减速箱箱体加工工艺及夹具设计说明书.doc

本科毕业设计 设计题目：减速箱箱体加工工艺及夹具设计学 院： XXXXXXXXX 专 业：XXXXXXXXX班 级： XXXXXXXXX 学 号： XXXXXXXXX 学生姓名： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXXXXX 年 月 日XXXXX大学本科毕业设计诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业设计，是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 目录摘要IIABSTRACTIII第一章 绪论11.1课题背景11.2 减速器发展趋势11.3课题研究的目的及主要内容21.4本章小结2第二章 减速箱箱体零件的工艺分析32.1 箱体零件的作用32.2 箱体的结构分析32.3 箱体零件的工艺分析42.4 本章小结5第三章 零件的工艺规程设计63.1 确定毛坯的制造形式63.2 基准的选择原则63.2.1粗基准的选择原则63.2.2 精基准的选择原则73.3 制定工艺路线73.4 机械加工余量及工序尺寸的确定93.5 确定切削用量及基本工时103.6 本章小结20第四章 夹具的设计214.1 问题的提出214.2 定位基准的选择214.3 夹紧力的计算224.4 定位误差分析234.5夹具的使用244.6本章小结24结论25参考文献26致谢27附录28 减速箱箱体加工工艺及夹具设计摘要在机械加工中，机械的制造工艺对机械零件的质量要求有着重要的影响，夹具的设计关系到其加工效率的快慢，所以，减速箱箱体工艺的设计及夹具设计在机械加工行业中是一个比较重要的环节。本次设计的是减速箱箱体上的孔6-13锪平30、箱盖顶斜方孔100x90平面、钻箱座底平面6-17, M161.5, 锪平面和攻螺纹、钻M8-7H深15螺孔和镗100和80两孔等加工工艺，以及钻6-13锪平30时的夹具的设计。在编制加工工艺时，要考虑到孔的各项精度以及形状与位置公差等。在保证箱盖与箱座配合的情况下来钻M8-7H深15螺孔和镗100和80两孔。对镗这两孔的位置精度都得以保证,并且定位及装夹等都比较方便。在设计加工孔6-13锪平30的专用夹具时，以箱体底面为基准，通过“C”形钳将箱盖和箱座联结，并以定位销将其定位。采用可以更换的钻套, 可以缩短辅助时间，用螺母将钻模板左右端联结，钻模板左端可以用铰链翻转，右端用铰链和一开口垫圈，此方法可以很快的把箱体放在夹具上，这样可以减轻工人的劳动强度，而且生产率和生产效益可以得到提高。 关键词: 减速箱，工艺，基准，夹具 需要全套的请加本人qq：244126086 备注：毕业设计Reducer casing processing technology and fixture designABSTRACTIn mechanical processing, machinery manufacturing technology have great effect on the quality requirements for mechanical parts, fixture design is related to the machining efficiency of fast, so, the design of the reducer casing process and fixture design in mechanical processing industry is an important link.The design of the deceleration box hole 6-13 flat30, a box cover top rhombic hole 100x90 plane, the drill tank at the bottom of the seat plane 6-17, M16x1.5, Spot-facing and tapping screw thread processing technology, drilling M8-7 h deep holes and 15 boring from 100 and 50two holes, and drill 6-13 economic of fixture design at30. In the preparation process, want to consider the accuracy of hole, and the shape and position tolerance, etc. In the case of