蜗轮箱加工工艺及夹具设计（全套图纸）

前 言机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工位置，提高加工效率，以减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性性。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。而专用夹具是指专为某一工件的某一道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。专用夹具由定位装置、夹紧装置、对刀引导装置、其他元件及装置、夹具体。全套图纸加1538937061.1定位装置这种装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置，即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置，如支承钉、支承板、V形块、定位销等。1.2夹紧装置它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。它通常是一种机构，包括夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔，凸轮等）以及动力装置（如气缸、油缸）等。1.3对刀引导装置它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引导刀具进行加工，如对刀块、钻套、镗套等。1.4其他元件及装置如定位件、操作件以及根据夹具特殊功用需要设置的一些装置，如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。1.5夹具体用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关部位连接，以确定夹具相对于机床的装置。就我而言，我希望能通过这次做毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。第1章 零件的分析涡轮箱体是与涡轮箱盖合在一起对零部件起到容纳，支撑的作用，使他们保持一定的相对位置，以得到正常的运动关系和足够的精度，他同时还为其内部的零件起到了较好的润滑条件，同时，他还有安全保护和密封的作用有一定的隔震的作用，起到保护内部零件不受到外部侵害的功用。所以在日常的生活工作中运用得非常广泛，也起到非常重要的的作用。第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 正确的选择毛坯，具有重大的经济技术意义，毛坯的材料、制造方法和制造精度对工件的加工过程、加工劳动量、材料利用率和工件成本都有很大的影响。 由于蜗轮箱的结构较特殊，生产量又为批量的生产，所在毛坯应选用铸件，为了保证蜗轮箱的铸造精度和提高其生产率，应选用精度和生产率都经较高的毛坯制造方法，所以，这里选用机器造型的砂型铸造，一是为了提高生产率，二是为了降低工人的劳动强度。2.2 基准的选择 2.2.1 粗基准的选择 零件在加工时，考虑到粗基准的几个选择原则,以及更好的制订合理的加工工艺路线，这里，零件的粗基准按预先划好的加工线来找正，这样，更有利于保证准确的加工位置，对于划线的基准，由于蜗轮箱上右端面是一个重要面，所以这里先用该面作为基准。 2.2.2 精基准的选择 一般的零件在加工前，都应对基准进行的合理的选择，这样，才有利于保证零件加工时的精度。但是对于蜗轮箱来说在加工过程在只要调节好了蜗轮箱和刀具的相对位置，就相当于保证了蜗轮箱加工时的精度，在加工过程中可以以自身的重量来限制某些自由度。2.3 制定工艺路线 由于生产类型为中批生产， 应尽量使工序集中来提高生产率，保证零件的各部份精度，除此以外，还应降低生产成本。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。方案一工序号工序名称工序内容1铸造铸造、清砂2钳清理 喷砂后上底漆3铣粗铣、精左右端平面、铣6mm面4镗车80、18孔、M27孔、15孔5钻钻10.5孔6磨磨右端平面7钳工去除锐边毛剌8检终检方案二工序号工序名称工序内容1铸造铸造、清砂2钳清理 喷砂后上底漆3铣粗铣、精右端平面4铣粗铣、精铣左平面5铣铣6mm面6镗镗80、18孔7车车M27孔、15孔8钻钻10.5孔9磨磨右端平面10钳工去除锐边毛剌11检终检方案一由于工序过于集中，不利于批量生产，对于加工时效率过低，且对产品质量达不到保证 ，采用方案2便于生产管理，且加工基准与设计基准重合，产品质量达到保证。