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畢業(yè)設計（論文） 南通職業(yè)大學 課題： 渦輪減速器箱體工藝及夾具設計 院 部 機械工程學院 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級 數(shù)控141 姓 名 李家鑫 指導教師 張瑞華 目錄 目錄 1 摘 要 2 Abstract 3 第1章 引言 4 1.1 課題的提出 4 第2章 零件的工藝流程設計 5 2.1零件的工藝分析 5 2.2蝸輪箱體加工的主要問題和工藝設計采取的相應措施 6 2.2.1孔與面的加工順序 6 2.2.2孔系的加工方法 6 2.3蝸輪箱體加工定位基準的選擇 6 2.3.1粗基準的選擇 6 2.3.2精基準的選擇 7 2.4蝸輪箱體加工主要工序安排 7 2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 10 第3章 銑底面夾具設計 22 3.1定位基準的選擇 22 3.2定位元件的設計 22 3.3誤差分析 23 3.4切削力及夾緊力的計算 25 3.5對刀塊的設計 26 3.6夾緊裝置的設計 27 第4章鏜孔夾具設計 28 4.1定位基準的選擇 29 4.2定位元件的設計 29 4.3定位誤差分析 29 4.4切削力及夾緊力的計算 29 4.5鏜套與襯套的設計 29 4.5夾緊裝置設計 29 結(jié) 論 29 參考文獻 29 摘 要 箱體型的齡件它是我們很多種齢件中的一種非常典型的加工齢件，它所具有的加工的工藝的規(guī)程和工裝的設計很有典型，所以在本次的設計的內(nèi)容涉及是一個箱體的工藝的設計。這次所涉及的內(nèi)容是我們蝸輪減速箱體的制造的工藝以及工裝夾具的設計。 根據(jù)所掌握的蝸輪箱體的零件圖再來分析它的加工的精度、表面粗的糙度、技術(shù)的要求、再來量一下蝸輪箱體的加工的基準，所以涉及出的蝸輪箱體的工藝路線；然后對蝸輪箱體的每一個這次對蝸輪箱體的零件要設計兩套專用夾具。這個專用的夾具為銑底面和鏜孔的的結(jié)構(gòu)合理性和不足的地方，并且在以后的設計中注意修改。 2 Abstract It is the age of a box body, a lot of us in a very typical parts processing, design process, it has the rules and tooling is very typical, so in the design of the design process involves is a box of. This is the content of our worm gear box manufacturing process and fixture design. According to the master batch worm gear case drawing back analysis its machining accuracy process technique and technological process was decided to come back again, take the benchmark for the worm gear case processing so,the worm gear case relates to the process; then every step of the process of the worm gearcase again in the calculation, it is important to determine what processing equipment needed for each process, it is in the cutting amount and the required basic working time; then the key design this process of parts of the