guarantee box cover and the box fit down drill M8-7 h deep holes and 15 boring from 100 and 100 two holes. On the position of the two boring accuracy to guarantee, and the positioning and clamping are more convenient. In the design of processing hole 6-13 economic level 30 special fixture, based on case base, through the C shaped clamp to link, the box cover and the box seat and positioning pin to locate it. Can replace the drill set is proposed, which can shorten the assistant time, around the drill template with nut side, left side drill template can use the hinge, the right end with hinge and a snap washer, this method can quickly put the box on the jig, so can reduce the labor intensity of workers, but also can improve productivity and production efficiency.Key words：reduction gearbox ，technology，datum ，fixture第一章 绪论1.1课题背景当代传递动力与运动的机构发展迅速，但是减速器依旧成为了这些机构中应用最普遍的机构。箱体质量占减速器总质量的一半。所以，由比例来看，箱体结构在减速器的工作性能、加工工艺、材料质量以及成本等方面有及其重要的影响。对减速器箱体加工工艺进行分析设计，可以促进减速器箱体制造产业的进步,提升减速器箱体制造的工艺水平。减速器箱体的的设计方法和工艺水平对减速器运行时的加工效率影响很大。减速器应用越来越广泛，对减速器加工生产的质量和水平形成一个强有力的推动因素。1.2 减速器发展趋势近十几年来,计算机信息及自动化技术等在机械制造中被广泛的使用,改变了一些制造业的生产组织方式。一些先进的齿轮减速器生产企业已经采用精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术,形成了高精度、高效率的智能化齿轮减速器生产线和计算机网络化管理。 零件在设计过程中,进行工艺分析设计及安排产品整个生产周期。零部件企业正向大型化、专业化、国际化方向发展。齿轮减速器产品将成为国际采购、国际配套的产品1。在21世纪成套机械装备中,减速器仍然是机械传动的基本部件。由于计算机技术与数控技术的发展,使得机械加工效率、加工精度有很大的提高,从而推动了机械传动产品多样化,整机配套的标准化、模块化,以及造型设计艺术化,使产品更加精致和美观。随着我国大功率工程机械的研制开发,中国工程机械传动产品液力传动装置和动力换挡减速箱以及静压传动装置,将有较大的发展。随着我国航天、航空、机械、电子、能源及核工业等方面的快速发展和工业机器人等在各工业部门的应用,我国在谐波齿轮传动技术应用方面已取得显著成绩。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,游艇、高速艇齿轮箱将会有较大的发展。随着我国改革开放,世界级的跨国大公司已开始大举进军中国市场,并以独资、合资、合作制造等形式在我国生产汽车、工程机械、大型成套设备的齿轮及齿轮装置,齿轮产品在我国将会有大量国际品牌加入,这必将促使我国零部件结构的大调整,车辆齿轮生产的专业化集中度将继续提高1。总之,当今世界各国减速器技术发展总趋势是向高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率和低噪声、低成本以及标准化、多样化等方面发展。减速器的设计与制造技术在今后在发展中标志着一个国家的工业水平,因此开拓和发展减速器技术在我国有着广阔的前景。1.3课题研究的目的及主要内容 制造技术在飞速的发展，一些企业把精度比较高的零件，进行自己加工。但减速器箱体具有多面多孔、高精度、空间尺寸较小、机械加工难度较大等特点，想要很快地完成这类零件的加工，必须拥有先进的数控加工设备，而且还需确定优化加工工艺方案。