粗镗输入轴承孔夹具设计[42页]

粗镗输入轴承孔夹具设计目录:第一章 产品概述41.1 减速箱体零件概述41.2 减速箱箱体结构形状及装配附件41.3减速器箱体装配附件及作用：6第二章 图纸技术要求分析7第三章 生产纲领9第四章 材料、毛坯制造方法的选择94.1材料的选择94.2制造方法10第五章 毛坯图及加工工作量分析125.1 各工序加工余量分析表125.2 毛坯图155.2.1 机盖毛坯图155.2.2 机座毛坯图16第六章 定位基准的选择及分析196.1 粗基准的选择196.2 精基准的选择20第七章 变速器箱体加工工艺过程分析217.1 加工路线的拟定217.2机盖加工工艺过程卡227.3机座加工工艺过程卡237.4合箱工艺过程卡24第八章 粗镗输入轴承孔机械加工及其夹具设计268.1夹具设计应遵循的原则：268.2机床的选择278.3刀具的选择：278.4量具的选择288.5 切削用量以及切削力的计算288.6机动时间的计算及单位时间定额298.7夹紧机构的设计308.8夹紧力的计算318.9夹紧气缸的选择318.10 气压控制回路设计338.11定位方式的选择34第九章 实习心得体会369.1湖北十堰东风商用车公司生产实习369.2.校内课程设计37附录1：粗镗输入轴承孔加工工序卡39附录二 夹具三维效果图展示40参考文献43第一章 产品概述1.1 减速箱体零件概述 减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，减速器蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿引轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同进轴式减速器。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置 。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。箱体是减速器的重要组成部件，它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单件生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑筋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底一般不采用完整的平面。减速器箱体在整个减速器总成中的作用是起支撑和连接的作用的，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装。变速器箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响减速器的寿命和性能。1.2 减速箱箱体结构形状及装配附件 减速机箱体大多采用剖分式结构，剖分面一般通过轴心线，以便于轴系部件的安装和拆卸，对于轻型齿轮减速机、蜗杆减速机和行星齿轮减速机，常采用整体式箱体，其尺寸紧凑，重量较轻，易于保证轴承与座孔；的配合性质，但装拆和调整不如剖分式箱体方便。为保证密封性，箱座和箱盖应紧密贴合，因此连接凸缘应具有足够的宽度，剖分面应经过精刨和研刮，连接螺栓间距不得过大。有时在剖分面上制出回油沟，使渗出的油可沿斜槽流回箱内。减速机箱体是减速机中结构和受力最复杂的零件，目前尚无完整的理论设计方法，因此都是在满足强度、刚度的前提下，同时考虑结构紧凑、制造方便、重量轻及使用等方面的要求，作经验设计。为保证箱体具有足够的刚度，箱壁应有一定的厚度，特别是在轴承座处应该加厚，并加刚性加固筋。轴承座两侧的连接螺栓应紧靠座孔，但不得与端盖螺栓钉及箱内导油沟发生干涉，为此应在轴承座两侧设置凸台。凸台高度要保证有足够的螺母扳手空间。同时还要有利于提高轴承座刚度。有关凸台的尺寸，可查阅有关手册或资料。机盖和机座的联接凸缘应取厚些，机座底凸缘宽度应超过机体内壁。铸造箱体的壁厚不得太薄，以免浇注时铁水流动困难。1.3减速器箱体装配附件及作用：A窥视孔盖和窥视孔：在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出。D通气孔：减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。材料为Q235。附装配图：二维图E起盖螺钉：为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。F定位销：为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。中采用的两个定位圆锥销，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。材料为45号钢。