special fixture, the fixture design process, to design two sets of special fixture parts of the worm gear box. This special fixture is a special fixture for milling bottom surface and boring. In the design process of the fixture, to think of the components, including the clamping and positioning components, component oriented analysis and so on, the fixture structure rationality and deficiencies, and pay attention to modify the design in the future. Key words： Worm gear box; process specification; Milling fixture; boring fixture  引言 1.1 課題的提出 近年來，隨著機械制造業(yè)的大速發(fā)展，加工中用的機床加工的技術(shù)也在不斷發(fā)展，各種機床的應用也是越來越廣，其中機床加工的各種零件的要求也隨之要求越來越高。在機床的減速裝置中中，其中比較重要的零件為蝸輪減速箱體，蝸輪減速箱體的零件的改進也隨著機床的改進而改進。還包括機床中的進給裝置的影響。本次設計針對其機床中減速裝置的蝸輪減速的專用夾具是保證蝸輪箱體的加工質(zhì)量的有效措施。 第2章 零件工藝流程設計 2.1零件工藝的分析 從蝸輪箱體零件圖得到： （1）左右的端面是主要的加工面。這一組的加工包含：左端面丶右端面的銑削的加工，左邊內(nèi)部側(cè)面的 φ 124的端面。 （2）φ124端面中心的加工特征。這一組加工包括：φ185H7孔、φ70H7孔。 （3）A基準為中心的加工表面，這一組的加工包括：φR70的兩側(cè)端面，φ90H7的孔。 （4）其余均為各表面上的加工螺孔包括有M10孔、M14孔、M20孔等。 2.2蝸輪箱體的加工的各種問題和工藝的設計采取對應措施 2.2.2孔系加工的方法 從蝸輪箱體零件圖所表明的蝸輪箱體精度的要求以及生產(chǎn)率的要求，這個走刀箱體的最大的孔加工要選用在臥式鏜床上的專用鏜夾具，用來進行鏜孔的較為適宜。 2.3蝸輪箱體的加工跟定位的基準選擇 2.3.1。粗基準選擇 承諾裝入的箱體零件和箱壁必須要有相應的間隙。由于這2個面面積大，再對后面加工的各個特征要有非常大的影響，又可以是這個工件他的定位的基準又能是對刀的基準，一樣的又是后面加工的基準，所以用兩邊的端面用來做這個箱體的粗。 2.3.2。精基準選擇 因此不用作踩納。這次的蝸輪箱體用來選為精基準必須要按做先面然后孔的基本的原則，我們要先來加工端面說著說用A基準做為中心的孔再來用作后續(xù)的加工精基準。 2.4蝸輪箱體的加工的主要工序的安排 按照上面所說的蝸輪箱體的加工工藝路線已經(jīng)確定： 工序①：毛坯的制造。 工序②：毛坯要進行人工的時效處理跟退火處理還要去除表面的應力 工序③：粗銑然后再精銑底部的端面 工序4：銑上部凸臺φ40端面 工序5：銑φ230端面及內(nèi)部φ124的凸臺端面。 工序6：銑φ120端面 工序7：鏜φ185H7孔和φ70H7孔 工序8：鏜φ90H7孔保證兩端孔同軸度 工序9：銑φ140兩側(cè)端面保證尺寸140mm 工序10：鉆φ230端面上的6-M10孔 工序11：鉆φ140面上的3-M10孔 工序12：鉆φ40凸臺上的M20孔 工序13：鉆油塞孔M14x1 工序14：把零件檢查一下，再把毛刺去了 2.5機械的加工余量和工序的尺寸還有毛坯的尺寸確定 （1）上面下面的平面的加工的余量。 查表是2.3-59，其他的余量的值規(guī)定是。 毛坯名義上的尺寸是：314mm 毛坯的最小的尺寸是：313.4毫米 毛坯的最大的尺寸是：314.6mm （2）左右端面的加工的余量 查到的表是3.2-23。