本设计各章节的主要内容如下：第一章 主要介绍了课题研究的背景和目的以及减速箱的发展趋势，最后概括了本课题研究的目的及主要内容第二章 对减速箱零件的作用及工艺进行了分析。第三章 通过确定毛坯的制造形式、定位基准的选择，拟定零件加工的工艺路线，确定机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸最后确定切削用量及基本工时 。 第四章 主要介绍了夹具的设计和使用。1.4本章小结本章主要先概述本课题的研究背景，再对减速器的发展趋势做出了详细介绍，最后阐述了课题研究的目的及主要内容。第二章 减速箱箱体零件的工艺分析 在制定箱体机械加工工艺规程时，要对箱体零件图进行认真的审查，然后要知道零件的作用和零件之间的配合。主要对箱体零件的结构工艺性分析和零件的技术要求分析，提出意见，并加以修改，这是一项非常重要的任务。2.1 箱体零件的作用减速器是通过齿轮的速度转换，将所要的回转数通过马达的回转数来得到，并得到较大转矩的机构。减速箱箱体是减速器的重要组成部分，它是一个坚固的基座的，可以支持和固定轴系零件，保证齿轮的运转精度，齿轮在运转过程中它可以为其储存和提供润滑及冷却油，箱体还可以防止灰尘进入。减速箱箱体结构基本都是用剖分式，重型立式减速器可采用剖分面式。如果为了方便制造安装以及运输，也可采用多个剖分面。2.2 箱体的结构分析本次设计箱体为一级减速器箱体，三维图如图2.1所示，根据参考文献2可知，本箱体采用分离式，分箱座，箱盖，二者采用螺栓连接，为保证箱体上安装轴承和端盖的孔的正确形状，两个零件的孔是合在一起加工的，装配时它们之间采用推销定位，销孔钻成通孔，便于拔销。箱座底是一个油池，里面装着有机油，起到齿轮润滑的作用。齿轮与轴承之间采用非润滑的方式，箱体内挥发的气体，可以通过通气塞来排放。箱体两边装四个钩状的加强肋板可以起到方便运输的作用。设计时箱体前后一定要对称，把两个齿轮相互啮合并且放在在该对称面上，轴承和端盖要对称分布在齿轮两侧。油池底部要保留有一定的斜度，并且要在低于油池底面放一个油螺塞，这样可以在放油后方便清洗油池。图2.1箱体三维图2.3 箱体零件的工艺分析通过对箱体的分析确定了该零件的材料为HT150，根据参考文献3可知该零件属于中强度铸铁件，铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，容易铸造，所以容易得到毛坯，各加工表面的精度以及表面粗糙度值要求都比较高，且各表面间的相互位置关系要求也较高。因为加工的表面有点多，精度也很高，箱体本身的结构形状比较复杂，所以箱体加工的基本孔要分为相对较差的阶梯孔和加工工艺性最好的通孔两类。箱体内端面很复杂，加工起来很困难，所以要应尽可能使刀具需穿过孔加工前的直径大于内端面的尺寸，假如内端面尺寸过大，则需要用专用的进给装置。箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，从而减少加工中的换刀次数。因为该减速箱要大批量生产，一般采用机器加工，所以采用容易成形，容易切削，价钱便宜，并且能抗振耐磨的铸铁，一般箱体零件都会选用HT150-HT200的铸铁。因为毛坯采用铸铁铸造，这样其精度将会提高，所以在制造毛坯时预留的加工余量可以减少。鉴于铸铁的优势，所以本箱体也将采用铸铁来制造毛坯。为了啮合精度不受影响，为了防止减速器在工作时候发出较大的声音，在齿轮啮合孔系之间，预留一定的传动齿轮副的中心距允差和齿轮啮合的精度的孔距，这样可以减少轴承之间的磨损和发热，可以延长齿轮的使用寿命，还可以使减速器保持较高的精度延长正常工作的时长。2.4 本章小结本章对减速箱箱体的零件以及结构进行了工艺上的分析，了解减速箱箱体零件的功用和相关零件的配合，以便制定相关的设计方案。第三章 零件的工艺规程设计本章慨述了机械加工工艺规程，其中有工艺的组成，工艺规程的内容和作用，机械制造工艺规程的类型及格式，工艺规程的原理和步骤的介绍。同时介绍了定位基准的选择原则，工艺路线中表面加工方法以及加工顺序的安排。3.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯是零件生产过程中不可少一部分。在确定毛坯时，一定考虑毛坯的经济性，和机械加工的经济性，又要考虑热冷加工互相兼顾的要求，不仅可以合理的选择毛坯的种类和制造方法、还可以使成本降低。在最后进行加工时还要考虑到工零件本身结构特点、和生产纲领。根据参考文献4可知毛坯的生产方式有铸造、锻造、焊接、轧制等。选择的毛坯是否合理将直接影响机械加工工艺过程、零件质量、成本和生产率，所以在确定毛坯到时候，既要考虑热加工方面的因素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造成本。