齒輪傳動箱體的銑Φ42孔端面夾具設(shè)計及工藝規(guī)程說明書

需要購買圖紙咨詢Q1459919609或Q1969043202傳動箱體的工藝規(guī)程及銑42孔端面的夾具設(shè)計摘 要本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。傳動箱體加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。目 錄序 言1一 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析3二 毛坯的確定42.1確定毛坯的制造形式42.2毛坯形狀及尺寸4三 擬定加工工藝路線53.1 基準(zhǔn)的選擇53.1.1粗基準(zhǔn)選擇53.1.2 精基準(zhǔn)的選擇63.2 制定工藝路線7四 切削用量及工時計算9五 夾具設(shè)計145.1 問題的提出145.2 定位基準(zhǔn)的選擇145.3夾緊方案的設(shè)計165.4切削力及夾緊力計算165.5定位誤差分析185.6夾具設(shè)計及操作簡要說明20總 結(jié)21致 謝23參 考 文 獻(xiàn)24序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。傳動箱體的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。一 零件的分析 1.1 零件的作用齒輪箱是蝸輪箱的主要部件。蝸桿傳動在齒輪傳動箱中實現(xiàn)。蝸桿傳動是一種在空間中傳遞兩個軸之間運動和動力的傳動裝置。兩個軸之間的夾角可以是任意值，通常為90度。蝸桿傳動用于傳遞相交軸間的運動和動力。蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，一般蝸桿為主動件，上面52H7與35H7同軸孔安裝蝸桿，下面62H7與42H7同軸孔安裝蝸輪，蝸桿傳動蝸輪實現(xiàn)變速傳動。傳動箱體零件圖1-1如下：圖1-1 傳動箱體零件圖1.2 零件的工藝分析齒輪傳動箱體上的主要加工面為120外圓與止口平面、52H7與35H7孔、62H7與42H7孔。止口平面的垂直度0.02mm直接影響機器與齒輪傳動箱的接觸精度及密封。52H7與35H7孔的尺寸精度，35H7孔與120外圓同軸度0.025mm，直接影響蝸桿與蝸輪的嚙合精度、機器與齒輪傳動箱聯(lián)接時的正確定位等。因此，在加工它們時，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。62H7與42H7孔的尺寸精度，62H7孔與42H7孔中心線對各自孔口端面的垂直度0.04mm，直接影響蝸輪與蝸桿的嚙合精度、機器與齒輪傳動箱中蝸輪聯(lián)接時的正確定位等。因此，在加工它們時，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。二 毛坯的確定2.1確定毛坯的制造形式灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體組織和石墨形態(tài)有關(guān)。在嚴(yán)重的灰鑄鐵基體中的石墨鱗片石墨分離，指出易應(yīng)力、拉伸強度、塑性和韌性是灰鑄鐵比鋼低得多，但抗壓強度與鋼、鑄鐵件在鑄鐵的機械性能是最差的。同時，對灰鑄鐵基體的力學(xué)性能有一定的影響，鐵素體基體石墨板厚的灰鑄鐵，硬度和強度最低，較少應(yīng)用；石墨細(xì)珠光體灰鑄鐵、高強度和硬度，主要用來做更重要的鑄件；鐵氧體石墨片珠光體灰鑄鐵珠光體鑄鐵稍厚，不是表現(xiàn)為珠光體灰鑄鐵為好。因此，大多數(shù)工業(yè)用途的珠光體基體灰鑄鐵。經(jīng)過反復(fù)比較、HT200更合適。2.2毛坯形狀及尺寸毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機械加工的勞動量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關(guān)。 三 擬定加工工藝路線3.1 基準(zhǔn)的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。3.1.1粗基準(zhǔn)選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取端面為定位基準(zhǔn)，利用V型塊為定位元件。3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：1)為了保證零件各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量最小的面為精基準(zhǔn)。2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。當(dāng)零件上有幾個加工面，應(yīng)選與加工面的相對位置要求高的不加工面為精基準(zhǔn)。3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達(dá)到加工精度要求，在粗加工時就應(yīng)使其加工余量盡量均勻。4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應(yīng)選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準(zhǔn)。作為粗基準(zhǔn)的面應(yīng)無鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時，還應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。5) 精基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準(zhǔn)是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一精基準(zhǔn)，兩次裝夾中加工出的表面就會產(chǎn)生較大的相互位置誤差。以孔（一面2銷）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計算，在此不再重復(fù)。