他的余量值都規(guī)定是，現(xiàn)在用。查出表是3.2-27粗銑平面的時候他的厚度偏差用。 精銑：查出表是2.3-59，他的余量值規(guī)定是。 制造毛坯時他的基本的尺寸是195+3+3=201mm 查出的表2.3-11,鑄件的尺寸公差的等級是選用的CT7，查出表是2.3-9可以得出鑄件的尺寸公差是 毛坯的名義的尺寸是：195+3+3=201mm 毛坯的最小的尺寸是：201-0.6=200.4 毛坯的最大的尺寸是：201+0.6=201.6mm （3）R70端兩側(cè)端面的加工多余的量 這個面一樣也要實行粗和精銑的加工。各工序加工多余的量： 粗銑：查出表是3.2-23，現(xiàn)在取其是。表3.2-27，粗銑這個平面的時候厚度的偏差要是。 精銑：查出表是2.3-59,他加工多余的量是規(guī)定是。 鑄件的毛坯的基本的尺寸量是：140+3=143 （4）最主要的孔 φ70 、 φ90 、 φ185 按照工序上面的要求，這個孔的加工是粗鏜、精鏜這兩個工序組成，各個工序加工剩下來的量： 粗鏜：φ70H7孔，查出表是2.3-48,他加工剩余的量是； φ90H7孔，查出表是2.3-48,他加工剩余的量是； φ185H7孔，查出表是2.3-48,他加工剩余的量是 精鏜：φ70H7孔，查出表是2.3-48,他加工剩余的量是； φ90H7孔，查出表是2.3-48,他加工剩余的量是； 鑄件的這個毛坯的基本的尺寸分別是： φ70孔毛坯的基本的尺寸是φ70-4-4=φ62mm； φ185孔毛坯的基本的尺寸是φ185-3-1-4=φ177mm； 毛坯的最大的尺寸是φ62.6mm； 毛坯的最小的的尺寸是φ61.4mm； φ90孔的毛坯的名義的尺寸是φ82； 毛坯的最大的尺寸是φ82.55mm； 毛坯的最小的尺寸是φ81.45mm； 毛坯的最大的尺寸是φ177.55mm； 毛坯的最小的尺寸是φ176.45mm； （5）孔M14、M10、M20 所有的螺孔按照實心體毛坯直接鑄出，后續(xù)進行鉆孔攻絲加工。 M10 鉆底孔：φ8.2 攻絲：M10 M14 鉆底孔φ13 攻絲M14 M20 鉆底孔φ17 攻絲M20 2.6決定切削的用量跟基本的工作時間 精銑 2.4-73，是 是 ：，得出 步驟：粗和精銑R70的兩個側(cè)面的端面 端面的銑刀 （1） 粗 銑 直徑，齒的數(shù)量 ：查表得出2.4-73，是 取 ：，得出 ： ： ： 2.4-81, 從毛坯的尺寸可以知道 ：得出 機床運動的時間： （2）精銑 銑削的深度值： 每個齒的進給數(shù)值：得到 得到 機床的主要軸承轉(zhuǎn)動速度：，得到 實際的銑削的速度值： 進給的數(shù)值： 工作臺每分進給量： 刀具切入長度：精銑時 走刀的次數(shù)是一次 （1粗膛切削的深度值是=3mm。 進給的數(shù)值：，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。 切削速度： 機床的主要軸承轉(zhuǎn)動速度， ，取 實際的切削的速度是， 工作臺的每分鐘進給數(shù)值： ： 得到 刀具行程的次數(shù)： 機床運動的時間是， 刀桿從機床伸出來的長度得出，切削的深度值數(shù)是。 所以確定出進給數(shù)值是 ，得出 （2）切削的深淺值： 進給的數(shù)值：切削的速度值：查出的表2.4-66，得到 機床的主要軸承轉(zhuǎn)動速度：，得到 得到 ： 切削的速度值是為，查出的表2.4-66，所以 ，得到 是 （3）粗和精鏜的孔 粗鏜的孔 切削的深度值是： 所以決定進給的數(shù)值是 切削的速度值是：查出的表是.4-66，得出 機床的主要軸承轉(zhuǎn)動的速度是：，得出 工作臺的每一分鐘的進給數(shù)值是為： 被切削的層面長度是： 得出 行程的次數(shù)： 機床運行的時間是： 精鏜的孔 切削的深度值是為： 進給是數(shù)值是：根據(jù)切削的深度值是為，再參差表2.4-66。