零件材料为灰铸铁（HT150）制成。铸件易切削，抗压性能好，价格也实惠，在一般情况下，生产批量超过34件，采用铸件就比较经济。由于零件属于大批量生产， 所以毛坯的制造新形式为铸造（低压铸造），这样即可提高生产率，又可保证加工质量。3.2 基准的选择原则机械零件表面之间的相对位置包括表面间的位置尺寸精度和相对位置精度。而表面间的尺寸精度和位置精度要求是离不开参考依据的基准。3.2.1粗基准的选择原则对于粗基准的选择，要考虑加工面和不加工面之间的相互位置精度要求，根据参考文献5选择粗基准一般应遵循以下几项原则：（1）保证零件加工表面相对不加工表面具有一定位置精度的原则。（2）合理分配加工余量的原则。（3）便于装夹的原则。（4）一般不可以重复使用的原则。对于零件粗加工来说，需要选择不进行加工的面作为为基准。根据这个原则，现选取零件底面来作为粗基准。所以本设计的定位基准面要选择没有加工的毛坯面。3.2.2 精基准的选择原则精基准的选择要考虑基准与工序基准是否能够重合，如果不能重合，需要换算尺寸，同时还要考虑装夹方便、夹具的结构要简单。根据参考文献5选择精基准有以下五个原则：(1) 基准重合原则 (2) 基准统一原则(3) 自为基准原则(4) 互为基准原则(5) 便于夹装原则3.3 制定工艺路线 工艺路线的制定首先要考虑零件的形状、尺寸及位置精度等技术要求能否得到合理保证。如果确定了生产纲领,那么就可以用万能性机床并配和专用夹具,并切尽可能的让工序集中来，这样可以使生产率提高。同时箱体的密封性应该很好，这样有利于于传动件润滑，箱体要有良好工艺性、箱体的外观看上去要匀称和美观。除了这些之外，最主要的还是得考虑经济效益，生产时尽量低成本。工艺路线方案如下：工序一 热处理, 人工时效工序二 根据图纸上的尺寸,检察加工余量,并画中心十字线,剖分线和端面线等工序三 箱座:留余量粗刨剖分面426196; 100和80孔端面; 箱盖顶上斜方孔10090平面,粗精刨底平面到尺寸工序四 箱盖:留一定余量并粗铣剖分面;铣箱盖顶上斜方孔平面工序五 分别划箱座,箱盖上 6-13, 6-17, M161.5, M12-7H和各螺钉孔及两销钉孔中心线工序六 箱座:钻底平面6-17, M161.5, M12-7H及锪平面和攻螺纹工序七 钻斜方孔平面上4-6孔并攻丝M6-7H工序八 把箱座和箱盖组装起,用螺栓固定,按照孔线钻,铰销孔,并把它打入到定位销内工序九 钻6-13锪平30,并锪平各孔上下平面工序十 留余量,分别精刨箱座和仃盖剖分面426196; 箱盖顶上斜方孔10090平面工序十一 宽刀分别精细刨箱座和箱盖剖分面426196; 箱盖顶上斜方孔10090平面,达到要求的精度和粗糙度工序十二划100和80两孔中心线,各轴承线及孔端面线工序十三 精,细镗各轴承孔100和80两孔及锪端面 工序十四 划100和80两孔端面螺孔,并攻丝M8-7H工序十五 钻100和80两孔端面螺孔,并攻丝M8-7H工序十六 拆开后铣箱座各油槽工序十七 检验整理后所得的加工工艺路线方案如表3-1所示表3-1 加工工艺路线序号 工序名称工序内容设备1热处理人工时效2划线根据图纸上的尺寸,检察加工余量,并画中心十字线,剖分线和端面线等划线平台3粗刨箱座:留余量粗刨剖分面426196; 箱盖顶上斜方孔10090平面;底面368190,粗精刨底平面到尺寸龙门刨床4粗刨箱盖:留一定余量粗刨剖分面;刨箱盖顶上斜方孔平面龙门刨床5 划线分别划箱座,箱盖上 M161.5, M12-7H和各螺钉孔及两销钉孔中心线划线平台6钻箱座:钻底平面6-17, M161.5, M12-7H及锪平面和攻螺纹摇臂钻床7钻钻斜方孔平面上4-6孔并攻丝M6-7H摇臂钻床8钻把箱座和箱盖装好,使用用螺栓固定, 按照孔线钻,铰销孔, 并把它打入到定位销内摇臂钻床9钻钻6-13锪平30,并锪平各孔上下平面摇臂钻床10 精刨留余量,分别精刨箱座和仃盖剖分面426196; 箱盖顶上斜方孔10090平面龙门刨床 11精细刨宽刀分别精细刨箱座和箱盖剖分面426196; 箱盖顶上斜方孔10090平面,达到要求的精度和粗糙度龙门刨床12 划线划100和80两孔中心线,各轴承线及孔端面线划线平台13 镗孔精,细镗各轴承孔100和80两孔及锪端面金刚镗床14 划线划100和80两孔端面螺孔线划线平台15 钻钻100和80两孔端面螺孔,并攻丝M8-7H摇臂钻床16 铣油槽拆开后铣箱座各油槽龙门铣床17 检验成对装好后,总检验3.4 机械加工余量及工序尺寸的确定根据以上加工工艺，确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1中心孔100和80孔端面根据参考文献6表2.2-5,确定加工余量等级,灰铸铁: CT:79(选IT9);MA:F.