G轴承盖: 固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。材料为HT150。H吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.。 第二章 图纸技术要求分析 由于箱体是各个零部件安装的部位，因此除了对于其强度等机械性能方面要求较高，而且对其部分位置的尺寸及位置精度要求也很高，否则会引起变速箱工作噪音大或是长时间处在不适宜的工作位置导致其容易损坏。下面就几个重要工艺重点说明： 1.箱盖的底面和箱座的顶面和它们的两个定位销，由于其是接下来很多工序的加工精基准，而且也会影响其密封性，所以其本身的加工要求较高。2.两轴的相对位置和轴线的平行度是影响两轴正常运转的重要因子，因此也有较高的加工要求。机盖图纸技术要求分析零件名称图纸分析机盖机盖左视图标注的368mm重复标注，应去掉。机盖上视图尺寸1290mm应改成1190mm；其螺栓孔的分布尺寸116mm应改为120mm。输入轴承孔端面相对于A的垂直度为0.10mm；传动轴承孔端面相对于B的垂直度为0.10mm；输出轴承孔端面相对于C的垂直度为0.10mm。各孔端面的表面粗糙度为Ra3.2。（保证轴承的良好装配）两轴承孔轴线的平行度为0.08mm，等级为7级，距离为3500.095mm。输出轴承孔的圆柱度公差值为0.020mm，等级为8级，位置度为0.020mm，等级为8级；传动轴承孔的的圆柱度公差值为0.020mm，等级为7级，位置度为0.020mm，等级为8级；输出传动轴的圆柱度公差为0.023，等级为8级，位置度为0.023，等级为8级。机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2，并保证机盖与机座的接触面的平面度的公差值为0.06，公差等级为7级。应检查与机座结合面的密封性，用0.05塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的13，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点。与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫。未注明的铸造圆角的半径R=5-10mm未注明的倒角为C3，粗糙度为Ra12.5。机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12。锥销孔的表面粗糙度为1.6um，凸台面的表面粗糙度为3.2um。H向分割线应斜向上。机盖铸成后，用清砂机清理铸件，并进行时效处理。表2-1机座图纸技术要求分析：零件名称图纸分析机座机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2，并保证机盖与机座的接触面的表面粗糙度的公差值为Ra1.6。输入轴承孔端面相对于A的垂直度为0.10mm；传动轴承孔端面相对于B的垂直度为0.10mm；输出轴承孔端面相对于C的垂直度为0.10mm。各孔端面的表面粗糙度为Ra3.2。（保证轴承的良好装配）两轴承孔轴线的平行度为0.08mm，等级为7级，距离为3500.095mm。输出轴承孔的圆柱度公差值为0.020mm，等级为8级，位置度为0.020mm，等级为8级；传动轴承孔的的圆柱度公差值为0.020mm，等级为7级，位置度为0.020mm，等级为8级；输出传动轴的圆柱度公差为0.023，等级为8级，位置度为0.023，等级为8级。锥销孔的表面粗糙度为Ra1.6，凸台面的表面粗糙度为Ra3.2。螺栓孔、通油孔、机座面的表面粗糙度均为12.5um。保证各轴承孔的同轴度为0.03mm。（轴承孔配合为基轴制，公差等级选择7级）与机盖连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫。应检查与机盖接合面的密封性，用0.05塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的13，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点。未注明的铸造圆角的半径R=5-10mm未注明的倒角为C3，粗糙度为Ra12.5。机座不得漏油。机盖铸成后，用清砂机清理铸件，并进行时效处理。 表2-2第三章 生产纲领 年产量Q=20000件/年，零件在每台产品中的数量n =1（件/台），废品率 a=0.5%，备品率 b=3%。由公式N=Qn（1a）（1b）得：N=200001（13%）（10.5%）=20703 查表机制工艺生产实习及课程设计确定的生产类型为大量生产。因此，可以确定为Y流水线的生产方式，又因为在加工箱盖和底座的时候有很多的地方是相同的，所以可选择相同的加工机床，采取同样的流水线作业，到不同工序的时候就采用分开的方法，所以可以选择先重合后分开再重合的流水线作业方式。