機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)圓柱齒輪減速器箱體的的工藝和夾具

課程設(shè)計(jì)之-機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì) 學(xué)校： 清華大學(xué) 專業(yè)： 機(jī)械 姓名: xxx第一章 產(chǎn)品概述本組設(shè)計(jì)對象是圓柱齒輪減速器箱體的的工藝和夾具。1 產(chǎn)品介紹 齒輪減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩。無須聯(lián)軸器和適配器，結(jié)構(gòu)緊湊。負(fù)載分布在行星齒輪上，因而承載能力比一般斜齒輪減速機(jī)高。滿足小空間高扭矩輸出的需要。 齒輪減速器廣泛應(yīng)用于大型礦山，鋼鐵，化工，港口，環(huán)保等領(lǐng)域。 2 零件介紹 作用變速器箱體在整個(gè)減速器總成中起支撐和連接的作用，它把各個(gè)零件連接起來，支撐傳動(dòng)軸，保證各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的正確安裝，是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 因此變速器箱體的加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準(zhǔn)確性，也為將會影響減速器的壽命和性能。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)變速器箱體是典型的箱體類零件，其結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜，壁薄，外部為了增加其強(qiáng)度加有很多加強(qiáng)筋。有精度較高的多個(gè)平面、軸承孔，螺孔等需要加工，因?yàn)閯偠容^差，切削中受熱大，易產(chǎn)生震動(dòng)和變形。零件裝配箱體通常用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。 灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。變速箱的大批量生產(chǎn)的機(jī)加工工藝過程中，其主要加工面有軸承孔系及其端面，平面，螺紋孔，銷孔等。因此加工過程中的主要問題是保證的孔的精度及位置精度，處理好孔與平面的相互關(guān)系。第二章 圖紙技術(shù)要求分析2.1 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 (1)減速器箱蓋、箱體主要加工部分是結(jié)合面、軸承孔、通孔和螺孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進(jìn)行鏜孔加工，以確保兩個(gè)軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個(gè)孔中心線的平行度和中心距。 (2)減速器整個(gè)箱體壁薄，容易變形，在加工前要進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，加工時(shí)要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。 (3)箱蓋、箱體結(jié)合面，底面上的孔的加工，采用專用鉆模，這樣可以保證孔的位置精度要求。2.2 圖紙的錯(cuò)誤及修改零件名稱設(shè)計(jì)說明機(jī)蓋機(jī)蓋左視圖標(biāo)注的55mm重復(fù)標(biāo)注，應(yīng)去掉。輸出軸承孔相對于A的位置度為0.06mm，表面粗糙度為2.5mm。輸入軸承孔相對于A的位置度為0.012mm，表面粗糙度為1.6mm。兩軸承孔軸線的平行度為0.025mm，等級為6級，距離為1500.25mm。輸出軸承孔的圓柱度公差值為0.010mm，等級為7級。同軸度為0.025mm，等級為7級。輸入軸承孔的的圓柱度公差值為0.008mm，等級為7級。同軸度為0.025mm，等級為7級。機(jī)蓋和機(jī)座合箱后，邊緣應(yīng)平齊，相互錯(cuò)位每邊不大于2；應(yīng)檢查與機(jī)座接合面的密封性，用0.05塞尺塞入深度不得大于結(jié)合面寬度的13，用涂色法去檢查接觸面積達(dá)每個(gè)結(jié)合面一個(gè)斑點(diǎn)；與機(jī)座連接后，打上定位銷進(jìn)行鏜孔，鏜孔時(shí)接合面處禁放任何襯墊；未注明的倒角為C2，粗糙度為Ra12.5；機(jī)械加工未標(biāo)注偏差尺寸處精度為IT12；兩端面相對于基準(zhǔn)B的垂直度為0.10mm，等級為9級。結(jié)合面的表面粗糙度為1.6um錐銷孔的表面粗糙度為1.6um，凸臺面的表面粗糙度為3.2um。H向分割線應(yīng)斜向上。機(jī)座與機(jī)蓋結(jié)合面處平面度為0.025mm，公差等級為6級。輸出軸承孔相對于A的位置度為0.06mm，表面粗糙度為2.5mm。輸入軸承孔相對于A的位置度為0.012mm，表面粗糙度為1.6mm。輸出軸承孔的圓柱度公差值為0.010mm，等級為7級。同軸度為0.025mm，等級為7級。輸入軸承孔的的圓柱度公差值為0.008mm，等級為7級。同軸度為0.025mm，等級為7級。錐銷孔的表面粗糙度為1.6um，凸臺面的表面粗糙度為3.2um。螺栓孔、通油孔、機(jī)座面的表面粗糙度均為12.5um。輸出（入）軸承孔兩端面與輸出（入）軸中心線的垂直度為0.01；輸出軸承孔的同軸度為0.03。