因此方案2是合理的第3章 确定切削用量及基本工时3.1 工序 粗铣蜗轮箱右端平面： 工零件材料：HT200铸件 机床选用：铣床X2010C 刀具选用：选用YG8铣刀，刀杆尺寸bh 为 20303.1.1 切削用量的选择：查机械制造工艺设计手册表332可知，取相应的切削用量如下：切削深度1.5 mm进给量f=1.8 mm/r切削速度v=45 m/s 3.1.2 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.411 可知： 查表1.410，取 K=0.4-0.75 所以有: 铣削蜗轮箱右底面切削时间所以，总切削时间3.2 工序 粗铣左端平面 工零件材料：HT200 铸件 机床的选择：选择铣床X2010C P=13kw 刀具：选用高速钢铣刀 d=60 z=163.2.1切削用量的确定： （1）、铣削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127可知：粗铣：38 这里取3（2）、铣削每齿进给量的选择查机械制造工艺设计手册表328 329可知：0.10.3 这里取0.2 1（3）、铣削速度的选择查机械制造工艺设计手册表330可知：V = 0.40.6 m/s 这时取0.5m/s = 30m/min 查机械制造工艺设计实用手册表1151 取 3.2.2 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知： 所以，3.2.3计算铣削力 查机械制造工艺设计手册表325有 ：式中： 所以， 3.2.4校核机床功率 查切削用量简明手册表3.28有 所以，机床的功率足够3.3 工序 铣6mm面 工件材料：HT200 铸件 机床的选择：选择铣床 X2010C P=13kw 刀具：选用高速钢铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册3.139，刀具数据如下： 3.3.1 切削用量的选择 （1）、铣削宽度的选择查机械制造工艺设计简明手册表3.127可知38 这里取3 （2）、铣削每齿进给量的选择查机械制造工艺设计手册表328 329可知 0.10.3 这里取0.2 1.5 （3）、铣削速度的选择查机械制造工艺设计手册表330可知所以：3.3.2 计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.415 可知： 所以，3.3.3计算铣削力 查机械制造工艺设计手册表325有 ：式中： 所以， 3.3.4校核机床功率 查切削用量简明手册表3.28有 所以，机床的功率足够3.4工序 精铣蜗轮箱右端平面 工件材料 HT200 铸件 机床的选用: 铣床X2010C 刀具的选择: 选择YG3宽刃铣刀 刀杆尺寸 bh=2030 3.4.1精铣蜗轮箱右面 3.4.1.1切削用量的选择 查机械制造工艺设计手册表333有 切削深度 进给量 切削速度 3.4.1.2切削工时的计算 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.411 1.410可知： 式中： 铣削宽度 0.40.75 所以有: 精铣蜗轮箱右平面的切削时间 所以，总切削时间3.5.2铣左端平面 工件材料 HT200 铸件 机床的选用: 选择铣床 X2010C 刀具的选择: 选择YG3宽刃铣刀 刀杆尺寸 bh=20303.5.2.1切削用量的选择 查机械制造工艺设计手册表333有 切削深度 进给量 切削速度 3.5.2.2切削工时的计算 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表1.411 1.410可知： 式中： 铣削宽度 0.40.75 所以有: 3.6工序、钻10.5孔 工件材料 HT200 铸件 机床的选用: 选用钻床Z535 P=1.5kw 3.6.1切削用量的选择 （1）、钻削进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表338 选取 （2）、钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表342 选取 所以， 3.6.2计算切削扭矩 查机械制造工艺设计手册表336 有 切削扭矩 式中： 所以， 3.6.3计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表336有 轴向力 式中 所以 因零件材料为HB=150，查机械制造工艺设计手册表336有 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为： 3.6.4计算切削功率 