该箱体的大批量生产，可采用组合机床加工，流水线全部采用半自动化的设备。生产类型同一零件的年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产151101100小批生产51010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上表3-1该零件属于中型零件，查表知此零件的生产类型为大量生产。第四章 材料、毛坯制造方法的选择4.1材料的选择 减速器箱体在整个减速器总成中的作用是起支撑和连接的作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各个零件的正确安装。箱体零件有复杂的内腔，薄壁。外部为了增加其强度加有很多加强筋、凸台、凸边。由于铸铁中硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流动性、填充性好，即铸造性能好。由于石墨的存在使车屑容易脆断，不粘刀，切削性能好。所以选用加工工艺性好和成本低的灰口铸铁，材料牌号为HT200，其抗拉强度小于200MPa。它的优点是具有优良的减振性，耐磨性，铸造性能优良，切削性能优良。缺点是不能锻造和冲压，焊接性能差。4.2制造方法由于缸体的结构复杂且加工面少，故选择铸造的方法。1铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。旭东精密铸件厂长期从事砂型和金属型的重力铸造。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。2.砂模铸造是一种以砂作为主要造型材料，用型砂紧实成型的传统铸造工艺。砂型铸造设备投资少，原材料易得且价格低廉。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。3.金属模铸造在重力作用下将熔融金属浇铸到金属型腔中获得铸件的方法。工艺特点：铸型必须预热；铸型须喷刷涂料；及时开型取件。优点：可一型多铸，节省造型材料且减少环境污染；工艺简单，易于实现机械化和自动化；铸件精度高、表面粗糙度值小、力学性能好。缺点：制造成本高；不易铸造结构复杂、薄壁或大型铸件；用于铸钢、铸铁等熔点较高的合金时，铸型寿命短；金属型不透气，且无退让性，灰铸铁件铸造时易产生白口组织。应用：主要用于成批、大量生产铝合金、铜合金等非铁合金的中、小型铸件，如活塞、缸体、液压泵壳体、轴瓦、轴套等。综上所述，选择砂型铸造。4-1 机盖铸造工艺4-2 机座铸造工艺第五章 毛坯图及加工工作量分析5.1 各工序加工余量分析表箱盖结合面加工工序粗铣-半精铣-精铣工序余量毛坯5.0 粗铣3.0 半精铣1.5 精铣0.5工序公差毛坯0.8 粗铣IT11 半精铣IT8 精铣IT7工序尺寸精铣 Ra1.6 半精铣 Ra6.3 粗铣 Ra12.5 毛坯表5-1窥视孔台阶面加工工序铣工序余量5.0工序公差毛坯0.5 铣IT12工序尺寸铣 Ra12.5 毛坯表5-2箱座结合面加工工序粗铣-半精铣-精铣工序余量毛坯5.0 粗铣3.0 半精铣1.5 精铣0.5工序公差毛坯0.8 粗铣IT11 半精铣IT8 精铣IT7工序尺寸精铣 Ra1.6 半精铣 Ra6.3 粗铣 Ra12.5 毛坯表5-3箱座底面加工工序铣工序余量3.5工序公差毛坯0.8 铣IT11工序尺寸铣 Ra12.5 毛坯5-4输出和中间轴承座端面加工工序粗铣-半精铣工序余量毛坯3.0 粗铣2.0 半精铣1.0工序公差毛坯1.4 粗铣IT11 半精铣IT8工序尺寸半精铣 Ra3.2 粗铣 Ra12.5 毛坯表5-5输入轴承座端面加工工序粗铣-半精铣工序余量毛坯5.0 粗铣4.0 精铣1.0工序公差毛坯1.2 粗铣IT11 精铣IT8工序尺寸精铣 Ra3.2 粗铣 Ra12.5 毛坯表5-6输入轴承孔和中间轴承孔加工工序粗镗-半精镗-精镗工序余量毛坯9 粗镗5.0 半精镗3.0 精镗1.0工序公差毛坯1.2 粗镗IT11 半精镗IT8 精镗IT7 工序尺寸精镗 Ra1.6 半精镗 Ra3.2 粗镗 Ra12.5 毛坯表5-7输出轴承孔加工工序粗镗-半精镗-精镗工序余量毛坯10 粗镗6.0 半精镗2.7 精镗1.3工序公差毛坯1.2 粗镗IT11 半精镗IT8 精镗IT7公差尺寸 精镗 Ra1.6 半精镗 Ra3.2 粗镗 Ra12.5 毛坯表5-8排油孔凸台面加工工序 粗铣 半精铣工序余量毛坯3.5 ,粗铣2.5，精铣1.0工序公差粗铣IT11, 半精铣IT8工序尺寸半精铣 Ra3.2,粗铣 Ra12.5， 毛坯表5-9合箱后后，轴承座孔，加工余量尺寸名称设计尺寸加工余量毛坯尺寸输入轴承座孔1509141中间轴承座孔1509141输出轴承座孔20010190表5-105.2 毛坯图5.2.1 机盖毛坯图 原始毛坯图如图下图所示，再根据设计图所给出的尺寸查询手册，得到各加工面加工余量，获得毛坯尺寸如图所示，机盖三维效果图如图所示。