軸承孔的中心平行度為0.025；第三章 生產(chǎn)綱領(lǐng) 假設(shè)年產(chǎn)量Q20000（件/年），該零件在每臺產(chǎn)品中的數(shù)量n=1（件/臺），廢品率3，備品率5。由公式NQn（1）得： N100001（135）=21600 該零件屬于中型零件,查表（機(jī)制工藝生產(chǎn)實(shí)習(xí)及課程設(shè)計(jì)中表61）確定的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。因此，可以確定為Y流水線的生產(chǎn)方式，又因?yàn)樵诩庸は渖w和底座的時(shí)候有很多的地方是相同的，所以可選擇相同的加工機(jī)床，采取同樣的流水線作業(yè)，到不同的工序的時(shí)候就采用分開的方法，所以可以選擇先重合后分開再重合的方式的流水線作業(yè)。雖然是大批量生產(chǎn)，從積極性考慮，采用組合機(jī)床加工，流水線全部采用半自動(dòng)化的設(shè)備。 第四章 材料、毛坯制造方法的選擇及毛坯圖4.1 材料的選擇毛坯材料選擇HT200.此材料由石墨構(gòu)成，因石墨本身有潤滑作用且可以吸收振動(dòng)能量，所以HT200具有耐磨性能好，消振性能好的特點(diǎn)。由于鑄鐵中硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流動(dòng)性、填充性能好，即鑄造性能好。由于石墨的存在使車屑容易脆斷，不粘刀，切削性能好。缺點(diǎn)是力學(xué)性能低，易導(dǎo)致應(yīng)力集中，因而其強(qiáng)度、塑性及韌性低于碳鋼?；贖T200以上優(yōu)缺點(diǎn)及價(jià)格便宜，所以對于承受壓力和震動(dòng)的箱體，采用HT200作為加工材料。若沒有HT200，可采用45號鋼代替。 而熱處理方法，因鑄件采用砂型造型，所以為降低硬度，采用人工時(shí)效的熱處理方式。4.2 毛坯的制造方法 砂型鑄造機(jī)械造型：鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價(jià)廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。而金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。同時(shí)金屬型鑄造還有如下不足之處： (1) 金屬型制造成本高； (2) 金屬型不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白日等缺陷; (3) 金屬型鑄造時(shí)，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時(shí)間，以及所用的涂料等，對鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。減速箱的箱體結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜，根據(jù)減速箱箱體零件圖可知箱體的壁厚為8mm, 采用金屬型造型對壁厚有限制，成本比砂型鑄造高，而且箱體外表面的精度要求不高，砂型鑄造能滿足要求，機(jī)械造型生產(chǎn)率較高能滿足大批量生產(chǎn)的需要。綜合以上因素，因此選用砂型鑄造機(jī)械造型。砂型鑄造機(jī)械造型上箱蓋以結(jié)合面為分型面，采用兩箱造型，中注式澆注系統(tǒng)，澆注的時(shí)候重要的加工面應(yīng)該向下，因?yàn)殍T件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔等。為了補(bǔ)縮，上面設(shè)幾個(gè)冒口。為了造型時(shí)方便拔模而設(shè)計(jì)了拔模斜度。下箱體采用三箱造型，為了澆注液體充滿型腔，在直澆道基礎(chǔ)上設(shè)有橫澆道。同時(shí)設(shè)置了冒口和拔模斜度。4-1 機(jī)蓋鑄造工藝圖4-2 機(jī)座鑄造工藝圖4.3 毛坯圖的繪制 機(jī)蓋毛坯的外廓尺寸：考慮其加工外廓尺寸為428204145mm，取機(jī)蓋結(jié)合面的加工余量為5mm，凸臺面加工余量為2mm，其余加工面的加工余量為4mm。故 毛坯 長：428 mm 寬：196+24=204 mm 高：140+5=145 mm機(jī)座毛坯的外廓尺寸考慮其加工外廓尺寸為428204180 mm，取機(jī)座結(jié)合面的加工余量為5mm，基座底面加工余量為5mm，泄油口加工余量為2mm，其余加工面的加工余量為4mm。故毛坯 長：428 mm 寬：196+24=204 mm高：170+25=180 mm毛坯圖如下：（4-3） 機(jī)蓋毛坯圖（4-4） 機(jī)座毛坯圖第五章 定位基面的選擇及分析5.1定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。在機(jī)械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)。在隨后的工序中，用加工過的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)：選擇原則：“基準(zhǔn)重合”原則；“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；“自為基準(zhǔn)”原則；“互為基準(zhǔn)”原則；精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。減速器下箱體通常以底面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，上箱蓋則分別以結(jié)合面、凸臺面作為精基準(zhǔn)。 在加工上箱蓋時(shí)，以凸臺為精基準(zhǔn)粗銑、半精銑、精銑結(jié)合面。