3.2 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下工藝方案：工序號工序名稱工序內(nèi)容5鑄 造清除澆冒口10熱處理人工時效，消除內(nèi)應(yīng)力15上底漆噴沙，上底漆20粗 車119.5、35、30留余量25粗 車119.5、115.5、120、52、46、35留余量30精 銑精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸35精 銑精銑88孔所在的面，96到尺寸40精 銑104到尺寸45粗 車88、62、60、42留余量50精 車60、35、30、2.5到尺寸，119.5留余量，倒角55精 車119.5、115.5、120、52、46、35及倒角到尺寸60精 車88、62、60、42及倒角到尺寸65鉆 孔、攻絲K向圖中3-M5螺紋底孔、攻絲70鉆 孔E向圖中面4-9 75鉆 孔、攻絲鉆F向圖中4-14孔，4-M6螺紋底孔、攻絲80鉆 孔3個耳朵上的孔3-5.5四 切削用量及工時計算工序：精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸1. 刀具的確定刀具選取高速鋼端銑刀，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)采用刀片YG8,，。2. 銑削用量的確定1） 銑削深度的確定 由于加工余量不大，因此也可以一次完成加工2） 每次進(jìn)給量及切削速度的計算的確定 根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查標(biāo)可得出 ，則根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇機床轉(zhuǎn)速750當(dāng)750r/min時根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇機床轉(zhuǎn)速3） 工時的計算切削工時的計算：，則機動工時為工序：精銑88孔所在的面，96到尺寸1. 刀具的確定刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)采用刀片YG8,，。2. 銑削用量的確定1）銑削深度的確定由于加工余量不大，因此也可以一次完成加工2） 每次進(jìn)給量及切削速度的計算的確定根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查標(biāo)可得出 ，則根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇機床轉(zhuǎn)速750當(dāng)750r/min時根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇機床轉(zhuǎn)速3） 工時的計算切削工時的計算：，則機動工時為.工序：E向圖中面4-9機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆鉆頭91)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 1194r/min與1194r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; tt= =0.355min工序：鉆F向圖中4-14孔，4-M6螺紋底孔、攻絲選用高速鋼錐柄麻花鉆螺紋底孔（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時： min攻螺紋M6mm： 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時：工序：鉆3-5.5均布孔機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆鉆頭5.51)進(jìn)給量 取f=0.15mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=25m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 638r/min與638r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為700r/min?，F(xiàn)選取=700r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.53min五 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計第30道工序的精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸的銑床夾具。5.1 問題的提出 本夾具主要用于精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。5.2 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。我們使用端面和52孔和側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，端面限制三自由度，半軸限制到兩個自由度，支撐釘限制一個自由度，這樣的空間限制共六個自由度。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定采用開口墊圈作為緊固裝置。本夾具采用平面和孔定位，一面兩銷經(jīng)典的定位方式，采用半軸和支撐釘定位，定位元件如下圖：半軸如下圖5-1：圖5-1支撐釘如下圖5-2：圖5-25.3夾緊方案的設(shè)計本夾具采用一面兩銷定位，限制空間的6個自由度，同時采用開口墊圈夾緊工件即可滿足要求。開口墊圈如下圖5-3：圖5-35.4切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端銑刀 31mm z=24機床： x51立式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力5.5定位誤差分析 (1)移動時基準(zhǔn)位移誤差 （式5-5）式中： 半軸孔的最大偏差 半軸孔的最小偏差 半軸定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式5-5）得： = =(2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6）式中： 半軸孔的最大偏差 半軸孔的最小偏差 半軸定位孔與定位銷最小配合間隙 支撐釘孔的最大偏差 支撐釘孔的最小偏差 支撐釘定位孔與定位銷最小配合間隙其中： 則代入（式5-6）得：則： 經(jīng)檢驗合格5.6夾具設(shè)計及操作簡要說明采用開口墊圈夾緊工件，采用半軸和支撐釘定位，限制空間的六個自由度，即可滿足要求，整個夾具設(shè)計整體上本著簡單操作方便的原則，裝卸方便，可以大大提高加工效率。總 結(jié)這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的