余量的毛坯尺寸如下表5-11：尺寸名称设计尺寸加工余量毛坯尺寸窥视孔凸台面5510输入轴承座端面4204424结合面80585输出轴承座端面5204528表511 单位（mm）图5-1 机盖毛胚正视图图5-2 机盖毛胚左视图图5-3 机盖毛胚正视图尺寸图5-45.2.2 机座毛坯图 原始机座毛坯图如下图6-6和6-7所示，加工余量与毛坯尺寸见表6-2，毛坯图尺寸如图6-8和6-9所示，机座三维效果图如图6-10所示.，变速箱整体效果图如图6-11所示：尺寸名称设计尺寸加工余量毛坯尺寸结合面80585输入轴承座端面4204425底面403.543.5油口63.59.5轴承座端面5204530表512 单位（mm）图5-5 机座毛坯正视图图5-6 机座毛坯左视图图5-7 机座毛坯尺寸正视图图5-8 机座毛坯尺寸左视图第六章 定位基准的选择及分析基准：基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准。 在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间，一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。 工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准，定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。6.1 粗基准的选择粗基准选择原则选择粗基准，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，选择粗基准，以便于工件的准确定位。选择粗基准的的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则来选择：1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先选择该表面为粗基准。2)若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量最少的表面为粗基准。3)若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。4)选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。粗基准具体选择加工的第一个平面是箱盖和箱座的接合面，由于分离式箱体的轴承孔的毛胚孔分布在箱盖和想做的两个不同部分上很不规则，因而在就加工箱盖和箱座的接合面时，无法以轴承孔的毛胚孔作为粗基准。故综合考虑，可以选择轴承孔凸台面为粗基准。6.2 精基准的选择精基准选择原则 选择精基准时，过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。一般应按下列原则来选择：1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。3) 自为基准原则；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作为精基准。精基准具体选择根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔作为精基准，机盖则以结合面作为精基准。在一次安装下，可以一次加工除定位面以的外所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位基准的选择夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。在这样精基准和粗基准“互为基准”的原则下统一，可以保证接合面的平行度，减少箱体装合时对合面的变形。第七章 变速器箱体加工工艺过程分析7.1 加工路线的拟定变速器箱体的主要是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度比孔容易，因此，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。变速器箱体的加工顺序一般有以下两种方案：1. 先粗精加工平面，再粗精加工孔，这样做可以减少工件安装次数，减少加工余量；生产率高，经济效益好。2. 粗精加工分段进行，即先粗加工平面粗加工孔精加工平面精加工孔。该变速器箱体工件结构刚性较好，可考虑采用如下方案1。 