以結(jié)合面為精基準(zhǔn)時(shí)銑視口端面、鉆孔、攻絲；鉆起蓋螺紋孔攻絲。只有加工結(jié)合面時(shí)才以凸臺為精基準(zhǔn)，因此滿足“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。下箱體則以底面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)的選擇夾緊方便，工件的夾緊變形小；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位和自動(dòng)夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)。主要考慮兩個(gè)問題：一是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。減速器的上箱蓋、下箱體都以結(jié)合面為粗基準(zhǔn)，加工出加工結(jié)合面的精基準(zhǔn)，再以結(jié)合面作為精基準(zhǔn)，加工分布在箱蓋和箱座兩個(gè)不同部分上很不規(guī)則軸承孔的毛坯孔，以及油孔、連接孔等，這樣粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)“互為基準(zhǔn)”的原則下統(tǒng)一，可以保證結(jié)合面的平行度，減少箱體裝合時(shí)對合面的變形。5.2各加工面基準(zhǔn)表工件工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)箱蓋粗銑箱蓋連接螺栓凸臺面箱蓋的結(jié)合面為粗基準(zhǔn)粗精銑箱蓋結(jié)合面箱蓋的凸臺面為精基準(zhǔn)粗精銑窺視孔端面箱蓋的結(jié)合面為精基準(zhǔn)鉆起吊螺釘孔箱蓋的結(jié)合面為精基準(zhǔn)鉆窺視孔臺階面螺釘孔箱蓋的結(jié)合面為精基準(zhǔn)攻起吊螺釘孔和窺視孔臺階面螺釘孔箱蓋的結(jié)合面為精基準(zhǔn) 箱座（機(jī)座）粗銑機(jī)座底面機(jī)座的結(jié)合面為粗基準(zhǔn)粗精銑機(jī)座結(jié)合面機(jī)座底面為精基準(zhǔn)精 銑機(jī)座底面機(jī)座底面為精基準(zhǔn)粗銑機(jī)座凸臺面機(jī)座底面為精基準(zhǔn)粗銑排油口臺階面機(jī)座底面為精基準(zhǔn)粗銑游標(biāo)臺階面機(jī)座底面為精基準(zhǔn)鉆地角螺栓孔機(jī)座底面為精基準(zhǔn)鉆排油螺栓孔和游標(biāo)孔機(jī)座底面為精基準(zhǔn) 合箱后粗精鏜鏜輸出軸承孔機(jī)座底面為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位粗精鏜鏜輸入軸承孔機(jī)座底面為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位粗精銑輸入軸承孔端面機(jī)座底面為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位粗精銑輸出軸承孔端面機(jī)座底面為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位鉆上機(jī)座連接螺栓孔機(jī)座底面為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位锪上機(jī)座連接螺栓沉頭座孔機(jī)座底面為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位鉆輸入與輸出軸承蓋孔機(jī)座底面為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位 第六章 加工工作量及加工手段組合減速器箱體主要加工面有五個(gè)，機(jī)蓋結(jié)合面、機(jī)座結(jié)合面、機(jī)座底面、輸入軸承孔端面、輸出軸承孔端面。此外，除了要鏜軸承孔外，還要加工的有上機(jī)座螺栓孔，機(jī)蓋吊環(huán)孔、窺視孔臺階面、機(jī)座底面螺栓孔、游標(biāo)空、排油孔、油槽、上機(jī)座定位銷孔。下面查工序確定各工序的尺寸和偏差1、機(jī)座與機(jī)蓋結(jié)合面A 、加工工序：粗銑半精銑精銑B 、工序余量：粗銑3mm， 半精銑1.6mm，精銑0.4mmC、工序公差：毛坯1.3mm，粗銑IT12，半精銑IT8，精銑IT7D、工序尺寸：精銑mm，Ra1.6，半精銑mm，Ra6.3，粗銑 mm,Ra12.5，毛坯mm2、軸承孔兩端面A、加工工序：粗銑精銑B、工序余量：粗銑3.5mm，精銑0.5mmC、工序公差：毛坯2mm，粗銑IT10，精銑IT7 D、工序尺寸：精銑mm，Ra1.6，粗銑 mm,Ra12.5，毛坯mm3、視窗面A、加工工序：粗銑B、工序余量：粗銑2mm C、工序公差：毛坯0.8mm，粗銑IT12D、工序尺寸：粗銑 mm,Ra12.5，毛坯mm4、機(jī)蓋凸臺面A、加工工序：粗銑B、工序余量：粗銑2mmC、工序公差：毛坯1.2 mm，粗銑IT12 mm D、工序尺寸：銑 mm， Ra12.5，毛坯 mm5、輸入（出）軸承孔A、加工工序：粗鏜半精鏜-精鏜B、工序余量：粗鏜2.5，半精鏜1.0，精鏜0.5，C、工序公差：毛坯0.8，粗鏜IT12，半精鏜IT11，精鏜IT8，D、工序尺寸：輸出軸承孔 ：精鏜 Ra2.5，半精鏜Ra3.2，粗鏜Ra12.5，毛坯輸入軸承孔： 精鏜 Ra1.6，半精鏜Ra3.2，粗鏜Ra12.5，毛坯6、機(jī)座底面A、加工工序：粗銑精銑B、工序余量：粗銑5mmC、工序公差：毛坯1.1mm，粗銑IT12D、 工序尺寸：粗銑mm,Ra12.5，毛坯mm第7章 大致工藝過程對減速箱箱體進(jìn)行加工，尤為重要的就是確定其加工工藝的過程。