zhuǎn)速范圍為20至1000（r/min）。從表2.4-66選擇刀具選擇硬質(zhì)合金鏜刀。
參照文獻(xiàn)[4]得鏜孔工時計(jì)算公式為：
= 式(3.3)
式(3.4)
粗鏜：
查文獻(xiàn)[4表2.4-66：切削深度=2.0mm，進(jìn)給量f=0.32mm/r。查文獻(xiàn)[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=80r/min，切削速度，因此：
根據(jù)式（3.3）得：
精鏜：
查文獻(xiàn)[4表2.4-66：切削深度=0.1mm，進(jìn)給量f=0.16mm/r。查文獻(xiàn)[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=200r/min，切削速度，因此
根據(jù)式（3.3）得：
粗鏜：
查表2.4-66：切削深度=1.8mm，進(jìn)給量f=0.25mm/r。查表3.1-41轉(zhuǎn)速n=50r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
精鏜：
查表2.4-66：切削深度=0.1mm，進(jìn)給量f=0.15mm/r。查表3.1-41轉(zhuǎn)速n=250r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
粗鏜：
查文獻(xiàn)[4表2.4-66：切削深度=1.8mm，進(jìn)給量f=0.25mm/r。查文獻(xiàn)[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=80r/min，切削速度，因此：
精鏜：
查文獻(xiàn)[4表2.4-66：切削深度=0.1mm，進(jìn)給量f=0.15mm/r。查文獻(xiàn)[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=250r/min=4，切削速度，因此：
粗鏜：
查文獻(xiàn)[4表2.4-66：切削深度=1.8mm，進(jìn)給量f=0.25mm/r。查文獻(xiàn)[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=50r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
精鏜：
查文獻(xiàn)[4表2.4-66：切削深度=0.1mm，進(jìn)給量f=0.15mm/r。查文獻(xiàn)[4表3.1-41轉(zhuǎn)速n=250r/min，切削速度，因此：
由于是兩個孔所以是
鉆孔的切削用量與基本工時：
參照文獻(xiàn)[4]表3.1-30選擇搖臂鉆床Z3025如下表3.2。
表3.2 Z3025
機(jī)床型號
最大鉆孔直徑
主軸最大行程
主軸轉(zhuǎn)速范圍
主軸進(jìn)給量范圍
Z3025
25mm
250mm
50-2500r/min
0.05-1.6min/r
鉆6-M12-7H的底孔：
刀具：參照文獻(xiàn)[4]表4.3-7 直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.3
表3.3 直柄麻花鉆
d
10.2
l
133
l
87
切削深度：
進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
式(3.5)
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機(jī)動時間：
式(3.6)
攻絲6-M12-7H螺紋孔：
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
參照文獻(xiàn)[4]表4.6-4選擇刀具：細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.4。
表3.4 細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐
d
12
L
89
l
29
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機(jī)動時間：。
鉆4-M8-7H的底孔：
刀具：參照文獻(xiàn)[4]表4.3-7直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.5
表3.5 直柄麻花鉆
d
6.7
l
101
l
63
切削深度：
進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機(jī)動時間：
攻絲4-M8-7H螺紋孔：
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
參照文獻(xiàn)[4]表4.6-4選擇刀具：細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.6。
表3.6 細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐
d
8
L
72
l
22
進(jìn)給量： ,因此進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
根據(jù)式（3.6）機(jī)動時間：
鉆4-M6，8-M6，6-M6（深12）的底孔：
刀具：參照文獻(xiàn)[4]表4.3-7 直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.7。
表3.7 直柄麻花鉆
d
5
l
86
l
52
切削深度：
進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
攻絲4-M6，8-M6，6-M6（深12）螺紋孔：
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
參照文獻(xiàn)[4]表4.6-4選擇刀具：細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.8。
表3.8 細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐
d
6
L
72
l
22
進(jìn)給量： ,因此進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
鉆4-M6、6-M6（C向）的底孔：
刀具：參照文獻(xiàn)[4]表4.3-7 直柄麻花鉆（GB1436-85）第一系列其麻花鉆參數(shù)如表3.9。
表3.9 直柄麻花鉆
d
5
l
86
l
52
切削深度：
進(jìn)給量：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-68，V=
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
攻絲4-M6，6-M6（C向）螺紋孔：
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
參照文獻(xiàn)[4]表4.6-4選擇刀具：細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐（GB3464-83）其參數(shù)如表3.10。
表3.10 細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐
d
6
L
72
l
22
進(jìn)給量： ,因此進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[4]表2.4-105，取
根據(jù)式（3.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切入長度：