所以確定了進給數(shù)值是 切削的速度值是為：從表2.4-66可以得出，所以 機床的主要軸承轉(zhuǎn)動速度是：，得出 得到 工作步驟：鉆空M1O、M20、M14孔 （1）鉆底面的孔φ8.2 切削的深度值是為： 進給的數(shù)值是： 得到 ，得到 走刀要走七次 機床運行的時間是： （2）玫M10x1.75的螺孔 進給的數(shù)值是：應為他的螺距是,所以進給的數(shù)值是 切削的速度值是為：查出的表2.4-105，所以 機床的主要軸承轉(zhuǎn)動的速度是：，得到 被切削的層面的長度值是： 刀具的切入的長度值是為： 刀具的切出的長度指數(shù)是： 機床運行的時間是為： （3）鉆φ13的底孔 得出 得到的 ， 刀具的切出的長度值是為： 要把刀走七次 機床運行的時間是為： （4）攻螺孔為M14x1 進給數(shù)值是，應為他的螺距是,所以進給數(shù)值是 切削的速度是為：查出的表2.4-105，得到 機床主要軸承旋轉(zhuǎn)速度：，得到 被切削的層面的長度為： 機動時間： （5）鉆底孔φ17 切削深度： 進給量：2.4-58，取 切削速度：2.4-60，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 被切削的層面的長度為： 把刀走七變 機床運行的時間是： （6）攻M為M20x3的螺孔 進給的數(shù)值：應為他的螺距,所以進給的數(shù)值 切削的速度值是為：從表2.4-105，得到 機床的主要軸承轉(zhuǎn)動速度：，得到 被切削的層面長度值是： 刀具的切入的長度值是： 刀具的切出的長度值是： 機床的運行時間： 第3章 銑底面夾具設計 本夾具主要用來銑蝸輪箱體的底面夾具，該夾具為零件的開始工序，所以結(jié)合工件的外形來參考定位和夾緊方式，通過專用夾具的定位設計，減少工作時間，提高工作效率。 3.1定位基準的選擇 根據(jù)本次的零件的工藝流程，銑底端面為工件的首道工序，零件的各處特征均還沒有加工，因此需要考慮以工件的外形來參考定位，本次選擇工件的外形定位主要包括以下，工件被限制了六個自由度。 3.2定位元件的設計 根據(jù)外圓弧φ230的外圓弧選擇的定位元件為固定式V型塊，在側(cè)邊的定位方式選擇定位元件為支承釘?shù)亩ㄎ辉? 固定式V型塊是根據(jù)外圓弧φ230的圓弧作為基準的，設計此V型塊的開口角度尺寸為120度。 圖3-1V型塊開口角度120度的定位尺寸 根據(jù)公式 式中+ N：V型塊的開口尺寸 類 別：V形塊他的標準的定位高度是T(mm) 公式：T=H+0.577D-0.289*N 參數(shù):H = 49 參數(shù):D = 230 參數(shù):N = 110 計算結(jié)果 = 49mm 3.3誤差分析 主要定位基準是工件的平均的軸線的位置在O點上，定位的基準是外圓的軸線的地方，加工的精度所有的參數(shù)所在的放向與相同，而且所在位置的誤差是是圖中的O1點到O2點所在的距離。在ΔO1CO2，， （2）分別計算圖3-2三種情況的定位誤差 （3）以外圓φ230圓弧為中心的，而基準位移誤差為φ230圓弧的定位偏差，盡量減少位移誤差。 （4）本次的零件的外圓φ230外圓基準。 圖3-3φ230圓弧定位V型塊 如定位分析圖，定位基準為工件的φ230外圓， =0.1mm，=90 3.4切削力及夾緊力的計算 （1）切削力計算 本次的切削力為銑削力 公式如下 式中 F：切削力N ：高速鋼銑刀銑削考慮工件材料銑刀系數(shù) ：銑削深度mm D：銑刀直徑mm ：每齒進給量mm B：銑削寬度mm Z：銑刀的齒數(shù) ：考慮工件材料機械性能不同修正系數(shù) 銑削切削力計算類別： 計算結(jié)果 = 5985.161N （2）夾緊力的計算 本次的夾緊按照切削方向與夾緊的方向是夾緊力與切削力方向垂直。 圖3-4 夾緊形式 由公式 式中 ：實際所需的夾緊力 F：切削力 計算結(jié)果 = 29925N 3.5對刀塊的設計 夾具上所裝的對刀塊，可使夾具在一批零件的加工前很好地對刀。 3.6夾緊裝置的設計 本裝置中的夾緊部位主要是側(cè)邊定位的地方，采用一個壓板對側(cè)邊的大端面進行夾緊，夾緊力的方向是與切削力方向垂直方向，在對側(cè)邊大端面進行壓緊的情況下，由于夾緊力較大，需要采用大一點的壓板對其進行夾緊。 