并且，在確定加工工藝過程時(shí)，應(yīng)該考慮各方面的因素，從而擬定出最佳加工方案。針對我們所要加工的減速箱，應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔，先粗后精，工序適當(dāng)?shù)仍瓌t。經(jīng)過分析，我們把加工工藝過程大致分為了三個(gè)部分。第一部分是對箱蓋的加工，主要是加工上箱蓋凸臺面，上下箱體結(jié)合面，上箱體窺視孔面以及鉆孔、攻絲窺視孔臺階面；第二部分是對機(jī)座的加工，主要是加工機(jī)座底面，上下箱體結(jié)合面，鉆锪底座螺栓孔和排油孔和油標(biāo)孔；第三部分是將兩箱體合箱后進(jìn)行加工，主要工序是鉆、絞定位銷孔和鉆連接孔，以底面為基準(zhǔn)銑軸承端面和鏜軸承孔，最后鉆軸承孔端面的螺釘孔。其中，在第一、二和第三部分之間應(yīng)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(guān)系，以保證軸承孔和螺栓連接孔的加工精度和撤裝后的重復(fù)精度。箱蓋：工序號工序名稱 工序內(nèi)容定位基準(zhǔn) 設(shè)備 刀具 1毛坯鑄造 2清砂清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，飛刺等 3熱處理人工時(shí)效處理 4涂漆 5銑銑箱蓋連接孔凸臺面保證:六個(gè)連接孔凸臺的尺寸mm，表面粗糙度為Ra12.5箱蓋結(jié)合面X6320粗齒莫氏錐柄立銑刀 6粗銑粗銑箱蓋結(jié)合面。保證：結(jié)合面尺寸mm，表面粗糙度為Ra12.5箱蓋凸臺面萬能銑床硬質(zhì)合金盤銑刀 7半精銑半精銑箱蓋結(jié)合面。保證：結(jié)合面尺寸mm，表面粗糙度為Ra6.3箱蓋凸臺面X53K硬質(zhì)合金面銑刀 8精銑精銑箱蓋結(jié)合面保證：結(jié)合面尺寸mm，表面粗糙度為Ra1.6，平面度為0.025箱蓋凸臺面X53K硬質(zhì)合金面銑刀 9銑銑窺視孔臺階面保證：窺視孔臺階面高度尺寸，表面粗糙度為Ra6.3。箱蓋結(jié)合面龍門機(jī)床xq209/2m硬質(zhì)合金套式面銑刀10鉆孔鉆窺視孔臺階面螺釘孔。箱蓋結(jié)合面Z3025B麻花鉆11攻絲攻起窺視孔臺階面螺釘孔箱蓋結(jié)合面Z3025B絲錐12鉆孔鉆啟蓋螺釘孔箱蓋結(jié)合面Z3025B麻花鉆13攻絲攻啟蓋螺釘孔箱蓋結(jié)合面Z3025B絲錐注意： 如果是小批單件生產(chǎn)，加工工藝過程中應(yīng)安排劃線的工序，但由于是大量生產(chǎn)，用流水線生產(chǎn)，故省略劃線工序。機(jī)座：工序號工序名稱 工序內(nèi)容定位基準(zhǔn) 設(shè) 備 刀 具1毛坯鑄造2清砂清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，飛刺等3熱處理人工時(shí)效處理4涂漆5銑銑機(jī)座底面保證：底座厚度為，底座表面粗糙度為 Ra12.5機(jī)座結(jié)合面X5032硬質(zhì)合金套式面銑刀6粗銑粗銑機(jī)座結(jié)合面保證：結(jié)合面厚度為mm ，表面粗糙度為Ra12.5機(jī)座底面立式銑床5030A硬質(zhì)合金套式面銑刀半精銑半精銑結(jié)合面保證：結(jié)合面尺寸，表面粗糙度為Ra=6.3。箱蓋凸臺面8精銑精銑機(jī)座結(jié)合面保證：結(jié)合面尺寸mm，表面粗糙度為Ra1.6，平面度為0.025機(jī)座底面X53K硬質(zhì)合金面銑刀9鉆孔鉆地角螺栓孔保證：沉頭座孔的直徑為17，距離和距離300，表面粗糙度為Ra12.5機(jī)座結(jié)合面Z3025B麻花鉆10锪孔锪地角螺栓沉頭座保證：沉頭座孔的直徑為30, 距離和距離300,表面粗糙度為Ra12.5機(jī)座結(jié)合面11銑銑排油口臺階面保證:臺階面距離底座的距離為20,表面粗糙度為Ra6.3機(jī)座結(jié)合面X62W高速鋼立銑刀W18Cr4V12銑銑游標(biāo)臺階面保證:臺階面距離機(jī)座結(jié)合面的距離為90,臺階面與機(jī)座壁的角度為45，表面粗糙度為Ra12.5機(jī)座結(jié)合面X62W高速鋼立銑刀W18Cr4V13鉆孔鉆排油螺栓孔和游標(biāo)孔機(jī)座結(jié)合面Z3025B麻花鉆14攻絲攻排油螺栓孔和游標(biāo)孔箱蓋結(jié)合面Z3025B絲錐 注意： 由于機(jī)座有兩凸緣面的原因，因此機(jī)座接合面與底面上螺栓孔的锪平不能用組合鉆床直接锪平，而必須采用特殊的刀桿，把套式锪鉆插裝在特殊刀桿上來锪平螺栓孔。而且還應(yīng)該先讓刀桿穿過螺栓孔，在裝上套式锪鉆，然后再進(jìn)行反锪。合箱后：工序號工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)設(shè)備刀具1鉗工將箱蓋，箱體對準(zhǔn)和箱機(jī)座底面鉗工鉗工2鉆鉆，鉸錐銷孔，裝入錐銷機(jī)座底面3鉗工將箱蓋，箱體做標(biāo)記，編號4锪孔锪上機(jī)座連接螺栓沉頭座孔機(jī)座底面锪鉆锪鉆5鉆孔鉆上機(jī)座連接螺栓孔機(jī)座底面麻花鉆麻花鉆6鉗工拆箱，去毛刺，清洗，再裝配，擰緊螺栓。7粗銑粗銑軸承孔兩端面保證：兩端面的距離為機(jī)座底面硬質(zhì)合金面鑲齒套式面銑刀硬質(zhì)合金面銑刀8精銑精銑軸承孔兩端面保證：端面到輸入軸線的距離為機(jī)座底面硬質(zhì)合金面銑刀硬質(zhì)合金面銑刀9粗鏜粗鏜兩軸承孔保證：輸出軸承孔的直徑為；輸入軸承孔的直徑為。機(jī)座底面硬質(zhì)合金雙刃鏜刀硬質(zhì)合金鏜刀10半精鏜半精鏜兩軸承孔保證：輸出軸承孔的直徑為；輸入軸承孔的直徑為。