再查表2.2-4.查得规定余量值为:3.5。故铸造尺寸为:196+3.5+3.5=203。2 箱座426196平面 根据参考文献6表2.2-5,确定加工余量等级,灰铸铁: CT:79(选IT9);MA:F.再查表2.2-4.查得规定余量值为:4.5。3箱盖底面368190根据参考文献6表2.2-5,确定加工余量等级,灰铸铁: CT:79(选IT9);MA:F.再查表2.2-4.查得规定余量值为:4.5.故铸造尺寸为:170+4.5=174.5。4. 箱盖顶上斜方孔10090平面根据参考文献6表2.2-5,确定加工余量等级,灰铸铁: CT:79(选IT9);MA:F.再查表2.2-4.查得规定余量值为:2.5。5. 中心孔100孔根据参考文献6表2.3-8,钻:第一次30,第二次80.0;(用车刀镗以后99.3) 粗铰:99.8;精铰:100至尺寸。6 中心孔80孔根据参考文献6表(2.3-8),钻:第一次30,第二次75.0; (用车刀镗以后75.5) 扩孔钻:79.5; 粗铰:99.8;精铰:80至尺寸。7 6-13锪平30和6-17锪平30和2-11锪平24一次钻削加工完成。 8 螺孔3-M6-7H和M10-7H一次加工完成。3.5 确定切削用量及基本工时 工序一 热处理, 人工时效工序二 根据图纸上的尺寸,检察加工余量,并画中心十字线,剖分线和端面线等工序三 箱座:留余量粗刨剖分面426196;粗精刨底平面到尺寸 工零件材料：HT150 铸件 机床选用：因为床身零件很大，所以得选龙门刨床（B2010A） 刀具选用：选用YG8刨刀，刀杆尺寸bh 为 20301、 切削用量的选择：根据参考文献7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 2、 计算切削时间： 根据参考文献8表1.411 可知： (3-1) (3-2) (3-3) (3-4) 查表1.410，取 K=0.4-0.75 所以有: L=426+3+4=433mm n=1000=65r/min T=L/ (fn) = (197+3+4)/ (1.8) =1.74min 因为是刨箱盖和箱座两相同平面,所以:T= T=L/(fn)=1.74min 所以，总切削时间T=T+ T=3.48min工序四 箱盖:留取一定的加工余量并粗刨剖分面;刨箱盖顶上斜方孔平面工序五 划线工序六 箱座:钻底平面6-17及锪平面1加工条件材料为HT150,硬度为137205HBS,b =175/Mpa根据参考文献6表23工艺要求:孔径,孔的深度为20mm,粗糙度=Rz50.选用钻床型号为Z3025型摇臂钻床. 根据参考文献6表4.2-12和4.2-13主轴转速: 50 80 125 200 250 315 400 500 630 1000 1600 2500进给量: 0.05 0.08 0.12 0.16 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.63 1.00 1.60 2选择钻头： 根据参考文献9表2.1,选用高速钢麻花钻钻削,麻花钻直径为d=17mm.钻头几何形状为：双锥修磨横刃, 后角，二重刃长度,横刃长,弧面长度，棱带长度 3选择切削用量:1）决定进给量f：按加工要求决定进给量：根据根据参考文献10表2-7，因为材料为HT150, 硬度为137205HBS,b =175/Mpa ,d=17mm时，所以f=0.700.86mm/r。 由于8,所以f=0.70-0.86mm/r。2)按钻头强度决定进给量:根据根据根据参考文献10表28,材料为HT150,硬度为137-205HB d=17mm,钻头强度允许的进给量是f=1.45(或1.75)mm/r通过上面进给量的对比可以看出,加工工艺要求的进给量受到了限制,其值为，参照钻床（Z3O25）说明书, ，因为是通孔,所以在孔快要被钻穿的时候要停止自动进给换位手动进给，这样可以避免钻头折断。根据参考文献10表219可以查出钻孔时的轴向力，轴向力F= 7260N 轴向力的修正系数为1.0(或0.85) ,故F=7260N.根据Z3025钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力F远大于F,由于F F校验成功.故f=1.00mm/r可用.(1)决定钻头磨钝标准及寿命:根据参考文献10表212,当d=17mm时,钻头后刀面最大磨损量0.5-0.8mm.寿命T=60min(2)决定切削速度:根据参考文献10，由于材料是HT150，硬度是硬度为137205HB，进给量f=0.81mm/r, d=17mm.