因为查机械制造工艺设计手册表336有 所以，机床功率足够3.7工序：粗镗80、18孔加工余量的确定，查机械加工工艺手册表2.3-48得：查机械加工工艺手册表2.2-2粗镗所能达到的尺寸精度为IT8-IT10级，根据机械加工工艺手册： 查机械加工工艺手册表2.4-41，刀具选用高速钢刀具钻铸铁： 根据上面可以确定其主轴转速为：根据表3.1-41,取机床转速相近值:n=160(r/min)故求出实际切削速度应为：时间定额的计算：故总机动时间： 其他时间的确定： 故单件时间定额： 工序：精镗80mm孔进给量的选择与确定：（查机械加工工艺手册表2.1-66） 镗削速度： 根据上面可以确定其主轴转速为：根据表3.1-41,取机床转速相近值:n=160(r/min)故求出实际切削速度应为：机动时间定额的计算：其他时间的确定： 故单件时间定额： 3.8工序:车M27孔、15孔机床：CA6140卧式车床刀具：刀具材料Y715，刀杆尺寸， 机床加工工艺设计实用手册表12-7。 钻孔切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度：机械加工工艺手册表8.4-8： 当时， 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故车槽切削深度：单边余量，进行2次走刀；进给量：根据机械加工工艺手册15-10可得：选用；计算切削速度： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故车M27螺纹切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故车端面切削深度：单边余量，进行次走刀；进给量：选用；计算切削速度： 确定主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度：切削工时: 其中故30结论一个零部件其质量的高低取决于设计、加工等因素，那么机械加工就是不可缺少的一部分，零件从设计好，到拿到工厂去加工，要加工出合格的产品，就必须在工艺以及夹具上下工夫，工艺编制的合不合理，夹具结构设计的合不合理这些都是很重要的因素。因此在加工零件之前，要认真的分析，然后编制合理的工艺和对夹具进行合理设计。蜗轮箱作为机床的一个基础构件，其性能直接影响到机床的工作精度，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，我们要求蜗轮箱的刚度，抗振性要高，热变形小等通过本次的毕业设计，使我对这四年的总体知识进行了一次总的复习，同时，也对自身在专业领域内的不足有了一个总体认识，以方便日后的更好学习，不断完善和冲实自己。通过老师的讲解，也明白了很多书本上没有的实际工作经验，为今后的工作打下了一个坚实的基础。参考文献 1 王绍俊.机械制造工艺设计手册.北京:机械工业出版社,1987 2 李洪.机械加工工艺手册 .北京:北京出版社,1989 3 哈尔滨工业大学.机床设计图册.上海:上海科学技术出版社,19794 哈尔滨工业大学.机床夹具设计手册.上海:上海科学技术出版社,19845 唐金松.简明机械设计手册.上海:上海科学技术出版社,1987 6 刘朝儒 彭福荫.机械制图(第四版).北京:高等教育出版社,20017 孙桓 陈作模.机械原理(第六版).北京:高等教育出版社,2001 8 刘鸿文.材料力学(第四版).北京:高等教育出版社,2004 9 邱宣怀.机械设计(第四版).北京:高等教育出版社,1997 10 吴宗泽 罗圣国.机械设计课程设计手册(第二版).北京:高等教育出版,1999 11 沈学勤.公差配合与技术测量.北京:高等教育出版社,1998 12 张捷.机械制造技术基础 .西南交通大学出版社,2006 致 谢通过将近三个月的忙碌,这次毕业设计已经基本完成， 本次的毕业设计得以完成，在这里首先要感谢我的指导老师。在我完成毕业的过程中，从查阅资料，初稿的确定和修改到最终的完成，在这整个过程中，遇到了许许多多的因难，有了老师给予我的指导，使得这些困难都迎刃而解。除了敬佩老师的专业水平外，他的作风，精神更让我敬佩。其次要感谢这三年里所有老师对我的精心指导和帮助这，使我在专业方面使我打下了较为扎实的基础。正因为有了你们的帮助与指导，才使得此次毕业设计得已完成。大学生活即将结束，也许我将不会再有机会进入校园深入地学习知识，我将不会有机会再接受文化的熏陶，我将不会再有机会聆听各位尊敬师长的教诲，在将要离开的时候，我要十分感谢学院给我提供了一个培养我各方面能力舞台。在这里使我得到了很大的发展，也更加清楚地认识了自己，明白了自己将来的人生目标。最后，真诚地感谢学院在这大学三年来对我的培养，衷心地祝愿学院的明天更加辉煌！