根據(jù)式（3.5）刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
四 粗鏜φ52H8孔夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)粗鏜φ52H8孔專用夾具。
4.1專用夾具的提出
本夾具主要用于粗鏜φ52H8，粗糙度為Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計(jì)夾具時主要考慮如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。
4.2 夾具的定位方案
一：選擇定位方案
選擇已加工好的Φ360端面和Φ310孔及工件一側(cè)來定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是定位銷和A型固定式定位銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是定位銷和A型固定式定位銷。
1、 Φ360端面與定位銷相配合，限制三個自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動。
2、 Φ310孔與定位銷相配合，限制兩個自由度，即Y軸移動和Z軸移動。
3、 工件一側(cè)與A型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動。
工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計(jì)合理。
二：分析計(jì)算定位誤差
1、 基準(zhǔn)位移誤差
由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用表示。
工件以Φ19右端面、Φ19孔、工件內(nèi)環(huán)和右端面來定位，銑二三檔變速叉叉口兩側(cè)面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計(jì)算
式中 ——基準(zhǔn)位移誤差，mm
——孔的最大直徑，mm
——軸的最小直徑，mm
=0.054mm
2、 基準(zhǔn)不重合誤差
加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用表示?；鶞?zhǔn)不重合誤差為=
式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差，mm
——工件的最大外圓面積直徑公差，mm
=
4.3 夾具的夾緊方案
一：選擇夾緊方案
在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇由定位銷、快換墊圈和帶肩螺母組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殓M削余量小，鏜削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
二：切削力和夾緊力的計(jì)算
查表4得切削力計(jì)算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M36螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
4.4導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)
粗鏜φ52H8，選用A型鏜套。需Φ40鏜套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知Φ40相配的A型鏜套的具體結(jié)構(gòu)如下：
具體的尺寸如下：
因?yàn)殓M套和鏜模板是間隙配合，加工的時間鏜套靠壓緊螺釘把它壓緊在鏜模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和Φ40快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸6，查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M6鏜套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下：
4.5夾具體的設(shè)計(jì)
用來安裝和固定定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)和鏜模板的實(shí)體。具體大小根據(jù)整個機(jī)構(gòu)的大小而調(diào)整，要保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會有較嚴(yán)格的要求。夾具體如下圖所示：
4.6裝配圖的設(shè)計(jì)
夾具總裝配圖應(yīng)按同家標(biāo)準(zhǔn)繪制，繪制時還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
(1)盡量選用l:l的比例，以使所繪制的夾具具有良好的直觀性
(2)盡可能選擇面對操作者的方向作為主視圖。同樣應(yīng)符合視圖最少原則。
(3)總圖應(yīng)把夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件間的裝配關(guān)系表達(dá)清楚。
(4)用雙點(diǎn)劃線繪制工件外形輪廓、定位基準(zhǔn)面、夾緊表面和加工表面。
(5)合理標(biāo)注尺寸、公差和技術(shù)要求。
(6)合理選擇材料。???
結(jié) 論
減速箱箱體的機(jī)械加工工藝及對內(nèi)圓和平面加工夾具的設(shè)計(jì)，主要?dú)w納為以下兩個方面：
第一方面：對于加工主要表面，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。箱體的主要加工表面為四個凸臺、兩端面和內(nèi)孔的加工，較重要的加工表面為為四個凸臺，因?yàn)橐院蟮募庸ざ家源藶榛鶞?zhǔn)面。次要的加工表面為內(nèi)孔的加工，其要求精度為所有表面加工中要求最高的。箱體機(jī)械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。
第二方面：主要是關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)方法及其步驟。
⒈定位方案的設(shè)計(jì)：主要確定工件的定位基準(zhǔn)及定位基面；工件的六點(diǎn)定位原則；定位元件的選用等。
⒉導(dǎo)向及對刀裝置的設(shè)計(jì)：由于本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是鏜內(nèi)孔夾具與銑平面夾具，所以主要考慮的是選用鏜套的類型以及對刀塊的類型，從而確定鏜套和對刀塊的位置尺寸及公差。
⒊夾緊裝置的設(shè)計(jì)：箱體的夾緊裝置應(yīng)滿足裝卸工件方便、迅速的特點(diǎn)。
⒋夾具體設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)時應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。
⒌定位精度和定位誤差的計(jì)算：對用于粗加工的夾具，都應(yīng)該進(jìn)行定位誤差和穩(wěn)定性的計(jì)算，以及設(shè)計(jì)的夾具能否滿足零件加工的各項(xiàng)尺寸要求。
⒍繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。
由于此箱體的工序數(shù)目較多以及箱體的復(fù)雜性，工藝的安排順序還存在一定的不足。
參 考 文 獻(xiàn)
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