整个箱体加工工艺过程如下：工件工序内容定位基准机盖粗精铣结合面机盖凸台面铣机盖窥视孔台阶面机盖结合面箱盖窥视孔台阶面螺钉孔钻孔攻丝机盖结合面锪起吊螺栓孔并攻丝机盖结合面锪螺栓孔机盖结合面机座铣机座底面机座结合面铣排油口台阶面机座结合面排油口螺栓孔钻孔攻丝机座结合面锪地角螺栓孔机座结合面粗精铣机座结合面机座底面铣游标口台阶面机座底面锪游标孔攻丝机座底面锪连接螺栓孔机座底面合箱后钻铰锥销孔机座底面粗精铣轴承孔端面机座底面粗精镗轴承孔机座底面钻输入输出轴承盖孔机座底面表7-17.2机盖加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容定位基准机床设备刀具设备工时1毛坯铸造铸造毛坯2清砂去除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺3热处理人工时效处理4粗铣结合面要求：凸台面到结合面的尺寸为mm，Ra12.5轴承座凸缘X62W材料：高速工具钢W18Cr4V直柄立铣刀半精铣结合面保证：凸台面到结合面尺寸为 ,Ra6.3轴承座凸缘X62W材料：硬质合金YG6镶齿套式面铣刀精铣结合面保证：凸台面到结合面尺寸，Ra1.6轴承座凸缘X62W材料：硬质合金YG6镶齿套式面铣刀5粗铣窥视孔台阶面保证：台阶面尺寸，Ra12.5（11级）箱盖结合面定位X62W材料：高速工具钢W18Cr4V直柄立铣刀6窥视孔上的螺钉孔钻孔和攻丝 保证：孔的直径，Ra12.5（11级）箱盖结合面定位Z518细长柄机用丝锥尺寸M107起吊螺钉锪钻孔、攻丝保证：右侧起吊螺栓距离输出轴中心线为300mm，直径M20，Ra12.5；左侧起吊螺栓距离传动轴中心线为175mm，直径 M20，Ra12.5；右侧沉头座直径为 30箱盖结合面定位Z518直柄麻花钻材料：YG88锪钻12个螺栓连接孔保证：螺栓孔直径，沉头座直径50结合面定位Z5140A直柄麻花钻材料：YG89锪钻6个螺栓连接孔保证：螺栓孔直径，沉头座直径40结合面定位Z5140A直柄麻花钻材料：YG810清洗去毛刺、铁屑11检验箱体各尺寸、精度12入库7.3机座加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容定位基准机床设备刀具设备工时1毛坯铸造铸造毛坯2清沙去除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺3热处理人工时效处理4粗铣机座底面保证：底面尺寸厚度，Ra12.5机座结合面定位X53K镶齿套式面铣刀5粗铣排油口台阶面保证：台阶面厚度为，Ra12.5机座结合面定位X53K直柄立铣刀材料：YG8半精铣排油口台阶面保证：台阶面厚度为，Ra3.2X53K镶齿套式面铣刀6排油口螺栓孔钻孔保证：排油口直径为机座结合面定位Z5140A直柄麻花钻排油口螺栓孔攻丝细长柄机用丝锥7锪地脚螺栓孔保证：螺栓孔直径 22，沉头座直径为 55机座结合面定位Z5140A锪刀M558粗铣结合面保证：结合面厚度尺寸为，Ra12.5一面两销定位（两个地脚螺栓和机座底面)X62W直柄立铣刀半精铣结合面保证：凸台面到结合面尺寸为 ,Ra6.3X53K镶齿套式面铣刀精铣结合面保证：结合面尺寸：，Ra1.6X62W镶齿套式面铣刀9铣油标口台阶面保证：，Ra12.5一面两销定位X62W直柄立铣刀10锪油标孔攻丝保证:游标孔直径 ，沉头孔直径为M27一面两销定位11锪钻12个连接螺栓孔保证:螺栓孔直径 22，沉头孔直径为 50一面两销定位12锪钻6个连接螺栓孔保证:螺栓孔直径 17，沉头孔直径为 40一面两销定位13清洗清洗机座14检验检验机座各尺寸及精度15入库7.4合箱工艺过程卡工序号工序名称工序内容定位基准机床设备刀具设备工时1对准（机座底面）将机箱盖，箱体和箱盖对准，并用连接螺栓孔连接箱盖和机座2钻2个锥销孔保证：销孔直径为 ，Ra1.6机座底面立式钻床Z518锥孔麻花钻铰孔圆锥铰刀3装销打入销孔，将箱盖与箱体做标记，标号4粗铣输入轴的轴承端面保证：端面到传动轴轴线的距离，Ra12.5机座底面X346材料：硬质合金YG8镶齿套式面铣刀半精铣输入轴的轴承端面保证：端面到传动轴轴线的距离，Ra3.2X346材料：硬质合金YG6镶齿套式面铣刀5粗铣传动轴和输出轴的轴承端盖保证：两端面间的距离为，Ra12.5机座底面X346材料：硬质合金YG8镶齿套式面铣刀半精铣传动轴和输出轴的轴承端盖保证：两端面间的距离为，Ra3.2材料：硬质合金YG6镶齿套式面铣刀6钻轴承端盖孔（16个）保证：端盖孔直径 ，Ra12.5机座底面直柄麻花钻攻丝7粗镗输入轴承孔保证： ，Ra12.5机座底面卧式镗床T618硬质合金单面可调整式刀片半精镗保证： ，Ra3.2卧式镗床T618硬质合金四刀镗块精镗，Ra1.6卧式镗床T618硬质合金四刀镗块8粗镗传动轴承孔保证： ，Ra12.5机座底面卧式镗床T618硬质合金单面可调整式刀片半精镗保证： ，Ra6.3卧式镗床T618硬质合金四刀镗块精镗，Ra1.6卧式镗床T618硬质合金四刀镗块9粗镗输出轴承孔保证： ， Ra12.5机座底面卧式镗床T618硬质合金单面可调整式刀片半精镗保 证： ，Ra6.3。