所以取切削速度V=20m/min根据参考文献10 切削速度的修正系数为: 故m/min 根据钻床的实际钻速，可以考虑选择转速n=400r/min.这个转速基本与计算转速相符合，对麻花钻以及其他方面的影响较小,所以可以直接采用(3)检验机床的扭矩及功率 根据参考文献10 表221,当f=1.00mm/r, d17.5mm时,M=61.8N.m . 扭矩的修正系数为1(或0.85),故N.m根据参考文献10 表223,和以上已经的出的相关数据可以查出,高速钢钻头钻灰铸铁的时候消耗的功率为P=1.1根据Z525钻床说明书,P远大于P.由于MM，PP，故选择的切削用量可用，即f=1.00mm/r, n=n=400r/min,V=20.49m/min.4.计算基本工时 (3-5)L=l+y+，入切量及超切量根据参考文献10 表229，得y+=8mm故 min因为是6个同直径的孔所以t=0.07=0.42min工序七 钻斜方孔平面上4-6孔并攻丝M6-7H1加工条件材料为HT150,硬度为137-205HBS,b =175/Mpa，根据参考文献6表23 工艺要求:孔径d=6mm,孔深13mm,通孔.选用钻床型号为Z3025型摇臂钻床. 根据参考文献6表4.2-12和4.2-13主轴转速: 50 80 125 200 250 315 400 500 630 1000 1600 2500进给量: 0.05 0.08 0.12 0.16 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.63 1.00 1.60 2选择钻头： 根据参考文献9表2.1,选用高速钢麻花钻钻削,麻花钻直径为d=6mm.钻头几何形状为：双锥修磨横刃, 后角o16，, , 3选择切削用量:1）决定进给量f：1)按加工要求决定进给量：根据根据参考文献10，因为材料为HT150, 硬度为137-205HBS,b =175/Mpa ,d=6mm时，所以f=0.27-0.33mm/r。 由于12时,轴向力F= 2110N 轴向力的修正系数为1.0(或0.85) ,故F=2110N.根据Z3025钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为F远大于F,由于F F校验成功.故f=0.3mm/r可用.(1)决定钻头磨钝标准及寿命:根据参考文献10 表212,当d=6mm时,钻头后刀面最大磨损量0.5-0.8mm.寿命T=35min(2)决定切削速度:根据参考文献10表215，由于材料是HT150，硬度是硬度为137205HB，进给量f=0.3mm/r, d=6mm,.所以取切削速度V=22m/min根据参考文献10 切削速度的修正系数为: 9 故m/min根据Z3025钻床的实际钻速,可以考虑选择n=1600r/min.这个转速基本与计算转相符合,对麻花钻,以及其他方面的影响会比较小,所以可以直接采用(3)检验机床的扭矩及功率根据参考文献10 表221M=10.49N.m扭矩的修正系数为1,故N.m根据根据参考文献10 表223,和以上已经的出的相关数据可以查出,高速钢钻头钻灰铸铁的时候消耗的功率为P=1KW.根据Z525钻床说明书,P远大于P.由于MM，P12时,轴向力F= 2500N 轴向力的修正系数为1.0(或0.85) ,故F=2500N.根据Z3025钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为F远远大于此轴向力F,由于F F校验成功.故f=0.4mm/r可用.(1)决定钻头磨钝标准及寿命:根据参考文献10 表212,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量0.50.8mm.寿命T=60min(2)决定切削速度:根据参考文献10 表217，由于材料是HT150，硬度是硬度为137205HB，进给量f=0.4mm/r, d=13mm,.所以取切削速度V=16m/min（根据参考文献10）切削速度的修正系数为: 故m/min根据Z3025钻床的实际钻速,可以考虑选择n=400r/min.这个转速基本与计算转相符合,对麻花钻,以及其他方面的影响会比较小,所以可以直接采用(3)检验机床的扭矩及功率根据根据参考文献10表221,当f0.41mm/r, d13.3mm时,M=17.85N.m扭矩的修正系数为0.85,故N.m根据根据参考文献10 表223,和以上已经的出的相关数据可以查出,高速钢钻头钻灰铸铁的时候消耗的功率为P=1KW.根据Z3025钻床说明书,P远远大于P.