機(jī)座底面硬質(zhì)合金鏜刀硬質(zhì)合金鏜刀11精鏜精鏜兩軸承孔保證：輸出軸承孔的直徑為；輸入軸承孔的直徑為。機(jī)座底面硬質(zhì)合金鏜刀硬質(zhì)合金鏜刀12鉆孔鉆軸承孔端面六個(gè)螺釘孔機(jī)座底面麻花鉆麻花鉆13鉗工拆箱，去毛刺，清洗15鉗工合箱，裝錐銷，緊固鉗工鉗工16終檢查檢查各部尺寸及精度17入庫 第八章、夾具設(shè)計(jì)8.1夾具設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則： 1）夾緊過程中不改變工件定位時(shí)所占據(jù)的正確位置； 2）夾緊力的大小要適當(dāng)，過大了會使工件變形，過小了則在加工時(shí)工件會松動(dòng)，造成報(bào)廢甚至發(fā)生事故，既要保證加工過程中工件不會產(chǎn)生位移和振動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷； 3）夾緊裝置的自動(dòng)化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)；4）夾具設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“實(shí)現(xiàn)同等功能的前提下，機(jī)構(gòu)簡單者為最優(yōu)”的設(shè)計(jì)理念。結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強(qiáng)度；工藝性好便于制造與維修； 5）使用性能操作方省安全可靠同時(shí)，夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮多方面的問題，運(yùn)用自己所學(xué)過的多科知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際環(huán)節(jié)，進(jìn)行合理的夾具設(shè)計(jì)。所以，考慮到實(shí)際生產(chǎn)，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)還應(yīng)該遵循以下設(shè)計(jì)原則： （1）用夾具固定產(chǎn)品及工具 以固定用臺鉗及夾持具等來固定產(chǎn)品及工具，以解放人手從而進(jìn)行雙手作業(yè) （2）使用專用工具 生產(chǎn)線中所用工裝應(yīng)最適合該產(chǎn)品及人工操作的專用工具以提高生產(chǎn)效率 （3）合并二種工裝為一種 減少工具的更換麻煩，以減少轉(zhuǎn)拉的工時(shí)消耗，提高工作效率。（4）提高工具設(shè)計(jì)便利性減少疲勞 （5）機(jī)械操作動(dòng)作作相對安定并且操作流程化 8.2 機(jī)床選擇 因?yàn)樽约核x擇的工藝是粗銑下底面，因此該工藝環(huán)節(jié)一個(gè)主要的內(nèi)容就是選擇合理的銑床。考慮到減速器下底面比較大，且是粗銑，因此綜合多方面的知識，查詢手冊各種機(jī)床的資料，最終，選取立式銑床5030A。它的工作臺面是1150300 mm，外形尺寸為169315351869，主軸轉(zhuǎn)速為12級，35-1600r/min，電動(dòng)機(jī)功率為4KW，滿足加工要求。 下為機(jī)床5030A圖： 圖（8-1） 立式銑床5030A8.3 刀具選擇 選擇合適的刀具，既可以提高加工效率，又可以避免不必要的浪費(fèi)。在自己所設(shè)計(jì)的這一夾具中，主要是粗銑下底面，且由于下底面寬度比較大，因此應(yīng)選擇端面銑刀。最后，結(jié)合其尺寸，查詢設(shè)計(jì)手冊，選擇選擇硬質(zhì)合金套式面銑刀YG8，查工藝人員手冊表10-110知，每齒的進(jìn)給量Sz=0.4mm。其余尺寸為D=400mm，齒數(shù)是z=14，銑削寬度為B=240mm。 圖（8-2） 硬質(zhì)合金套式面銑刀YG88.4 切削力的計(jì)算 （1）銑削圓周力的計(jì)算 銑削力在加工過程中往往方向、大小在變化，在計(jì)算中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的銑削力或銑削合力計(jì)算。代入銑削圓周力公式： 其中切削深度t=4.5mm，銑削寬度B=190mm，銑刀齒數(shù)Z=14，每齒進(jìn)給量Sz=0.4mm，銑刀直徑D=400mm，將數(shù)值代入上式計(jì)算得： 計(jì)算的，P=244 Kg。 （2）切削速度的計(jì)算 代入公式： 其中D=400mm，T=420min，t=4.5mm，Sz=0.4mm，B=190mm。計(jì)算，得： V=74mm/min。8.4機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算及工序時(shí)間定額的確定本道工序只需粗銑下底面，因?yàn)?，粗加工時(shí)，除留下精加工余量外，一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量。因此，采用一把套式端面銑刀，在加工時(shí)，一次走刀即可。查機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊知，機(jī)動(dòng)時(shí)間 其中： =銑削輪廓的實(shí)際長度368mm； =切入長度=24mm； =超出長度=5mm； 行程次數(shù)，因此在這?。篿=1； 工作臺的進(jìn)給量 =0.41460=336mm/min。 其中： ， n=60。 所以，算得，T=1.18min。 查表得：輔助時(shí)間=； 間歇時(shí)間 ； 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間； 技術(shù)服務(wù)時(shí)間。 