卧式镗床T618硬质合金四刀镗块精镗保证：，Ra1.6卧式镗床T618硬质合金四刀镗块第八章 粗镗输入轴承孔机械加工及其夹具设计8.1夹具设计应遵循的原则：夹具设计应遵循“实现同等功能的前提下，机构简单者为最优”的设计理念。机床夹具设计是培养学生实践能力的重要环节之一。它是我们完成所学全部课程，并进行了生产实习，做过课程设计，及与一系列教学环节的基础上进行的，它要求我们全面综合地运用所学课程的理论和实践知识进行零件加工。同时夹具设计应该遵循以下设计原则： 用夹具固定产品及工具：以固定用台钳及夹持具等来固定产品及工具，以解放人手从而进行双手作业；使用专用工具：生产线中所用工装应最适合该产品及人工操作的专用工具以提高生产效率；合并二种工装为一种：减少工具的更换麻烦，以减少转拉的工时消耗，提高工作效率；提高工具设计便利性减少疲劳：具手柄方便抓握，作业工具与人体动作相协调，工装夹具的操作应以IE的方法进行评估；机械操作动作作相对安定并且操作流程化：作位置应相近集中，让机械尽量减少或脱离人的监控和辅助，开关位置与下工序兼顾，工件自动脱落，安全第一。8.2机床的选择机床的选择原则：机床尺寸规格和工件的形状尺寸应相适应；机床精度等级与本工序加工要求应相适应；机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应；机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应。本道工序是粗镗轴承孔，根据工件外形尺寸、本工序的加工精度等级等要求，查机械加工工艺人员手册可知选择机床为：卧式镗床TX617,电动机功率为：4KW。（技术参数：机床净重：7500kg；横向行程：700mm；纵向行程：900；最大镗孔直径：150mm ；主轴箱垂直行程：560mm；主轴电机功率：4KW ；转速范围：13-1160转/分：主轴直径：75mm；工作台面尺寸：900*700mm；最大承重：1300公斤 ；机床外型尺寸：3930*1926*2425mm）实物照片如下。8-1 TX617镗床8.3刀具的选择：刀具的选择主要取决于所采用的加工方法，工件材料，加工尺寸，精度和表面粗糙度的要求，生产率要求和加工经济性等。应尽量采用标准刀具，在大批量生产中应采用搞生产率的复合刀具。本道工序采用材质为钨钴类硬质合金YG8的双刃镗刀具。几何参数：前角r=10，后角a=5，主偏角=45，副偏角1=8，副后脚a1=5 8-2 刀具刀具编号公称直径D/mmB/mmH/mm19735122773512镗刀的实物图与具体参数8.4量具的选择根据被测对象的性质和特点选用内径百分表来测量。公称直径测量范围读数值测孔深度1001601001600.011508.5 切削用量以及切削力的计算制定切削用量，就是要在已经选择好刀具材料几何角度的基础上，合理确定切削深度t、进给量S和切削速度V。粗加工时应保证较高的金属切除率和必要的1后根据刀具的耐用度要求选择合适的切削速度。因此查表取粗镗余量为t=2.5mm，进给量S=0.4，切削速度V=5070m/min,再计算速度具体值：(T刀具耐用度，取100；t切削深度，s进给量，HB是HT200的硬度为160210，取200)带入上式得V=70m/min。再计算速度具体值：V=165.5T0.2t0.13S0.2（HB200）1.75(T刀具耐用度，取100；t切削深度，s进给量，HB是HT200的硬度为160210，取200)带入上式得V=70m/min。用公式计算镗销时切削力：主切削力： 其中查表得CPz=95，YPz=0.75，k=0.9Pz=952.50.40.750.9=107.5Kg吃刀抗力 ：其中查表得CPy=46,kvPy=1,=1,=0.9,=0.7,=1,=0.9,=1Py=462.50.90.40.750.90.70.9=29.9Kg进给抗力 ：其中查表得CPx=18，kvPx=1,=1,=1,=0.8,=1,=0.9,=1Px=182.51.20.40.650.90.8=21.5Kg8.6机动时间的计算及单位时间定额，其中（i为走刀次数，s为每转进给量 mm/转，n为每分钟转数 转/min）查表得t=2.5mm时，L1=2.5mm，L2=1.5mm。=232.2 r/minL=55+2.5+1.5=59mm=0.64min=(1520%)=0.0960.128min=(1015%)=0.0640.096min=(57)=0.0320.0448min=(26%)=0.01280.0384min=(35%)=0.01920.032min=+=+=0.64+0.64(3550)%=0.64+0.28=0.92min8.7夹紧机构的设计考虑到是流水线作业，工件进出工作台的方向为沿输入轴轴线的方向，因此夹具不能与工件进出方向干涉，所以将夹具布置在输出轴承孔端面的两侧，并且夹具打开后不会碰到轴承孔端面，同时要求夹具夹紧后不得与镗套干涉，以防止夹具与镗刀干涉。