由于MM，PP，故选择的切削用量可用，即f=0.4mm/r, n=n=400r/min,V=16.32m/min.4计算基本工时 (3-7)L=l+y+，入切量及超切量根据参考文献10 表229，得y+=8mm。故 min因为是6个同直径的孔所以t=0.75=4.5min工序十 精刨工序十一 精细刨工序十 二 划线工序十三 精细镗各轴承孔100和80两孔及锪端面 选用机床:T740金刚镗床.1.中心孔100精镗孔至99,单边余量Z=0.1mm,一次镗去全部余量,a=0.1mm. 进给量f=0.1mm/r 根据有关手册,确定金刚镗床的切削速度v=100m/min,则 n= 因为T740金刚镗床主轴的转速是无级变速,所以可以作为加工时使用的转速. 切削工时 l=196mm,l=3mm,l=4mm,则 t= (3-8) 细镗孔至100.因为细镗和精镗孔共同使用一个镗杆,所以切削用量及和工时均和精镗相同 a=0.05mm; f=0.1mm/r; n=318(r/min),v=100m/min; t=6.38(min). 2.中心孔80精镗孔至79,单边余量Z=0.1mm,一次镗去全部余量,a=0.1mm. 进给量f=0.1mm/r 根据有关手册,确定金刚镗床的切削速度v=100m/min,则 n= (3-9) 因为T740金刚镗床主轴的转速是无级变速,所以可以作为加工时使用的转速. 切削工时 ，l=196mm,l=3mm,l=4mm,则 t= (3-10) 细镗孔至80.因为细镗和精镗孔共同使用一个镗杆,所以切削用量及和工时均和精镗相同 a=0.05mm; f=0.1mm/r; n=398(r/min),v=100m/min; t=5.1(min). 工序十四 划线工序十五 攻100和80两孔端面螺孔M8-7H钻螺纹底孔：选用Z3025摇臂钻床及专业夹具， 根据根据参考文献9表2.8，2.15 进给量；。所以，按机床要求，取故 切削公式， (3-11)工序十六 铣油槽工序十七 检验3.6 本章小结 本章是本设计的重点及难点，首先先确定了毛坯制造形式为低压铸造，材料为灰铸铁（HT150）制成，然后通过基准的选择原则对定位基准做出了正确的选择，并制定出加工工艺路线方案。最后确定机械加工余量、工序尺寸、切削用量及基本工时。第四章 夹具的设计在机械加工中，夹具能够准确地定位所加工零件所在的位置，而且把零件紧紧的夹住，可以使所加工零件正常接收加工。可以起到保证工件的加工质量，提高加工效率的作用，这样可以大大发挥机床的工艺性能。所以，机床夹具在零件的加工中起着重要的作用。4.1 问题的提出本夹具主要用来钻6-13锪平30孔。如图4.1所示,该孔对两端面外圆表面和两端面都有一定的技术要求。在本道加工工序中，不仅要满足技术要求，而且还要提高加工的效率，降低劳动强度。另外本道工序还应考虑工件能否快速方便的卡紧。 图 4.14.2 定位基准的选择定位时要简单和快速，所以可以选择底面为基准面，可以利用一面两孔定位,这样就限制了工件六个自由度,使工件完全定位。定位方案如图4.2所示，底面限制了三个自由度，分别是X，Y轴的旋转自由度；Z轴的上下移动；一圆柱销限制了X，Y轴的移动再加一个菱形销限制了Z轴的旋转自由度。最后用一个“C”形钳把箱盖和箱座连接一起打入圆锥销。同时夹具两边使用铰链连接,这样可以把钻模板方便的放在里面,最后再用螺栓将其卡紧。夹具的结构也简单，所夹持部位也不会变形，工人安装也比较方便快捷。图4.2 定位方案示意图4.3 夹紧力的计算夹紧力的计算，可以把夹具与被加工零件看成同一个刚性系统，根据切削力和夹紧力在零件上的作用，找出所有对夹具影响加工的瞬时状态。根据静力平衡原理（），可以计算出紧力的理论值，为了保证夹紧可靠，实际所需夹紧力的值等于理论夹紧力的值乘以安全系数。即 式中：实际所需夹紧力（N）；W在一定条件下，根据静力平衡的原理，所得的理论夹紧力（N）；K安全系数。安全系数K按下式计算： (4-1)式中，为各种因素的安全系数，根据参考文献12 表1-2-1得，则计算得 =2.73根据参考文献12 表1-2-1备注可知，当K值计算结果大于2.5时，则取K=2.73。由于此夹具的钻孔采用一面两孔定位, 导致底面三个自由度受到了限制。而且主削力是向下的，力都被施加在底面上，所以并不需要很大的夹紧力。使用钻模板足以满足它的要求，不予计算。4.4 定位误差分析由于定位不准所而引起尺寸的改变就会产生定位误差，在定位完成后，因为一些外界的因素，还会使物件的位置发生改变，因此就产生了误差。定位误差的值为基准位置误差与基准不重合误差的和，即本次设计是使用一面两孔定位的方法, 利用钻模套,可以提高钻孔的性能,以及定位要求。另外被加工的零件是有一些技术上的要求,所以利用此方法能满要求,但夹具上用了一个圆柱销和菱形销,孔和销的配合方式为间隙配合。