由上面的算式可得：=（3046）%。 所以，=（1.301.46）%=1.7min。8.5粗銑下底面的夾具設(shè)計(jì) （1）夾緊力的計(jì)算進(jìn)行夾緊力計(jì)算時(shí)，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡化計(jì)算。根據(jù)工件在切削力、夾緊力(重型工件要考慮重力，高速時(shí)要考慮慣性力)作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為所需的實(shí)際夾緊力。即 式中： 實(shí)際所需夾緊力； 理論夾緊力； 安全系數(shù)安全系數(shù)可按下式計(jì)算 基本安全系數(shù)=1.2，加工性質(zhì)=1.2，刀具鈍化程度=1.2，切削特點(diǎn)=1.0，夾緊力穩(wěn)定性=1.0，力矩作用下工件與支撐面接觸情況=1.0，所以，算的： =1.728。規(guī)定：若安全系數(shù)K的計(jì)算結(jié)果小于2.5時(shí)，取=2.5。因?yàn)椋?其中，查詢設(shè)計(jì)手冊可以得知，未加工面的摩擦力比較大，而下箱體凸臺面與壓板的摩擦系數(shù)和下箱體結(jié)合面與定位板的摩擦系數(shù)所在的接觸面都是未加工表面，因此，可以取=0.7。又已知切削力P=2440N，下箱體的重力G=234N，代入上式，可得： =1626 N； 所以，實(shí)際夾緊力=4065 N，所以分配到每個(gè)板的夾緊力為： 。 （2）定位方式的選擇 由于是粗銑減速器下底面，因此只需要保證其在z軸方向的自由度即可。所以，本工序中采用平面定位即可，定位面為結(jié)合面。如下圖示： 圖（8-3）定位方式圖（3）夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 圖（8-4） 夾緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖1雙活塞氣缸（雙桿型），2水平推桿，3連桿，4鉤形壓板 其中，a=60mm,b=128mm，c=43mm,S=34mm,=110，=50。計(jì)算圖中機(jī)構(gòu)的自由度圖中機(jī)構(gòu)（僅取左半部）共有1個(gè)原動(dòng)機(jī)，2個(gè)活動(dòng)件，2個(gè)低副（包括1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和1個(gè)滑動(dòng)副），1個(gè)高副，因此，圖中共有自由度： 所以原動(dòng)件數(shù)目與機(jī)構(gòu)的自由度的數(shù)目相等，本機(jī)構(gòu)有確定的運(yùn)動(dòng)。計(jì)算氣缸的行程因?yàn)閵A具各個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸都已經(jīng)計(jì)算出，所以，經(jīng)過幾何計(jì)算，可以算的氣缸的行程S=34mm（可在AUTO CAD軟件中模擬運(yùn)動(dòng)計(jì)算得出）。8.6 氣缸的選擇 （1）夾具氣缸的選擇選擇合適的氣缸，要注意多方面的要求。在上面的計(jì)算中，我們已經(jīng)確定了第一個(gè)條件，即：氣缸的行程S，一定要大于34mm。下面計(jì)算夾具在工作夾緊過程中所要承受的力。根據(jù)所選擇的鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)，對其中的壓板進(jìn)行受力分析。根據(jù)理論力學(xué)知識，對固定鉸鏈處求力矩，可知： 圖（8-5）壓桿受力分析圖其中，Q為氣缸所要承受的力,、尺寸見下圖，所以，=68mm，=79mm。 圖（8-6） 機(jī)構(gòu)尺寸圖已知：=1016 N所以，最終算得，理論推力Q=1180 N。根據(jù)上面算得活塞桿的推力，參考液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)(第三版)進(jìn)行氣缸的設(shè)計(jì)知： 其中，為理論推力的計(jì)算公式，為理論壓力的計(jì)算公式，按照自己所設(shè)計(jì)的夾具可以知道，當(dāng)壓板壓緊工件時(shí)，氣缸為延伸狀態(tài)；當(dāng)放松工件時(shí)，氣缸為收縮狀態(tài)。根據(jù)受力關(guān)系可知，氣缸提供足夠推力時(shí)壓緊，因此應(yīng)當(dāng)選用第一個(gè)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)。已知，Q=1180 N；p為氣缸的工作壓力，因?yàn)闅飧子糜趭A具設(shè)計(jì)中，所以選取p=1.0Mpa；為負(fù)載率，用于夾具設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)氣缸工作壓力取=0.8。把以上數(shù)據(jù)代入上式，得D=43.34 mm，根據(jù)液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)(第三版)表13-3知，可以選取的缸筒內(nèi)徑D=50mm。根據(jù)上面選取的標(biāo)準(zhǔn)選取缸徑D=50mm，行程L為40mm的festo公司的單活塞雙作用氣缸，型號為ADN-50-40-A-P-N。（50代表缸徑，40代表氣缸活塞的行程，A-P-N代表活塞蓋為外螺紋），實(shí)物照片及外形尺寸圖如下： 圖（8-7） ADA氣缸圖 圖（8-8） ADA氣缸尺寸參數(shù) 根據(jù)夾具的設(shè)計(jì)，在安裝氣缸時(shí)選擇把兩個(gè)氣缸組合在一起，可以減少安裝空間，且運(yùn)動(dòng)也會更加準(zhǔn)確。