根据以上等原则，来设计夹具。结合箱体基体体积、气缸长度等因素，本夹具采用凸轮顶杆机构和四杆机构串联的形式，具体结构如下：8-3凸轮顶杆机构简图计算图中机构的自由度图中机构（仅取左半部）共有1个原动机4个活动件，5个低副（包括4个转动副和一个滑动副），1个高副，因此图中共有自由度F=3n -2pl=3X4-（2X5+1）=1所以原动件数目与机构的自由度的数目相等，本机构有确定的运动。8.8夹紧力的计算夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。夹紧力与自重同向但与切削刀相垂直，此时切削力靠夹紧力所产生的摩擦力平衡。 （f1为工件对压板的摩擦系数，f2为工件对定位件的摩擦系数，k为安全系数 1.52）查表f1=0.30.4，取f1=0.3，f2=0.4安全系数：查表可得取基本安全系数k1=1.2; 加工状态系数（粗加工）k2=1.2刀具钝化系数k3=1.3； 切削特性系数（连续系数）k4=1.0安全系数=1.21.21.31.0=1.8721.9由上面镗刀主切削力，吃刀抗力，进给抗力在x、y、z三个方向复合得到切削力为1136N; 合箱后箱体重量为3150N（由solidworks2012测得）；所以=1283N由于设计的是4个压板，所以每个压板提供的平均夹紧力为=/4=321N8.9夹紧气缸的选择由余弦定理有：=22.66，=34.71，l1=57.11，l2=39.15，且=321N所以F1=526.2 N=2787.75N=/=3485N，其中取=0.8所以=3485N参考液压传动与气压传动(第三版)知：推力做功时，气缸的内径 （m）其中P动=3485N，p =0.8Mpa，d=0.2D，=0.9，代入推力做功公式，得D=0.0605m=60.5mm计算气缸的行程由几何知识知，当压板旋转45 时，竖直推杆移动的距离为40mm，凸轮横向滑动40mm.根据据标准取缸径为60mm，行程L为50mm的双活塞气缸，型号为CA2-L05-F05-Y7BW8-4夹紧气缸参数8.10 气压控制回路设计1- 气源，2-气动三联件，3-二位四通手动换向阀，4-两个背靠背双作用气缸，5-溢流阀控制原理说明：当工件到达本工位时，搬动二位四通手动换向阀（3）手柄，双作用双活塞气缸（4）收缩，从而使夹紧机构将工件夹紧。当加工完后，搬动二位四通手动换向阀（3）手柄，双作用双活塞气缸（4）伸出，从而使夹紧机构将工件松开，从而使工件顺利进入下一个工位。8.11定位方式的选择本工序采用如下图所示的“一面两销”完全定位的方式 定位基准的选择其中两定位销限制X、Y方向的平动及绕Z轴的转动，定位平面限制绕X、Y方向的转动，Z方向的平动。 面两销的设计计算 定位基准的选择 确定两定位销中心矩尺寸LX及其公差LX=Lg，=()， Lg工件中心距，工作中心距公差所以LX=Lg=300mm，=0.055=0.011mm（定位孔尺寸17mm，公差H7，定位孔中心距偏差0.055） 确定圆定位销直径d1及其公差d1=D1=17，D1基准孔最小直径按g6选取，=0.013,即尺寸为 削边销宽度b和B（工艺人员手册表9-23）b=4，B=15 削边销与基准孔的最小配合间隙=0.0278mmD2基准孔最小直径；圆柱销与基准孔的配合间隙 削边销的直径d2d2= D2=240.0278，公差按h6选取，上偏差为0，下偏差为-0.011，即尺寸为mm 计算定位误差由于两孔定位有旋转角度误差,使加工尺寸产生定位误差和，应考虑较大值对加工尺寸的影响。两个方向上的偏转其值相同。因此，只对一个方向偏转误差进行计算。=0.0000367mm由于转角误差很小，不计工件左右端面的旋转对定位误差的影响，较大的定位误差尚小于工件公差的三分之一,此方案可取。第九章 实习心得体会大学最重要的实习在大三暑假展开，实习分为校外和校内两部分，时间分别持续半月，在校内实习即将结束之际，写下实习感受和总结，以纪念这收获颇丰而有重要意义的生产实习。9.1湖北十堰东风商用车公司生产实习6月30日到7月11日我们在车城十堰的风神发动机厂实习，主要了解了发动机各主要部件的加工工艺，我们参加了二汽及发动机厂的厂史简介，了解了各种加工方法和加工装备，详细参观了曲轴生产线、凸轮轴生产线、缸盖生产线(4H和EQ6102)、缸体生产线(4H和EQ6102)、后参观了杂件作业部、连杆生产线、装备车间磨锋班、柴油机（DCI11）装配线、凸凹磨具厂、变速箱厂、东风神宇有限公司、标准件厂（弹簧、螺钉）、车身制造厂、商用车总装厂、风神发动机装配车间等。这次东风实习时间安排比较紧凑，在东风汽车有限公司实习有限的十二天里，我们了解了毛坯到零件、由零件到部件、由部件到机器的制造流程，还初步掌握了零件加工时毛坯的选择、加工工艺流程、夹具、机床原理等一系列通过课本很难掌握的知识。