第4章鏜孔夾具設計 本夾具主要用來蝸輪箱體中兩個比較大一點的孔，包括φ185、φ70孔，這一次所用的鏜夾具以之用來進行鏜該兩個側(cè)面?zhèn)鹊耐目椎膴A具，所以，因為鏜床夾具安裝是非常方便的，而且很快速，所以有利于我們在實際生活中的生產(chǎn)與制造，所以這一次采用的是，以對這個孔進行鏜夾具的設計。 4.1選擇以及對基準的定位 本次鏜孔的情況下，以工件的底面上的兩個對角孔φ11孔可以作為定位的孔，這樣的話可以使用的定位方式就是為一面兩孔的定位方式，一面即為工件的底部端面，兩孔就是底面上的對角兩孔φ11孔，用一個面兩個孔的定位基準的方式是非常常見的定位方式。 4.2設計定位的原件 夾具所選用的定位基準是“一面兩孔”的定位原則，面就是為底平面，孔就是為底面對角是一個2-φ11孔。 對角的孔通常都是用定位銷這個物件定位，這次設計是一個以固定式定位銷，另一個固定式的菱形定位銷。定位銷都是機床夾具所用的非常的通用。而且底面的定位元件是用的支承用的支承板用來作為定位元件，支承板也都是機床夾具的很常見的標準元件。 圖4-1支承板 4.3定位誤差分析 應為兩個工藝孔的位置上面有一些誤差，所以得出他的尺寸公差是。 ∴，并且尺寸是。 圖 4— 2 （1）兩個定位銷的中心距的尺寸是，偏差是 == （2）確認圓柱銷的直徑和他的公差 得出f7 因此圓柱銷的尺寸是 （3）削邊的銷寬度是b跟B （4）削邊銷和基準孔的最小配合的間隙是 —基準孔的最小直徑 —圓柱銷和基準孔的間隙 （5）削邊銷的直徑和他的公差 直徑公差帶是，削邊銷的定位圓柱他的部分定位的直徑尺寸是 。 4.4計算切削力跟夾緊力 計算結(jié)果 = 801.04N 4.5設計鏜套跟襯套 從工藝的角度以及要求對φ185和70的孔鏜孔，。在工件的兩個側(cè)面分別放置兩個鏜套，在鏜套的安裝座上面安裝相應的鏜套，這樣又便于換鏜套。這樣就是為了能夠好的加工。鏜套安裝座跟鏜套還有襯套的具體的選擇： 表4-1鏜套基本結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D 公稱尺寸 允差 70 60 85 -0.012 -0.027 105 100 18 2.5 47 47 3 160 125 185 -0.015 -0.044 220 210 18 3 105 105 4 襯套選用鏜套用襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖4-4鏜套用襯套 其機構(gòu)參數(shù)如下表： 表4-2鏜套用襯套結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 85 +0.03 0 60 100 +0.039 +0.020 3 2 圖4-5鏜套螺釘標準 圖4-6主要的鏜套螺釘?shù)某叽? 4.5設計夾緊裝置 這個夾具裝夾是很容易的，，在鏜孔的過程中，鏜孔鏜完了以后，。我們在更換這些零件的時候也是能夠松開鎖緊螺母，在這整一個夾具的操作過程是較為簡單的，很方便操作。 結(jié) 論 蝸輪箱體他是一個機床減速裝置上非常的關(guān)鍵的部件，他的性可以直接影響到機床的整體加工的效果，從而影響到這個加工零件的精度跟相對位置度等等。 1、首先要分析蝸輪箱體零件的工藝性，并且還要制定蝸輪箱體的工藝的規(guī)程，制定蝸輪箱體的工藝過程卡和工序卡片。 2、在制定完成蝸輪箱體零件的工藝之后對他的主要的工序要進行分析，選擇其中一個的主要的工序作為夾具設計的任務。這次選擇的是銑面和鏜孔夾具設計。 3、銑面夾具讓我熟悉并且掌握了這類箱體類形式外形V型塊的定位的原則和方式、夾緊方式，定位元件、夾緊元件的選擇跟設計，鏜夾具讓我了解了一面兩孔的定位原則方式，并且知道了解了鏜孔夾具中使用的鏜套和鏜套用襯套和鏜套螺釘，還有定位用的固定式定位銷和菱形式定位銷，移動壓板夾緊元件這些機床標準件的使用還有應用。 。 參考文獻 [1] 許曉旸, 專用機床設備設計[M]. 重慶: 重慶大學出版社, 2003. 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