下面為三維仿真建模的氣缸圖： 圖（8-9） 氣缸三維模擬圖（2）限位銷氣缸的選取下面選取控制限位銷伸出的氣缸，本工序中控制限位銷伸出的氣缸采用單作用彈簧復(fù)位針形氣缸，這種類型的氣缸符合流水線工作的特點(diǎn)，操作簡單，體積較小，節(jié)約空間。因此，根據(jù)作用選擇型號為CJPS15-15（S代表埋入型，第一個(gè)15代表缸徑，第二個(gè)15代表行程），實(shí)物照片及外形尺寸圖如下： 圖（8-10） 針形氣缸及其尺寸參數(shù)8.7 設(shè)計(jì)氣壓控制回路開始設(shè)計(jì)氣壓控制回路時(shí)，首先要明確該氣壓控制回路所要能完成的作用。通過夾具設(shè)計(jì)原理圖，我們可以看到：當(dāng)氣缸向外伸出時(shí)，限位銷伸出，夾具夾緊工件，然后銑床動(dòng)作，銑床動(dòng)作完成后，氣缸向內(nèi)收縮時(shí)，夾具釋放工件，這時(shí)整個(gè)流程基本就完成了。因此，基于此原理，自己設(shè)計(jì)了如下回路： 圖（8-11） 氣動(dòng)控制回路 1氣源，2氣動(dòng)三聯(lián)件，3二位四通手動(dòng)換向閥，4單桿雙作用氣缸， 5、6溢流閥，7二位二通手動(dòng)換向閥，8單作用針形氣缸。 控制原理： 當(dāng)工件到達(dá)本工位時(shí)，搬動(dòng)二位二通手動(dòng)換向閥（7）手柄，使單作用針形氣缸（8）伸出，從而使與其相連的限位銷伸出，限制工件的移動(dòng)。然后搬動(dòng)二位四通手動(dòng)換向閥（3）手柄，單桿雙作用氣缸（4）收縮，從而使夾緊機(jī)構(gòu)將工件夾緊。當(dāng)加工完后，搬動(dòng)二位四通手動(dòng)換向閥（3）手柄，單桿雙作用氣缸（4）伸出，從而使夾緊機(jī)構(gòu)將工件松開，然后搬動(dòng)二位二通手動(dòng)換向閥（7）手柄，使單作用針形氣缸（8）收縮，從而使與其相連的限位銷收縮，解除對工件的限制，使工件順利進(jìn)入下一個(gè)工位。8.8 定位誤差的計(jì)算 在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，平面定位的主要方式是支持定位，常用的定位元件為各種支撐釘、支撐板、自由支撐和可調(diào)支撐。 在本工序中，因?yàn)楣ぜ且晕醇庸み^的減速器毛坯結(jié)合面定位，因此只能采用三點(diǎn)定位方式，由于未加工過，所以定位元件只能選取球頭支撐釘，這一可以減少支撐釘與工件的接觸面積。以便能與粗糙不平的毛坯表面穩(wěn)定接觸。在計(jì)算其定位誤差時(shí)，由于是以毛坯表面定位，所以毛坯表面本身的狀況并不相同，所以基準(zhǔn)位置會在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)，從而產(chǎn)生定位誤差，即 因?yàn)槭谴帚姍C(jī)座下底面，且是機(jī)座自鑄造完成后的第一道工序，因此，在這一工序中得定位誤差比較大，其就是鑄件的毛坯誤差經(jīng)過去毛刺之后的平面度誤差，經(jīng)過查詢手冊可知，其=0.065mm，滿足要求。參考文獻(xiàn)：【1】中國地質(zhì)大學(xué)王巍主編.機(jī)械制圖，高等教育出版社，2003.7.【2】李軍主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)，華中科技大學(xué)出版社，2007.2.【3】西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編.機(jī)械原理（第六版），高等教育出版社，2001.5.【4】唐增寶，何永然，劉安俊主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版），華中科技大學(xué)出版社，1999.【5】孫已德，機(jī)床夾具圖冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984.【6】于永泗，齊民主編，機(jī)械工程材料（第六版），大連理工大學(xué)出版社，2006.1【7】李旦等，機(jī)床專用夾具圖冊，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.【8】孫麗媛，機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：冶金工業(yè)出版社，2002?！?】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊卷4，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998【10】機(jī)械工程基礎(chǔ)與通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用叢書編委會，形狀和位置公差，北京：中國計(jì)劃出版社，2004?！?1】趙如福主編，金屬機(jī)械加工工藝人員手冊（第四版），上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006.10. 實(shí)習(xí)總結(jié) 初次去實(shí)習(xí)，既可以了解到自己所學(xué)專業(yè)的相關(guān)知識，又可以使我們更好的體驗(yàn)到真實(shí)的工作環(huán)境，因此大家都是異常的興奮。同時(shí)，也為自己去了會做些什么感到疑惑，因?yàn)楫吘故堑谝淮温铩?人們往往說，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一途徑。