有的生产线自动化程度比较高，比如曲轴、连杆等加工车间多采用数控机床，我们没法看到它内部的夹紧机构，但是有些生产线多采用组合机床，我们可以很直观的看到他的夹紧机构，通过与工人师傅的交流以及讲解员和老师们的耐心指导，解决了我心中的很多疑惑，学到了很多课本上学不到的知识。这次参观实习虽然时间很短，但是对于我们是一次难得的机遇，大大增长了我们的见识，在参观中可以较好的将理论知识与实际生产联系起来，用理论知识来指导实际生产，可以进一步巩固我们学习的理论知识，并且将这些理论知识有机结合起来灵活运用。在二汽实习的这段时间，通过老师的讲解和自己的观摩，不仅使自己的业务水平有了很大程度的提高，同时也增强了自己动手操作水平，更加增强了自己独立思考和判断问题的能力。短短十天的二汽实习，我不仅向工厂师傅学到了一定的机械零件加工的方法，也体会到跟和同学协同合作的重要性。这不仅为我今后的理论学习打下了良好的基础，也为我今后从事相关的制造业有了一个良好的开端。理论与现实永远是有差距的，在绘制夹具设计图时，很多地方我都认为是理所当然，结果确实差之千里，设计上原来许多地方都是有据可查的，老师说，如果设计有小小的错误，制造出来的夹具就没有任何作用，那是我忽然发现原来设计不仅是在纸上算一算画一画，我们做的是更加重要的事情，那就是可以说我们在为自己甚至社会创造设备和便利，我们要对设计的每一步负责，因为其实我们要设计的就是要用于与许多人息息相关的现实生活中的。这次课程设计让我对机械制造工艺学有了更加深刻的认识，实习是去了解现实的加工工艺，而课程设计更是等去自己亲自去工厂设计夹具。课程设计不仅让我们巩固了在课堂上与实习期间的机械制造工艺学学习，还让我们同事复习了好几门专业课，机械制图、互换性、金属工艺学、机械原理、机械设计等，这些都是相互串接在一起的，大一的时候感觉的我们学习的都是好零散的，这时候发现机械专业就被这些课程紧密的联系在一起，我们需要融会贯通，举一反三，这样才会继续在机械方面发展的更好。9.2.校内课程设计参观实习回来剩下的重要任务夹具设计，对于未知的领域，我们总是习惯了畏惧、习惯了无从下手、习惯了去模仿去参照。但这次课程设计与以往有所不同，课程设计的前面部分由小组讨论、团队合作完成。我认为这是这次课程设计里很有意义的一部分，对于培养我们的团队协作、意见的提出能力都有很大的帮助。在这段过程中，我们会因为共同的问题而进行小组讨论，我们会因为方案不统一而争的面红耳赤，这样相互讨论、相互交流的方式，让我们很快的进入到状态，对设计所涉及到的知识能够很快熟悉，并且思维周密，考虑到位，同时扩宽了我们的知识面，这对于我们接下来每个人独立的夹具设计很有帮助。前面部分的完成集齐了我们小组8个人每个人的努力，是这份报告里我最喜欢的部分，也是最值得回首的一部分。在这之后，我们便开始了独立的夹具设计部分，分工查资料，构思自己的夹具草图，在这个过程中，我们还是会相互帮助。之后的三维建模及二维图的绘制，对于我们来说，不仅是对以前知识的巩固，更是对自己的一个挑战。在这期间，老师都会不断的帮助我们，为我们检查和指导，对于存在的问题也得到了及时的纠正。这都为我们以后的学习和工作积累了宝贵的经验。最烦心的事莫过于遇到了自己无从下手的难题，但是这同时也带给了我最大的快乐，在克服掉困难那一刹那的喜悦让我忘掉了之前的痛苦。回顾这段时间以来的实习过程，我想这样的一些事我会深刻铭记，甚至是终身难忘的。对于很多问题，我们都应该依靠自己的努力去认真完成，没有跨不过的难题，这对于我们以后的无论在生活或者是工作中都会有很大的帮助。最后的最后，感谢老师们辛勤的付出，及时帮我找出问题，使我开心顺利的完成实习任务。附录1：粗镗输入轴承孔加工工序卡附录二 夹具三维效果图展示 参考文献【1】唐增宝，何永然，刘安俊主编.机械设计课程设计（第二版），华中科技大学出版社，1999.【2】西北工业大学机械原理及机械零件教研室编.机械原理（第六版），高等教育出版社，2001.5.【3】王伯平主编.互换性与测量技术基础（第二版），机械工业出版社，2007.2.【4】中国地质大学王巍主编.机械制图，高等教育出版社，2003.7.【5】孙已德，机床夹具图册，北京：机械工业出版社，1984.【6】中国地质大学王巍主编.机械制图，高等教育出版社，2003.7.【7】李旦等，机床专用夹具图册，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.【7】孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社，2002。【8】机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京：机械工业出版社，1998【9】机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，形状和位置公差，北京：中国计划出版社，2004。44