两个定位销垂直安置,说明定位时孔和销会在任意位置接触。为了使定位销在夹具体上的具体位置精度及工作稳定性，定位销和夹具体的连接方式用的是过盈配合。在零件一面两孔销定位的时候，可以在两个定位销中用一个菱形销来补偿。图纸上给的理想正确尺寸为: 68、58 ,因此在加工零件时的基准不重合误差可以不用考虑。圆柱销和底座孔以间隙配合:17H7/f6,通过参考文献13得和.菱形销和底座孔同样以间隙配合:17H7/f6,通过参考文献13得和。 故基准位移误差等于圆柱销与底座孔之间的最大配合间隙,即 (4-2)基准位移误差的值等于菱形销与底座孔之间的最大配合间隙,即 (4-3)因此,其定位误差为： (4-4)4.5夹具的使用本课题在设计夹具的时候,为提高我们的劳动生产率,我们应该先重视机动夹紧,但是由于我们的夹具是钻孔加工，孔的直径比较小，孔的各项要求也底，卡具的夹紧力不需要有很大就能满足要求，因此我们使用了要求不高的手动卡紧。同时为了有量的提高生产力，我们使用铰链联结并且用开口垫圈。这样对大量的生产来说有利于很快的提高生产率；提高生产率的同时也减轻劳动者的劳动强度。在操作时，要把钻模板放开，在放入减速箱箱体的时候通过螺纹夹紧。结构很是简单、操作也很方便且保证了箱体的固定和可靠，也便于箱体的组合装拆。如果夹具上存在杂物则必须清洗，要保持夹具的干净和卫生，而且要定期性的在各个工件表面加润滑油，这样可以增强夹具的使用寿命。4.6本章小结本章介绍了夹具的设计及使用，夹具设计的好坏会直接影响到工件的质量、加工效率以及劳动强度。所以，机床夹具在机械制造加工中有着重要的地位。结论在本次设计过程当中遇到了很多问题，从一开始的查阅资料准备，到方案的设计，再到最后绘制装配图以及各种零件图，遇到了很多的困难，最大的困难就是夹紧方案的设计，一开始打算是利用不同的压板，并把它们分布在箱座上，用四个螺栓来施加夹紧力，后面考虑到箱体零件本身有一定的自重，所以不需要太大夹紧力，主要考虑能否方便的装夹工件，通过对零件加工部位的分析，最后决定采用立式钻床，定位方式为一面两孔定位。在设计加工孔6-13锪平30的专用夹具时，以箱体底面为基准，通过“C”形钳将箱盖和箱座联结，并以定位销将其定位。采用可以更换的钻套, 可以缩短辅助时间，用螺母将钻模板左右端联结，钻模板左端可以用铰链翻转，右端用铰链和一开口垫圈，此方法可以很快的把箱体放在夹具上，这样可以减轻工人的劳动强度，而且生产率和生产效益可以得到提高。另外，通过这次的毕业设计，第一，我对所学专业知识有了一次较全面的运用各理解；第二，提高了我的设计能力，增加我对所加工的零件进行工艺及夹具的了解；第三，了解了机械加工中我们需要注意的各种问题，保证能使用和功能的前提下，要实惠、操作简单可靠；第四，在对零件图、装配图的绘制过程中，熟练掌握了cad等绘图软件的使用；第五，提高了运用有关技术手册、图表等技术资料的能力。总的来说，做完这个设计后还是有很多的收获，不仅提高了自己的实际动手能力而且独立思考的能力也得到了一定的提升。参考文献1 水利电力机械.J齿轮减速器现状及发展趋势.2001年2 张捷.机械制造技术基础 .西南交通大学出版社,2006 3 候家驹. 机械制造工艺学. M 北京: 机械工业出版社4 刘鸿文.材料力学(第四版).北京:高等教育出版社,2004 5 Samuel Huang. Advanced computer_aided fixture design M.Satl Lake city:Academic press, 2005.6 唐金松. 机械制造工艺设计简明手册.上海:上海科学技术出版社,19877 王绍俊. 机械制造工艺设计手册 M. 北京: 机械工业出版社, 1985.8 孙桓.机械制造工艺、金属切削机床设计指导.北京:高等教育出版社,20019 孟少龙. 切削用量简明手册M.北京：化学工业出版社.2004年. 10 吴宗泽.切削手册（第二版）M.北京：机械工业出版社.2004年11 Machine Tools N.chernor 1994.12 肖继德，陈宁平.机床夹具设计手册M.第2版.机械工业出版社.2005.513 沈学勤.公差配合与技术测量.北京:高等教育出版社,199814 HuiWang,yiming Rong. Case based reasoning method for computer aided welding fixture design. 200815 王小华.机床夹具图册M北京：机械工业出版社，1992致谢三个多月的设计即将结束，在这期间真的很累，但没有付出就没有收获，通过本次设计使我学到了很多东西。在这期间除了自己的努力和付出，更多的是指导老师的帮助。再设计过程中，得到了张老师的指导和反复修改，以及老不厌