經(jīng)過了二汽的實(shí)習(xí)，可謂收獲頗豐，一方面把自己所學(xué)的專業(yè)知識，聯(lián)系到了工廠實(shí)踐加工過程中去，讓我們對所學(xué)知識有了更深入的了解，不再像以往趙括般的“紙上談兵”；另一方面，我們親眼看到了各種類型的機(jī)器設(shè)備及其工作方式，可謂是開闊了視野，并且學(xué)習(xí)到了課堂上所不能學(xué)習(xí)到的新知識；最后，還了解到了一些工廠的生產(chǎn)模式和職員的工作情況，可以說對未來自己步入職業(yè)生涯有了更好的把握。到了之后所強(qiáng)調(diào)的第一件事，就是安全問題，當(dāng)晚就有二汽的講解員給我們做了公司的介紹和參觀過程中所必須注意的問題，重中之重便是安全問題，沒有了安全，做的再好也沒有用。通過一些例子，讓我們真真切切的體會到了安全大于一切。緊接著，第二天便開始了實(shí)地參觀。在參觀過程中，我們緊隨講解員，認(rèn)真的聽著他們給我們的詳細(xì)的介紹，讓我們對所參觀的車間的用途有了比較深的了解，同時(shí)，也熟悉了大部分設(shè)備的加工方法。當(dāng)然，最主要的還是詳細(xì)的記錄下了每一道工序的加工工藝，其中主要包括了工件定位、夾緊等機(jī)構(gòu)，以及總得加工流程，可以說這些都不是課本上所不能體驗(yàn)到的。同時(shí)，非常感謝帶隊(duì)的老師，因?yàn)樵谖覀冇龅奖容^困惑的問題時(shí)，老師們總能給予我們詳細(xì)的解答，讓我們對這些問題豁然開朗。在這一過程中，也讓我們體驗(yàn)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，因?yàn)?，有些難以理解的問題當(dāng)大家一起討論時(shí)，思路都了，問題也就自然而然的解決了。短短十天的實(shí)習(xí)雖然就這樣完成了，但是我們的收獲卻并不是這幾句話就能形容的，總的來說，通過這次的參觀實(shí)習(xí)，自己對所學(xué)知識有了進(jìn)一步的掌握，并且開拓了自己的視野，大體還是比較理想的。接下來便是這幾天的課程實(shí)習(xí)。起初，雖然老師對這次的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的講解，但是自己還是比較迷惑自己究竟要完成哪方面的內(nèi)容。但是，通過分組討論，查看范例，使得自己對這次的夾具設(shè)計(jì)有了大致的了解。然后，大家經(jīng)過詳細(xì)的討論，分配好了任務(wù)，便開始一起完成前七步的內(nèi)容。最后，進(jìn)行了初步整理，接下來便是分配各人要完成的加工內(nèi)容，進(jìn)行各自的設(shè)計(jì)。首先，自己對要加工的內(nèi)容進(jìn)行了分析，查閱手冊，初步確定了加工方法和夾具機(jī)構(gòu)。然后，根據(jù)要求進(jìn)行了一步步的分析、計(jì)算，當(dāng)計(jì)算設(shè)計(jì)合理時(shí)，便開始初步繪制了三維圖，加以分析，并向老師敘述了自己的思路。在得到老師的肯定后，自己便開始查閱自己所學(xué)過的知識進(jìn)行完整的分析設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)，可以說自己重新拾取了以前忘記的知識，如機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、氣壓傳動(dòng)、互換性、機(jī)械制圖等等。也讓自己對工藝、夾具設(shè)計(jì)有了比較深的印象，對自己專業(yè)將來的就業(yè)工作也有了更深的思考，可以說這次的課程設(shè)計(jì)對于我們學(xué)生來說是非常有利和有必要的。同時(shí)，非常感謝老師在這次實(shí)習(xí)過程中為我們同學(xué)所付出的努力，自己也會更加努力的學(xué)習(xí)，了解各方面的知識，彌補(bǔ)自己的不足，為日后的學(xué)習(xí)和工作打下更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。附圖 圖 （1） 圖 （2） 圖 （3） 圖 （4） 圖 （5） 圖（6） 圖（7）機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱兩級圓柱齒輪減速器零件名稱 機(jī)座車間工序號工序名稱材 料 牌 號 6粗銑機(jī)座底面HT 200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù) 鑄 件42819617011設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時(shí)加工件數(shù)立式銑床5030A1夾具編號夾具名稱切削液銑底面夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終 間歇0.04 0.06 基本 1.18工步號工 步 內(nèi) 容刀具主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minmm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1 粗銑機(jī)座下底面 硬質(zhì)合金套式面 銑刀YG870 74 0.44.540.490.2 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢） 機(jī)械與電子信息學(xué)院班級序號設(shè) 計(jì) 者 學(xué) 號 設(shè)計(jì) 日期 校對 日期 審核 日期標(biāo)準(zhǔn)化 日 期 會簽 日期 072085-04張 廣 鳴 20081000875